JPWO2017077686A1 - 基地局装置、無線端末装置および無線通信方法 - Google Patents

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Abstract

複数の無線端末装置に対してIEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置であって、前記複数の無線端末装置のうちの1つとのTXOP期間が終了したことを示す情報に、前記基地局装置に関する情報を含むBeacon要素を付加して、1つ以上の第1フレームを生成するフレーム生成部と、前記生成した1つ以上の第1フレームを前記複数の無線端末装置に対して送信する送信部と、を含む。

Description

本開示は、IEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置、無線端末装置および無線通信方法に関する。
高速な無線データ通信を実現するシステムとして、IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)802.11に準拠した無線LAN(Local Area Network)システムが広く使われている。IEEE802.11の無線LANシステムは、無線周波数によって、大きく2種類に分類することができる。
1つは、IEEE802.11a,b,g,n,ac等、6GHz以下のマイクロ波帯で使用することが想定されたものであって、non−DMGと呼ばれる。もう1つは、IEEE802.11ad等、ミリ波帯で使用することが想定されたものであって、DMGと呼ばれる。なお、DMGとは、Directional Multi Gigabitの略称である。
ミリ波帯で使用されるDMGデバイスは、使用する電波の直進性の高さから、ビームフォーミング技術や空間多重等の技術により、干渉による有効帯域の圧迫を抑え、有効スループットで1Gbpsを超える高速な無線ネットワークを提供することが期待されている。
IEEE802.11−2012 IEEE802.11ad−2012
無線LANによる一連の通信は、概ね、スキャン、接続認証、データ通信、切断の順に行われる。データ通信の速度が向上するにつれ、通信全体に要する時間におけるスキャンおよび接続認証の割合が増加する。具体的には、例えば700MByteのデータを実行スループット2Gbpsの無線LAN通信で送信する場合、送信に要する時間は700(MByte)*8(bit/Byte)/2(Gbps)=2.8(秒)である。ここで、例えば、データ通信のためのスキャンに500ミリ秒、接続認証に50ミリ秒を要する場合、データ通信に要する時間は合計3.35秒であり、スキャンおよび接続認証に要する時間がデータ通信全体の約1/6を占める。さらに、例えばデータ通信速度が2倍、すなわち4Gbpsになっても、スキャンおよび接続認証に要する時間が変わらない場合、スキャンおよび接続認証に要する時間はデータ通信全体の約1/3を占める。このため、スキャンおよび接続認証に要する時間の短縮化が要望されている。
スキャンは、無線端末装置が通信する接続先(例えば、アクセスポイント等の基地局装置)を探索する動作である。スキャンに要する時間は、基地局装置が定期的に発信している管理フレームの一種であるビーコン(Beacon)フレームの送出周期に依存する。Beaconフレームの送信周期は100ミリ秒であるが、より短い送出周期に設定してもよい。しかしながら、データを搬送しないBeaconフレームの送信頻度を増やすことは、有効帯域の削減、すなわち、有効スループットの低下を意味する。また、DMGにおいては、送信ビームの指向性が強いため、Beaconフレームの送信頻度を増やすと、無線通信装置(無線端末装置、基地局装置)同士の干渉が生じ、有効帯域が損なわれる可能性がある。
本開示は、Beaconフレームの送出や無線通信装置同士の干渉による有効帯域の削減を抑え、スキャンを短時間で行うことができる基地局装置、無線端末装置および無線通信方法を提供する。
本開示の基地局装置は、複数の無線端末装置に対してIEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置であって、前記複数の無線端末装置のうちの1つとのTXOP期間が終了したことを示す情報に、前記基地局装置に関する情報を含むBeacon要素を付加して、1つ以上の第1フレームを生成するフレーム生成部と、前記生成した1つ以上の第1フレームを前記複数の無線端末装置に対して送信する送信部と、を含む。
本開示の無線端末装置は、基地局装置とIEEE802.11に準拠した無線通信を行う無線端末装置であって、メディアがクリアであるか否かを判定する判断部と、前記基地局装置に対するProbe Requestフレームを生成するフレーム生成部と、クリアであると判定した場合に、前記Probe Requestフレームを送信する送信部と、前記Probe Requestフレームの送信から第1の所定時間をカウントする第1のタイマと、を含み、前記送信部は、前記第1のタイマが前記第1の所定時間をカウント終了するまでに前記Probe Requestフレームに対する前記基地局装置の応答がなかった場合、前記基地局装置のTXOP期間の最後部において送信される、TXOP期間が終了したことを示す情報に、前記基地局装置に関する情報を含むBeacon要素が付加された1つ以上の第1フレームが送信されるまで、次フレームの送信を待機する。
本開示の無線通信方法は、複数の無線端末装置に対してIEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記基地局装置が、前記複数の無線端末装置のうちの1つとのTXOP期間が終了したことを示す情報に、前記基地局装置に関する情報を含むBeacon要素を付加して、1つ以上の第1フレームを生成し、前記生成した1つ以上の第1フレームを前記複数の無線端末装置に対して送信する。
本開示によれば、Beaconフレームの送出や無線通信装置同士の干渉による有効帯域の削減を抑え、スキャンを短時間で行うことができる。
図1は、従来のDMGにおいて、1つのアクセスポイントAPと3つの無線端末装置STA1〜STA3が無線LAN通信を行う場合のシーケンス図である。 図2は、PCP/APの一例としてのアクセスポイントAPの構成の一例を示すブロック図である。 図3Aは、IEEE802.11に準拠した無線LANシステムの通信に使用される基本的なフレームフォーマットについて説明するための図である。 図3Bは、図3Aに示すMACヘッダのうち、Frame Controlの構造について説明するための図である。 図4は、non−PCP/AP STAの一例としてのSTAの構成の一例を示す図である。 図5は、第1の実施の形態に係る、APとSTA1〜STA3との通信シーケンスの具体例について説明するためのシーケンス図である。 図6Aは、APのTXOP期間の後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素とを含むCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図6Bは、APのTXOPの後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素を含むフレームとを順に連続して送信する例を示したシーケンス図である。 図6Cは、APのTXOPの後端部において、それぞれビームの方向が異なる複数のCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図6Dは、APのTXOPの後端部において、CF−ENDフレームに続けて、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図7Aは、APのTXOPの最後端においてCF−ENDフレームを送信し、TXOP期間の終了後にBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図7Bは、APのTXOPの満了後にBeacon要素を含むフレームのみを送信する例を示したシーケンス図である。 図7Cは、APのTXOPの最後端においてCF−ENDフレームを送信した後、TXOP期間の終了後に、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図7Dは、APのTXOPが満了した場合に、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図8Aは、APのTXOPの後端部において、複数のトレーラを付加したCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図8Bは、APのTXOPの後端部においてCF−ENDフレームを送信した後、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図8Cは、APのTXOPの最後端においてCF−ENDフレームを送信した後、TXOP期間の終了後に、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図8Dは、APのTXOP期間の満了後に、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図9は、第2の実施の形態に係る、APとSTA1〜STA3との通信シーケンスの具体例について説明するためのシーケンス図である。 図10Aは、STA1からのCF−ENDフレームをトリガとして、APがTXOP期間の後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素とを含むCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図10Bは、STA1からのCF−ENDフレームをトリガとして、APがTXOP期間の後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素を含むフレームとを順に連続して送信する例を示したシーケンス図である。 図10Cは、STA1のTXOP期間の後端部において、STA1からのCF−ENDフレームの受信をトリガとして、それぞれビームの方向が異なる複数のCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図10Dは、STA1のTXOP期間の後端部において、STA1からのCF−ENDフレームの受信をトリガとして自らが送信するCF−ENDフレームに続けて、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図11Aは、STA1から送信されたCF−ENDフレームをトリガとして、TXOPの最後端においてAPがCF−ENDフレームを送信し、TXOP期間の終了後にBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図11Bは、STA1からのCF−ENDフレームを受信したことによりTXOPの満了を把握し、TXOPが満了した後にAPがBeacon要素を含むフレームのみを送信する例を示したシーケンス図である。 図11Cは、STA1のTXOPの満了後に、APがBeacon要素を含むフレームのみを送信する例を示したシーケンス図である。 図11Dは、STA1から送信されたCF−ENDフレームをトリガとして、TXOPの最後端においてAPがCF−ENDフレームを送信し、TXOP期間の終了後に、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図11Eは、STA1からのCF−ENDフレームを受信したことによりTXOPの満了を把握し、TXOPが満了した後にAPが、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図11Fは、STA1のTXOPの満了後に、APがそれぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図12Aは、APがSTA1からCF−ENDフレームを受信したことをトリガとして、複数のトレーラを付加したCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図12Bは、STA1のTXOPの後端部において、APがSTA1からCF−ENDフレームを受信したことをトリガとして、CF−ENDフレームを送信した後、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図12Cは、STA1から送信されたCF−ENDフレームをトリガとして、TXOPの最後端においてAPがCF−ENDフレームを送信し、TXOP期間の終了後に複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図12Dは、STA1からのCF−ENDフレームを受信したことによりTXOPの満了を把握し、TXOPが満了した後にAPが複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。 図12Eは、STA1のTXOPの満了後に、APが複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームのみを送信する例を示したシーケンス図である。 図13は、第3の実施の形態に係るSTA2の動作例を示すフローチャートである。 図14は、第3の実施の形態のSTA2の動作の変形例を示すフローチャートである。
<本開示の前提事項の説明>
IEEE802.11では、ネットワークの構成として、主にIBSS(Independent Basic Service Set)、BSS(Basic Service Set)、PBSS(Personal Basic Service Set)等の通信モードがある。IBSSはアドホックモード、BSSはインフラストラクチャモード等と呼ばれている。このうち、BSSあるいはPBSSでは、接続を管理する基地局装置に相当する無線通信装置として、アクセスポイントAP、およびPCP(PBSS Control Point)がそれぞれ定義されている。これらをまとめて、以下PCP/APと記載する。また、基地局装置に接続する無線端末装置に相当する無線通信装置として、non−AP STA(STAtion)およびnon−PCP STAが定義される。これら、無線端末装置に相当する無線通信装置をまとめて、以下non−PCP/AP STAと記載する。
なお、PBSSおよびPCPについては、non−DMGでは定義されていないので、本実施の形態において、non−DMGの動作を記載する時、上記無線通信装置をnon−(PCP/)AP STAや(PCP/)AP等、括弧を用いて記載することがある。
IEEE802.11に準拠した無線LANシステムにおける一連の通信は、概ね、スキャン、接続認証、通信(データ転送)、切断の順に行われる。なお、場合によっては、通信中に、次の接続先を探すスキャンや、次の接続先に切り替えるハンドオーバーが実施されることもある。
スキャンは、これから接続する無線通信装置であるPCP/AP、あるいはPCP/APのサービスであるPBSS/BSSを探索する動作である。また、接続認証は、non−PCP/AP STAが接続すると決定したPCP/APに対して、接続の要求および確認する動作と、主に暗号認証に関する一連の手続きする動作とである。通信(データ転送)は、実際にデータのやりとりをする動作である。切断は、通信の必要性がなくなったことが明らかな場合、基地局装置から無線端末装置を切り離す動作であり、明示的には行われない場合もある。
以下、スキャン動作時における手続きについて詳細に説明する。スキャン手続きには、パッシブスキャン(Passive Scan)とアクティブスキャン(Active Scan)の2種類が存在する。パッシブスキャンは、PCP/APから送信されるBeaconフレームをnon−PCP/AP STAが受信し、non−PCP/AP STAがBSSID(Basic Service Set IDentifier)を確認する動作である。また、アクティブスキャンは、non−PCP/AP STAが、接続したいSSIDを含む、あるいは特定のPCP/APを指定しないProbe Requestフレームを送信する動作であり、PCP/APからnon−PCP/AP STAへのBSSIDの情報を含む応答を要求する動作である。これらの動作は、non−DMGにおける手続きとDMGにおける手続きとでは、若干異なる手続きとなるため、それぞれについて説明する。
[non−DMGにおけるパッシブスキャン]
(PCP/)APは、Beaconフレームを、受信状態であるnon−(PCP/)AP STAに、時刻TBTT(Target Beacon Transmission Time)において周期的に、報知する。TBTTの周期は、例えば100msに設定される。Beaconフレームを受信したnon−(PCP/)AP STAは、Beaconフレームから(PCP/)APならびに(PBSS/)BSSの情報を取得する。従って、non−DMGにおけるパッシブスキャンでは、スキャン完了に要する時間は、TBTTの周期に依存する。
[non−DMGにおけるアクティブスキャン]
non−(PCP/)AP STAは、無線メディアアクセス手続きに従い、メディアを確保した後、Probe Requestフレームを送信する。(PCP/)AP STAは、Probe Requestフレームを受信し、必要に応じて、Probe Responseフレームでnon−(PCP/)AP STAへ応答する。non−(PCP/)AP STAは、Probe Responseフレームを(PCP/)AP STAから受信し、(PCP/)APならびに(PBSS/)BSSの情報を取得する。
アクティブスキャンは、パッシブスキャンと比較して短時間でスキャンを完了することができる。しかし、スキャンのためにProbe Requestフレームを、頻繁に送出する状況が、都市部等の無線通信装置の密集地域においてよく発生している。この状況は、フレーム間干渉の誘発による、メディア圧迫の原因であるため、対処が求められている。
[DMGにおけるパッシブスキャン]
一方、DMGにおけるパッシブスキャンでは、以下のような動作が行われる。PCP/APは、Beaconフレームを時刻TBTTにおいて周期的に、受信待ち受け状態のnon−PCP/AP STAに、報知する。Beaconフレームを受信したnon−PCP/AP STAは、PCP/APならびにPBSS/BSSの情報を取得する。TBTTの周期は、例えば、100msに設定されている。ここまでの動作はnon−DMGにおけるパッシブスキャンと同様である。
さらに、non−PCP/AP STAとPCP/APとは、Beaconフレームおよび、SSW(Sector SWeep)フレームを使用して、ビームフォーミングトレーニングを実施し、PCP/APおよびnon−PCP/AP STAのビームコンフィグレーションを決定する。なお、ビームフォーミングトレーニングとは、DMGデバイスが、直進性の強い周波数の電波特性を最大限活かすため、接続認証に先立って行う動作である。DMGにおけるパッシブスキャンでも、スキャン完了に要する時間は、TBTTの周期に依存する。
[DMGにおけるアクティブスキャン]
DMGにおけるアクティブスキャンは、主に、2台のnon−PCP/AP STAが存在する環境について説明する。一方のnon−PCP/AP STAは、ランダムにBeaconフレームを送信する。もう一方のnon−PCP/AP STAも、ランダムにBeaconフレームを送信する。Beaconフレームを受信した一方のnon−PCP/AP STAは、他方のnon−PCP/AP STAの情報および開設する予定のPBSS/BSSの情報を取得する。
さらに、2台のnon−PCP/AP STAは、Beaconフレームおよび、SSWフレームを使用して、ビームフォーミングトレーニングを実施し、2台のnon−PCP/AP STAの間のビームコンフィグレーションを決定する。Beaconフレームを受信したnon−PCP/AP STAは、Probe Requestフレームを送信し、Probe Requestフレームを受信したnon−PCP/AP STAは、Probe Responseフレームで応答する。Probe Responseフレームを受信したnon−PCP/AP STAは、もう一方のnon−PCP/AP STAの情報および開設する予定のPBSS/BSSの情報を取得する。
上述したように、DMGにおけるアクティブスキャンの手続きは、いずれの無線通信装置も、PCP/APすなわち基地局装置としては起動していない状態について説明した。一方の無線通信装置がPCP/APとして既に起動している場合には、non−DMGにおける手続き、あるいはパッシブスキャンによる手続きと同様に、Beaconフレームの送信周期はTBTTの周期毎であるため、スキャン完了に要する時間はTBTTの周期に依存する。
なお、IEEE802.11では、non−DMGにおけるアクティブスキャンの動作をDMGにおいて使用可能である。しかし、後述するように、従来のDMGでは使用されていない。
[DMGにおけるスキャンの詳細]
上記では、non−DMGおよびDMGの動作として、それぞれパッシブスキャンおよびアクティブスキャンの動作について説明した。以下では、DMGにおけるスキャンの動作について、より詳細に説明する。図1は、従来のDMGにおいて、1つのアクセスポイントAPと3つの無線端末装置STA1〜STA3が無線LAN通信を行う場合のシーケンス図である。
図1において、アクセスポイントAPは既に起動しており、non−PCP/AP STAであるSTA1とSTA3とは既にAPに接続している。そして、APとSTA1との通信の最中に、STA2が起動し、スキャンを開始する。なお、図1に示すシーケンス図では、APとSTA1との間の通信は、APによって開始される。
IEEE802.11に準拠した無線LANシステムでは、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)によってメディアアクセス制御が行われる。図1におけるAPおよびSTA1〜STA3のいずれのデバイスも、ミリ波通信を始めとする、直進性あるいは指向性の強い周波数の電波を用いて通信を行う。このため、いずれのデバイスもビームフォーミングにより、ビームの方向を変化させる機能を有する。
図1に示すように、DMGにおいて、APは、いずれのSTAとも通信をしていない場合、次にどちらの方向のSTAから電波(ビーム)が到達するか予測困難であるため、APは、どの方向からの電波でも受信できるように、受信アンテナをQuasi−Omni(擬似無指向性)に設定して、受信の待ち受けを行う。
なお、通信モードがBSSである場合、BSSの性質上、STAが通信する接続先はAPであるため、STAはAPの方にビームを向けておけばよい。従って、STAは受信の待ち受け時に、Quasi−Omniに設定しなくてもよい。一方、通信モードがPBSSである場合、各STAは、次の電波(ビーム)の到来方向が予測困難なため、BSSにおけるAPと同様、各STAは、受信アンテナをQuasi−Omniに設定して、受信の待ち受けを行う。
図1への図示は省略しているが、APは、まず、CSMA/CAに従って、複数の無線通信装置による通信がほぼ同時に行われることによるデータ(フレーム)の衝突を防止するためのバックオフ手順(Coordination functionによる調停)を行う。バックオフ手順を終えると、APは、図1に示す通信を開始するため、宛先アドレスをSTA1に設定したRTS(Request to Send)フレームをSTA1に向けて送信する。RTSフレームは、到達性を高めるために、低いレート(データ通信速度)に設定されたControl−PHY等の制御用のMCS(Modulation Coding Scheme)を使用して送信される。なお、図1においては、APは、STA3とも通信を行うので、STA1と同時にSTA3に対してもRTSフレームを送信している。
STA1は、自局宛てのRTSフレームを受信した後、CTS(Clear to Send)フレームで応答する。APは、STA1からCTSフレームを受信した後、所定の期間に亘り、送信機会TXOP(Transmission OPportunity)を獲得する。IEEE802.11では、TXOP期間は、最大32msに設定でき、例えば、数msに設定される。TXOPとは、無線通信装置が通信チャネルを占有する期間を設定するためのパラメータである。
APは、STA1からのCTSフレーム受信によって、受信時から所定の期間、送信機会を獲得したことを把握し、通信環境を向上させるために、送信および受信のビームをSTA1の方向へ設定する。なお、APは、RTSフレームの送信後、CTSフレームをより確実に捉えるために、STA1からのCTS受信の受信前に、受信ビームの指向性をSTA1の方向に設定してもよい。
APは、獲得したTXOPの期間内において、フレームの送信を継続する。STA1は、APの獲得したTXOPの期間内において、データの送受信や、適宜、ACK(Acknoledge)フレームやBA(Block Ack)フレームによって、到達確認の応答送信を行う。なお、APによって獲得されたTXOP期間中に、RD(Reverse Direction)等の機能を用い、一時的にデータの送信機会をAPからSTA1に明け渡して、STA1が通信を行ってもよい。
APは、例えTXOP期間の途中でも、TXOPの必要がなくなった場合(例えば、送信するものがなくなった等)には、TXOPの解放(リリース)を、CF−ENDフレームの送信によって、APの周囲に存在するSTA1〜STA3に対して、宣言および報知する。
一方、STA2は、APのTXOP期間の最中に起動し、接続先のスキャンを開始する。ここで、STA2は、早くスキャンを完了するため、従来のアクティブスキャンの手続き、すなわちプローブリクエスト(PrbReq)フレームを送信する。
しかし、APはSTA1と通信中であり、ビームがSTA1の方向を向いているため、APは、STA2からのPrbReqフレームを受信すること、および、正しく復調することが困難であるため、応答しない。
ここで、図1に示すように、STA2は、APからの応答が返ってこないため、PrbReqフレームを再送し続ける。このため、STA2からのPrbReqフレームの送信は、APとSTA1との通信に対する干渉波となり、通信を阻害してしまう可能性がある。あるいは、近隣の他BSSへの干渉を発生し、近隣の他BSSでの無線通信を阻害する可能性がある。一方、STA2は、自無線通信装置が他無線通信装置間の通信に干渉を与え続けていることを自覚することは困難であるため、干渉波を生成しつづける。
このように、DMGでは、スキャンの早期完了のための従来型の(non−DMGにおいて用いられている)アクティブスキャンの使用は、スキャンの早期完了が困難である可能性があり、他無線通信装置の通信波との干渉を誘発し、メディアの有効帯域を減少させる可能性がある。このため、従来技術のDMGでは、スキャンの早期完了のために、従来型のアクティブスキャンの使用は行われない。
なお、non−DMGの場合は、ビームの指向性が比較的強くないため、APの送信する電波によって、STA2は、それが自無線通信装置に向けたものではなくても、キャリアセンスを行うことが可能である。このため、PrbReqフレームの再送を繰り返しても干渉の原因となる事態は生じない。
<本開示の第1の実施の形態>
[PCP/APの構成の一例]
上述したIEEE802.11に準拠した無線通信システムを踏まえて、以下では、本開示の実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、DMGの無線通信システムを例にして説明する。まず、PCP/APとの一例としてのアクセスポイントAPの構成について説明する。図2は、アクセスポイントAPの構成の一例を示すブロック図である。なお、PCP/APは本開示の基地局装置に対応している。すなわち、図2に示すアクセスポイントAPは、本開示の基地局装置の一例である。
図2はアクセスポイントAPの構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、APは無線送信器101、無線受信器102、フレーム判定器103、フレーム生成器104、、ディスカバリタイマ105、TOXPタイマ106、Backoff(CSMA/CA)タイマ107、TBTTタイマ108、即時応答送信タイマ109を有する。
無線送信器101および無線受信器102は、例えばnon−PCP/AP STAとフレームの送受信を行う。無線送信器101および無線受信器102は、少なくとも1つのアンテナと、ビーム偏向機能を有し、ビームの方向を変化させることができる。
無線受信器102から受信された、他のnon−PCP/AP STAからのフレームは、フレーム判定器103によってフレームの種類が判別される。フレーム判定器103は、送信されたデータのMAC(Media Access Control)層のヘッダ部分であるMACヘッダのうち、Frame Controlというフィールドを参照してフレームの種類を判定する。
図3Aは、IEEE802.11に準拠した無線LANシステムの通信に使用される基本的なフレームフォーマットについて説明するための図である。また、図3Bは、図3Aに示すMACヘッダのうち、Frame Controlの構造について説明するための図である。
図3Aに示すフィールド「Frame Control」は、図3Bに示すように、フレームの種別や、各アドレスフィールドのデコード方法、現フレームが暗号化されているか等を示す。図3Aに示すフィールド「Duration/ID」は、フレーム送信完了までの予約時間や、予約時間の残り時間を示す。図3Aに示すフィールド「Address1」は、宛先アドレス、すなわち受信局のMACアドレス等を示す。
図3Aに示すフィールド「Address2」は、送信元アドレス、すなわち無線送信装置のMACアドレス等を示す。図3Aに示すフィールド「Address3」は、PBSS/BSSの基地局装置のMACアドレス(BSSID等と呼ばれる)等を示す。図3Aに示すフィールド「Sequence Control」には、分割位置の表示やシーケンス番号等を示す。図3Aに示すフィールド「Address4」は、基地局装置間通信(WDS:Wireless Distribution Service)を行うときに使用される。図3Aに示すフィールド「Frame Body」は、データの本体(中身)である。図3Aに示すフィールド「FCS」は、エラーチェック用のフィールドである。
また、図3Bに示すフィールド「Type」は、フレーム種別の大分類を示す。図3Bに示すフィールド「Subtype」は、フレーム種別の小分類を示す。図3Bに示すフィールド「ToDS」は、宛先が基地局装置であるか否か、無線通信装置であるか否か、等を示す。なお、DSはDistribution Serviceの略である。図3Bに示すフィールド「FromDS」は、送信元が基地局装置であるか否か、無線通信装置であるか否か、等を示す。図3Bに示すフィールド「More Fragments」は、フラグメント(分割)されたフレームであるか否かを示す。図3Bに示すフィールド「Retry」は、再送フレームであるか否かを示す。
図3Bに示すフィールド「Power Management」は、送信元がパワーマネジメントモードであるか否かを示す。図3Bに示すフィールド「More data」は、パワーセーブモードにあるSTAに対して、更なるデータの存在を示すために使用される。図3Bに示すフィールド「Protected Frame」は、暗号化されたデータであるか否かを示す。図3Bに示すフィールド「Order」は、到達順序に制限を設けるか否か等を示す。
図3Bに示すフィールド「Type」と「Subtype」の組み合わせにより、フレームの種別が判別される。フレームの種類には、例えば、通信開始時に無線通信装置間の衝突を回避するために使用されるRTS(Request To Send)フレームおよびCTS(Clear to Send)フレーム、周囲のnon−PCP/AP STAに対してSSID(Service Set Identifier)を送信して応答を待つためのProbe Requestフレーム、通信内容であるDataフレーム、通信の終了をアナウンスするためのCF−END(Contention Free-End)フレーム等がある。
このように、フレーム判定器103は、フレーム種別を判定し、RTSフレーム、CTSフレーム、Probe Requestフレーム、CF−ENDフレームであった場合は、これらに含まれる情報をフレーム生成器104およびTXOPタイマ106に対して出力する。また、Dataフレームであった場合は、フレーム判定器103は、当該Dataフレームを上位層(ネットワーク層以上)に出力する。
フレーム生成器104は、送信するフレームを生成する。送信するフレームの種類は、RTSフレーム、CTSフレーム、Dataフレーム、CF−ENDフレームの他、Probe Requestフレームに対する応答であるProbe Responseフレーム、AP自身に関する情報を周囲の無線端末装置に知らせるためのBeaconフレーム、詳細は後述するCF−END+Beaconフレーム等がある。
フレーム生成器104は、フレーム判定器103が判定したフレームの種別がRTSフレームであった場合は、CTSフレームを生成する。また、フレーム生成器104は、フレーム判定器103が判定したフレームの種別がProbe Requestフレームであった場合は、Probe Responseフレームを生成する。
また、フレーム生成器104は、フレーム判定器103が判定したフレームの種別がCF−ENDフレームであった場合は、例えば後述するディスカバリタイマ105により一定の期間内にBeacon要素を送信済みであるか否かの判定を行い、送信済みでない場合にBeacon要素(non−PCP/AP STAが接続に際し、Beaconフレームから取得する情報要素)を追加したCF−ENDフレームを生成する。すなわち、TXOP期間が終了した後、APが送信するCF−ENDフレームには、Beacon要素が付加されている。以下では、Beacon要素が付加されているCF−ENDフレームをCF−END+Beaconフレームと称する。また、フレーム生成器104は、上位層から通信するデータを取得した場合、Dataフレームを生成する。また、これらとは別に、フレーム生成器104は、Beaconフレームを生成する。
ディスカバリタイマ105は、フレーム判定器103が判定したフレームの種別がCF−ENDフレームであった場合、一定の期間内にBeacon要素を送信済みであるか否かの判定を行い、結果をフレーム生成器104に出力する。これにより、TXOP期間が終了してCF−END+Beaconフレームがフレーム生成器104によって生成され送信された後、一定の期間内は、再度TXOP期間が終了することがあっても、フレーム生成器104はBeacon要素を含むフレームを再度生成しない。これにより、APの送信するフレームが早くなくなった場合等、TXOP期間が短く終わった場合でも、Beacon要素を含むフレームを過度に送信することなく、有効帯域の圧迫を最小限に抑えることができるようになる。
TXOPタイマ106は、TXOPの期間計測ならびに開始・終了通知を行うタイマである。TXOPは、上述したように、無線通信装置が通信チャネルを占有する期間である。TXOPタイマ106は、相手局から取得したCTSフレーム、あるいはフレーム生成器104が生成したCTSフレームに基づいて、自局においてTXOP期間が開始したか否か、あるいは、相手局においてTXOPが開始したか否か、を判定する。なお、通信相手の無線通信装置あるいは、図示されない第三の無線通信装置から、CTSフレーム等のフレームを受信した場合には、自無線通信装置の送信禁止期間が発生したことを把握し、送信禁止期間の計測を行うために、TXOPタイマ106を用いて計測することができる。なお、TXOPタイマとは別のタイマを用いて計測してもよい。
なお、TXOPタイマ106は、受信したフレームがCTSフレームであった場合には自無線通信装置がTXOPを取得すると判定し、フレーム生成器104がCTSフレームを生成してこれが送信された場合に通信相手の無線通信装置がTXOPを取得し、自無線通信装置は送信禁止期間であると判定する。
また、TXOPタイマ106は、上述したように、自無線通信装置または通信相手の無線通信装置のTXOP期間が開始した後、TXOP期間が終了したか否かの終了判定を行う。TXOP期間が終了であると判定された場合、スイッチSW1が接続され、フレーム生成器104により生成されたCF−ENDフレームが無線送信器101から周囲に向かって送信される。
また、TXOP期間の開始あるいは終了したと判定された場合、無線送信器101および無線受信器102は、ビーム偏向性を切り替える。具体的には、TXOP期間内では、無線送信器101および無線受信器102は、接続相手のnon−PCP/AP STAに対してビームを偏向させた状態とし、反対にTXOP期間外では、無指向性(omni)あるいは疑似無指向性(quasi-omni)のビームとする。さらに、TXOP期間中であると判定された場合、スイッチSW3が接続され、Dataフレームが無線送信器101から通信相手のnon−PCP/AP STAに送信される。
Backoff(CSMA/CA)タイマ107は、バックオフ(フレームの衝突を回避するための時間)を計測するタイマである。なお、CSMA/CAとは、Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidanceの略であり、IEEE802.11の通信手順として採用されている。Backoffタイマ107がバックオフ時間が終了したと判定した場合、スイッチSW2が接続されると、フレーム生成器104が生成したRTSフレーム、Probe Requestフレーム、Probe Responseフレーム、あるいは、Dataフレーム等が無線送信器101から周囲に送信される。
TBTTタイマ108は、Beaconフレームの送信周期が訪れたか否かの判定を行う。Beaconフレームの送信周期が訪れたと判定された場合、スイッチSW4が接続され、フレーム生成器104が生成したBeaconフレームが無線送信器101から周囲に送信される。
即時応答送信タイマ109は、Dataフレームを受信した後のACKフレームの送信、または、RTSフレームを受信をした後のCTSフレームの送信、を行う場合に、DataフレームまたはRTSフレームの受信後に起動され、規定時間が終了したと判定した後に、スイッチSW5を接続し、フレーム生成器104が生成したACKフレームまたはCTSフレーム等の即時応答フレーム等が無線送信機101から周囲の無線通信装置に送信される。
このように、APは自身に割り当てられたTXOPが終了した後、CF−ENDフレームに、Beaconフレームに含まれる情報要素であるBeacon要素を加えたCF−END+Beaconフレームを生成して送信する。これにより、APの周囲に存在するnon−PCP/AP STAは、送信頻度が低いBeaconフレームを待つよりも、APが通信可能な状態となったことを周囲の無線通信装置に周知するためのCF−ENDフレームに付加されたBeacon要素によって、スキャン動作を終了させることができる。
[non−PCP/AP STA]
次に、図4は、non−PCP/AP STAの一例としてのSTAの構成の一例を示す図である。なお、non−PCP/AP STAは、本開示の無線端末装置に対応している。すなわち、第1の実施の形態におけるSTAは、本開示の無線端末装置の一例である。図4に示すように、STAは、無線送信器201、無線受信器202、フレーム判定器203、フレーム生成器204、TXOPタイマ205、Backoff(CSMA/CA)タイマ207、PrbReqタイマ209、TXOP満了タイマ210、即時応答送信タイマ211を有する。
図4に示す構成のうち、無線送信器201、無線受信器202、TXOPタイマ205、Backoffタイマ207、即時応答タイマ211に関しては、図2に関連づけて説明したAPの同名の構成とほぼ同じ動作をするため、ここでは説明を省略する。
フレーム判定器203は、無線受信器202の受信したフレームの種別を判定する点では図2に示すフレーム判定器103と同様であるが、判定するフレームの種別が異なっている。具体的には、APのフレーム判定器103と同様にRTSフレーム、CTSフレーム、CF−ENDフレーム、Dataフレームの他、APから送信されたProbe Responseフレームや、TXOP期間が終了した後にAPから送信されたCF−END+Beaconフレーム等の判定を行う。
フレーム生成器204は、フレーム判定器203の判定したフレーム種別に応じて、APに送信するフレームを生成する。送信するフレームの種類は、RTSフレーム、CTSフレーム、Dataフレーム、CF−ENDフレーム、の他、APに接続を希望するためのProbe Requestフレームがある。
フレーム生成器204は、フレーム判定器203が判定したフレームの種別がRTSフレームであった場合は、CTSフレームを生成する。また、フレーム生成器204は、起動スイッチSW6により、それまで起動していなかったSTAが起動された場合、起動をトリガとして、Backoff(CSMA/CA)タイマ207を起動し、Backoff(CSMA/CA)タイマ207の満了後、Probe Requestフレームを生成し、接続されたスイッチSW2を介して、無線送信器201から送信する。
また、フレーム生成器204は、フレーム判定器203が判定したフレームの種別がCF−ENDフレームであった場合は、CF−ENDフレームを生成する。また、フレーム生成器204は、上位層から通信するデータを取得した場合、Dataフレームを生成する。
PrbReqタイマ209は、Probe Requestフレームの送信が行われた場合、時間をカウントし、所定の期間内にProbe Responseフレームの受信があった場合に、STAのスキャン動作が完了したと判定し、スキャンを終了する。第1の所定の期間内にProbe Responseフレームの受信がなかった場合には、TXOP満了タイマ210にその旨を通知する。
TXOP満了タイマ210は、PrbReqタイマ209が満了した場合、すなわち第1の所定の期間内にProbe Responseフレームの受信がなかった場合に起動し、時間をカウントする。第2の所定の期間内にタイマ210は、CF−END+Beaconフレームの受信があった場合に、STAのスキャン動作が完了したと判定し、スキャンを終了する。所定の期間内にCF−END+Beaconフレームの受信がなかった場合には、フレーム生成器204に対して、Probe Requestフレームを生成する指示を出力する。無線通信装置は、Probe Requestフレームの生成に先立って、スキャンを行う周波数(チャネル)を異なる次のチャネルに変化させてもよい。
このような構成により、PrbReqタイマ209が、Probe Requestフレームが送信されてからの時間をカウントし、また、TXOP満了タイマ210が、Probe Requestフレームが送信されてから第1の所定の期間が経過し、さらに第2の所定の期間内にCF−END+Beaconフレームの受信がなかった場合に、Probe Requestフレームを生成して再送信する。第1の所定の期間および第2の所定の期間を適切に調節することによって、non−PCP/AP STAからの複数回に亘るProbe Requestフレームの送信が通信帯域を圧迫する事態を回避することができる。なお、TXOP満了タイマ210が満了した場合、APのTXOP期間が満了したことを意味する。
<第1の実施の形態における通信シーケンスの具体例>
以上、PCP/APとしてのAPと、non−PCP/AP STAとしてのSTAの構成の一例について説明した。以下では、本開示の第1の実施の形態として、APと複数のSTAとの通信シーケンスの具体例について説明する。
図5は、第1の実施の形態に係る、APとSTA1〜STA3との通信シーケンスの具体例について説明するためのシーケンス図である。通信シーケンスは、DMGにおけるシーケンスを想定している。通信シーケンスの開始時点において、STA1およびSTA3は、既にAPに接続されている。図5では、APは、STA1と通信を行うが、通信の最中にSTA2が起動し、スキャンを開始する。図5では、APとSTA1間の通信は、APによって開始される。
APは、まず、CSMA/CAに従って、複数の無線通信装置による通信がほぼ同時に行われることによるフレームの衝突を防止するためのバックオフ手順(Coordination functionによる調停)を行う。バックオフ手順を終えると、APは、通信を開始するために、宛先アドレスをSTA1に設定したRTS(Request to Send)フレームをSTA1に向けて送信する。RTSフレームは、到達性を高めるために、低いレート(データ通信速度)に設定されたControl−PHY等の制御用のMCS(Modulation Coding Scheme)を使用して送信される。
STA1は、自装置宛てのRTSフレームを受信した場合、自装置宛てのRTSフレームに対してCTS(Clear to Send)フレームを用いて応答する。APは、STA1からCTSフレームを受信した場合、所定の期間に亘り、送信機会TXOP(Transmission OPportunity)を獲得する。
APは、STA1からのCTSフレーム受信によって、CTSフレームの受信時から所定の期間、送信機会を獲得したことを把握し、より良い通信を行うために、送信および受信のビームをSTA1へ向ける。なお、APは、RTSフレームの送信後、CTSフレームをより確実に受信するために、CTS受信の前に、ビームをSTA1に向けてもよい。
APは、獲得したTXOPの期間内において、フレームの送信を継続する。STA1は、APの獲得したTXOPの期間内において、データの送受信や、適宜、ACK(Acknoledge)フレームやBA(Block Ack)フレームによって、到達確認の応答送信を行う。なお、APによって獲得されたTXOP期間中に、RD(Reverse Direction)等の機能を用い、一時的にデータの送信機会をAPがSTA1に明け渡して、STA1から送信してもよい。
APはTXOP期間が満了した場合、あるいは、TXOP期間の残留中に、TXOPの必要がなくなった場合(例えば、送信するものがなくなった等)には、TXOPの解放(リリース)を、CF−ENDフレームの送信によって、APの周囲に存在するSTA1〜STA3に対して、宣言ならびに報知する。送信されるCF−ENDフレームは、上記説明した、APのMACアドレス等の情報を含むBeacon要素が付加されたCF−END+Beaconフレームである。
一方、図5において、STA2は、図1に示すシーケンス図と同様に、APとSTA1との通信中に起動し、起動をトリガとして生成されたProbe Requestフレームを送信する。Probe Requestフレームを送信時では、APとSTA1と通信中であり、APのビームが、STA1の方向を向いているため、APは、STA2からのPrbReqフレームを受信すること、および、正しく復調することは困難であり、応答しない。
図1に示す従来技術のDMGにおける通信のシーケンス図では、STA2はProbe Requestフレームを何度も再送していたが、図5に示す本開示の第1の実施の形態では、STA2は、起動をトリガとして、1度、Probe Requestフレームを送信した後、例え返信(Probe Responseフレーム)が返ってこない場合でも、所定の時間(上述した第1の所定の時間+第2の所定の時間)が経過するまでは、Probe Requestフレームを再送しない。
図5に示す通信シーケンスでは、STA2は、所定の時間が経過する前に、APからのCF−END+Beaconフレームを受信し、STA2のスキャン動作が完了しているため、Probe Requestフレームの再送は行われていないが、所定の時間が経過するより前にCF−END+Beaconフレームの受信がなかった場合、STA2は再度Probe Requestフレームを生成してAPに向けて送信する。なお、STA2は、Probe Requestフレームの送信を、スキャンを行う周波数(チャネル)とは異なる次のチャネルに変化して、行ってもよい。
図5に示す通信シーケンスでは、Beacon要素の受信をAPから待ち受けている、STA2のような接続待ち状態の無線端末装置は、低い頻度によって送信されるBeaconフレームを待つよりも早く、CF−ENDフレームに付加されたBeacon要素によってスキャン動作が完了することができる。
[CF−END+Beaconフレームの具体例]
上記説明したように、第1の実施の形態では、図5に示す通信シーケンスのように、APは、TXOPの終了をトリガとしてCF−END+Beaconフレームを周囲の無線通信装置に対して送信する。
CF−END+Beaconフレームは、無線LANネットワークの識別子であるBSSID(Basic Service Set Identifier)を含み、PCP/APであるAPの識別子であるSSID(Service Set Identifier)も含まれることが望ましい。これによって、APとの接続を希望するSTAは、CF−END+Beaconフレームによってスキャン動作が完了できるため、スキャン動作を高速に行うことができる。
以下では、CF−END+Beaconフレームの具体的な例について説明する。CF−END+Beaconフレームの一例として、図6Aに示すように、CF−ENDフレームとBeacon要素とを1つのフレーム内に収めたフレームについて説明する。図6Aは、APのTXOP期間の後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素とを含むCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。図6に示す構成により、無線通信装置(AP)は、異なる2つのフレームを1つで済ませることができるため、フレーム間ギャップ等のオーバーヘッドを削減でき、有効帯域の減少を最小限に抑えることができる。
但し、本開示は図6Aに限定されるものではない。例えば図6Bに示すように、APのTXOP期間の後端部において、CF−ENDフレームとBeacon要素を含むフレームとを連続して送信するようにしてもよい。図6Bは、APのTXOPの後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素を含むフレームとを順に連続して送信する例を示したシーケンス図である。
APの周囲に存在すると予見されるnon−PCP/AP STAへBeacon要素の到達可能性を高めるためにBeacon要素の到達距離を広く(長く)とりたい場合には、APは、図6Cに示すように、ビームの方向を様々に変化させた複数CF−END+Beaconフレームを送信してもよい。図6Cは、APのTXOPの後端部において、それぞれビームの方向が異なる複数のCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。また、図6Dは、APのTXOPの後端部において、CF−ENDフレームに続けて、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。
なお、TXOP期間の満了より前にAPがCF−ENDフレームを送信する場合に、図7Aに示すように、CF−ENDフレームをTXOP期間の最後端で送信し、Beacon要素を含むフレームをその後、つまりTXOP期間の終了後に送付してもよい。図7Aは、APのTXOPの最後端においてCF−ENDフレームを送信し、TXOP期間の終了後にBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。これにより、TXOP期間内にBeacon要素を送出する時間が不足する場合に、最短の時間で、Beacon要素を送信することができる。
さらに、予め定められたTXOP期間(例えば32ミリ秒等)が満了した場合には、APはTXOP期間が終了したことを報知するためのCF−ENDフレームを送信する必要がなくなる。図7Bに示すように、TXOPの満了後に、APはBeacon要素を含むフレームを送信してもよい。図7Bは、APのTXOPの満了後にBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。
また、図7Cは、APのTXOPの最後端においてCF−ENDフレームを送信した後、TXOP期間の終了後に、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。さらに、図7Dは、APのTXOPが満了した場合に、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。
さらに、図8では、Beacon要素に、ビームフォーミングトレーニング用のBRP(Beam Refinement Protocol)パケットの一部をトレーラとして付加する場合について説明する。
BRPパケットは、IEEE802.11ad−2012にて定義されているパケットである。Beacon要素に付加するトレーラ、すなわちBRPパケットの一部は、例えば、自動利得制御に関するフィールドであるAGC(Automatic Gain Control)と、トレーニングに関するフィールドであるTRN−R/Tである。なお、−R/Tは、−Rまたは−Tの意味であり、Rは受信(RX)、Tは送信(TX)である。これらのフィールドをBeacon要素の後ろにトレーラとして複数付加することで、電波の向きを変えて送信(スイープ)することができるので、ビームフォーミングのトレーニングを一括して行うことが期待でき、トレーラが付加したBeacon要素を送信するAPと、これを受信したnon−PCP/AP STAとの間で、ビームフォーミングトレーニングを最短時間で完了することができる。
図8Aは、APのTXOPの後端部において、複数のトレーラを付加したCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。また、図8Bは、APのTXOPの後端部においてCF−ENDフレームを送信した後、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。
また、図8Cは、APのTXOPの最後端においてCF−ENDフレームを送信した後、TXOP期間の終了後に、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。また、図8Dは、APのTXOP期間の満了後に、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。
以上のように、本開示に係る第1の実施の形態では、複数の無線端末装置(non−PCP/AP STA)とIEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置(PCP/AP)であって、前記複数の無線端末装置のうちの1つとのTXOP期間が終了する時に、自基地局装置に関する情報を含むBeacon要素をCF−ENDフレームに付加して、前記複数の無線端末装置に対して送信する基地局装置を含む無線通信システムについて説明した。
このような構成により、基地局装置であるAPからのBeacon要素の受信を待ち受けている無線端末装置であるSTA(例えば第1の実施の形態におけるSTA2)にとっては、低い頻度によってAPから発信されるBeaconフレームを待つよりも、APのTXOP期間終了時に送信されるCF−END+Beaconフレームを受信することで、比較的早くスキャン動作を完了することができる。これにより、APからのBeacon要素を待ち受けているSTAは、APからの返答が不確定であるProbe Requestフレームの送信回数を減数することができ、有効帯域が削減される事態を回避することができるようになる。
また、本開示の第1の実施の形態では、TXOP終了を報知するフレーム(CF_END)にBeaconの情報要素を載せ(以下これをCF_END+Beaconフレームと称する)、APによって一度に送信してもよい。これによれば、別々の2つのフレーム送信を1つで済ませることができることから、フレーム間ギャップ等のオーバーヘッドを削減でき、有効帯域の減少を最小限に抑えることができる。
<第2の実施の形態>
上述した第1の実施の形態では、APがTXOPのイニシエータ、すなわち通信の開始を行う側であった。本第2の実施の形態では、PCP/APとしての1つのAPとnon−PCP/AP STAとしての3つのSTA1〜STA3とが通信を行う点では第1の実施の形態と同様だが、STA1がTXOPの開始を行う点において第1の実施の形態と異なっている。
図9は、第2の実施の形態に係る、APとSTA1〜STA3との通信シーケンスの具体例について説明するためのシーケンス図である。図9には、DMGに関する通信シーケンスが示されている。図9に示す通信シーケンスの開始時点において、STA1およびSTA3は、既にAPに接続されている。図9に示す通信シーケンスにおいて、STA1は、APと通信を行うが、通信中にSTA2が起動し、STA2がスキャンを開始する。図9に示す通信シーケンスでは、STA1とAPとの間の通信は、STA1によって開始される。
STA1は、まず、CSMA/CAに従って、複数の無線通信装置による通信がほぼ同時に行われることによるフレームの衝突を防止するためのバックオフ手順(Coordination functionによる調停)を行う。バックオフ手順を終えると、STA1は、図9に示す通信を開始するため、宛先アドレスをAPに設定したRTS(Request to Send)フレームをAPに向けて送信する。RTSフレームは、到達性を高めるために、低いレート(データ通信速度)に設定されたControl−PHY等の制御用のMCS(Modulation Coding Scheme)を使用して送信される。APは、RTSフレームをSTA1から受信し、CTS(Clear To Send)フレームを返すまでは、無線受信器のアンテナを無指向性または疑似無指向性にして、周囲の他のSTAからの受信待ち受けを行っている。
STA1は、APからCTSフレームを受信した後、所定の期間に亘り、送信機会TXOPを獲得する。APは、STA1へのCTSフレーム送信によって、CTSフレーム送信時から所定の期間は、STA1が送信機会を獲得することを把握し、よりよい通信を行うために(無線環境を向上させるために)、送信および受信のビームをSTA1へ向ける。
STA1は、獲得したTXOPの期間内において、フレームの送信を継続する。APは、STA1が獲得したTXOPの期間内において、データの送受信や、適宜、ACK(Acknoledge)フレームやBA(Block Ack)フレームによって、到達確認の応答送信を行う。なお、STA1によって獲得されたTXOP期間中に、RD(Reverse Direction)等の機能を用い、一時的にデータの送信機会をSTA1がAPに明け渡して、APが通信を行ってもよい。
STA1はTXOP期間が満了した場合、あるいは、TXOP期間の残留中、TXOPの必要がなくなった場合(例えば、送信するものがなくなった等)には、TXOPの解放(リリース)を、CF−ENDフレームの送信によって、APに対して宣言ならびに報知する。STA1からのCF−ENDフレームを受信したAPは、TXOPが開放されたこと報知し、APのMACアドレス等の情報を含むBeacon要素が付加されたCF−END+Beaconフレームを送信する。
すなわち、TXOPがSTA1によって開始された場合、TXOP終了を宣言するCF−ENDフレームには、Beacon要素は付加されない。その後、STA1からのCF−ENDフレームを受信したAPが、Beacon要素を付加したCF−END+Beaconフレームを周囲に対して送信する。
一方、図9に示すシーケンス図において、STA2は、図1および図5に示すシーケンス図と同様に、APとSTA1との通信中に起動し、起動をトリガとして生成されたProbe Requestフレームを送信する。しかし、APはSTA1と通信中であり、ビームがSTA1の方向を向いているため、APは、STA2からのPrbReqフレームを受信すること、および正しく復調すること、が困難であるため、STA2に応答しない。
図1に示す従来のDMGにおける通信のシーケンス図では、STA2はProbe Requestフレームを何度も再送していたが、図9に示す本開示の第2の実施の形態では、図5に示す通信シーケンスと同様に、STA2は、起動をトリガとして、1度、Probe Requestフレームを送信した後、例え返信(Probe Responseフレーム)が返ってこない場合でも、所定の時間(上述した第1の所定の時間+第2の所定の時間)が経過するまでは、Probe Requestフレームを再送しない。
図9に示す通信シーケンスでは、STA2は、所定の時間が経過する前にAPからのCF−END+Beaconフレームを受信し、STA2のスキャン動作が完了しているため、Probe Requestフレームの再送は行われていないが、所定の時間が経過するより前にCF−END+Beaconフレームの受信がなかった場合、STA2は再度Probe Requestフレームを生成してAPに向けて送信する。
図9に示す通信シーケンスでは、Beacon要素の受信をAPから待ち受けている、STA2のような接続待ち状態の無線端末装置は、低い頻度によって送信されるBeaconフレームを待つよりも早く、CF−ENDフレームに付加されたBeacon要素によってスキャン動作が完了することができる。
[CF−END+Beaconフレームの具体例]
上記説明したように、第2の実施の形態では、図9に示す通信シーケンスのように、sAPは、STA1からのCF−ENDフレームの受信をトリガとしてCF−END+Beaconフレームを周囲の無線通信装置に対して送信する。
CF−END+Beaconフレームには、第1の実施の形態と同様に、無線LANネットワークの識別子であるBSSID(Basic Service Set Identifier)を含み、PCP/APであるAPの識別子であるSSID(Service Set Identifier)も含まれることが望ましい。これによって、APとの接続を希望するSTAは、CF−END+Beaconフレームによってスキャン動作を完了できるため、スキャン動作を高速に行うことができる。
以下では、第2の実施の形態における、CF−END+Beaconフレームの具体的な例について説明する。第2の実施の形態では、STA1からのCF−ENDフレームの受信をトリガとして、APがCF−END+Beaconフレームを送信するため、以下の説明では、STA1がAPに向けて送信するCF−ENDフレームから後のシーケンス図において、CF−END+Beaconフレームの具体例を示す。
図10Aは、STA1からのCF−ENDフレームをトリガとして、APがTXOP期間の後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素とを含むCF−END+Beaconフレームを送信する例を示したシーケンス図である。このような構成により、無線通信装置は、異なる2つのフレームを1つで済ませることができるため、フレーム間ギャップ等のオーバーヘッドを削減でき、有効帯域の減少を最小限に抑えることができる。なお、図10Aにおいて、線の上側はAPの動作を、下側はSTA1の動作を、それぞれ示している。これは以降説明する図10から図12において同様である。
また、例えば図10Bに示すように、STA1からのCF−ENDフレームをトリガとして、APがTXOP期間の後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素を含むフレームとを順に連続して送信するようにしてもよい。図10Bは、STA1からのCF−ENDフレームをトリガとして、APがTXOP期間の後端部においてCF−ENDフレームとBeacon要素を含むフレームとを順に連続して送信する例を示したシーケンス図である。
APの周囲に存在すると予見されるnon−PCP/AP STAへBeacon要素の到達可能性を高めるためにBeacon予想の到達距離を広く(長く)とりたい場合には、APは、図10Cでは、ビームの方向を様々に変化させた複数のCF−END+Beaconフレームを、STA1からのCF−ENDフレームの受信をトリガとして、送信してもよい。図10Cでは、APは、STA1のTXOP期間の後端部において、STA1からのCF−ENDフレームの受信をトリガとして、それぞれビームの方向が異なる複数のCF−END+Beaconフレームを送信する。また、図10Dでは、APは、STA1のTXOP期間の後端部において、STA1からのCF−ENDフレームの受信をトリガとして、AP自身が送信するCF−ENDフレームに続けて、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する。
なお、TXOP期間の満了より前にAPがCF−ENDフレームを送信する場合に、図11Aでは、APは、STA1からのCF−ENDフレームの受信後、CF−ENDフレームをTXOP期間の最後端で送信し、Beacon要素を含むフレームをTXOP期間の終了後に送付する。図11Aは、STA1から送信されたCF−ENDフレームをトリガとして、TXOPの最後端においてAPがCF−ENDフレームを送信し、TXOP期間の終了後にBeacon要素を含むフレームを送信する例を示したシーケンス図である。これにより、TXOP期間内にBeacon要素を送出する時間が不足している場合に、最短の時間で、Beacon要素を送信することができる。
さらに、予め定められたTXOP期間(例えば32ミリ秒等)が満了した場合には、APは、TXOP期間が終了したことを報知するためのCF−ENDフレームの送信を省略できる。図11Bでは、STA1からのCF−ENDフレームをAPが受信することによって、APは、STA1によるTXOP期間の満了を把握し、CF−ENDフレームの送信を省略し、TXOP期間の終了後にBeacon要素を含むフレームを送信する。
さらに、図11Cでは、予め定められたTXOP期間が満了した場合、APは、STA1のTXOP期間を予め把握しておくことで、STA1からAPへのCF−ENDフレームの送信と、APから周囲へのCF−ENDフレームの送信との両方を省略し、TXOP期間終了後に、Beacon要素を含むフレームを送信してもよい。
また、図11Dでは、APは、STA1から送信されたCF−ENDフレームをトリガとして、TXOPの最後端において、CF−ENDフレームを送信し、TXOP期間の終了後に、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する。
図11Eでは、APは、STA1からのCF−ENDフレームを受信したことによりTXOPの満了を把握し、TXOPが満了した後に、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する。さらに、図11Fでは、APは、STA1のTXOPの満了後に、それぞれビームの方向が異なる複数のBeacon要素を含むフレームを送信する。
さらに、図12のシーケンス図では、Beacon要素に、ビームフォーミングトレーニング用のBRP(Beam Refinement Protocol)パケットの一部をトレーラとして付加する場合について説明する。Beacon要素に付加するトレーラとしてのBRPパケットの一部については、上述した第1の実施の形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図12Aでは、APは、STA1からCF−ENDフレームを受信したことをトリガとして、複数のトレーラを付加したCF−END+Beaconフレームを送信する。また、図12Bでは、APは、STA1のTXOPの後端部において、STA1からCF−ENDフレームを受信したことをトリガとして、CF−ENDフレームを送信した後、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する。
また、図12Cでは、APは、STA1から送信されたCF−ENDフレームをトリガとして、TXOPの最後端において、CF−ENDフレームを送信し、TXOP期間の終了後に複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する。また、図12Dでは、APは、STA1からのCF−ENDフレームを受信したことによりTXOPの満了を把握し、TXOPが満了した後に、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する。さらに、図12Eでは、APは、STA1のTXOPの満了後に、複数のトレーラを付加したBeacon要素を含むフレームを送信する。
以上説明したように、本開示の第2の実施の形態では、複数の無線端末装置(non−PCP/AP STA)とIEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置(PCP/AP)であって、前記複数の無線端末装置のうちの1つがTXOPを獲得した場合に、当該TXOP期間の終了時に、当該無線端末装置からのCF−ENDフレームを受信した場合に、自局に関する情報を含むBeacon要素をCF−ENDフレームに付加して、前記複数の無線端末装置に対して送信する、基地局装置を含む無線通信システムについて説明した。
このような構成により、無線端末装置であるSTA1が通信を開始(TXOPを獲得)した場合でも、第1の実施の形態と同様に、APからのBeacon要素の受信を待ち受けている他の無線端末装置であるSTA(例えば第1の実施の形態におけるSTA2)は、低い頻度によってAPから発信されるBeaconフレームを待つよりも早く、APのTXOP期間終了時に送信されるCF−END+Beaconフレームを受信することで、比較的早くスキャン動作を完了することができる。これにより、APからのBeacon要素を待ち受けているSTAは、APからの返答が不確定であるProbe Requestフレームの送信回数を減数することができ、有効帯域が削減される事態を回避することができるようになる。
<第3の実施の形態>
上述した第1および第2の実施の形態では、PCP/APとしてのAPおよびnon−PCP/AP STAとしてのSTA1〜STA3が存在する状況において、APあるいはSTA1がTXOPを獲得し、STA1あるいはAPとの通信中に、STA2が起動してスキャンを開始する。そして、STA2は、スキャンを完了するために、APからのCF_END+Beaconフレームの受信を待ち受ける動作を行う。
この待ち受け動作において、STA2は、起動した時点で、メディアがクリア(サイレント)であるか否かの判定を行う。この判定の結果がクリアである場合、以下の3種類の状態が考えられる。第1の状態は、APが、送信するデータを有しておらず、受信待ち受けている状態である。第2の状態は、APが、他のSTA等と通信を行うためにビームを他のSTAに向けている状態である。第3の状態は、送信エリアにAPが存在しない状態である。
メディアがクリアである理由が前者であった場合には、APは何ら発信をしないため、STA2は、APのBeacon情報を入手する機会を得ることは困難である。このような事態を回避するため、本第3の実施の形態では、STA2は、起動後に1回、APに向けてProbe Requestフレームを送信する。
メディアがクリアであった理由が第1の状態、すなわちAPが待ち受け状態であった場合には、APは、STA2に向けてProbe Responseフレームを送信する。これにより、STA2はスキャン動作を完了することができる。
メディアがクリアであった理由が第2の状態、すなわちAPが他のSTA等と通信を行っていた場合には、APは、Probe Requestフレームに対して応答しない。なお、STA2は「APが他の無線通信装置と通信を行っている」ために応答がないことを把握できるので、待ち受け状態で待機していれば、APが他の無線通信装置との通信を終えた時点(TXOP期間が終了した時点)で、APからCF−END+Beaconフレームが送信されてくることを期待できる。
メディアがクリアであった理由が第3の状態、すなわちAPが送信エリアに存在しない場合には、Probe Requestフレームを再送する、または、次の周波数で、起動後と同様の処理を行う、を行う。
以上のことから、スキャンに要する時間を最小限に抑え、STA2がProbe Requestフレームを再送することによる有効帯域の圧迫を最小限に抑制することができる。
なお、STA2によるProbe Requestフレームの送信は、他のフレームと同様、CSMA/CAのもと、Coordination function(いわゆるBackoff手順)による調停を終えたうえで送信される。Backoff手順によるメディア監視をしている最中に、APのTXOP期間が満了し、Beacon要素を受信することもありうる。すなわち、メディアがクリアでない場合でも、Beacon要素を受信できることがある。
図13は、第3の実施の形態に係るSTA2の動作例を示すフローチャートである。なお、本第3の実施の形態においては、無線端末装置であるSTA2の動作について説明しているが、STA2と通信を行うAPは、上述した第1の実施の形態、あるいは、第2の実施の形態にて説明した基地局装置の一例であるAPと同様の動作を行う。
ステップS1において、STA2は、メディアがクリアであるか否かを判定する。メディアがクリアであると判定した場合、フローはステップS2に進み、そうでない場合、ステップS3に進む。
ステップS1においてメディアがクリアであると判定した場合、STA2は、ステップS2において、Probe Requestフレームを1回送信し、ステップS3において、Probe Requestフレームの送信からの時間を計測するタイマを起動する。
一方、メディアがクリアであると判定されなかった場合、ステップS4において、APからのBeacon要素を受信したか否かを判定する。Beacon要素を受信した場合、フローはステップS9に進み、そうでない場合、ステップS1に戻る。
ステップS5において、STA2は、APからの応答(Probe Responseフレーム)を受信したか否かを判定する。受信した場合(第1の状態:APが待ち受け状態)、フローはステップS9に進み、そうでない場合、ステップS6に進む。
ステップS6において、STA2は、ステップS3で起動したタイマが満了したか否かを判定する。このタイマは、上述した図4に示すPrbReqタイマ209に対応している。タイマが満了するまでの時間、すなわち第1の所定の期間は、例えば、ステップS2において送信したProbe RequestフレームがAPに到達し、APがProbe Responseフレームを送信して、Probe ResponseフレームがSTA2に到達するのに十分な時間に予め設定されていればよい。ステップS6において、タイマが満了していない場合、例えば第1の所定の期間よりも短い所定時間毎に、ステップS5に戻り、APからの応答を受信したか否かの判定を繰り返し行う。
一方、ステップS6において、タイマが満了したと判定された場合、すなわち、ステップS2で送信したProbe Requestフレームに対する応答がタイマが満了するまでの間になかった場合には、フローはステップS7に進む。Probe Requestフレームに対する応答がない場合、「第2の状態:APが他の無線通信装置と通信を行っている」ために応答がないと推測される。このため、ステップS7において、STA2はそのまま受信待機状態となり、APのTXOP期間が終了するのを待機する。
APのTXOP期間が終了すれば、APからCF−END+Beaconフレームが送信されるので、ステップS8において、STA2はこれを受信する。
ステップS4においてBeacon要素を受信した場合、ステップS5においてAPからの応答を受信した場合、あるいは、ステップS8においてAPからCF−END+Beaconフレームを受信した場合、STA2は、スキャン動作を完了する。
図13にて説明した第3の実施の形態のSTA2の動作の変形例として、STA2は、また、APのTXOP期間が終了するまでの時間を計測するタイマをさらに用意してもよい。図14は、第3の実施の形態のSTA2の動作の変形例を示すフローチャートである。図14において、ステップS1からS6と、ステップS9とにおけるSTA2の動作は、上記説明と同様なので説明を省略し、新規に加わったステップS11からS13について説明する。
ステップS6において、Probe Requestフレームを送信してから所定時間が経過した(PrbReqタイマ209が満了した)と判定された場合、ステップS11において、STA2は、新たにタイマを起動する。タイマは、上述した図4に示すTXOP満了タイマ210に対応している。
ステップS12において、STA2は、APからCF−END+Beaconフレームを受信したか否かを判定する。受信した場合は、ステップS9に進み、そうでない場合、ステップS13に進む。
ステップS13において、ステップS11において起動したタイマが満了したか否かを判定する。タイマが満了するまでの時間、すなわち第2の所定の期間は、APのTXOPが終了すると予測される期間、例えば数msやTXOP最大値の32msに予め設定されればよい。ステップS13において、タイマが満了した場合(第3の状態:APが送信エリアに存在しない)、フローはステップS1に戻る。タイマが満了していない場合、例えば第2の所定の期間よりも短い所定時間毎に、ステップS12に戻り、CF−END+Beaconフレームを受信したか否かの判定を繰り返し行う。なお、STAは、次の周波数で、起動後と同様の処理を行なってもよい。
以上説明したように、本開示の第3の実施の形態では、複数の無線端末装置(non−PCP/AP STA)のうちの1つとのTXOP期間が終了する時に、自局に関する情報を含むBeacon要素をCF−ENDフレームに付加して、前記複数の無線端末装置に対して送信する基地局装置(PCP/AP)と、IEEE802.11に準拠した無線通信を行う少なくとも1つの無線端末装置であって、メディアがクリアであるか否かを判定し、クリアであると判定した場合に、前記基地局装置に対してProbe Requestフレームを送信するとともに第1のタイマを起動し、前記第1のタイマが満了するまでに前記Probe Requestフレームに対する前記基地局装置の応答がなかった場合には、前記基地局装置のTXOP期間が終了し、前記基地局装置に関する情報を含むBeacon要素が付加されたCF−ENDフレームが送信されるまで待機する無線端末装置を含む無線通信システムについて説明した。
このような構成により、メディアがクリアである理由が、基地局装置の一例であるAPが受信待ち受け状態であるからである場合でも、APが無線端末装置の一例である他のSTAと通信を行っているからである場合でも、APからのBeacon要素を待っているSTAは、Probe Requestフレームを一度送信することによって、APからのBeacon要素を含むフレームを受信することができる。このため、STAはProbe Requestフレームを何度も送信して有効帯域が削減されてしまう事態を回避することができる。
なお、上述した第1から第3の実施の形態では、DMGの無線通信システムについて説明したが、本開示はこれに限定されない。non−DMGの無線通信システムでも、例えば、MIMO(Multi Input Multi Output)等、TXOPの最中にビームが特定の方向を向いてしまう無線通信システムには、本開示を適用することで、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
本開示は、IEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置、無線端末装置および無線通信方法に適用することができる。
101 無線送信器
102 無線受信器
103 フレーム判定器
104 フレーム生成器
105 ディスカバリタイマ
106 TXOPタイマ
107 Backoff(CSMA/CA)タイマ
108 TBTTタイマ
109 即時応答送信タイマ
201 無線送信器
202 無線受信器
203 フレーム判定器
204 フレーム生成器
205 TXOPタイマ
207 Backoff(CSMA/CA)タイマ
209 PrbReqタイマ
210 TXOP満了タイマ
211 即時応答送信タイマ
SW2 スイッチ
SW3 スイッチ
SW4 スイッチ
SW5 スイッチ
SW6 起動スイッチ

Claims (19)

  1. 複数の無線端末装置に対してIEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置であって、
    前記複数の無線端末装置のうちの1つとのTXOP期間が終了したことを示す情報に、前記基地局装置に関する情報を含むBeacon要素を付加して、1つ以上の第1フレームを生成するフレーム生成部と、
    前記生成した1つ以上の第1フレームを前記複数の無線端末装置に対して送信する送信部と、
    を含む基地局装置。
  2. 前記フレーム生成部は、前記TXOP期間が終了したことを示す情報と前記Beacon要素とを合成した第2フレームを生成し、
    前記送信部は、前記第2フレームを前記TXOP期間の最後部において送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  3. 前記フレーム生成部は、前記TXOP期間が終了したことを示す情報から第1CF−ENDフレームを生成し、前記Beacon要素から第1Beacon要素フレームを生成し、
    前記送信部は、前記第1CF−ENDフレームを送信した後に、前記第1Beacon要素フレームを前記TXOP期間の最後部において送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  4. 前記フレーム生成部は、
    複数の送信ビームの方向に対応した前記TXOP期間が終了したことを示す情報と前記Beacon要素とを合成した複数の第3フレームを生成し、
    前記送信部は、前記合成した複数の第3フレームを前記TXOP期間の最後部において順次送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  5. 前記フレーム生成部は、
    前記TXOP期間が終了したことを示す情報から第1CF−ENDフレームを生成し、
    前記Beacon要素から複数の送信ビームの方向に対応した複数の第2Beacon要素フレームとして生成し、
    前記送信部は、
    前記CF−ENDフレームを送信した後に、前記複数の第2Beacon要素フレームを前記TXOP期間の最後部において順次送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  6. 前記フレーム生成部は、TXOP期間が終了したことを示す情報から第1CF−ENDフレームを生成し、前記Beacon要素から第1Beacon要素フレームを生成し、
    前記送信部は、前記第1CF−ENDフレームを前記TXOP期間の最後部において送信し、前記第1Beacon要素フレームを前記TXOP期間の終了後に送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  7. 前記フレーム生成部は、前記Beacon要素から第1Beacon要素フレームを生成し、
    前記送信部は、前記TXOP期間の終了後に、前記第1Beacon要素フレームを送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  8. 前記フレーム生成部は、
    前記TXOP期間が終了したことを示す情報から第1CF−ENDフレームを生成し、
    前記Beacon要素から複数の送信ビームの方向に対応した複数の第2Beacon要素フレームとして生成し、
    前記送信部は、
    前記第1CF−ENDフレームを前記TXOP期間の最後部において送信し、
    前記複数の第2Beacon要素フレームを、前記TXOP期間の終了後に、順次送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  9. 前記フレーム生成部は、前記Beacon要素から複数の送信ビームの方向に対応した複数の第2Beacon要素フレームとして生成し、
    前記送信部は、
    前記TXOP期間の終了後に、前記複数の第2Beacon要素フレームを順次送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  10. 前記フレーム生成部は、
    前記TXOP期間が終了したことを示す情報と、前記Beacon要素と、前記複数の無線端末装置に対するビームフォーミングトレーニングに用いる複数のフィールドとを合成した第4フレームを生成し、
    前記合成した第4フレームを前記TXOP期間の最後部において送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  11. 前記フレーム生成部は、TXOP期間が終了したことを示す情報から第1CF−ENDフレームを生成し、前記Beacon要素と、前記複数の無線端末装置に対するビームフォーミングトレーニングに用いる複数のフィールドとを合成した第5フレームを生成し、
    前記送信部は、前記第1CF−ENDフレームの送信後に、前記第5フレームを前記TXOP期間の最後部において送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  12. 前記フレーム生成部は、TXOP期間が終了したことを示す情報から第1CF−ENDフレームを生成し、前記Beacon要素と、前記複数の無線端末装置に対するビームフォーミングトレーニングに用いる複数のフィールドとを合成した第5フレームを生成し、
    前記送信部は、前記第1CF−ENDフレームを前記TXOP期間の最後部において送信し、前記第5フレームを前記TXOP期間の終了後に送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  13. 前記フレーム生成部は、前記Beacon要素と、前記複数の無線端末装置に対するビームフォーミングトレーニングに用いる複数のフィールドとを合成した第5フレームを生成し、
    前記送信部は、前記第5フレームを前記TXOP期間の終了後に送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  14. 前記複数の無線端末装置のうちの1つがTXOPを獲得し、前記無線端末装置から前記TXOP期間の終了を示す情報である第3CF−ENDフレームを受信する受信部を更に含み、
    前記送信部は、前記第3CF−ENDフレームを受信した後に、前記生成した1つ以上の第1フレームを前記複数の無線端末装置に対して送信する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  15. 基地局装置とIEEE802.11に準拠した無線通信を行う無線端末装置であって、
    メディアがクリアであるか否かを判定する判断部と、
    前記基地局装置に対するProbe Requestフレームを生成するフレーム生成部と、
    クリアであると判定した場合に、前記Probe Requestフレームを送信する送信部と、
    前記Probe Requestフレームの送信から第1の所定時間をカウントする第1のタイマと、
    を含み、
    前記送信部は、
    前記第1のタイマが前記第1の所定時間をカウント終了するまでに前記Probe Requestフレームに対する前記基地局装置の応答がなかった場合、
    前記基地局装置のTXOP期間の最後部において送信される、TXOP期間が終了したことを示す情報に、前記基地局装置に関する情報を含むBeacon要素が付加された1つ以上の第1フレームが送信されるまで、次フレームの送信を待機する、
    無線端末装置。
  16. 前記第1のタイマが満了するまでに前記Probe Requestフレームに対する前記基地局装置の応答がなかった場合に、第2の所定時間をカウントする第2のタイマを更に含み、
    前記送信部は、
    前記第2のタイマが前記第2の所定時間をカウント終了するまでに、前記1つ以上の第1フレームを前記基地局装置から受信しなかった場合に、再度Probe Requestフレームを送信する、
    請求項15に記載の無線端末装置。
  17. 前記送信部は、
    前記第1のタイマが満了するまでに前記Probe Requestフレームに対する前記基地局装置の応答がなかった場合に、送信周波数を切り替えて、前記基地局装置に対して再度Probe Requestフレームを送信する、
    請求項15に記載の無線端末装置。
  18. 複数の無線端末装置に対してIEEE802.11に準拠した無線通信を行う基地局装置とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記基地局装置が、前記複数の無線端末装置のうちの1つとのTXOP期間が終了したことを示す情報に、前記基地局装置に関する情報を含むBeacon要素を付加して、1つ以上の第1フレームを生成し、
    前記生成した1つ以上の第1フレームを前記複数の無線端末装置に対して送信する、
    無線通信方法。
  19. 前記複数の無線端末装置のうちの少なくとも1つの無線端末装置が、メディアがクリアであるか否かを判定し、
    クリアであると判定した場合に、前記基地局装置に対してProbe Requestフレームを送信し、
    前記Probe Requestフレームの送信から第1の所定時間をカウントする第1のタイマを起動し、
    前記第1のタイマが前記第1の所定時間をカウント終了するまでに前記Probe Requestフレームに対する前記基地局装置の応答がなかった場合には、前記1つ以上の第1フレームが送信されるまで、次フレームの送信を待機する、
    請求項18に記載の無線通信方法。
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