KR101099993B1 - 무선 통신 시스템, 무선 단말국, 무선 기지국 및 무선 통신 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템, 무선 단말국, 무선 기지국 및 무선 통신 방법 Download PDF

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데츠야 고사카
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Abstract

본 발명은, 복수 방향으로 형성된 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템으로서, 무선 기지국(0)으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 제 1 무선 단말국(1)과, 무선 기지국(0)으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 모든 수신 방향에 대하여 제 1 무선 단말국(1)으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 지향 방향 조합 정보를 제 1 무선 단말국(1)에 대하여 송신하는 제 2 무선 단말국(2)을 적어도 구비하고, 제 1 무선 단말국(1) 및 제 2 무선 단말국(2)은, 지향 방향 조합 정보가 나타내는 방향에 대하여 지향성 빔을 형성하는 것에 의해 직접 통신을 행한다.

Description

무선 통신 시스템, 무선 단말국, 무선 기지국 및 무선 통신 방법{RADIO COMMUNICATION SYSTEM, RADIO TERMINAL STATION, RADIO BASE STATION, AND RADIO COMMUNICATION METHOD}
본 발명은, 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 공통의 무선 기지국에 수용되어 있는 무선 단말국끼리 직접 통신을 행하는 경우에 사용하는 지향성 빔의 조합을 특정하는 기능을 갖는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
종래의 무선 LAN(Local Area Network) 시스템이나 초광대역(UWB:Ultra Wide Band) 무선 시스템에서 사용되는 안테나는, 그 시스템에서 사용되는 주파수대의 특성에도 의존하고, 비교적 광각의 지향성을 가진 것이 많다. 그 때문에, 이용 가능한 애플리케이션이나 대응 가능한 환경도 다방면에 걸쳐, 앞으로도 보급해나갈 것이 예상된다. 그러나 최근의 무선 통신의 전송 속도의 고속화로의 요구는 점점 높아져, 초광대역이 확보 가능한 밀리파대(millimeter wave band) 등을 사용한 무선 통신 시스템의 검토가 더 행해지고 있다(예컨대, IEEE802.15.3c).
밀리파대는 마이크로파대와 비교하여, 직진성이 높고 간섭의 영향이 적은 것과 아울러 비닉성을 확보할 수 있는 이점이 있고, 지금까지도 유선 통신의 대체로서, 빌딩간 통신(도 59 참조), 가정용 텔레비젼의 영상 전송 시스템 등으로서 일부에서 사용되고 있고, 표준 규격으로서도 「ARIB STD-T69」, 「ARIB STD-T74」 등이 책정되어 있다.
여기서, 일반적으로, 밀리파대는 마이크로파대 등과 비교하여, 공간에서의 전력의 감쇠가 크기 때문에, 통신 영역이 한정되어, 사용 환경이나 애플리케이션이 한정된다. 또한, 비교적 좁은 지향성 패턴(지향성 빔 또는 안테나빔이라고도 부름)이기 때문에, 사업자 등이 미리 지향성을 합쳐서 무선 장치를 설치해야 한다.
또, 무선 장치를 설치 후, 환경 등의 변화에 의해 지향성의 조정이 필요해지는 경우가 생각되기 때문에, 효율적인 지향성의 조정을 실현하기 위한 기술도 검토되어 있다(예컨대, 하기 특허문헌 1 및 2). 하기 특허문헌 1에서는, 경로 제어와 병행하여 일반적인 안테나 제어 기술을 이용하여 지향성을 조정하는 것에 의해 효율화를 도모하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 하기 비특허문헌 2에서는, 통신 상대로부터 받은 위치 정보 등에 근거하여 지향성 안테나를 제어하는 것으로 단말사이의 지향성 빔을 마주 보게 하는 기술이 개시되어 있다.
또, 지금까지도, 물리적인 전송 속도의 향상을 실현시키기 위해서, 다치 변조 방식, 공간 다중(MIMO), 광대역화 등이 행하여져, 그 전송 속도에 적당한 MAC 효율을 실현하기 위해서, 수퍼프레임의 구성, 액세스 방식의 개량, ARQ 방식의 개량등이 시스템마다 실시되어 왔다.
그 중에서, 전송 속도에 따라, 전송 효율을 향상시키는 MAC 기술로서, 복수의 짧은 패킷을 연결하여 하나의 큰 패킷으로 하여 송신하는 것과 같은 프레임 애그리게이션(Frame Aggregation) 기술이 제안되어 있다. 종래의 무선 LAN 시스템에 있어서는, IEEE802.11n이라고 불리는 표준 규격에 있어서 A-MSDU(Aggregate MAC Service Data Unit) 방식과, A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit) 방식이 제안되어 있다(예컨대, 하기 비특허문헌 1). 또한, 초광대역 무선 시스템에 있어서도 MSDU에 대한 프레임 애그리게이션 기술이 제안되어 있다(하기 비특허문헌 2 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-309508호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-32062호 공보
[비특허문헌 1] IEEE802.11n-Draft1.06, 7.2.2.1절 A-MSDU, 7.4절 A-MPDU
[비특허문헌 2] High Rate Ultra Wideband PHY and MAC Standard, (ECMA-368, 369)
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나 상기 특허문헌 1 및 2에 기재된 무선 통신 시스템은, 복수의 무선 단말국을 수용하는 등의 다원 액세스 방식을 목적으로 하는 것이 아니고, 또한 무선 기지국의 제어에 의해, 할당된 시간 기간내에서 무선 단말국끼리 통신을 행하는 것을 목적으로 하는 것이 아니었다.
또, 상기 특허문헌 2에 기재된 무선 통신 시스템에서는, 밀리파대를 사용한 통신에 사용하는 지향성 안테나의 제어 기술에 관한 기재가 되어 있지만, 지향성 안테나를 제어하기 위해서, 무지향성의 주파수대(밀리파대보다 낮은 주파수대)의 제어 신호를 이용하기 때문에, 단말이 복수의 변복조기, 제어부를 가질 필요가 있는 등, 비용이 높아진다는 문제가 있었다.
또한, 전송 효율에 관해서는, 이하에 나타내는 것과 같은 과제가 존재한다.
상술한 초고속 무선 LAN에서 규정되어 있는 PHY 프레임 포맷은, 도 60에 나타낸 바와 같이, 동기용의 Preamble부와, 이후의 PSDU 부분의 변조 방식·부호화율과 PSDU 길이 등을 포함하는 PLCP Header부와, 데이터 부분인 PSDU부로 구성된다. 또한 필요에 따라 Tail Bit나 Pad가 부가되는 구성이다. 또한, PSDU부는, MAC Header와 실 데이터 부분의 MSDU와, MPDU의 정오(正誤)를 판정하는 FCS(Frame Check Sequence)로 구성된다. 그 때문에, A-MSDU 또는 A-MPDU가 매우 구축하기 쉬운 프레임 포맷으로 되어 있다.
그러나 일반적으로 PSDU는, PLCP Header보다 고효율인 전송 방식/부호화율로 송신되기 때문에, 많은 정보를 효율적으로 송신할 수 있지만, PLCP Header와 비교하여 BER(Bit Error Rate)가 나빠진다. 그 때문에, PLCP Header는 정상으로 수신되지만 MPDU가 FCS에 의해서 오류가 생기는 것과 같은 경우에는, MAC Header 내부의 정보가 판독되지 않는 경우가 생긴다.
그 경우에는, 프레임의 수신측에서는, 프레임의 존재를 검출할 수는 있더라도, 단지 Frame Body를 해독할 수 없는 것만이 아니라, MAC Header 내에 포함되는 제어 정보(예컨대, 가상 캐리어 센스 정보, 목적지/송신원 어드레스 등)를 수신할 수 없고, 최저한 필요로 하는 정보를 취득할 수 없다고 한 문제가 발생한다. 또한, MPDU의 구성상, A-MSDU를 사용하는 경우 등, MSDU 길이가 길어진 경우에는, MAC 효율이 높아지는 반면, MAC Header의 강건함(robustness)이 저하된다고 한 문제가 있다.
한편, 초광대역 무선 시스템에 있어서 규정되어 있는, PHY 프레임 포맷은, PLCP Header 내부에 MAC Header를 포함하는 구성으로 되어 있다. 그 때문에, MAC Header를, 비교적 강건한 전송 방식/부호화율로 송신할 수 있다. 그러나 초광대역 무선 시스템에 있어서 제안되어 있는 프레임 애그리게이션 기술은, 복수의 MSDU를 묶어, 그 묶인 프레임에 대하여, MAC Header와, FCS가 부가되는 구성이다. 그 때문에, 전파로가 나쁜 상황에 있어서는, 프레임 길이를 길게 할 수 없거나, 또는, 프레임 재송이 많아져 스루풋이 높아지지 않는다는 문제가 있다. 또한, 프레임 애그리게이션을 하는 대상이, Data 프레임만이기 때문에, 다른 ACK 프레임이나, Command 프레임과의 프레임 애그리게이션을 할 수 없는 구성으로 되어 있다. 그 때문에, 쌍방향의 트래픽이 발생하고 있는 경우에는, 묶인 데이터 프레임(Aggregated Data 프레임)과는 별도로, 수신한 프레임에 대한 ACK 프레임을 송신할 필요가 생기는 등의 문제가 있었다.
본 발명은, 상기에 비추어 이루어진 것이며, 특별한 구성을 필요로 하지 않고 지향성 안테나의 제어를 실현하여, 무선 단말국끼리의 직접 통신을 실현하는 무선 통신 시스템을 얻는 것을 목적으로 한다. 또한, 밀리파대를 사용하는 것에 의해 빠른 전송 속도 및 비닉성을 확보하면서, 광범위한 영역 및 복수의 무선 단말국을 수용할 수 있는 무선 통신 시스템을 얻는 것을 목적으로 한다. 또한, 대역을 효율적으로 이용하는 무선 통신 시스템, 무선 단말국, 무선 기지국 및 무선 통신 방법을 얻는 것을 목적으로 한다. 또한, 복수의 프레임을 묶거나, 또는, 프래그먼트화하여 송신함으로써 고효율인 전송을 실현하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 복수 방향으로 형성된 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 무선 단말국을 포함한 무선 통신 시스템으로서, 상기 무선 단말국으로서, 자신을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 빔 전환 실행 간격으로, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 제 1 무선 단말국과, 상기 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하여, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 송신하는 제 2 무선 단말국을 적어도 구비하고, 상기 제 1 및 상기 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하는 무선 기지국을 더 구비하고, 상기 제 1 무선 단말국 및 상기 제 2 무선 단말국은, 상기 지향 방향 조합 정보가 나타내는 방향에 대하여 지향성 빔을 형성하는 것에 의해 직접 통신을 행하는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 동일 기지국에 수용된 무선 통신 단말끼리, 지향성 빔에 관한 정보를 주고받아, 직접 통신시에 사용하는 서로의 지향성 빔의 정보를 공유하도록 했기 때문에, 지향성 빔을 사용한 직접 통신을 실현할 수 있다는 효과를 갖는다. 또한, 기지국을 통해서 통신을 행하는 경우와 비교하여, 대역을 효율적으로 이용할 수 있게 된다는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 실시예 1의 구성예를 나타내는 도면,
도 2은 무선 기지국의 회로 구성예를 나타내는 도면,
도 3은 무선 기지국과 무선 단말국과의 사이에서 교환되는 PHY 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면,
도 4는 무선 기지국과 무선 단말국과의 사이에서 교환되는 MAC 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면,
도 5는 보지(保持) 정보 프레임의 일례를 나타내는 도면,
도 6은 독자적으로 정의한 IE(DBIE)의 구성예를 나타내는 도면,
도 7은 DBIE에 포함되는 정보의 일례를 나타내는 도면,
도 8은 종래의 "Capability IE"의 구성예를 나타내는 도면,
도 9는 확장한 "Capability IE"의 구성예를 나타내는 도면,
도 10은 "Extended Capability IE"의 구성예를 나타내는 도면,
도 11은 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 12는 무선 단말국이 무선 기지국을 스캔할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 13은 무선 단말국이 무선 기지국을 스캔하는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 14는 무선 기지국의 서비스 영역 내에 설치된 무선 단말국끼리에서의 직접 단말간 통신을 설명하기 위한 도면,
도 15는 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)이 직접 단말간 통신을 행하는 경우에 각 장치가 실행하는 순서를 나타내는 시퀀스도,
도 16은 무선 기지국과 무선 단말국이 통신하는 모양을 나타내는 도면,
도 17은 Device Discovery 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 18은 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)의 사이에서 행해지는 디바이스 디스커버리 동작을 설명하기 위한 도면,
도 19는 PLCP 프리앰블부의 일례를 나타내는 도면,
도 20는 PLCP 프리앰블부 및 PLCP 헤더부의 일례를 나타내는 도면,
도 21은 검색 방법을 지정한 디바이스 디스커버리의 상세 순서를 나타내는 도면,
도 22는 실시예 3의 디바이스 디스커버리 순서의 일례를 나타내는 도면,
도 23은, 실시예 3의 DD 기간에 있어서의 동작(Delayed-Device Discovery)의 일례를 나타내는 도면,
도 24는 지향성 빔 조합 IE의 구성예를 나타내는 도면,
도 25는 조합 MAP의 구성예를 나타내는 도면,
도 26은 실시예 4의 무선 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면,
도 27은 실시예 4의 디바이스 디스커버리 순서의 일례를 나타내는 시퀀스도,
도 28은 실시예 4의 디바이스 디스커버리 순서의 일례를 나타내는 도면,
도 29는 실시예 5의 무선 기지국의 회로 구성예를 나타내는 도면,
도 30은 종래의 애그리게이션과 대역 할당시의 과제를 설명하기 위한 도면,
도 31은 실시예 5에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 32는 준(準) 고정 길이의 프레임을 작성하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 33은 Frame Type 필드 인코딩 예를 나타내는 도면,
도 34는 실시예 5에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 35는 실시예 6에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 36은 A-MPDU Subframe부의 구성예를 나타내는 도면,
도 37은 실시예 5에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 38은 준 고정 길이의 프레임을 작성하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 39는 Frame Type 필드 인코딩 예를 나타내는 도면,
도 40은 실시예 7에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 41은 실시예 7에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 42는 실시예 7에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 43은 실시예 7에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 44는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 실시예 8의 구성예를 나타내는 도면,
도 45는, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 46은, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 47은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 실시예 8의 구성예를 나타내는 도면,
도 48은, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 49는, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 50은 참여 제한 IE의 구성예를 나타내는 도면,
도 51은 벤더 독자 확장 IE의 구성예를 나타내는 도면,
도 52는, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 실시예 9의 구성예를 나타내는 도면,
도 53은 실시예 9의 무선 기지국의 회로 구성예를 나타내는 도면,
도 54는, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 55는 실시예 9에 있어서 사용하는 프레임의 구성예를 나타내는 도면,
도 56은, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 57은, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 58은, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면,
도 59는 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 60은 종래 기술의 과제를 설명하기 위한 도면이다.
부호의 설명
0 : 무선 기지국 1, 2, 3, 4 : 무선 단말국
10 : 인터페이스부 20 : 정보 기억부
30 : MAC 제어부 31 : 스케줄러
32 : 프레임 해석부 33 : 재송 제어부
34 : 데이터 가공부 40 : 변복조부
41 : 송신부 42 : 수신부
43 : 품질 측정부 50, 50a : 빔 제어부
60 : 안테나(안테나부) 70 : 무지향성 안테나부
이하에, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 실시예를 도면에 근거하여 구체적으로 설명한다. 또, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 실시예 1의 구성예를 나타내는 도면이다. 이 무선 통신 시스템은, 예컨대, 유선 네트워크인 LAN에 접속된 무선 기지국(PNC 또는 AP라고 부르는 일도 있음)(0)과, 무선 기지국(0)의 서비스 영역 내에 설치된 복수의 무선 단말국(DEV 또는 STA라고 부르는 일도 있음)(1, 2, 3)에 의해 구성된다. 또, 도 1에 있어서, 무선 기지국(0)의 주위에 배치한 점선으로 구분된 영역은, 본 실시예에 있어서 편의상 설정한 지향성 빔의 방향을 나타내는 것이다. 그리고 무선 기지국(0)은, 각각의 방향으로 데이터 등을 송신할 때는, 그 영역에 나타내어진 빔 번호(b00, b01, …, b05)의 지향성 빔을 설정함으로써 원하는 방향으로 형성된 지향성 빔을 사용하여 송신할 수 있는 것을 나타내고 있다. 각 무선 단말국(1, 2, 3)의 주위에 배치한 점선에 관해서도 같다. 또한, 지향성 빔은, 복수의 안테나로 구성되는 것과 같은 빔포밍 같은 것이라도 좋고, 지향성 안테나를 복수 가지고 있어, 그것을 전환하여 사용하는 것으로, 지향성 빔을 만들더라도 좋다.
여기서, 무선 단말국(1~3)은, 예컨대, 퍼스널컴퓨터, 텔레비젼, 비디오, 음악 플레이어 등의 정보 단말이다. 또, 무선 기지국(0)은, 본 실시예에서 유선 네트워크(LAN)에 접속하고 있지만, 무선 단말국(1~3)과 마찬가지로 퍼스널컴퓨터, 텔레비젼, 비디오, 음악 플레이어 등의 정보 단말이더라도 상관없다. 또한, 그 네트워크의 인터페이스는, 유선 접속이 아니라 무선 접속용인 것이더라도 좋다.
상기 무선 기지국(0)은, 각 무선 단말국(1~3)과 지향성 빔을 사용하여 통신을 행하게 되어 있고, 도 1에는 무선 기지국(0)과 무선 단말국(1)이 지향성 빔 #B0을 사용하여 통신을 행하는 모양이 그려지고 있다. 일례로서, 상기 무선 기지국(0)이 무선 단말국(1)과 통신하기 위해서 사용하는 것을 지향성 빔 #b01로 하고, 무선 단말국(1)이 무선 기지국(0)과 통신하기 위해서 사용하는 것을 지향성 빔 #b14로 한다. 또, 상기 무선 기지국(0)과 상기 무선 단말국(1)은, 지향성 빔을 사용하고 있기 때문에, 도 1에 있어서는, 서로의 지향성을 마주보게 하는 제어를 행한 후에 통신을 행하고 있는 상태이다.
본 실시예에 있어서, 각 무선 단말국(1, 2, 3)은, 상술한 바와 같은 정보 단말이지만, 한번 설치되면 그 설치 위치가 변경되기 어려운 것이다. 따라서, 설치 장소가 다른 무선 단말국마다 각각 알맞은 방향이나 지향성 빔이 존재하고 있다.
본 실시예에서는, 무선 기지국(0)의 지향성 빔이, 편의상 미리 6개의 지향성 빔(지향성 빔 #b01~#b05)으로 나누어져 있는 경우의 예에 대하여 설명하지만, 무선 기지국(0)이 제공가능한 지향성 빔은, 본 실시예의 개수에 한하지 않고, 미리 유한개의 방향 및 패턴으로 분할된 것이더라도 좋고, 유한개의 방향 및 패턴으로 무선 단말국마다 조정되는 것(통신을 행하는 무선 단말국마다 다른 방향 및 패턴을 적절히 변경하는 것)의 어느 쪽이나 상관없다.
또, 무선 단말국(2, 3)은, 대응하는 무선 기지국(0)에 대하여 통신을 행하는 경우는, 무선 기지국(0)과 무선 단말국(1)의 통신과 마찬가지로 지향성 빔이 사용된다. 단, 각 무선 단말국의 지향성 빔 방향 및 패턴을 도 1에 나타낸 것에 한정하는 것이 아니다.
또, 본 실시예에서는 무선 단말국과, 무선 단말국으로 구별하여 인프라 구조 모드로서 설명을 행하지만, 이것에 한정하는 것이 아니다. 예컨대, 무선 단말국이 적응적으로 무선 기지국으로서 동작하는 것과 같은 네트워크 형태에 대해서도 적응 가능하고, 무선 단말국이 자립 분산적으로 협조 동작하는 Ad-hoc(애드혹) 모드에 대해서도 적응 가능하다.
도 2는 무선 기지국(0)의 회로 구성예를 나타내는 도면이다. 이 무선 기지국(0)은, 유선 네트워크나 기기에 대한 입출력 제어를 행하는 인터페이스부(10)와, 안테나/지향성 빔 방향의 정보를 보지(保持)하는 정보 기억부(20)와, 송수신의 액세스 제어를 행하는 MAC 제어부(30)와, 송수신 신호의 변복조를 행하는 변복조부(40)와, 안테나 선택 또는 안테나 조정에 의해 지향성 빔의 선택 및 제어를 행하는 빔 제어부(50)와, 송수신 공용의 복수의 안테나(안테나부)(60)를 구비하고, 복수의 지향성 빔을 송수신할 수 있다.
MAC 제어부(30)는, 데이터의 송신 타이밍을 결정하는 스케줄러부(31)와, 수신한 프레임의 내용을 해석하는 프레임 해석부(32)와, 수신 프레임의 재송이 필요 한 경우에 프레임의 재송을 지시하는 재송 제어부(33)를 포함한다. 변복조부(40)는, 송신 데이터의 오류 정정 및 변조를 행하는 송신부(41)와, 수신 데이터를 해석하여, 복조 및 오류 정정을 행하는 수신부(42)와, 수신부(42)로부터의 수신 전력, S/N, C/N 등의 정보로부터 수신한 프레임의 품질을 측정하는 품질 측정부(43)를 포함한다.
안테나부(60)는, 다른 무선 통신 장치(다른 무선 기지국이나 무선 단말국)와의 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 안테나에 의해 구성되고, 빔 제어부(50)에 의해 제어되는 것이다. 안테나부(60)를 구성하는 안테나는, 예컨대, 지향성을 갖고, 또한 지향 방향이 가변인 페이즈드 어레이 안테나(phased array antenna)이다. 또한, 지향 방향을 모터 등에 의해 기계적으로 변경 가능한 지향성 안테나이더라도 좋다. 또한, 복수의 지향성 안테나로 구성되어, 적응적으로 안테나를 바꾸는 것에 의해 지향 방향을 변경할 수 있는 지향성 안테나이더라도 좋다.
다음으로, 상기 구성의 무선 기지국(0)에 있어서의 데이터의 송수신 동작을 도 2에 근거하여 설명한다.
인터페이스부(10)에서는, 일례로서 유선 LAN으로의 인터페이스를 구비하는 경우에는, 유선 LAN으로부터 입력되는 데이터에 대하여 프레임 체크를 행하고, 헤더 등의 처리를 한 후에, MAC 제어부(30)에 전달한다. 또한, MAC 제어부(30)로부터 받은(무선 단말국으로부터의) 수신 데이터를, 유선 LAN의 형식이 되도록 헤더나, 프레임 체크 시퀀스를 부가한 후에, 유선 LAN으로 출력한다. 그 밖의 예에서는, PCMCIA, USB, IEEE1394, SDI/O, HDMI 등의 정보 단말을 향한 인터페이스 등을 탑재 하는 것도 가능하다.
MAC 제어부(30)는, 무선 단말국으로의 데이터 송신시에는 인터페이스부(10)로부터 받은 데이터에 대하여 MAC 헤더, 프레임 체크 시퀀스를 부가한 후, 스케줄러부(31)에 있어서 결정되는 타이밍에 따라서, 변복조부(40)의 송신부(41)로 데이터를 전달한다. 이 때, 정보 기억부(20)로부터, 송신 상대편의 지향성 빔 번호의 정보를 판독하여, 빔 제어부(50)에 대하여 송신을 하고 싶은 지향성 빔 번호를 통지한다. 예컨대, 각 기기가 도 1에 나타낸 바와 같이 설치된 상태에 있어서 무선 단말국(1)으로 송신하는 경우이면, MAC 제어부(30)는, 빔 제어부(50)에 대하여 「지향성 빔 #b01」을 사용하도록 통지한다.
또, MAC 제어부(30)는, 데이터 수신시에는, 수신을 행하고 싶은 빔 방향을 빔 제어부(50)에 통지한다. 예컨대, 각 기기가 도 1에 나타낸 바와 같이 설치된 상태에 있어서 무선 단말국(1)으로부터의 데이터를 수신하는 경우이면, 지향성 빔 #b01의 방향으로 지향성을 향하는 것에 의해, 무선 단말국(1)으로부터의 데이터를 수신할 수 있게 된다. 수신 데이터는 변복조부(40)로부터 MAC 제어부(30)에 전달되고, MAC 제어부(30)에서는, 프레임 체크 시퀀스와, MAC 헤더내의 목적지 어드레스를 프레임 해석부(32)에서 확인한다. 그 결과, 프레임이 틀린 경우나, 자기 단말 앞 이외의 프레임의 경우는 프레임을 파기한다. NACK가 반송되어 온 경우에는, 그 취지를 재송 제어부(33)로 통지하고, 데이터를 재송하도록 지시를 행한다. 응답이 필요한 프레임이면, 스케줄러부(31)에 대하여 통지된 타이밍에서 응답 프레임을 송신하도록 지시한다. 또한, 프레임 해석부(32)는, 정상으로 수신된 데이터 프레임을 인터페이스부(10)로 전달한다.
또한, MAC 제어부(30)는, 변복조부(40)의 품질 측정부(43)가 측정한 수신 품질 등에 관한 정보를 수취하고, 이 정보에 포함되는 단말 ID(식별 번호), CH 번호, 지향성 빔 번호, 통신 목적지의 지향성 빔 총수, 수신 전력값, 간섭 전력값 등의 정보를 정보 기억부(20)에 수시 기록하여, 갱신을 한다. 이러한 동작을 행하는 것에 의해, MAC 제어부(30)는, 정보 기억부(20)로부터 판독한 정보를 사용하여 지향성 빔을 제어하여, 원하는 무선 단말국과 통신한다.
이상, 기지국(0)의 구성 및 데이터 송수신시의 각부의 동작에 대해 설명했지만, 무선 단말국(1~3)의 구성 및 각부의 동작에 관해서도 마찬가지다. 또, 안테나수, 지향성 빔수에 관해서는, 무선 기지국(0) 및 각 무선 단말국의 사이에서 다르더라도 상관없다.
도 3은, 무선 기지국(0)과 각 무선 단말국(1~3)과의 사이에서 교환되는 PHY 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다. PHY 프레임은, 시간 동기/주파수 동기/AGC, 캐리어 검출 등을 행하는 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 프리앰블부와, PSDU(PLCP Protocol Data Unit)를 복조하기 위한 정보가 포함되는 PLCP 헤더(PLCP Header)부와, 프레임 바디(Frame Body)부와 필요에 따라 부가되는 Tail 비트와 Pad 비트로 구성되는 PSDU부에 의해 구성된다.
PLCP 헤더부에는, PSDU부를 복조하기 위한 Rate 정보, PSDU 길이를 나타내는 Length 정보, 프리앰블 타입 정보 등을 포함한 PHY 헤더(PHY Header), 지향성 빔 번호 정보(Beam Num), 및, 필요에 따라 부가되는 MAC 헤더(MAC Header), FCS(Frame Check Sequence), Tail 비트(Tail Bits)가 포함되어 있다. 또, 데이터의 수신측에서는, PHY 헤더에 포함되는 Rate 정보, Length 정보, 스크램블러 초기값(Scrambler Init) 및 프리앰블 타입(Preamble Type)에 근거하여, 그 후의 PSDU부의 복조를 행한다. 또, "Beam Num", "A-MPDU Aggregation", "A-MSDU Aggregation", "Relay"는, PLCP 헤더가 아니라, MAC 헤더 또는 정보 요소(Information Element)에 포함하더라도 상관없다. 또한, PLCP 헤더의 정보 요소에 관해서는, 이 포맷에 한하는 것이 아니라, 일부의 파라미터를 고효율화를 위해 삭제하더라도 상관없고, 필요한 정보가 포함되는 것이면 이 포맷이 아니더라도 좋다. 상기 지향성 빔 번호 정보는, MAC 헤더에 포함되는 "MAC ID"와 함께 정보 기억부(기지국이면 도 2에 나타낸 정보 기억부(20))에 기억된다.
PSDU부는, MAC 프레임의 프레임 바디와, Tail 비트와, Pad 비트를 포함한다. 또한, PLCP 헤더부가 MAC 헤더를 포함하고 있지 않은 경우에는, MAC 헤더를 포함한다.
또, PLCP 프리앰블(PLCP Preamble)부에 확산 코드 등의 식별 코드를 포함하게 하는 것에 의해, 여기에 지향성 빔 번호 정보 등을 포함시키는 것도 가능하다.
도 4는, 무선 기지국(0)과 각 무선 단말국(1~3)과의 사이에서 교환되는 MAC 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다. MAC 프레임은, 프레임의 종별이나 목적지로 이루어지는 MAC 헤더(MAC Header)부와, 프레임 페이로드(Frame Payload)부 및 프레임의 정오(正誤)를 판정하는 FCS(Frame Check Sequence)로 이루어지는 프레임 바디에 의해 구성된다. 또, MAC 헤더부는, 프레임 페이로드와는 다른 전송 레이트로 송신되더라도 상관없고, 동일한 전송 레이트로 송신되더라도 상관없다. 또한, 개별적으로 FCS가 부가되는 것과 같은 구성이라도 상관없다.
또, 무선 기지국 및 각 무선 단말국은, MAC 프레임을 복수 묶어 송신하는 프레임 애그리게이션을 행하더라도 상관없다. 그 때는, 프레임 선두 위치를 검출하기 위한 유니크워드, 길이, 개별 목적지 등을 포함하는 딜리미터(delimiter)를 포함하는 것도 가능하다.
MAC 헤더부는, 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 네트워크 식별 ID인 네트워크 ID(Network ID), 목적지 어드레스, 송신원 어드레스, 시퀀스 번호 및 프래그먼트 번호를 관리하는 시퀀스 컨트롤(Sequence Control), 액세스 방식에 관한 정보를 통지하는 액세스 정보(Access Information) 등으로 구성된다. 또, 목적지 어드레스, 송신원 어드레스의 이외에, 라우팅용 어드레스, 통지용 필드 등이 포함되는 일도 있다.
또, 프레임 컨트롤 필드는, 프로토콜 종별을 나타내는 프로토콜 버전(Protocol Version), 보안 프레임인지 여부를 나타내는 정보(Secure), ACK의 송신 방법(Imm-ACK, BlockACK, No-ACK 등)을 통지하는 Ack 폴리시(Ack Policy), 프레임의 종별을 나타내는 프레임 타입(Frame Type) 및 서브타입(Sub type), 재송 프레임인지 여부를 통지하는 정보(Retry), 그 이상의 데이터가 존재하는지 여부를 통지하는 모어 데이터(More data) 등으로 구성된다.
또, 프레임 페이로드부에는, 프레임 종별로 지정된, Probe 정보, 대역 요구 정보, 보지 정보 등의 관리 메시지나, ACK 정보(BlockACK, Imm-ACK), 대역 예약 정 보, 대역 할당 정보 등의 제어 메시지나, 데이터 등이 포함된다.
도 5는, 본 실시예에 있어서의 보지 정보(Beacon라고도 부름) 프레임의 일례를 나타내는 도면이다. 통지 정보 프레임은, 기지국이 일정 주기마다 서비스 영역에 대하여 송신하는 것이며, 본 실시예에 있어서는, 예컨대, 지향성 빔 #b01, #b02, …, #b05(도 1, 도 2 참조)를 사용하여, 각각의 지향성 빔에 의해 구분되는 서브 서비스 영역에 있어서 순서대로 송신한다. 또, 동일한 타이밍에서 모든 서브 서비스 영역에 대하여 통지 정보 프레임을 송신하더라도 상관없다. 통지 정보 프레임은, MAC 헤더 및 프레임 바디(프레임 페이로드와 FCS를 포함하고 있음)에 의해 구성된다. 프레임 페이로드는, 복수의 IE(Information Element), 즉, 정보 세트를 포함하고, IE에는, "Channel time allocation", "BSID", "parent piconet", "DEV 어소시에이션", "PNC shutdown", "접속하는 무선 단말국 리스트", … 등의 정보가 포함된다.
또, IE는, 통지 정보 프레임에만 포함되는 것이 아니라, 인증 프레임, 접속 요구 프레임, DD(Device Discovery) 프레임, DD 리포트 요구(Device Discovery report request) 프레임, DD 리포트(Device Discovery report) 프레임 등에도 포함된다. 또한, 동일한 내용의 필드가 포함되는 것이면, IE로 한정하는 것은 아니다.
다음으로, 본 발명에 있어서 독자적으로 정의하여, 신규로 설정하는 IE에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 이 신규 설정하는 IE를 편의상 DBIE(Directional Beam Information Element)라고 부른다.
도 6은, 상기 독자적으로 정의한 IE(DBIE)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, DBIE는, 구성요소를 식별하기 위한 엘리먼트 ID(Element ID) 정보와, 현재 사용하고 있는 지향성 빔 번호(또는 안테나 번호)를 나타내는 사용중 빔 번호(Current Beam Number) 정보와, 장치(여기서는, 무선 기지국(0) 또는 무선 단말국(1~3))가 제어 가능한 지향성 빔수(또는 안테나수)를 나타내는 총빔수(Total Beam Number) 정보와, 하나의 장치(무선 기지국(0) 또는 무선 단말국(1~3))가 어느 정도의 범위를 커버할 수 있는지를 나타내는 서포트레인지(Support Range) 정보와, 1지향성 빔(안테나)이 어느 정도의 범위를 커버할 수 있는지를 나타내는 빔 레인지(Beam Range) 정보와, 지향성 빔 전환에 필요로 하는 최소 시간(지향성 빔 전환 실행 간격)을 나타내는 최소 전환 시간(Switching Time) 정보와, 다른 무선 단말국(또는 무선 기지국)을 검색하기 위한 디바이스 디스커버리(Device Discovery) 기능을 지원하는지 여부를 나타내는 디바이스 디스커버리 기능 지원(Device Discovery Support) 정보와, 직접 단말간 통신을 할 수 있는지 또는 통신중에 다른 무선 기지국과 통신을 할 수 있는지 여부를 나타내는 단말간 통신 지원(Direct Transmission Support) 정보를 포함한다. 또, DBIE에 포함되는 정보 및 순서는, 이것에 한정하는 것이 아니고, 서브세트로 해도 좋다.
예컨대, 도 1에 나타낸 무선 기지국(0)이 서브 서비스 영역에 대하여 송신하는 비컨 프레임 내의 DBIE의 정보는, 도 7에 나타낸 바와 같은 구성(내용)으로 된다.
계속해서, 종래의 "Capability IE"를 확장하여 지향성 빔 정보를 통지하는 경우의 예에 대하여 나타낸다. 우선, 종래의 "Capability IE"를 설명한다. 도 8은, 종래의 "Capability IE"의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, "Capability IE"는, "Element ID", "Lenth" 및 "Overall capabilities"의 3개의 필드에 의해 구성된다. 또한 "Overall capabilities" 필드는, 무선 기지국의 정보를 통지하기 위한 "PNC capabilities" 필드 및 무선 단말국의 정보를 통지하기 위한 "DEV capabilities" 필드를 포함하고 있다. 또한, 이들 필드는, 복수의 정보 요소를 더 포함하고 있다. 종래 방식에서는, 이 "Overall capabilities" 필드를 인증 프레임(Association request/response), PNC 핸드오버 프레임(PNC handover request/response/information), PNC 정보 프레임(PNC information/PNC information request), 아나운스 프레임(Announce), 채널 상황의 통지 프레임(Channel status request/response) 등에 포함시키는 것에 의해, 무선 기지국과 무선 단말국과의 기능 정보(capabilities information)를 통지하고 있다.
다음으로, 본 실시예에 있어서 사용하기 위해서 확장한 "Capability IE"를 설명한다. 확장된 "Capability IE"에서는 현재 사용하고 있는 지향성 빔 번호(또는 안테나 번호)를 나타내는 사용중 빔 번호(Current Beam Number) 정보와, 장치(여기서는, 무선 기지국(0) 또는 무선 단말국(1~3))가 제어가능한 지향성 빔수(또는 안테나수)를 나타내는 총빔수(Total Beam Number) 정보와, 하나의 장치(무선 기지국(0) 또는 무선 단말국(1~3))가 어느 정도의 범위를 커버할 수 있는지를 나타내는 서포트레인지(Support Range) 정보와, 1지향성 빔(안테나)이 어느 정도의 범위를 커버할 수 있는지를 나타내는 빔 레인지(Beam Range) 정보와, 지향성 빔 전환에 필요로 하는 최소시간을 나타내는 최소 전환 시간(Switching Time) 정보와, 다른 무 선 단말국(또는 무선 기지국)을 검색하기 위한 디바이스 디스커버리(Device Discovery) 기능을 지원하는지 여부를 나타내는 디바이스 디스커버리 기능 지원(Device Discovery Support) 정보와, 직접 단말간 통신을 할 수 있는지 또는 통신중에 다른 무선 기지국과 통신을 할 수 있는지 여부를 나타내는 단말간 통신 지원(Direct Transmission Support) 정보를 추가로 포함하는 것으로 한다. 또, 확장된 "Capability IE"에 포함되는 정보, 순서는 이것에 한하는 것이 아니다. 또한, 종래의 "Capability IE"에서 사용하고 있었던 엘리먼트 ID를 사용하더라도 상관없고, 신규로 "Extended Capability IE"의 엘리먼트 ID를 작성할 수도 있다. 신규로 작성하는 경우에는, 추가된 차분의 필드로 구성되는 것이라도 상관없다. 또, 각 필드의 상세한 것은, 상술한 DBIE의 각 필드와 마찬가지다.
이상과 같이, 종래의 "Capability IE"에 대하여, 지향성 빔 정보에 관계하는 파라미터를 추가함으로써, 무선 기지국 및 무선 단말국은 이 "Capability IE"를 교환하는 것에 의해 단말의 각각의 단말이, 서로의 통신이 가능한 지향성 안테나 번호 등을 특정할 수 있어, 무선 기지국 및 무선 단말국은 그 정보를 정보 기억부(20)에 기입하는 것에 따라, 통신시에 적절히 지향성 빔 등을 선택할 수 있게 된다.
계속해서, 본 발명을 적용한 무선 통신 시스템에 있어서, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스에 대하여 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다. 여기서는, 도 1에 나타낸 무선 통신 시스템에 있어서 무선 단말국(1)이 무선 기지국(0)에 접속하는 경우의 예를 설명한다. 또, 도 11은, 무선 단말국이 무선 기지국 에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 무선 통신 시스템에 있어서, 무선 기지국(0)은, 정기적으로 각 서비스 영역에 대하여, 지향성 빔을 이용하여 통지 정보 프레임을 송신하고 있다. 이 통지 정보 프레임에는, 기지국 ID(기지국 식별자)나, 기지국의 송신 가능한 전송 레이트 정보, 접속 무선 단말국 정보 등의 이외에, 현재 송신하고 있는 통지 정보 프레임의 지향성 빔 번호, 안테나 번호, 지향성 빔의 최대수, DBIE(도 6 및 도 7 참조) 등이 포함되어 있다.
또, 무선 단말국(1)은, 기동하면, 근린의 무선 기지국을 검색하기 위해 스캔(스캔 시퀀스)을 시작한다. 스캔 시퀀스에서는, 무선 기지국으로부터의 통지 정보 프레임을 수신하기 위해서, 자신의 안테나/지향성 빔과 주파수를 전환하여, 통신 가능한 무선 기지국 리스트(안테나 번호/지향성 빔 번호, 주파수, 기지국 ID, 수신 전력 등의 정보를 포함함)를 작성하고, 그 중에서 알맞은 무선 기지국을 선택한다. 상세한 스캔 시퀀스 및 스캔 동작은, 예컨대, 도 12 및 도 13과 같이 나타낼 수 있다. 구체적으로는, 무선 단말국(1)은, 동작 주파수(CH[i]) 및 안테나/지향성 빔(Ant[j])을 순차적으로 전환하면서, 모든 조건(선택가능한 i 및 j의 모든 조합)에 있어서 스캔을 행하여, 무선 기지국을 검출한 경우, 그 기지국 정보(내용의 상세한 것은 후술함)를 기지국 정보 데이터베이스에 저장한다. 여기서, 기지국 정보 데이터베이스는, 무선 단말국(1)의 정보 기억부(도 2에 나타낸 무선 기지국의 정보 기억부(20)에 상당하는 부분)에 구축되어 있다. 또, 도 6, 7 등에 나타낸 "Switching Time"에 상당하는 안테나/지향성 빔의 전환 시간(일단 전환을 실행 후, 다음 전환 실행까지의 시간) 및 주파수 전환 시간(일단 전환을 실행 후, 다음 전환 실행까지의 시간)에 관해서는, 무선 기지국으로부터의 통지 정보 프레임을 수신하기 위해서 충분한 시간 간격으로 하고, 일반적으로 통지 정보 프레임 송신 간격보다 긴 값이 바람직하다. 모든 조건에서의 스캔이 종료하여, 무선 기지국을 검출한 경우, 검출한 무선 기지국 중에서 접속처를 선택하여, 대기를 시작한다.
도 1에 나타낸 예에서는, 스캔을 실행한 결과, 무선 단말국(1)이 무선 기지국(0)으로부터의 통지 정보 프레임을 검출하고, 무선 기지국(0)이 사용하는 지향성 빔 번호(이 예에서는 b01로 됨), 지향성 빔 총수(이 예에서는 6으로 됨), 주파수 정보, 자기 단말이 무선 기지국(0)과 통신하기 위해서 사용하는 지향성 빔 번호(이 예에서는 b14로 됨) 등이 스캔 결과로서 얻어진다. 무선 단말국(1)은 이 스캔 결과를 기지국 정보로서 기지국 정보 데이터베이스에 보존해 둔다.
상기 스캔을 실행하여, 무선 단말국(1)이 접속처로서 선택한 무선 기지국(0)에 대하여 접속을 할 때의 상세 동작을 이하에 설명한다. 여기서는, 무선 기지국(0)을 접속처로 하는 경우의 동작에 대하여 설명한다.
무선 기지국(0)을 접속처로 하는 경우, 무선 단말국(1)은, 접속하는 무선 기지국(0)과 대응하는 안테나/지향성 빔(이 예에서는 번호가 b14인 것)을 선택하여, 무선 기지국(0)의 통지 정보 프레임을 수신한다. 그리고, 수신한 통지 정보 프레임에 포함되는 접속 요구 슬롯/대역 할당 슬롯(대역 요구를 위한 할당 시간 기간)을 파악한다.
다음으로, 무선 단말국(1)은, 접속 요구 슬롯/대역 요구 슬롯을 이용하여, 선택한 번호의 안테나/지향성 빔 #b14을 이용하여 자기 단말의 기능에 관한 IE(Information Elements)을 포함하는 접속 요구 메시지(Probe request라고도 부름)를 무선 기지국(0)에 대하여 송신한다. 또, IE에는, 디바이스 디스커버리(Device Discovery) 기능에 대응하고 있는지 여부, 지향성 빔수, 현재 통신을 행하고 있는 지향성 빔 번호, 지향성 빔 전환 최소 시간(지향성 빔 전환을 실행하는 시간 간격의 최소값), 지원하는 변조 방식, 부호화율 등의 정보가 포함되어 있다(도 6, 도 7, 도 9, 도 10 참조).
무선 기지국(0)은, 무선 단말국(1)으로부터의 접속 요구 메시지를 수신하면, 이것에 포함되는 정보(무선 단말국(1)의 기능에 관한 IE)에 근거하여 무선 단말국(1)과 통신 가능한 안테나 번호(지향성 빔 번호) 등의 조합을 특정하고, 그 정보를 도 2에 나타낸 정보 기억부(20)에 기억해 둔다. 여기서는, 무선 단말국(1)의 ID, 지향성 빔 번호(여기서는 #b14) 및 지향성 빔 총수(여기서는 6)에 가하여, 무선 기지국(0)이 사용하는 지향성 빔 번호(여기서는 #b01) 등을 기억한다. 또한, 무선 단말국(1)의 기능에 관한 IE에 포함되는 정보를 접속 무선 단말 데이터베이스에 보존해 둔다. 또 접속 무선 단말 데이터베이스는, 예컨대, 정보 기억부(20)에 구축되어 있다. 또한 무선 기지국(0)은, 필요에 따라, 접속 응답 메시지(Probe response라고도 부름)를 무선 단말국(1)에 대하여 송신한다.
그리고, 무선 기지국(0)과 무선 단말국(1)은, 서로 밝혀진 안테나/지향성 빔 번호의 조합(b01 및 b14)을 이용하여 통신을 행하고, 인증 등을 한다. 이상에 의해, 무선 단말국(1)은, 무선 기지국(0)에 접속이 완료하여, 통신 시퀀스로 이행하 여 데이터 통신을 할 수 있게 된다.
또, 여기서는 무선 기지국(0) 및 무선 단말국(1)이 통신을 행하는 경우의 동작(접속 시퀀스)에 대하여 설명을 했지만, 다른 무선 단말국(2, 3) 등이 무선 기지국(0)에 접속할 때의 동작도 마찬가지다. 또한, 인증 등을 포함하는 접속 시퀀스에 있어서는, 각 무선 단말국은, 무선 기지국(0)에 대하여, 스캔 시퀀스에서 검출된 다른 무선 기지국 또는 무선 단말국과의 지향성 빔 번호의 조합과 품질 정보(수신 전력 등)를 통지하는 것도 가능하다. 그리고 무선 기지국(0)은, 통지된 정보를 정보 기억부(20)에 보지해 두고, 무선 단말국이 다른 무선 기지국으로 핸드오버할 때에 사용할 수 있다. 또한, 어떤 무선 단말국이 다른 무선 단말국과 직접 통신을 행하고 싶은 경우에, 이미 정보 기억부(20)에 정보가 있으면, 디바이스 디스커버리(Device Discovery) 순서를 간략화하거나 생략하거나 하는 것도 가능하다.
계속해서, 무선 기지국(0)의 서비스 영역 내에 설치된 무선 단말국끼리 무선 기지국(0)을 거치지 않고 직접 통신(직접 단말간 통신)을 할 때의 순서에 대하여 설명한다. 여기서는 특히, 통신 상대편으로 되는 무선 단말국을 탐사하여, 직접 통신을 할 때에 사용하는 지향성 빔(안테나)의 방향을 특정하는 순서(디바이스 디스커버리 순서)에 대하여 자세히 설명한다.
도 14는, 무선 기지국(0)의 서비스 영역 내에 설치된 무선 단말국끼리에서의 직접 단말간 통신을 설명하기 위한 도면이며, 도 1에 나타낸 무선 통신 시스템에 있어서 무선 단말국(1, 2)이 직접 단말간 통신을 행하는 모양을 나타내고 있다. 또, 상술한, 무선 기지국(0) 및 무선 단말국(1)이 통신을 행하는 경우의 동작(접속 시퀀스)과 다른 부분을 중심으로 설명을 한다.
우선, 도 14에 나타낸 무선 통신 시스템의 상황에 대하여 설명한다. 도 14는, 무선 기지국(0)이 지향성 빔 #B3을 사용하여 무선 단말국(3)과 통신을 행하고 있고, 한편, 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)이 지향성 빔 #Ba를 사용하여 직접 단말간 통신을 행하고 있는 모양을 나타내고 있다.
더 구체적으로는, 무선 기지국(0)이 지향성 빔 #b03을 사용하여, 무선 단말국(3)이 지향성 빔 #b30을 사용하는 것에 의해 통신을 행하고 있다. 또, 도 14에 나타낸 상태의 무선 기지국(0)과 무선 단말국(3)은, 지향성 빔을 사용하고 있기 때문에, 상술한 무선 기지국(0)과 무선 단말국(1)이 통신을 행하는 경우와 마찬가지로, 서로의 지향성을 마주보게 하는 제어를 행한 후에 통신을 행하고 있다.
또, 무선 단말국(1)이 지향성 빔 #b13을 사용하여, 무선 단말국(2)이 지향성 빔 #b22을 사용하는 것에 의해 통신을 행하고 있다. 또, 도 14에 나타낸 상태의 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)은, 지향성 빔을 사용하고 있기 때문에, 상술한 무선 기지국(0)과 무선 단말국(1)이 통신을 행하는 경우와 마찬가지로, 서로의 지향성을 마주보게 하는 제어를 행한 후에 통신을 행하고 있다.
또, 무선 기지국(0)과 각 무선 단말국은 지향성 빔을 사용하고 있기 때문에, 도 14에 나타낸 상태에 있어서 서로의 빔이 간섭하지 않고 있는 것으로 한다.
다음으로, 디바이스 디스커버리 순서에 대하여 도 15를 이용하여 구체적으로 설명한다. 또, 도 15는, 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)이 직접 단말간 통신을 행하는 경우에 각 장치(무선 기지국 및 각 무선 단말국)가 실행하는 순서를 나타내 는 시퀀스도이다.
무선 단말국(1)은, 상기 도 11을 이용하여 나타낸 무선 단말국(1)이 무선 기지국(0)에 접속할 때의 동작(시퀀스)을 실행하여 통신 시퀀스로 이행한다(단계 S1). 또한, 무선 단말국(2)도 마찬가지로, 무선 기지국(0)에 접속할 때의 동작을 실행하여 통신 시퀀스로 이행한다(단계 S2). 그리고, 무선 단말국(1, 2)은, 무선 기지국(0)으로부터 정기적으로 송신되는 통지 정보 프레임을 수신함으로써, 무선 기지국(0)에 접속하고 있는 모든 무선 단말국의 정보를 수신하여 인식하고 있다. 이러한 상황하에서, 무선 단말국(1)에 있어서 무선 단말국(2)에 대한 통신이 발생하면, 무선 단말국(1)은, 무선 기지국(0)에 의해 할당된 통신 시간 기간 또는 랜덤 액세스 기간을 이용하여, 「무선 단말국(2)과의 직접 통신 요구」를 포함하는 통신 요구 프레임을 송신한다(단계 S31). 예컨대, 본 실시예에서는 「직접 통신 요구」프레임을 송신한다.
이 「직접 통신 요구」 프레임에는, DBIE(Directional Beam Information Element) 또는 확장된 "Capability IE", 무선 단말국(1)이 필요로 하는 디바이스 디스커버리를 위한 시간 기간, 직접 통신에서 필요로 하는 대역 정보 등이 포함되어 있다. 이 무선 단말국(1)이 필요로 하는 디바이스 디스커버리를 위한 시간 기간은, 무선 단말국(1)이, 모든 지향성 빔 방향에 대하여, 후술하는 DD 프레임(Device Discovery 프레임)을 송신하는 데 필요한 시간 등으로부터 결정되는 것이다.
무선 기지국(0)은, 무선 단말국(1)으로부터의 「직접 통신 요구」 프레임을 수신하면, 그 프레임에 있어서 통신 상대편으로서 지정된 무선 단말국(2)이 자신의 서비스 영역 내에 존재하는지 여부를 판단한다. 무선 단말국(2)이 자신의 서비스 영역 내에 존재하는 것이면, 정보 기억부(20)내의 접속 무선 단말국 데이터베이스로부터 무선 단말국(2)의 접속 정보(탐사기능 지원 정보, 단말간 통신 지원 정보 등)와, 정보 기억부(20)에 기억되어 있는 안테나 정보 등을 판독하고, 이들 판독한 정보에 근거하여, 무선 단말국(2)이 무선 단말국(1)으로부터의 「직접 통신 요구」에 대응할 수 있는지 여부를 판단한다.
여기서, 무선 단말국(2)이 「직접 통신 요구」에 대응할 수 없는 단말국이라고 판단한 경우, 무선 기지국(0)은, 무선 단말국(1)에 대하여, 「직접 통신 응답」 프레임을 보내는 것에 따라, 무선 단말국(2)이 직접 통신에 대응하지 않고 있는 것을 통지하는 것도 가능하다. 단 본 실시예에 있어서는, 무선 단말국(2)이 직접 통신을 행하기 위한 기능을 갖는 케이스(즉, 탐사기능 지원 정보 및 단말간 통신 지원 정보가 Enable인 경우)에 대하여, 그 후의 설명을 한다.
무선 단말국(2)이 무선 단말국(1)으로부터의 「직접 통신 요구」에 대응할 수 있는 것으로 판단한 경우, 무선 기지국(0)은, 무선 단말국(2)이 무선 단말국(1)과의 직접 통신을 할 수 있는 상황에 있는지 여부를 더 확인하기 위해서, 「직접 통신 확인」 프레임을 무선 단말국(2)에 대하여 송신한다(단계 S32). 「직접 통신 확인」 프레임을 수신하면, 무선 단말국(2)은, 자기 단말의 통신 트래픽이나 QoS를 고려하여 통신을 할 수 있는지 여부의 판단을 행한다. 여기서, 직접 통신이 가능하다고 판단한 경우, 무선 단말국(2)은, DBIE 또는 확장된 "Capability IE"를 포함한 「직접 통신 확인」 응답 프레임을 무선 기지국(0)에 대하여 송신한다(단계 S33). 또, 무선 기지국(0)이, 사전에 무선 단말국(2)의 DBIE 또는 확장된 "Capability IE" 수신 완료이고, 그 속에 포함되는 정보를 보지하고 있는 경우에는, 이 「직접 통신 확인」의 요구/응답 시퀀스(단계 S32및 S33)를 생략할 수도 있다.
도 16은, 무선 기지국(0)과 무선 단말국(2)이 통신하는 모양을 나타내는 도면이다. 이 때, 무선 기지국(0)과 무선 단말국(2)은, 지향성 빔 #B2을 이용하여 통신을 행하고 있고, 무선 기지국(0)은 지향성 빔 #b02, 무선 단말국(2)은, 지향성 빔 #b22을 사용한다.
도 15에 나타낸 디바이스 디스커버리 순서의 설명으로 되돌아가, 무선 기지국(0)은, 접속하는 무선 단말국(1, 2)의 지향성 빔수에 근거하여, 무선 단말국(1)의 DD(Device Discovery) 프레임의 송신 시간 및 프레임 송신 방법을 결정한다. 본 실시예에 있어서는, 무선 단말국(1)은 6방향의 지향성 빔을 사용하여 프레임을 송수신할 수 있고, 무선 단말국(2)은 3방향의 지향성 빔을 사용하여 프레임을 송수신할 수 있기 때문에, 모든 조합을 행하는 경우에는, 18프레임 송신해야 한다. 또한, 지향성 빔의 전환 시간(도 6, 7 등에 나타낸 "Switching Time"에 상당)으로부터, DD 프레임의 송신에 필요한 최대 시간을 구하는 것이 가능하다.
다음으로, 무선 기지국(0)은, 무선 단말국(1, 2)에 대하여, 디바이스 디스커버리의 개시 및 종료 시간(Device Discovery Period, 이하, DD 기간이라고 기재함), 지향성 빔 전환 타이밍, 액세스 방법 등의 정보를 포함하는 「Device Discovery 개시 통지」를 통지 정보 프레임 또는 개별의 프레임을 이용하여 송신한다(단계 S34). 또한, 이 프레임을 수신한 다른 무선 단말국(3)은, DD(Device Discovery) 기 간이 시작된 것을 인식하여 일정 시간 통신을 행하지 않도록 한다.
계속해서, 본 실시예에 있어서의 디바이스 디스커버리 방식인 "Imm-Device Discovery" 방식에 대하여 설명한다. 이 "Imm-Device Discovery" 방식에서는, DD 기간에 있어서, 요구원 무선 단말국(여기서는 무선 단말국(1))이, 요구처 무선 단말국(여기서는 무선 단말국(2))에 대하여, DD 프레임을 송신하고(단계 S35), 요구처 무선 단말국이, DD 프레임을 수신했으면, 미리 할당된 타이밍에서, DD 응답(Device Discovery response) 프레임을 요구원 무선 단말국에 송신하는(단계 S36) 것에 따라, 서로의 지향성 빔 번호 등으로 구성되는 정보 테이블을 갱신한다.
또, 도 17에 나타낸 바와 같이, DD 프레임에는, 프레임 종별, 송신원 어드레스, 현재 사용하고 있는 지향성 빔 번호(송신원 지향성 빔 번호) 등의 정보가 포함된다. 또한, 필요에 따라 목적지 어드레스(브로드캐스트, 멀티캐스트, 개별 어드레스의 어느 것이라도 상관없음), DBIE 등의 정보가 포함된다.
여기서, 도 18을 이용하여 구체적인 "Imm-Device Discovery" 방식에 대하여 설명한다. 무선 단말국(1)은, 무선 기지국(0)에 의해서 할당된 시간 기간 및 송신 방법에 따라 자신이 현재 사용하고 있는 지향성 빔 번호를 포함하는 DD 프레임을 송신한다. 여기서는, 무선 단말국(1) 및 무선 단말국(2)에서 취할 수 있는 지향성 빔 번호의 조합 수인 18을 DD 프레임의 송신 횟수로 한다.
이하, 무선 단말국(1)이 DD 프레임을 지향성 빔 방향을 전환하면서 송신하고, 그 후, 각 지향성 빔 방향으로부터, DD 응답 프레임을 수신했는지 여부를 확인하는 것으로, 디바이스 디스커버리를 실시하는 동작에 대하여 도 15 및 도 18을 참 조하면서 설명한다.
우선, 각 무선 단말국은, 무선 기지국(0)으로부터 상기 「Device Discovery 개시 통지」를 수신하면 초기 설정을 하고(도 15 참조), 지정된 시각으로부터 무선 단말국(1)은, 각 지향성 빔을 번호가 b10, b11, …, b15로 되는 순서로 사용하여 DD 프레임을 송신한다. 또, 이 DD 프레임은, 먼저 설명한 바와 같이, 무선 단말국(1)이 사용하는 지향성 빔 번호의 정보가 포함되어 있는 것이다. 무선 단말국(2)은, 미리 무선 기지국(0)에 의해서 통지된 전환 타이밍에서 안테나를 전환하여, DD 프레임의 수신을 시도한다(도 18 참조). 여기서는, 무선 단말국(2)은, 지향성 빔 #b22에 의해, 무선 단말국(1)으로부터의 지향성 빔 번호 정보(여기서는 b13)를 포함하는 DD 프레임(도 18에 있어서는 DD3으로 표기하고 있음)을 수신한다.
무선 단말국(2)은, 무선 단말국(1)으로부터의 DD 프레임을 수신하면, 그 때에 사용하고 있었던 지향성 빔의 번호(여기서는 b22) 및 DD 프레임에 포함되어 있었던 무선 단말국(1)이 사용한 지향성 빔의 번호(여기서는 b13)를 조합시킨 지향성 빔 조합 정보를 수신 전력값, 단말 ID 등과 함께 정보 기억부(20)에 기억한다. 또, 여기서 기억하는 구체적인 정보는 「b13, b22, 무선 단말국(1), …」로 된다.
다음으로, 무선 단말국(1)은, 모든 지향성 빔 번호에 의해 DD 프레임을 송신하면, 일정 시간, 스케줄링된 지향성 빔 번호에 의해, 무선 통신 단말(2)로부터의 응답(Device Discovery Response) 프레임을 기다린다.
본 실시예에서는, 무선 단말국(2)이, DD 프레임을 수신하고 있기 때문에, 무선 단말국(2)은, 미리 결정된 타이밍에서 DD 프레임에 대한 응답 프레임을 무선 단 말국(1)에 반송한다. 이 때, 상기 정보 기억부(20)에 기억한 지향성 빔 조합 정보에 근거하여 선택한 지향성 빔(DD 프레임을 수신했을 때에 사용하고 있었던 지향성의 빔)을 사용한다.
응답 프레임은, 송신원의 무선 단말국(2)의 어드레스, 현재 사용하고 있는 지향성 빔 번호(여기서는 b22), 및 무선 단말국(1)으로부터 DD 프레임을 수신한 지향성 빔 번호(여기서는 b13)를 포함하는 것으로 한다. 또한, 목적지 무선 단말국 어드레스(여기서는 무선 단말국(1)의 어드레스)를 포함하더라도 상관없다.
무선 단말국(1)은, 무선 단말국(2)으로부터의 응답 프레임을 수신하면, 직접 통신이 가능한 것을 인식하고, 응답 프레임에 의해 통지된 정보(무선 단말국(2)의 어드레스, 지향성 빔 번호 등)를 정보 기억부(20)에 기억한다. 이후, 무선 기지국(0)으로부터 통지된 방법에 따라, 소정 횟수·소정 시간까지 같은 동작을 반복한다. 또한, 복수의 조합에 의해 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)이 통신할 수 있는 것이 밝혀진 경우에는, 통신 품질에 따라 적절한 조합을 선택하면 바람직하다. DD 기간이 완료하면, 각 무선 단말국은 미리 지정된 지향성 빔 번호/동작 주파수를 선택한다. 또한, 각 무선 단말국은, 필요에 따라 무선 기지국(0)으로부터의 프레임을 수신, 또는, 무선 기지국(0)에 프레임을 송신하기 위한 지향성 빔 번호/동작 주파수를 선택한다.
또, 본 실시예에서의 DD 기간내의 DD 프레임의 송신 시퀀스에 관하여는, 먼저 설명한 것에 한정하는 것은 아니고, 무선 단말국끼리 지향성 빔 번호를 주고받아, 통신할 수 있는 지향성 빔 번호(안테나 번호)를 공유하는 것이면 어떠한 방법 이라도 상관없다. 또한, DD 프레임, 응답 프레임이 전파로의 상황에 따라 에러가 발생하는 것에 대비하여, 이들의 프레임을 복수회 연달아 송신하거나, 송신 전력을 일시적으로 올리거나, 보통의 프레임보다 강건한 변조 방식이나 부호화율을 사용하여 송신하더라도 상관없다. 또한, DD 프레임의 교환은, 무선 기지국(0)의 동작 주파수와 같더라도 상관없고, 미사용의 주파수를 이용할 수도 있고, 그 정보는 무선 기지국(0)이 미리 각 무선 단말국에 통지함으로써 실현 가능하다.
도 15에 나타낸 디바이스 디스커버리 순서의 설명에 되돌아가, 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)에 할당한 DD 기간이 종료하면, 무선 단말국(1)은, DD 기간에서 얻어진 결과를 무선 기지국(0)에 통지한다(단계 S37). 이 때, 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)이 직접 통신 가능한 지향성 빔 번호의 조합 정보 「b13, b22」 등을 통지한다(Device Discovery Report). 또한, 상기 DD 기간에 무선 단말국(2)으로부터의 응답이 없기 때문에, 직접 통신을 할 수 없다고 판단했을 때에는, 무선 단말국(1)은, 「검출할 수 없음」의 내용을 포함하는 결과를 무선 기지국(0)에 통지한다. 또, DD 기간의 결과의 통지(Device Discovery Report)에 관하여는, 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)이 개별적으로 행해도 상관없고, 직접 통신을 요구한 무선 단말국(1)만이 통지하더라도 상관없다.
무선 기지국(0)은, DD의 결과(Device Discovery Report)를 수신하면, 접속 무선 단말국의 직접 통신이 가능한 단말 조합의 데이터베이스를 갱신한다. 이후, 각 무선 단말국(1, 2)으로부터의 직접 통신 요구가 있었던 때는, 무선 기지국(0)이 직접 통신의 시간을 무선 단말국(1, 2)에 통지 신호 등을 이용하여 통지하고, 무선 단말국(1, 2)은, 할당된 시간 기간에서 파일 데이터 등의 데이터 통신을 실시한다(도 14 참조). 또, 무선 기지국(0)은, 무선 단말국끼리 직접 통신을 행하는 경우에, 자신의 동작 주파수와 동일한 주파수 채널/공간 채널을 할당하더라도 상관없고, 다른 주파수 채널/공간 채널을 할당하더라도 상관없다.
이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 무선 단말국(1)은, 무선 기지국(0)에 대하여 「직접 통신 요구」를 송신하고, 무선 기지국(0)은, 데이터베이스를 대조한 결과, 직접 통신이 가능하다고 판단하면, 대응하는 무선 단말국(2)(무선 단말국(1)이 직접 통신의 상대로서 지정한 것)에 대하여 「직접 통신 확인」을 행하여, 무선 단말국(1)과의 접속 시퀀스에 있어서 취득해 둔 정보 및 무선 단말국(2)과의 접속 시퀀스에 있어서 취득해 둔 정보에 근거하여, 결정한 디바이스 디스커버리의 시간 기간·방법을 무선 단말국(1, 2)에 통지하고, DD 기간을 할당한다. 그리고, DD 기간을 할당된 무선 단말국은, 자기 단말의 지향성 빔 번호(지향성 빔 정보)를 포함하는 프레임을 서로 송신하는 것에 의해, 무선 단말국 사이에서 통신할 수 있는 지향빔 번호를 공유하는 것이 가능해진다. 또한, 그 디바이스 디스커버리의 결과(Device Discovery Report)를 무선 기지국(0)에 통지함으로써 무선 기지국(0)은 직접 통신이 가능한 무선 단말국과 지향성 빔 번호의 조합을 유지하는 것이 가능해진다. 그리고, 그 후는, 각 무선 단말국은 미리 지정된 대역, 타이밍에서 「직접 통신 요구」를 행하는 것에 의해, 무선 기지국(0)에 할당된 시간 기간에서 직접 통신이 가능해진다.
따라서, 종래는, 무선 단말국(1)으로부터 무선 단말국(2)에 대하여 데이터를 송신하는 경우, 한번 무선 기지국(0)에 송신하여 보지하고, 그 후, 무선 기지국(0)이 무선 단말국(2)에 대하여 전송해야 했지만(즉, 기지국(0)을 통해서 데이터 통신을 행해야 했지만), 본 발명에 의해 무선 단말국끼리 직접 통신을 행하는 것이 가능해지기 때문에, 대역을 유효 이용하는 것이 가능해진다. 또한, 지향성을 갖는 빔을 사용하기 때문에, 무선 기지국(0)의 관리 하에서 무선 단말국(1, 2)이 직접 통신을 행하고 있는 기간에, 동시에 무선 기지국(0)이 다른 무선 단말국(3)과 통신하는 것과 같은 SDMA(Space Division Multiple Access)를 실현하는 것이 가능해져, 대역의 이용 효율을 대폭 올릴 수 있다.
또, 본 실시예에 있어서는, 도 17에 나타낸 바와 같이 DD 프레임을 규정했지만, 예컨대, 도 19에 나타낸 바와 같이 PLCP 프리앰블(PLCP Preamble)부에 MAC ID와 지향성 빔 번호를 의미하는 코드(Beam Num)을 삽입한 것을 반복 송신하는 것도 가능하다. 이 경우, PLCP 헤더부 및 PSDU부를 삭감할 수 있기 때문에, DD 프레임의 송신시에 고효율인 송신 방법을 실현할 수 있다. 또한, DD 프레임을 수신하는 무선 단말국은 PLC 프리앰블부만의 처리로 되어, PLCP 헤더부 및 PSDU부를 복조하는 것보다 간략화하는 것이 가능해진다. 또한, 코드화한 패킷을 DD 프레임으로 정의하고 있으면, 본 패킷을 수신하면 DD 프레임으로서 수신 무선 단말국은 인식할 수 있다. 물론, Type/Subtype를 코드화하여 넣더라도 상관없다.
또, 도 20에 나타낸 바와 같이, 프리앰블(PLCP Preamble)부와 헤더(PLCP Header)부로 이루어지는 포맷을 이용하는 것도 가능하다, 이 경우, 헤더에 포함되는 PHY Header, MAC Header의 정보를 이용할 수 있기 때문에, DD 프레임의 수신자 는 보다 많은 정보를 이용할 수 있다.
이들의 도 19 및 도 20에 나타낸 구성의 DD는, 후술하는 실시예에 대해서도 적용 가능하다.
(실시예 2)
계속해서, 실시예 2에 대하여 설명을 한다. 본 실시예에 있어서는, 상술한 실시예 1과 비교하여 DD 프레임을 효율적으로 송신하여, 디바이스 디스커버리(Device Discovery)를 행하는 동작에 대하여 설명한다. 또, 전제 조건(무선 통신 시스템의 구성) 및 기본적인 시퀀스는, 실시예 1에서 설명한 도 14 및 도 15와 동일하기 때문에, 본 실시예에 있어서는 다른 부분만을 설명한다.
우선, 도 15에 나타낸 무선 기지국(0)이 무선 단말국(1)에 대하여 「Device Discovery 개시 통지」를 하기까지의 동작은 실시예 1과 동일하다. 「Device Discovery 개시 통지」부터 설명한다.
무선 기지국(0)은, 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)에 대하여, 디바이스 디스커버리의 개시 및 종료 시간(DD 기간), 지향성 빔 전환 타이밍, 액세스 방법 등을 포함하는 「Device Discovery 개시 통지」를 통지 정보 프레임 또는 개별의 프레임을 이용하여 송신한다. 또한, 이 프레임을 수신한 다른 무선 단말국(3)은, DD 기간이 시작된 것을 인식하여, 일정 시간(DD 기간의 동안은) 통신을 취소한다.
여기서, 본 실시예에서는, 무선 기지국(0)이 무선 단말국(1, 2)의 각각 통신을 행하는 지향성 빔 번호의 조합을 미리 참조한다. 기지국(0)은, 각 무선 단말국 의 접속 시퀀스(도 11 참조) 등의 통신 이력에 관한 정보를 정보 기억부(20)에 기억하고 있다. 그 때문에, 무선 기지국(0)은, 정보 기억부(20)에 보지하고 있는 정보에 근거하여, 각 무선 단말국의 대략의 위치를 추측할 수 있어, 효율적인 DD 프레임의 송신 방법을 통지하는 것이 가능하다.
즉, 상술한 실시예 1의 순서에 있어서 무선 기지국(0)이 무선 단말국(1)에 통지하는 정보에 대하여 「지향성 빔 #b14로부터, 반시계 방향으로 디바이스 디스커버리를 실시한다」는 것을 나타내는 정보를 추가하여 「Device Discovery 개시 통지」를 송신한다. 또한, 무선 단말국(2)에 대해서는 「지향성 빔 #b22로부터, 시계 방향으로 디바이스 디스커버리를 실시한다」는 것을 나타내는 정보를 「Device Discovery 개시 통지」에 추가하여 통지함으로써 조기 검색을 가능하게 한다.
이하에, 구체적인 DD 프레임의 송신 방법에 대하여 설명한다. 도 21은, 검색 방법을 지정한 디바이스 디스커버리의 상세 순서를 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는, 미리 무선 단말국(1)에 대해서는 지향성 빔 번호가 b14, b13, b12, b11, b10, b15의 순으로, 무선 단말국(2)에 대해서는 지향성 빔 번호가 b22, b20, b21의 순으로 지정하고 있기 때문에, 각 무선 단말국은, 초기 설정에 있어서, 지향성 빔 번호 b14, b22를 설정한다. 이후에는 무선 단말국(1)이 DD 프레임을 송신하는 순서가 실행되지만, 실시예 1에서 나타낸 순서와 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 무선 기지국(0)이 직접 통신을 행하는 각 무선 단말국의 대략의 위치를 추측하고, 효율적으로 상대 단말을 검출할 수 있도록 각 무선 단말국에 대하여 지향성 빔의 사용 순서를 통지하도록 했다. 이것에 의해, 실시예 1에서 나타낸 디바이스 디스커버리 순서(도 18 참조)와 비교하여, 무선 단말국(1)이 두번째로 송신하는 DD3 프레임에 대하여, 무선 단말국(2)이 응답하는 것이 가능해져, 실시예 1의 경우와 비교하여 빠른 시기에 상대 단말(무선 단말국(2))을 검출할 수 있다.
본 실시예에서는, 미리 무선 기지국(0)이 무선 단말국(1, 2)의 각각 통신을 행하는 지향성 빔 번호의 조합을 참조하여, 무선 기지국(0)은, 정보 기억부(20)에 보지하고 있는 정보에 근거하여 무선 단말국(1, 2)의 대략의 위치를 추측하고, 효율적인 DD 프레임의 송신 방법을 통지함으로써, 디바이스 디스커버리(Device Discovery) 시퀀스에 있어서, 빠른 시기에 지향성 빔 번호의 조합을 파악할 수 있게 되었지만, 송신하는 DD 프레임의 총수가 변하지 않는다. 그러나 예컨대, 무선 단말국(1)에 대해서는 「지향성 빔 #b14로부터, 반시계 방향으로 b12까지 디바이스 디스커버리를 실시한다(b14, b13, b12에 대하여 DD 프레임을 송신하도록 제약)」는 것, 무선 단말국(2)에 대해서는 「지향성 빔 #b20으로부터, 시계 방향으로 b21까지 디바이스 디스커버리를 실시한다(b20, b21에 제약)」는 것을 나타내는 제한부의 정보를 통지함으로써 시퀀스를 간략화하여, 한층더 효율적인 검색이 가능해진다. 따라서, 본 실시예와 같이 무선 단말국(1)이 지향성 빔 총수 6, 무선 단말국(2)이 지향성 빔 총수 3과 같은 경우에는, 원래의 조합도 많지 않기 때문에, 실시의 효과는 적지만, 지향성 빔 총수가 많은 경우에 관해서는, 매우 유효한 수단이라고 말할 수 있다.
(실시예 3)
계속해서, 실시예 3에 대하여 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 고효율인 디바이스 디스커버리 순서에 대하여 설명한다. 또, 무선 통신 시스템의 구성은 상술한 실시예 1(도 14 등 참조)과 마찬가지다.
도 22는 실시예 3의 디바이스 디스커버리 순서의 일례를 나타내는 도면이다. 또, 「Device Discovery 개시 통지」까지의 순서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지기 때문에, 이 부분의 설명은 생략한다.
무선 기지국(0)은, 무선 단말국(1)과 무선 단말국(2)에 대하여, 디바이스 디스커버리의 개시 및 종료 시간(DD 기간), 지향성 빔 전환 타이밍, 액세스 방법 등을 포함하는 「Device Discovery 개시 통지」를 통지 정보 프레임 또는 개별의 프레임을 이용하여 송신한다(단계 S31). 또한, 이 프레임을 수신한 다른 무선 단말국(3)은, DD 기간이 시작된 것을 인식하여, 일정 시간(DD 기간의 동안은) 통신을 취소한다.
이하, 본 실시예에 있어서의 디바이스 디스커버리 순서에 대하여 설명한다. 또, 이 디바이스 디스커버리 순서를 "Delayed-Device Discovery"라고 부른다. 본 실시예의 디바이스 디스커버리에서는, DD 기간에 있어서, 요구원 무선 단말국(여기서는 무선 단말국(1))이, 요구처 무선 단말국(여기서는 무선 단말국(2))에 대하여, DD 프레임을 송신하는 점은 상술한 실시예 1 및 2와 마찬가지지만, 그 결과 (Device Discovery Report)를 요구처 무선 단말국(무선 단말국(2))이 무선 기지국(0)으로 통지하는 점이 다르다.
도 23은, 실시예 3의 DD 기간에 있어서의 동작(Delayed-Device Discovery)의 일례를 나타내는 도면이다. 우선, 각 무선 단말국(1, 2)은, 단계 S34에 있어서 무선 기지국(0)에 의해 통지된 「Device Discovery 개시 통지」에 근거하여 초기 설정을 한다. 예컨대, 무선 단말국(2)은 지향성 빔 번호를 b22로 변경하여, 스캔을 시작한다. 또, 무선 단말국(1)은, 미리 결정된 송신 타이밍 및 송신 횟수로 지향성 빔을 전환하면서 DD 프레임을 순서대로 송신한다(단계 S35). 본 실시예에서는, 미리 무선 기지국(0)으로부터, b14, b13, b12, b11, b10, b15, …의 순으로 DD 프레임을 송신하도록 지시되어 있는 것으로 한다. 또한, 송신 타이밍은, 각 무선 단말국(1, 2)의 지향성 빔 전환 시간 등을 고려하여 결정할 수 있는 것이다. 그리고, 무선 단말국(1)은, 미리 결정된 송신 타이밍, 액세스 방법, 송신 횟수에 의한 DD 프레임 송신을 종료하면, 소정의 지향성 빔 번호로 되돌린다. 마찬가지로, 무선 단말국(2)도, 소정의 DD 프레임 송신 기간에 있어서, DD 프레임을 수신한 경우에는, 자신의 지향성 빔 번호와의 조합 정보를 정보 기억부에 저장하여, 결정된 지향성 빔 번호 전환 시간에 지향성 빔 번호를 전환하면서, DD 프레임이 수신되는지 여부의 스캔을 반복한다. 그리고, DD 프레임 송신 기간이 종료하면, 소정의 지향성 빔 번호로 되돌린다. 이상으로, 본 실시예의 DD 프레임 송신 기간을 종료한다.
도 22에 나타낸 디바이스 디스커버리 순서의 설명에 되돌아가, DD 프레임 송신 기간 종료후, 요구처 무선 단말국(여기서는 무선 단말국(2))은 DD 프레임의 수신 가부 리포트 「Device Discovery report」를 송신하고(단계 S36a), 무선 기지국(0)이 이 리포트를 수신한다. 「Device Discovery report」에는, 무선 단말국(1) 과 무선 단말국(2)이 직접 통신 가능한 지향성 빔 번호의 조합 정보 「b13, b22」, 무선 단말국(2)이 무선 단말국(1)으로부터의 직접 통신을 받아들이는지 여부의 정보, 받아들일 수 있는 경우의 대역량 정보 등이 포함된다.
또, 이 시퀀스는, 미리 무선 기지국(0)이 무선 단말국(2)에 대하여 「DD 리포트」의 송신 타이밍을 할당하여 놓더라도 상관없고(도 22에 나타낸 시퀀스), 무선 기지국(0)으로부터의 요구 프레임 「DD 리포트 요구」를 무선 단말국(2)에 대하여 송신하고, 무선 단말국(2)이, 「DD 리포트」를 송신하는 것과 같은 시퀀스라도 상관없다. 또, 상기 DD 기간에 있어서 무선 단말국(2)이 무선 단말국(1)을 검출할 수 없던 경우, 「검출할 수 없음」을 나타내는 결과를 무선 기지국(0)에 통지한다.
무선 기지국(0)은, DD의 결과(Device Discovery Report)를 수신하면, 접속 단말국의 직접 통신이 가능한 단말 조합의 데이터베이스를 갱신한다.
그리고, 무선 기지국(0)은, 통지 정보 프레임 또는 개별 프레임을 사용하여, 요구원 무선 단말국(무선 단말국(1))과 요구처 무선 단말국(무선 단말국(2))의 지향성 안테나 번호의 조합을 포함하는 정보 프레임을 요구원 무선 단말국으로 통지한다.
예컨대, 본 실시예에 있어서는, 도 24에 나타낸 "지향성 빔 조합 IE"을 포함하는 정보 프레임으로 한다. 이 "지향성 빔 조합 IE"은, IE를 식별하는 식별자(Element ID), 통지하는 단말수(조합수)를 나타내는 정보(Station Number), 해당하는 무선 단말국의 MAC 식별자(MAC ID), 통신 가능한 지향성 빔 번호의 조합을 나타내는 정보(조합 MAP) 등의 필드 포맷을 가지는 것으로 한다. 또, 이 IE는, 실시 예 1에 있어서 사용한 것(도 6, 도 9, 도 10 참조)을 확장한 것으로 하더라도 좋다. 또한, 단말 3대 이상에 통지하는 경우에는, "Station Number"의 필드를 3, 4, …, n으로 확장하고, 또한 "MAC ID"의 필드를 3, 4, …, n으로 확장하면 바람직하다. 또한, 복수의 정보(예컨대, 서포트레인지, QoS 정보 등)를 부가하여 통지하고 싶은 경우에는, "조합 MAP"을 확장하면 바람직하다.
여기서, "조합 MAP"은, 예컨대, 무선 단말국(1, 2)의 사이에서의 지향성 빔 번호의 조합 정보만을 통지하는 경우, 도 25에 나타낸 바와 같은 내용으로 된다.
이상과 같이 하는 것으로, 무선 단말국(1)이 지향성 빔 번호의 조합을 특정하는 것이 가능해진다. 이후, 각 무선 단말국(1, 2)으로부터 직접 통신 요구가 있었던 경우, 무선 기지국(0)이 직접 통신의 시간을 무선 단말국(1, 2)에 통지 신호 등을 이용하여 통지하고, 무선 단말국(1, 2)은 할당된 시간 기간으로 파일 데이터등의 데이터 통신을 실시한다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 미리 무선 기지국(0)이 무선 단말국(1, 2)의 각각 통신을 행하는 지향성 빔 번호의 조합을 참조하여, 무선 기지국(0)은, 정보 기억부(20)에 보지하고 있는 정보에 근거한 무선 단말국(1, 2)의 대략의 위치 정보를 이용하여, 효율적인 DD 프레임의 송신 방법을 통지하기로 했다. 이것에 의해, 디바이스 디스커버리 시퀀스에 있어서, 빠른 시기에 지향성 빔 번호의 조합을 파악할 수 있다.
또, 「Device Discovery response」의 송수신 기간을 생략하여, DD 기간(Device Discovery Period) 종료후에, 요구처 무선 단말국(무선 단말국(2))으로 부터, 「DD 리포트」를 수신하는 것과 같은 구성으로 하고, 무선 기지국(0)이, 무선 단말국(1)을 포함하는 무선 단말국에 대하여 통지 정보 프레임 또는 개별 프레임을 사용하여 지향성 빔 번호의 조합 정보를 통지하는 것으로 했다. 이것에 의해, 각 무선 단말국(1, 2)과, 무선 기지국(0)과의 사이에서, 지향성 빔의 조합을 특정할 수 있게 되어, 실시예 2의 경우와 비교하여 대폭 시퀀스의 간략화 및 디바이스 디스커버리 순서를 더 효율화할 수 있다.
(실시예 4)
계속해서, 실시예 4에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 1~3에 있어서는, 무선 단말국이 무선 기지국을 검출하는 방법, 및 무선 기지국으로부터 통지된 정보에 근거하여 직접 통신의 요구원 무선 단말국이 특정 요구처 무선 단말국과의 직접 통신을 행하기 위한 디바이스 디스커버리 순서에 대하여 설명했지만, 본 실시예에서는, 요구원 무선 단말국이, 주위에 존재하는 직접 통신이 가능한 무선 단말국을 검출하는 순서에 대하여 설명한다.
도 26은 실시예 4의 무선 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다. 이 무선 통신 시스템은, 상술한 실시예 1~3의 무선 시스템에 대하여 무선 단말국(4)이 추가 설치된 것이고, 무선 기지국(0)과 무선 단말국(1~3)의 설치 위치는 실시예 1~3과 마찬가지다.
또한, 도 26은, 무선 기지국(0)이 지향성 빔 #B3을 이용하여, 무선 단말국(3)과 통신을 행하고 있는 모양을 나타내고 있다. 일례로서, 본 실시예에 있어서 는, 무선 기지국(0)이, 무선 단말국(3)과 통신하기 위해서 사용하는 지향성 빔의 번호를 b03로 하고, 무선 단말국(3)이, 무선 기지국(0)과 통신하기 위해서 사용하는 지향성 빔 번호를 b30로 한다. 또, 무선 기지국(0)과 무선 단말국(3)은, 지향성 빔을 사용하고 있기 때문에, 도 26에 있어서는, 서로의 지향성을 마주보게 하는 제어를 행한 후에 통신을 행하고 있는 상태이다. 본 실시예에 있어서는, 무선 단말국(3)이, 주위에 존재하는 직접 통신이 가능한 무선 단말국을 검출하는 경우의 디바이스 디스커버리 순서에 대하여 설명한다.
이하, 본 실시예에 있어서의 디바이스 디스커버리 순서를 도 27에 근거하여 설명한다. 도 27은, 실시예 4에 있어서의 디바이스 디스커버리 순서의 일례를 나타내는 시퀀스도이다. 도 27에서는, 무선 단말국(1, 2, 4)은, 이미 무선 기지국(0)으로의 접속 시퀀스가 완료하고 있어, 통신 시퀀스를 행할 수 있는 상태이며, 무선 단말국(3)이 무선 기지국(0)에 대하여 접속 시퀀스를 시작하는 예가 나타내어지고 있다. 또, 접속 시퀀스의 상세에 대해서는 상술한 실시예 1과 마찬가지기 때문에, 그 설명은 생략한다.
도 27에 나타낸 시퀀스에 있어서, 무선 기지국(0)은, 무선 단말국(3)의 접속 시퀀스가 완료하면, 무선 단말국(3)에 대한 디바이스 디스커버리 순서를 시작한다. 이 시점에서, 무선 기지국(0)은, 접속 시퀀스에 있어서 각 무선 단말국에서 얻어진 DBIE 등의 정보로부터 지향성 빔 번호 등의 조합을 정보 기억부(20)에 보지하고 있다. 그 때문에, 「전부, 또는 일부의 접속 무선 단말국(여기서는 무선 단말국(1~4))의 지향성 빔수에 근거하여, 무선 단말국(3)의 DD 프레임의 송신 시간, 프레임 송신 방법, 액세스 방식 등을 결정한다」. 또, 무선 기지국(0)은, 직접 통신을 지원하지 않는 무선 단말국이 존재하는 경우에는, QoS 정보나 DBIE에서, 그 직접 통신을 지원하지 않는 단말에 관한 정보를 생략하더라도 상관없다.
다음으로, 무선 기지국(0)은 「Device Discovery 개시 통지」를 통지 정보 프레임 또는 개별의 프레임을 이용하여 각 무선 단말국에 대하여 통지한다(단계 S34). 상기 프레임을 수신한 각 무선 단말국(1, 2, 4)은, 자기 단말의 지향성 빔 번호 전환 시간(타이밍), 송신 방법(디바이스 디스커버리 결과의 송신 방법), 디바이스 디스커버리의 개시 및 종료 시간(DD 기간) 등의 정보 통지를 받는다. 또, 무선 단말국(3)은, DD 프레임의 송신 타이밍, 지향성 빔 번호 전환 시간(타이밍), 송신 방법(디바이스 디스커버리 결과의 송신 방법), 디바이스 디스커버리의 개시 및 종료 시간(DD 기간) 등의 정보 통지를 받는다.
다음으로 「Device Discovery 개시 통지」에 의해서 통지된 개시 시간부터 DD 기간으로 된다. 또, DD 기간에 있어서는, 요구원 무선 단말국(여기서는 무선 단말국(3)) 이외의 무선 단말국 중에서 미리 할당된 것이, 허가된 시간(도 15에 나타낸 순서의 경우 등)에 있어서만 송신이 가능해진다. 본 실시예에 있어서는, 도 22에 나타낸 순서에 따라 디바이스 디스커버리를 실행하는 것으로 하여, 무선 단말국(3) 이외는, DD 기간에 있어서 송신을 할 수 없는 것으로 한다. 또, 상기 송신 금지 시간의 통지에 관해서는, 「Device Discovery 개시 통지」로 행해도 좋고, 다른 통지 정보 프레임에 의해 행하더라도 상관없다.
여기서, DD 기간에 있어서의 각 무선 단말국의 구체적인 동작에 대하여 도 28을 참조하여 설명한다. 도 28은, 실시예 4의 디바이스 디스커버리 순서의 일례를 나타내는 도면이다. 각 무선 단말국(1~4)은, 「Device Discovery 개시 통지」에 의해서 통지된 파라미터에 근거하여 초기 설정을 행한다. 다음으로, 요구원 무선 단말국인 무선 단말국(3)은, 지향성 빔 #b30, b31, b32, b33, b34, b35를 순서대로 사용하여 DD 프레임을 송신한다(도 27의 단계 S35). 무선 단말국(1, 2, 4)은, DD 프레임을 수신하면, DD 프레임에 포함되는 무선 단말국(3)의 그 시점에서의 지향성 빔 번호와, 자기 단말이 수신한 지향성 빔 번호의 조합을, 정보 기억부(20)에 기억한다. 또한, 각 무선 단말국(1, 2, 4)은, 미리「Device Discovery 개시 통지」에 의해서 통지된 안테나/지향성 빔 전환 타이밍에 근거하여 결정한 타이밍에서, 안테나/지향성 빔을 전환하여, DD 프레임의 수신을 시도한다. 본 실시예에 있어서는, 무선 단말국(3)이, 전 방향으로 지향성 빔을 송신한 후(즉, 지향성 빔 #b35을 사용하여 DD 프레임을 송신한 후)의 타이밍에서, 각 무선 단말국(1, 2, 4)은 자신의 스캔용의 안테나/지향성 빔을 전환한다.
또, 각 무선 단말국(1, 2, 4)의 안테나/지향성 빔의 전환 최소 시간은, DBIE 등에 의해 통지되어 있는 전환 시간 정보에 근거하여, 모든 단말이 충분히 전환되는 시간을 무선 기지국(0)이 결정하여, 「Device Discovery 개시 통지」에 의해서 통지하는 것도 가능하다. 또한, 무선 단말국(3)이 DD 프레임을 송신하는 타이밍도, DBIE 등으로 통지한 전환 시간 정보에 근거하여 무선 기지국(0)이 결정하면 바람직하다.
도 28에 나타낸 예에서는, 무선 단말국(2)은, 번호가 B21인 지향성 안테나를 사용하여 스캔을 행한 경우에 무선 단말국(3)으로부터 DD 프레임을 수신한다. DD 프레임에는 무선 단말국(3)의 어드레스 및, 무선 단말국(3)이 DD 프레임을 송신함에 있어서 사용한 지향성 빔 번호(여기서는 b31)가 포함되어 있고, 무선 단말국(2)은, DD 프레임을 정상으로 수신한 경우에는, 그 지향성 빔 번호의 조합 정보를 자기 단말 내의 정보 기억부(20)에 기억한다.
마찬가지로, 무선 단말국(4)은, 번호가 B42인 지향성 안테나를 사용한 경우에 DD 프레임을 수신하여, 그 지향성 빔 번호의 조합 정보를 자기 단말 내의 정보 기억부(20)에 기억한다.
또한, 도 28은, 무선 단말국(1)이, 전파 환경이 나쁜, 단말 사이의 거리가 떨어져 있는, 지향성 빔의 지원 영역 밖, 또는 프레임 에러 때문에 DD 프레임을 정상으로 수신할 수 없었던 등의 이유에 의해 DD 기간에 있어서 DD 프레임을 수신할 수 없던 케이스에 대하여 나타내고 있고, DD 기간 종료시까지, 지향성 빔 번호의 조합이 발견되지 않은 예를 나타내고 있다.
도 27에 나타낸 디바이스 디스커버리 순서의 설명에 되돌아가, DD 기간의 종료후, 각 무선 단말국은 DD 리포트(Device Discovery Report)를 송신하고(단계 S36b), 무선 기지국(0)은 이 DD 리포트를 수신한다. 또, DD 리포트의 통지 방법은, 상술한 실시예 1 등과 마찬가지로, 무선 기지국(0)이 「Device Discovery 개시 통지」에 의해 DD 리포트의 송신 시간(타이밍)을 통지해두고, 무선 단말국(1, 2, 4)은, 그 할당된 시간에 통지하도록 할 수도 있고, 무선 기지국(0)이 각 무선 단말국에 DD 리포트 요구 프레임(DD 리포트 Request 프레임)을 송신하고, 그 응답으로서 각 무선 단말국이 DD 리포트 프레임을 송신하도록 할 수도 있다.
또, 도 27에 나타낸 예에 있어서는, 무선 단말국(1)으로부터는, 「검출없음」의 정보를 포함한 DD 리포트가 통지되고, 무선 단말국(2)으로부터는, 「지향성 빔 번호의 조합 b21, b31」의 정보를 포함한 DD 리포트가 통지된다. 또한, 무선 단말국(4)으로부터는, 「지향성 빔 번호의 조합 b42, b35」의 정보를 포함하는 DD 리포트가 통지된다. 각 무선 단말국에서의 DD 리포트를 수신한 무선 기지국(0)은, 접속 무선국의 직접 통신이 가능한 단말 조합(지향성 빔 번호의 조합 등을 포함함) 데이터베이스를 갱신한다. 그리고, 각 무선 단말국에 대하여, 「지향성 빔 번호의 조합 정보」를 통지 정보 프레임 또는 개별 프레임으로 통지한다(단계 S38). 각 무선 단말국은, 통지된 「지향성 빔 번호의 조합 정보」를 정보 기억부에 보지해두고, 이후, 직접 단말간 통신을 행하는 경우에는, 이 보지하고 있는 정보에 근거하여, 사용하는 지향성 빔을 선택한다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 무선 기지국(0)이 특정 무선 단말국(상기 예에서는 무선 단말국(3))에 대하여 DD 기간을 할당하여, 특정 무선 단말국이 지향성 빔을 이용하여, DD 프레임을 송신한다. 또, DD 프레임을 수신한 다른 무선 단말국이, 그 결과를 무선 기지국(0)에 대하여 DD 리포트로 통지하고, 무선 기지국(0)은 데이터베이스를 갱신한다. 또한, 무선 기지국(0)이 지향성 빔 번호의 조합 (직접 통신이 가능한 무선 단말국의 조합) 정보를 통지 정보 프레임 또는 개별 프레임을 사용하여 송신함으로써, 무선 기지국(0)에 접속하는 각 무선 단말국에 대하여 통지하는 것으로 했다. 이것에 의해, 무선 단말국이 다른 무선 단말국을 검출할 수 있 어, 직접 단말간 통신이 가능해진다.
또, 본 실시예에서는, 무선 기지국(0)에 의해서, 무선 단말국(3)의 접속 시퀀스 직후에 디바이스 디스커버리를 실행하는 경우의 예에 대하여 설명했지만, 이 시퀀스(즉, 무선 단말국이 접속 시퀀스를 실행한 경우에, 잇따라 디바이스 디스커버리를 실행하는 시퀀스)에 한정하는 것이 아니다. 예컨대, 각 단말에 대하여 일정 주기마다 디바이스 디스커버리를 행하게 하더라도 좋고, 각 단말이 이동한 것이나 회선 상황이 나빠진 것을 무선 기지국이 검출하고, 그것을 트리거로 하여 디바이스 디스커버리를 행하도록 하여도 좋다.
(실시예 5)
계속해서, 실시예 5에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 1~4에 있어서는, 무선 단말국이 무선 기지국을 검출하는 방법, 및 무선 기지국으로부터 통지된 정보에 근거하여 직접 통신의 요구원 무선 단말국이 특정 요구처 무선 단말국과의 직접 통신을 행하기 위한 디바이스 디스커버리 순서, 요구원 무선 단말국이, 주위에 존재하는 직접 통신이 가능한 무선 단말국을 검출하는 순서에 대하여 설명했지만, 본 실시예에 있어서는, 고효율인 통신을 실현하기 위해서 무선 기지국 및 무선 단말국의 사이, 또는, 무선 단말국 사이에서 교환되는 프레임 포맷(A-MSDU)에 대하여 설명한다.
또, 본 실시예에 있어서 설명하는 프레임 포맷은 상술한 실시예 1~4의 어느 쪽의 무선 통신 시스템에 대해서도 적용 가능하다.
도 29는 실시예 5의 무선 기지국의 회로 구성예를 나타내는 도면이다. 이 무선 기지국은, 상술한 실시예 1~4에 있어서 설명한 무선 기지국(0)의 회로 구성예에 대하여, 데이터 가공부(34)를 추가한 것이다. 그 밖의 부분에 관해서는, 기지국(0)과 마찬가지기 때문에, 동일한 부호를 붙여 그 설명은 생략한다. 데이터 가공부(34)에서는, 인터페이스부(10)로부터 인도되는 송신 데이터에 대하여, 전파 환경, QoS 등에 근거하여, 스케줄러부(31)로부터의 지시에 따라, 시퀀스 번호의 부여, 프래그멘테이션 번호의 부여, MAC 헤더의 부여, 프레임 애그리게이션 및 프래그멘테이션 등을 하여, 송신 프레임을 작성한다. 또한, 프레임 해석부(32)에서는, 혹시 수신한 프레임이 애그리게이션되어 있는 경우에는, 프레임을 MSDU마다 분할하여 인터페이스부(10)에 인도하거나, 또는 프래그멘테이션되어 있는 경우에는, 복수의 프래그먼트로부터, MSDU를 작성하여 인터페이스부(10)에 인도하는 기능을 가진다.
여기서, 상술한 바와 같이, 종래의 초광대역 무선 시스템에 있어서 규정되어 있는 PHY 프레임 포맷은, PLCP 헤더 내부에 MAC 헤더를 포함하는 구성으로 되어 있다. 그 때문에, MAC 헤더를 비교적 강건한 전송 방식/부호화율로 송신할 수 있다. 그러나 초광대역 무선 시스템에 있어서 제안되어 있는 프레임 애그리게이션 기술은, 복수의 MSDU를 묶고, 그 묶인 프레임에 대하여, MAC 헤더와, FCS가 부가되는 구성이다. 그 때문에, 전파로가 나쁜 상황에 있어서는, 프레임 길이를 길게 할 수 없거나, 또는, 프레임 재송이 많아져 스루풋이 높아지지 않는다는 문제가 있다. 또한, 프레임 애그리게이션을 하는 대상이, Data 프레임만이기 때문에, 다른 ACK 프 레임이나, Command 프레임과의 프레임 애그리게이션을 할 수 없는 구성으로 되어 있다. 그 때문에, 쌍방향의 트래픽이 발생하고 있는 경우에는, 묶인 데이터 프레임(Aggregated Data 프레임)과는 별도로, 수신한 프레임에 대한 ACK 프레임을 송신할 필요가 생기는 등의 문제가 있었다.
또한, 단지 가변 길이의 프레임을 묶어 송신하게 되어, 버스트마다 프레임 길이가 대폭 변하기 때문에, 도 30에 나타낸 바와 같이, 애그리게이션을 행하여 할당된 시간 기간을 유효하게 사용하려고 해도, 애그리게이션을 하는 것에 따라 무선 단말에 할당된 시간 기간을 초과하는 경우에는 애그리게이션을 할 수 없다. 그 때문에, 결과로서 할당된 시간 기간을 유효하게 사용하지 못하는 문제가 있었다. 또한, 버스트마다 프레임 사이즈가 다르기 때문에, 일정한 PER(Packet Error Rate)를 시스템으로서 보증할 수 없는 문제가 있었다.
그 때문에, 본 실시예에 있어서는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 프레임 애그리게이션 방식에 대하여 설명한다. 도 31은, 본 실시예의 무선 기지국과 각 무선 단말국과의 사이에서 교환되는 A-MSDU를 할 때의 PHY 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 31에 나타낸 바와 같이, 이 PHY 프레임은, 시간 동기/주파수 동기/AGC, 캐리어 검출 등을 행하는 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 프리앰블부와, PSDU(PLCP Protocol Data Unit)를 복조하기 위한 정보가 포함되는 PLCP 헤더(PLCP Header)부와, 프레임 바디(Frame Body)부와, 필요에 따라 부가되는 Tail 비트와 Pad 비트로 구성되는 PSDU부에 의해 구성된다.
프레임 보디부는, 프레임 페이로드부(MSDU라고도 부름)와 FCS부로 구성된다. 또, 본 실시예의 A-MSDU에서는, 프레임 페이로드부는, 복수의 A-MSDU Subframe부(서브프레임 페이로드부라고도 부름)와, A-MSDU Subframe의 개수를 나타내는 Num(Number)부로 구성되는 것으로 한다.
A-MSDU Subframe부는, MSDU 길이를 나타내는 Length부와, 프래그멘테이션 및프레임 시퀀스 번호로 구성되는 Fragmentation Control부와, 하나의 MSDU로 구성된다.
또, 본 실시예에 있어서 MAC 헤더 내부의 Frame Control 필드 내의 Reserved Bit(예컨대, b11)를 A-MSDU인 것을 나타내기 위해 이용하는 것도 가능하다. 또한, 복수의 시퀀스 번호를 포함하지 않는 것과 같은 A-MSDU의 케이스에 있어서는, A-MSDU Subframe부의 Fragmentation Control부를 생략하더라도 상관없다. 또한, Num부는 MAC 헤더에 포함시키더라도 좋고, 각 A-MSDU Subframe 내에서, 다음 A-MSDU Subframe의 존재를 나타내는 More A-MSDU Subframe 필드를 이용하는 방법이라도 상관없다.
다음으로, 상술한 프레임 포맷을 이용하여, 준 고정 길이 프레임을 작성하여, 효율적으로 대역을 이용하는 방법에 대하여 설명한다.
이하에, 프래그멘테이션(Fragmentation)과 애그리게이션(Aggregation)을 조합시켜 사용하여 준 고정 길이의 프레임을 작성하는 방법에 대하여 설명한다. 도 32에 나타낸 예에서는, 상위 계층(예컨대, 인터페이스부(10) 등)으로부터 인도되는 데이터에 대하여, 데이터 가공부(34)에서는, 각각에 대하여 시퀀스 번호를 부가한 다. 또한, MSDU2에 대하여 프래그멘테이션을 실시하는 것에 의해 2개(MSDU2 Frag1, MSDU2 Frag2)로 분할하고, 또한, MSDU1와 MSDU2 Frag1를 애그리게이션함으로써 준 고정 길이의 프레임을 작성하고 있는 모양을 나타내고 있다.
또, 도 32에 나타낸 예에서는, 프래그멘테이션 실시후에 애그리게이션을 행하고 있지만, 동일 목적지, 동일 종별의 Data에 대하여는, 사전에 애그리게이션을 실시하여 긴 프레임을 작성한 후에 프래그멘테이션을 실시하여, 준 고정 길이의 프레임을 잘라내는 것과 같은 제어를 행하는 것도 가능하다.
다음으로, 본 발명에 있어서 새롭게 규정하는 프레임 타입(Frame Type) 필드에 대하여 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 종래의 프레임 타입 필드에 대하여, 신규로 Data+ACK, Data+Command 등의 복수의 프레임을 합승시킨 프레임 포맷을 규정한다(도 33 참조).
이것에 의해, 복수 종별의 프레임을 애그리게이션하여, 한번에 송신할 수 있게 된다. 즉, Data 프레임과 ACK 프레임을 애그리게이션하거나, Data 프레임과 Command 프레임을 애그리게이션하거나 하는 것이 가능해진다. 또한, 복수의 프레임 타입을 합승시키는 경우에는, 미리 ACK 또는 Command의 프레임의 위치를 A-MSDU의 선두에 삽입시키는 것으로 하면, 간이하게 프레임을 해석할 수 있게 된다.
또, Frame Type 필드를 확장하지 않고, 도 34에 나타낸 예와 같이, A-MSDU Subframe 내에 각각의 MSDU의 종별을 나타내기 위한 Frame Type 필드, Frame SubType 필드(프레임 서브타입 필드)를 추가하는 구성으로 해도 상관없다(예컨대, Len과 Frg Control의 사이에 삽입한 구성으로 함).
이와 같이 본 실시예에 있어서는, A-MSDU Subframe 내에 신규로 Fragmentation Control 필드를 부가하는 것으로 했기 때문에, 예컨대, 인터페이스부(10)로부터 인도된 복수의 가변 길이 데이터에 대하여, 데이터 가공부(34)가 필요에 따라 프래그멘테이션을 행하고, 또한 애그리게이션을 하는 것에 의해 준 고정 길이의 데이터 프레임을 완성시킬 수 있고, 수신측의 버퍼 관리를 간소화할 수 있다. 또한, 짧은 패킷을 반복 송신하는 것이 아니고, 하나의 패킷에 애그리게이션함으로써 PHY 오버헤드와, 캐리어 센스 및 백 오프 알고리즘이라고 한 프로토콜 오버헤드를 삭감할 수 있게 되어, 고효율화를 실현할 수 있다. 또한, 복수 종별의 프레임을 하나의 프레임에 합승시키는 것에 따라, PHY 오버헤드와, 캐리어 센스 및 백 오프 알고리즘이라고 한 프로토콜 오버헤드를 삭감할 수 있게 되어, 고효율화를 실현할 수 있다. 또, 애그리게이션과 프래그멘테이션은 본 실시예에 있어서 나타낸 바와 같이 동시에 사용하더라도 좋고, 배타적으로 사용하더라도 상관없다. 또한, 본 실시예에서는, 일례로서 무선 기지국의 동작에 대하여 설명을 했지만, 무선 단말국에 대해서도 적용 가능하다. 즉, 무선 기지국 사이와 무선 단말국과의 사이의 통신, 무선 단말국끼리의 통신 중 어느 것에 대해서도 적용 가능하다.
(실시예 6)
계속해서, 실시예 6에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 1~5에 있어서는, 무선 단말국이 무선 기지국을 검출하는 방법, 및 무선 기지국으로부터 통지된 정보에 근거하여 직접 통신의 요구원 무선 단말국이 특정 요구처 무선 단말국과의 직접 통 신을 행하기 위한 디바이스 디스커버리 순서, 요구원 무선 단말국이, 주위에 존재하는 직접 통신이 가능한 무선 단말국을 검출하는 순서, MSDU 애그리게이션에 대하여 설명했지만, 본 실시예에 있어서는, 고효율인 통신을 실현하기 위해서 무선 기지국 및 무선 단말국의 사이, 또는, 무선 단말국 사이에서 교환되는 프레임 포맷(A-MPDU)에 대하여 설명한다.
또, 본 실시예에 있어서 설명하는 프레임 포맷은, 상술한 실시예 1~4의 어느 쪽의 무선 통신 시스템에 대해서도 적용 가능하다. 또한, 프래그멘테이션과 애그리게이션의 조합 방법, Type 필드의 파라미터에 관해서는, 상술한 실시예 5와 마찬가지기 때문에 설명을 생략한다.
상술한 실시예 5에 있어서도 설명한 바와 같이, 종래의 초광대역 무선 시스템에 있어서 제안되어 있는 프레임 애그리게이션 기술(방식)에는, 전파로가 나쁜 상황에 있어서 스루풋이 높아지지 않는 것, 애그리게이션의 대상이 데이터 프레임만인 것, 시간 기간을 유효하게 사용할 수 없는 것, PER를 시스템으로서 보증할 수 없는 것 등의 문제가 있었다. 그 때문에, 본 실시예에 있어서는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 프레임 애그리게이션 방식으로서, 실시예 5에서 나타낸 방식과는 다른 프레임 애그리게이션 방식에 대하여 설명한다.
도 35는, 본 실시예의 무선 기지국과 각 무선 단말국(1~3)과의 사이에서 교환되는 A-MPDU를 할 때의 PHY 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 35에 나타낸 바와 같이, 이 PHY 프레임은, 시간 동기/주파수 동기/AGC, 캐리어 검출 등을 행하는 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 프리앰블부 와, PSDU(PLCP Protocol Data Unit)를 복조하기 위한 정보가 포함되는 PLCP 헤더(PLCP Header)부와, 프레임 바디(Frame Body)부와, 필요에 따라 부가되는 Tail 비트와 Pad 비트로 구성되는 PSDU부에 의해 구성된다.
또한, PSDU의 프레임 보디부는, 복수의 A-MPDU Subframe부(A-MPDU Subframe1, A-MPDU Subframe2, …)로 구성되는 것으로 한다. A-MPDU Subframe부는 A-MPDU Header부와 MPDU부로 구성된다.
또한, 도 36에 나타낸 바와 같이, A-MPDU 헤더부는, MPDU부의 프레임 길이를 나타내는 Length 필드와, 프레임을 검출하기 위한 유니크워드로 이루어지는 Delimiter부와, 헤더부에 대한 헤더 체크 시퀀스인 CRC로 구성된다. 또한, MPDU부는, MAC 헤더부와, 프레임 페이로드에 맞는 MSDU부와, 프레임의 정오를 판별하는 FCS로 구성된다.
또, MAC 헤더부는, PLCP 헤더부 내에 있는 것과 중복하기 때문에, 부분적으로 생략하는 것이 가능하고, 그 때는, 도 37에 나타낸 바와 같이, 부분적으로 Type/SubType 필드, Frg Control(Fragmentation Control) 필드를 포함하는 것과 같은 구성으로 해도 좋다.
이하에, 프래그멘테이션(Fragmentation)과 애그리게이션(Aggregation)을 조합시켜 사용하여 준 고정 길이의 프레임을 작성하는 방법에 대하여 설명한다. 도 38에 나타낸 예에서는, 상위 계층(예컨대, 인터페이스부(10) 등)으로부터 인도되는 데이터에 대하여, 데이터 가공부(34)에서는, 각각에 대하여 시퀀스 번호를 부가한다. 또한, MSDU2에 대하여 프래그멘테이션을 실시하는 것에 의해 2개(MSDU2 Frag1, MSDU2 Frag2)로 분할하고, 또한, MSDU1와 MSDU2 Frag1를 애그리게이션함으로써 준 고정 길이의 프레임을 작성하고 있는 모양을 나타내고 있다.
또, 도 38에 나타낸 예에서는, 프래그멘테이션 실시후에 애그리게이션을 행하고 있지만, 동일 목적지, 동일 종별의 Data에 대하여는, 사전에 애그리게이션을 실시하여 긴 프레임을 작성한 후에 프래그멘테이션을 실시하여, 준 고정 길이의 프레임을 잘라내는 것과 같은 제어를 행하는 것도 가능하다.
다음으로, 본 발명에 있어서 규정하는 신규 Frame Type 필드에 대하여 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 종래의 Frame Type 필드에 대하여, 신규로 Data+ACK, Data+Command 등의 복수의 프레임을 합승시킨 프레임 포맷을 규정한다(도 39 참조).
이것에 의해, 복수 종별의 프레임을 애그리게이션하여, 한번에 송신할 수 있게 된다. 또한, 복수의 프레임 타입을 합승시키는 경우에는, 미리 ACK 또는 Command의 프레임의 위치를 A-MSDU의 선두에 삽입시키는 것으로 하면, 간이하게 프레임을 해석할 수 있게 된다.
종래의 초광대역 무선 시스템(UWB) 등에서는, A-MPDU가 실장되어 있지 않지만, 본 발명에서 나타낸 바와 같이, MAC 헤더부가 PLCP 헤더부에 포함되는 것과 같은 PHY 프레임 포맷에 있어서, A-MPDU 프레임 포맷을 실현함으로써 밀리파의 대용량 무선 통신 시스템에 있어서도, A-MSDU 시와 마찬가지로 효율적으로 데이터 프레임을 송신할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에서는, 각 프레임에 대하여 필요한 헤더부와 FCS부를 부가할 수 있고, 그 결과, 부분적으로 A-MPDU Subframe이 페이딩, 간섭, 충돌 등의 요인에 의해서 결핍했다고 해도, 결핍한 A-MPDU Subframe 이외의 A-MPDU Subframe를 나눠 수신할 수 있게 되기 때문에, 수 Kbyte~수십 Kbyte의 긴 프레임을 작성한 경우에도, 프레임 전체를 재송할 필요는 없고, 필요에 따라 부분적으로 선택 재송함으로써 재송 효율을 향상하는 것이 가능하다. 또한, 송달 확인 프레임인 ACK 프레임을 필요로 하지 않는 케이스에 있어서도, 프레임 전체가 결핍하는 것은 아니고, 부분적으로 데이터가 결핍하는 것뿐으로 되기 때문에, 다소의 패킷 에러는 허용할 수 있지만, 지연을 허용할 수 없는 스트리밍, 음성 등에 대하여 매우 효율적인 데이터 배송이 가능해진다.
또, 본 실시예에서는, 일례로서 무선 기지국의 동작에 대하여 설명을 했지만, 실시예 5와 마찬가지로, 무선 단말국에 대해서도 적용 가능하다.
(실시예 7)
계속해서, 실시예 7에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 1~6에 있어서는, 무선 단말국이 무선 기지국을 검출하는 방법, 및 무선 기지국으로부터 통지된 정보에 근거하여 직접 통신의 요구원 무선 단말국이 특정 요구처 무선 단말국과의 직접 통신을 행하기 위한 디바이스 디스커버리 순서, 요구원 무선 단말국이, 주위에 존재하는 직접 통신이 가능한 무선 단말국을 검출하는 순서, MSDU 애그리게이션, MPDU 애그리게이션에 대하여 설명했지만, 본 실시예에 있어서도, 실시예 5 및 6과 마찬가지로, 고효율인 통신을 실현하기 위해서 무선 기지국과 무선 단말국의 사이, 또 는, 무선 단말국 사이에서 교환되는 프레임 포맷에 대하여 설명한다.
또, 본 실시예에 있어서 설명하는 프레임 포맷은, 상술한 실시예 1~4의 어느 쪽의 무선 통신 시스템에 대해서도 적용 가능하다. 또한, 프레임 애그리게이션을 사용하지 않는 방식과, 프레임 애그리게이션을 사용 방식(A-MSDU, A-MPDU)을 프레임 내의 필드(정보)로부터 식별하는 것이 가능하다. 그 때문에, 단말마다, 애플리케이션마다, 또는 그들의 조합 등에 의해 자유롭게 구분하여 사용하는 것이 가능하다. 또한, 설명의 편의상 프레임 내의 안테나 번호 등의 필드에 대한 기재를 생략하고 있지만, 상술한 실시예 1~4의 방법(디바이스 디스커버리 동작 등)에도 적용 가능하다. 또, 당연한 일이지만, 프레임 포맷을 한정하는 것이 아니다. 또한, 프래그멘테이션과 애그리게이션의 조합 방법, TYPE 필드의 파라미터에 관해서는, 상술한 실시예 5 및 6과 마찬가지기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
도 40은, 본 실시예의 무선 기지국과 각 무선 단말국(1~3)과의 사이에서 교환되는, A-MPDU를 할 때의 PHY 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다. 도 40에 나타낸 바와 같이, 이 PHY 프레임은, 시간 동기/주파수 동기/AGC, 캐리어 검출 등을 행하는 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol) 프리앰블부와, PSDU(PLCP Protocol Data Unit)를 복조하기 위한 정보가 포함되는 PLCP 헤더(PLCP Header)부와, 프레임 바디(Frame Body)부와, 필요에 따라 부가되는 Tail 비트와 Pad 비트로 구성되는 PSDU부에 의해 구성된다.
여기서, 실시예 6에서 나타낸 PHY 프레임(도 35 및 도 36 참조)의 차이에 대하여 설명한다. 본 실시예의 PHY 프레임은, 실시예 6에서 나타낸 PHY 프레임과 비 교하여, 장황해지는 부분을 MAC 헤더(MAC Header)로부터 삭제하고, PLCP 헤더의 고효율화를 도모하고 있다. 또, 애그리게이션을 행하고 있는 것을 통지하는 A-MPDU 비트에 관해서는, 상술한 실시예 5 또는 6에서 나타낸 바와 같이, PLCP 프리앰블에 확산 코드 등의 식별 코드로서 배치할 수도 있고, PLCP 헤더내에 배치할 수도 있고, 또한, MAC 헤더내에 배치하더라도 상관없다. 또한, A-MPDU 서브프레임(A-MPDU Subframe)에는, 필요에 따라 데이터 길이를 미리 결정해 둔 바이트 길이로 제한하기 위한 Padding을 삽입한다. 또, A-MPDU의 통지에 관하여는, MAC Header에 삽입할 수도 있고, 실시예 1에서 나타낸 바와 같이, PLCP Header 내에 삽입할 수도 있고, PLCP Preamble부에 프레임 구성을 나타내는 정보를 코드화하여 패턴 검출을 행하는 것으로 프레임 구성을 검출하더라도 상관없다.
A-MPDU 헤더부는, A-MPDU 서브프레임 내의 MPDU의 정보를 나타내기 위해서, 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 프레임 타입/서브타입(Type/SubType) 필드, 프래그멘테이션 컨트롤(Frg Control) 필드, 스트림 인덱스(Stream Index) 필드, 렝스(Length) 필드, 딜리미터(Delimiter) 필드, CRC 필드, QoS를 식별하기 위한 필드 등으로 구성된다.
이러한 구성으로 하는 것에 의해, 각 A-MPDU 서브프레임은 MPDU의 프레임 종별을 나타내는 프레임 타입/서브타입 필드를 개별적으로 갖는 것으로 되고, 예컨대, Data와 BlockACK, Data와 ManagementFrame, Data와 Command 프레임 등과 같은 다른 프레임 종별의 프레임을 다중할 수 있게 된다. 또한, 동일 종별의 프레임을 취급하는 경우, Stream Index 필드와, Frg Control 필드내의 시퀀스 번호를 이용하 는 것에 의해, 예컨대, 베스트에포트(best-effort)의 데이터와, VoIP의 데이터 등, 다른 스트림 레벨, 또는 QoS 레벨의 프레임을 효율적으로 다중하는 것이 가능해진다.
또한, 복수의 프레임 타입을 합승시키는 경우에는, 미리 ACK 또는 Command의 프레임의 위치를 A-MPDU의 선두에 삽입시키는 것으로 하면, 간이하게 프레임을 해석할 수 있게 된다. 또한, 복수의 MPDU에 대한 ACK를 요구하기 위한 Block ACK 요구 등의 프레임을 합승시키는 경우에는, 대응하는 최후의 MPDU의 다음 A-MPDU 서브프레임에 할당하거나, 최종 A-MPDU 서브프레임에 할당하거나 한다. 이것에 의해, 프레임의 수신측은, 프레임 종별마다의 순서 제어를 할 필요가 없어지기 때문에, 간이하게 프레임을 해석하는 것이 가능해진다.
또한, 상술한 실시예 5나 6과 마찬가지로, 사전에 애그리게이션을 실시하여 긴 프레임을 작성한 후에 프래그멘테이션을 실시하고, 준 고정 길이의 프레임을 잘라내는 것과 같은 제어를 행하는 것도 가능하다. 또, A-MPDU 헤더에 포함되는, Frame Control과, Frg Control과, Stream Index에 관해서는 MPDU 내의 MSDU 프레임의 앞에 포함되는 것과 같은 구성이라도 상관없다. 또한, A-MPDU 헤더내의 필드의 순서는 본 실시예의 순서에 한정하는 것이 아니다.
이와 같이, 종래의 초광대역 무선 시스템(UWB) 등에서는, A-MPDU가 실장되어 있지 않지만, 본 발명에서 나타낸 바와 같이, MAC 헤더부가 PLCP 헤더부에 포함되는 것과 같은 PHY 프레임 포맷에 있어서 A-MPDU 프레임 포맷을 실현함으로써 밀리파의 대용량 무선 통신 시스템에 있어서도, A-MSDU 시와 마찬가지로 효율적으로 데 이터 프레임을 송신할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에서는, 각 프레임에 대하여 필요한 헤더부와 FCS부를 부가할 수 있고, 그 결과, 부분적으로 A-MPDU Subframe가 페이딩, 간섭, 충돌 등의 요인에 의해서 결핍했다고 해도, 결핍한 A-MPDU Subframe 이외의 A-MPDU Subframe를 나눠 수신할 수 있게 되기 때문에, 수 Kbyte~수십 Kbyte의 긴 프레임을 작성한 경우에도, 프레임 전체를 재송할 필요는 없고, 필요에 따라 부분적으로 선택 재송함으로써 재송 효율을 향상하는 것이 가능하다. 또한, 송달 확인 프레임인 ACK 프레임을 필요로 하지 않는 케이스에 있어서도, 프레임 전체가 결핍하는 것은 아니고, 부분적으로 데이터가 결핍하는 것뿐으로 되기 때문에, 다소의 패킷 에러는 허용할 수 있지만, 지연을 허용할 수 없는 스트리밍, 음성 등에 대하여 매우 효율적인 데이터 배송이 가능해진다.
또한, 도 41에 나타낸 바와 같이, PSDU에 대하여 개별적으로 애그리게이션 헤더(Aggregation Header)를 추가하는 것도 가능하다. 이 경우, 애그리게이션 헤더는, 서브프레임의 개수를 나타내는 서브프레임수(Subframe Count)와, 각각의 서브프레임 길이를 나타내는 복수개의 렝스 필드(Length Set)와, 필요에 따라 데이터 길이를 미리 정한 바이트 길이로 제한하기 위한 Padding으로 구성된다. 또, 이 서브프레임 내의 렝스(Length Set)는, A-MPDU 헤더내의 렝스와 중복하기 때문에, 배타적으로 이용하도록 할 수도 있다. 즉, 서브프레임내의 렝스와, A-MPDU 헤더내의 렝스의 어느 쪽을 삭제하는 것이 가능하다.
또, 실시예 5에서 나타낸 도 31 및 도 34에서는, A-MSDU 서브프레임이 Len, Frg Control 및 MSDU로 구성되는 프레임에 대하여 나타내었지만, 프레임 선두 위치를 검출하기 위한 딜리미터, 서브프레임 단위의 FCS 및 Padding이 삽입된 구성으로 해도 좋다. 즉, 도 42 또는 도 43에 나타낸 바와 같은 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 회로 규모를 삭감하기 위해서 프레임 바디의 FCS를 생략할 수도 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 다른 프레임 종별의 프레임을 A-MPDU에서 다중화 가능한 PHY 프레임 포맷을 신규로 정의하고, 새롭게 정의한 포맷을 사용하여 A-MPDU를 하는 것으로 했다. 이것에 의해, 종래는 불가능하던 복수 종류의 프레임을 애그리게이션하여 송신할 수 있게 된다.
(실시예 8)
계속해서, 실시예 8에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 1~7에 있어서는, 무선 단말국이 무선 기지국을 검출하는 방법, 및 무선 기지국으로부터 통지된 정보에 근거하여 직접 통신의 요구원 무선 단말국이 특정 요구처 무선 단말국과의 직접 통신을 행하기 위한 디바이스 디스커버리 순서, 요구원 무선 단말국이, 주위에 존재하는 직접 통신이 가능한 무선 단말국을 검출하는 순서, MSDU 애그리게이션, MPDU 애그리게이션에 대하여 설명했지만, 본 실시예에서는, 의도하지 않는 신규 무선 단말국 및 신규 무선 기지국에 대한 접속 제어 방식을 규정함으로써 간섭으로 될 수 있는 무선 단말국 및 신규 무선 기지국에서의 부주의한 접속 요구, Beacon 등의 통지 신호의 송신 등을 억제하는 방법에 대하여 설명한다.
도 44는, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 실시예 8의 구성예를 나타내는 도면이다. 이 무선 통신 시스템은, 예컨대, 유선 네트워크인 LAN에 접속된 무선 기지국(PNC 또는 AP라고 부르는 일도 있음)(0)과, 무선 기지국(0)의 서비스 영역 내에 설치된 무선 단말국(DEV 또는 STA라고 부르는 일도 있음)(3)과, 신규로 기동한 무선 단말국(4)에 의해 구성된다. 또, 상술한 실시예 1 등과 마찬가지로, 무선 기지국(0)과, 무선 단말국(3, 4)의 주위에 배치한 점선으로 구분된 영역은, 편의상 설정한 지향성 빔의 방향을 나타내는 것이다. 그리고 무선 기지국(0)은, 각각의 방향으로 데이터 등을 송신할 때는, 그 영역(섹터라고도 부름)에 나타내어진 빔 번호(b00, b01, b02)의 지향성 빔을 설정함으로써 원하는 방향으로 형성된 지향성 빔을 사용하여 송신할 수 있는 것을 나타내고 있다. 또, 각 무선 단말국(3, 4)의 주위에 배치한 점선에 관해서도 마찬가지다. 또한, 지향성 빔은, 복수의 안테나로 구성되는 것과 같은 빔포밍 같은 것이라도 좋고, 지향성 안테나를 복수 가지고 있어, 그것을 바꿔 사용하는 것으로, 지향성 빔을 만들더라도 좋다.
여기서, 본 실시예의 각 통신 장치(무선 기지국, 무선 단말국)는, 상술한 실시예와는 달리, 특정 방향에 대해서만 지향성 빔을 향해서 통신을 할 수 있는 시스템을 상정하고 있다. 또, 지향성 빔의 방향, 각도, 전환수 등에 관해서는, 본 실시예에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 도 44에 나타낸 예에서는, 무선 기지국(0)이 지향성 빔 번호 b01에 의해 송신한 신호는, 무선 단말국(3)의 지향성 빔 번호 b32, 무선 단말국(4)의 지향성 빔 번호 b40에 의해 수신할 수 있는 상태를 나타내고 있다.
지향성이 강한 무선 액세스 시스템에서는, 통신 영역 내(쌍방의 장치가 지향 성 빔을 마주보게 하면 통신이 가능한 영역내)에 있음에도 불구하고, 무선 기지국을 검출할 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 신규로 기동한 무선 단말국(4)이 무선 기지국으로서 동작하는 기능을 갖고, 또한 기존의 무선 기지국을 검출할 수 없는 경우에는, 자신이 신규 기지국으로서 동작하여, 신규 네트워크를 형성하는 문제가 있다. 또한, 랜덤 액세스 기간인 CAP 기간(Contention Access Period)에 다른 단말로부터의 부주의한 접속 요구나, 신규 기지국으로부터의 통지 신호 송신에 의해, 기존의 무선 기지국과 통신중인 단말에 대하여 충분한 대역을 보증할 수 없게 되는 문제가 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 기존의 네트워크(피코넷(piconet)이라고도 말함)에 대하여 간섭으로 될 수 있는 무선 단말국으로부터의 송신을 억제하는 기구를 제공한다.
또, 본 실시예에서는, 무선 단말국(4)은, 신규로 기동한 무선 단말로서 설명을 하지만, 무선 단말국에 한정하는 것이 아니라. 신규로 기동한 무선 기지국에 대해서도 후술하는 제어 동작을 적용할 수 있다. 또한, 예컨대, 무선 PAN(Personal Area Network) 같은 시스템에서는, 무선 단말국이 기동하여, 동기하는 무선 기지국이 발견되지 않은 때에는, 자신이 무선 기지국으로서 동작하는 경우도 있다. 즉, 무선 단말국은 무선 기지국으로서 동작할 가능성도 있고, 마찬가지로 무선 기지국은 무선 단말국으로서 동작하는 경우도 있다.
도 45는, 무선 단말국이 무선 기지국에 접속할 때의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면이다. 무선 기지국(0)은, 브로드캐스트 또는 멀티캐스트로 송신하는 통지 신호 내(Beacon 등)에, 참여 제한 정보로서 「참여 금지(Admission)」, 「금지 시 간(Duration)」, 「접속 가능 클래스(QoS LEVEL)」 등을 추가한다.
참여 금지 정보는, 예컨대, 「0:전부 허가」, 「1:무선 단말국(DEV)으로서의 참여 금지」, 「2:무선 단말국(DEV)으로서의 참여 금지 또한 신규 네트워크 기동 금지」, 「3:무선 단말국(DEV)으로서의 참여는 금지이지만, 기지국(PNC)이 보이지 않는 경우에는, 신규 기지국(PNC)을 기동시키더라도 좋다」, 「4:참여 허가」 등으로 한다. 또, 종별은 상기에 한정하는 것이 아니다. 또한, 단말마다의 QoS 레벨에 따라 참여 금지를 제어하도록 할 수도 있다. 또한, 프레임 종별마다 QoS 레벨을 설치하도록 해도 좋다. 예컨대, 접속 클래스를, 「0:모든 프레임의 송신을 허가」, 「1:접속 요구 프레임만의 송신을 허가」, 「2:대역 요구 프레임만의 송신을 허가」, 「3:긴급 정보의 프레임의 송신만을 허가」, 「4:제어 프레임만의 송신을 허가」 등으로 하여 프레임 종별마다 QoS 클래스를 마련하여, 송신 가능한 QoS 레벨을 지정한다. 또, 종별은 상기에 한정하는 것이 아니고, 조합한 종별을 설정할 수도 있다. 또한, 참여 금지 정보, 접속가능 클래스 정보는, 개별적으로 설정하도록 기재되어 있지만, 본 실시예에서 나타낸 것에 한정하는 것이 아니라, 조합하여 사용하도록 할 수도 있다.
또한, 금지 시간은, 예컨대, 다음 참여 허가까지의 시간 기간을 나타내기 위해서 이용한다. 금지 기간은, 통지 신호 송신 시간 단위(Superframe Period 단위, Beacon Period 단위라고도 말함)로 지정하더라도 좋고, 실시간 단위로 지정해도 좋다. 또, 금지 기간을 항상 최대값으로 하는 것에 의해, 항구적으로 금지 기간을 설정하는 것이 가능하다. 또한, 금지 시간에 관해서는, 대기 시간과 최장 대기 시간 을 사용하여 설정하는 것도 가능하다. 그 경우에는, 대기 시간은, 예컨대, 다음으로 통지 신호(Beacon)를 확인해야 할 시각을, 현재의 수퍼프레임 길이 단위로 지정한다. 단, 수퍼프레임 길이가 수퍼프레임마다 변경되는 경우에는, 체크해야 할 시각이 대기 수퍼프레임 수로 나타내는 값으로는 한정하지 않는다. 최장 대기 시간은, 현시점에서 나타내어진 시간 후에 무선 단말국이 접속 요구를 하는 것이 허용되는 것을 나타낸다. 상술한 금지 시간과 마찬가지로, 신규 무선 단말국은, 참여 제한이 해제될 때까지 기다려야 한다. 또, 수퍼프레임 길이 단위가 아니라, 실시간(msec, μsec 등)으로 통지하는 것도 가능하다.
이하에, 본 실시예의 동작을 도 45에 근거하여 설명한다. 세로축은 시간축을 나타내고 있고, 가로축은, 프레임의 송수신 또는 프리미티브(primitive)의 송수신을 나타내고 있다.
우선, 신규 무선 단말국(4)(DEV-4)은, 무선 기지국(0)(PNC) 및 무선 단말국(3)(DEV-3)의 어느 것도 접속하지 않고 있는 상태이다. 또한, 무선 단말국(4)은, 어떤 무선 기지국에 대해서도 접속 및 동기하지 않고 있는 상태인 것으로 한다.
도 45에 나타낸 예에서는, 신규 무선 단말국(4)은, 기동하면, 우선 DME(Device Management Entity) 서브레이어로부터, MAC/MLME에 대하여, 어소시에이트(ASSOCIATE) 실시 요구인 MLME-ASSOCIATE.req 프리미티브를 발행한다(단계 S81). 요구 프리미티브를 받은 MAC/MLME는, 미리 규정되어 있는 시간만 채널을 스캔하여, 통지 신호(Beacon)를 수신한다. 또, 구체적인 기동시의 스캔 시퀀스에 관해서는 특히 규정하지 않지만, 예컨대, 실시예 1에서 설명한 도 12에 기재된 순서를 이용한 다. 도 45에서는, 무선 단말국(4)이 무선 기지국(0)으로부터 통지 신호(Beacon)를 수신하는 모양을 나타내고 있고(단계 S82), 구체적으로는, 「참여 금지(Admission)=2:무선 단말국(DEV)으로서의 참여 금지 또한 신규 네트워크 기동 금지」와, 「금지 기간=0xFFFF(최대값)」와, 「접속 클래스=3:긴급 정보의 프레임의 송신만을 허가」를 나타내는 통지 신호를 수신하는 모양을 나타내고 있다.
다음으로, 무선 기지국으로부터 통지 신호를 수신한 무선 단말국(4)의 MAC/MLME는, 상기 단계 S81에서 수신한 MLME-ASSOCIATE.req에 대한 응답으로서, MLME-ASSOCIATE.cfm 프리미티브를 DME에 대하여 발행한다(단계 S83). 이 예에서는, MLME-ASSOCIATE.cfm에는, 「Reason Code=9(접속 불가, 기지국으로서의 기동 불가)」, 「Result Code=COMPLETE(Req 프리미티브를 정상으로 처리 완료)」 등이 포함되어 있고, 접속가능한 무선 기지국이 존재하지 않은 것을 통지한다. 이 경우, 무선 단말국(4)은, 해당하는 채널에 있어서, 신규 무선 단말국으로서도, 신규 무선 기지국으로서도 동작을 행하지 않는다.
또, 본 실시예에서는, 하나의 무선 기지국(0)에 대한 스캔 결과를, MLME-ASSOCIATE.cfm 프리미티브로써 통지하고 있지만, 복수의 무선 기지국을 발견한(복수의 기지국으로부터 통지 신호를 수신한) 경우에는, 그 파라미터 세트를 통지한다. 또한, 복수의 무선 기지국을 발견하고, 그 중에 접속가능한 무선 기지국이 존재하는 경우에는, 해당하는 무선 기지국에 대하여 어소시에이션을 실행하고, 처리가 종료후, 실행 완료 결과를 MLME-ASSOCIATE.cfm으로서 통지한다. 또, 어소시에이션 동작의 상세에 대해서는 후술한다.
접속가능한 무선 기지국을 발견할 수 없던 경우, MLME-ASSOCIATE.cfm을 수신한 무선 단말국(4)의 DME는, 스캔/디바이스 디스커버리의 상태까지 되돌아간다(단계 S84). DME는, 필요에 따라, 상위 계층에 대하여 스캔 결과를 통지하고, 장치의 유저에 대하여, 접속가능한 무선 기지국이 검출되지 않은 것과, 무선 기지국으로서 기동하는 것이 금지되어 있는 것을 통지한다. 또한, 일정 시간 경과 후, 도 12에 나타낸 기동시의 스캔 시퀀스를 실시하도록 할 수도 있다.
또, 본 실시예에서는, 접속 기간을 최대값으로 하여, 항구적으로 참여 금지상태로 되어 있는 모양을 나타내고 있지만, 먼저 설명한 바와 같이, 주기적으로 참여 허가를 하는 경우에는, 다음 「금지 해제」까지의 시간 기간을 통지한다.
또한, 도 45에서는 ASSOCIATE 프리미티브를 이용했지만, 도 46에 나타낸 바와 같이 스캔/디바이스 디스커버리시에 접속 제어를 실행하도록 할 수도 있다. 이 경우, 무선 단말국(4)(DEV-4)의 DME에서의 MLME-Scan.req(단계 S81a)에 대하여, MLME-Scan.cfm(단계 S83a)에 의해 응답함으로써 접속 제어를 실시한다.
그런데, IEEE802.15에서 규정되어 있는 MLME-Scan.req/cfm은, 요구된 시간/채널/안테나(지향성 빔 번호, 섹터)에 대하여, PNID(또는 BSID)를 검색하는 것이며, 기본적으로 무선 기지국이 브로드캐스트 또는 멀티캐스트로 송신하는 통지 신호(Beacon 등)를 수신하는 것이었다. 그 때문에, 예컨대, 도 47에 나타낸 상태(무선 단말(4)의 지향성 빔이 무선 기지국(0)의 방향을 향하지 않은 상태)의 경우, 신규 무선 단말국(4)이 무선 기지국(0)으로부터의 통지 신호를 수신할 수 없으면, 가령 신규 무선 단말국(4)이 무선 기지국(0)에 접속하고 있는 무선 단말국(3)으로부 터의 프레임을 수신할 수 있는 경우이더라도, 무선 기지국(0)이 신규 무선 단말국(4)에 대하여 접속 제어를 행하는 것은 할 수 없다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 신규로 규정한 MLME-ALL-Scan.req/cfm을 사용하여 접속 제어를 행한다. 구체적으로는, 모든 프레임에 대하여 스캔을 실행하고, 후보로 되는 PNID(또는 BSID)을 검색함으로써, 신규 무선 단말국(4)의 접속 제어와, 신규 네트워크 기동에 대한 제어를 실현한다.
이하에, 도 48에 근거하여, 새롭게 규정한 MLME-ALL-Scan.req/cfm을 사용한 경우의 접속 제어 동작을 설명한다. 세로축은 시간축을 나타내고 있고, 가로축은, 프레임의 송수신 또는, 프리미티브의 송수신을 나타내고 있다.
우선, 신규 무선 단말국(4)(DEV-4에 상당)은, 무선 기지국(0)(PNC에 상당) 및 무선 단말국(3)(DEV-3에 상당)의 어느 것도 접속하지 않고 있는 상태이다. 또한, 무선 단말국(4)은, 어떤 무선 기지국에 대해서도 접속 및 동기하지 않고 있는 상태인 것으로 한다.
신규 무선 단말국(4)은, 기동하면, 우선 DME 서브레이어로부터, MAC/MLME에 대하여, 스캔 실시 요구인 MLME-ALL-Scan.req 프리미티브를 발행한다(단계 S81b). 요구 프리미티브를 받은 MAC/MLME는, 미리 규정되어 있는 시간만 채널을 스캔하여, 통지 신호를 수신한다. 또, 구체적인 기동시의 스캔 시퀀스에 관해서는 특별히 규정하지 않지만, 예컨대, 실시예 1에서 설명한 도 12에 기재의 순서를 이용한다. 도 48에서는, 무선 단말국(4)이 무선 단말국(3)으로부터 PNC 향한 데이터 프레임(무선 단말국(4)을 향하는 것이 아닌 데이터 프레임)을 수신하는 모양을 나타내고 있고 (단계 S85), 구체적으로는, 무선 기지국(0)이 형성하는 네트워크 식별자인 PNID가 포함되어 있는 데이터 프레임을 수신하는 모양을 나타내고 있다.
다음으로, 무선 단말국(3)으로부터, PNID를 포함하는 데이터 프레임을 수신한 무선 단말국(4)의 MAC/MLME는, 상기 단계 S81b에서 수신한 MLME-ALL-Scan.req에 대한 응답으로서, MLME-ALL-Scan.cfm 프리미티브를 DME에 대하여 발행한다(단계 S83 b).
이 예에서는, MLME-ALL-Scan.cfm에는, 스캔 프로세스의 사이에 발견된 피코넷의 개수를 나타내는 「NumberOfPiconets」와, 발견된 피코넷의 정보 세트인 「PiconetDescriptionSet」와, 직접 PNC로부터의 프레임은 수신할 수 없지만 무선 단말국으로부터의 프레임을 수신한 것에 의해 피코넷의 가능성이 있는 PNID에 대한 정보 세트인 「PotentialPiconetsDescriptionSet」와, 스캔한 주파수 채널 정보인 「NumberOfChannels」와, 검출된 채널에 대한 추장도를 나타내는 「ChannelRatingList」와, 상기 단계 S81b에서 MLME로부터 수신한 요구 프리미티브에 대한 「ResultCode」가 포함되어 있다. 또, 복수의 무선 단말국으로부터, 동일한 PNID(BSID), 채널 수 등의 정보를 수신한 경우에는, 수신 전력 등의 전송로 정보를 바탕으로, 보다 신뢰성이 높은 정보를 선택한다.
이상의 동작을 행하는 것에 의해, 신규 무선 단말국(4)은, 다른 무선 단말국경유로 받은 PNID로부터 무선 기지국(0)이 존재하는 것을 파악한다. 그리고, 무선 단말국(4)은, 본 채널에서의 동작을 단념하여, 상기 「PiconetDescriptionSet」에 의해 통지된 다른 채널로 동작하는 무선 기지국에 접속하는 동작, 또는, 다른 빈 채널로, 자신이 무선 기지국으로서 기동하는 동작을 한다.
계속해서, 상술의 MLME-ALL-Scan.req/cfm을 사용한 순서와는 다른 순서를 사용한 신규 무선 단말국(4)의 접속 동작예에 대하여 설명한다. 이 예에서는, 접속 제어를 행하고 있는 무선 기지국(0)에 등록된 무선 단말국(3)이 송신하는 프레임 내에도 「참여 금지(Admission)」와, 「금지 시간(Duration)」과, 「접속 가능 클래스(QoS Level)」를 추가한다. 또, 복수대의 무선 단말국이 접속하고 있는 경우에는, 모든 무선 단말국이 같은 프레임을 송신한다. 또한, 무선 기지국(0)이 송신하는 브로드캐스트, 멀티캐스트로 송신하는 통지 신호 이외의 프레임 내에도, 상기 필드를 추가한다.
이하에, 접속 제어 동작을 도 49에 근거하여 설명한다. 세로축은 시간축을 나타내고 있고, 가로축은, 프레임의 송수신 또는, 프리미티브의 송수신을 나타내고 있다. 또, 무선 단말국(3)(DEV-3)은, 무선 기지국(0)(PNC)에 접속되어 있지 않은 상태로부터 동작을 행하는 것으로 한다. 또한, 무선 단말국(4)(DEV-4)은, 무선 단말국(3)의 무선 기지국(0)으로의 접속 제어가 종료한 후에 동작을 시작하는(기동하는) 것으로서 설명을 한다. 또한, 프리미티브의 발행 등, 상술의 도 45에 근거한 설명과 중복하는 부분에 관해서는 동일의 단계 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
우선, 무선 단말국(3)이 무선 기지국(0)에 접속할 때의 동작에 대하여 설명한다. 무선 단말국(3)은, 채널 스캔 시간(SyncTimeout)에 무선 기지국(0)으로부터의 통지 신호를 수신하고, 그 내용이 참여 가능(여기서는, 「Admission=Yes, Duration=0x0000」이며 참여 가능 상태를 나타냄)을 나타내고 있으면(단계 S82), 다음으로 접속 요구/인증용의 타이머(AssocTimeout)를 설정하여, 접속 처리를 실시한다. 구체적으로는, 무선 단말국(3)이, AssociationRequestCommand 프레임을 송신하고(단계 S86), 무선 기지국(0)이 긍정 메시지를 포함하는 AssociationResponseCommand 프레임을 반송하고(단계 S87), 디바이스 어드레스 등의 설정을 한다. 또한, 어소시에이션의 결과를, MLME-ASSOCIATE.cfm에 의해 DME에 통지하는(단계 S84) 것에 의해, 무선 단말국(3)은 무선 기지국(0)과 어소시에이션된 상태로 된다. 마찬가지로, 무선 기지국(0)도, 무선 단말국(3)으로부터의 AssociationRequestCommand 프레임에 대한 Imm-Ack(확인 프레임)의 송신이 완료하면 (단계 S88, S89), MLME-ASSOCIATE.ind의 프리미티브를 DME에 발행하고(단계 S90), 무선 단말국(3)과 어소시에이션된 상태로 된다.
무선 단말국(3)과 어소시에이션되면, 무선 기지국(0)은, 이후의 통지 신호(Beacon)안에, 무선 단말국(3)이 어소시에이트된 것을 나타내는 정보를 삽입하여, 하위의 무선 단말국에 대하여 송신한다(단계 S91). 또한, 무선 기지국(0)은, 더 이상의 무선 단말국을 수용할 수 없다(무선 단말국의 수용수가 상한에 달했다)고 판단한 경우, 상술한 바와 같이(도 45, 도 46 참조), 「참여 금지」 및, 「금지 기간」 등의 정보를 포함하는 통지 신호를 송신하여, 신규 무선 단말국의 접속을 억제한다.
상기 단계 S91에서 무선 기지국(0)으로부터 송신된 통지 신호를 수신한 무선 단말국(3)은, 이 이후의 데이터 프레임 송신 동작에서는, 상기 수신 통지 신호에 포함되어 있는 「참여 금지」, 「금지 기간」 등의 접속 제어의 정보를 자신의 송 신하는 프레임에 포함시켜 송신한다(단계 S92-1, S92-2).
이와 같이, 도 49에 나타낸 접속 제어에서는, 어소시에이션이 완료한 무선 단말국은, 무선 기지국으로부터 통지되는 접속 제어 정보를 복제하여, 자신이 송신하는 프레임에 포함시켜 송신한다. 이것에 의해, 예컨대, 신규 무선 단말국(4)이, 무선 기지국(0)으로부터의 통지 신호는 수신할 수 없지만, 무선 기지국(0)에 접속하고 있는 무선 단말국(3)으로부터의 프레임을 수신할 수 있는 경우에, 무선 단말국(4)이 부주의한 접속 요구를 하는 것을 억제할 수 있게 된다. 또한, 접속 제어 정보에 의해서는, 신규 무선 기지국으로서 동작하는 것을 억제할 수 있게 되어, 간섭으로 될 수 있는 무선 기지국이 새롭게 기동하는 것을 억제할 수 있게 된다.
또, 도 49에 나타낸 접속 제어에서는, 무선 기지국(0)과 무선 단말국(3)(무선 기지국(0)과의 사이에서 어소시에이션이 완료하고 있는 무선 단말국)이, 참여 금지의 접속 제어를 행하는 것에 따라, 신규 무선 단말국의 접속 요구 및 신규 무선 기지국의 동작을 억제하는 방법에 대하여 설명했다. 그러나 이러한 제어를 했음 에도 불구하고, 불행히도 다른 무선 단말국 또는 다른 무선 기지국에서의 간섭을 수신하는 경우, 상기 무선 기지국(0)은, 현재 사용하고 있는 채널을 변경하는 것과 같은 제어를 조합시키더라도 좋다. 이 경우, 무선 단말국/무선 기지국은, MLME-SCAN.req/cfm 시퀀스를 통하여, 빈 채널을 파악하고 있기 때문에, 그 정보를 이용하여 채널 변경을 하면 좋다. 또한, 무선 기지국에 접속중인 무선 단말국에 대하여 변경 예정의 채널을 사전통지하는 것으로, 시퀀스를 간략화하는 것도 가능하다.
도 49의 시퀀스에 대하여 현재 사용중인 채널을 변경하는 제어를 조합시키는 경우, 무선 기지국은, 유지하고 있는 빈 채널 테이블에 근거하여 이행처 후보의 채널을 재스캔하고, 채널이 미사용 또는, ChannelRating이 높으면 이행을 하도록 한다. 또, 채널을 이행했을 때에, 접속하고 있었던 무선 단말국이 무선 기지국에 대하여 주파수/시간 동기를 할 수 없는 것이면, 필요에 따라, 스캔을 사용하지 않는 PHY 레벨의 접속(Sync) 시퀀스를 실시하는 것도 가능하다.
부가하여, 자기 단말의 통신 상황이 나쁘다고 판단한 경우, 무선 단말국 또는 무선 기지국이 자발적으로 스캔을 실시한다. 예컨대, 무선 기지국은, PNID마다 가장 강한 수신 전력값을 나타내는 RSSI값을 보지해두고, 다른 단말로부터의 간섭을 받은 경우, 상술한 시퀀스에 따른 순서를 실행하여 사용 채널을 변경한다. 또한, 다른 단말을 발견한 무선 단말국은, 접속하고 있는 무선 기지국에 대하여 간섭으로 되는(간섭을 받고 있는) 무선 기지국/간섭 무선 단말국의 존재를 통지하여, 무선 기지국이 필요에 따라 상술한 시퀀스에 따른 순서를 실행하여 사용 채널을 변경한다.
또한, 무선 단말국이 기동했을 때에 스캔을 실행한 결과, 복수의 무선 기지국을 발견한 경우, 예컨대, 참여가능한 무선 기지국에 대하여, 간섭으로 될 수 있는 것을 통지하여 사용 채널의 변경을 재촉하고, 그 후, 원래 접속하고 싶은 무선 기지국에 대하여 접속 요구를 행한다.
또, 참여 제한 정보는, 예컨대, 참여 제한 IE(Information Element)로서, 도 50에 나타낸 IE를 규정하여, 상술한 통지 신호(Beacon), Association 등의 Command 프레임을 포함하는, 모든 프레임에 삽입하는 것도 가능하다. 그 경우에는, 프레임 을 수신한 무선 단말국 또는 무선 기지국은, 상기 IE의 Element ID가 포함되는지 여부를 해석하여, 참여 제한 IE가 포함되는 경우에는 본 실시예에 나타낸 바와 같이 동작하고, 포함되지 않는 경우에는, 참여 제한 정보가 없고, 참여가능한 상태로서 동작하는 것이 가능하다. 또한, 참여 제한 정보는, PLCP 헤더내에 삽입할 수도 있고, MAC 헤더내에 삽입할 수도 있고, 또한 프레임 바디내에 삽입하는 것도 가능하다.
또한, 무선 단말국 또는 무선 기지국의 성능에 따라서는, 참여 제한 IE를 해석할 수 있는 무선국이 혼재하는 경우가 있다. 그 경우에는, 예컨대, 도 51에 나타낸 바와 같은, 벤더 독자 확장(vendor independent extension)을 허용하는 것, 벤더 독자 확장 IE를 미리 필수 기능으로서 규정하여, 참여 제한 정보를 통지하는 것도 가능하다. 그 경우, IE는, Element ID와, Length와, Type와, Vendor OUI(Organizational Unique Identifier)와, Vender Specific Information 등으로 구성된다. 또, Type 필드에는, 무선 기지국과의 조정의 필요와 불필요나, 대응 필수적인지 여부를 나타내는 정보 등을 삽입하고, 예컨대, 「0:대응 필수이며, 대응할 수 없는 경우에는 참여 불가」, 「1:대응 필수이며, 대응할 수 없는 경우에는 참여 불가, 또한 동일 주파수에서의 무선 기지국의 기동 불가」, 「2:어소시에이션 후에 조정하여, 조정의 가부로 참여를 제한한다(예컨대, 강제적으로 비접속으로 되게 함)」, 「3:어소시에이션 후에 조정하지만, 조정 내용은 인포머티브(Informative)인 것으로서 취급한다」 등을 적는다. 그 후의 Vendor OUI에서, 참여 제한을 통지하여, Vender Specific information에서, 참여 제한 정보를 통지하 는 것도 가능하다.
이렇게 함으로써, 예컨대, Type 필드가 「0」를 나타내고, 또한 Vendor OUI에 의해 참여 제한을 나타낸 경우에는, 참여 제한의 내용을 이해할 수 없던 경우에는, 반드시 참여하는 것은 불가능한 것을 나타내고 있기 때문에, 모든 무선 단말국 또는 무선 기지국에 대하여 참여 제한을 하는 것이 가능해진다. 또, Vendor OUI 및, Vender Specific Information에 관해서는, 본 실시예에 한하지 않고, 앞의 실시예에서 나타낸 디바이스 디스커버리나, 인증이나, 사용하는 변조 방식(예컨대, 싱글캐리어, 멀티캐리어, 또는, 싱글캐리어와 멀티캐리어의 공존 방식 등)의 통지 등에도 사용하는 것이 가능하다. 또, Type 필드의 설정은, 본 실시예에서 나타낸 것만은 아니다.
또한, 본 실시예에서는, 신규 IE의 Type 필드를 이용하여 조정의 필요와 불필요나, 참여 제한에 관한 정보를 통지했지만, 기존의 IE의 속에 있는 Reserved Bits 또는, 기존의 IE의 필드의 확장 등을 이용하여 실현하는 것도 가능하다. 그 때는, 예컨대, CTAStatusIE나, CapabilityIE나, DEV AssociationIE 등의 Reserved Bits를 할당하더라도 좋고, 기존의 IE의 Length를 확장하여 삽입하더라도 좋다.
또한, 신규 무선 단말국이 어소시에이션 요구시에, 참여 조건에 대한 조정의 필요의 가부를 무선 기지국에 통지하고, 그 결과, 예컨대, 조정이 필요한 경우에 대해서는, 무선 기지국은 조정 자체를 하지 않고, 어소시에이션을 거부하는 것도 가능하고, 조정을 하는 경우에는, 조정이 성립하지 않는 경우에는, 무선 기지국은 신규 무선 단말을 강제적으로 비접속으로 한다. 그 때, 신규 무선 단말국은 조정이 종료할 때까지, 자발적인 비접속 요구와 무선 기지국으로부터의 프레임에 대한 응답 이외의 송신을 금지함으로써, 조정중인 신규 무선 단말국으로부터의 부주의한 프레임의 송신을 억제할 수 있게 된다. 또한, 무선 기지국은 조정이 완료할 때까지 신규 무선 단말의 정보를 통지 신호내에서, 접속 완료의 다른 무선 단말국에 대하여 통지하지 않는 것으로 하면, 접속 완료의 다른 무선 단말국으로부터, 신규 무선 단말국에 대한 프레임의 송신도 금지하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 한하지 않고, 상술한 실시예 1~7에 있어서도, 각 단말이 파악하는 수퍼프레임의 기준 타이밍은, 선두의 Beacon #0 및 선두의 Beacon #0로부터 단말이 수신하는 어느 Beacon까지의 오프셋 시간에 근거해도 좋고, 단말이 수신한 어느 비컨의 타이밍을 기준으로 해도 좋다. 즉, 기지국이 생성하는 수퍼프레임마다의 선두 타이밍을 단말이 파악하더라도, 하지 않더라도, 수퍼프레임의 주기와 단말이 수신하는 어느 Beacon 이후의 수퍼프레임 구성 정보를 단말이 인식할 수 있으면 좋다. 오프셋 시간을 이용하는 경우에는, 예컨대, 각각의 Beacon 내에서 오프셋 정보를 시간, 심볼수 또는 빔수 등에 의해 기지국이 통지한다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 무선 기지국 또는 무선 단말국이 송신하는 프레임 내에, 참여 제한 정보로서, 「참여 금지」, 「금지 시간」, 「접속 가능 클래스」 등의 신규 참여를 제어하기 위한 정보를 포함하는 것으로 했다. 또한, 무선 기지국과 어소시에이션 완료의 무선 단말국은, 무선 기지국으로부터 받은 신규 참여를 제어하기 위한 정보를 프레임에 포함시켜 송신하는 것으로 했다. 또한, 신규 무선 단말국에 대한 참여 억제의 제어를 했음에도 불구하고, 간섭을 받는 경우에 는, 사용 채널을 변경하는 것으로 했다. 이것에 의해, 간섭으로 될 수 있는 신규 무선 단말국으로부터의 부주의한 접속 요구와, 간섭으로 될 수 있는 무선 기지국이 새롭게 기동하는 것을 억제하면서, 필요에 따라 다른 무선 채널로 이동하는 또는 이동시킬 수 있어, 지향성이 강한 무선 액세스 시스템에 있어서의 문제를 해결할 수 있다.
(실시예 9)
계속해서, 실시예 9에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 1~8에 있어서는, 무선 단말국이 무선 기지국을 검출하는 방법, 및 무선 기지국으로부터 통지된 정보에 근거하여 직접 통신의 요구원 무선 단말국이 특정 요구처 무선 단말국과의 직접 통신을 행하기 위한 디바이스 디스커버리 순서, 요구원 무선 단말국이, 주위에 존재하는 직접 통신이 가능한 무선 단말국을 검출하는 순서, MSDU 애그리게이션, MPDU 애그리게이션, 신규 무선 단말국에 대한 접속 제어에 대하여 설명했지만, 본 실시예에 있어서는, 무선 기지국/무선 단말국이 지향성 빔(다이렉셔널(Directional)이라고도 부름)뿐만이 아니라, 무지향성 빔(옴니(Omni)라고도 부름)을 이용한 디바이스 디스커버리 순서에 대하여 설명한다. 또, 본 실시예에 있어서 설명하는 프레임 포맷은, 상술한 실시예 1~8의 어느 쪽의 무선 통신 시스템에 대해서도 적용 가능하다.
도 52는, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 실시예 9의 구성예를 나타내는 도면이다. 이 무선 통신 시스템은, 무선 기지국(PNC 또는 AP라고 부르는 일도 있 음)(0)과, 무선 기지국(0)의 서비스 영역 내에 설치된 무선 단말국(DEV 또는 STA라고 부르는 일도 있음)(1, 2)에 의해 구성된다. 또, 상술한 실시예 1 등과는 달리, 무선 기지국(0)은 지향성 빔에 가하여, 무지향성 빔을 사용한 통신이 가능하다. 또, 무지향성 빔은, 복수의 지향성 안테나 또는 지향성 빔을 조합시킨 구성이라도 좋고, 물리적으로 무지향성 안테나를, 지향성 빔 작성용의 안테나와는 별도로 구비하더라도 상관없다. 또한, 상술한 실시예 1 등과 마찬가지로, 무선 기지국(0)과, 무선 단말국(1, 2)의 주위에 배치한 점선으로 구분된 영역은, 편의상 설정한 지향성 빔의 방향을 나타내는 것이다.
여기서, 송신 전력이 동일한 경우, 무지향성 빔을 사용한 송신은, 지향성 빔을 사용한 송신보다 송신 거리(신호 도달 거리)가 짧게 되는 것이 알려져 있다. 그 때문에, 본 실시예의 무선 기지국(0)은, 예컨대, 무지향성 빔으로 송신하는 경우에는, 지향성 빔으로 송신하는 경우와 비교하여 전송 속도를 떨어뜨려 소요 S/N을 낮추고, 또한, 사용 대역폭을 좁히는 것에 따라, 송신 전력 밀도를 향상시켜, 안테나 이득의 차이를 보충하는 것으로 한다. 즉, 지향성 빔으로 송신한 프레임 도달 범위와 무지향성 빔으로 송신한 프레임의 도달 범위는 동등한 것으로 하여 이후의 설명을 한다. 또, 무지향성 빔으로 송신한 경우에는, 지향성 빔과 비교하여, 변조 방식(변조다치수) 및 대역폭의 적어도 한쪽이 매우 작은 값으로 되어 있기 때문에, 동일한 프레임을 송신한 경우에 필요하게 되는 송신 시간은 매우 커진다.
또한, 도 53은, 실시예 9의 무선 기지국의 회로 구성예를 나타내는 도면이다. 이 무선 기지국은, 실시예 1의 무선 기지국(도 2 참조)의 빔 제어부(50) 대신 에 빔 제어부(50a)를 구비하고, 무지향성 안테나부(70)가 더 추가된 구성을 취한다. 그 밖의 부분에 관해서는 실시예 1의 무선 기지국과 마찬가지기 때문에, 그 설명을 생략한다.
이 무선 기지국의 MAC 제어부(30)는, 무지향성 빔을 송신하는 경우, 인터페이스부(10)로부터 받은 데이터에 대하여, 변조 방식 및 대역폭, 또는 그 양쪽을 제어하기 위한 제어 신호를 부가하고 나서 변복조부(40)로 전달한다. 이것에 의해, 무선 기지국(0)은, 프레임 송신마다, 지향성 빔과 무지향성 빔의 송수신 제어를 할 수 있다. 빔 제어부(50a)는 변복조부(40)를 통해서 받은 데이터에 부가된 정보(변조 방식 및 대역폭, 또는 그 양쪽을 제어하기 위한 제어 신호 등)에 근거하여 지향성 안테나부(60) 및 무지향성 안테나부(70)의 제어를 행한다. 무지향성 안테나부(70)는, 무지향성 빔을 송신할 때에 사용되어, 빔 제어부(50a)에 의해 제어된다.
또, 지향성 빔 및 무지향성 빔을 송신하기 위한 회로 구성은, 도 53에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 무지향성 안테나와 지향성 안테나를 물리적으로 독립시킨 구성으로 하는 것은 아니고, 복수의 지향성 안테나 또는 지향성 빔을 조합시켜 무지향성 빔을 형성하도록 할 수도 있다. 또한, 사용하는 전송 방식은, 싱글캐리어에 의한 것이라도 좋고, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 같은 멀티캐리어에 의한 것이라도 좋고, 또한, 코드 확산을 하더라도 상관없고, 또한, 주파수축 상에 복수의 싱글캐리어 또는 멀티캐리어를 병렬로 이용한 멀티밴드 방식이라도 좋고, MIMO 같은 공간 다중을 이용하더라도 상관없다. 또한, 싱글캐리어와 멀티캐리어를 지향성 빔 사용시와, 무지향성 빔 사용시에 구분하여 사용하는 것도 가능하다. 즉, 본 실시예에서의 설명이 변복조 방식을 한정하는 것이 아니다.
본 실시예의 디바이스 디스커버리 동작을 도면에 근거하여 설명한다. 이하, 무지향성 빔을 사용하여 행하는 디바이스 디스커버리 및 지향성 빔을 사용하여 행하는 디바이스 디스커버리를 순차로 설명한다. 또, 무선 기지국과 각 단말국과의 위치 관계는 도 52에 나타낸 상태에 있는 것으로 하여 설명을 한다.
도 54는, 무지향성 빔을 사용하여 디바이스 디스커버리를 하는 경우의 시퀀스예를 나타내는 도면이며, 무선 기지국(0)과 무선 단말(2)의 동작예를 나타내고 있다. 도 54에 나타낸 바와 같이, 이 디바이스 디스커버리 동작에서는, 무선 기지국(0)이, 무지향성 빔을 이용하여, 정기적으로 통지 신호(Beacon)를 송신한다. 또, 무선 단말국(2)은, 앞의 실시예 1에서 설명한 무선 단말국과 마찬가지로, 지향성 빔 번호를 적절히 전환하면서 무선 기지국(0)으로부터의 통지 신호를 스캔한다. 도 52에 나타낸 바와 같이, 무선 단말국(2)은, 빔 번호가 b22인 지향성 빔을 사용하여 무선 기지국(0)과 통신이 가능하기 때문에, 번호가 b22인 지향성 빔으로 바꾸었을 때에, 무선 기지국(0)으로부터 통지 신호를 수신한다. 통지 신호를 수신하면, 무선 단말국(2)은, 무선 기지국(0)과의 통신으로 사용하는 빔 번호(이 예에서는 b22)를 파악한다. 무선 단말국(2)은, 무선 기지국(0)과의 통신으로 사용하는 빔 번호를 파악하면, 그 빔 번호의 정보를 정보 기억부(20)에 기억한다.
그리고, 무선 단말국(2)은, 통지 신호에 포함되는 수퍼프레임(Superframe) 구성 정보로부터, 랜덤 액세스 기간인 CAP(Contention Access Period)와, 대역 예 약 기간인 CTAP(Channel Time Allocation Period) 등의 수퍼프레임 구성을 파악한다. 또, CTAP는, 주로 무선 기지국(0)에 의한 네트워크의 관리를 행하는 MCTA(Management CTA)와, 주로 무선 기지국(0)에 의한 데이터 통신에 사용되는 CTA를 가지는 구성이라도 좋다. 도 55는 수퍼프레임의 구성예를 나타내는 도면이다.
무선 단말국(2)은, CAP 기간에 접속 요구(프로브 요구, 어소시에이션 요구, 인증 요구 등으로도 부른다) 프레임을 무선 기지국(0)에 대하여 송신한다. 여기서, 무선 기지국(0)이 무지향성 빔으로 수신을 행하고 있는 것이면, 무선 기지국(0)은, 무지향성 빔을 이용하여, 무선 단말국(2)으로부터의 접속 요구를 수신한다.
또, 이 시점에서는, 무선 기지국(0)은, 무선 단말국(2)의 존재를 인식할 수 있지만, 무선 단말국(2)에 대하여 사용가능한 지향성 빔 번호(무선 단말국(2)과의 통신에서 사용하는 지향성 빔의 번호)에 관해서는, 결정되어 있지 않다. 그 때문에, 무선 기지국(0)은, 무선 단말국(2)과 고속 통신을 행하기 위한 지향성 빔 번호를 결정해야 한다. 이하, 도 56에 근거하여, 무선 기지국(0)이 지향성 빔 번호를 특정하는 동작에 대하여 설명한다. 도 56은, 무선 기지국이 지향성 빔 번호를 특정하는 경우의 시퀀스예를 나타내는 도면이다.
도 56에 나타낸 바와 같이, 무선 기지국(0)은, 무선 단말국(2)으로부터의 접속 요구를 수신후, 최초에 송신하는 통지 신호를 사용하여, 무선 단말국(2)으로부터의 접속 요구를 받은 것을 통지(무선 단말국(2)으로 통지)하면서 CTAP 기간의 MCTA/CTA(여기서는, MCTA #1)에서 디바이스 디스커버리를 행하도록(DD 패킷을 송신하도록) 지시를 행한다. 또한, 이 통지 신호 송신에서는, 자신의 지향성 빔 번호수 에 따라 결정한 송신 횟수 및 송신 타이밍을 무선 단말국(2)으로 통지한다. 통지 신호를 수신한 무선 단말국(2)은, 그것에 포함되는 정보가 나타내는 MCTA/CTA(여기서는, MCTA #1) 기간에, 앞의 실시예 1의 디바이스 디스커버리 순서(도 18 등 참조)와 마찬가지로, DD 패킷(DD 프레임)을 연속하여 송신한다. 한편, 무선 기지국(0)은, 디바이스 디스커버리의 실행 지시로 지정한 MCTA/CTA(여기서는, MCTA #1) 기간에서, 지향성 빔 번호를 b00, b01, …, b05로 전환하여 무선 단말국(2)으로부터의 DD 패킷 수신을 시도한다. 이 예에서는, 무선 기지국(0)은, 지향성 빔 번호 b02로, 무선 단말국(2)으로부터의 프레임을 수신한다. 또한, 무선 기지국(0)은, 수신한 지향성 빔 번호 b02를 실시예 1의 디바이스 디스커버리 동작시와 마찬가지로, 정보 기억부(20)에 저장한다. 이상의 동작을 실행함으로써 무선 기지국(0)은 무선 단말국(2)에 대하여 사용하는 지향성 빔(번호)을 특정할 수 있다. 이후, 무선 기지국(0)은, 번호가 b02의 지향성 빔을 선택하여 통신을 행하는 것으로, 무선 단말국(2)과의 사이에서 고속 데이터 통신이 가능해진다. 지향성 빔을 특정한 후의 각 장치의 동작은, 상술한 실시예 1과 마찬가지다.
또, 무선 기지국(0)이, 무선 단말국(2)으로부터의 접속 요구 프레임을 지향성 빔으로 수신하는 것도 가능하다. 이하, 지향성 빔을 사용하여 행하는 디바이스 디스커버리에 대하여 설명한다.
무선 단말국(2)으로부터의 접속 요구 프레임을 지향성 빔으로 수신하는 경우의 디바이스 디스커버리에서는, 무선 기지국(0)은, 예컨대, 수퍼프레임마다 CAP에서 사용하는 지향성 빔을 전환하면서 접속 요구 프레임의 수신 동작을 하거나, 또 는, 하나의 CAP 내에서 지향성 빔을 전환하면서 수신 동작을 한다. 이것에 의해, 무선 기지국(0)은, DD 패킷을 이용한 디바이스 디스커버리를 실시하지 않더라도 무선 단말국(2)과의 통신에서 사용하는 지향성 빔(번호)을 인식하는 것이 가능해진다. 일례로서, 수퍼프레임마다 CAP에서 사용하는 지향성 빔을 전환하면서 접속 요구 프레임의 수신 동작을 행하는 경우의 시퀀스를 도 57에 나타낸다.
도 57에 나타낸 시퀀스에서는, 무선 기지국(0)이 CAP마다 사용하는 지향성 빔 번호를 b00, b01, b02, …로 바꾼다. 그 때문에, 무선 단말국(2)이 Superframe n이나 Superframe n+1에서 접속 요구 프레임을 송신하더라도, 무선 기지국(0)이 선택하는 지향성 빔(번호)이 다르기 때문에, 접속 요구 프레임을 수신할 수 없다. 그러나, 다음 Superframe n+2에서는, 무선 기지국(0)이 번호 b02의 지향성 빔을 선택하여, 무선 단말국(2)으로부터의 접속 요구 프레임을 수신한다. 그리고, 정상으로 접속 요구 프레임을 수신한 것을 다음의 Beacon 송신으로 무선 단말국(2)으로 통지하고 있다.
이와 같이, CAP에서 사용하는 지향성 빔을 무선 기지국(0)측에서 전환하면서 수신 동작을 행하는 것에 의해, 무선 단말측이 복수회 접속 요구 프레임을 송신해야 하지만, MCTA를 이용하여 디바이스 디스커버리를 할 필요가 없어진다. 또한, 무선 기지국(0)은, 지향성 빔을 이용하여 프레임을 수신함으로써 무지향성 빔을 이용하여 수신하는 것보다, 주변에서의 간섭을 받지 않고 끝나는 이점이 있다.
이상의 도 56이나 도 57에 나타낸 제어를 행하는 것에 의해, 무선 기지국이 무지향성 빔과 지향성 빔을 구비하고, 한편 무선 단말국이 지향성 빔만을 구비하는 경우에 있어서도, 효율적으로 디바이스 디스커버리를 실행하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 설명에서는, 무선 기지국만이 지향성 빔과 무지향성 빔을 사용하는 것으로 했지만, 무선 단말국도 무지향성 빔과 지향성 빔의 양쪽을 사용하는 구성으로 해도 좋다. 그 경우에는, 무선 단말국이 송신하는 ACK 프레임, CTS/RTS 같은 컨트롤 프레임(커맨드 프레임이라고도 부름)이나, 접속 요구 프레임 등의 메니지먼트 프레임(관리 프레임이라고도 부름)을 무지향성 빔으로 송신하여, 주위에 무선 단말국의 존재를 통지하도록 사용하는 것도 가능하다. 또한, 실시예 1에서 나타낸 바와 같이, 프레임 내에 지향성 빔 번호 등을 포함시키는 것에 따라, 효율적인 디바이스 디스커버리를 실현할 수 있다.
또한, 무선 단말국끼리의 디바이스 디스커버리를 실행할 때는, 무선 기지국으로부터 할당된 MCTA/CTA를 사용할 수 있다. 일례를 나타내면, 도 58에 나타낸 바와 같이, 우선, 무지향성 빔을 사용하여 무선 단말국(1)으로부터 송신된 DD 프레임(DD 패킷)을 무선 단말국(2)이 지향성 빔(번호)을 전환하면서 수신함으로써 무선 단말국(2)은, 무선 단말국(1)과의 통신에서 사용하는 지향성 빔 번호(b22)를 특정한다. 이어서, 무선 단말국(2)으로부터 무지향성 빔을 사용하여 송신된 DD 패킷을 무선 단말국(1)이 지향성 빔(번호)을 전환하면서 수신함으로써 무선 단말국(1)은, 무선 단말국(2)과의 통신에서 사용하는 지향성 빔의 번호(b13)를 특정한다. 단, 여기서 사용하는 DD 프레임은, 송신측의 지향성 빔 번호 정보를 포함하지 않는다. 또는, 송신측이 무지향성 안테나를 사용하고 있는 것을 나타내는 정보를 포함한다.
또, 도 58의 예에는, MCTA/CTA #2의 기간에 있어서, 무선 단말국(2)이 무지 향성 빔을 이용하여 송신한 DD 패킷을 무선 단말국(1)이 지향성 빔(번호)을 전환하면서 수신하고, 무선 단말국(1)이 사용하는 지향성 빔의 번호(b13)를 특정하는 시퀀스가 나타내어지고 있지만, 무선 단말국(2)이 사용하는 지향성 빔의 번호(b22)는, 이미 MCTA/CTA #1의 기간에서 특정되어 있기 때문에, 무지향성 빔이 아니라, 특정한 지향성 빔(번호가 b22의 지향성 빔)을 사용하여 DD 패킷을 송신하도록 할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 지향성 빔을 사용한 경우, 무지향성 빔을 사용한 경우보다 전송 속도가 빠르기 때문에, 디바이스 디스커버리에 요하는 시간이 짧게 되는 효과를 기대할 수 있다. 지향성 빔(번호)의 특정 동작이 종료한 후의 처리는 상술한 실시예 1과 마찬가지다(도 15 등 참조).
이상과 같이, 본 실시예에서 나타낸 무지향성 빔을 사용한 디바이스 디스커버리는, 무선 기지국과 무선 단말국의 사이뿐만이 아니라, 무선 단말국 사이에 대해서도 적용할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 디바이스 디스커버리 동작에서는, 데이터 통신 등에 사용하는 지향성 빔을 상대측이 특정하기 위한 신호(통지 신호, DD 패킷)를 무지향성 빔으로 송신하는 것으로 했다. 이것에 의해, 통지 신호나 DD 패킷의 송신측은 지향성 빔을 전환하면서 송신할 필요가 없어져 처리가 단순하게 된다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은, 지향성을 갖는 빔을 사용한 무선 통신에 유용하며, 특히, 밀리파대를 사용한 무선 통신에 사용하는 지향성 안테나(지향성 빔)의 제어에 적합하다.

Claims (47)

  1. 복수 방향으로 형성된 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 무선 단말국을 포함한 무선 통신 시스템으로서,
    상기 무선 단말국으로서,
    자신을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 빔 전환 실행 간격으로, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 제 1 무선 단말국과,
    상기 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 송신하는 제 2 무선 단말국
    을 적어도 구비하고,
    상기 제 1 및 상기 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하는 무선 기지국을 더 구비하며,
    상기 제 1 무선 단말국 및 상기 제 2 무선 단말국은, 상기 지향 방향 조합 정보가 나타내는 방향에 대하여 지향성 빔을 형성하는 것에 의해 직접 통신을 행하는
    것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  2. 복수 방향으로 형성된 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 무선 단말국을 포함한 무선 통신 시스템으로서,
    상기 무선 단말국으로서,
    자신을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 빔 전환 실행 간격으로, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 제 1 무선 단말국과,
    상기 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 무선 기지국에 대하여 송신하는 제 2 무선 단말국
    을 적어도 구비하고,
    상기 제 1 및 상기 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향 수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하고, 또한, 상기 제 2 무선 단말국으로부터 상기 지향 방향 조합 정보를 수신한 경우에는, 상기 수신한 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 통지하는 무선 기지국을 더 구비하며,
    상기 제 1 무선 단말국 및 상기 제 2 무선 단말국은, 상기 지향 방향 조합 정보가 나타내는 방향에 대하여 지향성 빔을 형성하는 것에 의해 직접 통신을 행하는
    것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 무선 기지국은,
    통신 이력에 근거하여 상기 제 1 무선 단말국의 위치 및 상기 제 2 무선 단말국의 위치를 추측하고, 그 추측 결과를 고려하여, 상기 제 1 무선 단말국이 상기 송신 방향 식별 정보를 송신할 때의 지향성 빔 사용순 및 상기 제 2 무선 단말국이 상기 송신 방향 식별 정보를 수신할 때의 수신 방향 전환순을, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격과 함께 상기 제 1 무선 단말국 및 상기 제 2 무선 단말국에 대하여 통지하고,
    상기 제 1 무선 단말국은, 상기 무선 기지국으로부터 통지된 지향성 빔 사용순으로, 각 방향으로 송신 방향 식별 정보를 송신하고,
    상기 제 2 무선 단말국은, 상기 무선 기지국으로부터 통지된 수신 방향 전환 순으로, 각 방향에 대하여 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하는
    것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  4. 복수 방향으로 형성된 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 무선 단말국을 포함한 무선 통신 시스템으로서,
    상기 무선 단말국으로서,
    자신을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 빔 전환 실행 간격으로, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 제 1 무선 단말국과,
    상기 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 무선 기지국에 대하여 송신하는 복수의 제 2 무선 단말국
    을 구비하고,
    상기 제 1 및 상기 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향 수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하고, 또한, 상기 제 2 무선 단말국으로부터 상기 지향 방향 조합 정보를 수신한 경우에는, 상기 수신한 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 통지하는 무선 기지국
    을 더 구비하며,
    상기 제 1 무선 단말국은, 상기 복수의 제 2 무선 단말국과의 사이에서, 대응하는 상기 지향 방향 조합 정보가 나타내는 방향에 대하여 지향성 빔을 형성하는 것에 의해 직접 통신을 행하는
    것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  5. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 무선 단말국은, 상기 송신 방향 식별 정보를 송신하기 위한 프레임으로서 독자적으로 정의한 디바이스 디스커버리 프레임을 사용하고, 그 프레임 보디부에 해당 지향성 빔 식별 정보를 포함시켜 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 무선 단말국은, 상기 송신 방향 식별 정보를 송신하기 위한 프레임으로서 독자적으로 정의한 디바이스 디스커버리 프레임을 사용하고, 그 헤더부에 해당 지향성 빔 식별 정보를 포함시키고, 또한 그 프레임 보디부를 생략하여 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 무선 단말국은, 상기 송신 방향 식별 정보를 송신하기 위한 프레임으로서 독자적으로 정의한 디바이스 디스커버리 프레임을 사용하고, 그 프리앰블부에 해당 지향성 빔 식별 정보를 포함시키고, 또한 그 헤더부 및 프레임 보디부를 생략하여 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 기지국은,
    지향성 빔을 사용한 통신 기능을 갖고,
    지향성 빔의 방향을 전환하면서 무선 단말국으로부터 송신된 접속 요구 신호의 수신 동작을 실행하고,
    접속 요구 신호를 수신한 경우, 수신시에 사용하고 있었던 지향성 빔의 방향을 상기 접속 요구 신호의 송신원 무선 단말국과의 통신에서 사용하는 지향성 빔의 방향으로서 특정하는
    것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 기지국은,
    방향을 전환 가능한 지향성 빔 및 무지향성 빔을 선택적으로 사용하는 기능을 갖는 경우,
    무지향성 빔을 사용하여 통지 신호의 송신 및 무선 단말국으로부터의 접속 요구 신호의 수신을 행하고,
    통지 신호를 수신한 무선 단말국으로부터의 접속 요구 신호를 수신한 경우, 소정 신호를 송신하도록, 상기 무선 단말국에 대하여 무지향성 빔을 사용하여 지시를 하고, 그 후, 지향성 빔의 방향을 전환하면서 상기 무선 단말국으로부터 송신된 상기 소정 신호의 수신 동작을 실행하며,
    상기 소정 신호를 수신했을 때의 지향성 빔의 방향을, 상기 무선 단말국과의 통신에서 사용하는 지향성 빔의 방향으로서 특정하는
    것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  10. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 기지국은,
    방향을 전환 가능한 지향성 빔 및 무지향성 빔을 선택적으로 사용하는 기능을 갖는 경우,
    무지향성 빔을 사용하여 통지 신호를 송신하고,
    통지 신호를 수신한 무선 단말국으로부터의 접속 요구 신호 수신 동작을 지향성 빔의 방향을 전환하면서 실행하고,
    접속 요구 신호를 수신한 경우, 수신시에 사용하고 있었던 지향성 빔의 방향을 상기 접속 요구 신호의 송신원 무선 단말국과의 통신에서 사용하는 지향성 빔의 방향으로서 특정하는
    것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  11. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 단말국은, 지향성 빔의 방향을 전환하면서 상기 무선 기지국으로부터 송신된 통지 신호의 수신 동작을 행하고, 통지 신호를 수신했을 때의 방향을 상기 무선 기지국과의 통신에서 사용하는 지향성 빔의 방향으로서 특정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  12. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 단말국이 방향을 전환 가능한 지향성 빔 및 무지향성 빔을 선택적으로 사용하는 기능을 갖는 경우,
    상기 제 1 무선 단말국은, 무지향성 빔을 사용하여, 자신을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 제 1 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 제 1 간격으로, 자국(自局)이 보지(保持)하는 제 1 소정 신호를 송신하고,
    상기 제 2 무선 단말국은, 상기 제 1 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 제 1 간격으로 지향성 빔의 방향을 전환하면서, 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 상기 제 1 소정 신호의 수신 동작을 행하여, 상기 제 1 소정 신호를 수신했을 때의 방향을 상기 제 1 무선 단말국과의 직접 통신에서 사용하는 지향성 빔의 방향으로서 특정하고, 또한, 무지향성 빔 또는 상기 특정한 방향을 향한 지향성 빔을 사용하여, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 제 2 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 제 2 간격으로, 자국이 보지하는 제 2 소정 신호를 송신하고, 또한,
    상기 제 1 무선 단말국은, 상기 제 1 소정 신호의 송신 동작을 종료후, 상기 제 2 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 제 2 간격으로 지향성 빔의 방향을 전환하면서 상기 제 2 무선 단말국으로부터 송신된 상기 제 2 소정 신호의 수신 동작을 행하고, 상기 제 2 소정 신호를 수신했을 때의 방향을 상기 제 2 무선 단말국과의 직접 통신에서 사용하는 지향성 빔의 방향으로서 특정하는
    것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  13. 청구항 1, 2, 4 중 어느 한 항에 기재된 무선 통신 시스템을 구성하는 제 1 무선 단말국의 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  14. 제 13 항에 있어서,
    복수 프레임을 묶어 송신함으로써 프로토콜 오버헤드(protocol overhead)를 삭감하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  15. 제 13 항에 있어서,
    MAC 헤더가 PLCP 헤더에 포함되는 것과 같은 물리 포맷의 프레임이, 프레임 애그리게이션을 실시할 때에 필요하게 되는 프래그멘테이션 컨트롤 필드(fragmentation control field)와, 프레임 타입 필드(frame type field)와, 프레임 서브타입 필드(frame sub-type field)와, 렝스 필드(length field)를 포함하는 것에 의해, A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit) 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 프레임 타입 필드와, 상기 프레임 서브타입 필드를 이용하는 것에 의해, 복수 종별의 프레임을 효율적으로 애그리게이션하여, 고효율의 전송을 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  17. 제 16 항에 있어서,
    프레임 애그리게이션을 실행하여 생성된 A-MPDU 서브프레임을 상기 물리 포맷 프레임의 프레임 보디부에 포함하고,
    상기 A-MPDU 서브프레임의 헤더내에, 프래그멘테이션 컨트롤 필드, 프레임 타입 필드, 프레임 서브타입 필드 및 렝스(Length) 필드를 포함하는
    것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 프레임 애그리게이션 처리에서는, 생성되는 A-MPDU 서브프레임이 소정사이즈가 되도록, 처리 대상의 프레임을 분할하고 나서 애그리게이션하는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  19. 제 13 항에 있어서,
    기동 처리에 있어서, 접속 후보로서 선택한 무선 기지국으로부터 통지 신호를 수신하고, 상기 통지 신호의 내용에 근거하여, 상기 무선 기지국으로 접속하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  20. 제 13 항에 있어서,
    다른 무선 단말국이 무선 기지국으로 송신하는 신호를 모니터하고, 모니터 결과에 근거하여 상기 무선 기지국을 검출하는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  21. 제 13 항에 있어서,
    무선 기지국으로의 어소시에이션(association) 처리에서 「다른 무선 단말국으로부터의 새로운 접속을 허가하는지 여부를 나타내는 정보」를 취득한 경우, 이후의 송신 동작에서는 상기 정보를 포함한 프레임을 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  22. 청구항 1, 2, 4 중 어느 한 항에 기재된 무선 통신 시스템을 구성하는 제 2 무선 단말국의 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  23. 제 22 항에 있어서,
    복수 프레임을 묶어 송신함으로써 프로토콜 오버헤드를 삭감하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  24. 제 22 항에 있어서,
    MAC 헤더가 PLCP 헤더에 포함되는 물리 포맷의 프레임이, 프레임 애그리게이션을 실시할 때에 필요하게 되는 프래그멘테이션 컨트롤 필드와, 프레임 타입 필드와, 프레임 서브타입 필드와, 렝스 필드를 포함하는 것에 의해, A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit) 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 프레임 타입 필드와, 상기 프레임 서브타입 필드를 이용하는 것에 의해, 복수 종별의 프레임을 효율적으로 애그리게이션하여, 고효율의 전송을 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  26. 제 25 항에 있어서,
    프레임 애그리게이션을 실행하여 생성된 A-MPDU 서브프레임을 상기 물리 포맷 프레임의 프레임 보디부에 포함하고,
    상기 A-MPDU 서브프레임의 헤더 내에, 프래그멘테이션 컨트롤 필드, 프레임 타입 필드, 프레임 서브타입 필드 및 렝스 필드를 포함하는
    것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 프레임 애그리게이션 처리에서는, 생성되는 A-MPDU 서브프레임이 소정사이즈가 되도록, 처리 대상 프레임을 분할하고 나서 애그리게이션하는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  28. 제 22 항에 있어서,
    기동 처리에 있어서, 접속 후보로서 선택한 무선 기지국으로부터 통지 신호를 수신하고, 상기 통지 신호의 내용에 근거하여, 상기 무선 기지국으로 접속할지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  29. 제 22 항에 있어서,
    다른 무선 단말국이 무선 기지국으로 송신하는 신호를 모니터하고, 모니터 결과에 근거하여 상기 무선 기지국을 검출하는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  30. 제 22 항에 있어서,
    무선 기지국으로의 어소시에이션 처리에서 「다른 무선 단말국으로부터의 새로운 접속을 허가하는지 여부를 나타내는 정보」를 취득한 경우, 이후의 송신 동작에서는 상기 정보를 포함한 프레임을 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 단말국.
  31. 청구항 1, 2, 4 중 어느 한 항에 기재된 무선 통신 시스템을 구성하는 무선 기지국의 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  32. 제 31 항에 있어서,
    복수 프레임을 묶어 송신함으로써 프로토콜 오버헤드를 삭감하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  33. 제 31 항에 있어서,
    MAC 헤더가 PLCP 헤더에 포함되는 물리 포맷의 프레임이, 프레임 애그리게이션을 실시할 때에 필요하게 되는 프래그멘테이션 컨트롤 필드와, 프레임 타입 필드와, 프레임 서브타입 필드와, 렝스 필드를 포함하는 것에 의해, A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit) 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 프레임 타입 필드와, 상기 프레임 서브타입 필드를 이용하는 것에 의해, 복수 종별의 프레임을 효율적으로 애그리게이션하여, 고효율의 전송을 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  35. 제 34 항에 있어서,
    프레임 애그리게이션을 실행하여 생성된 A-MPDU 서브프레임을 상기 물리 포맷 프레임의 프레임 보디부에 포함하고,
    상기 A-MPDU 서브프레임의 헤더내에, 프래그멘테이션 컨트롤 필드, 프레임 타입 필드, 프레임 서브타입 필드 및 렝스 필드를 포함하는
    것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 프레임 애그리게이션 처리에서는, 생성되는 A-MPDU 서브프레임이 소정사이즈가 되도록, 처리 대상의 프레임을 분할하고 나서 애그리게이션하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  37. 제 31 항에 있어서,
    자국에 대한 새로운 접속을 제한할지 여부를 나타내는 정보를 통지 신호에 포함시켜 송신하고, 자국에 액세스하는 무선 단말국 수를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  38. 제 31 항에 있어서,
    자기 영역 내에서 새로운 무선 기지국이 기동하는 것을 제한할지 여부를 나타내는 정보를 통지 신호에 포함시켜 송신하고, 자기 영역내에 존재하는 다른 기지국 수를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  39. 제 31 항에 있어서,
    기동 처리를 개시후, 주위의 무선 기지국으로부터 송신된 신호 및 주위의 무선 단말국으로부터 송신된 신호를 모니터하고, 모니터를 행한 송신 신호에 무선 기지국의 기동을 제한하는 취지를 나타내는 정보가 포함되는 경우에는, 기동 처리를 중지하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  40. 무선 기지국과, 복수 방향으로 형성된 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 제 1 무선 단말국 및 제 2 무선 단말국을 포함한 청구항 1에 기재된 무선 통신 시스템에 의해 처리되는 무선 통신 방법으로서,
    상기 제 1 무선 단말국을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 빔 전환 실행 간격으로, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 단계와,
    상기 제 2 무선 단말국이 상기 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 송신하는 단계와,
    상기 제 1 및 상기 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하는 단계와,
    상기 지향 방향 조합 정보가 나타내는 방향에 대하여 지향성 빔을 형성하는 것에 의해 상기 통신을 직접 행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  41. 무선 기지국과, 복수 방향으로 형성된 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 제 1 무선 단말국 및 제 2 무선 단말국을 포함한 청구항 2에 기재된 무선 통신 시스템에 의해 처리되는 무선 통신 방법으로서,
    상기 제 1 무선 단말국을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 빔 전환 실행 간격으로, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 단계와,
    상기 제 2 무선 단말국이 상기 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 송신하는 단계와,
    상기 제 1 및 상기 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하고, 또한, 상기 제 2 무선 단말국으로부터 상기 지향 방향 조합 정보를 수신한 경우에는, 상기 수신한 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 통지하는 단계와,
    상기 지향 방향 조합 정보가 나타내는 방향에 대하여 지향성 빔을 형성하는 것에 의해 상기 통신을 직접 행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  42. 무선 기지국과, 복수 방향으로 형성된 지향성 빔을 이용하여 통신을 행하는 제 1 무선 단말국 및 제 2 무선 단말국을 포함한 청구항 4에 기재된 무선 통신 시스템에 의해 처리되는 무선 통신 방법으로서,
    상기 제 1 무선 단말국을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 빔 전환 실행 간격으로, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 단계와,
    상기 제 2 무선 단말국이 상기 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 송신하는 단계와,
    상기 제 1 및 상기 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하고, 또한, 상기 제 2 무선 단말국으로부터 상기 지향 방향 조합 정보를 수신한 경우에는, 상기 수신한 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 통지하는 단계와,
    상기 제 1 무선 단말국과 상기 복수의 제 2 무선 단말국의 사이에서, 대응하는 상기 지향 방향 조합 정보가 나타내는 방향에 대하여 지향성 빔을 형성하는 것에 의해 상기 통신을 직접 행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  43. 청구항 13에 기재된 무선 단말국에 의해 처리되는 무선 통신 방법으로서,
    제 1 무선 단말국을 수용하고 있는 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로 미리 통지해 둔 빔 전환 실행 간격으로, 송신 가능한 모든 방향으로 빔의 송신 방향 식별 정보를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  44. 청구항 22에 기재된 무선 단말국에 의해 처리되는 무선 통신 방법으로서,
    제 2 무선 단말국이 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  45. 청구항 22에 기재된 무선 단말국에 의해 처리되는 무선 통신 방법으로서,
    제 2 무선 단말국이 제 1 무선 단말국과 동일한 무선 기지국에 수용되어 있는 경우에, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 기간에 걸쳐, 상기 무선 기지국으로부터 지정된 안테나 전환 실행 간격으로, 모든 수신 방향에 대하여 상기 제 1 무선 단말국으로부터 송신된 송신 방향 식별 정보의 수신 동작을 행하고, 상기 송신 방향 식별 정보를 수신했을 때의 수신 방향 식별 정보와 상기 송신 방향 식별 정보를 조합하여 지향 방향 조합 정보로서 특정하고, 상기 지향 방향 조합 정보를 상기 무선 기지국에 대하여 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  46. 청구항 31에 기재된 무선 기지국에 의해 처리되는 무선 통신 방법으로서,
    제 1 및 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  47. 청구항 31에 기재된 무선 기지국에 의해 처리되는 무선 통신 방법으로서,
    제 1 및 제 2 무선 단말국으로부터 통지된 지향성 빔의 지향 방향수, 및 상기 빔 전환 실행 간격에 근거하여, 상기 기간 및 상기 안테나 전환 실행 간격을 결정하고, 또한, 상기 제 2 무선 단말국으로부터 상기 지향 방향 조합 정보를 수신한 경우에는, 상기 수신한 지향 방향 조합 정보를 상기 제 1 무선 단말국에 대하여 통지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
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