WO2018083915A1 - 通信装置および通信方法 - Google Patents

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裕幸 本塚
レイ ホァン
伴哉 漆原
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    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication device and a communication method.
  • IEEE 802.11 is one of the wireless LAN related standards, for example, the IEEE802.11ad standard (hereinafter referred to as “11ad standard”) (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • the 11ad standard uses beamforming (BF) technology.
  • Beamforming refers to setting the antenna directivity so that the communication quality, for example, reception strength, is optimized by changing the directivity of one or more antennas of the transmitter and receiver included in the wireless terminal. Communication method.
  • each wireless terminal since the communication area of each wireless terminal is not taken into consideration, even when the first wireless terminal can receive a frame used for beamforming training from the second wireless terminal, the second wireless terminal In some cases, it may be difficult to receive a frame used for beamforming training from a wireless terminal, and it is difficult for each wireless terminal to establish a wireless link.
  • the communication apparatus can determine whether or not the SSW frame in the A-BFT reaches the communication apparatus (AP) in the communication apparatus (STA), and avoids transmission of unnecessary SSW frames. Therefore, it is possible to reduce the power consumption of the communication device (STA) and contribute to the provision of a communication device and a communication method that can reduce the generation of unnecessary interference waves to other STAs.
  • a communication apparatus uses a reception unit that receives a DMG Beacon frame, a reception antenna gain of a communication partner included in the DMG Beacon frame, and a reception power of the DMG Beacon frame to transmit an SSW frame
  • a determination unit that determines whether or not to perform transmission, and a transmission unit that transmits the SSW frame when the determination unit determines to transmit the SSW frame.
  • the communication method receives a DMG Beacon frame and transmits an SSW frame using a reception antenna gain of a communication partner included in the DMG Beacon frame and reception power of the DMG Beacon frame. Determining whether or not to transmit the SSW frame, and transmitting the SSW frame.
  • the communication device and the communication method of one aspect of the present disclosure it is possible to determine whether or not the SSW frame in the A-BFT reaches the communication device (AP) in the communication device (STA), and an unnecessary SSW frame Therefore, the power consumption of the communication device (STA) can be reduced, and the generation of unnecessary interference waves to other STAs can be reduced.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method for establishing a radio link between a PCP / AP and a non-AP-STA according to the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of PCP / AP operation in a downlink sector sweep for non-PCP / AP ⁇ STA according to the present disclosure.
  • 6 is a diagram illustrating an example of a non-PCP / AP STA operation in an uplink sector sweep for PCP / AP according to the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of PCP / AP operation in downlink data transmission for non-PCP / AP ⁇ STA according to the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of non-PCP / AP ⁇ STA operation in uplink data transmission with respect to PCP / AP according to the present disclosure. It is a figure which shows an example of a structure of the communication apparatus which concerns on Embodiment 1 of this indication. It is a figure which shows an example of the DMB
  • AP communication apparatus
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a correspondence between a value of a TX EIRP field and an EIRP value according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example illustrating a correspondence between a value of a TX EIRP field and an EIRP value according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 7 is a diagram illustrating an example of a correspondence between a value of an A-BFT RX Antenna Gain field and a value of a reception antenna gain of a communication device (AP) in A-BFT according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example illustrating a correspondence between a value of an A-BFT RX Antenna Gain field and a value of a reception antenna gain according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a reception process of the DMG Beacon frame of FIG. 5 by the communication apparatus (STA) according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating another example of the reception process of the DMG Beacon frame in FIG. 5 by the communication apparatus (STA) according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a procedure in which an AP1 according to Embodiment 3 of the present disclosure includes an EDMG-TX-RX-Info field related to AP2 in a Neighbor-Report-Response frame. It is a figure which shows an example of Neighbor
  • AP communication apparatus
  • STA communication apparatus
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a format of a DMG Beacon frame according to a modification example of the first and second embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a relationship between a value of a Differential Gain field and a value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) according to a modification of Embodiments 1 and 2 of the present disclosure.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the DMG
  • FIG. 34 is a flowchart illustrating a reception process of the DMGDBeacon frame in FIG. 33 by the communication apparatus (STA) 100b according to the fifth embodiment of the present disclosure. It is a figure which shows an example of the process sequence of Asymmetric * Beamforming * Training which concerns on Embodiment 5 of this indication. It is a figure which shows an example of the format of the DMG
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an SLS procedure. SLS is performed between two terminals (hereinafter referred to as “STA” meaning Station). Hereinafter, one STA is called an initiator and the other is called a responder.
  • STA System Level Sweep
  • the initiator changes the sector, includes the sector number in an SSW (Sector Sweep) frame, and transmits a plurality of SSW frames.
  • This transmission process is called ISS (Initiator Sector Sweep).
  • Responder measures the reception quality of each SSW frame, and identifies the sector number included in the SSW frame with the best reception quality.
  • the sector in the initiator corresponding to this sector number is called the best sector of the initiator.
  • Responder changes the sector and transmits a plurality of SSW (Sector Sweep) frames.
  • This transmission process is called RSS (Responder Sector Sweep).
  • Responder transmits in RSS the SSW frame including the number of the best sector of the initiator specified in ISS.
  • the initiator measures the reception quality of each SSW frame and identifies the sector number included in the SSW frame with the best reception quality.
  • the sector in Responder corresponding to this sector number is called the Responder best sector.
  • the initiator sends the responder's best sector number specified in RSS in the SSW-FB (SSW Feedback) frame.
  • the Responder that has received the SSW-FB may transmit SSW-ACK (SSW Acknowledgement) indicating that the SSW-FB has been received.
  • SLS for performing transmission beamforming training (TXSS, “Transmitter” Sector “Sweep”)
  • SLS may be used to perform reception beamforming training (RXSS, “Receiver“ Sector ”Sweep).
  • RXSS reception beamforming training
  • the STA that transmits the SSW frame sequentially transmits a plurality of SSW frames in a single sector, and the STA that receives the SSW frame switches between receiving antenna sectors for each SSW frame.
  • some STAs are STAs called PCP (Personal basic service point) and AP (Access point) (hereinafter referred to as PCP / AP).
  • PCP / AP Personal basic service point
  • An STA that is not a PCP / AP is called a non-PCP / AP STA.
  • the non-PCP / AP ⁇ STA first establishes a wireless link with the PCP / AP.
  • FIG. 2 shows an example of a method for establishing a wireless link between PCP / AP and non-AP STA.
  • the PCP / AP changes the sector and transmits a plurality of DMG Beacon (Directional Multi-Gigabit Beacon) frames.
  • DMG Beacon Directional Multi-Gigabit Beacon
  • BTI Beacon Transmission Interval
  • A-BFT Association / Beamforming / Training
  • STA1 non-PCP / AP STA
  • the PCP / AP includes information specifying the SSW frame having good reception quality in the SSW-FB (SSW Feedback) frame and transmits the information to the STA1.
  • SSW-FB SSW Feedback
  • a non-PCP / AP STA when a non-PCP / AP STA receives a DMG Beacon, it transmits an SSW frame in A-BFT and establishes a wireless link with the PCP / AP.
  • PCP / AP and non-PCP / AP STA do not consider the communication area of each antenna, so even if non-PCP / AP STA can receive a DMG Beacon frame, PCP / AP is A -It may be difficult to receive SSW frames in BFT, making it difficult for PCP / AP and non-AP STA to establish a radio link.
  • PCP / AP and non-AP STA transmits an unnecessary SSW frame, which increases power consumption and leads to other STAs. Give unnecessary interference.
  • FIG. 3A shows an example of the operation of PCP / AP (hereinafter referred to as communication device (AP) 100a) in a downlink sector sweep for non-PCP / AP (STA (hereinafter referred to as communication device (STA) 100b).
  • the downlink sector sweep is a process in which, for example, the PCP / AP transmits a DMG ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Beacon frame in FIG. Further, the downlink sector sweep may be the ISS in FIG.
  • the communication device (AP) 100a transmits a DMG Beacon frame by changing the sector using the transmission array antenna 106 (see FIG. 4). Since the communication device (STA) 100b does not know the best sector, that is, the setting of the optimum receiving array antenna 116 (see FIG. 4) for communicating with the communication device (AP) 100a is unknown, the reception q -Dni Beacon is received using the omni antenna 115 (see FIG. 4).
  • FIG. 3B shows an example of the operation of a non-PCP / AP STA (communication device (STA) 100b) in an uplink sector sweep for PCP / AP (communication device (AP) 100a).
  • the uplink sector sweep is a process in which a non-PCP-AP STA transmits an SSW frame in, for example, A-BFT in FIG.
  • the communication apparatus (AP) 100a does not receive the SSW frame of the communication apparatus (STA) 100b.
  • the communication device (STA) 100b transmits the SSW frame by changing the sector using the transmission array antenna 106. Since the communication device (AP) 100a does not know the best sector, that is, the setting of the optimal reception array antenna 116 for communicating with the communication device (STA) 100b is unknown, the reception q-omni antenna 115 is set. Use to receive SSW frames.
  • the communication device (STA) 100b Since the gains of the transmission array antenna 106 (see FIG. 4) and the reception q-omni antenna 115 of the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b are different, the communication device (STA) 100b receives DMG Beacon in FIG. 3A. In FIG. 3B, the communication device (AP) 100a does not receive the SSW frame.
  • the communication device (AP) 100a includes a transmission array antenna 106 including a large number of elements, and the transmission array antenna 106 of the communication device (STA) 100b includes a smaller number of antenna elements than the communication device (AP) 100a.
  • the transmission antenna gain of the communication device (AP) 100a is large, and the input power to the transmission array antenna is large. That is, the communication device (AP) 100a has a larger EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power) than the communication device (STA) 100b.
  • EIRP Equivalent Isotropic Radiated Power
  • the communication device (STA) 100b receives one or more DMG Beacon or SSW frames, and in the uplink sector sweep (not shown), the communication device (AP) 100a receives one or more SSW frames. In this case, communication between the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b is established. At this time, the best sector is known for the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b.
  • the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b may perform a BRP (Beam Refinement ⁇ Protocol) procedure defined in the 11ad standard after the sector sweep, and perform more accurate beamforming training. Good.
  • BRP Beam Refinement ⁇ Protocol
  • the communication apparatus (AP) 100a and the communication apparatus (STA) 100b can enhance the directivity of the best sector and increase the gain.
  • the communication device (AP) 100a determines the best sector with the gain increased by the downlink sector sweep of FIG. 3A. This is because a sector with increased gain has a high directivity and a narrow beam width, and in order to make the DMG Beacon and SSW frame reach the communication device (STA) 100b, a number of DMG Beacon and SSW frames are transmitted in the sector sweep. As a result, the time required for the sector sweep becomes longer.
  • the communication device (AP) 100a uses the BRP after determining the best sector by reducing the sector sweep time by increasing the medium directivity shown in FIG. 3A, that is, the beam width of FIG. 3C.
  • the best sector with increased gain can be determined.
  • the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b may perform the BRP procedure and perform training of the reception array antenna 116 after determining the best sector of the transmission array antenna 106 by sector sweep. . Accordingly, the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b determine the best sector of the reception array antenna 116.
  • the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b may determine the best sector of the reception array antenna 116 using SLS (for example, FIG. 1) after determining the best sector of the transmission array antenna 106.
  • SLS for example, FIG. 1
  • BRP BRP
  • the best sector of the transmitting array antenna 106 and the best sector of the receiving array antenna 116 may be different.
  • FIG. 3C shows an example of the operation of the communication apparatus (AP) 100a in downlink data transmission to the communication apparatus (STA) 100b.
  • the communication device (AP) 100a transmits the data frame by setting the transmission array antenna 106 to the best sector whose gain is increased by BRP. That is, in FIG. 3C, since the communication apparatus (AP) 100a uses a beam narrower than the beam used in FIG. 3A, the best sector used by the communication apparatus (AP) 100a has a gain higher than that of the sector used in FIG. 3A. High and strong directivity.
  • the communication device (STA) 100b sets the reception array antenna 116 to the best sector and receives the data frame.
  • FIG. 3D shows an example of the operation of the communication apparatus (STA) 100b in uplink data transmission to the communication apparatus (AP) 100a.
  • the communication device (STA) 100b sets the transmission array antenna 106 to the best sector whose gain is increased by BRP, and transmits a data frame.
  • the best sector used by the communication apparatus (STA) 100b has a higher gain and is oriented than the sector used in FIG. 3B. High nature.
  • the communication device (AP) 100a sets the reception array antenna 116 to the best sector and receives a data frame.
  • the communication device (AP) 100a transmits DMG Beacon (for example, FIG. 3A)
  • the communication device (STA) 100b transmits a response to DMG Beacon (for example, FIG. 3B)
  • the communication device (AP) 100a Since the transmission antenna gain and the reception antenna gain change in each of the case where the data packet is transmitted (for example, FIG. 3C) and the case where the communication device (STA) 100b transmits the data packet (for example, FIG. 3D), the communication device It is difficult for the (STA) 100b to determine whether or not a radio link can be established with the communication device (AP) 100a based on the received power of the DMG Beacon. Further, it is difficult for the communication apparatus (STA) 100b to determine whether or not a desired data throughput can be realized based on the received power of the DMG Beacon.
  • Reference Patent Document 1 discloses a method of transmitting a Beacon frame including EIRP and a threshold value of received power. Thereby, when the AP and the STA are omnidirectional, the STA can determine whether or not a radio link can be established with respect to the AP.
  • Patent Document 1 it is not considered that the communication device (AP) 100a switches to the reception q-omni antenna 115 when the communication device (STA) 100b performs a sector sweep. In FIG. It is difficult for the (STA) 100b to determine whether or not a radio link can be established with the communication device (AP) 100a.
  • Patent Document 1 it is not considered that the communication apparatus (STA) 100b sets the reception array antenna 116 as the best sector when the communication apparatus (AP) 100a performs downlink data transmission. For this reason, it is difficult for the communication apparatus (STA) 100b to determine whether or not a desired data throughput can be realized based on the received power of the DMG Beacon when the communication apparatus (AP) 100a performs downlink data transmission. is there.
  • Patent Document 1 it is not considered that the communication device (AP) sets the reception array antenna 116 as the best sector when the communication device (STA) performs data transmission. For this reason, it is difficult for the communication apparatus (STA) to determine whether or not a desired data throughput can be realized when performing uplink data transmission based on the received power of the DMG Beacon.
  • the communication device (STA) 100b transmits an SSW frame in A-BFT, which increases power consumption, Give unnecessary interference to STA.
  • the communication device transmits the SSW frame in A-BFT even when it is difficult to achieve the desired data throughput when performing downlink and uplink data transmission. Give unnecessary interference to other STAs.
  • the communication device is intended to determine whether or not the SSW frame in A-BFT reaches the communication device of the communication partner. .
  • communication device (STA) 100b uses DMG Beacon received power and pseudo omnidirectional communication device (AP) 100a used during uplink sector sweep included in DMG Beacon.
  • AP pseudo omnidirectional communication device
  • a method for determining whether or not the SSW frame in the uplink sweep can be received by the communication device (AP) 100a using the reception gain of the quasi-omni antenna will be described.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of the communication device 100 according to the present disclosure.
  • the communication apparatus 100 includes a MAC control unit 101, a PHY transmission circuit 102, a D / A converter 103, a transmission RF circuit 104, a transmission q-omni antenna 105, a transmission array antenna 106, a PHY reception circuit 112, an A / D converter 113, a reception An RF circuit 114, a reception q-omni antenna 115, and a reception array antenna 116 are included.
  • the MAC control unit 101 generates transmission MAC frame data. For example, the MAC control unit 101 generates SSW frame data and outputs it to the PHY transmission circuit 102 in the ISS of the SLS procedure. Further, the MAC control unit 101 outputs control information (including PHY frame header information and information related to transmission timing) for appropriately encoding and modulating the generated transmission MAC frame to the PHY transmission circuit 102.
  • control information including PHY frame header information and information related to transmission timing
  • the PHY transmission circuit 102 performs encoding processing and modulation processing based on transmission MAC frame data and control information input from the MAC control unit 101, and generates PHY frame data.
  • the generated PHY frame is converted to an analog signal by the D / A converter 103 and converted to a radio signal by the transmission RF circuit 104.
  • the PHY transmission circuit 102 controls the transmission RF circuit 104. Specifically, the PHY transmission circuit 102 performs center frequency setting, transmission power control, and directivity control on the transmission RF circuit 104 according to the designated channel.
  • the transmission q-omni antenna 105 transmits the radio signal input from the transmission RF circuit 104 as a pseudo omnidirectional radio signal.
  • q-omni is an abbreviation for quasi-omni.
  • the transmission array antenna 106 transmits the radio signal input from the transmission RF circuit 104 as a radio signal having directivity.
  • the transmission array antenna 106 does not have to have an array configuration, but is called an array antenna in order to clearly show that directivity is controlled.
  • the transmission q-omni antenna 105 has a wider beam width than the transmission array antenna 106.
  • the transmission array antenna 106 has a larger gain in a specific direction than in other directions in accordance with directivity control. Further, the gain in a specific direction of the transmission array antenna 106 may be larger than the gain of the transmission q-omni antenna 105.
  • the transmission array antenna 106 may have a larger input power from the transmission RF circuit 104 than the transmission q-omni antenna 105.
  • the transmission RF circuit 104 includes a transmission amplifier for each antenna element constituting the transmission q-omni antenna 105 and the transmission array antenna 106
  • the transmission array antenna 106 having a large number of antenna elements transmits with a small number of antenna elements.
  • the input power is large.
  • the communication apparatus 100 may transmit a pseudo omnidirectional radio signal using the transmission array antenna 106. That is, the transmission array antenna 106 may include the transmission q-omni antenna 105.
  • the transmission array antenna 106 includes a plurality of antenna elements, and the transmission array antenna 106 controls the transmission RF circuit 104 so that power is input to the plurality of antenna elements.
  • the communication apparatus 100 controls the transmission RF circuit 104 to input power to one or more elements of the plurality of antenna elements of the transmission array antenna 106, so that the transmission array antenna 106 is a pseudo-omnidirectional radio.
  • the pseudo omnidirectional radio signal may use fewer antenna elements than the directional radio signal.
  • the reception q-omni antenna 115 outputs the radio signal received from the communication device that is the communication partner to the reception RF circuit 114.
  • the reception q-omni antenna 115 has pseudo omnidirectionality in the relationship between the arrival direction of the radio signal and the gain.
  • the reception array antenna 116 outputs a radio signal to the reception RF circuit 114 in combination with the reception RF circuit 114.
  • the reception array antenna 116 has higher directivity than the reception q-omni antenna 115 in the relationship between the arrival direction of the radio signal and the gain.
  • the reception array antenna 116 may not be an array configuration, but is called an array antenna in order to clearly indicate that directivity is controlled.
  • the reception q-omni antenna 115 has a wider beam width than the reception array antenna 116.
  • the reception array antenna 116 has a larger gain in a specific direction than in other directions in accordance with the directivity control.
  • the gain in a specific direction of the reception array antenna 116 may be larger than that of the reception q-omni antenna 115.
  • the reception RF circuit 114 converts the radio signal received by the reception q-omni antenna 115 and the reception array antenna 116 into a baseband signal.
  • the A / D converter 113 converts the baseband signal from an analog signal to a digital signal.
  • the PHY receiving circuit 112 performs, for example, synchronization, channel estimation, equalization, and demodulation on the received digital baseband signal to obtain a received PHY frame. Further, the PHY receiving circuit 112 performs header signal analysis and error correction decoding on the received PHY frame to generate received MAC frame data.
  • Received MAC frame data is input to the MAC control unit 101.
  • the MAC control unit 101 analyzes the content of the received MAC frame data, transfers the data to an upper layer (not shown), and generates transmission MAC frame data for performing a response according to the received MAC frame data. For example, if the MAC control unit 101 determines that the last SSW frame of the ISS of the SLS procedure has been received, the MAC control unit 101 generates an SSW frame for RSS including appropriate SSW feedback information, and transmits the PHY transmission circuit as transmission MAC frame data To enter.
  • the PHY reception circuit 112 controls the reception RF circuit 114. Specifically, the PHY reception circuit 112 performs setting of the center frequency corresponding to the designated channel, control of reception power including AGC (Automatic Gain Control), and directivity control for the reception RF circuit 114. .
  • AGC Automatic Gain Control
  • the MAC control unit 101 controls the PHY receiving circuit 112. Specifically, the MAC control unit 101 starts or stops reception and starts or stops carrier sense with respect to the PHY reception circuit 112.
  • FIG. 5 shows an example of a DMB Beacon frame transmitted by the communication device (AP) 100a.
  • the DMB Beacon frame includes a Frame Body field.
  • the Frame Body field includes EDMG, TX, RX, and Info elements.
  • the EDMG-TX-RX Info element includes an Element-ID field, Length field, TX-EIRP field, A-BFT RX-Antenna Gain field, Beamed TX-EIRP field, and Beamed RX-Gain field.
  • the communication device (STA) 100b determines whether or not to perform an uplink sector sweep using the EDMG TX RX Info element.
  • the Element ID field contains a unique ID for the EDMG TX TX Info element. That is, this is a field for indicating that the Frame Body field includes the EDMG TX RX Info element.
  • the Length field indicates the length of the EDMG-TX-RX-Info element in octets.
  • the value of the Length field is 6.
  • the TX EIRP field includes EIRP when the communication device (AP) 100a transmits DMG Beacon.
  • FIG. 6 shows an example of correspondence between the value of the TX EIRP field and the value of EIRP.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the TX EIRP field to 0.
  • the communication device (AP) 100a doubles the EIRP value and sets the nearest integer value in the TX EIRP field.
  • communication apparatus (AP) 100a sets the value of TX EIRP field to 254.
  • the communication device (AP) 100a does not notify the communication device (STA) 100b of the EIRP value, the communication device (AP) 100a sets the value of the TX EIRP field to 255.
  • the communication device (AP) 100a may transmit each DMG Beacon using the same EIRP. Further, the communication device (AP) 100a may transmit each DMG Beacon using different EIRP. For example, the communication apparatus (AP) 100a changes the EIRP according to the directivity pattern by controlling the directivity of the transmission array antenna 106.
  • the communication device (AP) 100a includes the EIRP value of each DMG
  • the communication device (AP) 100a may transmit a part of the DMG Beacon by the transmission q-omni antenna 105 and transmit another DMG Beacon by the transmission array antenna 106.
  • the communication device (AP) 100a includes the EIRP value of the transmission q-omni antenna 105 in the TX EIRP field. Since the EIRP of the transmission q-omni antenna 105 is smaller than the EIRP of the transmission array antenna 106, the communication device (STA) 100b refers to the value of the received TX EIRP field, and the received DMG Beacon is a pseudo-omnidirectional radio signal. Or a directional radio signal.
  • the communication device (AP) 100a may transmit by changing the transmission power and gain for each DMGeaBeacon.
  • the communication device (AP) 100a may set and transmit the value of EIRP corresponding to the transmission power and gain of each DMG
  • the communication device (AP) 100a has a maximum gain when the directivity is controlled in the front direction, and has a gain that is several dB smaller than the maximum gain when the directivity is controlled in a direction different from the front direction. May be set.
  • FIG. 7 shows another example showing the correspondence between the value of the TX EIRP field and the value of EIRP.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the TX EIRP field from 0 to 127. For example, if the accuracy of EIRP is 1 dB and the value of EIRP is 3 dB, the value of the TX EIRP field is set to 3.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the TX EIRP field to any value from 128 to 171. For example, when the EIRP is 6 dBm, the value of the TX EIRP field is set to 130.
  • the A-BFT RX Antenna ⁇ ⁇ Gain field includes the reception antenna gain of the communication device (AP) 100a in A-BFT, that is, the reception antenna gain of the reception q-omni antenna 115.
  • FIG. 8 shows an example of the correspondence between the value of the A-BFT RX RX Antenna Gain field and the value of the reception antenna gain of the communication device (AP) 100a in A-BFT.
  • reception antenna gain value (hereinafter referred to as reception antenna gain) of the communication device (AP) 100a in A-BFT is 0 dBi or less
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the A-BFTBRX Antenna Gain field to 0. Set to.
  • the receiving antenna gain exceeds 0 dBi and less than 63.5 dBim
  • the communication device (AP) 100a doubles the value of the receiving antenna gain and sets the closest integer value in the A-BFT RX Antenna Gain field.
  • the reception antenna gain is 63.5 dBi or more
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the A-BFT RX Antenna Gain field to 254.
  • the communication device (AP) 100a does not notify the communication device (STA) 100b of the value of the reception antenna gain
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the A-BFT RX Antenna Gain field to 255.
  • FIG. 9 shows another example showing the correspondence between the value of the A-BFT RX Antenna ⁇ ⁇ Gain field and the value of the receiving antenna gain.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the A-BFT RX Antenna Gain field to any of 0 to 63. For example, when the accuracy of the receiving antenna gain is 1 dB and the receiving antenna gain is 3 dBi, the value of the A-BFT RX Antenna Gain field is set to 3.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the A-BFT RX Antenna Gain field to any of 64 to 85. For example, when the accuracy of the receiving antenna gain is 3 dB and the receiving antenna gain is 6 dBi, the value of the A-BFT RX Antenna Gain field is set to 66.
  • the communication device (AP) 100a receives the SSW frame using the antenna having the widest beam width, and therefore the A-BFT RX Antenna Gain field may be called a Wide RX Antenna Gain field.
  • the Beamed TX EIRP field includes the value of EIRP in the transmission of the data packet by the communication device (AP) 100a. That is, the antenna gain is used when the communication apparatus (AP) 100a controls the transmission array antenna 106 to perform transmission by beamforming.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the Beamed TX EIRP field in the same manner as in FIG.
  • the Beamed RX Gain field contains the value of the receiving antenna gain when receiving a data packet by the communication device (AP) 100a. That is, the antenna gain is used when the communication apparatus (AP) 100a controls the reception array antenna 116 to perform reception by beamforming.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the Beamed RX Gain field in the same manner as in FIG.
  • FIG. 10 shows an example of reception processing of the DMG Beacon frame of FIG. 5 by the communication apparatus (STA) 100b.
  • the communication device (STA) 100b determines whether or not it can be connected to the communication device (AP) 100a in the uplink sector sweep by receiving the DMG Beacon frame.
  • step S101 the communication apparatus (STA) 100b receives the DMG Beacon frame and measures the received power.
  • the communication device (STA) 100b may convert the received power into RSSI (Receive signal strength indicator).
  • RSSI_Beacon Unit: dBm.
  • step S101 when the communication device (STA) 100b receives a plurality of DMG Beacon frames, the reception power of the DMG Beacon frame with the best reception quality is defined as RSSI_Beacon.
  • EIRP_Beacon (unit: dBm).
  • the value of the reception antenna gain obtained by converting the value of the A-BFT RX Antenna Gain field of the DMG Beacon frame received by the communication device (STA) 100b using FIG. 8 or FIG. 9 is defined as RxGain_ABFT (unit is dBi).
  • EIRP_AP_Data (unit: dBm).
  • the value of the receiving antenna gain obtained by converting the value of the Beamed RX Gain field of the DMG Beacon frame received by the communication apparatus (STA) 100b using FIG. 8 or FIG. 9 is defined as RxGain_AP_Data (unit: dBm).
  • step S102 the communication apparatus (STA) 100b calculates the loss (hereinafter referred to as PathLoss_Beacon (unit: dB)) in the propagation path of FIG.
  • PathLoss_Beacon EIRP_Beacon + RxGain_Beacon-RSSI_Beacon (Formula 1)
  • RxGain_Beacon is the reception antenna gain (that is, the gain of the reception q-omni antenna) in FIG. 3A of the communication apparatus (STA) 100b.
  • step S103 the communication apparatus (STA) 100b uses Equation 2 to calculate the power (RSSI_ABFT, unit: dBm) at which the communication apparatus (AP) 100a receives the SSW frame in FIG. 3B (that is, A-BFT).
  • RSSI_ABFT EIRP_ABFT-PathLoss_Beacon + RxGain_ABFT (Formula 2)
  • EIRP_ABFT (unit: dBm) is EIRP in which the communication apparatus (STA) 100b transmits an SSW frame in A-BFT. Further, it is assumed that the communication apparatus (STA) 100b has the same loss of the propagation path in FIGS. 3A and 3B.
  • the communication device (STA) 100b transmits an SSW frame in the A-BFT (step S104).
  • the value of the sensitivity point is a required specification of received power that is determined in accordance with MCS (Modulation and Coding Scheme) used for transmission of the A-BFT SSW frame.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the communication device (STA) 100b does not transmit the SSW frame in the A-BFT and ends the process. In this case, the communication device (STA) 100b may shift to a standby state in order to receive a DMG Beacon frame from another communication device (AP) 100c, or may shift to step S101.
  • the communication device (STA) 100b determines that the SSW frame is used in the A-BFT in step S105. May be sent.
  • the communication device (STA) 100b may determine the estimation error according to the error that occurs in the measurement of the received power in step S101.
  • the estimation error is, for example, 3 dB.
  • the communication apparatus (STA) 100b may determine the estimation error by adding the accuracy of EIRP_Beacon shown in FIG. 7 and the accuracy of RxGain_ABFT shown in FIG. 9 to the measurement accuracy of the received power in step S101.
  • the measurement accuracy of the received power is 3 dB
  • the value of the TX-EIRP field of DMG-Beacon is 131 (that is, the accuracy of the value of EIRP is 3 dB)
  • the value of A-BFT-RX-Antenna-Gain field of DMG-Beacon is 40 (that is If the accuracy of the gain value is 1 dB, the measurement error may be set to 7 dB (3 dB + 3 dB + 1 dB).
  • the communication apparatus (STA) 100b repeats steps S101 to S103 for a plurality of APs (communication apparatus (AP) 100a and communication apparatus (AP) 100c), and estimates the received power in step S103 for each AP. Also good.
  • the communication device (STA) 100b may perform the processes of steps S104 and S105 for the AP having the largest estimated received power.
  • the communication device (STA) 100b If the communication device (STA) 100b has already established a wireless link with a PCP / AP (communication device (AP) 100c) that is different from the communication device (AP) 100a that transmitted DMGeaBeacon in step S101, the communication device (STA) 100b If the DMGDBeacon power measured in S101 is greater than the DMG Beacon received power received from the communication device (AP) 100c, the communication device (AP) 100a may be processed in steps.
  • a PCP / AP communication device (AP) 100c
  • step S104 If the communication device (STA) 100b determines No in step S104, the SSW frame transmitted by the communication device (STA) 100b does not reach the communication device (AP) 100a. Transmission (step S105) is not performed, and the connection with the communication apparatus (AP) 100c is maintained.
  • step S104 the SSW frame transmitted by the communication device (STA) 100b reaches the communication device (AP) 100a. Transmission (step S105) is performed.
  • the communication apparatus (STA) 100b transmits a disconnection notification frame (for example, a disassociation frame) to the communication apparatus (AP) 100c, and notifies the communication apparatus (AP) 100a of the connection.
  • a frame to be transmitted for example, an Association frame
  • the communication apparatus (STA) 100b can select and connect an AP with better reception quality.
  • FIG. 11 shows another example of the reception process of the DMG Beacon frame of FIG. 5 by the communication apparatus (STA) 100b.
  • STA communication apparatus
  • step S104 when the RSSI_ABFT value calculated in step S103 does not exceed the sensitivity point value (No in step S104), the communication apparatus (STA) 100b transmits an SSW frame in A-BFT (step S108). Without ending the process.
  • step S104 when the RSSI_ABFT value calculated in step S103 exceeds the sensitivity point value (Yes in step S104), the communication device (STA) 100b uses the equation 3 to determine whether the communication device (STA) 100b in FIG.
  • An estimated value (referred to as RSSI_STA_Data) of the received power of the received data packet is calculated (step S106).
  • RSSI_STA_Data EIRP_AP_Data-PathLoss_Beacon + RxGain_STA_Data (Formula 3)
  • RxGain_STA_Data is the reception antenna gain in FIG. 3C of the communication apparatus (STA) 100b, that is, the reception antenna gain when the communication apparatus (STA) 100b sets the reception array antenna 116 to the best sector.
  • Equation 3 the communication apparatus (STA) 100b assumes that the loss of the propagation path in FIGS. 3A and 3C is equivalent.
  • step S107 the communication apparatus (STA) 100b determines whether or not a desired throughput can be obtained in downlink data communication based on the value of RxGain_STA_Data.
  • FIG. 12A shows an example of the value of the reception sensitivity point (Receive sensitivity) for MCS in the 11ad standard.
  • FIG. 12B shows an example of the maximum throughput value for MCS in the 11ad standard.
  • the communication device (STA) 100b compares the value of RxGain_STA_Data with the value of the reception sensitivity point for the MCS in the 11ad standard shown in FIG. 12A, and determines the maximum MCS that can be received. For example, when the value of RxGain_STA_Data is ⁇ 60 dBm, the MCS having a reception sensitivity point smaller than the value of RxGain_STA_Data is MCS8. In other words, the maximum MCS that can be received by the communication apparatus (STA) 100b in FIG.
  • the communication apparatus (STA) 100b may calculate the maximum receivable throughput based on the maximum throughput value for the MCS in the 11ad standard shown in FIG. 12B. For example, when the value of RxGain_STA_Data is ⁇ 60 ⁇ dBm, the maximum MCS that can be received by the communication apparatus (STA) 100b is 8, and the maximum throughput is 2310 ⁇ Mbps.
  • step S106 If the maximum receivable MCS calculated in step S106 is greater than or equal to a predetermined value (Yes in step S107), the communication apparatus (STA) 100b transmits an SSW frame in the A-BFT (step S108). ). On the other hand, when the maximum receivable MCS calculated in step S106 is less than a predetermined value (No in step S107), the communication apparatus (STA) 100b transmits an SSW frame in A-BFT (step S107). The processing ends without performing S108).
  • step S106 If the maximum receivable throughput calculated in step S106 is equal to or greater than a predetermined value (Yes in step S107), the communication apparatus (STA) 100b transmits an SSW frame in the A-BFT ( Step S108). On the other hand, when the maximum receivable throughput calculated in step S106 is less than a predetermined value (No in step S107), the communication apparatus (STA) 100b transmits an SSW frame in A-BFT (step S107). The processing ends without performing S108).
  • the communication device (STA) 100b has already established a wireless link with a PCP / AP (hereinafter referred to as another PCP / AP) different from the communication device (AP) 100a that transmitted the DMG Beacon in step S101.
  • another PCP / AP a PCP / AP
  • an SSW frame is transmitted in step S108.
  • step S106 determines that A- The process ends without performing the transmission of the SSW frame in BFT (step S108).
  • the communication apparatus (STA) 100b transmits a frame (for example, a disassociation frame) for notifying another PCP / AP of disconnection and notifies the communication apparatus (AP) 100a of the connection.
  • a frame for example, an Association frame
  • the communication apparatus (STA) 100b can select and connect a PCP / AP that realizes higher throughput.
  • the communication apparatus (STA) 100b may compare the value obtained by subtracting the estimation error from the value of RxGain_STA_Data with the value of the reception sensitivity point in FIG. 12A. Thereby, the communication apparatus (STA) 100b can avoid repeating disconnection and connection between a plurality of PCP / APs having the same throughput.
  • the communication apparatus (STA) 100b includes another communication means different from the 11ad standard (for example, 5 GHz band Wi-Fi communication, IEEE802.11ac standard, etc.), the receivable calculated in step S106 is possible.
  • the SSW frame may be transmitted in A-BFT.
  • RSSI_ABFT value calculated in step S103 exceeds the sensitivity point value (Yes in step S104)
  • the communication device (STA) 100b receives the communication device (AP) 100a in FIG.
  • An estimated value (referred to as RSSI_AP_Data) of the received power of the data packet may be calculated.
  • RSSI_AP_Data EIRP_STA_Data-PathLoss_Beacon + RxGain_AP_Data (Formula 4)
  • EIRP_STA_Data is the transmission antenna gain in FIG. 3D of the communication apparatus (STA) 100b, that is, the reception antenna gain when the communication apparatus (STA) 100b sets the transmission array antenna 106 to the best sector.
  • Equation 4 the communication apparatus (STA) 100b assumes that the loss of the propagation path in FIGS. 3A and 3D is equivalent.
  • step S107 the communication apparatus (STA) 100b determines whether a desired throughput can be obtained in uplink data communication based on the value of RxGain_AP_Data. As described for the downlink data communication, the communication apparatus (STA) 100b may calculate the maximum MCS that can be received by the communication apparatus (AP) 100a and calculate the realizable throughput.
  • step S106 When the maximum MCS that can be received by the communication device (AP) 100a calculated in step S106 is equal to or greater than a predetermined value (Yes in step S107), the communication device (STA) 100b performs SSW in the A-BFT. A frame is transmitted (step S108).
  • step S106 when the throughput that can be realized in the uplink data communication calculated in step S106 is equal to or greater than a predetermined value (Yes in step S107), the communication apparatus (STA) 100b transmits an SSW frame in the A-BFT. (Step S108).
  • the communication device (STA) 100b transmits an SSW frame in A-BFT when the realizable throughput is equal to or greater than a predetermined value in both downlink and uplink data communication (Yes in step S107). (Step S108).
  • the communication device (AP) 100a may notify information related to the EDMG-TX-RX-Info element using a communication method other than millimeter wave communication (11ad and 11ay).
  • the communication device (AP) 100a may transmit information including the number of MIMO streams in DMG Beacon in step S101 of FIG.
  • the communication device (STA) 100b calculates a realizable MIMO stream from the information on the number of MIMO streams of the communication device (AP) 100a included in the DMG Beacon and the information on the number of MIMO streams of the communication device (STA) 100b.
  • the communication device (STA) 100b may select a smaller number from the communication device (AP) 100a, the communication device (STA) 100b, and the MIMO stream.
  • the communication apparatus (STA) 100b may calculate the realizable throughput in MIMO by multiplying the realizable MIMO stream value by the calculated realizable throughput.
  • the communication device (STA) 100b may determine whether or not a desired downlink throughput can be obtained by using a value of throughput that can be achieved in MIMO.
  • the communication apparatus (STA) 100b calculates a feasible throughput in MIMO
  • the communication apparatus (STA) 100b calculates a value corresponding to the number of MIMO streams from the received power of the data frame calculated using Equation 3 in step S106 in FIG. It may be reduced. For example, when the number of MIMO streams is 2, the communication apparatus (STA) 100b may consider that power is distributed to two streams and subtract 3 dB from the calculated received power.
  • the communication device (AP) 100a may transmit information including the number of channels for channel bonding and channel aggregation included in the DMG Beacon in step S101 of FIG.
  • the communication device (STA) 100b may calculate a feasible throughput in channel bonding and channel aggregation as in the case of MIMO. That is, the communication apparatus (STA) 100b may multiply the feasible throughput value by the number of channels. Further, the calculated received power may be adjusted according to the number of channels. For example, 3 dB may be reduced for 2 channels, and 6 dB may be reduced for 4 channels.
  • the case where the communication apparatus (AP) 100a transmits DMG ⁇ Beacon and the communication apparatus (STA) 100b transmits an SSW frame in A-BFT has been described as an example.
  • the communication apparatus (STA) 100b may transmit DMG Beacon
  • communication apparatus (AP) 100a may transmit the SSW frame in A-BFT.
  • the communication apparatus (AP) 100a transmits the DMGeaBeacon frame including the TX EIRP field and the A-BFT RX Antenna Gain field. Since it can be determined whether or not the SSW frame in the BFT reaches the communication device (AP) 100a and unnecessary SSW frame transmission can be avoided, the power consumption of the communication device (STA) 100b can be reduced, Generation of unnecessary interference waves to other STAs can be reduced.
  • the communication device (AP) 100a transmits the DMGDBeacon frame including the TX EIRP field, the A-BFT RX Antenna Gain field, the Beamed TX EIRP field, and the Beamed RX Gain field.
  • (STA) 100b can determine whether or not communication is possible at a desired data throughput, and can avoid unnecessary transmission of SSW frames, so that the power consumption of communication device (STA) 100b can be reduced and other The generation of unnecessary interference waves on the STA can be reduced.
  • the communication device (AP) 100a transmits the DMGDBeacon frame including the TX EIRP field, the A-BFT RX Antenna Gain field, the Beamed TX EIRP field, and the Beamed RX Gain field. Since the data throughput can be estimated in (STA) 100b, the PCP / AP and communication method with the highest data throughput can be selected.
  • the DMG Beacon frame is transmitted including the TX EIRP field and A-BFT RX Antenna Gain field in the DMG Beacon frame, and the Probe Request frame including the Beamed TX EIRP field and Beamed RX Gain field.
  • the TX EIRP field and the A-BFT RX Antenna Gain field are transmitted in the DMG Beacon frame, and further transmitted in the Probe Request frame including the Beamed TX EIRP field and the Beamed RX Gain field.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a procedure for communication between the communication device (AP) 100a (hereinafter referred to as AP1) and the communication device (STA) 100b (hereinafter referred to as STA1).
  • AP1 the communication device
  • STA1 the communication device 100b
  • step S201 AP1 changes sectors and transmits each DMG Beacon frame in each sector.
  • FIG. 14 shows an example of the format of a DMG Beacon frame.
  • the DMG Beacon frame in FIG. 14 includes an SSW (Sector Sweep) field in Frame Body.
  • the SSW field includes a TX EIRP field and an A-BFT RX Antenna Gain field.
  • FIG. 14 shows an example of the value of the TX EIRP field.
  • the TX EIRP field is 4 bits, and the value is defined as 5 dB steps.
  • FIG. 16 shows an example of values in the A-BFT RX Antenna Gain field.
  • the value of the A-BFT RX Antenna ⁇ Gain field is indicated by 2 bits, and the value of A-BFT RX Antenna Gain is defined as 5 dB step.
  • A-BFT RX Antenna Gain If the value of A-BFT RX Antenna Gain is undefined, AP1 sets the value of the A-BFT RX Antenna Gain field to 0 (that is, the minimum value of A-BFT RX Antenna Gain). good.
  • step S202 STA1 uses the value of TX ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ EIRP and the value of AABFT RX Antenna Gain received in step S201, and communication device (AP) 100a receives the SSW frame in FIG. 3B (that is, A-BFT).
  • the power (RSSI_ABFT) to be estimated is estimated using Equation 1 and Equation 2.
  • STA1 transmits the SSW frame in A-BFT when the value of RSSI_ABFT is equal to or higher than the sensitivity point of the SSW frame in A-BFT (for example, the sensitivity point of MCS0 in the 11ad standard is -78 dBm).
  • AP1 receives the SSW frame in step S202, and transmits the SSW-FB frame in step S203.
  • step S204 STA1 transmits a Probe®Request frame and requests a Probe®Response frame from AP1.
  • step S205 AP1 transmits a Probe Reponse frame.
  • FIG. 17 shows an example of a Probe-Reponse frame.
  • the Probe Response frame contains information necessary for STA1 to connect (associate) to AP1. For example, an SSID (Service (set identifier) field and a DMG Capabilities field are included. It also contains an EDMG-TX-RX-Info field.
  • SSID Service (set identifier) field
  • DMG Capabilities field are included. It also contains an EDMG-TX-RX-Info field.
  • the configuration of the EDMG-TX-RX-Info field is the same as in the first embodiment (see FIG. 5).
  • step S205 STA1 calculates the values of RSSI_STA_Data and RSSI_AP_Data using the same procedure as in step S106 of FIG. 11 and equations 3 and 4, and determines whether or not the desired data throughput can be achieved for AP1. judge.
  • STA1 determines that the desired data throughput can be achieved, STA1 transmits an Association Request frame to AP1 and performs association.
  • STA1 may perform beamforming training for the reception array antenna using SLS and BRP after association with AP1.
  • STA1 may perform high-accuracy beamforming training of the transmission array antenna using SLS and BRP after association with AP1. That is, STA1 performs SLS and BRP by narrowing the beam width to increase the gain compared to the sector used in step S202 (A-BFT) (step S206).
  • AP1 may perform training of the receiving array antenna and high-precision beamforming training of the transmitting array antenna using SLS and BRP after STA1 associates with AP1.
  • AP1 performs SLS and BRP by further narrowing the beam width to increase the gain compared to the sector used in step S201 (DMG Beacon transmission).
  • the STA1 determines that the desired data throughput cannot be achieved, the STA1 does not transmit an Association Request frame to the AP1.
  • DMG Beacon from another AP for example, AP2 may be waited for and received (step S201A).
  • STA1 When STA1 receives DMG Beacon from another AP in step S201A, STA1 may perform the processing in step S202 and subsequent steps on the other AP.
  • STA1 avoids connection with an AP (for example, AP1) that cannot achieve the desired throughput, and performs A-BFT to an AP (for example, AP2) that may be able to achieve the desired throughput.
  • AP for example, AP1
  • A-BFT A-BFT to an AP (for example, AP2) that may be able to achieve the desired throughput.
  • AP1 transmits the DMG203Beacon frame, SSW-FB frame, and Probe Response frame using the same EIRP in steps S201, S203, and S205.
  • steps S201, S203, and S205 the STA1 receives the DMG Beacon frame, the SSW-FB frame, and the Probe ⁇ Response frame using the reception q-omni antenna 115 (see FIG. 3A). That is, the EIRP of AP1 and the receiving antenna gain of STA1 are different from those during downlink data communication (see FIG. 3C). Therefore, it is difficult for STA1 to estimate the data throughput based on the received power of the DMG Beacon frame, SSW-FB frame, and Probe Response frame.
  • the communication device (AP) 100a transmits the DMG Beacon frame including the TX EIRP field and the A-BFT RX Antenna Gain field, and transmits the Beamed TX EIRP field and the Beamed RX Gain field to the Probe Request frame. Therefore, the communication apparatus (STA) 100b can determine whether or not a desired throughput can be realized before the association, and can connect to an appropriate AP.
  • the communication apparatus (AP) 100a transmits a TX-EIRP field and an A-BFT-RX Antenna-Gain field in a DMG-Beacon frame, and includes a Beamed-TX-EIRP field and a Beamed-RX EIRP field in a Probe-Request frame. Since it is transmitted, the DMG Beacon frame can be shortened compared to the first embodiment.
  • the communication device (AP) 100a transmits a plurality of DMG Beacon frames while changing sectors, shortening the DMG Beacon frame shortens the time required to connect to the STA and reduces interference with other STAs. Can do.
  • the TX EIRP value and the A-BFT RX Antenna Gain value are respectively transmitted in the DMG Beacon frame.
  • the TX EIRP value and the A-BFT RX Antenna value are transmitted.
  • the gain difference is transmitted in the DMG Beacon frame.
  • FIG. 18 shows another example of the format of the DMG Beacon frame.
  • the DMG Beacon frame in FIG. 18 includes an SSW field in the Frame Body and a Differential Gain field in the SSW field.
  • FIG. 19 shows an example of the value of the Differential Gain field.
  • the Differential Gain value (DIFF_Gain_Beacon) represents the difference between the TX EIRP value and the A-BFT RX Antenna Gain value, and is calculated by Equation 5.
  • DIFF_Gain_Beacon EIRP_Beacon-RxGain_ABFT (Formula 5)
  • AP1 determines the value of the Differential Gain field using FIG. For example, if the accuracy of the value of Differential ⁇ Gain is 3 dB and the value of Differential Gain calculated by Equation 5 is 9 dB, the value of the field of Differential Gain is 3.
  • STA1 may calculate the value of DIFF_Gain_Beacon using Equation 5 when DMG Beacon in FIG. 14 is received.
  • step S201 of FIG. 13 STA1 uses the received Differential Gain value to calculate the power (RSSI_ABFT) at which communication device (AP) 100a receives the SSW frame in FIG.
  • the estimation is performed using Expression 6, which combines Expression 2 and Expression 5.
  • RSSI_Beacon is the received power intensity of DMG Beacon measured by STA1 in step S201 in FIG.
  • RxGain_Beacon is the antenna gain when the DMGSTABeacon frame of STA1 is received
  • EIRP_ABFT is the transmission EIRP at the time of A-BFT of STA1. That is, since STA1 receives the value of DIFF_Gain_Beacon in step S201 in FIG. 13, the value of RSSI_ABFT can be calculated using Equation 6.
  • STA1 can determine whether or not the SSW frame can reach AP1 before transmitting the SSW frame in step S202 of FIG.
  • FIG. 20 shows another example of the format of the Probe Response frame.
  • the Probe-Response frame in FIG. 20 includes a Relative-Beamed-TX-EIRP field and a Relative-Beamed-RX-Gain field, unlike FIG.
  • the Relative Beamed TX EIRP field represents the difference between the value of EIRP_AP_Data and the value of EIRP_Beacon (hereinafter referred to as EIRP_AP_Relative) defined in Equation 7.
  • EIRP_AP_Relative EIRP_AP_Data-EIRP_Beacon (Formula 7)
  • FIG. 21 shows an example of the value of the Relative Beamed TX EIRP field.
  • the communication device (AP) 100 a selects the value of the Relative Beamed TX EIRP field according to the value and accuracy of EIRP_AP_Relative.
  • the Relative Beamed Rx Gain field represents the difference between the value of RxGain_AP_Data and the value of RxGain_ABFT (hereinafter referred to as RxGain_AP_Relative) defined in Equation 8.
  • RxGain_AP_Relative RxGain_AP_Data-RxGain_ABFT (Formula 8)
  • the value of the Relative Beamed Rx Gain field is the same as the Relative Beamed TX TX EIRP field, and the communication device (AP) 100a selects a value according to the value and accuracy of EIRP_AP_Relative (see FIG. 21).
  • STA1 calculates the value of RSSI_STA_Data using Equation 9, and determines whether or not a desired MCS and data throughput can be realized in the downlink data link (FIG. 3C).
  • RSSI_Beacon is the DMG Beacon received power intensity measured by STA1 in step S201 in FIG.
  • RxGain_Beacon is an antenna gain at the time of STA1 receiving a DMG Beacon frame
  • RxGain_STA_Data is a receiving antenna gain at the time of STA1 data communication. That is, since STA1 receives the value of EIRP_AP_Relative in step S205, the value of RSSI_STA_Data can be calculated using Equation 8.
  • STA1 may calculate the value of RSSI_AP_Data using Equation 10 and determine whether or not a desired MCS and data throughput can be realized in the uplink data link (FIG. 3D).
  • RSSI_Beacon is the DMG Beacon received power intensity measured by STA1 in step S201 in FIG.
  • RxGain_Beacon is an antenna gain at the time of STA1 receiving a DMG Beacon frame
  • RxGain_STA_Data is a receiving antenna gain at the time of STA1 data communication. That is, since STA1 receives the value of DIFF_Gain_Beacon in step S201 of FIG. 13 and receives the value of RxGain_AP_Relative in step S205, the value of RSSI_AP_Data can be calculated using equation 9.
  • the communication device (AP) 100a transmits the DMG Beacon and Probe Response frames including information on the antenna gain as an example.
  • the communication device (STA) 100b transmits DMG Beacon.
  • the transmission directions of the frames in steps S201, S202, and S203 in FIG. 13 are reversed.
  • the communication apparatus (STA) 100b transmits the DMG Beacon frame in FIG.
  • the communication apparatus (STA) 100b transmits the probe request frame of step S204 including the EDMG / TX / RX / Info element (see FIG. 17).
  • the communication device (AP) 100a calculates a realizable throughput using the value included in the EDMG-TX-RX-Info element, and determines whether a desired throughput is realizable. If not feasible, the communication device (AP) 100a receives the AssociationAsRequest in step S206, and then transmits the Association Response including a field (for example, status code) for notifying association rejection.
  • a field for example, status code
  • the communication device (AP) 100a may notify the control device (not shown) of the calculated realizable throughput.
  • the control device receives the feasible throughput value for the communication device (STA) 100b from a plurality of APs (for example, the communication device (AP) 100a and the communication device (AP) 100c), and the AP (for example, the highest value) (for example, A signal recommending an association with the communication apparatus (STA) 100b is transmitted to the communication apparatus (AP) 100a).
  • the AP address for example, the address of the communication apparatus (AP) 100a) that recommends association with the communication apparatus (STA) 100b may be notified to a plurality of APs.
  • the communication device (AP) 100a receives an association recommendation signal with the communication device (STA) 100b and receives an Association Request in step S206 in FIG. 13, the communication device (AP) 100a transmits an Association Response to STA1. May be allowed to associate.
  • the communication device (AP) 100a does not receive the signal recommending the association with the communication device (STA) 100b
  • the association Response is notified of the association not permitted. May be sent to STA1 including the field to be executed (for example, status code).
  • the communication device (AP) 100a includes the address of the AP recommended for association with the communication device (STA) 100b, which is notified by the control device in step S205, in the Probe-Response frame, so that the communication device (STA) 100b. You may send to.
  • the communication device (AP) 100a may transmit by changing the transmission power and gain for each DMGeaBeacon.
  • the communication device (AP) 100a may set and transmit the value of Differential Gain according to the transmission power and gain of each DMG Beacon and the gain of the reception q-omni antenna 115 in the Differential Gain field of each DMG Beacon. good.
  • the communication device (AP) 100a has the maximum gain when the directivity of the transmission array antenna 106 is controlled in the front direction, and is several times the maximum gain when the directivity is controlled in a direction different from the front direction. It may be set to have a gain smaller by dB.
  • the communication device (AP) 100a may have different gains for the reception q-omni antenna 115 depending on the arrival direction of the radio signal.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the Differential Gain according to the value of the transmission EIRP and the gain of the reception q-omni antenna 115 corresponding to the transmission direction of each DMG Beacon in the Differential Gain field of each DMG Beacon. You may set and send.
  • the communication apparatus (STA) 100b can associate with an AP having good communication quality.
  • the communication apparatus (AP) 100a transmits the DMG Beacon frame including the DIFF_Gain_Beacon field and transmits the Probe Request frame including the Relative Beamed TX EIRP field and the Relative Beamed RX Gain field.
  • the communication apparatus (STA) 100b can determine whether or not a desired throughput can be achieved before association, and can connect to an appropriate AP.
  • the communication apparatus (AP) 100a transmits the DMG Beacon frame including the DIFF_Gain_Beacon field and transmits the Probe Request frame including the Relative Beamed TX EIRP field and the Relative Beamed RX Gain field.
  • the DMG Beacon frame can be shortened.
  • the communication device (AP) 100a changes the sector and transmits each DMG Beacon frame in each sector, shortening the DMG Beacon frame shortens the time required for connection with the STA and interferes with other STAs. Can be reduced.
  • the communication device (STA) 100b determines whether or not the SSW frame is transmitted based on the DMG Beacon frame received from one communication device (AP) 100a. In the third embodiment, whether or not an SSW frame is transmitted is determined based on the DMG Beacon frame received from a plurality of communication apparatuses (AP) 100a.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of a procedure for communication between the communication device (AP) 100a (hereinafter referred to as AP1) and the communication device (STA) 100b (hereinafter referred to as STA1).
  • AP1 the communication device
  • STA1 the communication device 100b
  • step S301 AP1 transmits a DMG Beacon frame including a Neighbor Report element. Note that STA1 has completed the association of AP1 before step S301.
  • FIG. 23 shows an example of the format of the DMG Beacon frame.
  • the Neighbor Report element includes information of an AP (for example, AP2) that is detected by AP1 and exists near AP1.
  • AP1 transmits an EDMG TX RX Info field in the Optional Subelements part of the Neighbor Report element.
  • the EDMG-TX-RX Info field in FIG. 23 is equivalent to the field obtained by removing the first Element-ID field and Length field of the EDMG-TX-RX Info element in FIG. 5 (Embodiment 1). That is, the EDMG-TX-RX Info field includes a TX-EIRP field, an A-BFT-RX Antenna-Gain field, a Beamed-TX-EIRP field, and a Beamed-RX RX-Gain field. The method of determining the values of these fields is as shown in the first embodiment.
  • the value of the EDMG TX RX Info field includes information related to AP1, but in FIG. 23, information related to AP2 is included. That is, the TX EIRP field in FIG. 23 includes the EIRP_Beacon value of AP2, and the A-BFT RX Antenna Gain field includes the RxGain_ABFT value of AP2.
  • AP2 notifies AP1 of the values of the TX EIRP field, A-BFT Antenna Gain field, Beamed TX EIRP field, and Beamed RX Gain field related to AP2 before step S301.
  • step S302 STA1 receives the DMG Beacon frame transmitted by AP2.
  • AP2 does not have to include the EDMG
  • STA1 determines whether or not the SSW frame in A-BFT reaches AP2 based on Equations 1 and 2 using the value of EDMG TX RX Info field of AP2 included in the Neighbor Report of Step S301. Further, STA1 determines whether or not a desired data throughput can be realized in downlink and uplink data communication with AP2 based on Equations 1 and 2, for example, whether or not the data throughput in data communication with AP1 is exceeded. to decide.
  • STA1 determines that the SSW frame in A-BFT can reach AP2 and that it can achieve the desired data throughput in downlink and uplink data communication with AP2, AP2 in A-BFT An SSW frame is transmitted (step S303).
  • STA1 determines that the SSW frame in A-BFT is not reachable to AP2, or that it is difficult to achieve the desired data throughput in downlink and uplink data communication with AP2, -Do not send SSW frames in BFT. In this case, STA1 may continue to associate with AP1 and perform communication with AP1 (step S304).
  • AP1 may include Neighbor Report in the DMG Beacon frame at regular intervals. For example, AP1 may include a Neighbor Report once in 10 beacon intervals. That is, AP1 does not include Neighbor Report in DMG Beacon in nine beacon intervals, and includes Neighbor Report in all DMG Beacon in the BTI period in one beacon interval.
  • STA1 receives the DMG1Beacon frame every time because it is associated with AP1. Therefore, even if Neighbor Report is included in DMG Beacon at regular intervals, STA1 can receive DMG Beacon including Neighbor Report.
  • STA1 stores the received Neighbor Report, and can use the EDMG TX TX Info field value of AP2 included in the Neighbor Report as necessary. Accordingly, when STA2 receives DMG Beacon from AP2 in step S302, STA2 can calculate Equations 1 to 4, and can determine whether or not to connect to AP2 without transmitting A-BFT.
  • AP2 may send a DMG Beacon frame with an EDMG TX RX Info element (see Fig. 5) at regular intervals. Thereby, AP2 can notify AP1 of the value of the EDMG
  • FIG. 24 shows another example of the DMG Beacon frame.
  • Info field of FIG. 24 includes a Differential / Gain field (similar to FIG. 18), a Relative / Beamed / TX / EIRP field, and a Relative / Beamed / RX / Gain field (similar to FIG. 20).
  • AP1 can shorten the frame length of DMG Beacon compared to FIG. 23 by using the format of DMG ⁇ Beacon frame of FIG.
  • FIG. 25 shows an example of a procedure in which AP1 transmits an EDMG-TX-RX Info field related to AP2 in a Neighbor-Report-Response frame.
  • step S301A STA1 transmits a Neighbor Report Request frame to AP1.
  • step S301B AP1 transmits a Neighbor Report Response frame to STA1.
  • FIG. 26 shows an example of a Neighbor Report Response frame.
  • Info field of FIG. 26 is the same as that of FIG.
  • AP1 includes the Neighbor Report element including the EDMG TX TX Info field in the Association Response frame, Authentication frame, DMG Beacon frame, Neighbor Report Response frame, BSS Transition Management Query frame, BSS Transition Management Request, and BSS Transition Management Response frame. Also good.
  • AP1 may notify information about the Neighbor Report element including the EDMG TX TX RX Info field using a communication method other than millimeter wave communication (11ad and 11ay).
  • the communication device (AP) 100a transmits the TX EIRP field, A-BFT RX Antenna Gain field, Beamed TX EIRP field, and Beamed RX Gain field related to other APs in the NeighborReport element in the DMG Beacon frame. Therefore, the communication apparatus (STA) 100b can determine whether or not a desired throughput can be achieved before association, and can connect to an appropriate AP.
  • the communication device (AP) 100a In the Neighbor Report element in the DMG / Beacon frame, the communication device (AP) 100a according to the third embodiment has a TX / EIRP field, an A-BFT / RX / Antenna / Gain field, a Beamed / TX / EIRP field, a Beamed / RX field related to other APs at regular intervals. Since the transmission includes the Gain field, the time required for transmitting the DMG Beacon frame can be shortened.
  • the communication device (AP) 100a transmits a Neighbor Report element in a DMGRBeacon frame including a Differential Gain field, a Relative Beamed TX EIRP field, and a Relative Beamed RX Gain field.
  • STA) 100b can determine whether or not a desired throughput can be achieved before association, and can connect to an appropriate AP.
  • the communication device (STA) 100b determines whether or not to transmit the SSW frame based on the DMG Beacon, and if it determines not to transmit, the communication device (STA) 100b is connected to the communication device (AP) 100a.
  • the fourth embodiment a method for transmitting information necessary for establishing a radio link using another radio scheme even when it is determined not to transmit an SSW frame based on DMG Beacon will be described.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of a procedure for communication between the communication device (AP) 100a (hereinafter referred to as AP1) and the communication device (STA) 100b (hereinafter referred to as STA1).
  • AP1 and STA1 include a radio unit corresponding to a communication method (hereinafter referred to as WLAN) different from millimeter wave communication in addition to millimeter wave communication (11ad and 11ay).
  • WLAN a communication method
  • WLAN there is the IEEE802.11n system using the 2.4 GHz band and the 5 GHz band.
  • WLAN there is a Bluetooth (registered trademark) system using a 2.4 GHz band.
  • cellular communication for example, LTE, LongLTerm Evolution
  • multi-hop communication also called a relay
  • millimeter wave communication IEEE802.11ad, IEEE802.11ay
  • AP1 and STA1 are in a state where data communication is possible using WLAN. That is, AP1 and STA1 are in a state where STA1 is associated with AP1 when WLAN is an IEEE802.11ac system, and STA1 is attached to AP1 when WLAN is LTE.
  • FIG. 27 when AP1 receives a packet using reception q-omni antenna 115, it shows a state where it is difficult to receive the SSW frame transmitted by STA1. That is, since AP1 and STA1 correspond to the state shown in FIG. 3B, communication by sector sweep is difficult. On the other hand, since AP1 and STA1 correspond to the states shown in FIGS. 3A, 3C, and 3D, data communication is possible when the best sector can be set.
  • the gains of the transmission array antenna 106 and the reception array antenna 116 of AP1 are larger than the gains of the transmission array antenna 106 and the reception array antenna 116 of STA1, the situation shown in FIG. 27 occurs.
  • AP1 is a radio base station or access point having a large number of antenna elements
  • STA1 is a mobile terminal (for example, a mobile phone or a smartphone) having a relatively small number of antenna elements is applicable.
  • AP1 has antenna reciprocity. That is, the transmitting array antenna 106 and the receiving array antenna 116 have substantially the same directivity pattern. Therefore, the best sector in the transmitting array antenna 106 is likely to be the best sector in the receiving array antenna 116.
  • the best sector in the transmission array antenna 106 is equal to or greater than the quasi-best sector (that is, the sector having a gain close to that of the best sector) in the reception array antenna 116, and the best sector in the reception array antenna 116 is the transmission array antenna 106. In the sub-best sector.
  • AP1 changes sectors and transmits each DMG Beacon frame in each sector.
  • AP1 may transmit the DMG Beacon frame including the TX EIRP field and the A-BFT RX Antenna field (see FIGS. 5 and 14).
  • AP1 may transmit the DMGDBeacon frame including the DifferentialDGain field (see FIG. 18).
  • AP1 includes Antenna Reciprocity information in DMG Beacon and notifies STA1 that AP1 has antenna reciprocity.
  • step S401 STA1 is in the positional relationship shown in FIG. 3A with respect to AP1, and can receive DMG Beacon.
  • STA1 uses DMG ⁇ Beacon frame received power (RSSI_Beacon) and information contained in DMG Beacon frame (for example, values of TX EIRP field and A-BFT RX Antenna field) to reach SW1 in A-BFT Determine whether it is possible.
  • RSSI_Beacon DMG ⁇ Beacon frame received power
  • information contained in DMG Beacon frame for example, values of TX EIRP field and A-BFT RX Antenna field
  • STA1 does not transmit the SSW frame when it is determined that the SSW frame in A-BFT is difficult to reach AP1.
  • STA1 may determine whether or not the SSW frame can reach AP1 by transmitting an SSW frame in A-BFT and receiving an SSW-FB frame from AP1 (step S402). .
  • AP1 may receive an SSW frame from another STA other than STA1. That is, in A-BFT, AP1 receives a packet using the reception q-omni antenna 115. That is, since the relationship between AP1 and STA1 corresponds to FIG. 3B, the SSW frame transmitted by STA1 in A-BFT is difficult to reach AP1.
  • STA1 determines that the SSW frame in A-BFT is difficult to reach AP1, STA1 transmits a Feedback frame to AP1 using WLAN.
  • the STA1 transmits the information of the best sector selected in the reception of the DMGeaBeacon by including it in the Feedback frame (step S403).
  • FIG. 28 shows an example of a feedback frame.
  • the Header field is a header used in WLAN.
  • the Header field includes a transmission destination address (AP1 MAC address), a transmission source address (STA1 MAC address), a frame length, and the like.
  • the DMG Source Address field contains the source address (STA1 MAC address) as an 11ad device. Further, the DMG Destination Address field includes a transmission destination address (MAC address of AP1) as the 11ad device. That is, AP1 and STA1 may have different MAC addresses as WLANs included in the Header field and MAC addresses as 11ads.
  • the DMG Capabilities field contains information related to attributes related to the STA1 11ad standard.
  • the DMG Capabilities field includes the number of sectors supported by STA1, the number of MCS (Modulation Coding Scheme) to be supported, and the like. These include information necessary for AP1 to transmit and receive an SSW frame in steps S405 and S406 to be described later.
  • AP1 may use the same format as the DMG Capabilities element defined in the 11ad standard as the DMG Capabilities field in FIG.
  • the DMG SSW Feedback field contains information on the best sector that STA1 has selected for DMG Beacon reception.
  • STA1 may use the same format as the SSW Feedback field included in the SSW frame in A-BFT as the DMG SSW Feedback field.
  • AP1 transmits an Ack frame to STA1 using WLAN, and notifies that a Feedback frame has been received (step S404).
  • AP1 can know the best sector of the transmission array antenna 106 used when transmitting data to STA1 (that is, FIG. 3C) by receiving the Feedback frame in step S403. Since AP1 has antenna reciprocity, the best sector of the receiving array antenna 116 used when receiving data from STA1 (that is, FIG. 3D) is set to be the same as the best sector of the transmitting array antenna 106.
  • step S405 AP1 transmits an SSW frame to STA1 (that is, performs ISS) using information included in the Feedback frame. For example, AP1 sets the destination address of the SSW frame to the MAC address as 11ad of STA1 acquired by Feedback frame and transmits it. In addition, AP1 determines the number of SSW frames to be transmitted according to the information on the number of sectors of STA1 included in the DMG Capabilities field of Feedback frame.
  • AP1 may change the sector in step S405 and transmit each SSW frame in each sector (that is, normal SLS).
  • AP1 may transmit one SSW frame using the best sector included in the Feedback frame.
  • step S406 STA1 changes sectors and transmits each SSW frame in each sector (that is, performs RSS).
  • step S406 AP1 sets the reception array antenna 116 to the best sector (Best Sector) included in the Feedback frame. That is, in step S406, the positional relationship between AP1 and STA1 is the same as in FIG. 3D, so that the SSW frame transmitted by STA1 can reach AP1.
  • step S407 AP1 transmits an SSW-FB frame and notifies STA1 that the SSW frame has been received.
  • step S408 STA1 transmits an SSW-ACK frame and notifies AP1 that the SSW-FB frame has been received.
  • the communication apparatus (STA) 100b since the communication apparatus (STA) 100b includes information on the best sector in the Feedback frame and transmits it using WLAN, the SSW frame does not reach the communication apparatus (AP) 100a in A-BFT (FIG. 3B). ), SLS can be performed.
  • the communication device (AP) 100a performs SLS by setting the reception array antenna 116 as the best sector based on the information received from the feedback frame using the WLAN, the communication device (STA) 100b is used in the A-BFT. SLS can be performed even when no SSW frame is received from (FIG. 3B). That is, the communication device (AP) 100a can communicate with the communication device (STA) 100b which is far away.
  • AP1 sets the transmission array antenna 106 as the best sector after step S408, and transmits a Grant frame to STA1 (step S409). In the following, unless otherwise specified, AP1 sets the transmission array antenna 106 to the best sector when transmitting a packet to STA1.
  • step S410 STA1 transmits a Grant-Ack frame to AP1 in order to notify that Grant has been received.
  • STA1 transmits a Probe request frame within the range of the time period information included in the Grant frame in step S409.
  • AP1 sets the receiving array antenna 116 as the best sector in the range of the time period information included in the Grant frame in step S409 (step S411).
  • STA1 can transmit the transmitted packet to AP1.
  • steps S412 to S414 AP1 transmits a Probe response frame, STA1 transmits an Association request frame, and AP1 transmits an Association response frame. Thereby, STA1 completes the association with AP1.
  • the communication device (STA) 100b includes information on the best sector in the Feedback frame, transmits it using WLAN, and transmits the Association request frame after receiving the Grant frame. Even if the SSW frame does not reach the communication device (AP) 100a, the millimeter wave communication association can be performed.
  • the communication device (AP) 100a receives the feedback frame using the WLAN, transmits the grant frame, sets the reception array antenna 116 to the best sector based on the information of the feedback frame in the period indicated by the grant frame, and performs the SLS. Therefore, even when the A-BFT does not receive the SSW frame from the communication apparatus (STA) 100b, the millimeter-wave communication association can be performed.
  • FIG. 27 shows a procedure in which AP1 transmits an RTS frame to STA1 and performs data communication with STA1 (from step S450 to step S454).
  • step S450 of FIG. 27 AP1 sets the transmission array antenna 106 to the best sector and transmits the RTS frame to STA1.
  • STA1 may receive the RTS frame with the reception q-omni antenna 115 (see FIG. 3A).
  • FIG. 29 shows the format of the RTS frame in 11ad.
  • the Frame Control field includes Type information indicating that the frame is RTS.
  • the Duration field includes information on a time period in units of microseconds, and indicates the time (TXOP, TX opportunity) during which AP1 performs communication after the RTS frame.
  • the RA field means a reception address.
  • AP1 sets the RA field to the MAC address of STA1.
  • the TA field means a transmission address.
  • AP1 sets the TA field to the MAC address of TA1.
  • the FCS (Frame check sequence) field includes an error detection code.
  • STA1 sends a CTS frame to AP1 when it makes an RTS frame with the STA1 address set in the RA field.
  • AP1 sets the reception array antenna 116 to the best sector and receives the CTS frame.
  • TXOP is valid (step S451).
  • AP1 that has acquired TXOP may send a data frame to STA1.
  • AP1 transmits a data frame addressed to STA1 including an RDG (Reverse Direction Grant) field, and grants data transmission permission to STA1 (step 452).
  • RDG Reverse Direction Grant
  • STA1 When STA1 receives a data frame including RDG (permitted to transmit STA1), STA1 includes the BA (BlockAPAck, that is, reception confirmation) for the data frame received in step S452 and transmits it to AP1 ( Step 453).
  • BA BlockAPAck, that is, reception confirmation
  • AP1 transmits the BA for the data frame in step S453 to STA1 (step S454).
  • AP1 transmits an RTS frame to STA1 to acquire a TXOP, sets the transmitting array antenna 106 and the receiving array antenna 106 to the best sector during the TXOP period, and transmits the RDG to STA1. Even if it is difficult to receive the transmission packet from the reception q-omni antenna 115, the data frame from STA1 can be received using the reception array antenna 106.
  • step S450 AP1 may transmit a Grant frame instead of an RTS frame to STA1, and in step S451, receive a Grant-Ack frame instead of a CTS frame to enable data communication with STA1. Since this procedure is the same as steps S409 to S414, description thereof is omitted.
  • AP1 may transmit a Poll frame to STA1 before transmitting the Grant frame in Step S409 and Step S450 (when a Grant frame is transmitted).
  • STA1 Upon receiving the Poll frame, STA1 transmits an SPR (Service period request) frame to AP1, and notifies whether or not it has data to be sent to AP1. That is, STA1 makes a transmission time allocation request to AP1 using SPR.
  • SPR Service period request
  • AP1 sets the reception array antenna 116 to the best sector and receives the SPR frame.
  • AP1 may transmit a Grant frame in Step S409 and Step S450 (when a Grant frame is transmitted) when STA1 determines that data transmission is required for AP1 according to the contents of the SPR frame.
  • AP1 may schedule a period (for example, Allocation-1 in FIG. 30) for communication with STA1 by including ESE (Extended Schedule Element) in the DMG Beacon frame (step S471).
  • ESE Extended Schedule Element
  • Fig. 30 shows the ESE format in the 11ad standard.
  • AP1 sets the value of the Source AID field of Allocation-1 to the AID (Association ID) of STA1, and sets the value of the Destination AID field to the AID of AP1.
  • AID is a value used as a substitute for an address, which is determined for each STA at the time of association.
  • AP1 includes information indicating the start time of Allocation-1 in the Allocation Start field. Further, AP1 includes information indicating the time related to Allocation-1 in the Alloation Block Duration field. That is, AP1 sets the receiving array antenna 116 as the best sector in order to communicate with STA1 for the time indicated by the Allocation BlockSTADuration field, starting at the time indicated by the Allocation Start field.
  • AP1 may determine a time of Allocation-1 by setting a value of 2 or more in the Number of Blocks field and repeating the time indicated by the Alloation Block Duration field (called time ⁇ ⁇ ⁇ block) a plurality of times.
  • AP1 has a time interval indicated by the Allocation Block Period field between two time blocks. In this case, AP1 sets reception array antenna 116 as the best sector in order to communicate with STA1 for each time block.
  • the communication device (STA) 100b includes information on the best sector in the feedback frame and transmits it using WLAN, so that the SSW frame is transmitted to the communication device (AP) 100a in A-BFT. Even if it does not reach, SLS, association, and data communication of millimeter wave communication can be performed.
  • the communication device (AP) 100a performs SLS by setting the receiving array antenna 116 as the best sector based on the information received from the feedback frame using the WLAN, the SSW frame is transmitted from the communication device (STA) 100b to the A-BFT. Even when the SLS and the data communication are not received, it is possible to perform SLS and data communication of millimeter wave communication and to communicate with a communication apparatus (STA) 100b having a long distance.
  • the communication device (AP) 100a may transmit the difference between the standard value and the reception performance in the RxGain_ABFT and RxGain_AP_Data when the reception performance point is higher than the reception sensitivity point indicated in the standard (FIG. 12A). .
  • the communication device (AP) 100a supports reception of a -81 dBm MCS0 packet (that is, because it supports reception of a signal that is 3 dB lower than the standard sensitivity point of -78 ⁇ ⁇ ⁇ dBm).
  • a value obtained by adding 3 dB to the value of RxGain_ABFT may be included in the A-BFT RX RX Antenna Gain field (FIG. 5) and transmitted.
  • the communication device (STA) 100b may determine whether or not Expression 12 is satisfied in step S104 of FIG. RSSI_ABFT> SENSE_AP (Formula 12)
  • Expression 12 can be transformed into the following Expressions 13A to 13C using Expression 1, Expression 2, and Expression 11.
  • EIRP_ABFT-PathLoss_Beacon + RxGain_ABFT> SENSE_REF-ADD_GAIN_AP (Formula 13A) EIRP_ABFT-(EIRP_Beacon + RxGain_Beacon-RSSI_Beacon) + RxGain_ABFT> SENSE_REF-ADD_GAIN_AP (Formula 13B) (EIRP_ABFT-RxGain_Beacon + RSSI_Beacon)-(EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP)> SENSE_REF (Formula 13C)
  • the communication apparatus (STA) 100b knows the values of EIRP_ABFT, RxGain_Beacon, RSSI_Beacon, and SENSE_REF.
  • the communication device (STA) 100b receives the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) from the communication device (AP) 100a, and determines using Expression 13C.
  • the communication device (STA) 100b determines whether or not the SSW frame in the A-BFT including the value of ADD_GAIN_AP reaches the communication device (AP) 100a.
  • the sensitivity point is higher than the standard sensitivity point, the situation where it can be determined that the SSW frame reaches the communication device (AP) 100a increases.
  • the communication device (AP) 100a may transmit the values of EIRP_Beacon, RxGain_ABFT, and ADD_GAIN_AP included in the DMG Beacon frame in step S101 of FIG.
  • the method for transmitting the values of EIRP_Beacon and RxGain_ABFT by the communication apparatus (AP) 100a has been described in the first embodiment.
  • a field indicating the value of ADD_GAIN_AP may be included in the EDMG TX RX Info element of the DMG Beacon (Fig. 5).
  • the communication device (AP) 100a may transmit the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) included in the DMG Beacon frame in step S101 of FIG.
  • the method for transmitting the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT) by including the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT) in the differential Gain field (see FIG. 18) has been described in the modification of the second embodiment.
  • a field indicating the value of (EIRP_Beaconin- RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) may be included in the Differential Gain field for transmission.
  • the communication device (AP) 100a reads the “difference between the values of TX EIRP and A-BFT RX Antenna Gain” in FIG. 19 as “(EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP)” and determines the value of Differential Gain. 18 may be included in the DMG ⁇ Beacon frame of FIG.
  • FIG. 31 is a diagram showing another example of the format of the DMG Beacon frame.
  • the Quasi-omni ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ TX field is a field indicating whether or not the DMG Beacon frame is transmitted by the transmission q-omni antenna 105.
  • the Differential Gain field is 4 bits.
  • FIG. 32 is a diagram showing an example of the relationship between the value of the Differential Gain field and the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP).
  • EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP every time the value of the Differential Gain field increases by 1, the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) increases by 6 dB.
  • the communication device (AP) 100a selects the value closest to the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) from FIG. 32, determines the value of the Differential Gain field, and transmits it.
  • the communication device (AP) 100a does not notify the communication device (STA) 100b of the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP)
  • the value of the Differential Gain field is set to 15 (undefined) and included in the DMG Beacon frame. Send.
  • the SSW frame in the A-BFT reaches the communication device (AP) 100a in the communication device (STA) 100b. It can be determined whether or not. As a result, transmission of unnecessary SSW frames can be avoided, so that power consumption of the communication apparatus (STA) 100b can be reduced, and generation of unnecessary interference waves to other STAs can be reduced.
  • the communication device (AP) 100a is based on the value of EIRP (EIRP_Beacon) for transmitting DMG Beacon, the reception antenna gain (RxGain_ABFT) in A-BFT, and the difference (ADD_GAIN) between the sensitivity point of the standard and the reception performance. Since the value of the Differential Gain field is calculated and transmitted, the communication device (STA) 100b can determine whether or not the SSW frame in the A-BFT reaches the communication device (AP) 100a. As a result, transmission of unnecessary SSW frames can be avoided, so that power consumption of the communication apparatus (STA) 100b can be reduced, and generation of unnecessary interference waves to other STAs can be reduced.
  • EIRP EIRP_Beacon
  • RxGain_ABFT reception antenna gain
  • AD_GAIN the difference between the sensitivity point of the standard and the reception performance. Since the value of the Differential Gain field is calculated and transmitted, the communication device (STA) 100b can determine whether or not the SSW
  • FIG. 33 is a diagram illustrating an example of a DMG Beacon frame transmitted by the communication apparatus (AP) 100a.
  • the DMG Beacon frame of FIG. 33 includes the AP Selection Parameter field.
  • FIG. 34 is a diagram showing an example of the value of the AP Selection Parameter field.
  • the communication device (AP) 100a transmits a DMG Beacon frame using the transmission q-omni antenna 105, it sets the value of the AP Selection Parameter field to 0.
  • the communication device (AP) 100a When transmitting a DMG Beacon frame using the transmitting array antenna (directional antenna) 106, the communication device (AP) 100a sets the value of the AP Selection Parameter field to a value other than 0 according to the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP). Set to the value of.
  • the communication device (AP) 100a selects a value (1 to 14) closest to the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) from FIG. 34, determines the value of the AP Selection Parameter field, and transmits it.
  • the communication device (AP) 100a does not notify the communication device (STA) 100b of the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP)
  • the value of the AP Selection Parameter field is set to 15 (undefined) and included in the DMG Beacon frame To send.
  • the communication device (AP) 100a can notify the communication device (STA) 100b of the value of (EIRP_Beaconea- RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) with high accuracy by transmitting the AP Selection Parameter field in the DMG Beacon frame. .
  • the communication device (AP) 100a When transmitting the DMG Beacon frame, the communication device (AP) 100a does not send the transmission including the Quasi-omni TX field of FIG. 31, but determines whether the transmission q-? Depends on whether the value of the AP Selection Parameter field is 0 or not. Since it is notified whether or not the transmission is performed by the omni antenna 105, the Quasi-omni TX field can be omitted, and there are many reserved bits in the DMG Beacon frame, for example, 1 bit in FIG. 31, but 2 bits in FIG. Can be secured.
  • FIG. 35 is a flowchart showing the reception process of the DMG Beacon frame of FIG. 33 by the communication apparatus (STA) 100b.
  • FIG. 35 shows a process in which the communication apparatus (STA) 100b performs an active scan, that is, the communication apparatus (STA) 100b transmits a Probe request frame to the communication apparatus (AP) 100a and receives the Probe request frame.
  • the communication device (STA) 100b detects an access point (for example, the communication device (AP) 100a) to which the communication device (STA) 100b can connect by repeating the procedure of FIG. 35 for each channel.
  • step S501 the communication apparatus (STA) 100b receives a DMG Beacon frame.
  • the communication device (STA) 100b measures the received power (RSSI_Beacon) of the DMG Beacon frame.
  • step S502 the communication apparatus (STA) 100b analyzes the received DMG Beacon frame and extracts the value of the AP Selection Parameter field.
  • the communication device (STA) 100b determines whether or not the value of the extracted AP Selection Parameter field is 0. If the value is 0, for example, a DMG Beacon frame is transmitted by the transmission q-omni antenna 105. When it determines, it progresses to step S503. When the value of the AP Selection Parameter field is 1, it is determined that the DMG Beacon frame is transmitted by the directional antenna, and the process proceeds to step S510.
  • step S503 the communication apparatus (STA) 100b performs the following process in order to avoid performing beamforming training in the A-BFT.
  • the communication device (STA) 100b analyzes the received DMG Beacon frame and determines whether or not A-BFT is scheduled. If the A-BFT is not scheduled, the communication device (STA) 100b proceeds to step S504. If the A-BFT is scheduled, the communication apparatus (STA) 100b proceeds to step S504 after the A-BFT period is completed.
  • step S503 when A-BFT is scheduled, the communication apparatus (STA) 100b may proceed to step S513 (the transition from step S503 to step S513 is not illustrated).
  • step S504 the communication apparatus (STA) 100b sets the transmission RF circuit 104 (see FIG. 4) to transmit using the transmission q-omni antenna 105, and transmits a Probe request frame.
  • the communication apparatus (STA) 100b may transmit the probe request frame using the format of the Probe request frame defined in the 11ad standard. In addition, the communication apparatus (STA) 100b may transmit a probe request frame including a field indicating that transmission is performed using the transmission q-omni antenna 105.
  • step S505 the communication apparatus (STA) 100b receives the Probe Response frame transmitted from the communication apparatus (AP) 100a, and ends the process.
  • the AP Selection Parameter field is a value other than 0 in step S502.
  • step S510 the communication apparatus (STA) 100b determines the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) from the value of the received AP SelectionParameter field using FIG.
  • the communication device (STA) 100b uses the calculated (EIRP_Beaconea- RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) value and the RSSI_Beacon value measured in step S501 to estimate the received power (estimated received power) of the SSW frame in the communication device (AP) 100a. ) Is calculated.
  • the estimated received power may be calculated using the left side of Equation 13C.
  • step S511 the communication apparatus (STA) 100b determines whether or not the estimated received power calculated in step S510 exceeds the sensitivity point power (SENSE_REF). That is, the determination of Expression 13C is performed.
  • SENSE_REF the sensitivity point power
  • step S512 If the estimated received power exceeds the sensitivity point power, the communication device (STA) 100b proceeds to step S512. If the estimated received power does not exceed the sensitivity point power, the communication device (STA) 100b proceeds to step S520.
  • step S512 the communication apparatus (STA) 100b analyzes the received DMG Beacon frame and determines whether or not A-BFT is scheduled. If A-BFT is not scheduled, the process returns to step S501 to receive the next DMG Beacon frame. For example, the communication apparatus (STA) 100b repeats steps S501 to S512 until receiving a DMG Beacon frame scheduled for A-BFT (this transition is not shown).
  • step S513 when the A-BFT is scheduled in the received DMG ⁇ ⁇ ⁇ Beacon frame (Yes in S512), the communication device (STA) 100b transmits an SSW frame to the communication device (AP) 100a, and performs beamforming ( BF) Training.
  • the communication device (STA) 100b receives the SSW-Feedback frame transmitted from the communication device (AP) 100a, the communication device (STA) 100b considers that the BF training has been completed.
  • step S513 if the communication device (STA) 100b does not receive the SSW Feedback frame when the A-BFT period expires, the communication device (STA) 100b considers that BF training has not been completed or that BF training has failed.
  • the cause of the failure of BF training is, for example, when the transmission of the SSW frame between the communication device (STA) 100b and another STA overlaps, the transmission signal of the SSW frame competes, and the communication device (AP) 100a May not be received and SSW Feedback frame may not be transmitted.
  • step S514 when the communication apparatus (STA) 100b completes the BF training, the process proceeds to step S515. If the BF training is not completed, the communication device (STA) 100b proceeds to step S516.
  • step S515 the communication apparatus (STA) 100b transmits a Probe® Request frame using the directional antenna set in the best sector determined in the BF training in step S513, and proceeds to step S505.
  • step S516 the communication device (STA) 100b determines whether the value of the AP Selection Parameter field of the DMG Beacon received in S501 is 0. If the value is 0, the process proceeds to S504. Proceed to S501.
  • step S516 Yes is determined in step S516 when the communication apparatus (STA) 100b transits from step S503 to S513 (this transition is not shown).
  • the communication device (STA) 100b may omit the determination in step S516, and may make a transition to step S501 as in the case of No in step S516.
  • step S511 the operation of the communication apparatus (STA) 100b when the communication apparatus (STA) 100b determines that the estimated received power does not exceed the sensitivity point (No) in step S511 will be described.
  • step S520 the communication apparatus (STA) 100b performs BF training that does not use A-BFT.
  • the communication apparatus (STA) 100b may implement a BF training method using Wi-Fi and DTI, for example, shown in steps S403 to S408 in FIG. 27 as BF training not using A-BFT. Further, the communication apparatus (STA) 100b may perform Asymmetric Beamforming Training (described later) shown in FIG. 36 during the DTI period as BF training not using A-BFT.
  • step S520 when the communication device (STA) 100b receives an SSW Feedback frame or an SSW-ACK frame (described later) transmitted by the communication device (AP) 100a, the communication device (STA) 100b considers that BF training has been completed.
  • FIG. 36 is a diagram illustrating an example of a method of performing BF training in which the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b do not use A-BFT in step S520 of FIG.
  • the communication device (AP) 100a transmits DMG Beacon frames 5001a, 5001b, 5001c, and 5001d with a TRN-R field added for each transmission sector in a BTI (Beacon Transmission Interval) period.
  • BTI Beacon Transmission Interval
  • FIG. 37 is a diagram showing an example of a format of a PHY packet (referred to as a DMG Beacon packet) including DMG Beacon frames 5001a, 5001b, 5001c, and 5001d.
  • DMG Beacon packets are defined in the 11ad standard, and include STF (Short Training Field), CEF (Channel Estimation Field), Header (header), Payload (payload), AGC (Automatic Gain Control) and TRN (training) fields. Including.
  • the communication device (AP) 100a transmits the TRN field added to the DMG Beacon frames 5001a, 5001b, 5001c, and 5001d including a plurality of TRN-R subfields.
  • the communication device (STA) 100b performs reception by switching the reception sector for each TRN-R subfield of the TRN field of the DMG Beacon frames 5001a, 5001b, 5001c, and 5001d.
  • the communication device (STA) 100b selects a reception sector with good reception quality and determines the best sector of the communication device (STA) 100b.
  • the communication device (STA) 100b determines that the best sector of the transmission antenna and the best sector of the reception antenna have the same number. For example, when the communication apparatus (STA) 100b has reception antenna pattern reciprocity and the communication apparatus (STA) 100b performs BF training on the reception antenna, the best sector of the transmission antenna is determined in addition to the best sector of the reception antenna. You may do it.
  • the payload of the DMG Beacon packet in Fig. 37 includes a DMG Beacon frame.
  • the DMG Beacon frame includes a Frame Control field, a Duration field, a BSSID field, a Frame Body field, and an FCS field.
  • the DMG Beacon frames 5001a, 5001b, 5001c, and 5001d in Fig. 37 include Timestamp field, SSW (Sector Sweep) field, Extended Shechedule element (ESE), EDMG (Enhanced Multi-Gigabit) Extended Schedule element (EDMG ESE). Including.
  • FIG. 38 is a diagram showing an example of the format of the SSW field of the DMG Beacon frames 5001a, 5001b, 5001c, and 5001d.
  • the SSW field includes a Direction subfield, a CDOWN subfield, a Sector ID subfield, a DMG Antenna ID subfield, an AP Selection Parameter subfield, and a Reserved subfield.
  • the communication device (AP) 100a transmits a DMG Beacon frame obtained by subtracting the value of the CDOWN subfield by 1 for each DMG Beacon frame in BTI. For example, when the value of the CDOWN subfield of the DMG Beacon frame 5001a is n (n is an integer equal to or greater than 1), the communication device (AP) 100a transmits the CDOWN sub of the DMG Beacon frame 5001b to be transmitted next to the DMG Beacon frame 5001b. Set the field value to n-1. Note that the value k of the CDOWN subfield is an integer of 0 or more.
  • the communication device (AP) 100a transmits the value of the transmission antenna number (sector ID) used for transmission of the DMG Beacon frame by including it in the Sector ID subfield of the DMG Beacon frame.
  • the sector ID of DMG Beacon frame 5001a is S (n) (S (n) is an integer between 1 and 64)
  • the sector ID of DMG Beacon frame 5001b is S (n-1) (S (n-1) is 1 or more and 64 or less integer).
  • the communication device (AP) 100a determines the value of the AP Selection Parameter subfield of the DMG Beacon frame 5001a based on the value of the transmission EIRP having the sector ID S (n), the gain of the reception q-Omni antenna, and the value of the additional gain. (See FIG. 34).
  • FIG. 30 An example of the ESE format of DMG Beacon frames 5001a, 5001b, 5001c, and 5001d is shown in FIG. 30, for example.
  • the communication device (AP) 100a schedules an AsymmetricBeBT (Beamforming Training) ⁇ allcation period in a DTI (Data Transmission ⁇ Interval) period, for example, one of ESE's allocation fields (for example, allcation-
  • Allocation ⁇ Start subfield p and p are integers of 1 or more
  • the communication device (AP) 100a sets the values of the Allocation Block Duration subfield, Number of Blocks subfield, and Allocation Block Period subfield of allocation-p to represent the period of Asymmetric BT allocation.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of Source-AID of Allocation-p to 255 (a value indicating broadcast), and any communication device transmits during the period of Asymmetric-BT-allocation indicated by Allocation-p. Notify that you can start.
  • the communication device (AP) 100a may set the value of Destination AID to the AssociationAsID (for example, 0) of the communication device (AP) 100a.
  • FIG. 39 is a diagram showing an example of the EDMG ESE format of DMG Beacon frames 5001a, 5001b, 5001c, and 5001d.
  • the EDMG ESE includes an Element ID field, a Length field, an Element ID Extension field, a Number of Allcations field, and M Channel Allocation fields (M is an integer greater than or equal to 1 and q is an integer greater than or equal to 1 and less than M).
  • the Channel Allcation field includes a Scheduling Type subfield, an Allocation Key subfield, a Channel Aggregation subfield, a BW (Bandwidth) subfield, an Asymmetric Beamforming Training, a Receive Direction subfield, and a Reserved subfield.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the Asymmetric Beamforming Training field of one of the Channel allocation fields (for example, Channel allocation-q) to 1 when scheduling Asymmetric BT allocation.
  • the communication device (AP) 100a includes a portion of the Allocation-Control subfield of the ESE allocation-p (see FIG. 30) in the Allocation-Key subfield of the Channel-allocation-q (for example, Allocation-AID subfield, not shown). Include the value of.
  • the communication device (AP) 100a notifies the DTI that the Asymmetric BT allocation exists by setting the value of the Asymmetric Beamforming Training subfield to 1, and sets the Allocation AID value of ESE allocation-p to Channel allocation. By including it in the Allocation Key subfield of -q, it is notified that the start time and period of Asymmetric BT allocation are the same as the start time and duration of allocation-p.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the Receive Direction subfield to the value of CDOWN of DMG Beacon transmitted first in BTI (for example, the value of CDOWN of DMG Beacon5001a in FIG. 36, n). This value is called the CDOWN initial value.
  • the processing of the communication device (AP) 100a and the communication device (STA) 100b in the BTI of FIG. 36 corresponds to step S501 of FIG.
  • the communication device (AP) 100a transmits the DMG Beacon packet of FIG. 37 and schedules the allocation of Asymmetric BT.
  • the communication apparatus (STA) 100b measures the reception power of the DMG Beacon packet and performs training for the receiving antenna using the TRN-R subfield. Furthermore, the communication apparatus (STA) 100b determines the best sector of the transmission antenna from the antenna pattern reciprocity.
  • both the communication device (STA) 100b determines No in steps S502 and S511 in FIG. 35, the communication device (STA) 100b omits the transmission of the SSW frame in the A-BFT in FIG.
  • the communication device (AP) 100a has the same sector (for example, Sector ID is S (n)) as the first transmitted DMG Beacon (for example, DMG Beacon5001a) in BTI.
  • a receiving antenna is set in a sector (referred to as a first sector).
  • the communication device (AP) 100a After a lapse of a certain time (for example, slot time) from the start time of Asymmetric BT allocation, the communication device (AP) 100a has the same sector (for example, Sector ID) as the second transmitted DMG Beacon (eg, DMG Beacon5001b) in BTI.
  • the period set by the communication device (AP) 100a in the first sector is slot 1 (slot # 1)
  • the period set in the second sector is slot 2 (slot # 2).
  • the communication device (AP) 100a waits by sequentially switching the receiving sector for each slot time from the start time of the asymmetric BT allocation.
  • the communication device (AP) 100a performs switching of receiving sectors in Asymmetric / BT / allocation in the same order as switching of transmitting sectors in transmission of DMG / Beacon.
  • the communication device (STA) 100b measures the reception quality every time a DMG Beacon frame is received in the BTI, and determines the sector ID of the high-quality DMG Beacon frame as the best sector of the communication device (AP) 100a.
  • the communication device (STA) 100b receives the payload of the DMG Beacon packet using the reception q-omni antenna 115 in the BTI, so that the best sector of the communication device (AP) 100a (for example, the sector ID is S (n ⁇ 2)), the receiving array antenna (directional antenna) 116 is switched, and the TRN-R field is received to determine the best sector of the communication apparatus (STA) 100b.
  • the best sector of the communication device (AP) 100a for example, the sector ID is S (n ⁇ 2)
  • the receiving array antenna (directional antenna) 116 is switched, and the TRN-R field is received to determine the best sector of the communication apparatus (STA) 100b.
  • the communication device (STA) 100b sets the transmission sector to the best sector of the communication device (STA) 100b and transmits the SSW frame 5001d in Asymmetric BT allocation.
  • the communication device (STA) 100b transmits the SSW frame to the communication device (AP) 100a in the positional relationship of FIG. 3D. Therefore, the communication device (STA) 100b transmits the SSW frame in the slot in which the reception sector is set to S (n-2) by the communication device (AP) 100a.
  • the communication device (AP) 100a determines which slot the communication device (AP) 100a sets the reception sector to S (n-2) as follows.
  • the communication apparatus (STA) 100b determines from which reception time the received DMG Beacon frame is the DMG Beacon frame. This is because the length (occupation time) of the DMG Beacon frame is variable. Further, since the DMG Beacon frame is transmitted by the transmission array antenna (directional antenna) 106, the communication device (STA) 100b may not receive all the DMG Beacon frames.
  • the communication device (STA) 100b determines which DMG ⁇ Beacon frame the received DMG Beacon frame is. It is difficult to determine (ie, how many DMG Beacon were transmitted during the above 300 microseconds) based on time (300 microseconds).
  • the communication device (STA) 100b determines that the received DMG Beacon is based on the difference between the CDOWN initial value included in the received Direction subfield of the received DMG Beacon and the value of the CDOWN subfield of the SSW field of the received DMG Beacon. It is possible to determine what number DMG Beacon frame is.
  • the value of the Receive Direction subfield of FIG. 39 is n
  • the value of the CDOWN subfield of the DMG Beacon frame (for example, DMG ⁇ ⁇ ⁇ Beacon frame 5001c) corresponding to the best sector is n-2.
  • the communication device (STA) 100b transmits the SSW frame 5001d in the slot 3 of the DTI.
  • the communication device (AP) 100a sets a receiving sector in the same sector as the sector that transmitted the DMG Beacon frame 5001c, and waits for an SSW frame. Therefore, the communication device (STA) 100b can transmit the SSW frame to the communication device (AP) 100 in the positional relationship of FIG. 3D, and the communication device (AP) 100a receives the SSW frame. Can do.
  • the communication device (AP) 100a when the communication device (AP) 100a receives the SSW frame transmitted from the communication device (STA) 100b, the communication device (AP) 100a considers that the BF training is successful. Note that the communication device (AP) 100a may transmit an SSW-ACK (Sector SweepckAcknoledgement) frame to the communication device (STA) 100b in order to notify that the BF training is successful.
  • SSW-ACK Vector SweepckAcknoledgement
  • step S521 in FIG. 35 when the BF training is completed (Yes), the communication apparatus (STA) 100b proceeds to step S522. If the BF training is not completed (No), the communication apparatus (STA) 100b proceeds to step S516.
  • step S522 the communication apparatus (STA) 100b acquires the directivity TXOP in order to transmit a Probe request frame to the communication apparatus (AP) 100a.
  • the communication apparatus (STA) 100b communicates a frame including an ESE whose source address is the communication apparatus (STA) 100b (for example, DMG Beacon, see step S471 in FIG. 27). Reception may be performed until the device (AP) 100a transmits.
  • the communication device (AP) 100a sets the reception array antenna to the best sector for communicating with the communication device (STA) 100b during the period (allocation) specified by the ESE.
  • the communication device (AP) 100a includes the best sector Sector ID in the Receive Direction field of the EDMG ESE, and communicates the receiving array antenna with the communication device (STA) 100b during the period specified by the EDMG ESE.
  • a sector may be set (this period is called directional allocation).
  • the communication device (AP) 100a sets the Asymmetric Beamforming Training field of allocation-p to 1, and receives Direction Include CDOWN initial value in the field.
  • the communication device (AP) 100a sets the Asymmetric Beamforming Training field of allocation-p to 0 when another EDMGEDESE allocation (for example, allocation-q) is designated as a directional allocation. Include the Sector ID of the best sector in the Receive Direction field.
  • the communication device (AP) 100a When the communication device (AP) 100a receives an SSW frame from the communication device (STA) 100b before association in the AsymmetricABF allocation, the communication device (AP) 100a uses one or more DMG Beacon frames in the BTI after the Asymmetric BF allocation.
  • Directional allocation may be assigned, or one or more directional allocations may be assigned over multiple beacon intervals.
  • the communication device (AP) 100a may determine the directional allocation assignment method depending on whether the communication device (STA) 100b is before or after the association. For example, when the communication apparatus (STA) 100b is before the association, the communication apparatus (STA) 100b transmits a probe request frame, an association request frame, and an authentication request frame. The data amount of frames related to these controls is one. Since the proportion of the amount of data that can be transmitted in the beacon interval is small, the communication apparatus (AP) 100a may transmit an ESE or grant frame and assign a directional allocation to one beacon interval.
  • the communication apparatus (STA) 100b when the communication apparatus (STA) 100b is after the association, the communication apparatus (STA) 100b transmits a data frame.
  • the data amount of the data frame is a ratio of the data amount that can be transmitted in one beacon interval. Therefore, the communication apparatus (AP) 100a may assign an directional allocation to a plurality of beacon intervals by transmitting an ESE or grant frame.
  • directivity allocation may be assigned to a plurality of beacon intervals.
  • the communication device (STA) 100b can transmit an SSW frame in Asymmetric BF allocation and request that the communication device (AP) 100a schedule the directional allocation.
  • the communication apparatus (AP) 100a schedules directional allocation as appropriate, it is possible to improve utilization efficiency of radio resources and improve throughput.
  • step S522 the communication apparatus (STA) 100b transmits a Grant frame from the communication apparatus (AP) 100a (see step S409 in FIG. 27) and transmits an RTS frame from the communication apparatus (AP) 100a (see FIG. 27). 27 (see step S450 in FIG. 27).
  • the communication device (AP) 100a is set to the best sector for communicating with the communication device (STA) 100b over the period (allocation) specified by the above Grant frame. Further, the communication apparatus (AP) 100a sets the reception array antenna 116 as the best sector for communicating with the communication apparatus (STA) 100b over the period specified by the RTS frame.
  • step S523 the communication apparatus (STA) 100b transmits a Probe request frame using the transmission array antenna (directional antenna) 106 set in the best sector determined in the BF training in step S520. Since the communication device (AP) 100a sets the reception array antenna 116 to the best sector for communicating with the communication device (STA) 100b, when it is determined No in step S511 (for example, SSW in A-BFT) Even if the frame does not reach the communication device (AP) 100a from the communication device (STA) 100b, the Probe-Response frame transmitted by the communication device (STA) 100b reaches the communication device (AP) 100a.
  • S511 for example, SSW in A-BFT
  • the communication device (STA) 100b transmits the Probe request frame, and then proceeds to step S505.
  • the communication device (STA) 100b communicates using the TRN-R subfield when the DMGDBeacon packet received in step S501 includes the TRN-R subfield and the value of the AP Selection Parameter field is 0. Training of the best sector of the apparatus (STA) 100b is performed, and in step S504, a Probe Request is transmitted using the best sector (transmission array antenna 105) of the communication apparatus (STA) 100b instead of using the transmission q-omni antenna 105. May be.
  • a Probe Request frame may be transmitted to the communication device (AP) 100a using Wi-Fi instead of using the transmission array antenna (directional antenna) 105.
  • the communication device (STA) 100b may transmit a Probe request frame using OCT (On-channel Tunneling).
  • the communication apparatus (STA) 100b may transmit the Probe request frame format of 11ad and 11ay standards using Wi-Fi.
  • the communication device (STA) 100b may transmit the probe request frame including the SSW feedback field.
  • the communication device (STA) 100b notifies the communication device (AP) 100a of the best sector without performing BF training using A-BFT (step S513) and BF training not using A-BFT (step S520). Therefore, the delay required for BF training can be reduced, and interference with other STAs during BF training can be reduced.
  • the communication device (STA) 100b ends the operation of FIG. 35 even if step S505 is not performed when a predetermined time has elapsed since the start of the operation of FIG.
  • the communication apparatus (STA) 100b determines whether or not the value of the AP Selection Parameter field is 0 in step S502 of FIG. 35, and uses the transmission q-omni antenna 105 when the value is 0. Since the Probe ⁇ Request frame is transmitted, the implementation of the BF training in Step S513 and Step S520 can be omitted, and the Probe Response frame can be received. Thereby, the communication apparatus (STA) 100b can shorten the time required for the active scan, can complete the initial connection operation with the communication apparatus (AP) 100a at an early stage, and can start data communication.
  • the communication apparatus (STA) 100b determines whether the SSW frame reaches the communication apparatus (AP) 100a in A-BFT using the value of the AP / Selection / Parameter field. be able to. If it is determined that the SSW frame reaches the communication device (AP) 100a, the communication device (STA) 100b performs BF training using A-BFT (step S513). Since BF training using A-BFT has a shorter delay than BF training not using A-BFT, the communication device (STA) 100b can complete BF training early and complete active scan early. it can.
  • the communication device (STA) 100b determines in step S511 in FIG. 35 that the SSW frame does not reach the communication device (AP) 100a, the communication device (STA) 100b performs BF training (step S520) without using A-BFT.
  • A-BFT transmission of the SSW frame can be suppressed, and interference with the communication apparatus (AP) 100a, other APs, and other STAs can be reduced.
  • the STA for example, the communication device (STA) 100b
  • the STA that has received the DMG Beacon completes the active scan at an early stage, Data communication with the device (AP) 100a can be started.
  • the communication device (AP) 100a since the communication device (AP) 100a transmits the DMG Beacon frame including the AP Selection Parameter field, the Probe Request frame is transmitted to the communication device (AP) 100a by Quasi-omni transmission in the communication device (STA) 100b. Can be determined. As a result, the communication apparatus (AP) 100a can avoid transmission of unnecessary SSW frames in the A-BFT, so that the power consumption of the communication apparatus (STA) 100b can be reduced and unnecessary interference waves to other STAs can be reduced. Can be reduced.
  • the communication device (AP) 100a transmits the DMG Beacon frame including the EDMG ESE field that schedules Asymmetric BT allocation and the field indicating the CDOWN initial value (Receive Direction field), the communication device (STA) 100b
  • the order of the DMG Beacon frame corresponding to the best sector can be determined, and the time slot in which the SSW frame can reach the communication device (AP) 100a can be determined in Asymmetric BT allocation.
  • the communication device (STA) 100b can complete the beamforming training. Thereby, the communication apparatus (AP) 100a can have a wide coverage area.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating an example of a DMG Beacon frame transmitted by the communication apparatus (AP) 100a. Compared with the DMG Beacon frame of FIG. 31 including the Quasi-omni TX field and the Differential Gain field, the DMG Beacon frame of FIG. 40 includes the Differential Gain field and does not include the Quasi-omni TX field.
  • the communication device (AP) 100a sets the value of the Differential Gain field to the value (0 to 14) corresponding to the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP), as in the modification of the first and second embodiments (FIG. 32). And the value corresponding to undefined (15) is set, and the Differential Gain field is included in the DMG Beacon frame and transmitted.
  • FIG. 41 is a flowchart showing the reception process of the DMG Beacon frame of FIG. 40 by the communication apparatus (STA) 100b.
  • the communication apparatus (STA) 100b may perform the reception process of FIG. 41 when the DMG Beacon frame of FIG. 31 is received.
  • the same processing steps as those in FIG. 35 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • step S601 the communication device (STA) 100b receives a DMG Beacon frame.
  • the communication device (STA) 100b measures the received power (RSSI_Beacon) of the DMG Beacon frame.
  • step S602 the communication apparatus (STA) 100b determines the value of (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) from the value of the Differential Gain field included in the received DMG Beacon frame using FIG.
  • the communication device (STA) 100b transmits the calculated value (EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) and the RSSI_Beacon value measured in step S601 using the transmission q-omni antenna 105.
  • an estimated value of the received power of the SSW frame by the communication apparatus (AP) 100a (referred to as “estimated received power in Quasi-omni transmission”) is calculated.
  • the communication apparatus (STA) 100b determines the transmission array antenna (directional antenna) 106 from the calculated value of (EIRP_Beacon ⁇ -EIRxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP) and the RSSI_Beacon value measured in step S601. In this case, the estimated value of the received power of the SSW frame by the communication device (AP) 100a (referred to as “estimated received power in directional transmission”) is calculated.
  • step S603 the communication apparatus (STA) 100b determines whether or not the estimated received power in Quasi-omni transmission calculated in step S602 exceeds the sensitivity point power (SENSE_REF). That is, the following expression 14 is determined. (EIRP_ABFT_Qomni-RxGain_Beacon + RSSI_Beacon)-(EIRP_Beacon-RxGain_ABFT-ADD_GAIN_AP)> SENSE_REF (Formula 14)
  • the communication device (STA) 100b may calculate the estimated received power in the Quasi-omni transmission using the left side of Expression 14 in step S602.
  • Step S610 If the estimated received power in the Quasi-omni transmission does not exceed the sensitivity point power (No in S603), the communication apparatus (STA) 100b proceeds to Step S610.
  • step S604 the communication apparatus (STA) 100b performs the following process in order not to perform beamforming training in the A-BFT.
  • the communication device (STA) 100b analyzes the received DMG Beacon frame and determines whether or not A-BFT is scheduled. If the A-BFT is not scheduled, the communication device (STA) 100b proceeds to step S605. If the A-BFT is scheduled, the communication device (STA) 100b proceeds to step S605 after the A-BFT period is completed.
  • step S604 when A-BFT is scheduled, the communication apparatus (STA) 100b may proceed to step S513 (the transition from step S604 to step S513 is not illustrated).
  • step S605 the communication apparatus (STA) 100b sets the transmission RF circuit 104 (see FIG. 4) to transmit using the transmission q-omni antenna 105, and transmits a Probe request frame.
  • the communication apparatus (STA) 100b may transmit the probe request frame using the format of the Probe request frame defined in the 11ad standard. In addition, the communication apparatus (STA) 100b may transmit a probe request frame including a field indicating that transmission is performed using the transmission q-omni antenna 105.
  • step S606 the communication apparatus (STA) 100b receives the Probe Response frame transmitted from the communication apparatus (AP) 100a, and ends the process.
  • step S603 the communication apparatus (STA) 100b determines that the estimated received power in Quasi-omni transmission does not exceed the sensitivity point power.
  • step S610 the communication apparatus (STA) 100b determines whether or not the estimated received power in the directional transmission calculated in step S602 exceeds the sensitivity point power (SENSE_REF). That is, the determination of Expression 13C is performed.
  • SENSE_REF the sensitivity point power
  • the communication device (STA) 100b proceeds to step S513. If the estimated received power does not exceed the sensitivity point power (No in S610), the communication device (STA) 100b proceeds to Step S520.
  • the communication apparatus (STA) 100b determines whether or not the estimated reception power in the Quasi-omni transmission calculated in Step S602 exceeds the sensitivity point power (SENSE_REF). The process proceeds to step S605, and if not exceeded (No), the process proceeds to step S601.
  • the communication device (STA) 100b ends the operation of FIG. 41 even if the predetermined time has elapsed since the start of the operation of FIG.
  • the communication apparatus (STA) 100b refers to the value of the AP Selection Parameter field in the reception process of FIG. 35 and determines whether or not to send the Probe Request using the transmission q-omni antenna 105.
  • the communication apparatus (STA) 100b refers to the value of the Differential-Gain field and determines whether or not to transmit a Probe-Request using the transmission q-omni antenna 105.
  • the communication apparatus (STA) 100b transmits the probe request frame using the transmission q-omni antenna 105 by performing the reception process of FIG. 41, similarly to the case of using the reception process of FIG. Implementation of the BF training in step S513 and step S520 can be omitted, and a Probe-Response frame can be received.
  • the communication apparatus (STA) 100b can shorten the time required for the active scan, can complete the initial connection operation with the communication apparatus (AP) 100a at an early stage, and can start data communication.
  • the Probe Request frame is transmitted to the communication device (AP) 100a by Quasi-omni transmission in the communication device (STA) 100b. It can be determined whether or not it reaches. As a result, unnecessary SSW frame transmission in A-BFT can be avoided, so that power consumption of the communication device (STA) 100b can be reduced, and generation of unnecessary interference waves to other STAs can be reduced.
  • a communication device uses an SSW frame using a receiving unit that receives a DMG Beacon frame, a reception antenna gain of a communication partner included in the DMG Beacon frame, and reception power of the DMG Beacon frame. And a transmitting unit that transmits the SSW frame when the determining unit determines to transmit the SSW frame.
  • the communication method receives a DMG Beacon frame, and transmits an SSW frame using a reception antenna gain of a communication partner included in the DMG Beacon frame and reception power of the DMG Beacon frame. Determining whether to transmit, and transmitting the SSW frame when it is determined to transmit the SSW frame.
  • the present disclosure has been described with respect to an example configured using hardware.
  • the present disclosure can also be realized by software in cooperation with hardware.
  • each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI that is an integrated circuit having an input terminal and an output terminal. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them.
  • the name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation using a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a Reconfigurable Processor that can reconfigure the connection or setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • One aspect of the present disclosure is suitable for a communication system that conforms to the 11ay standard.

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Abstract

通信装置(STA)が、DMG Beaconフレームを受信する受信部と、DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の通信装置(AP)の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断する判断部と、前記判断部が前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する送信部と、を含む。

Description

通信装置および通信方法
 本開示は、通信装置および通信方法に関する。
 IEEE 802.11は、無線LAN関連規格の一つであり、その中に、例えば、IEEE802.11ad規格(以下、「11ad規格」という)がある(例えば、非特許文献1を参照)。
 11ad規格ではビームフォーミング(BF)技術が用いられている。ビームフォーミングとは、無線端末に含まれる送信部及び受信部の1つ以上のアンテナの指向性をそれぞれ変化させて、通信品質、例えば受信強度が最適になるように、アンテナの指向性を設定して通信を行う方式である。
米国特許第8,521,158号明細書
IEEE 802.11adTM -2012  278~314頁
 しかしながら、各無線端末の通信エリアを考慮していないため、第1の無線端末が第2の無線端末からのビームフォーミングのトレーニングに用いるフレームを受信可能な場合でも、第2の無線端末が第1の無線端末からのビームフォーミングのトレーニングに用いるフレームの受信が困難な場合があり、各無線端末が無線リンクを確立することが困難となる。
 本開示の一態様に係る通信装置は、通信装置(STA)においてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)に到達するか否かを判定することができ、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)の消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる通信装置および通信方法の提供に資する。
 本開示の一態様に係る通信装置は、DMG Beaconフレームを受信する受信部と、DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断する判断部と、前記判断部が前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する送信部と、を含む。
 本開示の一態様に係る通信方法は、DMG Beaconフレームを受信し、DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断し、前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する、を含む。
 なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
 本開示の一態様の通信装置および通信方法によれば、通信装置(STA)においてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)に到達するか否かを判定することができ、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)の消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
 本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
本開示に係るSLSの手順の一例を示す図である。 本開示に係るPCP/APとnon-AP STAが無線リンクを確立する方法の一例を示す図である。 本開示に係るnon-PCP/AP STAに対する下りリンクセクタスイープにおける、PCP/APの動作の一例を示す図である。 本開示に係るPCP/APに対する上りリンクセクタスイープにおける、non-PCP/AP STAの動作の一例を示す図である。 本開示に係るnon-PCP/AP STAに対する下りリンクデータ送信における、PCP/APの動作の一例を示す図である。 本開示に係るPCP/APに対する上りリンクデータ送信において、non-PCP/AP STAの動作の一例を示す図である。 本開示の実施の形態1に係る通信装置の構成の一例を示す図である。 本開示の実施の形態1に係る通信装置(AP)が送信するDMB Beaconフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態1に係るTX EIRPフィールドの値と、EIRPの値との対応の一例を示す図である。 本開示の実施の形態1に係るTX EIRPフィールドの値と、EIRPの値との対応を示す別の例を示す図である。 本開示の実施の形態1に係るA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値と、A-BFTにおける通信装置(AP)の受信アンテナゲインの値との対応の一例を示す図である。 本開示の実施の形態1に係るA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値と、受信アンテナゲインの値との対応を示す別の例を示す図である。 本開示の実施の形態1に係る通信装置(STA)による図5のDMG Beaconフレームの受信処理の一例を示すフロー図である。 本開示の実施の形態1に係る通信装置(STA)による図5のDMG Beaconフレームの受信処理の別の例を示すフロー図である。 本開示の実施の形態1に係る11ad規格におけるMCSに対する受信感度点の値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態1に係る11ad規格におけるMCSに対する最大スループットの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態2に係る通信装置(AP)と通信装置(STA)が通信を行う手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態2に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態2に係るTX EIRPフィールドの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態2に係るA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態2に係るProbe Requestフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態2の変形例に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの別の例を示す図である。 本開示の実施の形態2の変形例に係るDifferential Gainフィールドの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態2の変形例に係るProbe Responseフレームのフォーマットの別の例を示す図である。 本開示の実施の形態2の変形例に係るRelative Beamed TX EIRPフィールドの値の例を示す図である。 本開示の実施の形態3に係る通信装置(AP)と通信装置(STA)が通信を行う手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態3に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態3に係るDMG Beaconフレームの別の例を示す図である。 本開示の実施の形態3に係るAP1が、AP2に関するEDMG TX RX Infoフィールドを、Neighbor Report Responseフレームに含めて送信する手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態3に係るNeighbor Report Responseフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態4に係る通信装置(AP)と通信装置(STA)が通信を行う手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態4に係るFeedback frameの一例を示す図である。 本開示の実施の形態4に係る11ad規格におけるRTSフレームのフォーマットを示す図である。 本開示の実施の形態4に係る11ad規格におけるESEのフォーマットを示す図である。 本開示の実施の形態1、2の変形例に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの別の一例を示す図である。 本開示の実施の形態1、2の変形例に係るDifferential Gainフィールドの値と(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値との関係の一例を示す図である。 本開示の実施の形態5に係るDMG Beaconフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態5に係るAP Selection Parameterフィールドの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態5に係る通信装置(STA)100bによる図33のDMG Beaconフレームの受信処理を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態5に係るAsymmetric Beamforming Trainingの処理手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態5に係るDMG Beaconパケットのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態5に係るSSWフィールドのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態5に係るEDMG ESEのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態6に係る通信装置(AP)100aが送信するDMG Beaconフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態6に係る通信装置(STA)100bによる図40のDMG Beaconフレームの受信処理を示すフローチャートである。
 11ad規格では、複数のアンテナの指向性の設定(以下、「セクタ」と呼ぶ)の中から最適なセクタを選択するために、SLS(Sector Level Sweep)と呼ばれる手順が定められている。図1は、SLSの手順の一例を示す図である。SLSは、2台の端末(以下、Stationを意味する「STA」と呼ぶ)の間で行われる。なお、以後、一方のSTAをInitiator、他方をResponderと呼ぶ。
 まず、Initiatorが、セクタを変更し、セクタ番号をSSW(Sector Sweep)フレームにふくめ、複数のSSWフレームを送信する。この送信処理はISS(Initiator Sector Sweep)と呼ばれる。ISSでは、Responderは、各SSWフレームの受信品質を測定すし、最も受信品質が良かったSSWフレームに含まれるセクタ番号を特定する。このセクタ番号に対応するInitiatorにおけるセクタを、Initiatorのベストセクタと呼ぶ。
 次に、Responderが、セクタを変更し、複数のSSW(Sector Sweep)フレームを送信する。この送信処理はRSS(Responder Sector Sweep)と呼ばれる。Responderは、RSSにおいて、ISSにおいて特定したInitiatorのベストセクタの番号をSSWフレームに含めて送信する。RSSでは、Initiatorは、各SSWフレームの受信品質を測定し、最も受信品質が良かったSSWフレームに含まれるセクタ番号を特定する。このセクタ番号に対応するResponderにおけるセクタを、Responderのベストセクタと呼ぶ。
 最後に、Initiatorは、RSSにおいて特定したResponderのベストセクタの番号を、SSW-FB(SSW Feedback)フレームに含めて送信する。SSW-FBを受信したResponderは、SSW-FBを受信したことを示すSSW-ACK(SSW Acknowledgement)を送信してもよい。
 なお、送信のビームフォーミングトレーニング(TXSS, Transmitter Sector Sweep)を行うためのSLSについて説明したが、受信のビームフォーミングトレーニング(RXSS, Receiver Sector Sweep)を行うためにSLSを用いてもよい。SSWフレームを送信するSTAは、複数のSSWフレームを単一のセクタで順次送信し、SSWフレームを受信するSTAは、SSWフレーム毎に受信アンテナのセクタを切り替えて、受信する。
 11ad規格では、一部のSTAは、PCP(Personal basic service point)及びAP(Access point)(以下、PCP/APと呼ぶ)と呼ばれるSTAである。また、PCP/APではないSTAを、non-PCP/AP STAと呼ぶ。non-PCP/AP STAは、通信を開始する場合、まずPCP/APと無線リンクを確立する。
 図2は、PCP/APとnon-AP STAが無線リンクを確立する方法の一例を示す。PCP/APは、セクタを変更し、複数のDMG Beacon(Directional Multi-Gigabit Beacon)フレームを送信する。
 11ad規格では、PCP/APがDMG Beaconを送信する期間は、BTI(Beacon Transmission Interval)と呼ばれる。BTIに続き、A-BFT(Association Beamforming Training)と呼ばれる期間が設定されてもよい。
 A-BFTでは、STA1(non-PCP/AP STA)は、セクタを変更し、複数のSSWフレームを送信する。PCP/APは、A-BFTにおいてSSWフレームを受信した場合、受信品質が良かったSSWフレームを特定する情報を、SSW-FB(SSW Feedback)フレームに含めてSTA1へ送信する。
 以上のように、non-PCP/AP STAは、DMG Beaconを受信した場合に、A-BFTにおいてSSWフレームを送信し、PCP/APとの無線リンクを確立する。
 しかしながら、PCP/AP及びnon-PCP/AP STAのアンテナにおいて、それぞれアンテナの通信エリアを考慮していないため、non-PCP/AP STAがDMG Beaconフレームを受信可能な場合でも、PCP/APがA-BFTにおけるSSWフレームの受信が困難な場合があり、PCP/APとnon-AP STAが無線リンクを確立することが困難となる。また、PCP/APとnon-AP STAが無線リンクを確立することが困難であるにも関わらず、non-AP STAは不要なSSWフレームを送信するため、消費電力が増加し、他のSTAへの不要な干渉を与える。
 図3Aは、non-PCP/AP STA(以下、通信装置(STA)100b)に対する下りリンクセクタスイープにおける、PCP/AP(以下、通信装置(AP)100a)の動作の一例を示す。下りリンクセクタスイープは、例えば図2においてPCP/APがDMG Beaconフレームを送信する処理である。また、下りリンクセクタスイープは、図1におけるISSであってもよい。
 通信装置(AP)100aは、送信アレイアンテナ106(図4参照)を用いて、セクタを変えてDMG Beaconフレームを送信する。通信装置(STA)100bは、ベストセクタが未知であるため、つまり、通信装置(AP)100aと通信するために最適な受信アレイアンテナ116(図4参照)の設定が未知であるため、受信q-omniアンテナ115(図4参照)を用いてDMG Beaconを受信する。
 図3Bは、PCP/AP(通信装置(AP)100a)に対する上りリンクセクタスイープにおける、non-PCP/AP STA(通信装置(STA)100b)の動作の一例を示す。上りリンクセクタスイープは、例えば図2のA-BFTにおいてnon-PCP-AP STAがSSWフレームを送信する処理である。なお、図3Bでは、通信装置(AP)100aは、通信装置(STA)100bのSSWフレームを受信しない状態を示す。
 通信装置(STA)100bは、送信アレイアンテナ106を用いて、セクタを変えてSSWフレームを送信する。通信装置(AP)100aは、ベストセクタが未知であるため、つまり、通信装置(STA)100bと通信するために最適な受信アレイアンテナ116の設定が未知であるため、受信q-omniアンテナ115を用いてSSWフレームを受信する。
 通信装置(AP)100aと通信装置(STA)100bの送信アレイアンテナ106(図4参照)及び受信q-omniアンテナ115のゲインが異なるため、図3Aにおいて通信装置(STA)100bはDMG Beaconを受信し、図3Bにおいて通信装置(AP)100aはSSWフレームを受信しない。
 例えば、通信装置(AP)100aは多くの素子数を含む送信アレイアンテナ106を備え、通信装置(STA)100bの送信アレイアンテナ106は、通信装置(AP)100aに比べ少ないアンテナ素子数を含む。この場合、通信装置(AP)100aの送信アンテナゲインが大きく、また、送信アレイアンテナへの入力電力が大きい。つまり、通信装置(AP)100aは、通信装置(STA)100bに比べ、EIRP(Equivalent Isotropic Radiated Power、等価等方輻射電力)が大きい。
 図3Aの下りリンクセクタスイープにおいて、通信装置(STA)100bがDMG BeaconまたはSSWフレームを1個以上受信し、図示しない上りリンクセクタスイープにおいて、通信装置(AP)100aがSSWフレームを1個以上受信した場合、通信装置(AP)100aと通信装置(STA)100bの通信が確立される。このとき、通信装置(AP)100a及び通信装置(STA)100bは、ベストセクタが既知である。
 なお、通信装置(AP)100a及び通信装置(STA)100bは、セクタスイープの後、11ad規格に定められるBRP(Beam Refinement Protocol)の手順を実施し、さらに高精度のビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。BRPにより、通信装置(AP)100a及び通信装置(STA)100bは、ベストセクタの指向性を強め、ゲインを高めることができる。
 しかし、通信装置(AP)100aは、図3Aの下りセクタスイープによりゲインを高めたベストセクタを決定することは困難である。なぜなら、ゲインを高めたセクタは指向性が強くビーム幅が細いため、DMG Beacon及びSSWフレームを通信装置(STA)100bに到達させるためには、セクタスイープにおいて多数のDMG Beacon及びSSWフレームを送信する必要があり、セクタスイープに要する時間が長くなる。
 一方、通信装置(AP)100aは、セクタスイープを完了する前にBRPを行うことは困難である。なぜなら、通信装置(AP)100aは、ベストセクタが未知であるため、BRPを行うためのBRPパケットを通信装置(STA)100bに受信させることが困難である。
 つまり、通信装置(AP)100aは、図3Aに示す中程度の指向性、つまり、図3Cのビーム幅を広げることにより、セクタスイープの時間短縮を行い、ベストセクタを決定した後、BRPを用いてゲインを高めたベストセクタを決定することができる。
 また、通信装置(AP)100a及び通信装置(STA)100bは、セクタスイープにより送信アレイアンテナ106のベストセクタを決定した後、BRPの手順を実施し、受信アレイアンテナ116のトレーニングを行ってもよい。これにより、通信装置(AP)100a及び通信装置(STA)100bは、受信アレイアンテナ116のベストセクタを決定する。
 なお、通信装置(AP)100a及び通信装置(STA)100bは、送信アレイアンテナ106のベストセクタを決定した後、SLS(例えば図1)を用いて受信アレイアンテナ116のベストセクタを決定してもよく、SLSとBRPを組み合わせて実施しても良い。
 送信アレイアンテナ106のベストセクタと、受信アレイアンテナ116のベストセクタは、異なる場合がある。
 図3Cは、通信装置(STA)100bに対する下りリンクデータ送信における、通信装置(AP)100aの動作の一例を示す。
 通信装置(AP)100aは、送信アレイアンテナ106を、BRPによりゲインを高めたベストセクタに設定して、データフレームの送信を行う。つまり、図3Cでは、通信装置(AP)100aが図3Aで用いるビームよりも幅の狭いビームを用いるため、通信装置(AP)100aが用いるベストセクタは、図3Aで用いるセクタに比べ、ゲインが高く指向性が強い。
 図3Cでは、通信装置(STA)100bは、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定して、データフレームの受信を行う。
 図3Dは、通信装置(AP)100aに対する上りリンクデータ送信において、通信装置(STA)100bの動作の一例を示す。
 通信装置(STA)100bは、送信アレイアンテナ106を、BRPによりゲインを高めたベストセクタに設定して、データフレームの送信を行う。図3Dでは、通信装置(STA)100bが図3Bで用いるビームよりも幅の狭いビームを用いるため、通信装置(STA)100bが用いるベストセクタは、図3Bで用いるセクタに比べ、ゲインが高く指向性が高い。
 図3Dでは、通信装置(AP)100aは、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定して、データフレームの受信を行う。
 このように、通信装置(AP)100aがDMG Beaconを送信する場合(例えば図3A)、通信装置(STA)100bがDMG Beaconに対する応答を送信する場合(例えば図3B)、通信装置(AP)100aがデータパケットを送信する場合(例えば図3C)、及び通信装置(STA)100bがデータパケットを送信する場合(例えば図3D)のそれぞれにおいて、送信アンテナゲイン及び受信アンテナゲインが変化するため、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aに対して無線リンクを確立できるか否かをDMG Beaconの受信電力に基づき判断することは困難である。また、通信装置(STA)100bは、所望のデータスループットを実現できるか否かをDMG Beaconの受信電力に基づき判断することは困難である。
 参考特許文献1(米国特許第8,521,158号明細書)では、BeaconフレームにEIRPと受信電力のThreshold valueを含めて送信する方法が開示されている。これにより、AP及びSTAが無指向性である場合に、STAはAPに対して無線リンクを確立できるか否かを判定することができる。
 しかしながら、参考特許文献1では、通信装置(STA)100bがセクタスイープを行う場合に通信装置(AP)100aが受信q-omniアンテナ115に切り替えることが考慮されておらず、図3Bにおいて、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aに対して無線リンクを確立できるか否かを判定することが困難である。
 また、参考特許文献1では、通信装置(AP)100aが下りデータ送信を行う場合に、通信装置(STA)100bが受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定することが考慮されていない。このため、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aが下りリンクデータ送信を行う場合、所望のデータスループットを実現できるか否かをDMG Beaconの受信電力に基づき判断することは困難である。
 また、参考特許文献1では、通信装置(STA)がデータ送信を行う場合に通信装置(AP)が受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定することが考慮されていない。このため、通信装置(STA)は、上りリンクデータ送信を行う際に所望のデータスループットを実現できるか否かをDMG Beaconの受信電力に基づき判断することは困難である。
 つまり、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aに無線リンクを確立することが困難であっても、A-BFTにおけるSSWフレームの送信を行うため、消費電力が増大し、他のSTAへの不要な干渉を与える。
 また、通信装置(STA)は、下り及び上りリンクデータ送信を行う際に所望のデータスループットの実現が困難でもあっても、A-BFTにおけるSSWフレームの送信を行うため、消費電力が増大し、他のSTAへの不要な干渉を与える。
 以上のことから、以下説明する本開示の各実施の形態に係る通信装置は、A-BFTにおけるSSWフレームが通信相手の通信装置に到達するか否かを判定することを目的とするものである。
 (実施の形態1)
 実施の形態1では、下りリンクセクタスイープにおいて、通信装置(STA)100bが、DMG Beaconの受信電力と、DMG Beaconに含まれる上りリンクセクタスイープ時に使用される通信装置(AP)100aの擬似無指向性(quasi-omni)アンテナの受信ゲインとを用いて、上りリンクスイープにおけるSSWフレームが、通信装置(AP)100aによって受信可能であるか否かを判断する方法について説明する。
 図4は、本開示に係る通信装置100の構成の一例を示す図である。
 通信装置100は、MAC制御部101、PHY送信回路102、D/Aコンバータ103、送信RF回路104、送信q-omniアンテナ105、送信アレイアンテナ106、PHY受信回路112、A/Dコンバータ113、受信RF回路114、受信q-omniアンテナ115、受信アレイアンテナ116を含む。
 MAC制御部101は、送信MACフレームデータを生成する。例えば、MAC制御部101は、SLS手順のISSにおいて、SSWフレームのデータを生成し、PHY送信回路102に出力する。また、MAC制御部101は、生成した送信MACフレームが適切に符号化及び変調されるための制御情報(PHYフレームのヘッダ情報、および送信タイミングに関する情報を含む)をPHY送信回路102に出力する。
 PHY送信回路102は、MAC制御部101から入力された送信MACフレームデータおよび制御情報に基づき、符号化処理及び変調処理を行い、PHYフレームデータを生成する。生成されたPHYフレームは、D/Aコンバータ103でアナログ信号に変換され、送信RF回路104で無線信号に変換される。
 PHY送信回路102は、送信RF回路104を制御する。具体的には、PHY送信回路102は、指定されたチャネルに応じた中心周波数の設定、送信電力の制御、および指向性の制御を送信RF回路104に対して行う。
 送信q-omniアンテナ105は、送信RF回路104から入力される無線信号を、擬似無指向性の無線信号として、送信する。ここで、q-omniは擬似無指向性(quasi-omni)の略である。
 送信アレイアンテナ106は、送信RF回路104から入力される無線信号を、指向性を有する無線信号として送信する。送信アレイアンテナ106は、アレイ構成でなくても良いが、指向性が制御されることを明示するため、アレイアンテナと呼ぶ。
 送信q-omniアンテナ105は、送信アレイアンテナ106に比べ、広いビーム幅を持つ。一方、送信アレイアンテナ106は、指向性の制御に応じて、特定の方向において、他の方向よりも大きなゲインを持つ。また、送信アレイアンテナ106の特定の方向のゲインは、送信q-omniアンテナ105のゲインに比べ、大きくてもよい。
 また、送信アレイアンテナ106は、送信q-omniアンテナ105に比べ、送信RF回路104からの入力電力が大きくてもよい。例えば、送信RF回路104が、送信q-omniアンテナ105及び送信アレイアンテナ106を構成するアンテナ素子毎に送信アンプを備える場合、アンテナ素子数を多数備える送信アレイアンテナ106は、アンテナ素子数が少ない送信q-omniアンテナ105に比べ、入力電力が大きい。
 なお、通信装置100は、送信アレイアンテナ106を用いて擬似無指向性の無線信号を送信しても良い。つまり、送信アレイアンテナ106は、送信q-omniアンテナ105を含んでも良い。
 例えば、通信装置100は、送信アレイアンテナ106が複数のアンテナ素子を備え、複数のアンテナ素子に電力を入力するように送信RF回路104を制御することによって、送信アレイアンテナ106は指向性の無線信号を送信する。また、通信装置100は、送信アレイアンテナ106の複数のアンテナ素子の1つ以上の素子に電力を入力するように送信RF回路104を制御することによって、送信アレイアンテナ106は擬似無指向性の無線信号を送信する。なお、擬似無指向性の無線信号は、指向性の無線信号のときよりも少ないアンテナ素子を使用していればよい。
 受信q-omniアンテナ115は、通信相手である通信装置から受信した無線信号を、受信RF回路114に出力する。受信q-omniアンテナ115は、無線信号の到来方向とゲインとの関係において擬似無指向性を有する。
 受信アレイアンテナ116は、受信RF回路114と組み合わせて、無線信号を受信RF回路114に出力する。受信アレイアンテナ116は、無線信号の到来方向とゲインとの関係において、受信q-omniアンテナ115より強い指向性を有する。受信アレイアンテナ116は、アレイ構成でなくても良いが、指向性が制御されることを明示するため、アレイアンテナと呼ぶ。
 受信q-omniアンテナ115は、受信アレイアンテナ116に比べ、広いビーム幅を持つ。一方、受信アレイアンテナ116は、指向性の制御に応じて、特定の方向において、他の方向よりも大きなゲインを持つ。受信アレイアンテナ116の特定の方向におけるゲインは、受信q-omniアンテナ115に比べ大きくてもよい。
 受信RF回路114は、受信q-omniアンテナ115及び受信アレイアンテナ116が受信した無線信号をベースバンド信号に変換する。また、A/Dコンバータ113は、ベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
 PHY受信回路112は、受信されたデジタルベースバンド信号に対し、例えば、同期、チャネル推定、等化、復調を行い、受信PHYフレームを得る。さらに、PHY受信回路112は、受信PHYフレームに対しヘッダ信号の解析、誤り訂正復号を行い、受信MACフレームデータを生成する。
 受信MACフレームデータは、MAC制御部101に入力される。MAC制御部101は、受信MACフレームデータの内容を解析し、上位レイヤ(図示しない)にデータを転送し、受信MACフレームデータに応じた応答を行うための送信MACフレームデータを生成する。例えば、MAC制御部101は、SLS手順のISSの最終のSSWフレームを受信したと判断した場合、適切なSSWフィードバック情報を含むRSSのためのSSWフレームを生成し、送信MACフレームデータとしてPHY送信回路に入力する。
 PHY受信回路112は、受信RF回路114を制御する。具体的には、PHY受信回路112は、指定されたチャネルに応じた中心周波数の設定、AGC(Automatic Gain Control)を含む受信電力の制御、および指向性の制御を受信RF回路114に対して行う。
 また、MAC制御部101はPHY受信回路112の制御を行う。具体的には、MAC制御部101は、受信の起動または停止、キャリアセンスの起動または停止を、PHY受信回路112に対して行う。
 図5は、通信装置(AP)100aが送信するDMB Beaconフレームの一例を示す。DMB Beaconフレームは、Frame Bodyフィールドを含む。また、Frame Bodyフィールドは、EDMG TX RX Infoエレメントを含む。また、EDMG TX RX Infoエレメントは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、TX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含む。通信装置(STA)100bは、EDMG TX RX Infoエレメントを用いて、上りリンクセクタスイープを行うか否かを判断する。
 EDMG TX RX Infoエレメントが含むフィールドの詳細について説明する。
 Element IDフィールドは、EDMG TX RX Infoエレメントに固有のIDを含む。つまり、Frame BodyフィールドがEDMG TX RX Infoエレメントを含むことを示すためのフィールドである。
 Lengthフィールドは、EDMG TX RX Infoエレメントの長さをオクテット単位で示す。図5では、EDMG TX RX Infoエレメントは6オクテットにより構成されるため、Lengthフィールドの値は6である。
 TX EIRPフィールドは、通信装置(AP)100aがDMG Beaconを送信する場合、EIRPを含む。図6は、TX EIRPフィールドの値と、EIRPの値との対応の一例を示す。
 通信装置(AP)100aが送信するDMG BeaconにおけるEIRPの値(以下、EIPR)が、0 dBm以下の場合、通信装置(AP)100aは、TX EIRPフィールドの値を0に設定する。EIRPが0 dBmを超え127 dBm未満の場合、通信装置(AP)100aは、EIRPの値を2倍し、最も近い整数値をTX EIRPフィールドに設定する。また、EIRPが127 dBm以上の場合、通信装置(AP)100aは、TX EIRPフィールドの値を254に設定する。また、通信装置(AP)100aは、EIRPの値を通信装置(STA)100bに通知しない場合、TX EIRPフィールドの値を255に設定する。
 通信装置(AP)100aは、各DMG Beaconを同じEIRPで送信してもよい。また、通信装置(AP)100aは、各DMG Beaconを異なるEIRPで送信してもよい。例えば、通信装置(AP)100aは、送信アレイアンテナ106の指向性を制御することによって、指向性パターンに応じてEIRPが変化する。通信装置(AP)100aは、各DMG BeaconのEIRPの値を、各DMG BeaconのTX EIRPフィールドに含める。
 また、通信装置(AP)100aは、DMG Beaconの一部を送信q-omniアンテナ105で送信し、他のDMG Beaconを送信アレイアンテナ106で送信しても良い。通信装置(AP)100aは、DMG Beaconを送信q-omniアンテナ105で送信する場合、TX EIRPフィールドに送信q-omniアンテナ105のEIRPの値を含める。送信q-omniアンテナ105のEIRPは送信アレイアンテナ106のEIRPより小さいため、通信装置(STA)100bは、受信したTX EIRPフィールドの値を参照し、受信したDMG Beaconが擬似無指向性の無線信号か指向性の無線信号かを判別しても良い。
 また、通信装置(AP)100aは、DMG Beacon毎に送信電力及びゲインを変えて送信してもよい。通信装置(AP)100aは、各DMG BeaconのTX EIRPフィールドに、各DMG Beaconの送信電力及びゲインに応じたEIRPの値を設定して送信しても良い。例えば、通信装置(AP)100aは、正面方向に指向性を制御した場合に最大のゲインを持ち、正面方向と異なる方向に指向性を制御した場合に最大のゲインに比べ数dB小さいゲインを持つと設定してもよい。
 図7は、TX EIRPフィールドの値と、EIRPの値との対応を示す別の例を示す。通信装置(AP)100aのEIRPの精度が1 dBである場合、通信装置(AP)100aは、TX EIRPフィールドの値を0から127のいずれかに設定する。例えば、EIRPの精度が1 dBであり、EIRPの値が3 dBmである場合、TX EIRPフィールドの値を3に設定する。
 また、通信装置(AP)100aのEIRPの精度が3 dBである場合、通信装置(AP)100aは、TX EIRPフィールドの値を128から171のいずれかに設定する。例えば、EIRPが6 dBmである場合、TX EIRPフィールドの値を130に設定する。
 A-BFT RX Antenna Gainフィールドは、A-BFTにおける通信装置(AP)100aの受信アンテナゲイン、つまり、受信q-omniアンテナ115の受信アンテナゲインを含む。
 図8は、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値と、A-BFTにおける通信装置(AP)100aの受信アンテナゲインの値との対応の一例を示す。
 A-BFTにおける通信装置(AP)100aの受信アンテナゲインの値(以下、受信アンテナゲイン)が、0 dBi以下の場合、通信装置(AP)100aは、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を0に設定する。受信アンテナゲインが0 dBiを超え63.5 dBim未満の場合、通信装置(AP)100aは、受信アンテナゲインの値を2倍し、最も近い整数値をA-BFT RX Antenna Gainフィールドに設定する。また、受信アンテナゲインが63.5 dBi以上の場合、通信装置(AP)100aは、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を254に設定する。また、通信装置(AP)100aは、受信アンテナゲインの値を通信装置(STA)100bに通知しない場合、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を255に設定する。
 図9は、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値と、受信アンテナゲインの値との対応を示す別の例を示す。通信装置(AP)100aの受信アンテナゲインの精度が1 dBである場合、通信装置(AP)100aは、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を0から63のいずれかに設定する。例えば、受信アンテナゲインの精度が1 dBであり、受信アンテナゲインが3 dBiである場合、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を3に設定する。
 また、通信装置(AP)100aの受信アンテナゲインの精度が3 dBである場合、通信装置(AP)100aは、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を64から85のいずれかに設定する。例えば、受信アンテナゲインの精度が3 dBであり、受信アンテナゲインが6 dBiである場合、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を66に設定する。
 なお、A-BFTにおいて通信装置(AP)100aはビーム幅が最も広いアンテナを使用してSSWフレームを受信するため、A-BFT RX Antenna Gainフィールドは、Wide RX Antenna Gainフィールドと呼ぶ場合がある。
 Beamed TX EIRPフィールドは、通信装置(AP)100aによるデータパケットの送信における、EIRPの値を含む。つまり、通信装置(AP)100aが送信アレイアンテナ106を制御してビームフォーミングによる送信を行う場合に用いるアンテナゲインである。通信装置(AP)100aは、Beamed TX EIRPフィールドの値を図6または図7と同様に設定する。
 Beamed RX Gainフィールドは、通信装置(AP)100aによるデータパケットの受信における、受信アンテナゲインの値を含む。つまり、通信装置(AP)100aが受信アレイアンテナ116を制御してビームフォーミングによる受信を行う場合に用いるアンテナゲインである。通信装置(AP)100aは、Beamed RX Gainフィールドの値を図8または図9と同様に設定する。
 図10は、通信装置(STA)100bによる図5のDMG Beaconフレームの受信処理の一例を示す。通信装置(STA)100bは、DMG Beaconフレームの受信処理することで、上りリンクセクタスイープにおいて、通信装置(AP)100aと接続可能か否かを判断する。
 ステップS101において、通信装置(STA)100bは、DMG Beaconフレームを受信し、受信電力を測定する。通信装置(STA)100bは、受信電力をRSSI(Receive signal strength indicator)に換算してもよい。以下、換算した受信電力を、RSSI_Beacon(単位はdBm)と表す。
 なお、ステップS101において、通信装置(STA)100bが複数のDMG Beaconフレームを受信した場合、最も受信品質が良いDMG Beaconフレームの受信電力をRSSI_Beaconと定める。
 また、通信装置(STA)100bが受信したDMG BeaconフレームのTX EIRPフィールドの値を図6または図7を用いて換算したEIRPの値をEIRP_Beacon(単位はdBm)と定める。
 また、通信装置(STA)100bが受信したDMG BeaconフレームのA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を図8または図9を用いて換算した受信アンテナゲインの値をRxGain_ABFT(単位はdBi)と定める。
 また、通信装置(STA)100bが受信したDMG BeaconフレームのBeamed TX EIRPフィールドの値を図6または図7を用いて換算したEIRPの値をEIRP_AP_Data(単位はdBm)と定める。
 また、通信装置(STA)100bが受信したDMG BeaconフレームのBeamed RX Gainフィールドの値を図8または図9を用いて換算した受信アンテナゲインの値をRxGain_AP_Data(単位はdBm)と定める。
 ステップS102において、通信装置(STA)100bは式1を用いて、図3Aの伝搬路における損失(以下、PathLoss_Beacon(単位はdB)という)を算出する。
 PathLoss_Beacon = EIRP_Beacon + RxGain_Beacon - RSSI_Beacon  (式1)
 式1において、RxGain_Beaconは、通信装置(STA)100bの図3Aにおける受信アンテナゲイン(つまり、受信q-omniアンテナのゲイン)である。
 ステップS103において、通信装置(STA)100bは、式2を用いて、図3B(つまり、A-BFT)において通信装置(AP)100aがSSWフレームを受信する電力(RSSI_ABFTという。単位はdBm)を推定する。
 RSSI_ABFT = EIRP_ABFT - PathLoss_Beacon + RxGain_ABFT  (式2)
 ここで、EIRP_ABFT(単位はdBm)は、通信装置(STA)100bがA-BFTにおいてSSWフレームを送信するEIRPである。また、通信装置(STA)100bは、図3Aと図3Bの伝搬路の損失は等しいと仮定する。
 通信装置(STA)100bは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越える場合、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS104)。感度点の値は、A-BFTのSSWフレームの送信に用いるMCS(Modulation and Coding Scheme)に対応して定められる受信電力の要求仕様である。例えば、11ad規格では、MCS0の感度点は-78 dBmである。
 通信装置(STA)100bは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越ない場合(ステップS104のNo)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信せず、処理を終了する。この場合、通信装置(STA)100bは、他の通信装置(AP)100cからのDMG Beaconフレームを受信するために、待ち受け状態に移行してもよいし、ステップS101に移行してもよい。
 なお、通信装置(STA)100bは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値に推定誤差を加算した値が感度点の値を越える場合(ステップS104のYes)、ステップS105において、A-BFTにおいてSSWフレームを送信してもよい。通信装置(STA)100bは、推定誤差を、ステップS101においての受信電力の測定において発生する誤差に応じて定めても良い。推定誤差は、例えば3 dBである。
 また、通信装置(STA)100bは、図7に示すEIRP_Beaconの精度と、図9に示すRxGain_ABFTの精度を、ステップS101における受信電力の測定精度に加算して、推定誤差を定めても良い。例えば、受信電力の測定精度が3 dB、DMG BeaconのTX EIRPフィールドの値が131(つまり、EIRPの値の精度が3dB)、DMG BeaconのA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値が40(つまり、ゲインの値の精度が1 dB)である場合、測定誤差を7 dB(3 dB + 3 dB + 1 dB)と定めても良い。
 また、通信装置(STA)100bは、ステップS101からステップS103を複数のAP(通信装置(AP)100a、通信装置(AP)100c)に対し繰り返し、AP毎にステップS103の受信電力を推定しても良い。通信装置(STA)100bは、推定した受信電力が最も大きいAPに対し、ステップS104、S105の処理を行ってもよい。
 また、通信装置(STA)100bは、ステップS101においてDMG Beaconを送信した通信装置(AP)100aとは異なるPCP/AP(通信装置(AP)100c)と無線リンクをすでに確立している場合、ステップS101において測定したDMG Beaconの電力が、通信装置(AP)100cから受信したDMG Beaconの受信電力より大きい場合に、通信装置(AP)100aに対し、ステップの処理を行ってもよい。
 通信装置(STA)100bは、ステップS104においてNoと判断した場合、通信装置(STA)100bが送信するSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達しないため、通信装置(AP)100aに対するSSWフレームの送信(ステップS105)を行わず、通信装置(AP)100cとの接続を維持する。
 通信装置(STA)100bは、ステップS104においてYesと判断した場合、通信装置(STA)100bが送信するSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達するため、通信装置(AP)100aに対するSSWフレームの送信(ステップS105)を行う。
 この場合、ステップS105の後、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100cに対し切断を通知するフレーム(例えば、Disassociationフレーム)を送信し、通信装置(AP)100aに対し接続を通知するフレーム(例えば、Associationフレーム)を送信しても良い。これにより、通信装置(STA)100bは、より受信品質のよいAPを選択して接続することができる。
 図11は、通信装置(STA)100bによる図5のDMG Beaconフレームの受信処理の別の例を示す。図10と同一のステップには同一の番号を付与し、説明を省略する。
 ステップS104において、通信装置(STA)100bは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越ない場合(ステップS104のNo)、A-BFTにおけるSSWフレームの送信(ステップS108)を行わずに、処理を終了する。
 ステップS104において、通信装置(STA)100bは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越える場合(ステップS104のYes)、式3を用いて図3Cにおける通信装置(STA)100bが受信するデータパケットの受信電力の推定値(RSSI_STA_Dataと呼ぶ)を算出する(ステップS106)。
 RSSI_STA_Data = EIRP_AP_Data - PathLoss_Beacon + RxGain_STA_Data  (式3)
 式3において、RxGain_STA_Dataは、通信装置(STA)100bの図3Cにおける受信アンテナゲイン、つまり、通信装置(STA)100bが受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定した場合の受信アンテナゲインである。
 また、式3において、通信装置(STA)100bは、図3Aと図3Cの伝搬路の損失は同等であると仮定する。
 ステップS107において、通信装置(STA)100bは、RxGain_STA_Dataの値に基づき、下りデータ通信において所望のスループットが得られるか否かを判定する。
 図12Aは、11ad規格におけるMCSに対する受信感度点(Receive sensitivity)の値の一例を示す。図12Bは、11ad規格におけるMCSに対する最大スループットの値の一例を示す。
 例えば、通信装置(STA)100bは、RxGain_STA_Dataの値と、図12Aに示す、11ad規格におけるMCSに対する受信感度点の値を比較し、受信可能な最大のMCSを決定する。例えば、RxGain_STA_Dataの値が-60 dBmである場合、RxGain_STA_Dataの値より小さい受信感度点を持つMCSは、MCS8である。つまり、図3Cにおいて通信装置(STA)100bが受信可能な最大のMCSは8である。
 また、通信装置(STA)100bは、図12Bに示す、11ad規格におけるMCSに対する最大スループットの値に基づき、受信可能な最大のスループットを算出しても良い。例えば、RxGain_STA_Dataの値が-60 dBmである場合、通信装置(STA)100bが受信可能な最大のMCSは8であるから、最大スループットは2310 Mbpsである。
 通信装置(STA)100bは、ステップS106において算出された受信可能な最大のMCSが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS108)。一方、通信装置(STA)100bは、ステップS106において算出された受信可能な最大のMCSが、あらかじめ定められた値未満である場合(ステップS107のNo)、A-BFTにおけるSSWフレームの送信(ステップS108)を行わずに、処理を終了する。
 また、通信装置(STA)100bは、ステップS106において算出された受信可能な最大のスループットが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS108)。一方、通信装置(STA)100bは、ステップS106において算出された受信可能な最大のスループットが、あらかじめ定められた値未満である場合(ステップS107のNo)、A-BFTにおけるSSWフレームの送信(ステップS108)を行わずに、処理を終了する。
 また、通信装置(STA)100bは、ステップS101においてDMG Beaconを送信した通信装置(AP)100aとは異なるPCP/AP(以下、別のPCP/APと呼ぶ)と無線リンクをすでに確立している場合、ステップS106において算出された受信可能な最大のMCSが、別のPCP/APとの間で利用可能なMCSより大きい場合(ステップS107のYes)、ステップS108において、SSWフレームを送信する。一方、通信装置(STA)100bは、ステップS106において算出された受信可能な最大のMCSが、別のPCP/APとの間で利用可能なMCS以下である場合(ステップS107のNo)、A-BFTにおけるSSWフレームの送信(ステップS108)を行わずに、処理を終了する。
 この場合、ステップS108の後、通信装置(STA)100bは、別のPCP/APに対し切断を通知するフレーム(例えば、Disassociationフレーム)を送信し、通信装置(AP)100aに対し接続を通知するフレーム(例えば、Associationフレーム)を送信しても良い。これにより、通信装置(STA)100bは、より高いスループットを実現するPCP/APを選択して接続することができる。
 また、通信装置(STA)100bは、RxGain_STA_Dataの値から推定誤差を減じた値と、図12Aの受信感度点の値を比較しても良い。これにより、通信装置(STA)100bは、スループットが同等である複数のPCP/AP間で接続断と接続を繰り返すことを避けることができる。
 また、通信装置(STA)100bは、11ad規格とは異なる別の通信手段(例えば、5GHz帯Wi-Fi通信、IEEE802.11ac規格など)を備えている場合、ステップS106において算出された受信可能な最大のスループットが、別の通信手段におけるスループットを上回る場合、A-BFTにおいてSSWフレームを送信してもよい。
 なお、通信装置(STA)100bは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越える場合(ステップS104のYes)、式4を用いて図3Dにおける通信装置(AP)100aが受信するデータパケットの受信電力の推定値(RSSI_AP_Dataと呼ぶ)を算出してもよい。
 RSSI_AP_Data = EIRP_STA_Data - PathLoss_Beacon + RxGain_AP_Data  (式4)
 式4において、EIRP_STA_Dataは、通信装置(STA)100bの図3Dにおける送信アンテナゲイン、つまり、通信装置(STA)100bが送信アレイアンテナ106をベストセクタに設定した場合の受信アンテナゲインである。
 また、式4において、通信装置(STA)100bは、図3Aと図3Dの伝搬路の損失は同等であると仮定する。
 ステップS107において、通信装置(STA)100bは、RxGain_AP_Dataの値に基づき、上りデータ通信において所望のスループットが得られるか否かを判定する。下りデータ通信について説明したように、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aが受信可能な最大のMCSを算出し、実現可能なスループットを算出しても良い。
 通信装置(STA)100bは、ステップS106において算出された通信装置(AP)100aが受信可能な最大のMCSが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS108)。
 また、通信装置(STA)100bは、ステップS106において算出された上りデータ通信において実現可能なスループットが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS108)。
 なお、通信装置(STA)100bは、下り及び上りデータ通信の両方において、実現可能なスループットが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信してもよい(ステップS108)。
 なお、通信装置(AP)100aは、EDMG TX RX Infoエレメントに関する情報をミリ波通信(11ad及び11ay)以外の通信方式を用いて通知しても良い。
 なお、通信装置(AP)100aは、図11のステップS101において、MIMOストリーム数の情報をDMG Beaconに含めて送信しても良い。通信装置(STA)100bは、DMG Beaconに含まれる通信装置(AP)100aのMIMOストリーム数の情報と、通信装置(STA)100bのMIMOストリーム数の情報から、実現可能なMIMOストリームを算出する。例えば、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aと通信装置(STA)100bとMIMOストリームのうち小さい数字を選択しても良い。
 通信装置(STA)100bは、図11のステップS107において、算出した実現可能なスループットに実現可能なMIMOストリームの値を乗算して、MIMOにおける実現可能なスループットを算出しても良い。通信装置(STA)100bは、MIMOにおける実現可能なスループットの値を用いて、所望の下りスループットが得られるか否かを判定しても良い。
 なお、通信装置(STA)100bは、MIMOにおける実現可能なスループットを算出する場合、図11のステップS106において、式3を用いて算出したデータフレームの受信電力から、MIMOストリーム数に応じた値を減じても良い。例えば、通信装置(STA)100bは、MIMOストリーム数が2の場合、2ストリームに電力が分散されるとみなし、算出した受信電力から3 dBを減じても良い。
 なお、通信装置(AP)100aは、図11のステップS101において、チャネルボンディング及びチャネルアグリゲーションのチャネル数の情報をDMG Beaconに含めて送信しても良い。
 通信装置(STA)100bは、MIMOの場合と同様に、チャネルボンディング及びチャネルアグリゲーションにおける実現可能なスループットを算出しても良い。つまり、通信装置(STA)100bは、実現可能なスループットの値にチャネル数を乗算しても良い。また、算出した受信電力をチャネル数に応じて調整しても良い。例えば、2チャネルの場合3 dBを減じ、4チャネルの場合6 dBを減じても良い。
 なお、本実施の形態では、通信装置(AP)100aがDMG Beaconを送信し、通信装置(STA)100bがA-BFTにおいてSSWフレームを送信する場合を一例として説明したが、通信装置(STA)100bがDMG Beaconを送信し、通信装置(AP)100aがA-BFTにおいてSSWフレームを送信してもよい。
 以上のように、実施の形態1では、通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bにおいてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達するか否かを判定することができ、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)100bの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
 また、実施の形態1では、通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bにおいて所望のデータスループットで通信可能か否かを判定することができ、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)100bの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
 また、実施の形態1では、通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bにおいてデータスループットを推定することができるできるため、最もデータスループットが高いPCP/AP及び通信方式を選択することができる。
 (実施の形態2)
 実施の形態1では、DMG Beaconフレームに、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールド、Probe RequestフレームにBeamed TX EIRPフィールド及びBeamed RX Gainフィールドを含めて送信したが、実施の形態2は、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドを含めて送信し、更に、Probe RequestフレームにBeamed TX EIRPフィールド及びBeamed RX Gainフィールドを含めて送信する場合について説明する。
 図13は、通信装置(AP)100a(以下、AP1)と通信装置(STA)100b(以下、STA1)が通信を行う手順の一例を示す図である。
 ステップS201では、AP1がセクタを変え、各セクタにおいて各DMG Beaconフレームを送信する。図14は、DMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す。図14のDMG Beaconフレームは、Frame BodyにSSW(Sector Sweep)フィールドを含む。また、SSWフィールドは、TX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドを含む。
 図14におけるTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドは、図5と同様に用いるが、図5とビット数が異なる。図15は、TX EIRPフィールドの値の一例を示す。TX EIRPフィールドは4ビットであり、値は、5 dBステップと定める。また、図16は、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値の一例を示す。A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値は2ビットで表示され、A-BFT RX Antenna Gain の値は、5 dBステップと定める。なお、A-BFT RX Antenna Gainの値が未定義である場合に、AP1は、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を0(つまり、A-BFT RX Antenna Gainの最小値)と設定しても良い。
 ステップS202では、STA1は、ステップS201で受信したTX EIRPの値及びA-BFT RX Antenna Gainの値を用いて、図3B(つまり、A-BFT)において通信装置(AP)100aがSSWフレームを受信する電力(RSSI_ABFT)を式1及び式2を用いて推定する。
 RSSI_ABFTの値が、A-BFTにおけるSSWフレームの感度点(例えば、11ad規格におけるMCS0の感度点である-78 dBm)以上である場合、STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームを送信する。
 AP1は、ステップS202においてSSWフレームを受信し、ステップS203においてSSW-FBフレームを送信する。
 ステップS204では、STA1は、Probe Requestフレームを送信し、AP1からのProbe Responseフレームを要求する。
 ステップS205では、AP1は、Probe Reponseフレームを送信する。図17は、Probe Reponseフレームの一例を示す。
 Probe Responseフレームは、STA1がAP1へ接続(アソシエーション)するために必要な情報を含む。例えば、SSID(Service set identifier)フィールドやDMG Capabilitiesフィールドを含む。また、EDMG TX RX Infoフィールドを含む。
 EDMG TX RX Infoフィールドの構成は、実施の形態1(図5を参照)と同様である。
 ステップS205において、STA1は、図11のステップS106と同様の手順及び式3、式4を用いて、RSSI_STA_Data及びRSSI_AP_Dataの値を算出し、AP1に対し、所望のデータスループットが実現可能か否かを判定する。
 STA1は、所望のデータスループットが実現可能であると判定した場合、AP1に対し、Association Requestフレームを送信し、アソシエーションを行う。なお、STA1は、AP1へのアソシエーションを行った後、SLS及びBRPを用いて受信アレイアンテナのビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。また、STA1は、AP1へのアソシエーションを行った後、SLS及びBRPを用いて送信アレイアンテナの高精度のビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。つまり、STA1は、ステップS202(A-BFT)で用いたセクタに比べさらにビーム幅を狭くしてゲインを高め、SLS及びBRPを行う(ステップS206)。
 また、AP1は、STA1がAP1へのアソシエーションを行った後、SLS及びBRPを用いて受信アレイアンテナのトレーニング及び送信アレイアンテナの高精度のビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。つまり、AP1は、ステップS201(DMG Beaconの送信)で用いたセクタに比べさらにビーム幅を狭くしてゲインを高め、SLS及びBRPを行う。
 なお、STA1は、所望のデータスループットが実現可能でないと判断した場合、AP1に対しAssociation Requestフレームを送信しない。この場合、他のAP(例えばAP2)からのDMG Beaconを待ちうけ、受信しても良い(ステップS201A)。
 STA1は、ステップS201Aにおいて他のAPからDMG Beaconを受信した場合、ステップS202以降の処理を他のAPに対して行ってもよい。
 このように、STA1は、所望のスループットを実現できないAP(例えばAP1)との接続を避け、所望のスループットを実現できる可能性のあるAP(例えばAP2)へのA-BFTを行うため、適切なAPへの接続を行うことができる。
 AP1は、ステップS201、S203、S205において、DMG Beaconフレーム、SSW-FBフレーム及びProbe Responseフレームを、同じEIRPで送信する。また、STA1は、ステップS201、S203、S205において、DMG Beaconフレーム、SSW-FBフレーム及びProbe Responseフレームを、受信q-omniアンテナ115を用いて受信する(図3Aを参照)。つまり、AP1のEIRP及びSTA1の受信アンテナゲインは、下りデータ通信時(図3Cを参照)と異なる。従って、STA1は、DMG Beaconフレーム、SSW-FBフレーム及びProbe Responseフレームの受信電力に基づいて、データスループットを推定することは困難である。
 一方、実施の形態2の通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドを含めて送信し、Probe RequestフレームにBeamed TX EIRPフィールド及びBeamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bは、アソシエーション前に、所望のスループットを実現できるか判断することが可能となり、適切なAPとの接続を行うことができる。
 実施の形態2の通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドを含めて送信し、Probe RequestフレームにBeamed TX EIRPフィールド及びBeamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、実施の形態1に比べDMG Beaconフレームを短くすることができる。
 通信装置(AP)100aはセクタを変えながら複数のDMG Beaconフレームを送信するため、DMG Beaconフレームを短くすることにより、STAとの接続に要する時間を短縮し、他のSTAへの干渉を減らすことができる。
 (実施の形態2の変形例)
 実施の形態2は、DMG Beaconフレームにおいて、TX EIRPの値とA-BFT RX Antenna Gainの値をそれぞれ、送信したが、実施の形態2の変形例では、TX EIRPの値とA-BFT RX Antenna Gainの値の差分をDMG Beaconフレームにて送信する。
 図18は、DMG Beaconフレームのフォーマットの別の例を示す。図18のDMG Beaconフレームは、Frame BodyにSSWフィールドを含み、SSWフィールドにDifferential Gainフィールドを含む。
 図19は、Differential Gainフィールドの値の一例を示す。Differential Gainの値(DIFF_Gain_Beacon)は、TX EIRPの値とA-BFT RX Antenna Gainの値の差を表し、式5により算出される。
 DIFF_Gain_Beacon = EIRP_Beacon - RxGain_ABFT  (式5)
 Differential Gainの値の精度と、式4で算出された値とに応じ、AP1は、図19を用いてDifferential Gainフィールドの値を決定する。例えば、Differential Gainの値の精度が3 dBであり、式5で算出されたDifferential Gainの値が9 dBである場合、Differential Gainのフィールドの値は3である。
 なお、STA1は、図14のDMG Beaconを受信した場合、式5を用いてDIFF_Gain_Beaconの値を算出しても良い。
 図13のステップS201では、STA1は、受信したDifferential Gainの値を用いて、図3B(つまり、A-BFT)において通信装置(AP)100aがSSWフレームを受信する電力(RSSI_ABFT)を式1と式2と式5を組み合わせた式6を用いて推定する。
 RSSI_ABFT
 = EIRP_ABFT - PathLoss_Beacon + RxGain_ABFT
 = EIRP_ABFT - (EIRP_Beacon + RxGain_Beacon - RSSI_Beacon) + RxGain_ABFT
  = RSSI_Beacon + EIRP_ABFT -RxGain_Beacon - (EIRP_Beacon - RxGain_ABFT)
  = RSSI_Beacon + EIRP_ABFT -RxGain_Beacon - DIFF_Gain_Beacon  (式6)
 式6において、RSSI_Beaconは、STA1が図13のステップS201において測定したDMG Beaconの受信電力強度である。また、RxGain_BeaconはSTA1のDMG Beaconフレーム受信時のアンテナゲインであり、EIRP_ABFTはSTA1のA-BFT時における送信EIRPである。つまり、STA1は、図13のステップS201においてDIFF_Gain_Beaconの値を受信するので、式6を用いてRSSI_ABFTの値を算出することができる。
 これにより、STA1は、図13のステップS202におけるSSWフレームの送信を行う前に、SSWフレームがAP1へ到達可能か否かを判別できる。
 図20は、Probe Responseフレームのフォーマットの別の例を示す。図20のProbe Responseフレームは、図17と異なり、Relative Beamed TX EIRPフィールド及びRelative Beamed RX Gainフィールドを含む。
 Relative Beamed TX EIRPフィールドは、式7に定める、EIRP_AP_Dataの値とEIRP_Beaconの値の差(以下、EIRP_AP_Relativeと表記)を表す。
 EIRP_AP_Relative = EIRP_AP_Data - EIRP_Beacon  (式7)
 図21は、Relative Beamed TX EIRPフィールドの値の例を示す。図9、図18と同様に、通信装置(AP)100aは、EIRP_AP_Relativeの値と精度に応じて、Relative Beamed TX EIRPフィールドの値を選択する。
 Relative Beamed Rx Gainフィールドは、式8に定める、RxGain_AP_Dataの値とRxGain_ABFTの値の差(以下、RxGain_AP_Relativeと表記)を表す。
 RxGain_AP_Relative = RxGain_AP_Data - RxGain_ABFT  (式8)
 Relative Beamed Rx Gainフィールドの値は、Relative Beamed TX EIRPフィールドと同様に、通信装置(AP)100aは、EIRP_AP_Relativeの値と精度に応じて値を選択する(図21を参照)。
 図13のステップS205において、STA1は、式9を用いてRSSI_STA_Dataの値を算出し、下りデータリンク(図3C)において所望のMCS及びデータスループットを実現できるか否かを判定する。
 RSSI_STA_Data
   = EIRP_AP_Data - PathLoss_Beacon + RxGain_STA_Data
   = EIRP_AP_Data - (EIRP_Beacon + RxGain_Beacon - RSSI_Beacon)+RxGain_STA_Data
   = RSSI_Beacon+(EIRP_AP_Data -EIRP_Beacon)+(RxGain_STA_Data - RxGain_Beacon)
   = RSSI_Beacon + EIRP_AP_Relative + (RxGain_STA_Data - RxGain_Beacon)  (式9)
 式9において、RSSI_Beaconは、STA1が図13のステップS201において測定したDMG Beaconの受信電力強度である。また、RxGain_BeaconはSTA1のDMG Beaconフレーム受信時のアンテナゲインであり、RxGain_STA_Dataは、STA1のデータ通信時における受信アンテナゲインである。つまり、STA1は、ステップS205においてEIRP_AP_Relativeの値を受信するので、式8を用いてRSSI_STA_Dataの値を算出することができる。
 また、図13のステップS205において、STA1は、式10を用いてRSSI_AP_Dataの値を算出し、上りデータリンク(図3D)において所望のMCS及びデータスループットを実現できるか否かを判定してもよい。
 RSSI_AP_Data
   = EIRP_STA_Data - PathLoss_Beacon + RxGain_AP_Data
   = EIRP_STA_Data - (EIRP_Beacon + RxGain_Beacon - RSSI_Beacon)+RxGain_AP_Data
   = RSSI_Beacon - (EIRP_Beacon - RxGain_AP_Data)+(EIRP_STA_Data - RSSI_Beacon)
   = RSSI_Beacon + (RxGain_STA_Data - RxGain_Beacon)
    - (DIFF_Gain_Beacon + RxGain_ABFT - RxGain_AP_Relative - RxGain_ABFT)
   = RSSI_Beacon + (RxGain_STA_Data - RxGain_Beacon)
(DIFF_Gain_Beacon - RxGain_AP_Relative)  (式10)
 式10において、RSSI_Beaconは、STA1が図13のステップS201において測定したDMG Beaconの受信電力強度である。また、RxGain_BeaconはSTA1のDMG Beaconフレーム受信時のアンテナゲインであり、RxGain_STA_Dataは、STA1のデータ通信時における受信アンテナゲインである。つまり、STA1は、図13のステップS201においてDIFF_Gain_Beaconの値を受信し、ステップS205においてRxGain_AP_Relativeの値を受信するので、式9を用いてRSSI_AP_Dataの値を算出することができる。
 なお、本実施の形態では、通信装置(AP)100aがDMG Beacon及びProbe Responseフレームにアンテナゲインに関する情報を含めて送信する場合を一例として説明したが、通信装置(STA)100bがDMG Beaconを送信する場合も同様である。この場合、図13のステップS201、S202、S203のフレームの送信方向は逆であり、ステップS201において、通信装置(STA)100bは、図14のDMG Beaconフレームを送信する。また、図13と異なり、通信装置(STA)100bは、ステップS204のProbe RequestフレームにEDMG TX RX Infoエレメント(図17を参照)を含めて送信する。
 通信装置(AP)100aは、EDMG TX RX Infoエレメントに含まれる値を用いて実現可能なスループットを計算し、所望のスループットが実現可能か否かを判定する。実現可能で無い場合、通信装置(AP)100aは、ステップS206においてAssociation Requestを受信した後に、Association Responseにアソシエーション不許可を通知するフィールド(例えばstatus code)を含めて送信する。
 また、通信装置(AP)100aは、算出した実現可能なスループットを、図示しない制御装置に通知しても良い。制御装置は、複数のAP(例えば通信装置(AP)100a、通信装置(AP)100c)から、通信装置(STA)100bに関する実現可能なスループットの値を受信し、最も高い値であるAP(例えば通信装置(AP)100a)に対して、通信装置(STA)100bとのアソシエーションを推奨する信号を送信する。また、通信装置(STA)100bとのアソシエーションを推奨するAPのアドレス(例えば通信装置(AP)100aのアドレス)を、複数のAPに通知してもよい。
 例えば通信装置(AP)100aは、通信装置(STA)100bとのアソシエーションを推奨する信号を受信した場合、図13のステップS206においてAssociation Requestを受信したときに、Association ResponseをSTA1へ送信してSTA1のアソシエーションを許可しても良い。
 また、通信装置(AP)100aは、通信装置(STA)100bとのアソシエーションを推奨する信号を受信しない場合、図13のステップS206においてAssociation Requestを受信したときに、Association Responseにアソシエーション不許可を通知するフィールド(例えばstatus code)を含めてSTA1へ送信してもよい。
 また、通信装置(AP)100aは、ステップS205において、制御装置により通知された、通信装置(STA)100bとのアソシエーションを推奨するAPのアドレスをProbe Responseフレームに含めて、通信装置(STA)100bへ送信しても良い。
 また、通信装置(AP)100aは、DMG Beacon毎に送信電力及びゲインを変えて送信してもよい。通信装置(AP)100aは、各DMG BeaconのDifferential Gainフィールドに、各DMG Beaconの送信電力及びゲイン、及び受信q-omniアンテナ115のゲインに応じたDifferential Gainの値を設定して送信しても良い。例えば、通信装置(AP)100aは、送信アレイアンテナ106の指向性を正面方向に制御した場合に最大のゲインを持ち、正面方向と異なる方向に指向性を制御した場合に最大のゲインに比べ数dB小さいゲインを持つと設定してもよい。
 また、通信装置(AP)100aは、受信q-omniアンテナ115のゲインは無線信号の到来方向に応じて異なるゲインを持っても良い。通信装置(AP)100aは、各DMG BeaconのDifferential Gainフィールドに、送信EIRPの値と、各DMG Beaconの送信方向に対応する受信q-omniアンテナ115のゲインの値に応じたDifferential Gainの値を設定して送信しても良い。
 以上により、通信装置(STA)100bは、通信品質の良いAPとアソシエーションすることが可能となる。
 実施の形態2の変形例の通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにDIFF_Gain_Beaconフィールドを含めて送信し、Probe RequestフレームにRelative Beamed TX EIRPフィールド及びRelative Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bは、アソシエーション前に、所望のスループットを実現できるか判断することが可能となり、適切なAPとの接続を行うことができる。
 実施の形態2の変形例の通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにDIFF_Gain_Beaconフィールドを含めて送信し、Probe RequestフレームにRelative Beamed TX EIRPフィールド及びRelative Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、実施の形態1に比べDMG Beaconフレームを短くすることができる。
 通信装置(AP)100aはセクタを変え、各セクタにおいて各DMG Beaconフレームを送信するため、DMG Beaconフレームを短くすることにより、STAとの接続に要する時間を短縮し、他のSTAへの干渉を減らすことができる。
 (実施の形態3)
 実施の形態1及び実施の形態2では、通信装置(STA)100bは、1つの通信装置(AP)100aから受信したDMG Beaconフレームに基づいて、SSWフレームの送信の有無を判断していたが、実施の形態3は、複数の通信装置(AP)100aから受信したDMG Beaconフレームに基づいて、SSWフレームの送信の有無を判断する。
 図22は、通信装置(AP)100a(以下、AP1)と通信装置(STA)100b(以下、STA1)が通信を行う手順の一例を示す図である。
 ステップS301では、AP1はDMG BeaconフレームにNeighbor Reportエレメントを含めて送信する。なお、STA1は、ステップS301以前において、AP1のアソシエーションを完了している。
 図23は、DMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す。Neighbor Reportエレメントは、AP1が検出した、AP1の近くに存在するAP(例えばAP2)の情報を含む。AP1は、DMG Beaconフレームにおいて、Neighbor ReportエレメントのOptional Subelements部分にEDMG TX RX Infoフィールドを含めて送信する。
 図23のEDMG TX RX Infoフィールドは、図5(実施の形態1)のEDMG TX RX Infoエレメントの先頭のElement IDフィールドとLengthフィールドを取り除いたフィールドと同等である。つまり、EDMG TX RX Infoフィールドは、TX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含む。これらのフィールドの値の定め方は、実施の形態1に示したとおりである。
 但し、実施の形態1の図5では、EDMG TX RX Infoフィールドの値を、AP1に関する情報を含めたが、図23では、AP2に関する情報を含める。つまり、図23のTX EIRPフィールドは、AP2のEIRP_Beaconの値を含み、A-BFT RX Antenna Gainフィールドは、AP2のRxGain_ABFTの値を含む。
 AP2は、ステップS301の前に、AP2に関するTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドの値をAP1に対して通知する。
 ステップS302において、STA1は、AP2が送信したDMG Beaconフレームを受信する。なお、AP2は、DMG Beaconフレームの長さを短縮するため、EDMG TX RX InfoフィールドをDMG Beaconに含めなくてもよい。
 STA1は、ステップS301のNeighbor Reportに含まれるAP2のEDMG TX RX Infoフィールドの値を用いて、式1、式2に基づき、A-BFTにおけるSSWフレームがAP2に到達するか否かを判断する。また、STA1は、式1、式2に基づき、AP2との下り及び上りデータ通信において、所望のデータスループットを実現できるか否か、例えば、AP1とのデータ通信におけるデータスループットを上回るか否かを判断する。
 STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームがAP2に到達可能であり、かつ、AP2との下り及び上りデータ通信において、所望のデータスループットを実現できると判断した場合に、AP2に対してA-BFTにおけるSSWフレームを送信する(ステップS303)。
 STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームがAP2に到達可能ではない、または、AP2との下り及び上りデータ通信において、所望のデータスループットの実現が困難であると判断した場合に、AP2に対してA-BFTにおけるSSWフレームを送信しない。この場合、STA1は、AP1とのアソシエーションを継続し、AP1との通信を行ってもよい(ステップS304)。
 AP1は、一定期間毎にDMG BeaconフレームにNeighbor Reportを含めもよい。例えば、AP1は、10個のビーコンインターバルに一度、Neighbor Reportを含めてもよい。つまり、AP1は、9個のビーコンインターバルでは、DMG BeaconにNeighbor Reportを含めず、1個のビーコンインターバルでは、BTI期間中の全てのDMG BeaconにNeighbor Reportを含める。
 これにより、DMG Beaconフレームの送信に要する時間を短縮でき、他のSTAへの干渉を低減することができる。
 STA1は、AP1とアソシエーションしているため、DMG Beaconフレームを毎回受信する。従って、Neighbor Reportが一定期間毎にDMG Beaconに含まれる場合であっても、STA1は、Neighbor Reportを含むDMG Beaconを受信できる。
 STA1は、受信したNeighbor Reportを記憶しておき、必要に応じてNeighbor Reportに含まれるAP2のEDMG TX RX Infoフィールドの値を利用することができる。従って、STA2は、ステップS302においてAP2からDMG Beaconを受信した場合、式1~式4の計算を行うことができ、A-BFTの送信を行うことなく、AP2への接続可否を判断できる。
 AP2は、一定期間毎にDMG BeaconフレームにEDMG TX RX Infoエレメント(図5を参照)を含めて送信しても良い。これにより、AP2は、DMG Beaconフレームのデータ量を大きく増やすことなく、AP2におけるEDMG TX RX Infoフィールドの値をAP1に通知することができる。
 図24は、DMG Beaconフレームの別の例を示す。図23と異なり、図24のEDMG TX RX Infoフィールドは、Differential Gainフィールド(図18と同様)、Relative Beamed TX EIRPフィールド、Relative Beamed RX Gainフィールド(図20と同様)を含む。
 AP1は、図24のDMG Beaconフレームのフォーマットを用いることで、図23に比べ、DMG Beaconのフレーム長を短縮することができる。
 図25は、AP1が、AP2に関するEDMG TX RX Infoフィールドを、Neighbor Report Responseフレームに含めて送信する手順の一例を示す。
 ステップS301Aでは、STA1は、AP1に対しNeighbor Report Requestフレームを送信する。
 ステップS301Bでは、AP1は、STA1に対しNeighbor Report Responseフレームを送信する。図26は、Neighbor Report Responseフレームの一例を示す。図26のEDMG TX RX Infoフィールドの構成は、図25と同様である。
 AP1は、EDMG TX RX Infoフィールドを含むNeighbor Reportエレメントを、Association Responseフレーム、Authenticationフレーム、DMG Beaconフレーム、Neighbor Report Responseフレーム、BSS Transition Management Queryフレーム、BSS Transition Management Request及びBSS Transition Management Responseフレームに含めても良い。
 なお、AP1は、EDMG TX RX Infoフィールドを含むNeighbor Reportエレメントに関する情報をミリ波通信(11ad及び11ay)以外の通信方式を用いて通知しても良い。
 実施の形態3の通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにおけるNeighbor Reportエレメントにおいて他のAPに関するTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bは、アソシエーション前に、所望のスループットを実現できるか否かを判断することが可能となり、適切なAPとの接続を行うことができる。
 実施の形態3の通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにおけるNeighbor Reportエレメントにおいて、一定期間毎に、他のAPに関するTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、DMG Beaconフレームの送信に要する時間を短くすることができる。
 実施の形態3の通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにおけるNeighbor Reportエレメントにおいて他のAPに関するDifferential Gainフィールド、Relative Beamed TX EIRPフィールド、Relative Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bは、アソシエーション前に、所望のスループットを実現できるか判断することが可能となり、適切なAPとの接続を行うことができる。
 (実施の形態4)
 実施の形態1から3では、通信装置(STA)100bはDMG Beaconに基づいて、SSWフレームを送信するか否かを判断し、送信しないと判断した場合は、通信装置(AP)100aとの接続を中断していた。実施の形態4では、DMG Beaconに基づいて、SSWフレームを送信しないと判断した場合であっても、他の無線方式を用いて、無線リンクの確立に必要な情報を送信する方法について説明する。
 図27は、通信装置(AP)100a(以下、AP1)と通信装置(STA)100b(以下、STA1)が通信を行う手順の一例を示す図である。図27では、AP1とSTA1は、ミリ波通信(11ad及び11ay)の他に、ミリ波通信とは異なる通信方式(以下、WLANという)に対応する無線部を含む。
 WLANの例として、2.4 GHz帯及び5 GHz帯を用いるIEEE802.11n方式がある。また、WLANの別の例として、2.4 GHz帯を用いるBluetooth(登録商標)方式がある。また、WLANの代用として、セルラ通信(例えば、LTE、Long Term Evolution)を用いても良い。なお、WLANの別の例として、ミリ波通信(IEEE802.11ad, IEEE802.11ay)のマルチホップ通信(リレーとも呼ばれる)を用いてもよい。つまり、通信装置(STA)100bは、ベストセクタに関する情報をFeedback frameに含めて送信する場合、WLANを用いるかわりに、マルチホップ通信を用いてもよい。
 図27では、AP1とSTA1は、WLANを用いてデータ通信可能な状態である。つまり、AP1とSTA1は、WLANがIEEE802.11ac方式である場合、STA1はAP1にアソシエーションしている状態であり、WLANがLTEである場合、STA1はAP1にアタッチしている状態である。
 また、図27では、AP1は、受信q-omniアンテナ115を用いてパケットを受信する場合、STA1が送信するSSWフレームの受信が困難である状態を示す。つまり、AP1及びSTA1は、図3Bに示す状態に該当するため、セクタスイープによる通信が困難である。一方、AP1及びSTA1は、図3A、図3C、図3Dに示す状態に該当するため、ベストセクタに設定することができる場合、データ通信が可能である。
 AP1の送信アレイアンテナ106及び受信アレイアンテナ116のゲインが、STA1の送信アレイアンテナ106及び受信アレイアンテナ116のゲインに比べ大きい場合、図27に示す状況が発生する。例えば、AP1が多数のアンテナ素子数を備える無線基地局もしくはアクセスポイントであり、STA1が比較的少数のアンテナ素子数を備えるモバイル端末(例えば携帯電話、スマートフォン)である場合が該当する。
 また、AP1は、アンテナレシプロシティ(Antenna Reciprocity)を持つ。つまり、送信アレイアンテナ106と受信アレイアンテナ116は指向性パターンが概ね等しい。従って、送信アレイアンテナ106におけるベストセクタは、受信アレイアンテナ116におけるベストセクタである可能性が高い。また、送信アレイアンテナ106におけるベストセクタは、受信アレイアンテナ116において準ベストセクタ(つまり、ベストセクタの場合に近いゲインを持つセクタ)以上であり、受信アレイアンテナ116におけるベストセクタは、送信アレイアンテナ106において準ベストセクタ以上である。
 ステップS401では、AP1は、セクタを変え、各セクタにおいて各DMG Beaconフレームを送信する。AP1は、DMG Beaconフレームに、TX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antennaフィールドを含めて送信しても良い(図5及び図14を参照)。また、AP1は、DMG Beaconフレームに、Differential Gainフィールドを含めて送信しても良い(図18を参照)。
 また、AP1は、DMG BeaconにAntenna Reciprocityの情報を含め、AP1がアンテナレシプロシティを持つことをSTA1に通知する。
 ステップS401では、STA1は、AP1に対して図3Aに示す位置関係にあり、DMG Beaconを受信可能である。
 STA1は、DMG Beaconフレームの受信電力(RSSI_Beacon)及びDMG Beaconフレームに含まれる情報(例えば、TX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antennaフィールドの値)を用いて、A-BFTにおけるSSWフレームがAP1へ到達可能か否かを判定する。
 STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームがAP1へ到達困難と判定した場合、SSWフレームを送信しない。
 なお、STA1は、A-BFTにおいてSSWフレームを送信し、AP1からのSSW-FBフレームを受信したか否かにより、SSWフレームがAP1へ到達可能か否かを判定してもよい(ステップS402)。
 A-BFTにおいては、AP1は、STA1以外の別のSTAからSSWフレームを受信する場合がある。つまり、A-BFTにおいては、AP1は受信q-omniアンテナ115を用いてパケットを受信する。つまり、AP1とSTA1との関係は図3Bに該当するため、A-BFTにおいてSTA1が送信したSSWフレームはAP1へ到達困難である。
 STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームがAP1へ到達困難であると判断した場合、WLANを用いて、AP1に対してFeedback frameを送信する。STA1は、DMG Beaconの受信において選択したベストセクタの情報を、Feedback frameに含めて送信する(ステップS403)。
 図28は、Feedback frameの一例を示す。Headerフィールドは、WLANにおいて用いられるヘッダである。例えば、Headerフィールドは、送信先アドレス(AP1のMACアドレス)、送信元アドレス(STA1のMACアドレス)、フレーム長などを含む。
 DMG Source Addressフィールドは、11adデバイスとしての送信元アドレス(STA1のMACアドレス)を含む。また、DMG Destination Addressフィールドは、11adデバイスとしての送信先アドレス(AP1のMACアドレス)を含む。つまり、AP1及びSTA1は、Headerフィールドに含むWLANとしてのMACアドレスと、11adとしてのMACアドレスが異なっていてもよい。
 DMG Capabilitiesフィールドは、STA1の11ad規格に関する属性に関する情報を含む。例えば、DMG Capabilitiesフィールドは、STA1がサポートするセクタ数、サポートするMCS(Modulation Coding Scheme)の番号等を含む。これらは、後述するステップS405及びS406においてAP1がSSWフレームの送受信を行うために必要な情報を含む。
 AP1は、図28のDMG Capabilitiesフィールドとして、11ad規格に定められるDMG Capabilitiesエレメントと同様のフォーマットを用いても良い。
 DMG SSW Feedbackフィールドは、STA1がDMG Beaconの受信において選択したベストセクタの情報を含む。STA1は、DMG SSW Feedbackフィールドとして、A-BFTにおけるSSWフレームが含むSSW Feedbackフィールドと同様のフォーマットを用いても良い。
 AP1は、WLANを用いてAckフレームをSTA1へ送信し、Feedback frameを受信したことを通知する(ステップS404)。
 AP1は、ステップS403においてFeedback frameを受信することにより、STA1へデータ送信する場合(つまり、図3C)に用いる送信アレイアンテナ106のベストセクタを知ることができる。また、AP1は、アンテナレシプロシティを持つため、STA1からデータ受信する場合(つまり、図3D)に用いる受信アレイアンテナ116のベストセクタを、送信アレイアンテナ106のベストセクタと同一であると設定する。
 ステップS405において、AP1は、Feedback frameに含まれる情報を用いて、SSWフレームをSTA1へ送信する(つまり、ISSを行う)。例えば、AP1は、SSWフレームの宛先アドレスを、Feedback frameにより取得したSTA1の11adとしてのMACアドレスに設定して送信する。また、AP1は、Feedback frameのDMG Capabilitiesフィールドに含まれる、STA1のセクタ数の情報に応じ、送信するSSWフレームの数を決定する。
 なお、AP1は、ステップS405においてセクタを変え、各セクタにおいて各SSWフレームを送信しても良い(つまり、通常のSLS)。また、AP1は、ステップS405において、Feedback frameに含まれるベストセクタを用いて1つのSSWフレームを送信しても良い。
 ステップS406において、STA1は、セクタを変え、各セクタにおいて各SSWフレームを送信する(つまり、RSSを行う)。
 ステップS406において、AP1は、受信アレイアンテナ116を、Feedback frameに含まれるベストセクタ(Best Sector)に設定する。つまり、ステップS406において、AP1とSTA1の位置関係は、図3Dと同様になるため、STA1が送信するSSWフレームがAP1へ到達可能である。
 ステップS407において、AP1は、SSW-FBフレームを送信し、SSWフレームを受信したことをSTA1へ通知する。
 ステップS408において、STA1は、SSW-ACKフレームを送信し、SSW-FBフレームを受信したことをAP1へ通知する。
 このように、通信装置(STA)100bは、ベストセクタに関する情報をFeedback frameに含め、WLANを用いて送信するため、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達しない場合(図3B)であっても、SLSを行うことができる。
 通信装置(AP)100aは、WLANを用いてFeedbackフレームを受信した情報に基づき、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定してSLSを行うようにしたので、A-BFTにおいて通信装置(STA)100bからSSWフレームを受信しない場合(図3B)であっても、SLSを行うことができる。つまり、通信装置(AP)100aは、距離が遠い通信装置(STA)100bと通信が可能である。
 次に、STA1がAP1と11adに関してアソシエーションを行う方法について説明する。
 AP1は、受信q-omniアンテナ115を有効に設定して待ち受けを行うため、AP1とSTA1との位置関係は図3Bであり、STA1はAssociation Requestフレームを送信することが困難である。
 そこで、AP1は、ステップS408の後、送信アレイアンテナ106をベストセクタに設定し、STA1へGrantフレームを送信する(ステップS409)。なお、以降では特に断らない限り、AP1は、STA1へパケットを送信する場合に送信アレイアンテナ106をベストセクタに設定する。
 ステップS410では、STA1は、Grantを受信したことを通知するため、AP1へGrant Ackフレームを送信する。
 STA1は、ステップS409のGrantフレームに含まれる時間期間情報の範囲において、Probe Requestフレームを送信する。AP1は、ステップS409のGrantフレームに含まれる時間期間情報の範囲において、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定する(ステップS411)。
 つまり、ステップS409のGrantフレームに含まれる時間期間情報の範囲において、AP1とSTA1の位置関係は図3C及び図3Dに該当するため、STA1は、送信したパケットがAP1へ到達可能である。
 ステップS412からステップS414において、AP1はProbe Responseフレームを送信し、STA1はAssociation Requestフレームを送信し、AP1はAssociation Responseフレームを送信する。これにより、STA1は、AP1へのアソシエーションを完了する。
 このように、通信装置(STA)100bは、ベストセクタに関する情報をFeedback frameに含め、WLANを用いて送信し、Grantフレームを受信した後にAssociation Requestフレームを送信するようにしたので、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達しない場合であっても、ミリ波通信のアソシエーションを行うことができる。
 通信装置(AP)100aは、WLANを用いてFeedbackフレームを受信し、Grantフレームを送信し、Grantフレームの示す期間において前記Feedbackフレームの情報に基づき受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定してSLSを行うため、A-BFTにおいて通信装置(STA)100bからSSWフレームを受信しない場合であっても、ミリ波通信のアソシエーションを行うことができる。
 次に、STA1がAP1とミリ波通信(11ad及び11ay)を用いてデータ通信を行う方法について説明する。
 AP1は、受信q-omniアンテナ115を有効に設定して待ち受けを行うため、AP1とSTA1との位置関係は図3Bであり、STA1は11ad及び11ayを用いてデータフレームを送信することが困難である。
 図27は、AP1が、RTSフレームをSTA1へ送信し、STA1とのデータ通信を行う手順を示す(ステップS450からステップS454)。
 図27のステップS450では、AP1は、送信アレイアンテナ106をベストセクタに設定し、RTSフレームをSTA1へ送信する。STA1は受信q-omniアンテナ115でRTSフレームを受信してもよい(図3Aを参照)。
 図29は、11adにおけるRTSフレームのフォーマットを示す。Frame Controlフィールドは、フレームがRTSであることを示すType情報を含む。Durationフィールドは、マイクロ秒を単位とする時間期間の情報を含み、RTSフレームの後、AP1が通信を行う時間(TXOP、TX opportunity)を示す。RAフィールドは、受信アドレスを意味し、図27のステップS450では、AP1はRAフィールドをSTA1のMACアドレスに設定する。TAフィールドは、送信アドレスを意味し、図27のステップS450では、AP1はTAフィールドをTA1のMACアドレスに設定する。FCS(Frame check sequence)フィールドは、誤り検出符号を含む。
 STA1は、RAフィールドにSTA1のアドレスが設定されたRTSフレームをした場合、CTSフレームをAP1へ送信する。AP1は、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定し、CTSフレームを受信する。AP1がCTSフレームを受信したとき、TXOPは有効である(ステップS451)。
 TXOPを獲得したAP1は、STA1へデータフレームを送信しても良い。AP1は、STA1宛てのデータフレームにRDG(Reverse Direction Grant)フィールドを含めて送信し、STA1へデータ送信の許可を与える(ステップ452)。
 STA1は、RDG(STA1の送信を許可)を含むデータフレームを受信した場合、データフレームに、ステップS452で受信したデータフレームに対するBA(Block Ack、つまり受信確認)を含めてAP1宛てに送信する(ステップ453)。
 AP1は、ステップS453のデータフレームに対するBAをSTA1宛てに送信する(ステップS454)。
 以上のように、AP1は、RTSフレームをSTA1に送信してTXOPを獲得し、TXOPの期間において送信アレイアンテナ106及び受信アレイアンテナ106をベストセクタに設定し、RDGをSTA1に送信するため、STA1からの送信パケットが受信q-omniアンテナ115によって受信困難であっても、STA1からのデータフレームを受信アレイアンテナ106を用いて受信できる。
 AP1は、ステップS450において、RTSフレームの代わりにGrantフレームをSTA1へ送信し、ステップS451において、CTSフレームの代わりにGrant Ackフレームを受信して、STA1とのデータ通信を有効にしても良い。この手順は、ステップS409からS414と同様であるから、説明を省略する。
 なお、AP1は、ステップS409及びステップS450(Grantフレームを送信する場合)において、Grantフレームを送信する前にPollフレームをSTA1へ送信してもよい。Pollフレームを受信したSTA1は、SPR(Service period request)フレームをAP1宛てに送信し、AP1宛てに送るべきデータを持っているか否かを通知する。つまり、STA1は、AP1に対して、SPRを用いて送信時間の割り当て要求を行う。
 AP1は、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定し、SPRフレームを受信する。AP1は、SPRフレームの内容に応じ、STA1がAP1に対しデータ送信が必要と判断した場合に、ステップS409及びステップS450(Grantフレームを送信する場合)において、Grantフレームを送信しても良い。
 また、AP1は、DMG BeaconフレームにESE(Extended Schedule Element)を含め、STA1との通信を行う期間(例えば、図30のAllocation-1)をスケジュールしても良い(ステップS471)。
 図30は、11ad規格におけるESEのフォーマットを示す。AP1は、Allocation-1のSource AIDフィールドの値をSTA1のAID(Association ID)に設定し、Destination AIDフィールドの値をAP1のAIDに設定する。ここで、AIDとは、アソシエーション時にSTA毎に異なる値が決定され、アドレスの代用として用いられる値である。
 AP1は、Allocation Startフィールドに、Allocation-1の開始時刻を示す情報を含める。また、AP1は、Alloation Block Durationフィールドには、Allocation-1に係る時間を示す情報を含める。つまり、AP1は、Allocation Startフィールドが示す時刻に始まり、Alloation Block Durationフィールドが示す時間の間、STA1との通信を行うため、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定する。
 なお、AP1は、Number of Blocksフィールドに2以上の値を設定し、Alloation Block Durationフィールドが示す時間(time blockという)を複数回繰り返して、Allocation-1の時間を決定してもよい。AP1は、2つのtime blockの間には、Allocation Block Periodフィールドが示す時間の間隔を空ける。この場合、AP1は、time block毎に、STA1との通信を行うため、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定する。
 以上のように、実施の形態4の通信装置(STA)100bは、ベストセクタに関する情報をFeedback frameに含め、WLANを用いて送信するため、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達しない場合であっても、ミリ波通信のSLS、アソシエーション、データ通信を行うことができる。
 通信装置(AP)100aは、WLANを用いてFeedbackフレームを受信した情報に基づき、受信アレイアンテナ116をベストセクタに設定してSLSを行うため、A-BFTにおいて通信装置(STA)100bからSSWフレームを受信しない場合であっても、ミリ波通信のSLS及び、データ通信を行うことができ、距離が遠い通信装置(STA)100bと通信することができる。
 (実施の形態1、2の変形例)
 なお、通信装置(AP)100aは、規格に示す受信感度点(図12A)に比べ高い受信性能を持つ場合、規格の値と受信性能との差分をRxGain_ABFT及びRxGain_AP_Dataに含めて送信しても良い。
 例えば、通信装置(AP)100aは、-81 dBmのMCS0のパケットの受信に対応している場合(つまり、規格に定められる感度点-78 dBmより3 dB低い信号の受信に対応しているため、受信性能が3 dB高いという)、RxGain_ABFTの値に3 dBを加算した値をA-BFT RX Antenna Gainフィールド(図5)に含めて送信しても良い。
 規格に示す受信感度点の値(図12Aを参照)をSENSE_REF、通信装置(AP)100aの受信感度をSENSE_APと表すと、追加ゲインADD_GAIN_APは式11により算出される。
 ADD_GAIN_AP = SENSE_REF - SENSE_AP  (式11)
 通信装置(STA)100bは、図10のステップS104において、式12を満たすか否かを判定しても良い。
 RSSI_ABFT > SENSE_AP  (式12)
 式12は、式1、式2、式11を用いて、次の式13A~Cのように変形できる。
 EIRP_ABFT - PathLoss_Beacon + RxGain_ABFT > SENSE_REF - ADD_GAIN_AP  (式13A)
 EIRP_ABFT - (EIRP_Beacon + RxGain_Beacon - RSSI_Beacon) + RxGain_ABFT > SENSE_REF - ADD_GAIN_AP  (式13B)
 (EIRP_ABFT - RxGain_Beacon + RSSI_Beacon) - (EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP) > SENSE_REF  (式13C)
 図10のステップS104において、通信装置(STA)100bは、EIRP_ABFT、RxGain_Beacon、RSSI_Beacon、SENSE_REFの値を既知である。通信装置(STA)100bは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を通信装置(AP)100aから受信することにより、式13Cを用いて判定する。
 つまり、通信装置(STA)100bは、ADD_GAIN_APの値を含めてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達するか否かを判定するため、通信装置(AP)100aの受信能力が規格の感度点に比べて高い場合に、SSWフレームが通信装置(AP)100aに到達すると判定できる状況が増加する。
 通信装置(AP)100aは、図10のステップS101において、EIRP_Beacon、RxGain_ABFT、ADD_GAIN_APの値をDMG Beaconフレームに含めて送信しても良い。通信装置(AP)100aがEIRP_Beacon、RxGain_ABFTの値を送信する方法を実施の形態1で説明したが、同様にADD_GAIN_APの値を示すフィールドをDMG BeaconのEDMG TX RX Infoエレメントに含めても良い(図5を参照)。
 通信装置(AP)100aは、図10のステップS101において、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値をDMG Beaconフレームに含めて送信しても良い。通信装置(AP)100aが(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT)の値をDifferential Gainフィールド(図18を参照)に含めて送信する方法を実施の形態2の変形例で説明したが、通信装置(AP)100aは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を示すフィールドをDifferential Gainフィールドに含めて送信しても良い。
 通信装置(AP)100aは、図19の「TX EIRPの値とA-BFT RX Antenna Gainの値の差」を「(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値」と読み替えてDifferential Gainの値を決定し、図18のDMG Beaconフレームに含めて送信しても良い。
 図31は、DMG Beaconフレームのフォーマットの別の一例を示す図である。図31において、Quasi-omni TXフィールドは、DMG Beaconフレームが送信q-omniアンテナ105で送信されたか否かを示すフィールドである。また、図31において、Differential Gainフィールドは、4ビットである。
 図32は、Differential Gainフィールドの値と(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値との関係の一例を示す図である。図32において、Differential Gainフィールドの値が1増加する毎に、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値は6 dB増加する。
 通信装置(AP)100aは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値に最も近い値を図32から選択してDifferential Gainフィールドの値を決定し、送信する。通信装置(AP)100aは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を通信装置(STA)100bに通知しない場合、Differential Gainフィールドの値を15(未定義)に設定し、DMG Beaconフレームに含めて送信する。
 以上のように、通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにDifferential Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bにおいてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達するか否かを判定することができる。これにより、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)100bの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
 また、通信装置(AP)100aは、DMG Beaconを送信するEIRPの値(EIRP_Beacon)、A-BFTにおける受信アンテナゲイン(RxGain_ABFT)、規格の感度点と受信性能との差分(ADD_GAIN)の値に基づきDifferential Gainフィールドの値を算出して送信するため、通信装置(STA)100bにおいてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達するか否かを判定することができる。これにより、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)100bの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
 (実施の形態5)
 実施の形態5は、通信装置(AP)100aと通信装置(STA)100bが通信を行う実施の形態1から4と異なる方法について説明する。
 図33は、通信装置(AP)100aが送信するDMG Beaconフレームの一例を示す図である。図31のDMG BeaconフレームがQuasi-omni TXフィールド及びDifferential Gainフィールドを含むのに比べ、図33のDMG Beaconフレームは、AP Selection Parameterフィールドを含む。
 図34は、AP Selection Parameterフィールドの値の一例を示す図である。
 通信装置(AP)100aは、送信q-omniアンテナ105を用いてDMG Beaconフレームを送信する場合、AP Selection Parameterフィールドの値を0に設定する。
 通信装置(AP)100aは、送信アレイアンテナ(指向性アンテナ)106を用いてDMG Beaconフレームを送信する場合、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値に応じて、AP Selection Parameterフィールドの値を0以外の値に設定する。
 つまり、通信装置(AP)100aは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値に最も近い値(1~14)を図34から選択してAP Selection Parameterフィールドの値を決定し、送信する。通信装置(AP)100aは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を通信装置(STA)100bに通知しない場合、AP Selection Parameterフィールドの値を15(未定義)に設定し、DMG Beaconフレームに含めて送信する。
 なお、図31のDifferential Gainフィールドと異なり、AP Selection Parameterフィールドの値が1増加する毎に、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値は3dB増加する。つまり、通信装置(AP)100aは、AP Selection ParameterフィールドをDMG Beaconフレームに含めて送信することにより、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を精度よく通信装置(STA)100bに通知することができる。
 通信装置(AP)100aは、DMG Beaconフレームを送信する場合、図31のQuasi-omni TXフィールドを含めて送信する代わりに、AP Selection Parameterフィールドの値が0であるか否かによって、送信q-omniアンテナ105による送信か否かを通知するようにしたので、Quasi-omni TXフィールドを省略でき、DMG BeaconフレームにおけるReservedビットを多く、例えば、図31では1ビットであるが、図33では2ビット、確保することができる。
 図35は、通信装置(STA)100bによる図33のDMG Beaconフレームの受信処理を示すフローチャートである。また、図35は、通信装置(STA)100bがアクティブスキャン、つまり通信装置(STA)100bが通信装置(AP)100aに対してProbe Requestフレームを送信し、Probe Requestフレームを受信する処理を示す。通信装置(STA)100bは、チャネル毎に図35の手順を繰り返すことにより、通信装置(STA)100bが接続可能なアクセスポイント(例えば通信装置(AP)100a)を検出する。
 ステップS501において、通信装置(STA)100bは、DMG Beaconフレームを受信する。通信装置(STA)100bは、DMG Beaconフレームの受信電力(RSSI_Beacon)を測定する。
 ステップS502において、通信装置(STA)100bは、受信したDMG Beaconフレームを解析し、AP Selection Parameterフィールドの値を抽出する。通信装置(STA)100bは、抽出したAP Selection Parameterフィールドの値が0であるか否かを判定し、値が0である場合、例えば、DMG Beaconフレームが送信q-omniアンテナ105により送信されたと判定した場合、ステップS503に進む。AP Selection Parameterフィールドの値が1である場合、DMG Beaconフレームが指向性アンテナにより送信されたと判定し、ステップS510に進む。
 ステップS503において、通信装置(STA)100bは、A-BFTにおいて、ビームフォーミングトレーニングを行わないために、以下の処理を行う。
 通信装置(STA)100bは、受信したDMG Beaconフレームを解析し、A-BFTがスケジュールされているか否かを判定する。通信装置(STA)100bは、A-BFTがスケジュールされていない場合、ステップS504へ進む。また、通信装置(STA)100bは、A-BFTがスケジュールされている場合、A-BFT期間が完了した後、ステップS504へ進む。
 なお、ステップS503において、A-BFTがスケジュールされている場合、通信装置(STA)100bは、ステップS513へ進んでも良い(ステップS503からステップS513への遷移は図示しない)。
 ステップS504において、通信装置(STA)100bは、送信RF回路104(図4を参照)を送信q-omniアンテナ105を用いて送信するように設定し、Probe Requestフレームを送信する。
 ステップS504において、通信装置(STA)100bは、11ad規格に定められるProbe Requestフレームのフォーマットを用いて送信しても良い。また、通信装置(STA)100bは、Probe Requestフレームに、送信q-omniアンテナ105を用いて送信することを示すフィールドを含めて送信しても良い。
 ステップS505において、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aが送信するProbe Responseフレームを受信し、処理を終了する。
 次に、ステップS502において、AP Selection Parameterフィールドが0以外の値の場合について説明する。
 ステップS510において、通信装置(STA)100bは、受信したAP Selection Parameterフィールドの値から、図34を用いて(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を決定する。通信装置(STA)100bは、算出した(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値と、ステップS501で測定したRSSI_Beaconの値から、通信装置(AP)100aにおけるSSWフレームの受信電力の推定値(推定受信電力)を算出する。推定受信電力は、式13Cの左辺を用いて計算しても良い。
 ステップS511において、通信装置(STA)100bは、ステップS510で算出した推定受信電力が、感度点電力(SENSE_REF)を超えるか否かを判定する。つまり、式13Cの判定を行う。
 推定受信電力が感度点電力を超える場合、通信装置(STA)100bは、ステップS512へ進む。推定受信電力が感度点電力を超えない場合、通信装置(STA)100bは、ステップS520へ進む。
 ステップS512において、通信装置(STA)100bは、受信したDMG Beaconフレームを解析し、A-BFTがスケジュールされているか否かを判定する。A-BFTがスケジュールされていない場合、ステップS501へ戻り、次のDMG Beaconフレームを受信する。例えば、通信装置(STA)100bは、A-BFTがスケジュールされたDMG Beaconフレームを受信するまで、ステップS501からステップS512を繰り返す(この遷移は図示しない)。
 ステップS513において、通信装置(STA)100bは、受信したDMG BeaconフレームにおいてA-BFTがスケジュールされている場合(S512のYes)、通信装置(AP)100aに対しSSWフレームを送信し、ビームフォーミング(BF)トレーニングを行う。通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aが送信するSSW Feedbackフレームを受信した場合、BFトレーニングが完了したとみなす。
 また、ステップS513において、通信装置(STA)100bは、A-BFTの期間満了時にSSW Feedbackフレームを受信しない場合、BFトレーニングが未完了、またはBFトレーニングが失敗したとみなす。
 BFトレーニングの失敗の原因は、例えば、通信装置(STA)100bと、他のSTAとのSSWフレームの送信が重複した場合、SSWフレームの送信信号が競合し、通信装置(AP)100aはSSWフレームを受信せず、SSW Feedbackフレームを送信しないことがある。
 ステップS514において、通信装置(STA)100bは、BFトレーニングを完了した場合、ステップS515へ進む。また、通信装置(STA)100bは、BFトレーニングを完了しない場合、ステップS516へ進む。
 ステップS515において、通信装置(STA)100bは、ステップS513のBFトレーニングにおいて決定したベストセクタに設定した指向性アンテナを用いて、Probe Requestフレームを送信し、ステップS505へ進む。
 ステップS516において、通信装置(STA)100bは、S501で受信したDMG BeaconのAP Selection Parameterフィールドの値が0か否かを判定し、値が0である場合S504へ、値が0以外である場合S501へ進む。
 なお、ステップS516においてYesと判定されるのは、通信装置(STA)100bがステップS503からS513へ遷移した場合(この遷移は図示しない)である。なお、通信装置(STA)100bは、ステップS516の判定を省略して、ステップS516においてNoの場合と同様に、ステップS501へ遷移しても良い。
 次に、ステップS511において、通信装置(STA)100bが、推定受信電力が感度点を越えない(No)と判定した場合の通信装置(STA)100bの動作について説明する。
 ステップS520において、通信装置(STA)100bは、A-BFTを用いないBFトレーニングを実施する。通信装置(STA)100bは、A-BFTを用いないBFトレーニングとして、例えば、図27のステップS403からS408に示す、Wi-FiとDTIを用いたBFトレーニング方法を実施しても良い。また、通信装置(STA)100bは、A-BFTを用いないBFトレーニングとして、図36に示すAsymmetric Beamforming Training(後述)をDTI期間中に実施しても良い。
 ステップS520において、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aが送信するSSW Feedbackフレーム又はSSW-ACKフレーム(後述)を受信した場合、BFトレーニングが完了したとみなす。
 次に、図35のステップS520における「A-BFTを用いないBFトレーニングを実施」に対して、図36、図37、図38を用いて、DMG Beaconフレームのフィールドの説明を行う。
 図36は、図35のステップS520における、通信装置(AP)100a及び通信装置(STA)100bがA-BFTを用いないBFトレーニングの実施方法の一例を示す図である。
 まず、通信装置(AP)100aの動作について説明する。通信装置(AP)100aは、BTI(Beacon Transmission Interval)期間において、送信セクタ毎に、TRN-Rフィールドを付加したDMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dを送信する。
 図37は、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのフレームを含むPHYパケット(DMG Beaconパケットという)のフォーマットの一例を示す図である。DMG Beaconパケットは、11ad規格に定められており、STF(Short Training Field)、CEF(Channel Estimation Field)、Header(ヘッダ)、Payload(ペイロード)、AGC(Automatic Gain Control)及びTRN(トレーニング)フィールドを含む。
 通信装置(AP)100aは、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dに付加されたTRNフィールドに複数のTRN-Rサブフィールドを含めて送信する。通信装置(STA)100bは、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのTRNフィールドのTRN-Rサブフィールド毎に受信セクタを切り替えて受信を行う。通信装置(STA)100bは、受信品質が良い受信セクタを選択し、通信装置(STA)100bのベストセクタを決定する。
 通信装置(STA)100bが受信アンテナパターンレシプロシティを持つ場合、通信装置(STA)100bは、送信アンテナのベストセクタと受信アンテナのベストセクタは同一番号であると定める。例えば、通信装置(STA)100bが受信アンテナパターンレシプロシティを持ち、通信装置(STA)100bが、受信アンテナのBFトレーニングを行った場合、受信アンテナのベストセクタに加え、送信アンテナのベストセクタも決定しても良い。
 図37のDMG Beaconパケットのペイロードは、DMG Beaconフレームを含む。DMG Beaconフレームは、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、BSSIDフィールド、Frame Bodyフィールド、FCSフィールドを含む。
 図37のDMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dは、Timestampフィールド、SSW(Sector Sweep)フィールド、Extended Shechedule element(ESEという)、EDMG(Enhanced Directional Multi-Gigabit) Extended Schedule element(EDMG ESEという)を含む。
 図38は、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのSSWフィールドのフォーマットの一例を示す図である。SSWフィールドは、Directionサブフィールド、CDOWNサブフィールド、Sector IDサブフィールド、DMG Antenna IDサブフィールド、AP Selection Parameterサブフィールド、Reservedサブフィールドを含む。
 通信装置(AP)100aは、BTIにおいて、DMG Beaconフレーム毎にCDOWNサブフィールドの値を1ずつ減じたDMG Beaconフレームを、送信する。例えば、DMG Beaconフレーム5001aのCDOWNサブフィールドの値がn(nは1以上の整数)である場合、通信装置(AP)100aは、DMG Beaconフレーム5001aの次に送信するDMG Beaconフレーム5001bのCDOWNサブフィールドの値をn-1に設定する。なお、CDOWNサブフィールドの値kは、0以上の整数である。
 また、通信装置(AP)100aは、DMG Beaconフレームの送信に用いる送信アンテナの番号(セクタID)の値を、DMG BeaconフレームのSector IDサブフィールドに含めて送信する。例えば、DMG Beaconフレーム5001aのセクタIDはS(n)(S(n)は1以上64以下の整数)、DMG Beaconフレーム5001bのセクタIDはS(n-1)(S(n-1)は1以上64以下の整数)である。
 通信装置(AP)100aは、DMG Beaconフレーム5001aのAP Selection Parameterサブフィールドの値を、セクタIDがS(n)である送信EIRP、受信q-Omniアンテナのゲイン、及び追加ゲインの値に基づき定めて送信する(図34を参照)。
 DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのESEのフォーマットの一例は、例えば図30に示した。図36において、通信装置(AP)100aは、DTI(Data Transmission Interval)期間にAsymmetric BT(Beamforming Training) allcation期間をスケジュールする、例えば、時間を割り当てるため、ESEのallocationフィールドの1つ(例えばallcation-p、pは1以上の整数)のAllocation Startサブフィールドの値を、Asymmetric BT allcationの開始時刻に設定する。また、通信装置(AP)100aは、allocation-pのAllocation Block Durationサブフィールド、Number of Blocksサブフィールド及びAllocation Block Periodサブフィールドの値を、Asymmetric BT allocationの期間を表すように設定する。
 ここで、通信装置(AP)100aは、Allocation-pのSource AIDの値を255(ブロードキャストを表す値)に設定し、Allocation-pが示すAsymmetric BT allocationの期間において、任意の通信装置が送信を開始しても良いことを通知する。また、通信装置(AP)100aは、Destination AIDの値を通信装置(AP)100aのAssociation ID(例えば0)に設定してもよい。
 図39は、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのEDMG ESEのフォーマットの一例を示す図である。EDMG ESEは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、Element ID Extensionフィールド、Number of Allcationsフィールド、及びM個のChannel Allocationフィールド(Mは1以上の整数であり、qは1以上M未満の整数)を含む。
 Channel Allcationフィールドは、Scheduling Typeサブフィールド、Allocation Keyサブフィールド、Channel Aggregationサブフィールド、BW(Bandwidth)サブフィールド、Asymmetric Beamforming Trainingサブフィールド、Receive Directionサブフィールド、Reservedサブフィールドを含む。
 通信装置(AP)100aは、DTIにおいて、Asymmetric BT allocationをスケジュールする場合、Channel allocationフィールドの1つ(例えばChannel allocation-q)のAsymmetric Beamforming Trainingサブフィールドの値を1に設定する。
 また、通信装置(AP)100aは、Channel allocation-qのAllocation Keyサブフィールドに、ESEのallocation-pのAllocation Controlサブフィールド(図30を参照)の一部(例えばAllocation AIDサブフィールド、図示しない)の値を含める。
 通信装置(AP)100aは、Asymmetric Beamforming Trainingサブフィールドの値を1に設定することにより、DTIにAsymmetric BT allocationが存在することを通知し、ESEのallocation-pのAllocationのAIDの値をChannel allocation-qのAllocation Keyサブフィールドに含めることにより、Asymmetric BT allocationの開始時刻と期間が、allocation-pの開始時刻と期間と同一であることを通知する。
 また、通信装置(AP)100aは、Receive Directionサブフィールドの値を、BTIにおいて最初に送信したDMG BeaconのCDOWNの値(例えば、図36のDMG Beacon5001aのCDOWNの値、n)に設定する。この値を、CDOWN初期値という。
 ここで、図36のBTIにおける通信装置(AP)100a及び通信装置(STA)100bの処理は、図35のステップS501に相当する。まず、通信装置(AP)100aは、図37のDMG Beaconパケットを送信し、Asymmetric BTのアロケーションをスケジュールする。また、通信装置(STA)100bは、DMG Beaconパケットの受信時、DMG Beaconパケットの受信電力の測定、及びTRN-Rサブフィールドを用いる受信アンテナのトレーニングを行う。さらに、通信装置(STA)100bは、アンテナパターンレシプロシティから、送信アンテナのベストセクタを決定する。
 次に、通信装置(STA)100bは、図35のステップS502及びS511において、いずれもNoと判定した場合、図36のA-BFTにおいてSSWフレームの送信を省略する。
 次に、図36のAsymmetric BT allocationの開始時刻において、通信装置(AP)100aは、BTI中の1番目に送信したDMG Beacon(例えばDMG Beacon5001a)と同じセクタ(例えばSector IDがS(n)のセクタ。第1のセクタという)に受信アンテナを設定する。
 Asymmetric BT allocationの開始時刻から一定時間(例えば、slot time)の経過後、通信装置(AP)100aは、BTI中の2番目に送信したDMG Beacon(例えばDMG Beacon5001b)と同じセクタ(例えばSector IDがS(n-1)のセクタ。第2のセクタという)に受信アンテナを切り替える。
 なお、通信装置(AP)100aが、第1のセクタに設定する期間がスロット1(slot #1)であり、第2のセクタに設定する期間がスロット2(slot #2)である。
 このように、通信装置(AP)100aは、Asymmetric BT allocationの開始時刻から、slot time毎に、受信セクタを順次切り替えて待ち受けを行う。通信装置(AP)100aは、DMG Beaconの送信における送信セクタの切り替えと同じ順序で、Asymmetric BT allocationにおける受信セクタの切り替えを行う。
 次に、通信装置(STA)100bの動作について、説明する。通信装置(STA)100bは、BTIにおいて、DMG Beaconフレームの受信毎に、受信品質を測定し、品質の良いDMG BeaconフレームのセクタIDを、通信装置(AP)100aのベストセクタと決定する。
 例えば、通信装置(STA)100bは、BTIにおいて、受信q-omniアンテナ115を用いてDMG Beaconパケットのペイロードを受信することにより通信装置(AP)100aのベストセクタ(例えばセクタIDがS(n-2))を決定し、受信アレイアンテナ(指向性アンテナ)116を切換えて、TRN-Rフィールドを受信することにより、通信装置(STA)100bのベストセクタを決定する。
 通信装置(STA)100bは、Asymmetric BT allocationにおいて、送信セクタを通信装置(STA)100bのベストセクタに設定して、SSWフレーム5001dを送信する。
 SSWフレーム5001dが通信装置(AP)100aに到達するためには、通信装置(STA)100bは、図3Dの位置関係において、通信装置(AP)100aへSSWフレームを送信する。そこで、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aによって受信セクタがS(n-2)に設定されたスロットにおいて、SSWフレームを送信する。
 なお、通信装置(AP)100aは、通信装置(AP)100aが受信セクタをS(n-2)に設定するスロットが何れのスロットであるかを、以下のように決定する。
 BTIにおいて、通信装置(STA)100bは、受信したDMG Beaconフレームが、何番目のDMG Beaconフレームであるかを、受信時刻から判別することは困難である。なぜなら、DMG Beaconフレームの長さ(占有時間)は、可変であるためである。また、DMG Beaconフレームは送信アレイアンテナ(指向性アンテナ)106により送信されるため、通信装置(STA)100bは、全てのDMG Beaconフレームを受信しない場合がある。
 例えば、通信装置(STA)100bがBTIの開始時刻から300マイクロ秒経過後にDMG Beaconフレームを受信した場合、通信装置(STA)100bは、受信したDMG Beaconフレームが何番目のDMG Beaconフレームであるか(つまり、前述の300マイクロ秒の間に何個のDMG Beaconが送信されたか)を、時間(300マイクロ秒)を元に判別することは困難である。
 ここで、通信装置(STA)100bは、受信したDMG BeaconのReceive Directionサブフィールドに含まれるCDOWN初期値と、受信したDMG BeaconのSSWフィールドのCDOWNサブフィールドの値との差分から、受信したDMG Beaconフレームが何番目のDMG Beaconフレームであるかを判別することができる。
 例えば、図36において、図39のReceive Directionサブフィールドの値はn、ベストセクタに対応するDMG Beaconフレーム(例えばDMG Beaconフレーム5001c)のCDOWNサブフィールドの値はn-2であるから、通信装置(STA)100bは、それぞれの値の差分(n - (n-2) = 2)に1を加算し、DMG Beaconフレーム5001cは3番目に送信されたDMG Beaconフレームであると判別する。
 そこで、通信装置(STA)100bは、DTIのスロット3において、SSWフレーム5001dを送信する。通信装置(AP)100aは、スロット3において、DMG Beaconフレーム5001cを送信したセクタと同じセクタに受信セクタに設定して、SSWフレームを待ち受ける。このため、通信装置(STA)100bは、図3Dの位置関係にある通信装置(AP)100に対してSSWフレームを送信することができ、通信装置(AP)100aは、SSWフレームを受信することができる。
 ここで、通信装置(AP)100aは、通信装置(STA)100bが送信したSSWフレームを受信した場合、BFトレーニングが成功したとみなす。なお、通信装置(AP)100aは、BFトレーニングが成功したことを通知するため、通信装置(STA)100b宛にSSW-ACK(Sector Sweep Acknoledgement)フレームを送信しても良い。
 以上、図35のステップS520における「A-BFTを用いないBFトレーニングを実施」に対して説明した。
 図35のステップS521において、通信装置(STA)100bは、BFトレーニングが完了した場合(Yes)、ステップS522へ進む。また、通信装置(STA)100bは、BFトレーニングが完了しない場合(No)、ステップS516へ進む。
 ステップS522において、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aへProbe Requestフレームを送信するため、指向性TXOPを取得する。指向性TXOPを獲得するため、通信装置(STA)100bは、source(宛先)アドレスが通信装置(STA)100bであるESEを含むフレーム(例えばDMG Beacon、図27のステップS471を参照)を、通信装置(AP)100aが送信するまで、受信待ち受けを行ってもよい。
 通信装置(AP)100aは、前述のESEが指定する期間(アロケーション)において、受信アレイアンテナを、通信装置(STA)100bと通信するためのベストセクタに設定する。
 なお、通信装置(AP)100aは、EDMG ESEのReceive DirectionフィールドにベストセクタのSector IDを含め、EDMG ESEが指定する期間において、受信アレイアンテナを、通信装置(STA)100bと通信するためのベストセクタに設定しても良い(この期間を、指向性のアロケーションという)。
 例えば、通信装置(AP)100aは、EDMG ESEのアロケーションの1つ(例えばallocation-p)がAsymmetric BF allocationであると指定する場合、allocation-pのAsymmetric Beamforming Trainingフィールドを1に設定し、Receive DirectionフィールドにCDOWN初期値を含める。また、通信装置(AP)100aは、EDMG ESEの別のアロケーションの1つ(例えばallocation-q)が指向性のアロケーションであると指定する場合、allocation-pのAsymmetric Beamforming Trainingフィールドを0に設定し、Receive DirectionフィールドにベストセクタのSector IDを含める。
 なお、通信装置(AP)100aは、Asymmetric BF allocationにおいてアソシエーション前の通信装置(STA)100bからSSWフレームを受信した場合、Asymmetric BF allocationより後のBTIにおけるDMG Beaconフレームを用いて、1つ以上の指向性アロケーションを割り当てても良いし、1つ以上の指向性アロケーションを複数のビーコンインターバルにわたって割り当てても良い。
 通信装置(AP)100aは、通信装置(STA)100bがアソシエーション前か後かに応じて、指向性アロケーションの割り当て方法を決定しても良い。例えば、通信装置(STA)100bがアソシエーション前である場合、通信装置(STA)100bがProbe Requestフレーム、Association Requestフレーム、Authentication Requestフレームを送信するが、これらの制御に関するフレームのデータ量は、1つのビーコンインターバルで送信できるデータ量に占める割合が小さいため、通信装置(AP)100aは、ESE又はgrantフレームを送信して、1つのビーコンインターバルに指向性アロケーションを割り当てても良い。
 また、例えば、通信装置(STA)100bがアソシエーション後である場合、通信装置(STA)100bがデータフレームを送信するが、データフレームのデータ量は、1つのビーコンインターバルで送信できるデータ量に占める割合が大きいため、通信装置(AP)100aは、ESE又はgrantフレームを送信して、複数のビーコンインターバルに指向性アロケーションを割り当てても良い。なお、通信装置(STA)100bがアソシエーション前であっても、複数のビーコンインターバルに指向性アロケーションを割り当てても良い。
 通信装置(STA)100bは、アソシエーション後であっても、Asymmetric BF allocationにおいてSSWフレームを送信し、通信装置(AP)100aが指向性アロケーションをスケジュールすることを要求することができる。これにより、通信装置(AP)100aは、適宜、指向性アロケーションをスケジュールするので、無線リソースの利用効率を向上し、スループットを向上できる。
 また、ステップS522において、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aからのGrantフレームの送信(図27のステップS409を参照)及び通信装置(AP)100aからのRTSフレームの送信(図27のステップS450を参照)を待ち受けても良い。
 通信装置(AP)100aは、前述のGrantフレームが指定する期間(アロケーション)にわたり、通信装置(STA)100bと通信するためのベストセクタに設定する。また、通信装置(AP)100aは、前述のRTSフレームが指定する期間にわたり、通信装置(AP)100aは受信アレイアンテナ116を、通信装置(STA)100bと通信するためのベストセクタに設定する。
 ステップS523において、通信装置(STA)100bは、ステップS520のBFトレーニングにおいて決定したベストセクタに設定した送信アレイアンテナ(指向性アンテナ)106を用いて、Probe Requestフレームを送信する。通信装置(AP)100aは、受信アレイアンテナ116を、通信装置(STA)100bと通信するためのベストセクタに設定しているため、ステップS511においてNoと判定した場合(例えば、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(STA)100bから通信装置(AP)100aへ到達しない)であっても、通信装置(STA)100bが送信したProbe Responseフレームは通信装置(AP)100aに到達する。
 通信装置(STA)100bは、Probe Requestフレームを送信した後、ステップS505へ進む。
 なお、通信装置(STA)100bは、ステップS501において受信したDMG BeaconパケットがTRN-Rサブフィールドを含み、かつ、AP Selection Parameterフィールドの値が0である場合、TRN-Rサブフィールドを用いて通信装置(STA)100bのベストセクタのトレーニングを行い、ステップS504において、送信q-omniアンテナ105を用いる代わりに通信装置(STA)100bのベストセクタ(送信アレイアンテナ105)を用いてProbe Requestを送信しても良い。
 なお、通信装置(STA)100bは、ステップS501において受信したDMG BeaconパケットがTRN-Rサブフィールドを含み、かつ、ステップS502及びステップS511でNoと判定した場合に、ステップS520においてAsymmetric BTを行う代わりに、ステップS523へ進み、送信アレイアンテナ(指向性アンテナ)105を用いる代わりにWi-Fiを用いてProbe Requestフレームを通信装置(AP)100aへ送信しても良い。
 また、通信装置(STA)100bは、OCT(On-channel Tunneling)を用いてProbe Requestフレームを送信しても良い。通信装置(STA)100bは、11ad及び11ay規格のProbe Requestフレームフォーマットを、Wi-Fiを用いて送信しても良い。
 なお、通信装置(STA)100bは、Probe RequestフレームにSSW Feedbackフィールドを含めて送信しても良い。これにより、通信装置(STA)100bは、A-BFTを用いるBFトレーニング(ステップS513)及びA-BFTを用いないBFトレーニング(ステップS520)を行わずにベストセクタを通信装置(AP)100aに通知することができるので、BFトレーニングに要する遅延を削減し、BFトレーニングにおける他のSTAへの干渉を減らすことができる。
 以上、図35のステップについて説明した。
 なお、通信装置(STA)100bは、図35の動作を開始してから所定の時間が経過した場合、ステップS505を実施していなくても、図35の動作を終了する。
 以上より、通信装置(STA)100bは、図35のステップS502において、AP Selection Parameterフィールドの値が0か否かを判定し、値が0である場合に、送信q-omniアンテナ105を用いてProbe Requestフレームを送信するため、ステップS513及びステップS520のBFトレーニングの実施を省略して、Probe Responseフレームを受信できる。これにより、通信装置(STA)100bは、アクティブスキャンに要する時間を短縮することができ、通信装置(AP)100aとの初期接続動作を早期に完了し、データ通信を開始することができる。
 また、通信装置(STA)100bは、図35のステップS512において、AP Selection Parameterフィールドの値を利用して、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達するか否かを判定することができる。通信装置(STA)100bは、SSWフレームが通信装置(AP)100aに到達すると判定した場合には、A-BFTを利用してBFトレーニングを行う (ステップS513)。A-BFTを用いるBFトレーニングは、A-BFTを用いないBFトレーニングに比べて遅延が短いため、通信装置(STA)100bは、早期にBFトレーニングを完了でき、早期にアクティブスキャンを完了することができる。
 また、通信装置(STA)100bは、図35のステップS511において、SSWフレームが通信装置(AP)100aに到達しないと判定した場合、A-BFTを用いないBFトレーニング(ステップS520)を行うので、A-BFTにおいてSSWフレームの送信を抑制し、通信装置(AP)100a、他のAP、他のSTAへの干渉を減らすことができる。
 また、通信装置(AP)100aは、DMG BeaconにAP Selection Parameterフィールドを含めて送信するため、DMG Beaconを受信したSTA(例えば通信装置(STA)100b)は、早期にアクティブスキャンを完了し、通信装置(AP)100aとのデータ通信を開始することができる。
 以上のように、通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにAP Selection Parameterフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bにおいてQuasi-omni送信によりProbe Requestフレームが通信装置(AP)100aに到達するか否かを判定することができる。これにより、通信装置(AP)100aは、A-BFTにおける不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)100bの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
 また、通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにAsymmetric BT allocationをスケジュールするEDMG ESEフィールドと、CDOWN初期値を示すフィールド(Receive Directionフィールド)を含めて送信するため、通信装置(STA)100bは、ベストセクタに対応するDMG Beaconフレームの順位を判別することができ、Asymmetric BT allocationにおいてSSWフレームが通信装置(AP)100aに到達可能なtime slotを決定することができる。
 このため、通信装置(AP)100aと通信装置(STA)100bの送信電力が異なる場合であっても、通信装置(STA)100bはビームフォーミングトレーニングを完了することができる。これにより、通信装置(AP)100aは、広いカバレッジエリアを持つことができる。
 (実施の形態6)
 実施の形態6は、通信装置(AP)100aと通信装置(STA)100bが通信を行う別の方法について説明する。
 図40は、通信装置(AP)100aが送信するDMG Beaconフレームの一例を示す図である。図31のDMG BeaconフレームがQuasi-omni TXフィールド及びDifferential Gainフィールドを含むのに比べ、図40のDMG Beaconフレームは、Differential Gainフィールドを含み、Quasi-omni TXフィールドを含まない。
 通信装置(AP)100aは、Differential Gainフィールドの値を、実施の形態1、2の変形例(図32)と同様に、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値に対応する値(0~14)及び未定義に対応する値(15)のいずれかに設定し、Differential GainフィールドをDMG Beaconフレームに含めて送信する。
 図41は、通信装置(STA)100bによる図40のDMG Beaconフレームの受信処理を示すフローチャートである。なお、通信装置(STA)100bは、図31のDMG Beaconフレームを受信した場合に、図41の受信処理を行ってもよい。なお、図35と同じ処理のステップには、同じ符号をつけ、説明を省略する。
 ステップS601において、通信装置(STA)100bは、DMG Beaconフレームを受信する。通信装置(STA)100bは、DMG Beaconフレームの受信電力(RSSI_Beacon)を測定する。
 ステップS602において、通信装置(STA)100bは、受信したDMG Beaconフレームに含まれるDifferential Gainフィールドの値から、図32を用いて(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を決定する。
 通信装置(STA)100bは、算出した(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値と、ステップS601で測定したRSSI_Beaconの値とから、通信装置(STA)100bが送信q-omniアンテナ105を用いて送信した場合における、通信装置(AP)100aによるSSWフレームの受信電力の推定値(「Quasi-omni送信における推定受信電力」という)を算出する。
 また、通信装置(STA)100bは、算出した(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値と、ステップS601で測定したRSSI_Beaconの値から、通信装置(STA)100bが送信アレイアンテナ(指向性アンテナ)106を用いて送信した場合における、通信装置(AP)100aによるSSWフレームの受信電力の推定値(「指向性送信における推定受信電力」という)を算出する。
 ステップS603において、通信装置(STA)100bは、ステップS602で算出した、Quasi-omni送信における推定受信電力が、感度点電力(SENSE_REF)を超えるか否かを判定する。つまり、次に示す式14の判定を行う。
 (EIRP_ABFT_Qomni - RxGain_Beacon + RSSI_Beacon) - (EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP) > SENSE_REF  (式14)
 なお、通信装置(STA)100bは、ステップS602において式14の左辺を用いてQuasi-omni送信における推定受信電力を計算しても良い。
 Quasi-omni送信における推定受信電力が感度点電力を超える場合(S603のYes)、通信装置(STA)100bは、ステップS604へ進む。
 Quasi-omni送信における推定受信電力が感度点電力を超えない場合(S603のNo)、通信装置(STA)100bは、ステップS610へ進む。
 ステップS604において、通信装置(STA)100bは、A-BFTにおいて、ビームフォーミングトレーニングを行わないために、ために、以下の処理を行う。
 通信装置(STA)100bは、受信したDMG Beaconフレームを解析し、A-BFTがスケジュールされているか否かを判定する。通信装置(STA)100bは、A-BFTがスケジュールされていない場合、ステップS605へ進む。また、通信装置(STA)100bは、A-BFTがスケジュールされている場合、A-BFT期間が完了した後、ステップS605へ進む。
 なお、ステップS604において、A-BFTがスケジュールされている場合、通信装置(STA)100bは、ステップS513へ進んでも良い(ステップS604からステップS513への遷移は図示しない)。
 ステップS605において、通信装置(STA)100bは、送信RF回路104(図4を参照)を送信q-omniアンテナ105を用いて送信するように設定し、Probe Requestフレームを送信する。
 ステップS605において、通信装置(STA)100bは、11ad規格に定められるProbe Requestフレームのフォーマットを用いて送信しても良い。また、通信装置(STA)100bは、Probe Requestフレームに、送信q-omniアンテナ105を用いて送信することを示すフィールドを含めて送信しても良い。
 ステップS606において、通信装置(STA)100bは、通信装置(AP)100aが送信するProbe Responseフレームを受信し、処理を終了する。
 次に、ステップS603において、通信装置(STA)100bが、Quasi-omni送信における推定受信電力が感度点電力を超えないと判定した場合について説明する。
 ステップS610において、通信装置(STA)100bは、ステップS602で算出した指向性送信における推定受信電力が、感度点電力(SENSE_REF)を超えるか否かを判定する。つまり、式13Cの判定を行う。
 推定受信電力が感度点電力を超える場合(S610のYes)、通信装置(STA)100bは、ステップS513へ進む。推定受信電力が感度点電力を超えない場合(S610のNo)、通信装置(STA)100bは、ステップS520へ進む。
 また、S614では、通信装置(STA)100bは、ステップS602で算出した、Quasi-omni送信における推定受信電力が、感度点電力(SENSE_REF)を超えるか否かを判定し、超える場合(Yes)はステップS605へ進み、超えない場合(No)はステップS601へ進む。
 以上、図41のステップについて説明した。
 なお、通信装置(STA)100bは、図41の動作を開始してから所定の時間が経過した場合、ステップS606を実施していなくても、図41の動作を終了する。
 以上より、通信装置(STA)100bは、図35の受信処理では、AP Selection Parameterフィールドの値を参照し、送信q-omniアンテナ105を用いてProbe Requestを送信するか否かを判断したが、図41の受信処理では、通信装置(STA)100bは、Differential Gainフィールドの値を参照し、送信q-omniアンテナ105を用いてProbe Requestを送信するか否かを判断するようにした。
 また、通信装置(STA)100bは、図41の受信処理を行うことにより、図35の受信処理を用いた場合と同様に、送信q-omniアンテナ105を用いてProbe Requestフレームを送信した場合、ステップS513及びステップS520のBFトレーニングの実施を省略して、Probe Responseフレームを受信できる。これにより、通信装置(STA)100bは、アクティブスキャンに要する時間を短縮することができ、通信装置(AP)100aとの初期接続動作を早期に完了し、データ通信を開始することができる。
 以上のように、通信装置(AP)100aは、DMG BeaconフレームにDifferential Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)100bにおいてQuasi-omni送信によりProbe Requestフレームが通信装置(AP)100aに到達するか否かを判定することができる。これにより、A-BFTにおける不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)100bの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
 (実施の形態のまとめ)
 本開示の第1の態様に係る通信装置は、DMG Beaconフレームを受信する受信部と、DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断する判断部と、前記判断部が前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する送信部と、を含む。
 本開示の第2の態様に係る通信方法は、DMG Beaconフレームを受信し、DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断し、前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する、を含む。
 以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
 上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
 また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子および出力端子を有する集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
 また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、LSI内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ(Reconfigurable Processor)を利用してもよい。
 さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により,LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
 本開示の一態様は、11ay規格に準拠する通信システムに好適である。
 100 通信装置
 101 MAC制御部
 102 PHY送信回路
 103 D/Aコンバータ
 104 送信RF回路
 105 送信q-omniアンテナ
 106 送信アレイアンテナ
 112 PHY受信回路
 113 A/Dコンバータ
 114 受信RF回路
 115 受信q-omniアンテナ
 116 受信アレイアンテナ

Claims (2)

  1.  DMG Beaconフレームを受信する受信部と、
     DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断する判断部と、
     前記判断部が前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する送信部と、
     を含む通信装置。
  2.  DMG Beaconフレームを受信し、
     DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断し、
     前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する、
     を含む通信方法。
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