WO2020079972A1 - 通信装置およびその制御方法 - Google Patents

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Definitions

  • PerUserInfo 306 is described with reference to FIG. 3C.
  • 328 is AID12.
  • a terminal having the same AID value as this value becomes the destination of this PerUserInfo and uses the RU assigned there.
  • the determination of matching with the value of AID is made by 12 LSBs (Least Significant Bits).
  • Reference numeral 329 is RU Allocation, which is an index of RU.
  • FIG. 5A is a flowchart illustrating the management frame reception process.
  • the AP 101 acquires capability information indicating the preparation time required to start transmission after the RU to be used is designated by the trigger frame, from a plurality of terminals connected to the wireless network 100.
  • the AP 101 performs processing for connection and reconnection with a terminal.
  • the MAC address and the AID are associated with each other and held as management information.
  • the AP 101 acquires MinTrigProcTime included in the Management frame from the terminal.
  • MinTrigProcTime indicates the preparation time required for the terminal that has accepted the RU designation to start transmission.
  • the padding in the trigger frame can be set to the minimum required length, and the usage efficiency of the wireless medium is improved. As a result, it is possible to contribute to the improvement of the throughput of the entire system that IEEE 802.11ax aims at.
  • the TF transmission processing table 700 of FIG. 7 is obtained by adding two pieces of information to the terminal table 400 of the first embodiment.
  • the index 401, MAC address 402, AID 403, and MinTrigProcTime 404 are the same as in FIG. 4A.
  • 701 is MinTrigProcTime_tmp.
  • the MinTrigProcTime_tmp 701 is a variable for temporarily handling a value different from the MinTrigProcTime notified by the Management frame from the terminal as the MinTrigProcTime of the terminal.
  • the role of MinTrigProcTime_tmp 701 will be more apparent from the description with reference to the flowcharts of FIGS. 6A and 6B.
  • the AP 101 determines the maximum number of destinations per TF based on the available wireless band. For example, when RU (resource unit) consisting of 26 tones is allocated in the band of 20 MHz, the maximum number of destinations is 9. Here, it is assumed that this maximum number of destinations is constant in the entire trigger frame transmission process starting from S601.
  • the AP 101 calculates the number of TFs required to transmit the TF to all the destination terminals. This TF number can be calculated by a ceiling function (total number of destination terminals / maximum number of destinations per TF) when the TF type is other than NFRP.
  • the destination terminal of the TF is determined in S601
  • the TF transmission processing table 700 is initialized in S602
  • the maximum number of destinations is set to 9 in S603
  • the required number of TFs is set to 2 in S604
  • padding_current is set to 0 in S605.
  • the value of MinTrigProcTime is set to MinTrigProcTime_tmp.
  • Reference numeral 343 is a Feedback Type and has a length of 4 bits. When this subfield is 0, the TF is used for Resource Request.
  • Reference numeral 345 is a Target RSSI (Receive Signal Strength Indicator), which has a length of 7 bits.
  • Reference numeral 346 is a Multiplexing Flag, which has a length of 1 bit. The Multiplexing Flag 346 indicates the number of streams used by NDP. When the bit information is 0, the number of streams is 1, and when the bit information is 1, the number of streams is 2.
  • N the prescribed number
  • one RU (resource unit) is assigned to one certain terminal in one TF.
  • the terminal can proceed with the preparation of the RU without performing the subsequent PerUserInfo processing.
  • MinTrigProcTime has been handled as the RU preparation time.
  • the order of the padding 307 and the FCS 308 may be exchanged in the TF configuration.
  • the length of padding in the trigger frame can be reduced, so that the utilization efficiency of the wireless medium is improved and the throughput of the entire system aimed at by IEEE 802.11ax is improved. Also contribute to.

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Abstract

複数の端末に対してアップリンク伝送を実行させるためのトリガーフレームを送信する通信装置は、リソースユニットが指定されてから送信を開始するまでに必要な準備時間を示す能力情報を複数の端末のそれぞれから取得し、1つのトリガーフレームの宛先となる端末を複数の端末から選択し、選択された端末の準備時間を確保するためのパディングを付加して、選択された端末のためのトリガーフレームを送信する。通信装置は、付加されるパディングの総和が小さくなるように、能力情報に基づいて複数の端末からトリガーフレームの対象となる端末を選択する。

Description

通信装置およびその制御方法
 本発明は、通信装置およびその制御方法に関する。
 近年、多数の無線機器が存在する環境での無線媒体の効率的な利用を目指すIEEE802.11ax規格が、ドラフト規格として発行されている。このドラフト規格では、アクセスポイントからのトリガーフレーム(TF:Trigger Frame)と呼ばれるリソースユニット割り当てを含む起動信号を契機に、複数の端末が同時にフレームを送信することで、無線媒体の効率的な利用を目指している。この規格によれば、無線アクセスポイントが複数の端末へ起動信号を送信し、その起動信号であるトリガーフレームを受信した端末が規定時間後に応答データを送信し、その応答データを無線アクセスポイントが受信する。
 一方、このトリガーフレームを受信した端末は、SIFS(Short Inter Frame Space)と呼ばれる時間経過後に、割り当てられたリソースユニットを使ってデータを送信することになっている。しかし、このリソースユニットを使用した送信において、端末は事前準備を必要とする。特許文献1では、端末がアクセスポイントに対して準備に必要な時間を要求し、アクセスポイントがそれに基づいたpaddingをトリガーフレームに付加する技術が開示されている。
米国特許出願公開第2017/0170932号明細書
 しかし、多くの端末が存在する環境においては、端末の送信準備の能力もまちまちであり、それにともない端末の要求時間にも差異が生ずる。要求時間に差異がある端末群に複数のトリガーフレームを送信する場合、それぞれのトリガーフレームの宛先を適切に設定しないと、過剰なpaddingの付加による時間や無線媒体の無駄が発生してしまうことになる。
 本発明は、paddingの付加による不要な遅延時間の発生を低減する技術を提供する。
 本発明の一態様による通信装置は以下の構成を備える。すなわち、
 複数の端末に対してアップリンク伝送を実行させるためのトリガーフレームを送信する通信装置であって、
 前記複数の端末から、前記トリガーフレームにより使用するリソースユニットが指定されてから送信を開始するのに必要な準備時間を示す能力情報を取得する取得手段と、
 前記複数の端末から1つのトリガーフレームの宛先となる端末を選択する選択手段と、
 前記選択手段により選択された端末の準備時間を確保するためのパディングを付加して、前記選択された端末のためのトリガーフレームを送信する送信手段と、を備え、
 前記選択手段は、前記送信手段により付加されるパディングの総和が小さくなるように、前記複数の端末から前記能力情報に基づいて端末を選択する。
 本発明によれば、paddingの付加による不要な遅延時間の発生を低減することができる。
 本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
 添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図1は、実施形態による通信システムの構成例を示す図である。 図2は、アクセスポイントおよび端末のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図3Aは、TFのデータ構成例を示す図である。 図3Bは、TFのCommon Infoのデータ構成例を示す図である。 図3Cは、NFRP TF以外のPer User Infoのデータ構成例を示す図である。 図4Aは、実施形態1による端末テーブルの例を示す図である。 図4Bは、実施形態1のシーケンスを説明する図である。 図5Aは、管理フレーム受信処理を示すフローチャートである。 図5Bは、TF送信/データ受信/応答送信の処理を示すフローチャートである。 図5Cは、実施形態1による全トリガーフレーム送信処理を示すフローチャートである。 図6Aは、実施形態2による全トリガーフレーム送信処理を示すフローチャートである。 図6Bは、実施形態2による全トリガーフレーム送信処理を示すフローチャートである。 図7は、実施形態2におけるTF送信処理テーブルの例を示す図である。 図8は、NFRP TFのPer User Infoのデータ構成例を示す図である。
 以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
 <実施形態1>
 図1は実施形態に係る通信システムの構成例を示すブロック図である。AP101は、IEEE802.11axに対応したアクセスポイントである。端末102は、IEEE802.11axに対応しており、AP101が構築した無線ネットワーク100に接続されている。ここで、それぞれの端末102に付されている-(ハイフン)と数字は、同種の端末であることを示している。なお、端末102-MのMは、IEEE802.11規格のAID(Association Identifier)の最大値である2007までを取り得る。このような構成において、AP101が端末102に対してトリガーフレーム(TF)を送信すると、端末102は、TFにより割り当てられたリソースユニット(RU)を用いてデータの送信(アップリンク伝送(Up Link))を行う。
 図2に、AP101と端末102のハードウェア構成を示す。図2では、AP101と端末102で共通の構成が示されており、AP101が備える固有の構成、端末102が備える固有の構成などは省略されている。
 記憶部201はROMやRAM等のメモリにより構成され、後述する各種動作を行うためのプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。なお、記憶部201として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。また、記憶部201が複数のメモリ等を備えていてもよい。
 制御部202はCPUやMPU等のプロセッサーにより構成され、記憶部201に記憶されたプログラムを実行することにより、AP101、端末102のそれぞれにおける各種処理を実現する。なお、制御部202は、記憶部201に記憶されたプログラムとOS(Operating System)との協働により、それぞれの端末を制御するようにしてもよい。また、制御部202がマルチコア等の複数のプロセッサーから成り、それぞれの端末を制御するようにしてもよい。また、制御部202は、機能部203を制御して、アクセスポイント機能、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部203は、AP101、端末102が所定の処理を実行するためのハードウェアである。
 入力部204は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部205は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部205による出力とは、画面上への表示や、スピーカによる音声出力、振動出力等の少なくともひとつを含む。なお、タッチパネルのように入力部204と出力部205の両方を1つのモジュールで実現するようにしてもよい。
 通信制御部206は、IEEE802.11シリーズやWi-Fiに準拠した無線通信の制御や、IP(Internet Protocol)通信の制御をおこなう。さらに詳しく言えば、IEEE802.11ax制御部207または非IEEE802.11ax制御部208を切り替えることにより、IEEE802.11axに対応するAP/端末、または、対応しないAP/端末として動作可能になっている。さらに、通信制御部206はアンテナ209を制御して、無線通信のための無線信号の送受信を行う。
 図3Aに実施形態1によるトリガーフレーム(TF)の構成例を示す。TF300は、IEEE802.11axから新規に導入されたフレームで、複数の端末(User)がAP宛てに同時にフレーム送信するために必要な起動タイミングとフレームを用いる無線チャネル情報などを示すものである。
 301は、IEEE802.11シリーズに共通なFrame Controlであり、本実施形態では、IEEE802.11axのトリガーフレームであることを示す値が入る。Frame Control301の長さは、2オクテット(バイト)である。302はDurationであり、長さは2オクテットである。303はRA(Receiver Address)であり、長さは6オクテットである。304はTA(Transmitter Address)であり、長さは6オクテットである。305はCommon Infoであり、このTFの宛先である複数の端末に共通な情報を示す。Common Info305の長さは、8オクテット以上であり、詳細は図3Bの参照により後述する。
 306はPer User Infoであり、このTFの宛先に対する個別情報を示す。Per User Info306の長さは、5オクテット以上であり、詳細は図3Cの参照により後述する。307はPaddingであり、このTFを受信した端末群に時間的猶予を与えるためのものである。308はFCS(Frame Check Sequence)である。
 図3BはCommon Info305のデータ構成例を示している。311はTrigger Type(種別)であり、長さが4ビットのサブフィールドである。このサブフィールドの詳細は、図3Bのテーブル31の「Description」に示すとおりである。たとえば、BSRP TFの場合はTrigger Typeは4、BQRP TFの場合はTrigger Typeは6、NFRP TFの場合はTrigger Typeは7となる。なお、BSRPはBuffer Status Report Poll、BQRPはBandwidth Query Report Poll、NFRPはNDP (Null Data Packet) Feedback Reportである。
 312はLengthであり、長さは12ビットである。Length312の値は、TFに対する応答データの時間(duration)を示し、IEEE802.11のフレームにおける物理層のL-SIGフィールドに反映される。ここで、L-SIG(Legacy Signal Fieldまたはnon-HT SIGnal field)は、そのフィールドを持つフレームの継続時間を示すものである。313はCascade Indicationであり、長さは1ビットである。なお、Cascade Indication313の領域をMore TFと記すこともある。314はCS(Carrier Sense) Requiredであり、長さは1ビットである。
 315は、BW(Bandwidth)であり、長さは2ビットである。このサブフィールドの詳細は、図3Bのテーブル32の「Description」に示すとおりである。たとえば、動作チャネルの帯域が20MHzの場合は、このサブフィールドの値が0となる。316は、GI And LTF Type(Guard Interval And Long Training Field Type)であり、長さは2ビットである。317はMU-MIMO LTF Modeであり、長さは1ビットである。318はNumber of HE LTF Symbolsであり、長さは3ビットである。319は、STBC(Space Time Block Code)であり、長さは1ビットである。
 320はLDPC(Low Density Parity Check) Extra Symbol Segmentであり、長さは1ビットである。321はAP TX Powerであり、長さは6ビットである。322はPacket Extensionであり、長さは3ビットである。323はSpatial Reuseであり、長さは16ビットである。324はDropperであり、長さは1ビットである。325はHE-SIG-A Reservedであり、長さは9ビットである。なお、HE-SIG-Aという表記は、HE-SIG-A1からHE-SIG-A4までを代表させた表現である。326はReservedであり、長さは1ビットである。327はTrigger Dependent Common Infoであり、長さはvariable(可変長)である。この部分によって、Trigger Type311に応じた付加情報を示す構成となっている。
 次に、図3Cを参照して、Per User Info306の詳細を説明する。328はAID12である。この値と同じAIDの値を持つ端末が、このPer User Infoの宛先となり、そこで割り当てられたRUを使うことになる。なお、AIDの値との合致判断は、12 LSBs(Least Significant Bits)によっておこなう。ここで、AID12=0は、特定の端末宛てではなく、APにアソシエート(接続)している任意の端末宛てであることを示す。また、AID12=2045は、APにアソシエートしていない任意の端末宛てであることを示す。さらに、AID12=2046は、RU(リソースユニット)が未割当てであることを示す。329はRU Allocationであり、RUのインデックスである。330はFEC Coding Typeであり、TFへの応答データの符号化タイプを示す。331はMCS(Modulation and Coding Scheme)であり、TFへの応答フレームで使用される符号化方式を示す。332は、TFへの応答フレームのDCM(Dual Carrier Modulation)である。
 333はSS Allocation/RA-RU Informationであり、端末のAIDが0でも2045でもないときは、TFへの応答フレームのspatial streamであることを示す。また、端末のAIDが0または2045のときは、SS Allocation/RA-RU Information333は、RA-RU(Random Access Resource Unit)であることを示す。334はTarget RSSI(Received Signal Strength Indicator)であり、APが期待するTFへの応答フレームのAPにおける受信電力である。335はReservedである。336は、Trigger Dependent User Infoであり、Trigger Type311に依存して内容が変わる部分である。
 図4A、図4Bを用いて実施形態1の通信システムにおける動作を説明する。通信システムにおける機器の構成は、図1のAP101と4台の端末102-1~102-4とする。以下、端末102-1~102-4をSTA1~4と記載する場合もある。
 図4Aは、AP101が管理する端末テーブル400を示す。端末テーブル400は記憶部201に保持されている。401はテーブルのインデックスである。なお、以降の説明では、インデックス番号を付記して端末名称として用いることがある。つまり、インデックス=1の端末がSTA1または端末102-1となる。402は端末のMACアドレスである。MACアドレス402は、48ビットを8ビット毎にコロン(:)で区切った表示形式となっている。403はAIDであり、AP101とSTAとの間でAssociation(接続)が確立したときに、AP101からSTAに通知する識別子である。
 404はMinTrigProcTimeであり、IEEE802.11規格のManagementフレーム内のHE CapabilitiesのTrigger Frame MAC Padding Durationによって通知される情報である。なお、HEは、High Efficiencyの略である。ここで、Trigger Frame MAC Padding Durationは2bit数で、0/1/2が、それぞれMinTrigProcTimeの0(ゼロ)μsec/8μsec/16μsecに相当する。このMinTrigProcTimeという名称は、Trigger Frameによって指定されたRU(リソースユニット)を使った送信のための準備時間の最小値という意味に由来する。なお、Managementフレームとは、Probe Request、Association Reqest、Authentiation Requestなどである。AP101は、Trigger Frame MAC Padding Durationを参照することにより、STAとの接続処理において、そのSTAがRUを使うために必要とする準備時間を把握できる。
 以下では、AP101が1台、MinTrigProcTimeが8μsecの端末が2台(端末102-1、102-3)、16μsecの端末が2台(端末102-2、102-4)から構成されている通信システムを例として説明する。
 図4Bは、実施形態1の通信システムにおける動作シーケンスを示す図である。比較のために、図4Bの左側に一般的な動作シーケンスを、右側に本実施形態の制御を適用した場合の動作シーケンスを示す。図4Bにおいて、時間は下から上へ進行している。なお、図4Bにおいて、405はMAC headerであり、図3AのFrame Control301からTA304をひとまとめに表現したものである。また、Common Info305からFCS308までは、図3Aの符号をそのまま用いている。図4Bの動作シーケンスは、AP101がBasic Trigger Frameを送信し、宛先端末からデータを受信し、応答を送信する、という一連のシーケンスを2回繰り返した様子を示している。
 図4Bの左側に示されている一般的な動作シーケンスでは、AP101は、第1のTFを構築する際に、AIDの番号順にAID=1(STA1)とAID=2(STA2)の端末を選択し、Per User Info306のパラメータを決定する。さらに、TF300のPadding307の長さが、STA1とSTA2のMinTrigProcTimeの最大値である16μsecに相当する値に設定される。このように、padding307を最も大きなMinTrigProcTimeに対応した値とすることで、全ての端末が準備時間を確保できるようしている。最後にFCS308を算出し、TFの送信を完了する。
 この第1のTFを受けた2台の端末(STA1,STA2)は、それぞれHE TB PPDU406をAP101に向けて送信する。HE TB PPDUは「High Efficiency Trigger Based Physical layer Protocol Data Unit」である。これらのHE TB PPDUを受けたAP101は、Multi-STA BA407を2台の端末(STA1,STA2)に返す。BAは、「Block Ack」である。続いて、STA3とSTA4を宛先とする第2のTF300の送信においても同様な処理が行われる。このような一般的な動作シーケンスでは、第1と第2のTFのpaddingの長さは、いずれも16μsecに相当する値となる。
 次に、図4Bの右側に示されている、本実施形態による動作シーケンスを説明する。このシーケンスでは、AP101は、MinTrigProcTimeが同じ値を持つ端末群をTF300の宛先とする。つまり、第1のTFの宛先として、MinTrigProcTimeが16μsecであるSTA2とSTA4を選択する。次に、第2のTFの宛先として、MinTrigProcTimeが8μsecであるSTA1とSTA3を選択する。このようにTFの宛先端末を選択すると、第1のTFではpadingの長さが16μsecとなるが、第2のTFではpadingの長さを8μsceとすることができる。したがって、図4Bの左側の一般的な動作シーケンスと比べて、本実施形態の動作シーケンスでは8μsecの時間短縮が達成される。なお、選択順は同じMinTrigProcTimeを有する端末が連続すればよく、例えば、STA1→STA3→STA2→STA4の順であってもよい。
 なお、TFの宛先として、接続中の任意の端末を指定するときは、User InfoのAID12を0(ゼロ)にする。このときのpadding307は、アソシエートしている端末群のMinTrigProcTimeの最大値に相当する値とする。また、TFの宛先として、未接続の端末を許容するときは、User InfoのAID12を2045にする。このときのpadding307は、16μsecに相当する値とする。ここで16μsecは、MinTrigProcTimeの規定値の最大値である。以上のようにpadding307を設定することで、AIDを特定できない端末にRUを割り当てることになっても、そのRU利用のための十分な準備時間を端末に確保させることができる。
 以上の動作を図5A~図5Cのフローチャートを参照してさらに説明する。ここで、特に断りがない限り、処理の主体はAP101の制御部202である。図5Aは、管理フレーム受信処理を説明するフローチャートである。この処理により、AP101は、無線ネットワーク100に接続された複数の端末から、トリガーフレームにより使用するRUが指定されてから送信を開始するのに必要な準備時間を示す能力情報を取得する。まず、S501で、AP101は、端末との接続や再接続の処理を行う。その際、MACアドレスとAIDを関連付けて、管理情報として保持する。S502で、AP101は、端末からのManagementフレームに含まれるMinTrigProcTimeを取得する。MinTrigProcTimeは、RUの指定を受け付けた端末が送信を開始するのに必要な準備時間を示す。
 図5Cは、全トリガーフレーム送信処理を説明するフローチャートである。S521において、AP101は、TFのタイプとTFの宛先端末を決定する。ここで、TFのタイプ、ユースケース、システムの状態などによっては、全ての端末が宛先となるとは限らない。S522において、AP101は、S501で取得したMACアドレスとAID、S502で取得したMinTrigProcTimeを用いて端末テーブル400を生成する。S523において、AP101は、同じMinTrigProcTimeを有する端末が連続するように端末の選択順を決定する。例えば、端末テーブル400の例の場合、indexが2→4→1→3のように選択順が決定される。
 S524において、AP101は、複数の端末から1つのTFの宛先となる端末を選択する。例えば、TFが含みうる最大宛先数以下の端末が選択される。図4A、図4Bの例では、宛先数を2とする(HE TB PPDUに用いられるRUの割り当て方に起因して決定される)が、これに限られるものではない。AP101は、S523で決定された選択順に従って2つずつの端末を宛先端末として選択する。そして、S525において、AP101は、S524で選択された宛先端末へトリガーフレームを送信し、対応するデータを受信し、応答を送信する。S526でトリガーフレームを未送信の端末があれば(S526でNO)、処理はS524に戻り、次の選択順の端末が宛先端末に選択される。すべての端末についてトリガーフレームの送信を終えると(S526でYES)、本処理は終了する。
 図5Bは、S525におけるTF送信/データ受信/応答送信の処理を説明するフローチャートである。S511で、AP101は、TFにおける最後のPer User Infoに続いて付加されるPadding307の長さを決定し、TFを送信する。すなわち、AP101は、S524で選択された端末の準備時間を確保するためのパディングを付加して、選択された端末のためのTFを送信する。S512で、AP101は、TF300の宛先端末からの応答フレーム(HE TB PPDU406)を受信する。S513で、AP101は、応答フレームの受信からSIFSの期間が経過した後、Multi-STA BA407(Block Ack)を送信する。S514の処理は、実施形態2で必要となる処理であり、実施形態1では省略される。
 以上のように、実施形態1によれば、トリガーフレーム中のpaddingを必要最小限の長さにすることができ、無線媒体の利用効率が向上する。結果、IEEE802.11axが目指すシステム全体のスループット向上にも寄与することができる。
 <実施形態2>
 前述の実施形態1では、TFに含めるPer User Infoが2個の例であった。これは、HE TB PPDU406が使うRUの割り当て方に起因している。しかしながら、IEEE802.11ax規格では、20MHz帯で運用するときは、最大宛先数は9であり、1つのTFに最大9個までのPer User Infoを指定可能である。そこで、Per User Infoを2に限定しない実施形態の動作を説明する。実施形態2によれば、端末がManagementフレーム(HE CapabilitiesのTrigger Frame MAC Padding Duration)で通知した値とは異なる値がpadding307の値に反映される場合がある。
 まず、実施形態2を実現するためのTF送信処理テーブルについて、図7を用いて説明する。図7のTF送信処理テーブル700は、実施形態1の端末テーブル400に2つの情報を追加したものである。インデックス401、MACアドレス402、AID403、MinTrigProcTime404は図4Aと同じである。701はMinTrigProcTime_tmpである。MinTrigProcTime_tmp701は、端末からのManagementフレームによって通知されたMinTrigProcTimeとは異なる値を、その端末のMinTrigProcTimeとして一時的に扱うための変数である。MinTrigProcTime_tmp701の役割は、図6A、図6Bのフローチャートを参照した説明により、より明らかとなる。
 702は送信済みフラグであり、値はクリア状態またはセット状態を示す1bit値である。送信済みフラグ702がクリア状態のときは、対応するindexの端末に対してTFが未だ送信されていないことを示す。それに対して、TFが送信された端末については、送信済みフラグ702がセット状態になる。
 続いて、図5A、図5Bと図6A、図6Bのフローチャートを参照して、実施形態2によるTFの生成と送信の動作について説明する。ここで、特に断りがない限り、処理の主体はAP101の制御部202である。
 まず、制御フローの基本的な考え方を示す。それは、「可能な限り、MinTrigProcTimeの小さい端末のみでTFを構成する。しかし、そのように構成することによって送信TFの総数が増える場合は、MinTrigProcTimeの値が大きい端末と一緒のTFで指定するように構成する」、ということである。このように複数のTFを構成するのは、paddingを除いたTFの長さがpadding長の差よりも長いことによる。つまり、宛先がMinTrigProcTime=0μsecの端末のみから成るTFを独立に送信するよりも、宛先にMinTrigProcTime=8または16μsecの端末を含めて送信した方が無線媒体の占有時間が短くなる。したがって、本実施形態では、送信されるTFの数(総数)が増加しない限りにおいて、MinTrigProcTime(準備時間)が異なる端末を1つのトリガーフレームに混在させないように端末が選択される。
 図5AのS501で、AP101は、端末との接続や再接続の処理をおこなう。その際、TF送信処理テーブルのMACアドレス402とAID403を更新する。S502で、AP101は、端末からのManagementフレームに含まれるMinTrigProcTimeを取得し、TF送信処理テーブル700のMinTrigProcTime404を設定・更新する。
 図5BのS511からS514は、TF送信/データ受信/応答送信の一連の処理である。S511~S513における動作は実施形態1と同様である。すなわち、S511で、AP101は、TFにおける最後のPer User Infoに続いて付加されるPadding307の長さを決定し、これを付加してTFを送信する。S512で、AP101は、TF300の宛先端末からの応答フレームを受信する。S513で、AP101は、Multi-STA BA(Block Ack)を送信する。S514で、AP101は、TF送信処理テーブルのTF送信済みフラグ702をセット状態にする。
 なお、TF送信から応答送信までの一連の処理でエラーが発生した場合の処理は一般的なエラー処理となるため、説明を省略する。以下の説明ではこれらの一連の処理が正常に進む場合について記している。
 S601で、AP101は、TFのタイプとTFの宛先端末を決定する。ここで、TFのタイプ、ユースケース、システムの状態などによっては、全ての端末が宛先となるとは限らない。S602で、AP101は、TF送信処理テーブル700の初期化をおこなう。TF送信処理テーブル700の初期化とは、TFの宛先端末に関して、テーブル内のMinTrigProcTime_tmp701をMinTrigProcTime404と同じ値にセットし、かつ、送信済みフラグ702をクリア状態にすることである。ここで、TFの宛先ではない端末については、送信済みフラグ702を便宜的にセット状態にする。送信済みフラグ702をセット状態にすることによって、その端末を、S603以降の処理の対象外、つまり、TFの宛先の対象外にすることができる。
 次にS603で、AP101は、利用可能な無線帯域を基に1つのTF当たりの最大宛先数を決定する。たとえば、20MHzの帯域で26toneから成るRU(リソースユニット)を割り当てる場合は、最大宛先数は9となる。ここで、この最大宛先数は、S601から始まる全トリガーフレーム送信処理において一定であるとしている。次に、S604で、AP101は、宛先端末の全てにTFを送信するために必要なTFの数を算出する。このTF数は、TFのタイプがNFRP以外のときは、天井関数(宛先端末の総数/1TF当たりの最大宛先数)で算出することが可能である。ここで、天井関数(x)とは、実数x対して、x以上の最小の整数を返すものである。すなわち、送信されるTFの数は、TFの送信対象である複数の端末の台数を最大宛先数で割って得られた実数値以上で最小の整数値である。S605で、AP101は、padding_currentの初期値として0(ゼロ)を設定する。
 S606で、AP101は、TF送信処理テーブル700に存在する宛先端末の内、「MinTrigProc_tmp=padding_current」、かつ、「送信済みフラグ=クリア」の端末数をカウントする。そして、AP101は、得られた端末数をNUM_STA_candidateとする。S607で、AP101は、NUM_STA_candidateがS603で決定された最大宛先数以上であるかを判定する。「NUM_STA_candidate≧最大宛先数」と判定された場合(S607でYES)、処理はS608に進む。
 S608で、AP101は、MinTrigProcTime_tmpがpadding_currentである端末群から、最大宛先数に相当する数の端末を選択する。S609で、AP101は、S608で選択した端末との間で、図5Bに示したTF送信/データ受信/応答送信の一連の処理(S511~S514)を実行する。その後、処理はS606に戻る。
 他方、S607において「NUM_STA_candidate<最大宛先数」と判定された場合(S607でNO)、処理はS610に進む。S610で、AP101は、NUM_STA_candidateが1以上であるか否かを判定する。「NUM_STA_candidate≧1」の場合(S610でYES)、処理はS611に進み、そうでない場合処理はS614へ進む。S611では、AP101は、MinTrigProcTime_tmpがpadding_currentである端末群を選択してTF送信を行った場合に、すべての端末に送信されるTF数が増加するか否かを判定する。
 具体的には、[1+天井関数((「送信済みフラグ=クリア」の端末数-NUM_STA_candidate)/最大宛先数)≦天井関数((「送信済みフラグ=クリア」の端末数)/最大宛先数)]による判定をおこなう。この判断式の左辺の第一項の「1」は、MinTrigProcTime_tmp=padding_currentである端末を宛先とした「1つ」のTFを送信することを意味する。続く左辺の第二項は、TF送信処理テーブル700において「送信済みフラグ=クリア」となっている端末の集合から、第一項の1つのTFの宛先となった端末を除いた集合に存在するすべての端末にTFを送信するのに必要なTF数である。また、比較式の右辺は、単純に天井関数を用いて、TFが未送信となっている全ての端末(「送信済みフラグ=クリア」となっている全ての端末)にTFを送信するのに必要なTF数を計算している。
 よって、上記判断式による判断は、MinTrigProcTime_tmpがpadding_currentに等しい端末のみをTFの宛先とした場合に、全トリガーフレーム送信処理で送信されるTF数が増加するか否かを判断していることになる。言い換えると、S604で求めたTF数が増加するか否かを判断することになる。
 たとえば、送信済みフラグ=クリアの端末の全数が13、NUM_STA_candidateの数が4、最大端末数が9であるときは、S611の判断式の左辺は2、右辺は2となる。これは、MinTrigProcTime_tmpがpadding_currentに等しい端末のみをTFの宛先とした場合でも、必要な送信TFの総数に変わりがないことを示している。この場合は、TF数は増加しないので(S611でNO)、処理はS612に進む。S612で、AP101は、MinTrigProcTime_tmpがpadding_currentに等しい端末を選択する。そして、S613で、AP101は、S612で選択した端末に対して、TF送信/データ受信/応答送信の一連の処理をおこなう(図5B)。こうして、AP101は、MinTrigProcTime_tmpがpadding_currentの端末のみを宛先としたTFを送信する。
 S614で、AP101は、TF送信処理テーブル700を参照して送信済みフラグ=クリアである端末の数をカウントする。カウント結果が0(ゼロ)でない場合、TFが未送信となっている端末が存在するため、処理はS615へ進む。S615で、AP101は、padding_currentを次の値に設定する。そして、処理はS606に戻る。ここで、padding_currentを次の値に設定するとは、現在の値が0の場合は8へ、現在の値が8の場合は16へ設定することである。なお、現在の値が16の場合に対する次の値は存在しないが、この制御では、現在の値が16でS615に進んでくることはない。ただし、ソフトウェア(プログラム)の実装上は、現在の値が16でS615へ処理が進んだ場合には本処理を終了するようにする。
 次に、S611においてTF数が増加すると判断され(S611でYES)、処理がS616へ進む場合を説明する。たとえば、「送信済みフラグ=クリア」である端末の全数が13、NUM_STA_candidateの数が2、最大端末数が9である場合、S611で説明した判断式における左辺は3、右辺は2となり、判断式の関係は成立しなくなる。これは、MinTrigProcTime_tmpがpadding_currentに等しい端末のみをTFの宛先とした場合に、必要なTFの全数が増加することを示している。
 S616で、AP101は、「MinTrigProcTime_tmp=padding_current」かつ「送信フラグ=クリア」である端末のMinTrigProcTime_tmpの値を次の値に設定する。ここで、MinTrigProcTime_tmpの値を次の値に設定するとは、padding_currentと同様に、現在の値が0の場合は8へ、現在の値が8の場合は16へ設定することである。そして、処理はS615へ進み、AP101は、padding_currentを次の値に設定し、処理をS606に戻す。なお、S615の制御と同様に、現在の値が16の場合にS616が実行されることはない。
 S614で、「送信済みフラグ=クリア」である端末のカウント結果が0(ゼロ)の場合、すなわち、TFが未送信となっている端末が存在しない場合は、全トリガーフレーム送信処理は終了する。
 なお、padding_currentが16であって、送信TFの総数が増加しない場合は、S608で最大宛先数を選択しなくてもよい。たとえば、送信済みフラグ=クリアの端末が16台で、最大宛先数が9の場合、必要なTF数は2である。このとき、図6A、図6Bのフローチャートに従うと、宛先数(Per User Info306の数)=9のTFと宛先数=7のTFを送信することになる。この場合、宛先数=8の2つのTFを送信するようにしてもよい。
 <<フローチャート進行例1>>
 ここで、フローチャートの理解の手助けとして、MinTrigProcTimeの値が0、8、16μsecである端末の数がそれぞれ12、11、17個である場合の図6A、図6Bに示す処理の流れを説明する。
 まず、S601でTFの宛先端末が決定され、S602でTF送信処理テーブル700が初期化され、S603で最大宛先数が9に、S604で必要なTF数が5に、S605でpadding_currentが0に設定される。TF送信処理テーブル700の初期化により、MinTrigProcTimeの値がMinTrigProcTime_tmpに設定される。
 S606でNUM_STA_candidateにMinTrigProcTime_tmpが0である端末の数である12が設定される。NUM_STA_candidate(=12)≧最大宛先数(=9)であるので、処理はS607でYESに分岐し、S608においてMinTrigProcTime_tmpが0である9個の端末が選択される。S609において、S608で選択された端末に対応する9個のPer User Infoを持つ「第1のTF」が送信される。結果、TF送信処理テーブル700において送信済みフラグ=クリアである端末の台数は、MinTrigProcTimeの値が0、8、16μsecに対して3、11、17個となる。
 次に、S606で、MinTrigProcTime_tmpが0である端末の数(3)がNUM_STA_candidateに設定される。NUM_STA_candidate(=3)<最大宛先数(=9)であるので、処理はS607でNoに分岐する。NUM_STA_candidate(=3)≧1であるので、処理はS610でYESに分岐する。S611において、上述した判断式において左辺が5、右辺が4となるので、TF数が増加すると判定され、処理はYESに分岐する。S616においてMinTrigProcTime_tmpの値が0μsecである端末のMinTrigProcTime_tmpの値を次の値(8μsec)に設定する。結果、MinTrigProcTime_tmpが0、8、16μsecに対し、端末の数は0、14=(3+11)、17となる。S617でpadding_currentが次の値(8μsec)に設定される。
 次に、S606で、MinTrigProcTime_tmpが8である端末の数(14)がNUM_STA_candidateに設定される。NUM_STA_candidate(=14)≧最大宛先数(=9)であるので、処理はS607でYESに分岐する。S608において、MinTrigProcTime_tmpが0である9個の端末が選択される。S609において、S608で選択された端末に対応する9個のPer User Infoを持つ「第2のTF」が送信される。結果、TF送信処理テーブル700において送信済みフラグ=クリアの端末の台数は、MinTrigProcTimeの値が、0、8、16μsecに対して0、5、17となる。
 次に、S606でMinTrigProcTime_tmpが8である端末の数(5)がNUM_STA_candidateに設定される。NUM_STA_candidate(=5)<最大宛先数(=9)であるので、処理はS607でNOに分岐する。NUM_STA_candidate(=3)≧1であるので、処理はS610でYESに分岐する。S611において、上述した判断式において左辺が3、右辺が3になるので、TF数は増加しないと判定され、処理はNOに分岐する。S612において、MinTrigProcTime_tmpが8である5個の端末が選択される。S613において、S612で選択された端末に対応する5個のPer User Infoを持つ「第3のTF」が送信される。結果、TF送信処理テーブル700において送信済みフラグ=クリアの端末の個数は、MinTrigProcTime_tmpの値が0、8、16μsecに対して0、0、17となる。その後、処理はS614でNOに分岐し、S615でpadding_currentが次の値(16μsec)に設定される。
 S606でNUM_STA_candidateにMinTrigProcTime_tmpが16である端末の数である17が設定される。NUM_STA_candidate(=17)≧最大宛先数(=9)であるので、処理はS607でYESに分岐し、S608においてMinTrigProcTime_tmpが16である9個の端末が選択される。S609において、S608で選択された端末に対応する9個のPer User Infoを持つ「第4のTF」が送信される。結果、TF送信処理テーブル700において送信済みフラグ=クリアである端末の台数は、MinTrigProcTimeの値が0、8、16μsecに対して0、0、8個となる。
 次に、S606でMinTrigProcTime_tmpが16である端末の数(8)がNUM_STA_candidateに設定される。NUM_STA_candidate(=8)<最大宛先数(=9)であるので、処理はS607でNOに分岐する。NUM_STA_candidate(=8)≧1であるので、処理はS610でYESに分岐する。S611において、上述した判断式において左辺が1、右辺が1になるので、TF数は増加しないと判定され、処理はNOに分岐する。S612において、MinTrigProcTime_tmpが16である8個の端末が選択される。S613において、S612で選択された端末に対応する8個のPer User Infoを持つ「第5のTF」が送信される。結果、TF送信処理テーブル700において送信済みフラグ=クリアの端末の個数は、MinTrigProcTime_tmpの値が0、8、16μsecに対して0、0、0となる。その後、処理はS614でYESに分岐し、処理が終了する。
 <<フローチャート進行例2>>
 さらにもう一つの例として、MinTrigProcTimeの値が0、8、16μsecである端末の数がそれぞれ0、5、6のときのフローチャートの流れを説明する。
 まず、S601でTFの宛先端末が決定され、S602でTF送信処理テーブル700が初期化され、S603で最大宛先数が9に、S604で必要なTF数が2に、S605でpadding_currentが0に設定される。TF送信処理テーブル700の初期化により、MinTrigProcTimeの値がMinTrigProcTime_tmpに設定される。
 S606でnTrigProcTime_tmpが0である端末の数(0)がNUM_STA_candidateに設定される。NUM_STA_candidate(=0)であるので、処理はS607でNOに分岐し、さらにS610でNOに分岐する。その後、処理はS614(NO)からS615へ進み、padding_currentが次の値(8μsec)に設定される。
 次に、S606でMinTrigProcTime_tmpが8である端末の数(5)がNUM_STA_candidateに設定される。NUM_STA_candidate(=5)<最大宛先数(=9)であるので、処理はS607でNOに分岐する。NUM_STA_candidate(=3)≧1であるので、処理はS610でYESに分岐する。S611において、上述した判断式において左辺が2、右辺が2になるので、TF数は増加しないと判定され、処理はNOに分岐する。S612において、MinTrigProcTime_tmpが8である5個の端末が選択される。S613において、S612で選択された端末に対応する5個のPer User Infoを持つ「第1のTF」が送信される。結果、TF送信処理テーブル700において送信済みフラグ=クリアの端末の個数は、MinTrigProcTime_tmpの値が0、8、16μsecに対して0、0、6となる。その後、処理はS614でNOに分岐し、S615でpadding_currentが次の値(16μsec)に設定される。
 次に、S606でMinTrigProcTime_tmpが16である端末の数(6)がNUM_STA_candidateに設定される。NUM_STA_candidate(=6)<最大宛先数(=9)であるので、処理はS607でNOに分岐する。NUM_STA_candidate(=6)≧1であるので、処理はS610でYESに分岐する。S611において、上述した判断式において左辺が1、右辺が1になるので、TF数は増加しないと判定され、処理はNOに分岐する。S612において、MinTrigProcTime_tmpが16である6個の端末が選択される。S613において、S612で選択された端末に対応する6個のPer User Infoを持つ「第2のTF」が送信される。結果、TF送信処理テーブル700において送信済みフラグ=クリアの端末の個数は、MinTrigProcTime_tmpの値が0、8、16μsecに対して0、0、0となる。その後、処理はS614でYESに分岐し、処理が終了する。
 <実施形態3>
 実施形態3では、上述したS521、S601の処理(TFのタイプと宛先端末の決定)において、2つの制約条件を考慮する。
 第1の制約条件はTrigger Typeに基づく。実施形態1,2で説明したように、一連の処理で複数のTFを送信する際に、各端末をどのTFの宛先とするかが調整可能であることが前提となっている。ところが、図3BのTrigger Type311の内、MU-BAR(Multi User Block Ack Request)、MU-RTS、GCR MU-BARの場合は、この調整が複雑なものとなる。なぜなら、これらのTFの宛先は、MinTrigProcTimeとは独立に、TF送信時以前に発生したダウンリンクデータによって決定してしまうからである。もし、調整をおこなうとすれば、ダウンリンクのデータを保持し、ある程度の量を蓄積してから、MinTrigProcTimeの値が同じ端末に対して、ダウンリンク・マルチユーザーを行うことになる。
 一方、上記以外のTrigger Typeについては、複数のTFにおいて各端末をどのTFの宛先とするかの調整が、データの保持などの処理をおこなうことなく実行可能である。したがって、S601では、MU-BAR、MU-RTS、GCR MU-BAR以外のタイプのTFであることを第1の制約条件とする。より一般化して表現すると、ダウンリンク通信に基づいて宛先端末が決定される種別以外のTFであることを第1の制約条件とする。これにより、ダウンリンク通信に基づいて宛先端末が決定される種別以外のTFが送信される端末でもって、TFの宛先となる複数の端末が構成される。
 次に、第2の制約条件について説明する。S601において宛先端末とすべき複数の端末を決定するための第2の制約条件は、「応答の有効データが同じ長さになるトリガーフレームの送信対象の端末を宛先端末」である。本実施形態では、第2の制約条件は、HE TB PPDU406の有効情報の差異に基づくものとなる。IEEE802.11axでは、TFへの応答フレームの宛先であるAPにおける受信電力の変動を抑えるために、各STAのHE TB PPDUの終わりを揃えることにしている。そのため、STAは、Trigger Typeで指定された情報が存在しない場合でも、長さを揃えるためにフレームにペイロードパディングを追加しなければならない。
 ここで、フレームに追加するペイロードパディングの長さについて説明する。たとえば、TFで割り当てるRU(リソースユニット)が26-toneから成り、ストリーム数が1、MCSが256-QAM、Coding Rateが3/4、GI(Guard Interval)が1.6μsecであるとする。この場合、HE TB PPDUのデータレートは、10Mbpsとなる。このデータレートによって8μsecで通信できるデータ量は、80bit=10バイトである。つまり、padding307による8μsecの時間短縮は、10バイトのペイロードパディングによって相殺されることになる。
 以上より、padding307の総和の最小化においては、フレームへのペイロードパディングの追加を発生させないという制約を加えることで、無線媒体の効率的利用の効果が向上する。ここで、各Trigger Typeについて、各端末からの有効情報の長さに差異がなくなる、または、フレームへのペイロードパディングの追加が不必要となる条件を示す。
 Basic Triggerの場合、各端末の送信バッファ量が同じ値であるときは各端末からの有効情報の長さに差異がなくなる。ここで、送信バッファ量は、BSR(Buffer Status Report)によって、各端末から通知される。AP101は、S601において送信バッファ量が同じ端末をTFの宛先端末に決定することで効率を向上させることができる。なお、送信バッファ量の値が異なる場合でも、RU Allocation329やMCS331によって、ペイロードパディングの発生を抑制できるが、処理が複雑となる。なお、MU-RTSの場合で、後続のTFがUL(Up Link)のみの場合は、Basic Triggerの場合と同じ条件となる。
 BFRP(Beamforming Report Poll)の場合、各端末に要求するCQI(Channel Quality Indication)が同じ数であるときは、各端末からの有効情報の長さに差異がなくなる。したがって、AP101は、S601においてCQIが同じである端末をTFの宛先端末に決定することで効率を向上させることができる。また、BSRP(Buffer Status Report Poll)の場合、1つのTID(Traffic Identifier)または全TIDについて通知をする場合、各端末からの有効情報の長さに差異がなくなる。BQRP(Bandwidth Query Report Poll)の場合は、各端末からの有効情報の長さに差異がないため、特に制約条件は存在しない。NFRP(NDP Feedback Report Poll)の場合も、各端末からの有効情報の長さに差異がないため、特に制約条件は存在しない。
 なお、IEEE802.11axにおいて、受信側に時間的猶予を与えるフレームへのペイロードパディングの追加という規定には、Packet Extensionと呼ばれるものがある。これは、IEEE802.11axの各PPDUのデータ部の後ろに付加されるフィールド(信号)である。たとえば、HE TB PPDU406の場合、APは、TFのPacket Extension322によって付加フィールドの長さ(duration)、符号化形式、変調方式を指定できる。しかし、本実施形態では、HE TB PPDU406の送信側である端末の組み合わせを変えても、Packet Extensionの長さに差異は発生しないものとしている。
 以上説明したように、実施形態3によれば、S601で第1の制約条件および第2の制約条件を考慮し、複数のTFにおける宛先端末の順序を調整することによって、無線媒体の有効利用の実効性を向上させることができる。
 <実施形態4>
 実施形態4では、Trigger TypeがNFRP(Null Data Packet Feedback Report Poll)であり、かつ、端末との接続および切断が少ない場合における、TF送信/データ受信の効率化を説明する。
 まず、NFRP TFの構成を説明する。NFRP TFの宛先指定方法は、他のTrigger TypeのTFとは異なっている。つまり、Per User InfoのAID12によって、ひとつひとつの端末を指定するのではなく、Starting AIDから規定数の範囲のAIDを持つ端末が宛先となっている。
 図8は、NFRP TFにおけるPer User Info306のデータ構成例を示す図である。341は、Starting AIDであり、このTFの宛先端末群の先頭AIDを示す。長さは12ビットである。ここで、Startingの意味は、これ以降の連続したAID値を持つ端末を宛先とする、という意味である。342と344は、Reservedである。
 343は、Feedback Typeであり、長さは4ビットである。このサブフィールドが0のときは、TFは、Resource Requestの用途となる。345は、Target RSSI(Receive Signal Strength Indicator)であり、長さは7ビットである。346は、Multiplexing Flagであり、長さは1ビットである。Multiplexing Flag346は、NDPが使用するストリーム数を示しており、ビット情報が0の場合はストリーム数が1、ビット情報が1の場合はストリーム数が2であることを示している。
 以上のような構造を持つNFRP TFの宛先となる端末は、そのAIDが「Starting AID341の値」から「Starting AID341の値+規定数(N)-1」までの端末となる。規定数(N)は、「定数k」と「BW315の値+1」と「Multiplexing Flag346の示す内容」との乗算値となる。定数kは、NFRP TFが送信要求するNDPの無線媒体上のOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)のサブキャリアの使い方によって決定され、BW315の値が0(20MHzを示す(図3Bを参照))のときは、k=18である。この場合、「Multiplexing Flag346の示す内容」が1であれば、規定数(N)は、18となる。
 よって、以上のような構成のNFRP TFに対して、実施形態1~2に示したような制御を行うとすれば、同じMinTrigProcTimeを持つ端末のAIDが連続していることが前提となる。そのため、AP101は、システムの端末構成が固定化した後に、同じMinTrigProcTimeを持つ端末が連続するように、AIDの再割り当てを行う。
 または、MinTrigProcTimeの値によって、AIDの割り当て範囲を3つの区分に分割しておいてもよい。たとえば、上述した規定数(N)が18の場合、MinTrigProcTime=0の18台の端末に対しては、AIDを1から順に割りあてる。同様に、MinTrigProcTime=8の18台の端末に対しては、AIDを19から順に割り当て、MinTrigProcTime=16の18台の端末に対しては、37から順に割り当てる。このようにすると、AIDの再割り当てをおこなうことなく、かつ、3個のTFのpaddingの和を最小にしつつ、全ての端末にNFRP TFを送信することができる。
 <実施形態5>
 実施形態5は、MinTrigProcTimeの値が全て等しい場合である。このときは、図5C、図6A、図6Bに示した処理をより単純にすることができる。つまり、TF送信処理テーブルのインデックス401またはAID403の順に、最大宛先数になるまで順次に端末を宛先端末として選択し、Per User Infoを割り当てていけばよい。例えば、S521またはS601において、無線通信システム内のすべての端末のMinTrigProcTimeが等しい場合に、この処理を実行するようにしてもよい。また、全ての端末のMinTrigProcTimeが0(ゼロ)のときは、padding307は存在しない。
 <実施形態6>
 実施形態6では、準備時間が長い端末に対応したフィールド(Per User Info)の後に準備時間が短い端末に対応したフィールドを配置することで、padding307により確保する時間を不要にするもしくは減少させる。なお、以下の説明は、NFRP TF以外のTFに適用されるものとする。
 実施形態6では、TFの送信処理においてMinTrigProcTimeの値が大きい端末から順にPer User Info306を並べる。たとえば、MinTrigProcTime=8(μsec)の端末に対するPer User Infoの後に、MinTrigProcTime=0(μsec)の端末に対するPer User Infoが3個並んだTFについて考える。この場合、TFのPer User Infoは、5バイト(オクテット)以上あることから、MinTrigProcTime=8の端末にとっては、自身がRUの準備を開始してからTFの終端になるまでに、15バイト以上の時間的猶予が存在することになる。よって、15バイトの伝送媒体時間が8μsec以上であれば、padding307は必要のないものとなる。
 以上の考え方は、MinTrigProcTime=16(μsec)の端末のPer User Infoを先頭の方に配置する場合も同様である。また、MinTrigProcTime=16(μsec)の端末とMinTrigProcTime=8(μsec)の端末の組み合わせであっても、Per User Info306の配置による効果が得られる。MinTrigProcTime=8の端末に対応するPer User InfoをMinTrigProcTime=16の端末に対応するPer User Infoの後ろに並べることでPadding307を8μsecにできる可能性がある。したがって、例えば、AP101は、S525またはS609においてMinTrigProcTimeの異なる端末が宛先端末として選択されている場合に、MinTrigProcTimeの大きい端末のPer User Infoを先頭の方に配置する。これにより、Padding307で確保する時間を短縮することができる。あるいは、S523において、MinTrigProcTimeの大きい端末に続いてMinTrigProcTimeの小さい所定数の端末が並ぶように決定されてもよい。
 なお、本実施形態に限らないことであるが、1つのTFにおいては、ある1つの端末に割り当てるRU(リソースユニット)は1つである。つまり、端末は、あるPer User Info306を解析した後は、後続のPer User Infoの処理をおこなうことなくRUの準備を進めることができる。また、ここまでの実施形態では、MinTrigProcTimeをRUの準備時間として扱ってきた。しかし、FCS308の処理時間を考慮して、TF構成において、padding307とFCS308の順序を入れ替えてもよい。
 <実施形態7>
 次に、さらなる実施形態として、1つのTFの宛先を複数の端末から選択する条件として、端末のDevice Classを加えた例を説明する。
 まず、Device Classを考慮する背景について説明する。Device Classとは、端末のAbsolute Transmit power(絶対送信電力)のaccuracy(精度)とRSSI測定の精度とによって、端末をClass AとBの2種類に分類したものである。RSSIとは、「Received Signal Strength Indicator」である。さらに具体的には、Class A端末とは、絶対送信電力とRSSI測定の精度を、ともに±3dB以内とする能力を備えた端末である。また、Class B端末とは、送信電力の精度を±9dB、RSSI測定の精度を±5dB、相対(Relative)送信電力の精度を±3dBとする能力を備えた端末である。なお、IEEE802.11axでは、端末は、自身のDevice ClassをAP(アクセスポイント)に通知することになっている。この通知は、例えば、Probe Request、Association Requestなどのマネジメントフレーム内のHE PHY Capabilities 情報要素によってなされる。
 Class Aの端末とClass Bの端末が混在する環境において、Class Bのような送信電力の精度が悪い端末の信号をOFDMA方式によって多重させると、その多重通信を受けたAPで各端末からの受信電力に大きな差が発生する可能性がある。この受信電力の差は、OFDMAの直交性を崩し、キャリア間干渉の影響を大きくする。特に、受信電力が小さいときの受信電力の差による影響は大きく、APの受信性能が劣化する。よって、APでは、OFDMA多重通信のためのTF(トリガーフレーム)の宛先を選択する際に、Class A端末とClass B端末を区別した対応が必要となる。
 この対応には、たとえば、以下の三つの方式がある。
・Class A端末とB端末とを同じTFの宛先として選択しない。
・Class B端末の多重数(宛先数)をClass A端末のそれより小さくする。
・Class BのMCSをロバスト性のあるものとする。
 以上が、Device Classに関する背景であり、実施形態7ではこのような背景を考慮して宛先端末の選択を行う。すなわち「MinTrigProcTimeが同じ端末を選択する」というS608とS612の処理において、さらに選択条件が加わる。つまり、S608、S612の端末選択において、送信の品質(Device Class)が同じ端末同士を優先して選択するという動作になる。
 具体例として、S608において、最大宛先数が9で、NUM_STA_candidateが15であり、この内、9台がClass A端末であり、6台がClass B端末であるとする。このとき、Class A端末とClass B端末が混在した9台ではなく、Class Aの端末のみ9台を選択するという動作になる。残った6台のClass Bの端末については、S610以降で処理されることになる。
 なお、Device Classを考慮した宛先端末の選択は、上記に限られるものではない。例えば、Device ClassClass Aの端末群とClass Bの端末群を分離し、Class Aの端末群とClass Bの端末群のそれぞれに図6A、図6Bの全トリガーフレーム送信処理を実行するようにしてもよい。
 以上のように、上記各実施形態によれば、トリガーフレーム中のpaddingの長さを小さくすることができるので、無線媒体の利用効率が向上するとともに、IEEE 802.11axが目指すシステム全体のスループット向上にも寄与する。
 (その他の実施形態)
 本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
 本願は、2018年10月19日提出の日本国特許出願特願2018-197845を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (16)

  1.  複数の端末に対してアップリンク伝送を実行させるためのトリガーフレームを送信する通信装置であって、
     前記複数の端末から、前記トリガーフレームにより使用するリソースユニットが指定されてから送信を開始するのに必要な準備時間を示す能力情報を取得する取得手段と、
     前記複数の端末から1つのトリガーフレームの宛先となる端末を選択する選択手段と、
     前記選択手段により選択された端末の準備時間を確保するためのパディングを付加して、前記選択された端末のためのトリガーフレームを送信する送信手段と、を備え、
     前記選択手段は、前記送信手段により付加されるパディングの総和が小さくなるように、前記複数の端末から前記能力情報に基づいて端末を選択することを特徴とする通信装置。
  2.  前記選択手段は、準備時間が等しい端末が連続するように前記複数の端末の選択順を決定し、前記選択順に従って前記1つのトリガーフレームの宛先となる端末を選択することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3.  前記選択手段は、前記送信されるトリガーフレームの数が増加しない限りにおいて、準備時間が異なる端末を1つのトリガーフレームに混在させないように端末を選択することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  4.  前記送信されるトリガーフレームの数は、前記複数の端末の台数を前記1つのトリガーフレームが含みうる最大宛先数で割って得られた実数値以上で最小の整数値であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信装置。
  5.  前記送信手段は、前記選択手段により選択された端末が要求する準備時間のうち最大の準備時間に相当するパディングを付加することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の通信装置。
  6.  ダウンリンク通信に基づいて宛先端末が決定される種別以外のトリガーフレームが送信される端末により前記複数の端末が構成されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の通信装置。
  7.  ダウンリンク通信に基づいて宛先端末が決定される種別以外のトリガーフレームとは、MU-BAR、MU-RTS、GCR MU-BAR以外の種別のトリガーフレームであることを特徴とする請求項6に記載の通信装置。
  8.  応答の有効データが同じ長さになるトリガーフレームの送信対象の端末により前記複数の端末が構成されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信装置。
  9.  トリガーフレームの種別がBasic Triggerであり、送信バッファ量が同じ値の端末で前記複数の端末を構成することを特徴とする請求項8に記載の通信装置。
  10.  トリガーフレームの種別がNFRPの場合に、準備時間が同じ端末が連続するようにAIDの割り当てを行う割り当て手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の通信装置。
  11.  前記送信手段は、1つのトリガーフレームにおいて、準備時間が長い端末に対応したフィールドの後に準備時間が短い端末に対応したフィールドを配置することで、前記パディングにより確保すべき時間を減少させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の通信装置。
  12.  前記選択手段は、送信の品質が同じ端末を優先して、1つのトリガーフレームの宛先端末として選択することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の通信装置。
  13.  前記通信装置は、IEEE802.11axに対応したアクセスポイントであり、
     前記準備時間を示す能力情報は、IEEE802.11axで規定されるMinTrigProcTimeであることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の通信装置。
  14.  前記取得手段は、Managementフレーム内のHE CapabilitiesのTrigger Frame MAC Padding DurationからMinTrigProcTimeを取得することを特徴とする請求項13に記載の通信装置。
  15.  複数の端末に対してアップリンク伝送を実行させるためのトリガーフレームを送信する通信装置の制御方法であって、
     前記複数の端末から、前記トリガーフレームにより使用するリソースユニットが指定されてから送信を開始するのに必要な準備時間を示す能力情報を取得する取得工程と、
     前記複数の端末から1つのトリガーフレームの宛先となる端末を選択する選択工程と、
     前記選択工程により選択された端末の準備時間を確保するためのパディングを付加して、前記選択された端末のためのトリガーフレームを送信する送信工程と、を備え、
     前記選択工程では、前記送信工程で付加されるパディングの総和が小さくなるように、前記複数の端末から前記能力情報に基づいて端末を選択することを特徴とする通信装置の制御方法。
  16.  請求項1から14のいずれか1項に記載された通信装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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