WO2024029340A1 - 通信装置、通信装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

通信装置、通信装置の制御方法、およびプログラム Download PDF

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WO2024029340A1
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channel bandwidth
field
communication device
channel
ppdu
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PCT/JP2023/026489
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English (en)
French (fr)
Inventor
智行 ▲高▼田
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キヤノン株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to a communication device that performs wireless communication, a method of controlling the communication device, and a program.
  • the IEEE 802.11 series standard is known as a wireless LAN communication standard developed by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Note that wireless LAN is an abbreviation for wireless local area network.
  • the IEEE802.11 series standards include IEEE802.11a/b/g/n/ac/ad/ax/ay/be standards.
  • the IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax/be standard is a standard targeting the 2.4 GHz band, 5 GHz band, or 6 GHz band, that is, the microwave band.
  • the IEEE802.11ad/ay standard is a standard that targets millimeter wave bands exceeding the 45 GHz band, including the 60 GHz band.
  • Patent Document 1 discloses that the IEEE802.11ax standard performs wireless communication using OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
  • the IEEE802.11ax standard achieves high effective throughput by performing wireless communication using OFDMA.
  • the channel bandwidth has been expanded to 320 MHz in order to improve throughput.
  • the IEEE is considering a standard tentatively named Ultra High Reliability (UHR) for the physical layer (PHY) as a successor to the IEEE802.11be standard. Therefore, hereinafter, the successor standard of the IEEE802.11be standard will be tentatively named the IEEE802.11UHR standard.
  • the IEEE802.11UHR standard is being studied not only in the microwave band but also in the millimeter wave band. In the microwave band, expanding the channel bandwidth to 480 MHz or 640 MHz is being considered with the aim of further improving throughput.
  • the IEEE802.11ad/ay standard only supported channel bandwidths of 2.16GHz, 4.32GHz, 6.48GHz, or 8.64GHz, but now it also supports channel bandwidths below 2.16GHz. It is being considered to do so. This contributes to increasing the number of simultaneous multiple connections to the wireless medium, reducing power consumption, simplifying hardware or software, etc.
  • the IEEE 802.11 series standards do not specify a method for notifying a communication partner device of a physical layer protocol data unit (PPDU) with a channel bandwidth of less than 2.16 GHz in the millimeter wave band. Therefore, in the millimeter wave band, communication using PPDU with a channel bandwidth of less than 2.16 GHz is not possible.
  • PPDU physical layer protocol data unit
  • the wireless communication device includes a transmitting means for transmitting a Physical Layer Protocol Data Unit (PPDU) in a millimeter wave band, and the PPDU includes a training field containing a signal for synchronizing reception timing in the millimeter wave band; A channel estimation field containing a signal for channel estimation in the millimeter wave band, a channel bandwidth field containing channel bandwidth information, and a data field of the channel bandwidth indicated by the channel bandwidth information included in the channel bandwidth field.
  • the problem is solved by including the following: and the channel bandwidth field indicates a channel bandwidth of less than 2.16 GHz as the channel bandwidth information.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a network in the present invention.
  • 1 is a diagram showing a hardware configuration of a communication device according to the present invention.
  • 1 is a diagram showing a functional configuration of a communication device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a communication device regarding transmission of PPDUs. It is a figure showing an example of field composition of PPDU.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a communication device regarding reception of PPDUs.
  • FIG. 1 shows the configuration of a wireless network to which communication devices 101 and 102 according to the present invention belong.
  • the present invention is applied to communication devices 101 and 102.
  • the communication devices 101 and 102 are a successor standard to the IEEE802.11be standard, which targets a maximum transmission speed of 46.08 Gbps, and are capable of performing wireless communication in accordance with the successor standard, which targets a maximum transmission speed of 90 Gbps to over 100 Gbps. configured.
  • This successor standard to 802.11be sets out new goals to achieve, such as support for highly reliable communications and low-latency communications.
  • the successor standard of IEEE802.11be which aims for a maximum transmission speed of 90 Gbps to over 100 Gbps, is tentatively named IEEE802.11UHR (Ultra High Reliability).
  • IEEE802.11UHR was established for convenience based on the goals to be achieved by the successor standard and the main features of the standard, and may be given a different name once the standard is finalized.
  • this specification and the appended claims are essentially successor standards to the 802.11be standard and are applicable to any successor standard that may support wireless communications. .
  • the communication device 101 is a UHR AP (Ultra High Reliability Access Point; hereinafter simply referred to as AP) that complies with the IEEE 802.11 UHR standard.
  • the communication device 102 is a non-AP UHR STA (hereinafter simply referred to as STA) that complies with the IEEE802.11 UHR standard.
  • STA non-AP UHR STA
  • the communication device 101 and the communication device 102 can perform wireless communication compliant with the IEEE802.11UHR standard.
  • IEEE is an abbreviation for Institute of Electrical and Electronics Engineers.
  • the communication devices 101 and 102 can communicate in the microwave band including the 2.4 GHz band, 5 GHz band, and 6 GHz band, or in the millimeter wave band exceeding 45 GHz including the 60 GHz band.
  • the millimeter wave band refers to a frequency band exceeding 45 GHz.
  • the communication devices 101, 102 can operate in the microwave band with a channel bandwidth of 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, 320 MHz, 480 MHz, or 640 MHz. Further, in the millimeter wave band, it can operate with a channel bandwidth of 2.16 GHz, 4.32 GHz, 6.48 GHz, or 8.64 GHz.
  • the millimeter wave band can operate at 2.16/n [GHz] (n is a natural number of 2 or more) or 20 ⁇ m [MHz] (m is a natural number).
  • the communication devices 101 and 102 may be configured to operate only in a channel bandwidth of less than 2.16 GHz in the millimeter wave band.
  • the communication devices 101 and 102 are assumed to be compatible with the IEEE802.11UHR standard, they may also be compatible with the IEEE802.11 standard, which is earlier than the IEEE802.11UHR standard. Specifically, the communication devices 101 and 102 may comply with at least one of the IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax/be standards.
  • Bluetooth registered trademark
  • NFC NFC
  • UWB UWB
  • ZigBee ZigBee
  • MBOA MBOA
  • UWB is an abbreviation for Ultra Wide Band
  • MBOA is an abbreviation for Multi Band OFDM Alliance.
  • NFC is an abbreviation for Near Field Communication.
  • UWB includes wireless USB, wireless 1394, WiNET, and the like. Further, the communication standard of wired communication such as wired LAN may be supported.
  • the communication device 101 include, but are not limited to, a wireless LAN router and a personal computer (PC). Further, the communication device 101 may be an information processing device such as a wireless chip that can perform wireless communication compliant with the IEEE802.11UHR standard. Further, specific examples of the communication device 102 include, but are not limited to, a camera, a tablet, a smartphone, a PC, a mobile phone, a video camera, a headset, and the like. Further, the communication device 102 may be an information processing device such as a wireless chip that can perform wireless communication compliant with the IEEE802.11UHR standard. Note that although the wireless network in FIG. 1 is configured with one AP and one STA, the number of APs and STAs is not limited to this. For example, there may be multiple STAs.
  • FIG. 2 shows an example of the hardware configuration of the communication device 101 in this embodiment.
  • the communication device 101 includes a storage section 201, a control section 202, a functional section 203, an input section 204, an output section 205, a communication section 206, and an antenna 207. Note that there may be a plurality of antennas.
  • the storage unit 201 is composed of one or more memories such as ROM and RAM, and stores computer programs for performing various operations described below and various information such as communication parameters for wireless communication.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the storage unit 201 may include storage media such as flexible disks, hard disks, optical disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, CD-Rs, magnetic tapes, nonvolatile memory cards, and DVDs. may also be used. Further, the storage unit 201 may include a plurality of memories or the like.
  • the control unit 202 is configured by one or more processors such as a CPU or MPU, and controls the entire communication device 101 by executing a computer program stored in the storage unit 201.
  • the control unit 202 may control the entire communication device 101 through cooperation between a computer program stored in the storage unit 201 and an operating system (OS). Further, the control unit 202 generates data and signals (wireless frames) to be transmitted in communication with other communication devices.
  • OS operating system
  • CPU is an abbreviation for Central Processing Unit
  • MPU is an abbreviation for Micro Processing Unit.
  • the control unit 202 may include a plurality of processors such as multi-core processors, and the communication device 101 may be controlled as a whole by the plurality of processors.
  • control unit 202 controls the functional unit 203 to execute predetermined processing such as wireless communication, imaging, printing, and projection.
  • the functional unit 203 is hardware for the communication device 101 to execute predetermined processing.
  • the input unit 204 accepts various operations from the user.
  • the output unit 205 performs various outputs to the user via a monitor screen and speakers.
  • the output by the output unit 205 may be a display on a monitor screen, an audio output from a speaker, a vibration output, or the like.
  • both the input section 204 and the output section 205 may be implemented in one module.
  • the input unit 204 and the output unit 205 may be each integrated with the communication device 101 or may be separate units.
  • the communication unit 206 controls wireless communication compliant with the IEEE802.11UHR standard. Further, the communication unit 206 may control wireless communication compatible with other IEEE802.11 series standards in addition to the IEEE802.11UHR standard, or control wired communication such as a wired LAN. The communication unit 206 controls the antenna 207 to transmit and receive signals generated by the control unit 202 for wireless communication.
  • the communication device 101 may control wireless communication compatible with these communication standards. Further, in a case where the communication device 101 can perform wireless communication compatible with a plurality of communication standards, it may be configured to have separate communication units and antennas compatible with each communication standard.
  • the communication device 101 communicates data such as image data, document data, video data, etc. with the communication device 102 via the communication unit 206.
  • the antenna 207 may be configured separately from the communication unit 206, or may be configured together with the communication unit 206 as one module.
  • the antenna 207 is an antenna capable of communication in the microwave band including the 2.4 GHz band, 5 GHz band, and 6 GHz band, and the millimeter wave band exceeding 45 GHz including the 60 GHz band.
  • Communication device 101 may have one or more antennas. Further, different antennas may be provided for each frequency band. Further, when the communication device 101 has a plurality of antennas, the communication device 101 may have a communication unit 206 corresponding to each antenna.
  • the communication device 102 has the same hardware configuration as the communication device 101.
  • FIG. 3 shows a block diagram of the functional configuration of the communication device 101 in this embodiment.
  • the communication device 102 also has a similar configuration.
  • the communication device 101 includes a wireless LAN control section 301.
  • the number of wireless LAN control units is not limited to one, and may be plural.
  • the communication device 101 further includes a frame processing section 302, a UI control section 304, a storage section 305, and a wireless antenna 306.
  • the wireless LAN control unit 301 is configured to include an antenna and a circuit for transmitting and receiving wireless signals with other wireless LAN devices, and a program to control them.
  • the wireless LAN control unit 301 executes wireless LAN communication control based on the frame generated by the frame processing unit 302 according to the IEEE802.11 standard series.
  • the frame processing unit 302 processes wireless control frames transmitted and received by the wireless LAN control unit 301.
  • the content of the wireless control generated and analyzed by the frame processing unit 302 may be restricted by settings stored in the storage unit 305. Alternatively, it may be changed by user settings from the UI control unit 304.
  • Information on the generated frame is sent to the wireless LAN control unit 301 and transmitted to the communication partner.
  • Frame information received by the wireless LAN control unit 301 is passed to the frame processing unit 302 and analyzed.
  • the UI control unit 304 is configured to include hardware related to a user interface such as a touch panel or buttons for receiving operations on the communication device 102 by a user (not shown) of the communication device 101, and a program to control the hardware. Note that the UI control unit 304 also has a function for presenting information such as displaying images or outputting audio to the user.
  • the storage unit 305 is a storage device that may include a ROM, a RAM, etc., and stores programs and data that the communication device 101 operates on.
  • the operation starts when the communication device 101 and the communication device 102 are connected, that is, when the communication device 102 joins the Basic Service Set (BSS) formed by the communication device 101.
  • BSS Basic Service Set
  • the communication device 102 participates in the BSS based on instructions input by the user.
  • the communication device 102 receives the Beacon frame transmitted by the AP prior to participating in the BSS, it transmits an Association Request frame to the AP for requesting participation in the BSS, and an Association Response frame that is a response frame thereto. Participate in the BSS by receiving, etc.
  • the communication device 102 may transmit a Probe Request frame for discovering an AP, and may receive a Probe Response frame that is a response frame thereto.
  • the main body of the operation of the communication devices 101 and 102 is the control unit 202 in terms of hardware, and the frame processing unit 302 in terms of functionality.
  • the operation of the communication device 101 will be described below. However, unless otherwise specified, the operation of the communication device 102 is also similar.
  • step S400 the communication device 101 determines whether there is data to be transmitted. If it is determined that there is data to be transmitted, the process advances to step S401.
  • the communication device 101 determines the channel bandwidth of the PPDU containing the data to be transmitted.
  • Channel bandwidth options include 2.16GHz, 4.32GHz, 6.48GHz, and 8.64GHz.
  • the channel bandwidth options include a channel bandwidth expressed as 2.16/n [GHz] (n is a natural number of 2 or more). For example, they are 1.08 GHz, 540 MHz, 270 MHz, 135 MHz, 67.5 MHz, 33.75 MHz, and 16.875 MHz.
  • the channel bandwidth options may include a channel bandwidth expressed as 20 ⁇ m [MHz] (m is a natural number). For example, they are 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz, 320MHz, 480MHz, 640MHz, and 1.28GHz.
  • the channel bandwidth is determined based on the capabilities supported by the communication devices 101 and 102, the current operating channel width, the channel usage status, the amount of data to be transmitted, the power consumption, etc. between devices that transmit and receive data, or for the BSS as a whole. It is determined so that the throughput is as high as possible or the power consumption of the communication device 101 or the communication device 102 is as small as possible. After determining the channel bandwidth, the communication device proceeds to step S402.
  • step S402 the communication device 101 generates a PPDU including a channel bandwidth field including channel bandwidth information.
  • the channel bandwidth field refers to the Scrambler Initialization field, Compressed BW field, and BW field, which will be described later.
  • the PPDUs generated in step S402 are Control mode PPDUs, SC mode PPDUs, and OFDM mode PPDUs.
  • Control mode PPDU is a PPDU for transmitting information that requires high reliability, such as a control frame.
  • SC mode PPDU is a PPDU transmitted using a single carrier modulation method.
  • OFDM mode PPDU refers to PPDU transmitted using the OFDM modulation method.
  • FIG. 5 shows an example of the field configuration of PPDU.
  • L-STF 500 and L-CEF 501 are an L-STF field and an L-CEF field defined by the IEEE802.11ay standard, respectively.
  • L-STF 500 is a training field containing signals used for synchronizing reception timing and the like.
  • L-CEF 501 is a channel estimation field containing signals used for channel estimation.
  • L-Header 502 is a header field that includes information for demodulating and interpreting the following fields.
  • L-Header 502 includes channel bandwidth information indicating the channel bandwidth.
  • the channel bandwidth information is included in the Scrambler Initialization field within the L-Header field.
  • the Scrambler Initialization field is a field composed of 4 bits.
  • channel bandwidth information is included in the least significant 5 bits of the Length field in the L-Header field. The least significant 5 bits of the Length field are also called a Compressed BW field.
  • the relationship between the channel bandwidths indicated by the value of the Scrambler Initialization field in the Control mode PPDU is configured as follows. If the value of the Scrambler Initialization field is n, the channel bandwidth may be configured to indicate 2.16/n [GHz]. Furthermore, if the value of the Scrambler Initialization field is m, the channel bandwidth may be configured to represent 20 ⁇ m [MHz].
  • the channel bandwidth is 20 MHz, if the value is 1, the channel bandwidth is 40 MHz, if the value is 2, the channel bandwidth is 80 MHz, and if the value is 3, the channel bandwidth is The width is 160 MHz, a value of 4 means the channel bandwidth is 320 MHz, a value of 5 means the channel bandwidth is 480 MHz, a value of 6 means the channel bandwidth is 640 MHz, a value of 7 means the channel bandwidth is It may be configured to indicate 1.28 GHz.
  • the channel bandwidth indicated by the value of the Scrambler Initialization field is not limited to less than 2.16 GHz.
  • it may be configured to indicate a channel bandwidth of 2.16 GHz or more according to another field different from the Scrambler Initialization field.
  • a value of 0 in the Scrambler Initialization field indicates that the channel bandwidth is 2.16 GHz
  • a value of 1 indicates that the channel bandwidth is 8.64 GHz
  • a value of 2 indicates that the channel bandwidth is 6 GHz.
  • a value of 3 means a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 4 means a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 5 means a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 6 means a channel bandwidth of 4.32GHz.
  • a value of 7 indicates a channel bandwidth of 8.64GHz
  • a value of 8 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 9 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 10 means the channel bandwidth is 6.48 GHz
  • a value of 11 means the channel bandwidth is 8.64 GHz
  • a value of 12 means the channel bandwidth is 4.32 GHz
  • a value of 13 means the channel bandwidth
  • the bandwidth may be configured to be 4.32 GHz
  • a value of 14 to indicate a channel bandwidth of 8.64 GHz
  • a value of 15 to indicate a channel bandwidth of 8.64 GHz.
  • the relationship between the channel bandwidth indicated by the value of the Compressed BW field in, for example, an SC mode PPDU or an OFDM mode PPDU is configured as follows. If the value of the Compressed BW field is 19+m and the value of the field is 21 or more, the channel bandwidth may be configured to indicate 2.16/m [GHz]. Furthermore, if the value of the Compressed BW field is 20+m and the value of the field is 21 or more, the channel bandwidth may be configured to indicate 20 ⁇ m [MHz].
  • the channel bandwidth is 20MHz
  • the channel bandwidth is 40MHz
  • the channel bandwidth is 80MHz
  • the channel bandwidth is The width is 160 MHz
  • a value of 25 means the channel bandwidth is 320 MHz
  • a value of 26 means the channel bandwidth is 480 MHz
  • a value of 27 means the channel bandwidth is 640 MHz
  • a value of 28 means the channel bandwidth is It may be configured to indicate 1.28 GHz.
  • the channel bandwidth indicated by the value of the Compressed BW field is not limited to less than 2.16 GHz.
  • it may be configured to indicate a channel bandwidth of 2.16 GHz or more according to another field different from the Compressed BW field.
  • a value of 0 in the Compressed BW field indicates that the channel bandwidth is 2.16 GHz
  • a value of 1 indicates that the channel bandwidth is 4.32 GHz
  • a value of 2 indicates that the channel bandwidth is 4. .32GHz
  • a value of 3 means a channel bandwidth of 6.48GHz
  • a value of 4 means a channel bandwidth of 6.48GHz
  • a value of 5 means a channel bandwidth of 6.48GHz
  • a value of 6 means a channel bandwidth of 6.48GHz.
  • a value of 7 indicates a channel bandwidth of 8.64GHz
  • a value of 8 indicates a channel bandwidth of 8.64GHz
  • a value of 9 indicates a channel bandwidth of 8.64GHz
  • a value of 10 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 11 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 12 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 13 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 12 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 13 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 12 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz
  • a value of 13 indicates a channel bandwidth of 4.32GHz.
  • Bandwidth is 4.32GHz
  • value 14 means channel bandwidth 4.32GHz
  • value 15 means channel bandwidth 8.64GHz
  • value 16 means channel bandwidth 8.64GHz
  • the Scrambler Initialization field and the Compressed BW field may be configured to indicate a channel bandwidth of at least less than 2.16 GHz, and the correspondence between the number of bits configuring the field and the channel bandwidth indicated by the field value is as follows. It is not limited to the example described above.
  • the L-Header 502 may be configured to include information included in the L-Header field defined by the IEEE802.11ay standard.
  • UHR-Header-A503 is a header field containing information for demodulating and interpreting the field of the IEEE802.11 UHR standard that follows.
  • This field corresponds to the EDMG-Header-A field in the IEEE802.11ay standard.
  • This field includes a field indicating the length of a physical layer service data unit (PSDU) and a channel bandwidth field indicating channel bandwidth information.
  • PSDU physical layer service data unit
  • channel bandwidth field in the UHR-Header-A 503 is hereinafter referred to as the BW field.
  • the UHR-Header-A 503 may further include an MCS field indicating a Modulation and Coding Scheme (MCS) used in the data field. This field corresponds to the EDMG MCS field in the IEEE802.11ay standard.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the BW field may include not only channel bandwidth information but also channel information indicating a channel on which fields after the UHR-Header-A503 or data fields are transmitted, or a subchannel that is a unit of dividing the channel. .
  • Channel bandwidth information and channel information may each be included in separate fields or may be encoded and included in one field.
  • An example of encoding and configuring into one field is an example in which each bit of the BW field is configured as a bitmap consisting of bits corresponding to a channel with the minimum channel bandwidth.
  • the BW field consists of 16 bits b15 to b0 (b15 is the most significant bit and b0 is the least significant bit) and the minimum channel bandwidth is 540 MHz
  • b0 is the channel with the lowest frequency channel bandwidth of 540 MHz.
  • b15 corresponds to a channel with the highest frequency channel bandwidth of 540 MHz. If the value of a bit is 0, it indicates that fields or data fields after UHR-Header-A 503 are not transmitted on the channel corresponding to that bit. When the value of a bit is 1, it indicates that fields or data fields after the UHR-Header-A 503 are transmitted on the channel corresponding to that bit.
  • each bit configuring the BW field corresponds to a different channel, and the bit with a value of 1 is Fields or data fields after the UHR-Header-A 503 may be configured to be transmitted using only the corresponding channel.
  • UHR-STF 504 and UHR-CEF 505 are respectively training fields containing signals used for synchronizing reception timing, etc., and signals used for channel estimation, etc., for the following fields of the IEEE802.11 UHR standard. is a channel estimation field containing . These fields correspond to the EDMG-STF field and EDMG-CEF field in IEEE802.11ay, respectively. These fields may not be present. For example, if the PPDU corresponds to a Control Mode PPDU defined in the IEEE802.11ay standard, which is used to transmit data such as control data that requires high reliability, it may not exist.
  • the UHR-Header-B 506 exists when the PPDU is an MU PPDU that is a PPDU for a multi-user (MU).
  • the UHR-Header-B 506 is a header field containing information specific to each STA for each user, ie, each STA, to demodulate and interpret the data field. This field corresponds to the EDMG-Header-B field in the IEEE802.11ay standard.
  • Data 507 is a data field.
  • Data 507 includes data transmitted from the communication device 101 to the communication device 102. Note that when the communication device 102 transmits data to the communication device 101, the data is included.
  • the TRN 508 is a beamforming training field containing signals for beamforming. This field corresponds to the TRN field in the IEEE802.11ay standard. This field can be omitted as appropriate.
  • L-STF500 and L-CEF501 are compatible with the IEEE802.11ay standard. Furthermore, the L-Header 502 can also be made compatible.
  • the field having the channel bandwidth represented by the channel bandwidth field is a field located after the field containing the channel bandwidth field.
  • L-STF500, L-CEF501, and L-Header502 are not compatible with IEEE802.11ay, and may be newly defined in the IEEE802.11UHR standard.
  • the name of each field may be different from IEEE802.11ay.
  • the channel bandwidth of these fields may be any predetermined channel bandwidth. For example, it may be the smallest channel bandwidth among the channel bandwidth options.
  • the L-Header 502 may include a channel bandwidth field newly defined in the IEEE 802.11 UHR standard.
  • the field may be, for example, a field such as the BW field.
  • UHR-Header-A503, UHR-STF504, UHR-CEF505, and UHR-Header-B may not exist.
  • the TRN 508 may also be newly defined in the IEEE802.11 UHR standard or the later IEEE802.11 standard. In this way, when all fields are newly defined in the IEEE802.11 UHR standard, the overhead caused by the preamble can be reduced. In addition, since the channel bandwidth can be narrowed from the first field of the PPDU, the effects of the present invention can be further improved, such as increasing the number of simultaneous multiple connections to the wireless medium, reducing power consumption, and simplifying hardware or software. Contribute.
  • step S403 the communication device 101 transmits the generated PPDU. Then, the process advances to step S404.
  • step S404 the communication device 101 determines whether to disconnect from the communication device 102 based on instructions input by the user. If it is determined that the connection should be disconnected, the connection is disconnected, and the operations related to PPDU transmission that have been described so far are ended. On the other hand, if it is determined that the connection should be continued, the process returns to step S400 and the operation related to PPDU transmission is continued. Note that in the case of the communication device 102, it is determined whether or not to disconnect from the communication device 101 based on an instruction input by the user. If it is determined that the communication device 101 should be disconnected, the connection with the communication device 101 is disconnected, and the operations related to PPDU transmission that have been described so far are ended. On the other hand, if it is determined that the connection with the communication device 101 is to be continued, the process returns to step S400 and the operation related to PPDU transmission is continued.
  • This operation starts when the communication device 101 and the communication device 102 are connected, that is, when the communication device 102 participates in the BSS formed by the communication device 101.
  • the communication device 102 joins the BSS based on instructions input by the user. Prior to participating in the BSS, when the communication device 102 receives a Beacon frame transmitted by the AP, it transmits an Association Request frame to the AP for requesting participation in the BSS, and an Association Response frame that is a response frame thereto. Participate in the BSS by receiving, etc.
  • the communication device 102 may transmit a Probe Request frame for discovering an AP, and may receive a Probe Response frame that is a response frame thereto.
  • the main body of the operation of the communication devices 101 and 102 is the control unit 202 in terms of hardware, and the frame processing unit 302 in terms of functionality.
  • the operation of the communication device 101 will be described below. However, unless otherwise specified, the operation of the communication device 102 is also similar.
  • step S600 the communication device 101 determines whether a new PPDU has been received. If it is determined that the message has been received, the process advances to step S601. In step S601, the communication device 101 determines the channel bandwidth of the received PPDU. The communication device 101 determines the channel bandwidth of the PPDU based on the value of the field explained in the explanation of step S402. After determining the channel bandwidth of the PPDU, the communication device 101 proceeds to step S602.
  • step S602 the communication device 101 demodulates the Data 507, that is, the data field, according to the channel bandwidth.
  • UHR-Header-A 503, UHR-Header-B 506, ie header fields may also be demodulated according to the channel bandwidth.
  • SC single carrier
  • the communication device 101 executes despreading processing according to the channel bandwidth.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex
  • fast Fourier transform processing is performed using a subcarrier configuration according to the channel bandwidth.
  • step S603 the communication device 101 determines whether to disconnect from the communication device 102 based on instructions input by the user. If it is determined that the connection should be disconnected, the connection is disconnected, and the operations related to PPDU transmission that have been described so far are ended. On the other hand, if it is determined that the connection should be continued, the process returns to step S600 and the operation regarding reception of PPDUs is continued. Note that in the case of the communication device 102, it is determined whether or not to disconnect from the communication device 101 based on an instruction input by the user. If it is determined that the connection should be disconnected, the connection with the communication device 101 is disconnected, and the operations related to PPDU reception described so far are ended. On the other hand, if it is determined that the connection with the communication device 101 is to be continued, the process returns to step S600 and the operation regarding reception of PPDUs is continued.
  • a recording medium recording a software program code that realizes the above functions is supplied to the system or device, and the computer (CPU, MPU) of the system or device reads and executes the program code stored in the recording medium. You can.
  • the program code itself read from the storage medium will implement the functions of the above-described embodiments, and the storage medium that has stored the program code will constitute the above-described device.
  • the storage medium for supplying the program code for example, a flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, DVD, etc. can be used. can.
  • OS is an abbreviation for Operating System.
  • the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Then, based on instructions from the program code, a CPU included in the function expansion board or function expansion unit may perform part or all of the actual processing to realize the above-mentioned functions.
  • the present invention provides a system or device with a program that implements one or more functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
  • a circuit for example, ASIC

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Physical Layer Protocol Data Unit(PPDU)をミリ波帯で送信する送信手段を有し、PPDUはミリ波帯で受信タイミングを同期するための信号を含むトレーニングフィールドと、ミリ波帯でチャネル推定をするための信号を含むチャネル推定フィールドと、チャネル帯域幅情報を含むチャネル帯域幅フィールドと、前記チャネル帯域幅フィールドに含まれるチャネル帯域幅情報が示すチャネル帯域幅のデータフィールドと、を含み、チャネル帯域幅フィールドは前記チャネル帯域幅情報として2.16GHz未満のチャネル帯域幅を示す。

Description

通信装置、通信装置の制御方法、およびプログラム
 本発明は、無線通信を行う通信装置、通信装置の制御方法、およびプログラムに関する。
 IEEE(InstitUte of Electrical and Electronics Engineers)が策定している無線LAN通信規格としてIEEE802.11シリーズ規格が知られている。なお、無線LANとは無線 Local Area Networkの略である。IEEE802.11シリーズ規格にはIEEE802.11a/b/g/n/ac/ad/ax/ay/be規格等の規格がある。IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax/be規格は2.4GHz帯、5GHz帯、または6GHz帯、すなわち、マイクロ波帯を対象とした規格である。一方、IEEE802.11ad/ay規格は60GHz帯を含む45GHz帯を超えるミリ波帯を対象とした規格である。
 特許文献1にはIEEE802.11ax規格ではOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)による無線通信を実行することが開示されている。IEEE802.11ax規格ではOFDMAによる無線通信を実行することにより高い実効スループットを実現している。IEEE802.11ax規格の後継規格であるIEEE802.11be規格ではスループットの向上を実現するためにチャネル帯域幅が320MHzまで拡張された。
 IEEEではIEEE802.11be規格の後継として物理層(Physical Layer、PHY)がUltra High Reliability(UHR)と仮称される規格が検討されている。そこで、以下、IEEE802.11be規格の後継規格をIEEE802.11UHR規格と仮称する。IEEE802.11UHR規格では、マイクロ波帯のみならず、ミリ波帯も視野に入れた検討がされている。マイクロ波帯では一層のスループットの向上を目指してチャネル帯域幅を480MHzまたは640MHzに拡張することが検討されている。一方、ミリ波帯では、IEEE802.11ad/ay規格において2.16GHz、4.32GHz、6.48GHz、または8.64GHzのみに対応していたチャネル帯域幅を2.16GHz未満にも対応するようにすることが検討されている。これは無線媒体への同時多元接続数の増大、消費電力の削減、ハードウェアまたはソフトウェアの単純化等に寄与する。
特開2018-50133号公報
 しかし、IEEE802.11シリーズ規格ではミリ波帯においてチャネル帯域幅が2.16GHz未満のPhysical Layer Protocol Data Unit(PPDU)について、通信相手装置にそのチャネル帯域幅を通知する方法が規定されていない。そのため、ミリ波帯において、チャネル帯域幅が2.16GHz未満のPPDUを使用して通信できない。
 本発明における無線通信装置は、Physical Layer Protocol Data Unit(PPDU)をミリ波帯で送信する送信手段を有し、前記PPDUはミリ波帯で受信タイミングを同期するための信号を含むトレーニングフィールドと、ミリ波帯でチャネル推定をするための信号を含むチャネル推定フィールドと、チャネル帯域幅情報を含むチャネル帯域幅フィールドと、前記チャネル帯域幅フィールドに含まれるチャネル帯域幅情報が示すチャネル帯域幅のデータフィールドと、を含み、前記チャネル帯域幅フィールドは前記チャネル帯域幅情報として2.16GHz未満のチャネル帯域幅を示すことにとり、前記課題を解決する。
 本発明によれば、ミリ波帯において、2.16GHz未満のチャネル帯域幅を用いて通信することを通知することを目的とする。
本発明におけるネットワークの構成を示す図である。 本発明における通信装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明における通信装置の機能構成を示す図である。 PPDUの送信に関する通信装置の動作を示す図である。 PPDUのフィールド構成の一例を示す図である。 PPDUの受信に関する通信装置の動作を示す図である。
 以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
 (無線通信システムの構成)
 図1は、本発明にかかる通信装置101、102が所属する無線ネットワークの構成を示す。
 本発明は通信装置101、102に適用する。通信装置101、102は、最大伝送速度46.08Gbpsを目標とするIEEE802.11be規格の後継規格であり、最大伝送速度として90Gbps~100Gbps超を目標とする後継規格に準拠した無線通信を実行可能に構成される。この当該802.11beの後継規格では、高信頼通信や低レイテンシ通信のサポートなどを新たに達成すべき目標として掲げている。上記を踏まえ、本実施形態では、IEEE802.11beの後継規格であり、最大伝送速度として90Gbps~100Gbps超を目標とする後継規格を、IEEE802.11UHR(Ultra High Reliability)と仮称する。なお、IEEE802.11UHRという名称は後継規格で達成すべき目標や当該規格で目玉となる特徴を踏まえて便宜上設けられたものであり、規格が確定した状態において別の名称となりうる。一方、本明細書及び添付の特許請求の範囲は、本質的には、802.11be規格の後継規格であって、無線通信をサポートしうるすべての後継規格に適用可能であることに留意されたい。
 通信装置101はIEEE802.11UHR規格に対応したUHR AP(Ultra High Reliability Access Point。以下、単にAPと言う)である。通信装置102はIEEE802.11UHR規格に対応したnon-AP UHR STA(以下、単にSTAと言う)である。通信装置101と通信装置102はIEEE802.11UHR規格に対応した無線通信を実行できる。なお、IEEEはInstitUte of Electrical and Electronics Engineersの略である。
 通信装置101、102は2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯を含むマイクロ波帯、または60GHz帯を含む45GHzを超えるミリ波帯で通信できる。なお、本実施例においてミリ波帯とは45GHzを超える周波数帯のことをいう。通信装置101、102はマイクロ波帯では20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、320MHz、480MHz、または640MHzのチャネル帯域幅で動作できる。また、ミリ波帯では2.16GHz、4.32GHz、6.48GHz、または8.64GHzのチャネル帯域幅で動作できる。さらにミリ波帯では、2.16/n[GHz](nは2以上の自然数)または20×m[MHz](mは自然数)で動作できる。なお、上記にかかわらず、通信装置101、102はミリ波帯で2.16GHz未満のチャネル帯域幅でのみ動作できるように構成されてもよい。
 なお、通信装置101、102は、IEEE802.11UHR規格に対応するとしたが、これに加えて、IEEE802.11UHR規格より前のIEEE802.11規格に対応していてもよい。具体的には、通信装置101、102は、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax/be規格の少なくともいずれか1つに対応していてもよい。
 また、IEEE802.11規格シリーズに加えて、Bluetooth(登録商標)、NFC、UWB、ZigBee、MBOAなどの他の通信規格に対応していてもよい。
 なお、UWBはUltra Wide Bandの略であり、MBOAはMulti Band OFDM Allianceの略である。また、NFCはNear Field Communicationの略である。UWBには、ワイヤレスUSB、ワイヤレス1394、WiNETなどが含まれる。また、有線LANなどの有線通信の通信規格に対応していてもよい。
 通信装置101の具体例としては、無線LANルーターやパーソナルコンピュータ(PC)などが挙げられるが、これらに限定されない。また、通信装置101は、IEEE802.11UHR規格に対応した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。また、通信装置102の具体的な例としては、カメラ、タブレット、スマートフォン、PC、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドセットなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、通信装置102は、IEEE802.11UHR規格に対応した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。なお、図1の無線ネットワークはAP1台とSTA1台で構成されているが、APおよびSTAの台数はこれに限定されない。例えば、STAが複数あってもよい。
 (APおよびSTAの構成)
 図2に、本実施形態における通信装置101のハードウェア構成例を示す。通信装置101は、記憶部201、制御部202、機能部203、入力部204、出力部205、通信部206およびアンテナ207を有する。なお、アンテナは複数あってもよい。
 記憶部201は、ROMやRAM等の1以上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コンピュータプログラムや、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。ROMはRead Only Memoryの、RAMはRandom Access Memoryの夫々略である。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、例えば、CPUやMPU等の1以上のプロセッサにより構成され、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、通信装置101の全体を制御する。なお、制御部202は、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムとOS(Operating System)との協働により、通信装置101の全体を制御するようにしてもよい。また、制御部202は、他の通信装置との通信において送信するデータや信号(無線フレーム)を生成する。なお、CPUはCentral Processing Unitの、MPUは、Micro Processing Unitの略である。また、制御部202がマルチコア等の複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサにより通信装置101全体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、無線通信や、撮像、印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部203は、通信装置101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、モニタ画面やスピーカーを介して、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、モニタ画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力などであってもよい。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。また、入力部204および出力部205は、各々通信装置101と一体であってもよいし、別体であってもよい。
 通信部206は、IEEE802.11UHR規格に対応した無線通信の制御を行う。また、通信部206は、IEEE802.11UHR規格に加えて、他のIEEE802.11シリーズ規格に対応した無線通信の制御や、有線LAN等の有線通信の制御を行ってもよい。通信部206は、アンテナ207を制御して、制御部202によって生成された無線通信のための信号の送受信を行う。
 なお、通信装置101が、IEEE802.11UHR規格に加えて、NFC規格やBlUetooth規格等に対応している場合、これらの通信規格に対応した無線通信の制御を行ってもよい。また、通信装置101が複数の通信規格に対応した無線通信を実行できる場合、夫々の通信規格に対応した通信部とアンテナを個別に有する構成であってもよい。通信装置101は通信部206を介して、画像データや文書データ、映像データ等のデータを通信装置102と通信する。なお、アンテナ207は、通信部206と別体として構成されていてもよいし、通信部206と合わせて一つのモジュールとして構成されていてもよい。
 アンテナ207は、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯を含むマイクロ波帯、及び60GHz帯を含む45GHzを超えるミリ波帯における通信が可能なアンテナである。通信装置101の有するアンテナは1つであっても複数であってもよい。また、周波数帯ごとに異なるアンテナを有していてもよい。また、通信装置101は、アンテナを複数有している場合、各アンテナに対応した通信部206を有していてもよい。
 なお、通信装置102は通信装置101と同様のハードウェア構成を有する。
 図3には、本実施形態における通信装置101の機能構成のブロック図を示す。なお、通信装置102も同様の構成である。ここでは通信装置101は無線LAN制御部301を備えるものとする。なお、無線LAN制御部の数は1つに限らず、複数でもよい。通信装置101は、さらに、フレーム処理部302、UI制御部304および記憶部305、無線アンテナ306を有する。
 無線LAN制御部301は、他の無線LAN装置との間で無線信号を送受信するためのアンテナ並びに回路、およびそれらを制御するプログラムを含んで構成される。無線LAN制御部301は、IEEE802.11規格シリーズに従って、フレーム処理部302で生成されたフレームを元に無線LANの通信制御を実行する。
 フレーム処理部302は、無線LAN制御部301で送受信する無線制御フレームを処理する。フレーム処理部302で生成及び解析する無線制御の内容は記憶部305に保存されている設定によって制約を課してもよい。またUI制御部304からのユーザ設定によって変更してもよい。生成されたフレームの情報は無線LAN制御部301に送られ、通信相手に送信される。無線LAN制御部301で受信したフレームの情報はフレーム処理部302に渡され解析される。
 UI制御部304は、通信装置101の不図示のユーザによる通信装置102に対する操作を受け付けるためのタッチパネルまたはボタン等のユーザインタフェースに関わるハードウェアおよびそれらを制御するプログラムを含んで構成される。なお、UI制御部304は、例えば画像等の表示、または音声出力等の情報をユーザに提示するための機能も有する。
 記憶部305は、通信装置101が動作するプログラムおよびデータを保存するROMとRAM等によって構成されうる記憶装置である。
 次に本実施例における、ミリ波帯でのPhysical Layer Protocol Data Unit(PPDU)の送信に関する通信装置101、102の動作について図4を用いて説明する。当該動作は通信装置101と通信装置102が接続、すなわち、通信装置101が形成するBasic Service Set(BSS)に通信装置102が加入したときから開始される。
 なお、通信装置102はユーザから入力された指示等に基づいてBSSに参加する。通信装置102は、BSSへの参加に先立って、APが送信したBeaconフレームを受信すると、BSSへの参加を要求するためのAssociation RequestフレームをAPに送信し、それに対する応答フレームであるAssociation Responseフレームを受信する等して、BSSに参加する。
 通信装置102は、Association Request/Responseフレームの送受信に先立って、APを発見するためのProbe Requestフレームを送信し、それに対する応答フレームであるProbe Responseフレームを受信してもよい。
 通信装置101、102の動作の主体はハードウェア的には制御部202、機能的にはフレーム処理部302である。以下、通信装置101の動作として説明する。しかし、特に記載がない場合、通信装置102の動作も同様である。
 ステップS400で、通信装置101は、送信すべきデータがあるかを判断する。送信すべきデータがあると判断した場合、ステップS401に進む。
 ステップS401で通信装置101は送信すべきデータを含むPPDUのチャネル帯域幅を決定する。チャネル帯域幅の選択肢には2.16GHz、4.32GHz、6.48GHz、8.64GHzがある。さらに、チャネル帯域幅の選択肢には2.16/n[GHz](nは2以上の自然数)で表現されるチャネル帯域幅がある。例えば、1.08GHz、540MHz、270MHz、135MHz、67.5MHz、33.75MHz、16.875MHzである。また、チャネル帯域幅の選択肢には20×m[MHz](mは自然数)で表現されるチャネル帯域幅があってもよい。例えば、20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、320MHz、480MHz、640MHz、1.28GHzである。チャネル帯域幅は通信装置101、102が対応する能力、現在の動作チャネル幅、チャネルの使用状況、送信データ量、消費電力等に基づいて、データを送受信する装置間において、もしくはBSS全体として可能な限りスループットが高くなるように、または通信装置101または通信装置102の消費電力が可能な限り小さくなるように決定される。通信装置はチャネル帯域幅を決定すると、ステップS402に進む。
 ステップS402で通信装置101はチャネル帯域幅情報を含むチャネル帯域幅フィールドを含むPPDUを生成する。なお、チャネル帯域幅フィールドとは、後述するScrambler Initializationフィールドや、Compressed BWフィールドや、BWフィールドのことである。また、ステップS402で生成するPPDUとは、Control mode PPDUや、SC mode PPDUや、OFDM mode PPDUのことである。Control mode PPDUとは制御フレームのような、高い信頼性が必要な情報を送信するためのPPDUのことである。また、SC mode PPDUとは、シングルキャリア変調方式を用いて送信されるPPDUのことである。また、OFDM mode PPDUとは、OFDM変調方式を用いて送信されるPPDUのことである。
 図5にPPDUのフィールド構成の一例を示す。L-STF500、L-CEF501は各々、IEEE802.11ay規格で規定されたL-STFフィールド、L-CEFフィールドである。L-STF500は受信タイミングを同期するため等に使用される信号を含むトレーニングフィールドである。L-CEF501はチャネル推定をするため等に使用される信号を含むチャネル推定フィールドである。
 L-Header502は後に続くフィールドを復調したり、解釈したりするための情報を含むヘッダーフィールドである。L-Header502にはチャネル帯域幅を示すチャネル帯域幅情報が含まれている。Control mode PPDUの場合、チャネル帯域幅情報はL-Headerフィールド内のScrambler Initializationフィールドに含まれている。またScrambler Initializationフィールドは4ビットで構成されるフィールドである。また、EDMG SC mode PPDUまたはEDMG OFDM mode PPDUモードの場合、チャネル帯域幅情報はL-Headerフィールド内のLengthフィールドの最下位5ビットに含まれている。当該Lengthフィールドの最下位5ビットはCompressed BWフィールドとも呼ばれる。
 例えば、Control mode PPDUにおける、Scrambler Initializationフィールドの値が示すチャネル帯域幅の関係は以下のように構成される。Scrambler Initializationフィールドの値をnとした場合、チャネル帯域幅は2.16/n[GHz]を示すように構成されてもよい。またScrambler Initializationフィールドの値をmとした場合、チャネル帯域幅は20×m[MHz]を示すように構成されてもよい。また、Scrambler Initializationフィールドの値が0の場合、チャネル帯域幅は20MHz、値が1の場合、チャネル帯域幅は40MHz、値が2の場合、チャネル帯域幅は80MHz、値が3の場合、チャネル帯域幅は160MHz、値が4の場合、チャネル帯域幅は320MHz、値が5の場合、チャネル帯域幅は480MHz、値が6の場合、チャネル帯域幅は640MHz、値が7の場合、チャネル帯域幅は1.28GHzを示すように構成されてもよい。
 なお、Scrambler Initializationフィールドの値が示すチャネル帯域幅は2.16GHz未満に限られない。例えば、Scrambler Initializationフィールドとは異なる他のフィールドに応じて、2.16GHz以上のチャネル帯域幅を示すように構成されてもよい。その際、Scrambler Initializationフィールドの値が0場合はチャネル帯域幅が2.16GHzであることを示し、値が1の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が2の場合はチャネル帯域幅が6.48GHz、値が3の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が4の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が5の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が6の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が7の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が8の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が9の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が10の場合はチャネル帯域幅が6.48GHz、値が11の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が12の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が13の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が14の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が15の場合はチャネル帯域幅が8.64GHzであることを示すように構成されてもよい。
 また、例えばSC mode PPDUまたはOFDM mode PPDUにおける、Compressed BWフィールドの値が示すチャネル帯域幅の関係は以下のように構成される。Compressed BWフィールドの値を19+mとし、当該フィールドの値が21以上である場合、チャネル帯域幅は2.16/m[GHz]を示すように構成されてもよい。また、Compressed BWフィールドの値を20+mとし、当該フィールドの値が21以上である場合、チャネル帯域幅は20×m[MHz]を示すように構成されてもよい。また、Compressed BWフィールドの値が21の場合、チャネル帯域幅は20MHz、値が22の場合、チャネル帯域幅は40MHz、値が23の場合、チャネル帯域幅は80MHz、値が24の場合、チャネル帯域幅は160MHz、値が25の場合、チャネル帯域幅は320MHz、値が26の場合、チャネル帯域幅は480MHz、値が27の場合、チャネル帯域幅は640MHz、値が28の場合、チャネル帯域幅は1.28GHzを示すように構成されてもよい。
 なお、Compressed BWフィールドの値が示すチャネル帯域幅は2.16GHz未満に限られない。例えば、Compressed BWフィールドとは異なる他のフィールドに応じて、2.16GHz以上のチャネル帯域幅を示すように構成されてもよい。その際、Compressed BWフィールドの値が0場合はチャネル帯域幅が2.16GHzであることを示し、値が1の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が2の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が3の場合はチャネル帯域幅が6.48GHz、値が4の場合はチャネル帯域幅が6.48GHz、値が5の場合はチャネル帯域幅が6.48GHz、値が6の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が7の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が8の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が9の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が10の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が11の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が12の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が13の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が14の場合はチャネル帯域幅が4.32GHz、値が15の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が16の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が17の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が18の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が19の場合はチャネル帯域幅が8.64GHz、値が20の場合はチャネル帯域幅が8.62GHzであることを示すように構成されてもよい。
 なお、Scrambler InitializationフィールドとCompressed BWフィールドは、少なくとも2.16GHz未満のチャネル帯域幅を示すように構成されればよく、フィールドを構成するビットの数、及びフィールドの値が示すチャネル帯域幅の対応は上述した例に限定されるものではない。なお、L-Header502はIEEE802.11ay規格で規定されたL-Headerフィールドに含まれている情報が含まれるように構成されてもよい。
 UHR‐Header-A503はこの後に続くIEEE802.11UHR規格のフィールドを復調したり、解釈したりするため情報を含むヘッダーフィールドである。このフィールドはIEEE802.11ay規格におけるEDMG‐Header-Aフィールドに相当する。このフィールドにはPhysical layer Service Data Unit(PSDU)の長さを示すフィールド、チャネル帯域幅情報を示すチャネル帯域幅フィールドが含まれている。これらのフィールドは各々、IEEE802.11ay規格におけるPSDU Lengthフィールド、BWフィールドに相当する。そこで、UHR‐Header-A503内のチャネル帯域幅フィールドを以下、BWフィールドと呼ぶ。UHR‐Header-A503には、さらに、データフィールドで使用されるModulation and Coding Scheme(MCS)を示すMCSフィールドが含まれていてもよい。このフィールドはIEEE802.11ay規格におけるEDMG MCSフィールドに相当するフィールドである。
 BWフィールドにはチャネル帯域幅情報だけでなく、UHR‐Header-A503より後のフィールドまたはデータフィールドが送信されるチャネルまたはチャネルを分割した単位であるサブチャネルを示すチャネル情報が含まれていてもよい。チャネル帯域幅情報とチャネル情報は各々、個別のフィールドに含まれていてもよいし、符号化され、1つのフィールドに含まれていてもよい。符号化して1つのフィールドで構成する例として、BWフィールドの各ビットが最小のチャネル帯域幅のチャネルに対応するビットで構成されるビットマップで構成される例が挙げられる。例えば、BWフィールドがb15~b0(b15が最上位ビットでb0が最下位ビット)の16ビットで構成され、最小のチャネル帯域幅が540MHzである場合、b0は最低周波数のチャネル帯域幅540MHzのチャネルに対応し、b15は最高周波数のチャネル帯域幅540MHzのチャネルに対応する。ビットの値が0である場合、そのビットに対応するチャネルではUHR‐Header-A503より後のフィールドまたはデータフィールドが送信されないことを示す。ビットの値が1である場合、そのビットに対応するチャネルでUHR‐Header-A503より後のフィールドまたはデータフィールドが送信されることを示す。例えば、b0の値のみが1である場合、最低周波数のチャネルのみを使用して540MHzのチャネル帯域幅で該当するフィールドが送信されることを示す。b0とb1の値のみが1である場合、最低周波数のチャネルとそれより540MHz周波数の高いチャネルを使用して540MHz×2=1.08GHzのチャネル帯域幅で該当するフィールドが送信されることを示す。全てのビットが1である場合、540MHz×16=8.64GHzのチャネル帯域幅で該当するフィールドが送信されることを示す。なお、BWフィールドの構成はこれに限定されるものでなく、BWフィールドを構成する各ビットがそれぞれ異なるチャネルに対応し、各ビットの値が0か1かに基づいて、値が1のビットが対応するチャネルのみを使用してUHR‐Header-A503より後のフィールドまたはデータフィールドが送信されるように構成されてもよい。
 UHR-STF504、UHR‐CEF505は各々、それに続くIEEE802.11UHR規格のフィールドのために、受信タイミングを同期するため等に使用される信号を含むトレーニングフィールド、チャネル推定をするため等に使用される信号を含むチャネル推定フィールドである。これらのフィールドは各々、IEEE802.11ayにおけるEDMG-STFフィールド、EDMG‐CEFフィールドに相当する。これらのフィールドは存在しなくてもよい。例えば、PPDUがIEEE802.11ay規格で規定された、制御データ等の高い信頼性が要求されるデータの送信に使用されるControl ModeのPPDUに相当する場合、存在しなくてもよい。
 UHR‐Header-B506はPPDUがマルチユーザ(Multi-User、MU)のためのPPDUであるMU PPDUである場合に存在する。UHR‐Header-B506は各ユーザ、すなわち各STAがデータフィールドを復調したり、解釈したりするための、各STA固有の情報を含むヘッダーフィールドである。このフィールドはIEEE802.11ay規格におけるEDMG‐Header-Bフィールドに相当する。
 Data507はデータフィールドである。Data507は通信装置101から通信装置102に送信されるデータが含まれる。なお、通信装置102が通信装置101にデータを送信する場合はそのデータが含まれる。
 TRN508はビームフォーミングのための信号を含むビームフォーミングトレーニングフィールドである。このフィールドはIEEE802.11ay規格におけるTRNフィールドに相当する。このフィールドは適宜、省略できる。
 本実施形態では、L-STF500とL-CEF501はIEEE802.11ay規格と互換性がある。また、L-Header502にも互換性を持たせ得る。この場合、チャネル帯域幅フィールドによって提示されるチャネル帯域幅を持つフィールドはチャネル帯域幅フィールドの含まれるフィールドより後方に位置するフィールドとなる。
 ところで、L-STF500、L-CEF501、とL-Header502はIEEE802.11ayとの互換性を持たず、IEEE802.11UHR規格で新たに規定されるものであってもよい。この場合、各フィールドの名称はIEEE802.11ayと異なっていてもよい。また、これらのフィールドのチャネル帯域幅はあらかじめ定められた任意のチャネル帯域幅でもよい。例えば、チャネル帯域幅の選択肢の内、最小のチャネル帯域幅でもよい。また、L-Header502にはIEEE802.11UHR規格で新たに規定されるチャネル帯域幅フィールドが含まれていてもよい。そのフィールドは例えば、前記BWフィールドのようなフィールドであってもよい。また、UHR-Header‐A503、UHR-STF504、UHR-CEF505、とUHR-Header‐Bは存在しなくてもよい。また、TRN508もIEEE802.11UHR規格またはそれ以降のIEEE802.11規格で新たに規定されるものであってもよい。このように全てのフィールドがIEEE802.11UHR規格で新たに規定されるものである場合、プリアンブルによるオーバヘッドを削減できる。また、PPDUの最初のフィールドから狭いチャネル帯域幅にし得るので、一層、本発明の効果である、無線媒体への同時多元接続数の増大、消費電力の削減、ハードウェアまたはソフトウェアの単純化等に寄与する。
 通信装置101はPPDUを生成すると、ステップS403に進む。
 ステップS403で通信装置101は生成したPPDUを送信する。そして、ステップS404に進む。
 ステップS404で、通信装置101は、ユーザから入力された指示等に基づいて、通信装置102との接続を切断すべきか判断する。切断すべきと判断した場合、接続を切断し、これまで説明してきたPPDUの送信に関する動作を終了する。一方、接続を継続すべきと判断した場合、ステップS400に戻り、PPDUの送信に関する動作を継続する。なお、通信装置102の場合は、ユーザから入力された指示等に基づいて、通信装置101との接続を切断すべきか判断する。切断すべきと判断した場合、通信装置101との接続を切断し、これまでに説明してきたPPDUの送信に関する動作を終了する。一方、通信装置101との接続を継続すると判断した場合、ステップS400に戻り、PPDUの送信に関する動作を継続する。
 次に本実施例における、ミリ波帯でのPPDUの受信に関する通信装置101、102の動作について図6を用いて説明する。この動作は通信装置101と通信装置102が接続、すなわち、通信装置101が形成するBSSに通信装置102が参加したときから開始される。
 なお、通信装置102は、ユーザから入力された指示等に基づいてBSSに加入する。通信装置102はBSSへの参加に先立って、APが送信したBeaconフレームを受信すると、BSSへの参加を要求するためのAssociation RequestフレームをAPに送信し、それに対する応答フレームであるAssociation Responseフレームを受信する等して、BSSに参加する。
 通信装置102は、Association Request/Responseフレームの交換に先立って、APを発見するためのProbe Requestフレームを送信し、それに対する応答フレームであるProbe Responseフレームを受信してもよい。
 通信装置101、102の動作の主体は、ハードウェア的には制御部202、機能的にはフレーム処理部302である。
 以下、通信装置101の動作として説明する。しかし、特に記載がない場合、通信装置102の動作も同様である。
 ステップS600で通信装置101は新たにPPDUを受信したかを判断する。受信したと判断するとステップS601に進む。ステップS601で通信装置101は受信したPPDUのチャネル帯域幅を判断する。通信装置101はPPDUのチャネル帯域幅をステップS402の説明において説明したフィールドの値により判断する。通信装置101はPPDUのチャネル帯域幅を判断すると、ステップS602に進む。
 ステップS602で通信装置101はチャネル帯域幅に応じてData507、すなわちデータフィールドを復調する。UHR-Header-A503、UHR-Header-B506、すなわちヘッダーフィールドもチャネル帯域幅に応じて復調されてもよい。このとき、通信装置101は、復調するフィールドがSingle Carrier(SC)変調されている場合、チャネル帯域幅に応じた逆拡散処理を実行する。Orthogonal Frequency Division Multiplex(OFDM)変調されている場合はチャネル帯域幅に応じた副搬送波構成で高速フーリエ変換処理を実行する。通信装置101はデータフィールドを復調すると、ステップS603に進む。
 ステップS603で、通信装置101は、ユーザから入力された指示等に基づいて、通信装置102との接続を切断すべきか判断する。切断すべきと判断した場合、接続を切断し、これまで説明してきたPPDUの送信に関する動作を終了する。一方、接続を継続すべきと判断した場合、ステップS600に戻り、PPDUの受信に関する動作を継続する。なお、通信装置102の場合は、ユーザから入力された指示等に基づいて、通信装置101との接続を切断すべきか判断する。切断すべきと判断した場合、通信装置101との接続を切断し、これまでに説明してきたPPDUの受信に関する動作を終了する。一方、通信装置101との接続を継続すると判断した場合、ステップS600に戻り、PPDUの受信に関する動作を継続する。
 なお、上述の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体をシステムあるいは装置に供給し、システムあるいは装置のコンピュータ(CPU、MPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行するようにしてもよい。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述の実施形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は上述の装置を構成することになる。
 プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、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、ROM、DVDなどを用いることができる。
 また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSが実際の処理の一部または全部を行い、上述の機能を実現してもよい。OSとは、Operating Systemの略である。
 さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込む。そして、そのプログラムコードの指示に基づき、機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUが実際の処理の一部または全部を行い、上述の機能を実現してもよい。
 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。
 また、上述した各実施例の開示は、以下の構成を含む。
 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、2022年8月4日提出の日本国特許出願特願2022-125087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 (8)

  1.  Physical Layer Protocol Data Unit(PPDU)をミリ波帯で送信する送信手段を有する無線通信装置であって、
     前記PPDUはミリ波帯で受信タイミングを同期するための信号を含むトレーニングフィールドと、
     ミリ波帯でチャネル推定をするための信号を含むチャネル推定フィールドと、
     チャネル帯域幅情報を含むチャネル帯域幅フィールドと、
     前記チャネル帯域幅フィールドに含まれるチャネル帯域幅情報が示すチャネル帯域幅のデータフィールドと、を含み、
     前記チャネル帯域幅情報は2.16GHz未満のチャネル帯域幅を示す
     ことを特徴とする無線通信装置。
  2.  Physical Layer Protocol Data Unit(PPDU)をミリ波帯で受信する受信手段を有する無線通信装置であって、
     前記PPDUはミリ波帯で受信タイミングを同期するための信号を含むトレーニングフィールドと、
     ミリ波帯でチャネル推定をするための信号を含むチャネル推定フィールドと、
     チャネル帯域幅情報を含むチャネル帯域幅フィールドと、
     前記チャネル帯域幅フィールドに含まれるチャネル帯域幅情報が示すチャネル帯域幅のデータフィールドと、を含み、
     前記チャネル帯域幅情報は2.16GHz未満のチャネル帯域幅を示す
     ことを特徴とする無線通信装置。
  3.  前記PPDUにおいて、
     前記データフィールドは前期チャネル帯域幅フィールドより後に配置され、
     前記チャネル帯域幅フィールドは前記チャネル推定フィールドより後に配置され、
     前記チャネル推定フィールドはトレーニングフィールドより後に配置される
     ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信装置。
  4.  前記PPDUは、前記データフィールドの復調に必要な情報と前記チャネル推定フィールドとを含むヘッダーフィールドをさらに含む
     ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。
  5.  前記PPDUは、
     前記データフィールドより後に、ミリ波帯でのビームフォーミングトレーニングのための信号を含むビームフォーミングトレーニングフィールドを含む
     ことを特徴とする請求項4に記載の無線通信装置。
  6.  Physical Layer Protocol Data Unit(PPDU)をミリ波帯で送信する送信工程を有する無線通信装置の制御方法であって、
     前記PPDUはミリ波帯で受信タイミングを同期するための信号を含むトレーニングフィールドと、
     ミリ波帯でチャネル推定をするための信号を含むチャネル推定フィールドと、
     チャネル帯域幅情報を含むチャネル帯域幅フィールドと、
     前記チャネル帯域幅フィールドに含まれるチャネル帯域幅情報が示すチャネル帯域幅のデータフィールドと、を含み、
     前記チャネル帯域幅情報は2.16GHz未満のチャネル帯域幅を示す
     ことを特徴とする無線通信装置の制御方法。
  7.  Physical Layer Protocol Data Unit(PPDU)をミリ波帯で受信する受信工程を有する無線通信装置の制御方法であって、
     前記PPDUはミリ波帯で受信タイミングを同期するための信号を含むトレーニングフィールドと、
     ミリ波帯でチャネル推定をするための信号を含むチャネル推定フィールドと、
     チャネル帯域幅情報を含むチャネル帯域幅フィールドと、
     前記チャネル帯域幅フィールドに含まれるチャネル帯域幅情報が示すチャネル帯域幅のデータフィールドと、を含み、
     前記チャネル帯域幅情報は2.16GHz未満のチャネル帯域幅を示す
     ことを特徴とする無線通信装置の制御方法。
  8.  コンピュータを請求項1又は2に記載の通信装置の各手段として動作させるためのプログラム。
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