WO2024070605A1 - 端末装置、基地局装置および通信方法 - Google Patents

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WO2024070605A1
WO2024070605A1 PCT/JP2023/032920 JP2023032920W WO2024070605A1 WO 2024070605 A1 WO2024070605 A1 WO 2024070605A1 JP 2023032920 W JP2023032920 W JP 2023032920W WO 2024070605 A1 WO2024070605 A1 WO 2024070605A1
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WO
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frame
information
transmission power
wireless communication
threshold
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PCT/JP2023/032920
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Inventor
智造 野上
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/38—TPC being performed in particular situations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality

Definitions

  • the present invention relates to a terminal device, a base station device, and a communication method.
  • This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2022-157608, filed in Japan on September 30, 2022, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Wireless LANs can perform wireless communication using unlicensed bands that can be used without permission (license) from a country or region.
  • wireless LAN access has been made possible by including a wireless LAN access point function in a line termination device for connecting to a WAN (Wide Area Network) line to the Internet, or by connecting a wireless LAN access point device (AP) to the line termination device.
  • WAN Wide Area Network
  • AP wireless LAN access point device
  • STAs wireless LAN station devices
  • smartphones and PCs can connect to a wireless LAN access point device to access the Internet.
  • Wi-Fi6 a registered trademark, the name given to IEEE802.11ax-compliant products certified by the Wi-Fi Alliance.
  • Wi-Fi6 a registered trademark, the name given to IEEE802.11ax-compliant products certified by the Wi-Fi Alliance.
  • standardization activities for IEEE802.11be have begun as the successor standard to IEEE802.11ax. With the rapid spread of wireless LAN devices, the IEEE802.11be standardization is considering further improving throughput per user in environments where wireless LAN devices are densely deployed.
  • Frame aggregation In the IEEE802.11n and later standards, a frame aggregation mechanism has been introduced as a technology for increasing throughput speed by reducing overhead.
  • Frame aggregation is broadly divided into A-MSDU (Aggregated MAC Service Data Unit) and A-MPDU (Aggregated MAC Protocol Data Unit).
  • A-MSDU Aggregated MAC Service Data Unit
  • A-MPDU Aggregated MAC Protocol Data Unit
  • wireless LAN devices As wireless LAN devices have become more widespread, the areas in which they are used have expanded in urban areas, with some locations having double-digit numbers of wireless LAN devices in use in the vicinity. If traffic increases in such a congested environment, and wireless medium access is based on Carrier Sense Multiple Access (CSMA) as used in the IEEE 802.11 specifications, collisions and exposed terminals will cause the time that TXOP can be secured to decrease, resulting in a drop in transmission efficiency.
  • CSMA Carrier Sense Multiple Access
  • the IEEE 802.11ax standard employs Inter-BSS spatial reuse technology to partially alleviate this problem, but this is not sufficient.
  • One aspect of the present invention has been made in consideration of these circumstances, and discloses a communication device and a communication method that increase the opportunities to secure a TXOP by implementing spatial reuse operation within the same wireless system (BSS), thereby improving transmission efficiency and reducing latency.
  • BSS wireless system
  • the communication device and communication method according to one aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems are as follows.
  • a wireless terminal device includes a transmitter and a receiver, the receiver receives SR link information including information on the maximum allowable transmission power, and when the received power received by the receiver is equal to or less than a threshold, the transmitter transmits a transmission frame, and when transmitting the transmission frame, the transmission power is set to be equal to or less than the maximum allowable transmission power, and when the threshold is equal to or less than a first value, the maximum allowable transmission power is set to a value indicated by the information on the maximum allowable transmission power, and when the threshold is greater than the first value and equal to or less than a second value, the maximum allowable transmission power is set to a value obtained based on the value indicated by the information on the maximum allowable transmission power and the threshold.
  • a base station device includes a transmission unit, and the transmission unit transmits SR link information including information on the maximum allowable transmission power.
  • a communication method is a communication method in a terminal device, which receives SR link information including information on a maximum allowable transmission power, and transmits a transmission frame when the received power is equal to or less than a threshold value.
  • the transmission power is set to be equal to or less than the maximum allowable transmission power
  • the threshold value is equal to or less than a first value
  • the maximum allowable transmission power is set to a value indicated by the information on the maximum allowable transmission power
  • the threshold value is greater than the first value and equal to or less than a second value
  • the maximum allowable transmission power is set to a value obtained based on the value indicated by the information on the maximum allowable transmission power and the threshold value.
  • One aspect of the present invention can contribute to improving communication efficiency in communications using wireless communication devices that comply with the IEEE 802.11 standard.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of division of radio resources according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frame configuration according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frame configuration according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of communication according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to an aspect of the present invention. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a wireless communication device according to an aspect of the present invention. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a wireless communication device according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of division of radio resources according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frame configuration according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a
  • 1 is a diagram showing an example of the relationship between a threshold of a received power detection level used for channel access according to one embodiment of the present invention and a maximum allowable transmission power.
  • 1 is a diagram showing an example of the relationship between a threshold of a received power detection level used for channel access according to one embodiment of the present invention and a maximum allowable transmission power.
  • 1 is a diagram showing an example of the relationship between a threshold of a received power detection level used for channel access according to one embodiment of the present invention and a maximum allowable transmission power.
  • the communication system in this embodiment includes an access point device (also referred to as a base station device) and multiple station devices (or terminal devices, wireless terminal devices).
  • a communication system or network configured with an access point device and station devices is called a basic service set (BSS: Basic service set, management range, cell).
  • BSS Basic service set, management range, cell.
  • a station device according to this embodiment can have the functions of an access point device.
  • an access point device according to this embodiment can have the functions of a station device (also referred to as a terminal device). Therefore, hereinafter, when simply referring to a communication device or wireless communication device, the communication device or wireless communication device can refer to both a station device and an access point device.
  • An access point device may communicate with other access point devices.
  • the base station device and terminal device in the BSS communicate based on CSMA/CA (Carrier sense multiple access with collision avoidance).
  • This embodiment is directed to infrastructure mode in which a base station device communicates with multiple terminal devices, but the method of this embodiment can also be implemented in ad-hoc mode in which terminal devices communicate directly with each other.
  • terminal devices form a BSS in place of a base station device.
  • a BSS in ad-hoc mode is also referred to as an IBSS (Independent Basic Service Set).
  • IBSS Independent Basic Service Set
  • a terminal device that forms an IBSS in ad-hoc mode can also be considered as a base station device.
  • the method of this embodiment can also be implemented in P2P (Peer to Peer) communication in which terminal devices communicate directly with each other.
  • P2P Peer to Peer
  • One method of implementing P2P communication is TDLS (Tunneled Direct Link Setup).
  • TDLS Traffic flowing between terminal devices connected to a base station device is sent and received directly between the terminal devices without passing through the base station device.
  • Wi-Fi Direct registered trademark
  • terminal devices form groups in place of base station devices.
  • the group owner terminal device that forms a group in Wi-Fi Direct can also be considered as a base station device.
  • each device can transmit frames of multiple frame types that have a common frame format. Transmission frames are defined in the physical (PHY) layer, medium access control (MAC) layer, and logical link control (LLC) layer.
  • the physical layer is also called the PHY layer
  • the MAC layer is also called the MAC layer.
  • the transmission frame of the PHY layer is called a physical protocol data unit (PPDU, physical layer frame).
  • the PPDU is composed of a physical layer header (PHY header) that contains header information for signal processing at the physical layer, and a physical service data unit (PSDU, MAC layer frame), which is the data unit processed at the physical layer.
  • a PSDU can be composed of an aggregated MPDU (A-MPDU), which aggregates multiple MAC protocol data units (MPDUs), which are the retransmission units in the wireless section.
  • A-MPDU aggregated MPDU
  • MPDUs MAC protocol data units
  • the PHY header includes reference signals such as a short training field (STF) used for signal detection and synchronization, and a long training field (LTF) used to acquire channel information for data demodulation, as well as control signals such as a signal (SIG) that contains control information for data demodulation.
  • STF short training field
  • LTF long training field
  • SIG signal
  • STFs are classified according to the corresponding standard into legacy STF (L-STF: Legacy-STF), high throughput STF (HT-STF: High throughput-STF), very high throughput STF (VHT-STF: Very high throughput-STF), high efficiency STF (HE-STF: High efficiency-STF), and extremely high throughput STF (EHT-STF: Extremely High Throughput-STF); LTFs and SIGs are similarly classified into L-LTF, HT-LTF, VHT-LTF, HE-LTF, L-SIG, HT-SIG, VHT-SIG, HE-SIG, and EHT-SIG.
  • VHT-SIG is further classified into VHT-SIG-A1, VHT-SIG-A2, and VHT-SIG-B.
  • HE-SIG is classified into HE-SIG-A1 to HE-SIG-A4 and HE-SIG-B.
  • U-SIG Universal SIGNAL
  • the PHY header may include information for identifying the BSS that is the sender of the transmission frame (hereinafter also referred to as BSS identification information).
  • the information for identifying the BSS may be, for example, the SSID (Service Set Identifier) of the BSS or the MAC address of the base station device of the BSS.
  • the information for identifying the BSS may be a value unique to the BSS other than the SSID or MAC address (for example, the BSS Color, etc.).
  • the PPDU is modulated according to the corresponding standard.
  • it is modulated into an Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal.
  • OFDM Orthogonal frequency division multiplexing
  • An MPDU consists of a MAC layer header (MAC header), which contains header information for signal processing at the MAC layer, a MAC service data unit (MSDU) or frame body, which is the data unit processed at the MAC layer, and a frame check sequence (FCS), which checks whether the frame contains any errors.
  • MAC header MAC layer header
  • MSDU MAC service data unit
  • FCS frame check sequence
  • Multiple MSDUs can also be aggregated as an aggregated MSDU (A-MSDU).
  • the frame types of MAC layer transmission frames are broadly classified into three types: management frames, which manage the connection status between devices, control frames, which manage the communication status between devices, and data frames, which contain the actual transmission data. Each type is further classified into multiple subframe types.
  • Control frames include acknowledgement (Ack) frames, request to send (RTS) frames, and clear to send (CTS) frames.
  • Management frames include beacon frames, probe request frames, probe response frames, authentication frames, association request frames, and association response frames.
  • Data frames include data frames and polling (CF-poll) frames. Each device can determine the frame type and subframe type of the received frame by reading the contents of the frame control field in the MAC header.
  • the Ack may include a Block Ack.
  • the Block Ack can provide a reception completion notification for multiple MPDUs.
  • the Ack may also include a Multi STA Block Ack (M-BA) that includes a reception completion notification for multiple communication devices.
  • M-BA Multi STA Block Ack
  • the beacon frame includes a field that describes the period (Beacon interval) at which the beacon is transmitted and the SSID.
  • the base station device can periodically broadcast the beacon frame within the BSS, and the terminal device can identify the base station devices around the terminal device by receiving the beacon frame.
  • the terminal device identifying the base station device based on the beacon frame broadcast by the base station device is called passive scanning.
  • the terminal device searching for the base station device by broadcasting a probe request frame within the BSS is called active scanning.
  • the base station device can send a probe response frame in response to the probe request frame, and the contents of the probe response frame are the same as those of the beacon frame.
  • the terminal device After the terminal device recognizes the base station device, it performs a connection process with the base station device.
  • the connection process is classified into an authentication procedure and an association procedure.
  • the terminal device transmits an authentication frame (authentication request) to the base station device with which it wishes to connect.
  • the base station device receives the authentication frame, it transmits an authentication frame (authentication response) to the terminal device that includes a status code indicating whether the terminal device has been authenticated or not.
  • the terminal device can determine whether or not it has been authorized to be authenticated by the base station device. Note that the base station device and terminal device can exchange authentication frames multiple times.
  • the terminal device transmits a connection request frame to the base station device to carry out the connection procedure.
  • the base station device receives the connection request frame, it determines whether or not to allow the terminal device to connect, and transmits a connection response frame to notify the result.
  • the connection response frame contains an association identification number (AID: Association identifier) for identifying the terminal device.
  • AID Association identifier
  • the base station device can manage multiple terminal devices by setting different AIDs for each terminal device for which it has issued connection permission.
  • the base station equipment and terminal equipment carry out actual data transmission.
  • a distributed control mechanism DCF: Distributed Coordination Function
  • PCF Point Coordination Function
  • EDCA enhanced distributed channel access
  • HCF hybrid coordination function
  • the base station device and the terminal device perform carrier sense (CS) to check the usage status of the wireless channel around the device. For example, if the base station device, which is the transmitting station, receives a signal higher than a predetermined clear channel assessment level (CCA level) on the wireless channel, it postpones the transmission of the transmission frame on the wireless channel.
  • CCA level clear channel assessment level
  • the state in which a signal of CCA level or higher is detected on the wireless channel is called a busy state, and the state in which a signal of CCA level or higher is not detected is called an idle state.
  • CS performed by each device based on the power of the signal actually received (received power level) is called physical carrier sense (physical CS).
  • the CCA level is also called the carrier sense level (CS level) or CCA threshold (CCA threshold: CCAT). If the base station device and the terminal device detect a signal of CCA level or higher, they will at least start demodulating the signal of the PHY layer.
  • the base station device performs carrier sensing for an interframe space (IFS) that corresponds to the type of transmission frame to be transmitted, and determines whether the wireless channel is busy or idle.
  • IFS interframe space
  • the period during which the base station device performs carrier sensing varies depending on the frame type and subframe type of the transmission frame that the base station device is about to transmit.
  • multiple IFSs with different periods are defined, including the short frame space (SIFS: Short IFS) used for transmission frames assigned the highest priority, the polling frame space (PCF IFS: PIFS) used for transmission frames with a relatively high priority, and the distributed control frame space (DCF IFS: DIFS) used for transmission frames with the lowest priority.
  • SIFS Short IFS
  • PCF IFS polling frame space
  • DCF IFS distributed control frame space
  • the base station device After waiting for the DIFS, the base station device waits for a further random backoff time to prevent frame collisions.
  • a random backoff time called a contention window (CW) is used.
  • CW contention window
  • CSMA/CA it is assumed that a transmission frame sent by a certain transmitting station is received by a receiving station without interference from other transmitting stations. Therefore, if transmitting stations transmit frames at the same time, the frames collide with each other and the receiving station cannot receive them correctly. Therefore, frame collisions are avoided by having each transmitting station wait for a randomly set time before starting transmission.
  • the base station device When the base station device determines that the wireless channel is in an idle state by carrier sense, it starts counting down the CW, and only when the CW reaches 0 does it acquire the right to transmit and can transmit a transmission frame to the terminal device. If the base station device determines that the wireless channel is in a busy state by carrier sense during the CW countdown, it stops the CW countdown. Then, when the radio channel becomes idle, following the previous IFS, the base station device resumes counting down the remaining CW.
  • the terminal device which is the receiving station, receives a transmitted frame, reads the PHY header of the transmitted frame, and demodulates the received transmitted frame. The terminal device can then read the MAC header of the demodulated signal to determine whether the transmitted frame is addressed to the terminal device or not. The terminal device can also determine the destination of the transmitted frame based on the information written in the PHY header (for example, the group identification number (GID: Group identifier, Group ID) written in VHT-SIG-A).
  • GID Group identifier, Group ID
  • a terminal device When a terminal device determines that the received transmission frame is addressed to itself and demodulates the transmission frame without error, it must transmit an ACK frame to the base station device, which is the transmitting station, indicating that the frame was received correctly.
  • the ACK frame is one of the highest priority transmission frames that is transmitted only after waiting for the SIFS period (no random backoff time is taken).
  • the base station device ends the series of communications upon receiving the ACK frame transmitted from the terminal device. Note that if the terminal device does not receive the frame correctly, it does not transmit an ACK. Therefore, if the base station device does not receive an ACK frame from the receiving station for a certain period (SIFS + ACK frame length) after transmitting a frame, it will terminate the communication as it has failed.
  • the end of one communication (also called a burst) in the IEEE 802.11 system is always determined by whether or not an ACK frame is received, except in special cases such as when a notification signal such as a beacon frame is transmitted, or when fragmentation is used to divide the transmission data.
  • a terminal device determines that a received transmission frame is not addressed to the device itself, it sets a network allocation vector (NAV) based on the length of the transmission frame written in the PHY header, etc.
  • NAV network allocation vector
  • the terminal device does not attempt communication during the period set in the NAV.
  • the terminal device performs the same operation as when it determines that the wireless channel is busy by the physical CS during the period set in the NAV, so communication control using the NAV is also called virtual carrier sense (virtual CS).
  • the NAV is also set by a request to send (RTS) frame or a clear to send (CTS) frame, which are introduced to solve the hidden terminal problem.
  • RTS request to send
  • CTS clear to send
  • PCF Point Coordinator
  • a base station device becomes the PC and acquires the transmission right for terminal devices within the BSS.
  • the communication period by PCF includes a contention free period (CFP) and a contention period (CP).
  • CFRP contention free period
  • CP contention period
  • the base station device which is the PC, broadcasts a beacon frame containing the CFP period (CFP Max duration) and other information within the BSS prior to PCF communication.
  • the PIFS is used to transmit the beacon frame that is broadcast at the start of PCF transmission, and it is transmitted without waiting for the CW.
  • the terminal device that receives the beacon frame sets the CFP period described in the beacon frame to the NAV. After that, until the NAV has elapsed or a signal that broadcasts the end of the CFP within the BSS (e.g.
  • the terminal device can acquire the transmission right only when it receives a signal that signals the acquisition of the transmission right transmitted from the PC (e.g. a data frame containing CF-poll).
  • a signal that signals the acquisition of the transmission right transmitted from the PC e.g. a data frame containing CF-poll.
  • a wireless medium can be divided into multiple resource units (RUs).
  • Figure 1 is a schematic diagram showing an example of the division state of a wireless medium.
  • a wireless communication device can divide a frequency resource (subcarrier) which is a wireless medium into nine RUs.
  • a wireless communication device can divide a subcarrier which is a wireless medium into five RUs.
  • the resource division example shown in Figure 1 is merely an example, and for example, multiple RUs can each be configured with a different number of subcarriers.
  • the wireless medium divided into RUs can include not only frequency resources but also spatial resources.
  • a wireless communication device can transmit frames to multiple terminal devices (e.g., multiple station devices) simultaneously by placing frames addressed to different terminal devices in each RU.
  • An access point device can write information indicating the division state of the wireless medium (resource allocation information) in the PHY header of a frame transmitted by the device itself as common control information.
  • the access point device can include information (resource unit assignment information) indicating the RU in which the frame addressed to each station device is placed as unique control information in the PHY header of the frame it transmits.
  • multiple terminal devices can transmit frames simultaneously by placing the frames in the RUs assigned to each of them and transmitting them.
  • a frame Trigger frame: TF
  • multiple station devices can transmit the frame after waiting for a predetermined period of time.
  • Each station device can ascertain the RU assigned to itself based on the information written in the TF.
  • each station device can acquire an RU by random access based on the TF.
  • the access point device can simultaneously assign multiple RUs to one station device.
  • the multiple RUs can be configured with consecutive or discontinuous subcarriers.
  • the access point device can transmit one frame using the multiple RUs assigned to one station device, and can transmit multiple frames by assigning each frame to a different RU. At least one of the multiple frames can be a frame containing common control information that transmits resource allocation information to multiple station devices.
  • a single station device can be assigned multiple RUs by the access point device.
  • the station device can transmit one frame using the multiple assigned RUs.
  • the station device can also use the multiple assigned RUs to transmit multiple frames, each assigned to a different RU.
  • the multiple frames can each be a different frame type.
  • the access point device can also assign multiple AIDs to one station device.
  • the access point device can assign RUs to each of the multiple AIDs assigned to one station device.
  • the access point device can transmit different frames to each of the multiple AIDs assigned to one station device using the assigned RUs.
  • the different frames can be of different frame types.
  • a single station device can also be assigned multiple AIDs by the access point device.
  • a single station device can be assigned an RU for each of the multiple assigned AIDs.
  • a single station device recognizes all RUs assigned to the multiple AIDs assigned to the single device as RUs assigned to the single device, and can transmit a single frame using the multiple assigned RUs.
  • a single station device can also transmit multiple frames using the multiple assigned RUs. At this time, the multiple frames can be transmitted with information indicating the AID associated with each assigned RU written on them.
  • a single station device can transmit different frames for each of the multiple assigned AIDs using the assigned RUs. The different frames can be frames of different frame types.
  • information exchanged when one wireless communication device communicates with another wireless communication device will also be referred to as data.
  • a wireless communication device has either or both the function of transmitting and receiving a PPDU.
  • Figure 2 shows an example of the configuration of a PPDU transmitted by a wireless communication device.
  • a PPDU that complies with the IEEE 802.11a/b/g standard is configured to include L-STF, L-LTF, L-SIG, and a Data frame (MAC Frame, MAC frame, payload, data section, data, information bits, etc.).
  • a PPDU that complies with the IEEE 802.11n standard is configured to include L-STF, L-LTF, L-SIG, HT-SIG, HT-STF, HT-LTF, and a Data frame.
  • a PPDU corresponding to the IEEE802.11ac standard is a configuration including all or part of L-STF, L-LTF, L-SIG, VHT-SIG-A, VHT-STF, VHT-LTF, VHT-SIG-B, and Data frames.
  • a PPDU in the IEEE802.11ax standard is a configuration including all or part of RL-SIG, HE-SIG-A, HE-STF, HE-LTF, HE-SIG-B, and Data frames, in which L-STF, L-LTF, L-SIG, and L-SIG are repeated over time.
  • the PPDU considered in the IEEE 802.11be standard is composed of some or all of the L-STF, L-LTF, L-SIG, RL-SIG, U-SIG, EHT-SIG, EHT-STF, EHT-LTF and Data frames.
  • L-STF, L-LTF, and L-SIG enclosed by dotted lines in Figure 2 are structures commonly used in the IEEE 802.11 standard (hereinafter, L-STF, L-LTF, and L-SIG are collectively referred to as the L-header).
  • L-STF, L-LTF, and L-SIG are collectively referred to as the L-header.
  • a wireless communication device that supports the IEEE 802.11a/b/g standard can properly receive an L-header in a PPDU that supports the IEEE 802.11n/ac/ax/be standard.
  • a wireless communication device that supports the IEEE 802.11a/b/g standard can receive a PPDU that supports the IEEE 802.11n/ac/ax/be standard as a PPDU that supports the IEEE 802.11a/b/g standard.
  • wireless communication devices that support the IEEE 802.11a/b/g standards cannot demodulate the PPDU that follows the L-header and supports the IEEE 802.11n/ac/ax/be standards, and therefore cannot demodulate the transmitting address (TA: Transmitter Address), receiving address (RA: Receiver Address), or information related to the Duration/ID field used to set the NAV.
  • TA Transmitter Address
  • RA Receiver Address
  • IEEE802.11 specifies a method for inserting Duration information into L-SIG as a method for wireless communication devices that comply with the IEEE802.11a/b/g standards to appropriately set the NAV (or perform reception for a specified period of time).
  • Information on the transmission rate in the L-SIG (RATE field, L_RATE field, L_RATE, L_DATARATE, L_DATARATE field) and information on the transmission period (LENGTH field, L_LENGTH field, L_LENGTH) are used by wireless communication devices that comply with the IEEE802.11a/b/g standards to appropriately set the NAV.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a method of Duration information inserted into L-SIG.
  • a PPDU configuration corresponding to the IEEE802.11ac standard is shown as an example, but the PPDU configuration is not limited to this.
  • a PPDU configuration corresponding to the IEEE802.11n standard and a PPDU configuration corresponding to the IEEE802.11ax standard may also be used.
  • TXTIME includes information on the length of the PPDU
  • aPreambleLength includes information on the length of the preamble (L-STF+L-LTF)
  • aPLCPHeaderLength includes information on the length of the PLCP header (L-SIG).
  • L_LENGTH is calculated based on Signal Extension, which is a virtual period set to achieve compatibility with the IEEE 802.11 standard, Nops related to L_RATE, aSymbolLength, which is information about the period of one symbol (symbol, OFDM symbol, etc.), aPLCPServiceLength, which indicates the number of bits included in the PLCP Service field, and aPLCConvolutionalTailLength, which indicates the number of tail bits of the convolutional code.
  • the wireless communication device can calculate L_LENGTH and insert it into L-SIG. Also, the wireless communication device can calculate L-SIG Duration.
  • L-SIG Duration indicates information about the total period of the PPDU including L_LENGTH and the Ack and SIFS periods that are expected to be transmitted in response thereto from the destination wireless communication device.
  • FIG 9 shows an example of a MAC Frame format.
  • MAC Frame here refers to the Data Frame in Figure 2 (MAC Frame, MAC frame, payload, data section, data, information bits, etc.) and the MAC Frame in Figure 3.
  • the MAC Frame includes Frame Control, Duration/ID, Address 1, Address 2, Address 3, Sequence Control, Address 4, QoS Control, HT Control, Frame Body, and FCS.
  • Figure 4 shows an example of L-SIG Duration in L-SIG TXOP Protection.
  • DATA (frame, payload, data, etc.) is composed of a MAC frame and part of the PLCP header or both.
  • BA is Block Ack or Ack.
  • PPDU includes L-STF, L-LTF, L-SIG, and can further include any one or more of DATA, BA, RTS, and CTS.
  • the example shown in Figure 4 shows L-SIG TXOP Protection using RTS/CTS, but CTS-to-Self may also be used.
  • MAC Duration is the period indicated by the value of the Duration/ID field. Additionally, the Initiator can send a CF_End frame to notify the end of the L-SIG TXOP Protection period.
  • the wireless communication device transmitting the PPDU to insert information for identifying the BSS (BSS Color, BSS identification information, a value unique to the BSS) into the PPDU, and it is possible to write information indicating the BSS Color in the HE-SIG-A.
  • BSS Color information for identifying the BSS
  • BSS identification information information for identifying the BSS
  • a value unique to the BSS information for identifying the BSS
  • the wireless communication device can transmit L-SIG multiple times (L-SIG Repetition).
  • L-SIG Repetition For example, the receiving wireless communication device can receive the L-SIG transmitted multiple times using MRC (Maximum Ratio Combining), thereby improving the demodulation accuracy of the L-SIG.
  • MRC Maximum Ratio Combining
  • the wireless communication device when it has correctly received the L-SIG using MRC, it can interpret the PPDU containing the L-SIG as a PPDU that complies with the IEEE 802.11ax standard.
  • the wireless communication device can receive parts of a PPDU other than the PPDU (for example, the preamble, L-STF, L-LTF, PLCP header, etc., as defined by IEEE 802.11) (also called dual reception).
  • a PPDU other than the PPDU for example, the preamble, L-STF, L-LTF, PLCP header, etc., as defined by IEEE 802.11) (also called dual reception).
  • the wireless communication device detects a part of a PPDU other than the PPDU during reception of the PPDU, it can update the destination address, source address, and some or all of the information related to the PPDU or DATA period.
  • the ACK and BA may also be called responses (response frames).
  • responses response frames
  • a probe response, an authentication response, and a connection response may also be called responses.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a wireless communication system according to this embodiment.
  • the wireless communication system 3-1 includes a wireless communication device 1-1 and wireless communication devices 2-1 to 2-3.
  • the wireless communication device 1-1 is also referred to as a base station device 1-1, and the wireless communication devices 2-1 to 2-3 are also referred to as terminal devices 2-1 to 2-3.
  • the wireless communication devices 2-1 to 2-3 and the terminal devices 2-1 to 2-3 are also referred to as a wireless communication device 2A and a terminal device 2A, as devices connected to the wireless communication device 1-1.
  • the wireless communication device 1-1 and the wireless communication device 2A are wirelessly connected, and are in a state in which they can transmit and receive PPDUs to each other.
  • the wireless communication system may also include a wireless communication system 3-2 in addition to the wireless communication system 3-1.
  • the wireless communication system 3-2 includes a wireless communication device 1-2 and wireless communication devices 2-4 to 2-6.
  • the wireless communication device 1-2 is also referred to as a base station device 1-2
  • the wireless communication devices 2-4 to 2-6 are also referred to as terminal devices 2-4 to 2-6.
  • wireless communication devices 2-4 to 2-6 and terminal devices 2-4 to 2-6 are also referred to as wireless communication device 2B and terminal device 2B as devices connected to wireless communication device 1-2.
  • Wireless communication system 3-1 and wireless communication system 3-2 form different BSSs, but this does not necessarily mean that the ESSs (Extended Service Sets) are different.
  • An ESS indicates a service set that forms a LAN (Local Area Network).
  • wireless communication devices that belong to the same ESS can be considered to belong to the same network from a higher layer.
  • BSSs are coupled via a DS (Distribution System) to form an ESS.
  • DS Distribution System
  • Each of wireless communication systems 3-1 and 3-2 can also be equipped with multiple wireless communication devices.
  • wireless communication device 2A reaches wireless communication device 1-1 and wireless communication device 2B, but does not reach wireless communication device 1-2.
  • wireless communication device 1-1 and wireless communication device 2B determine that channel to be busy, while wireless communication device 1-2 determines that channel to be idle.
  • the signal transmitted by wireless communication device 2B reaches wireless transmission device 1-2 and wireless communication device 2A, but does not reach wireless communication device 1-1.
  • wireless communication device 2B transmits a signal using a certain channel
  • wireless communication device 1-2 and wireless communication device 2A determine that channel to be busy, while wireless communication device 1-1 determines that channel to be idle.
  • FIG. 6 shows an example of the device configuration of wireless communication devices 1-1, 1-2, 2A, and 2B (hereinafter collectively referred to as wireless communication device 10-1, station device 10-1, or simply station device).
  • Wireless communication device 10-1 includes an upper layer unit (upper layer processing step) 10001-1, an autonomous distributed control unit (autonomous distributed control step) 10002-1, a transmitting unit (transmitting step) 10003-1, a receiving unit (receiving step) 10004-1, and an antenna unit 10005-1.
  • the upper layer unit 10001-1 processes information handled within the wireless communication device itself (information related to transmitted frames, MIB (Management Information Base), etc.) and frames received from other wireless communication devices, in layers higher than the physical layer, such as the MAC layer and LLC layer.
  • MIB Management Information Base
  • the upper layer unit 10001-1 can notify the autonomous distributed control unit 10002-1 of information related to frames and traffic being transmitted to a wireless medium.
  • the information related to frames and traffic may be, for example, control information included in a management frame such as a beacon, or measurement information reported by other wireless communication devices to the wireless communication device itself.
  • the information may be control information included in a management frame or control frame without limiting the destination (it may be addressed to the device itself, to another device, or by broadcast or multicast).
  • FIG. 7 shows an example of the device configuration of the autonomous distributed control unit 10002-1.
  • the autonomous distributed control unit 10002-1 is also called the control unit 10002-1, and includes a CCA unit (CCA step) 10002a-1, a backoff unit (backoff step) 10002b-1, and a transmission decision unit (transmission decision step) 10002c-1.
  • CCA step CCA step
  • backoff step backoff step
  • transmission decision step transmission decision step
  • the CCA unit 10002a-1 can use either or both of the information about the received signal power received via the wireless resource and the information about the received signal (including information after decoding) notified from the receiving unit 10004-1 to determine the status of the wireless resource (including whether it is busy or idle).
  • the CCA unit 10002a-1 can notify the backoff unit 10002b-1 and the transmission determination unit 10002c-1 of the status determination information for the wireless resource.
  • the backoff unit 10002b-1 can perform backoff using wireless resource status determination information.
  • the backoff unit 10002b-1 generates a CW and has a countdown function. For example, when the wireless resource status determination information indicates an idle state, it can execute a CW countdown, and when the wireless resource status determination information indicates a busy state, it can stop the CW countdown.
  • the backoff unit 10002b-1 can notify the transmission determination unit 10002c-1 of the CW value.
  • the transmission decision unit 10002c-1 makes a transmission decision using either the wireless resource status decision information or the CW value, or both. For example, when the wireless resource status decision information indicates idle and the CW value is 0, the transmission decision information can be notified to the transmission unit 10003-1. Also, when the wireless resource status decision information indicates idle, the transmission decision information can be notified to the transmission unit 10003-1.
  • the transmitting unit 10003-1 includes a physical layer frame generating unit (physical layer frame generating step) 10003a-1 and a wireless transmitting unit (wireless transmitting step) 10003b-1.
  • the physical layer frame generating unit (physical layer frame generating step) may also be called a frame generating unit (frame generating step).
  • the physical layer frame generating unit 10003a-1 has a function of generating a physical layer frame (hereinafter also called a frame or PPDU) based on the transmission decision information notified from the transmission decision unit 10002c-1.
  • the physical layer frame generating unit 10003a-1 includes an encoding unit that performs error correction encoding processing on data received from a higher layer to generate an encoding block.
  • the physical layer frame generating unit 10003a-1 also has a function of performing modulation, precoding filter multiplication, etc.
  • the physical layer frame generating unit 10003a-1 sends the generated physical layer frame to the wireless transmitting unit 10003b-1.
  • the frame generated by the physical layer frame generation unit 10003a-1 also includes a trigger frame that instructs the wireless communication device, which is the destination terminal, to transmit a frame.
  • the trigger frame includes information indicating the RU that the wireless communication device instructed to transmit the frame will use when transmitting the frame.
  • the wireless transmission unit 10003b-1 converts the physical layer frame generated by the physical layer frame generation unit 10003a-1 into a radio frequency (RF: Radio Frequency) band signal to generate a radio frequency signal.
  • the processing performed by the wireless transmission unit 10003b-1 includes digital-to-analog conversion, filtering, and frequency conversion from the baseband band to the RF band.
  • the receiving unit 10004-1 includes a wireless receiving unit (wireless receiving step) 10004a-1 and a signal demodulation unit (signal demodulation step) 10004b-1.
  • the receiving unit 10004-1 generates information about the received signal power from the RF band signal received by the antenna unit 10005-1.
  • the receiving unit 10004-1 can notify the CCA unit 10002a-1 of the information about the received signal power and the information about the received signal.
  • the wireless receiver 10004a-1 has the function of converting the RF band signal received by the antenna unit 10005-1 into a baseband signal and generating a physical layer signal (e.g., a physical layer frame).
  • the processing performed by the wireless receiver 10004a-1 includes frequency conversion from the RF band to the baseband band, filtering, and analog-to-digital conversion.
  • the signal demodulation unit 10004b-1 has the function of demodulating the physical layer signal generated by the wireless receiving unit 10004a-1.
  • the processing performed by the signal demodulation unit 10004b-1 includes channel equalization, demapping, error correction decoding, etc.
  • the signal demodulation unit 10004b-1 can extract, for example, information contained in the PHY header, information contained in the MAC header, and information contained in the transmission frame from the physical layer signal.
  • the signal demodulation unit 10004b-1 can notify the upper layer unit 10001-1 of the extracted information.
  • the signal demodulation unit 10004b-1 can extract any or all of the information contained in the PHY header, information contained in the MAC header, and information contained in the transmission frame.
  • the evaluation unit (evaluation step) (10004c-1) performs a predetermined evaluation of the information contained in the PHY header, MAC header, etc. extracted in this way, and notifies the upper layer unit of the content according to the evaluation.
  • the antenna unit 10005-1 has the function of transmitting the radio frequency signal generated by the wireless transmission unit 10003b-1 into wireless space.
  • the antenna unit 10005-1 also has the function of receiving the radio frequency signal and passing it to the wireless reception unit 10004a-1.
  • the wireless communication device 10-1 can cause the wireless communication devices around the wireless communication device to set NAV for only that period by writing information indicating the period during which the wireless communication device uses the wireless medium in the PHY header or MAC header of the frame to be transmitted. For example, the wireless communication device 10-1 can write information indicating that period in the Duration/ID field or LENGTH field of the frame to be transmitted.
  • the NAV period set in the wireless communication devices around the wireless communication device is called the TXOP period (or simply TXOP) acquired by the wireless communication device 10-1.
  • the wireless communication device 10-1 that has acquired the TXOP is called the TXOP acquirer (TXOP holder).
  • the frame type of the frame that the wireless communication device 10-1 transmits to acquire the TXOP is not limited to any particular type, and may be a control frame (for example, an RTS frame or a CTS-to-self frame) or a data frame.
  • the wireless communication device 10-1 that is a TXOP holder can transmit frames to wireless communication devices other than itself during the TXOP.
  • the wireless communication device 1-1 can transmit frames to the wireless communication device 2A during the TXOP period.
  • the wireless communication device 1-1 can instruct the wireless communication device 2A to transmit a frame addressed to the wireless communication device 1-1 during the TXOP period.
  • the wireless communication device 1-1 can transmit a trigger frame including information instructing the wireless communication device 2A to transmit a frame addressed to the wireless communication device 1-1 during the TXOP period.
  • the wireless communication device 1-1 may reserve a TXOP for all communication bands over which frames may be transmitted (e.g., the Operation bandwidth), or may reserve a TXOP for a specific communication band (Band), such as the communication band over which frames are actually transmitted (e.g., the Transmission bandwidth).
  • the wireless communication device that instructs wireless communication device 1-1 to transmit frames during the TXOP period acquired by the wireless communication device 1-1 is not necessarily limited to the wireless communication device connected to the wireless communication device itself.
  • the wireless communication device can instruct wireless communication devices that are not connected to the wireless communication device itself to transmit frames in order to have wireless communication devices in the vicinity of the wireless communication device transmit management frames such as a Reassociation frame or control frames such as an RTS/CTS frame.
  • TXOP in EDCA, which is a data transmission method different from DCF.
  • the IEEE 802.11e standard is related to EDCA, and specifies TXOP from the perspective of QoS (Quality of Service) guarantee for various services such as video transmission and VoIP (Voice over IP). Services are broadly classified into four access categories: VO (VOice), VI (VIdeo), BE (Best Effort), and BK (Background). Generally, the order of priority is VO, VI, BE, and BK.
  • Each access category has parameters for the minimum CW value CWmin, the maximum CWmax, AIFS (Arbitration IFS), which is a type of IFS, and TXOP limit, which is the upper limit of transmission opportunities, and the values are set to differentiate between high and low priorities. For example, by setting the CWmin, CWmax, and AIFS of VO, which has the highest priority for voice transmission, to values that are relatively small compared to other access categories, data transmission can be prioritized over other access categories. For example, in VI, which transmits a relatively large amount of data for video transmission, setting the TXOP limit large makes it possible to secure longer transmission opportunities than other access categories. In this way, the values of the four parameters of each access category are adjusted to guarantee QoS according to the various services.
  • the wireless system 3-1 includes a base station device 1-1, a terminal device 2-1 (wireless communication device 2-1), a terminal device 2-2 (wireless communication device 2-2), and a terminal device 2-3 (wireless communication device 2-3).
  • the terminal device 2-2 transmits data to the terminal device 2-1
  • the communication (4-1) via the base station device 1-1 and the direct communication (4-2) from the terminal device 2-2 to the terminal device 2-1 without passing through the base station device 1-1 are referred to as a direct link.
  • the terminal device 2-1 When using a direct link, the terminal device 2-1 transmits a direct link discovery request to the terminal device 2-2 via the base station device 1-1.
  • the terminal device 2-2 that receives the direct link discovery request via the base station device 1-1 transmits a direct link discovery response to the terminal device 2-1 using a direct path. If terminal device 2-1 successfully receives this direct link discovery response, it becomes clear that direct communication is possible between terminal device 2-1 and terminal device 2-2.
  • the terminal device 2-1 transmits a direct link setup request to the terminal device 2-2 via the base station device 1-1.
  • the terminal device 2-1 that transmits this direct link setup request is sometimes called the initiator.
  • the terminal device 2-2 that receives the direct link setup request transmits a direct setup response to the terminal device 2-1 via the base station device 1-1.
  • the terminal device 2-2 that transmits this direct setup response is sometimes called the responder.
  • the direct link setup request and the direct link setup response may include various control information, such as information used in encrypted communication, for example, control information such as information related to a key. If the information used in encrypted communication is exchanged at the same time as the direct link setup request and the direct link setup response are exchanged, encryption may be used in the direct link.
  • the base station device 1-1 may include information on the maximum allowable transmission power in the SR link information.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the threshold of the received power detection level used for channel access and the maximum permissible transmission power.
  • This example may be an example in which the base station device 1-1 does not include information on the maximum permissible transmission power in the SR link information.
  • the threshold of the received power detection level is required to be P1 or less.
  • a terminal device that has received the SR link information can transmit if the received power detection level is equal to or less than the threshold.
  • the power in this transmission is required to be equal to or less than the maximum permissible transmission power TX_PWRmax.
  • the value of TX_PWRmax may be constant regardless of the magnitude of the threshold used. Note that if the received power detection level exceeds the threshold, transmission cannot be performed.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the threshold of the received power detection level used for channel access and the maximum allowable transmission power.
  • This example may be an example in which the base station device 1-1 includes information on the maximum allowable transmission power in the SR link information.
  • the information in the SR link information may indicate the maximum allowable transmission power TX_PWRref that is applied when the threshold is sufficiently low. Note that it is preferable that TX_PWRref is a lower value than TX_PWRmax. This makes it possible to suppress interference compared to when TX_PWRmax is used, and therefore allows multiple nodes to share the same channel.
  • the threshold for the received power detection level is required to be equal to or lower than P2.
  • a terminal device that has received SR link information can transmit if the received power detection level is equal to or lower than the threshold.
  • the power in the transmission is required to be equal to or lower than the maximum allowable transmission power.
  • the threshold is between P1 and P2, the maximum allowable transmission power increases in proportion to the lower threshold.
  • the threshold is equal to or lower than P1, the maximum allowable transmission power may be constant at TX_PWRref regardless of the magnitude of the threshold used. In this example, compared to the example shown in FIG. 9, even if the threshold value is greater than P1, transmission is possible if the received power detection level is lower than the threshold as long as it is less than P2.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the threshold of the received power detection level used for channel access and the maximum allowable transmission power.
  • This example may be an example in which the base station device 1-1 includes information on the maximum allowable transmission power in the SR link information.
  • the information in the SR link information may indicate the maximum allowable transmission power TX_PWRref that is applied when the threshold is sufficiently low. Note that it is preferable that TX_PWRref is a lower value than TX_PWRmax. This makes it possible to suppress interference compared to when TX_PWRmax is used, and therefore allows multiple nodes to share the same channel.
  • the threshold for the received power detection level is required to be equal to or lower than P2.
  • a terminal device that has received SR link information can transmit if the received power detection level is equal to or lower than the threshold.
  • the power in the transmission is required to be equal to or lower than the maximum allowable transmission power.
  • the threshold is between P1 and P2, the maximum allowable transmission power increases stepwise as the threshold becomes lower.
  • the threshold is equal to or lower than P1, the maximum allowable transmission power may be constant at TX_PWRref regardless of the magnitude of the threshold used. In this example, compared to the example shown in FIG. 9, even if the threshold value is greater than P1, transmission is possible if the received power detection level is lower than the threshold as long as it is less than P2.
  • the base station device that transmits the SR link information decides whether or not to include information on the maximum permissible transmission power in the SR link information. If it is decided to include it, the base station device transmits SR link information that includes information on the maximum permissible transmission power. If it is decided not to include it, the base station device transmits SR link information that does not include information on the maximum permissible transmission power.
  • the terminal device that has received the SR link information determines whether or not the SR link information includes information on the maximum allowable transmission power. If it determines that the information does not include the maximum allowable transmission power, the terminal device uses a predetermined value as the maximum allowable transmission power when transmitting. If it determines that the information includes the maximum allowable transmission power, the terminal device uses the information on the maximum allowable transmission power when transmitting to determine the maximum allowable transmission power.
  • the terminal device sets a threshold value. If the received power detection level is equal to or less than the threshold value (or is less than the threshold value), the terminal device transmits. At that time, the transmission power is set to a value equal to or less than the maximum allowable transmission power.
  • the terminal device sets the threshold, if it determines that the SR link information contains information on the maximum allowable transmission power, it sets the threshold to a value equal to or less than P2. When the terminal device sets the threshold, if it determines that the SR link information does not contain information on the maximum allowable transmission power, it sets the threshold to a value equal to or less than P1.
  • the value indicated by the information on the maximum allowable transmission power is determined as the maximum allowable transmission power. If it is determined that the SR link information includes information on the maximum allowable transmission power and the threshold is set between P1 and P2, the value obtained by subtracting a value corresponding to the difference between the threshold and P1 from the value indicated by the information on the maximum allowable transmission power is determined as the maximum allowable transmission power.
  • the value obtained by subtracting the value corresponding to the difference between the threshold and P1 may be a value that increases in proportion to the difference between the threshold and P1. Alternatively, the value obtained by subtracting the value corresponding to the difference between the threshold and P1 may be a value that increases in stages as the difference between the threshold and P1 increases.
  • a communication device can communicate in a frequency band (frequency spectrum) called an unlicensed band, which does not require permission to use from a country or region, but the usable frequency bands are not limited to this.
  • a communication device can also be effective in a frequency band called a white band (for example, a frequency band allocated for television broadcasting but unused in some regions) that is not actually used for purposes such as preventing interference between frequencies, even if permission to use the band for a specific service is granted by a country or region, and in a shared spectrum (shared frequency band) that is expected to be shared by multiple operators.
  • a white band for example, a frequency band allocated for television broadcasting but unused in some regions
  • shared spectrum shared frequency band
  • the program that runs on the wireless communication device is a program that controls the CPU, etc. (a program that makes the computer function) so as to realize the functions of the above-mentioned embodiment according to one aspect of the present invention.
  • the information handled by these devices is temporarily stored in RAM during processing, and is then stored in various ROMs or HDDs, and is read, modified, and written by the CPU as necessary.
  • the recording medium that stores the program may be any of semiconductor media (e.g., ROM, non-volatile memory cards, etc.), optical recording media (e.g., DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), magnetic recording media (e.g., magnetic tape, flexible disks, etc.), etc.
  • semiconductor media e.g., ROM, non-volatile memory cards, etc.
  • optical recording media e.g., DVD, MO, MD, CD, BD, etc.
  • magnetic recording media e.g., magnetic tape, flexible disks, etc.
  • the program When the program is distributed on the market, it can be stored on a portable recording medium and distributed, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet.
  • the storage device of the server computer is also included in one aspect of the present invention.
  • some or all of the communication devices in the above-mentioned embodiments may be realized as an LSI, which is typically an integrated circuit.
  • Each functional block of the communication device may be individually formed into a chip, or some or all of them may be integrated into a chip.
  • an integrated circuit control unit that controls them is added.
  • the integrated circuit technique is not limited to LSI, but may be realized using dedicated circuits or general-purpose processors. Furthermore, if an integrated circuit technology that can replace LSI emerges due to advances in semiconductor technology, it may be possible to use integrated circuits using that technology.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment.
  • the wireless communication device of the present invention is not limited to application to mobile station devices, but can be applied to stationary or non-mobile electronic devices installed indoors or outdoors, such as AV equipment, kitchen equipment, cleaning and washing machines, air conditioners, office equipment, vending machines, and other household appliances.
  • One aspect of the present invention is suitable for use in a communication device and a communication method.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

端末装置であって、送信部と、受信部と、を含み、受信部は、許容される最大送信電力の情報を含むＳＲリンク情報を受信し、受信部が受信した受信電力が閾値以下である場合に、送信部は送信フレームを送信し、送信フレームの送信に際し、送信電力は、許容される最大送信電力以下となるように設定され、閾値が第１の値以下である場合は、許容される最大送信電力は、許容される最大送信電力の情報で示される値が設定され、閾値が第１の値より大きく第２の値以下である場合は、許容される最大送信電力は、許容される最大送信電力の情報で示される値と閾値とに基づいて得られる値が設定される。

Description

端末装置、基地局装置および通信方法
　本発明は、端末装置、基地局装置および通信方法に関する。
　本願は、２０２２年９月３０日に日本に出願された特願２０２２－１５７６０８号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.）は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信の速度高速化、周波数利用効率化を実現するために無線ＬＡＮ標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１の仕様更新に継続して取り組んでいる。無線ＬＡＮでは、国・地域からの許可（免許）を必要とせずに使用することが可能なアンライセンスバンドを用いて、無線通信を行うことができる。家庭などの個人向け用途では、インターネットなどへのＷＡＮ（Wide Area Network）回線に接続するための回線終端装置に無線ＬＡＮアクセスポイント機能を含める、もしくは無線ＬＡＮアクセスポイント装置（ＡＰ）を回線終端装置に接続するなどして、住居内からのインターネットアクセスが無線化されてきた。つまり、スマートフォンやＰＣなどの無線ＬＡＮステーション装置（ＳＴＡ）は無線ＬＡＮアクセスポイント装置に接続して、インターネットにアクセスできる。
　２０２１年に２月にはＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの仕様策定が完了し、仕様準拠した無線ＬＡＮデバイスや、前記無線ＬＡＮデバイスを搭載したスマートフォンやＰＣ（Personal Computer）などの通信機器がＷｉ－Ｆｉ６（登録商標、Ｗｉ－ＦｉAllianceの認証を受けたＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ準拠品に対する呼称）対応製品として市場に登場している。そして、現在、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの後継規格として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅの標準化活動が開始されている。無線ＬＡＮデバイスの急速な普及に伴い、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ標準化においては、無線ＬＡＮデバイスの過密配置環境においてユーザあたりの更なるスループット向上の検討が行われている。
　ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ以降の標準規格では、オーバーヘッド低減によるスループットの高速化技術として、フレームアグリゲーションの仕組みが導入されている。フレームアグリゲーションは、Ａ－ＭＳＤＵ（Aggregated MAC Service Data Unit）とＡ－ＭＰＤＵ（Aggregated MAC Protocol Data Unit）に大別される。フレームアグリゲーションは、１度に多くのデータを送信可能とし伝送効率を向上させる一方で、伝送誤りの可能性を高める。このことから、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ以降の標準規格では、スループットの高速化に主要な要素技術として、フレームアグリゲーションによる伝送効率の向上に加え、各々のＭＰＤＵに対する効率的な誤り制御の導入が見込まれる。また、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）やｉｎｔｅｒ－ＢＳＳ　ｓｐａｔｉｃａｌ　ｒｅｕｓｅといったＴＸＯＰ（Transmit opportunity）を増やすための仕組みが取り入れられ、伝送効率の改善が期待されている。
　無線ＬＡＮ機器の普及が進んだことで、都市部では無線ＬＡＮ機器が使用されているエリアが広がり、場所によっては周辺で二桁の無線ＬＡＮ機器が使用されている。このような過密環境でトラフィックを増やしていった場合、ＩＥＥＥ８０２．１１仕様で用いられているＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）ベースの無線媒体アクセスを行うと、衝突の発生やさらし端末の発生によりＴＸＯＰの確保できる時間が減少することで伝送効率が低下する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの標準規格はＩｎｔｅｒ－ＢＳＳ　ｓｐａｔｉａｌ　ｒｅｕｓｅ技術が採用しこの問題を一部緩和しているが十分ではない。
　本発明の一態様はこのような事情を鑑みてなされたものであり、同じ無線システム（ＢＳＳ）内でｓｐａｔｉａｌ　ｒｅｕｓｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎを実現することで、ＴＸＯＰを確保できる機会を増やし、伝送効率の向上と低遅延化を可能とする通信装置および通信方法を開示するものである。
　上述した課題を解決するための本発明の一態様に係る通信装置および通信方法は、次の通りである。
　（１）すなわち、本発明の一態様に係る無線端末装置は、送信部と、受信部と、を含み、受信部は、許容される最大送信電力の情報を含むＳＲリンク情報を受信し、受信部が受信した受信電力が閾値以下である場合に、送信部は送信フレームを送信し、送信フレームの送信に際し、送信電力は、許容される最大送信電力以下となるように設定され、閾値が第１の値以下である場合は、許容される最大送信電力は、許容される最大送信電力の情報で示される値が設定され、閾値が第１の値より大きく第２の値以下である場合は、許容される最大送信電力は、許容される最大送信電力の情報で示される値と閾値とに基づいて得られる値が設定される。
　（２）また、本発明の一態様に係る基地局装置は、送信部を含み、送信部は、許容される最大送信電力の情報を含むＳＲリンク情報を送信する。
　（３）また、本発明の一態様に係る通信方法は、端末装置における通信方法であって、許容される最大送信電力の情報を含むＳＲリンク情報を受信し、受信電力が閾値以下である場合に、送信フレームを送信し、送信フレームの送信に際し、送信電力は、許容される最大送信電力以下となるように設定され、閾値が第１の値以下である場合は、許容される最大送信電力は、許容される最大送信電力の情報で示される値が設定され、閾値が第１の値より大きく第２の値以下である場合は、許容される最大送信電力は、許容される最大送信電力の情報で示される値と閾値とに基づいて得られる値が設定される。
　本発明の一態様によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準じた無線通信装置を利用した通信において、通信効率の向上に寄与できる。
本発明の一態様に係る無線リソースの分割例を示す概要図である。 本発明の一態様に係るフレーム構成の一例を示す図である。 本発明の一態様に係るフレーム構成の一例を示す図である。 本発明の一態様に係る通信の一例を示す図である。 本発明の一態様に係る通信システムの一構成例を示す図である。 本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の一態様に係る無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の一態様に係る無線フレーム送信の概要図である。 本発明の一態様に係るチャネルアクセスに用いられる受信電力検出レベルの閾値と許容される最大送信電力の関係の一例を示す図である。 本発明の一態様に係るチャネルアクセスに用いられる受信電力検出レベルの閾値と許容される最大送信電力の関係の一例を示す図である。 本発明の一態様に係るチャネルアクセスに用いられる受信電力検出レベルの閾値と許容される最大送信電力の関係の一例を示す図である。
　本実施形態における通信システムは、アクセスポイント装置（基地局装置とも呼称）、および複数のステーション装置（もしくは端末装置、無線端末装置とも呼称）を備える。また、アクセスポイント装置とステーション装置とで構成される通信システム、ネットワークを基本サービスセット（ＢＳＳ: Basic service set、管理範囲、セル）と呼ぶ。また、本実施形態に係るステーション装置は、アクセスポイント装置の機能を備えることができる。同様に、本実施形態に係るアクセスポイント装置は、ステーション装置（端末装置とも呼称）の機能を備えることができる。そのため、以下では、単に通信装置または無線通信装置と述べた場合、該通信装置または該無線通信装置は、ステーション装置とアクセスポイント装置の両方を示すことができる。また、アクセスポイント装置は他のアクセスポイント装置と通信しても良い。
　ＢＳＳ内の基地局装置および端末装置は、それぞれＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance）に基づいて、通信を行なうものとする。本実施形態においては、基地局装置が複数の端末装置と通信を行なうインフラストラクチャモードを対象とするが、本実施形態の方法は、端末装置同士が通信を直接行なうアドホックモードでも実施可能である。アドホックモードでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりＢＳＳを形成する。アドホックモードにおけるＢＳＳを、ＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）とも呼称する。以下では、アドホックモードにおいてＩＢＳＳを形成する端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。本実施形態の方法は、端末装置同士が通信を直接行なうＰ２Ｐ（Peer to Peer）通信でも実施可能である。Ｐ２Ｐ通信の実施方法の１つにＴＤＬＳ（Tunneled Direct Link Setup）がある。ＴＤＬＳでは、基地局装置に接続している端末装置間を流れるトラフィックが、基地局装置を経由せずに、端末装置間で直接送受信される。本実施形態の方法は、Ｗｉ－Ｆｉ　Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）でも実施可能である。Ｗｉ－Ｆｉ　Ｄｉｒｅｃｔでは、端末装置が、基地局装置の代わりとなりGroupを形成する。以下では、Ｗｉ－Ｆｉ　ＤｉｒｅｃｔにおいてGroupを形成するGroup ownerの端末装置を、基地局装置とみなすこともできる。
　ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、各装置は、共通のフレームフォーマットを持った複数のフレームタイプの送信フレームを送信することが可能である。送信フレームは、物理（Physical：ＰＨＹ）層、媒体アクセス制御（Medium access control：ＭＡＣ）層、論理リンク制御（ＬＬＣ: Logical Link Control）層、でそれぞれ定義されている。それぞれ前記物理層はＰＨＹレイヤ，前記ＭＡＣ層はＭＡＣレイヤとも呼称される。
　ＰＨＹレイヤの送信フレームは、物理プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ: PHY protocol data unit、物理層フレーム）と呼ばれる。ＰＰＤＵは、物理層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれる物理層ヘッダ（ＰＨＹヘッダ）と、物理層で処理されるデータユニットである物理サービスデータユニット（ＰＳＤＵ: PHY service data unit、ＭＡＣレイヤフレーム）等から構成される。ＰＳＤＵは無線区間における再送単位となるＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ: MAC protocol data unit）が複数集約された集約ＭＰＤＵ（Ａ－ＭＰＤＵ: Aggregated MPDU）で構成されることが可能である。
　ＰＨＹヘッダには、信号の検出・同期等に用いられるショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ: Short training field）、データ復調のためのチャネル情報を取得するために用いられるロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ: Long training field）などの参照信号と、データ復調のための制御情報が含まれているシグナル（Signal：ＳＩＧ）などの制御信号が含まれる。また、ＳＴＦは、対応する規格に応じて、レガシーＳＴＦ（Ｌ－ＳＴＦ: Legacy-STF）や、高スループットＳＴＦ（ＨＴ－ＳＴＦ: High throughput-STF）や、超高スループットＳＴＦ（ＶＨＴ－ＳＴＦ: Very high throughput-STF）や、高効率ＳＴＦ（ＨＥ－ＳＴＦ: High efficiency-STF）や、超高スループットＳＴＦ（ＥＨＴ－ＳＴＦ：Extremely High Throughput-STF）等に分類され、ＬＴＦやＳＩＧも同様にＬ－ＬＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＩＧ、ＶＨＴ－ＳＩＧ、ＨＥ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＩＧに分類される。ＶＨＴ－ＳＩＧは更にＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。同様に、ＨＥ－ＳＩＧは、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ１～４と、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。また、同一規格における技術更新を想定し、追加の制御情報が含まれているＵｎｉｖｅｒｓａｌ　ＳＩＧＮＡＬ（U-SIG）フィールドが含まれることができる。
　さらに、ＰＨＹヘッダは当該送信フレームの送信元のＢＳＳを識別する情報（以下、ＢＳＳ識別情報とも呼称する）を含むことができる。ＢＳＳを識別する情報は、例えば、当該ＢＳＳのＳＳＩＤ（Service Set Identifier）や当該ＢＳＳの基地局装置のＭＡＣアドレスであることができる。また、ＢＳＳを識別する情報は、ＳＳＩＤやＭＡＣアドレス以外の、ＢＳＳに固有な値（例えばＢＳＳ　Ｃｏｌｏｒ等）であることができる。
　ＰＰＤＵは対応する規格に応じて変調される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格であれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ: Orthogonal frequency division multiplexing）信号に変調される。
　ＭＰＤＵはＭＡＣレイヤでの信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれるＭＡＣレイヤヘッダ（MAC header）と、ＭＡＣレイヤで処理されるデータユニットであるＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ: MAC service data unit）もしくはフレームボディ、ならびにフレームに誤りがないかをどうかをチェックするフレーム検査部（Frame check sequence：ＦＣＳ）で構成されている。また、複数のＭＳＤＵは集約ＭＳＤＵ（Ａ－ＭＳＤＵ: Aggregated MSDU）として集約されることも可能である。
　ＭＡＣレイヤの送信フレームのフレームタイプは、装置間の接続状態などを管理するマネジメントフレーム、装置間の通信状態を管理するコントロールフレーム、および実際の送信データを含むデータフレームの３つに大きく分類され、それぞれは更に複数種類のサブフレームタイプに分類される。コントロールフレームには、受信完了通知（Ａｃｋ: Acknowledge）フレーム、送信要求（ＲＴＳ: Request to send）フレーム、受信準備完了（ＣＴＳ: Clear to send）フレーム等が含まれる。マネジメントフレームには、ビーコン（Beacon）フレーム、プローブ要求（Probe request）フレーム、プローブ応答（Probe response）フレーム、認証（Authentication）フレーム、接続要求（Association request）フレーム、接続応答（Association response）フレーム等が含まれる。データフレームには、データ（Data）フレーム、ポーリング（CF-poll）フレーム等が含まれる。各装置は、ＭＡＣヘッダに含まれるフレームコントロールフィールドの内容を読み取ることで、受信したフレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプを把握することができる。
　なお、Ａｃｋには、Ｂｌｏｃｋ　Ａｃｋが含まれても良い。Ｂｌｏｃｋ　Ａｃｋは、複数のＭＰＤＵに対する受信完了通知を実施可能である。また、Ａｃｋには、複数の通信装置に対する受信完了通知を含むＭｕｌｔｉ　ＳＴＡ　Ｂｌｏｃｋ　Ａｃｋ(M-BA)が含まれても良い。
　ビーコンフレームには、ビーコンが送信される周期（Beacon interval）やＳＳＩＤを記載するフィールド（Field）が含まれる。基地局装置は、ビーコンフレームを周期的にＢＳＳ内に報知することが可能であり、端末装置はビーコンフレームを受信することで、端末装置周辺の基地局装置を把握することが可能である。端末装置が基地局装置より報知されるビーコンフレームに基づいて基地局装置を把握することを受動的スキャニング（Passive scanning）と呼ぶ。一方、端末装置がプローブ要求フレームをＢＳＳ内に報知することで、基地局装置を探査することを能動的スキャニング（Active scanning）と呼ぶ。基地局装置は該プローブ要求フレームへの応答としてプローブ応答フレームを送信することが可能であり、該プローブ応答フレームの記載内容は、ビーコンフレームと同等である。
　端末装置は基地局装置を認識したあとに、該基地局装置に対して接続処理を行なう。接続処理は認証（Authentication）手続きと接続（Association）手続きに分類される。端末装置は接続を希望する基地局装置に対して、認証フレーム（認証要求）を送信する。基地局装置は、認証フレームを受信すると、該端末装置に対する認証の可否などを示すステータスコードを含んだ認証フレーム（認証応答）を該端末装置に送信する。端末装置は、該認証フレームに記載されたステータスコードを読み取ることで、自装置が該基地局装置に認証を許可されたか否かを判断することができる。なお、基地局装置と端末装置は認証フレームを複数回やり取りすることが可能である。
　端末装置は認証手続きに続いて、基地局装置に対して接続手続きを行なうために、接続要求フレームを送信する。基地局装置は接続要求フレームを受信すると、該端末装置の接続を許可するか否かを判断し、その旨を通知するために、接続応答フレームを送信する。接続応答フレームには、接続処理の可否を示すステータスコードに加えて、端末装置を識別するためのアソシエーション識別番号（ＡＩＤ: Association identifier）が記載されている。基地局装置は接続許可を出した端末装置にそれぞれ異なるＡＩＤを設定することで、複数の端末装置を管理することが可能となる。
　接続処理が行われたのち、基地局装置と端末装置は実際のデータ伝送を行なう。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、分散制御機構（ＤＣＦ: Distributed Coordination Function）と集中制御機構（ＰＣＦ: Point Coordination Function）、およびこれらが拡張された機構（拡張分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ: Enhanced distributed channel access）や、ハイブリッド制御機構(ＨＣＦ: Hybrid coordination function)等）が定義されている。以下では、基地局装置が端末装置にＤＣＦで信号を送信する場合を例にとって説明するが、端末装置から基地局装置にＤＣＦで信号を送信する場合も同様である。
　ＤＣＦでは、基地局装置および端末装置は、通信に先立ち、自装置周辺の無線チャネルの使用状況を確認するキャリアセンス（ＣＳ: Carrier sense）を行なう。例えば、送信局である基地局装置は予め定められたクリアチャネル評価レベル（ＣＣＡレベル: Clear channel assessment level）よりも高い信号を該無線チャネルで受信した場合、該無線チャネルでの送信フレームの送信を延期する。以下では、該無線チャネルにおいて、ＣＣＡレベル以上の信号が検出される状態をビジー（Busy）状態、ＣＣＡレベル以上の信号が検出されない状態をアイドル（Idle）状態と呼ぶ。このように、各装置が実際に受信した信号の電力（受信電力レベル）に基づいて行なうＣＳを物理キャリアセンス（物理ＣＳ）と呼ぶ。なおＣＣＡレベルをキャリアセンスレベル（ＣＳ level）、もしくはＣＣＡ閾値（ＣＣＡ threshold：ＣＣＡＴ）とも呼ぶ。なお、基地局装置および端末装置は、ＣＣＡレベル以上の信号を検出した場合は、少なくともＰＨＹレイヤの信号を復調する動作に入る。
　基地局装置は送信する送信フレームの種類に応じたフレーム間隔（ＩＦＳ: Inter frame space）だけキャリアセンスを行ない、無線チャネルがビジー状態かアイドル状態かを判断する。基地局装置がキャリアセンスする期間は、これから基地局装置が送信する送信フレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプによって異なる。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、期間の異なる複数のＩＦＳが定義されており、最も高い優先度が与えられた送信フレームに用いられる短フレーム間隔（ＳＩＦＳ: Short ＩＦＳ）、優先度が比較的高い送信フレームに用いられるポーリング用フレーム間隔（ＰＣＦ ＩＦＳ: ＰＩＦＳ）、最も優先度の低い送信フレームに用いられる分散制御用フレーム間隔（ＤＣＦ ＩＦＳ: ＤＩＦＳ）などがある。基地局装置がＤＣＦでデータフレームを送信する場合、基地局装置はＤＩＦＳを用いる。
　基地局装置はＤＩＦＳだけ待機したあとで、フレームの衝突を防ぐためのランダムバックオフ時間だけ更に待機する。ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおいては、コンテンションウィンドウ（ＣＷ: Contention window）と呼ばれるランダムバックオフ時間が用いられる。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ある送信局が送信した送信フレームは、他送信局からの干渉が無い状態で受信局に受信されることを前提としている。そのため、送信局同士が同じタイミングで送信フレームを送信してしまうと、フレーム同士が衝突してしまい、受信局は正しく受信することができない。そこで、各送信局が送信開始前に、ランダムに設定される時間だけ待機することで、フレームの衝突が回避される。基地局装置はキャリアセンスによって無線チャネルがアイドル状態であると判断すると、ＣＷのカウントダウンを開始し、ＣＷが０となって初めて送信権を獲得し、端末装置に送信フレームを送信できる。なお、ＣＷのカウントダウン中に基地局装置がキャリアセンスによって無線チャネルをビジー状態と判断した場合は、ＣＷのカウントダウンを停止する。そして、無線チャネルがアイドル状態となった場合、先のＩＦＳに続いて、基地局装置は残留するＣＷのカウントダウンを再開する。
　次に、フレーム受信の詳細について説明する。受信局である端末装置は、送信フレームを受信し、該送信フレームのＰＨＹヘッダを読み取り、受信した送信フレームを復調する。そして、端末装置は復調した信号のＭＡＣヘッダを読み取ることで、該送信フレームが自装置宛てのものか否かを認識することができる。なお、端末装置は、ＰＨＹヘッダに記載の情報（例えばＶＨＴ-ＳＩＧ-Ａの記載されるグループ識別番号(ＧＩＤ: Group identifier, Group ID)）に基づいて、該送信フレームの宛先を判断することも可能である。
　端末装置は、受信した送信フレームが自装置宛てのものと判断し、そして誤りなく送信フレームを復調できた場合、フレームを正しく受信できたことを示すＡＣＫフレームを送信局である基地局装置に送信しなければならない。ＡＣＫフレームは、ＳＩＦＳ期間の待機だけ（ランダムバックオフ時間は取られない）で送信される最も優先度の高い送信フレームの一つである。基地局装置は端末装置から送信されるＡＣＫフレームの受信をもって、一連の通信を終了する。なお、端末装置がフレームを正しく受信できなかった場合、端末装置はＡＣＫを送信しない。よって基地局装置は、フレーム送信後、一定期間（ＳＩＦＳ＋ＡＣＫフレーム長）の間、受信局からのＡＣＫフレームを受信しなかった場合、通信は失敗したものとして、通信を終了する。このように、ＩＥＥＥ８０２．１１システムの１回の通信（バーストとも呼ぶ）の終了は、ビーコンフレームなどの報知信号の送信の場合や、送信データを分割するフラグメンテーションが用いられる場合などの特別な場合を除き、必ずＡＣＫフレームの受信の有無で判断されることになる。
　端末装置は、受信した送信フレームが自装置宛てのものではないと判断した場合、ＰＨＹヘッダ等に記載されている該送信フレームの長さ（Length）に基づいて、ネットワークアロケーションベクタ（ＮＡＶ: Network allocation vector）を設定する。端末装置は、ＮＡＶに設定された期間は通信を試行しない。つまり、端末装置は物理ＣＳによって無線チャネルがビジー状態と判断した場合と同じ動作をＮＡＶに設定された期間行なうことになるから、ＮＡＶによる通信制御は仮想キャリアセンス（仮想ＣＳ）とも呼ばれる。ＮＡＶは、ＰＨＹヘッダに記載の情報に基づいて設定される場合に加えて、隠れ端末問題を解消するために導入される送信要求（ＲＴＳ: Request to send）フレームや、受信準備完了（ＣＴＳ: Clear to send）フレームによっても設定される。
　各装置がキャリアセンスを行ない、自律的に送信権を獲得するＤＣＦに対して、ＰＣＦは、ポイントコーディネータ（ＰＣ: Point coordinator）と呼ばれる制御局が、ＢＳＳ内の各装置の送信権を制御する。一般に基地局装置がＰＣとなり、ＢＳＳ内の端末装置の送信権を獲得することになる。
　ＰＣＦによる通信期間には、非競合期間（ＣＦＰ: Contention free period）と競合期間（ＣＰ: Contention period）が含まれる。ＣＰの間は、前述してきたＤＣＦに基づいて通信が行われ、ＰＣが送信権を制御するのはＣＦＰの間となる。ＰＣである基地局装置は、ＣＦＰの期間（ＣＦＰ Max duration）などが記載されたビーコンフレームをＰＣＦの通信に先立ちＢＳＳ内に報知する。なお、ＰＣＦの送信開始時に報知されるビーコンフレームの送信にはＰＩＦＳが用いられ、ＣＷを待たずに送信される。該ビーコンフレームを受信した端末装置は、該ビーコンフレームに記載されたＣＦＰの期間をＮＡＶに設定する。以降、ＮＡＶが経過する、もしくはＣＦＰの終了をＢＳＳ内に報知する信号（例えばＣＦ-endを含んだデータフレーム）が受信されるまでは、端末装置はＰＣより送信される送信権獲得をシグナリングする信号（例えばＣＦ-pollを含んだデータフレーム）を受信した場合のみ、送信権を獲得可能である。なお、ＣＦＰの期間内では、同一ＢＳＳ内でのフレームの衝突は発生しないため、各端末装置はＤＣＦで用いられるランダムバックオフ時間を取らない。
　無線媒体は複数のリソースユニット（Resource unit：ＲＵ）に分割されることができる。図１は無線媒体の分割状態の一例を示す概要図である。例えば、リソース分割例１では、無線通信装置は無線媒体である周波数リソース（サブキャリア）を９個のＲＵに分割することができる。同様に、リソース分割例２では、無線通信装置は無線媒体であるサブキャリアを５個のＲＵに分割することができる。当然ながら、図１に示すリソース分割例はあくまで一例であり、例えば、複数のＲＵはそれぞれ異なるサブキャリア数によって構成されることも可能である。また、ＲＵとして分割される無線媒体には周波数リソースだけではなく空間リソースも含まれることができる。無線通信装置（例えばアクセスポイント装置）は、各ＲＵに異なる端末装置宛てのフレームを配置することで、複数の端末装置（例えば複数のステーション装置）に同時にフレームを送信することができる。アクセスポイント装置は、無線媒体の分割の状態を示す情報（Resource allocation information）を、共通制御情報として、自装置が送信するフレームのＰＨＹヘッダに記載することができる。更に、アクセスポイント装置は、各ステーション装置宛てのフレームが配置されたＲＵを示す情報（resource unit assignment information）を、固有制御情報として、自装置が送信するフレームのＰＨＹヘッダに記載することができる。
　また、複数の端末装置（例えば複数のステーション装置）は、それぞれ割り当てられたＲＵにフレームを配置して送信することで、同時にフレームを送信することができる。複数のステーション装置は、アクセスポイント装置から送信されるトリガ情報を含んだフレーム（Trigger frame：ＴＦ）を受信した後、所定の期間待機したのち、フレーム送信を行なうことができる。各ステーション装置は、該ＴＦに記載の情報に基づいて自装置に割り当てられたＲＵを把握することができる。また、各ステーション装置は、該ＴＦを基準としたランダムアクセスによりＲＵを獲得することができる。
　アクセスポイント装置は、１つのステーション装置に複数のＲＵを同時に割り当てることができる。該複数のＲＵは、連続するサブキャリアで構成されることもできるし、不連続のサブキャリアで構成されることもできる。アクセスポイント装置は、１つのステーション装置に割り当てた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することができるし、複数のフレームをそれぞれ異なるＲＵに割り当てて送信することができる。該複数のフレームの少なくとも１つは、複数のステーション装置に対してResource allocation informationを送信する共通の制御情報を含むフレームであることができる。
　１つのステーション装置は、アクセスポイント装置より複数のＲＵを割り当てられることができる。ステーション装置は、割り当てられた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することができる。また、ステーション装置は割り当てられた複数のＲＵを用いて、複数のフレームをそれぞれ異なるＲＵに割り当てて送信することができる。該複数のフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのフレームであることができる。
　アクセスポイント装置は、１つのステーション装置に複数のＡＩＤを割り当てることもできる。アクセスポイント装置は、１つのステーション装置に割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれＲＵを割り当てることができる。アクセスポイント装置は、１つのステーション装置に割り当てた複数のＡＩＤに対して、それぞれ割り当てたＲＵを用いて、それぞれ異なるフレームを送信することができる。該異なるフレームは、それぞれ異なるフレームタイプのフレームであることができる。
　１つのステーション装置は、アクセスポイント装置より複数のＡＩＤを割り当てられることもできる。１つのステーション装置は割り当てられた複数のＡＩＤに対して、それぞれＲＵを割り当てられることができる。１つのステーション装置は、自装置に割り当てられた複数のＡＩＤにそれぞれ割り当てられたＲＵは、全て自装置に割り当てられたＲＵと認識し、該割り当てられた複数のＲＵを用いて、１つのフレームを送信することができる。また、１つのステーション装置は、該割り当てられた複数のＲＵを用いて、複数のフレームを送信することができる。このとき、該複数のフレームには、それぞれ割り当てられたＲＵに関連付けられたＡＩＤを示す情報を記載して送信することができる。１つのステーション装置は、割り当てられた複数のＡＩＤに対して、それぞれ割り当てられたＲＵを用いて、それぞれ異なるフレームを送信することができる。該異なるフレームは、異なるフレームタイプのフレームであることができる。
　以下では、ある無線通信装置が別の無線通信装置と通信を行う際にやりとりされる情報をデータ（data）とも呼称する。
　無線通信装置は、ＰＰＤＵを送信する機能と受信する機能のいずれか、または両方を備える。図２は、無線通信装置が送信するＰＰＤＵの構成の一例を示した図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ及びＤａｔａフレーム（ＭＡＣ　Ｆｒａｍｅ、ＭＡＣフレーム、ペイロード、データ部、データ、情報ビット等）を含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ、ＶＨＴ－ＳＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格におけるＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、Ｌ－ＳＩＧが時間的に繰り返されたＲＬ－ＳＩＧ、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ、ＨＥ－ＳＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ規格で検討されているＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＲＬ－ＳＩＧ、Ｕ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＴＦ、ＥＨＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームの一部あるいは全てを含んだ構成である。
　図２中の点線で囲まれているＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧはＩＥＥＥ８０２．１１規格において共通に用いられる構成である（以下では、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧをまとめてＬ－ヘッダとも呼称する）。例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘ／ｂｅ規格に対応するＰＰＤＵ内のＬ－ヘッダを適切に受信することが可能である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘ／ｂｅ規格に対応するＰＰＤＵを、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵとみなして受信することができる。
　ただし、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置はＬ－ヘッダの後に続く、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘ／ｂｅ規格に対応するＰＰＤＵを復調することができないため、送信アドレス（ＴＡ：Transmitter Address）や受信アドレス（ＲＡ：Receiver Address）やＮＡＶの設定に用いられるＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに関する情報を復調することができない。
　ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置が適切にＮＡＶを設定する（あるいは所定の期間受信動作を行う）ための方法として、ＩＥＥＥ８０２．１１は、Ｌ－ＳＩＧにＤｕｒａｔｉｏｎ情報を挿入する方法を規定している。Ｌ－ＳＩＧ内の伝送速度に関する情報（ＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ＿ＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ＿ＲＡＴＥ、Ｌ＿ＤＡＴＡＲＡＴＥ、Ｌ＿ＤＡＴＡＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ）、伝送期間に関する情報（ＬＥＮＧＴＨ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨ）は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応する無線通信装置が適切にＮＡＶを設定するために使用される。
　図３は、Ｌ－ＳＩＧに挿入されるＤｕｒａｔｉｏｎ情報の方法の一例を示す図である。図３においては、一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に対応するＰＰＤＵ構成を示しているが、ＰＰＤＵ構成はこれに限定されない。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に対応するＰＰＤＵ構成及びＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に対応するＰＰＤＵ構成でも良い。ＴＸＴＩＭＥは、ＰＰＤＵの長さに関する情報を備え、ａＰｒｅａｍｂｌｅＬｅｎｇｔｈは、プリアンブル（Ｌ－ＳＴＦ＋Ｌ－ＬＴＦ）の長さに関する情報を備え、ａＰＬＣＰＨｅａｄｅｒＬｅｎｇｔｈは、ＰＬＣＰヘッダ（Ｌ－ＳＩＧ）の長さに関する情報を備える。Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の互換性をとるために設定される仮想的な期間であるＳｉｇｎａｌ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ、Ｌ＿ＲＡＴＥに関連するＮｏｐｓ、１シンボル（symbol、ＯＦＤＭ symbol等）の期間に関する情報であるａＳｙｍｂｏｌＬｅｎｇｔｈ、ＰＬＣＰ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　ｆｉｅｌｄが含むビット数を示すａＰＬＣＰＳｅｒｖｉｃｅＬｅｎｇｔｈ、畳みこみ符号のテールビット数を示すａＰＬＣＰＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌＴａｉｌＬｅｎｇｔｈに基づいて算出される。無線通信装置は、Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨを算出し、Ｌ－ＳＩＧに挿入することができる。また、無線通信装置は、Ｌ－ＳＩＧ　Ｄｕｒａｔｉｏｎを算出することができる。Ｌ－ＳＩＧ　Ｄｕｒａｔｉｏｎは、Ｌ＿ＬＥＮＧＴＨを含むＰＰＤＵと、その応答として宛先の無線通信装置より送信されることが期待されるＡｃｋとＳＩＦＳの期間を合計した期間に関する情報を示す。
　図９にＭＡＣ Frameのフォーマットの例を示す。ここでのＭＡＣ Frameとは、図２におけるDataフレーム（ＭＡＣ Frame、ＭＡＣフレーム、ペイロード、データ部、データ、情報ビット等）、図３におけるＭＡＣ Frameのことを指す。ＭＡＣ Frameは、Frame Control、Duration／ＩＤ、Address１、Address２、Address３、Sequence Control、Address４、ＱｏＳ Control、ＨＴ Control、Frame Body、ＦＣＳを含んでいる。
　図４は、Ｌ－ＳＩＧ　ＴＸＯＰ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎにおける、Ｌ－ＳＩＧ　Ｄｕｒａｔｉｏｎの一例を示した図である。ＤＡＴＡ（フレーム、ペイロード、データ等）は、ＭＡＣフレームとＰＬＣＰヘッダの一部または両方から構成される。また、ＢＡはＢｌｏｃｋ　Ａｃｋ、またはＡｃｋである。ＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ，Ｌ－ＬＴＦ，Ｌ－ＳＩＧを含み、さらにＤＡＴＡ、ＢＡ、ＲＴＳあるいはＣＴＳのいずれかまたはいずれか複数を含んで構成されることができる。図４に示す一例では、ＲＴＳ／ＣＴＳを用いたＬ－ＳＩＧ　ＴＸＯＰ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎを示しているが、ＣＴＳ－ｔｏ－Ｓｅｌｆを用いても良い。ここで、ＭＡＣ　Ｄｕｒａｔｉｏｎは、Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤ　ｆｉｅｌｄの値によって示される期間である。また、ＩｎｉｔｉａｔｏｒはＬ－ＳＩＧ　ＴＸＯＰ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ期間の終了を通知するためにＣＦ＿Ｅｎｄフレームを送信することができる。
　続いて、無線通信装置が受信するフレームからＢＳＳを識別する方法について説明する。無線通信装置が、受信するフレームからＢＳＳを識別するためには、ＰＰＤＵを送信する無線通信装置が当該ＰＰＤＵにＢＳＳを識別するための情報（ＢＳＳ　Ｃｏｌｏｒ、ＢＳＳ識別情報、ＢＳＳに固有な値）を挿入することが好適であり、ＢＳＳ　Ｃｏｌｏｒを示す情報をＨＥ－ＳＩＧ－Ａに記載することが可能である。
　無線通信装置は、Ｌ－ＳＩＧを複数回送信する（Ｌ－ＳＩＧ　Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）ことができる。例えば、受信側の無線通信装置は、複数回送信されるＬ－ＳＩＧをＭＲＣ（Maximum Ratio Combining）を用いて受信することで、Ｌ－ＳＩＧの復調精度が向上する。さらに無線通信装置は、ＭＲＣによりＬ－ＳＩＧを正しく受信完了した場合に、当該Ｌ－ＳＩＧを含むＰＰＤＵがＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に対応するＰＰＤＵであると解釈することができる。
　無線通信装置は、ＰＰＤＵの受信動作中も、当該ＰＰＤＵ以外のＰＰＤＵの一部（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１により規定されるプリアンブル、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、ＰＬＣＰヘッダ等）の受信動作を行うことができる（二重受信動作とも呼称する）。無線通信装置は、ＰＰＤＵの受信動作中に、当該ＰＰＤＵ以外のＰＰＤＵの一部を検出した場合に、宛先アドレスや、送信元アドレスや、ＰＰＤＵあるいはＤＡＴＡ期間に関する情報の一部または全部を更新することができる。
　ＡＣＫ及びＢＡは、応答（応答フレーム）とも呼称されることができる。また、プローブ応答や、認証応答、接続応答を応答と呼称することができる。
　［１．第１の実施形態］
　図５は、本実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。無線通信システム３－１は、無線通信装置１－１及び無線通信装置２－１～２－３を備えている。なお、無線通信装置１－１を基地局装置１－１とも呼称し、無線通信装置２－１～２－３を端末装置２－１～２－３とも呼称する。また、無線通信装置２－１～２－３および端末装置２－１～２－３を、無線通信装置１－１に接続されている装置として、無線通信装置２Ａおよび端末装置２Ａとも呼称する。無線通信装置１－１及び無線通信装置２Ａは、無線接続されており、互いにＰＰＤＵの送受信を行うことができる状態にある。また、本実施形態に係る無線通信システムは、無線通信システム３－１の他に無線通信システム３－２を備えてもよい。無線通信システム３－２は、無線通信装置１－２及び無線通信装置２－４～２－６を備えている。なお、無線通信装置１－２を基地局装置１－２とも呼称し、無線通信装置２－４～２－６を端末装置２－４～２－６とも呼称する。また、また、無線通信装置２－４～２－６および端末装置２－４～２－６を、無線通信装置１－２に接続されている装置として、無線通信装置２Ｂおよび端末装置２Ｂとも呼称する。無線通信システム３－１、無線通信システム３－２は異なるＢＳＳを形成するが、これはＥＳＳ（Extended Service Set）が異なることを必ずしも意味していない。ＥＳＳは、ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するサービスセットを示している。つまり、同じＥＳＳに属する無線通信装置は、上位層から同一のネットワークに属しているとみなされることができる。また、ＢＳＳはＤＳ（Distribution System）を介して結合されてＥＳＳを形成する。なお、無線通信システム３－１、３－２のそれぞれは、さらに複数の無線通信装置を備えることも可能である。
　図５において、以下の説明においては、無線通信装置２Ａが送信する信号は、無線通信装置１－１および無線通信装置２Ｂには到達する一方で、無線通信装置１－２には到達しないものとする。つまり、無線通信装置２Ａが、あるチャネルを使って信号を送信すると、無線通信装置１－１と、無線通信装置２Ｂは、当該チャネルをビジー状態と判断する一方で、無線通信装置１－２は、当該チャネルをアイドル状態と判断する。また、無線通信装置２Ｂが送信する信号は、無線送信装置１－２および無線通信装置２Ａには到達する一方で、無線通信装置１－１には到達しないものとする。つまり、無線通信装置２Ｂが、あるチャネルを使って信号を送信すると、無線通信装置１－２と、無線通信装置２Ａは、当該チャネルをビジー状態と判断する一方で、無線通信装置１－１は、当該チャネルをアイドル状態と判断する。
　図６は、無線通信装置１－１、１－２、２Ａ及び２Ｂ（以下では、まとめて無線通信装置１０－１もしくはステーション装置１０－１もしくは単にステーション装置とも呼称）の装置構成の一例を示した図である。無線通信装置１０－１は、上位層部（上位層処理ステップ）１０００１－１と、自律分散制御部（自律分散制御ステップ）１０００２－１と、送信部（送信ステップ）１０００３－１と、受信部（受信ステップ）１０００４－１と、アンテナ部１０００５－１と、を含んだ構成である。
　上位層部１０００１－１は、自無線通信装置内で扱う情報（送信フレームに関わる情報やＭＩＢ（Management Information Base）など）および他無線通信装置から受信したフレームについて、物理層よりも上位の層、例えばＭＡＣ層やＬＬＣ層の情報処理を行う。
　上位層部１０００１－１は、自律分散制御部１０００２－１に、無線媒体に送信されているフレームやトラフィックに関する情報を通知することができる。フレームやトラフィックに関する情報とは、例えば、ビーコンなどのマネジメントフレームに含まれる制御情報であってもよいし、自無線通信装置宛てに他の無線通信装置が報告する測定情報であってもよい。さらには、宛先を限定せず（自装置宛であってもよいし、他装置宛であってもよいし、ブロードキャスト、マルチキャストでもよい）、マネジメントフレームやコントロールフレームに含まれる制御情報であってもよい。
　図７は、自律分散制御部１０００２－１の装置構成の一例を示した図である。自律分散制御部１０００２－１は制御部１０００２－１とも呼称するが、ＣＣＡ部（ＣＣＡステップ）１０００２ａ－１と、バックオフ部（バックオフステップ）１０００２ｂ－１と、送信判断部（送信判断ステップ）１０００２ｃ－１とを含んだ構成である。
　ＣＣＡ部１０００２ａ－１は、受信部１０００４－１から通知される、無線リソースを介して受信する受信信号電力に関する情報と、受信信号に関する情報（復号後の情報を含む）のいずれか一方、または両方を用いて、当該無線リソースの状態判断（ｂｕｓｙまたはｉｄｌｅの判断を含む）を行うことができる。ＣＣＡ部１０００２ａ－１は、当該無線リソースの状態判断情報を、バックオフ部１０００２ｂ－１及び送信判断部１０００２ｃ－１に通知することができる。
　バックオフ部１０００２ｂ－１は、無線リソースの状態判断情報を用いて、バックオフを行うことができる。バックオフ部１０００２ｂ－１は、ＣＷを生成し、カウントダウン機能を有する。例えば、無線リソースの状態判断情報がアイドル状態を示す場合に、ＣＷのカウントダウンを実行し、無線リソースの状態判断情報がビジー状態を示す場合に、ＣＷのカウントダウンを停止することができる。バックオフ部１０００２ｂ－１は、ＣＷの値を送信判断部１０００２ｃ－１に通知することができる。
　送信判断部１０００２ｃ－１は、無線リソースの状態判断情報、またはＣＷの値のいずれか一方、あるいは両方を用いて送信判断を行う。例えば、無線リソースの状態判断情報がｉｄｌｅを示し、ＣＷの値が０の時に送信判断情報を送信部１０００３－１に通知することができる。また、無線リソースの状態判断情報がｉｄｌｅを示す場合に送信判断情報を送信部１０００３－１に通知することができる。
　送信部１０００３－１は、物理層フレーム生成部（物理層フレーム生成ステップ）１０００３ａ－１と、無線送信部（無線送信ステップ）１０００３ｂ－１とを含んだ構成である。なお、物理層フレーム生成部（物理層フレーム生成ステップ）は、フレーム生成部（フレーム生成ステップ）と呼称してもよい。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、送信判断部１０００２ｃ－１から通知される送信判断情報に基づき、物理層フレーム（以下、フレーム、ＰＰＤＵとも呼称する）を生成する機能を有する。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、上位層から受け取るデータに対して誤り訂正符号化処理をして符号化ブロックを生成する符号化部が含まれる。また、物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、変調、プレコーディングフィルタ乗算等を実施する機能も有する。物理層フレーム生成部１０００３ａ－１は、生成した物理層フレームを無線送信部１０００３ｂ－１に送る。
　また、物理層フレーム生成部１０００３ａ－１が生成するフレームには、宛先端末である無線通信装置にフレーム送信を指示するトリガーフレームが含まれる。該トリガーフレームには、フレーム送信を指示された無線通信装置がフレームを送信する際に用いるＲＵを示す情報が含まれている。
　無線送信部１０００３ｂ－１は、物理層フレーム生成部１０００３ａ－１が生成する物理層フレームを、無線周波数（ＲＦ: Radio Frequency）帯の信号に変換し、無線周波数信号を生成する。無線送信部１０００３ｂ－１が行う処理には、デジタル・アナログ変換、フィルタリング、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換等が含まれる。
　受信部１０００４－１は、無線受信部（無線受信ステップ）１０００４ａ－１と、信号復調部（信号復調ステップ）１０００４ｂ－１を含んだ構成である。受信部１０００４－１は、アンテナ部１０００５－１が受信するＲＦ帯の信号から受信信号電力に関する情報を生成する。受信部１０００４－１は、受信信号電力に関する情報と、受信信号に関する情報をＣＣＡ部１０００２ａ－１に通知することができる。
　無線受信部１０００４ａ－１は、アンテナ部１０００５－１が受信するＲＦ帯の信号をベースバンド信号に変換し、物理層信号（例えば、物理層フレーム）を生成する機能を有する。無線受信部１０００４ａ－１が行う処理には、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換処理、フィルタリング、アナログ・デジタル変換が含まれる。
　信号復調部１０００４ｂ－１は、無線受信部１０００４ａ－１が生成する物理層信号を復調する機能を有する。信号復調部１０００４ｂ－１が行う処理には、チャネル等化、デマッピング、誤り訂正復号化等が含まれる。信号復調部１０００４ｂ－１は、物理層信号から、例えば、ＰＨＹヘッダが含む情報と、ＭＡＣヘッダが含む情報と、送信フレームが含む情報とを取り出すことができる。信号復調部１０００４ｂ－１は、取り出した情報を上位層部１０００１－１に通知することができる。なお、信号復調部１０００４ｂ－１は、ＰＨＹヘッダが含む情報と、ＭＡＣヘッダが含む情報と、送信フレームが含む情報のいずれか、あるいは全てを取り出すことができる。このように取り出したＰＨＹヘッダやＭＡＣヘッダなどが含む情報を、評価部（評価ステップ）（１０００４ｃ－１）は所定の評価を実施し、評価に応じた内容を上位層部に通知する。
　アンテナ部１０００５－１は、無線送信部１０００３ｂ－１が生成する無線周波数信号を、無線空間に送信する機能を有する。また、アンテナ部１０００５－１は、無線周波数信号を受信し、無線受信部１０００４ａ－１に渡す機能を有する。
　無線通信装置１０－１は、送信するフレームのＰＨＹヘッダやＭＡＣヘッダに、自無線通信装置が無線媒体を利用する期間を示す情報を記載することにより、自無線通信装置周辺の無線通信装置に当該期間だけＮＡＶを設定させることができる。例えば、無線通信装置１０－１は送信するフレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドまたはＬＥＮＧＴＨフィールドに当該期間を示す情報を記載することができる。自無線通信装置周辺の無線通信装置に設定されたＮＡＶ期間を、無線通信装置１０－１が獲得したＴＸＯＰ期間（もしくは単にＴＸＯＰ）と呼ぶこととする。そして、該ＴＸＯＰを獲得した無線通信装置１０－１を、ＴＸＯＰ獲得者（ＴＸＯＰ holder、ＴＸＯＰホルダー）と呼ぶ。無線通信装置１０－１がＴＸＯＰを獲得するために送信するフレームのフレームタイプは何かに限定されるものではなく、コントロールフレーム（例えばＲＴＳフレームやＣＴＳ－ｔｏ－ｓｅｌｆフレーム）でも良いし、データフレームでも良い。
　ＴＸＯＰホルダーである無線通信装置１０－１は、該ＴＸＯＰの間で、自無線通信装置以外の無線通信装置に対して、フレームを送信することができる。無線通信装置１－１がＴＸＯＰホルダーであった場合、該ＴＸＯＰの期間内で、無線通信装置１－１は無線通信装置２Ａに対してフレームを送信することができる。また、無線通信装置１－１は、該ＴＸＯＰ期間内で、無線通信装置２Ａに対して、無線通信装置１－１宛てのフレーム送信を指示することができる。無線通信装置１－１は、該ＴＸＯＰ期間内で、無線通信装置２Ａに対して、無線通信装置１－１宛てのフレーム送信を指示する情報を含むトリガーフレームを送信することができる。
　無線通信装置１－１は、フレーム送信を行なう可能性のある全通信帯域（例えばOperation bandwidth)に対してＴＸＯＰを確保してもよいし、実際にフレームを送信する通信帯域（例えばTransmission bandwidth）等の特定の通信帯域（Band）に対して確保してもよい。
　無線通信装置１－１が獲得したＴＸＯＰの期間内でフレーム送信の指示を行なう無線通信装置は、必ずしも自無線通信装置に接続されている無線通信装置には限定されない。例えば、無線通信装置は、自無線通信装置の周辺にいる無線通信装置にＲｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎフレームなどのマネジメントフレームや、ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム等のコントロールフレームを送信させるために、自無線通信装置に接続されていない無線通信装置に、フレームの送信を指示することができる。
　さらに、ＤＣＦとは異なるデータ伝送方法であるＥＤＣＡにおけるＴＸＯＰについても説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１e規格はＥＤＣＡに関わるもので、映像伝送やＶｏＩＰ（Voice over IP）などの各種サービスのためのＱｏＳ（Quality of Service）保証の観点からＴＸＯＰについて規定されている。サービスは大きくは、ＶＯ（VOice）、ＶＩ（VIdeo）、ＢＥ（Best Effort）、ＢＫ（BacK ground）の４つのアクセスカテゴリに分類されている。一般的には、優先度の高い方からＶＯ、ＶＩ、ＢＥ、ＢＫの順番である。それぞれのアクセスカテゴリでは、ＣＷの最小値ＣＷｍｉｎ、最大値ＣＷｍａｘ、ＩＦＳの一種であるＡＩＦＳ（Arbitration ＩＦＳ）、送信機会の上限値であるＴＸＯＰ limitのパラメータがあり、優先度の高低差をつけるように値が設定される。例えば、音声伝送を目的とした優先度の一番高いＶＯのＣＷｍｉｎ，ＣＷｍａｘ、ＡＩＦＳは、他のアクセスカテゴリに比較して相対的に小さい値を設定することで、他のアクセスカテゴリに優先したデータ伝送が可能となる。例えば、映像伝送のため送信データ量が比較的大きくなるＶＩでは、ＴＸＯＰ limitを大きく設定することで、他のアクセスカテゴリよりも送信機会を長くとることが可能となる。このように、各種サービスに応じたＱｏＳ保証を目的として、各アクセスカテゴリの４つのパラメータの値が調整される。
　次に、図８を使用してダイレクトリンクの実装の一例を説明する。図８で使用している符号のなかで、図５と同じ符号は図５で説明したものと同様である。無線システム３－１は基地局装置１－１、端末装置２－１（無線通信装置２－１）、端末装置２－２（無線通信装置２－２）、端末装置２－３（無線通信装置２－３）を含む。端末装置２－２が端末装置２－１宛てにデータを送信する場合、基地局装置１－１を経由する通信（４－１）と、基地局装置１－１を経由せず、端末装置２－２から端末装置２－１に直接通信（４－２）することをダイレクトリンクとする。ダイレクトリンクを使用する場合、端末装置２－１は、基地局装置１－１を経由して端末装置２－２に対してダイレクトリンクディスカバリ要求を送信する。基地局装置１－１経由でダイレクトリンクディスカバリ要求を受信した端末装置２－２は、直接のパス(path)を利用して端末装置２－１に対してダイレクトリンクディスカバリ応答を送信する。端末装置２－１がこのダイレクトリンクディスカバリ応答の受信に成功することで、端末装置２－１と端末装置２－２の間で直接通信が可能であることが判る。
　その後、端末装置２－１は、基地局装置１－１を経由して端末装置２－２に対してダイレクトリンクセットアップ要求を送信する。このダイレクトリンクセットアップ要求を送信する側の端末装置２－１をイニシエータと呼ぶこともある。ダイレクトリンクセットアップ要求を受信した端末装置２－２は、基地局装置１－１を経由し、ダイレクトセットアップ応答を端末装置２－１に送信する。このダイレクトセットアップ応答を送信する端末装置２－２をレスポンダと呼ぶこともある。これらのダイレクトリンクセットアップ要求と、ダイレクトリンクセットアップ応答の交換が正常に行われた後はダイレクトリンクが確立されたとし、端末装置２－１、ならびに端末装置２－２は、互いに通信する際に基地局装置１－１を経由せずに直接通信することが可能となる。ダイレクトリンクセットアップ要求、ダイレクトリンクセットアップ応答には、各種制御情報、一例として暗号通信で使用する情報、例えば鍵に関する情報などのような制御情報を含めてよい。暗号通信で使用する情報がダイレクトリンクセットアップ要求、ダイレクトリンクセットアップ応答の交換時に合わせて交換される場合、ダイレクトリンクで暗号を使用しても良い。
　直接通信を設定するときに、ｉｎｔｒａ－ＢＳＳ　ＳＲの方式としてＰＤ－ｂａｓｅｄ　ＳＲを指定する場合、基地局装置１－１は、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報を含めてよい。
　図９は、チャネルアクセスに用いられる受信電力検出レベルの閾値と許容される最大送信電力の関係の一例を示す図である。この例は、基地局装置１－１が、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報を含めない場合の例であってもよい。基地局装置１－１が、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報を含めない場合、受信電力検出レベルの閾値はＰ１以下であることが求められる。ＳＲリンク情報を受信した端末装置は、受信電力検出レベルが閾値以下である場合、送信を行うことができる。その送信における電力は、許容される最大送信電力ＴＸ＿ＰＷＲｍａｘ以下であることが求められる。ここで、ＴＸ＿ＰＷＲｍａｘの値は、用いた閾値の大きさによらず一定であってもよい。なお、受信電力検出レベルが閾値を超える場合、送信を行うことができない。
　図１０は、チャネルアクセスに用いられる受信電力検出レベルの閾値と許容される最大送信電力の関係の一例を示す図である。この例は、基地局装置１－１が、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報を含める場合の例であってもよい。基地局装置１－１が、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報を含める場合、ＳＲリンク情報における情報は、閾値が十分に低い場合に適用される許容最大送信電力ＴＸ＿ＰＷＲｒｅｆを示してもよい。なお、ＴＸ＿ＰＷＲｒｅｆはＴＸ＿ＰＷＲｍａｘより低い値であることが好ましい。これにより、ＴＸ＿ＰＷＲｍａｘを用いるときに比べて与干渉を抑えることができるため、同じチャンネルを複数のノードが共用することが可能となる。
　受信電力検出レベルの閾値はＰ２以下であることが求められる。ＳＲリンク情報を受信した端末装置は、受信電力検出レベルが閾値以下である場合、送信を行うことができる。その送信における電力は、許容される最大送信電力以下であることが求められる。ここで、閾値がＰ１からＰ２の間である場合、許容される最大送信電力は、閾値が低くなるのに比例して高くなる。閾値がＰ１以下である場合、許容される最大送信電力は、用いた閾値の大きさによらずＴＸ＿ＰＷＲｒｅｆで一定であってもよい。この例では、図９に示す例と比べると、閾値の値がＰ１より大きくても、Ｐ２より小さければ、受信電力検出レベルが閾値より低い場合に送信することができる。
　図１１は、チャネルアクセスに用いられる受信電力検出レベルの閾値と許容される最大送信電力の関係の一例を示す図である。この例は、基地局装置１－１が、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報を含める場合の例であってもよい。基地局装置１－１が、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報を含める場合、ＳＲリンク情報における情報は、閾値が十分に低い場合に適用される許容最大送信電力ＴＸ＿ＰＷＲｒｅｆを示してもよい。なお、ＴＸ＿ＰＷＲｒｅｆはＴＸ＿ＰＷＲｍａｘより低い値であることが好ましい。これにより、ＴＸ＿ＰＷＲｍａｘを用いるときに比べて与干渉を抑えることができるため、同じチャンネルを複数のノードが共用することが可能となる。
　受信電力検出レベルの閾値はＰ２以下であることが求められる。ＳＲリンク情報を受信した端末装置は、受信電力検出レベルが閾値以下である場合、送信を行うことができる。その送信における電力は、許容される最大送信電力以下であることが求められる。ここで、閾値がＰ１からＰ２の間である場合、許容される最大送信電力は、閾値が低くなるのにつれて段階的に高くなる。閾値がＰ１以下である場合、許容される最大送信電力は、用いた閾値の大きさによらずＴＸ＿ＰＷＲｒｅｆで一定であってもよい。この例では、図９に示す例と比べると、閾値の値がＰ１より大きくても、Ｐ２より小さければ、受信電力検出レベルが閾値より低い場合に送信することができる。
　このように、ＳＲリンク情報を送信する基地局装置は、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報を含めるか否かを決定する。含めると決定した場合、基地局装置は許容される最大送信電力の情報を含むＳＲリンク情報を送信する。含めないと決定した場合、基地局装置は許容される最大送信電力の情報を含まないＳＲリンク情報を送信する。
　ＳＲリンク情報を受信した端末装置は、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報が含まれているか否かを判別する。含まれていないと判定した場合、端末装置は送信に際し、許容される最大送信電力として所定の値を用いる。含まれていると判定した場合、端末装置は送信に際し、許容される最大送信電力の情報を用いて許容される最大送信電力を決定する。端末装置は、閾値を設定する。端末装置は、受信電力検出レベルが閾値以下である（あるいは未満である）場合に、送信を行う。その際、送信電力として、許容される最大送信電力以下の値を設定する。
　端末装置が閾値を設定する際、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報が含まれていると判定した場合、端末装置はＰ２以下の値を閾値として設定する。端末装置が閾値を設定する際、ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報が含まれていないと判定した場合、端末装置はＰ１以下の値を閾値として設定する。
　ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報が含まれていると判定した場合であって、閾値がＰ１以下に設定されている場合、許容される最大送信電力の情報によって示される値を許容される最大送信電力として決定する。ＳＲリンク情報に、許容される最大送信電力の情報が含まれていると判定した場合であって、閾値がＰ１とＰ２の間に設定されている場合、許容される最大送信電力の情報によって示される値から、閾値とＰ１との差に応じた値を減算した値を、許容される最大送信電力として決定する。閾値とＰ１との差に応じた値を減算した値は、閾値とＰ１との差に比例して大きくなる値であってもよい。あるいは、閾値とＰ１との差に応じた値を減算した値は、閾値とＰ１との差が大きくなるにつれて段階的に大きくなる値であってもよい。
　本発明の一態様に係る通信装置は、国や地域からの使用許可を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）と呼ばれる周波数バンド（周波数スペクトラム）において通信を行うことができるが、使用可能な周波数バンドはこれに限定されない。本発明の一態様に係る通信装置は、例えば、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンドと呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、複数の事業者で共用することが見込まれる共用スペクトラム（共用周波数バンド）においても、その効果を発揮することが可能である。
　本発明の一態様に係る無線通信装置で動作するプログラムは、本発明の一態様に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
　また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明の一態様に含まれる。また、上述した実施形態における通信装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。通信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
　なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の無線通信装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。
　以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
　本発明の一態様は、通信装置、および通信方法に用いて好適である。
１－１、１－２、２－１～２－６、２Ａ、２Ｂ　無線通信装置
３－１、３－２　管理範囲
７－１、７－２、７－３、７－４　セクタ
１０－１　無線通信装置
１０００１－１　上位層部
１０００２－１　（自立分散）制御部
１０００２ａ－１　ＣＣＡ部
１０００２ｂ－１　バックオフ部
１０００２ｃ－１　送信判断部
１０００３－１　送信部
１０００３ａ－１　物理層フレーム生成部
１０００３ｂ－１　無線送信部
１０００４－１　受信部
１０００４ａ－１　無線受信部
１０００４ｂ－１　信号復調部
１０００４ｃ－１　評価部
１０００５－１　アンテナ部
１００－１、１００－３、１００－６、１００－１１　ビジー状態
１００－４、１００－７　ランダムバックオフ
１００－２、１００－５、１００－８、１００－１０　無線フレーム
１４０１，１４２１　無線フレーム

Claims (3)

  1. 　端末装置であって、
    　送信部と、受信部と、を含み、
    　前記受信部は、許容される最大送信電力の情報を含むＳＲリンク情報を受信し、
    　前記受信部が受信した受信電力が閾値以下である場合に、前記送信部は送信フレームを送信し、
    　前記送信フレームの送信に際し、送信電力は、許容される最大送信電力以下となるように設定され、
    　前記閾値が第１の値以下である場合は、前記許容される最大送信電力は、前記許容される最大送信電力の情報で示される値が設定され、
    　前記閾値が第１の値より大きく第２の値以下である場合は、前記許容される最大送信電力は、前記許容される最大送信電力の情報で示される値と前記閾値とに基づいて得られる値が設定される、端末装置。
  2. 　基地局装置であって、
    　送信部を含み、
    　前記送信部は、許容される最大送信電力の情報を含むＳＲリンク情報を送信する、
    　基地局装置。
  3. 　端末装置における通信方法であって、
    　許容される最大送信電力の情報を含むＳＲリンク情報を受信し、
    　受信電力が閾値以下である場合に、送信フレームを送信し、
    　前記送信フレームの送信に際し、送信電力は、許容される最大送信電力以下となるように設定され、
    　前記閾値が第１の値以下である場合は、前記許容される最大送信電力は、前記許容される最大送信電力の情報で示される値が設定され、
    　前記閾値が第１の値より大きく第２の値以下である場合は、前記許容される最大送信電力は、前記許容される最大送信電力の情報で示される値と前記閾値とに基づいて得られる値が設定される、通信方法。
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