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JP2025002108A - 通信装置、通信方法、及びプログラム - Google Patents

通信装置、通信方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 通信装置が、他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループ識別情報を認識することを目的とする。【解決手段】 通信装置であって、PHYプリアンブルに他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループを識別する第1のグループ識別情報を含む第1の無線フレームを外部から受信する第1の受信手段と、前記第1の無線フレームを処理する処理手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】 図7

Description

本発明は、無線LANにおける通信制御技術に関する。
近年、通信されるデータ量の増加に伴い、無線LAN(Local Area Network)等の通信技術の開発が進められている。無線LANの主要な通信規格として、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11規格シリーズが知られている。IEEE802.11規格シリーズには、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax/be等の規格が含まれる(特許文献1)。
例えばIEEE802.11be規格では、1台のAP(Access Point)が異なる複数の周波数チャネルを介して1台のSTA(Station)と複数のリンクを確立し、並行して通信を行うMulti-Link通信が検討されている。なお、二つ以上のリンクは同一周波数バンド(2.4GHz帯、3.6GHz帯、4.9及び5GHz帯、及び6GHz帯のいずれか)から二つ以上を選択しても良いし、異なる周波数バンドからそれぞれ選択しても良い。Multi-Linkに対応したAPやSTAのことをAP MLD(Multi-Link Device)やSTA MLDと呼ぶ。
また、IEEE802.11beの後継規格ではMulti AP通信を用いてユーザビリティを向上させるための手法が検討されている。
例えば、複数の送信および受信アンテナを同時刻、同チャンネルで使用するMIMO(multi-user multi-output)と呼ばれる技術を基礎とした分散MIMO技術が挙げられる。分散MIMOでは、複数のAPと複数のSTAが存在している環境において、AP間でグループを形成して通信状態や各APの状態についての情報を共有し、同じタイミングでAPからSTAにデータが送られる。複数のAPが協調送信することで単一APの場合と比べて空間ストリーム数を増やすことができるため、スループットの向上が期待される。
また他の例として、協調ビームフォーミングと呼ばれる技術が挙げられる。APがBSS(basic service set)中にあるSTAにデータ送信する際に、そのデータを送信したいSTA方向のアンテナゲインが大きく、かつ他APのBSS中にあるSTA方向のアンテナゲインが低くなるアンテナパターンを用いる。複数AP間で、STAの位置など環境情報に基づいてアンテナパターンの設定、送信電力の調整、スケジューリングを行うことで、BSS間の干渉を低減することができる。
また他の例として、複数のAPが時分割により別々のタイミングでSTAへデータを送信することで、時間ダイバーシチ、空間ダイバーシチの効果によりSTAにおける受信品質を向上させる技術が挙げられる。
このような複数のAPがグループを形成して協調動作する通信技術はMulti-AP通信と呼ばれ、APは、全てのAPを管理する1台のCoordinatorAPと、CoordinatorAPの管理下で動作するCoordinatedAPとに分類される。
特開2018-50133号公報
通信装置が、他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループ識別情報を認識することが有用でありうる。例えばMulti-AP通信では複数のAPがグループを形成し協調して1台のSTAにデータを送信することが考えられる。しかしながら通信装置が、他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループ識別情報を認識するための仕組みが存在していなかった。
本発明は通信装置が、他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループ識別情報を認識するための技術を提供する。
本発明の一態様による通信装置は、PHYプリアンブルに他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループを識別する第1のグループ識別情報を含む第1の無線フレームを外部から受信する第1の受信手段と、前記第1の無線フレームを処理する処理手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、通信装置が、他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループ識別情報を認識することができる。
本発明におけるネットワークの構成例を示す図である。 本発明における通信装置のハードウェア構成例を示す図である。 本発明における通信装置の機能構成例を示す図である。 本発明における通信装置の処理の例を示すシーケンス図である。 無線フレーム構造の例を示す図である。 本発明における通信装置102~104の処理の例を示すフローチャート図である。 本発明における通信装置105~107の処理の例を示すフローチャート図である。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
(ネットワーク構成)
図1に、本実施形態の無線通信ネットワークの構成例を示す。本無線通信ネットワークは、アクセスポイント(通信装置102、通信装置103、通信装置104、以下AP102、AP103、AP104)と端末(通信装置105、通信装置106、通信装置107、以下STA105、STA106、STA107)とを含んで構成される。以下では、特定の装置を指さない場合等において、参照番号を付さずに、アクセスポイントを「AP」と呼び、ステーションを「STA」と呼ぶ場合がある。
AP102~104、STA105~107の各々は、最大伝送速度46.08Gbpsを目標とするIEEE802.11be規格の後継規格であり、最大伝送速度として90Gbps-100Gbps超を目標とする後継規格に準拠した無線フレームの通信を実行可能に構成される。なお、IEEEはInstitute of Electrical and Electronics Engineersの略である。
この、802.11beの後継規格では、高信頼通信や低レイテンシ通信のサポートやAP協調を主たる特徴として掲げている。上記を踏まえ、本実施形態では、IEEE802.11beの後継規格であり、最大伝送速度として90Gbps-100Gbps超を目標とする後継規格を、IEEE802.11UHR(Ultra High Reliability)とも呼称する。また、当該後継規格で通信する無線フレームをUHR PPDUとも呼称する。PPDUは、PLCP Protocol Data Unitの略であり、PLCPは、Physical Layer Convergence Protocolの略である。
なお、IEEE802.11UHR、UHR規格という名称は後継規格で達成すべき目標や当該規格で目玉となる特徴を踏まえて便宜上設けられたものであり、規格の策定が完了した状態において別の名称となりうる。一方、本明細書及び添付の特許請求の範囲は、本質的には、802.11be規格の後継規格であって、複数のAPが協調してSTAとデータ通信する処理を行う機能をサポートしうるすべての後継規格に適用可能であることに留意されたい。
各通信装置は、2.4Hz帯、3.6GHz帯、5GHz帯、6GHz帯や、ミリ波と呼ばれる45GHz帯、60GHz帯の周波数において通信することができる。各通信装置が使用する周波数帯は、これに限定されるものではなく、例えばSub1GHz帯のように、異なる周波数帯を使用してもよい。また、AP102~104、STA105~107、20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、320MHz、540MHz、640MHz、1080MHz、および2160MHzの帯域幅を使用して通信することができる。各通信装置が使用する帯域幅は、これに限定されるものではなく、例えば240MHzや4MHzのように、異なる帯域幅を使用してもよい。
AP102~104、STA105~107は、IEEE802.11規格に準拠したOFDMA通信を実行することで、複数のユーザの信号を多重する、マルチユーザ(MU、Multi User)通信を実現することができる。OFDMAは、Orthogonal Frequency Division Multiple Access(直行周波数分割多元接続)の略である。OFDMA通信では、分割された周波数帯域の一部(RU、Resource Unit)が各STAにそれぞれ重ならないように割り当てられ、各STAの搬送波が直行する。そのため、APは規定された帯域幅の中で複数のSTAと並行して通信することができる。
なお、各通信装置はIEEE802.11UHR規格に対応するとしたが、これに加えて、IEEE802.11UHR規格より前の規格であるレガシー規格に対応していてもよい。具体的には、各通信装置はIEEE802.11a/b/g/n/ac/ax/be規格の少なくともいずれか一つに対応していてもよい。また、IEEE802.11シリーズ規格に加えて、Bluetooth(登録商標)、NFC、UWB、ZigBee、MBOAなどの他の通信規格に対応していてもよい。なお、UWBはUltra Wide Bandの略であり、MBOAはMulti Band OFDM Allianceの略である。また、NFCはNear Field Communicationの略である。UWBには、ワイヤレスUSB、ワイヤレス1394、WiNETなどが含まれる。また、有線LANなどの有線通信の通信規格に対応していてもよい。AP102~104の具体例としては、無線LANルーターやパーソナルコンピュータ(PC)などが挙げられるが、これらに限定されない。またAP102~104は、IEEE802.11UHR規格に準拠した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。また、STA105~107の具体的な例としては、カメラ、タブレット、スマートフォン、PC、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドセットなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、STA105~107は、IEEE802.11UHR規格に準拠した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。
なお、図1では、一例として3台のAPと3台のSTAとを含んだ無線通信ネットワークを示しているが、これらの通信装置の台数は、2台以下であってもよいし、4台以上であってもよい。図1では、AP102~104が形成するネットワークの通信可能範囲が円101によって示されている。なお、この通信可能範囲は、より広い範囲をカバーしてもよいし、より狭い範囲のみをカバーしてもよい。
本実施形態では、AP102~104の各々がBSSを構築し、各BSSのBSS Colorはすべて異なるとする。BSS ColorはBasic Service Set colorの略で、BSSを識別するためのIDとなる。また、AP102~104が各BSSにおいて示すSSIDはすべて共通であるとする。なお、SSIDはService Set Identifierの略で、アクセスポイントを識別するための識別子である。
なお、本例において、AP102が送信した信号をAP103及びAP104が受信することができ、AP103及びAP104が送信した信号をAP102が受信することができるものとする。ただし、接続形態は特に限定されず、AP102とAP103及びAP104のそれぞれとが、有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。なお、AP103とAP104は、互いの信号を送受信できてもよいし、できなくてもよい。なお、AP102~AP104は、IEEE802.11UHRのMulti-AP通信をすることが可能となっている。すなわち、AP102~AP104は、IEEE802.11UHRで規定されるような、複数のAPが協調して共通の1つのSTAと通信する構成をサポートしているものとする。例えば、STA105は、協調して動作するAP103及びAP104との間で、並行して無線フレームを送受信することができる。STA105は、例えば複数の無線LAN制御部を有し、複数のAPとの間でそれぞれ別の無線チャネルを用いて無線フレームを送受信することができるように構成されうる。なお、STA105は、複数の無線チャネルを介して並行して受信される複数のフレームを処理可能な物理的に1つの制御部を有してもよい。すなわち、STA105は、物理的に1つまたは複数の制御装置を用いて、論理的に複数の無線通信を並行して処理することができるような構成を有する。
ここでは、CoordinatorAPにより制御され、各STAと直接信号を送受信するAP103及びAP104のようなAPを、CoordinatedAPと呼ぶ。また、AP102のように、AP103及びAP104に対して指示を発行することによって、少なくとも間接的に、各STAと無線フレームを送受信することができるAPを、CoordinatorAPと呼ぶ。CoordinatorAPは無線媒体リソースを他のAPと共有して協調動作を実行することから、Sharing APと呼ばれることもある。また同様に、CoordinatedAPは、Shared APと呼ばれることもある。なお、CoordinatorAPは直接STA105と信号の送受信を行ってもよい。例えば、AP102が、CoordinatorAPかつCoordinatedAPとして動作しうる。この場合、例えば、AP102は、自装置とSTA105との間で無線フレームの送受信を行いながら、AP103又はAP104に対して指示を発行して、STAとの間で無線フレームの送受信をさせてもよい。なお、CoordinatorAPは、CoordinatedAPから無線フレームを送信させる場合に、送信対象データをCoordinatedAPへ送信しうる。ただし、それに限られず、CoordinatedAPは、例えばインターネットから直接送信対象データを取得してもよい。また、CoordinatorAPは、STAからCoordinatedAPが受信したデータを、CoordinatedAPから受信しうるが、CoordinatedAPは、STAから受信したデータを、CoordinatorAPへ転送せずにSTAの相手装置へ転送してもよい。
なお、同じネットワーク内のAPのいずれもがCoordinatorAPとして動作することができ、何らかの基準でいずれかのAPがCoordinatorAPとして動作することが決定されうる。なお、CoordinatorAPは、Beaconフレーム送信などのAPとして動作せず、各APに指示を送る等のCoordinatorAPの役割のみを実行してもよい。また、各APは、複数の無線LAN制御部を有することによって、複数のCoordinatedAPとして動作してもよい。また、CoordinatorAPは論理的な機能として実現されてもよく、1つの物理的なAPが、CoordinatorAPとして動作しながら、1つ以上のCoordinatedAPとして動作してもよい。
(AP・STAの構成)
図2に、本実施形態におけるAP102~104のハードウェア構成例を示す。AP102~104は、記憶部201、制御部202、機能部203、入力部204、出力部205、通信部206およびアンテナ207を有する。なお、アンテナは複数でもよい。
記憶部201は、ROMやRAM等の1以上のメモリにより構成され、後述する各種動作を行うためのコンピュータプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。ROMはRead Only Memoryの、RAMはRandom Access Memoryの夫々略である。なお、記憶部201として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。また、記憶部201が複数のメモリ等を備えていてもよい。
制御部202は、例えば、例えばCPUやMPU等の1以上のプロセッサにより構成され、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、AP100の全体を制御する。なお、制御部202は、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムとOS(Operating System)との協働により、AP102~104の全体を制御するようにしてもよい。また、制御部202は、他の通信装置との通信において送信するデータや信号(無線フレーム)を生成する。なお、CPUはCentral Processing Unitの、MPUは、Micro Processing Unitの略である。また、制御部202がマルチコア等の複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサによりAP100全体を制御するようにしてもよい。
また、制御部202は、機能部203を制御して、無線通信や、撮像、印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部203は、AP102~104が所定の処理を実行するためのハードウェアである。機能部がプリンタであれば通信部206を介して取得した画像データをプリントする。また機能部がスキャナであればスキャナでスキャンして生成した画像データを通信部206を介して外部装置に送信する。さらに機能部がカメラである場合はカメラで撮像した画像データを通信部206を介して外部装置に送信する。
入力部204は、ユーザからの各種操作の受付を行う。例えばタッチパネルやハードキー、ボタン等で構成される。
出力部205は、モニタ画面やスピーカーを介して、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部205による出力とは、モニタ画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力などであってもよい。なお、タッチパネルのように入力部204と出力部205の両方を1つのモジュールで実現するようにしてもよい。また、入力部204および出力部205は、夫々AP102~104と一体であってもよいし、別体であってもよい。
通信部206は、IEEE802.11UHR規格に準拠した無線通信の制御を行う。また、通信部206は、IEEE802.11UHR規格に加えて、他のIEEE802.11シリーズ規格に準拠した無線通信の制御や、有線LAN等の有線通信の制御を行ってもよい。通信部206は、アンテナ207を制御して、制御部202によって生成された無線通信のための信号の送受信を行う。
なお、AP102~104が、IEEE802.11UHR規格に加えて、NFC規格やBluetooth規格等に対応している場合、これらの通信規格に準拠した無線通信の制御を行ってもよい。また、AP100が複数の通信規格に準拠した無線通信を実行できる場合、夫々の通信規格に対応した通信部とアンテナを個別に有する構成であってもよい。AP102~104は通信部206を介して、画像データや文書データ、映像データ等のデータを各STAと通信する。なお、アンテナ207は、通信部206と別体として構成されていてもよいし、通信部206と合わせて一つのモジュールとして構成されていてもよい。
アンテナ207は、2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯、45GHz帯、および60GHz帯における通信が可能なアンテナである。本実施形態では、AP102~104は2つのアンテナを有するとしたが、3つのアンテナでもよい。または周波数帯ごとに異なるアンテナを有していてもよい。また、AP102~104は、アンテナを複数有している場合、各アンテナに対応した通信部206を有していてもよい。
なお、STA105~107はAP102~104と同様のハードウェア構成を有する。
図3には、本実施形態におけるAP102~AP104、STA105~STA107の機能構成のブロック図を示す。例えば1つ以上のメモリに格納されたプログラムを1つ以上のプロセッサが実行することで実現する機能構成の図である。
AP102~104、STA105~107はMultiAP通信制御部301、グループ識別情報処理部302、BSS Color処理部303、無線フレーム生成部304、無線フレーム処理部305で構成される。
MultiAP通信制御部301は、AP102~104がMulti-AP通信をするためのグループ形成処理、参加APの追加・削除処理、Multi-AP通信に関するネットワーク情報の共有処理や、AP同士の通信を制御する機能部である。またMultiAP通信制御部301は、STA105~107がMulti-AP通信の接続を確立するための制御などを行う。
グループ識別情報処理部302は、AP102~104がMulti-AP通信をするためのグループ形成処理した後に共有されるグループ識別情報の抽出や、送信する無線フレームのグループ識別情報を管理するための機能部である。またグループ識別情報処理部302は、STA105~107がMulti-AP通信に参加するための接続を確立した際に、接続先のAPから取得したグループ識別情報を管理し、Multi-AP通信においてAPから受信した無線フレームに含まれるグループ識別情報に基づいて、無線フレームを処理するか破棄するかを判断する機能部である。
BSS Color処理部303は、AP102~104が各々構築したBSSに対応付けられたBSS Colorを設定する機能部である。またBSS Color処理部303は、STA105~107が受信した無線フレームに含まれるBSS Colorを取得し、Multi-AP通信を行っていない場合に受信した無線フレームを処理するか破棄するかを判断する機能部である。
無線フレーム生成部304は、接続先のSTAもしくは他のAPと通信する際の無線フレーム交換のための無線フレームを生成する機能部である。AP102~104は生成する無線フレームにBSS Colorを付加し、Multi-AP通信を行う場合に生成する無線フレームにグループ識別情報を付加する。
無線フレーム処理部305は、無線フレーム生成部304で生成されたBeaconフレームやデータフレームを含む無線フレームの送信および相手装置からの無線フレームの受信を行う。
(処理の流れ)
続いて、上述のようなAP・STAが実行する処理の流れ、無線通信システムにおけるシーケンスなどの、いくつかの実施形態について説明する。
(実施例1)
図4は、AP102がCoordinatorAPとして動作し、CoordinatedAPであるAP103とAP104が協調してSTA105へデータ送信する処理の例を示すシーケンス図である。
本処理においては、まず、AP102~AP104の間で、どのAPがCoordinatorAPの役割で動作するか(及びどのAPがCoordinatedAPの役割で動作するか)を決定する(S401)。例えば、AP102、AP103、AP104間でAPとしてのパラメータを交換し、パラメータが比較されることによりCoordinatorAPとして動作するAPが決定される。なお、本処理例では、AP102がCoordinatorAPとして動作すると決定され、AP103及びAP104がCoordinatedAPとして動作すると決定されたものとする。その後、CoordinatorAPとして動作するAP102から、CoordinatedAPとして動作するAP103及びAP104へ、複数APのグループ識別情報、SSID、BSSIDなどのネットワーク情報が通知される。そして、AP103及びAP104は、通知されたネットワーク情報を受信する(S402)。なお、予めCoordinatorAPとCoordinatedAPとの役割が決まっている場合には、S401、S402の処理の一部を省略してもよい。
AP103は、通知された情報に従ってBeaconフレームを送信する。なお、このBeaconフレームには、接続したSTAに対してMulti-AP通信が実行可能であることを示す情報が含まれる。なお、ここでのAPは、論理的なAPを含み、1つのAP内に例えば2.4GHz帯で動作するAPと5GHz帯で動作するAPの2つの論理的なAPが含まれうる。すなわち、複数APによるデータ送受信は、複数の論理APとして動作可能な1つの物理APによるデータ送受信を含みうる。AP103は、例えばBeaconフレーム内に、Multi-AP Information Elementを付与し、協調動作可能な複数のCoordinatedAPによって用いられる複数APのグループ識別情報、SSID、BSSID、動作無線チャネルなどの情報を含めて送信する。これらの情報の格納方法、構成はこれに限定されず、AP103は、類似のフォーマットに類似の情報を格納して送信してもよい。なお接続したSTAに対してMulti-AP通信が実行可能であることを示す情報はProbe Responseフレームやその他の無線フレームに含めてもよい。STA105は、Beaconフレームを受信すると、このBeaconフレームに含まれる情報に基づいて、複数のCoordinatedAPのうちの少なくとも1つと接続処理を行う(S403)。ここでの接続処理は、IEEE802.11規格シリーズで規定されたAuthenticationやAssociation等の処理が含まれる。STA105は、例えば送信するAssociation Requestフレームに、Multi-AP Information Elementを付与し、Multi-AP通信を要求することを示す。Association Requestフレームを受信したAP103は、その応答としてAssociation Responseフレームを送信する。なお接続してきたSTAに対してMulti-AP通信を行う複数APのグループ識別情報をAssociation Responseフレームに含めるようにしても良い。AP103は、STA105との間で接続が確立された接続状態となった場合、CoordinatorAPに対して、STAと接続状態となったことを、接続パラメータと併せて通知する(S404)。このとき、1つの物理APが2つの論理的なAPとして、それぞれSTAと接続状態となった場合は、そのことをCoordinatorAPに通知してもよい。なお、図4では、AP103のみがSTA105と接続状態となっているが、AP104も同様にBeaconフレームを送信して、STA105と接続し、接続状態となったことをCoordinatorAP(AP102)へ通知しうる。ただしこれに限られず、例えば、STAは、複数のCoordinatedAPのうちの1つとのみ接続状態となってもよい。この場合、例えば、接続状態となっていない他のCoordinatedAPから送信された無線フレームが、STAからは、接続状態となっているCoordinatedAPからの無線フレームとして取り扱われうる。なお、STAは、複数のCoordinatedAPのうちの1つとのみ接続状態となっていても、各CoordinatedAPからの無線フレームについて、送信元のCoordinatedAPが異なることを認識することができるようにしてもよい。なお、本実施形態では、無線フレームのPHYプリアンブルを復号することにより、複数のCoordinatedAPから信号が送信されること(Multi-AP Coordinationシステムが構成されていること)を複数APのグループ識別情報により認識可能とする。
CoordinatorAPは、STAと接続状態になったCoordinatedAPの接続パラメータを管理することにより、その情報に基づいて送信パラメータを決定し、その後の送信データの割り振りを行う。CoordinatorAPにおいて決定された送信パラメータの情報は、CoordinatedAPへ通知され、AP103、AP104は、通知された情報に基づいて自身の送信パラメータを設定する(S405)。接続パラメータは、各接続の送信レートやエラーレートの情報を含んでもよい。CoordinatorAPは、例えば、送信レートの高い接続を有するCoordinatedAPには多くの送信データを割り振り、送信レートの低い接続を有するCoordinatedAPには少ない送信データを割り振りうる。これによれば、各CoordinatedAPからSTAへのデータ送信を効率よく実行することができる。接続パラメータは、現在の接続の状況を反映するために、各CoordinatedAPにより一定周期で更新され、CoordinatorAPに通知されてもよい。その後、CoordinatedAPは、CoordinatorAPからSTAへの送信データを受信すると(S410)、そのデータをSTAへ送信する(S412)。このときAP103及びAP104の各々が送信するデータの無線フレームのPHYプリアンブルには同じ値に設定された複数APのグループ識別情報が含まれる。STA105は接続を確立したAP103から取得したSTA105向けのMulti-AP通信を行うための複数APのグループ識別情報と、S412で受信した無線フレームのPHYプリアンブルに含まれる複数APのグループ識別情報を比較し、一致している場合に受信した無線フレームを処理し、一致していない場合に受信した無線フレームを破棄する。そのため、たとえAP104から受信する無線フレームのBSS Colorの値がAP103のBSS Colorの値と異なっていたとしても、STA105においてAP104から受信する無線フレームは破棄されずに処理されることになる。
このような複数のCoordinatedAPから1つのSTAへのデータの並行送信は、例えば、CoordinatorAPからCoordinatedAPへ送信対象データが通知された後に、CoordinatorAPからCoordinatedAPへ送信をトリガするためのトリガフレームを送信することによって行われうる。すなわち、CoordinatedAPは、送信対象データの準備が完了した状態で、トリガフレームをCoordinatorAPから受信したことに基づいて、一斉にデータをSTAへ送信する。なお、CoordinatorAPからCoordinatedAPへ送信対象データが送信される際に、その送信対象データと共にそのデータの送信タイミングを指示する情報がCoordinatedAPへ通知されてもよい。この場合、複数のCoordinatedAPは、指示された送信タイミングで送信対象データを送信することにより、STAへ並行してデータを送信することができる。
一方、CoordinatedAPは、STAからデータを受信すると、その受信データをCoordinatorAPへ送信する。なお、これらのデータ送信及び受信の順序は一例であり、例えば、STAからのデータの受信が、STAへのデータの送信より先に行われるなど、図示される態様以外の態様でデータが送受信されてもよい。
(無線フレーム構造)
本発明で送信されるIEEE802.11UHR規格で定められたPPDU(Physical Layer(PHY)Protocol Data Unit)の例を図5に示す。
UHR PPDUは、STF(Short Training Field)、LTF(Long Training Field)、SIG(Signal Field)の各フィールドを含む。図5に示すように、PPDU先頭部には、IEEE802.11a/b/g/n/ax規格に対して後方互換性を確保するための、L(Legacy)-STF501、L-LTF502、及びL-SIG503を有する。なお、L-LTFはL-STFの直後に配置され、LSIGはL-LTFの直後に配置される。なお、図5の構成では、さらに、L-SIGの直後に配置されるRL-SIG(Repeated L-SIG、RL-SIG504)が含まれる。RL-SIGでは、L-SIGの内容が繰り返し送信される。RL-SIGは、IEEE802.11ax規格以降の規格に準拠したPPDUであることを受信者が認識可能とするものであり、場合によってはIEEE802.11UHRにおいては省略されてもよい。また、RL-SIGに代えて、IEEE802.11UHRのPPDUであることを受信者が認識可能とするためのフィールドが設けられてもよい。PPDUの各フィールドは、必ずしも図5に示す順番に並んでいなくてもよいし、図5に示していない新規のフィールドを含んでいてもよい。
L-STF501は、PHYフレーム信号の検出、自動利得制御(AGC:Automatic Gain Control)やタイミング検出などに用いられる。L-LTF502は、周波数・時刻の高精度な同期や伝搬チャンネル情報(CSI:channnel state information)取得等に用いられる。L-SIG503は、データ送信率やPHYフレーム長の情報を含んだ制御情報を送信するために用いられる。IEEE802.11a/b/g/n/ax/be規格に従うレガシー機器は、上記各種レガシーフィールドを復号することができる。
UHR PPDUは、さらに、RL-SIGの直後に配置される、IEEE802.11be以降の規格に共通の情報を含むU-SIG(Universal SIG、U―SIG505)フィールドを含む。
UHR PPDUは、さらに、UHR用の制御情報を送信するためのUHR-SIG(UHR-SIG506)を含む。また、各PPDUは、UHR用のSTF(UHR-STF507)、UHR用のLTF(UHR-LTF508)を有する。各PPDUでは、これらの制御用のフィールドの後にデータフィールド509、Packet extentionフィールド510を有する。UHR PPDUのL-STFからUHR-LTFまでのフィールドが、PHYプリアンブルと呼ばれる。
なお、図5は、一例として、後方互換性を確保可能なPPDUを示しているが、後方互換性を確保する必要がない場合には、例えば、レガシーフィールドが省略されてもよい。この場合、例えば、同期の確立のために、L-STF及びL-LTFに代えて、UHR-STFやUHR-LTFが用いられる。そして、この場合、UHR-SIGの後のUHR-STFや複数のUHR-LTFのうちの1つが省略されうる。
UHR PPDUに含まれるU-SIG506は、以下の表1に示すように、PPDUの受信に必要なU-SIG1とU-SIG2とを含む。
Figure 2025002108000002
表1では、B20-B22のMulti-AP Group IDフィールドで複数APのグループ識別情報を示す。このときにMulti-AP Group IDフィールドのビットをすべて1に設定することで、Multi-AP通信を行わないという意味を持たせ、それ以外の値でグループ識別情報を示すようにしても良い。本実施例ではMulti-AP Group IDフィールドに3ビットを用いているが、3ビットより少ないビット数でも3ビットより多いビット数で合っても良い。Multi-AP Group IDフィールドは、複数AP間で役割を決定する際に決定され、複数AP間でネットワーク情報として共有される。Multi-AP通信を行う各々のAPはMulti-AP Group IDフィールドの値を同じ値に設定したPHYプリアンブルを含む無線フレームを送信する。なお本実施例ではU-SIG1にMulti-AP Group IDフィールドを設けたが、例えばU-SIG2やUHR-SIGのように他のSIGに内に設けるようにしても良い。
続いて、上述のようなAPとSTAが実行する処理の流れについて、図6及び図7を用いて説明する。
図6はAPにおいて実行される処理の例を示すフローチャート図である。本処理はAPが無線フレームを送信する際に実行される。APはS601で送信しようとしている無線フレームがMulti-AP通信の無線フレームかどうかを判別し、Multi-AP通信の無線フレームである場合にはS602で無線フレームのPHYプリアンブルの所定のフィールドに複数APのグループ識別情報を設定し、S603で無線フレームを送信する。複数APのグループ識別情報は複数AP間で役割を決定する際に決定され、複数AP間でネットワーク情報として共有される。APが送信しようとしている無線フレームがMulti-AP通信の無線フレームでない場合には無線フレームのPHYプリアンブルの所定のフィールドに複数APのグループ識別情報を設定せずに、あるいはPHYプリアンブルの所定のフィールドに複数APのグループ識別情報を含まないということを示す情報を設定してS603で無線フレームを送信する。
図7はSTAにおいて実行される処理の例を示すフローチャート図である。本処理はSTAが外部から無線フレームを受信した際に実行される。STAはS701で受信した無線フレームのPHYプリアンブルの所定のフィールドから複数APのグループ識別情報が含まれるかどうかを判別する。STAは複数APのグループ識別情報が含まれない場合にMulti-AP通信が行われていないと判断し、S702で無線フレームのBSS Colorフィールドの値を確認する。その結果、自身の接続先のAPのBSS Colorと一致する場合にはS704で無線フレームのデータフィールドをデコードしてデータフィールドの内容に応じた処理をし、接続先であるAPのBSS Colorと一致しない場合にはS703で無線フレームを破棄する。STAはS701で受信した無線フレームに複数APのグループ識別情報が含まれる場合にMulti-AP通信が行われていると判断し、S705で取得した複数APのグループ識別情報が、接続先であるAPから受信した複数APのグループ識別情報と一致するかどうかを判別する(S706)。接続先であるAPから取得する複数APのグループ識別情報は、Beaconフレーム、Probe Responseフレーム、Association Responseフレームやその他のマネジメントフレームなどに含まれるInformation Elementから取得してもよいし、それ以外の無線フレームに含まれるPHYプリアンブルに含まれる情報から取得してもよい。例えばマネジメントフレームではなく、データフレームのPHYプリアンブルに含まれる情報から取得するようにしてもよい。接続先であるAPから通知されたSTAに対する複数APのグループ識別情報と一致する場合には、STAはS707で受信した無線フレームのデータフィールドをデコードし、データフィールドの内容に応じた処理を行う。接続先であるAPから通知された複数APのグループ識別情報と一致しない場合には、STAはS703で無線フレームを破棄する。例えばSTA105が、STA106やSTA107向けのMulti-AP通信のグループ識別情報を受信した場合に、接続先のAPから受信するグループ識別情報とは異なるため、無線フレームを破棄する。
以上のように、IEEE802.11UHR規格で用いるPPDU(UHR PPDU)の無線フレーム構造において、データを送信するAPがMulti-AP通信を行う際の複数APのグループ識別情報をSTAへ伝えることができる。このようにして通信装置が、他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループ識別情報を認識することできる。これにより、STAは自身が接続を確立したAPから通知された複数APのグループ識別情報と比較し、受信した無線フレームを処理すべきか破棄すべきかを判断することができる。これにより例えばMulti-AP通信を行う際に、受信した無線フレームのBSS Colorと自身の接続先APのBSS Colorとが異なっていても、破棄せずに適切に処理することが可能となる。またIEEE802.11be以前の規格のようにMulti-AP通信を行わない無線フレームを受信した際にも、BSS Colorに基づいて無線フレームを適切に処理することができる。
なお、通信装置であるAP102~104やSTA105~107の他、上記のPHYプリアンブルを生成する情報処理装置(例えば、無線チップ)により、本発明を実施することも可能である。
(実施例2)
実施例2ではUHR PPDUに含まれるU-SIGフィールドとして別のフォーマットを用いた場合の例を示す。
UHR PPDUに含まれるU-SIGフィールドは、以下の表2に示すように、PPDUの受信に必要なU-SIG1とU-SIG2とを含む。
Figure 2025002108000003
表2ではB20のNon Partial Multi-AP Group IDフィールドで、B7-B12のBSS Colorフィールドの一部を複数APのグループ識別情報として使用するかどうかを示す。Non Partial Multi-AP Group IDの値が0場合、BSS ColorフィールドのB7-B9を複数APのグループ識別情報として使用し、B10-B12をBSSの識別のために使用する。例えばAP103とAP104は同じグループに所属するので、AP103とAP104のそれぞれの送信するUHR PPDUのUHT-SIG-AのBSS ColorフィールドのB7-B9は同じ値に設定されるが、B10-B12は別々の値に設定される。Non Partial Multi-AP Group IDの値が1場合、BSS Colorフィールドの一部に複数APのグループ識別情報は含まれず、Multi-AP通信を行わないことを示す。なお本実施例ではU-SIG1にNon Partial Multi-AP Group IDフィールドを設けたが、例えばU-SIG2やUHR-SIGのように他のSIG内に設けるようにしても良い。
(実施例3)
実施例3ではUHR PPDUに含まれるU-SIGフィールドとして更に別のフォーマットを用いた場合の例を示す。
UHR PPDUに含まれるU-SIGフィールドは、以下の表3に示すように、PPDUの受信に必要なU-SIG1とU-SIG2とを含む。
Figure 2025002108000004
表3では、表2と同様にB20のNon Partial Multi-AP Group IDフィールドで、B7-B12のBSS Colorフィールドの一部を複数APのグループ識別情報として使用するかどうかを示す。Non Partial Multi-AP Group IDの値が0場合、BSS ColorフィールドのB7-B9を複数APのグループ識別情報として使用し、B10-B12をBSSの識別のために使用する。例えばAP103とAP104は同じグループに所属するので、AP103とAP104のそれぞれの送信するUHR PPDUのUHT-SIG-AのBSS ColorフィールドのB7-B9は同じ値に設定されるが、B10-B12は別々の値に設定される。Non Partial Multi-AP Group IDの値が1場合、BSS Colorフィールドの一部に複数APのグループ識別情報は含まれないことを示し、B21-B23のMulti-AP Group IDフィールドで複数APのグループ識別情報を示す。このときにMulti-AP Group IDフィールドのビットをすべて1に設定することで、Multi-AP通信を行わないという意味を持たせ、それ以外の値でグループ識別情報を示すようにしても良い。本実施例ではMulti-AP Group IDフィールドに3ビットを用いているが、3ビットより少ないビット数でも3ビットより多いビット数で合っても良い。なお本実施例ではU-SIG1にNon Partial Multi-AP Group IDフィールドとMulti-AP Group IDフィールドを設けたが、例えばU-SIG2やUHR-SIGのように他のSIG内に設けても良い。
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
102 AP(CoordinatorAP)
103、104 AP(CoordinatedAP)
105~107 STA、301:Multi-AP通信制御部
302 グループ識別情報処理部
303 BSS Color処理部
304 無線フレーム生成部
305 無線フレーム処理部

Claims (14)

  1. 通信装置であって、
    PHYプリアンブルに他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループを識別する第1のグループ識別情報を含む第1の無線フレームを外部から受信する第1の受信手段と、
    前記第1の無線フレームを処理する処理手段と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 前記無線フレームはIEEE802.11規格に準拠しており、前記第1のグループ識別情報が前記PHYプリアンブルのU-SIGフィールドに含まれる、ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記第1のグループ識別情報を前記PHYプリアンブルに含むかどうかを示す第1のフィールドが前記PHYプリアンブルに含まれる、ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記第1のグループ識別情報は前記U-SIGフィールドのBSS Colorフィールドに含まれる、ことを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
  5. 前記第1のグループ識別情報を前記BSS Colorフィールドに含むかどうかを示す第2のフィールドが前記PHYプリアンブルに含まれる、ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。
  6. 接続を確立した他の通信装置から他の複数の通信装置が前記通信装置に対して協調して送信を行うためのグループを示す第2のグループ識別情報を含む第2の無線フレームを受信する第2の受信手段と、を有し、
    前記処理手段は前記第1のグループ識別情報と前記第2のグループ識別情報とが一致する場合に前記第1の無線フレームを処理し、前記第1のグループ識別情報と前記第2のグループ識別情報とが一致しない場合に前記第1の無線フレームを破棄する
    ことを特徴とする請求項5に記載の通信装置。
  7. 通信装置であって、
    PHYプリアンブルに前記通信装置と前記第1の他の通信装置とが協調して送信を行うためのグループを識別するグループ識別情報を含む無線フレームを生成する生成手段と、
    前記無線フレームを第1の他の通信装置と協調して第2の他の通信装置に送信する送信手段と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
  8. 前記無線フレームはIEEE802.11規格に準拠しており、前記グループ識別情報は前記PHYプリアンブルのU-SIGフィールドに含まれる、ことを特徴とする請求項7に記載の通信装置。
  9. 前記グループ識別情報を前記PHYプリアンブルに含むかどうかを示す第1のフィールドが前記PHYプリアンブルに含まれる、ことを特徴とする請求項7に記載の通信装置。
  10. 前記グループ識別情報は前記U-SIGフィールドのBSS Colorフィールドに含まれる、ことを特徴とする請求項8に記載の通信装置。
  11. 前記グループ識別情報を前記BSS Colorフィールドに含むかどうかを示す第2のフィールドが前記PHYプリアンブルに含まれる、ことを特徴とする請求項10に記載の通信装置。
  12. 通信装置によって実行される通信方法であって、PHYプリアンブルに他の複数の通信装置が協調して送信を行うためのグループを識別する第1のグループ識別情報を含む第1の無線フレームを外部から受信する第1の受信工程と、
    前記第1の無線フレームを処理する処理工程と、
    を有することを特徴とする通信方法。
  13. 通信装置によって実行される通信方法であって、PHYプリアンブルに前記通信装置と前記第1の他の通信装置とが協調して送信を行うためのグループを識別するグループ識別情報を含む無線フレームを生成する生成工程と、
    前記無線フレームを第1の他の通信装置と協調して第2の他の通信装置に送信する送信工程と、
    を有することを特徴とする通信方法。
  14. コンピュータを請求項1から13の何れか一項に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。
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