無線LAN規格して知られているIEEE Std 802.11TM−2012およびIEEE Std 802.11acTM−2013、は、本明細書においてその全てが参照によって組み込まれる(incorporated by reference)ものとする。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。また、図面において同一の構成要素は、同じ番号を付し、説明は、適宜省略する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る無線通信システムを示している。図1の無線通信システムは、基地局であるアクセスポイント(AP)11と、複数の無線端末(STA)1〜4を含む無線LAN(Local Area Network)である。アクセスポイント11は特定の地点に設置された無線通信装置であってもよし、動作モードの変更によってアクセスポイントとして動作する無線通信装置であってもよい。
以下では無線LANがインフラストラクチャモードで動作している場合を例に説明する。ただし、複数の無線通信装置が基地局を介さずに直接通信をするアドホックモードのネットワークへの適用を妨げるものではない。この場合、いずれかの無線通信装置はアドホックネットワークのオーナーとして動作していてもよい。
アクセスポイント11は、全二重通信に対応した無線通信装置である。無線端末1、2は、半二重通信のみに対応した無線通信装置である。無線端末3、4は、全二重通信に対応した無線通信装置である。全二重通信に対応した無線通信装置は、全二重通信だけでなく、半二重通信を行うこともできる。一方、半二重通信のみに対応した無線通信装置は全二重通信を行うことができない。
図2は、第1の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示している。以下では、図2を参照しながら本実施形態に係る無線通信装置を説明する。
図2の無線通信装置100は、IEEE802.11シリーズまたはその後継規格などの無線LANに準拠した通信を行う無線通信装置である。IEEE802.11シリーズの規格の例としては、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n、IEEE802.11ac、IEEE802.11axなどが挙げられる。無線LANは無線通信装置100が使用する通信規格の一例であり、その他の通信規格を用いることを妨げない。
無線通信装置100は、ホストインタフェース101と、MAC層処理部110と、送信部120と、受信部130とを備えている。MAC層処理部110は内部の構成要素として、トリガ生成部111と、応答フレーム生成部112と、送信フレーム生成部113と、フレーム解析部114と、制御部115とを備えている。送信部120は内部の構成要素として、符号化回路121と、変調回路122と、D/Aコンバータ123と、送信アンプ124と、アンテナ125とを備えている。受信部130は、アンテナ131と、低雑音増幅器132と、A/Dコンバータ133と、復調回路134と、復号回路135とを備えている。
ホストインタフェース101は、無線通信装置100とホスト側の計算機との間でデータの送受信を行う手段を提供する。ホストインタフェース101の例としては、PCI Express、USB、UART、SPI、SDIO、Ethernetなどがあるが、その他のインタフェースを用いてもよい。ホスト側の計算機の例としては、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ、サーバ、制御用マイコン、プリンタ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ロボット、車載情報システムなどがあるが、プロセッサ(CPU)を備えているのであれば、その他の装置であってもよい。ホストインタフェース101が計算機から受信したデータはMAC層処理部110に転送される。また、ホストインタフェース101はMAC層処理部110から転送されたデータを計算機に送信する。
MAC層処理部110は、送信データをMACフレームに変換する処理、受信したMACフレームから受信データを構成する処理、MACフレームの時間長を制御する処理、制御用フレームの生成処理、MACフレームに制御情報を設定する処理などのMAC層(Media Access Control Layer)に相当する処理を実行する。送信部120は、アンテナ125を使って無線によるデータ送信を行う。受信部130は、アンテナ131を使って無線によるデータ送信を行う。
次に、送信部120内部の構成要素について説明する。
符号化回路121は、MAC層処理部110から出力されたMACフレーム形式の送信信号を符号化する。MACフレームの例としては、Dataフレーム、BA(Block ACK)、ACK、CTS(Clear to Send)などの制御フレームがある。符号化方式についても、各種のブロック符号や畳み込み符号があるが、方式については特に問わない。変調回路122は、符号化回路121から出力されたデジタル信号を変調する。変調方式の例としては、FSK(Frequency Shift Keying)、BPSK、QAMなどがあるが、方式については特に限定しない。D/Aコンバータ123は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。送信アンプ124は、D/Aコンバータ123によって変換されたアナログ信号を増幅し、アンテナ125より送信する。
送信部120は、さらに周波数変換を行う構成要素を備えていてもよい。周波数変換を行う構成要素の例としては、ミキサ、局部発振器などが挙げられる。例えば、送信部120で、ベースバンド周波数のアナログ信号を無線周波数の信号にアップコンバートしてもよい。また、送信部120は、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタなどのフィルタを備えていてもよい。
アンテナ125は、他の無線通信装置へ無線信号を送信する。以下ではアンテナが送信する信号の周波数と、アンテナが受信する信号の周波数を無線周波数とよぶものとする。無線周波数として、例えば2.4GHz帯や5GHz帯などを使うことができるが、その他の周波数帯域を使ってもよい。アンテナ125の構成や形状については特に問わない。
次に、受信部130内部の構成要素について説明する。
アンテナ131は、他の無線通信装置から送信された無線信号を受信する。アンテナ131の構成や形状については特に問わない。低雑音増幅器132は、アナログの受信信号を増幅する。A/Dコンバータ133は、アナログの受信信号をデジタル信号に変換する。復調回路134は、デジタル化された受信信号の復調処理を行う。復調処理では、例えばOFDMシンボルタイミング同期や、FFT(Fast Fourier Transform)などのフーリエ変換処理などが実行される。復号回路135は、デジタルの受信信号を復号し、MACフレームに変換する。復号処理の例としては、デインタリーブ処理や、誤り訂正符号の復号などがある。最後に、MACフレーム形式に変換された受信信号はMAC層処理部110に転送される。
受信部130は、さらに周波数変換を行う構成要素を備えていてもよい。周波数変換を行う構成要素の例としては、ミキサ、局部発振器などが挙げられる。例えば、受信部130で、無線周波数の信号をベースバンド周波数のアナログ信号にダウンコンバートしてもよい。また、受信部130は、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタなどのフィルタを備えていてもよい。
変調回路122と復調回路134、は、PHY(Physical)ヘッダに格納されたフレーム長を示す情報や、伝送レート、帯域幅に係る情報を参照して、復変調処理を行ってもよい。復調回路134は、復変調条件を含む情報をMAC層処理部110に通知する。同様に、符号化回路121と復号回路135も、PHY(Physical)ヘッダに格納された情報に基づき、符号化処理や復号処理を実行してもよい。復号回路135は、復号条件に係る情報をMAC層処理部110に通知してもよい
無線通信装置100が、各種無線LAN規格に基づいて無線通信を行う場合、IEEE802.11規格に基づき、復変調処理、符号化処理、復号化処理などを行うことができる。
以下では、MAC層処理部110に含まれる構成要素について説明する。
トリガ生成部111は、Triggerフレームを生成する。Triggerフレームは、Uplink Multi−User通信において、データ送信先となる1台以上の無線端末をアクセスポイント側で指定する際に用いられる。Uplink Multi−User通信の例としては、Uplink Orthogonal Frequency Division Multiple Access(UL−OFDMA)などが挙げられる。
応答フレーム生成部112は、送達確認情報を含むフレーム(応答フレーム)を生成する。送達確認の応答フレームの例としてはACKフレーム、BA(Block ACK)フレームなどがある。例えば、受信したMACフレームから計算されたCRC(Cyclic Redundancy Code)が元のCRCと一致している場合に、データを正常に受信できたと判定し、送達確認情報を含む応答フレームを送信することができる。
送信フレーム生成部113は、指定された時間長のフレームを生成する。生成されるフレームは規定の時間長に係るものであってもよいし、規定の時間長ではないフレームであってもよい。例えば、規定値とは異なる伝送レートを設定したり、送信されるデータサイズを規定値とは異なる値に設定したり、ダミーデータを含むフレームを生成することによって、規定の時間長とは異なるフレームの生成を行うことができる。
フレーム解析部114は、フレーム内のデータを参照し、必要な情報を取得する。フレーム解析部114は、例えばフレームのヘッダやボディなどのフィールドを参照し、フレームの宛先、フレームの種別などの情報を取得する。また、フレーム解析部114は受信したフレームのデータを参照し、CRCの計算を行う。
制御部115は、無線通信装置100の各構成要素を制御する。制御部115は、データの送信と受信に必要な処理を実行する。例えば、復号回路135からMAC層処理部に受信フレームが入力された場合、フレーム解析部114に当該フレームのCRCを計算させる。計算されたCRCが送信元で計算されたCRCと一致している場合、応答フレーム生成部112にACKフレームなどの送達確認応答を含むフレームを生成させる。制御部115は、ACKフレームの送信タイミングになったら、ACKフレームを符号化回路121に入力し、送信処理を開始する。
無線通信装置100のそれぞれの構成要素は、例えば、半導体回路、FPGA、PLD、ASICなどのハードウェア回路によって実装されていてもよい。また、プロセッサ上で動作するプログラムによって実装されていてもよいし、これらの組み合わせにより実現されていてもよい。
また、図1の無線通信装置100の構成は一例にしか過ぎず、これと異なる構成に係る無線通信装置を用いてもよい。無線通信装置100として、例えばスーパーヘテロダイン方式、Low−IF(Low−Intermediate Frequency)型、スライディングIF型、直接引込み型、デジタルPLL再生型、またはその他の方式の無線通信装置を使うことができる。
次に、無線通信システムにおけるアクセス制御の例について述べる。ここでは、無線通信システムが無線LANである場合を例に説明する。ひとつの無線LANを構成する無線通信装置は、同一の周波数チャネルを共有して通信を行う。同一の周波数チャネルを共有する複数の無線通信装置は、所定のアクセス制御方式に従って通信をする。アクセス制御方式の例としては、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が挙げられる。
図1の無線LANを例に、CSMA/CAによるアクセス制御を説明する。
以下では、アクセスポイント11が、無線端末へデータを送信する前に実行する処理について説明する。アクセス制御にCSMA/CAが使われている場合、アクセスポイント11は無線信号の送信前に、周波数チャネルの使用状況の確認を行う。当該周波数チャネルが一定の期間未使用であり、いずれの無線端末も無線信号を送信していないと判断された場合、アクセスポイント11は無線信号の送信を開始する。一方、当該周波数チャネルが使用されていると判断された場合、アクセスポイント11は、当該周波数チャネルが未使用の状態になるまで送信を延期する。
周波数チャネルの使用状況の確認は、受信信号の電力レベルをしきい値と比較することによって行うことができる。例えば、受信信号の電力レベルがしきい値より高い場合、当該周波数チャネルは使用されていると判定する。受信信号の電力レベルがしきい値以下であるならば、当該周波数チャネルは未使用の状態にあると判定し、フレームの送信を行う。
無線端末1〜4が、データを送信する前に行う処理も、上述と同様である。すなわち、いずれの無線端末も、データ送信前に周波数チャネルの使用状況を確認し、当該周波数チャネルは未使用の状態にあると判定された場合にのみフレームの送信を行う。
図3は、半二重通信におけるフレームの送受信シーケンスの例を示している。図3では、上から順番に、アクセスポイント11の送信するフレーム、無線端末1の送信するフレームが示されている。図3の横軸は時間であり、図示されているフレームの長さはフレームの送信時間の長さ(時間長)を示している。以下では、図3を参照しながら、フレームシーケンスを説明する。
なお、以降ではフレームの送受信シーケンスの例を複数示すが、いずれの例においても、それぞれの無線通信装置はCSMA/CAによって、フレームを送信する権利を取得してからフレームを送信するものとする。
最初にアクセスポイント11は無線端末1を宛先とし、データフレーム15を送信する。無線端末1は、データフレーム15の受信に成功したら、アクセスポイント11を宛先として応答フレーム16を送信する。図3の例では、応答フレーム16としてAckフレームが使われている。
次に、無線端末1はアクセスポイント11を宛先とし、データフレーム17の送信を試みる。アクセスポイント11が上述のデータフレーム15を送信している途中にある場合、無線端末1はCSMA/CAによって周波数チャネルが使用中であると判定する。この場合、無線端末1は当該周波数チャネルが未使用の状態になるまでデータフレーム17の送信を延期する。
図3の例において、無線端末1が送信するフレームには応答フレーム16と、データフレーム17のふたつがある。無線LANでは、送信するフレームが複数ある場合、AckフレームやBlock Ackフレームなどの応答フレームが最優先で送信される。したがって優先度に基づき、無線端末1は、応答フレーム16、データフレーム17の順でフレームを送信する。
無線端末1はデータフレーム15の受信を完了してからSIFS(Short Inter Frame Space)で指定された期間の経過後に応答フレーム16を送信する。SIFSとは、無線LANで規定される最小のフレーム間隔である。ここでは、データフレームの終端と応答フレームの始点との間をSIFSとしているが、SIFSで指定される時間長の一例としては、IEEE802.11a規格における16マイクロ秒がある。ただし、SIFSはこれとは異なる時間長であってもよい。SIFSで規定された時間長はあらかじめ定められた第1時間長の一例である。
無線端末1は、応答フレーム16の送信完了後、周波数チャネルの使用状況を確認する。当該周波数チャネルが一定の期間未使用である場合、データフレーム17の送信を開始する。
図3の例では、いずれの無線通信装置も半二重通信を行うため、アクセスポイント11がデータフレーム15を送信している間に、無線端末1はデータフレーム17の送信をすることができない。また、無線端末1がデータフレーム17の送信している間に、アクセスポイント11はフレームの送信をすることができない。無線通信システムに含まれる無線通信装置がすべて半二重通信を使っている場合、フレームの送受信シーケンスをすべて完了させるのに要する時間が短縮するのは難しい。
図4は、全二重通信におけるフレームの送受信シーケンスの例を示している。図4では、上から順番に、アクセスポイント11の送信するフレーム、無線端末3の送信するフレームが示されている。図4の横軸は時間であり、図示されているフレームの長さはフレームの時間長に相当する。以下では、図4を参照しながら、フレームの送受信シーケンスを説明する。
アクセスポイント11と無線端末3はいずれも全二重通信に対応した無線通信装置である。アクセスポイント11は、無線端末3を宛先としてデータフレーム21を送信する処理に並行して、無線端末3から送信されたデータフレーム22を受信する処理を行うことができる。同様に、無線端末3は、アクセスポイント11を宛先としてデータフレーム22を送信する処理に並行して、アクセスポイント11から送信されたデータフレーム21を受信する処理を行うことができる。
なお、図4の例では、データフレーム21、22の時間長が等しくなっているが、データフレーム21、22の時間長は異なっていてもよい。
アクセスポイント11は、データフレーム22の受信完了からSIFSで規定された時間長の経過後に応答フレーム23を送信する。同様に、無線端末3は、データフレーム21の受信完了からSIFSで規定された時間長の経過後に応答フレーム24を送信する。図4の例における応答フレーム23、24はいずれもAckフレームであるが、その他の形式の応答フレームを使ってもよい。
アクセスポイント11は、無線端末3を宛先とする応答フレーム23を送信する処理に並行して、無線端末3から送信された応答フレーム24を受信する処理を行うことができる。同様に、無線端末3は、アクセスポイント11を宛先とする応答フレーム24を送信する処理に並行して、アクセスポイント11から送信された応答フレーム23を受信する処理を行うことができる。
このように、無線通信システムを構成する無線通信装置が全二重通信を使うと、すべての無線通信装置が半二重通信を使う場合と比べて、フレームの送受信シーケンスをすべて完了させるのに要する時間を短縮し、実効的な通信速度を向上させることができる。
次に、全二重通信に対応した無線通信装置と、半二重通信のみに対応した無線通信装置が混在した無線通信システムにおける、フレームの送受信シーケンスについて説明する。
図5は、全二重通信と半二重通信が混在する場合におけるフレームの送受信シーケンスの第1の例を示している。図5では、上から順番に、アクセスポイント11の送信するフレーム、無線端末1の送信するフレーム、無線端末2の送信するフレームが示されている。図5の横軸は時間であり、図示されているフレームの長さはフレームの時間長に相当する。以下では、図5を参照しながら、フレームの送受信シーケンスを説明する。
アクセスポイント11は全二重通信に対応した無線通信装置であるが、無線端末1と無線端末2はいずれも半二重通信のみに対応した無線通信装置である。すなわち、図5の例では、全二重通信に対応した無線通信装置と、半二重通信のみに対応した無線通信装置が混在した無線通信システムにおけるフレームの送受信シーケンスが示されている。
図5では、アクセスポイント11が無線端末1から送信されたデータフレーム32を受信する処理に並行して、無線端末2を宛先としてデータフレーム31を送信する処理を実行している。無線端末2は、データフレーム31の受信完了からSIFSで規定された時間長の経過後に、アクセスポイント11を宛先として応答フレーム36を送信する。また、アクセスポイント11は、データフレーム32の受信完了からSIFSで規定された時間長の経過後に、無線端末1を宛先として応答フレーム34を送信する。
図5の例では、応答フレーム34、36はいずれもAckフレームの形式で送信されているが、その他の形式の応答フレームを使ってもよい。
図4の例では、アクセスポイント11が送信したフレームの宛先無線端末と、アクセスポイント11が受信したフレームの送信元の無線端末が同一の無線端末であった。しかし、図5の例では、アクセスポイント11が送信するフレームの宛先無線端末と、アクセスポイント11が受信するフレームの送信元の無線端末は、異なる無線端末となっている。このように、アクセスポイントがフレームの送信先の無線端末と、受信するフレームの送信元の無線端末として異なる無線端末を選べば、時間を効率的に利用し、実効的な通信速度を高めることができる。
以下では、全二重通信に対応した無線通信装置を第1無線通信装置とよぶものとする。また、第2無線通信装置と、第3無線通信装置はいずれも半二重通信のみに対応した無線通信装置であるものとする。図1のアクセスポイント11は、第1無線通信装置の一例である。図1の無線端末1は、第2無線通信装置の一例である。図1の無線端末2は、第3無線通信装置の一例である。
さらに、第1無線通信装置が第2無線通信装置へ送信するフレームを第1フレームとよぶものとする。また、第1無線通信装置が第1フレームの次に送信するフレームを第2フレームとよぶものとする。第2無線通信装置から第1無線通信装置に送信される、第1フレームの送達確認情報を含むフレームを第3フレームとよぶものとする。第1フレーム、第2フレーム、第3フレームの種類については特に限定しない。
図6は、全二重通信と半二重通信が混在する場合におけるフレームの送受信シーケンスの第2の例を示している。図6では、上から順番に、アクセスポイント11の送信するフレーム、無線端末1の送信するフレーム、無線端末2の送信するフレームが示されている。図6の横軸は時間であり、図示されているフレームの長さはフレームの時間長に相当する。以下では、図6を参照しながら、フレームの送受信シーケンスを説明する。
図6も、全二重通信に対応した無線通信装置(第1無線通信装置)と、半二重通信のみに対応した無線通信装置(第2無線通信装置と第3無線通信装置)が混在した無線通信システムに係るフレームの送受信シーケンスである。図6の例では、アクセスポイントが順次異なる無線端末にデータフレームを送信しているが、無線端末からデータフレームが送信されていない。
図6では、最初にアクセスポイント11が無線端末1にデータフレーム41(第1フレーム)を送信している。無線端末1は、データフレーム41(第1フレーム)の受信を完了したら、SIFSで規定された時間長の経過後に、アクセスポイント11を宛先として応答フレーム42(第3フレーム)を送信する。応答フレーム42(第3フレーム)はデータフレーム41(第1フレーム)の送達確認情報を含む。同時に、また、アクセスポイント11はデータフレーム41(第1フレーム)の送信完了からSIFSで規定された時間長の経過後、別の無線端末2にデータフレーム43(第2フレーム)の送信を開始する。無線端末1による応答フレーム42(第3フレーム)の送信期間と、アクセスポイント11によるデータフレーム43(第2フレーム)の送信期間は重なっている。
そして、無線端末2はデータフレーム43(第2フレーム)の受信を完了したら、SIFSで規定された時間長の経過後に、アクセスポイント11を宛先として応答フレーム44を送信する。図6の例のように、無線端末からのデータフレームの送信がない場合においても、アクセスポイントが全二重通信を行うことによって、フレームの送受信シーケンスを完了させるのに要する時間を短縮することができる。
次に、全二重通信に対応した無線通信装置(第1無線通信装置)と、半二重通信のみに対応した無線通信装置(第2無線通信装置と第3無線通信装置)が混在した無線通信システムにおいて、フレームの送受信シーケンスの整合性に問題が生ずる例を説明する。
図6の例では、アクセスポイント11の送信するデータフレーム43(第2フレーム)の時間長が、無線端末1の送信する応答フレーム42(第3フレーム)の時間長より長くなっていた。しかし、必ず第1無線通信装置が送信する第2フレーム(例えば、データフレーム)の時間長が第2無線通信装置の送信する第3フレーム(例えば、応答フレーム)の時間長より長くなるとは限らない。
無線端末1は、アクセスポイント11が送信したデータフレーム51(第1フレーム)の受信を完了したら、SIFSで規定された時間長の経過後に、アクセスポイント11を宛先とした応答フレーム53(第3フレーム)の送信を開始する。また、アクセスポイント11はデータフレーム51(第1フレーム)の送信完了からSIFSで規定された時間長の経過後に、別の無線端末2を宛先としたデータフレーム52(第2フレーム)の送信を開始する。
無線端末1による応答フレーム53の送信期間と、アクセスポイント11によるデータフレーム52(第2フレーム)の送信期間は重なっているが、応答フレーム53(第3フレーム)の時間長はデータフレーム52(第2フレーム)の時間長よりも長くなっている。したがって、無線端末1は、アクセスポイント11がデータフレーム52(第2フレーム)の送信を完了した後も、応答フレーム53(第3フレーム)の送信を継続している。
データフレーム52(第2フレーム)や、応答フレーム53(第3フレーム)などの時間長はそれぞれのフレームに含まれるデータ量や、伝送速度、符号化の方式などに依存する。同じ伝送速度である場合、フレームの時間長はデータ量に比例して長くなる。同じデータ量でも、伝送速度が大きくなると、フレームの時間長は短くなる。また、符号化方式には伝送効率(スループット)を優先したものがあれば、誤りの訂正を高めることを優先したものがある。一般に、同じ伝送速度とデータ量であれば、後者の方式を使うとフレームの時間長が長くなる。このように、データ量、伝送速度の設定、符号化方式の設定次第では、応答フレーム53(第3フレーム)の時間長がデータフレーム52(第2フレーム)の時間長よりも長くなることがありうる。
図7を参照すると、データフレーム52(第2フレーム)の時間長TDとSIFSの時間長TSIFSの和は、応答フレーム53(第3フレーム)の時間長TAより小さくなっている。すなわち、TD+TSIFS<TAの関係式が成立している。無線端末2はデータフレーム52(第2フレーム)の受信完了からSIFSで規定された時間長の経過後に、アクセスポイント11に応答フレーム54を送信する。図8の例のように、TD+TSIFS<TAとなると、アクセスポイント11に向けて応答フレーム54が送信される期間と、アクセスポイント11に向けて応答フレーム53が送信される期間に重複が発生してしまう。アクセスポイント11は、複数のフレームを同時に受信することができないため、フレームの送受信シーケンスの整合性がとれなくなってしまう。
上述のようなフレームの送受信シーケンスにおける不整合を回避するため、全二重通信に対応した第1無線通信装置(例えば、アクセスポイント11)から半二重通信のみに対応した第3無線通信装置(例えば、無線端末2)を宛先とするデータフレーム(第2フレーム)の送信と、半二重通信のみに対応した第2無線通信装置(例えば、無線端末1)から第1無線通信装置を宛先とする応答フレーム(第3フレーム)の送信がほぼ同時に行われる場合、送信されるフレームの時間長は、下記の式(1)の関係を満たしていなくてはならない。
ここで、T
Dは第1無線通信装置が送信するデータフレーム(第2フレーム)の時間長であり、T
Aは第2無線通信装置が送信する応答フレーム(第3フレーム)の時間長であり、T
SIFSはSIFSの時間長であるものとする。
式(1)より、データフレーム52(第2フレーム)の時間長TD1が応答フレーム53(第3フレーム)の時間長TA以上であれば、フレームの送受信シーケンスの整合性を確保できることがわかる。
次に、フレームの送受信シーケンスにおける整合性を担保するために無線通信装置が実行する処理について説明する。図8は、本実施形態に係る無線通信装置によって実行されるフレームの送受信処理の例を示したフローチャートである。以下では、図8のフローチャートを参照しながら、処理を説明する。図8に示された処理は、全二重通信に対応した第1無線通信装置によって実行されるものとする。第1無線通信装置の例としては、図1におけるアクセスポイント11が挙げられる。
まず、第1無線通信装置は、他の無線通信装置に第1フレームを送信する(ステップS101)。そして、第1無線通信装置は第1フレームの送達確認として、他の無線通信装置が送信する、応答フレーム(第3フレーム)の時間長を計算する(ステップS102)。第1フレームに対応する応答フレーム(第3フレーム)の時間長は、例えば、第1フレームの伝送速度に係る設定、Ackフレームのバイト数、符号化方式に係る設定などに基づいて推定することができる。
次に、第1無線通信装置は次に送信される第2フレームの宛先が第1フレームの宛先と同一であるか否かを判定する(ステップS103)。第2フレームの宛先が第1フレームの宛先と同一である場合、ステップS104の処理に進む。第2フレームの宛先が第1フレームの宛先とは異なる場合、ステップS107の処理に進む。
ステップS104では、第2フレームの宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応しているか否かを確認する。無線通信装置は、他の無線通信装置との接続を確立(associate)するときに、自身がサポートしている機能に関する情報を通知する。したがって、第1無線通信装置は、他の無線通信装置がサポートしている機能に係る情報を保存することによって、他の無線通信装置が全二重通信に対応しているか否かを判定することができる。
第2フレームの宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応している場合、ステップS107の処理に進む。第2フレームの宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応していない場合、ステップS105の処理に進み、応答フレーム(第3フレーム)を受信するか、ACKタイムアウトになるまで待機する。そして、時間長を変更せずに第2フレームを他の無線通信装置へ送信する(ステップS106)。すなわち、ステップS106において第2フレームは規定値(初期設定)の時間長TDで他の無線通信装置に送信される。第2フレームの規定値(初期設定)の時間長TDは第2時間長の一例である。
ステップS107では、第2フレームに係る時間長の規定値TDをT’Dに代入する。T’Dは生成される第2フレームに係る時間長を示している。次に、T’Dが応答フレームの時間長TAからSIFSの時間長TSIFSを減算した値以上であるか否かを判定する(ステップS108)。
ステップS108の判定でT’D<TA−TSIFSである場合、T’DにT’D+ΔTを代入し、時間長T’Dの第2フレームを再生成する(ステップS109)。ΔTは第3時間長の一例である。ΔT(第3時間長)の長さについては特に問わない。ダミーデータを含む第2フレームを生成することによって時間長T’Dを規定値より長く設定してもよいし、生成される第2フレームに係る伝送速度を規定のものより低いものに設定してもよい。第2フレームの符号化方式を変更して時間長T’Dを規定値より長くしてもよい。また、複数の方法を組み合わせてもよいし、その他の方法によって生成される第2フレームの時間長T’Dを長くしてもよい。第2フレームの時間長T’Dを長くしたら、再びステップS108の判定を行い、T’D≧TA−TSIFSの関係が満たされているかを確認する。
ステップS108の判定でT’D≧TA−TSIFSである場合、ステップS110の処理に進む。ステップS110では、T’D<TA+TD+TSIFSの関係が満たされているかを確認する。すなわち、第2フレームに係る時間長T’Dが応答フレーム(第3フレーム)の時間長TAと、第2フレームに係る時間長の初期値TDと、SIFSの時間長TSIFSを減算した値未満であるか否かを確認する。
ステップS110の判定でT’D<TA+TD+TSIFSである場合、ステップS111の処理に進み、第1フレームの送信完了後、SIFSの時間長が経過するまで待機する。そして、時間長がT’Dに設定された第2フレームを送信する(ステップS112)。ステップS109の処理が実行されている場合、ステップS112で送信されるのは、時間長が初期値よりも長く設定された第2フレームとなる。
ステップS110の判定でT’D≧TA+TD+TSIFSである場合、ステップS105およびステップS106の処理に進み、初期設定の時間長TDの第2フレームを送信する。後述するように、T’D<TA+TD+TSIFSの関係式が満たされていない場合には、規定(初期設定)の第2時間長より長い第2フレームを送信することによって、フレームの送受信シーケンスに係る所要時間が短縮されず、却って所要時間(通信処理に要する時間)が長くなってしまうおそれがあるからである。
上述では、生成される第2フレームの時間長が下限を下回り、T’D<TA−TSIFSとなっているときに、時間長T’Dを長く設定する処理について説明した。以下では、第1無線通信装置(例えば、アクセスポイント11)が全二重通信を行うことによる、送受信シーケンスの高速化のメリットが享受できる、第2フレームの時間長T’Dの上限について述べる。
図9は、無線通信装置が半二重通信を行った場合における送受信シーケンスの例を示している。図9では、上から順番に、アクセスポイント11の送信するフレーム、無線端末3の送信するフレーム、無線端末4の送信するフレームが示されている。図9の横軸は時間であり、図示されているフレームの長さはフレームの送信時間の長さ(時間長)を示している。
図9では、アクセスポイント11が無線端末3に送信するデータフレーム61(第1フレーム)の時間長をT1、SIFSの時間長をT2、無線端末3がアクセスポイント11に送信する応答フレーム62(第3フレーム)の時間長をT3、応答フレーム62(第3フレーム)の送信完了からデータフレーム63の送信開始までの期間をT4、アクセスポイント11が無線端末4に送信するデータフレーム63(第2フレーム)の時間長をT5、無線端末4がアクセスポイント11に送信する応答フレーム64の時間長をT6とする。
図9のシーケンスのように、アクセスポイント11が半二重通信を行った場合、送受信シーケンスの所要時間は下記の式(2)のようになる。
次に、上述の図6の例のように、アクセスポイント11が全二重通信を行い、第2フレームの送信開始タイミングと、第1フレームに対応する応答フレーム(第3フレーム)の送信開始タイミングがほぼ同時であり、第2フレームの時間長が応答フレーム(第3フレーム)の時間長よりも長い場合を考える。この場合における第2フレームの時間長をT
Xとすると、送受信シーケンスの所要時間は下記の式(3)のようになる。
上述の式(3)の値が、式(2)の値より小さくなるのであれば、アクセスポイント11が半二重通信に代わり、全二重通信を行うことによってフレームの送受信シーケンスに係る所要時間を短縮できる。全二重通信によるフレームの送受信シーケンスの高速化を実現するためには、フレームの時間長などは下記の式(4)の関係が満たされている必要がある。
したがって、全二重通信を行うことによって、フレームの送受信シーケンスを高速化させたい場合には、第2フレームの時間長TXの上限は、応答フレーム(第3フレーム)の時間長T3と、応答フレーム(第3フレーム)の送信完了から第2フレームの送信開始までの期間T4の長さと、第2フレームの規定の時間長T5の和に等しいことがわかる。
応答フレーム(第3フレーム)の時間長に応答フレーム(第3フレーム)の送信完了から第2フレームの送信開始までの期間T
4の長さは、周波数チャネルの使用状況に依存するため、第2フレームの送信開始まで確定しない。ただし、T
4の最小値はSIFSの時間長T
2に等しくなる。したがって、下記の式(5)の関係が満たされているのであれば、確実に全二重通信によって通信速度を改善することができる。
なお、式(5)は、図8のフローチャートのステップS110で使われている判定式T’
D<T
A+T
D+T
SIFSに相当している。
上述のフレームの時間長に係る条件を要約すると、ほぼ同時に第2フレームと、第1フレームに対応する応答フレーム(第3フレーム)の送信が開始された場合、第2フレームの時間長は下記の式(6)を満たしていることが望ましいといえる。
ここで、T
Aは応答フレーム(第3フレーム)の時間長、T
SIFSはSIFSの時間長、T’
Dは再生成された後の第2フレームの時間長、T
Dは第2フレームの規定の時間長(第2時間長)である。
ここまで、フレームの時間長に係る条件について説明した。以下では、フレームの時間長を計算する方法の一例について述べる。
IEEE802.11a規格に基づくフレームの送信時間の長さT
f(時間長)は、下記の式(7)のように表される。
ここで、Tp_sは送信時に付加されるプリアンブル(Preamble)とSignal fieldの時間長の合計である。IEEE802.11a規格において、Tp_sは20マイクロ秒となっている。Tsymはシンボル長の長さである。シンボル長は、IEEE802.11a規格では、4マイクロ秒となっている。また、Ceiling(・・・)は天井関数であり、入力された実数以上の最小の整数を返す。さらに、LはMACフレームのバイト単位の長さである。IEEE802.11a規格では、1〜4095バイトの値をとりうる。Rはメガビット毎秒(Mbps)単位の伝送速度である。IEEE802.11a規格では、6、9、12、18、24、36、48、54Mbpsのいずれかの値をとる。
なお、式(7)の天井関数Ceiling(・・・)内の分子にある、22はフレームが変調される際に付加されるServiceビットとTailビットの長さの合計である。
例えば、データフレームの長さL_dが50バイト、データフレームの伝送速度R_dが54Mbps、Ackフレーム(応答フレーム)の長さL_aが14バイト、Ackフレームの伝送速度R_aが6Mbpsであるとし、上述の式(7)に代入する。この場合、データフレームの時間長Tfdは28マイクロ秒、Ackフレーム(応答フレーム)の時間長Tfaは44マイクロ秒となる。この例では、上述の式(1)の条件が満たされているため、アクセスポイント11(第1無線通信装置)は送受信シーケンスの整合性を保ちながら、応答フレームの受信処理と、第2フレームの送信処理を同時に行うことができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、第1フレームに対応する応答フレーム(第3フレーム)の受信処理に並行して、第2フレームを送信する例について説明した。第2の実施形態では、UL(Uplink)OFDMAによるフレームの送受信シーケンスを使った場合について述べる。UL OFDMAによるフレームの送受信シーケンスはIEEE802.11ax規格として策定の作業が進められている。
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を使った無線通信では、周波数帯域を複数のサブキャリアに分割し、それぞれのサブキャリアを用いてデータを周波数方向で並列的に送信する技術である。OFDMでは各サブキャリアが互いに直交するため、サブキャリアを密に配置して、周波数帯域を有効活用することができる。例えば、複数の略20MHz幅のサブキャリアを使って一ユーザのデータを搬送することができる。
一方、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)を使った無線通信では、周波数帯域内に複数のサブキャリアの集合である、リソースユニット(RU:Resource Unit)を定義する。各リソースユニットには一ユーザを割り当てることができる。周波数帯域内のサブキャリアについて、複数のリソースユニットを定義することによって、複数のユーザに係るデータを同時に搬送することが可能となる。
図10は、UL OFDMAによるフレームの送受信シーケンスの例を示している。図10では、上から順番に、アクセスポイント11の送信するフレーム、無線端末1の送信するフレームが示されている。図10の横軸は時間であり、図示されているフレームの長さはフレームの送信時間の長さ(時間長)を示している。
最初に、アクセスポイント11がTriggerフレーム71(第1フレーム)を無線端末1に向けて送信している。無線端末1はTriggerフレーム71(第1フレーム)を受信したら、SIFSで規定された時間長の経過後にUL OFDMAのフレーム(第3フレーム)を送信することができる。図10の例では、UL OFDMA72がUL OFDMAのフレームに相当する。
Triggerフレーム71には、例えば、伝送レート、フレームの時間長など、アクセスポイント11がUL OFDMA72を送信するのに必要な物理層のパラメータ(制御情報)が格納されている。無線端末1はTriggerフレーム71で指定された物理層のパラメータに基づいて生成されたUL OFDMA72を送信する。すなわち、アクセスポイント11は、Triggerフレーム71を使って、無線端末1の送信するUL OFDMA72の時間長を制御することができる。なお、Triggerフレームは第1フレームの一例である。
UL OFDMA72(UL OFDMAのフレーム)には、送達確認情報だけでなく、ユーザデータを含めることができる。UL OFDMA72は、第1フレームの送達確認情報を含んでいる第3フレームの一例である。無線端末1が送信したUL OFDMA72にユーザデータが含まれていた場合、UL OFDMA72を受信したアクセスポイント11は、UL OFDMA72の受信完了からSIFSで規定された時間長の経過後にユーザデータの送達確認として、無線端末1にBAフレーム73(BlockAckフレーム)を送信する。BAフレーム73は、応答フレームの一例である。
なお、アクセスポイント11は、UL OFDMA72への送達確認として、BAフレームの代わりにM−BAフレーム(Multi−STA BlockAck)フレームを送信してもよい。M−BAフレームは、策定中のIEEE802.11ax規格に含まれている。
図11は、UL OFDMAの時間長よりデータフレームの時間長の方が短い場合の送受信シーケンスの例を示している。図11では、上から順番に、アクセスポイント11の送信するフレーム、無線端末1の送信するフレーム、無線端末2の送信するフレームが示されている。図11の横軸は時間であり、図示されているフレームの長さはフレームの送信時間の長さ(時間長)を示している。
図11の送受信シーケンスでは、無線端末1によるUL OFDMA82(第3フレーム)の送信開始タイミングとほぼ同時に、アクセスポイント11によって無線端末2を宛先とするデータフレーム83(第2フレーム)の送信が開始されている。図11の送受信シーケンスでは、無線端末2がデータフレーム83の送達確認として送信するAckフレーム84の送信期間と、無線端末1によるUL OFDMA82(第3フレーム)の送信期間が重ならないように、フレームの時間長の制御を行う必要がある。UL OFDMA82の時間長が長くなると、UL OFDMA82とAckフレーム84が並行してアクセスポイント11に送信されることとなり、フレームの送受信シーケンスにおける整合性がとれなくなってしまう。
したがって、図11の送受信シーケンスにおいても、整合性を担保するために第1の実施形態と同様の条件が求められる。具体的には、下記の式(8)の関係式が満たされている必要がある。
ここで、T
Dはデータフレーム83の時間長、T
UOはUL OFDMA82の時間長、T
SIFSはSIFSで規定される時間長である。
第1の実施形態と同様、UL OFDMA(第3フレーム)の時間長よりデータフレーム(第2フレーム)の時間長が短いのであれば、上述の式(8)の関係が満たされるよう、アクセスポイント11(第1無線通信装置)はデータフレーム(第2フレーム)の時間長がより長くなるような制御処理を行えばよい。規定値(初期設定)より長いデータフレーム(第2フレーム)を生成する方法の例としては、データフレーム(第2フレーム)へのダミーデータの付加、伝送速度の変更、符号化方式の変更などが挙げられる。
次に、フレームの送受信シーケンスに係る整合性を担保するために無線通信装置が実行する処理のもうひとつの例について説明する。図12は、データフレームの時間長よりUL OFDMAフレームの時間長が短い場合において無線通信装置が実行する処理の例を示したフローチャートである。以下では、図12のフローチャートを参照しながら、処理を説明する。図12に示された処理は、全二重通信に対応した第1無線通信装置によって実行されるものとする。第1無線通信装置の例としては、図1におけるアクセスポイント11が挙げられる。
まず、第1無線通信装置は、Triggerフレーム(第1フレーム)を第2無線通信装置に送信する(ステップS201)。次に、第1無線通信装置は、Triggerフレーム(第1フレーム)に対応するUL OFDMA(第3フレーム)の時間長を計算する(ステップS202)。第1フレームに対応するUL OFDMA(第3フレーム)の時間長は、例えば、第1フレームの伝送速度に係る設定、Ackフレームのバイト数、符号化方式に係る設定などに基づいて推定することができる。
次に、第1無線通信装置は次に送信されるデータフレーム(第2フレーム)の宛先が第1フレームの宛先と同一であるか否かを判定する(ステップS203)。データフレーム(第2フレーム)の宛先がTriggerフレーム(第1フレーム)の宛先と同一である場合、ステップS204の処理に進む。データフレーム(第2フレーム)の宛先がTriggerフレーム(第1フレーム)の宛先とは異なる場合、ステップS207の処理に進む。
ステップS204では、データフレーム(第2フレーム)の宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応しているか否かを確認する。無線通信装置は、他の無線通信装置との接続を確立(associate)するときに、自身がサポートしている機能に関する情報を通知する。したがって、第1無線通信装置は、他の無線通信装置がサポートしている機能に係る情報を保存することによって、他の無線通信装置が全二重通信に対応しているか否かを判定することができる。
データフレーム(第2フレーム)の宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応している場合、ステップS207の処理に進む。データフレーム(第2フレーム)の宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応していない場合、ステップS205の処理に進み、UL OFDMA(第3フレーム)を受信するか、BAフレームの送信を完了するまで待機する。そして、時間長を変更せずにデータフレーム(第2フレーム)を他の無線通信装置へ送信する(ステップS206)。すなわち、ステップS206においてデータフレーム(第2フレームは規定値(初期設定)の時間長TDで他の無線通信装置に送信される。第2フレームの規定値(初期設定)の時間長TDは第2時間長の一例である。
ステップS207では、データフレーム(第2フレーム)に係る時間長の規定値TDをT’Dに代入する。T’Dは生成されるデータフレーム(第2フレーム)に係る時間長を示している。次に、T’DがUL OFDMAの時間長TUOからSIFSの時間長TSIFSを減算した値以上であるか否かを判定する(ステップS208)。
ステップS208の判定でT’D<TUO−TSIFSである場合、T’DにT’D+ΔTを代入し、時間長T’Dの第2フレームを再生成する(ステップS209)。ΔTは第3時間長の一例である。ΔT(第3時間長)の長さについては特に問わない。ダミーデータを含むデータフレーム(第2フレーム)を生成することによってT’Dの時間長を規定値より長く設定してもよいし、生成されるデータフレーム(第2フレーム)に係る伝送速度を規定値より低く設定してもよいし、規定のものとは異なる符号化方式を使ってもよい。また、複数の方法を組み合わせることによって生成されるデータフレーム(第2フレーム)の時間長T’Dを制御してもよいし、その他の方法を使ってもよい。データフレーム(第2フレーム)の時間長T’Dを長くしたら、再びステップS208の判定を行い、T’D≧TUO−TSIFSの関係が満たされているかを確認する。
ステップS208の判定でT’D≧TUO−TSIFSである場合、ステップS210の処理に進む。ステップS210では、T’D<TUO+TD+TSIFSの関係が満たされているかを確認する。すなわち、データフレーム(第2フレーム)に係る時間長T’DがUL OFDMA(第3フレーム)の時間長TUOと、データフレーム(第2フレーム)に係る時間長の初期値TDと、SIFSの時間長TSIFSを減算した値未満であるか否かを確認する。
ステップS210の判定でT’D<TUO+TSIFSである場合、ステップS211の処理に進みTriggerフレーム(第1フレーム)の送信完了後、SIFSの時間長が経過するまで待機する。そして、時間長がT’Dに設定されたデータフレーム(第2フレーム)を送信する(ステップS212)。ステップS209の処理が実行されている場合、ステップS112で送信されるのは、時間長が初期値よりも長く設定されたデータフレーム(第2フレーム)となる。
ステップS210の判定でT’D≧TUO+TSIFSである場合、ステップS205およびステップS206の処理に進み、初期値の時間長TDのデータフレーム(第2フレーム)を送信する。後述するように、T’D<TUO+TSIFSの関係式が満たされていない場合には、規定(初期設定)の第2時間長よりも長いデータフレーム(第2フレーム)を送信することによって、フレームの送受信シーケンスに係る所要時間が短縮されず、却って所要時間(通信処理に要する時間)が長くなってしまうおそれがあるからである。
上述では、送信されるデータフレーム(第2フレーム)の時間長が下限を下回り、T’D<TUO−TSIFSとなっているときに、時間長T’Dを長く設定する処理について説明した。以下では、第1無線通信装置(例えば、アクセスポイント11)が全二重通信を行うことによる、送受信シーケンスの高速化のメリットが享受できるデータフレーム(第2フレーム)の時間長T’Dの上限について述べる。
図13は、UL OFDMAの時間長よりデータフレームの時間長の方が長い場合の送受信シーケンスの例を示している。図13では、上から順番に、アクセスポイント11の送信するフレーム、無線端末1の送信するフレーム、無線端末2の送信するフレームが示されている。図13の横軸は時間であり、図示されているフレームの長さはフレームの送信時間の長さ(時間長)を示している。
図13の送受信シーケンスでは、無線端末1によるUL OFDMA92(第3フレーム)の送信開始タイミングとほぼ同時に、アクセスポイント11によって無線端末2を宛先とするデータフレーム93(第2フレーム)の送信が開始されている。データフレーム93(第2フレーム)の時間長は、UL OFDMA92(第3フレーム)の時間長より長くなっている。ただし、データフレーム93(第2フレーム)の時間長が長すぎると、アクセスポイント11がUL OFDMA92(第3フレーム)の受信を完了してから、SIFSで規定される時間長を経過した時刻においても、データフレーム93(第2フレーム)の送信が続いているため、アクセスポイント11はBAフレーム94(応答フレーム)の送信を開始することができなる。
アクセスポイント11は、UL OFDMA92(第3フレーム)の受信を完了してから、SIFSで規定される時間長を経過したら、OFDMA92(第3フレーム)の送達確認として、最優先でBAフレーム94(応答フレーム)を無線端末1に送信しなくてはならない。応答フレームを所定のタイミングで送信するために、アクセスポイント11が無線端末2に送信するデータフレーム93(第2フレーム)の時間長に上限を設定する。
具体的には、データフレーム93(第2フレーム)の時間長は下記の式(9)の関係を満たしている必要がある。
ここで、T
Dはデータフレーム93(第2フレーム)の時間長、T
UOはUL OFDMA92(第3フレーム)の時間長、T
SIFSはSIFSで規定される時間長である。
本実施形態における第1無線通信装置(アクセスポイント11)は、第1の実施形態とは異なり、第2フレームの受信完了後に応答フレームを送信しなくてはならず、送受信シーケンスに条件に違いがある。したがって、本実施形態における第2フレームの時間長に係る上限を示した式(9)は、第1の実施形態における第2フレームの時間長に係る上限を示した式(5)とは異なっている。
データフレーム93(第2フレーム)の時間長が長すぎる場合、アクセスポイント11(第1無線通信装置)は上述の式(9)が満たせるよう、UL OFDMA92(第3フレーム)の時間長を制御しなくてはならない。例えば、Triggerフレーム91(第1フレーム)に含まれる制御情報において、UL OFDMA92(第3フレーム)に規定より低い伝送レートを指定したり、UL OFDMA92(第3フレーム)で送信できるユーザデータのサイズを規定より拡大したり、符号化方式を規定のものから変更することによって、規定(初期設定)の第2時間長より長いUL OFDMA92(第3フレーム)を生成することができる。
次に、フレームの送受信シーケンスに係る整合性を担保するために無線通信装置が実行する処理について説明する。図14は、UL OFDMAの時間長よりデータフレームの時間長が短い場合に無線通信装置が実行する処理を示したフローチャートを示している。以下では、図14のフローチャートを参照しながら、処理を説明する。図14に示された処理は、全二重通信に対応した第1無線通信装置によって実行されるものとする。第1無線通信装置の例としては、図1におけるアクセスポイント11が挙げられる。
まず、第1無線通信装置は、Triggerフレーム(第1フレーム)を生成する(ステップS301)。次に、第1無線通信装置はTriggerフレーム(第1フレーム)に設定されたパラメータに基づき、UL OFDMA(第3フレーム)の時間長を計算する(ステップS302)。そして、生成されたデータフレーム(第2フレーム)の時間長T’DがUL OFDMA(第3フレーム)の規定の時間長TUOにSIFSの時間長TSIFSを加算した値未満であるか否かを確認する(ステップS303)。UL OFDMA(第3フレーム)の規定の時間長TUOは、第4時間長の一例である。
ステップS303の判定でT’D<TUO+TSIFSである場合、生成されたデータフレーム(第2フレーム)の時間長T’DがUL OFDMA(第3フレーム)の時間長TUOからSIFSの時間長TSIFSを減算した値以上であるか否かを確認する(ステップS305)。
ステップS303の判定でT’D≧TUO+TSIFSである場合、UL OFDMA(第3フレーム)の時間長TUOにTUO+ΔTを代入し、Triggerフレーム(第1フレーム)の制御情報で指定するUL OFDMA(第3フレーム)の時間長を規定の時間長TUO(第4時間長)よりも長く設定する(ステップS304)。ΔTは第3時間長の一例である。ΔT(第3時間長)の長さについては特に問わない。ダミーデータを含むUL OFDMA(第3フレーム)を指定することによってTUOの時間長を規定値より長く設定してもよいし、UL OFDMA(第3フレーム)に係る伝送速度を規定値より低く指定してもよいし、規定のものとは異なる符号化方式を使用してもよい。また、複数の方法を組み合わせてUL OFDMA(第3フレーム)の時間長TUOを指定してもよいし、その他の方法を使ってもよい。UL OFDMA(第3フレーム)の時間長TUOを長くしたら、ステップS301の処理に戻り、以前より長い時間長のUL OFDMA(第3フレーム)を指定したTriggerフレーム(第1フレーム)を生成する。
ステップS305の判定でT’D≧TUO−TSIFSである場合、第1無線通信装置は第2無線通信装置にTriggerフレーム(第1フレーム)を送信する(ステップS306)。指定されるUL OFDMA(第3フレーム)の時間長TUOがステップS304で規定値より長く設定されている場合、ステップS306では、制御情報に、時間長TUOのUL OFDMA(第3フレーム)の時間長として規定値より長い値が指定されたTriggerフレーム(第1フレーム)が送信される。これによって、第2無線通信装置が第1無線通信装置に送信するUL OFDMA(第3フレーム)の時間長が制御される。
そして、第1無線通信装置は次に送信されるデータフレーム(第2フレーム)の宛先がTriggerフレーム(第1フレーム)の宛先と同一であるか否かを判定する(ステップS307)。データフレーム(第2フレーム)の宛先がTriggerフレーム(第1フレーム)の宛先と同一である場合、ステップS308の処理に進む。データフレーム(第2フレーム)の宛先がTriggerフレーム(第1フレーム)の宛先とは異なる場合、ステップS309の処理に進む。
ステップS305の判定でT’D<TUO−TSIFSである場合、第1無線通信装置は全二重通信を行うのを断念し、以降のフレームの送受信シーケンスにおいて半二重通信を行う。まず、第1無線通信装置は、第2無線通信装置にTriggerフレーム(第1フレーム)を送信する(ステップS311)。そして第1無線通信装置は、Triggerフレーム(第1フレーム)の送達確認情報を含む、UL OFDMA(第3フレーム)の受信を完了するまで待機する。UL OFDMA(第3フレーム)を受信したら、SIFSで規定される時間長TSIFSの経過後、BAフレーム(応答フレーム)を送信する(ステップS312)。最後に、第1無線通信装置は、時間長T’Dのデータフレーム(第2フレーム)を宛先の無線通信装置に送信する(ステップS313)。
ステップS308では、データフレーム(第2フレーム)の宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応しているか否かを確認する。無線通信装置は、他の無線通信装置との接続を確立(associate)するときに、自身がサポートしている機能に関する情報を通知する。したがって、第1無線通信装置は、他の無線通信装置がサポートしている機能に係る情報を保存することによって、他の無線通信装置が全二重通信に対応しているか否かを判定することができる。
データフレーム(第2フレーム)の宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応している場合、ステップS309の処理に進む。データフレーム(第2フレーム)の宛先となる無線通信装置が全二重通信に対応していない場合、第1無線通信装置は上述のステップS312以降の処理に進み、半二重通信の送受信シーケンスにしたがってデータフレーム(第2フレーム)を宛先の無線通信装置に送信する。
ステップS309で、第1無線通信装置はTriggerフレーム(第1フレーム)の送信完了後、SIFSで規定される時間長TSIFSを待機する。そして、第1無線通信装置は、時間長T’Dのデータフレーム(第2フレーム)を宛先の無線通信装置に送信する(ステップS310)。
なお、図14のフローチャートでは、フレームの時間長に係る条件として上述の式(9)を使っていた。ただし、データフレーム(第2フレーム)の時間長がUL OFDMA(第3フレーム)の時間長と、SIFSで規定される時間長の和の近傍の値である場合、アクセスポイント11(第1無線通信装置)がデータフレーム(第2フレーム)の末尾部分をBAフレーム(応答フレーム)の先頭部分である誤認識してしまうリスクがある。このリスクを回避するため、データフレーム(第2フレーム)の時間長の上限を式(9)より短く設定してもよい。
具体的には、無線端末1がUL OFDMA(第3フレーム)の送信を完了してから、待機状態に入る前に、アクセスポイント11(第1無線通信装置)がデータフレーム(第2フレーム)の送信を完了できるように制御を行うことができる。例えば、データフレーム(第2フレーム)の時間長の上限を、UL OFDMA(第3フレーム)の時間長に等しく設定してもよい。また、データフレーム(第2フレーム)の時間長をUL OFDMA(第3フレーム)の時間長より長く設定したとしても、大きな差を許容しない設定にすることができる。例えば、データフレーム(第2フレーム)の時間長の上限を、UL OFDMA(第3フレーム)の時間長に2マイクロ秒を加えた値に設定してもよい。
(第3の実施形態)
無線通信システムにおいて、少なくとも一部の無線通信が全二重通信を行う場合、良好な通信品質を得るためには、異なる無線信号どうしの干渉を最小限に抑えることが望ましい。例えば、上述の図6のフレームの送受信シーケンスでは、無線端末1が送信する応答フレームに係る無線信号が、無線端末2からアクセスポイント11に送信されるデータフレームに係る無線信号と干渉し、通信品質を低下させるおそれがある。そこで、第3の実施形態では、一部のフレームの伝送レートを制御し、干渉を抑制する方法について説明する。
ただし、フレームの伝送レートを低下させると、当該フレームの時間長が長くなってしまうため、フレームの送受信シーケンスに影響する可能性がある。例えば、図6の例におけるデータフレーム43(第2フレーム)の場合、データフレーム43(第2フレーム)の時間長が上述の式(6)に係る条件を満たしているのであれば、送受信シーケンスの整合性や、通信速度に悪影響を及ぼさずに伝送レートを下げることができる。以下では具体的な数値を使って、データフレーム43(第2フレーム)の伝送速度を制御する処理について説明する。
例えば、データフレーム43(第2フレーム)の長さL_dが50バイトであり、伝送レートR_dが54Mbpsであったとする。この場合、データフレーム43(第2フレーム)の時間長T_dは28マイクロ秒となる。
もし、伝送レートR_dが9Mbpsに下げられたとすると、データフレーム43(第2フレーム)の時間長T_dは68マイクロ秒となる。また、伝送レートR_dが6Mbpsに下げられたとすると、データフレーム43(第2フレーム)の時間長T_dは92マイクロ秒となる。この結果より、式(6)に係る条件を満たすのは、R_d=9Mbpsの場合であるため、伝送レートを54Mbpsから9Mbpsまで下げ、干渉を抑制することができることがわかる。
上述の各実施形態で説明した無線通信装置および無線通信方法を用いることにより、無線通信システムに全二重通信に対応した無線通信装置と、半二重通信にのみ対応した無線通信装置が混在している場合でも、フレームの送受信シーケンスにおける整合性を確保しつつ、無線通信システムの実効的な通信速度の向上させることができることがわかる。
(第4の実施形態)
本実施形態では、上述の各実施形態におけるフレームの例として、IEEE802.11で規定されているMACフレームのフォーマットを説明する。図15は、IEEE802.11で規定されているMACフレームのフォーマットを示している。IEEE802.11では、無線LANの規格としてIEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n、IEEE802.11ac、IEEE802.11axまたはこれらの後継規格が定められている。
MACフレームは、MAC Header部と、Frame Body部と、Frame Check Sequence(FCS)部とを含む。MAC Header部には、MAC層での受信処理において必要な情報が設定されている。Frame Body部には、フレームの種類に応じたデータのペイロードが格納される。FCS部は、MAC Header部とFrame Body部に係るデータの受信確認に用いられるCRC(Cyclic Redundancy Code)などが格納される。
MAC Header部は、Frame Controlフィールドと、Duration/IDフィールドと、複数のAddressフィールドと、Sequence Controlフィールドを含む。MACフレームがQoS Dataフレームである場合、MAC Header部はさらにQoS Controlフィールドを含む。
Frame Controlフィールドは、Typeフィールド、Subtypeフィールド、To DSフィールド、From DSフィールド、more fragmentフィールド、protected frameフィールド、orderフィールドなどを含んでいる。
Typeフィールドには、MACフレームが制御フレーム、管理フレーム、データフレームのいずれのフレームタイプであるのかを識別する情報が格納される。Subtypeフィールドには、それぞれのフレームタイプにおけるMACフレームの種類を識別する情報が格納される。To DSフィールドには、受信先が無線基地局または無線端末のいずれであるかを識別する情報が格納される。From DSフィールドには、送信元が無線基地局または無線端末のいずれであるかを識別する情報が格納される。
more fragmentフィールドは、Frame Body部におけるデータのペイロードがフラグメント化された場合、後続するフラグメントに係るフレームが存在するか否かを示す情報を格納する。protected frameフィールドは、MACフレームがプロテクト状態にあるか否かを示す情報を格納する。orderフィールドには、MACフレームが中継されるときに、MACフレームが転送される順序を変更してはならない旨を示す情報が格納される。
Duration/IDフィールドには、送信待機する期間(NAV:Network Allocation Vector)または、アクセスポイントに接続している無線端末に割り当てられた識別番号が格納される。Duration/IDフィールドの長さは16ビットである。最上位のビット(MSB:most significant bit)が0である場合には、残りの15ビットにDuration(NAV)が格納されている。最上位のビットが1である場合には、残りの15ビットにID(識別番号)が格納されている。
Address1フィールドには、MACフレームを直接受信する無線通信装置のMACアドレスが設定される。各無線通信装置は、Address1フィールドを参照して当該MACフレームが自身を宛先としているか否かを確認する。Address2フィールドには、MACフレームを直前に送信した無線通信装置のMACアドレスが設定される。Address3フィールドには、アップリンクの通信の場合には、最終的な宛先となる無線通信装置のMACアドレスが設定される。ダウンリンクの通信の場合では、送信元である無線通信装置のMACアドレスが設定される。
Sequence Controlフィールドには、送信されるデータのシーケンス番号や、データをフラグメント化した場合におけるフラグメント番号などが格納される。Address4フィールドには、無線基地局から別の無線基地局にMACフレームが送信される場合にのみ存在する。Address4フィールドには、送信元である無線通信装置のMACアドレスが設定される。
上述のように、MACフレームがデータフレームのうち、QoS Dataフレームであるのであれば、当該MACフレームはQoS Controlフィールドを含む。無線通信装置は、MACフレームのTypeフィールドを参照し、当該MACフレームがデータフレームであるかを確認する。当該MACフレームがデータフレームであれば、Subtypeフィールドに設定された値を確認することによって、当該MACフレームがQoS Dataフレームであるか、non−QoS Dataフレームであるかを判定することができる。
QoS Controlフィールドは、TIDフィールドや、Ack policyフィールドなどを含む。TIDフィールドには、データトラフィックの種類に応じて0〜15の値が設定される。それぞれの無線通信装置は、TIDフィールドを参照することによって、データトラフィックの種別を判定することができる。Ack policyフィールドには、送達確認に用いられる方式が格納されている。それぞれの無線通信装置は、Ack policyフィールドを参照することによって、QoS DataフレームがNormal Ack policy、Block Ack policy、No Ack policyのいずれに設定されて送信されたのかを確認することができる。
例えば、QoS DataフレームがNormal Ack policyに設定されて送信されている場合、当該QoS Dataフレームを受信した無線通信装置は最優先で応答フレームを送信元の無線通信装置に送信する必要がある。
図15に示されたMACフレームや、MACヘッダの構成は一例にしか過ぎない。例えば、上述のQoS Controlフィールドは、IEEE802.11e規格ではじめて追加されたものである。したがって、新たに制定される規格においてMACヘッダへフィールドが追加されたり、用途が変更されたりする場合がある。
(第5の実施形態)
本実施形態では、[1]無線通信システムにおけるフレーム種別、[2]無線通信装置間の接続切断の手法、[3]無線LANシステムのアクセス方式、[4]無線LANのフレーム間隔について説明する。
[1]通信システムにおけるフレーム種別
一般的に無線通信システムにおける無線アクセスプロトコル上で扱うフレームは、大別してデータ(data)フレーム、管理(management)フレーム、制御(control)フレームの3種類に分けられる。これらの種別は、通常、フレーム間で共通に設けられるヘッダ部で示される。フレーム種別の表示方法としては、1つのフィールドで3種類を区別できるようにしてあってもよいし、2つのフィールドの組み合わせで区別できるようにしてあってもよい。IEEE802.11規格では、フレーム種別の識別は、MACフレームのフレームヘッダ部にあるFrame Controlフィールドの中のType、Subtypeという2つのフィールドで行う。データフレームか、管理フレームか、制御フレームかの大別はTypeフィールドで行われ、大別されたフレームの中での細かい種別、例えば管理フレームの中のBeaconフレームといった識別はSubtypeフィールドで行われる。
管理フレームは、他の無線通信装置との間の物理的な通信リンクの管理に用いるフレームである。例えば、他の無線通信装置との間の通信設定を行うために用いられるフレームや通信リンクをリリースする(つまり接続を切断する)ためのフレーム、無線通信装置でのパワーセーブ動作に係るフレームがある。
データフレームは、他の無線通信装置と物理的な通信リンクが確立した上で、無線通信装置の内部で生成されたデータを他の無線通信装置に送信するフレームである。データは本実施形態の上位層で生成され、例えばユーザの操作によって生成される。
制御フレームは、データフレームを他の無線通信装置との間で送受(交換)する際の制御に用いられるフレームである。無線通信装置がデータフレームや管理フレームを受信した場合にその送達確認のために送信される応答フレームは、制御フレームに属する。応答フレームは、例えばACKフレームやBlockACKフレームである。またRTSフレームやCTSフレームも制御フレームである。
これら3種類のフレームは、物理層で必要に応じた処理を経て物理パケットとしてアンテナを経由して送出される。なお、IEEE802.11規格(前述のIEEE Std
802.11ac−2013などの拡張規格を含む)では接続確立の手順の1つとしてアソシエーション(association)プロセスがあるが、その中で使われるAssociation RequestフレームとAssociation Responseフレームが管理フレームであり、Association RequestフレームやAssociation Responseフレームはユニキャストの管理フレームであることから、受信側無線通信端末に応答フレームであるACKフレームの送信を要求し、このACKフレームは上述のように制御フレームである。
[2]無線通信装置間の接続切断の手法
接続の切断(リリース)には、明示的な手法と暗示的な手法とがある。明示的な手法としては、接続を確立している無線通信装置間のいずれか一方が切断のためのフレームを送信する。IEEE802.11規格ではDeauthenticationフレームがこれに当たり、管理フレームに分類される。通常、接続を切断するフレームを送信する側の無線通信装置では当該フレームを送信した時点で、接続を切断するフレームを受信する側の無線通信装置では当該フレームを受信した時点で、接続の切断と判定する。その後、非基地局の無線通信端末であれば通信フェーズでの初期状態、例えば接続するBSS探索する状態に戻る。無線通信基地局がある無線通信端末との間の接続を切断した場合には、例えば無線通信基地局が自BSSに加入する無線通信端末を管理する接続管理テーブルを持っているならば当該接続管理テーブルから当該無線通信端末に係る情報を削除する。例えば、無線通信基地局が自BSSに加入する各無線通信端末に接続をアソシエーションプロセスで許可した段階で、AIDを割り当てる場合には、当該接続を切断した無線通信端末のAIDに関連づけられた保持情報を削除し、当該AIDに関してはリリースして他の新規加入する無線通信端末に割り当てられるようにしてもよい。
一方、暗示的な手法としては、接続を確立した接続相手の無線通信装置から一定期間フレーム送信(データフレーム及び管理フレームの送信、あるいは自装置が送信したフレームへの応答フレームの送信)を検知しなかった場合に、接続状態の切断の判定を行う。このような手法があるのは、上述のように接続の切断を判定するような状況では、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号が受信不可あるいは復号不可になるなど物理的な無線リンクが確保できない状態が考えられるからである。すなわち、接続を切断するフレームの受信を期待できないからである。
暗示的な方法で接続の切断を判定する具体例としては、タイマーを使用する。例えば、送達確認応答フレームを要求するデータフレームを送信する際、当該フレームの再送期間を制限する第1のタイマー(例えばデータフレーム用の再送タイマー)を起動し、第1のタイマーが切れるまで(つまり所望の再送期間が経過するまで)当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行う。当該フレームへの送達確認応答フレームを受信すると第1のタイマーは止められる。
一方、送達確認応答フレームを受信せず第1のタイマーが切れると、例えば接続相手の無線通信装置がまだ(通信レンジ内に)存在するか(言い換えれば、無線リンクが確保できているか)を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第2のタイマー(例えば管理フレーム用の再送タイマー)を起動する。第1のタイマーと同様、第2のタイマーでも、第2のタイマーが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第2のタイマーが切れると接続が切断されたと判定する。接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。
あるいは、接続相手の無線通信装置からフレームを受信すると第3のタイマーを起動し、新たに接続相手の無線通信装置からフレームを受信するたびに第3のタイマーを止め、再び初期値から起動する。第3のタイマーが切れると前述と同様に接続相手の無線通信装置がまだ(通信レンジ内に)存在するか(言い換えれば、無線リンクが確保できているか)を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第2のタイマー(例えば管理フレーム用の再送タイマー)を起動する。この場合も、第2のタイマーが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第2のタイマーが切れると接続が切断されたと判定する。この場合も、接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。後者の、接続相手の無線通信装置がまだ存在するかを確認するための管理フレームは、前者の場合の管理フレームとは異なるものであってもよい。また後者の場合の管理フレームの再送を制限するためのタイマーは、ここでは第2のタイマーとして前者の場合と同じものを用いたが、異なるタイマーを用いるようにしてもよい。
[3]無線LANシステムのアクセス方式
例えば、複数の無線通信装置と通信または競合することを想定した無線LANシステムがある。IEEE802.11無線LANではCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Carrier Avoidance)をアクセス方式の基本としている。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了から固定時間を置いて送信を行う方式では、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置で同時に送信を行うことになり、その結果、無線信号が衝突してフレーム送信に失敗する。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了からランダム時間待つことで、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置での送信が確率的に分散することになる。よって、ランダム時間の中で最も早い時間を引いた無線通信装置が1つなら無線通信装置のフレーム送信は成功し、フレームの衝突を防ぐことができる。ランダム値に基づき送信権の獲得が複数の無線通信装置間で公平になることから、Carrier Avoidanceを採用した方式は、複数の無線通信装置間で無線媒体を共有するために適した方式であるということができる。
[4]無線LANのフレーム間隔
IEEE802.11無線LANのフレーム間隔について説明する。IEEE802.11無線LANで用いられるフレーム間隔は、distributed coordination function interframe space(DIFS)、arbitration interframe space(AIFS)、point coordination function interframe space(PIFS)、short interframe space(SIFS)、extended interframe space(EIFS)、reduced interframe space(RIFS)などがある。
フレーム間隔の定義は、IEEE802.11無線LANでは送信前にキャリアセンスアイドルを確認して開けるべき連続期間として定義されており、厳密な前のフレームからの期間は議論しない。従ってここでのIEEE802.11無線LANシステムでの説明においてはその定義を踏襲する。IEEE802.11無線LANでは、CSMA/CAに基づくランダムアクセスの際に待つ時間を固定時間とランダム時間との和としており、固定時間を明確にするため、このような定義になっているといえる。
DIFSとAIFSとは、CSMA/CAに基づき他の無線通信装置と競合するコンテンション期間にフレーム交換開始を試みるときに用いるフレーム間隔である。DIFSは、トラヒック種別による優先権の区別がないとき、AIFSはトラヒック種別(Traffic Identifier:TID)による優先権が設けられている場合に用いる。
DIFSとAIFSとで係る動作としては類似しているため、以降では主にAIFSを用いて説明する。IEEE802.11無線LANでは、MAC層でフレーム交換の開始などを含むアクセス制御を行う。さらに、上位層からデータを渡される際にQoS(Quality of Service)対応する場合には、データとともにトラヒック種別が通知され、トラヒック種別に基づいてデータはアクセス時の優先度のクラス分けがされる。このアクセス時のクラスをアクセスカテゴリ(Access Category:AC)と呼ぶ。従って、アクセスカテゴリごとにAIFSの値が設けられることになる。
PIFSは、競合する他の無線通信装置よりも優先権を持つアクセスができるようにするためのフレーム間隔であり、DIFS及びAIFSのいずれの値よりも期間が短い。SIFSは、応答系の制御フレームの送信時あるいは一旦アクセス権を獲得した後にバーストでフレーム交換を継続する場合に用いることができるフレーム間隔である。EIFSはフレーム受信に失敗した(受信したフレームがエラーであると判定した)場合に起動されるフレーム間隔である。
RIFSは一旦アクセス権を獲得した後にバーストで同一無線通信装置に複数のフレームを連続して送信する場合に用いることができるフレーム間隔であり、RIFSを用いている間は送信相手の無線通信装置からの応答フレームを要求しない。
ここでIEEE802.11無線LANにおけるランダムアクセスに基づく競合期間のフレーム交換の一例を図23に示す。
ある無線通信装置においてデータフレーム(W_DATA1)の送信要求が発生した際に、キャリアセンスの結果、媒体がビジーである(busy medium)と認識する場合を想定する。この場合、キャリアセンスがアイドルになった時点から固定時間のAIFSを空け、その後ランダム時間(random backoff)空いたところで、データフレームW_DATA1を通信相手に送信する。なお、キャリアセンスの結果、媒体がビジーではない、つまり媒体がアイドル(idle)であると認識した場合には、キャリアセンスを開始した時点から固定時間のAIFSを空けて、データフレームW_DATA1を通信相手に送信する。
ランダム時間は0から整数で与えられるコンテンションウィンドウ(Contention Window:CW)の間の一様分布から導かれる擬似ランダム整数にスロット時間をかけたものである。ここで、CWにスロット時間をかけたものをCW時間幅と呼ぶ。CWの初期値はCWminで与えられ、再送するたびにCWの値はCWmaxになるまで増やされる。CWminとCWmaxとの両方とも、AIFSと同様アクセスカテゴリごとの値を持つ。W_DATA1の送信先の無線通信装置では、データフレームの受信に成功し、かつ当該データフレームが応答フレームの送信を要求するフレームであるとそのデータフレームを内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からSIFS時間後に応答フレーム(W_ACK1)を送信する。W_DATA1を送信した無線通信装置は、W_ACK1を受信すると送信バースト時間制限内であればまたW_ACK1を内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からSIFS時間後に次のフレーム(例えばW_DATA2)を送信することができる。
AIFS、DIFS、PIFS及びEIFSは、SIFSとスロット時間との関数になるが、SIFSとスロット時間とは物理層ごとに規定されている。また、AIFS、CWmin及びCWmaxなどアクセスカテゴリごとに値が設けられるパラメータは、通信グループ(IEEE802.11無線LANではBasic Service Set(BSS))ごとに設定可能であるが、デフォルト値が定められている。
例えば、802.11acの規格策定では、SIFSは16μs、スロット時間は9μsであるとして、それによってPIFSは25μs、DIFSは34μs、AIFSにおいてアクセスカテゴリがBACKGROUND(AC_BK)のフレーム間隔はデフォルト値が79μs、BEST EFFORT(AC_BE)のフレーム間隔はデフォルト値が43μs、VIDEO(AC_VI)とVOICE(AC_VO)のフレーム間隔はデフォルト値が34μs、CWminとCWmaxとのデフォルト値は、各々AC_BKとAC_BEとでは31と1023、AC_VIでは15と31、AC_VOでは7と15になるとする。なお、EIFSは、基本的にはSIFSとDIFSと最も低速な必須の物理レートで送信する場合の応答フレームの時間長の和である。なお効率的なEIFSの取り方ができる無線通信装置では、EIFSを起動した物理パケットへの応答フレームを運ぶ物理パケットの占有時間長を推定し、SIFSとDIFSとその推定時間の和とすることもできる。
なお、各実施形態で記載されているフレームは、Null Data Packetなど、IEEE802.11規格または準拠する規格で、パケットと呼ばれるものを指してもよい。
本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置(CPU)、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラム可能論理回路 (PLD)などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、DSPおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、DSPコアと協働する1つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。
別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、プログラム可能読み出し専用メモリ(PROM)、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。また、回路は、単一チップに配置された複数の回路でもよいし、複数のチップまたは複数の装置に分散して配置された1つ以上の回路でもよい。
また本明細書において “a,bおよび(または)cの少なくとも1つ”は、a,b,c,a−b, a−c,b−c,a−b−cの組み合わせだけでなく、a−a,a−b−b,a−a−b−b−c−cなどの同じ要素の複数の組み合わせも含む表現である。また、a−b−c−dの組み合わせのように、a,b,c以外の要素を含む構成もカバーする表現である。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。