JP2022081595A - Ｐｃｐ／ａｐ通信装置および通信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】不要なSSWフレームの送信を避け、通信装置(STA)の消費電力を削減し、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすこと。【解決手段】PCP／AP（personal basic service point / access point）通信装置は、セクタスイープ（SSW）フィールドを含むDirectional Multi-Gigabit Beacon（DMG Beacon）フレームを生成し、前記SSWフィールドは、自装置のTX EIRP（Transmission Equivalent Isotropic Radiated Power）の値と前記自装置の受信アンテナゲインの値とを用いて得られる差分の値を示すDifferential Gainサブフィールドを含む、信号生成部と、前記生成されたDMG Beaconフレームを送信する送信部と、を備える。【選択図】図３Ａ

Description

本開示は、PCP／AP通信装置および通信方法に関する。
IEEE 802.11は、無線ＬＡＮ関連規格の一つであり、その中に、例えば、IEEE802.11ad規格（以下、「11ad規格」という）がある（例えば、非特許文献１を参照）。
11ad規格ではビームフォーミング（BF）技術が用いられている。ビームフォーミングとは、無線端末に含まれる送信部及び受信部の１つ以上のアンテナの指向性をそれぞれ変化させて、通信品質、例えば受信強度が最適になるように、アンテナの指向性を設定して通信を行う方式である。
米国特許第８，５２１，１５８号明細書
IEEE 802.11adTM -2012 278～314頁
しかしながら、各無線端末の通信エリアを考慮していないため、第１の無線端末が第２の無線端末からのビームフォーミングのトレーニングに用いるフレームを受信可能な場合でも、第２の無線端末が第１の無線端末からのビームフォーミングのトレーニングに用いるフレームの受信が困難な場合があり、各無線端末が無線リンクを確立することが困難となる。
本開示の一態様に係る通信装置は、通信装置(STA)においてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)に到達するか否かを判定することができ、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)の消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる通信装置および通信方法を提供することである。
本開示の一態様に係る通信装置は、DMG Beaconフレームを受信する受信部と、DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断する判断部と、前記判断部が前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する送信部と、を含む。
本開示の一態様に係る通信方法は、DMG Beaconフレームを受信し、DMG Beaconフレームに含まれる通信相手の受信アンテナゲインと、DMG Beaconフレームの受信電力とを用いて、SSWフレームの送信をするか否かを判断し、前記SSWフレームの送信をすると判断した場合、前記SSWフレームを送信する、を含む。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示の一態様によれば、通信装置(STA)においてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)に到達するか否かを判定することができ、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)の消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる通信装置および通信方法を提供することができる。
本開示に係るSLSの手順の一例を示す図である。 本開示に係るPCP/APとnon-AP STAが無線リンクを確立する方法の一例を示す図である。 本開示に係るnon-PCP/AP STAに対する下りリンクセクタスイープにおける、PCP/APの動作の一例を示す図である。 本開示に係るPCP/APに対する上りリンクセクタスイープにおける、non-PCP/AP STAの動作の一例を示す図である。 本開示に係るnon-PCP/AP STAに対する下りリンクデータ送信における、PCP/APの動作の一例を示す図である。 本開示に係るPCP/APに対する上りリンクデータ送信において、non-PCP/AP STAの動作の一例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係る通信装置の構成の一例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係る通信装置(AP)が送信するDMB Beaconフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係るTX EIRPフィールドの値と、EIRPの値との対応の一例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係るTX EIRPフィールドの値と、EIRPの値との対応を示す別の例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係るA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値と、A-BFTにおける通信装置(AP)の受信アンテナゲインの値との対応の一例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係るA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値と、受信アンテナゲインの値との対応を示す別の例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係る通信装置(STA)による図５のDMG Beaconフレームの受信処理の一例を示すフロー図である。 本開示の実施の形態１に係る通信装置(STA)による図５のDMG Beaconフレームの受信処理の別の例を示すフロー図である。 本開示の実施の形態１に係る11ad規格におけるMCSに対する受信感度点の値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係る11ad規格におけるMCSに対する最大スループットの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態２に係る通信装置(AP)と通信装置(STA)が通信を行う手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態２に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態２に係るTX EIRPフィールドの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態２に係るA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態２に係るProbe Requestフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態２の変形例に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの別の例を示す図である。 本開示の実施の形態２の変形例に係るDifferential Gainフィールドの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態２の変形例に係るProbe Responseフレームのフォーマットの別の例を示す図である。 本開示の実施の形態２の変形例に係るRelative Beamed TX EIRPフィールドの値の例を示す図である。 本開示の実施の形態３に係る通信装置(AP)と通信装置(STA)が通信を行う手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態３に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態３に係るDMG Beaconフレームの別の例を示す図である。 本開示の実施の形態３に係るAP1が、AP2に関するEDMG TX RX Infoフィールドを、Neighbor Report Responseフレームに含めて送信する手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態３に係るNeighbor Report Responseフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態４に係る通信装置(AP)と通信装置(STA)が通信を行う手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態４に係るFeedback frameの一例を示す図である。 本開示の実施の形態４に係る11ad規格におけるRTSフレームのフォーマットを示す図である。 本開示の実施の形態４に係る11ad規格におけるESEのフォーマットを示す図である。 本開示の実施の形態１、２の変形例に係るDMG Beaconフレームのフォーマットの別の一例を示す図である。 本開示の実施の形態１、２の変形例に係るDifferential Gainフィールドの値と(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値との関係の一例を示す図である。 本開示の実施の形態５に係るDMG Beaconフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態５に係るAP Selection Parameterフィールドの値の一例を示す図である。 本開示の実施の形態５に係る通信装置(STA)１００ｂによる図３３のDMG Beaconフレームの受信処理を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態５に係るAsymmetric Beamforming Trainingの処理手順の一例を示す図である。 本開示の実施の形態５に係るDMG Beaconパケットのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態５に係るSSWフィールドのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態５に係るEDMG ESEのフォーマットの一例を示す図である。 本開示の実施の形態６に係る通信装置(AP)１００ａが送信するDMG Beaconフレームの一例を示す図である。 本開示の実施の形態６に係る通信装置(STA)１００ｂによる図４０のDMG Beaconフレームの受信処理を示すフローチャートである。
11ad規格では、複数のアンテナの指向性の設定（以下、「セクタ」と呼ぶ）の中から最適なセクタを選択するために、SLS（Sector Level Sweep）と呼ばれる手順が定められている。図１は、SLSの手順の一例を示す図である。SLSは、２台の端末（以下、Stationを意味する「STA」と呼ぶ）の間で行われる。なお、以後、一方のSTAをInitiator、他方をResponderと呼ぶ。
まず、Initiatorが、セクタを変更し、セクタ番号をSSW（Sector Sweep）フレームにふくめ、複数のSSWフレームを送信する。この送信処理はISS（Initiator Sector Sweep）と呼ばれる。ISSでは、Responderは、各SSWフレームの受信品質を測定すし、最も受信品質が良かったSSWフレームに含まれるセクタ番号を特定する。このセクタ番号に対応するInitiatorにおけるセクタを、Initiatorのベストセクタと呼ぶ。
次に、Responderが、セクタを変更し、複数のSSW（Sector Sweep）フレームを送信する。この送信処理はRSS（Responder Sector Sweep）と呼ばれる。Responderは、RSSにおいて、ISSにおいて特定したInitiatorのベストセクタの番号をSSWフレームに含めて送信する。RSSでは、Initiatorは、各SSWフレームの受信品質を測定し、最も受信品質が良かったSSWフレームに含まれるセクタ番号を特定する。このセクタ番号に対応するResponderにおけるセクタを、Responderのベストセクタと呼ぶ。
最後に、Initiatorは、RSSにおいて特定したResponderのベストセクタの番号を、SSW-FB（SSW Feedback）フレームに含めて送信する。SSW-FBを受信したResponderは、SSW-FBを受信したことを示すSSW-ACK（SSW Acknowledgement）を送信してもよい。
なお、送信のビームフォーミングトレーニング（TXSS, Transmitter Sector Sweep）を行うためのSLSについて説明したが、受信のビームフォーミングトレーニング（RXSS, Receiver Sector Sweep）を行うためにSLSを用いてもよい。SSWフレームを送信するSTAは、複数のSSWフレームを単一のセクタで順次送信し、SSWフレームを受信するSTAは、SSWフレーム毎に受信アンテナのセクタを切り替えて、受信する。
11ad規格では、一部のSTAは、PCP（Personal basic service point）及びAP（Access point）（以下、PCP/APと呼ぶ）と呼ばれるSTAである。また、PCP/APではないSTAを、non-PCP/AP STAと呼ぶ。non-PCP/AP STAは、通信を開始する場合、まずPCP/APと無線リンクを確立する。
図２は、PCP/APとnon-AP STAが無線リンクを確立する方法の一例を示す。PCP/APは、セクタを変更し、複数のDMG Beacon（Directional Multi-Gigabit Beacon）フレームを送信する。
11ad規格では、PCP/APがDMG Beaconを送信する期間は、BTI（Beacon Transmission Interval）と呼ばれる。BTIに続き、A-BFT（Association Beamforming Training）と呼ばれる期間が設定されてもよい。
A-BFTでは、STA1（non-PCP/AP STA）は、セクタを変更し、複数のSSWフレームを送信する。PCP/APは、A-BFTにおいてSSWフレームを受信した場合、受信品質が良かったSSWフレームを特定する情報を、SSW-FB（SSW Feedback）フレームに含めてSTA1へ送信する。
以上のように、non-PCP/AP STAは、DMG Beaconを受信した場合に、A-BFTにおいてSSWフレームを送信し、PCP/APとの無線リンクを確立する。
しかしながら、PCP/AP及びnon-PCP/AP STAのアンテナにおいて、それぞれアンテナの通信エリアを考慮していないため、non-PCP/AP STAがDMG Beaconフレームを受信可能な場合でも、PCP/APがA-BFTにおけるSSWフレームの受信が困難な場合があり、PCP/APとnon-AP STAが無線リンクを確立することが困難となる。また、PCP/APとnon-AP STAが無線リンクを確立することが困難であるにも関わらず、non-AP STAは不要なSSWフレームを送信するため、消費電力が増加し、他のSTAへの不要な干渉を与える。
図３Ａは、non-PCP/AP STA（以下、通信装置(STA)１００ｂ）に対する下りリンクセクタスイープにおける、PCP/AP（以下、通信装置(AP)１００ａ）の動作の一例を示す。下りリンクセクタスイープは、例えば図２においてPCP/APがDMG Beaconフレームを送信する処理である。また、下りリンクセクタスイープは、図１におけるISSであってもよい。
通信装置(AP)１００ａは、送信アレイアンテナ１０６（図４参照）を用いて、セクタを変えてDMG Beaconフレームを送信する。通信装置(STA)１００ｂは、ベストセクタが未知であるため、つまり、通信装置(AP)１００ａと通信するために最適な受信アレイアンテナ１１６（図４参照）の設定が未知であるため、受信q-omniアンテナ１１５（図４参照）を用いてDMG Beaconを受信する。
図３Ｂは、PCP/AP（通信装置(AP)１００ａ）に対する上りリンクセクタスイープにおける、non-PCP/AP STA（通信装置(STA)１００ｂ）の動作の一例を示す。上りリンクセクタスイープは、例えば図２のA-BFTにおいてnon-PCP-AP STAがSSWフレームを送信する処理である。なお、図３Ｂでは、通信装置(AP)１００ａは、通信装置(STA)１００ｂのSSWフレームを受信しない状態を示す。
通信装置(STA)１００ｂは、送信アレイアンテナ１０６を用いて、セクタを変えてSSWフレームを送信する。通信装置(AP)１００ａは、ベストセクタが未知であるため、つまり、通信装置(STA)１００ｂと通信するために最適な受信アレイアンテナ１１６の設定が未知であるため、受信q-omniアンテナ１１５を用いてSSWフレームを受信する。
通信装置(AP)１００ａと通信装置(STA)１００ｂの送信アレイアンテナ１０６（図４参照）及び受信q-omniアンテナ１１５のゲインが異なるため、図３Ａにおいて通信装置(STA)１００ｂはDMG Beaconを受信し、図３Ｂにおいて通信装置(AP)１００ａはSSWフレームを受信しない。
例えば、通信装置(AP)１００ａは多くの素子数を含む送信アレイアンテナ１０６を備え、通信装置(STA)１００ｂの送信アレイアンテナ１０６は、通信装置(AP)１００ａに比べ少ないアンテナ素子数を含む。この場合、通信装置(AP)１００ａの送信アンテナゲインが大きく、また、送信アレイアンテナへの入力電力が大きい。つまり、通信装置(AP)１００ａは、通信装置(STA)１００ｂに比べ、EIRP（Equivalent Isotropic Radiated Power、等価等方輻射電力)が大きい。
図３Ａの下りリンクセクタスイープにおいて、通信装置(STA)１００ｂがDMG BeaconまたはSSWフレームを１個以上受信し、図示しない上りリンクセクタスイープにおいて、通信装置(AP)１００ａがSSWフレームを１個以上受信した場合、通信装置(AP)１００ａと通信装置(STA)１００ｂの通信が確立される。このとき、通信装置(AP)１００ａ及び通信装置(STA)１００ｂは、ベストセクタが既知である。
なお、通信装置(AP)１００ａ及び通信装置(STA)１００ｂは、セクタスイープの後、11ad規格に定められるBRP（Beam Refinement Protocol）の手順を実施し、さらに高精度のビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。BRPにより、通信装置(AP)１００ａ及び通信装置(STA)１００ｂは、ベストセクタの指向性を強め、ゲインを高めることができる。
しかし、通信装置(AP)１００ａは、図３Ａの下りセクタスイープによりゲインを高めたベストセクタを決定することは困難である。なぜなら、ゲインを高めたセクタは指向性が強くビーム幅が細いため、DMG Beacon及びSSWフレームを通信装置(STA)１００ｂに到達させるためには、セクタスイープにおいて多数のDMG Beacon及びSSWフレームを送信する必要があり、セクタスイープに要する時間が長くなる。
一方、通信装置(AP)１００ａは、セクタスイープを完了する前にBRPを行うことは困難である。なぜなら、通信装置(AP)１００ａは、ベストセクタが未知であるため、BRPを行うためのBRPパケットを通信装置(STA)１００ｂに受信させることが困難である。
つまり、通信装置(AP)１００ａは、図３Ａに示す中程度の指向性、つまり、図３Ｃのビーム幅を広げることにより、セクタスイープの時間短縮を行い、ベストセクタを決定した後、BRPを用いてゲインを高めたベストセクタを決定することができる。
また、通信装置(AP)１００ａ及び通信装置(STA)１００ｂは、セクタスイープにより送信アレイアンテナ１０６のベストセクタを決定した後、BRPの手順を実施し、受信アレイアンテナ１１６のトレーニングを行ってもよい。これにより、通信装置(AP)１００ａ及び通信装置(STA)１００ｂは、受信アレイアンテナ１１６のベストセクタを決定する。
なお、通信装置(AP)１００ａ及び通信装置(STA)１００ｂは、送信アレイアンテナ１０６のベストセクタを決定した後、SLS(例えば図１)を用いて受信アレイアンテナ１１６のベストセクタを決定してもよく、SLSとBRPを組み合わせて実施しても良い。
送信アレイアンテナ１０６のベストセクタと、受信アレイアンテナ１１６のベストセクタは、異なる場合がある。
図３Ｃは、通信装置(STA)１００ｂに対する下りリンクデータ送信における、通信装置(AP)１００ａの動作の一例を示す。
通信装置(AP)１００ａは、送信アレイアンテナ１０６を、BRPによりゲインを高めたベストセクタに設定して、データフレームの送信を行う。つまり、図３Ｃでは、通信装置(AP)１００ａが図３Ａで用いるビームよりも幅の狭いビームを用いるため、通信装置(AP)１００ａが用いるベストセクタは、図３Ａで用いるセクタに比べ、ゲインが高く指向性が強い。
図３Ｃでは、通信装置(STA)１００ｂは、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定して、データフレームの受信を行う。
図３Ｄは、通信装置(AP)１００ａに対する上りリンクデータ送信において、通信装置(STA)１００ｂの動作の一例を示す。
通信装置(STA)１００ｂは、送信アレイアンテナ１０６を、BRPによりゲインを高めたベストセクタに設定して、データフレームの送信を行う。図３Ｄでは、通信装置(STA)１００ｂが図３Ｂで用いるビームよりも幅の狭いビームを用いるため、通信装置(STA)１００ｂが用いるベストセクタは、図３Ｂで用いるセクタに比べ、ゲインが高く指向性が高い。
図３Ｄでは、通信装置(AP)１００ａは、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定して、データフレームの受信を行う。
このように、通信装置(AP)１００ａがDMG Beaconを送信する場合（例えば図３Ａ）、通信装置(STA)１００ｂがDMG Beaconに対する応答を送信する場合（例えば図３Ｂ）、通信装置(AP)１００ａがデータパケットを送信する場合（例えば図３Ｃ）、及び通信装置(STA)１００ｂがデータパケットを送信する場合（例えば図３Ｄ）のそれぞれにおいて、送信アンテナゲイン及び受信アンテナゲインが変化するため、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａに対して無線リンクを確立できるか否かをDMG Beaconの受信電力に基づき判断することは困難である。また、通信装置(STA)１００ｂは、所望のデータスループットを実現できるか否かをDMG Beaconの受信電力に基づき判断することは困難である。
参考特許文献１（米国特許第８，５２１，１５８号明細書）では、BeaconフレームにEIRPと受信電力のThreshold valueを含めて送信する方法が開示されている。これにより、AP及びSTAが無指向性である場合に、STAはAPに対して無線リンクを確立できるか否かを判定することができる。
しかしながら、参考特許文献１では、通信装置(STA)１００ｂがセクタスイープを行う場合に通信装置(AP)１００ａが受信q-omniアンテナ１１５に切り替えることが考慮されておらず、図３Ｂにおいて、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａに対して無線リンクを確立できるか否かを判定することが困難である。
また、参考特許文献１では、通信装置(AP)１００ａが下りデータ送信を行う場合に、通信装置(STA)１００ｂが受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定することが考慮されていない。このため、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａが下りリンクデータ送信を行う場合、所望のデータスループットを実現できるか否かをDMG Beaconの受信電力に基づき判断することは困難である。
また、参考特許文献１では、通信装置(STA)がデータ送信を行う場合に通信装置(AP)が受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定することが考慮されていない。このため、通信装置(STA)は、上りリンクデータ送信を行う際に所望のデータスループットを実現できるか否かをDMG Beaconの受信電力に基づき判断することは困難である。
つまり、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａに無線リンクを確立することが困難であっても、A-BFTにおけるSSWフレームの送信を行うため、消費電力が増大し、他のSTAへの不要な干渉を与える。
また、通信装置(STA)は、下り及び上りリンクデータ送信を行う際に所望のデータスループットの実現が困難でもあっても、A-BFTにおけるSSWフレームの送信を行うため、消費電力が増大し、他のSTAへの不要な干渉を与える。
以上のことから、以下説明する本開示の各実施の形態に係る通信装置は、A-BFTにおけるSSWフレームが通信相手の通信装置に到達するか否かを判定することを目的とするものである。
（実施の形態１）
実施の形態１では、下りリンクセクタスイープにおいて、通信装置(STA)１００ｂが、DMG Beaconの受信電力と、DMG Beaconに含まれる上りリンクセクタスイープ時に使用される通信装置(AP)１００ａの擬似無指向性（quasi-omni）アンテナの受信ゲインとを用いて、上りリンクスイープにおけるSSWフレームが、通信装置(AP)１００ａによって受信可能であるか否かを判断する方法について説明する。
図４は、本開示に係る通信装置１００の構成の一例を示す図である。
通信装置１００は、MAC制御部１０１、PHY送信回路１０２、D/Aコンバータ１０３、送信RF回路１０４、送信q-omniアンテナ１０５、送信アレイアンテナ１０６、PHY受信回路１１２、A/Dコンバータ１１３、受信RF回路１１４、受信q-omniアンテナ１１５、受信アレイアンテナ１１６を含む。
MAC制御部１０１は、送信MACフレームデータを生成する。例えば、MAC制御部１０１は、SLS手順のISSにおいて、SSWフレームのデータを生成し、PHY送信回路１０２に出力する。また、MAC制御部１０１は、生成した送信MACフレームが適切に符号化及び変調されるための制御情報（PHYフレームのヘッダ情報、および送信タイミングに関する情報を含む）をPHY送信回路１０２に出力する。
PHY送信回路１０２は、MAC制御部１０１から入力された送信MACフレームデータおよび制御情報に基づき、符号化処理及び変調処理を行い、PHYフレームデータを生成する。生成されたPHYフレームは、D/Aコンバータ１０３でアナログ信号に変換され、送信RF回路１０４で無線信号に変換される。
PHY送信回路１０２は、送信RF回路１０４を制御する。具体的には、PHY送信回路１０２は、指定されたチャネルに応じた中心周波数の設定、送信電力の制御、および指向性の制御を送信RF回路１０４に対して行う。
送信q-omniアンテナ１０５は、送信RF回路１０４から入力される無線信号を、擬似無指向性の無線信号として、送信する。ここで、q-omniは擬似無指向性（quasi-omni）の略である。
送信アレイアンテナ１０６は、送信RF回路１０４から入力される無線信号を、指向性を有する無線信号として送信する。送信アレイアンテナ１０６は、アレイ構成でなくても良いが、指向性が制御されることを明示するため、アレイアンテナと呼ぶ。
送信q-omniアンテナ１０５は、送信アレイアンテナ１０６に比べ、広いビーム幅を持つ。一方、送信アレイアンテナ１０６は、指向性の制御に応じて、特定の方向において、他の方向よりも大きなゲインを持つ。また、送信アレイアンテナ１０６の特定の方向のゲインは、送信q-omniアンテナ１０５のゲインに比べ、大きくてもよい。
また、送信アレイアンテナ１０６は、送信q-omniアンテナ１０５に比べ、送信RF回路１０４からの入力電力が大きくてもよい。例えば、送信RF回路１０４が、送信q-omniアンテナ１０５及び送信アレイアンテナ１０６を構成するアンテナ素子毎に送信アンプを備える場合、アンテナ素子数を多数備える送信アレイアンテナ１０６は、アンテナ素子数が少ない送信q-omniアンテナ１０５に比べ、入力電力が大きい。
なお、通信装置１００は、送信アレイアンテナ１０６を用いて擬似無指向性の無線信号を送信しても良い。つまり、送信アレイアンテナ１０６は、送信q-omniアンテナ１０５を含んでも良い。
例えば、通信装置１００は、送信アレイアンテナ１０６が複数のアンテナ素子を備え、複数のアンテナ素子に電力を入力するように送信RF回路１０４を制御することによって、送信アレイアンテナ１０６は指向性の無線信号を送信する。また、通信装置１００は、送信アレイアンテナ１０６の複数のアンテナ素子の１つ以上の素子に電力を入力するように送信RF回路１０４を制御することによって、送信アレイアンテナ１０６は擬似無指向性の無線信号を送信する。なお、擬似無指向性の無線信号は、指向性の無線信号のときよりも少ないアンテナ素子を使用していればよい。
受信q-omniアンテナ１１５は、通信相手である通信装置から受信した無線信号を、受信RF回路１１４に出力する。受信q-omniアンテナ１１５は、無線信号の到来方向とゲインとの関係において擬似無指向性を有する。
受信アレイアンテナ１１６は、受信RF回路１１４と組み合わせて、無線信号を受信RF回路１１４に出力する。受信アレイアンテナ１１６は、無線信号の到来方向とゲインとの関係において、受信q-omniアンテナ１１５より強い指向性を有する。受信アレイアンテナ１１６は、アレイ構成でなくても良いが、指向性が制御されることを明示するため、アレイアンテナと呼ぶ。
受信q-omniアンテナ１１５は、受信アレイアンテナ１１６に比べ、広いビーム幅を持つ。一方、受信アレイアンテナ１１６は、指向性の制御に応じて、特定の方向において、他の方向よりも大きなゲインを持つ。受信アレイアンテナ１１６の特定の方向におけるゲインは、受信q-omniアンテナ１１５に比べ大きくてもよい。
受信RF回路１１４は、受信q-omniアンテナ１１５及び受信アレイアンテナ１１６が受信した無線信号をベースバンド信号に変換する。また、A/Dコンバータ１１３は、ベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
PHY受信回路１１２は、受信されたデジタルベースバンド信号に対し、例えば、同期、チャネル推定、等化、復調を行い、受信PHYフレームを得る。さらに、PHY受信回路１１２は、受信PHYフレームに対しヘッダ信号の解析、誤り訂正復号を行い、受信MACフレームデータを生成する。
受信MACフレームデータは、MAC制御部１０１に入力される。MAC制御部１０１は、受信MACフレームデータの内容を解析し、上位レイヤ（図示しない）にデータを転送し、受信MACフレームデータに応じた応答を行うための送信MACフレームデータを生成する。例えば、MAC制御部１０１は、SLS手順のISSの最終のSSWフレームを受信したと判断した場合、適切なSSWフィードバック情報を含むRSSのためのSSWフレームを生成し、送信MACフレームデータとしてPHY送信回路に入力する。
PHY受信回路１１２は、受信RF回路１１４を制御する。具体的には、PHY受信回路１１２は、指定されたチャネルに応じた中心周波数の設定、AGC（Automatic Gain Control）を含む受信電力の制御、および指向性の制御を受信RF回路１１４に対して行う。
また、MAC制御部１０１はPHY受信回路１１２の制御を行う。具体的には、MAC制御部１０１は、受信の起動または停止、キャリアセンスの起動または停止を、PHY受信回路１１２に対して行う。
図５は、通信装置(AP)１００ａが送信するDMB Beaconフレームの一例を示す。DMB Beaconフレームは、Frame Bodyフィールドを含む。また、Frame Bodyフィールドは、EDMG TX RX Infoエレメントを含む。また、EDMG TX RX Infoエレメントは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、TX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含む。通信装置(STA)１００ｂは、EDMG TX RX Infoエレメントを用いて、上りリンクセクタスイープを行うか否かを判断する。
EDMG TX RX Infoエレメントが含むフィールドの詳細について説明する。
Element IDフィールドは、EDMG TX RX Infoエレメントに固有のIDを含む。つまり、Frame BodyフィールドがEDMG TX RX Infoエレメントを含むことを示すためのフィールドである。
Lengthフィールドは、EDMG TX RX Infoエレメントの長さをオクテット単位で示す。図５では、EDMG TX RX Infoエレメントは6オクテットにより構成されるため、Lengthフィールドの値は6である。
TX EIRPフィールドは、通信装置(AP)１００ａがDMG Beaconを送信する場合、EIRPを含む。図６は、TX EIRPフィールドの値と、EIRPの値との対応の一例を示す。
通信装置(AP)１００ａが送信するDMG BeaconにおけるEIRPの値（以下、EIPR）が、0 dBm以下の場合、通信装置(AP)１００ａは、TX EIRPフィールドの値を0に設定する。EIRPが0 dBmを超え127 dBm未満の場合、通信装置(AP)１００ａは、EIRPの値を2倍し、最も近い整数値をTX EIRPフィールドに設定する。また、EIRPが127 dBm以上の場合、通信装置(AP)１００ａは、TX EIRPフィールドの値を254に設定する。また、通信装置(AP)１００ａは、EIRPの値を通信装置(STA)１００ｂに通知しない場合、TX EIRPフィールドの値を255に設定する。
通信装置(AP)１００ａは、各DMG Beaconを同じEIRPで送信してもよい。また、通信装置(AP)１００ａは、各DMG Beaconを異なるEIRPで送信してもよい。例えば、通信装置(AP)１００ａは、送信アレイアンテナ１０６の指向性を制御することによって、指向性パターンに応じてEIRPが変化する。通信装置(AP)１００ａは、各DMG BeaconのEIRPの値を、各DMG BeaconのTX EIRPフィールドに含める。
また、通信装置(AP)１００ａは、DMG Beaconの一部を送信q-omniアンテナ１０５で送信し、他のDMG Beaconを送信アレイアンテナ１０６で送信しても良い。通信装置(AP)１００ａは、DMG Beaconを送信q-omniアンテナ１０５で送信する場合、TX EIRPフィールドに送信q-omniアンテナ１０５のEIRPの値を含める。送信q-omniアンテナ１０５のEIRPは送信アレイアンテナ１０６のEIRPより小さいため、通信装置(STA)１００ｂは、受信したTX EIRPフィールドの値を参照し、受信したDMG Beaconが擬似無指向性の無線信号か指向性の無線信号かを判別しても良い。
また、通信装置(AP)１００ａは、DMG Beacon毎に送信電力及びゲインを変えて送信してもよい。通信装置(AP)１００ａは、各DMG BeaconのTX EIRPフィールドに、各DMG Beaconの送信電力及びゲインに応じたEIRPの値を設定して送信しても良い。例えば、通信装置(AP)１００ａは、正面方向に指向性を制御した場合に最大のゲインを持ち、正面方向と異なる方向に指向性を制御した場合に最大のゲインに比べ数dB小さいゲインを持つと設定してもよい。
図７は、TX EIRPフィールドの値と、EIRPの値との対応を示す別の例を示す。通信装置(AP)１００ａのEIRPの精度が1 dBである場合、通信装置(AP)１００ａは、TX EIRPフィールドの値を0から127のいずれかに設定する。例えば、EIRPの精度が1 dBであり、EIRPの値が3 dBmである場合、TX EIRPフィールドの値を3に設定する。
また、通信装置(AP)１００ａのEIRPの精度が3 dBである場合、通信装置(AP)１００ａは、TX EIRPフィールドの値を128から171のいずれかに設定する。例えば、EIRPが6 dBmであれば、TX EIRPフィールドの値を130に設定する。
A-BFT RX Antenna Gainフィールドは、A-BFTにおける通信装置(AP)１００ａの受信アンテナゲイン、つまり、受信q-omniアンテナ１１５の受信アンテナゲインを含む。
図８は、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値と、A-BFTにおける通信装置(AP)１００ａの受信アンテナゲインの値との対応の一例を示す。
A-BFTにおける通信装置(AP)１００ａの受信アンテナゲインの値（以下、受信アンテナゲイン）が、0 dBi以下の場合、通信装置(AP)１００ａは、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を0に設定する。受信アンテナゲインが0 dBiを超え63.5 dBim未満の場合、通信装置(AP)１００ａは、受信アンテナゲインの値を2倍し、最も近い整数値をA-BFT RX Antenna Gainフィールドに設定する。また、受信アンテナゲインが63.5 dBi以上の場合、通信装置(AP)１００ａは、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を254に設定する。また、通信装置(AP)１００ａは、受信アンテナゲインの値を通信装置(STA)１００ｂに通知しない場合、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を255に設定する。
図９は、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値と、受信アンテナゲインの値との対応を示す別の例を示す。通信装置(AP)１００ａの受信アンテナゲインの精度が1 dBである場合、通信装置(AP)１００ａは、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を0から63のいずれかに設定する。例えば、受信アンテナゲインの精度が1 dBであり、受信アンテナゲインが3 dBiであれば、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を3に設定する。
また、通信装置(AP)１００ａの受信アンテナゲインの精度が3 dBである場合、通信装置(AP)１００ａは、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を64から85のいずれかに設定する。例えば、受信アンテナゲインの精度が3 dBであり、受信アンテナゲインが6 dBiであれば、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を66に設定する。
なお、A-BFTにおいて通信装置(AP)１００ａはビーム幅が最も広いアンテナを使用してSSWフレームを受信するため、A-BFT RX Antenna Gainフィールドは、Wide RX Antenna Gainフィールドと呼ぶ場合がある。
Beamed TX EIRPフィールドは、通信装置(AP)１００ａによるデータパケットの送信における、EIRPの値を含む。つまり、通信装置(AP)１００ａが送信アレイアンテナ１０６を制御してビームフォーミングによる送信を行う場合に用いるアンテナゲインである。通信装置(AP)１００ａは、Beamed TX EIRPフィールドの値を図６または図７と同様に設定する。
Beamed RX Gainフィールドは、通信装置(AP)１００ａによるデータパケットの受信における、受信アンテナゲインの値を含む。つまり、通信装置(AP)１００ａが受信アレイアンテナ１１６を制御してビームフォーミングによる受信を行う場合に用いるアンテナゲインである。通信装置(AP)１００ａは、Beamed RX Gainフィールドの値を図８または図９と同様に設定する。
図１０は、通信装置(STA)１００ｂによる図５のDMG Beaconフレームの受信処理の一例を示す。通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconフレームの受信処理することで、上りリンクセクタスイープにおいて、通信装置(AP)１００ａと接続可能か否かを判断する。
ステップS101において、通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconフレームを受信し、受信電力を測定する。通信装置(STA)１００ｂは、受信電力をRSSI（Receive signal strength indicator）に換算してもよい。以下、換算した受信電力を、RSSI_Beacon(単位はdBm)と表す。
なお、ステップS101において、通信装置(STA)１００ｂが複数のDMG Beaconフレームを受信した場合、最も受信品質が良いDMG Beaconフレームの受信電力をRSSI_Beaconと定める。
また、通信装置(STA)１００ｂが受信したDMG BeaconフレームのTX EIRPフィールドの値を図６または図７を用いて換算したEIRPの値をEIRP_Beacon(単位はdBm)と定める。
また、通信装置(STA)１００ｂが受信したDMG BeaconフレームのA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を図８または図９を用いて換算した受信アンテナゲインの値をRxGain_ABFT(単位はdBi)と定める。
また、通信装置(STA)１００ｂが受信したDMG BeaconフレームのBeamed TX EIRPフィールドの値を図６または図７を用いて換算したEIRPの値をEIRP_AP_Data(単位はdBm)と定める。
また、通信装置(STA)１００ｂが受信したDMG BeaconフレームのBeamed RX Gainフィールドの値を図８または図９を用いて換算した受信アンテナゲインの値をRxGain_AP_Data(単位はdBm)と定める。
ステップS102において、通信装置(STA)１００ｂは式１を用いて、図３Ａの伝搬路における損失（以下、PathLoss_Beacon（単位はdB）という）を算出する。
PathLoss_Beacon = EIRP_Beacon + RxGain_Beacon - RSSI_Beacon （式１）
式１において、RxGain_Beaconは、通信装置(STA)１００ｂの図３Ａにおける受信アンテナゲイン（つまり、受信q-omniアンテナのゲイン）である。
ステップS103において、通信装置(STA)１００ｂは、式２を用いて、図３Ｂ（つまり、A-BFT）において通信装置(AP)１００ａがSSWフレームを受信する電力（RSSI_ABFTという。単位はdBm）を推定する。
RSSI_ABFT = EIRP_ABFT - PathLoss_Beacon + RxGain_ABFT （式２）
ここで、EIRP_ABFT（単位はdBm）は、通信装置(STA)１００ｂがA-BFTにおいてSSWフレームを送信するEIRPである。また、通信装置(STA)１００ｂは、図３Ａと図３Ｂの伝搬路の損失は等しいと仮定する。
通信装置(STA)１００ｂは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越える場合、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する（ステップS104）。感度点の値は、A-BFTのSSWフレームの送信に用いるMCS（Modulation and Coding Scheme）に対応して定められる受信電力の要求仕様である。例えば、11ad規格では、MCS0の感度点は-78 dBmである。
通信装置(STA)１００ｂは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越ない場合(ステップS104のNo)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信せず、処理を終了する。この場合、通信装置(STA)１００ｂは、他の通信装置(AP)１００ｃからのDMG Beaconフレームを受信するために、待ち受け状態に移行してもよいし、ステップS101に移行してもよい。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値に推定誤差を加算した値が感度点の値を越える場合（ステップS104のYes）、ステップS105において、A-BFTにおいてSSWフレームを送信してもよい。通信装置(STA)１００ｂは、推定誤差を、ステップS101においての受信電力の測定において発生する誤差に応じて定めても良い。推定誤差は、例えば3 dBである。
また、通信装置(STA)１００ｂは、図７に示すEIRP_Beaconの精度と、図９に示すRxGain_ABFTの精度を、ステップS101における受信電力の測定精度に加算して、推定誤差を定めても良い。例えば、受信電力の測定精度が3 dB、DMG BeaconのTX EIRPフィールドの値が131（つまり、EIRPの値の精度が3dB）、DMG BeaconのA-BFT RX Antenna Gainフィールドの値が40（つまり、ゲインの値の精度が1 dB）である場合、測定誤差を7 dB(3 dB + 3 dB + 1 dB)と定めても良い。
また、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS101からステップS103を複数のAP（通信装置(AP)１００ａ、通信装置(AP)１００ｃ）に対し繰り返し、AP毎にステップS103の受信電力を推定しても良い。通信装置(STA)１００ｂは、推定した受信電力が最も大きいAPに対し、ステップS104、S105の処理を行ってもよい。
また、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS101においてDMG Beaconを送信した通信装置(AP)１００ａとは異なるPCP/AP（通信装置(AP)１００ｃ）と無線リンクをすでに確立している場合、ステップS101において測定したDMG Beaconの電力が、通信装置(AP)１００ｃから受信したDMG Beaconの受信電力より大きい場合に、通信装置(AP)１００ａに対し、ステップの処理を行ってもよい。
通信装置(STA)１００ｂは、ステップS104においてNoと判断した場合、通信装置(STA)１００ｂが送信するSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達しないため、通信装置(AP)１００ａに対するSSWフレームの送信（ステップS105）を行わず、通信装置(AP)１００ｃとの接続を維持する。
通信装置(STA)１００ｂは、ステップS104においてYesと判断した場合、通信装置(STA)１００ｂが送信するSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達するため、通信装置(AP)１００ａに対するSSWフレームの送信（ステップS105）を行う。
この場合、ステップS105の後、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ｃに対し切断を通知するフレーム（例えば、Disassociationフレーム）を送信し、通信装置(AP)１００ａに対し接続を通知するフレーム（例えば、Associationフレーム）を送信しても良い。これにより、通信装置(STA)１００ｂは、より受信品質のよいAPを選択して接続することができる。
図１１は、通信装置(STA)１００ｂによる図５のDMG Beaconフレームの受信処理の別の例を示す。図１０と同一のステップには同一の番号を付与し、説明を省略する。
ステップS104において、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越ない場合(ステップS104のNo)、A-BFTにおけるSSWフレームの送信(ステップS108)を行わずに、処理を終了する。
ステップS104において、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越える場合(ステップS104のYes)、式３を用いて図３Ｃにおける通信装置(STA)１００ｂが受信するデータパケットの受信電力の推定値(RSSI_STA_Dataと呼ぶ)を算出する(ステップS106)。
RSSI_STA_Data = EIRP_AP_Data - PathLoss_Beacon + RxGain_STA_Data （式３）
式３において、RxGain_STA_Dataは、通信装置(STA)１００ｂの図３Ｃにおける受信アンテナゲイン、つまり、通信装置(STA)１００ｂが受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定した場合の受信アンテナゲインである。
また、式３において、通信装置(STA)１００ｂは、図３Ａと図３Ｃの伝搬路の損失は同等であると仮定する。
ステップS107において、通信装置(STA)１００ｂは、RxGain_STA_Dataの値に基づき、下りデータ通信において所望のスループットが得られるか否かを判定する。
図１２Ａは、11ad規格におけるMCSに対する受信感度点(Receive sensitivity)の値の一例を示す。図１２Ｂは、11ad規格におけるMCSに対する最大スループットの値の一例を示す。
例えば、通信装置(STA)１００ｂは、RxGain_STA_Dataの値と、図１２Ａに示す、11ad規格におけるMCSに対する受信感度点の値を比較し、受信可能な最大のMCSを決定する。例えば、RxGain_STA_Dataの値が-60 dBmである場合、RxGain_STA_Dataの値より小さい受信感度点を持つMCSは、MCS8である。つまり、図３Ｃにおいて通信装置(STA)１００ｂが受信可能な最大のMCSは8である。
また、通信装置(STA)１００ｂは、図１２Ｂに示す、11ad規格におけるMCSに対する最大スループットの値に基づき、受信可能な最大のスループットを算出しても良い。例えば、RxGain_STA_Dataの値が-60 dBmである場合、通信装置(STA)１００ｂが受信可能な最大のMCSは8であるから、最大スループットは2310 Mbpsである。
通信装置(STA)１００ｂは、ステップS106において算出された受信可能な最大のMCSが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS108)。一方、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS106において算出された受信可能な最大のMCSが、あらかじめ定められた値未満である場合(ステップS107のNo)、A-BFTにおけるSSWフレームの送信(ステップS108)を行わずに、処理を終了する。
また、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS106において算出された受信可能な最大のスループットが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS108)。一方、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS106において算出された受信可能な最大のスループットが、あらかじめ定められた値未満である場合(ステップS107のNo)、A-BFTにおけるSSWフレームの送信(ステップS108)を行わずに、処理を終了する。
また、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS101においてDMG Beaconを送信した通信装置(AP)１００ａとは異なるPCP/AP（以下、別のPCP/APと呼ぶ）と無線リンクをすでに確立している場合、ステップS106において算出された受信可能な最大のMCSが、別のPCP/APとの間で利用可能なMCSより大きい場合(ステップS107のYes)、ステップS108において、SSWフレームを送信する。一方、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS106において算出された受信可能な最大のMCSが、別のPCP/APとの間で利用可能なMCS以下である場合(ステップS107のNo)、A-BFTにおけるSSWフレームの送信(ステップS108)を行わずに、処理を終了する。
この場合、ステップS108の後、通信装置(STA)１００ｂは、別のPCP/APに対し切断を通知するフレーム（例えば、Disassociationフレーム）を送信し、通信装置(AP)１００ａに対し接続を通知するフレーム（例えば、Associationフレーム）を送信しても良い。これにより、通信装置(STA)１００ｂは、より高いスループットを実現するPCP/APを選択して接続することができる。
また、通信装置(STA)１００ｂは、RxGain_STA_Dataの値から推定誤差を減じた値と、図１２Ａの受信感度点の値を比較しても良い。これにより、通信装置(STA)１００ｂは、スループットが同等である複数のPCP/AP間で接続断と接続を繰り返すことを避けることができる。
また、通信装置(STA)１００ｂは、11ad規格とは異なる別の通信手段（例えば、5GHz帯Wi-Fi通信、IEEE802.11ac規格など）を備えている場合、ステップS106において算出された受信可能な最大のスループットが、別の通信手段におけるスループットを上回る場合、A-BFTにおいてSSWフレームを送信してもよい。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS103において算出したRSSI_ABFTの値が感度点の値を越える場合(ステップS104のYes)、式４を用いて図３Ｄにおける通信装置(AP)１００ａが受信するデータパケットの受信電力の推定値(RSSI_AP_Dataと呼ぶ)を算出してもよい。
RSSI_AP_Data = EIRP_STA_Data - PathLoss_Beacon + RxGain_AP_Data （式４）
式４において、EIRP_STA_Dataは、通信装置(STA)１００ｂの図３Ｄにおける送信アンテナゲイン、つまり、通信装置(STA)１００ｂが送信アレイアンテナ１０６をベストセクタに設定した場合の受信アンテナゲインである。
また、式４において、通信装置(STA)１００ｂは、図３Ａと図３Ｄの伝搬路の損失は同等であると仮定する。
ステップS107において、通信装置(STA)１００ｂは、RxGain_AP_Dataの値に基づき、上りデータ通信において所望のスループットが得られるか否かを判定する。下りデータ通信について説明したように、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａが受信可能な最大のMCSを算出し、実現可能なスループットを算出しても良い。
通信装置(STA)１００ｂは、ステップS106において算出された通信装置(AP)１００ａが受信可能な最大のMCSが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS108)。
また、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS106において算出された上りデータ通信において実現可能なスループットが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信する(ステップS108)。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、下り及び上りデータ通信の両方において、実現可能なスループットが、あらかじめ定められた値以上である場合(ステップS107のYes)、A-BFTにおいてSSWフレームを送信してもよい(ステップS108)。
なお、通信装置(AP)１００ａは、EDMG TX RX Infoエレメントに関する情報をミリ波通信（11ad及び11ay）以外の通信方式を用いて通知しても良い。
なお、通信装置(AP)１００ａは、図１１のステップS101において、MIMOストリーム数の情報をDMG Beaconに含めて送信しても良い。通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconに含まれる通信装置(AP)１００ａのMIMOストリーム数の情報と、通信装置(STA)１００ｂのMIMOストリーム数の情報から、実現可能なMIMOストリームを算出する。例えば、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａと通信装置(STA)１００ｂとMIMOストリームのうち小さい数字を選択しても良い。
通信装置(STA)１００ｂは、図１１のステップS107において、算出した実現可能なスループットに実現可能なMIMOストリームの値を乗算して、MIMOにおける実現可能なスループットを算出しても良い。通信装置(STA)１００ｂは、MIMOにおける実現可能なスループットの値を用いて、所望の下りスループットが得られるか否かを判定しても良い。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、MIMOにおける実現可能なスループットを算出する場合、図１１のステップS106において、式３を用いて算出したデータフレームの受信電力から、MIMOストリーム数に応じた値を減じても良い。例えば、通信装置(STA)１００ｂは、MIMOストリーム数が2の場合、2ストリームに電力が分散されるとみなし、算出した受信電力から3 dBを減じても良い。
なお、通信装置(AP)１００ａは、図１１のステップS101において、チャネルボンディング及びチャネルアグリゲーションのチャネル数の情報をDMG Beaconに含めて送信しても良い。
通信装置(STA)１００ｂは、MIMOの場合と同様に、チャネルボンディング及びチャネルアグリゲーションにおける実現可能なスループットを算出しても良い。つまり、通信装置(STA)１００ｂは、実現可能なスループットの値にチャネル数を乗算しても良い。また、算出した受信電力をチャネル数に応じて調整しても良い。例えば、2チャネルの場合3 dBを減じ、4チャネルの場合6 dBを減じても良い。
なお、本実施の形態では、通信装置(AP)１００ａがDMG Beaconを送信し、通信装置(STA)１００ｂがA-BFTにおいてSSWフレームを送信する場合を一例として説明したが、通信装置(STA)１００ｂがDMG Beaconを送信し、通信装置(AP)１００ａがA-BFTにおいてSSWフレームを送信してもよい。
以上のように、実施の形態１では、通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂにおいてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達するか否かを判定することができ、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)１００ｂの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
また、実施の形態１では、通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂにおいて所望のデータスループットで通信可能か否かを判定することができ、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)１００ｂの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
また、実施の形態１では、通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂにおいてデータスループットを推定することができるできるため、最もデータスループットが高いPCP/AP及び通信方式を選択することができる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、DMG Beaconフレームに、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールド、Probe RequestフレームにBeamed TX EIRPフィールド及びBeamed RX Gainフィールドを含めて送信したが、実施の形態２は、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドを含めて送信し、更に、Probe RequestフレームにBeamed TX EIRPフィールド及びBeamed RX Gainフィールドを含めて送信する場合について説明する。
図１３は、通信装置(AP)１００ａ（以下、AP1）と通信装置(STA)１００ｂ（以下、STA1）が通信を行う手順の一例を示す図である。
ステップS201では、AP1がセクタを変え、各セクタにおいて各DMG Beaconフレームを送信する。図１４は、DMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す。図１４のDMG Beaconフレームは、Frame BodyにSSW(Sector Sweep)フィールドを含む。また、SSWフィールドは、TX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドを含む。
図１４におけるTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドは、図５と同様に用いるが、図５とビット数が異なる。図１５は、TX EIRPフィールドの値の一例を示す。TX EIRPフィールドは4ビットであり、値は、5 dBステップと定める。また、図１６は、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値の一例を示す。A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値は2ビットで表示され、A-BFT RX Antenna Gain の値は、5 dBステップと定める。なお、A-BFT RX Antenna Gainの値が未定義である場合に、AP1は、A-BFT RX Antenna Gainフィールドの値を0（つまり、A-BFT RX Antenna Gainの最小値）と設定しても良い。
ステップS202では、STA1は、ステップS201で受信したTX EIRPの値及びA-BFT RX Antenna Gainの値を用いて、図３Ｂ（つまり、A-BFT）において通信装置(AP)１００ａがSSWフレームを受信する電力（RSSI_ABFT）を式１及び式２を用いて推定する。
RSSI_ABFTの値が、A-BFTにおけるSSWフレームの感度点（例えば、11ad規格におけるMCS0の感度点である-78 dBm）以上である場合、STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームを送信する。
AP1は、ステップS202においてSSWフレームを受信し、ステップS203においてSSW-FBフレームを送信する。
ステップS204では、STA1は、Probe Requestフレームを送信し、AP1からのProbe Responseフレームを要求する。
ステップS205では、AP1は、Probe Reponseフレームを送信する。図１７は、Probe Reponseフレームの一例を示す。
Probe Responseフレームは、STA1がAP1へ接続（アソシエーション）するために必要な情報を含む。例えば、SSID（Service set identifier）フィールドやDMG Capabilitiesフィールドを含む。また、EDMG TX RX Infoフィールドを含む。
EDMG TX RX Infoフィールドの構成は、実施の形態１（図５を参照）と同様である。
ステップS205において、STA1は、図１１のステップS106と同様の手順及び式３、式４を用いて、RSSI_STA_Data及びRSSI_AP_Dataの値を算出し、AP1に対し、所望のデータスループットが実現可能か否かを判定する。
STA1は、所望のデータスループットが実現可能であると判定した場合、AP1に対し、Association Requestフレームを送信し、アソシエーションを行う。なお、STA1は、AP1へのアソシエーションを行った後、SLS及びBRPを用いて受信アレイアンテナのビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。また、STA1は、AP1へのアソシエーションを行った後、SLS及びBRPを用いて送信アレイアンテナの高精度のビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。つまり、STA1は、ステップS202(A-BFT)で用いたセクタに比べさらにビーム幅を狭くしてゲインを高め、SLS及びBRPを行う。（ステップS206）
また、AP1は、STA1がAP1へのアソシエーションを行った後、SLS及びBRPを用いて受信アレイアンテナのトレーニング及び送信アレイアンテナの高精度のビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。つまり、AP1は、ステップS201(DMG Beaconの送信)で用いたセクタに比べさらにビーム幅を狭くしてゲインを高め、SLS及びBRPを行う。
なお、STA1は、所望のデータスループットが実現可能でないと判断した場合、AP1に対しAssociation Requestフレームを送信しない。この場合、他のAP（例えばAP2）からのDMG Beaconを待ちうけ、受信しても良い。(ステップS201A)
STA1は、ステップS201Aにおいて他のAPからDMG Beaconを受信した場合、ステップS202以降の処理を他のAPに対して行ってもよい。
このように、STA1は、所望のスループットを実現できないAP(例えばAP1)との接続を避け、所望のスループットを実現できる可能性のあるAP(例えばAP2)へのA-BFTを行うため、適切なAPへの接続を行うことができる。
AP1は、ステップS201、S203、S205において、DMG Beaconフレーム、SSW-FBフレーム及びProbe Responseフレームを、同じEIRPで送信する。また、STA1は、ステップS201、S203、S205において、DMG Beaconフレーム、SSW-FBフレーム及びProbe Responseフレームを、受信q-omniアンテナ１１５を用いて受信する（図３Ａを参照）。つまり、AP1のEIRP及びSTA1の受信アンテナゲインは、下りデータ通信時（図３Ｃを参照）と異なる。従って、STA1は、DMG Beaconフレーム、SSW-FBフレーム及びProbe Responseフレームの受信電力に基づいて、データスループットを推定することは困難である。
一方、実施の形態２の通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドを含めて送信し、Probe RequestフレームにBeamed TX EIRPフィールド及びBeamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂは、アソシエーション前に、所望のスループットを実現できるか判断することが可能となり、適切なAPとの接続を行うことができる。
実施の形態２の通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにTX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antenna Gainフィールドを含めて送信し、Probe RequestフレームにBeamed TX EIRPフィールド及びBeamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、実施の形態１に比べDMG Beaconフレームを短くすることができる。
通信装置(AP)１００ａはセクタを変えながら複数のDMG Beaconフレームを送信するため、DMG Beaconフレームを短くすることにより、STAとの接続に要する時間を短縮し、他のSTAへの干渉を減らすことができる。
（実施の形態２の変形例）
実施の形態２は、DMG Beaconフレームにおいて、TX EIRPの値とA-BFT RX Antenna Gainの値をそれぞれ、送信したが、実施の形態２の変形例では、TX EIRPの値とA-BFT RX Antenna Gainの値の差分をDMG Beaconフレームにて送信する。
図１８は、DMG Beaconフレームのフォーマットの別の例を示す。図１８のDMG Beaconフレームは、Frame BodyにSSWフィールドを含み、SSWフィールドにDifferential Gainフィールドを含む。
図１９は、Differential Gainフィールドの値の一例を示す。Differential Gainの値(DIFF_Gain_Beacon)は、TX EIRPの値とA-BFT RX Antenna Gainの値の差を表し、式５により算出される。
DIFF_Gain_Beacon = EIRP_Beacon - RxGain_ABFT （式５）
Differential Gainの値の精度と、式４で算出された値とに応じ、AP1は、図１９を用いてDifferential Gainフィールドの値を決定する。例えば、Differential Gainの値の精度が3 dBであり、式５で算出されたDifferential Gainの値が9 dBであれば、Differential Gainのフィールドの値は3である。
なお、STA1は、図１４のDMG Beaconを受信した場合、式５を用いてDIFF_Gain_Beaconの値を算出しても良い。
図１３のステップS201では、STA1は、受信したDifferential Gainの値を用いて、図３Ｂ（つまり、A-BFT）において通信装置(AP)１００ａがSSWフレームを受信する電力（RSSI_ABFT）を式１と式２と式５を組み合わせた式６を用いて推定する。
RSSI_ABFT
= EIRP_ABFT - PathLoss_Beacon + RxGain_ABFT
= EIRP_ABFT - (EIRP_Beacon + RxGain_Beacon - RSSI_Beacon) + RxGain_ABFT
= RSSI_Beacon + EIRP_ABFT -RxGain_Beacon - (EIRP_Beacon - RxGain_ABFT)
= RSSI_Beacon + EIRP_ABFT -RxGain_Beacon - DIFF_Gain_Beacon （式６）
式６において、RSSI_Beaconは、STA1が図１３のステップS201において測定したDMG Beaconの受信電力強度である。また、RxGain_BeaconはSTA1のDMG Beaconフレーム受信時のアンテナゲインであり、EIRP_ABFTはSTA1のA-BFT時における送信EIRPである。つまり、STA1は、図１３のステップS201においてDIFF_Gain_Beaconの値を受信するので、式６を用いてRSSI_ABFTの値を算出することができる。
これにより、STA1は、図１３のステップS202におけるSSWフレームの送信を行う前に、SSWフレームがAP1へ到達可能か否かを判別できる。
図２０は、Probe Responseフレームのフォーマットの別の例を示す。図２０のProbe Responseフレームは、図１７と異なり、Relative Beamed TX EIRPフィールド及びRelative Beamed RX Gainフィールドを含む。
Relative Beamed TX EIRPフィールドは、式７に定める、EIRP_AP_Dataの値とEIRP_Beaconの値の差（以下、EIRP_AP_Relativeと表記）を表す。
EIRP_AP_Relative = EIRP_AP_Data - EIRP_Beacon （式７）
図２１は、Relative Beamed TX EIRPフィールドの値の例を示す。図９、図１８と同様に、通信装置(AP)１００ａは、EIRP_AP_Relativeの値と精度に応じて、Relative Beamed TX EIRPフィールドの値を選択する。
Relative Beamed Rx Gainフィールドは、式８に定める、RxGain_AP_Dataの値とRxGain_ABFTの値の差（以下、RxGain_AP_Relativeと表記）を表す。
RxGain_AP_Relative = RxGain_AP_Data - RxGain_ABFT （式８）
Relative Beamed Rx Gainフィールドの値は、Relative Beamed TX EIRPフィールドと同様に、通信装置(AP)１００ａは、EIRP_AP_Relativeの値と精度に応じて値を選択する（図２１を参照）。
図１３のステップS205において、STA1は、式９を用いてRSSI_STA_Dataの値を算出し、下りデータリンク（図３Ｃ）において所望のMCS及びデータスループットを実現できるか否かを判定する。
RSSI_STA_Data
= EIRP_AP_Data - PathLoss_Beacon + RxGain_STA_Data
= EIRP_AP_Data - (EIRP_Beacon + RxGain_Beacon -RSSI_Beacon)+RxGain_STA_Data
= RSSI_Beacon+(EIRP_AP_Data -EIRP_Beacon)+(RxGain_STA_Data - RxGain_Beacon)
= RSSI_Beacon + EIRP_AP_Relative + (RxGain_STA_Data - RxGain_Beacon)
・・・（式９）
式９において、RSSI_Beaconは、STA1が図１３のステップS201において測定したDMG Beaconの受信電力強度である。また、RxGain_BeaconはSTA1のDMG Beaconフレーム受信時のアンテナゲインであり、RxGain_STA_Dataは、STA1のデータ通信時における受信アンテナゲインである。つまり、STA1は、ステップS205においてEIRP_AP_Relativeの値を受信するので、式８を用いてRSSI_STA_Dataの値を算出することができる。
また、図１３のステップS205において、STA1は、式１０を用いてRSSI_AP_Dataの値を算出し、上りデータリンク（図３Ｄ）において所望のMCS及びデータスループットを実現できるか否かを判定してもよい。
RSSI_AP_Data
= EIRP_STA_Data - PathLoss_Beacon + RxGain_AP_Data
= EIRP_STA_Data - (EIRP_Beacon + RxGain_Beacon -RSSI_Beacon)+RxGain_AP_Data
= RSSI_Beacon - (EIRP_Beacon - RxGain_AP_Data)+(EIRP_STA_Data - RSSI_Beacon)
= RSSI_Beacon + (RxGain_STA_Data - RxGain_Beacon)
- (DIFF_Gain_Beacon + RxGain_ABFT - RxGain_AP_Relative - RxGain_ABFT)
= RSSI_Beacon + (RxGain_STA_Data - RxGain_Beacon)
(DIFF_Gain_Beacon - RxGain_AP_Relative) （式１０）
式１０において、RSSI_Beaconは、STA1が図１３のステップS201において測定したDMG Beaconの受信電力強度である。また、RxGain_BeaconはSTA1のDMG Beaconフレーム受信時のアンテナゲインであり、RxGain_STA_Dataは、STA1のデータ通信時における受信アンテナゲインである。つまり、STA1は、図１３のステップS201においてDIFF_Gain_Beaconの値を受信し、ステップS205においてRxGain_AP_Relativeの値を受信するので、式９を用いてRSSI_AP_Dataの値を算出することができる。
なお、本実施の形態では、通信装置(AP)１００ａがDMG Beacon及びProbe Responseフレームにアンテナゲインに関する情報を含めて送信する場合を一例として説明したが、通信装置(STA)１００ｂがDMG Beaconを送信する場合も同様である。この場合、図１３のステップS201、S202、S203のフレームの送信方向は逆であり、ステップS201において、通信装置(STA)１００ｂは、図１４のDMG Beaconフレームを送信する。また、図１３と異なり、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS204のProbe RequestフレームにEDMG TX RX Infoエレメント（図１７を参照）を含めて送信する。
通信装置(AP)１００ａは、EDMG TX RX Infoエレメントに含まれる値を用いて実現可能なスループットを計算し、所望のスループットが実現可能か否かを判定する。実現可能で無い場合、通信装置(AP)１００ａは、ステップS206においてAssociation Requestを受信した後に、Association Responseにアソシエーション不許可を通知するフィールド（例えばstatus code）を含めて送信する。
また、通信装置(AP)１００ａは、算出した実現可能なスループットを、図示しない制御装置に通知しても良い。制御装置は、複数のAP（例えば通信装置(AP)１００a、通信装置(AP)１００c）から、通信装置(STA)１００ｂに関する実現可能なスループットの値を受信し、最も高い値であるAP（例えば通信装置(AP)１００a）に対して、通信装置(STA)１００ｂとのアソシエーションを推奨する信号を送信する。また、通信装置(STA)１００ｂとのアソシエーションを推奨するAPのアドレス（例えば通信装置(AP)１００ａのアドレス）を、複数のAPに通知してもよい。
例えば通信装置(AP)１００aは、通信装置(STA)１００ｂとのアソシエーションを推奨する信号を受信した場合、図１３のステップS206においてAssociation Requestを受信したときに、Association ResponseをSTA1へ送信してSTA1のアソシエーションを許可しても良い。
また、通信装置(AP)１００aは、通信装置(STA)１００ｂとのアソシエーションを推奨する信号を受信しない場合、図１３のステップS206においてAssociation Requestを受信したときに、Association Responseにアソシエーション不許可を通知するフィールド（例えばstatus code）を含めてSTA1へ送信してもよい。
また、通信装置(AP)１００aは、ステップS205において、制御装置により通知された、通信装置(STA)１００ｂとのアソシエーションを推奨するAPのアドレスをProbe Responseフレームに含めて、通信装置(STA)１００ｂへ送信しても良い。
また、通信装置(AP)１００ａは、DMG Beacon毎に送信電力及びゲインを変えて送信してもよい。通信装置(AP)１００ａは、各DMG BeaconのDifferential Gainフィールドに、各DMG Beaconの送信電力及びゲイン、及び受信q-omniアンテナ１１５のゲインに応じたDifferential Gainの値を設定して送信しても良い。例えば、通信装置(AP)１００ａは、送信アレイアンテナ１０６の指向性を正面方向に制御した場合に最大のゲインを持ち、正面方向と異なる方向に指向性を制御した場合に最大のゲインに比べ数dB小さいゲインを持つと設定してもよい。
また、通信装置(AP)１００ａは、受信q-omniアンテナ１１５のゲインは無線信号の到来方向に応じて異なるゲインを持っても良い。通信装置(AP)１００ａは、各DMG BeaconのDifferential Gainフィールドに、送信EIRPの値と、各DMG Beaconの送信方向に対応する受信q-omniアンテナ１１５のゲインの値に応じたDifferential Gainの値を設定して送信しても良い。
以上により、通信装置(STA)１００ｂは、通信品質の良いAPとアソシエーションすることが可能となる。
実施の形態２の変形例の通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにDIFF_Gain_Beaconフィールドを含めて送信し、Probe RequestフレームにRelative Beamed TX EIRPフィールド及びRelative Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂは、アソシエーション前に、所望のスループットを実現できるか判断することが可能となり、適切なAPとの接続を行うことができる。
実施の形態２の変形例の通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにDIFF_Gain_Beaconフィールドを含めて送信し、Probe RequestフレームにRelative Beamed TX EIRPフィールド及びRelative Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、実施の形態１に比べDMG Beaconフレームを短くすることができる。
通信装置(AP)１００ａはセクタを変え、各セクタにおいて各DMG Beaconフレームを送信するため、DMG Beaconフレームを短くすることにより、STAとの接続に要する時間を短縮し、他のSTAへの干渉を減らすことができる。
（実施の形態３）
実施の形態１及び実施の形態２では、通信装置(STA)１００ｂは、１つの通信装置(AP)１００ａから受信したDMG Beaconフレームに基づいて、SSWフレームの送信の有無を判断していたが、実施の形態３は、複数の通信装置(AP)１００ａから受信したDMG Beaconフレームに基づいて、SSWフレームの送信の有無を判断する。
図２２は、通信装置(AP)１００ａ（以下、AP1）と通信装置(STA)１００ｂ（以下、STA1）が通信を行う手順の一例を示す図である。
ステップS301では、AP1はDMG BeaconフレームにNeighbor Reportエレメントを含めて送信する。なお、STA1は、ステップS301以前において、AP1のアソシエーションを完了している。
図２３は、DMG Beaconフレームのフォーマットの一例を示す。Neighbor Reportエレメントは、AP1が検出した、AP1の近くに存在するAP(例えばAP2)の情報を含む。AP1は、DMG Beaconフレームにおいて、Neighbor ReportエレメントのOptional Subelements部分にEDMG TX RX Infoフィールドを含めて送信する。
図２３のEDMG TX RX Infoフィールドは、図５（実施の形態１）のEDMG TX RX Infoエレメントの先頭のElement IDフィールドとLengthフィールドを取り除いたフィールドと同等である。つまり、EDMG TX RX Infoフィールドは、TX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含む。これらのフィールドの値の定め方は、実施の形態１に示したとおりである。
但し、実施の形態１の図５では、EDMG TX RX Infoフィールドの値を、AP1に関する情報を含めたが、図２３では、AP2に関する情報を含める。つまり、図２３のTX EIRPフィールドは、AP2のEIRP_Beaconの値を含み、A-BFT RX Antenna Gainフィールドは、AP2のRxGain_ABFTの値を含む。
AP2は、ステップS301の前に、AP2に関するTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドの値をAP1に対して通知する。
ステップS302において、STA1は、AP2が送信したDMG Beaconフレームを受信する。なお、AP2は、DMG Beaconフレームの長さを短縮するため、EDMG TX RX InfoフィールドをDMG Beaconに含めなくてもよい。
STA1は、ステップS301のNeighbor Reportに含まれるAP2のEDMG TX RX Infoフィールドの値を用いて、式１、式２に基づき、A-BFTにおけるSSWフレームがAP2に到達するか否かを判断する。また、STA1は、式１、式２に基づき、AP2との下り及び上りデータ通信において、所望のデータスループットを実現できるか否か、例えば、AP1とのデータ通信におけるデータスループットを上回るか否かを判断する。
STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームがAP2に到達可能であり、かつ、AP2との下り及び上りデータ通信において、所望のデータスループットを実現できると判断した場合に、AP2に対してA-BFTにおけるSSWフレームを送信する（ステップS303）。
STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームがAP2に到達可能ではない、または、AP2との下り及び上りデータ通信において、所望のデータスループットの実現が困難であると判断した場合に、AP2に対してA-BFTにおけるSSWフレームを送信しない。この場合、STA1は、AP1とのアソシエーションを継続し、AP1との通信を行ってもよい（ステップS304）。
AP1は、一定期間毎にDMG BeaconフレームにNeighbor Reportを含めもよい。例えば、AP1は、10個のビーコンインターバルに一度、Neighbor Reportを含めてもよい。つまり、AP1は、9個のビーコンインターバルでは、DMG BeaconにNeighbor Reportを含めず、1個のビーコンインターバルでは、BTI期間中の全てのDMG BeaconにNeighbor Reportを含める。
これにより、DMG Beaconフレームの送信に要する時間を短縮でき、他のSTAへの干渉を低減することができる。
STA1は、AP1とアソシエーションしているため、DMG Beaconフレームを毎回受信する。従って、Neighbor Reportが一定期間毎にDMG Beaconに含まれる場合であっても、STA1は、Neighbor Reportを含むDMG Beaconを受信できる。
STA1は、受信したNeighbor Reportを記憶しておき、必要に応じてNeighbor Reportに含まれるAP2のEDMG TX RX Infoフィールドの値を利用することができる。従って、STA2は、ステップS302においてAP2からDMG Beaconを受信した場合、式１～式４の計算を行うことができ、A-BFTの送信を行うことなく、AP2への接続可否を判断できる。
AP2は、一定期間毎にDMG BeaconフレームにEDMG TX RX Infoエレメント（図５を参照）を含めて送信しても良い。これにより、AP2は、DMG Beaconフレームのデータ量を大きく増やすことなく、AP2におけるEDMG TX RX Infoフィールドの値をAP1に通知することができる。
図２４は、DMG Beaconフレームの別の例を示す。図２３と異なり、図２４のEDMG TX RX Infoフィールドは、Differential Gainフィールド（図１８と同様）、Relative Beamed TX EIRPフィールド、Relative Beamed RX Gainフィールド（図２０と同様）を含む。
AP1は、図２４のDMG Beaconフレームのフォーマットを用いることで、図２３に比べ、DMG Beaconのフレーム長を短縮することができる。
図２５は、AP1が、AP2に関するEDMG TX RX Infoフィールドを、Neighbor Report Responseフレームに含めて送信する手順の一例を示す。
ステップS301Aでは、STA1は、AP1に対しNeighbor Report Requestフレームを送信する。
ステップS301Bでは、AP1は、STA1に対しNeighbor Report Responseフレームを送信する。図２６は、Neighbor Report Responseフレームの一例を示す。図２６のEDMG TX RX Infoフィールドの構成は、図２５と同様である。
AP1は、EDMG TX RX Infoフィールドを含むNeighbor Reportエレメントを、Association Responseフレーム、Authenticationフレーム、DMG Beaconフレーム、Neighbor Report Responseフレーム、BSS Transition Management Queryフレーム、BSS Transition Management Request及びBSS Transition Management Responseフレームに含めても良い。
なお、AP1は、EDMG TX RX Infoフィールドを含むNeighbor Reportエレメントに関する情報をミリ波通信（11ad及び11ay）以外の通信方式を用いて通知しても良い。
実施の形態３の通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにおけるNeighbor Reportエレメントにおいて他のAPに関するTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂは、アソシエーション前に、所望のスループットを実現できるか否かを判断することが可能となり、適切なAPとの接続を行うことができる。
実施の形態３の通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにおけるNeighbor Reportエレメントにおいて、一定期間毎に、他のAPに関するTX EIRPフィールド、A-BFT RX Antenna Gainフィールド、Beamed TX EIRPフィールド、Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、DMG Beaconフレームの送信に要する時間を短くすることができる。
実施の形態３の通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにおけるNeighbor Reportエレメントにおいて他のAPに関するDifferential Gainフィールド、Relative Beamed TX EIRPフィールド、Relative Beamed RX Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂは、アソシエーション前に、所望のスループットを実現できるか判断することが可能となり、適切なAPとの接続を行うことができる。
（実施の形態４）
実施の形態１から３では、通信装置(STA)１００ｂはDMG Beaconに基づいて、SSWフレームを送信するか否かを判断し、送信しないと判断した場合は、通信装置(AP)１００ａとの接続を中断していた。実施の形態４では、DMG Beaconに基づいて、SSWフレームを送信しないと判断した場合であっても、他の無線方式を用いて、無線リンクの確立に必要な情報を送信する方法について説明する。
図２７は、通信装置(AP)１００ａ（以下、AP1）と通信装置(STA)１００ｂ（以下、STA1）が通信を行う手順の一例を示す図である。図２７では、AP1とSTA1は、ミリ波通信（11ad及び11ay）の他に、ミリ波通信とは異なる通信方式（以下、WLANという）に対応する無線部を含む。
WLANの例として、2.4 GHz帯及び5 GHz帯を用いるIEEE802.11n方式がある。また、WLANの別の例として、2.4 GHz帯を用いるBluetooth（登録商標）方式がある。また、WLANの代用として、セルラ通信（例えば、LTE、Long Term Evolution）を用いても良い。なお、WLANの別の例として、ミリ波通信(IEEE802.11ad, IEEE802.11ay)のマルチホップ通信（リレーとも呼ばれる）を用いてもよい。つまり、通信装置(STA)１００ｂは、ベストセクタに関する情報をFeedback frameに含めて送信する場合、WLANを用いるかわりに、マルチホップ通信を用いてもよい。
図２７では、AP1とSTA1は、WLANを用いてデータ通信可能な状態である。つまり、AP1とSTA1は、WLANがIEEE802.11ac方式であれば、STA1はAP1にアソシエーションしている状態であり、WLANがLTEであれば、STA1はAP1にアタッチしている状態である。
また、図２７では、AP1は、受信q-omniアンテナ１１５を用いてパケットを受信する場合、STA1が送信するSSWフレームの受信が困難である状態を示す。つまり、AP1及びSTA1は、図３Ｂに示す状態に該当するため、セクタスイープによる通信が困難である。一方、AP1及びSTA1は、図３Ａ、図３Ｃ、図３Ｄに示す状態に該当するため、ベストセクタに設定することができればデータ通信が可能である。
AP1の送信アレイアンテナ１０６及び受信アレイアンテナ１１６のゲインが、STA1の送信アレイアンテナ１０６及び受信アレイアンテナ１１６のゲインに比べ大きい場合、図２７に示す状況が発生する。例えば、AP1が多数のアンテナ素子数を備える無線基地局もしくはアクセスポイントであり、STA1が比較的少数のアンテナ素子数を備えるモバイル端末（例えば携帯電話、スマートフォン）である場合が該当する。
また、AP1は、アンテナレシプロシティ(Antenna Reciprocity)を持つ。つまり、送信アレイアンテナ１０６と受信アレイアンテナ１１６は指向性パターンが概ね等しい。従って、送信アレイアンテナ１０６におけるベストセクタは、受信アレイアンテナ１１６におけるベストセクタである可能性が高い。また、送信アレイアンテナ１０６におけるベストセクタは、受信アレイアンテナ１１６において準ベストセクタ（つまり、ベストセクタの場合に近いゲインを持つセクタ）以上であり、受信アレイアンテナ１１６におけるベストセクタは、送信アレイアンテナ１０６において準ベストセクタ以上である。
ステップS401では、AP1は、セクタを変え、各セクタにおいて各DMG Beaconフレームを送信する。AP1は、DMG Beaconフレームに、TX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antennaフィールドを含めて送信しても良い（図５及び図１４を参照）。また、AP1は、DMG Beaconフレームに、Differential Gainフィールドを含めて送信しても良い（図１８を参照）。
また、AP1は、DMG BeaconにAntenna Reciprocityの情報を含め、AP1がアンテナレシプロシティを持つことをSTA1に通知する。
ステップS401では、STA1は、AP1に対して図３Ａに示す位置関係にあり、DMG Beaconを受信可能である。
STA1は、DMG Beaconフレームの受信電力(RSSI_Beacon)及びDMG Beaconフレームに含まれる情報（例えば、TX EIRPフィールド及びA-BFT RX Antennaフィールドの値）を用いて、A-BFTにおけるSSWフレームがAP1へ到達可能か否かを判定する。
STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームがAP1へ到達困難と判定した場合、SSWフレームを送信しない。
なお、STA1は、A-BFTにおいてSSWフレームを送信し、AP1からのSSW-FBフレームを受信したか否かにより、SSWフレームがAP1へ到達可能か否かを判定してもよい（ステップS402）。
A-BFTにおいては、AP1は、STA1以外の別のSTAからSSWフレームを受信する場合がある。つまり、A-BFTにおいては、AP1は受信q-omniアンテナ１１５を用いてパケットを受信する。つまり、AP1とSTA1との関係は図３Ｂに該当するため、A-BFTにおいてSTA1が送信したSSWフレームはAP1へ到達困難である。
STA1は、A-BFTにおけるSSWフレームがAP1へ到達困難であると判断した場合、WLANを用いて、AP1に対してFeedback frameを送信する。STA1は、DMG Beaconの受信において選択したベストセクタの情報を、Feedback frameに含めて送信する（ステップS403）。
図２８は、Feedback frameの一例を示す。Headerフィールドは、WLANにおいて用いられるヘッダである。例えば、Headerフィールドは、送信先アドレス(AP1のMACアドレス)、送信元アドレス(STA1のMACアドレス)、フレーム長などを含む。
DMG Source Addressフィールドは、11adデバイスとしての送信元アドレス(STA1のMACアドレス)を含む。また、DMG Destination Addressフィールドは、11adデバイスとしての送信先アドレス(AP1のMACアドレス)を含む。つまり、AP1及びSTA1は、Headerフィールドに含むWLANとしてのMACアドレスと、11adとしてのMACアドレスが異なっていてもよい。
DMG Capabilitiesフィールドは、STA1の11ad規格に関する属性に関する情報を含む。例えば、DMG Capabilitiesフィールドは、STA1がサポートするセクタ数、サポートするMCS（Modulation Coding Scheme）の番号等を含む。これらは、後述するステップS405及びS406においてAP1がSSWフレームの送受信を行うために必要な情報を含む。
AP1は、図２８のDMG Capabilitiesフィールドとして、11ad規格に定められるDMG Capabilitiesエレメントと同様のフォーマットを用いても良い。
DMG SSW Feedbackフィールドは、STA1がDMG Beaconの受信において選択したベストセクタの情報を含む。STA1は、DMG SSW Feedbackフィールドとして、A-BFTにおけるSSWフレームが含むSSW Feedbackフィールドと同様のフォーマットを用いても良い。
AP1は、WLANを用いてAckフレームをSTA1へ送信し、Feedback frameを受信したことを通知する（ステップS404）。
AP1は、ステップS403においてFeedback frameを受信することにより、STA1へデータ送信する場合（つまり、図３Ｃ）に用いる送信アレイアンテナ１０６のベストセクタを知ることができる。また、AP1は、アンテナレシプロシティを持つため、STA1からデータ受信する場合（つまり、図３Ｄ）に用いる受信アレイアンテナ１１６のベストセクタを、送信アレイアンテナ１０６のベストセクタと同一であると設定する。
ステップS405において、AP1は、Feedback frameに含まれる情報を用いて、SSWフレームをSTA1へ送信する(つまり、ISSを行う)。例えば、AP1は、SSWフレームの宛先アドレスを、Feedback frameにより取得したSTA1の11adとしてのMACアドレスに設定して送信する。また、AP1は、Feedback frameのDMG Capabilitiesフィールドに含まれる、STA1のセクタ数の情報に応じ、送信するSSWフレームの数を決定する。
なお、AP1は、ステップS405においてセクタを変え、各セクタにおいて各SSWフレームを送信しても良い（つまり、通常のSLS）。また、AP1は、ステップS405において、Feedback frameに含まれるベストセクタを用いて１つのSSWフレームを送信しても良い。
ステップS406において、STA1は、セクタを変え、各セクタにおいて各SSWフレームを送信する（つまり、RSSを行う）。
ステップS406において、AP1は、受信アレイアンテナ１１６を、Feedback frameに含まれるベストセクタ(Best Sector)に設定する。つまり、ステップS406において、AP1とSTA1の位置関係は、図３Ｄと同様になるため、STA1が送信するSSWフレームがAP1へ到達可能である。
ステップS407において、AP1は、SSW-FBフレームを送信し、SSWフレームを受信したことをSTA1へ通知する。
ステップS408において、STA1は、SSW-ACKフレームを送信し、SSW-FBフレームを受信したことをAP1へ通知する。
このように、通信装置(STA)１００ｂは、ベストセクタに関する情報をFeedback frameに含め、WLANを用いて送信するため、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達しない場合（図３Ｂ）であっても、SLSを行うことができる。
通信装置(AP)１００ａは、WLANを用いてFeedbackフレームを受信した情報に基づき、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定してSLSを行うようにしたので、A-BFTにおいて通信装置(STA)１００ｂからSSWフレームを受信しない場合（図３Ｂ）であっても、SLSを行うことができる。つまり、通信装置(AP)１００ａは、距離が遠い通信装置(STA)１００ｂと通信が可能である。
次に、STA1がAP1と11adに関してアソシエーションを行う方法について説明する。
AP1は、受信q-omniアンテナ１１５を有効に設定して待ち受けを行うため、AP1とSTA1との位置関係は図３Ｂであり、STA1はAssociation Requestフレームを送信することが困難である。
そこで、AP1は、ステップS408の後、送信アレイアンテナ１０６をベストセクタに設定し、STA1へGrantフレームを送信する（ステップS409）。なお、以降では特に断らない限り、AP1は、STA1へパケットを送信する場合に送信アレイアンテナ１０６をベストセクタに設定する。
ステップS410では、STA1は、Grantを受信したことを通知するため、AP1へGrant Ackフレームを送信する。
STA1は、ステップS409のGrantフレームに含まれる時間期間情報の範囲において、Probe Requestフレームを送信する。AP1は、ステップS409のGrantフレームに含まれる時間期間情報の範囲において、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定する（ステップS411）。
つまり、ステップS409のGrantフレームに含まれる時間期間情報の範囲において、AP1とSTA1の位置関係は図３Ｃ及び図３Ｄに該当するため、STA1は、送信したパケットがAP1へ到達可能である。
ステップS412からステップS414において、AP1はProbe Responseフレームを送信し、STA1はAssociation Requestフレームを送信し、AP1はAssociation Responseフレームを送信する。これにより、STA1は、AP1へのアソシエーションを完了する。
このように、通信装置(STA)１００ｂは、ベストセクタに関する情報をFeedback frameに含め、WLANを用いて送信し、Grantフレームを受信した後にAssociation Requestフレームを送信するようにしたので、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達しない場合であっても、ミリ波通信のアソシエーションを行うことができる。
通信装置(AP)１００ａは、WLANを用いてFeedbackフレームを受信し、Grantフレームを送信し、Grantフレームの示す期間において前記Feedbackフレームの情報に基づき受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定してSLSを行うため、A-BFTにおいて通信装置(STA)１００ｂからSSWフレームを受信しない場合であっても、ミリ波通信のアソシエーションを行うことができる。
次に、STA1がAP1とミリ波通信（11ad及び11ay）を用いてデータ通信を行う方法について説明する。
AP1は、受信q-omniアンテナ１１５を有効に設定して待ち受けを行うため、AP1とSTA1との位置関係は図３Ｂであり、STA1は11ad及び11ayを用いてデータフレームを送信することが困難である。
図２７は、AP1が、RTSフレームをSTA1へ送信し、STA1とのデータ通信を行う手順を示す（ステップS450からステップS454）。
図２７のステップS450では、AP1は、送信アレイアンテナ１０６をベストセクタに設定し、RTSフレームをSTA1へ送信する。STA1は受信q-omniアンテナ１１５でRTSフレームを受信してもよい（図３Ａを参照）。
図２９は、11adにおけるRTSフレームのフォーマットを示す。Frame Controlフィールドは、フレームがRTSであることを示すType情報を含む。Durationフィールドは、マイクロ秒を単位とする時間期間の情報を含み、RTSフレームの後、AP1が通信を行う時間（TXOP、TX opportunity）を示す。RAフィールドは、受信アドレスを意味し、図２７のステップS450では、AP1はRAフィールドをSTA1のMACアドレスに設定する。TAフィールドは、送信アドレスを意味し、図２７のステップS450では、AP1はTAフィールドをTA1のMACアドレスに設定する。FCS(Frame check sequence)フィールドは、誤り検出符号を含む。
STA1は、RAフィールドにSTA1のアドレスが設定されたRTSフレームをした場合、CTSフレームをAP1へ送信する。AP1は、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定し、CTSフレームを受信する。AP1がCTSフレームを受信したとき、TXOPは有効である（ステップS451）。
TXOPを獲得したAP1は、STA1へデータフレームを送信しても良い。AP1は、STA1宛てのデータフレームにRDG（Reverse Direction Grant）フィールドを含めて送信し、STA1へデータ送信の許可を与える(ステップ452)。
STA1は、RDG（STA1の送信を許可）を含むデータフレームを受信した場合、データフレームに、ステップS452で受信したデータフレームに対するBA（Block Ack、つまり受信確認）を含めてAP1宛てに送信する（ステップ453）。
AP1は、ステップS453のデータフレームに対するBAをSTA1宛てに送信する（ステップS454）。
以上のように、AP1は、RTSフレームをSTA1に送信してTXOPを獲得し、TXOPの期間において送信アレイアンテナ１０６及び受信アレイアンテナ１０６をベストセクタに設定し、RDGをSTA1に送信するため、STA1からの送信パケットが受信q-omniアンテナ１１５によって受信困難であっても、STA1からのデータフレームを受信アレイアンテナ１０６を用いて受信できる。
AP1は、ステップS450において、RTSフレームの代わりにGrantフレームをSTA1へ送信し、ステップS451において、CTSフレームの代わりにGrant Ackフレームを受信して、STA1とのデータ通信を有効にしても良い。この手順は、ステップS409からS414と同様であるから、説明を省略する。
なお、AP1は、ステップS409及びステップS450（Grantフレームを送信する場合）において、Grantフレームを送信する前にPollフレームをSTA1へ送信してもよい。Pollフレームを受信したSTA1は、SPR（Service period request）フレームをAP1宛てに送信し、AP1宛てに送るべきデータを持っているか否かを通知する。つまり、STA1は、AP1に対して、SPRを用いて送信時間の割り当て要求を行う。
AP1は、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定し、SPRフレームを受信する。AP1は、SPRフレームの内容に応じ、STA1がAP1に対しデータ送信が必要と判断した場合に、ステップS409及びステップS450（Grantフレームを送信する場合）において、Grantフレームを送信しても良い。
また、AP1は、DMG BeaconフレームにESE(Extended Schedule Element)を含め、STA1との通信を行う期間(例えば、図３０のAllocation-1)をスケジュールしても良い（ステップS471）。
図３０は、11ad規格におけるESEのフォーマットを示す。AP1は、Allocation-1のSource AIDフィールドの値をSTA1のAID（Association ID）に設定し、Destination AIDフィールドの値をAP1のAIDに設定する。ここで、AIDとは、アソシエーション時にSTA毎に異なる値が決定され、アドレスの代用として用いられる値である。
AP1は、Allocation Startフィールドに、Allocation-1の開始時刻を示す情報を含める。また、AP1は、Alloation Block Durationフィールドには、Allocation-1に係る時間を示す情報を含める。つまり、AP1は、Allocation Startフィールドが示す時刻に始まり、Alloation Block Durationフィールドが示す時間の間、STA1との通信を行うため、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定する。
なお、AP1は、Number of Blocksフィールドに2以上の値を設定し、Alloation Block Durationフィールドが示す時間(time blockという)を複数回繰り返して、Allocation-1の時間を決定してもよい。AP1は、2つのtime blockの間には、Allocation Block Periodフィールドが示す時間の間隔を空ける。この場合、AP1は、time block毎に、STA1との通信を行うため、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定する。
以上のように、実施の形態４の通信装置(STA)１００ｂは、ベストセクタに関する情報をFeedback frameに含め、WLANを用いて送信するため、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達しない場合であっても、ミリ波通信のSLS、アソシエーション、データ通信を行うことができる。
通信装置(AP)１００ａは、WLANを用いてFeedbackフレームを受信した情報に基づき、受信アレイアンテナ１１６をベストセクタに設定してSLSを行うため、A-BFTにおいて通信装置(STA)１００ｂからSSWフレームを受信しない場合であっても、ミリ波通信のSLS及び、データ通信を行うことができ、距離が遠い通信装置(STA)１００ｂと通信することができる。
（実施の形態１、２の変形例）
なお、通信装置(AP)１００ａは、規格に示す受信感度点（図１２Ａ）に比べ高い受信性能を持つ場合、規格の値と受信性能との差分をRxGain_ABFT及びRxGain_AP_Dataに含めて送信しても良い。
例えば、通信装置(AP)１００ａは、-81 dBmのMCS0のパケットの受信に対応している場合(つまり、規格に定められる感度点-78 dBmより3 dB低い信号の受信に対応しているため、受信性能が3 dB高いという)、RxGain_ABFTの値に3 dBを加算した値をA-BFT RX Antenna Gainフィールド（図５）に含めて送信しても良い。
規格に示す受信感度点の値（図１２Ａを参照）をSENSE_REF、通信装置(AP)１００ａの受信感度をSENSE_APと表すと、追加ゲインADD_GAIN_APは式１１により算出される。
ADD_GAIN_AP = SENSE_REF - SENSE_AP （式１１）
通信装置(STA)１００ｂは、図１０のステップS104において、式１２を満たすか否かを判定しても良い。
RSSI_ABFT > SENSE_AP （式１２）
式１２は、式１、式２、式１１を用いて、次の式１３Ａ～Ｃのように変形できる。
EIRP_ABFT - PathLoss_Beacon + RxGain_ABFT > SENSE_REF - ADD_GAIN_AP
（式１３Ａ）
EIRP_ABFT - (EIRP_Beacon + RxGain_Beacon - RSSI_Beacon) + RxGain_ABFT > SENSE_REF - ADD_GAIN_AP （式１３Ｂ）
(EIRP_ABFT - RxGain_Beacon + RSSI_Beacon) - (EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP) > SENSE_REF （式１３Ｃ）
図１０のステップS104において、通信装置(STA)１００ｂは、EIRP_ABFT、RxGain_Beacon、RSSI_Beacon、SENSE_REFの値を既知である。通信装置(STA)１００ｂは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を通信装置(AP)１００ａから受信することにより、式１３Ｃを用いて判定する。
つまり、通信装置(STA)１００ｂは、ADD_GAIN_APの値を含めてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達するか否かを判定するため、通信装置(AP)１００ａの受信能力が規格の感度点に比べて高い場合に、SSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達すると判定できる状況が増加する。
通信装置(AP)１００ａは、図１０のステップS101において、EIRP_Beacon、RxGain_ABFT、ADD_GAIN_APの値をDMG Beaconフレームに含めて送信しても良い。通信装置(AP)１００ａがEIRP_Beacon、RxGain_ABFTの値を送信する方法を実施の形態１で説明したが、同様にADD_GAIN_APの値を示すフィールドをDMG BeaconのEDMG TX RX Infoエレメントに含めても良い（図５を参照）。
通信装置(AP)１００ａは、図１０のステップS101において、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値をDMG Beaconフレームに含めて送信しても良い。通信装置(AP)１００ａが(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT)の値をDifferential Gainフィールド（図１８を参照）に含めて送信する方法を実施の形態２の変形例で説明したが、通信装置(AP)１００ａは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を示すフィールドをDifferential Gainフィールドに含めて送信しても良い。
通信装置(AP)１００ａは、図１９の「TX EIRPの値とA-BFT RX Antenna Gainの値の差」を「(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値」と読み替えてDifferential Gainの値を決定し、図１８のDMG Beaconフレームに含めて送信しても良い。
図３１は、DMG Beaconフレームのフォーマットの別の一例を示す図である。図３１において、Quasi-omni TXフィールドは、DMG Beaconフレームが送信q-omniアンテナ１０５で送信されたか否かを示すフィールドである。また、図３１において、Differential Gainフィールドは、4ビットである。
図３２は、Differential Gainフィールドの値と(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値との関係の一例を示す図である。図３２において、Differential Gainフィールドの値が1増加する毎に、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値は6 dB増加する。
通信装置(AP)１００ａは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値に最も近い値を図３２から選択してDifferential Gainフィールドの値を決定し、送信する。通信装置(AP)１００ａは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を通信装置(STA)１００ｂに通知しない場合、Differential Gainフィールドの値を15（未定義）に設定し、DMG Beaconフレームに含めて送信する。
以上のように、通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにDifferential Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂにおいてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達するか否かを判定することができる。これにより、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)１００ｂの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
また、通信装置(AP)１００ａは、DMG Beaconを送信するEIRPの値(EIRP_Beacon)、A-BFTにおける受信アンテナゲイン(RxGain_ABFT)、規格の感度点と受信性能との差分（ADD_GAIN）の値に基づきDifferential Gainフィールドの値を算出して送信するため、通信装置(STA)１００ｂにおいてA-BFTにおけるSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達するか否かを判定することができる。これにより、不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)１００ｂの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
（実施の形態５）
実施の形態５は、通信装置(AP)１００ａと通信装置(STA)１００ｂが通信を行う実施の形態１から４と異なる方法について説明する。
図３３は、通信装置(AP)１００ａが送信するDMG Beaconフレームの一例を示す図である。図３１のDMG BeaconフレームがQuasi-omni TXフィールド及びDifferential Gainフィールドを含むのに比べ、図３３のDMG Beaconフレームは、AP Selection Parameterフィールドを含む。
図３４は、AP Selection Parameterフィールドの値の一例を示す図である。
通信装置(AP)１００ａは、送信q-omniアンテナ１０５を用いてDMG Beaconフレームを送信する場合、AP Selection Parameterフィールドの値を0に設定する。
通信装置(AP)１００ａは、送信アレイアンテナ（指向性アンテナ）１０６を用いてDMG Beaconフレームを送信する場合、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値に応じて、AP Selection Parameterフィールドの値を0以外の値に設定する。
つまり、通信装置(AP)１００ａは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値に最も近い値（1～14）を図３４から選択してAP Selection Parameterフィールドの値を決定し、送信する。通信装置(AP)１００ａは、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を通信装置(STA)１００ｂに通知しない場合、AP Selection Parameterフィールドの値を15（未定義）に設定し、DMG Beaconフレームに含めて送信する。
なお、図３１のDifferential Gainフィールドと異なり、AP Selection Parameterフィールドの値が１増加する毎に、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値は３dB増加する。つまり、通信装置(AP)１００ａは、AP Selection ParameterフィールドをDMG Beaconフレームに含めて送信することにより、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を精度よく通信装置(STA)１００ｂに通知することができる。
通信装置(AP)１００ａは、DMG Beaconフレームを送信する場合、図３１のQuasi-omni TXフィールドを含めて送信する代わりに、AP Selection Parameterフィールドの値が０であるか否かによって、送信q-omniアンテナ１０５による送信か否かを通知するようにしたので、Quasi-omni TXフィールドを省略でき、DMG BeaconフレームにおけるReservedビットを多く、例えば、図３１では１ビットであるが、図３３では２ビット、確保することができる。
図３５は、通信装置(STA)１００ｂによる図３３のDMG Beaconフレームの受信処理を示すフローチャートである。また、図３５は、通信装置(STA)１００ｂがアクティブスキャン、つまり通信装置(STA)１００ｂが通信装置(AP)１００ａに対してProbe Requestフレームを送信し、Probe Requestフレームを受信する処理を示す。通信装置(STA)１００ｂは、チャネル毎に図３５の手順を繰り返すことにより、通信装置(STA)１００ｂが接続可能なアクセスポイント（例えば通信装置(AP)１００ａ）を検出する。
ステップS501において、通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconフレームを受信する。通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconフレームの受信電力（RSSI_Beacon）を測定する。
ステップS502において、通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG Beaconフレームを解析し、AP Selection Parameterフィールドの値を抽出する。通信装置(STA)１００ｂは、抽出したAP Selection Parameterフィールドの値が0であるか否かを判定し、値が0である場合、例えば、DMG Beaconフレームが送信q-omniアンテナ１０５により送信されたと判定した場合、ステップS503に進む。AP Selection Parameterフィールドの値が1である場合、DMG Beaconフレームが指向性アンテナにより送信されたと判定し、ステップS510に進む。
ステップS503において、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTにおいて、ビームフォーミングトレーニングを行わないために、以下の処理を行う。
通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG Beaconフレームを解析し、A-BFTがスケジュールされているか否かを判定する。通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTがスケジュールされていない場合、ステップS504へ進む。また、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTがスケジュールされている場合、A-BFT期間が完了した後、ステップS504へ進む。
なお、ステップS503において、A-BFTがスケジュールされている場合、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS513へ進んでも良い（ステップS503からステップS513への遷移は図示しない）。
ステップS504において、通信装置(STA)１００ｂは、送信RF回路104（図４を参照）を送信q-omniアンテナ105を用いて送信するように設定し、Probe Requestフレームを送信する。
ステップS504において、通信装置(STA)１００ｂは、11ad規格に定められるProbe Requestフレームのフォーマットを用いて送信しても良い。また、通信装置(STA)１００ｂは、Probe Requestフレームに、送信q-omniアンテナ１０５を用いて送信することを示すフィールドを含めて送信しても良い。
ステップS505において、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａが送信するProbe Responseフレームを受信し、処理を終了する。
次に、ステップS502において、AP Selection Parameterフィールドが0以外の値の場合について説明する。
ステップS510において、通信装置(STA)１００ｂは、受信したAP Selection Parameterフィールドの値から、図３４を用いて(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を決定する。通信装置(STA)１００ｂは、算出した(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値と、ステップS501で測定したRSSI_Beaconの値から、通信装置(AP)１００ａにおけるSSWフレームの受信電力の推定値（推定受信電力）を算出する。推定受信電力は、式１３Ｃの左辺を用いて計算しても良い。
ステップS511において、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS510で算出した推定受信電力が、感度点電力（SENSE_REF）を超えるか否かを判定する。つまり、式１３Ｃの判定を行う。
推定受信電力が感度点電力を超える場合、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS512へ進む。推定受信電力が感度点電力を超えない場合、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS520へ進む。
ステップS512において、通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG Beaconフレームを解析し、A-BFTがスケジュールされているか否かを判定する。A-BFTがスケジュールされていない場合、ステップS501へ戻り、次のDMG Beaconフレームを受信する。例えば、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTがスケジュールされたDMG Beaconフレームを受信するまで、ステップS501からステップS512を繰り返す。（この遷移は図示しない。）
ステップS513において、通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG BeaconフレームにおいてA-BFTがスケジュールされている場合（S512のYes）、通信装置(AP)１００ａに対しSSWフレームを送信し、ビームフォーミング(BF)トレーニングを行う。通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａが送信するSSW Feedbackフレームを受信した場合、BFトレーニングが完了したとみなす。
また、ステップS513において、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTの期間満了時にSSW Feedbackフレームを受信しない場合、BFトレーニングが未完了、またはBFトレーニングが失敗したとみなす。
BFトレーニングの失敗の原因は、例えば、通信装置(STA)１００ｂと、他のSTAとのSSWフレームの送信が重複した場合、SSWフレームの送信信号が競合し、通信装置(AP)１００ａはSSWフレームを受信せず、SSW Feedbackフレームを送信しないことがある。
ステップS514において、通信装置(STA)１００ｂは、BFトレーニングを完了した場合、ステップS515へ進む。また、通信装置(STA)１００ｂは、BFトレーニングを完了しない場合、ステップS516へ進む。
ステップS515において、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS513のBFトレーニングにおいて決定したベストセクタに設定した指向性アンテナを用いて、Probe Requestフレームを送信し、ステップS505へ進む。
ステップS516において、通信装置(STA)１００ｂは、S501で受信したDMG BeaconのAP Selection Parameterフィールドの値が0か否かを判定し、値が0であればS504へ、値が0以外であればS501へ進む。
なお、ステップS516においてYesと判定されるのは、通信装置(STA)１００ｂがステップS503からS513へ遷移した場合（この遷移は図示しない）である。なお、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS516の判定を省略して、ステップS516においてNoの場合と同様に、ステップS501へ遷移しても良い。
次に、ステップS511において、通信装置(STA)１００ｂが、推定受信電力が感度点を越えない(No)と判定した場合の通信装置(STA)１００ｂの動作について説明する。
ステップS520において、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTを用いないBFトレーニングを実施する。通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTを用いないBFトレーニングとして、例えば、図２７のステップS403からS408に示す、Wi-FiとDTIを用いたBFトレーニング方法を実施しても良い。また、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTを用いないBFトレーニングとして、図３６に示すAsymmetric Beamforming Training（後述）をDTI期間中に実施しても良い。
ステップS520において、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａが送信するSSW Feedbackフレーム又はSSW-ACKフレーム（後述）を受信した場合、BFトレーニングが完了したとみなす。
次に、図３５のステップS520における「A-BFTを用いないBFトレーニングを実施」に対して、図３６、図３７、図３８を用いて、DMG Beaconフレームのフィールドの説明を行う。
図３６は、図３５のステップS520における、通信装置(AP)１００ａ及び通信装置(STA)１００ｂがA-BFTを用いないBFトレーニングの実施方法の一例を示す図である。
まず、通信装置(AP)１００ａの動作について説明する。通信装置(AP)１００ａは、BTI（Beacon Transmission Interval）期間において、送信セクタ毎に、TRN-Rフィールドを付加したDMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dを送信する。
図３７は、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのフレームを含むPHYパケット（DMG Beaconパケットという）のフォーマットの一例を示す図である。DMG Beaconパケットは、11ad規格に定められており、STF（Short Training Field）、CEF（Channel Estimation Field）、Header（ヘッダ）、Payload（ペイロード）、AGC（Automatic Gain Control）及びTRN（トレーニング）フィールドを含む。
通信装置(AP)１００ａは、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dに付加されたTRNフィールドに複数のTRN-Rサブフィールドを含めて送信する。通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのTRNフィールドのTRN-Rサブフィールド毎に受信セクタを切り替えて受信を行う。通信装置(STA)１００ｂは、受信品質が良い受信セクタを選択し、通信装置(STA)１００ｂのベストセクタを決定する。
通信装置(STA)１００ｂが受信アンテナパターンレシプロシティを持つ場合、通信装置(STA)１００ｂは、送信アンテナのベストセクタと受信アンテナのベストセクタは同一番号であると定める。例えば、通信装置(STA)１００ｂが受信アンテナパターンレシプロシティを持ち、通信装置(STA)１００ｂが、受信アンテナのBFトレーニングを行った場合、受信アンテナのベストセクタに加え、送信アンテナのベストセクタも決定しても良い。
図３７のDMG Beaconパケットのペイロードは、DMG Beaconフレームを含む。DMG Beaconフレームは、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、BSSIDフィールド、Frame Bodyフィールド、FCSフィールドを含む。
図３７のDMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dは、Timestampフィールド、SSW（Sector Sweep）フィールド、Extended Shechedule element（ESEという）、EDMG（Enhanced Directional Multi-Gigabit） Extended Schedule element（EDMG ESEという）を含む。
図３８は、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのSSWフィールドのフォーマットの一例を示す図である。SSWフィールドは、Directionサブフィールド、CDOWNサブフィールド、Sector IDサブフィールド、DMG Antenna IDサブフィールド、AP Selection Parameterサブフィールド、Reservedサブフィールドを含む。
通信装置(AP)１００ａは、BTIにおいて、DMG Beaconフレーム毎にCDOWNサブフィールドの値を1ずつ減じたDMG Beaconフレームを、送信する。例えば、DMG Beaconフレーム5001aのCDOWNサブフィールドの値がn（nは1以上の整数）である場合、通信装置(AP)１００ａは、DMG Beaconフレーム5001aの次に送信するDMG Beaconフレーム5001bのCDOWNサブフィールドの値をn-1に設定する。なお、CDOWNサブフィールドの値ｋは、0以上の整数である。
また、通信装置(AP)１００ａは、DMG Beaconフレームの送信に用いる送信アンテナの番号（セクタID）の値を、DMG BeaconフレームのSector IDサブフィールドに含めて送信する。例えば、DMG Beaconフレーム5001aのセクタIDはS(n)（S(n)は1以上64以下の整数）、DMG Beaconフレーム5001bのセクタIDはS(n-1)（S(n-1)は1以上64以下の整数）である。
通信装置(AP)１００ａは、DMG Beaconフレーム5001aのAP Selection Parameterサブフィールドの値を、セクタIDがS(n)である送信EIRP、受信q-Omniアンテナのゲイン、及び追加ゲインの値に基づき定めて送信する（図３４を参照）。
DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのESEのフォーマットの一例は、例えば図３０に示した。図３６において、通信装置(AP)１００ａは、DTI(Data Transmission Interval)期間にAsymmetric BT(Beamforming Training) allcation期間をスケジュールする、例えば、時間を割り当てるため、ESEのallocationフィールドの1つ（例えばallcation-p、pは１以上の整数）のAllocation Startサブフィールドの値を、Asymmetric BT allcationの開始時刻に設定する。また、通信装置(AP)１００ａは、allocation-ｐのAllocation Block Durationサブフィールド、Number of Blocksサブフィールド及びAllocation Block Periodサブフィールドの値を、Asymmetric BT allocationの期間を表すように設定する。
ここで、通信装置(AP)１００ａは、Allocation-pのSource AIDの値を255（ブロードキャストを表す値）に設定し、Allocation-pが示すAsymmetric BT allocationの期間において、任意の通信装置が送信を開始しても良いことを通知する。また、通信装置(AP)１００ａは、Destination AIDの値を通信装置(AP)１００ａのAssociation ID（例えば0）に設定してもよい。
図３９は、DMG Beaconフレーム5001a、5001b、5001c、5001dのEDMG ESEのフォーマットの一例を示す図である。EDMG ESEは、Element IDフィールド、Lengthフィールド、Element ID Extensionフィールド、Number of Allcationsフィールド、及びＭ個のChannel Allocationフィールド（Mは１以上の整数であり、qは1以上M未満の整数）を含む。
Channel Allcationフィールドは、Scheduling Typeサブフィールド、Allocation Keyサブフィールド、Channel Aggregationサブフィールド、BW(Bandwidth)サブフィールド、Asymmetric Beamforming Trainingサブフィールド、Receive Directionサブフィールド、Reservedサブフィールドを含む。
通信装置(AP)１００ａは、DTIにおいて、Asymmetric BT allocationをスケジュールする場合、Channel allocationフィールドの１つ（例えばChannel allocation-q）のAsymmetric Beamforming Trainingサブフィールドの値を1に設定する。
また、通信装置(AP)１００ａは、Channel allocation-qのAllocation Keyサブフィールドに、ESEのallocation-pのAllocation Controlサブフィールド（図３０を参照）の一部（例えばAllocation AIDサブフィールド、図示しない）の値を含める。
通信装置(AP)１００ａは、Asymmetric Beamforming Trainingサブフィールドの値を1に設定することにより、DTIにAsymmetric BT allocationが存在することを通知し、ESEのallocation-pのAllocationのAIDの値をChannel allocation-qのAllocation Keyサブフィールドに含めることにより、Asymmetric BT allocationの開始時刻と期間が、allocation-pの開始時刻と期間と同一であることを通知する。
また、通信装置(AP)１００ａは、Receive Directionサブフィールドの値を、BTIにおいて最初に送信したDMG BeaconのCDOWNの値（例えば、図３６のDMG Beacon5001aのCDOWNの値、n）に設定する。この値を、CDOWN初期値という。
ここで、図３６のBTIにおける通信装置(AP)１００ａ及び通信装置(STA)１００ｂの処理は、図３５のステップS501に相当する。まず、通信装置(AP)１００ａは、図３７のDMG Beaconパケットを送信し、Asymmetric BTのアロケーションをスケジュールする。また、通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconパケットの受信時、DMG Beaconパケットの受信電力の測定、及びTRN-Rサブフィールドを用いる受信アンテナのトレーニングを行う。さらに、通信装置(STA)１００ｂは、アンテナパターンレシプロシティから、送信アンテナのベストセクタを決定する。
次に、通信装置(STA)１００ｂは、図３５のステップS502及びS511において、いずれもNoと判定した場合、図３６のA-BFTにおいてSSWフレームの送信を省略する。
次に、図３６のAsymmetric BT allocationの開始時刻において、通信装置(AP)１００ａは、BTI中の1番目に送信したDMG Beacon（例えばDMG Beacon5001a）と同じセクタ（例えばSector IDがS(n)のセクタ。第１のセクタという）に受信アンテナを設定する。
Asymmetric BT allocationの開始時刻から一定時間（例えば、slot time）の経過後、通信装置(AP)１００ａは、BTI中の2番目に送信したDMG Beacon（例えばDMG Beacon5001b）と同じセクタ（例えばSector IDがS(n-1)のセクタ。第２のセクタという）に受信アンテナを切り替える。
なお、通信装置(AP)１００ａが、第１のセクタに設定する期間がスロット1（slot #1）であり、第２のセクタに設定する期間がスロット２（slot #2）である。
このように、通信装置(AP)１００ａは、Asymmetric BT allocationの開始時刻から、slot time毎に、受信セクタを順次切り替えて待ち受けを行う。通信装置(AP)１００ａは、
DMG Beaconの送信における送信セクタの切り替えと同じ順序で、Asymmetric BT allocationにおける受信セクタの切り替えを行う。
次に、通信装置(STA)１００ｂの動作について、説明する。通信装置(STA)１００ｂは、BTIにおいて、DMG Beaconフレームの受信毎に、受信品質を測定し、品質の良いDMG BeaconフレームのセクタIDを、通信装置(AP)１００ａのベストセクタと決定する。
例えば、通信装置(STA)１００ｂは、BTIにおいて、受信q-omniアンテナ１１５を用いてDMG Beaconパケットのペイロードを受信することにより通信装置(AP)１００ａのベストセクタ（例えばセクタIDがS(n-2)）を決定し、受信アレイアンテナ（指向性アンテナ）１１６を切換えて、TRN-Rフィールドを受信することにより、通信装置(STA)１００ｂのベストセクタを決定する。
通信装置(STA)１００ｂは、Asymmetric BT allocationにおいて、送信セクタを通信装置(STA)１００ｂのベストセクタに設定して、SSWフレーム5001dを送信する。
SSWフレーム5001dが通信装置(AP)１００ａに到達するためには、通信装置(STA)１００ｂは、図３Ｄの位置関係において、通信装置(AP)１００ａへSSWフレームを送信する。そこで、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａによって受信セクタがS(n-2)に設定されたスロットにおいて、SSWフレームを送信する。
なお、通信装置(AP)１００ａは、通信装置(AP)１００ａが受信セクタをS(n-2)に設定するスロットが何れのスロットであるかを、以下のように決定する。
BTIにおいて、通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG Beaconフレームが、何番目のDMG Beaconフレームであるかを、受信時刻から判別することは困難である。なぜなら、DMG Beaconフレームの長さ（占有時間）は、可変であるためである。また、DMG Beaconフレームは送信アレイアンテナ（指向性アンテナ）１０６により送信されるため、通信装置(STA)１００ｂは、全てのDMG Beaconフレームを受信しない場合がある。
例えば、通信装置(STA)１００ｂがBTIの開始時刻から300マイクロ秒経過後にDMG Beaconフレームを受信した場合、通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG Beaconフレームが何番目のDMG Beaconフレームであるか（つまり、前述の300マイクロ秒の間に何個のDMG Beaconが送信されたか）を、時間（300マイクロ秒）を元に判別することは困難である。
ここで、通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG BeaconのReceive Directionサブフィールドに含まれるCDOWN初期値と、受信したDMG BeaconのSSWフィールドのCDOWNサブフィールドの値との差分から、受信したDMG Beaconフレームが何番目のDMG Beaconフレームであるかを判別することができる。
例えば、図３６において、図３９のReceive Directionサブフィールドの値はn、ベストセクタに対応するDMG Beaconフレーム（例えばDMG Beaconフレーム5001c）のCDOWNサブフィールドの値はn-2であるから、通信装置(STA)１００ｂは、それぞれの値の差分(n - (n-2) = 2)に1を加算し、DMG Beaconフレーム5001cは3番目に送信されたDMG Beaconフレームであると判別する。
そこで、通信装置(STA)１００ｂは、DTIのスロット３において、SSWフレーム5001dを送信する。通信装置(AP)１００ａは、スロット３において、DMG Beaconフレーム5001cを送信したセクタと同じセクタに受信セクタに設定して、SSWフレームを待ち受ける。このため、通信装置(STA)１００ｂは、図３Ｄの位置関係にある通信装置(AP)１００に対してSSWフレームを送信することができ、通信装置(AP)１００ａは、SSWフレームを受信することができる。
ここで、通信装置(AP)１００ａは、通信装置(STA)１００ｂが送信したSSWフレームを受信した場合、BFトレーニングが成功したとみなす。なお、通信装置(AP)１００ａは、BFトレーニングが成功したことを通知するため、通信装置(STA)１００ｂ宛にSSW-ACK（Sector Sweep Acknoledgement）フレームを送信しても良い。
以上、図３５のステップS520における「A-BFTを用いないBFトレーニングを実施」に対して説明した。
図３５のステップS521において、通信装置(STA)１００ｂは、BFトレーニングが完了した場合（Yes）、ステップS522へ進む。また、通信装置(STA)１００ｂは、BFトレーニングが完了しない場合（No）、ステップS516へ進む。
ステップS522において、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａへProbe Requestフレームを送信するため、指向性TXOPを取得する。指向性TXOPを獲得するため、通信装置(STA)１００ｂは、source(宛先)アドレスが通信装置(STA)１００ｂであるESEを含むフレーム（例えばDMG Beacon、図２７のステップS471を参照）を、通信装置(AP)１００ａが送信するまで、受信待ち受けを行ってもよい。
通信装置(AP)１００ａは、前述のESEが指定する期間（アロケーション）において、受信アレイアンテナを、通信装置(STA)１００ｂと通信するためのベストセクタに設定する。
なお、通信装置(AP)１００ａは、EDMG ESEのReceive DirectionフィールドにベストセクタのSector IDを含め、EDMG ESEが指定する期間において、受信アレイアンテナを、通信装置(STA)１００ｂと通信するためのベストセクタに設定しても良い（この期間を、指向性のアロケーションという）。
例えば、通信装置(AP)１００ａは、EDMG ESEのアロケーションの１つ（例えばallocation-p）がAsymmetric BF allocationであると指定する場合、allocation-pのAsymmetric Beamforming Trainingフィールドを1に設定し、Receive DirectionフィールドにCDOWN初期値を含める。また、通信装置(AP)１００ａは、EDMG ESEの別のアロケーションの１つ（例えばallocation-q）が指向性のアロケーションであると指定する場合、allocation-pのAsymmetric Beamforming Trainingフィールドを0に設定し、Receive DirectionフィールドにベストセクタのSector IDを含める。
なお、通信装置(AP)１００ａは、Asymmetric BF allocationにおいてアソシエーション前の通信装置(STA)１００ｂからSSWフレームを受信した場合、Asymmetric BF allocationより後のBTIにおけるDMG Beaconフレームを用いて、１つ以上の指向性アロケーションを割り当てても良いし、１つ以上の指向性アロケーションを複数のビーコンインターバルにわたって割り当てても良い。
通信装置(AP)１００ａは、通信装置(STA)１００ｂがアソシエーション前か後かに応じて、指向性アロケーションの割り当て方法を決定しても良い。例えば、通信装置(STA)１００ｂがアソシエーション前である場合、通信装置(STA)１００ｂがProbe Requestフレーム、Association Requestフレーム、Authentication Requestフレームを送信するが、これらの制御に関するフレームのデータ量は、１つのビーコンインターバルで送信できるデータ量に占める割合が小さいため、通信装置(AP)１００ａは、ESE又はgrantフレームを送信して、１つのビーコンインターバルに指向性アロケーションを割り当てても良い。
また、例えば、通信装置(STA)１００ｂがアソシエーション後である場合、通信装置(STA)１００ｂがデータフレームを送信するが、データフレームのデータ量は、１つのビーコンインターバルで送信できるデータ量に占める割合が大きいため、通信装置(AP)１００ａは、ESE又はgrantフレームを送信して、複数のビーコンインターバルに指向性アロケーションを割り当てても良い。なお、通信装置(STA)１００ｂがアソシエーション前であっても、複数のビーコンインターバルに指向性アロケーションを割り当てても良い。
通信装置(STA)１００ｂは、アソシエーション後であっても、Asymmetric BF allocationにおいてSSWフレームを送信し、通信装置(AP)１００ａが指向性アロケーションをスケジュールすることを要求することができる。これにより、通信装置(AP)１００ａは、適宜、指向性アロケーションをスケジュールするので、無線リソースの利用効率を向上し、スループットを向上できる。
また、ステップS522において、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａからのGrantフレームの送信（図２７のステップS409を参照）及び通信装置(AP)１００ａからのRTSフレームの送信（図２７のステップS450を参照）を待ち受けても良い。
通信装置(AP)１００ａは、前述のGrantフレームが指定する期間（アロケーション）にわたり、通信装置(STA)１００ｂと通信するためのベストセクタに設定する。また、通信装置(AP)１００ａは、前述のRTSフレームが指定する期間にわたり、通信装置(AP)１００ａは受信アレイアンテナ１１６を、通信装置(STA)１００ｂと通信するためのベストセクタに設定する。
ステップS523において、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS520のBFトレーニングにおいて決定したベストセクタに設定した送信アレイアンテナ（指向性アンテナ）１０６を用いて、Probe Requestフレームを送信する。通信装置(AP)１００ａは、受信アレイアンテナ１１６を、通信装置(STA)１００ｂと通信するためのベストセクタに設定しているため、ステップS511においてNoと判定した場合（例えば、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(STA)１００ｂから通信装置(AP)１００ａへ到達しない）であっても、通信装置(STA)１００ｂが送信したProbe Responseフレームは通信装置(AP)１００ａに到達する。
通信装置(STA)１００ｂは、Probe Requestフレームを送信した後、ステップS505へ進む。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS501において受信したDMG BeaconパケットがTRN-Rサブフィールドを含み、かつ、AP Selection Parameterフィールドの値が０である場合、TRN-Rサブフィールドを用いて通信装置(STA)１００ｂのベストセクタのトレーニングを行い、ステップS504において、送信q-omniアンテナ１０５を用いる代わりに通信装置(STA)１００ｂのベストセクタ（送信アレイアンテナ１０５）を用いてProbe Requestを送信しても良い。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS501において受信したDMG BeaconパケットがTRN-Rサブフィールドを含み、かつ、ステップS502及びステップS511でNoと判定した場合に、ステップS520においてAsymmetric BTを行う代わりに、ステップS523へ進み、送信アレイアンテナ（指向性アンテナ）１０５を用いる代わりにWi-Fiを用いてProbe Requestフレームを通信装置(AP)１００ａへ送信しても良い。
また、通信装置(STA)１００ｂは、OCT（On-channel Tunneling）を用いてProbe Requestフレームを送信しても良い。通信装置(STA)１００ｂは、11ad及び11ay規格のProbe Requestフレームフォーマットを、Wi-Fiを用いて送信しても良い。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、Probe RequestフレームにSSW Feedbackフィールドを含めて送信しても良い。これにより、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTを用いるBFトレーニング（ステップS513）及びA-BFTを用いないBFトレーニング（ステップS520）を行わずにベストセクタを通信装置(AP)１００ａに通知することができるので、BFトレーニングに要する遅延を削減し、BFトレーニングにおける他のSTAへの干渉を減らすことができる。
以上、図３５のステップについて説明した。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、図３５の動作を開始してから所定の時間が経過した場合、ステップS505を実施していなくても、図３５の動作を終了する。
以上より、通信装置(STA)１００ｂは、図３５のステップS502において、AP Selection Parameterフィールドの値が0か否かを判定し、値が0である場合に、送信q-omniアンテナ１０５を用いてProbe Requestフレームを送信するため、ステップS513及びステップS520のBFトレーニングの実施を省略して、Probe Responseフレームを受信できる。これにより、通信装置(STA)１００ｂは、アクティブスキャンに要する時間を短縮することができ、通信装置(AP)１００ａとの初期接続動作を早期に完了し、データ通信を開始することができる。
また、通信装置(STA)１００ｂは、図３５のステップS512において、AP Selection Parameterフィールドの値を利用して、A-BFTにおいてSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達するか否かを判定することができる。通信装置(STA)１００ｂは、SSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達すると判定した場合には、A-BFTを利用してBFトレーニングを行う (ステップS513)。A-BFTを用いるBFトレーニングは、A-BFTを用いないBFトレーニングに比べて遅延が短いため、通信装置(STA)１００ｂは、早期にBFトレーニングを完了でき、早期にアクティブスキャンを完了することができる。
また、通信装置(STA)１００ｂは、図３５のステップS511において、SSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達しないと判定した場合、A-BFTを用いないBFトレーニング(ステップS520)を行うので、A-BFTにおいてSSWフレームの送信を抑制し、通信装置(AP)１００ａ、他のAP、他のSTAへの干渉を減らすことができる。
また、通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconにAP Selection Parameterフィールドを含めて送信するため、DMG Beaconを受信したSTA（例えば通信装置(STA)１００ｂ）は、早期にアクティブスキャンを完了し、通信装置(AP)１００ａとのデータ通信を開始することができる。
以上のように、通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにAP Selection Parameterフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂにおいてQuasi-omni送信によりProbe Requestフレームが通信装置(AP)１００ａに到達するか否かを判定することができる。これにより、通信装置(AP)１００ａは、A-BFTにおける不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)１００ｂの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
また、通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにAsymmetric BT allocationをスケジュールするEDMG ESEフィールドと、CDOWN初期値を示すフィールド（Receive Directionフィールド）を含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂは、ベストセクタに対応するDMG Beaconフレームの順位を判別することができ、Asymmetric BT allocationにおいてSSWフレームが通信装置(AP)１００ａに到達可能なtime slotを決定することができる。
このため、通信装置(AP)１００ａと通信装置(STA)１００ｂの送信電力が異なる場合であっても、通信装置(STA)１００ｂはビームフォーミングトレーニングを完了することができる。これにより、通信装置(AP)１００ａは、広いカバレッジエリアを持つことができる。
（実施の形態６）
実施の形態６は、通信装置(AP)１００ａと通信装置(STA)１００ｂが通信を行う別の方法について説明する。
図４０は、通信装置(AP)１００ａが送信するDMG Beaconフレームの一例を示す図である。図３１のDMG BeaconフレームがQuasi-omni TXフィールド及びDifferential Gainフィールドを含むのに比べ、図４０のDMG Beaconフレームは、Differential Gainフィールドを含み、Quasi-omni TXフィールドを含まない。
通信装置(AP)１００ａは、Differential Gainフィールドの値を、実施の形態１、２の変形例（図３２）と同様に、(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値に対応する値(0～14)及び未定義に対応する値(15)のいずれかに設定し、Differential GainフィールドをDMG Beaconフレームに含めて送信する。
図４１は、通信装置(STA)１００ｂによる図４０のDMG Beaconフレームの受信処理を示すフローチャートである。なお、通信装置(STA)１００ｂは、図３１のDMG Beaconフレームを受信した場合に、図４１の受信処理を行ってもよい。なお、図３５と同じ処理のステップには、同じ符号をつけ、説明を省略する。
ステップS601において、通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconフレームを受信する。通信装置(STA)１００ｂは、DMG Beaconフレームの受信電力（RSSI_Beacon）を測定する。
ステップS602において、通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG Beaconフレームに含まれるDifferential Gainフィールドの値から、図３２を用いて(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値を決定する。
通信装置(STA)１００ｂは、算出した(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値と、ステップS601で測定したRSSI_Beaconの値とから、通信装置(STA)１００ｂが送信q-omniアンテナ１０５を用いて送信した場合における、通信装置(AP)１００ａによるSSWフレームの受信電力の推定値（「Quasi-omni送信における推定受信電力」という）を算出する。
また、通信装置(STA)１００ｂは、算出した(EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP)の値と、ステップS601で測定したRSSI_Beaconの値から、通信装置(STA)１００ｂが送信アレイアンテナ（指向性アンテナ）１０６を用いて送信した場合における、通信装置(AP)１００ａによるSSWフレームの受信電力の推定値（「指向性送信における推定受信電力」という）を算出する。
ステップS603において、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS602で算出した、Quasi-omni送信における推定受信電力が、感度点電力（SENSE_REF）を超えるか否かを判定する。つまり、次に示す式１４の判定を行う。
(EIRP_ABFT_Qomni - RxGain_Beacon + RSSI_Beacon) - (EIRP_Beacon - RxGain_ABFT - ADD_GAIN_AP) > SENSE_REF （式１４）
なお、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS602において式１４の左辺を用いてQuasi-omni送信における推定受信電力を計算しても良い。
Quasi-omni送信における推定受信電力が感度点電力を超える場合（S603のYes）、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS604へ進む。
Quasi-omni送信における推定受信電力が感度点電力を超えない場合（S603のNo）、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS610へ進む。
ステップS604において、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTにおいて、ビームフォーミングトレーニングを行わないために、ために、以下の処理を行う。
通信装置(STA)１００ｂは、受信したDMG Beaconフレームを解析し、A-BFTがスケジュールされているか否かを判定する。通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTがスケジュールされていない場合、ステップS605へ進む。また、通信装置(STA)１００ｂは、A-BFTがスケジュールされている場合、A-BFT期間が完了した後、ステップS605へ進む。
なお、ステップS604において、A-BFTがスケジュールされている場合、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS513へ進んでも良い（ステップS604からステップS513への遷移は図示しない）。
ステップS605において、通信装置(STA)１００ｂは、送信RF回路104（図４を参照）を送信q-omniアンテナ105を用いて送信するように設定し、Probe Requestフレームを送信する。
ステップS605において、通信装置(STA)１００ｂは、11ad規格に定められるProbe Requestフレームのフォーマットを用いて送信しても良い。また、通信装置(STA)１００ｂは、Probe Requestフレームに、送信q-omniアンテナ１０５を用いて送信することを示すフィールドを含めて送信しても良い。
ステップS606において、通信装置(STA)１００ｂは、通信装置(AP)１００ａが送信するProbe Responseフレームを受信し、処理を終了する。
次に、ステップS603において、通信装置(STA)１００ｂが、Quasi-omni送信における推定受信電力が感度点電力を超えないと判定した場合について説明する。
ステップS610において、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS602で算出した指向性送信における推定受信電力が、感度点電力（SENSE_REF）を超えるか否かを判定する。つまり、式１３Ｃの判定を行う。
推定受信電力が感度点電力を超える場合（S610のYes）、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS513へ進む。推定受信電力が感度点電力を超えない場合(S610のNo)、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS520へ進む。
また、S614では、通信装置(STA)１００ｂは、ステップS602で算出した、Quasi-omni送信における推定受信電力が、感度点電力（SENSE_REF）を超えるか否かを判定し、超える場合（Yes）はステップS605へ進み、超えない場合（No）はステップS601へ進む。
以上、図４１のステップについて説明した。
なお、通信装置(STA)１００ｂは、図４１の動作を開始してから所定の時間が経過した場合、ステップS606を実施していなくても、図４１の動作を終了する。
以上より、通信装置(STA)１００ｂは、図３５の受信処理では、AP Selection Parameterフィールドの値を参照し、送信q-omniアンテナ１０５を用いてProbe Requestを送信するか否かを判断したが、図４１の受信処理では、通信装置(STA)１００ｂは、Differential Gainフィールドの値を参照し、送信q-omniアンテナ１０５を用いてProbe Requestを送信するか否かを判断するようにした。
また、通信装置(STA)１００ｂは、図４１の受信処理を行うことにより、図３５の受信処理を用いた場合と同様に、送信q-omniアンテナ１０５を用いてProbe Requestフレームを送信した場合、ステップS513及びステップS520のBFトレーニングの実施を省略して、Probe Responseフレームを受信できる。これにより、通信装置(STA)１００ｂは、アクティブスキャンに要する時間を短縮することができ、通信装置(AP)１００ａとの初期接続動作を早期に完了し、データ通信を開始することができる。
以上のように、通信装置(AP)１００ａは、DMG BeaconフレームにDifferential Gainフィールドを含めて送信するため、通信装置(STA)１００ｂにおいてQuasi-omni送信によりProbe Requestフレームが通信装置(AP)１００ａに到達するか否かを判定することができる。これにより、A-BFTにおける不要なSSWフレームの送信を避けることができるので、通信装置(STA)１００ｂの消費電力を削減でき、他のSTAへの不要な干渉波の発生を減らすことができる。
本開示の一態様は、11ay規格に準拠する通信システムに好適である。
１００ 通信装置
１０１ MAC制御部
１０２ PHY送信回路
１０３ D/Aコンバータ
１０４ 送信RF回路
１０５ 送信q-omniアンテナ
１０６ 送信アレイアンテナ
１１２ PHY受信回路
１１３ A/Dコンバータ
１１４ 受信RF回路
１１５ 受信q-omniアンテナ
１１６ 受信アレイアンテナ

Claims (6)

  1. セクタスイープ（SSW）フィールドを含むDirectional Multi-Gigabit Beacon（DMG Beacon）フレームを生成し、前記SSWフィールドは、自装置のTX EIRP（Transmission Equivalent Isotropic Radiated Power）の値と前記自装置の受信アンテナゲインの値とを用いて得られる差分の値を示すDifferential Gainサブフィールドを含む、信号生成部と、
    前記生成されたDMG Beaconフレームを送信する送信部と、
    を備えるPCP／AP（personal basic service point / access point）通信装置。
  2. 前記差分の値は、前記TX EIRPの値から、前記自装置の前記受信アンテナゲインの値を除算することによって得られる、
    請求項１に記載のPCP／AP通信装置。
  3. 前記Differential Gainサブフィールドの値は、前記DMG Beaconフレームを受信した通信相手装置において、ビームフォーミングトレーニング（BFT）のためのフレームを送信するか否かを判断するのに用いられる、
    請求項１又は２に記載のPCP／AP通信装置。
  4. PCP／AP通信装置における通信方法であって、
    セクタスイープ（SSW）フィールドを含むDirectional Multi-Gigabit Beacon（DMG Beacon）フレームを生成し、前記SSWフィールドは、自装置のTX EIRP（Transmission Equivalent Isotropic Radiated Power）の値と前記自装置の受信アンテナゲインの値とを用いて得られる差分の値を示すDifferential Gainサブフィールドを含み、
    前記生成されたDMG Beaconフレームを送信する、
    通信方法。
  5. 前記差分の値は、前記TX EIRPの値から、前記自装置の前記受信アンテナゲインの値を除算することによって得られる、
    請求項４に記載の通信方法。
  6. 前記Differential Gainサブフィールドの値は、前記DMG Beaconフレームを受信した通信相手装置において、ビームフォーミングトレーニング（BFT）のためのフレームを送信するか否かを判断するのに用いられる、
    請求項４又は５に記載の通信方法。
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