JP2022185448A - 通信装置、制御方法、及び、プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の規格の通信装置が混在する環境において、効率的な通信を可能とするリソース割り当てを行うこと。【解決手段】第1の通信規格に従って第1の他の通信装置の通信に割り当てられるべき周波数リソースに基づいて、第2の通信規格に従う第2の他の通信装置の通信のために周波数リソースを割り当てる通信装置は、第1の他の通信装置と第2の他の通信装置が並行して通信を行う場合に、使用可能な周波数帯域の中での、第1の通信規格のために割り当てられる第1の周波数リソースと第2の通信規格のために割り当てられる第2の周波数リソースとの配分を決定し、第2の他の通信装置に第2の周波数リソースに含まれる周波数リソースを割り当てる。【選択図】 図5
Description
本発明は、無線通信におけるリソース割り当て制御技術に関する。
無線LAN(Wireless Local Area Network)に関する通信規格として、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11規格が知られている。IEEE802.11規格は、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax規格を含む規格シリーズである。特許文献1には、IEEE802.11ax規格において、OFDMA(直交周波数分割多元接続)を用いた通信が行われることが記載されている。OFDMAによる無線通信によれば、高いピークスループットを実現し、また、混雑している状況において通信速度を十分に確保することができる(特許文献1参照)。
現在、さらなるスループット向上のために、IEEE802.11規格シリーズの新たな規格として、IEEE802.11be規格の策定が進行している。IEEE802.11be規格では、IEEE802.11axと同様にOFDMAを用いることによる高周波数利用効率の実現に加え、更なる性能向上に向けた技術検討が行われている。
将来、IEEE802.11ax規格やIEEE802.11be規格に準拠した通信装置が一般的に利用されることが想定される。この場合、同じ周波数帯域において、これらの規格にそれぞれ準拠した複数の通信装置が混在して通信を行う状況が発生しうる。このような状況では、新しい規格が古い規格の通信を妨害しないように通信することが一般的である。しかしながら、その場合には、新しい規格による通信の効率化を十分に行うことができなくなりうる。
本発明は、複数の規格の通信装置が混在する環境における効率的な通信を可能とするリソース割り当て技術を提供する。
本発明の一態様による通信装置は、第1の通信規格に従って第1の他の通信装置の通信に割り当てられるべき周波数リソースに基づいて、第2の通信規格に従う第2の他の通信装置の通信のために周波数リソースを割り当てる割当手段を有し、前記割当手段は、前記第1の他の通信装置と前記第2の他の通信装置が並行して通信を行う場合に、前記第1の通信規格のために割り当てられる第1の周波数リソースと前記第2の通信規格のために割り当てられる第2の周波数リソースとを決定し、前記第2の他の通信装置に前記第2の周波数リソースに含まれる周波数リソースを割り当てる、ことを特徴とする。
本発明によれば、複数の規格の通信装置が混在する環境において、効率的な通信を可能とするリソース割り当てを行うことができる。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
(ネットワーク構成)
図1に、本実施形態にかかる無線通信ネットワークの構成例を示す。ネットワーク101は、IEEE802.11be規格に準拠した通信を実行可能な通信装置と、IEEE802.11ax規格に準拠した通信を実行可能な通信装置とが混在する無線通信ネットワークである。なお、IEEEは、Institute of Electrical and Electronics Engineersの略語である。また、IEEE802.11beは、IEEE802.11EHTとも呼ばれうる。なお、EHTは、Extremely High Throughput又はExtreme High Throughputの略語である。また、IEEE802.11axは、IEEE802.11HEとも呼ばれうる。HEは、High Efficiencyの略語である。
図1に、本実施形態にかかる無線通信ネットワークの構成例を示す。ネットワーク101は、IEEE802.11be規格に準拠した通信を実行可能な通信装置と、IEEE802.11ax規格に準拠した通信を実行可能な通信装置とが混在する無線通信ネットワークである。なお、IEEEは、Institute of Electrical and Electronics Engineersの略語である。また、IEEE802.11beは、IEEE802.11EHTとも呼ばれうる。なお、EHTは、Extremely High Throughput又はExtreme High Throughputの略語である。また、IEEE802.11axは、IEEE802.11HEとも呼ばれうる。HEは、High Efficiencyの略語である。
ネットワーク100は、一例において、IEEE802.11be規格に準拠するAP102及びSTA103と、IEEE802.11ax規格に準拠した通信を実行可能なSTA104とを含む。なお、APはアクセスポイントを指し、STAはステーションのことを指す。なお、AP102は、IEEE802.11ax規格に基づく通信を行うことも可能であるものとする。すなわち、AP102は、例えば、IEEE802.11be規格の無線通信方式に従ってSTA103と通信するとともに、IEEE802.11ax規格の無線通信方式に従ってSTA104と通信することができる。なお、以下では、IEEE802.11be規格に準拠した通信を実行する装置をEHT機器と呼び、IEEE802.11ax規格に準拠した通信を実行する装置をHE機器と呼ぶ場合がある。
各通信装置は、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯の少なくともいずれかの周波数帯において通信することができる。ただし、これは一例であり、例えば60GHz帯などの異なる周波数帯が使用されてもよい。また、各通信装置は、20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、および320MHzのいずれかの信号帯域幅で通信することができる。AP102とSTA103及びSTA104との間では、OFDMA(直交周波数分割多元接続)を用いることにより、複数の信号が多重され、複数のユーザ(STA)の通信が並行して行われる。このような複数のユーザについて並行して行われる通信は、マルチユーザ(MU)通信と呼ばれうる。また、AP102およびSTA103は、それぞれ複数のアンテナを有し、MIMO(Multiple-Input And Multiple-Output)通信を実行可能に構成されてもよい。この場合、送信側の装置が、複数のデータストリームから複数のアンテナのそれぞれに対応する信号を生成し、複数のアンテナのそれぞれから、同じ周波数チャネルを用いて、それぞれに対応する信号を送信する。そして、受信側の装置は、複数のアンテナを用いてそれらの信号を並行して受信し、受信した信号から各データストリームを分離して復号する。AP102およびSTA103は、MIMO通信を実行することにより、MIMO通信を実行しない場合と比べて同じ時間でより多くのデータを送受信することができる。なお、AP102は、STA103やSTA104と、IEEE802.11シリーズの規格に準拠したアソシエーションプロセス等の接続処理を介して無線リンクを確立することができる。
なお、図1のネットワーク構成例は一例にすぎず、例えば、さらに広範な領域に多数のEHT機器及びHE機器が含まれてもよい。また、IEEE802.11ax規格より以前のレガシ規格(IEEE802.11a/b/g/n/ac規格)等に準拠した他の通信装置がネットワークに含まれてもよい。また、AP102、STA103及びSTA104は、上述のレガシ規格をサポートしていてもよい。さらに、AP102、STA103及びSTA104は、Bluetooth(登録商標)、NFC、UWB、Zigbee、MBOAなどの他の通信規格に対応していてもよい。なお、UWBはUltra Wide Bandの略語であり、MBOAはMulti Band OFDM Allianceの略語である。ここで、OFDMはOrthogonal Frequency Division Multiplexingの略語である。また、NFCは、Near Field Communicationの略語である。UWBには、ワイヤレスUSB、ワイヤレス1394、Winetなどが含まれる。また、AP102、STA103及びSTA104は、有線LANなどの有線通信の通信規格に対応していてもよい。
AP102は、一例として、無線LANルータやパーソナルコンピュータ(PC)などでありうるが、これらに限定されない。すなわち、AP102は、IEEE802.11be規格に従って、OFDMAを用いて他の通信装置と通信を実行することができる任意の通信装置でありうる。また、AP102は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。また、STA103は、一例として、カメラ、タブレット、スマートフォン、PC、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドセットなどでありうるが、これらに限定されない。すなわち、STA103は、IEEE802.11be規格に従って、OFDMAを用いて他の通信装置と通信を実行することができる任意の通信装置でありうる。また、STA103は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。STA104は、IEEE802.11ax規格に準拠した無線通信を実行することができる任意の通信装置や、無線チップなどの情報処理装置でありうる。なお、無線チップなどの情報処理装置は、生成した信号を送信するためのアンテナを有する。
IEEE802.11ax規格やIEEE802.11be規格では、OFDMAのサブキャリアを所定数だけまとめた所定の周波数帯域幅の周波数リソースが、Resource Unit(RU)として用意される。RUは、所定数のサブキャリアから構成される周波数リソースの単位であり、STAに対しては、RUを最小単位として周波数リソースが割り当てられる。IEEE802.11ax規格及びIEEE802.11be規格では、それぞれ26本、52本、106本等のサブキャリアをまとめて1つのRUとする26-tone RU、52-tone RU、106-tone RU等が定義されている。さらに、IEEE802.11ax規格及びIEEE802.11be規格では、通信に使用可能な周波数帯域幅が、20MHz、40MHz、80MHz、160MHz等のように可変に構成される。使用される周波数帯域内において、RUには通し番号が関連付けられ、通し番号のうちのいずれかの番号を指定することにより、その番号に対応するRUが特定され、それに応じて、対応するサブキャリア番号が特定される。なお、使用される周波数帯域幅が20MHzまたは40MHzの場合、IEEE802.11ax規格とIEEE802.11be規格において規定されるRUごとに対応するサブキャリア番号は同一である。一方で、その他の場合については、RUごとに対応するサブキャリア番号が一致しないこともありうる。
IEEE802.11ax規格やIEEE802.11be規格に準拠して動作するSTAからAPへ信号を送信する場合、STAは、自装置に割り当てられたRUにおいてAPへ信号を送信することができる。APは後述するトリガフレームを複数のSTAへ向けて送信し、それらのSTAは、そのトリガフレームを受信したことに応答して割り当てられたRUで信号を送信する。IEEE802.11ax規格やIEEE802.11be規格では、複数のSTAがトリガフレームに従って異なるRUで信号を送信することによって、OFDMAによるUL-MU(UpLink Multi-User)送信が行われる。なお、UpLinkは、STAからAPへ信号を送信する方向のリンクを指す。
以下では、IEEE802.11ax規格に準拠するSTAとIEEE802.11be規格に準拠するSTAへ、RUを効率的に割り当てるためのAP102の構成及び処理の流れについて説明する。
(APの構成)
図2は、本実施形態にかかるAP102のハードウェア構成例を示す図である。AP102は、例えば、記憶部201、制御部202、機能部203、入力部204、出力部205、通信部206、およびアンテナ207を有する。なおSTA103やSTA104も同様の構成を有しうるが、ここではAP102に着目して説明する。
図2は、本実施形態にかかるAP102のハードウェア構成例を示す図である。AP102は、例えば、記憶部201、制御部202、機能部203、入力部204、出力部205、通信部206、およびアンテナ207を有する。なおSTA103やSTA104も同様の構成を有しうるが、ここではAP102に着目して説明する。
記憶部201は、例えばROMやRAM等の1つ以上のメモリを含んで構成され、後述する各種動作を行うためのコンピュータプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。なお、ROMはRead Only Memoryの略語であり、RAMはRandom Access Memoryの略語である。なお、記憶部201は、ROMやRAM等のメモリに加えて又はこれに代えて、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVD等の記憶媒体を含んでもよい。また、記憶部201は、複数のメモリ等を含んでもよい。
制御部202は、例えばCPUやMPU等の1つ以上のプロセッサにより構成され、例えば記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、AP102の全体を制御する。なお、CPUはCentral Processing Unitの略語であり、MPUはMicro Processing Unitの略語である。制御部202は、AP102の全体の制御に加え、他の通信装置(例えばSTA103)との通信において送信するデータや信号(無線フレーム)を生成する処理を実行するように構成されうる。なお、制御部202は、例えば、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムとOS(Operating System)との協働により、AP102の全体の制御などの処理を実行するように構成されてもよい。また、制御部202は、マルチコア等の複数のプロセッサを含み、複数のプロセッサによりAP102の全体の制御などの処理を実行するようにしてもよい。また、制御部202は、ASIC(特定用途向け集積回路)、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)等により構成されてもよい。
また、制御部202は、機能部203を制御して、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部203は、AP102が所定の処理を実行するためのハードウェアである。例えば、AP102がカメラである場合、機能部203は撮像部であり、撮像処理を行う。また、例えば、AP102がプリンタである場合、機能部203は印刷部であり、印刷処理を行う。また、例えば、AP102がプロジェクタである場合、機能部203は投影部であり、投影処理を行う。機能部203が処理するデータは、記憶部201に記憶されているデータであってもよいし、後述する通信部206を介して他の通信装置(例えばSTA103)と通信したデータであってもよい。
入力部204は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部205は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部205による出力は、例えば、画面上への表示や、スピーカによる音声出力、振動出力等の少なくとも1つを含む。なお、タッチパネルのように入力部204と出力部205の両方を1つのモジュールで実現するようにしてもよい。また、入力部204および出力部205は、それぞれAP102に内蔵されてもよいし、通信装置に接続された外部装置として構成されてもよい。
通信部206は、IEEE802.11規格シリーズに準拠した無線通信の制御や、IP通信の制御を行う。本実施形態では、通信部206は、特に、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信の制御と、必要に応じてIEEE802.11ax規格に準拠した無線通信の制御を行うように構成される。また、通信部206は、IEEE802.11規格の上述のレガシ規格に準拠した無線通信の制御を行うように構成されてもよい。さらに、通信部206は、有線LAN等の有線通信の制御を行うように構成されてもよい。通信部206は、アンテナ207を制御して、例えば制御部202によって生成された無線通信のための信号の送受信を行う。なお、AP102は、複数の通信部206を有するように構成されてもよい。この場合、AP102は、1つのリンクを1つの通信部206を用いて確立することによって、複数のリンクを確立してマルチリンク通信を実行することができる。なお、AP102は、1つの通信部206を用いて複数のリンクを確立してもよい。この場合、通信部206は、例えば、動作周波数チャネルを時分割で切り替えることにより、複数のリンクを介した通信を実行することができる。なお、通信部206は、AP102がNFC規格やBluetooth規格等に対応している場合、これらの通信規格に準拠した無線通信の制御をも行いうる。また、複数の通信規格に準拠した無線通信を実行可能なようにAP102を構成する場合、それぞれの通信規格に対応する通信部206とアンテナ207とが個別に用意されてもよい。また、AP102は、通信部206を介して、画像データや文書データ、映像データ等のデータを通信相手装置(例えばSTA103やSTA104)との間で通信する。なお、アンテナ207は、通信部206と別個に用意されていてもよいし、通信部206と合わせた1つのモジュールとして構成されてもよい。
アンテナ207は、サブGHz帯、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯における通信を可能とするアンテナである。AP102は、アンテナ207として、マルチバンドアンテナを有してもよいし、周波数帯域ごとに、それぞれの周波数帯域に対応する複数のアンテナを有してもよい。また、AP102は、複数のアンテナ207を有する場合、その複数のアンテナのそれぞれに対応する複数の通信部206を有してもよいし、複数のアンテナに対して1つなどのアンテナ本数より少数の通信部206を有してもよい。なお、アンテナ207は、単一のアンテナであってもよいし、アンテナアレイであってもよい。すなわち、アンテナ207は、複数のアンテナ素子を有し、例えばMIMO等のマルチアンテナ通信を実行可能に構成されてもよい。
図3に、AP102の機能構成例を示す。AP102は、その機能構成として、例えば、RU割当制御部301、トリガフレーム生成部302、および、フレーム送受信部303を含む。
RU割当制御部301は、無線リンクを確立しているSTA103及びSTA104に対して、RUの割り当てを行う。トリガフレーム生成部302は、RU割当制御部301によって決定されたRUの割り当てに基づいてSTAが信号を送信する契機を与えるトリガフレームを生成する。フレーム送受信部303は、トリガフレームを含むマネジメントフレームやコントロールフレーム、データフレームの送受信を制御する。トリガフレーム生成部302によって生成されたトリガフレームは、フレーム送受信部303によってSTA103とSTA104に送信される。STA103とSTA104は、トリガフレームの内容に基づいて、自装置に割り当てられたRUにおいて信号を送信する。これにより、STA103とSTA104が、OFDMAによるUL-MU送信で、AP102へ信号を送信することができる。
ここで、図4を用いて、トリガフレームのフォーマットについて説明する。ここで示されるフィールド/サブフィールドは、IEEE802.11axに規定されたフォーマットに準じている。すなわち、トリガフレームは、Frame Control401、Duration402、RA403、TA404、Common Info405、User Info406、Padding407、FCS408の各フィールドを含む。これらのフィールドのうち、Common Infoフィールド405には、OFDMAで通信が多重化される複数のSTAに対して共通の情報が含められる。また、User Infoフィールド406には、それらの複数のSTAのそれぞれについて固有の情報が含められる。なお、User Infoフィールド406は、STAの数に応じた個数だけ用意される。一例において、使用される周波数帯域幅は、Common Infoフィールド405の中のUL BWサブフィールド412によって、対象のSTAの全てに通知される。一方で、各STAが使用すべきRUの割り当てを示す割当情報は、User Infoフィールド406の中のAID12サブフィールド421とRU Allocationサブフィールド422によって、各STAに対して個別に通知される。なお、AID12サブフィールド421には、アソシエーションの際にSTAに割り当てた、STAを一意に特定可能な識別情報であるAID(Association ID)が格納される。これにより、このフレームを受信したSTAが、どのUser Infoフィールド406に自装置のための情報が格納されているかを特定することが可能となる。そして、STAは、AID12サブフィールド421に自装置のAIDが格納されたUser Infoフィールド406において、RU Allocationサブフィールド422を確認することにより、自装置に割り当てられたRUを特定する。なお、各RUには通し番号が関連付けられており、RU Allocationサブフィールド422には、その通し番号のうちの、STAに割り当てられるRUに対応する番号が格納される。
(処理の流れ)
続いて、AP102によって実行されるRUの割り当て処理の流れの例について、説明する。なお、以下で説明する処理は、AP102がRUの割り当てを決定する場合に、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムを制御部202が読み出して実行することによって実現される。なお、以下の処理を実行するための専用のハードウェアが用いられてもよいし、例えば通信部206に含まれるプロセッサが以下の処理を実行するような実装が用いられてもよい。
続いて、AP102によって実行されるRUの割り当て処理の流れの例について、説明する。なお、以下で説明する処理は、AP102がRUの割り当てを決定する場合に、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムを制御部202が読み出して実行することによって実現される。なお、以下の処理を実行するための専用のハードウェアが用いられてもよいし、例えば通信部206に含まれるプロセッサが以下の処理を実行するような実装が用いられてもよい。
<処理例1>
本処理例では、使用される周波数帯域幅が20MHzであり、STA103とSTA104に52-tone RUが割り当てられる場合の例について説明する。使用される周波数帯域幅が20MHzである場合、4つの52-tone RUが定義される。これらの4つのRUを、それぞれ、RU1~RU4と呼ぶ。表1は、そのRU1~RU4のそれぞれについて対応するサブキャリア番号を示している。なお、この表において、[x:y]は、サブキャリア番号xからサブキャリア番号yまでの間のサブキャリア群を示している。
本処理例では、使用される周波数帯域幅が20MHzであり、STA103とSTA104に52-tone RUが割り当てられる場合の例について説明する。使用される周波数帯域幅が20MHzである場合、4つの52-tone RUが定義される。これらの4つのRUを、それぞれ、RU1~RU4と呼ぶ。表1は、そのRU1~RU4のそれぞれについて対応するサブキャリア番号を示している。なお、この表において、[x:y]は、サブキャリア番号xからサブキャリア番号yまでの間のサブキャリア群を示している。
本処理例では、この4つのRUを割り当てる手法について説明する。
図5に、本処理例において、AP102のRU割当制御部301が実行する処理の流れの例を示す。この処理は、例えば、AP102がRUの割り当てを決定する際にまたはトリガフレームを生成する際に実行される。本処理では、AP102は、まず、RUを割り当てる対象のSTAの候補を決定する(S501)。AP102は、例えば、BSR(Buffer Status Report)等を用いて、自装置と接続を確立している各STAの送信キュー(送信対象データ)の滞留状態を確認し、その結果に基づいてRUの割り当て対象とするSTAの候補を決定する。例えば、AP102は、バッファに保持されている送信対象データの量が所定量を超えるSTAを、RUの割り当て対象の候補として選択しうる。そして、AP102は、RUの割り当て対象のSTAの候補に、IEEE802.11ax規格に従って動作するSTAと、IEEE802.11be規格に従って動作するSTAとの両方が含まれるか否かを判定する(S502)。なお、以下では、IEEE802.11ax規格に従って動作するSTAをHE-STAと呼び、IEEE802.11be規格に従って動作するSTAをEHT-STAと呼ぶ。また、IEEE802.11ax規格に従う通信が行われるネットワークをHEネットワークと呼び、IEEE802.11be規格に従う通信が行われるネットワークをEHTネットワークと呼ぶ。
AP102は、RUの割り当て対象のSTAの候補にHE-STAとEHT-STAの両方が含まれると判定した場合(S502でYES)、表1に示す4つのRUのそれぞれを、HE優先RUとEHT優先RUとのいずれかに設定する(S503)。AP102は、例えば、HEネットワークとEHTネットワークとのそれぞれにおいて要求される伝送帯域に基づいて、HE優先RUの数とEHT優先RUの数とを決定する。例えば、HEネットワークとEHTネットワークで要求される伝送帯域が等しい場合、AP102は、2つのRUをHE優先RUに設定し、残り2つのRUをEHT優先RUに設定する。なお、どのRUをHE優先RUとし、どのRUをEHT優先RUとするかは、任意の方法で決定されうる。
AP102は、続いて、RUの割り当て対象のSTAの候補のうち、RUの割り当てを行うべきSTAを選択する(S504)。AP102は、例えば、対応するAIDが小さい方から優先して、STAを選択しうる。ただし、これは一例にすぎず、AP102は、例えば、AIDが大きいSTAから優先してRUを割り当てるようにしてもよい。また、AP102は、MAC(Media Access Control)アドレスの小さいSTAから、またはMACアドレスの大きいSTAから、優先してRUを割り当てるようにしてもよい。また、AP102は、HE-STAを優先してRUを割り当てるようにしてもよいし、EHT-STAを優先してRUを割り当てるようにしてもよい。
AP102は、S504でEHT-STAを選択した場合(S505でYES)、S503で設定したEHT優先RUのうち、まだ割り当てられていないRUが存在するかを判定する(S506)。そして、AP102は、まだ割り当てられていないEHT優先RUが存在する場合(S506でYES)、その割り当てられていないRUの中から、S504で選択されたSTAへRUを割り当てる(S507)。一方、AP102は、まだ割り当てられていないEHT優先RUが存在しない場合(S506でNO)、直前のS504で選択されたSTAへRUを割り当てずに、RUの割り当て対象のSTAの候補の中から別のSTAを選択する(S504)。なお、この別のSTAの選択では、EHT-STAが選択されないような(またはHE-STAが優先的に選択されるような)処理が行われうる。
AP102は、S504でHE-STAを選択した場合(S505でNO)、S503で設定したHE優先RUのうち、まだ割り当てられていないRUが存在するかを判定する(S508)。そして、AP102は、まだ割り当てられていないHE優先RUが存在する場合(S508でYES)、その割り当てられていないRUの中から、S504で選択されたSTAへRUを割り当てる(S509)。一方、AP102は、まだ割り当てられていないHE優先RUが存在しない場合(S508でNO)、直前のS504で選択されたSTAへRUを割り当てずに、RUの割り当て対象のSTAの候補の中から別のSTAを選択する(S504)。なお、この別のSTAの選択では、HE-STAが選択されないような(またはEHT-STAが優先的に選択されるような)処理が行われうる。
そして、AP102は、S501で決定されたSTAの候補のすべてに対してRUの割り当てを完了した場合(すなわち、S504においてすべてのSTAの候補が選択された場合)(S510でYES)、処理を終了する。なお、AP102は、S501において、RUの数以上の数のSTAの候補を決定しておき、すべてのRUがいずれかのSTAに対して割り当てられた場合に、処理を終了してもよい。すなわち、AP102は、S510において、RUの割り当てをこれ以上行うことができない状態となったかを判定する。そして、AP102は、RUの割り当てをこれ以上行うことができない状態であると判定した場合(S510でYES)は処理を終了し、まだRUの割り当てを行うことができる場合(S510でNO)は、処理をS504へ戻す。
なお、AP102は、S501で決定したRUの割り当て対象のSTAの候補にHE-STAとEHT-STAのいずれか一方のみが含まれると判定した場合(S502でNO)、HE優先RUおよびEHT優先RUの設定を行わずにRUの割り当て処理を行う。すなわち、AP102は、S504と同様に、RUの割り当て対象のSTAの候補の中からRUを割り当てるSTAを選択し(S511)、そのSTAに対してRUを割り当てる(S512)。そして、AP102は、RUの割り当てをこれ以上行うことができない状態となったかを判定する(S512)。AP102は、RUの割り当てをこれ以上行うことができない状態であると判定した場合(S512でYES)は処理を終了し、まだRUの割り当てを行うことができる場合(S512でNO)は、処理をS511へ戻す。
上述のS503~S510の処理により、AP102は、HE-STAとEHT-STAとが混在するシステムにおいて、HEネットワークとEHTネットワークのそれぞれに要求される伝送帯域に応じて適応的にRUを割り当てることができる。また、S511~S513の動作により、例えばRUを割り当てるSTAの候補がHE-STAのみまたはEHT-STAのみである場合には、HEまたはEHTに対する優先RUを用意せずに全てのRUを効率的に利用することができる。
なお、上述の例では、HEネットワークとEHTネットワークとのそれぞれにおいて要求される伝送帯域に基づいて、HE優先RUの数とEHT優先RUの数を決定するものとしたが、これに限られない。例えば、AP102は、伝送帯域に代えて又はこれに加えて、自装置との接続が確立されているHE-STAの台数とEHT-STAの台数とに基づいて、HE優先RUとEHT優先RUの数を決定してもよい。すなわち、AP102は、STAの台数の多い方の通信規格のために多くのRUが割り当てられるようにしうる。また、AP102は、S501で決定した、RUの割り当て対象のSTAの候補におけるHE-STAの台数とEHT-STAの台数とからHE優先RUとEHT優先RUの数を決定してもよい。
また、上述の例では、RUをHE優先RUとEHT優先RUとのいずれとして用いるかをAP102が任意の方法で決定する場合の例について説明したが、これに限られない。例えば、SNR(信号対雑音比)やSINR(信号対干渉及び雑音比)などの無線品質が十分に高いRUが、EHT優先RUに設定されるようにしてもよい。例えば、HE-STAが1024QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、EHT-STAが4096QAMに対応するなど、EHT-STAの方がHE-STAより多値数の大きい変調方式に対応しているものとする。一般に、多値数が大きい変調方式であるほど、要求される無線品質(SNRやSINRなど)が高くなる。このため、無線品質が良好なRUをEHT優先RUとすることにより、変調多値数の大きい変調方式を用いて高効率に通信を行うことが可能となり、それにより周波数利用効率を向上させることができる。なお、この場合、AP102は、どのRUをEHT優先RUに設定するかを、各RUのノイズレベルを測定することにより決定しうる。また、AP102は、RUの割り当て対象の候補となるEHT-STAのそれぞれが各RUにおいて得られる無線品質を、各EHT-STAからCSI(Channel State Information)等の報告を受信することによって特定しうる。また、AP102は、RUの割り当て対象の候補となるEHT-STAのそれぞれから送出された信号を測定することにより特定してもよい。そして、いずれかのEHT-STAにおいて十分な無線品質を確保可能なRUを、EHT優先RUとするようにしてもよい。また、AP102は、周波数偏差による無線品質の低下の影響を受けにくいDCサブキャリアの近傍のRUを、EHT優先RUとして決定するようにしてもよい。DCは直流を意味するが、ここでは、使用可能なサブキャリアのうちの中心、すなわち、信号帯域における中心周波数を意味する。なお、EHT-STAであっても、4096QAMには対応していないSTAが存在しうる場合、AP102は、4096QAMに対応していることが確認されたEHT-STAに対して、優先して無線品質の良好なEHT優先RUを割り当てるようにしてもよい。
また、上述の処理例では、AP102は、S506及びS508においてEHT優先RUまたはHE優先RUが割り当て可能でないと判定した場合に、S504で選択されたSTAに対してRUを割り当てないものとしたが、これに限られない。例えば、AP102は、EHT優先RUが余っている状態でHE-STAへのRUの割り当てが行われずに、S510で全ての候補のSTAへのRUの割り当てを完了したと判定した場合、そのEHT優先RUをそのHE-STAへ割り当てるようにしてもよい。これによれば、EHT優先RUやHE優先RUが使用されないことによる周波数利用効率の劣化を抑制することができる。また、AP102は、S501で決定されたSTAの候補のいずれかに対してRUの割り当てが行われないまま、割り当て可能なRUが尽きたことにより処理を終了した場合、次の送信機会に、RUが割り当てられなかったSTAに優先的にRUを割り当てうる。例えば、AP102は、次のトリガフレームの送信の際に図5の処理を実行し、その際に、S504で、前回RUが割り当てられなかったSTAを優先的に選択しうる。これにより、各STAへのRUの割り当ての公平性を確保することができる。
<処理例2>
上述の通り、使用される周波数帯域幅が20MHzまたは40MHzの場合、IEEE802.11ax規格とIEEE802.11be規格の各RUに対応するサブキャリアが一致する。一方で、周波数帯域幅が80MHzの場合、IEEE802.11ax規格とIEEE802.11be規格の各RUに対応するサブキャリアは一致しなくなる。ここで、表2に、IEEE802.11ax規格において、80MHzの周波数帯域幅と52-tone RUが用いられる場合の、各RUに対応するサブキャリア番号を示す。また、表3に、IEEE802.11be規格において、80MHzの周波数帯域幅と52-tone RUが用いられる場合の、各RUに対応するサブキャリア番号を示す。なお、以下では、IEEE802.11ax規格のRUをHE-RUと呼び、IEEE802.11be規格のRUをEHT-RUと呼ぶ。
上述の通り、使用される周波数帯域幅が20MHzまたは40MHzの場合、IEEE802.11ax規格とIEEE802.11be規格の各RUに対応するサブキャリアが一致する。一方で、周波数帯域幅が80MHzの場合、IEEE802.11ax規格とIEEE802.11be規格の各RUに対応するサブキャリアは一致しなくなる。ここで、表2に、IEEE802.11ax規格において、80MHzの周波数帯域幅と52-tone RUが用いられる場合の、各RUに対応するサブキャリア番号を示す。また、表3に、IEEE802.11be規格において、80MHzの周波数帯域幅と52-tone RUが用いられる場合の、各RUに対応するサブキャリア番号を示す。なお、以下では、IEEE802.11ax規格のRUをHE-RUと呼び、IEEE802.11be規格のRUをEHT-RUと呼ぶ。
ここで、AP102が、STA103にEHT-RU12を割り当て、STA104にHE-RU11を割り当てる場合を考える。この場合、STA103は、IEEE802.11be規格に基づいて動作するため、サブキャリア番号201~252のサブキャリアを使用してUL-MU送信を行う。一方、STA104は、IEEE802.11ax規格に基づいて動作するため、サブキャリア番号152~203のサブキャリアを使用してUL-MU送信を行う。この結果、STA103とSTA104との両者が、サブキャリア番号201~203のサブキャリアで信号を送信することとなる。このため、これらのサブキャリアでは、STA103から送信された信号とSTA104から送信された信号とが、相互に干渉してしまう。この結果、AP102がこれらの信号の受信に失敗して、例えば再送などが行われることにより、システム全体の周波数利用効率が低下してしまいうる。
本処理例では、このような事情に鑑み、使用される周波数帯域幅が80MHzであり、AP102が、STA103およびSTA104に対して、各RUに対応するサブキャリアの違いを考慮して、それぞれ52-tone RUを割り当てるようにする。このため、AP102は、図5のS503のHE優先RU/EHT優先RUの決定処理において、図6のような処理を実行する。すなわち、AP102は、まず、EHT優先RUの個数を決定し、どのRUをEHT優先RUとするかを決定する(S601)。そして、AP102は、S601で設定したEHT優先RUと干渉を生じないHE-RUを、HE優先RUとして決定する(S602)。
図7と図8に、本処理例に従って、HE優先RU/EHT優先RUを割り当てた場合の例を示す。図7は、AP102が、EHT優先RUの個数を8とし、RU5~RU12をEHT優先RUとして設定した場合の例を示している。また、図8は、AP102が、EHT優先RUの個数を10とし、RU1~RU5とRU12~RU16をEHT優先RUとして設定した場合の例を示している。図7の例では、S601でRU5~RU12がEHT優先RUとして設定されており、これらのRUに対応するサブキャリア番号-252~252のサブキャリアがIEEE802.11be規格に従う通信に使用される。そして、AP102は、このEHT優先RUに対応するサブキャリアを含まないHE-RUをHE優先RUとして決定する。すなわち、ここでは、AP102は、RU1~RU4およびRU13~RU16を、HE優先RUとして決定する。一方、図8の例では、AP102が、RU1~RU5とRU12~RU16をEHT優先RUとして設定しており、サブキャリア番号-499~-201および201~499のサブキャリアがIEEE802.11be規格に従う通信に使用される。ここで、RU6およびRU11がHE優先RUとして決定された場合、サブキャリア番号-203~-201及び201~203のサブキャリアにおいて、EHT優先RUとして設定されたRU5およびRU12と干渉が発生しうる。このため、AP102は、EHT優先RUではないRU6およびRU11であっても、これらをHE優先RUに設定せず、RU7~RU10のみをHE優先RUとして決定する。このような設定により、少なくとも一部のEHT-RUとHE-RUの対応するサブキャリアが一致しない環境において、EHT-STAの通信とHE-STAの通信とが相互に干渉することを防ぐことができるようになる。
以上のようにして、HE-STAとEHT-STAとが混在するシステムにおいて、HE-RUとEHT-RUの間での干渉の発生を防ぎ、HEネットワークとEHTネットワークとのそれぞれに対して適応的にRUを割り当てることができる。
AP102は、上述の処理によって決定されたRUの割り当てを示す情報を含んだトリガフレームを生成し、STA103及びSTA104へ送信する。これにより、STA103及びSTA104が並行して信号を送信する際に、これらのSTAの信号が相互に干渉しないような周波数リソースの使用を、これらのSTAへ指示することができる。
なお、上述の手法は、IEEE802.11ax規格とIEEE802.11be規格との間での周波数リソースの割り当て技術に関するが、例えば、IEEE802.11規格シリーズの他の規格に対して適用されてもよい。また、例えば、セルラ通信規格とIEEE802.11規格との間で協調してリソースを割り当てる際に用いられてもよい。例えば、(例えばロングタームエボリューションや第5世代の)セルラ通信規格の通信を、無線LANの周波数帯で実行する際に、上述の手法が適用されうる。一例において、IEEE802.11ax規格やIEEE802.11be規格の通信のRUを優先的に配置可能な周波数リソースとセルラ通信規格の通信のリソースブロックを優先的に配置可能な周波数リソースとが決定されうる。それぞれのシステムにおける通信に必要な伝送帯域等に基づいて決定されうる。そして、無線LANの通信優先の周波数リソースの中で、IEEE802.11ax規格やIEEE802.11be規格のためのRUの割り当てが行われ、セルラ通信優先の周波数リソースの中で、セルラ通信のリソースブロックが割り当てられる。なお、AP102は、セルラ通信に必要な伝送帯域等を特定可能な情報をセルラ通信システムのノードから取得し、無線LANとセルラ通信とのそれぞれについて優先される周波数リソースを決定しうる。また、AP102は、セルラ通信システムのノードへ、セルラ通信が優先されると決定された周波数リソースを示す情報を通知する。これによれば、セルラ通信規格の通信と無線LAN規格の通信とが、相互に干渉せずに並行して行われるようにすることが可能となる。また、セルラ通信規格以外の他の通信規格との間で上述の処理が実行されるようにしてもよい。なお、セルラ通信規格などの無線LAN以外の規格との間で周波数リソースの調整を行う場合には、AP102は、各システムに対して優先されるリソースを決定した後に、無線LANのRUの割り当てのみを実行しうる。
なお、AP102は、例えば、IEEE802.11ax規格とIEEE802.11be規格とのいずれか一方でのみ動作するように構成されてもよい。一例において、AP102は、別のAPにIEEE802.11ax規格で接続されているSTAにおいて滞留している送信対象データの量の情報などの要求される伝送帯域等を特定可能な情報をこの別のAPから取得しうる。そして、AP102は、この情報に基づいて、別のAPにおけるIEEE802.11ax規格での通信に必要な伝送帯域等を特定する。また、AP102は、自装置に接続中のIEEE802.11be規格に従うSTAにおいて滞留している送信対象データ量等から、IEEE802.11be規格での通信に必要な伝送帯域等を特定する。そして、AP102は、別のAPにおけるIEEE802.11ax規格での通信のためのHE優先RUと、自装置におけるIEEE802.11be規格での通信のためのEHT優先RUを決定してもよい。この場合、AP102は、決定したHE優先RUを別のAPへ通知し、自装置に接続中のEHT-STAへ、EHT優先RUの中からRUを割り当てる。これにより、複数のAP間で、異なる通信規格による通信を協調して実行することができる。同様に、APが他のAPと協調して、周囲の無線LAN通信規格の複数のバージョンで動作するSTAに並行して通信を行わせる際に、上述の処理を用いることができる。
なお、上述の実施形態では、RUの数の配分を決定する手順について説明したが、割り当て可能な周波数リソースがRUなどの単位によって規定されなくてもよい。すなわち、使用可能な周波数帯域の中で、複数の通信規格のそれぞれに準拠する通信のためにそれぞれ割り当てられるべき周波数リソースの配分を決定する限りにおいて、一定の周波数リソースの単位を基準として用いずにその配分を行ってもよい。
また、本実施形態では、AP102がRUの割り当てを決定する構成について説明したが、1つ以上のAP102を制御する制御装置を別途用意し、制御装置が、その1つ以上のAP102におけるRUの割り当てを決定してもよい。
上述の実施形態では、STA103及びSTA104に上りリンクの信号を送信させる際の処理について説明したが、下りリンクにおけるRUの割り当てにおいても同様の手法を適用することができる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
102:AP、103:be STA、104:ax STA、201:記憶部、202:制御部、206:通信部、301:RU割当制御部
Claims (15)
- 通信装置であって、
第1の通信規格に従って第1の他の通信装置の通信に割り当てられるべき周波数リソースに基づいて、第2の通信規格に従う第2の他の通信装置の通信のために周波数リソースを割り当てる割当手段を有し、
前記割当手段は、前記第1の他の通信装置と前記第2の他の通信装置が並行して通信を行う場合に、
使用可能な周波数帯域の中での、前記第1の通信規格のために割り当てられる第1の周波数リソースと前記第2の通信規格のために割り当てられる第2の周波数リソースとの配分を決定し、
前記第2の他の通信装置に前記第2の周波数リソースに含まれる周波数リソースを割り当てる、
ことを特徴とする通信装置。 - 前記割当手段は、前記第1の他の通信装置に対して前記第1の周波数リソースに含まれる周波数リソースを割り当てる、ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- 前記割当手段は、
前記通信装置と接続を確立している他の通信装置のうち、周波数リソースを割り当てる装置を決定し、
前記周波数リソースを割り当てる装置に前記第1の他の通信装置と前記第2の他の通信装置とが共に含まれる場合に、前記配分を決定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記第1の通信規格に従って前記第1の他の通信装置と通信を行う他の装置へ、前記第1の周波数リソースを示す情報を通知する通知手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- 前記割当手段は、前記第1の通信規格の通信と前記第2の通信規格の通信とのそれぞれにおいて要求される伝送帯域の大きさに基づいて前記配分を決定する、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記割当手段は、前記通信装置と接続を確立している他の通信装置のうち前記第1の通信規格に従う装置の台数と前記第2の通信規格に従う装置の台数とに基づいて前記配分を決定する、ことを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
- 前記割当手段は、前記第1の通信規格に従って周波数リソースが割り当てられるべき装置の台数と前記第2の通信規格に従って周波数リソースが割り当てられるべき装置の台数とに基づいて前記配分を決定する、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記割当手段は、前記第2の通信規格が前記第1の通信規格より大きい変調多値数の変調方式に対応している場合、前記第2の周波数リソースとして、前記第1の周波数リソースより無線品質が良好な周波数リソースを配分する、ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記割当手段は、前記第2の通信規格が前記第1の通信規格より大きい変調多値数の変調方式に対応している場合、信号帯域における中心周波数に近い周波数リソースを前記第2の周波数リソースとして配分する、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記第1の通信規格はIEEE802.11ax規格であり、前記第2の通信規格はIEEE802.11be規格である、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記第1の通信規格はIEEE802.11be規格であり、前記第2の通信規格はIEEE802.11ax規格である、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記割当手段は、Resource Unit(RU)を単位として、前記第1の周波数リソースと前記第2の周波数リソースとを配分する、ことを特徴とする請求項10又は11に記載の通信装置。
- 前記割当手段は、前記第1の周波数リソースとして割り当てられる前記第1の通信規格の前記RUに含まれるサブキャリアが前記第2の周波数リソースとして割り当てられる前記第2の通信規格の前記RUに含まれるサブキャリアと重複しないように、前記第1の周波数リソースと前記第2の周波数リソースとを配分する、ことを特徴とする請求項12に記載の通信装置。
- 通信装置によって実行される制御方法であって、
第1の通信規格に従って第1の他の通信装置の通信に割り当てられるべき周波数リソースに基づいて、第2の通信規格に従う第2の他の通信装置の通信のために周波数リソースを割り当てる割当工程を含み、
前記割当工程では、前記第1の他の通信装置と前記第2の他の通信装置が並行して通信を行う場合に、
使用可能な周波数帯域の中での、前記第1の通信規格のために割り当てられる第1の周波数リソースと前記第2の通信規格のために割り当てられる第2の周波数リソースとの配分を決定し、
前記第2の他の通信装置に前記第2の周波数リソースに含まれる周波数リソースを割り当てる、
ことを特徴とする制御方法。 - コンピュータを、請求項1から13のいずれか1項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。
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