WO2022097375A1 - 通信装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Definitions
- the IEEE 802.11 standard is known as a communication standard related to wireless LAN (Wireless Local Area Network).
- the IEEE802.11 standard is a series of standards including the IEEE802.11a / b / g / n / ac / ax standard.
- Patent Document 1 describes that communication using OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) is performed in the IEEE802.11ax standard. According to the wireless communication by OFDMA, a high peak throughput can be realized, and a sufficient communication speed can be secured in a congested situation.
- OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
- the IEEE802.11be standard is being formulated as a new standard in the IEEE802.11 standard series.
- multi-link communication is being considered in which one access point (AP) establishes and communicates with one station (STA) in one or more frequency bands by establishing multiple wireless links.
- the AP establishes a connection with the STA using multiple frequency channels in at least one of the 2.4 GHz, 5 GHz, or 6 GHz frequency bands and communicates in parallel on each frequency channel. do.
- multi-link communication is possible due to the hardware restrictions of the device, there may be APs and STAs that cannot execute the reception operation on the other link while the transmission operation is being executed on the predetermined link. ..
- APs that perform multi-link communication need to periodically transmit beacons on each link. However, if the AP is a device that cannot receive on the other link while transmitting on a given link, the AP will transmit a beacon on the other link while receiving some data on the given link. Can not do it. In addition to the beacon, the AP may need to transmit group address frames that collectively transmit information to multiple devices, but such frames may not be able to be transmitted for the same reason. sell. Further, even if the timing at which the AP transmits a beacon on a predetermined link is predetermined, the timing at which the beacon is transmitted may be different depending on the degree of congestion of the link. Even in such a case, the AP operates under the constraint that the reception operation cannot be performed on the other link while the transmission operation is performed on the predetermined link.
- the present invention provides a communication control technique for preventing transmission and reception from being performed in parallel in a communication device.
- the communication device is a communication means for communicating with a partner device in accordance with the 802.11 standard series using a plurality of wireless links, and a group of the first wireless link among the plurality of wireless links.
- a predetermined frame which is an address frame
- the frame addressed to the communication device does not arrive at the second wireless link different from the first wireless link among the plurality of wireless links. It has a control means for controlling the communication means.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of hardware configuration of a communication device.
- FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration example of the communication device.
- FIG. 4A is a diagram showing an example of a processing flow executed by the access point.
- FIG. 4B is a diagram showing an example of a processing flow executed by the access point.
- FIG. 5 is a diagram showing an example of a communication flow in a wireless communication system.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of a processing flow executed by the access point.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of hardware configuration of a communication device.
- FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration example of the communication device.
- FIG. 4A is a diagram showing an example of a processing flow executed by the access point.
- FIG. 4B is a diagram showing an example
- FIG. 1 shows a configuration example of the wireless communication system of the present embodiment.
- a wireless communication system includes a plurality of communication devices, and these communication devices transmit and receive wireless signals to and from each other to perform communication.
- an access point (AP102) constitutes a network 101
- a station (STA103) participates in the network 101.
- the STA 103 can participate in the network 101 and communicate with the AP 102.
- FIG. 1 shows a situation in which an STA 106 that does not participate in the network 101 exists. It is assumed that the STA 106 cannot communicate with the AP102, but is affected by the interference caused by the signal from the AP102, and is present at a position where the transmitted signal interferes with the communication of the AP102.
- AP102 and STA103 are configured to be capable of executing wireless communication conforming to the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11be (EHT) standard, respectively.
- AP102 and STA103 may support the legacy standard, which is a standard prior to the IEEE802.11be standard.
- AP102 and STA103 may be configured to support at least one of the IEEE802.11a / b / g / n / ac / ax standards.
- AP102 and STA103 may support other communication standards such as Bluetooth®, NFC, UWB, ZigBee, and MBOA.
- NFC, UWB, and MBOA are acronyms for Near Field Communication, Ultra Wide Band, and Multi Band OFDM Alliance, respectively.
- UWB includes wireless USB, wireless 1394, WiNET and the like.
- AP102 and STA103 may support a communication standard for wired communication such as a wired LAN.
- the AP102 may be, for example, a wireless LAN router, a personal computer (PC), or the like, but is not limited thereto.
- the AP102 may be an information processing device such as a wireless chip capable of executing wireless communication conforming to the IEEE802.11be standard.
- the STA 103 may be, for example, a camera, a tablet, a smartphone, a PC, a mobile phone, a video camera, a headset, or the like, but is not limited thereto. Further, the STA 103 may be an information processing device such as a wireless chip capable of executing wireless communication conforming to the IEEE802.11be standard.
- AP102 and STA103 can communicate in, for example, the 2.4 Hz band, the 5 GHz band, and the 6 GHz band. Note that these frequency bands are an example, and AP102 and STA103 may be able to use frequency bands other than these, such as the 60 GHz band. In addition, AP102 and STA103 can communicate using any bandwidth of 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, or 320 MHz. Note that this is only an example, and the AP102 and STA103 may be configured to be communicable using different bandwidths such as 240 MHz and 4 MHz.
- AP102 and STA103 can execute multi-user (MU) communication in which signals of a plurality of users are multiplexed by executing OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) communication conforming to the IEEE802.11be standard.
- OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
- the usable frequency band is divided into RUs (Resource Units), and frequency resources that do not overlap are assigned to each STA in units of RUs.
- the subcarrier in the RU is configured to be orthogonal to the subcarrier in another RU. This allows the AP 102 to communicate in parallel with the plurality of STAs within the defined bandwidth.
- links established in different frequency bands may be used, or at least a part of the plurality of links may be established in a common frequency band.
- one link may be established between AP102 and STA103 in each of the 2.4 GHz band, the 5 GHz band, and the 6 GHz band, and multi-link communication may be performed.
- separate links may be established between AP102 and STA103 for 1ch and 6ch in the 2.4 GHz band, and multi-link communication may be performed using those links.
- two or more links are established between AP102 and STA103 in the 2.4 GHz band, and one or more links are established in the 5 GHz band and 6 GHz band, and multilinks are established using these links. Communication may take place.
- a link is established by using two or more of a plurality of frequency channels defined in a plurality of frequency bands, but the frequency channels of the two or more links do not overlap each other. It can be optional as long as it is.
- AP102 and STA103 can continue communication in another frequency band even when one frequency band is congested, so that the throughput is reduced. And communication delay can be prevented.
- the STA 106 can be any device that operates on a particular link among the links established between the AP 102 and the STA 103 without considering other links.
- the STA 106 does not participate in the network 101, but may participate in the network 101.
- the STA 106 may be an STA that is not compliant with IEEE802.11be, for example, only compliant with IEEE802.11b.
- the STA 106 can establish a link with the AP 102 on 6ch in the 2.4 GHz band.
- the STA 106 may be a wireless communication device that does not conform to the IEEE802.11 standard series, or a noise generation source that generates radio wave noise that is not a communication device such as a microwave oven.
- the storage unit 201 is configured to include one or more memories such as ROM and RAM, and stores various information such as a computer program for performing various operations described later and communication parameters for wireless communication.
- ROM is an acronym for Read Only Memory
- RAM is an acronym for Random Access Memory.
- the storage unit 201 is a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a non-volatile memory card, in addition to or instead of a memory such as a ROM or a RAM.
- a storage medium such as a DVD may be included.
- the storage unit 201 may include a plurality of memories and the like.
- the control unit 202 is composed of one or more processors such as a CPU and an MPU, and controls the entire AP 102 by executing a computer program stored in the storage unit 201, for example.
- the CPU is an acronym for Central Processing Unit
- MPU is an acronym for Micro Processing Unit.
- the control unit 202 may be configured to execute a process of generating data or a signal (wireless frame) to be transmitted in communication with another communication device (for example, STA103), in addition to controlling the entire AP 102.
- the control unit 202 may be configured to execute processing such as overall control of the AP 102 by the cooperation of the computer program stored in the storage unit 201 and the OS (Operating System), for example.
- control unit 202 may include a plurality of processors such as a multi-core processor, and the plurality of processors may execute processing such as overall control of the AP 102. Further, the control unit 202 may be configured by an ASIC (integrated circuit for a specific application), a DSP (digital signal processor), an FPGA (field programmable gate array), or the like.
- ASIC integrated circuit for a specific application
- DSP digital signal processor
- FPGA field programmable gate array
- control unit 202 controls the function unit 203 to execute predetermined processing such as imaging, printing, and projection.
- the functional unit 203 is hardware for the AP 102 to execute a predetermined process.
- the functional unit 203 is an imaging unit and performs an imaging process.
- the functional unit 203 is a printing unit and performs printing processing.
- the functional unit 203 is a projection unit and performs projection processing.
- the data processed by the functional unit 203 may be data stored in the storage unit 201, or may be data communicated with another communication device (for example, STA103) via the communication unit 206 described later. ..
- the communication unit 206 controls wireless communication and IP communication in accordance with the 802.11 standard series.
- the communication unit 206 is configured to specifically control wireless communication in accordance with the IEEE802.11be standard.
- the communication unit 206 controls the antenna 207 to transmit and receive a signal for wireless communication generated by, for example, the control unit 202.
- the communication unit 206 can also control wireless communication conforming to these communication standards.
- the communication unit 206 and the antenna 207 corresponding to each communication standard may be individually prepared.
- Antenna 207 is an antenna capable of communication in the sub GHz band, 2.4 GHz band, 5 GHz band, and 6 GHz band.
- the AP 102 may have a multi-band antenna as the antenna 207, or may have a plurality of antennas corresponding to each frequency band for each frequency band. Further, when the AP 102 has a plurality of antennas 207, the AP 102 may have one communication unit 206 for the plurality of antennas, or may have a plurality of communication units 206 corresponding to each of the plurality of antennas 207. You may.
- the antenna 207 may be a single antenna or an antenna array. That is, the antenna 207 may have a plurality of antenna elements and may be configured to be capable of executing multi-antenna communication such as MIMO.
- FIG. 3 shows an example of the functional configuration of AP102.
- the STA 103 may also have a similar functional configuration.
- Each functional unit shown in FIG. 3 includes a wireless LAN control unit 301, a frame generation unit 302, a transmission time control unit 303, a beacon control unit 304, a UI control unit 305, and a storage control unit 306.
- the frame generation unit 302 generates a wireless control frame to be transmitted to another device under the control of the wireless LAN control unit 301.
- the content of the radio control frame generated by the frame generation unit 302 may be restricted based on the setting information held in the storage unit 201. Further, the content of the wireless control frame generated by the frame generation unit 302 may be changed by the user setting accepted via the UI control unit 305.
- the generated wireless control frame is transmitted to the other device via the communication unit 206 under the control of the wireless LAN control unit 301.
- the beacon control unit 304 outputs instructions regarding the timing of transmitting the beacon and information to be included in the beacon to the frame generation unit 302 and the transmission time control unit 303.
- the beacon control unit 304 When the AP 102 starts operating as an AP, the beacon control unit 304 outputs time interval setting information for periodically transmitting the beacon to the transmission time control unit 303.
- the transmission time control unit 303 can output a beacon transmission instruction to the wireless LAN control unit 301 at a time interval based on the setting information.
- the beacon control unit 304 outputs an instruction regarding information to be included in the beacon to the frame generation unit 302 as the transmission time control unit 303 outputs a beacon transmission instruction. Based on this instruction, the frame generation unit 302 acquires information from the storage unit 201 via the storage control unit 306, and generates a beacon based on the acquired information.
- the UI control unit 305 controls the input unit 204 in order to receive an operation on the AP 102 by a user (not shown), and displays the output unit 205 in order to present information such as display of an image or audio output to the user.
- the storage control unit 306 executes control processing such as storing data in the storage unit 201 and reading out the data stored in the storage unit 201.
- the group address frame is a frame mainly used when simultaneously transmitted to a plurality of STAs.
- an address with a Group Bit of 1 is set in the Destination Address (DA) or the MAC Address included in the A1 field.
- the beacon is a frame to be broadcasted, and the Group Bit is set to 1 at that time. Therefore, the beacon is a group address frame.
- the multicast address is also a group address frame because the Group Bit is set to 1 in the same manner.
- the AP 102 cannot receive the signal on the other while transmitting the signal on either the link 104 or the link 105.
- the AP102 needs to transmit a beacon in each frequency channel (each link). Therefore, in each of the following processes, while AP102 transmits a beacon (group address frame) on one link, signals addressed to AP102 from surrounding STAs or other APs are not transmitted on the frequency channel of another link.
- a beacon group address frame
- the following processing can be applied to a case where a predetermined signal whose transmission timing is predetermined, such as a predetermined cycle, should be transmitted. That is, the following processing can be applied when any predetermined frame (which may be a unicast frame) whose transmission timing is determined in advance exists in any of the links.
- the AP102 may execute the following processing on two or more links that are a part of the plurality of established links. For example, such processing may be performed when it is necessary to transmit a group address frame such as a beacon only in a part of the links and such a transmission is not necessary in other frames. In that case, AP102 may ignore frames arriving at other links, for example, while transmitting frames at some links.
- the beacon in the following description may be replaced with a FILS Discovery frame or an Integrated Probe Response frame.
- the FILS Discovery frame is a frame transmitted between the beacons and the beacon at intervals of 20 TU.
- TU is an acronym for Time Unit
- 1 TU is 1024 microseconds.
- the beacon in the following description may be replaced by another management frame such as a Probe Response frame or an Action frame.
- FIGS. 4A and 4B show an example of the flow of processing executed by AP102 in the first processing example.
- the processing of FIGS. 4A and 4B is started, for example, in response to the start of the operation of the AP 102 as an AP.
- the processing of FIGS. 4A and 4B can be realized by the control unit 202 of the AP 102 executing the program stored in the storage unit 201 of the AP 102.
- the present invention is not limited to this, and for example, a part or all of the processes of FIGS. 4A and 4B may be realized by dedicated hardware.
- the processes of FIGS. 4A and 4B are examples, and the order of each process may be changed, a part of the processes may be omitted, or other similar processes may be omitted unless the salary is reduced. May be replaced with processing.
- the AP102 first waits until the timing at which the beacon should be transmitted (hereinafter referred to as the beacon transmission time) (S401).
- the beacon transmission time can be specified, for example, based on the transmission interval setting value stored in the storage unit 201.
- the AP102 executes the beacon transmission process in all of the plurality of established links (S402).
- the above-mentioned beacon transmission time may be a predetermined timing prior to the timing at which the beacon should actually be transmitted (Target Beacon Transition Time, TBTT). Then, the AP 102 may start the preparation for transmission of the beacon at the predetermined timing, and execute the process so that the transmission of the beacon can be started in the TBTT.
- AP102 attempts to transmit the beacon at all the links at the timing when the beacon should be transmitted while observing the status of the links. Then, the AP 102 determines whether or not the beacon cannot be transmitted in any of the plurality of established links, for example, because the channel is congested (S403).
- the AP 102 is, for example, a beacon on the link of the frequency channel when the STA 106 is transmitting data to another AP on the same frequency channel as the link 104 or the link 105 and the TBTT arrives during the period during which the data is being transmitted. Is determined to be unable to be transmitted. In such a situation, the AP102 transmits the beacon at a different timing.
- the AP102 may prevent the transmission of the signal addressed to the AP102 on the first link from occurring even during the transmission of the group address frame on the second link.
- the AP102 performs a process of transmitting an additional group address frame to be transmitted by the next beacon on another link in accordance with the transmission period of the additional group address frame transmitted on the predetermined link. You may go. Further, in the adjustment process, the AP102 may transmit a frame obtained by duplicating the additional group address frame on another link in accordance with the transmission period of the additional group address frame transmitted on the predetermined link. ..
- the AP102 may secure a transmission opportunity (TXOP, Transition Opportunity) on another link during the period when the beacon or an additional group address frame is transmitted on the predetermined link.
- TXOP Transmission Opportunity
- the AP102 can secure TXOP, for example, by sending a CTS (Clear-To-Send) -to-self on another link.
- CTS-to-self is a CTS transmitted to the sender itself.
- the STA and other APs around the AP 102 cannot transmit the frame in the period specified by the CTS-to-self. This can prevent other devices from transmitting data to the AP102 while the AP102 is transmitting additional group address frames if the AP102 is unable to transmit and receive in parallel. ..
- the AP102 executes a process for aligning the transmission end times in all the links. (S407).
- the AP 102 may transmit a frame similar to the additional group address frame, or an empty group address frame, on a link other than the link on which the additional group address frame is to be transmitted.
- AP102 may transmit CTS-to-self to ensure TXOP on a link that is not scheduled to transmit additional group address frames, as described in connection with S406.
- the AP102 may transmit, for example, a unicast frame in which the MAC address of the own device or the source MAC address on another link is set as the destination. Further, the AP 102 may execute the processing of S407 by transmitting a management frame, a trigger frame, a control frame including an Ack frame, an action frame, and a data frame related to the connection. At this time, by specifying the value of the Duration field in the frame to be transmitted, TXOP can be secured only for the specified period. However, this is only an example, and TXOP may be secured by using another field or subfield different from the Duration field. Note that the AP102 may reserve TXOP in advance by using an RTS frame or a CTS-to-self frame, for example, before transmitting a beacon, not when transmitting an additional group address frame.
- S404 when AP102 determines that an additional group address frame does not exist (NO in S404), when transmitting a beacon on a link whose beacon transmission timing is deviated, a frame is transmitted on another link as well. (S408).
- the AP102 does not have to transmit the frame when the other link that does not transmit the beacon is in the NAV (Network Allocation Vector) period.
- NAV Network Allocation Vector
- a unicast frame, a group address frame, an RTS (Request-To-Send) frame, a FILS Discovery frame, etc. to be transmitted to the connected STA can be transmitted.
- empty empty data may be transmitted, or a unicast frame whose destination is set to the MAC address of AP102 itself or the source MAC address in the link may be transmitted.
- the AP102 determines whether to transmit an additional group address frame (S409).
- the AP102 determines that the additional group address frame is not transmitted (NO in S409), the AP102 transmits a beacon with the same transmission period at each link (S413), and ends the process.
- the AP102 determines whether to transmit the additional group address frame in all links (S410).
- the AP102 determines that the additional group address frame is transmitted in all the links (YES in S410)
- the AP102 transmits the additional group address frame in the same transmission period in each link (S412).
- the AP102 secures TXOP on the link that does not transmit the group address frame (S411). This allows the AP102 to prevent signals destined for the AP102 from being transmitted from multiple devices on another link while additional group address frames are transmitted on one link.
- FIG. 5 shows an example of the communication flow when the AP102 operates based on the processes of FIGS. 4A and 4B.
- the AP 102 transmits an additional group address frame following the beacon on both the link 104 and the link 105.
- the transmission timing of the beacon at the link 105 is shifted due to the congestion of the channel.
- the timing 531 after the AP 102 receives the frame from the STA 103 in the period 511 is the timing at which the beacon should be transmitted. At this time, it is assumed that the AP 102 was able to transmit the beacon 512 on the link 104 as scheduled.
- the link 105 has a NAV period 521 because, for example, the STA 106 is transmitting a data frame to another AP.
- AP102 will also be able to transmit Beacon 522 at Link 105 at timing 532 after the end of its NAV period.
- the AP 102 transmits an additional group address frame 513 after transmitting the beacon 512 on the link 104, and the link 104 and the link 105 are in a state of transmitting the frame in parallel.
- the AP 102 then transmits an additional group address frame 523 after transmitting the beacon 522 on the link 105.
- the AP 102 secures the TXOP 514 at the link 104 by, for example, any of the above-mentioned methods, in accordance with the end timing 533 of the group address frame 523 of the link 105 whose transmission end timing is later.
- the AP102 secures the transmission right for all the links, it is possible to prevent the AP102 from having to transmit the frame on one link and receive the frame on another link.
- the AP102 can transmit data to a specific STA at the time when the TXOP is secured. Therefore, the AP102 can prevent transmission and reception from occurring at the same time while efficiently utilizing the frequency resource. Further, the AP102 can select an available link and transmit a beacon even if some of the links cannot be used for reasons unrelated to wireless communication such as interference waves from a microwave oven. ..
- the transmission opportunity of the next beacon after the deviated beacon is transmitted is based on the timing and cycle in which the beacon should be transmitted. Can be determined. For example, it is assumed that the transmission cycle of the beacon is 100 TU, the beacon is first transmitted at the time of 0 TU, and then the beacon is transmitted at the time of 110 TU at a different timing. In this case, the transmission timing of the next beacon can be determined to be the time point of 200 TU with respect to the time point of 100 TU, which is the original transmission timing. Note that this is an example, and the beacon transmission timing may be determined based on another standard. For example, in the above example, it may be determined that the next beacon is transmitted at the time of 210TU based on the timing after the deviation.
- FIG. 6 shows an example of the flow of processing executed by AP102 in the second processing example.
- the process of FIG. 6 is started, for example, in response to the start of the operation of the AP 102 as an AP.
- the process of FIG. 6 can be realized by the control unit 202 of the AP 102 executing the program stored in the storage unit 201 of the AP 102.
- the present invention is not limited to this, and for example, a part or all of the processing of FIG. 6 may be realized by dedicated hardware.
- the process of FIG. 6 is an example, and the order of each process may be changed, a part of the process may be omitted, or the process may be replaced with another similar process, unless the salary is reduced. May be done.
- AP102 first waits until the timing of transmitting the beacon (S601), and when the timing of transmitting the beacon is reached (YES in S601), confirms that each link is not Busy (S602, S603). ..
- the AP102 determines that it is Busy when data is transmitted on the frequency channel used by another wireless communication device in the link, or when TXOP is secured and the NAV state is set.
- the AP102 determines that all the links are not Busy (NO in S602, NO in S603), the AP102 transmits a beacon in all of those links (S604).
- FIG. 7 shows an example of the communication flow when the AP102 operates based on the process of FIG.
- an example in which an additional group address frame is transmitted after the transmission of the beacon will be described for all the links.
- the TXOP711 by the STA 103 is terminated at the link 104, which is not Busy.
- the link 105 is Busy with a NAV period 721 set, for example because a frequency channel is used for communication by another STA 106. Therefore, since the AP 102 cannot transmit the beacon at the same time on the link 104 and the link 105, the AP 102 stands by without transmitting the beacon on both links.
- the AP102 since the AP102 transmits frames on all links, it is possible to prevent a situation in which a frame is transmitted on one link and a frame is received on another link. According to this processing example, it is possible to deal with the case where the beacon transmission timing arrives while data is being received from another STA on the link 105. That is, the AP 102 can prevent the reception of the frame at the link 105 and the transmission of the beacon at the link 104 from occurring at the same time by the same processing as the above processing.
- the above processing example is an example, and a processing different from the above processing may be performed.
- the transmission timing of the beacon of the link 104 is changed based on the NAV period at the link 105, but the present invention is not limited to this.
- the AP 102 may set the link 104 as the primary link and the link 105 as the sub-link, and execute the control of shifting the beacon transmission timing as described above only when the beacon transmission timing is shifted in the primary link. That is, when the beacon transmission timing arrives during the NAV period of the link 104, the AP 102 shifts the timing of transmitting the beacon at both the link 104 and the link 105.
- AP102 may require connection to, for example, a primary link, and allow only a communication device capable of multi-link communication to connect to a sublink.
- the AP 102 can operate as an AP for multi-link communication while considering the operation of a communication device that does not support multi-link communication operating on the link 104.
- the AP 102 does not need to transmit the beacon at the link 105 when the beacon cannot be transmitted at the beacon transmission timing, such as when the beacon transmission timing is the NAV period.
- each STA connected to the AP 102 can maintain synchronization with the AP 102 even when the beacon is received only on the link 104.
- the AP102 since there are operations that need to be executed for each link, such as a recovery operation from the power saving mode and a time blur correction operation, the AP102 transmits a beacon at a timing that can be transmitted at each link. Will be.
- the AP 102 attempts to transmit the beacon at different timings (at a timing when the transmission periods do not overlap each other) at the link 104 and the link 105. It should be noted that the AP 102 does not necessarily have to transmit the beacon so that the transmission periods of the link 104 and the link 105 do not overlap, and at least a part of the transmission periods of the beacons of the link 104 and the link 105 are allowed to overlap. It is assumed that there is.
- AP102 first waits until the beacon transmission time (S801). Then, when transmitting the beacon, the AP102 confirms the state of another link other than the link that transmits the beacon.
- the order of the confirmation procedures of different links in the following description is an example, and the order of these procedures may be interchanged.
- the AP102 first determines, for example, whether a frame is being transmitted by another link (S802). Then, when the AP102 is also transmitting a frame on another link (YES in S802), the AP102 transmits a beacon or an additional group address frame in combination with the transmission time of this other link (S810).
- various frames may be transmitted by another link, and for example, a management frame including a beacon frame, a data frame of a unicast frame, and a control frame including a trigger frame may be transmitted. Further, another link may transmit a group address frame, an action frame, or the like addressed to a multicast address or a broadcast address.
- the AP102 determines whether or not the NAV period is in the other link (NO). S803). If AP102 determines that it is not a NAV period on another link (NO in S803), until the end of the beacon transmission period (and the transmission period of that frame if there is an additional group address frame associated with the beacon). Secure TXOP (S809). By ensuring the transmission right on another link in this way, the AP102 can prevent the signal from being received on the other link during the beacon transmission period (and the transmission period of the additional group address frame). .. Since the method for securing TXOP is as described above, the description is not repeated here, and the same applies to the following.
- AP102 determines whether the NAV period of another link expires during the transmission period of the beacon (and the transmission period of the additional group address frame associated with the beacon, if any) (S805). ..
- the AP102 transmits a beacon independently on each link, it is possible to prevent a frame addressed to its own device from arriving at another link while transmitting a beacon or the like on one link.
- FIG. 9 shows an example of the communication flow when the AP102 operates based on the processes of FIGS. 8A and 8B.
- FIG. 9 shows an example of a communication flow when the NAV period expires during transmission of a beacon and an additional group address frame associated therewith.
- the NAV period 921 is set for the link 105, for example, because the frequency channel is used for communication by another STA 106.
- the link 104 when the transmission of the beacon is started at the transmission timing 931, the transmission of a series of frames is completed at the timing 933.
- the AP 102 secures the TXOP 922 at the link 105 in the period from the timing 923 to the timing 933 when the transmission right can be secured.
- the AP102 may transmit some frame in the TXOP922. In this way, the AP 102 can prevent the frame destined for its own device from arriving at the link 105 during the transmission period of the beacon 912 and the additional group address frame 913 at the link 104.
- FIG. 10 shows another example of the communication flow when the AP102 operates based on the processes of FIGS. 8A and 8B.
- FIG. 10 shows an example in which the AP 102 is receiving a data frame from the STA 103 on the link 105 at the beacon transmission time on the link 104. That is, in the example of FIG. 10, at the beacon transmission timing 1031, the TXOP1011 by the STA 103 has ended at the link 104, but the TXOP1021 by the STA103 continues at the link 105, and the AP102 receives the frame. Therefore, the AP 102 waits without transmitting the beacon until the TXOP 1021 by the STA 103 of the link 105 is completed.
- FIG. 10 shows an example in which the AP 102 is receiving a data frame from the STA 103 on the link 105 at the beacon transmission time on the link 104. That is, in the example of FIG. 10, at the beacon transmission timing 1031, the TXOP1011 by the STA 103 has ended at the link
- the STA 103 is an STA that operates in multi-link, it may be a communication device that does not support multi-link communication.
- the AP 102 starts transmitting the beacon 1012 and the additional group address frame 1013 on the link 104 at the timing 1032 when the reception of the frame from the STA 103 is completed and the transmission right can be secured on the link 105.
- the AP 102 secures the TXOP 1022 at the link 105 so that the frame addressed to the own device does not arrive.
- TXOP1022 a period until the completion of transmission of the beacon 1012 and the additional group address frame 1013 (and the frame if an additional frame is transmitted) is set on the link 104. That is, in the example of FIG.
- TXOP1022 is secured at the link 105 until the transmission completion timing 1033 of the additional group address frame 1013 at the link 104.
- the reception confirmation response of the frame can be transmitted in the TXOP1022.
- the AP 102 can prevent the frame destined for its own device from arriving at the link 105 during the transmission period of the beacon 1012 and the additional group address frame 1013 at the link 104.
- the AP102 can perform communication (beacon transmission, etc.) on another link even in an environment where interference not derived from communication such as a microwave oven exists on one link. Further, when the AP 102 is receiving data on the link on the side that does not transmit the beacon, the AP 102 can prevent the transmission and the reception from occurring at the same time by suspending the transmission. Since the timing of transmitting the beacon is different for each link as in this processing example, the degree of freedom of communication on each link can be improved. On the other hand, as in the above-mentioned processing examples 1 and 2, by aligning the beacon transmission timings, it is not necessary to secure TXOP on the other link while the beacon is being transmitted on one link. Overhead can be reduced.
- processing example 1 and processing example 3 are used when there is interference not caused by communication such as a NAV period or a microwave oven, while processing example 2 is used when a frame is received by a link on the side where a beacon is not transmitted. Can be used. This makes it possible to prevent transmission and reception from occurring in parallel in the AP 102 while effectively utilizing the advantages of each of the above-mentioned processing examples.
- AP102 and STA103 are described on the premise of channel access by EDCA (Enhanced Distributed channel Access).
- the present invention is not limited to this, and for example, the AP 102 may allow only communication based on the trigger frame for UL (uplink) communication from the connected STA.
- AP102 allocates a channel so that UL communication is not performed on another link at the timing of transmitting the beacon on one link. This makes it possible to prevent the arrival of a frame addressed to the own device from the STA during the beacon transmission period.
- the AP102 has described a method of preventing data addressed to the own device from being generated by the own device acquiring a transmission right or the like at a link that does not transmit a beacon.
- the AP 102 may operate in place of or in addition to this so as to reduce the probability that data addressed to the own device will be generated.
- the AP 102 may receive an RTS frame requesting data transmission from an STA connected to its own device.
- the AP102 identifies the period of TXOP to be secured by the STA of the source of the RTS from the value indicated in the Duration field of the RTS, and the period overlaps with the beacon transmission period on another link. Determine if you want to.
- the AP102 transmits the RTS by not transmitting the CTS which is a response to the received RTS. I can refuse. As a result, the STA cannot secure the TXOP, and the probability that the frame addressed to the AP 102 is transmitted during the beacon transmission period of the AP 102 can be reduced.
- the present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
- a circuit for example, ASIC
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Abstract
複数の無線リンクを用いて相手装置とIEEE802.11規格シリーズに準拠した通信を行う通信装置は、複数の無線リンクのうちの第1の無線リンクにおいてグループアドレスフレームである所定のフレームが送信される際に、複数の無線リンクのうちの、第1の無線リンクと異なる第2の無線リンクにおいて通信装置へ宛てたフレームが到来しないように制御する。
Description
本発明は、動作に制約のある通信装置を考慮した通信制御技術に関する。
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。
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、1台のアクセスポイント(AP)が、1台のステーション(STA)との間で1つ以上の周波数帯で複数の無線リンクを確立して通信を行うマルチリンク通信が検討されている。マルチリンク通信では、例えば、APが、2.4GHz、5GHz、または6GHzの周波数帯の少なくともいずれかにおける複数の周波数チャネルを用いてSTAと接続を確立して、それぞれの周波数チャネルで並行して通信する。なお、装置のハードウェア上の制約により、マルチリンク通信が可能であるが、所定のリンクで送信動作を実行中には他方のリンクで受信動作を実行することができないAPやSTAが存在しうる。
マルチリンク通信を行うAPは、各リンクにおいて定期的にビーコンを送信する必要がある。しかしながら、APが所定のリンクで送信動作中に他方のリンクで受信動作ができない装置である場合、そのAPは、所定のリンクで何らかのデータを受信している間は他方のリンクにおいて、ビーコンを送信することができない。また、APは、ビーコン以外にも、複数の装置に対してまとめて情報を送信するグループアドレスフレームを送信する必要がありうるが、このようなフレームを同じ理由で送信することができない場合がありうる。また、所定のリンクにおいてAPがビーコンを送信するタイミングが事前に定められている場合であっても、そのリンクの混雑の程度によっては、ビーコンを送信するタイミングがずれることがある。APは、このような場合にも、所定のリンクで送信動作中に他方のリンクで受信動作ができないという制約の下で動作することとなる。
本発明は、通信装置において送信と受信とが並行して行われないようにするための通信制御技術を提供する。
本発明の一態様による通信装置は、複数の無線リンクを用いて相手装置とIEEE802.11規格シリーズに準拠した通信を行う通信手段と、前記複数の無線リンクのうちの第1の無線リンクにおいてグループアドレスフレームである所定のフレームが送信される際に、前記複数の無線リンクのうちの、前記第1の無線リンクと異なる第2の無線リンクにおいて前記通信装置へ宛てたフレームが到来しないように前記通信手段を制御する制御手段と、を有する。
本発明によれば、通信装置において送信と受信とが並行して行われないようにすることが可能となる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図1は、無線通信システムの構成例を示す図である。
図2は、通信装置のハードウェア構成例を示す図である。
図3は、通信装置の機能構成例を示す図である。
図4Aは、アクセスポイントによって実行される処理の流れの例を示す図である。
図4Bは、アクセスポイントによって実行される処理の流れの例を示す図である。
図5は、無線通信システムにおける通信の流れの例を示す図である。
図6は、アクセスポイントによって実行される処理の流れの例を示す図である。
図7は、無線通信システムにおける通信の流れの例を示す図である。
図8Aは、アクセスポイントによって実行される処理の流れの例を示す図である。
図8Bは、アクセスポイントによって実行される処理の流れの例を示す図である。
図9は、無線通信システムにおける通信の流れの例を示す図である。
図10は、無線通信システムにおける通信の流れの例を示す図である。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。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。
(無線通信システムの構成)
図1に、本実施形態の無線通信システムの構成例を示す。無線通信システムは、複数の通信装置を含み、これらの通信装置が無線信号を相互に送受信して通信を行う。無線通信システムでは、一例において、アクセスポイント(AP102)がネットワーク101を構成し、そのネットワーク101にステーション(STA103)が参加する。STA103は、ネットワーク101に参加して、AP102との間で通信を行うことができる。また、図1には、ネットワーク101に参加していないSTA106が存在する状況を示している。STA106は、AP102と通信することができないが、AP102からの信号による干渉の影響を受け、また、送出した信号がAP102の通信に干渉する位置に存在するものとする。
図1に、本実施形態の無線通信システムの構成例を示す。無線通信システムは、複数の通信装置を含み、これらの通信装置が無線信号を相互に送受信して通信を行う。無線通信システムでは、一例において、アクセスポイント(AP102)がネットワーク101を構成し、そのネットワーク101にステーション(STA103)が参加する。STA103は、ネットワーク101に参加して、AP102との間で通信を行うことができる。また、図1には、ネットワーク101に参加していないSTA106が存在する状況を示している。STA106は、AP102と通信することができないが、AP102からの信号による干渉の影響を受け、また、送出した信号がAP102の通信に干渉する位置に存在するものとする。
ここで、AP102とSTA103は、それぞれ、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11be(EHT)規格に準拠した無線通信を実行可能に構成される。なお、AP102およびSTA103は、これに加えて、IEEE802.11be規格より前の規格であるレガシ規格をサポートしていてもよい。例えば、AP102およびSTA103は、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax規格の少なくともいずれかをサポートするように構成されうる。また、AP102やSTA103は、IEEE802.11規格シリーズに加えて、Bluetooth(登録商標)、NFC、UWB、ZigBee、MBOAなどの他の通信規格をサポートしていてもよい。なお、NFC、UWB、MBOAは、それぞれ、Near Field Communication、Ultra Wide Band、Multi Band OFDM Allianceの頭字語である。UWBは、ワイヤレスUSB、ワイヤレス1394、WiNETなどを含む。また、AP102やSTA103は、有線LANなどの有線通信の通信規格をサポートしていてもよい。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。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。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。
AP102およびSTA103は、例えば、2.4Hz帯、5GHz帯、および6GHz帯の周波数帯において通信することができる。なお、これらの周波数帯は一例であり、AP102およびSTA103は、例えば60GHz帯などのこれら以外の周波数帯を使用可能であってもよい。また、AP102およびSTA103は、20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、又は320MHzのいずれかの帯域幅を使用して通信することができる。なお、これは一例であり、AP102およびSTA103は、例えば240MHzや4MHzなどの異なる帯域幅を使用して通信可能に構成されてもよい。
AP102およびSTA103は、IEEE802.11be規格に準拠したOFDMA(直交周波数分割多元接続)通信を実行することにより、複数のユーザの信号が多重されたマルチユーザ(MU)通信を実行することができる。OFDMA通信では、使用可能な周波数帯域がRU(Resource Unit)に分割され、RUの単位で各STAに対してそれぞれ重ならない周波数リソースが割り当てられる。なお、RUにおけるサブキャリアは、他のRUにおけるサブキャリアと直交するように構成される。これにより、AP102は、規定された帯域幅の中で複数のSTAと並行して通信することができる。
また、AP102およびSTA103は、複数の周波数チャネルを介してそれぞれ確立した複数の無線リンクを確立可能であり、1つ以上の無線リンクで通信するマルチリンク通信を実行可能に構成される。なお、以下では、無線リンクのことを単に「リンク」と呼ぶ。IEEE802.11規格シリーズでは、各周波数チャネルの帯域幅は20MHzと定義されている。また、ここでの周波数チャネルは、IEEE802.11規格シリーズにおいて定義された周波数チャネルである。IEEE802.11規格シリーズでは、2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯、60GHz帯の各周波数帯において複数の周波数チャネルが定義されている。また、IEEE802.11規格シリーズでは、2つの相互に隣接する周波数チャネルをボンディングすることにより、1つの周波数チャネルで40MHzの帯域幅を利用することができる。同様に、4つの周波数チャネルをボンディングして80MHzの帯域幅を利用することもでき、また、8つの周波数チャネルをボンディングして160MHzの帯域幅を利用することもできる。また、16個の周波数チャネルをボンディングして、又は、例えば160MHzの帯域幅を2つ利用して、320MHzの帯域幅を利用することもできる。
本実施形態では、一例として、AP102は、STA103との間で、2.4GHz帯の第1の周波数チャネルを介したリンク104と、6GHz帯の第2の周波数チャネルを介したリンク105とを確立して通信するものとする。AP102およびSTA103は、第1の周波数チャネルを介したリンク104と第2の周波数チャネルを介した第2のリンク105とを並行して維持するマルチリンク通信を実行しうる。これによれば、AP102とSTA103は、複数の周波数チャネルを介したリンクにより、通信のスループットを向上させることができる。なお、本実施形態では、リンク104が、2.4GHz帯の6chにおいて20MHz帯域幅で確立されたものとし、このリンク104のリンク番号を「1」とする。また、リンク105が、6GHz帯の113chにおいて320MHz帯域幅で確立されたものとし、このリンク105のリンク番号を「2」とする。
なお、マルチリンク通信は、それぞれ異なる周波数帯で確立されたリンクが用いられてもよいし、複数のリンクのうちの少なくとも一部のリンクが共通する周波数帯で確立されていてもよい。例えば、AP102とSTA103との間で、2.4GHz帯と、5GHz帯と、6GHz帯においてそれぞれ1つずつリンクが確立されてマルチリンク通信が行われてもよい。また、AP102とSTA103との間で、2.4GHz帯における1chと6chとで、それぞれ別個のリンクが確立されて、それらのリンクを用いてマルチリンク通信が行われてもよい。また、AP102とSTA103との間で、2.4GHz帯において2つ以上のリンクが確立され、さらに、5GHz帯や6GHz帯で1つ以上のリンクが確立されて、それらのリンクを用いてマルチリンク通信が行われてもよい。すなわち、マルチリンク通信は、複数の周波数帯において定義された複数の周波数チャネルのうちの2つ以上が用いられてリンクが確立されるが、その2つ以上のリンクの周波数チャネルは相互に重ならない限りにおいて任意でありうる。AP102とSTA103は、周波数チャネルの異なる複数のリンクを確立することにより、1つの周波数帯域が混雑している場合であっても、他の周波数帯域で通信を継続することができるため、スループットの低下や通信遅延を防ぐことができる。
AP102およびSTA103は、マルチリンク通信を行う場合、1つのデータを分割して複数のリンクを介して相手装置に送信する。また、AP102およびSTA103は、各リンクにおいて、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)通信を実行可能であってもよい。この場合、AP102およびSTA103は、複数のアンテナを有し、送信側の装置が、複数の送信アンテナから複数のデータストリームを同じ周波数チャネルで並行して送信する。受信側の装置は、複数の受信アンテナを用いて、複数の送信アンテナから送出された複数の信号を並行して受信し、それらの信号から複数のデータストリームを分離・復号する。このように、AP102およびSTA103は、MIMO通信により、共通する時間・周波数リソースにおいて、より多くのデータを送受信することができる。また、AP102およびSTA103は、マルチリンク通信を行う場合に、一部のリンクにおいてのみMIMO通信を実行してもよい。
なお、図1では、1台のAP102と、AP102に接続する1台のSTA103、およびAP102に接続しないSTA106とを含むシステムの構成を示しているが、APやSTAの台数や配置はこれらに限定されない。例えば、AP102に接続する1台以上のSTAが追加されてもよい。このとき、このSTAとの間で確立されるリンクの周波数帯や、リンクの数、帯域幅は、任意に設定されうる。
STA106は、AP102とSTA103との間で確立されたリンクのうちの特定のリンクにおいて、他のリンクを考慮せずに動作する任意の装置でありうる。例えば、STA106は、ネットワーク101に参加しないものとしたが、ネットワーク101に参加していてもよい。この場合、STA106は、IEEE802.11beに準拠しておらず、例えばIEEE802.11bにのみ準拠したSTAでありうる。この場合、STA106は、AP102との間で2.4GHz帯の6chにおいてリンクを確立しうる。また、STA106は、IEEE802.11規格シリーズに準拠しない無線通信装置や、電子レンジなどの通信装置でない電波ノイズを発生させるノイズ発生源であってもよい。また、STA106は、マルチリンク通信に対応した通信装置であってもよく、AP102と複数のリンクを確立して通信するように構成されていてもよい。いずれの場合であっても、STA106は、所定のリンクでの動作を無視して他のリンクで通信しうる。
(装置構成)
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も同様の構成を有しうる。
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も同様の構成を有しうる。
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の頭字語であり、RAMはRandom Access Memoryの頭字語である。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の頭字語であり、MPUはMicro Processing Unitの頭字語である。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を行うように構成される。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。また、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。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)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帯における通信が可能なアンテナである。なお、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に対して1つの通信部206を有してもよいし、複数のアンテナ207のそれぞれに対応する複数の通信部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。なお、STA103も同様の機能構成を有しうる。図3に示す各機能部は、AP102は、無線LAN制御部301、フレーム生成部302、送信時間制御部303、ビーコン制御部304、UI制御部305、および記憶制御部306を有する。
無線LAN制御部301は、他の無線LANの通信装置との間で無線信号を送受信するための制御を実行する。無線LAN制御部301は、IEEE802.11規格シリーズに規定の手順に従って、フレーム生成部302において生成されたフレームに基づいて無線LANの通信制御を実行する。なお、AP102は、例えば、周波数帯域ごと、リンクごとなどのために、2つ以上の無線LAN制御部301を有してもよい。
フレーム生成部302は、無線LAN制御部301による制御の下で他の装置へ送信されるべき無線制御フレームを生成する。フレーム生成部302において生成される無線制御フレームの内容は、記憶部201に保持されている設定情報に基づいて制約が課されてもよい。また、フレーム生成部302において生成される無線制御フレームの内容が、UI制御部305を介して受け付けられたユーザ設定によって変更されてもよい。生成された無線制御フレームは、無線LAN制御部301の制御により、通信部206を介して相手装置へ送信される。
送信時間制御部303は、ビーコン制御部304から取得した時間間隔に従って、どのタイミングでフレームを送信する指示を出力する。無線LAN制御部301は、送信時間制御部303からの指示に従って、フレーム生成部302によって生成されたフレームを送信するように、通信部206を制御する。
ビーコン制御部304は、ビーコンを送信するタイミングやビーコンに含めるべき情報に関する指示を、フレーム生成部302および送信時間制御部303に対して出力する。ビーコン制御部304は、AP102がAPとして動作を開始する際に、送信時間制御部303に対してビーコンを定期的に送信するための時間間隔の設定情報を出力する。送信時間制御部303は、その設定情報に基づく時間間隔で、ビーコンの送信指示を無線LAN制御部301へ出力しうる。また、ビーコン制御部304は、送信時間制御部303がビーコンの送信指示を出力することに伴って、フレーム生成部302に対してビーコンに含めるべき情報に関する指示を出力する。フレーム生成部302は、この指示に基づいて、記憶制御部306を介して記憶部201から情報を取得し、その取得した情報に基づいてビーコンを生成する。
UI制御部305は、不図示のユーザによるAP102への操作を受け付けるために、入力部204を制御し、例えば画像等の表示や音声出力等の情報をユーザに提示するために、出力部205を制御する。記憶制御部306は、記憶部201へのデータの記憶や、記憶部201に記憶されたデータの読み出し等の制御処理を実行する。
(通信の流れ)
続いて、AP102がSTA103等の1つ以上のSTAとの間で通信を実行する際の、その通信の流れの例について説明する。なお、以下では、AP102の通信の相手装置がSTA103であるものとして説明するが、AP102は、STA103を含んだ複数のSTAと並行して通信しうる。
続いて、AP102がSTA103等の1つ以上のSTAとの間で通信を実行する際の、その通信の流れの例について説明する。なお、以下では、AP102の通信の相手装置がSTA103であるものとして説明するが、AP102は、STA103を含んだ複数のSTAと並行して通信しうる。
本実施形態では、AP102が、STA103との間で確立しているリンク104およびリンク105において、グループアドレスフレームを送信する状況に着目して説明する。なお、グループアドレスフレームは、主として複数のSTAに対して一斉に送信される際に用いられるフレームである。グループアドレスフレームでは、Destination Address(DA)又はA1フィールドに含めるMAC Addressにおいて、Group Bitが1のアドレスが設定される。例えば、ビーコンはブロードキャスト送信されるフレームであるが、その際にGroup Bitが1に設定される。このため、ビーコンは、グループアドレスフレームである。また、マルチキャストアドレスも、同様にGroup Bitが1に設定されるため、グループアドレスフレームである。
本実施形態では、AP102は、上述のように、リンク104およびリンク105のいずれか一方で信号を送信している間は、他方で信号を受信することができない。一方で、AP102は、各周波数チャネル(各リンク)においてビーコンを送信する必要があることが想定される。このため、以下の各処理では、AP102があるリンクでビーコン(グループアドレスフレーム)を送信する間に、別のリンクの周波数チャネルで周囲のSTAや他のAPからAP102に宛てた信号が送信されないようにする。以下では、そのような処理の流れの例について説明する。なお、ビーコンは一例であり、任意のグループアドレスフレームの送信時に以下と同様の処理を実行することができる。また、以下の処理では、例えば所定の周期などの送信タイミングが事前に決定されている所定の信号が送信されるべき場合にも適用可能である。すなわち、いずれかのリンクにおいて、事前に送信タイミングの定めのある(ユニキャストフレームであってもよい)任意の所定のフレームが存在する場合に、以下の処理が適用されうる。
なお、以下では、AP102が、確立しているリンクのすべてにおいてビーコン(グループアドレスフレーム)の送信を試行する場合の例について説明するが、これに限られない。すなわち、AP102は、確立している複数のリンクの一部である2つ以上のリンクにおいて、以下の処理を実行するようにしてもよい。例えば、その一部のリンクにおいてのみ、ビーコンなどのグループアドレスフレームを送信する必要があり、他のフレームにおいてはそのような送信の必要がない場合に、そのような処理が行われうる。その場合、AP102は、例えば一部のリンクでフレームを送信している間は、他のリンクにおいて到来したフレームを無視しうる。
また、以下では、ビーコンを送信する例について説明するが、任意のグループアドレスフレームや、マルチキャストアドレスを宛先としたマルチキャストフレームの送信に関して以下の議論を適用することができる。例えば、以下の説明におけるビーコンは、FILS Discoveryフレームや、Unsolicited Probe Responseフレームと置き換えられてもよい。なお、FILS Discoveryフレームは、ビーコンとビーコンとの間において20TU間隔で送信されるフレームである。ここで、TUは、Time Unitの頭字語であり、1TUは1024マイクロ秒である。以下の説明におけるビーコンは、他のマネジメントフレームであるProbe ResponseフレームやActionフレームにより置き換えられてもよい。
(処理例1)
本処理例では、AP102が、リンク104およびリンク105の両方において同じタイミングで(少なくとも送信期間の一部が重複するタイミングで)並行してビーコンの送信を試行するものとする。なお、AP102は、必ずしもリンク104とリンク105とにおいて同時にビーコンを送信しなくてもよく、リンク104とリンク105とにおいて、別々のタイミングでビーコンを送信することが許容されているものとする。
本処理例では、AP102が、リンク104およびリンク105の両方において同じタイミングで(少なくとも送信期間の一部が重複するタイミングで)並行してビーコンの送信を試行するものとする。なお、AP102は、必ずしもリンク104とリンク105とにおいて同時にビーコンを送信しなくてもよく、リンク104とリンク105とにおいて、別々のタイミングでビーコンを送信することが許容されているものとする。
図4A及び図4Bは、第1の処理例においてAP102によって実行される処理の流れの例を示している。図4A及び図4Bの処理は、例えば、AP102がAPとしての動作を開始したことに応じて開始される。なお、例えば、AP102の記憶部201に記憶されたプログラムをAP102の制御部202が実行することによって、図4A及び図4Bの処理が実現されうる。ただし、これに限られず、例えば、専用のハードウェアによって図4A及び図4Bの処理の一部または全部が実現されてもよい。また、図4A及び図4Bの処理は一例であり、特段の減給のない限り、各処理の順序が入れ替えられてもよいし、その処理の一部が省略されてもよいし、他の同様の処理と置き換えられてもよい。
本処理では、AP102は、まず、ビーコンを送信すべきタイミング(以下、ビーコン送信時間と呼ぶ。)まで待機する(S401)。このビーコン送信時間は、例えば記憶部201に記憶されている送信間隔の設定値に基づいて特定されうる。AP102は、ビーコン送信時間に達した場合(S401でYES)に、確立している複数のリンクの全てにおいてビーコン送信処理を実行する(S402)。なお、上述のビーコン送信時間は、実際にビーコンが送信されるべきタイミング(Target Beacon Transmission Time、TBTT)より前の所定のタイミングであってもよい。そして、AP102は、その所定のタイミングにおいて、ビーコンの送信準備を開始して、TBTTにおいてビーコンの送信を開始することができるように処理を実行してもよい。そして、AP102は、リンクの状況を観測しながら、ビーコンが送信されるべきタイミングにおいて全てのリンクにおいてビーコンの送信を試みる。そして、AP102は、確立している複数のリンクのうちのいずれかのリンクにおいて、例えばチャネルが混雑している状態であることにより、ビーコンを送信できない状況であったかを判定する(S403)。AP102は、例えば、STA106がリンク104やリンク105と同じ周波数チャネルにおいて別のAPにデータを送信中であり、そのデータの送信中の期間にTBTTが到来する場合に、その周波数チャネルのリンクでビーコンを送信できないと判定する。なお、このような状況では、AP102は、ビーコンの送信タイミングをずらして送信することとなる。
AP102は、いずれかのリンクでビーコンを送信することができず、ビーコンのタイミングがずれたと判定した場合(S403でYES)、送信タイミングのずれたリンクでのビーコンの送信期間において、他のリンクでも信号を送信するようにする。本処理例では、AP102は、まず、ビーコンの送信に続いて送信されるべき追加のグループアドレスフレームが存在するかを判定する(S404)。AP102は、送信タイミングのずれた第1のリンクと異なる第2のリンクにおいて追加のグループアドレスフレームを送信可能である場合、第1のリンクのビーコン送信期間において、第2のリンクで追加のグループアドレスフレームを送信する。なお、この場合、第2のリンクでの追加のグループアドレスフレームの送信中に、第1のリンクでのビーコンの送信が完了し、その後に、別のAPや周囲のSTAがAP102宛てのフレームを送信してしまいうる。このため、AP102は、このような場合に、第2のリンクでのグループアドレスフレームの送信中にも、第1のリンクでのAP102宛ての信号の送信が発生しないようにしうる。
AP102は、追加のグループアドレスフレームが存在することを判定した場合(S404でYES)、リンクの全てにおいてグループアドレスフレームを送信すべきかを判定する(S405)。AP102は、リンクの全てにおいて追加のグループアドレスフレームを送信すべきと判定した場合(S405でYES)、全てのリンクにおいて同時に(又は略同時に)そのフレームの送信が終了するようにする調整処理を実行する(S406)。この調整処理では、例えば、空フレームなどの別のフレームを追加的に送信することや、フレーム長が短く送信が早く完了するフレームに対してデータの後方にパディングビットを追加する、などにより行われうる。また、AP102は、調整処理において、所定のリンクで送信する追加のグループアドレスフレームの送信期間に合わせて、他のリンクでも次のビーコンで送る予定の追加のグループアドレスフレームを送信するような処理を行ってもよい。また、AP102は、調整処理において、所定のリンクで送信する追加のグループアドレスフレームの送信期間に合わせて、他のリンクで、その追加のグループアドレスフレームを複製したフレームを送信するようにしてもよい。
また、AP102は、所定のリンクでビーコンや追加のグループアドレスフレームを送信している期間において、他のリンクで送信機会(TXOP、Transmission Opportunity)を確保するようにしてもよい。AP102がTXOPを確保することにより、他のSTAがフレームを送信できなくすることができる。AP102は、例えば、他のリンクにおいてCTS(Clear-To-Send)-to-selfを送出することによってTXOPを確保することができる。なお、CTS-to-selfは、送信者自身に対して送信されるCTSである。AP102の周囲のSTAや他のAPは、CTS-to-selfを受信することにより、CTS-to-selfにおいて指定された期間において、フレームを送信することができなくなる。これによれば、AP102が送信と受信とを並行して行うことができない場合に、AP102が追加のグループアドレスフレームを送信中に、他の装置がAP102へデータを送信することを防ぐことができる。
一方、S405において、AP102がリンクの全てにおいて追加のグループアドレスフレームを送信するわけではないと判定した場合(S405でNO)、AP102は、全リンクにおいて、送信終了時間を揃えるための処理を実行する(S407)。例えば、AP102は、追加のグループアドレスフレームを送信予定のリンクと別のリンクにおいて、その追加のグループアドレスフレームと同様のフレームを送信し、又は、空のグループアドレスフレームを送信しうる。また、AP102は、S406に関連して説明したのと同様に、追加のグループアドレスフレームを送信する予定のないリンクにおいて、CTS-to-selfを送信して、TXOPを確保してもよい。また、AP102は、例えば、別リンクにおける自装置のMACアドレスや送信元MACアドレスを宛先に設定した、ユニキャストフレームを送信してもよい。また、AP102は、接続に関するマネジメントフレームやトリガフレームやAckフレームを含むコントロールフレーム、アクションフレーム、データフレームの送信によりS407の処理を実行していてもよい。このとき、送信されるフレーム内のDurationフィールドの値を指定することにより、その指定された期間だけ、TXOPを確保することができる。ただしこれは一例であり、Durationフィールドと異なる別のフィールドやサブフィールドを用いてTXOPが確保されてもよい。なお、AP102は、例えば、追加のグループアドレスフレームの送信の際ではなく、ビーコンを送信する前に、RTSフレームやCTS-to-selfフレームを用いてTXOPを事前に確保しておいてもよい。
また、S404において、AP102が、追加のグループアドレスフレームが存在しないと判定した場合(S404でNO)、ビーコンの送信タイミングがずれたリンクでビーコンを送信する際に、別のリンクにおいてもフレームを送信する(S408)。なお、AP102は、ビーコンを送信しない他のリンクがNAV(Network Allocation Vector)期間である場合は、フレームを送信しなくてもよい。ここでは、例えば、接続中のSTAに送信するユニキャストフレーム、グループアドレスフレーム、RTS(Request-To-Send)フレーム、FILS Discoveryフレームなどが送信されうる。また、中身のない空のデータが送信されてもよいし、そのリンクにおけるAP102自身のMACアドレスや送信元MACアドレスに宛先が設定されたユニキャストフレームが送信されてもよい。
AP102は、各リンクにおいてビーコンのタイミングがずれなかったと判定した場合(S403でNO)、追加のグループアドレスフレームを送信するかを判定する(S409)。AP102は、追加のグループアドレスフレームを送信しないと判定した場合(S409でNO)は、各リンクで送信期間をそろえてビーコンを送信して(S413)、処理を終了する。一方で、AP102は、追加のグループアドレスフレームを送信すると判定した場合(S409でYES)、その追加のグループアドレスフレームを全リンクにおいて送信するかを判定する(S410)。AP102は、追加のグループアドレスフレームを全リンクにおいて送信すると判定した場合(S410でYES)、各リンクでの追加のグループアドレスフレームの送信期間をそろえて送信する(S412)。一方で、AP102は、追加のグループアドレスフレームを一部のリンクにおいてのみ送信すると判定した場合(S410でNO)、グループアドレスフレームを送信しないリンクにおいてTXOPを確保する(S411)。これにより、AP102は、あるリンクにおいて追加のグループアドレスフレームが送信される間、別のリンクにおいて多の装置からAP102宛ての信号が送信されることを防ぐことができる。
図4A及び図4Bの処理に基づいてAP102が動作する場合の通信の流れの一例を図5に示す。ここでは、AP102が、リンク104およびリンク105の両方において、ビーコンに続いて追加のグループアドレスフレームを送信するものとする。ここで、リンク105において、ビーコンの送信タイミングがチャネルの混雑によりずれてしまったものとする。
一例において、AP102が期間511においてSTA103からフレームを受信した後のタイミング531が、ビーコンが送信されるべきタイミングであるものとする。このとき、AP102は、リンク104においては、予定通りにビーコン512を送信することができたものとする。一方で、例えばSTA106が別のAPにデータフレームを送信中である等により、リンク105はNAV期間521となっているものとする。AP102は、そのNAV期間の終了後のタイミング532において、リンク105でもビーコン522を送信することができるようになる。このとき、AP102は、リンク104においてビーコン512を送信後に、追加のグループアドレスフレーム513を送信しており、リンク104とリンク105とで並行してフレームを送信している状態となる。そして、AP102は、リンク105においてビーコン522を送信した後に、追加のグループアドレスフレーム523を送信する。
ここで、リンク104のグループアドレスフレーム513とリンク105のグループアドレスフレーム523では、送信終了タイミングが互いに異なる。このため、AP102は、送信終了タイミングが後になるリンク105のグループアドレスフレーム523の終了するタイミング533に合わせて、例えば上述のいずれかの方法で、リンク104においてTXOP514を確保する。これにより、全リンクについてAP102が送信権を確保するため、AP102が、あるリンクでフレームを送信しつつ別のリンクでフレームを受信しなければならない状態が発生するのを防ぐことができる。
また、本処理例では、AP102は、TXOPを確保している時間に特定のSTAに対してデータを送信することができる。このため、AP102は、周波数リソースを効率的に利用しながら、送信と受信とが同時に発生することを防ぐことができる。また、AP102は、一部のリンクが電子レンジからの干渉波などの無線通信と関係のない理由で使用できない状態であったとしても、利用可能なリンクを選択してビーコンを送信することができる。
なお、図5のリンク105のように、ビーコンのタイミングがずれた場合、タイミングのずれたビーコンが送信された後の次のビーコンの送信機会は、本来ビーコンが送信されるべきタイミングと周期に基づいて決定されうる。例えば、ビーコンの送信周期が100TUであり、最初に0TUの時点でビーコンが送信され、次に、タイミングがずれて110TUの時点でビーコンが送信されたものとする。この場合、次のビーコンの送信タイミングは、本来の送信タイミングである100TUの時点を基準として、200TUの時点と決定されうる。なお、これは一例であり、ビーコン送信タイミングは別の基準で決定されてもよい。例えば、上述の例において、ずれたあとのタイミングを基準として、210TUの時点に次のビーコンが送信されると決定されてもよい。
(処理例2)
本処理例でも、AP102が、リンク104およびリンク105の両方において同じタイミングで(少なくとも送信期間の一部が重複するタイミングで)並行してビーコンの送信を試行するものとする。なお、本処理例でも、AP102は、必ずしもリンク104とリンク105とにおいて同時にビーコンを送信しなくてもよく、リンク104とリンク105とにおいて、別々のタイミングでビーコンを送信することが許容されているものとする。
本処理例でも、AP102が、リンク104およびリンク105の両方において同じタイミングで(少なくとも送信期間の一部が重複するタイミングで)並行してビーコンの送信を試行するものとする。なお、本処理例でも、AP102は、必ずしもリンク104とリンク105とにおいて同時にビーコンを送信しなくてもよく、リンク104とリンク105とにおいて、別々のタイミングでビーコンを送信することが許容されているものとする。
図6は、第2の処理例においてAP102によって実行される処理の流れの例を示している。図6の処理は、例えば、AP102がAPとしての動作を開始したことに応じて開始される。なお、例えば、AP102の記憶部201に記憶されたプログラムをAP102の制御部202が実行することによって、図6の処理が実現されうる。ただし、これに限られず、例えば、専用のハードウェアによって図6の処理の一部または全部が実現されてもよい。また、図6の処理は一例であり、特段の減給のない限り、各処理の順序が入れ替えられてもよいし、その処理の一部が省略されてもよいし、他の同様の処理と置き換えられてもよい。
本処理では、AP102は、まず、ビーコンを送信するタイミングまで待機し(S601)、ビーコンを送信するタイミングに達した場合(S601でYES)、各リンクがBusyでないことを確認する(S602、S603)。なお、AP102は、他の無線通信装置がリンクで使用される周波数チャネルにおいてデータが送信されている場合や、TXOPが確保されてNAV状態になっている場合に、Busyであると判定する。AP102は、全てのリンクにおいてBusyでないと判定した場合(S602でNO、S603でNO)、それらのリンクの全てにおいてビーコンを送信する(S604)。一例において、AP102は、例えばビーコンを送信すべきタイミングからの経過時間を測定し、その経過時間が所定のタイムアウト時間に達するまで、いずれかのリンクにおいてBusyのままであった場合、ビーコンを送信せずに、本処理を終了してもよい。
AP102は、ビーコンの送信後に、追加のグループアドレスフレームを送信するか否かを判定する(S605)。AP102は、追加のグループアドレスフレームを送信しない場合(S605でNO)、ビーコンの送信期間をそろえて送信し(S609)、処理を終了する。一方、AP102は、追加のグループアドレスフレームを送信する場合(S605でYES)、その追加のグループアドレスフレームを全てのリンクにおいて送信するかを判定する(S606)。AP102は、全てのリンクで追加のグループアドレスフレームを送信する場合(S606でYES)、全てのリンクにおいて、送信期間を揃えて追加のグループアドレスフレームを送信する(S608)。なお、送信期間を揃えるために、上述のように、パディングビットの追加や別のフレームの送信などが行われてもよい。また、AP102は、各リンクにおいて、ビーコンの送信の際に、追加のグループアドレスフレームの送信期間を考慮して、他のリンクと共通のTXOPを確保するようにしてもよい。一方で、AP102は、あるリンクにおいてのみ、ビーコンに続く追加のグループアドレスフレームを送信する場合(S606でNO)、そのグループアドレスフレームを送信しないリンクにおいてTXOPを確保する(S607)。このTXOPは、他のリンクにおいてグループアドレスフレームの送信が完了するまでの期間にわたって確保されうる。なお、AP102は、上述の処理例1と同様にして、TXOPを確保することができる。
図6の処理に基づいてAP102が動作する場合の通信の流れの一例を図7に示す。なお、ここでは、全てのリンクにおいて、ビーコンの送信後に続いて追加のグループアドレスフレームを送信する場合の例について説明する。図7の例において、ビーコンの送信タイミング731において、リンク104ではSTA103によるTXOP711が終了しており、Busyではない。一方、リンク105が、例えば他のSTA106による通信のために周波数チャネルが使用されるなどのためにNAV期間721が設定され、Busyである。このため、AP102は、リンク104とリンク105とにおいて同時にビーコンを送信することができない状態であるため、両方のリンクにおいてビーコンを送信せずに待機する。その後、AP102は、リンク105がBusyでなくなり、リンク104およびリンク105の両方がBusyでないタイミング732において、リンク104およびリンク105の両方でビーコン712およびビーコン722を送信する。その後、AP102は、リンク104において追加のグループアドレスフレーム713を送信し、さらに、リンク105においても追加のグループアドレスフレーム723を送信する。このとき、AP102は、これらのフレームの送信期間は揃える制御を実行し、リンク104およびリンク105におけるグループアドレスフレームの送信終了タイミング733を一致させる。なお、これらの追加のグループアドレスフレームはなくてもよいが、ビーコンのみが送信される場合であっても、そのビーコンの送信終了タイミングが一致するように制御が行われる。
これにより、AP102は、全てのリンクにおいてフレームを送信するため、あるリンクでフレームを送信しながら別のリンクでフレームを受信するという状態が発生するのを防ぐことができる。この処理例によれば、リンク105において他のSTAからデータを受信している最中にビーコン送信タイミングが到来した場合にも対処することができる。すなわち、AP102は、上述の処理と同様の処理により、リンク105におけるフレームの受信とリンク104におけるビーコンの送信が同時に発生することを防ぐことができる。
なお、上述の処理例は一例であり、上述の処理とは異なる処理が行われてもよい。例えば、上述の処理例では、リンク105におけるNAV期間に基づいてリンク104のビーコンの送信タイミングを変更したが、これに限られない。AP102は、例えば、リンク104をプライマリリンク、リンク105をサブリンクと設定し、プライマリリンクにおいてビーコン送信タイミングがずれる場合にのみ、上述のようなビーコンの送信タイミングをずらす制御を実行してもよい。すなわち、AP102は、リンク104がNAV期間の間にビーコン送信タイミングが到来した場合、リンク104とリンク105との両方において、ビーコンを送信するタイミングをずらす。一方で、AP102は、リンク105がNAV期間の間にビーコン送信タイミングが到来した場合、リンク105におけるビーコン送信タイミングのみをずらし、リンク104におけるビーコン送信タイミングについてはずらさない。すなわち、AP102は、プライマリリンクを優先して動作するようにしてもよい。
また、AP102は、上述の処理に加え、例えば、プライマリリンクへの接続を必須とし、サブリンクについてはマルチリンク通信が可能な通信装置のみ接続を許容するようにしうる。これによれば、AP102は、リンク104において動作しているマルチリンク通信に非対応の通信装置の動作に配慮しながら、マルチリンク通信のAPとして動作することができる。なお、この場合、AP102は、リンク105において、ビーコン送信タイミングにおいてNAV期間であった場合など、ビーコン送信タイミングにおいてビーコンを送信できなかった場合に、そのリンク105ではビーコンを送信する必要がない。AP102に接続する各STAは、リンク104のみにおいてビーコンを受信する場合であっても、AP102と同期を維持することができるからである。ただし、省電力モードからの復帰操作や時間のブレの補正操作などのリンクごとに実行される必要がある操作が存在するため、AP102は、各リンクにおいて、送信可能なタイミングでビーコンを送信することとなる。
(処理例3)
本処理例では、AP102は、リンク104とリンク105とで、それぞれ別のタイミングで(送信期間が相互に重複しないタイミングで)、ビーコンの送信を試行するものとする。なお、AP102は、必ずしもリンク104とリンク105とにおいて送信期間が重複しないようにビーコンを送信しなくてもよく、リンク104とリンク105とにおけるビーコンの送信期間の少なくとも一部の重複が許容されているものとする。
本処理例では、AP102は、リンク104とリンク105とで、それぞれ別のタイミングで(送信期間が相互に重複しないタイミングで)、ビーコンの送信を試行するものとする。なお、AP102は、必ずしもリンク104とリンク105とにおいて送信期間が重複しないようにビーコンを送信しなくてもよく、リンク104とリンク105とにおけるビーコンの送信期間の少なくとも一部の重複が許容されているものとする。
図8A及び図8Bは、第3の処理例においてAP102によって実行される処理の流れの例を示している。図8A及び図8Bの処理は、例えば、AP102がAPとしての動作を開始したことに応じて開始される。なお、例えば、AP102の記憶部201に記憶されたプログラムをAP102の制御部202が実行することによって、図8A及び図8Bの処理が実現されうる。ただし、これに限られず、例えば、専用のハードウェアによって図8A及び図8Bの処理の一部または全部が実現されてもよい。また、図8A及び図8Bの処理は一例であり、特段の減給のない限り、各処理の順序が入れ替えられてもよいし、その処理の一部が省略されてもよいし、他の同様の処理と置き換えられてもよい。
本処理では、AP102は、まず、ビーコン送信時間まで待機する(S801)。そして、AP102は、ビーコンを送信する際に、ビーコンを送信するリンク以外の別のリンクの状態を確認する。なお、以下の説明における別のリンクの確認手順の順序は一例であり、これらの手順の順序は入れ替えられてもよい。AP102は、例えば、まず、別のリンクでもフレームを送信中であるかを判定する(S802)。そして、AP102は、別のリンクでもフレームを送信中の場合(S802でYES)、この別のリンクと送信時間を合わせてビーコンや追加のグループアドレスフレームを送信する(S810)。なお、別のリンクでは各種フレームが送信されてもよく、例えば、ビーコンフレームを含めたマネジメントフレームや、ユニキャストフレームのデータフレーム、トリガフレームを含めたコントロールフレームが送信されうる。また、別のリンクでは、マルチキャストアドレスやブロードキャストアドレスを宛先としたグループアドレスフレームや、アクションフレームなどが送信されてもよい。
AP102は、別のリンクの状態の確認として、別のリンクでフレームを送信中でないと判定した場合(S802でNO)、続いて、その別のリンクにおいてNAV期間であるか否かを判定する(S803)。AP102は、別のリンクにおいてNAV期間でないと判定した場合(S803でNO)、ビーコン送信期間(及び、ビーコンに付随する追加のグループアドレスフレームがある場合はそのフレームの送信期間)が終了するまで、TXOPを確保する(S809)。AP102は、このようにして別のリンクにおいても送信権を確保することで、ビーコン送信期間(及び追加のグループアドレスフレームの送信期間)において別のリンクで信号が受信されることを防ぐことができる。TXOPを確保する手法については上述の通りであるため、ここでは説明を繰り返さず、以下も同様である。
AP102は、別のリンクの状態の確認として、別のリンクにおいてNAV期間であると判定した場合(S803でYES)、続いて、自装置がフレームを受信中であるか否かを判定する(S804)。AP102は、別のリンクにおいてフレームを受信中である場合(S804でYES)、その受信の間はフレームを送信することができない。このため、この場合、AP102は、フレームを送信することができるタイミングまで待機してからビーコンを送信する(S808)。なお、AP102は、ビーコンの送信中の期間において、別のリンクのTXOPを確保するようにする。なお、この場合、AP102は、別のリンクで直前までフレームを受信していたことになるため、そのフレームに対する受信確認応答(AckフレームやBlock Ackフレーム)を送信する必要がある場合がある。このため、AP102は、その受信確認応答の送信のためにTXOPを確保しうる。なお、AckフレームやBlock Ackフレームは、コントロールフレームの一種である。
別のリンクのNAV期間においてフレームを受信中でない状況(S804でNO)では、例えばSTA106が、別のAPとの間でデータフレームを送信または受信していることが想定される。この状況では、AP102がNAV期間中にデータを受信しないことが想定される。そして、この場合において、AP102は、NAV期間中にビーコンの送信が完了する場合には、別のリンクで自装置宛のデータが到来することなく、そのビーコンの送信のみを行うことができる。したがって、AP102は、ビーコンの送信期間(及び、ビーコンに付随する追加のグループアドレスフレームがある場合はそのフレームの送信期間)の間に別のリンクのNAV期間が満了するかを判定する(S805)。そして、AP102は、ビーコン等の送信期間の間に、別のリンクのNAV期間が満了しない場合(S805でNO)には、ビーコン等をそのまま送信する(S807)。一方で、AP102は、ビーコン等の送信期間の間に、別のリンクのNAV期間が満了する場合(S805でYES)、別のリンクにおいて、その送信期間においてAP102宛ての信号の送信が発生しないように、TXOPを確保する(S806)。なお、AP102は、一方のリンクでは、ビーコン送信時間においてビーコンの送信を開始する。また、AP102はS806で確保したTXOPの期間において、任意のフレームを送信してもよい。
以上のようにして、AP102は、各リンクで独立にビーコンを送信する場合に、1つのリンクでビーコン等を送信中に他のリンクで自装置宛のフレームが到来することを防ぐことができる。
図8A及び図8Bの処理に基づいてAP102が動作する場合の通信の流れの一例を図9に示す。図9は、ビーコン及びそれに付随する追加のグループアドレスフレームの送信中にNAV期間が満了する場合の通信の流れの例を示している。図9の例において、ビーコンの送信タイミング931において、リンク104ではSTA103によるTXOP911が終了している。一方、リンク105が、例えば他のSTA106による通信のために周波数チャネルが使用されるなどのためにNAV期間921が設定されている。一方、リンク104において、送信タイミング931においてビーコンの送信を開始した場合に、一連のフレームの送信が完了するのはタイミング933である。このとき、NAV期間921はタイミング933より前に満了するため、AP102は、リンク105において、送信権を確保可能となるタイミング932からタイミング933までの期間においてTXOP922を確保する。なお、AP102は、TXOP922において何らかのフレームを送信してもよい。このようにして、AP102は、リンク104におけるビーコン912および追加のグループアドレスフレーム913の送信期間中に、リンク105において自装置あてのフレームが到来することを防ぐことができる。
図8A及び図8Bの処理に基づいてAP102が動作する場合の通信の流れの別の一例を図10に示す。図10は、リンク104でのビーコン送信時間において、AP102がリンク105でSTA103からデータフレームを受信中である場合の例を示している。すなわち、図10の例において、ビーコンの送信タイミング1031において、リンク104ではSTA103によるTXOP1011が終了しているが、リンク105ではSTA103によるTXOP1021が継続し、AP102がフレームを受信している。このため、AP102は、リンク105のSTA103によるTXOP1021が終了するまで、ビーコンを送信せずに待機する。なお、図10では、STA103がマルチリンクで動作するSTAである場合を示しているが、マルチリンク通信をサポートしてしない通信装置であってもよい。そして、AP102は、STA103からのフレームの受信が終了し、リンク105で送信権を確保可能となったタイミング1032において、リンク104におけるビーコン1012および追加のグループアドレスフレーム1013の送信を開始する。このとき、AP102は、リンク105において、自装置宛のフレームが到来しないように、TXOP1022を確保する。TXOP1022として、リンク104においてビーコン1012および追加のグループアドレスフレーム1013(及び、さらなるフレームが送信される場合にはそのフレーム)の送信完了までの期間が設定される。すなわち、図10の例では、リンク104における追加のグループアドレスフレーム1013の送信完了のタイミング1033まで、リンク105でTXOP1022が確保される。なお、図10の例において、AP102は、STA103のTXOP1021の期間においてフレームを受信した直後であるため、TXOP1022において、そのフレームの受信確認応答を送信しうる。このようにして、AP102は、リンク104におけるビーコン1012および追加のグループアドレスフレーム1013の送信期間中に、リンク105において自装置あてのフレームが到来することを防ぐことができる。
本処理例では、AP102は、あるリンクにおいて電子レンジ等の通信に由来しない干渉が存在する環境であっても、別のリンクにおいて通信(ビーコンの送信等)を行うことができる。また、AP102は、ビーコンを送信しない側のリンクにおいてデータを受信中である場合には、その送信を保留することによって、送信と受信とが同時に発生することを防ぐことができる。なお、本処理例のようにビーコンを送信するタイミングがリンクごとに異なることにより、各リンクでの通信の自由度を向上させることができる。一方で、上述の処理例1及び処理例2のように、ビーコンの送信タイミングを揃えることにより、あるリンクでビーコン送信中に他方のリンクでTXOPを確保するなどの処理が必要なくなるため、その分のオーバーヘッドを削減することができる。なお、上述の処理例は組み合わせて使用されうる。例えば、NAV期間や電子レンジなどの通信に起因しない干渉のある場合に処理例1や処理例3が使用され、一方でビーコンが送信されない側のリンクでフレームを受信している場合は処理例2が使用されうる。これにより、上述の各処理例の利点を有効活用しながら、AP102において送信と受信が並行して発生することを防ぐことが可能となる。
上述の実施形態では、AP102およびSTA103が、EDCA(Enhanced Distributed channel Access)によるチャネルアクセスを前提として説明している。しかしこれに限られず、例えば、AP102は、接続しているSTAからのUL(上りリンク)通信についてはトリガフレームをベースとした通信のみを許可するようにしてもよい。この場合、AP102は、1つのリンクでビーコンを送信するタイミングにおいて、別のリンクではUL通信が行われないようにチャネル割り当てを行う。これにより、ビーコンの送信期間において、STAから自装置宛のフレームが到来することを防ぐことができる。
なお、上述の実施形態では、AP102は、ビーコンを送信しないリンクにおいて、自装置が送信権を取得する等によって自装置宛のデータが発生しないようにする手法について説明した。AP102は、これに代えて、又はこれに加えて、自装置宛のデータが発生する確率を下げるように動作してもよい。例えば、AP102は、自装置に接続しているSTAから、データ送信を要求するRTSフレームを受信しうる。この場合に、AP102は、RTSのDurationフィールドにおいて示された値から、そのRTSの送信元のSTAが確保しようとするTXOPの期間を特定し、その期間が別のリンクでのビーコン送信期間と重複するかを判定する。そして、AP102は、STAが確保しようとするTXOPの期間と別のリンクでのビーコン送信期間とが少なくとも一部において重複する場合に、受信したRTSへの応答であるCTSを送信しないことによりRTSを拒否しうる。これにより、STAがTXOPを確保することができず、AP102のビーコン送信期間においてAP102へ宛てたフレームが送信される確率を低減することができる。
<<その他の実施形態>>
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
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。
本願は、2020年11月4日提出の日本国特許出願特願2020-184644を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
Claims (20)
- 通信装置であって、
複数の無線リンクを用いて相手装置とIEEE802.11規格シリーズに準拠した通信を行う通信手段と、
前記複数の無線リンクのうちの第1の無線リンクにおいてグループアドレスフレームである所定のフレームが送信される際に、前記複数の無線リンクのうちの、前記第1の無線リンクと異なる第2の無線リンクにおいて前記通信装置へ宛てたフレームが到来しないように前記通信手段を制御する制御手段と、
を有する通信装置。 - 前記制御手段は、前記第1の無線リンクで当該所定のフレームが送信される期間において、前記第2の無線リンクでの送信権を確保するように前記通信手段を制御する請求項1に記載の通信装置。
- 前記制御手段は、前記第1の無線リンクで当該所定のフレームが送信される期間において、前記第2の無線リンクでフレームを送信することにより前記送信権を確保するように前記通信手段を制御する請求項2に記載の通信装置。
- 前記第2の無線リンクで前記送信権を確保するために送信される前記フレームは、空のフレームを含む請求項3に記載の通信装置。
- 前記第2の無線リンクで前記送信権を確保するために送信される前記フレームは、グループアドレスフレームを含む請求項3に記載の通信装置。
- 前記第2の無線リンクで前記送信権を確保するために送信される前記フレームは、前記第1の無線リンクで当該所定のフレームが送信される期間の長さに基づくパディングビットを含む請求項3から5のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記制御手段は、前記第1の無線リンクで当該所定のフレームが送信される期間において、前記第2の無線リンクで、前記期間が始まる前に前記送信権を確保するようにCTS(Clear-To-Send)、又は、RTS(Request-To-Send)のいずれかのフレームを送信するように前記通信手段を制御する請求項2から6のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記制御手段は、前記送信権を確保するために送信されるフレームにおけるDurationフィールドの値を、前記第1の無線リンクで当該所定のフレームが送信される期間に対応する期間に設定して前記第2の無線リンクにおいて送信するように前記通信手段を制御する請求項3から7のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記制御手段は、前記第1の無線リンクにおいて前記所定のフレームを送信するタイミングが事前に定められた送信タイミングからずれたことに基づいて、前記第1の無線リンクで当該所定のフレームが送信される期間において、前記第2の無線リンクにおける前記送信権を確保するように前記通信手段を制御する請求項2から8のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記制御手段は、前記所定のフレームの事前に定められた前記送信タイミングにおいて、前記第2の無線リンクにおいて前記通信装置へ宛てたフレームが受信される場合に、当該フレームの受信が完了した後に、前記第1の無線リンクにおいて前記所定のフレームを送信するように、当該第1の無線リンクにおいて当該所定のフレームを送信するタイミングをずらすように前記通信手段を制御する請求項9に記載の通信装置。
- 前記制御手段は、前記所定のフレームの事前に定められた前記送信タイミングにおいて、前記第2の無線リンクにおいて送信権を確保できず、かつ、前記通信装置へ宛てたフレームが受信されない場合には、前記第1の無線リンクにおいて事前に定められた前記送信タイミングで前記所定のフレームを送信するように前記通信手段を制御する請求項9又は10に記載の通信装置。
- 前記第1の無線リンクにおいて事前に定められた前記送信タイミングで前記所定のフレームを送信している間に、前記第2の無線リンクにおいて送信権を確保できるようになる場合、当該送信権を確保できるようになってから前記所定のフレームの送信が完了するまでの間、前記第2の無線リンクにおいて送信権を確保するように前記通信手段を制御する請求項11に記載の通信装置。
- 前記通信手段は、前記第1の無線リンクにおいてグループアドレスフレームである第1の所定のフレームを送信し、前記第2の無線リンクにおいてグループアドレスフレームである第2の所定のフレームを送信するように構成され、
前記制御手段は、前記第1の無線リンクにおいて前記第1の所定のフレームを送信するタイミングが事前に定められた送信タイミングからずれたことに基づいて、前記第1の無線リンクにおいてずれた後の前記第1の所定のフレームを送信する期間において、前記第2の無線リンクにおいて前記第2の所定のフレームを送信するように前記通信手段を制御する請求項1に記載の通信装置。 - 前記制御手段は、前記第1の所定のフレームと前記第2の所定のフレームの送信が開始されるタイミングと、当該送信が終了するタイミングとが一致するように制御を行う請求項13に記載の通信装置。
- 前記制御手段は、前記第1の無線リンクにおける前記第1の所定のフレームのフレーム長と前記第2の無線リンクにおける前記第2の所定のフレームのフレーム長とに基づく送信の終了のタイミングが異なる場合に、先に送信が終了するフレームにパディングビットを含め、送信の終了のタイミングが一致するように制御を行う請求項14に記載の通信装置。
- 前記制御手段は、前記第1の無線リンクにおける前記第1の所定のフレームのフレーム長と前記第2の無線リンクにおける前記第2の所定のフレームのフレーム長とに基づく送信の終了のタイミングが異なる場合に、先に送信が終了する無線リンクにおいて別のフレームを送信して、送信の終了のタイミングが一致するように前記通信手段を制御する請求項14に記載の通信装置。
- 前記所定のフレームは、ビーコンを含む請求項1から16のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記通信装置はアクセスポイントである請求項1から17のいずれか1項に記載の通信装置。
- 複数の無線リンクを用いて相手装置とIEEE802.11規格シリーズに準拠した通信を行う通信装置によって実行される制御方法であって、
前記複数の無線リンクのうちの第1の無線リンクにおいてグループアドレスフレームである所定のフレームが送信される際に、前記複数の無線リンクのうちの、前記第1の無線リンクと異なる第2の無線リンクにおいて前記通信装置へ宛てたフレームが到来しないように制御することを有する制御方法。 - コンピュータを、請求項1から18のいずれか1項に記載の通信装置が有する各手段として機能させるためのプログラム。
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