JP6874074B2 - Wireless communication device and wireless communication method - Google Patents
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Description
この発明の実施形態は、無線通信装置および無線通信方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to wireless communication devices and wireless communication methods.
無線アクセスポイントと無線端末間で通信を行う無線通信システムとして、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)を採用する無線LAN(Local Area Network)が広く知られている。IEEE802.11ac規格では、MIMO(Multi−Input Multi−Output)技術を拡張したDL−MU−MIMO (DL−MU−MIMO)技術が採用されている。DL−MU−MIMOでは、アクセスポイントはビームフォーミングと呼ばれる技術を用いることで、各無線端末に対して空間的に直交したビームによりデータ送信が可能となるため、複数台の無線端末に対して、同時に別々のデータを送信することが出来る。これにより、システムスループットの向上を図ることが出来る。 As a wireless communication system that communicates between a wireless access point and a wireless terminal, a wireless LAN (Local Area Network) that employs CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Availability) is widely known. In the IEEE802.11ac standard, DL-MU-MIMO (DL-MU-MIMO) technology, which is an extension of MIMO (Multi-Input Multi-Autoput) technology, is adopted. In DL-MU-MIMO, the access point uses a technique called beamforming, which enables data transmission by beams that are spatially orthogonal to each wireless terminal. Therefore, for multiple wireless terminals, Separate data can be sent at the same time. As a result, the system throughput can be improved.
また、更なる高効率化を狙い、IEEE802.11ac規格の後継となるIEEE802.11axのタスクグループでは、高効率化を目指した技術の検討が行われている。
その中の候補技術の1つとして、アップリンクマルチユーザMIMO(UL−MU−MIMO)技術が挙げられる。UL−MU−MIMOでは、複数の無線端末が同じタイミングでそれぞれ空間的に直交したビームによりデータ送信をアクセスポイントに対し行うことで、アップリンク送信の高効率化を図ることが可能となる。
In addition, with the aim of further improving efficiency, the task group of IEEE802.11ax, which is the successor to the IEEE802.11ac standard, is studying technologies aimed at improving efficiency.
One of the candidate technologies is the uplink multi-user MIMO (UL-MU-MIMO) technology. In UL-MU-MIMO, it is possible to improve the efficiency of uplink transmission by transmitting data to an access point by a plurality of wireless terminals using spatially orthogonal beams at the same timing.
マルチユーザMIMOによる空間多重の効果を十分に得るためには、データの再送を行う際においてもユーザ多重数を一定以上に保つことが望ましい。例えば、新規送信時は4無線端末の空間多重送信が行われており、そのうちいずれかのデータのみにCRC(Cyclic Redundancy Check)誤りが発生したとする。この場合に、該データの再送のみが行われると、結果としてユーザ多重が行われず、システムスループットが低下する。 In order to fully obtain the effect of spatial multiplexing by multi-user MIMO, it is desirable to keep the number of user multiplexing above a certain level even when retransmitting data. For example, it is assumed that spatial multiplex transmission of four wireless terminals is performed at the time of new transmission, and a CRC (Cyclic Redundancy Check) error occurs in only one of the data. In this case, if only the data is retransmitted, user multiplexing will not be performed as a result, and the system throughput will decrease.
それを解決する方法として、DL−MU−MIMO送信時において、アクセスポイントが再送を行う際、再送のデータに加え、新たに新規データを多重することで、利用効率の向上を図る方法が知られている。これにより、再送時においても、一定以上のユーザ多重数を保つことが出来る。よって、再送が発生した場合であっても、空間多重によるシステムスループットの向上を図ることが可能となる。 As a method for solving this problem, it is known that when the access point retransmits during DL-MU-MIMO transmission, the utilization efficiency is improved by newly multiplexing new data in addition to the retransmitted data. ing. As a result, it is possible to maintain a certain number of users or more even at the time of retransmission. Therefore, even when retransmission occurs, it is possible to improve the system throughput by spatial multiplexing.
しかしながら、この方法はDL−MU−MIMOに特化したものであり、UL−MU−MIMOは考慮されていない。すなわち、DL−MU−MIMO送信の場合には、アクセスポイントが、各無線端末から返信される送達確認応答結果を基に、アクセスポイントの判断にて、再送用データと新規データを組み合わせた送信を行うことが出来る。一方で、UL−MU−MIMO送信の場合には、各無線端末がマルチユーザMIMOの送信側となり、送信端末が複数になる。このため、新規データを送信したい無線端末は、再送用データを送信する無線端末と同時に、当該新規データを同時に多重して送信して良いか判断ができない。さらに、UL−MU−MIMOにおいて再送用データと、新規データとを複数の無線端末で多重して送信出来る仕組みが存在しない。このため、データの再送が発生した場合に、一定以上のユーザ多重数を保つ、高効率なUL−MU−MIMO送信が実現出来ない。ユーザ多重送信方式には、MU−MIMO以外にも、直交周波数分割多元接続方式(Orthogonal Frequency Division Multiple
Access)が知られており、アップリンクのOFDMA(UL−OFDMA)で再送用データと新規データとを複数の無線端末から同時に送信することに関しても、上記と同様の問題が起こり得る。なお、UL−OFDMAでは、1つまたは複数のサブキャリアを含むリソースユニットを最小単位の通信リソースとして用いて、複数の無線端末からの受信を同時に行う。
However, this method is specific to DL-MU-MIMO and does not consider UL-MU-MIMO. That is, in the case of DL-MU-MIMO transmission, the access point transmits a combination of retransmission data and new data at the judgment of the access point based on the delivery confirmation response result returned from each wireless terminal. Can be done. On the other hand, in the case of UL-MU-MIMO transmission, each wireless terminal is the transmitting side of the multi-user MIMO, and there are a plurality of transmitting terminals. Therefore, the wireless terminal that wants to transmit the new data cannot determine whether the new data may be multiplexed and transmitted at the same time as the wireless terminal that transmits the retransmission data. Further, in UL-MU-MIMO, there is no mechanism capable of multiplexing and transmitting retransmission data and new data by a plurality of wireless terminals. Therefore, when data is retransmitted, highly efficient UL-MU-MIMO transmission that maintains a certain number of user multiplex cannot be realized. In addition to MU-MIMO, the user multiplex transmission method includes the orthogonal frequency division multiple access method (Orthogonal Frequency Division Multiple).
Access) is known, and the same problem as described above may occur when the retransmission data and the new data are simultaneously transmitted from a plurality of wireless terminals by the uplink OFDMA (UL-OFDMA). In UL-OFDMA, a resource unit including one or a plurality of subcarriers is used as a minimum unit communication resource, and reception from a plurality of wireless terminals is performed at the same time.
本発明の実施形態は、上記問題を考慮してなされたものであり、再送が必要な無線端末が発生した場合でも、システムスループットの低下を抑制することを目的とする。 An embodiment of the present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to suppress a decrease in system throughput even when a wireless terminal that requires retransmission occurs.
本発明の実施形態としての無線通信装置は、多重送信される複数の第1フレームを受信する受信部と、前記複数の第1フレームそれぞれの受信に成功したか否かの検査結果と、少なくとも1台の無線通信装置を指定する第1情報とを含む第2フレームを、送信する送信部と、を備え、前記受信部は、前記第2フレームに応答して多重送信される複数の第3フレームを受信する。 The wireless communication device according to the embodiment of the present invention includes a receiving unit that receives a plurality of first frames to be multiplex-transmitted, an inspection result as to whether or not each of the plurality of first frames has been successfully received, and at least one. A transmission unit that transmits a second frame including a first information that specifies a wireless communication device is provided, and the reception unit is a plurality of third frames that are multiplex-transmitted in response to the second frame. To receive.
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。無線LANの規格書として知られているIEEE Std 802.11TM−2012およびIEEE Std 802.11acTM−2013、IEEE 802.11-15/0132r7 dated on July 20, 2015 which is Specification Framework Document directed to IEEE Std 802.11ax as a next generation wireless LAN standardsは、本明細書においてその全てが参照によって組み込まれる(incorporate by reference)ものとする。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. IEEE Std 802.11 TM -2012 and IEEE Std 802.11ac TM -2013 has been known as the specifications of the wireless LAN, IEEE 802.11-15 / 0132r7 dated on July 20, 2015 which is Specification Framework Document directed to IEEE Std 802.11 All of the ax as a next generation wireless LAN standards are incorporated herein by reference.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る無線通信システムを示す。
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a wireless communication system according to the first embodiment.
図1の無線通信システムは、アクセスポイント(AP)11と、複数の無線端末(ステーション)1、2、3、4、5、6とを具備した無線ネットワークである。アクセスポイント11も、中継機能を有する点を除き、無線端末と同様の機能を有するため、無線端末の一形態である。アクセスポイント11は、IEEE802.11規格等の任意の無線通信方式に従って、各無線端末1〜6と通信する。本実施形態では、アクセスポイント11と各無線端末1〜6は、IEEE802.11規格に従って通信する。アクセスポイント11は、各無線端末1〜6と所定のアソシエーションプロセス等を介して無線リンクを確立する。なお、本実施形態に適用可能な無線通信方式は、IEEE802.11規格に限定されず、アップリンクユーザ多重送信が可能な無線通信方式であれば、他の方式でもかまわない。
The wireless communication system of FIG. 1 is a wireless network including an access point (AP) 11 and a plurality of wireless terminals (stations) 1, 2, 3, 4, 5, and 6. The
アクセスポイント11は、複数のアンテナとして、4つのアンテナ12A、12B、12C、12Dを備える。アクセスポイント11は、無線端末と通信する無線通信装置(後述する図7参照)を搭載する。無線通信装置は、アンテナ12A〜12Dに接続されてフレームを送受信する無線通信部と、複数の無線端末との通信を制御する制御部とを備える。無線通信部は、一例としてRF(Radio Frequency)集積回路により形成され、制御部、一例としてベースバンド集積回路により形成されるが、この構成に限定されるものではない。
The
各無線端末1〜6は、それぞれ1つまたは複数のアンテナを備える。図1の例では、各無線端末1〜6は、それぞれ1本のアンテナ1A、2A、3A、4A、5A、6Aを備える。各無線端末は、アクセスポイントと通信する無線通信装置(後述する図8参照)を搭載する。無線通信装置は、アンテナに接続されてフレームを送受信する無線通信部と、アクセスポイント11との通信を制御する制御部とを備える。無線通信部は、一例としてRF(Radio Frequency)集積回路により形成され、制御部、一例としてベースバンド集積回路により形成されるが、この構成に限定されるものではない。
Each
アクセスポイント11は、各無線端末との間で無線ネットワーク(第1ネットワークと呼ぶ)を形成する。また、アクセスポイント11は、これとは別に、有線または無線またはこれらのハイブリッドの他のネットワーク(第2ネットワークと呼ぶ)に接続されてもよい。アクセスポイント11は、これら第1ネットワークおよび第2ネットワーク間での通信の中継、および第1ネットワークにおける無線端末間の通信の中継を行う。各無線端末1〜6で生成されたデータフレームは、アクセスポイント11に送信され、アクセスポイント11は、該データフレームを第1ネットワークの他の無線端末あるいは第2ネットワークに転送する。なお、本実施形態のフレームは、例えばIEEE802.11規格でフレームと呼ばれているもののみならず、パケット(Null Data Packet等)と呼ばれているものであってもよい。
The
各無線端末で生成されたデータフレームをアクセスポイント11に送信する方法の1つとして、本実施形態では、アップリンクのユーザ多重方式を利用可能である。ユーザ多重送信には、空間多重を利用したマルチユーザMIMO(MU−MIMO:Uplink Multi−User−MIMO(Multi−Input Multi−Output))方式や、周波数多重を利用した直交周波数分割多元接続方式(Orthogonal
Frequency Division Multiple Access)がある。
特にアップリンクのMU−MIMOは、UL−MU−MIMO、ダウンリンクのMU−MIMOはDL−MU−MIMOと記載する。アップリンクのOFDMAはUL−OFDMA、ダウンリンクのOFDMAはDL−OFDMAと記載する。
In the present embodiment, an uplink user multiplexing method can be used as one of the methods for transmitting the data frame generated by each wireless terminal to the
There is Frequency Division Multiple Access).
In particular, uplink MU-MIMO is described as UL-MU-MIMO, and downlink MU-MIMO is described as DL-MU-MIMO. The uplink OFDMA is described as UL-OFDMA, and the downlink OFDMA is described as DL-OFDMA.
UL−MU−MIMO送信では、複数の無線端末が同一の周波数帯域で複数のフレームを複数のデータストリームとして同時に送信する。具体的には、無線端末1〜6のうち複数の無線端末(例えば無線端末1〜4)がそれぞれアクセスポイント11宛のデータフレームを同時に送信する。アクセスポイント11は、各端末とのアップリンクの伝搬路応答に基づきこれらのデータストリームを分離することで、端末毎のフレームを分離して受信できる。UL−MU−MIMOにより、複数の無線端末がデータフレームを同時に送信することが出来るため、スループットを向上させることができる。
In UL-MU-MIMO transmission, a plurality of wireless terminals simultaneously transmit a plurality of frames as a plurality of data streams in the same frequency band. Specifically, a plurality of wireless terminals (for example,
UL−MU−MIMOで送信可能なデータストリーム数は、アクセスポイント11が備えるアンテナの個数により制限され、最大でアクセスポイント11が備えるアンテナ数である。図1では、アクセスポイント11は4本のアンテナを備えるため、同時にアップリンク送信可能なデータストリーム数は4である。端末が複数のアンテナを備える場合、当該端末が複数のデータストリームを送信することも可能である。例えば1台の端末が2つのデータストリームを送信し、2台の端末がそれぞれ1つのデータストリームを送信してもよい。UL−MU−MIMO送信を行う無線端末の組み合わせは、無線端末1〜4に限定されず、無線端末1〜6の中から様々な組み合わせが可能である。なお、図1において、無線端末1〜6以外にも、アクセスポイント11と無線リンクを確立した他の無線端末が存在してもよい。
The number of data streams that can be transmitted by UL-MU-MIMO is limited by the number of antennas included in the
複数の無線端末がUL−MU−MIMO送信を行うために、これらの無線端末の送信タイミングを合わせる必要がある。そのため、一例として、UL−MU−MIMO送信を指示または許可(以下、許可に統一)する無線端末を特定する情報(許可端末情報)を含んだトリガーフレームを送信する。許可端末情報は、UL−MU−MIMO送信を許可する無線端末群を特定できる限り任意の形式でよい。一例として、許可端末情報は、許可する個々の無線端末の識別情報でもよいし、許可する複数の無線端末を含むグループの識別情報でもよい。トリガーフレームは、許可端末情報以外にも、UL−MU−MIMO送信を行うために必要な各種情報(例えば後述するプリアンブルの情報など)を含んでもよい。
本実施形態では、1つのトリガーフレームで、許可端末情報の通知と、送信タイミングの調整の役割を兼ねさせているが、これらのフレームを別々に送信する構成もあり得る。
In order for a plurality of wireless terminals to perform UL-MU-MIMO transmission, it is necessary to match the transmission timings of these wireless terminals. Therefore, as an example, a trigger frame including information (permitted terminal information) that identifies a wireless terminal that instructs or permits UL-MU-MIMO transmission (hereinafter, unified into permission) is transmitted. The permitted terminal information may be in any format as long as the wireless terminal group that permits UL-MU-MIMO transmission can be specified. As an example, the permitted terminal information may be the identification information of each permitted wireless terminal, or may be the identification information of a group including a plurality of permitted wireless terminals. The trigger frame may include various information (for example, preamble information described later) necessary for performing UL-MU-MIMO transmission in addition to the permitted terminal information.
In the present embodiment, one trigger frame serves both the notification of the permitted terminal information and the adjustment of the transmission timing, but there may be a configuration in which these frames are transmitted separately.
UL−MU−MIMO送信を行うために、まずアクセスポイント11は、UL−MU−MIMO送信を許可する複数の無線端末を選定する。無線端末の選定方法はどのようなものでもよい。例えば、事前に送信要求があった無線端末の中から選定する方法、無線リンクを確立している無線端末の中からラウンドロビンで選定する方法などが考えられる。
In order to perform UL-MU-MIMO transmission, the
アクセスポイント11は、選定した無線端末を指定する許可端末情報を含んだトリガーフレームを生成し、任意の1つのアンテナから送信、もしくは複数のアンテナから同時に送信する。トリガーフレームの受信先アドレス(Receiver Address)は、一例として、ブロードキャストアドレスまたはマルチキャストである。トリガーフレーム71のFrame ControlフィールドのTypeはControlであり、Subtypeは、トリガーフレームに対して新たに定義された値でもよい。あるいは、TypeおよびSubtypeは既存の値を利用し、既存のフレームの予約フィールド、トリガーフレームであることを通知する情報を設定する構成もあり得る。
The
なお、アクセスポイント11は、トリガーフレームの送信前に、CSMA/CAに基づき、DIFS等の一定期間と、ランダムに定めたバックオフ期間との間、キャリアセンスを行い、キャリアセンス結果がアイドル(CCA(Clear Channel Assessment)値が閾値以下)であれば、無線媒体へのアクセス権(送信権)を獲得するものとする
Before transmitting the trigger frame, the
図2に第1の実施形態に係るUL−MU−MIMOのシーケンス例を示す。 FIG. 2 shows an example of the UL-MU-MIMO sequence according to the first embodiment.
アクセスポイント11が、UL−MU−MIMO送信を許可する対象として無線端末1〜4を選択し、選択した無線端末を指定した許可端末情報を含むトリガーフレーム71を生成する。アクセスポイント11はトリガーフレーム71を送信し、無線端末1〜6は、トリガーフレーム71をそれぞれ受信する。無線端末1〜6は、トリガーフレーム71内の許可端末情報を解析することで、自端末がUL−MU−MIMO送信の対象として指定されているかを確認する。本例では、無線端末1〜4は、UL−MU−MIMO送信の対象として自端末が指定されたことを認識し、無線端末5〜6は、UL−MU−MIMO送信の対象として指定されていないことを認識する。
The
無線端末1〜4は、トリガーフレーム71の受信完了から一定時間T1後にデータフレーム51〜54を、アクセスポイント11に同じ周波数帯域で送信する。すなわち、無線端末1〜4から、UL−MU−MIMOによってデータフレームが伝送される。一定時間T1は、予め定められた一定時間であれば任意の値でよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS(Short Inter−frame Space)時間(=16μs)でもよいし、これより長い時間(xIFSと表現してもよい(xは任意の数値を表す))でもよい。なお、複数のデータフレーム51〜54は、同じものであっても異なるものであってもよい。一般的な表現として、各無線端末から複数の第Xフレームが送信または受信されると表現する場合、これらの第Xフレームは同じものであっても異なるものであってもよい。Xには状況に応じて任意の値を入れることができる。
The
なお、変形例として、トリガーフレーム内に各無線端末がデータフレームを送信すべきタイミングまたは、上記一定時間T1に対する時間調整量を、アクセスポイント11は設定してもよい。この場合、各無線端末は、トリガーフレームの設定情報に基づき、自端末の送信タイミングを把握し、データフレームを送信する。なお、各無線端末の送信タイミングは必ずしも同一である必要は無く、アクセスポイントでの受信タイミングが同一となるように個別に調整されてもよい。
As a modification, the
アクセスポイント11は、無線端末1〜4からデータストリームとして同時に受信した信号からデータフレームを空間的に分離する必要がある。このため、アクセスポイント11は、無線端末1〜4のそれぞれとのアップリンクの伝搬路応答を利用する。アップリンクの伝搬路応答は、トリガーフレームの送信前に事前に取得する方法の他、無線端末1〜4がUL−MU−MIMO送信するデータフレームの先頭側に付加したプリアンブルを利用して、各無線端末からアクセスポイント11へのアップリンクの無線伝搬路応答をそれぞれ推定する方法もある。本実施形態では後者の方法を用いる例を説明するが、前者の方法でも何ら問題無い。
The
プリアンブルは、既知ビット列で構成される。アクセスポイント11は、既知ビット列を利用して、アップリンクの伝搬路応答を推定することで、プリアンブルより後のフィールド(例えばデータフィールド)を正しく空間的に分離(復号)出来る。これは、公知の手法、例えばZF(Zero−Forcing)法、または、MMSE(Minimum
Mean Square Error)法、または、最尤推定法等、任意の方法を用いて行うことができる。プリアンブルフィールドは、一例として、MACフレームの先頭側に配置される物理ヘッダ(PHYヘッダ)内に配置される。物理ヘッダ内のプリアンブルフィールドより前の各フィールドでは各端末から同じ信号が送信される。各無線端末のプリアンブルは互いに直交している必要がある。プリアンブルが直交していることは、アクセスポイント11が、各無線端末から同時に受信した信号から無線端末毎のプリアンブルを個別に特定できることを意味する。これにより、ここで、アクセスポイント11が、無線端末毎のプリアンブルを用いて、各無線端末からアクセスポイント11への伝搬路を推定することができる。
The preamble consists of a known bit string. The
It can be performed by any method such as the Mean Square Error method or the maximum likelihood estimation method. As an example, the preamble field is arranged in the physical header (PHY header) arranged at the head side of the MAC frame. The same signal is transmitted from each terminal in each field before the preamble field in the physical header. The preambles of each wireless terminal must be orthogonal to each other. The fact that the preambles are orthogonal means that the
無線端末間のプリアンブルの直交化の方法として、時間的、周波数的、符号的のいずれの方法を用いてもよい。時間直交の場合には、プリアンブルフィールドが複数の区間に分割され、各端末が互いに異なる区間でプリアンブルを送信する。ある区間には、いずれか1台数端末のみがプリアンブルを送信していることになる。つまり端末間でプリアンブルを送信する時間的な位置が異なっている。ある端末がプリアンブルを送信する間、他の端末は何も送信しない期間になる。時間直交の場合、プリアンブルは、送信するプリアンブルのデータのみならず、どの時間で送信するかに関する情報も含んでいる。周波数直交の場合には、各端末が互いに直交関係にある周波数でプリアンブルのデータを送信する。周波数直交の場合、プリアンブルは、どの周波数(サブキャリア)で送信するかに関する情報も含んでいる。符号直交の場合には、各端末がそれぞれ直交行列の互いに異なる行(または互いに異なる列)に含まれる複数の値(複数の値のそれぞれに対応するシンボル)を配置したデータを送信する。直交行列の各行(または各列)は互いに直交の関係にある。
いずれの直交化の方法でも、アクセスポイント11では各端末のプリアンブルの識別が可能となる。
As a method of orthogonalizing the preamble between wireless terminals, any of temporal, frequency, and code methods may be used. In the case of time orthogonality, the preamble field is divided into a plurality of sections, and each terminal transmits the preamble in different sections. In a certain section, only one of the terminals is transmitting the preamble. That is, the temporal positions for transmitting the preamble are different between the terminals. While one terminal sends a preamble, the other terminal sends nothing. In the case of time orthogonality, the preamble contains not only the data of the preamble to be transmitted, but also information about when to transmit. In the case of frequency orthogonality, each terminal transmits preamble data at frequencies that are orthogonal to each other. In the case of frequency orthogonality, the preamble also contains information about which frequency (subcarrier) to transmit. In the case of sign orthogonality, each terminal transmits data in which a plurality of values (symbols corresponding to each of the plurality of values) included in different rows (or different columns) of the orthogonal matrix are arranged. Each row (or each column) of the orthogonal matrix is orthogonal to each other.
In any of the orthogonalization methods, the
各無線端末が互いに直交するプリアンブルを使用させるために、各無線端末が使用するプリアンブルの情報を、与えておく必要がある、具体的には、時間直交の場合にはどのタイミングでそれぞれプリアンブルを送信するか、周波数直交の場合にはどの周波数でそれぞれプリアンブルを送信するか、符号直交の場合にはどの符号化パターン(直交行列のどの行または列のパターン)でそれぞれプリアンブルを送信するか、の情報が必要となる。
この情報は、アクセスポイント11が送信するトリガーフレーム内でUL−MU−MIMO送信を許可する無線端末にそれぞれ設定してもよい。あるいは、これとは別の方法で事前に、各無線端末にこの情報を通知してもよい。いずれにしろ、各無線端末はUL−MU−MIMO送信を行う際には、それぞれが使用するプリアンブルの情報が、何らかの方法で把握出来ているものとする。
In order for each wireless terminal to use a preamble that is orthogonal to each other, it is necessary to give information on the preamble used by each wireless terminal. Specifically, in the case of time orthogonality, the preamble is transmitted at what timing. Information on which frequency to send the preamble in the case of frequency orthogonality, and which coding pattern (which row or column pattern of the orthogonal matrix) to send the preamble in the case of sign orthogonality. Is required.
This information may be set for each wireless terminal that allows UL-MU-MIMO transmission within the trigger frame transmitted by the
各無線端末から送信するデータフレーム51〜54は、一般的なMACフレームの構成を有し、例えば、Frame Controlフィールド、Durationフィールド、RA(Receiver Address)フィールド、TA(Transmitter Address)フィールド、Frame Bodyフィールド、FCS(Frame Check Sequence)フィールド等を含む。この場合、各無線端末がアクセスポイントに送信するデータ本体は、Frame Bodyフィールドに格納される。
また、RAフィールドにはアクセスポイントのMACアドレス、TAフィールドには無線端末のMACアドレスが格納される。TAフィールドに設定するアクセスポイントのMACアドレスは、トリガーフレーム(図3参照)のTAフィールドに設定されたものを用いてもよい。
The data frames 51 to 54 transmitted from each wireless terminal have a general MAC frame configuration, and are, for example, a Frame Control field, a Duration field, an RA (Receiver Addless) field, a TA (Transmitter Addless) field, and a Frame Body field. , FCS (Frame Check Sequence) field and the like. In this case, the data body transmitted by each wireless terminal to the access point is stored in the Frame Body field.
The MAC address of the access point is stored in the RA field, and the MAC address of the wireless terminal is stored in the TA field. As the MAC address of the access point set in the TA field, the one set in the TA field of the trigger frame (see FIG. 3) may be used.
図3に、トリガーフレームのフォーマットの例を示す。例えばFrame Controlフィールド、Durationフィールド、RAフィールド、TAフィールド、共通情報フィールド、端末情報フィールド、FCSフィールドを含む。 FIG. 3 shows an example of the format of the trigger frame. For example, it includes a Frame Control field, a Duration field, an RA field, a TA field, a common information field, a terminal information field, and an FCS field.
Frame Controlフィールドには、フレームの種別などを特定するTypeおよびSubtype等の情報が設定される。 Information such as Type and Subtype that specifies the type of frame and the like is set in the Frame Control field.
Durationフィールドには、媒体予約時間の値を設定する。Durationフィールドに値が設定されたフレームを受信した装置は、このフィールドに設定されたこの時間が0になるまでカウントダウンし、0になるまでは、無線媒体は仮想的にビジーであると認識する。このような仮想的に無線媒体をビジーであると判定する仕組み、或いは、仮想的に媒体をビジーであるとする期間は、NAV(Network Allocation Vector)と呼ばれる。 A value of the media reservation time is set in the Duration field. The device that receives the frame in which the value is set in the Duration field counts down until this time set in this field becomes 0, and recognizes that the radio medium is virtually busy until it reaches 0. Such a mechanism for virtually determining that the wireless medium is busy, or a period during which the medium is virtually busy is called a NAV (Network Allocation Vector).
RA(Receiver Address)フィールドには、通常、フレームの受信先のMACアドレスが設定される。トリガーフレームは、複数の無線端末宛に送信されるため、RAフィールドには、ブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスが設定される。なお、変形例として、複数のRAフィールドを複数設ける構成が可能な場合は、各RAフィールドに、無線端末のMACアドレス(ユニキャストアドレス)を設定してもよい。 In the RA (Receiver Addless) field, the MAC address of the reception destination of the frame is usually set. Since the trigger frame is transmitted to a plurality of wireless terminals, a broadcast address or a multicast address is set in the RA field. As a modification, if a configuration in which a plurality of RA fields are provided can be provided, the MAC address (unicast address) of the wireless terminal may be set in each RA field.
TA(Transmitter Address)フィールドには、フレーム送信元の装置のMACアドレスが含まれる。トリガーフレームの場合、TAフィールドには、アクセスポイントのMACアドレスまたはBSSIDが設定される。 The TA (Transmitter Addless) field contains the MAC address of the device that is the source of the frame. In the case of a trigger frame, the MAC address or BSSID of the access point is set in the TA field.
共通情報フィールドには、UL−MU−MIMO送信を行うために、UL−MU−MIMO送信を許可する各無線端末に対し、共通に通知すべき情報が設定される。例えば、選択した無線端末に対しUL−MU−MIMO送信する物理パケット長(PPDU長)またはMACフレーム長(MPDU(medium access control (MAC) protocol data unit)長)の値を設定してもよい。UL−MU−MIMO送信の送信タイミングの調整量を指定してもよい。この場合、各無線端末からトリガーフレーム受信完了から一定時間T1後の時刻に対して当該調整量だけ時間をずらして送信を行う。また、後述する端末情報フィールドの数は可変の場合、端末情報フィールドの数を表す情報を、共通情報フィールドに設定してもよい。 In the common information field, information to be notified in common to each wireless terminal that allows UL-MU-MIMO transmission in order to perform UL-MU-MIMO transmission is set. For example, the value of the physical packet length (PDUU length) or MAC frame length (MPDU (medium access control (MAC) protocol data unit) length) for UL-MU-MIMO transmission to the selected wireless terminal may be set. The adjustment amount of the transmission timing of UL-MU-MIMO transmission may be specified. In this case, transmission is performed from each wireless terminal by shifting the adjustment amount with respect to the time after T1 by a certain time from the completion of the trigger frame reception. Further, when the number of terminal information fields described later is variable, information representing the number of terminal information fields may be set in the common information field.
端末情報フィールド(個別情報フィールド)は、UL−MU−MIMO送信を許可する無線端末ごとに設けられる。端末情報フィールドの数は、UL−MU−MIMOを許可する無線端末の数に応じて可変でもよい。図2の例では、端末情報フィールド1、端末情報フィールド2、端末情報フィールド3、端末情報フィールド4の4つが設けられている。
A terminal information field (individual information field) is provided for each wireless terminal that allows UL-MU-MIMO transmission. The number of terminal information fields may be variable depending on the number of wireless terminals that allow UL-MU-MIMO. In the example of FIG. 2, four terminals, a
端末情報フィールドには、UL−MU−MIMO送信許可する無線端末の識別情報と、当該無線端末がアップリンク送信するために必要な情報とが含まれる。例えば当該無線端末が使用するプリアンブルに関する情報が含まれる。変形例として、無線端末の識別情報を、端末情報フィールドではなく、共通情報フィールドに設定する構成も可能である。この場合、共通情報フィールド内に各無線端末の識別情報の位置から、各無線端末に対応する端末情報フィールドを特定可能にしてもよい。無線端末の識別情報は、無線端末を識別できる限り特定のものに限定されない。例えばMACアドレスまたはAssociation ID(AID)またはこれらの両方、その他、端末を特定できる何らかのIDを用いることができる。 The terminal information field includes identification information of a wireless terminal that is permitted to transmit UL-MU-MIMO, and information necessary for the wireless terminal to perform uplink transmission. For example, it includes information about the preamble used by the wireless terminal. As a modification, it is possible to set the identification information of the wireless terminal in the common information field instead of the terminal information field. In this case, the terminal information field corresponding to each wireless terminal may be specified from the position of the identification information of each wireless terminal in the common information field. The identification information of the wireless terminal is not limited to a specific one as long as the wireless terminal can be identified. For example, a MAC address, an Association ID (AID), or both, or any other ID that can identify the terminal can be used.
図3の例では、端末情報フィールドおよび共通情報フィールドは、MACフレームのMACヘッダ内に配置されているが、フレームボディフィールドに配置してもよい。この場合、トリガーフレームのFrame Control Fieldのタイプは、Managementでもよい。また、図4に示すように、MACフレームの先頭側に付加する物理ヘッダ(PHYヘッダ)内に、端末情報フィールドおよび共通情報フィールドを設定してもよい。PHYヘッダは、L−STF(Legacy−Short Training
Field)、L−LTF(Legacy−Long TrainingField)、L−SIG(Legacy Signal Field)、共通情報フィールド、端末情報フィールドを含む。L−STF、L−LTF、L−SIGは、例えば、IEEE802.11aなどのレガシー規格が認識可能なフィールドであり、信号検出、周波数補正、伝送速度などの情報が格納される。以下の説明では、トリガーフレームは、図3に示すフォーマットを有する場合を想定する。
In the example of FIG. 3, the terminal information field and the common information field are arranged in the MAC header of the MAC frame, but may be arranged in the frame body field. In this case, the type of Frame Control Field of the trigger frame may be Management. Further, as shown in FIG. 4, a terminal information field and a common information field may be set in the physical header (PHY header) added to the head side of the MAC frame. The PHY header is L-STF (Legacy-Short Training).
Field), L-LTF (Legacy-Long Training Field), L-SIG (Legacy Signal Field), common information field, terminal information field are included. L-STF, L-LTF, and L-SIG are fields in which legacy standards such as IEEE802.11a can be recognized, and information such as signal detection, frequency correction, and transmission speed are stored. In the following description, it is assumed that the trigger frame has the format shown in FIG.
各無線端末は、アクセスポイント11から送信されるトリガーフレームを受信し、自端末の識別情報が端末情報フィールドのいずれか(または共通情報フィールド、または端末情報フィールドと共通情報フィールドの両方)に含まれている場合は、自らがUL−MU−MIMO送信の許可対象として指定されていることを把握することが出来る。例えば、端末情報フィールド1〜4に無線端末1〜4の識別情報が設定されており、自端末の識別情報を検出することで、無線端末1〜4は自端末が指定されたことを把握する。
Each wireless terminal receives a trigger frame transmitted from the
また、各無線端末が使用するプリアンブルの情報を、トリガーフレームで通知する場合には、各端末情報フィールドには各無線端末が使用するプリアンブルの情報がそれぞれ設定されていてもよい。各無線端末は、自端末の識別情報が含まれた端末情報フィールド内に指定されたプリアンブルを用いて、データフレームを送信する。これにより、各無線端末が送信したデータフレームのプリアンブルはそれぞれ直交した形で送信され、アクセスポイントは、これらの無線端末から同時に受信したこれらのデータフレームを分離できる。 Further, when the preamble information used by each wireless terminal is notified by a trigger frame, the preamble information used by each wireless terminal may be set in each terminal information field. Each wireless terminal transmits a data frame using the preamble specified in the terminal information field containing the identification information of the own terminal. As a result, the preambles of the data frames transmitted by each wireless terminal are transmitted in an orthogonal form, and the access point can separate these data frames simultaneously received from these wireless terminals.
UL−MU−MIMO送信の許可対象となる無線端末の指定方法として、各無線端末の識別情報を設定する方法以外に、これらの無線端末が属するグループの識別情報(グループIDと呼ぶ)を設定する方法でもよい。 As a method of designating wireless terminals to be permitted to transmit UL-MU-MIMO, in addition to the method of setting the identification information of each wireless terminal, the identification information (called a group ID) of the group to which these wireless terminals belong is set. It may be a method.
アクセスポイント11は、無線リンクを確立した複数の無線端末を組み合わせて、1つ以上のグループを生成する。例えば、グループ1として無線端末1,2,3,4の組、グループ2として無線端末1,3,4の組、グループ3として無線端末1,2,4,5の組などである。グループの数はいくつあってもよく、また1台の無線端末が複数のグループに所属していてもよい。
The
アクセスポイント11は、グルーピングした結果(グループIDと無線端末とのリスト)を各無線端末に専用のフレームを用いて通知することで、各無線端末は自端末がいずれのグループに属しているかを事前に把握することができる。アクセスポイント11は、適宜新たなグループを追加してもよく、また既に存在しているグループに所属している無線端末の組み合わせを変更してもよい。アクセスポイント11は、グループの追加あるいは変更あるいはこれらの両方を行う都度、専用のフレームを用いて通知する。
The
また、グループ毎に、同じグループに属する複数の無線端末がそれぞれ使用するプリアンブルの情報も無線端末に通知してもよい。この情報は、グルーピングの結果を通知するフレームと同じフレームでもよいし、これとは別のフレーム(トリガーフレームなど)でもよい。同じグループに属する無線端末には互いに直交するプリアンブルを指定する。 In addition, preamble information used by a plurality of wireless terminals belonging to the same group may also be notified to the wireless terminals for each group. This information may be the same frame as the frame that notifies the result of grouping, or may be another frame (trigger frame, etc.). Specify preambles that are orthogonal to each other for wireless terminals that belong to the same group.
各無線端末は、自端末がいずれのグループに属しており、自端末がどのプリアンブルを使用するかを事前に把握している。このため、アクセスポイント11は、UL−MU−MIMOを許可したい無線端末のグループのグループIDをトリガーフレームで通知するのみで、UL−MU−MIMO送信を許可する無線端末を指定できる。トリガーフレームでグループIDの通知を行う場合には、例えば共通情報フィールドにグループIDを設定してもよい。グループIDは、IEEE802.11acで定義されたグループIDと同じでもよいし、これとは別のグループIDでもよい。トリガーフレームを受信した無線端末は、共通情報フィールドに設定されているグループIDが、自端末が属するグループを示す場合には、自端末がUL−MU−MIMO送信の許可対象の無線端末であることを認識する。
Each wireless terminal knows in advance which group the own terminal belongs to and which preamble the own terminal uses. Therefore, the
FCS(Frame Check Sequence)フィールドには、FCS情報が設定される。FCS情報の例としてCRC(cyclic redundancy code)情報がある。FCS情報は、受信装置側でフレームボディフィールドの誤り検出のため用いられる。 FCS information is set in the FCS (Frame Check Sequence) field. As an example of FCS information, there is CRC (cyclic redundancy code) information. The FCS information is used on the receiving device side for error detection of the frame body field.
次に、アクセスポイント11が各無線端末からUL−MU−MIMOで受信したデータフレームに対し送達確認応答する方法について述べる。
Next, a method in which the
アクセスポイント11は、UL−MU−MIMOにより複数の無線端末からのデータフレームを受信した後、各データフレームのFCSフィールドを利用してCRCを検査する。各無線端末からデータフレームを正しく受信できたか否かに応じて、アクセスポイント11は、これらのデータフレームの誤り検出の結果を含む1つの送達確認応答フレームを作成する。
After receiving data frames from a plurality of wireless terminals by UL-MU-MIMO, the
この際、アクセスポイント11は、送達確認応答フレームに、必要に応じて、新規データフレームのUL−MU−MIMO送信を許可する無線端末を指定する通知情報を含めることが可能である。新規データフレームとは、今回のUL−MU−MIMO送信で送信されたデータフレーム(例えば図2のデータフレーム51〜54)以外のデータフレームのことである。通知情報に、当該指定する無線端末が使用するプリアンブルの情報を含めてもよい。
At this time, the
以下、通知情報を含めない送達確認応答フレームを“通常の送達確認応答フレーム”、通知情報を含める送達確認応答フレームを、“通知機能付き送達確認応答フレーム”と呼んで区別する場合がある。 Hereinafter, the delivery confirmation response frame that does not include the notification information may be referred to as a “normal delivery confirmation response frame”, and the delivery confirmation response frame that includes the notification information may be referred to as a “delivery confirmation response frame with a notification function”.
図5に、通常の送達確認応答フレームのフォーマット例を示す。本フレームフォーマットは、例えばFrame Controlフィールド、Durationフィールド、RAフィールド、TAフィールド、Bitmap(ビットマップ)フィールド、FCSフィールドを含む。 FIG. 5 shows a format example of a normal delivery confirmation response frame. This frame format includes, for example, a Frame Control field, a Duration field, an RA field, a TA field, a Bitmap field, and an FCS field.
送達確認応答フレームは、複数の無線端末に送信することから、RAフィールドには、一例として、ブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスを設定する。または、送達確認応答する対象となる複数の無線端末のうちの1つの無線端末のMACアドレス(ユニキャストアドレス)をRAフィールドに設定してもよい。この場合、トリガーフレーム71で指定された無線端末は、トリガーフレーム71で指定された他の無線端末の情報を記憶しておき、送達確認応答フレームのRAフィールドに当該他の無線端末のアドレスが設定されている場合は、この送達確認応答フレームは自端末宛が受信すべきフレームであると解釈する。
Since the delivery confirmation response frame is transmitted to a plurality of wireless terminals, a broadcast address or a multicast address is set in the RA field as an example. Alternatively, the MAC address (unicast address) of one of the plurality of wireless terminals to be the target of the delivery confirmation response may be set in the RA field. In this case, the wireless terminal specified by the
Frame Controlフィールド、Durationフィールド、TAフィールド、FCSフィールドは、トリガーフレームと同様であるため、説明を省略する。 Since the Frame Control field, Duration field, TA field, and FCS field are the same as the trigger frame, the description thereof will be omitted.
Bitmapフィールドは、各無線端末から受信したデータフレームのCRC結果(受信成功可否)を反映するフィールドとなる。具体的には、ビットマップの個々のビットが、1つのデータフレームのCRC結果を表す。CRC=OK(受信成功)の場合には“1”、CRC=NG(受信失敗)の場合には“0”で表す。“1”と“0”の関係は、逆でも良い。これにより、送達確認応答フレームを受信した各無線端末は、Bitmapフィールドを参照することにより、自端末が送信したデータフレームの送信結果(成功可否)を把握することができる。どの無線端末の検査結果がビットマップのどのビットにマッピングされているかは、トリガーフレームの共通情報フィールドで予め指定しておいてもよいし、トリガーフレームとは別のフレームで事前に通知しておいてもよいし、これら以外の別の方法で指定してもよい。例えば端末情報フィールドの位置と、ビットマップのビットの位置とが予め対応づけられており、自端末が指定された端末情報フィールドに対応するビットを自端末用のビットとして把握してもよい。 The Bitmap field is a field that reflects the CRC result (successful reception) of the data frame received from each wireless terminal. Specifically, each bit of the bitmap represents the CRC result of one data frame. When CRC = OK (reception success), it is represented by "1", and when CRC = NG (reception failure), it is represented by "0". The relationship between "1" and "0" may be reversed. As a result, each wireless terminal that has received the delivery confirmation response frame can grasp the transmission result (success or failure) of the data frame transmitted by the own terminal by referring to the Bitmap field. Which wireless terminal inspection result is mapped to which bit of the bitmap may be specified in advance in the common information field of the trigger frame, or notified in advance in a frame different from the trigger frame. It may be specified by another method other than these. For example, the position of the terminal information field and the position of the bit of the bitmap are associated in advance, and the bit corresponding to the designated terminal information field of the own terminal may be grasped as a bit for the own terminal.
図6に通知機能付き送達確認応答フレームのフォーマット例を示す。図6のフォーマットは、図5で示した通常の送達確認応答フレームと異なる点は、BitmapフィールドとFCSフィールドとの間に、共通情報フィールドと、端末情報1フィールド〜端末情報n(nは1以上の整数)フィールドとが追加されている点である。
FIG. 6 shows an example of the format of the delivery confirmation response frame with the notification function. The format of FIG. 6 differs from the normal delivery confirmation response frame shown in FIG. 5 in that a common information field and a
追加したこれらのフィールドは、図3に示したトリガーフレームのフォーマットに含まれる同じフィールド名のものと基本的には同一の役割を担う。これらの追加したフィールド(共通情報フィールドと端末情報フィールド)を利用して、アクセスポイント11は、送達確認応答フレームの中で、新規データフレームのUL−MU−MIMO送信を許可する無線端末を指定する。
These added fields play basically the same role as those with the same field name included in the trigger frame format shown in FIG. Utilizing these added fields (common information field and terminal information field), the
具体的に、アクセスポイント11は、図6の通知機能付き送達確認応答フレームおける共通情報フィールドあるいは端末情報フィールド(個別情報フィールド)あるいはこれらの両方にて、トリガーフレームと同様に、新規データフレームの送信を許可する無線端末を指定する。例えば、各端末情報フィールドにおいて、UL−MU−MIMO送信の許可対象となる無線端末の識別情報と、UL−MU−MIMO送信を行うために端末が必要とする情報を設定する。なお、新規データフレームの送信を許可する無線端末を指定する情報を、PHYヘッダ(図4参照)に格納してもよい。
Specifically, the
通知機能付き送達確認応答フレームで指定するUL−MU−MIMO送信を許可する無線端末は、一例として、検査結果(CRC結果)が成功であった無線端末、または、データフレーム51〜54を送信した無線端末以外の無線リンクを確立している無線端末(例えば無線端末5、6)、またはこれらの両方である。ここで指定可能な無線端末の最大数は、多重可能な最大無線端末数から、検査結果が失敗の端末数を減算した値とする。したがって、通知機能付き送達確認応答フレームの端末情報フィールドにて送信許可する無線端末を指定する場合には、当該最大数の端末情報フィールドが存在し得る。 The wireless terminal that allows UL-MU-MIMO transmission specified in the delivery confirmation response frame with notification function, for example, transmitted a wireless terminal whose inspection result (CRC result) was successful, or data frames 51 to 54. A wireless terminal (for example, wireless terminals 5 and 6) that has established a wireless link other than the wireless terminal, or both of them. The maximum number of wireless terminals that can be specified here is a value obtained by subtracting the number of terminals whose inspection result fails from the maximum number of wireless terminals that can be multiplexed. Therefore, when a wireless terminal to be permitted to transmit is specified in the terminal information field of the delivery confirmation response frame with the notification function, the maximum number of terminal information fields may exist.
なお、端末が複数のデータストリームを送信(MIMO送信)可能で、これらのデータストリームで別々のデータフレームを送信可能な場合は、一方のデータフレームの検査結果が失敗で、他方のデータフレームの検査結果が成功の場合など、新規データフレームの送信を許可する無線端末として指定されてもよい。 If the terminal can transmit multiple data streams (MIMO transmission) and can transmit different data frames in these data streams, the inspection result of one data frame fails and the inspection of the other data frame is inspected. It may be designated as a wireless terminal that allows transmission of new data frames, such as when the result is successful.
また、アクセスポイント11は、通知機能付き送達確認応答フレームの共通情報フィールドにグループIDを設定することで、UL−MU−MIMO送信を許可する無線端末を指定する構成も可能である。この場合、一例として、再送が必要な無線端末および新規データフレームの送信を許可する無線端末とが属するグループのグループIDを設定する。
この場合、データフレーム51〜54のいずれかを送信した無線端末は、当該グループIDのグループに属する場合は、CRC結果が失敗であったとして、データフレームの再送を行うと判断できる。一方、当該グループに属していない無線端末は、検査結果が成功であったと判断できる。この構成の場合、グループIDで新規データフレームの送信を許可する対象となる無線端末は、アクセスポイント11と無線リンクを確立している無線端末のうち、今回データフレーム51〜54を送信しなかった無線端末(CRC検査の対象とならなかった無線端末)である。ここで述べた方法を用いる場合、Bitmapフィールドを不要にできる。
Further, the
In this case, if the wireless terminal that has transmitted any of the data frames 51 to 54 belongs to the group of the group ID, it can be determined that the data frame is retransmitted on the assumption that the CRC result is unsuccessful. On the other hand, a wireless terminal that does not belong to the group can be judged to have a successful inspection result. In the case of this configuration, the wireless terminal to which the transmission of the new data frame is permitted by the group ID did not transmit the data frames 51 to 54 this time among the wireless terminals having established the wireless link with the
あるいは、別の方法として、再送が必要な各無線端末は、Bitmapフィールド等にて再送すべきことを把握するようにし、新規データフレームの送信を許可する無線端末のみが属するグループのグループIDを、共通情報フィールドに設定する構成も可能である。 Alternatively, as another method, each wireless terminal that needs to be retransmitted is made to know that it should be retransmitted in the Bitmap field or the like, and the group ID of the group to which only the wireless terminal that allows transmission of a new data frame belongs is set. It is also possible to set it in the common information field.
図6の例に示す通知機能付き送達確認フレームは、フレームタイプとして、“送達確認応答フレーム”として定義されてもよいし、これとは別の名前のフレーム、例えば“送達確認応答+Pollフレーム”などと定義されてもよい。前者の場合は、必要に応じて、図5の通常のフレームフォマートに、共通情報フィールドあるいは端末情報フィールドあるいはこれらの両方が追加される形になる。後者の場合は、Frame Controlフィールドで、図5のフォーマットと、図6のフォーマットをTypeおよびSubtypeにより区別して定義できるものとする。この場合、各無線端末は、Frame Controlフィールドを確認することで、図5および図6のいずれのフォーマットのフレームを受信したかを判断する。一例として、検査対象となった無線端末以外の無線端末が送達確認応答フレームを受信した場合は、フレームタイプが“送達確認応答+Pollフレーム”の場合は、共通情報フィールドまたは端末情報フィールドまたはこれらの両方を参照して、自端末が送信許可端末として指定されているかを確認する。フレームタイプが“送達確認応答フレーム”であった場合には、自端末を指定する情報が含まれていないことが把握できるため、当該フレームを無視すればよい。 The delivery confirmation frame with a notification function shown in the example of FIG. 6 may be defined as a “delivery confirmation response frame” as a frame type, or a frame having a different name, for example, “delivery confirmation response + Poll frame” or the like. May be defined as. In the former case, a common information field, a terminal information field, or both are added to the normal frame format shown in FIG. 5 as needed. In the latter case, in the Frame Control field, the format of FIG. 5 and the format of FIG. 6 can be defined separately by Type and Subtype. In this case, each wireless terminal checks the Frame Control field to determine which format of FIG. 5 or FIG. 6 has received the frame. As an example, when a wireless terminal other than the wireless terminal to be inspected receives a delivery confirmation response frame, and the frame type is "delivery confirmation response + Poll frame", the common information field, the terminal information field, or both of them. Check if your terminal is designated as a transmission permission terminal by referring to. When the frame type is "delivery confirmation response frame", it can be understood that the information specifying the local terminal is not included, so that the frame may be ignored.
アクセスポイント11は、図6のフォーマットの通知機能付き送達確認応答フレームを送信することにより、直前に送信した各無線端末に対する送達確認応答と、新規データフレームの送信を許可する無線端末の指定とを同時に行うことができる。よって、図6に示すフォーマットの通知機能付き送達確認応答フレームは、直前に送信した各無線端末に対する送達確認応答と、新規データフレームの送信を許可する無線端末の指定との2つの役割を果たすことが可能なフレームと言える。
By transmitting the delivery confirmation response frame with the notification function in the format of FIG. 6, the
アクセスポイント11は、図5および図6のいずれのフォーマットの送達確認応答フレームを生成するかを、任意の方法で決定できる。例えば、すべての無線端末の検査結果が受信失敗の場合は、通常のフォーマット、それ以外の場合、すなわち1つ以上の無線端末の検査結果が成功の場合は、通知機能付きの送達確認フレームのフォーマットを使用してもよい。これ以外の方法で決定してもよい。
The
アクセスポイント11は、このようにいずれかのフォーマットで生成した送達確認応答フレームを、データフレーム51〜54の受信から一定時間T2(図2参照)後に送信する。
The
ここで、一定時間T2は、予め定められた一定時間であれば任意の値でよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS(Short Inter−frame Space)時間(=16μs)を用いることができる。あるいは、これとは別に定めた固定時間(xIFS)でもよい。 Here, the fixed time T2 may be any value as long as it is a predetermined fixed time. As an example, SIFS (Short Inter-frame Space) time (= 16 μs), which is a time interval between frames specified in the MAC protocol specification of the IEEE 802.11 wireless LAN, can be used. Alternatively, a fixed time (xIFS) set separately may be used.
なお、アクセスポイント11は、CSMA/CAに基づき、送達確認応答フレームの送信前にキャリアセンスを行い、送信権を獲得後、送達確認応答フレームを送信するようにしてもよい。
The
データフレーム51〜54を送信した無線端末は、送達確認応答フレームに含まれる自端末の検査結果を確認することで、自端末が送信したデータフレームが、アクセスポイントで正しく受信出来たかを把握する。 The wireless terminal that has transmitted the data frames 51 to 54 confirms the inspection result of the own terminal included in the delivery confirmation response frame, and thereby grasps whether the data frame transmitted by the own terminal has been correctly received by the access point.
送達確認応答フレームが通常のフォーマット(図5)の場合は、検査結果が失敗を示す無線端末は、送達確認応答フレームの受信から、予め定めた時間T3後のタイミングにて、データフレームを再送する(図2のデータフレーム61、62参照)。すなわち、複数の無線端末の検査結果が失敗であった場合、複数の無線端末から再送のデータフレームが、UL−MU−MIMO送信される。このとき、検査結果が成功であった無線端末、およびデータフレーム51〜54を送信した無線端末以外の無線端末(CRC検査の対象となった無線端末以外の無線端末)は、送信を行わない。 When the delivery confirmation response frame is in the normal format (FIG. 5), the wireless terminal indicating that the inspection result fails retransmits the data frame at a predetermined time T3 after the reception of the delivery confirmation response frame. (See data frames 61 and 62 in FIG. 2). That is, when the inspection results of the plurality of wireless terminals are unsuccessful, the retransmission data frames are transmitted from the plurality of wireless terminals by UL-MU-MIMO. At this time, the wireless terminal whose inspection result is successful and the wireless terminal other than the wireless terminal that transmitted the data frames 51 to 54 (the wireless terminal other than the wireless terminal subject to the CRC inspection) do not transmit.
ここで時間T3は、予め定められた一定時間であれば任意の値でよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているフレーム間のタイムインターバルであるSIFS(Short Inter−frame Space)時間(=16μs)を用いることができる。あるいは、これとは別に定めた固定時間(xIFS)でもよい。 Here, the time T3 may be any value as long as it is a predetermined fixed time. As an example, SIFS (Short Inter-frame Space) time (= 16 μs), which is a time interval between frames specified in the MAC protocol specification of the IEEE 802.11 wireless LAN, can be used. Alternatively, a fixed time (xIFS) set separately may be used.
一方、通知機能付き送達確認応答フレームの場合は、通常の送達確認応答フレームの場合と同様、検査結果が失敗であった無線端末は、送達確認応答フレームの受信完了から、予め定めた時間T3後のタイミングにて、データフレームを再送する(図2のデータフレーム61、62参照)。また、検査結果が成功であった無線端末、およびデータフレーム51〜54を送信した無線端末以外の無線端末(CRC検査対象外の無線端末)は、送達確認応答フレーム内で自端末が指定されているかを確認する。例えば、共通情報フィールドまたは端末情報フィールドまたはこれらの両方で自端末の識別情報が設定されているか等を確認する。送達確認応答フレームが通常のフォーマットか通知機能付きのフォーマットかは、例えばFrame ControlフィールドのTypeおよびSubtypeで判断してもよい。別の方法として、例えば物理ヘッダに含まれるデータ長から、使用されているフォーマットを判断してもよい。ここで述べた方法以外の別の方法で判断してもよい。 On the other hand, in the case of the delivery confirmation response frame with the notification function, as in the case of the normal delivery confirmation response frame, the wireless terminal whose inspection result is unsuccessful is after a predetermined time T3 from the completion of receiving the delivery confirmation response frame. The data frame is retransmitted at the timing of (see data frames 61 and 62 in FIG. 2). Further, for the wireless terminal whose inspection result was successful and the wireless terminal other than the wireless terminal that transmitted the data frames 51 to 54 (radio terminal not subject to CRC inspection), the own terminal is designated in the delivery confirmation response frame. Check if. For example, it is confirmed whether the identification information of the own terminal is set in the common information field, the terminal information field, or both of them. Whether the delivery confirmation response frame is in the normal format or the format with the notification function may be determined by, for example, Type and Subtype in the Frame Control field. Alternatively, the format used may be determined, for example, from the length of the data contained in the physical header. The judgment may be made by a method other than the method described here.
通知機能付き送達確認応答フレーム内で指定された無線端末は、送達確認応答フレームの受信完了から上記時間T3後のタイミング(再送データフレームと同じタイミング)で、新規データフレームを送信する(図2のデータフレーム63、64参照)。これにより、送信に失敗した無線端末が再送を行う送信タイミングにて、当該送達確認応答フレームで指定された無線端末も同時に送信することが可能となる。つまり、再送を行う無線端末と、送達確認応答フレームで指定された無線端末が一緒に、UL−MU−MIMO送信を行うことになる。 The wireless terminal specified in the delivery confirmation response frame with the notification function transmits a new data frame at the timing (the same timing as the retransmission data frame) after the above time T3 from the completion of receiving the delivery confirmation response frame (FIG. 2). See data frames 63 and 64). As a result, the wireless terminal specified in the delivery confirmation response frame can also be transmitted at the same time at the transmission timing at which the wireless terminal that failed to transmit retransmits. That is, the wireless terminal that resends and the wireless terminal specified in the delivery confirmation response frame perform UL-MU-MIMO transmission together.
なお、1つの無線端末が複数のデータフレームを複数のデータストリームで同時に送信(MIMO送信)した場合、一部のデータフレームで送信失敗、別の一部のデータフレームが送信成功する場合もある。この場合、通知機能付き送達確認応答フレームにおいて、失敗したデータフレームをビットマップ等で特定するとともに、端末情報フィールド等で自端末が指定されているかを判断する。自端末が指定されていれば、送信失敗したデータフレームと、新規データフレームとを複数のデータストリームにより同時に送信(MIMO)する。つまり、無線端末は、データフレームの送信に失敗した場合、および自端末が指定されている場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、フレーム送信を行う。 When one wireless terminal simultaneously transmits a plurality of data frames in a plurality of data streams (MIMO transmission), transmission may fail in some data frames and transmission may succeed in another part of the data frames. In this case, in the delivery confirmation response frame with the notification function, the failed data frame is specified by a bitmap or the like, and it is determined whether or not the own terminal is specified in the terminal information field or the like. If the local terminal is specified, the data frame that failed to be transmitted and the new data frame are simultaneously transmitted (MIMO) by a plurality of data streams. That is, the wireless terminal performs frame transmission when the transmission of the data frame fails or when at least one of the cases where the own terminal is specified is established.
上述した形態では、送達確認応答フレームは、各無線端末のCRC結果をそれぞれ1ビットで表すBitmapにより検査結果を表したが、データフレームを送信した全ての無線端末の検査結果を把握できる情報が含まれている形であれば、これに限定されない。例えば、1つの無線端末の検査結果を含む送達確認応答フレームであるACK(Acknowledgement)フレームを全無線端末分集約したアグリゲーションフレーム(スーパーフレーム)を送信してもよい。アグリゲーションフレームは、IEEE802.11規格ではA−MPDU(A(Aggregated)−MPDU)と呼ばれる。 In the above-described form, the delivery confirmation response frame represents the inspection result by Bitmap, which represents the CRC result of each wireless terminal in 1 bit, but includes information capable of grasping the inspection result of all the wireless terminals that transmitted the data frame. It is not limited to this as long as it is in the form of. For example, an aggregation frame (super frame) in which ACK (Acknowledgement) frames, which are delivery acknowledgment frames including inspection results of one wireless terminal, are aggregated for all wireless terminals may be transmitted. The aggregation frame is called A-MPDU (A (Aggregated) -MPDU) in the IEEE 802.11 standard.
また、各無線端末がUL−MU−MIMOでそれぞれ送信するフレームは、複数のデータフレームを集約したアグリゲーションフレームであってもよい。すなわち各無線端末は、複数のデータフレームを含むアグリゲーションフレームをUL−MU−MIMO送信してもよい。この場合には、アクセスポイント11が返す送達確認応答フレームとしては、各無線端末の各アグリゲーションフレーム内のデータフレーム群のCRC結果が把握できる形式を有する必要がある。各アグリゲーションフレーム内のデータフレーム群のCRC結果を反映させる方法としては、対応付けが取れる限り、任意の方法を用いればよい。一例として、IEEE802.11無線LANのMACプロトコル仕様で規定されているBlock Ackフレームと同様の方法を用いることができる。また、後述するBlock Ackフレームを流用した、Multi−Station Block Ackと呼ぶフレーム、またはこれを拡張したフレームを用いてもよい。
Further, the frame transmitted by each wireless terminal in UL-MU-MIMO may be an aggregation frame in which a plurality of data frames are aggregated. That is, each wireless terminal may transmit an aggregation frame including a plurality of data frames by UL-MU-MIMO. In this case, the delivery confirmation response frame returned by the
以下、図2を用いて、本システムの動作の具体例を示す。上述したように、トリガーフレーム71により送信許可を指定した無線端末1〜4は、トリガーフレーム71の受信完了から時間T1の経過後、データフレーム51〜54をUL−MU−MIMO送信する。
アクセスポイント11は、無線端末3および無線端末4が送信したデータフレーム53、54は正しく受信出来たが、無線端末1および無線端末2が送信したデータフレーム51、52は正しく受信出来なかったとする。
Hereinafter, a specific example of the operation of this system will be shown with reference to FIG. As described above, the
It is assumed that the
アクセスポイント11は、図6に示した通知機能付きのフォーマットで送達確認応答フレームを生成することを決定する。アクセスポイント11は、送達確認応答フレームには、一例として、各無線端末が送信したデータフレームに対するCRC結果を反映した情報を、Bitmapフィールドに設定する。さらに、当該送達確認応答フレームに、無線端末5および無線端末6に新規データフレームの送信を許可するための情報等を設定する。
例えば、端末情報1フィールドおよび端末情報2フィールドに、無線端末5および無線端末6の識別情報、および無線端末5,6に対して通知する個別情報(例えばプリアンブルの情報など)を設定する。共通情報フィールドには端末情報フィールド数、UL−MU−MIMO送信で送信する物理パケット長などの情報を設定してもよい。アクセスポイント11は、このように設定した送達確認応答フレーム72を送信する。送信された送達確認応答フレーム72は、無線端末1〜4に加え、アクセスポイント11と無線リンクを確立済みの無線端末5、6にも受信される。
The
For example, the identification information of the wireless terminal 5 and the
該送達確認応答フレーム72を受信した無線端末1〜6のうち、無線端末1〜4は、自端末が送信したデータフレームが正しく受信されたかを、Bitmapフィールドに基づき判断する。無線端末1および無線端末2は、自端末が送信したデータフレームが正しく受信されなかったと判断し、所定の再送タイミングでデータフレーム61、62を再送する。再送タイミングは、例えば送達確認応答フレームの受信後から時間T3経過した時点である。
Among the
また、無線端末3および無線端末4は、自端末が送信したデータフレームが正しくアクセスポイントで受信されたと判断し、該データフレームの送信処理を完了する。
Further, the
一方、無線端末5および無線端末6は、該送達確認応答フレームを受信した際、端末情報フィールド等に基づき、自端末が新規データフレームのUL−MU−MIMO送信の許可を受けたかを判断する。ここでは各端末情報フィールドに各々の識別情報が含まれているため、送信許可を受けたと判断する。送信許可を受けた無線端末5および無線端末6は、該送達確認応答フレームを受信した後、予め定めた時間T3の経過後に、データフレーム63、64を、各々の端末情報フィールド等で指定された方法にて送信する。ここでいう予め定めた時間は、上記の再送タイミングの場合と同様に、例えば送達確認応答フレームの受信後から、固定時間T3経過した時点である。
On the other hand, when the wireless terminal 5 and the
無線端末1、2、5、6から送信するフレームのプリアンブルは、互いに直交するように配置されており、これにより、前述したようにアクセスポイントは、無線端末1、2、5、6とのアップリンクの伝搬路情報を把握し、無線端末1、2、5、6から受信したフレームを正しく分離できる。
The preambles of the frames transmitted from the
アクセスポイント11は、無線端末1、2からの再送データフレーム61、62および無線端末5、6からの新規データフレーム63、64を、UL−MU−MIMOで受信する。各データフレームが正常に受信されたかを検査し、各検査結果と、必要に応じて、新たなデータフレーム送信を許可する端末を指定した許可端末情報を含む送達確認応答フレーム73を生成する。アクセスポイント11は、各データフレームの受信から予め定めた時間T4が経過した時点で、送達確認応答フレーム73を送信する。時間T4はSIFSでもよいし、これとは別に定めた時間(xIFS)でもよい。以降、必要に応じて、同様な処理を繰り返す。
The
以上により、無線端末1および無線端末2が再送するデータフレーム61、62と、無線端末5および無線端末6が送信する新規のデータフレーム63、64とが、同じタイミングにて空間多重で送信、すなわちUL−MU−MIMO送信される。よって、再送時においても、UL−MU−MIMO送信のユーザ多重数を一定以上に保つことが可能となる。
As described above, the data frames 61 and 62 retransmitted by the
図7は、アクセスポイント11の無線通信装置の機能ブロック図である。アクセスポイント11は無線端末側のネットワーク(第1ネットワーク)に接続される無線通信装置に加え、これとは別のネットワーク(第2ネットワーク)に接続される無線通信装置を備えてもよい。図7では、第1ネットワークに接続される無線通信装置の構成を示している。
FIG. 7 is a functional block diagram of the wireless communication device of the
無線通信装置は、制御部101と、送信部102と、受信部103と、アンテナ12A、12B、12C、12Dと、バッファ104とを備えている。制御部101は、無線端末との通信を制御し、送信部102と受信部103は、一例として、無線通信部を形成する。制御部101の処理、および送信部102と受信部103のデジタル領域の処理の全部または一部は、CPU等のプロセッサで動作するソフトウェア(プログラム)によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。アクセスポイントは、制御部101、送信部102および受信部103の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。
The wireless communication device includes a
バッファ104は、上位層と制御部101との間で、データフレーム等のフレームを受け渡しするための記憶部である。バッファ104はDRAM等の揮発性メモリでもよいし、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。上位層は、第2ネットワークから受信したフレームを第1のネットワークへの中継のためバッファ104に格納したり、第1ネットワークから受信したフレームを制御部101からバッファ104を介して受け取ったりする。上位層は、TCP/IPまたはUDP/IPなど、MAC層の上位の通信処理を行ってもよい。また、上位層は、データを処理するアプリケーション層でもよい。上位層の動作は、CPU等のプロセッサによるソフトウェア(プログラム)の処理によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。
The
制御部101は、主としてMAC層の処理、物理層の処理の一部(例えばMIMO関連の処理等を含む)を行う。制御部101は、送信部102および受信部103を介して、フレームを送受信することで、第1ネットワークにおける各無線端末との通信の制御を行う。また制御部101は定期的にビーコンフレームを送信するよう制御してもよい。制御部101は、クロックを生成するクロック生成部を含んでもよい。また制御部101は外部からクロックが入力されるように構成されてもよい。クロック生成部で生成したクロックまたは外部入力されたクロックまたはこれらの両方によって、制御部101は内部時間を管理してもよい。制御部101は、クロック生成部で作ったクロックを、外部に出力してもよい。
The
制御部101は、無線端末からのアソシエーション要求を受けて、アソシエーションプロセスを実行することで、当該無線端末と無線リンクを確立する。アソシエーション要求を受ける前に、必要に応じて認証等のプロセスを行ってもよい。制御部101は、バッファ104を定期的に確認、外部からのトリガによりバッファ104を確認して、送信すべきデータが存在するかを確認してもよい。制御部101は、何らかの判断により、無線リンクを確立した無線端末の中から、UL−MU−MIMO送信の開始を決定し、UL−MU−MIMO送信を許可する複数の無線端末を選択し、これらの無線端末を指定する許可端末情報を含むトリガーフレームを生成する。また、制御部101は、必要に応じて、各無線端末にデータフレームの送信方法を指定するための情報(共通情報、個別情報、またはこれらの両方)を、トリガーフレームの共通情報フィールド、端末情報フィールドまたはこれらの両方に設定する。
The
制御部101は、生成したトリガーフレームを、送信部102を介して送信する。一例としてDIFSとバックオフ期間の間、キャリアセンスを行い、キャリアセンス結果がアイドルとなることで送信権を獲得できたら、制御部101は、生成したトリガーフレームを送信部102に出力する。送信部102は、各アンテナに対応する送信系統を含み、特定の送信系統または複数の送信系統を用いて、入力されたトリガーフレームに変調処理や物理ヘッダの付加など、所望の物理層の処理を行う。また、物理層の処理後のフレームに対して、DA変換や、所望帯域の信号成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換(アップコンバート)を行う。送信部102は、周波数変換された信号を増幅して、1つのアンテナまたは複数のアンテナから空間に電波として放射する。
The
アクセスポイントの各アンテナで受信された信号は、受信部103において、それぞれアンテナに対応する受信系統ごとに処理される。例えば、上述したトリガーフレームの送信後に、トリガーフレームで指定した複数の無線端末から返信されるデータフレームの信号が各アンテナで同時に受信される(UL−MU−MIMO受信)。受信部103における各受信系統へ、各アンテナの受信信号が入力される。各受信信号は、それぞれ受信系統において増幅され、周波数変換(ダウンコンバート)され、フィルタリング処理で所望帯域成分が抽出される。各抽出された信号は、さらにAD変換によりデジタル信号に変換されて、復調等の物理層の処理を経た後、それぞれ制御部101に入力される。
The signal received by each antenna of the access point is processed by the receiving
制御部101は、各受信系統から入力された信号のプリアンブルに基づき、伝搬路推定を行うことで、アップリンクの伝搬路応答を取得する。制御部101は、推定により得たアップリンクの伝搬路応答に基づき、データフレームの先頭側に付加されているプリアンブルより後の部分(物理パケットのヘッダのプリアンブルより後の部分)を、無線端末ごとに分離することで、各無線端末のデータフレームを分離する。
The
また、制御部101は、各無線端末からUL−MU−MIMOにより送信されたデータフレームの受信結果に基づき送達確認応答フレームを生成する。より詳細には、制御部101は各無線端末から受信したデータフレームのCRCチェックをそれぞれ行い、各CRC結果を表す情報を格納した送達確認応答フレームを生成する。制御部101は、各無線端末からのデータフレームの受信完了から一定時間後に、送達確認応答フレームを送信するよう制御する。
Further, the
ここで、送達確認応答フレームの種類としては、上述したように、通常の送達確認応答フレームと、通知機能付き送達確認応答フレームとがある。通知機能付き送達確認応答フレームを生成する場合は、制御部101は、UL−MU−MIMO送信を新たに許可する無線端末を選択し、これらの無線端末を指定する許可端末情報を上記送達確認応答フレームに追加する。
Here, as the types of the delivery confirmation response frame, as described above, there are a normal delivery confirmation response frame and a delivery confirmation response frame with a notification function. When generating a delivery confirmation response frame with a notification function, the
無線端末を選択する方法は、一例として、無線リンクを確立している無線端末のうち、今回のCRC検査の対象でなかった無線端末(今回のUL−MU−MIMOでデータフレームを送信しなかった無線端末)の中から選択する方法や、検査結果が成功であった無線端末の中から選択する方法や、これらの両方の中から選択する方法など任意の方法で選択できる。 As an example of the method of selecting a wireless terminal, among the wireless terminals for which a wireless link has been established, the wireless terminal that was not the target of the CRC inspection this time (the data frame was not transmitted by the UL-MU-MIMO this time). It can be selected by any method such as a method of selecting from a wireless terminal), a method of selecting from a wireless terminal whose inspection result was successful, or a method of selecting from both of these.
選択する無線端末数は、一例として、アクセスポイント11が空間多重可能な最大の端末数から、検査結果が失敗であった端末数を減算した値以下である。
The number of wireless terminals to be selected is, for example, equal to or less than the maximum number of terminals that can be spatially multiplexed by the
選択した無線端末を指定する情報を通知する方法としては、選択した無線端末の識別情報を共通情報フィールドまたは無線端末毎の端末情報フィールドまたはこれらの両方に設定することがある。または、選択する無線端末が共通に属するグループの識別情報を共通情報フィールド等に配置することも可能である。 As a method of notifying the information specifying the selected wireless terminal, the identification information of the selected wireless terminal may be set in the common information field, the terminal information field for each wireless terminal, or both of them. Alternatively, it is also possible to arrange the identification information of the group to which the selected wireless terminal belongs in common in the common information field or the like.
送達確認応答フレームの受信先アドレスは、一例としてブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスである。または、トリガーフレームで指定した無線端末(今回のUL−MU−MIMOでデータフレームを送信した無線端末)のうちの1つのユニキャストアドレスを受信先アドレスとする方法もある。 The destination address of the delivery confirmation response frame is, for example, a broadcast address or a multicast address. Alternatively, there is also a method in which the unicast address of one of the wireless terminals specified in the trigger frame (the wireless terminal that transmitted the data frame in the UL-MU-MIMO this time) is used as the receiving address.
送信部102は、複数の送信系統のうちの1つまたは複数に、送達確認応答フレームを入力する。送達確認応答フレームが入力された送信系統では、入力された送達確認応答フレームを変調し、変調された信号に対して物理ヘッダの付加等の物理層の処理を行う。さらに、物理層の処理後のフレームに対して、DA変換や、所望帯域の信号成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換(アップコンバート)を行う。送信部102は、周波数変換された信号を増幅して、1つのアンテナまたは複数のアンテナから空間に電波として放射する。
The
制御部101は、各無線端末に送信する情報、または各無線端末から受信した情報、またはこれらの両方を格納するための記憶装置にアクセスして情報を読み出してもよい。記憶装置は、制御部101が備えるバッファ(内部メモリ)でも、制御部101の外に備えられたバッファ(外部メモリ)でもよい。記憶装置は、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、SSD、ハードディスク等でもよい。
The
上述した制御部101と送信部102の処理の切り分けは一例であり、別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理までは制御部101で行い、DA変換以降の処理を送信部102で行うようにしてもよい。制御部101と受信部103の処理の切り分けについても同様に、AD変換までの処理を受信部103で行い、その後の物理層の処理を含むデジタル領域の処理を制御部101で行うようにしてもよい。ここで述べた以外の切り分けを行ってもよい。
The above-mentioned separation of processing between the
図8は、本実施形態に係る無線端末1に搭載される無線通信装置の機能ブロック図である。無線端末2〜6に搭載される無線通信装置も無線端末1と同様の構成を有するため、以下では無線端末1の説明によって、無線端末2〜6の説明に代える。
FIG. 8 is a functional block diagram of a wireless communication device mounted on the
無線通信装置は、制御部201と、送信部202と、受信部203と、アンテナ1Aと、バッファ204とを備えている。制御部201は、アクセスポイント11との通信を制御し、送信部202と受信部203は、一例として、無線通信部を形成する。制御部201の処理、および送信部202と受信部203のデジタル領域の処理の全部または一部、あるいは制御部の処理は、CPU等のプロセッサで動作するソフトウェア(プログラム)によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。また、アンテナは、アンテナ1A以外にも複数備えていてもよい。無線端末は、複数のアンテナを用いて、複数のデータフレームをMIMO送信してもよい。無線端末は、制御部201、送信部202および受信部203の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。
The wireless communication device includes a
バッファ204は、上位層と制御部201との間で、データフレーム等のフレームまたはデータを受け渡しするための記憶部である。バッファ204はDRAM等の揮発性メモリでもよいし、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。上位層は、他の無線端末、アクセスポイント11、またはサーバ等の他のネットワーク上の装置に送信するフレームまたはデータを生成して、バッファ204に格納したり、第1ネットワークで受信したフレームを、バッファ204を介して受け取ったりする。上位層は、TCP/IPまたはUDP/IPなど、MAC層の上位の通信処理を行ってもよい。また、上位層は、データを処理するアプリケーション層でもよい。上位層の処理は、CPU等のプロセッサで動作するソフトウェア(プログラム)によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。
The
制御部201は、主としてMAC層の処理を行う。制御部201は、送信部202および受信部203を介して、アクセスポイント11とフレームを送受信することで、アクセスポイント11との通信を制御する。制御部201は、例えばアクセスポイント11から定期的に送信されるビーコンフレームを、アンテナ1Aおよび受信部203を介して受信する。制御部201は、クロックを生成するクロック生成部を含んでもよい。また制御部201は外部からクロックが入力されるように構成されてもよい。クロック生成部で生成したクロックまたは外部入力されたクロックによって、制御部201は内部時間を管理してもよい。制御部201は、クロック生成部で作ったクロックを外部に出力してもよい。
The
制御部201は、一例としてビーコンを受信してアクセスポイント11にアソシエーション要求を行い、アソシエーションプロセスを実行することで、当該アクセスポイント11と無線リンクを確立する。アソシエーション要求の前に、必要に応じて認証等のプロセスを行ってもよい。制御部201は、バッファ204を定期的に確認、またはバッファ204等の外部からのトリガによりバッファ204を確認することで、送信するデータの有無等を確認してもよい。制御部201は、アクセスポイント11へ送信するフレームまたはデータがあることを確認したら、当該フレームまたはデータを読み出して、使用する通信方式に従って、送信部202およびアンテナ1Aを介してフレームを送信する。あるいは、アクセスポイント11からトリガーフレームおよび送達確認応答フレーム(通常の送達確認応答フレームもしくは通知機能付き送達確認応答フレーム)の少なくとも一方を受信することにより、自端末がUL−MU−MIMOにて送信許可されたタイミングで、当該フレームまたはデータを読み出して、使用する通信方式に従って、送信部202およびアンテナ1Aを介して送信する。
As an example, the
送信部202は、制御部201から入力されたフレームに変調処理や物理ヘッダの付加など、所望の物理層の処理を行う。また、物理層の処理後のフレームに対して、DA変換や、所望帯域の信号成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換(アップコンバート)を行う。送信部202は、周波数変換された信号を増幅して、アンテナから空間に電波として放射する。
The
アンテナ1Aで受信された信号は、受信部203において処理される。例えば、アクセスポイント11からトリガーフレームの信号が受信され、受信部203において処理される。受信信号は、受信部203において増幅され、周波数変換(ダウンコンバート)され、ファイルタリング処理で所望帯域成分が抽出される。各抽出された信号は、さらにAD変換によりデジタル信号に変換されて、復調等の物理層の処理を経た後、制御部201に入力される。
The signal received by the
制御部201は、受信部203から入力された信号に基づきトリガーフレームを検出した場合、トリガーフレームにおいて自端末がUL−MU−MIMO送信の対象として指定されているかを確認する。例えば、自端末の識別情報がいずれかの端末情報フィールドに格納されているかで確認する。または、共通情報フィールドに自端末の識別情報が格納されているかを確認する構成も可能である。または、共通情報フィールドに自端末が属するグループのグループIDが指定されているかで、自端末が指定されているかを確認する構成も可能である。
When the
制御部201は、自端末が指定されていることを確認した場合は、必要に応じて、自端末のUL−MU−MIMOの送信方法に関する情報(共通情報、個別情報)が、トリガーフレームの共通情報フィールド、端末情報フィールドまたはこれらの両方のフィールドに格納されているかを確認する。当該情報が格納されている場合は、該当するフィールドから情報を読み出す。読み出した情報に、自端末のデータフレームの送信の際に使用するプリアンブルの情報が含まれる場合は、当該情報に基づき、使用するプリアンブルを特定する。なお、UL−MU−MIMO送信で使用するプリアンブルが事前に指定されている場合は、そのプリアンブルを用いるようにしてもよい。この場合、プリアンブルは、バッファまたはメモリまたはこれらの両方に格納した値を読み込むことで、取得すればよい。
When the
制御部201は、トリガーフレームにおいて自端末がUL−MU−MIMO送信の対象として指定さている事を確認した場合、バッファ204に格納されているデータフレームまたはデータを読み出し、使用するプリアンブルを特定し、トリガーフレームの受信完了から一定時間後にアクセスポイント11にデータフレームを送信するように制御する。データフレームは送信部202およびアンテナ1Aを介して送信される。送信部202の動作は上述した通りである。
When the
また、トリガーフレームで、UL−MU−MIMO送信のタイミングが指定されている場合には、指定されたタイミングでアクセスポイント11に送信するように制御する構成も可能である。
Further, when the timing of UL-MU-MIMO transmission is specified in the trigger frame, it is possible to control the transmission to the
制御部201は、データフレームの送信後、アクセスポイント11から送信される送達確認応答フレームを待機する。制御部201は、受信部203から入力された信号に基づき、アクセスポイント11からの送達確認応答フレーム(通常の送達確認応答フレームもしくは通知機能付き送達確認応答フレーム)を検出した場合は、自端末がUL−MU−MIMOにて送信したデータフレームがアクセスポイント11で正しく受信できたか否かを、送達確認応答フレーム(通常の送達確認応答フレームもしくは通知機能付き送達確認応答フレーム)のフィールドで確認する。例えば送達確認応答フレームのBitmapフィールドから自端末のビットを特定し、特定した検査結果に基づき確認を行う。制御部201は、自端末が送信したデータフレームの受信がアクセスポイント11で成功したか否かを判断する判断手段を備える。
After transmitting the data frame, the
制御部201は、UL−MU−MIMOにより送信したデータフレームが正しく送信出来ていたことを確認した場合は、必要に応じてバッファ204に格納されている該データフレームの削除処理などを施し、送信処理を完了する。一方、データフレームが正しく送信出来ていなかったことが確認された場合は、必要に応じて、該データフレームの再送処理を行う。
When the
制御部201は、再送処理を行う際、もしデータフレームのFrame Controlフィールドに再送を示すリトライビットが定義されている場合には、正しく送信できなかったデータフレームのリトライビットに”1”を設定した後、必要に応じて使用するプリアンブルを特定し、送達確認応答フレーム(通常の送達確認応答フレームもしくは通知機能付き送達確認応答フレーム)の受信完了から一定時間後にアクセスポイント11にデータフレームを送信するように制御する。該データフレームは送信部202およびアンテナ1Aを介して送信される。また、送達確認応答フレーム(通常の送達確認応答フレームもしくは通知機能付き送達確認応答フレーム)で、再送するデータフレームのUL−MU−MIMO送信のタイミングが指定されている場合には、指定されたタイミングでアクセスポイント11に当該データフレームを送信するように制御する構成も可能である。
When performing the retransmission process, the
また、制御部201は、受信部203から入力された信号に基づき、アクセスポイント11からの送達確認応答フレームを検出した場合、新規データフレームのUL−MU−MIMO送信の許可を指定するフィールド(共通情報フィールドや端末情報フィールドなど)が存在するフレームか否かを確認する。すなわち、制御部201は、当該検出した送達確認フレームが、通知機能付き送達確認応答フレームか否かを確認する。例えばFrame ControlフィールドのTypeおよびSubtypeに基づいて判断してもよいし、あるいは、物理ヘッダに記載のデータ長に基づき判断してもよいし、あるいはこれらの両方に基づき判断するなどしてもよい。制御部201は、そのようなフィールドが存在しているフレームであることを特定した場合、それらのフィールドに基づき自端末がUL−MU−MIMO送信の対象として指定されているかを確認する。制御部201は、送達確認応答フレームにおいてUL−MU−MIMO送信の対象として指定されているかを判断する判断手段を備えている。制御部201は、例えば共通情報フィールド、またはいずれかの端末情報フィールド、またはこれらの両方に自端末の識別情報が含まれている場合は、自端末が指定されていると判断する。または、自端末が属するグループのグループIDが共通情報フィールド等に含まれている場合は、自端末が指定されていると判断してもよい。
Further, when the
制御部201は、自端末が指定されていることを確認した場合、トリガーフレームで指定された場合と同様に、バッファ204に格納されているデータフレームまたはデータを読み出し、必要に応じて使用するプリアンブルを特定し、送達確認応答フレーム(通常の送達確認応答フレームもしくは通知機能付き送達確認応答フレーム)の受信完了から一定時間後にアクセスポイント11にデータフレームを送信するように制御する。データフレームは送信部202およびアンテナ1Aを介して送信される。また、送達確認応答フレーム(通常の送達確認応答フレームもしくは通知機能付き送達確認応答フレーム)で、UL−MU−MIMO送信のタイミングが指定されている場合には、指定されたタイミングでアクセスポイント11にデータフレームを送信するように制御する構成も可能である。
When the
なお、UL−MU−MIMO送信するフレームは、データフレームである例を説明したが、データフレーム以外の各種管理フレームまたは制御フレームをUL−MU−MIMO送信することも可能である。各種管理フレームまたは制御フレームは、バッファ204に格納されていてもよい。各種管理フレームまたは制御フレームは、送信を行う必要がある都度、生成するようにしてもよい。
Although the example in which the frame for UL-MU-MIMO transmission is a data frame has been described, it is also possible to transmit various management frames or control frames other than the data frame for UL-MU-MIMO transmission. The various management frames or control frames may be stored in
制御部201は、アクセスポイント11に送信する情報、またはアクセスポイント11から受信した情報、またはこれらの両方を格納するための記憶装置にアクセスして情報を読み出してもよい。記憶装置は、制御部201が備えるバッファ(内部メモリ)でも、制御部201の外に備えられたバッファ(外部メモリ)でもよい。記憶装置は、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、SSD、ハードディスク等でもよい。
The
上述した制御部201と送信部202の処理の切り分けは一例であり、別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理までは制御部201で行い、DA変換以降の処理を送信部202で行うようにしてもよい。制御部201と受信部203の処理の切り分けについても同様に、AD変換までの処理を受信部203で行い、その後の物理層の処理を含むデジタル領域の処理を制御部201で行うようにしてもよい。ここで述べた以外の切り分けを行ってもよい。
The above-mentioned separation of processing between the
図9は、第1の実施形態に係るアクセスポイントの動作のフローチャートを示す。アクセスポイントの制御部は、UL−MU−MIMO送信を許可する複数の無線端末(または複数の無線通信装置)を選択し(S101)、選択した無線端末を指定する許可端末情報を含むトリガーフレームを生成する(S102)。アクセスポイントの制御部は、送信用のアクセス権を獲得した後、トリガーフレームを無線通信部を介して送信する(S103)。トリガーフレームは、許可端末情報以外の情報、例えば複数の無線端末がUL−MU−MIMO送信で使用するプリアンブルの情報をさらに含んでもよい。 FIG. 9 shows a flowchart of the operation of the access point according to the first embodiment. The control unit of the access point selects a plurality of wireless terminals (or a plurality of wireless communication devices) that are permitted to transmit UL-MU-MIMO (S101), and sets a trigger frame including the permitted terminal information that specifies the selected wireless terminal. Generate (S102). The control unit of the access point transmits the trigger frame via the wireless communication unit after acquiring the access right for transmission (S103). The trigger frame may further include information other than the permitted terminal information, for example, preamble information used by a plurality of wireless terminals in UL-MU-MIMO transmission.
アクセスポイントの制御部は、トリガーフレームを送信してから予め定められた時間の経過後、トリガーフレームで指定した複数の無線端末から空間多重により送信されるデータフレーム等のフレームを、無線通信部を介して受信する(S104)。すなわちアクセスポイントは、複数の無線端末からUL−MU−MIMO送信される複数のフレームを受信する。各無線端末から受信するフレームのプリアンブルは互いに直交しているため、各無線端末から同時に受信したこれらのフレームを互いに分離できる。なお、無線端末は、アクセスポイントに送信するデータを保持していない場合は、フレームを送信しなくてもよいし、データを含まないフレーム(例えばQoS Null Frame)を送信してもよい。 The control unit of the access point transmits a frame such as a data frame transmitted by spatial multiplexing from a plurality of wireless terminals specified by the trigger frame after a predetermined time has elapsed after transmitting the trigger frame. Receive via (S104). That is, the access point receives a plurality of frames transmitted by UL-MU-MIMO from the plurality of wireless terminals. Since the preambles of the frames received from each wireless terminal are orthogonal to each other, these frames received from each wireless terminal at the same time can be separated from each other. If the wireless terminal does not hold the data to be transmitted to the access point, the wireless terminal may not transmit the frame, or may transmit a frame containing no data (for example, QoS Null Frame).
アクセスポイントの制御部は、各無線端末から受信したフレームの受信にそれぞれ成功したか否かの検査結果と、少なくとも1台の無線端末を指定する許可端末情報とを含む送達確認応答フレームを生成し、生成した送達確認応答フレームを送信する(S105)。
一例として、各無線端末の検査結果は、各無線端末の成功可否のビットマップで表現してもよい。
The control unit of the access point generates a delivery confirmation response frame including the inspection result of whether or not the frame received from each wireless terminal has been successfully received and the permitted terminal information for designating at least one wireless terminal. , The generated delivery confirmation response frame is transmitted (S105).
As an example, the inspection result of each wireless terminal may be represented by a bitmap of success or failure of each wireless terminal.
アクセスポイントの制御部は、送達確認応答フレームの送信から予め定めた時間の経過後に、検査結果が失敗を示す無線端末と、送達確認応答フレームで新たに指定した無線端末とから空間多重で送信されるフレームを受信する(S106)。これらのフレームのプリアンブルは、互いに直交するように配置されているため、アクセスポイントはこれらのフレームを互いに分離できる。 The control unit of the access point is spatially multiplexed from the wireless terminal whose inspection result indicates failure and the wireless terminal newly specified in the delivery confirmation response frame after a predetermined time has elapsed from the transmission of the delivery confirmation response frame. Receives the frame (S106). The preambles of these frames are arranged so that they are orthogonal to each other so that the access point can separate these frames from each other.
図10は、第1の実施形態に係る無線端末の動作のフローチャートである。無線端末の制御部は、アクセスポイントから送信される、複数の無線端末を指定する許可端末情報を含むトリガーフレームを、無線通信部を介して受信する(S201)。トリガーフレームは、許可端末情報以外の情報、例えば複数の無線端末がそれぞれ使用するプリアンブルの情報を含んでもよい。 FIG. 10 is a flowchart of the operation of the wireless terminal according to the first embodiment. The control unit of the wireless terminal receives the trigger frame including the permitted terminal information designating the plurality of wireless terminals transmitted from the access point via the wireless communication unit (S201). The trigger frame may include information other than the permitted terminal information, for example, preamble information used by each of the plurality of wireless terminals.
無線端末の制御部は、トリガーフレームを受信し、許可端末情報で自端末が指定されている場合は、トリガーフレームの受信完了から予め定められた時間の経過後、データフレーム等のフレームを、無線通信部を介して、アクセスポイントに送信する(S202)。
複数の無線端末が送信するフレームのプリアンブルは互いに直交する。これにより、各無線端末から同時かつ同一の周波数帯域(空間多重)で送信が行われる。すなわち、複数の無線端末からアクセスポイントへのUL−MU−MIMO送信が行われる。
The control unit of the wireless terminal receives the trigger frame, and if the own terminal is specified in the permitted terminal information, wirelessly performs a frame such as a data frame after a predetermined time has elapsed from the completion of receiving the trigger frame. It is transmitted to the access point via the communication unit (S202).
The preambles of frames transmitted by a plurality of wireless terminals are orthogonal to each other. As a result, transmission is performed simultaneously and in the same frequency band (spatial multiplexing) from each wireless terminal. That is, UL-MU-MIMO transmission is performed from the plurality of wireless terminals to the access point.
無線端末の制御部は、フレームの送信後、予め定めた時間の経過後に、アクセスポイントから送信される送達確認応答フレームを受信する(S203)。送達確認応答フレームは、アクセスポイントが各無線端末からのフレームの受信にそれぞれ成功したか否かの検査結果と、少なくとも1台の無線端末を指定する許可端末情報を含む。無線端末の制御部は、送達確認応答フレームから自端末の検査結果を特定し、特定した検査結果に基づき、フレームの送信が成功したか否かを判断する(S204)。また、送達確認フレーム内の許可端末情報で自端末が指定されているかを判断する(S205)。無線端末は、検査結果が失敗を示す場合、または自端末が許可端末情報で指定されている場合、送達確認応答フレームの受信完了から予め定めた時間の経過後に、無線通信部を介して、フレームを送信する(S206)。自端末および他の無線端末が送信するフレームのプリアンブルは互いに直交することにより、自端末および他の無線端末から、空間多重送信が行われることができる。なお、ステップS204で検査結果が自端末の送信失敗を示している場合、ステップS205を省略する構成も可能である。また、ステップS205とステップS204の順序を入れ替えてもよい。この場合、ステップS205で自端末が許可端末情報で指定されていると判断したときは、自端末の検査結果を調べること無く、フレーム送信が成功したと見なしてもよい。 The control unit of the wireless terminal receives the delivery confirmation response frame transmitted from the access point after a lapse of a predetermined time after the transmission of the frame (S203). The delivery confirmation response frame includes an inspection result as to whether or not the access point has succeeded in receiving the frame from each wireless terminal, and permission terminal information for designating at least one wireless terminal. The control unit of the wireless terminal identifies the inspection result of the own terminal from the delivery confirmation response frame, and determines whether or not the transmission of the frame is successful based on the identified inspection result (S204). In addition, it is determined whether or not the own terminal is specified by the permitted terminal information in the delivery confirmation frame (S205). If the inspection result indicates a failure, or if the own terminal is specified in the permitted terminal information, the wireless terminal will use the frame via the wireless communication unit after a predetermined time has elapsed from the completion of receiving the delivery confirmation response frame. Is transmitted (S206). Since the preambles of the frames transmitted by the own terminal and the other wireless terminal are orthogonal to each other, spatial multiplex transmission can be performed from the own terminal and the other wireless terminal. If the inspection result indicates a transmission failure of the own terminal in step S204, it is possible to omit step S205. Further, the order of step S205 and step S204 may be exchanged. In this case, when it is determined in step S205 that the own terminal is specified in the permitted terminal information, it may be considered that the frame transmission is successful without checking the inspection result of the own terminal.
以上のように、本実施形態では、UL−MU−MIMO送信に対する送達確認応答フレームで、各無線端末の検査結果とともに、新規送信を許可する無線端末を指定する情報を含めることで、再送のデータフレームと新規のデータフレームとをユーザ多重送信(UL−MU−MIMO送信)させることができる。これにより、再送する無線端末が存在する場合においても、ユーザ多重数を一定以上に保つことが可能となり、高効率化によるシステムスループット向上を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, in the delivery confirmation response frame for UL-MU-MIMO transmission, the data of retransmission is included by including the inspection result of each wireless terminal and the information specifying the wireless terminal that allows new transmission. User multiplex transmission (UL-MU-MIMO transmission) of a frame and a new data frame can be performed. As a result, even when there is a wireless terminal that retransmits, it is possible to keep the number of user multiplex above a certain level, and it is possible to improve system throughput by improving efficiency.
上述した実施形態では、アップリンクのユーザ多重送信方式として、UL−MU−MIMO送信の場合を説明したが、UL−OFDMA送信の場合も同様にして適用可能である。UL−OFDMAは、1つまたは複数のサブキャリアをリソースユニット(サブチャネル、リソースブロック、周波数ブロックなどと呼んでもよい)として端末に割り当て、リソースユニットベースで、複数の無線端末からの受信を同時に行う通信方式である。リソースユニットは、通信を行うリソースの最小単位となる周波数成分である。 In the above-described embodiment, the case of UL-MU-MIMO transmission has been described as the uplink user multiplex transmission method, but the same can be applied to the case of UL-OFDMA transmission. UL-OFDMA allocates one or more subcarriers to terminals as resource units (which may be called subchannels, resource blocks, frequency blocks, etc.) and simultaneously receives from multiple wireless terminals on a resource unit basis. It is a communication method. A resource unit is a frequency component that is the smallest unit of a resource for communication.
図11に、1つのチャネル(ここではチャネルMと記述している)の連続した周波数領域内に確保したリソースユニット(RU#1、RU#2、・・・RU#K)を示す。チャネルMには、互いに直交する複数のサブキャリアが配置されており、1つまたは複数の連続するサブキャリアを含む複数のリソースユニットがチャネルM内に定義されている。リソースユニット間には、1つ以上のサブキャリア(ガードサブキャリア)が配置されてもよいが、ガードサブキャリアは必須ではない。チャネル内の各サブキャリアには、サブキャリアを識別するための番号が付与されていてもよい。1つのチャネルの帯域幅は、一例として、20MHz、40MHz、80MHz、160MHzなどであるが、これらに限定されない。20MHzの複数のチャネルをまとめて1つのチャネルとしてもよい。帯域幅に応じてチャネル内のサブキャリア数またはリソースユニット数が異なってもよい。リソースユニットの最小幅を定義し、複数の最小幅のリソースユニットを連結して1つのリソースユニットを構成してもよい。複数の無線端末がそれぞれ異なるリソースユニットを同時に用いることで、アップリンクOFDMA通信を実現できる。なお、リソースユニットを20MHzのチャネルとし、20MHzのチャネル単位で各端末にリソースユニットを割り当てることも可能である。
FIG. 11 shows resource units (
UL−MU−MIMOの場合には各無線端末のデータストリームをプリアンブルにより空間的に分離していたが、UL−OFDMAの場合には、リソースユニットで各端末を分離すればよい。各リソースユニットは周波数的に直交しているため、異なるリソースユニットでは互いに干渉せずに,アクセスポイントは複数の無線端末と同時に通信可能である。図2のシーケンスにおいてユーザ多重送信方式としてUL−OFDMAを用いる場合、アクセスポイントは、トリガーフレーム71の各端末情報フィールドで、プリアンブルの代わりに、無線端末毎に異なるリソースユニットを特定する情報を指定する。無線端末1、2、3、4は、トリガーフレームの該当する端末情報フィールドで指定されたリソースユニットを用いてデータフレーム51〜54を送信すればよい。このようなUL−MU−MIMOからUL−OFDMAへの置き換えは、後述の実施形態にも適用できる。
In the case of UL-MU-MIMO, the data stream of each wireless terminal is spatially separated by preamble, but in the case of UL-OFDMA, each terminal may be separated by a resource unit. Since each resource unit is orthogonal in frequency, different resource units do not interfere with each other, and the access point can communicate with a plurality of wireless terminals at the same time. When UL-OFDMA is used as the user multiplex transmission method in the sequence of FIG. 2, the access point specifies information that identifies a different resource unit for each wireless terminal in each terminal information field of the
その他、OFDMAとMU−MIMO(Multiple−Input Multiple−Output)を組み合わせた通信方式(OFDMA&MU−MIMOと呼ぶ)も可能である。OFDMA&MU−MIMOの場合、複数の端末が同じリソースユニットを利用して、MU−MIMO送信を行うことになる。 In addition, a communication method (referred to as OFDMA & MU-MIMO) in which OFDMA and MU-MIMO (Multiple-Input Multiple-Automat) are combined is also possible. In the case of OFDMA & MU-MIMO, a plurality of terminals use the same resource unit to perform MU-MIMO transmission.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、送達確認応答フレームで検査結果が失敗であった無線端末(図2の無線端末1、2)は、送達確認応答フレームの受信完了後にデータフレームを再送(UL−MU−MIMO送信)した。すなわち、失敗の検査結果は、送達確認応答フレームの受信完了から一定時間後の次のUL−MU−MIMO送信の指示または許可を暗示的に与える役割を有していた。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the wireless terminals (
本実施形態では、送達確認応答フレームの受信完了後に行うUL−MU−MIMO送信を指示または許可(以下、許可に統一)する無線端末を、すべて端末情報フィールドまたは共通情報フィールドで指定する。端末情報フィールドまたは共通情報フィールドで指定されていない無線端末は、検査結果が失敗であっても、UL−MU−MIMO送信は許可されないものとする。このように、UL−MU−MIMO送信を許可する無線端末を端末情報フィールドまたは共通情報フィールドで明示的に指定する。 In the present embodiment, all wireless terminals that instruct or permit (hereinafter, unified to permit) UL-MU-MIMO transmission performed after the reception of the delivery confirmation response frame is completed are specified in the terminal information field or the common information field. Wireless terminals not specified in the terminal information field or common information field shall not be allowed to transmit UL-MU-MIMO even if the inspection result is unsuccessful. In this way, the wireless terminal that allows UL-MU-MIMO transmission is explicitly specified in the terminal information field or the common information field.
送達確認応答フレームの端末情報フィールドまたは共通情報フィールドでUL−MU−MIMO送信を許可された無線端末は、送達確認応答フレームの受信完了から時間T3後に、フレームを送信する。フレームの送信の際に使用するプリアンブルが、他の許可された無線端末と直交することは第1の実施形態と同様である。検査結果が失敗であった無線端末が送信するフレームは、送信に失敗したフレームの再送フレームであってもよいし、これとは別の新規のフレームでもよい。図2のシーケンスを本実施形態の観点で説明する場合、データフレーム51、52の送信に失敗した無線端末1、2は、送達確認応答フレーム72のビットマップで送信に失敗したことを認識する。そして、例えば端末情報フィールド1〜Nに自端末の識別子が設定されているフィールドがあるかを検査し、自端末の識別子が設定されているフィールドを検出することで、UL−MU−MIMO送信を許可されたことを把握する。そして、送達確認応答フレーム72の受信完了から時間T3後に、データフレーム61、62を送信する。データフレーム61、62は、図2の例では、データフレーム51、52の再送フレームであるが、これに限定される必要はなく、新規のデータフレームでもよい。新規のデータフレームを送信した後、別の送信の機会で、データフレーム51、52の再送フレームを送信してもよい。
A radio terminal that is permitted to transmit UL-MU-MIMO in the terminal information field or the common information field of the delivery confirmation response frame transmits the frame after a time T3 from the completion of receiving the delivery confirmation response frame. Similar to the first embodiment, the preamble used when transmitting the frame is orthogonal to other permitted wireless terminals. The frame transmitted by the wireless terminal whose inspection result is unsuccessful may be a retransmission frame of the frame whose transmission has failed, or may be a new frame different from this. When the sequence of FIG. 2 is described from the viewpoint of the present embodiment, the
また、送達確認応答フレームでUL−MU−MIMO送信を許可する無線端末は、検査結果が成功であった無線端末でもよい。この場合のシーケンス例を図12に示す。データフレーム53、54の送信に成功した無線端末3、4の少なくとも一方が、送達確認応答フレームで再度、UL−MU−MIMO送信を許可されてもよい。図12の例では、データフレーム53の送信に成功した無線端末3が、送達確認応答フレーム75で再度、UL−MU−MIMO送信を許可され、データフレーム65を送信している。その他、データフレーム51、52の送信に失敗した無線端末1、2と、トリガーフレーム71で指定されなかった無線端末6も許可されている。無線端末1は、データフレーム51の送信に失敗したものの、データフレーム51の再送フレームではなく、新規のデータフレーム66を送信している。無線端末2は、データフレーム52の送信に失敗し、データフレーム52の再送フレーム62を送信している。
Further, the wireless terminal that permits UL-MU-MIMO transmission in the delivery confirmation response frame may be a wireless terminal whose inspection result is successful. An example of the sequence in this case is shown in FIG. At least one of the
また、送達確認応答フレームでUL−MU−MIMO送信を許可する無線端末は、検査結果が失敗であった無線端末以外の無線端末の中から選択してもよい。この場合のシーケンス例を図13に示す。この例では、データフレーム53、54の送信に成功した無線端末3、4と、トリガーフレーム71で指定されなかった無線端末5、6が、送達確認応答フレーム76でUL−MU−MIMO送信の許可がなされている。無線端末3、4、5、6が送達確認応答フレーム76の受信完了から時間T3後に、データフレーム65、66、63、64を送信している。
Further, the wireless terminal that allows UL-MU-MIMO transmission in the delivery confirmation response frame may be selected from wireless terminals other than the wireless terminal whose inspection result is unsuccessful. An example of the sequence in this case is shown in FIG. In this example, the
また、送達確認応答フレームでUL−MU−MIMO送信を許可する無線端末は、検査結果が失敗であった無線端末の中から選択してもよい。この場合のシーケンス例を図14に示す。この例では、データフレーム51、52の送信に失敗した無線端末1、2のみが、送達確認応答フレーム77でUL−MU−MIMO送信の許可がなされている。新規データの送信要求を有する無線端末が存在しない場合などは、アクセスポイントは、このように再送の必要な無線端末のみを指定することが考えられる。また、UL−MU−MIMO送信する端末数を少なくすることで、複数の端末のデータストリーム間の干渉を低減できるため、新規データの送信要求を有する無線端末が存在する場合でも、再送の必要な無線端末のみを選択することで、データフレームの再送を優先的に実行することが有効である場合もある。アップリンク多重送信方式としてUL−OFDMAを用いる場合は、端末数が少ないほど、1端末が使用できるリソース(周波数帯域)が大きくなるため、UL−OFDMA送信を許可する端末数を少なくすることで、より早く送信を完了できる利点もある。
Further, the wireless terminal that allows UL-MU-MIMO transmission in the delivery confirmation response frame may be selected from the wireless terminals whose inspection result is unsuccessful. An example of the sequence in this case is shown in FIG. In this example, only the
(第3の実施形態)
第1および第2の実施形態では、送達確認応答フレームを1つのMACフレーム(MPDU)で構成する場合を示した。すなわち、1つのMACフレームに、各無線端末の成功可否の情報(ビットマップ)と、アップリンク送信を許可する無線端末の情報である許可端末情報とを設定した。本実施形態では、送達確認応答フレームをアグリゲーションフレーム(A−MPDU)として構成し、アグリゲーションフレームに、送達確認応答フレームと、トリガーフレームとを格納する。送達確認応答フレームに各無線端末の成功可否の情報を設定し、トリガーフレームに許可端末情報を設定する。トリガーフレームの構成は第1および第2の実施形態と同様でよい(図3または図4参照)。
(Third Embodiment)
In the first and second embodiments, the case where the delivery confirmation response frame is composed of one MAC frame (MPDU) is shown. That is, the success / failure information (bitmap) of each wireless terminal and the permitted terminal information which is the information of the wireless terminal that permits uplink transmission are set in one MAC frame. In the present embodiment, the delivery confirmation response frame is configured as an aggregation frame (A-MPDU), and the delivery confirmation response frame and the trigger frame are stored in the aggregation frame. The success / failure information of each wireless terminal is set in the delivery confirmation response frame, and the permitted terminal information is set in the trigger frame. The configuration of the trigger frame may be the same as in the first and second embodiments (see FIG. 3 or 4).
図15に、本実施形態に係る動作シーケンス例を示す。図2の送達確認応答フレーム72の送信、アグリゲーションフレーム78の送信に変更されている。アグリゲーションフレーム78は、一例として、IEEE802.11規格のA−MPDUとして構成することができる。アグリゲーションフレーム78は、図16に示すように、送達確認応答フレーム78Aとトリガーフレーム78Bとを連結したものとして構成される。送達確認応答フレーム78Aとトリガーフレーム78B間には、図示しないデリミターが配置され、これによって両フレーム間を区別できる。なお、アグリゲーションフレーム78の先頭側には実際には物理ヘッダが付加される。送達確認応答フレームとトリガーフレームの連結順序を逆にしてもよい。
FIG. 15 shows an example of an operation sequence according to the present embodiment. The transmission of the delivery
送達確認応答フレーム78Aの構成は、一例として、図5の通常の送達確認応答フレームと同じ構成を用いることができる。各フィールドの設定方法も、図5の通常の送達確認応答フレームと同様の方法を用いることができる。トリガーフレーム78Bは、一例として、図3のトリガーフレームと同様の構成を用いることができる。各フィールドの設定方法も、図3のトリガーフレームと同様の方法を用いることができる。図15のシーケンスにおいて、トリガーフレーム71で送信を許可され、UL−MU−MIMO送信した無線端末1〜4は、アグリゲーションフレーム78内の送達確認応答フレーム78Aのビットマップを確認して、自端末の送信結果(成功可否)を確認する。それ以外の無線端末5、6は、送達確認応答フレーム78Aは無視する。アグリゲーションフレーム78内のトリガーフレーム78Bについては、アグリゲーションフレーム78を受信した無線端末1〜6のすべてがこれを確認して、自端末がUL−MU−MIMO送信を許可されたかを確認する。図15の例では、無線端末1、2、5、6が許可され、これらの端末がアグリゲーションフレーム78の受信完了から時間T3後にデータフレーム61、62、63、64を送信(UL−MU−MIMO送信)する。ここでは、送達確認応答フレームとトリガーフレームを連結したアグリゲーションフレームをアクセスポイントから送信したが、複数の無線端末からアクセスポイントへのUL−MU−MIMO送信において、複数のデータフレームを連結したアグリゲーションフレームをそれぞれ送信してもよい。
As an example, the configuration of the delivery
また送達確認応答フレーム78Aは、図5のフォーマットではなく、Block Ackフレーム(BAフレーム)を再利用して構成することもできる。BAフレームを再利用する場合、通常のBAフレームと同様、フレームタイプは制御(Control)、フレームサブタイプはBlockAckとすればよい。このようにBAフレームを再利用したフレームをMulti−Station Block Ack(Multi−STA BA)と呼んでもよい。図17(A)にBAフレームを再利用する場合のフレームフォーマット例を示す。図17(B)は、BAフレームにおけるBA Controlフィールドのフォーマットの例を示し、図17(C)は、BAフレームにおけるBA Informationフィールドのフォーマットの例を示す。BAフレームを再利用する場合、複数の無線端末に関する送達確認応答を通知するために拡張したBAフレームフォーマットであるということを、BA Controlフィールドの中で示してもよい。例えばIEEE802.11規格では、Multi−TIDサブフィールドが1、かつCompressed Bitmapサブフィールドが0の場合が、現状予約(Reserved)になっている。これを複数の無線端末に関する送達確認応答を通知するために拡張したBAフレームフォーマットであることを示すために用いるようにしてもよい。あるいは図17(B)ではビットB3−B8の領域が予約サブフィールドになっているが、この領域の一部または全てを、複数の無線端末に関する送達確認応答を通知するために拡張したBAフレームフォーマットであることを示すために定義してもよい。あるいは、ここで述べたような通知を明示的に行わなくても良い。
Further, the
BAフレームにおけるRAフィールドは、図2の通常の送達確認応答フレームと同様に、ブロードキャストアドレスでも、マルチキャストアドレスでもよい。あるいは、UL−MU−MIMO送信した無線端末のうちの1台のユニキャストアドレスでもよい。BA ControlフィールドのMulti−Userサブフィールドには、BA Informationフィールドでレポートするユーザ数(端末数)を設定してもよい。BA Informationフィールドには、ユーザ(無線端末)ごとに、アソシエーションID(Association ID:AID)設定用のサブフィールド(図17(C)ではPer TID Infoと記載)と、Block Ack開始シーケンスコントロール(Block Ack Starting Sequence Control)サブフィールドと、Block Ackビットマップ(Block Ack Bitmap)サブフィールドとを配置する。 The RA field in the BA frame may be a broadcast address or a multicast address, as in the normal delivery confirmation response frame of FIG. Alternatively, it may be the unicast address of one of the wireless terminals transmitted by UL-MU-MIMO. In the Multi-User subfield of the BA Control field, the number of users (number of terminals) to be reported in the BA Information field may be set. In the BA Information field, for each user (wireless terminal), a subfield for setting an association ID (Association ID: AID) (described as Per TID Info in FIG. 17 (C)) and a block ack start sequence control (block ack). The Starting Sequence Control subfield and the Block Ack Bitmap subfield are arranged.
アソシエーションIDサブフィールドにはユーザ識別を行うためAIDを設定する。Block Ack開始シーケンスコントロールサブフィールドおよびBlock Ackビットマップサブフィールドは、無線端末が送信するフレームが単一のデータフレームである場合(アグリゲーションフレームではない場合)は、省略すればよい。無線端末が送信するフレームがアグリゲーションフレームのときは、Block Ack開始シーケンスコントロールサブフィールドには、当該BlockAckフレームが示す送達確認応答の最初のMSDU(medium access control (MAC) service data unit)のシーケンス番号を格納する。Block Ackビットマップサブフィールドには、Block Ack開始シーケンス番号以降の各シーケンス番号の受信成功可否のビットからなるビットマップ(Block Ackビットマップ)を入れればよい。 AID is set in the association ID subfield to identify the user. The Block Ack start sequence control subfield and the Block Ack bitmap subfield may be omitted if the frame transmitted by the wireless terminal is a single data frame (if it is not an aggregation frame). When the frame transmitted by the wireless terminal is an aggregation frame, the block ack start sequence control subfield contains the sequence number of the first MSDU (medium access control (MAC) service data unit) of the delivery acknowledgment indicated by the block ack frame. Store. In the Block Acc bitmap subfield, a bitmap (Block Acc bitmap) consisting of bits for success or failure of reception of each sequence number after the Block Ack start sequence number may be entered.
送達確認応答フレーム78Aが、BAフレームを再利用したフレームの場合、この送達確認応答フレーム78Aを受信した端末は、送達確認応答フレーム78AのフレームコントロールフィールドのTypeおよびSubtypeを確認する。これらが、制御およびBlockAckであることを検出すると、次に、RAフィールドを確認し、この値がブロードキャスト等であることから、自端末が送信したフレーム(ここではアグリゲーションフレーム)内の各データフレームに対する成功可否の情報をBlock Ack Bitmapフィールドから特定し、各データフレームの送信成功の可否を判断する。例えば、自端末のAIDを格納しているTID Infoサブフィールドを、BA Informationフィールド内から特定し、特定したTID Infoサブフィールドに後続するBlock Ack Starting Sequence Controlサブフィールドに設定された値(開始シーケンス番号)を特定し、開始シーケンス番号以降の各シーケンス番号の送信成功の可否を、Block Ackビットマップから特定する。AIDのビット長は、TID Infoサブフィールド長より短くてよく、AIDは、例えばTID Infoサブフィールドの一部の領域(例えば2オクテット(16ビット)のうち先頭から11ビット(B0−B10))に格納されてもよい。
When the delivery
複数の無線端末がアグリゲーションフレームではなく、単一のデータフレームを送信した場合にBAフレームを流用して送達確認応答を行う場合は、例えば以下のようにすればよい。各BA情報フィールドのTID Infoサブフィールドにおける1つのビット(例えば2オクテット(16ビット)のうち、先頭から12ビット目(先頭をB0とすれば、B11))をACKかBAかを示すビット(ACK/BAビット)として用い、当該ビットにACKを示す値を設定する。ACKを示す値を設定した場合に、Block Ack Starting Sequence ControlサブフィールドおよびBlock Ack Bitmapサブフィールドは省略する。これにより、1つのBAフレームで複数の端末のACKを通知できる。前述したような複数の無線端末がアグリゲーションフレームを送信した場合は、ACK/BAビットに、BAを示す値を設定すればよい。
これにより、複数の無線端末がアグリゲーションフレームおよび単一のデータフレームのいずれを送信する場合においても、BAフレームを流用して、複数の無線端末に送達確認応答を行うことができる。
When a plurality of wireless terminals transmit a single data frame instead of an aggregation frame and the BA frame is diverted to perform a delivery confirmation response, for example, the following may be performed. One bit (for example, of 2 octets (16 bits), the 12th bit from the beginning (B11 if the beginning is B0)) in the TID Info subfield of each BA information field is a bit (ACK) indicating whether it is ACK or BA. / BA bit), and set a value indicating ACK in the bit. When a value indicating ACK is set, the Block Acack Starting Sequence Control subfield and the Block Acack Bitmap subfield are omitted. As a result, it is possible to notify the ACK of a plurality of terminals in one BA frame. When a plurality of wireless terminals as described above transmit an aggregation frame, a value indicating BA may be set in the ACK / BA bit.
As a result, regardless of whether the plurality of wireless terminals transmit an aggregation frame or a single data frame, the BA frame can be diverted to perform a delivery confirmation response to the plurality of wireless terminals.
これまでの説明では、無線端末1〜6にアグリゲーションフレーム78を共通に送信したが、無線端末毎に異なるアグリゲーションフレームをDL−MU−MIMO送信してもよい。例えば無線端末1〜4からアグリゲーションフレーム(複数のデータフレームを連結)を受信し、それぞれにBAフレームとトリガーフレームとを連結したアグリゲーションフレームを送信するとする。この場合、図18に示すように、BAフレームおよびトリガーフレームを含むアグリゲーションフレームを無線端末毎に生成し、無線端末1〜4にそれぞれDL−MU−MIMO送信する。各アグリゲーションフレーム内のBAフレームは無線端末ごとに異なるフレームであり、RAフィールドには、対応する無線端末のMACアドレスを設定する。また各アグリゲーションフレーム内のトリガーフレームも無線端末ごとに異なるフレームであり、RAフィールドには、対応する無線端末のMACアドレスを設定する。変形例として、これらのRAフィールドにブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスを設定することも可能である。また、別の変形例として、これらのRAフィールドにはそれぞれ対応する無線端末のMACアドレスを設定し、各アグリゲーションフレーム内のBAフレームのBA Informationフィールドやトリガーフレームの端末情報フィールドに全ての無線端末の情報を設定することも可能である。
In the above description, the
または、一部の無線端末には無線端末毎にアグリゲーションフレームをユニキャスト送信し、それ以外の無線端末にはアグリゲーションフレームをブロードキャスト送信するように、DL−MU−MIMO送信を行う構成も可能である。例えばアクセスポイントが無線端末1〜4からアグリゲーションフレーム(複数のデータフレームを連結)を受信し、無線端末1、2にBAフレームとトリガーフレームとを連結したアグリゲーションフレームをそれぞれユニキャストでビーム送信し、無線端末3、4にMulti−Station Block Ack(Multi−STA BA)とトリガーフレームとを連結したアグリゲーションフレームをブロードキャストでそれぞれビーム送信することで、無線端末1〜4にDL−MU−MIMO送信してもよい。この場合にアクセスポイントがDL−MU−MIMO送信するフレームの例を図19に示す。無線端末3、4には図19の一番下のフレームが共通にビーム送信され、無線端末1、2にはそれぞれ、図19の上および中段のフレームがそれぞれビーム送信される。なお、アクセスポイントから無線端末にビーム送信するために、アクセスポイントの各アンテナと無線端末のアンテナ間でダウンリンクの伝搬路応答が必要であるが、当該ダウンリンクの伝搬路応答は事前にサウンディング等の手続を行うことでアクセスポイントは取得しているものとする。
Alternatively, it is also possible to perform DL-MU-MIMO transmission so that the aggregation frame is unicast-transmitted to some wireless terminals for each wireless terminal and the aggregation frame is broadcast-transmitted to other wireless terminals. .. For example, the access point receives the aggregation frame (connecting a plurality of data frames) from the
また、図20に示すように、アクセスポイントが、一部の無線端末(この例では無線端末1、2)にはBAフレームのみをビーム送信し、それ以外の無線端末(この例では無線端末3、4)には、BAフレームとトリガーフレームとを連結したアグリゲーションフレームをビーム送信してもよい。さらに、図21に示すように、無線端末1〜4以外の無線端末を指定する許可端末情報を設定したトリガーフレームを、追加で無線端末1〜4以外の無線端末にビーム送信してもよい。トリガーフレームの受信先アドレスは、一例としてブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスである。ビーム送信先の無線端末が1台のときは、当該無線端末のユニキャストアドレスでもよい。
Further, as shown in FIG. 20, the access point beam-transmits only the BA frame to some wireless terminals (
図18に示した例では、送達確認応答フレーム(Multi−STA BAフレーム、BAフレームなど)と、トリガーフレームとが連結されたアグリゲーションフレームを送信したが、連結するフレームはこれら2種類のフレームに限定されない。例えば送達確認応答フレームおよびトリガーフレームに加えて、ダウンリンクのデータフレームをさらに連結してもよい。図18の無線端末毎のアグリゲーションフレームに、さらにデータフレームを連結した例を図22に示す。 In the example shown in FIG. 18, an aggregation frame in which a delivery confirmation response frame (Multi-STA BA frame, BA frame, etc.) and a trigger frame are connected is transmitted, but the frames to be connected are limited to these two types of frames. Not done. For example, in addition to the delivery confirmation response frame and the trigger frame, the downlink data frame may be further concatenated. FIG. 22 shows an example in which a data frame is further connected to the aggregation frame for each wireless terminal shown in FIG.
本実施形態では、ダウンリンクのユーザ多重送信方式として、DL−MU−MIMO送信の場合を示したが、ダウンリンクのユーザ多重送信方式としてDL−OFDMAを用いてもよい。第1の実施形態ではUL−OFDMAについて記述したが、DL−OFDMAは通信の方向がダウンリンク方向になる以外は、基本的にUL−OFDMAと同様である。DL−OFDMAでは、複数のリソースユニットを用いて、アクセスポイントから複数の無線端末へ同時に送信を行う。図18の複数のアグリゲーションフレームをDL−OFDMA送信する場合、無線端末1〜4にそれぞれ異なるリソースユニットを割り当て、無線端末1〜4用のアグリゲーションフレームを各々のリソースユニットで同時に送信すればよい。また、図19の場合、無線端末1〜2にそれぞれ割り当てたリソースユニットを用いて図19の上および中段のアグリゲーションフレームを送信し、無線端末3、4には、図19の下のアグリゲーションフレームを無線端末1、2のリソースユニットとは別の共通のリソースユニットを用いて送信すればよい。
In the present embodiment, the case of DL-MU-MIMO transmission is shown as the downlink user multiplex transmission method, but DL-OFDMA may be used as the downlink user multiplex transmission method. Although UL-OFDMA has been described in the first embodiment, DL-OFDMA is basically the same as UL-OFDMA except that the communication direction is the downlink direction. In DL-OFDMA, a plurality of resource units are used to simultaneously transmit from an access point to a plurality of wireless terminals. When the plurality of aggregation frames shown in FIG. 18 are transmitted by DL-OFDMA, different resource units may be assigned to the
各無線端末へのダウンリンク送信に使用するリソースユニットは必ずしも事前に各無線端末に通知する必要はなく、これらの無線端末にダウンリンク送信する複数のフレームの物理ヘッダに、それぞれが復号すべきリソースユニットの情報を設定してもよい。この場合、物理ヘッダの少なくとも先頭側の一部(ここではSIGフィールドと呼ぶ)は、これらのリソースユニットを包含するチャネル幅の周波数帯域(図11参照)で送信して、当該SIGフィールドはすべての無線端末で共通に受信できるようにする。当該SIGフィールドに無線端末ごとに割り当てたリソースユニットを特定する情報を設定し、当該情報を参照することで、各無線端末は自端末が受信すべきリソースユニットを把握すればよい。例えば当該SIGフィールドには、無線端末のAIDとリソースユニットの識別情報とが対応づけて設定される。図19の下のようなブロードキャストで送信されるフレーム(アグリゲーションフレーム)の場合は、複数の無線端末またはすべての無線端末を指定するIDを定義し、当該IDとリソースユニットの識別情報とを対応づけて、上記SIGフィールドに設定してもよい。 The resource unit used for downlink transmission to each wireless terminal does not necessarily have to notify each wireless terminal in advance, and resources to be decoded by each in the physical headers of multiple frames to be downlinked to these wireless terminals. You may set the unit information. In this case, at least a part of the physical header on the head side (referred to as a SIG field here) is transmitted in the frequency band of the channel width including these resource units (see FIG. 11), and the SIG field is all. Make it possible to receive in common with wireless terminals. By setting information for specifying the resource unit assigned to each wireless terminal in the SIG field and referring to the information, each wireless terminal may grasp the resource unit to be received by the own terminal. For example, in the SIG field, the AID of the wireless terminal and the identification information of the resource unit are set in association with each other. In the case of a frame (aggregation frame) transmitted by broadcasting as shown in the lower part of FIG. 19, an ID that specifies a plurality of wireless terminals or all wireless terminals is defined, and the ID and the identification information of the resource unit are associated with each other. And may be set in the above SIG field.
(第4の実施形態)
図23は、第4の実施形態に係る基地局(アクセスポイント)400の機能ブロック図である。このアクセスポイントは、通信処理部401と、送信部402と、受信部403と、アンテナ42A、42B、42C、42Dと、ネットワーク処理部404と、有線I/F405と、メモリ406とを備えている。アクセスポイント400は、有線I/F405を介して、サーバ407と接続されている。通信処理部401は、第1の実施形態で説明した制御部101と同様な機能を有している。送信部402および受信部403は、第1の実施形態で説明した送信部102および受信部102と同様な機能を有している。
ネットワーク処理部404は、第1の実施形態で説明した上位処理部と同様な機能を有している。ここで、通信処理部401は、ネットワーク処理部404との間でデータを受け渡しするためのバッファを内部に保有してもよい。このバッファは、DRAM等の揮発性メモリでもよいし、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。
(Fourth Embodiment)
FIG. 23 is a functional block diagram of the base station (access point) 400 according to the fourth embodiment. This access point includes a
The
ネットワーク処理部404は、通信処理部401とのデータ交換、メモリ406とのデータ書き込み・読み出し、および、有線I/F405を介したサーバ407との通信を制御する。ネットワーク処理部404は、TCP/IPやUDP/IPなど、MAC層の上位の通信処理やアプリケーション層の処理を行ってもよい。ネットワーク処理部の動作は、CPU等のプロセッサによるソフトウェア(プログラム)の処理によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。
The
一例として、通信処理部401は、ベースバンド集積回路に対応し、送信部402と受信部403は、フレームを送受信するRF集積回路に対応する。通信処理部401とネットワーク処理部404とが1つの集積回路(1チップ)で構成されてもよい。送信部402および受信部403のデジタル領域の処理を行う部分とアナログ領域の処理を行う部分とが異なるチップで構成されてもよい。また、通信処理部401が、TCP/IPやUDP/IPなど、MAC層の上位の通信処理を実行するようにしてもよい。また、アンテナの個数はここでは4つであるが、少なくとも1つのアンテナを備えていればよい。
As an example, the
メモリ406は、サーバ407から受信したデータや、受信部402で受信したデータの保存等を行う。メモリ406は、例えば、DRAM等の揮発性メモリでもよいし、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。また、SSDやHDD、SDカード、eMMC等であってもよい。メモリ406が、基地局400の外部にあってもよい。
The
有線I/F405は、サーバ407とのデータの送受信を行う。本実施形態では、サーバ407との通信を有線で行っているが、サーバ407との通信を無線で実行するようにしてもよい。
The wired I /
サーバ407は、データの送信を要求するデータ転送要求を受けて、要求されたデータを含む応答を返す通信装置であり、例えばHTTPサーバ(Webサーバ)、FTPサーバ等が想定される。ただし、要求されたデータを返す機能を備えている限り、これに限定されるものではない。PCやスマートフォン等のユーザが操作する通信装置でもよい。また、基地局400と無線で通信してもよい。
The
基地局400のBSSに属するSTAが、サーバ407に対するデータの転送要求を発行した場合、このデータ転送要求に関するパケットが、基地局400に送信される。基地局400は、アンテナ42A〜42Dを介してこのパケットを受信し、受信部403で物理層の処理等を、通信処理部401でMAC層の処理等を実行する。
When the STA belonging to the BSS of the
ネットワーク処理部404は、通信処理部401から受信したパケットの解析を行う。
具体的には、宛先IPアドレス、宛先ポート番号等を確認する。パケットのデータがHTTP GETリクエストのようなデータ転送要求である場合、ネットワーク処理部404は、このデータ転送要求で要求されたデータ(例えば、HTTP GETリクエストで要求されたURLに存在するデータ)が、メモリ406にキャッシュ(記憶)されているかを確認する。メモリ406には、URL(またはその縮小表現、例えばハッシュ値や、代替となる識別子)とデータとを対応づけたテーブルが格納されている。ここで、データがメモリ406にキャッシュされていることを、メモリ406にキャッシュデータが存在すると表現する。
The
Specifically, the destination IP address, destination port number, and the like are confirmed. When the data of the packet is a data transfer request such as an HTTP GET request, the
メモリ406にキャッシュデータが存在しない場合、ネットワーク処理部404は、有線I/Fを405介して、サーバ407に対してデータ転送要求を送信する。つまり、ネットワーク処理部404は、STAの代理として、サーバ407へデータ転送要求を送信する。具体的には、ネットワーク処理部404は、HTTPリクエストを生成し、TCP/IPヘッダの付加などのプロトコル処理を行い、パケットを有線I/F405へ渡す。
有線I/F405は、受け取ったパケットをサーバ407へ送信する。
When the cache data does not exist in the
The wired I /
有線I/F405は、データ転送要求に対する応答であるパケットをサーバ407から受信する。ネットワーク処理部404は、有線I/F405を介して受信したパケットのIPヘッダから、STA宛のパケットであることを把握し、通信処理部401へパケットを渡す。通信処理部401はこのパケットに対するMAC層の処理等を、送信部402は物理層の処理等を実行し、STA宛のパケットをアンテナ42A〜42Dから送信する。
ここで、ネットワーク処理部404は、サーバ407から受信したデータを、URL(またはその縮小表現)と対応づけて、メモリ406にキャッシュデータとして保存する。
The wired I /
Here, the
メモリ406にキャッシュデータが存在する場合、ネットワーク処理部404は、データ転送要求で要求されたデータをメモリ406から読み出して、このデータを通信処理部401へ送信する。具体的には、メモリ406から読み出したデータにHTTPヘッダ等を付加して、TCP/IPヘッダの付加等のプロトコル処理を行い、通信処理部401へパケットを送信する。このとき、一例として、パケットの送信元IPアドレスは、サーバと同じIPアドレスに設定し、送信元ポート番号もサーバと同じポート番号(通信端末が送信するパケットの宛先ポート番号)に設定する。したがって、STAから見れば、あたかもサーバ407と通信をしているかのように見える。通信処理部401はこのパケットに対するMAC層の処理等を、送信部402は物理層の処理等を実行し、STA宛のパケットをアンテナ42A〜42Dから送信する。
When the cache data exists in the
このような動作により、頻繁にアクセスされるデータは、メモリ406に保存されたキャッシュデータに基づいて応答することになり、サーバ407と基地局400間のトラフィックを削減できる。なお、ネットワーク処理部404の動作は、本実施形態の動作に限定されるものではない。STAの代わりにサーバ407からデータを取得して、メモリ406にデータをキャッシュし、同一のデータに対するデータ転送要求に対しては、メモリ406のキャッシュデータから応答するような一般的なキャッシュプロキシであれば、別の動作でも問題はない。
By such an operation, the frequently accessed data responds based on the cache data stored in the
上述の第1〜第3の実施形態で使ったフレーム、データまたはパケットの送信を、メモリ406に保存されたキャッシュデータを用いて実行してもよい。
The transmission of frames, data or packets used in the first to third embodiments described above may be executed using the cached data stored in the
本実施形態の基地局(アクセスポイント)を、第1〜第3の実施形態の基地局として適用することが可能である。本実施形態では、キャッシュ機能を備えた基地局について説明を行ったが、図23と同じブロック構成で、キャッシュ機能を備えた端末(STA)を実現することもできる。この場合、有線I/F405を省略してもよい。
The base station (access point) of the present embodiment can be applied as the base station of the first to third embodiments. In the present embodiment, the base station having a cache function has been described, but a terminal (STA) having a cache function can also be realized with the same block configuration as in FIG. 23. In this case, the wired I /
(第5の実施形態)
図24は、端末(アクセスポイントの場合を含む)の全体構成例を示したものである。
この構成例は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。端末は、1つまたは複数のアンテナ1〜n(nは1以上の整数)と、無線LANモジュール148と、ホストシステム149を備える。無線LANモジュール148は、第1〜第3のいずれかの実施形態に係る無線通信装置に対応する。無線LANモジュール148は、ホスト・インターフェースを備え、ホスト・インターフェースで、ホストシステム149と接続される。接続ケーブルを介してホストシステム149と接続される他、ホストシステム149と直接接続されてもよい。また、無線LANモジュール148が基板にはんだ等で実装され、基板の配線を介してホストシステム149と接続される構成も可能である。ホストシステム149は、任意の通信プロトコルに従って、無線LANモジュール148およびアンテナ1〜nを用いて、外部の装置と通信を行う。通信プロトコルは、TCP/IPと、それより上位の層のプロトコルとを含んでもよい。または、TCP/IPは無線LANモジュール148に搭載し、ホストシステム149は、それより上位層のプロトコルのみを実行してもよい。この場合、ホストシステム149の構成を簡単化できる。本端末は、例えば、移動体端末、TV、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Webカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ/サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等でもよい。
(Fifth Embodiment)
FIG. 24 shows an example of the overall configuration of a terminal (including the case of an access point).
This configuration example is an example, and the present embodiment is not limited thereto. The terminal includes one or
図25は、無線LANモジュールのハードウェア構成例を示す。この構成は、無線通信装置が非アクセスポイントの端末およびアクセスポイントのいずれに搭載される場合にも適用可能である。つまり、図1に示した無線通信装置の具体的な構成の一例として適用できる。この構成例では、アンテナは1本のみであるが、2本以上のアンテナを備えていてもよい。この場合、各アンテナに対応して、送信系統(216、222〜225)、受信系統(217、232〜235)、PLL242、水晶発振器243およびスイッチ245のセットが複数配置され、各セットがそれぞれベースバンド回路212に接続されてもよい。
FIG. 25 shows a hardware configuration example of the wireless LAN module. This configuration is applicable when the wireless communication device is mounted on either a non-access point terminal or an access point. That is, it can be applied as an example of a specific configuration of the wireless communication device shown in FIG. In this configuration example, the number of antennas is only one, but two or more antennas may be provided. In this case, a plurality of sets of transmission system (216, 222-225), reception system (217, 232-235), PLL242,
無線LANモジュール(無線通信装置)は、ベースバンドIC(Integrated
Circuit)211と、RF(Radio Frequency)IC221と、バラン225と、スイッチ245と、アンテナ247とを備える。
The wireless LAN module (wireless communication device) is a baseband IC (Integrated).
It includes a Circuit) 211, an RF (Radio Frequency)
ベースバンドIC211は、ベースバンド回路(制御回路)212、メモリ213、ホスト・インターフェース214、CPU215、DAC(Digital to Analog Conveter)216、およびADC(Analog to Digital Converter)217を備える。
The baseband IC 211 includes a baseband circuit (control circuit) 212, a
ベースバンドIC211とRF IC221は同じ基板上に形成されてもよい。また、ベースバンドIC211とRF IC221は1チップで構成されてもよい。DAC216およびADC217の両方またはいずれか一方が、RF IC221に配置されてもよいし、別のICに配置されてもよい。またメモリ213およびCPU215の両方またはいずれか一方が、ベースバンドICとは別のICに配置されてもよい。
The baseband IC211 and RF IC221 may be formed on the same substrate. Further, the baseband IC211 and the RF IC221 may be composed of one chip. DAC216 and / or ADC217 may be located in the
メモリ213は、ホストシステムとの間で受け渡しするデータを格納する。またメモリ213は、端末またはアクセスポイントに通知する情報、または端末またはアクセスポイントから通知された情報、またはこれらの両方を格納する。また、メモリ213は、CPU215の実行に必要なプログラムを記憶し、CPU215がプログラムを実行する際の作業領域として利用されてもよい。メモリ213はSRAM、DRAM等の揮発性メモリでもよいし、NAND、MRAM等の不揮発メモリでもよい。
The
ホスト・インターフェース214は、ホストシステムと接続するためのインターフェースである。インターフェースは、UART、SPI、SDIO、USB、PCI Expressなど何でも良い。
The
CPU215は、プログラムを実行することによりベースバンド回路212を制御するプロセッサである。ベースバンド回路212は、主にMAC層の処理および物理層の処理を行う。ベースバンド回路212、CPU215またはこれらの両方は、通信を制御する通信制御装置、または通信を制御する制御部に対応する。
The
ベースバンド回路212およびCPU215の少なくとも一方は、クロックを生成するクロック生成部を含み、当該クロック生成部で生成するクロックにより、内部時間を管理してもよい。
At least one of the
ベースバンド回路212は、送信するフレームに、物理層の処理として、物理ヘッダの付加、符号化、暗号化、変調処理(MIMO変調を含んでもよい)など行い、例えば2種類のデジタルベースバンド信号(以下、デジタルI信号とデジタルQ信号)を生成する。
The
DAC216は、ベースバンド回路212から入力される信号をDA変換する。より詳細には、DAC216はデジタルI信号をアナログのI信号に変換し、デジタルQ信号をアナログのQ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。複数のアンテナを備え、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のDAC等を設けてもよい。
The
RF IC221は、一例としてRFアナログICあるいは高周波IC、あるいはこれらの両方である。RF IC221は、フィルタ222、ミキサ223、プリアンプ(PA)224、PLL(Phase Locked Loop:位相同期回路)242、低雑音増幅器(LNA)234、バラン235、ミキサ233、およびフィルタ232を備える。これらの要素のいくつかが、ベースバンドIC211または別のIC上に配置されてもよい。フィルタ222、232は、帯域通過フィルタでも、低域通過フィルタでもよい。
The
フィルタ222は、DAC216から入力されるアナログI信号およびアナログQ信号のそれぞれから所望帯域の信号を抽出する。PLL242は、水晶発振器243から入力される発振信号を用い、発振信号を分周または逓倍またはこれらの両方を行うことで、入力信号の位相に同期した、一定周波数の信号を生成する。なお、PLL242は、VCO(Voltage Controlled Oscillator)を備え、水晶発振器243から入力される発振信号に基づき、VCOを利用してフィードバック制御を行うことで、当該一定周波数の信号を得る。生成した一定周波数の信号は、ミキサ223およびミキサ233に入力される。PLL242は、一定周波数の信号を生成する発信装置の一例に相当する。
The
ミキサ223は、フィルタ222を通過したアナログI信号およびアナログQ信号を、PLL242から供給される一定周波数の信号を利用して、無線周波数にアップコンバートする。プリアンプ(PA)224は、ミキサ223で生成された無線周波数のアナログI信号およびアナログQ信号を、所望の出力電力まで増幅する。バラン225は、平衡信号(差動信号)を不平衡信号(シングルエンド信号)に変換するための変換器である。RF IC221では平衡信号が扱われるが、RF IC221の出力からアンテナ247までは不平衡信号が扱われるため、バラン225でこれらの信号変換を行う。
The
スイッチ245は、送信時は、送信側のバラン225に接続され、受信時は、受信側のバラン234またはRF IC221に接続される。スイッチ245の制御はベースバンドIC211またはRF IC221により行われてもよいし、スイッチ245を制御する別の回路が存在し、当該回路からスイッチ245の制御を行ってもよい。
The
プリアンプ224で増幅された無線周波数のアナログI信号およびアナログQ信号は、バラン225で平衡−不平衡変換された後、アンテナ247から空間に電波として放射される。
The radio frequency analog I signal and analog Q signal amplified by the
アンテナ247は、チップアンテナでもよいし、プリント基板上に配線により形成したアンテナでもよいし、線状の導体素子を利用して形成したアンテナでもよい。
The
RF IC221におけるLNA234は、アンテナ247からスイッチ245を介して受信した信号を、雑音を低く抑えたまま、復調可能なレベルまで増幅する。バラン235は、低雑音増幅器(LNA)234で増幅された信号を、不平衡−平衡変換する。ミキサ233は、バラン235で平衡信号に変換された受信信号を、PLL242から入力される一定周波数の信号を用いてベースバンドにダウンコンバートする。より詳細には、ミキサ233は、PLL242から入力される一定周波数の信号に基づき、互いに90°位相のずれた搬送波を生成する手段を有し、バラン235で変換された受信信号を、互いに90°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のI(In−phase)信号と、これより90°位相が遅れたQ(Quad−phase)信号とを生成する。フィルタ232は、これらI信号とQ信号から所望周波数成分の信号を抽出する。フィルタ232で抽出されたI信号およびQ信号は、ゲインが調整された後に、RF IC221から出力される。
The
ベースバンドIC211におけるADC217は、RF IC221からの入力信号をAD変換する。より詳細には、ADC217はアナログI信号をデジタルI信号に変換し、アナログQ信号をデジタルQ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もあり得る。
The
複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のADCを設けてもよい。ベースバンド回路212は、デジタルI信号およびデジタルQ信号に基づき、復調処理、誤り訂正符号処理、物理ヘッダの処理など、物理層の処理(MIMO復調を含んでもよい)等を行い、フレームを得る。ベースバンド回路212は、フレームに対してMAC層の処理を行う。なお、ベースバンド回路212は、TCP/IPを実装している場合は、TCP/IPの処理を行う構成も可能である。
When a plurality of antennas are provided, the number of ADCs may be provided according to the number of antennas. Based on the digital I signal and the digital Q signal, the
上述した各部の処理の詳細は、図7および図8の説明から自明であるため、重複する説明は省略する。 Since the details of the processing of each part described above are obvious from the explanations of FIGS. 7 and 8, duplicate description will be omitted.
(第6の実施形態)
図26(A)および図26(B)は、それぞれ第6の実施形態に係る無線端末の斜視図である。図26(A)の無線端末はノートPC301であり、図26(B)の無線端末は移動体無線端末321である。ノートPC301および移動体無線端末321は、それぞれ無線通信装置305、315を搭載している。無線通信装置305、315として、これまで説明してきた無線端末に搭載されていた無線通信装置(図8等)、またはアクセスポイント11に搭載されていた無線通信装置(図7等)、またはこれらの両方を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線端末は、ノートPCや移動体無線端末に限定されない。例えば、TV、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Webカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ/サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等にも搭載可能である。
(Sixth Embodiment)
26 (A) and 26 (B) are perspective views of the wireless terminal according to the sixth embodiment, respectively. The wireless terminal of FIG. 26 (A) is a
また、無線端末またはアクセスポイント11、またはこれらの両方に搭載されていた無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図27に示す。メモリーカード331は、無線通信装置355と、メモリーカード本体332とを含む。メモリーカード331は、外部の装置(無線端末またはアクセスポイント11、またはこれらの両方等)との無線通信のために無線通信装置335を利用する。なお、図27では、メモリーカード331内の他の要素(例えばメモリ等)の記載は省略している。
Further, the wireless communication device mounted on the wireless terminal, the
(第7の実施形態)
第7の実施形態では、第1〜第5のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介して外部メモリ(バッファ)と接続される。プロセッサ部ではファームウエアが動作する。このように、ファームウエアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウエアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウエアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る制御部または制御部の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウエアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係るアクセスポイントあるいは無線端末あるいはこれらの両方が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、アクセスポイントに搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。
(7th Embodiment)
In the seventh embodiment, in addition to the configuration of the wireless communication device (the wireless communication device of the access point, the wireless communication device of the wireless terminal, or both) according to any one of the first to fifth embodiments, the bus , A processor unit, and an external interface unit. The processor unit and the external interface unit are connected to the external memory (buffer) via the bus. Firmware runs in the processor section. By including the firmware in the wireless communication device in this way, it is possible to easily change the function of the wireless communication device by rewriting the firmware. The processor unit on which the firmware operates may be a control unit or a processor that performs processing of the control unit according to the present embodiment, or may be another processor that performs processing related to function expansion or modification of the processing. Good. The processor unit on which the firmware operates may be provided by the access point, the wireless terminal, or both of them according to the present embodiment. Alternatively, the processor unit may be provided with an integrated circuit in a wireless communication device mounted on an access point or an integrated circuit in a wireless communication device mounted on a wireless terminal.
(第8の実施形態)
第8の実施形態では、第1〜第5のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。
(8th Embodiment)
In the eighth embodiment, in addition to the configuration of the wireless communication device (access point wireless communication device, wireless terminal wireless communication device, or both) according to any one of the first to fifth embodiments, a clock. It has a generator. The clock generator generates a clock and outputs the clock from the output terminal to the outside of the wireless communication device. In this way, the clock generated inside the wireless communication device is output to the outside, and the host side is operated by the clock output to the outside, so that the host side and the wireless communication device side can be operated in synchronization with each other. It will be possible.
(第9の実施形態)
第9の実施形態では、第1〜第5のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置)の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。
(9th Embodiment)
In the ninth embodiment, in addition to the configuration of the wireless communication device (the wireless communication device of the access point or the wireless communication device of the wireless terminal) according to any one of the first to fifth embodiments, the power supply unit and the power supply control unit , And a wireless power supply unit. The power supply control unit is connected to the power supply unit and the wireless power supply unit, and controls to select the power supply to be supplied to the wireless communication device. By providing the wireless communication device with the power supply in this way, it is possible to perform a power consumption reduction operation in which the power supply is controlled.
(第10の実施形態)
第10の実施形態では、第9の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、SIMカードを含む。SIMカードは、無線通信装置における送信部(102または202)または受信部(103または203)または制御部(101または201)、またはこれらのうちの複数と接続される。このように、SIMカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。
(10th Embodiment)
The tenth embodiment includes a SIM card in addition to the configuration of the wireless communication device according to the ninth embodiment. The SIM card is connected to a transmitting unit (102 or 202) or a receiving unit (103 or 203) or a control unit (101 or 201) in a wireless communication device, or a plurality of these. In this way, by providing the SIM card in the wireless communication device, it is possible to easily perform the authentication process.
(第11の実施形態)
第11の実施形態では、第6の実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮/伸長部を含む。動画像圧縮/伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮/伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。
(11th Embodiment)
The eleventh embodiment includes a moving image compression / decompression unit in addition to the configuration of the wireless communication device according to the sixth embodiment. The moving image compression / decompression section is connected to the bus. As described above, by providing the moving image compression / decompression unit in the wireless communication device, it is possible to easily transmit the compressed moving image and decompress the received compressed moving image.
(第12の実施形態)
第12の実施形態では、第1〜第5のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、LED部を含む。LED部は、送信部(102または202)または受信部(103または203)または制御部(101または201)またはこれらのうちの複数と接続される。このように、LED部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
(12th Embodiment)
In the twelfth embodiment, in addition to the configuration of the wireless communication device (access point wireless communication device, wireless terminal wireless communication device, or both) according to any one of the first to fifth embodiments, the LED. Including part. The LED unit is connected to a transmitting unit (102 or 202), a receiving unit (103 or 203), a control unit (101 or 201), or a plurality of these. By providing the LED unit in the wireless communication device in this way, it is possible to easily notify the user of the operating state of the wireless communication device.
(第13の実施形態)
第13の実施形態では、第1〜第5のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、送信部(102または202)または受信部(103または203)または制御部(101または201)またはこれらのうちの複数と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
(13th Embodiment)
In the thirteenth embodiment, in addition to the configuration of the wireless communication device (the wireless communication device of the access point, the wireless communication device of the wireless terminal, or both) according to any one of the first to fifth embodiments, the vibrator Includes part. The vibrator unit is connected to a transmission unit (102 or 202), a reception unit (103 or 203), a control unit (101 or 201), or a plurality of these. By providing the vibrator unit in the wireless communication device in this way, it is possible to easily notify the user of the operating state of the wireless communication device.
(第14の実施形態)
第14の実施形態では、第1〜第5のいずれかの実施形態に係る無線通信装置(アクセスポイントの無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方)の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置の制御部(101または201)に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
(14th Embodiment)
In the fourteenth embodiment, in addition to the configuration of the wireless communication device (access point wireless communication device, wireless terminal wireless communication device, or both) according to any one of the first to fifth embodiments, a display. including. The display may be connected to the control unit (101 or 201) of the wireless communication device via a bus (not shown). By providing the display in this way and displaying the operating state of the wireless communication device on the display, it is possible to easily notify the user of the operating state of the wireless communication device.
(第15の実施形態)
本実施形態では、[1]無線通信システムにおけるフレーム種別、[2]無線通信装置間の接続切断の手法、[3]無線LANシステムのアクセス方式、[4]無線LANのフレーム間隔について説明する。
[1]通信システムにおけるフレーム種別
一般的に無線通信システムにおける無線アクセスプロトコル上で扱うフレームは、前述したように、大別してデータ(data)フレーム、管理(management)フレーム、制御(control)フレームの3種類に分けられる。これらの種別は、通常、フレーム間で共通に設けられるヘッダ部で示される。フレーム種別の表示方法としては、1つのフィールドで3種類を区別できるようにしてあってもよいし、2つのフィールドの組み合わせで区別できるようにしてあってもよい。IEEE802.11規格では、フレーム種別の識別は、MACフレームのフレームヘッダ部にあるFrame Controlフィールドの中のType、Subtypeという2つのフィールドで行う。データフレームか、管理フレームか、制御フレームかの大別はTypeフィールドで行われ、大別されたフレームの中での細かい種別、例えば管理フレームの中のBeaconフレームといった識別はSubtypeフィールドで行われる。
(15th Embodiment)
In this embodiment, [1] a frame type in a wireless communication system, [2] a method of disconnecting a connection between wireless communication devices, [3] an access method of a wireless LAN system, and [4] a frame interval of a wireless LAN will be described.
[1] Frame types in communication systems Generally, as described above, frames handled on a wireless access protocol in a wireless communication system are roughly classified into three frames: a data frame, a management frame, and a control frame. It can be divided into types. These types are usually indicated by a header portion commonly provided between frames. As a display method of the frame type, one field may be capable of distinguishing three types, or a combination of two fields may be used to distinguish between the three types. In the IEEE802.11 standard, the frame type is identified by two fields, Type and Subtype, in the Frame Control field in the frame header part of the MAC frame. The data frame, the management frame, and the control frame are roughly classified in the Type field, and the subtypes in the roughly classified frames, for example, the Beacon frame in the management frame, are identified in the Subtype field.
管理フレームは、他の無線通信装置との間の物理的な通信リンクの管理に用いるフレームである。例えば、他の無線通信装置との間の通信設定を行うために用いられるフレームや通信リンクをリリースする(つまり接続を切断する)ためのフレーム、無線通信装置でのパワーセーブ動作に係るフレームがある。 The management frame is a frame used for managing a physical communication link with another wireless communication device. For example, there are frames used for setting communication with other wireless communication devices, frames for releasing (that is, disconnecting) communication links, and frames for power saving operation in wireless communication devices. ..
データフレームは、他の無線通信装置と物理的な通信リンクが確立した上で、無線通信装置の内部で生成されたデータを他の無線通信装置に送信するフレームである。データは本実施形態の上位層で生成され、例えばユーザの操作によって生成される。 A data frame is a frame that transmits data generated inside a wireless communication device to another wireless communication device after establishing a physical communication link with the other wireless communication device. The data is generated in the upper layer of the present embodiment, and is generated by, for example, a user operation.
制御フレームは、データフレームを他の無線通信装置との間で送受(交換)する際の制御に用いられるフレームである。無線通信装置がデータフレームや管理フレームを受信した場合にその送達確認のために送信される応答フレームは、制御フレームに属する。応答フレームは、例えばACKフレームやBlockACKフレームである。またRTSフレームやCTSフレームも制御フレームである。 The control frame is a frame used for control when transmitting (exchanged) a data frame with another wireless communication device. When the wireless communication device receives a data frame or a management frame, the response frame transmitted to confirm the delivery belongs to the control frame. The response frame is, for example, an ACK frame or a BlockACK frame. The RTS frame and CTS frame are also control frames.
これら3種類のフレームは、物理層で必要に応じた処理を経て物理パケットとしてアンテナを経由して送出される。なお、IEEE802.11規格(前述のIEEE Std
802.11ac−2013などの拡張規格を含む)では接続確立の手順の1つとしてアソシエーション(association)プロセスがあるが、その中で使われるAssociation RequestフレームとAssociation Responseフレームが管理フレームであり、Association RequestフレームやAssociation Responseフレームはユニキャストの管理フレームであることから、受信側無線通信端末に応答フレームであるACKフレームの送信を要求し、このACKフレームは上述のように制御フレームである。
These three types of frames are processed as necessary in the physical layer and transmitted as physical packets via the antenna. In addition, the IEEE802.11 standard (the above-mentioned IEEE Std)
In (including extended standards such as 802.11ac-2013), there is an association process as one of the procedures for establishing a connection, but the Association Request frame and the Association Response frame used in it are the management frames, and the Association Request frame. Since the frame and the Association Response frame are unicast management frames, the receiving wireless communication terminal is requested to transmit the ACK frame which is the response frame, and this ACK frame is the control frame as described above.
[2]無線通信装置間の接続切断の手法
接続の切断(リリース)には、明示的な手法と暗示的な手法とがある。明示的な手法としては、接続を確立している無線通信装置間のいずれか一方が切断のためのフレームを送信する。IEEE802.11規格ではDeauthenticationフレームがこれに当たり、管理フレームに分類される。通常、接続を切断するフレームを送信する側の無線通信装置では当該フレームを送信した時点で、接続を切断するフレームを受信する側の無線通信装置では当該フレームを受信した時点で、接続の切断と判定する。その後、非基地局の無線通信端末であれば通信フェーズでの初期状態、例えば接続するBSS探索する状態に戻る。無線通信基地局がある無線通信端末との間の接続を切断した場合には、例えば無線通信基地局が自BSSに加入する無線通信端末を管理する接続管理テーブルを持っているならば当該接続管理テーブルから当該無線通信端末に係る情報を削除する。例えば、無線通信基地局が自BSSに加入する各無線通信端末に接続をアソシエーションプロセスで許可した段階で、AIDを割り当てる場合には、当該接続を切断した無線通信端末のAIDに関連づけられた保持情報を削除し、当該AIDに関してはリリースして他の新規加入する無線通信端末に割り当てられるようにしてもよい。
[2] Method of disconnecting the connection between wireless communication devices There are an explicit method and an implicit method for disconnecting (releasing) the connection. As an explicit method, one of the wireless communication devices having established a connection transmits a frame for disconnection. In the IEEE802.11 standard, the Deatumentation frame corresponds to this and is classified as a management frame. Normally, the wireless communication device on the side that transmits the frame that disconnects the connection disconnects the connection when the frame is transmitted, and the wireless communication device that receives the frame that disconnects the connection receives the frame. judge. After that, if it is a non-base station wireless communication terminal, it returns to the initial state in the communication phase, for example, the state of searching for a BSS to be connected. When the wireless communication base station disconnects from a certain wireless communication terminal, for example, if the wireless communication base station has a connection management table that manages the wireless communication terminals that subscribe to its own BSS, the connection management Delete the information related to the wireless communication terminal from the table. For example, when the wireless communication base station assigns an AID to each wireless communication terminal that subscribes to its own BSS in the association process, the retained information associated with the AID of the wireless communication terminal that disconnected the connection is used. May be deleted and the AID may be released so that it can be assigned to another newly subscribed wireless communication terminal.
一方、暗示的な手法としては、接続を確立した接続相手の無線通信装置から一定期間フレーム送信(データフレーム及び管理フレームの送信、あるいは自装置が送信したフレームへの応答フレームの送信)を検知しなかった場合に、接続状態の切断の判定を行う。このような手法があるのは、上述のように接続の切断を判定するような状況では、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号が受信不可あるいは復号不可になるなど物理的な無線リンクが確保できない状態が考えられるからである。すなわち、接続を切断するフレームの受信を期待できないからである。 On the other hand, as an implicit method, frame transmission (transmission of data frame and management frame, or transmission of response frame to the frame transmitted by the own device) is detected from the wireless communication device of the connection partner with which the connection is established for a certain period of time. If not, the connection status is determined to be disconnected. There is such a method because, in the situation where the disconnection of the connection is determined as described above, the communication distance from the wireless communication device to which the connection is made is so large that the wireless signal cannot be received or decoded. This is because it is possible that the wireless link cannot be secured. That is, the reception of the frame that disconnects the connection cannot be expected.
暗示的な方法で接続の切断を判定する具体例としては、タイマーを使用する。例えば、送達確認応答フレームを要求するデータフレームを送信する際、当該フレームの再送期間を制限する第1のタイマー(例えばデータフレーム用の再送タイマー)を起動し、第1のタイマーが切れるまで(つまり所望の再送期間が経過するまで)当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行う。当該フレームへの送達確認応答フレームを受信すると第1のタイマーは止められる。 A timer is used as a specific example of determining the disconnection by an implicit method. For example, when transmitting a data frame requesting a delivery confirmation response frame, a first timer (for example, a retransmission timer for a data frame) that limits the retransmission period of the frame is activated until the first timer expires (that is,). If the delivery confirmation response frame to the frame is not received (until the desired retransmission period elapses), retransmission is performed. The first timer is stopped when the delivery confirmation response frame to the frame is received.
一方、送達確認応答フレームを受信せず第1のタイマーが切れると、例えば接続相手の無線通信装置がまだ(通信レンジ内に)存在するか(言い換えれば、無線リンクが確保できているか)を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第2のタイマー(例えば管理フレーム用の再送タイマー)を起動する。第1のタイマーと同様、第2のタイマーでも、第2のタイマーが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第2のタイマーが切れると接続が切断されたと判定する。接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。 On the other hand, when the first timer expires without receiving the delivery confirmation response frame, for example, it is confirmed whether the wireless communication device of the connection partner still exists (in the communication range) (in other words, whether the wireless link can be secured). At the same time, a second timer (for example, a retransmission timer for the management frame) that limits the retransmission period of the frame is activated. Like the first timer, the second timer retransmits if the delivery confirmation response frame to the frame is not received until the second timer expires, and when the second timer expires, it is determined that the connection has been disconnected. .. When it is determined that the connection has been disconnected, a frame for disconnecting the connection may be transmitted.
あるいは、接続相手の無線通信装置からフレームを受信すると第3のタイマーを起動し、新たに接続相手の無線通信装置からフレームを受信するたびに第3のタイマーを止め、再び初期値から起動する。第3のタイマーが切れると前述と同様に接続相手の無線通信装置がまだ(通信レンジ内に)存在するか(言い換えれば、無線リンクが確保できているか)を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第2のタイマー(例えば管理フレーム用の再送タイマー)を起動する。この場合も、第2のタイマーが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第2のタイマーが切れると接続が切断されたと判定する。この場合も、接続が切断されたと判定した段階で、前記接続を切断するフレームを送信するようにしてもよい。
後者の、接続相手の無線通信装置がまだ存在するかを確認するための管理フレームは、前者の場合の管理フレームとは異なるものであってもよい。また後者の場合の管理フレームの再送を制限するためのタイマーは、ここでは第2のタイマーとして前者の場合と同じものを用いたが、異なるタイマーを用いるようにしてもよい。
Alternatively, when a frame is received from the wireless communication device of the connection partner, the third timer is activated, and each time a frame is newly received from the wireless communication device of the connection partner, the third timer is stopped and the frame is started again from the initial value. When the third timer expires, a management frame is sent to check whether the wireless communication device of the connection partner still exists (in the communication range) (in other words, whether the wireless link is secured) as described above. At the same time, a second timer (for example, a retransmission timer for the management frame) that limits the retransmission period of the frame is activated. In this case as well, if the delivery confirmation response frame to the frame is not received until the second timer expires, retransmission is performed, and when the second timer expires, it is determined that the connection is disconnected. In this case as well, the frame for disconnecting the connection may be transmitted when it is determined that the connection has been disconnected.
The latter management frame for confirming whether the wireless communication device of the connection partner still exists may be different from the management frame in the former case. Further, as the timer for limiting the retransmission of the management frame in the latter case, the same timer as in the former case is used here as the second timer, but a different timer may be used.
[3]無線LANシステムのアクセス方式
例えば、複数の無線通信装置と通信または競合することを想定した無線LANシステムがある。IEEE802.11無線LANではCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Carrier Avoidance)をアクセス方式の基本としている。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了から固定時間を置いて送信を行う方式では、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置で同時に送信を行うことになり、その結果、無線信号が衝突してフレーム送信に失敗する。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了からランダム時間待つことで、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置での送信が確率的に分散することになる。よって、ランダム時間の中で最も早い時間を引いた無線通信装置が1つなら無線通信装置のフレーム送信は成功し、フレームの衝突を防ぐことができる。ランダム値に基づき送信権の獲得が複数の無線通信装置間で公平になることから、Carrier Avoidanceを採用した方式は、複数の無線通信装置間で無線媒体を共有するために適した方式であるということができる。
[3] Access method of wireless LAN system For example, there is a wireless LAN system that assumes communication or competition with a plurality of wireless communication devices. In the IEEE802.11 wireless LAN, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Carrier Availability) is the basis of the access method. In the method of grasping the transmission of a certain wireless communication device and transmitting after a fixed time from the end of the transmission, the transmission is performed simultaneously by a plurality of wireless communication devices that have grasped the transmission of the wireless communication device, and as a result, the transmission is performed. , Radio signals collide and frame transmission fails. By grasping the transmission of a certain wireless communication device and waiting for a random time from the end of the transmission, the transmission by a plurality of wireless communication devices grasping the transmission of the wireless communication device is stochastically dispersed. Therefore, if there is only one wireless communication device in which the earliest time is subtracted from the random time, the frame transmission of the wireless communication device is successful, and frame collision can be prevented. Since the acquisition of transmission rights is fair among a plurality of wireless communication devices based on a random value, the method adopting Carrier Availability is said to be a method suitable for sharing a wireless medium among a plurality of wireless communication devices. be able to.
[4]無線LANのフレーム間隔
IEEE802.11無線LANのフレーム間隔について説明する。IEEE802.11無線LANで用いられるフレーム間隔は、distributed coordination function interframe space(DIFS)、arbitration interframe space(AIFS)、point coordination function interframe space(PIFS)、short interframe space(SIFS)、extended interframe space(EIFS)、reduced interframe space(RIFS)などがある。
[4] Wireless LAN Frame Interval The frame interval of the IEEE802.11 wireless LAN will be described. The frame intervals used in the IEEE802.11 wireless LAN are distributed codedination function interframe space (DIFS), arbitration interframe space (AIFS), point coordination entence spectence , Reduced interframe space (URIFS) and the like.
フレーム間隔の定義は、IEEE802.11無線LANでは送信前にキャリアセンスアイドルを確認して開けるべき連続期間として定義されており、厳密な前のフレームからの期間は議論しない。従ってここでのIEEE802.11無線LANシステムでの説明においてはその定義を踏襲する。IEEE802.11無線LANでは、CSMA/CAに基づくランダムアクセスの際に待つ時間を固定時間とランダム時間との和としており、固定時間を明確にするため、このような定義になっているといえる。 The definition of the frame interval is defined as a continuous period in which the carrier sense idle should be confirmed and opened before transmission in the IEEE802.11 wireless LAN, and the exact period from the previous frame is not discussed. Therefore, the definition is followed in the description of the IEEE802.11 wireless LAN system here. In the IEEE802.11 wireless LAN, the time to wait for random access based on CSMA / CA is the sum of the fixed time and the random time, and it can be said that this definition is used to clarify the fixed time.
DIFSとAIFSとは、CSMA/CAに基づき他の無線通信装置と競合するコンテンション期間にフレーム交換開始を試みるときに用いるフレーム間隔である。DIFSは、トラヒック種別による優先権の区別がないとき、AIFSはトラヒック種別(Traffic Identifier:TID)による優先権が設けられている場合に用いる。 DIFS and AIFS are frame intervals used when attempting to start frame exchange during a contention period that competes with other wireless communication devices based on CSMA / CA. DIFS is used when there is no distinction of priority by traffic type, and AIFS is used when priority is provided by traffic type (Traffic Identity).
DIFSとAIFSとで係る動作としては類似しているため、以降では主にAIFSを用いて説明する。IEEE802.11無線LANでは、MAC層でフレーム交換の開始などを含むアクセス制御を行う。さらに、上位層からデータを渡される際にQoS(Quality of Service)対応する場合には、データとともにトラヒック種別が通知され、トラヒック種別に基づいてデータはアクセス時の優先度のクラス分けがされる。このアクセス時のクラスをアクセスカテゴリ(Access Category:AC)と呼ぶ。従って、アクセスカテゴリごとにAIFSの値が設けられることになる。 Since the operations related to DIFS and AIFS are similar, they will be described mainly using AIFS below. In the IEEE802.11 wireless LAN, access control including the start of frame exchange is performed at the MAC layer. Further, when QoS (Quality of Service) is supported when the data is passed from the upper layer, the traffic type is notified together with the data, and the data is classified into the priority at the time of access based on the traffic type. The class at the time of this access is called an access category (AC). Therefore, the AIFS value is provided for each access category.
PIFSは、競合する他の無線通信装置よりも優先権を持つアクセスができるようにするためのフレーム間隔であり、DIFS及びAIFSのいずれの値よりも期間が短い。SIFSは、応答系の制御フレームの送信時あるいは一旦アクセス権を獲得した後にバーストでフレーム交換を継続する場合に用いることができるフレーム間隔である。EIFSはフレーム受信に失敗した(受信したフレームがエラーであると判定した)場合に起動されるフレーム間隔である。 PIFS is a frame interval for allowing access with priority over other competing wireless communication devices, and has a shorter period than either the value of DIFS or AIFS. SIFS is a frame interval that can be used when transmitting a control frame of a response system or when continuing frame exchange in a burst after acquiring an access right once. EIFS is a frame interval that is activated when frame reception fails (it is determined that the received frame is an error).
RIFSは一旦アクセス権を獲得した後にバーストで同一無線通信装置に複数のフレームを連続して送信する場合に用いることができるフレーム間隔であり、RIFSを用いている間は送信相手の無線通信装置からの応答フレームを要求しない。 RIFS is a frame interval that can be used when a plurality of frames are continuously transmitted to the same wireless communication device in a burst after the access right is once acquired, and while RIFS is used, the transmission partner's wireless communication device can be used. Does not request a response frame for.
ここでIEEE802.11無線LANにおけるランダムアクセスに基づく競合期間のフレーム交換の一例を図28に示す。 Here, FIG. 28 shows an example of frame exchange during a competing period based on random access in the 802.11 wireless LAN.
ある無線通信装置においてデータフレーム(W_DATA1)の送信要求が発生した際に、キャリアセンスの結果、媒体がビジーである(busy medium)と認識する場合を想定する。この場合、キャリアセンスがアイドルになった時点から固定時間のAIFSを空け、その後ランダム時間(random backoff)空いたところで、データフレームW_DATA1を通信相手に送信する。なお、キャリアセンスの結果、媒体がビジーではない、つまり媒体がアイドル(idle)であると認識した場合には、キャリアセンスを開始した時点から固定時間のAIFSを空けて、データフレームW_DATA1を通信相手に送信する。 It is assumed that when a data frame (W_DATA1) transmission request is generated in a certain wireless communication device, the medium is recognized as busy media as a result of carrier sense. In this case, the AIFS for a fixed time is vacated from the time when the carrier sense becomes idle, and then the data frame W_DATA1 is transmitted to the communication partner when a random time (random backoff) is vacated. If, as a result of the carrier sense, it is recognized that the medium is not busy, that is, the medium is idle, a fixed time AIFS is provided from the time when the carrier sense is started, and the data frame W_DATA1 is communicated with the communication partner. Send to.
ランダム時間は0から整数で与えられるコンテンションウィンドウ(Contention Window:CW)の間の一様分布から導かれる擬似ランダム整数にスロット時間をかけたものである。ここで、CWにスロット時間をかけたものをCW時間幅と呼ぶ。
CWの初期値はCWminで与えられ、再送するたびにCWの値はCWmaxになるまで増やされる。CWminとCWmaxとの両方とも、AIFSと同様アクセスカテゴリごとの値を持つ。W_DATA1の送信先の無線通信装置では、データフレームの受信に成功し、かつ当該データフレームが応答フレームの送信を要求するフレームであるとそのデータフレームを内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からSIFS時間後に応答フレーム(W_ACK1)を送信する。W_DATA1を送信した無線通信装置は、W_ACK1を受信すると送信バースト時間制限内であればまたW_ACK1を内包する物理パケットの無線媒体上での占有終了時点からSIFS時間後に次のフレーム(例えばW_DATA2)を送信することができる。
The random time is a pseudo-random integer derived from a uniform distribution between the content windows (CW) given as an integer from 0, multiplied by the slot time. Here, the CW multiplied by the slot time is called the CW time width.
The initial value of CW is given in CWmin, and each time it is retransmitted, the value of CW is increased until it reaches CWmax. Both CWmin and CWmax have values for each access category, similar to AIFS. In the wireless communication device of the transmission destination of W_DATA1, if the data frame is successfully received and the data frame is a frame requesting the transmission of the response frame, the occupation of the physical packet containing the data frame ends on the wireless medium. A response frame (W_ACK1) is transmitted after SIFS time from the time point. When the wireless communication device that has transmitted W_DATA1 receives W_ACK1, it transmits the next frame (for example, W_DATA2) after SIFS time from the end of occupancy of the physical packet containing W_ACK1 on the wireless medium if it is within the transmission burst time limit. can do.
AIFS、DIFS、PIFS及びEIFSは、SIFSとスロット時間との関数になるが、SIFSとスロット時間とは物理層ごとに規定されている。また、AIFS、CWmin及びCWmaxなどアクセスカテゴリごとに値が設けられるパラメータは、通信グループ(IEEE802.11無線LANではBasic Service Set(BSS))ごとに設定可能であるが、デフォルト値が定められている。 AIFS, DIFS, PIFS and AIFS are functions of SIFS and slot time, but SIFS and slot time are defined for each physical layer. In addition, parameters such as AIFS, CWmin, and CWmax for which values are set for each access category can be set for each communication group (Basic Service Set (BSS) in the 802.11 wireless LAN), but default values are set. ..
例えば、802.11acの規格策定では、SIFSは16μs、スロット時間は9μsであるとして、それによってPIFSは25μs、DIFSは34μs、AIFSにおいてアクセスカテゴリがBACKGROUND(AC_BK)のフレーム間隔はデフォルト値が79μs、BEST EFFORT(AC_BE)のフレーム間隔はデフォルト値が43μs、VIDEO(AC_VI)とVOICE(AC_VO)のフレーム間隔はデフォルト値が34μs、CWminとCWmaxとのデフォルト値は、各々AC_BKとAC_BEとでは31と1023、AC_VIでは15と31、AC_VOでは7と15になるとする。なお、EIFSは、基本的にはSIFSとDIFSと最も低速な必須の物理レートで送信する場合の応答フレームの時間長の和である。なお効率的なEIFSの取り方ができる無線通信装置では、EIFSを起動した物理パケットへの応答フレームを運ぶ物理パケットの占有時間長を推定し、SIFSとDIFSとその推定時間の和とすることもできる。 For example, in the standardization of 802.11ac, SIFS is 16 μs and slot time is 9 μs, so that PIFS is 25 μs, DIFS is 34 μs, and the default value of the frame interval of access category BACKGROUND (AC_BK) in AIFS is 79 μs. The default frame spacing of BEST EFFORT (AC_BE) is 43 μs, the default frame spacing of VIDEO (AC_VI) and VOICE (AC_VO) is 34 μs, and the default values of CWmin and CWmax are 31 and 1023 for AC_BK and AC_BE, respectively. , AC_VI is 15 and 31, and AC_VO is 7 and 15. Note that EIFS is basically the sum of SIFS and DIFS and the time length of the response frame when transmitting at the slowest essential physical rate. In a wireless communication device capable of efficiently taking EIFS, the occupancy time length of the physical packet carrying the response frame to the physical packet that activated EIFS can be estimated, and the sum of SIFS, DIFS, and the estimated time can be used. it can.
なお、各実施形態で記載されているフレームは、Null Data Packetなど、IEEE802.11規格または準拠する規格で、パケットと呼ばれるものを指してもよい。 The frame described in each embodiment may refer to an IEEE802.11 standard or a compliant standard such as Null Data Packet, which is called a packet.
本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置(CPU)、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラム可能論理回路 (PLD)などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、DSPおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、DSPコアと協働する1つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。 The terms used in this embodiment should be broadly interpreted. For example, the term "processor" may include general purpose processors, central processing units (CPUs), microprocessors, digital signal processors (DSPs), controllers, microcontrollers, state machines, and the like. In some circumstances, "processor" may refer to application-specific integrated circuits, field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic circuits (PLDs), and the like. A "processor" may refer to a combination of processing devices such as multiple microprocessors, a combination of DSPs and microprocessors, and one or more microprocessors that work with a DSP core.
別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、プログラム可能読み出し専用メモリ(PROM)、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。また、回路は、単一チップに配置された複数の回路でもよいし、複数のチップまたは複数の装置に分散して配置された1つ以上の回路でもよい。 As another example, the term "memory" may include any electronic component capable of storing electronic information. "Memory" includes random access memory (RAM), read-only memory (ROM), programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable PROM (EEPROM), and non-volatile. It may refer to random access memory (NVRAM), flash memory, magnetic or optical data storage, which can be read by a processor. If the processor reads and writes information to the memory, or both, then the memory can be said to communicate electrically with the processor. The memory may be integrated into the processor, again which can be said to be in electrical communication with the processor. Further, the circuit may be a plurality of circuits arranged on a single chip, or may be one or more circuits distributed on a plurality of chips or a plurality of devices.
また本明細書において“a,bおよびcの少なくとも1つ”は、a,b,c,a−b,
a−c,b−c,a−b−cの組み合わせだけでなく、a−a,a−b−b,a−a−b−b−c−cなどの同じ要素の複数の組み合わせも含む表現である。また、a−b−c−dの組み合わせのように、a,b,c以外の要素を含む構成もカバーする表現である。
Further, in the present specification, "at least one of a, b and c" is referred to as a, b, c, ab, and so on.
Includes not only combinations of ac, bc, abc, but also multiple combinations of the same elements such as aa, abb, aabbcc. It is an expression. Further, it is an expression that covers a configuration including elements other than a, b, and c, such as a combination of abc-d.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components across different embodiments may be combined as appropriate.
原出願の特許出願時における特許請求の範囲の記載を付記する。
[項目1]
多重送信される複数の第1フレームを受信する受信部と、
前記複数の第1フレームそれぞれの受信に成功したか否かの検査結果と、少なくとも1台の無線通信装置を指定する第1情報とを含む第2フレームを送信する送信部と、を備え
前記受信部は、前記第2フレームに応答して多重送信される複数の第3フレームを受信する
無線通信装置。
[項目2]
前記第1情報は、前記検査結果が成功の前記第1フレームを送信した第1無線通信装置を指定する
項目1に記載の無線通信装置。
[項目3]
前記第1情報は、前記複数の第1フレームを送信した複数の無線通信装置とは異なる第2無線通信装置を指定する
項目1に記載の無線通信装置。
[項目4]
前記第1情報は、前記検査結果が失敗の前記第1フレームを送信した第3無線通信装置を指定する
項目1に記載の無線通信装置。
[項目5]
前記第2フレームは、前記検査結果を含む第4フレームと、前記第1情報を含む第5フレームとを集約したフレームである
項目1ないし4のいずれか一項に記載の無線通信装置。
[項目6]
前記第2フレームの受信先アドレスは、ブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスである
項目1ないし5のいずれか一項に記載の無線通信装置。
[項目7]
前記受信部は、前記第1情報で指定した複数の無線通信装置のみから多重送信される前記複数の第3フレームを受信する
項目1ないし6のいずれか一項に記載の無線通信装置。
[項目8]
前記受信部は、前記検査結果が失敗の前記第1フレームを送信した無線通信装置と、前記第1情報で指定した前記少なくとも1台の無線通信装置とから多重送信される前記複数の第3フレームを受信する
項目1ないし6のいずれか一項に記載の無線通信装置。
[項目9]
少なくとも1つのアンテナを備えた項目1に記載の無線通信装置。
[項目10]
多重送信される複数の第1フレームを受信する受信部と、
前記複数の第1フレームそれぞれの受信に成功したか否かの検査結果を含む複数の第2フレームを多重送信する送信部とを備え、
前記複数の第2フレームのうちの少なくとも2つのそれぞれは、前記複数の第1フレームを送信した複数の無線通信装置のうちの1つの前記検査結果を含む第3フレームと、前記1つの無線通信装置を指定する第1情報を含む第4フレームとを集約したフレームであり
前記受信部は、前記少なくとも2つの第2フレームの前記第4フレームに含まれる前記第1情報に応じて多重送信される複数の第5フレームを、受信する
無線通信装置。
[項目11]
前記複数の第2フレームのうちのさらに別の1つは、前記複数の第1フレームを送信した前記複数の無線通信装置のうち前記第3フレームで前記検査結果を通知した無線通信装置以外の第2無線通信装置の前記検査結果を含む第6フレームと、前記第2無線通信装置のうちの少なくとも1つを指定する第2情報を含む第7フレームとを集約し、かつ、受信先アドレスはブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスである 項目10に記載の無線通信装置。
[項目12]
前記送信部は、前記複数の第1フレームを送信した前記複数の無線通信装置以外の無線通信装置を指定する第3情報を含む第8フレームを、前記複数の第2フレームと同時に多重送信する
項目10に記載の無線通信装置。
[項目13]
前記複数の第2フレームのうちの少なくとも1つは、前記複数の第1フレームを送信した前記複数の無線通信装置のうちの1つの前記検査結果を含む第9フレームと、前記1つの無線通信装置を指定する第4情報を含む第10フレームと、前記1つの無線通信装置宛のデータを含む第11フレームとを集約したフレームである
項目10に記載の無線通信装置。
[項目14]
少なくとも1つのアンテナを備えた項目10に記載の無線通信装置。
[項目15]
第1フレームを送信する送信部と、
前記第1フレームおよび前記第1フレームと多重送信された第2フレームの受信に成功したか否かの検査結果と、少なくとも1台の無線通信装置を指定する第1情報とを含む第3フレームを受信する受信部と、を備え、
前記送信部は、前記第1情報で自装置が指定されている場合、第4フレームを送信し、 前記第4フレームは、前記第1情報で指定された第1の他の無線通信装置が送信する第5フレームおよび前記検査結果が失敗の前記第2フレームを送信した第2の他の無線通信装置が送信する第6フレームの少なくとも何れか1つと多重送信される
無線通信装置。
[項目16]
前記送信部は、前記第1フレームの検査結果が失敗の場合、前記第1情報で自装置が指定されていなくても、前記第4フレームを送信する
項目15に記載の無線通信装置。
[項目17]
前記第4フレームは、前記第1フレームの前記検査結果が失敗の場合は、前記第1フレームの再送フレームである
項目15に記載の無線通信装置。
[項目18]
前記第4フレームは、前記第1フレームの前記検査結果が失敗の場合であっても、前記第1フレームの再送フレームではない
項目15に記載の無線通信装置。
[項目19]
前記第1フレームと前記第2フレームとは空間多重および周波数多重のいずれかで送信され、
前記第4フレームと、前記第5フレームおよび前記第6フレームの少なくとも何れか1つとは空間多重および周波数多重のいずれかで送信される
項目15に記載の無線通信装置。
[項目20]
少なくとも1つのアンテナを備えた項目15に記載の無線通信装置。
The description of the scope of claims at the time of filing the patent application of the original application is added.
[Item 1]
A receiver that receives a plurality of first frames transmitted multiple times, and
The reception unit includes a transmission unit for transmitting a second frame including an inspection result of whether or not each of the plurality of first frames has been successfully received and first information specifying at least one wireless communication device. The unit is a wireless communication device that receives a plurality of third frames that are multiplex-transmitted in response to the second frame.
[Item 2]
The wireless communication device according to
[Item 3]
The wireless communication device according to
[Item 4]
The wireless communication device according to
[Item 5]
The wireless communication device according to any one of
[Item 6]
The wireless communication device according to any one of
[Item 7]
The wireless communication device according to any one of
[Item 8]
The receiving unit is the plurality of third frames transmitted by multiplex transmission from the wireless communication device that transmitted the first frame in which the inspection result fails and the at least one wireless communication device specified in the first information. The wireless communication device according to any one of
[Item 9]
The wireless communication device according to
[Item 10]
A receiver that receives a plurality of first frames transmitted multiple times, and
It is provided with a transmission unit that multiplexes a plurality of second frames including an inspection result as to whether or not each of the plurality of first frames has been successfully received.
Each of at least two of the plurality of second frames includes a third frame including the inspection result of one of the plurality of wireless communication devices that transmitted the plurality of first frames, and the one wireless communication device. It is a frame that aggregates the fourth frame including the first information that specifies the above, and the receiving unit is a plurality of multiple transmissions according to the first information included in the fourth frame of the at least two second frames. A wireless communication device that receives the 5th frame of.
[Item 11]
Yet another one of the plurality of second frames is a third of the plurality of wireless communication devices that transmitted the plurality of first frames, other than the wireless communication device that notified the inspection result in the third frame. The sixth frame containing the inspection result of the two wireless communication devices and the seventh frame containing the second information designating at least one of the second wireless communication devices are aggregated, and the receiving address is broadcast. The wireless communication device according to item 10, which is an address or a multicast address.
[Item 12]
The transmission unit multiplexes the eighth frame including the third information specifying the wireless communication device other than the plurality of wireless communication devices that transmitted the plurality of first frames at the same time as the plurality of second frames. 10. The wireless communication device according to 10.
[Item 13]
At least one of the plurality of second frames includes a ninth frame including the inspection result of one of the plurality of wireless communication devices that transmitted the plurality of first frames, and the one wireless communication device. Item 10. The wireless communication device according to item 10, which is a frame in which the 10th frame including the fourth information for designating the above and the 11th frame including the data addressed to the one wireless communication device are aggregated.
[Item 14]
The wireless communication device according to item 10, further comprising at least one antenna.
[Item 15]
The transmitter that transmits the first frame and
A third frame including the inspection result of whether or not the first frame and the second frame multiplexed with the first frame have been successfully received, and the first information designating at least one wireless communication device are included. Equipped with a receiving unit to receive
The transmitting unit transmits a fourth frame when its own device is specified in the first information, and the fourth frame is transmitted by the first other wireless communication device specified in the first information. A wireless communication device that is multiplexed and transmitted with at least one of the fifth frame and the sixth frame transmitted by the second other wireless communication device that transmitted the second frame in which the inspection result fails.
[Item 16]
The wireless communication device according to item 15, wherein the transmission unit transmits the fourth frame when the inspection result of the first frame fails, even if the own device is not specified in the first information.
[Item 17]
The wireless communication device according to item 15, wherein the fourth frame is a retransmission frame of the first frame when the inspection result of the first frame fails.
[Item 18]
The wireless communication device according to item 15, wherein the fourth frame is not a retransmission frame of the first frame even if the inspection result of the first frame fails.
[Item 19]
The first frame and the second frame are transmitted by either spatial multiplexing or frequency multiplexing, and are transmitted.
The wireless communication device according to item 15, wherein the fourth frame and at least one of the fifth frame and the sixth frame are transmitted by either spatial multiplexing or frequency multiplexing.
[Item 20]
The wireless communication device according to item 15, further comprising at least one antenna.
1:アクセスポイント
12A、12B、12C、12D:アンテナ
1、2、3、4、5、6:無線端末
1A、2A、3A、4A、5A、6A:アンテナ
21、22、23、24:ビーム
71:トリガーフレーム
72、73:送達確認応答フレーム
51、52、53、54、63、64:データフレーム
61、62:再送データフレーム
T1、T2、T3、T4:期間
101、201:制御部
102、202:送信部
103、203:受信部
104、204:バッファ
211:ベースバンドIC
213:メモリ
214:ホスト・インターフェース
215:CPU
216:DAC
217:ADC
221:RF IC
222、232:フィルタ
223、233:ミキサ
224、234:アンプ
225、235:バラン
242:PLL
243:水晶発振器
247:アンテナ
245:スイッチ
148:無線LANモジュール
149:ホストシステム
301:ノートPC
305、315、355:無線通信装置
321:移動体無線端末
331:メモリーカード
332:メモリーカード本体
42A〜42D:サーバ
400:アクセスポイント
401:通信処理部
402:送信部
403:受信部
404:ネットワーク処理部
405:有線I/F
406:メモリ
1: Access points 12A, 12B, 12C, 12D:
213: Memory 214: Host interface 215: CPU
216: DAC
217: ADC
221: RF IC
222: 232:
243: Crystal oscillator 247: Antenna 245: Switch 148: Wireless LAN module 149: Host system 301: Notebook PC
305, 315, 355: Wireless communication device 321: Mobile wireless terminal 331: Memory card 332: Memory card
406: Memory
Claims (3)
前記複数の第1フレームそれぞれの受信に成功したか否かの検査結果を含む複数の第2フレームを多重送信する送信部とを備え、
前記複数の第2フレームのうちの少なくとも2つのそれぞれは、前記複数の第1フレームを送信した複数の無線通信装置のうちの1つの前記検査結果を含む第3フレームと、前記1つの無線通信装置を指定する第1情報を含む第4フレームとを集約したフレームであり
前記受信部は、前記少なくとも2つの第2フレームの前記第4フレームに含まれる前記第1情報に応じて多重送信される複数の第5フレームを、受信し、
前記複数の第2フレームのうちのさらに別の1つは、前記複数の第1フレームを送信した前記複数の無線通信装置のうち前記第3フレームで前記検査結果を通知した無線通信装置以外の第2無線通信装置の前記検査結果を含む第6フレームと、前記第2無線通信装置のうちの少なくとも1つを指定する第2情報を含む第7フレームとを集約し、かつ、受信先アドレスはブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスである
無線通信装置。 A receiver that receives a plurality of first frames transmitted multiple times, and
It is provided with a transmission unit that multiplexes a plurality of second frames including an inspection result as to whether or not each of the plurality of first frames has been successfully received.
Each of at least two of the plurality of second frames includes a third frame including the inspection result of one of the plurality of wireless communication devices that transmitted the plurality of first frames, and the one wireless communication device. It is a frame that aggregates the fourth frame including the first information that specifies the above, and the receiving unit is a plurality of multiple transmissions according to the first information included in the fourth frame of the at least two second frames. Received the 5th frame of
Yet another one of the plurality of second frames is a third of the plurality of wireless communication devices that transmitted the plurality of first frames, other than the wireless communication device that notified the inspection result in the third frame. The sixth frame containing the inspection result of the two wireless communication devices and the seventh frame containing the second information designating at least one of the second wireless communication devices are aggregated, and the receiving address is broadcast. A wireless communication device that is an address or a multicast address.
前記複数の第1フレームそれぞれの受信に成功したか否かの検査結果を含む複数の第2フレームを多重送信し、 A plurality of second frames including the inspection result of whether or not each of the plurality of first frames was successfully received are multiplexed and transmitted.
前記複数の第2フレームのうちの少なくとも2つのそれぞれは、前記複数の第1フレームを送信した複数の無線通信装置のうちの1つの前記検査結果を含む第3フレームと、前記1つの無線通信装置を指定する第1情報を含む第4フレームとを集約したフレームであり Each of at least two of the plurality of second frames includes a third frame including the inspection result of one of the plurality of wireless communication devices that transmitted the plurality of first frames, and the one wireless communication device. It is a frame that aggregates the 4th frame including the 1st information that specifies
前記少なくとも2つの第2フレームの前記第4フレームに含まれる前記第1情報に応じて多重送信される複数の第5フレームを、受信し、 A plurality of fifth frames, which are multiplex-transmitted according to the first information included in the fourth frame of at least two second frames, are received and received.
前記複数の第2フレームのうちのさらに別の1つは、前記複数の第1フレームを送信した前記複数の無線通信装置のうち前記第3フレームで前記検査結果を通知した無線通信装置以外の第2無線通信装置の前記検査結果を含む第6フレームと、前記第2無線通信装置のうちの少なくとも1つを指定する第2情報を含む第7フレームとを集約し、かつ、受信先アドレスはブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレスである Yet another one of the plurality of second frames is a third of the plurality of wireless communication devices that transmitted the plurality of first frames, other than the wireless communication device that notified the inspection result in the third frame. The sixth frame containing the inspection result of the two wireless communication devices and the seventh frame containing the second information designating at least one of the second wireless communication devices are aggregated, and the receiving address is broadcast. Address or multicast address
無線通信方法。 Wireless communication method.
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