【文献】
Resolution for CIDs 1151 and 1257 (VHT Operating Channel Width),IEEE 802.11-11/0600r1,2011年 5月 3日,URL,https://mentor.ieee.org/802.11/dcn/11/11-11-0600-01-00ac-resolution-for-cid-1151-channel-width-operation.doc
【文献】
VHT-SIG-A and VHT-SIG-B Field Structure,IEEE 802.11-10/1052r0,2010年 9月 9日,URL,https://mentor.ieee.org/802.11/dcn/10/11-10-1052-00-00ac-vht-sig-a-and-vht-sig-b-field-structure.ppt
【文献】
TVHT BSS Operation And Channelization Modification Proposal,IEEE 802.11-10/1012r0,2012年 8月19日,URL,https://mentor.ieee.org/802.11/dcn/12/11-12-1012-00-00af-tvht-bss-operation-and-channelization-modification-proposal.doc
【文献】
TVHT BSS Operation Proposal,IEEE 802.11-10/0238r0,2012年 7月17日,URL,https://mentor.ieee.org/802.11/dcn/12/11-12-0894-02-00af-tvht-bss-operation-proposal.doc
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
無線LAN(wireless local area network;WLAN)技術の標準は、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11標準として開発されている。IEEE 802.11a及びbは、2.4GHz又は5GHzで非免許帯域(unlicensed band)を用い、IEEE 802.11bは11Mbpsの伝送速度を提供し、IEEE 802.11aは54Mbpsの伝送速度を提供する。IEEE 802.11gは、2.4GHzで直交周波数分割多重化(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;OFDM)を適用し、54Mbpsの伝送速度を提供する。IEEE 802.11nは、多重入出力OFDM(Multiple Input Multiple Output−OFDM;MIMO−OFDM)を適用し、4個の空間的なストリーム(spatial stream)に対して300Mbpsの伝送速度を提供する。IEEE 802.11nではチャネル帯域幅(channel bandwidth)を40MHzまでサポートし、この場合には600Mbpsの伝送速度を提供する。
【0003】
現在、TVホワイトスペース(TV whitespace、TVWS)帯域において非免許機器(unlicensed device)の動作を規定するためのIEEE 802.11af標準が開発されている。
【0004】
TVWSは、TV放送のために割り当てられたVHF(Very High Frequency)帯域(54〜60、76〜88、174〜216MHz)及びUHF(Ultra High Frequency)帯域(470〜698MHz)を含み、この周波数帯域で動作する免許機器(licensed device;TV放送及び無線マイクなど)の通信を阻害しないという条件下で非免許機器に対して使用の許可された周波数帯域を意味する。
【0005】
512〜608MHz、614〜698MHzでは、いくつかの特殊な場合を除いて全ての非免許機器に動作が許容されているが、54〜60MHz、76〜88MHz、174〜216MHz、470〜512MHz帯域は、固定型機器(fixed device)間の通信にのみ許容されている。固定型機器とは、定められた位置でのみ送信を行う機器のことをいう。以下の説明においてホワイトスペース帯域は、上述のTVWSを含むが、これに限定されるものではない。
【0006】
ホワイトスペース帯域を使用しようとする非免許機器は、免許機器に対する保護機能を提供しなければならない。そのため、ホワイトスペース帯域で送信を始める前には、免許機器が当該帯域を占有しているか否かを確認する必要がある。すなわち、ホワイトスペース帯域で免許機器が使用中でない場合に限って非免許機器の使用を許容することができる。
【0007】
そのために、非免許機器はインターネット或いは専用回線を通じて地理的−位置データベース(Geo−location DataBase;GDB)に接続し、該当の地域で使用可能なチャネルリスト(すなわち、使用可能なチャネルのセット)情報を取得しなければならない。GDBは、自身に登録された免許機器の情報と、これら免許機器の地理的位置及び使用時間に従って動的に変化するチャネル使用情報を保存して管理するデータベースである。また、ホワイトスペースを使用する非免許機器間の共存(coexistence)問題を解決するために、共通ビーコンフレーム(common beacon frame)などのようなシグナリングプロトコル及びスペクトルセンシングメカニズム(spectrum sensing mechanism)などを利用することができる。
【0008】
IEEE 802.11システムにおいて、TVWS端末とは、TVWSスペクトルでIEEE 802.11MAC(Medium Access Control)層及びPHY(Physical)層を用いて動作する非免許機器のことを指すことができる。本文書で、特に説明がない限り、ステーション(STA)は、TVWSスペクトルで動作するTVWS端末のことを指す。
【0009】
STAは、免許使用者(TV使用者及び無線マイクなど)を含めて優先接続の許容される使用者である優先的使用者(incumbent user)又はプライマリ使用者(primary user)を保護する機能を提供しなければならない。すなわち、優先的使用者がTVWSを使用中であれば、STAは、当該チャネルの使用を中断しなければならない。したがって、STAは、非免許機器が使用できる可用チャネル(すなわち、免許機器が使用しないチャネル)を見つけ、可用チャネル(available channel)で動作しなければならない。
【0010】
STAが可用チャネルを見つけるための方法には、スペクトルセンシングメカニズムを行う方式、及びGDBに接続してTVチャネルスケジュールを確認する方式などがある。スペクトルセンシングメカニズムとして、エネルギー検出(energy detection)方式(受信信号の強度が一定値以上であれば、優先的使用者が使用中であると判断する方式)、特徴部検出(feature detection)方式(デジタルTVプリアンブル(Preamble)が検出されると、優先的使用者が使用中であると判断する方式)などを活用することができる。次に、STAは、GDBに接続し、自身の位置情報に基づくGDB情報を取得し、当該位置で免許機器がチャネルを使用しているか否かを確認しなければならない。また、GDBへの接続及び情報取得は、免許機器を保護するのに充分な頻度で行わなければならない。
【0011】
スペクトルセンシング方式又はGDBから、現在使用中のチャネルに隣接しているチャネルで優先的使用者が使用中であることが判断されたとき、端末(又はSTA)と基地局(又はAP(Access Point))は送信電力を下げる方式で優先的使用者を保護することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
ホワイトスペース帯域における可用チャネルは、周波数上で連続していないことがある。そのため、ホワイトスペース帯域チャネル構造として、既存の無線LANチャネル構造をそのまま適用することはできない。ホワイトスペース帯域でSTAが正しく動作するためには、APが構成する基本サービスセット(Basic Service Set;BSS)で支援するチャネル構造及び許容されるデータユニットタイプを知らなければならない。
【0013】
本発明では、STAに動作チャネルに関する情報を正確に且つ效率的に知らせる方案を提供することを技術的課題とする。
【0014】
本発明で達成しようとする技術的課題は、以上に言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記の技術的課題を解決するために、本発明の一実施例に係る、ホワイトスペース帯域で動作するステーション(STA)に対して動作パラメータを提供する方法は、チャネル幅サブフィールドを含む動作情報フィールドを含むフレームを送信するステップと、PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))プリアンブルのSIG(Signal)フィールドを送信するステップと、を含み、前記SIGフィールドは、BW(BandWidth)フィールドを含み、前記PPDUのタイプは、前記チャネル幅下位フィールド及び前記BWフィールドに基づいて決定されることを特徴とする。
【0016】
上記の技術的課題を解決するために、本発明の他の実施例に係る、ホワイトスペース帯域で動作するステーション(STA)に対する動作パラメータを受信する方法は、チャネル幅サブフィールドを含む動作情報フィールドを含むフレームを受信するステップと、PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))プリアンブルのSIG(Signal)フィールドを受信するステップと、を含み、前記SIGフィールドは、BW(BandWidth)フィールドを含み、前記PPDUのタイプは、前記チャネル幅下位フィールド及び前記BWフィールドに基づいて決定されることを特徴とする。
【0017】
上記の技術的課題を解決するために、本発明の更に他の実施例に係る、ホワイトスペース帯域で動作するステーション(STA)に対して動作パラメータを提供する装置は、他の機器との送受信を行うように構成された送受信器と、前記送受信器を含む前記装置を制御するように構成されたプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記送受信器を介して、チャネル幅サブフィールドを含む動作情報フィールドを含むフレームを送信し、PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))プリアンブルのSIG(Signal)フィールドを送信するようにさらに構成され、前記SIGフィールドはBW(BandWidth)フィールドを含み、前記PPDUのタイプは、前記チャネル幅下位フィールド及び前記BWフィールドに基づいて決定されることを特徴とする。
【0018】
上記の技術的課題を解決するために、本発明の更に他の実施例に係る、ホワイトスペース帯域で動作するステーション(STA)に対する動作パラメータを受信する装置は、他の機器との送受信を行うように構成された送受信器と、前記送受信器を含む前記装置を制御するように構成されたプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記送受信器を介して、チャネル幅サブフィールドを含む動作情報フィールドを含むフレームを受信し、PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))プリアンブルのSIG(Signal)フィールドを受信するようにさらに構成され、前記SIGフィールドはBW(BandWidth)フィールドを含み、前記PPDUのタイプは、前記チャネル幅下位フィールド及び前記BWフィールドに基づいて決定されることを特徴とする。
【0019】
上述の本発明の実施例において以下の事項を共通に適用することができる。
【0020】
前記チャネル幅は一つ以上のWチャネルを含み、前記チャネル幅サブフィールドの値は、一つのWチャネルに対する第1タイプチャネル幅、2個の連続したWチャネルに対する第2タイプチャネル幅、2個の不連続したWチャネルに対する第3タイプチャネル幅、4個の連続したWチャネルに対する第4タイプチャネル幅、又はそれぞれの周波数セグメントが2個の連続したWチャネルを含む2個の不連続した周波数セグメントに対する第5タイプチャネル幅のうち一つを示すことができる。
【0021】
前記チャネル幅サブフィールドが前記第1タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応できる。
【0022】
前記チャネル幅サブフィールドが前記第2タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応し、前記チャネル幅サブフィールドが前記第2タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが第2値を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の連続したWチャネルに対応してもよい。
【0023】
前記チャネル幅サブフィールドが前記第3タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応し、前記チャネル幅サブフィールドが前記第3タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第2値を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の不連続したWチャネルに対応してもよい。
【0024】
前記チャネル幅サブフィールドが前記第4タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応し、前記チャネル幅サブフィールドが前記第4タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第2値を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の連続したWチャネルに対応し、前記チャネル幅サブフィールドが前記第4タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第3値を示す場合に、前記PPDUタイプは、4個の連続したWチャネルに対応してもよい。
【0025】
前記チャネル幅サブフィールドが前記第5タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは一つのWチャネルに対応し、前記チャネル幅サブフィールドが前記第5タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第2値を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の連続したWチャネルに対応し、前記チャネル幅サブフィールドが前記第5タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが第3値を示す場合に、前記PPDUタイプは、それぞれの周波数セグメントが2個の連続したWチャネルを含む2個の不連続した周波数セグメントに対応してもよい。
【0026】
前記BWフィールドが第1値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第1、第2、第3、第4又は第5タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応してもよい。
【0027】
前記BWフィールドが第2値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第2、第4又は第5タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の連続したWチャネルに対応してもよい。
【0028】
前記BWフィールドが第2値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第3タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の不連続したWチャネルに対応してもよい。
【0029】
前記BWフィールドが第3値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第4タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、4個の連続したWチャネルに対応してもよい。
【0030】
前記BWフィールドが第3値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第5タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、それぞれの周波数セグメントが2個の連続したWチャネルを含む2個の不連続した周波数セグメントに対応してもよい。
【0031】
本発明について前述した一般的な説明と後述する詳細な説明は、例示的なもので、請求項に記載の発明に関するさらなる説明のためのものである。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
ホワイトスペース帯域で動作するステーション(STA)に対して動作パラメータを提供する方法であって、
チャネル幅サブフィールドを含む動作情報フィールドを含むフレームを送信するステップと、
PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))プリアンブルのSIG(Signal)フィールドを送信するステップと、
を含み、
前記SIGフィールドは、BW(BandWidth)フィールドを含み、
前記PPDUのタイプは、前記チャネル幅下位フィールド及び前記BWフィールドに基づいて決定される、動作パラメータ提供方法。
(項目2)
前記チャネル幅は一つ以上のWチャネルを含み、
前記チャネル幅サブフィールドの値は、
一つのWチャネルに対する第1タイプチャネル幅、
2個の連続したWチャネルに対する第2タイプチャネル幅、
2個の不連続したWチャネルに対する第3タイプチャネル幅、
4個の連続したWチャネルに対する第4タイプチャネル幅、又は
それぞれの周波数セグメントが2個の連続したWチャネルを含む2個の不連続した周波数セグメントに対する第5タイプチャネル幅
のうち一つを示す、項目1に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目3)
前記チャネル幅サブフィールドが前記第1タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応する、項目2に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目4)
前記チャネル幅サブフィールドが前記第2タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応し、
前記チャネル幅サブフィールドが前記第2タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが第2値を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の連続したWチャネルに対応する、項目3に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目5)
前記チャネル幅サブフィールドが前記第3タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応し、
前記チャネル幅サブフィールドが前記第3タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第2値を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の不連続したWチャネルに対応する、項目4に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目6)
前記チャネル幅サブフィールドが前記第4タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応し、
前記チャネル幅サブフィールドが前記第4タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第2値を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の連続したWチャネルに対応し、
前記チャネル幅サブフィールドが前記第4タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第3値を示す場合に、前記PPDUタイプは、4個の連続したWチャネルに対応する、項目5に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目7)
前記チャネル幅サブフィールドが前記第5タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第1値を示す場合に、前記PPDUタイプは一つのWチャネルに対応し、
前記チャネル幅サブフィールドが前記第5タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが前記第2値を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の連続したWチャネルに対応し、
前記チャネル幅サブフィールドが前記第5タイプチャネル幅を示し、前記BWフィールドが第3値を示す場合に、前記PPDUタイプは、それぞれの周波数セグメントが2個の連続したWチャネルを含む2個の不連続した周波数セグメントに対応する、項目6に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目8)
前記BWフィールドが第1値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第1、第2、第3、第4又は第5タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、一つのWチャネルに対応する、項目2に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目9)
前記BWフィールドが第2値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第2、第4又は第5タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の連続したWチャネルに対応する、項目2に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目10)
前記BWフィールドが第2値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第3タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、2個の不連続したWチャネルに対応する、項目2に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目11)
前記BWフィールドが第3値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第4タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、4個の連続したWチャネルに対応する、項目2に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目12)
前記BWフィールドが第3値を有し、前記チャネル幅サブフィールドが第5タイプチャネル幅を示す場合に、前記PPDUタイプは、それぞれの周波数セグメントが2個の連続したWチャネルを含む2個の不連続した周波数セグメントに対応する、項目2に記載の動作パラメータ提供方法。
(項目13)
ホワイトスペース帯域で動作するステーション(STA)に対する動作パラメータを受信する方法であって、
チャネル幅サブフィールドを含む動作情報フィールドを含むフレームを受信するステップと、
PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))プリアンブルのSIG(Signal)フィールドを受信するステップと、
を含み、
前記SIGフィールドは、BW(BandWidth)フィールドを含み、
前記PPDUのタイプは、前記チャネル幅下位フィールド及び前記BWフィールドに基づいて決定される、動作パラメータ受信方法。
(項目14)
ホワイトスペース帯域で動作するステーション(STA)に対して動作パラメータを提供する装置であって、
他の機器との送受信を行うように構成された送受信器と、
前記送受信器を含む前記装置を制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記送受信器を介して、チャネル幅サブフィールドを含む動作情報フィールドを含むフレームを送信し、PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))プリアンブルのSIG(Signal)フィールドを送信するようにさらに構成され、
前記SIGフィールドはBW(BandWidth)フィールドを含み、
前記PPDUのタイプは、前記チャネル幅下位フィールド及び前記BWフィールドに基づいて決定される、動作パラメータ提供装置。
(項目15)
ホワイトスペース帯域で動作するステーション(STA)に対する動作パラメータを受信する装置であって、
他の機器との送受信を行うように構成された送受信器と、
前記送受信器を含む前記装置を制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記送受信器を介して、チャネル幅サブフィールドを含む動作情報フィールドを含むフレームを受信し、PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))プリアンブルのSIG(Signal)フィールドを受信するようにさらに構成され、
前記SIGフィールドはBW(BandWidth)フィールドを含み、
前記PPDUのタイプは、前記チャネル幅下位フィールド及び前記BWフィールドに基づいて決定される、動作パラメータ受信装置。
【発明の効果】
【0032】
本発明によれば、STAに動作チャネルに関する情報を正確に且つ效率的に知らせる方法及び装置を提供することができる。
【0033】
本発明から得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって明確に理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明を実施できる唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、このような具体的な細部事項なしにも本発明を実施できるということが当業者には理解される。
【0036】
以下の諸実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮すればいい。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明する動作の順序は変更してもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、又は他の実施例の対応する構成又は特徴に置き換えられてもよい。
【0037】
以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されたものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更してもよい。
【0038】
場合によって、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示す。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素については同一の図面符号を使用して説明する。
【0039】
本発明の実施例は、無線接続システムであるIEEE 802システム、3GPPシステム、3GPP LTE、LTE−A(LTE−Advanced)システム及び3GPP2システムの少なくとも一つに開示された標準文書によってサポートできる。すなわち、本発明の実施例のうち、本発明の技術的思想を明確にするために説明を省いた段階又は部分は、上記文書によってサポートできる。また、本文書で開示している全ての用語は、上記の標準文書によって説明することができる。
【0040】
以下の技術は、CDMA(Code Division Multiple Access)、FDMA(Frequency Division Multiple Access)、TDMA(Time Division Multiple Access)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、SC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)などのような種々の無線接続システムに用いることができる。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)によって実現することができる。TDMAは、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM(登録商標) Evolution)のような無線技術によって実現することができる。OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などのような無線技術によって実現することができる。明確性のため、以下ではIEEE 802.11システムを中心にして説明するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
【0041】
図1は、本発明を適用することができるIEEE 802.11システムの例示的な構造を示す図である。
【0042】
IEEE 802.11構造は、複数個の構成要素で構成することができ、これらの相互作用によって上位層に対してトランスペアレントなSTA移動性をサポートするWLANを提供することができる。基本サービスセット(Basic Service Set;BSS)は、IEEE 802.11 LANにおける基本的な構成ブロックに該当してもよい。
図1では、2個のBSS(BSS1及びBSS2)が存在し、それぞれのBSSのメンバーとして2個のSTAが含まれる(STA1及びSTA2はBSS1に含まれて、STA3及びSTA4はBSS2に含まれる)例を示す。
図1で、BSSを表す楕円は、当該BSSに含まれたSTAが通信を維持するカバレッジ領域を表すものと理解してもよい。この領域をBSA(Basic Service Area)と呼ぶことができる。STAがBSA外に移動すると、当該BSA内の他のSTAとは直接通信できなくなる。
【0043】
IEEE 802.11 LANにおいて最も基本的なタイプのBSSは、独立したBSS(Independent BSS;IBSS)である。例えば、IBSSは、2個のSTAのみで構成された最小の形態を有することができる。また、最も単純な形態であるとともに、他の構成要素が省かれている
図1のBSS(BSS1又はBSS2)が、IBSSの代表的な例示に該当するといえる。このような構成はSTAが直接通信できる場合に可能である。また、このような形態のLANは、あらかじめ計画して構成するものではなく、必要な場合に構成できるものであって、これをアドホック(ad−hoc)ネットワークと呼ぶこともできる。
【0044】
STAがついたり切れたりすること、STAがBSS領域に入ったりBSS領域から出たりすることによって、BSSでのSTAのメンバーシップが動的に変更することがある。BSSのメンバーになるには、STAは同期化過程を用いてBSSにジョインすればよい。BSSベース構造の全てのサービスにアクセスするために、STAはBSSに連携されなければならない。このような連携(association)は、動的に設定されてよく、分配システムサービス(Distribution System Service;DSS)の利用を含むことができる。
【0045】
図2は、本発明を適用することができるIEEE 802.11システムの他の例示的な構造を示す図である。
図2は、
図1の構造において、分配システム(Distribution System;DS)、分配システム媒体(Distribution System Medium;DSM)、アクセスポイント(Access Point;AP)などの構成要素が追加された形態である。
【0046】
LANにおいて直接的なステーション−対−ステーションの距離はPHY性能によって制限されることがある。このような距離の限界で充分である場合もあるが、より遠い距離のステーション間の通信を必要とする場合もある。拡張されたカバレッジをサポートするために分配システム(DS)を構成することができる。
【0047】
DSは、BSSが相互連結される構造を意味する。具体的に、
図1のようにBSSが独立して存在する代わり、複数個のBSSで構成されたネットワークの拡張された形態の構成要素としてBSSが存在してもよい。
【0048】
DSは、論理的な概念であり、分配システム媒体(DSM)の特性によって特定することができる。これに関し、IEEE 802.11標準では無線媒体(Wireless Medium;WM)と分配システム媒体(DSM)を論理的に区別している。それぞれの論理的媒体は、異なった目的のために用いられ、異なった構成要素によって用いられる。IEEE 802.11標準の定義では、これらの媒体を同一のものと制限することもなければ、異なるものと制限することもない。このように複数個の媒体が論理的に異なるという点で、IEEE 802.11 LAN構造(DS構造又は他のネットワーク構造)の柔軟性を説明することができる。すなわち、IEEE 802.11 LAN構造は様々に具現することができ、それぞれの具現例の物理的な特性に応じて独立して当該LAN構造を特定すればよい。
【0049】
DSは、複数個のBSSのシームレス(seamless)統合を提供し、目的地へのアドレスを扱うのに必要な論理的サービスを提供することによって移動機器をサポートすることができる。
【0050】
APは、連携されたSTAに対してWMを通じてDSへのアクセスを可能にし、且つSTA機能性を有する個体を意味する。APを介してBSS及びDS間のデータ移動を行うことができる。例えば、
図2に示すSTA2及びSTA3は、STAの機能性を有しながら、連携されたSTA(STA1及びSTA4)がDSへアクセスできるようにする機能を担う。また、全てのAPは基本的にSTAに該当するため、全てのAPはアドレス可能な個体である。WM上での通信のためにAPによって用いられるアドレスとDSM上での通信のためにAPによって用いられるアドレスとが必ずしも同一である必要はない。
【0051】
APに連携されたSTAのうちの一つから該APのSTAアドレスに送信されるデータは、常に非制御ポート(uncontrolled port)で受信し、IEEE 802.1Xポートアクセス個体によって処理することができる。また、制御ポート(controlled port)が認証されると、送信データ(又はフレーム)をDSに伝達することができる。
【0052】
図3は、本発明を適用することができるIEEE 802.11システムの更に他の例示的な構造を示す図である。
図3では、
図2の構造に更に広いカバレッジを提供するための拡張されたサービスセット(Extended Service Set;ESS)を概念的に示している。
【0053】
任意の(arbitrary)大きさ及び複雑度を有する無線ネットワークをDS及びBSSで構成することができる。IEEE 802.11システムでは、このような方式のネットワークをESSネットワークと呼ぶ。ESSは、一つのDSに接続されたBSSの集合に該当するといえる。しかし、ESSはDSを含まない。ESSネットワークは、LLC(Logical Link Control)層でIBSSネットワークとして見える点に特徴がある。ESSに含まれるSTAは互いに通信することができ、移動STAは、LLCにトランスペアレントに、あるBSSから他のBSSへ(同じESS内で)移動することができる。
【0054】
IEEE 802.11では、
図3におけるBSS同士の相対的な物理的位置について何ら仮定しておらず、次のような形態が全て可能である。BSS同士は部分的に重なってもよく、これは、連続したカバレッジを提供するために一般的に用いられる形態である。また、BSS同士は物理的に接続していなくてもよく、論理的にはBSS間の距離に制限はない。また、BSS同士は物理的に同一位置に置かれてもよく、これは、リダンダンシを提供するために用いることができる。また、一つ(又は一つ以上の)IBSS又はESSネットワークが一つ(又は一つ以上の)ESSネットワークとして同一の空間に物理的に存在してもよい。これは、ESSネットワークが存在する位置にアドホックネットワークが動作する場合、異なった機関(organizations)によって物理的に重なるIEEE 802.11ネットワークが構成される場合、又は同一位置で2つ以上の異なったアクセス及び保安政策が必要な場合などにおいてのESSネットワーク形態に該当するといえる。
【0055】
図4は、WLANシステムの例示的な構造を示す図である。
図4では、DSを含む基盤構造BSSの一例が示されている。
【0056】
図4の例示で、BSS1及びBSS2がESSを構成している。WLANシステムにおいてSTAはIEEE 802.11のMAC/PHY規定に従って動作する機器である。STAは、AP STA及び非−AP(non−AP) STAを含む。Non−AP STAは、ラップトップコンピュータ、移動電話機のように一般的に使用者が直接扱う機器に該当する。
図4の例示で、STA1、STA3、STA4はnon−AP STAに該当し、STA2及びSTA5はAP STAに該当する。
【0057】
以下の説明で、non−AP STAは、端末(terminal)、無線送受信ユニット(Wireless Transmit/Receive Unit;WTRU)、使用者装置(User Equipment;UE)、移動局(Mobile Station;MS)、移動端末(Mobile Terminal)、移動加入者局(Mobile Subscriber Station;MSS)などと呼ぶこともできる。また、APは、他の無線通信分野における基地局(Base Station;BS)、ノード−B(Node−B)、発展したノード−B(evolved Node−B;eNB)、基底送受信システム(Base Transceiver System;BTS)、フェムト基地局(Femto BS)などに対応する概念である。
【0058】
(ホワイトスペースでの可用チャネル)
ホワイトスペースでSTAが動作するためには、免許機器(又は、優先的使用者)に対する保護技法を優先的に提供しなければならない。そのため、STAは、免許機器によって使用されておらず、非免許機器が使用できる可用チャネルを見つけ、該可用チャネル上で動作しなければならない。
【0059】
STAがホワイトスペース(例えば、TVWS)でのチャネル(例えば、TVチャネル)可用性(availability)を把握するには、スペクトルセンシングを行ったり、GDBに接続してTVチャネルスケジュールを確認したりすればよい。GDB情報は、特定位置で免許機器の特定チャネルの使用スケジュール(すなわち、チャネル使用時間)などの情報を含むことができる。TVチャネルの可用性を把握しようとするSTAは、インターネットなどを介してGDBに接続し、自身の位置情報に基づくGDB情報を取得しなければならないが、これは、免許機器を保護するのに充分の時間単位で行わなければならない。
【0060】
本文書では、説明の便宜上、GDBから受信する可用チャネル及び周波数に関する情報をホワイトスペースマップ(White Space Map;WSM)と呼ぶことができる。WSMは、STAがGDBから取得したチャネル及び周波数情報に基づき、TVWS帯域で非免許機器が使用できるチャネルに関する情報をマップの形態で作ったものである。WSMは、非免許機器が使用できる可用チャネルリスト又は周波数(available channel list or frequencies)に関する情報を含むことができる。可用チャネルリストに含まれたチャネルは、法的に保護されるべき信号(又は、使用者)が使用していないチャネルであり、非免許機器がGDBに接続した時点で非免許機器が使用可能なチャネルである。又は、非免許機器がGDBに接続した時点から特定時間以降からの使用可能チャネルに対する要請をした場合、当該時点から使用可能なチャネル及び周波数に関する情報を含むこともできる。他の実施例として、非免許機器がGDBに可用チャネルに対する要請をした場合、非免許機器が使用できないチャネルをシグナリングすることによって、使用可能チャネル及び周波数に関する情報を伝達することもできる。
【0061】
現在FCC(Federal Communications Commission)のTVWSに対する規定(regulation)では、大きく、2種類の機器タイプを定義する。すなわち、小出力の個人が携帯できる個人用/携帯用機器(Personal/Portable Device)、及び固定した位置で動作する大出力の固定した機器(Fixed Device)が定義される。固定した機器(Fixed Device)は固定したSTAと呼ぶこともでき、個人用/携帯用(Personal/Portable)機器はP/P STAと呼ぶこともできる。固定したSTA及びP/P STAは両方ともWLANシステムにおいて一般的なSTA(すなわち、STAという用語は、AP及びnon−APを含む)に該当する。これら2種類の機器がそれぞれTVWSで動作する時、それぞれには異なった動作規則(operation rule)を適用することができる。固定した機器は、その位置が変わらない特定位置で信号を送/受信する。勿論、固定した機器も該当の位置で信号を伝送するためには、GDBに接続して可用チャネル情報を取得しなければならない。固定した機器は、GPSのような位置を確認できる装備が内蔵されていてもよく、又は設置者(installer)によってその位置を人間が直接入力することによってその位置情報をGDBに伝達してもよい。もちろん、位置を人間が直接入力する場合には、一度設置され、位置が入力されてからはその位置が変わらないということを前提とし、位置が変更される場合には、それに応じて位置も変更/登録しなければならない。固定した機器は、同種の他の固定した機器をサービスすることもでき、P/P機器をサービスすることもできる。固定した機器が可用チャネル情報をGDBから取得する際には、必ず自身の機器タイプを伝達し、自身が直接使用できる自身の可用チャネル情報を受け取らなければならない。同時に、P/P機器のためのサービスをするためには、P/P機器が使用できる可用チャネル情報をGDBから又はGDBに接続されているプロキシ(proxy)サーバーから更に受け取らなければならない。固定した機器とP/P機器が使用できるチャネル区間が異なり、それぞれの動作時に、最大許容送信電力と隣接チャネルに対する要求条件が異なるため、各機器タイプ別に可用チャネルリストが異なってくるからである。例えば、固定した機器は、54〜60MHz、76〜88MHz、174〜216MHz、470〜512MHz帯域の周波数区間に加え、512〜608MHz、614〜698MHz帯域の周波数区間でも信号伝送が許容される。一方、P/P機器は512〜608MHz、614〜698MHz帯域の周波数区間以外の周波数帯域のTVWS帯域では信号伝送が許容されない。固定した機器はP/P機器よりも高い電力で信号を伝送でき、実効等方放射電力(Effective Isotropic Radiated Power;EIRP)として最大4Wattの送信電力が許容される。
【0062】
P/P機器は、特定されていない位置で信号を送/受信できる装備であり、その位置が可変するという点に特徴がある。大部分の場合、人間が携帯できる装備であって、その移動性が予測できない。可用周波数帯域は512〜608MHz、614〜698MHzの周波数区間であり、最大送信電力は100mW(EIRP)である。P/P機器は、自身の位置に対する識別能力(identification capability)、すなわち、地理的−位置決定能力(geo−location capability)及びインターネットアクセスを用いたGDBへの接続能力を有しているか否かによって、モードII機器(Mode II device)とモードI機器(Mode I device)の2種類に分類することができる。すなわち、モードII機器は、地理的−位置決定能力及びインターネットアクセス能力を有し、GDBに接続して自身の位置での可用チャネルに関する情報を取得した後、当該位置でTVWS上で動作することができる。また、モードII機器は、可用チャネル情報をGDBから取得した後、モードI機器に通信を始めるように命令できる信号(例えば、イネーブル(enable)信号)を伝送することによって、ネットワークを始めることができる。一方、モードI機器には地理的−位置決定能力やGDBアクセス能力が要求されず、GDBにアクセスして有効な可用チャネル情報を有しているモードII機器又は固定した機器による制御によって動作することが要求される。モードII機器に該当するP/P機器は、他のP/P機器をサービスすることもでき、又は、固定した機器にサービスを提供することもできる。この場合、モードIIP/P機器は、固定した機器のための可用チャネル情報をGDBから取得し、固定した機器に伝達すればよい。
【0063】
一方、GDBは、DTVやマイクロホンなどの優先的使用者のチャネル使用スケジュール及び保護範囲(protection contour)を考慮し、非免許機器が要請する位置での可用チャネル情報を計算して非免許機器に伝達すればよい。GDBで可用チャネル情報を計算する時に考慮するパラメータには、機器タイプ、動作しようとする位置、送信電力、及びスペクトルマスク(spectrum mask)などがある。FCC規定では機器タイプによって、隣接チャネルを使用できるか否かが決定される。例えば、DTVが30番チャネルで使用中の時、29番及び31番チャネルが空いていても、固定した機器は29番及び31番チャネルを使用できない反面、P/P機器はこれら両チャネルを使用することができる。これは、固定した機器の場合、送信電力が高いため、隣接チャネルへの干渉を誘発する可能性が高いからである。
【0064】
以下では、説明の便宜上、ホワイトスペースの一例としてTVWSを挙げて本発明の例示について説明するが、本発明の範囲がこれに制限されるものではない。すなわち、本発明の範囲は、特定位置で使用可能なチャネルに関する情報を提供するDBによって制御される全てのホワイトスペースでの動作に適用される本発明の例示を含む。例えば、現時点ではホワイトスペースに該当しないが、将来、ホワイトスペースに該当すると期待される他の周波数帯域でも、GDBによって制御される非免許装備の動作が許容されると期待されており、これに適用される本発明の原理による例示も本発明の範囲に含まれるだろう。また、本発明では、説明の便宜上、現在最終規則が発表されたTVWSに関するFCC規則に基づいて本発明の原理について説明するが、本発明の範囲は、FCC規則に基づくホワイトスペース帯域上での動作に制限されるものではなく、他の規則に従うホワイトスペース帯域上での本発明の原理による例示をも含む。
【0065】
(ホワイトスペースにおけるリンクセットアップ)
この実施の形態は、TVWSにおけるリンクセットアップ過程に関する。特に、モードI機器とモードII機器(又は、固定した機器)間のリンクセットアップのための具体的な例示について説明する。リンクセットアップは、ネットワーク発見(network discovery)、認証(Authentication)、連携(association)などの過程で進行される。特に、ホワイトスペース帯域で動作するモードI機器の場合は、リンクセットアップ時に可用チャネル情報の取得過程が要求される。
【0066】
図5は、本発明の一例に係る例示的なリンクセットアップ過程を説明するためのフローチャートである。
【0067】
段階S510で、モードII機器又は固定した機器(以下では、モードII機器/固定した機器と表現する。)は、インターネットなどを通してGDBにアクセスし、現在自身の位置で使用可能なチャネルリスト(例えば、WSM)を取得することができる。モードII機器/固定した機器は、可用チャネルリストから特定チャネルを選択することができる。
【0068】
段階S520で、モードII機器/固定した機器はビーコンを送信してBSSを構成することができる。ビーコンフレームは送信側(例えば、モードII機器/固定した機器)の機器タイプなどを含むことができ、これによって、リンクセットアップが可能であることを受信側(例えば、モードI機器)に知らせることができる。また、ビーコンフレームには可用チャネルリストに関する情報などが含まれてもよい。また、ビーコンフレームは、周期的に送信することができる。
【0069】
段階S530で、BSSに参加しようとするモードI機器は、TVWSに対するスキャニング過程を行うことができる。仮に、モードI機器が現在自身の位置で使用可能なチャネルリストを知っていると、使用可能なチャネルリスト上のチャネルのみに対して受動的(passive)又は能動的(active)スキャニングを行うことができる。
【0070】
受動的スキャニングは、モードI機器がスキャニングチャネル上でモードII機器/固定した機器からのビーコン送信を聞く(listen)過程を意味する。能動的スキャニングは、モードI機器がスキャニングチャネル上でプローブ要請フレーム(probe request frame)を送信し、モードII機器/固定した機器からプローブ応答フレーム(probe response frame)を受信することを意味する。
【0071】
モードII機器/固定した機器は、モードI機器のスキャニング負担を軽減するために、ビーコンフレーム、プローブ応答フレームなどに、使用可能なチャネルリストを含めることができる。本発明で、モードII機器/固定した機器がGDBから取得した可用チャネルリストをWSMと呼ぶことができる。
【0072】
図6(a)は、WSMの一例を示す図である。
【0073】
図6(a)の例示で、機器タイプ(device type)フィールドは、WSMを送信する端末がモードII機器か又は固定した機器かを示す。マップID(Map ID)フィールドは、可用チャネルリストのIDを示す。チャネル番号(Channel Number)フィールドは、TVWSでモードII機器/固定した機器が使用可能なチャネル番号を示す。チャネル番号は、TVチャネル番号、スペクトル範囲などで表現されるもので、周波数領域で可用チャネルを特定できる情報を意味する。最大電力レベル(Maximum Power Level)フィールドは、可用チャネルでモードII機器/固定した機器の最大送信電力を示す。有効時間(Valid Time)フィールドは、可用チャネルを持続して使用可能な期間を示す。有効時間フィールドは、必須ではなく選択的(optional)に含まれてもよい。このようなWSMは、ビーコンフレーム、プローブ応答フレーム、又は他の形態のフレームを通して送信することができる。また、
図6(a)のWSMのフォーマットは例示的なものに過ぎず、可用チャネルに関する情報を含む他の形態のWSMが本発明の例示で適用されてもよい。
【0074】
ここで、モードI機器がBSSに参加するためには、モードII機器/固定した機器の制御を受けて動作しなければならない。そのため、モードI機器は、モードII機器/固定した機器とリンクセットアップを行わなければならない。
【0075】
段階S540で、モードI機器は、スキャニング過程が完了した後、BSSに参加するために連携(association)過程を行うことができる。そのために、モードI機器は、連携要請フレームをモードII機器/固定した機器に送信することができる。下記の表1に、連携要請フレームの例示的なフォーマットを示す。
【0077】
上記の表1は、連携要請フレームに含み得る情報の一部の例示を示すもので、更なる情報を含むこともできる。
【0078】
本発明の例示では、モードII機器/固定した機器がモードI機器の機器タイプを確認できるように、モードI機器は連携要請フレームに機器ID(device ID)情報をさらに含めることができる。これによって、モードII機器/固定した機器は、連携を要請したモードI機器の機器ID(例えば、FCC ID、シリアル番号など)を確認し、当該モードI機器がTVWS動作のために要求される規定を満たすか否か判断できる。機器IDを確認した後、モードII機器/固定した機器は、連携応答フレームをモードI機器に送信することができる。
【0079】
このような本発明の例示によれば、連携過程が全て完了した後にモードI機器がモードII機器/固定した機器に機器IDを提供する方式に比べて、連携過程以降の動作が単純化し、連携過程中に連携要請を送信した機器を識別できるため、リンクセットアップの効率性、迅速性及び正確度を向上させることができる。
【0080】
図6(b)は、機器IDの例示的なフォーマットを示す図である。
【0081】
機器タイプフィールドは、連携要請を送信する機器がモードI機器か、モードII機器/固定した機器かを示す。FCC IDは、連携要請を送信する機器の属する規制管理者(regulatory administrator)によって割り当てられた機器ID値に該当する。FCC IDフィールドは、米国の規制管理者によって割り当てられる機器IDに該当する値であり、他の規制ドメインでの適切な機器識別情報を含むフィールドに置き換わってもよい。機器シリアル番号フィールドは、連携要請を送信する機器のシリアル番号(例えば、メーカー(manufacturer)によって割り当てられる識別番号)に関する情報を含むことができる。
【0082】
仮に、連携要請フレームを送信する機器がモードII機器/固定した機器であれば、リンクセットアップ過程は連携要請/応答過程だけで完了してもよい。これは、モードII機器/固定した機器はGDBにアクセスして可用チャネルリスト(例えば、WSM)を既に有しており、他のモードII機器/固定した機器の制御を受ける必要がないためである。すなわち、モードII機器がリンクセットアップを行う場合は、段階S540でリンクセットアップ過程が完了してもよい。
【0083】
一方、連携要請フレームを送信する機器がモードI機器である場合は、連携要請/応答過程が成功的に完了した後、段階S550で保安セットアップ(security setup)過程を行う。保安セットアップは、例えば、EAPOL(Extensible Authentication Protocol over LAN)フレームを通した4−ウェイハンドシェーキングによってプライベートキーセットアップ(private key setup)をする過程を含むことができる。
【0084】
モードII機器/固定した機器とモードI機器との間には保安セットアップが必ず行われなければならない。これは、モードII機器/固定した機器がモードI機器にWSMを伝達する際に、完全性確認(integrity check)などが要求されるためである。
【0085】
段階S560で、モードI機器は、保安セットアップが完了した後に、モードII機器/固定した機器にチャネル可用性(Channel Availability)要請フレーム(又は、チャネル可用性質疑(Channel Availability Query;CAQ)要請フレーム)を送信して、使用可能なチャネルのリスト(例えば、WSM)を要請することができる。モードII機器/固定した機器は、チャネル可用性応答フレーム(又は、CAQ応答フレーム)をモードI機器に送信することによって可用チャネルリスト(例えば、WSM)を提供することができる。
【0086】
図6(c)にはチャネル可用性要請フレームの例示的なフォーマットを示し、
図6(d)にはチャネル可用性応答フレームの例示的なフォーマットを示す。
【0087】
カテゴリフィールドは、当該フレームが属する分類を示す。この例示で、カテゴリフィールドは、チャネル可用性要請/応答の属するアクションフレームを示す値に設定することができる。アクションフィールドは、当該フレームがいかなる動作に関連しているかを示す。この例示で、アクションフィールドは、チャネル可用性要請/応答に対する特定値に設定することができる。ダイアローグトークンフィールドは、アクション応答とアクション要請をマッチングさせる機能を果たし、同時に複数のアクション要請が存在する場合に用いることができる。ダイアローグトークンフィールドは、要請STA(例えば、モードI機器)によって設定される値を含むことができる。
【0088】
チャネル可用性応答フレームを通して、モードI機器は可用チャネルリスト(例えば、WSM)を受信することによって、モードII機器/固定した機器とのリンクセットアップ過程を完了できる。リンクセットアップが完了すると、モードI機器はモードII機器/固定した機器とデータ、制御、管理フレームなどに関する相互送受信を開始することができる。
【0089】
リンクセットアップ後には、段階S570に示すように、モードI機器はモードII機器/固定した機器からCVS(Contact Verification Signal)を周期的に受信することができる。CVSは、リンクセットアップ状態を有効に維持する機能を持つことができる。
【0090】
また、
図6(e)に示すCVSフレームの例示的なフォーマットのように、モードII機器/固定した機器から送信されるCVSは、モードII機器/固定した機器が有するWSMのマップIDを含むことができる。これによって、モードI機器は、現在有効なチャネルを周期的に確認することができ、CVSのマップIDで示されないWSMは有効でないものと決定できる。すなわち、モードI機器がCVSフレームを受信した場合、自身が有しているWSMのマップIDと比較し、互いに異なると、チャネル可用性要請フレームをモードII機器/固定した機器に送信して新しい可用チャネルリスト(例えば、WSM)を要請することができる。
【0091】
前述した本発明の実施の形態では、ホワイトスペースで動作する機器のタイプによる効率的で迅速なリンクセットアップを実行/支援する方案について説明した。このようなリンクセットアップを行うことによって、モードI機器はモードII機器/固定した機器の制御を受けてBSSに参加することができる。以下では、BSSを構成したモードII機器/固定した機器が、当該BSSでの動作に必要な情報を提供する方案に関する本発明の例示について説明する。
【0092】
(BSS動作情報)
あるBSSでのSTA(又は、モードI機器)の動作は、当該BSSでの動作に必要な情報(例えば、動作情報要素)によって制御される。この動作情報要素は、機器タイプによって適用される動作パラメータを指定することができる。この動作情報は、BSSを構成したAP(又は、モードII機器/固定した機器)によって、ビーコンフレーム、プローブ応答フレーム又は他の形態のフレームを通して送信することができる。
【0093】
図7は、動作情報要素のフォーマットを示す図である。
図7の動作情報要素は、TVWSでの動作に関するパラメータを含む意味から、TVWS動作情報要素と呼ぶこともできる。また、TVWSでの高収率(High Throughput;HT)BSSにおける動作に関するパラメータを含む意味から、TVHT動作情報要素と呼ぶこともできる。以下では、便宜上、動作情報要素又は動作要素と呼ぶものとする。
【0094】
図7で、要素ID(Element ID)フィールドは、動作情報要素に対してあらかじめ定められた所定の値を有することができる。長さ(Length)フィールドは、後続するフィールドの長さに該当する値を有することができる。動作情報(Operation Information)フィールドは、動作チャネルに関する帯域幅(bandwidth)及び中心周波数(center frequency)などの情報を含み、動作情報フィールドのサブフィールド(subfield)に関する具体的な内容は、表2を参照して後述する。基本MCSセット(Basic MCS Set)フィールドは、BSS内の全STAによって支援されるMCS(Modulation and coding scheme)に該当する値を有することができる。
【0095】
下記の表2を参照して、
図7の動作情報フィールドのフォーマット及びサブフィールドの内容について説明する。
図7の動作情報フィールドは、TVWS動作情報フィールド又はTVHT動作情報フィールドと呼ぶこともできる。
【0098】
上記の表2で示す動作情報フィールドの具体的な内容について説明するに先立ち、本発明で説明するWLANチャネルの構造を表現するための用語について説明する。
【0099】
まず、BSSの動作チャネルは、WLANチャネルと表現でき、WLANチャネルを構成する基本的な単位のチャネルは、W MHzサイズの帯域幅と定義される。以下の説明では、基本的な単位のチャネルを”Wチャネル”と称する。WLANチャネルは、一つのWチャネル又は複数個のWチャネルで構成することができる。複数個のWチャネルが周波数軸上で連続して(contiguous)位置してもよく、不連続して(non−contiguous)位置してもよい。セグメント(segment)は、一つのWチャネル又は連続した複数個のWチャネルで構成される。
【0100】
また、プライマリチャネル(primary channel)は、データユニット(例えば、PPDU(Physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit))の送信のために基本的に用いられるチャネルであって、ビーコンなどの基本的な信号送信のために使用可能である。プライマリチャネルは、一つのWチャネルに対応してもよく、2個の連続したWチャネル(すなわち、2Wチャネル)に対応してもよい。一方、セカンダリ(secondary)チャネルは、プライマリチャネル以外のチャネルを意味する。
【0101】
上記の表2で、プライマリチャネル幅(Primary Channel Width)サブフィールドは、プライマリチャネルの帯域幅を示す。各国別にTVチャネルの帯域幅は異なっているため、TVWSで定義されるWLAN動作チャネルのうちプライマリチャネルの幅も国別に異なるように定義できる。したがって、BSS内でSTAが正しく動作するためには、プライマリチャネルの幅を知らせることが必要である。上記の表2では、プライマリチャネルがW MHzの幅を有し、Wの値は6、7又は8MHzのいずれか一つであることを例示している。
【0102】
上記の表2のチャネル幅(Channel Width)サブフィールドは、BSSが支援する動作チャネルのチャネル帯域幅を示す。TVWSの場合、可用チャネルは周波数軸上で必ずしも連続して存在しない。そのため、TVWSでのWLAN動作チャネルは、連続した構造も、不連続した構造も支援しなければならない。
【0103】
図8は、TVWSにおいてWLAN動作チャネルの例示的な形態を示す図である。
【0104】
図8及び上記の表2で例示的に示すように、BSSが支援する動作チャネルは、次の5つの形態の構造を有することができる。第一の例示は、動作チャネルが一つのWチャネルで構成される場合であり、これを”W動作チャネル幅”と表現できる(
図8(a))。第二の例示は、動作チャネルが連続した2個のWチャネルで構成される場合であり、これを”2W動作チャネル幅”と表現できる(
図8(b))。第三の例示は、動作チャネルが不連続した2個のWチャネルで構成される場合であり、これを”W+W動作チャネル幅”と表現できる(
図8(c))。第四の例示は、動作チャネルが連続した4個のWチャネルで構成される場合であり、これを”4W動作チャネル幅”と表現できる(
図8(d))。第五の例示は、動作チャネルが不連続した2個の周波数単位(すなわち、セグメント)で構成されるとともに、それぞれの周波数単位が連続した2個のWチャネルで構成される場合であり、これを”2W+2W動作チャネル幅”と表現できる(
図8(e))。
【0105】
上記のチャネル幅サブフィールドに基づいて、次のPPDU送信規則(transmission rule)を適用することができる。
【0106】
PPDU送信規則の第一の例示は、次の表3のように定義できる。
【0108】
PPDU送信規則の第二の例示は、次の表4のように定義できる。
【0110】
上記の第一及び第二のPPDU送信規則は、4W動作チャネル幅を支援するBSSと2W+2W動作チャネル幅を支援するBSSにおいて、2W MHz PPDU送信が許容されるか或いはW+W MHz PPDU送信が許容されるかという点で異なる。可用チャネルで連続したチャネルが多い場合には第一のPPDU送信規則(すなわち、上記の表3の規則)を選択することが好ましく、不連続したチャネルが多い場合には、第二のPPDU送信規則(すなわち、上記の表4の規則)を選択することが好ましい。
【0111】
前述した通り、2W、W+W、4W、2W+2W動作チャネル幅では、複数個の許容されるPPDU送信が存在する。それらのうちどのタイプのPPDUが用いられるかを明確に決定することが要求される。本発明では、BSSが支援する動作チャネル幅及びPPDU帯域幅に基づいてPPDUタイプ(すなわち、許容されるPPDU送信タイプ)を決定する方案を提案する。
【0112】
まず、PPDUは、PLCPプリアンブルフィールド、PLCPヘッダーフィールド及びデータフィールドを含むことができる。PLCPプリアンブルフィールドは、トレーニングフィールド(training field)などを含む。PLCPヘッダーフィールドは、SIG(Signal)フィールドなどを含む。データフィールドはPSDUなどを含む。ここで、PLCPヘッダーフィールドに含まれるSIGフィールドは、BW(Bandwidth)フィールドを含む。BWフィールドは2ビットサイズと定義され、基本的にはX、2X、4X又は8X/4X+4XのPPDU帯域幅を示す機能を持つ(例えば、X=20MHz)。
【0113】
また、前述したように、TVWSでは、W(=6、7又は8MHz)サイズのプライマリチャネルに基づいてBSS動作チャネル幅がW、2W、W+W、4W又は2W+2Wの形態に設定され、それぞれの動作チャネル幅に対して許容されるPPDU送信は、上記の表3又は表4のように設定可能である。
【0114】
要するに、上記のPLCPヘッダーのSIGフィールド内のBWフィールドによって定義されるPPDU帯域幅は、X、2X、4X又は8X/4X+4Xの形態と定義されるが、TVWSで動作するBSSで支援可能な動作チャネル幅によるPPDU送信の帯域幅は、W、2W、W+W、4W又は2W+2Wの形態を有する。すなわち、上記のPLCPヘッダーのSIGフィールド内のBWフィールドによって定義されるPPDU帯域幅をそのまま使用する場合に、TVWSでのBSS動作チャネル幅によって許容されるPPDU送信帯域幅を正しく示すことができない。例えば、PLCPヘッダーのSIGフィールド内のBWフィールドによってはX+X又は2X+2Xのような形態のPPDUタイプを設定することができない。
【0115】
したがって、本発明では、BSSが支援する動作チャネル幅(すなわち、上記の表2のChannel Widthサブフィールドの値)及びPPDU帯域幅(すなわち、PLCPヘッダーのSIGフィールド内のBWフィールドの値)に基づいてPPDUタイプを決定する新しい方案を提案する。
【0116】
具体的な例示として、SIGフィールドのBWフィールドが第1値(又は、00)である場合に、W MHz帯域幅のPPDUタイプが設定されると定義できる。また、SIGフィールドのBWフィールドが第2値(又は、01)である場合に、2W又はW+W MHzのPPDUタイプが設定されると定義できる。また、SIGフィールドのBWフィールドが第3値(又は、10)である場合に、4W又は2W+2W MHzのPPDUタイプが設定されると定義できる。これをまとめると、下記の表5の通りである。
【0118】
上記の表5のように、SIGフィールドのBW値によるPPDUタイプが定義される場合に、BSSで支援する動作チャネル幅を考慮すると、特定PPDUタイプ(すなわち、許容されるPPDU送信タイプ)を明確に決定することができる。
【0119】
例えば、上記の表3のような動作チャネル幅によって許容されるPPDU送信のタイプと、上記の表5のようなBWフィールドによるPPDUタイプを同時に考慮することを仮定する。この場合、動作チャネル幅がWのとき、W MHzのPPDU送信のみが許容されるため、BWは第1値のみが関連する。動作チャネル幅が2Wのとき、W MHz又は2W MHzのPPDU送信が許容され、BWが第1値であれば、W MHz PPDU送信を示し、BWが第2値であれば、2W MHz PPDU送信(なぜなら、W+W MHz PPDU送信は2W動作チャネル幅で許容されない)を示す。動作チャネル幅がW+Wのとき、W MHz又はW+W MHzのPPDU送信が許容され、BWが第1値であれば、W MHz PPDU送信を示し、BWが第2値であれば、W+W MHz PPDU送信(なぜなら、2W MHz PPDU送信はW+W動作チャネル幅で許容されない)を示す。動作チャネル幅が4Wのとき、W MHz、2W MHz又は4W MHzのPPDU送信が許容され、BWが第1値であれば、W MHz PPDU送信を示し、BWが第2値であれば、2W MHz PPDU送信(なぜなら、W+W MHz PPDU送信は4W動作チャネル幅で許容されない)を示し、BWが第3値であれば、4W MHz PPDU送信(なぜなら、2W+2W MHz PPDU送信は4W動作チャネル幅で許容されない)を示す。動作チャネル幅が2W+2Wのとき、W MHz、2W MHz又は2W+2W MHzのPPDU送信が許容され、BWが第1値であれば、W MHz PPDU送信を示し、BWが第2値であれば、2W MHz PPDU送信(なぜなら、W+W MHz PPDU送信は2W+2W動作チャネル幅で許容されない)を示し、BWが第3値であれば、2W+2W MHz PPDU送信(なぜなら、4W MHz PPDU送信は2W+2W動作チャネル幅で許容されない)を示す。これをまとめると、次の表6の通りである。
【0121】
また、本発明は、上記の表3及び表4の組合せによってPPDUタイプを決定する方案を含む。これをまとめると、表7の通りであり、その具体的な説明は省略する。
【0123】
上記の表6及び表7の例示に示すように、BSSが支援する動作チャネル幅(すなわち、上記の表2のChannel Widthサブフィールドの値)及びPPDU帯域幅(すなわち、PLCPヘッダーのSIGフィールド内のBWフィールドの値)に基づいて、BSSが支援する動作チャネル幅によって許容される特定PPDUタイプを明確に示すことができ、既存のBWフィールドで示されない形態(例えば、W+W又は2W+2W)のPPDUタイプを明確に示すことができる。
【0124】
一方、上記の表5の例示とは違い、上記PLCPヘッダーのSIGフィールド内のBWフィールドの4個の状態(state)を全て用いる場合に、動作チャネル幅によって許容されるPPDUタイプを示す方案を、上記の例示と異なるように定義することができる。例えば、BWフィールドが第1値(又は、00)である場合に、W MHz帯域幅のPPDUタイプが設定されると定義できる。また、BWフィールドが第2値(又は、01)である場合に、2W MHzのPPDUタイプが設定されると定義できる。また、SIGフィールドのBWフィールドが第3値(又は、10)である場合に、4W又は2W+2W MHzのPPDUタイプが設定されると定義できる。また、BWフィールドが第4値(又は、11)である場合に、W+W MHzのPPDUタイプが設定されると定義できる。これをまとめると、下記の表8の通りである。
【0126】
この場合、上記の表3及び表4の例示とは違い、動作チャネル幅によって許容されるPPDU送信を、次の表9のように定義できる。
【0128】
この場合、BSSが支援する動作チャネル幅(すなわち、上記の表2のChannel Widthサブフィールドの値)及びPPDU帯域幅(すなわち、PLCPヘッダーのSIGフィールド内のBWフィールドの値)に基づいて、BSSが支援する動作チャネル幅によって許容される特定PPDUタイプを、下記の表10のように明確に示すことができる。
【0130】
上記の表2を再び参照すると、プライマリチャネルオフセット(Primary Channel Offset)サブフィールドは、周波数セグメントの帯域幅が2W MHz又は4W MHzである場合にプライマリチャネルの位置を示す。
【0131】
例えば、
図8(e)の例示のように、一つの周波数セグメントが2W帯域幅と定義され、2個の周波数セグメント(周波数セグメント0及び1)が定義され、プライマリチャネルが周波数セグメント0に位置する場合を仮定できる。この場合、プライマリチャネルオフセットが0値を有すると、プライマリチャネルは周波数セグメント0の一番目のWチャネルに位置し、プライマリチャネルオフセットが1値を有すると、プライマリチャネルは周波数セグメント0の二番目のWチャネルに位置することを示すことができる。
【0132】
他の例示として、
図8(d)の例示のように、プライマリチャネルが4MHz帯域幅の周波数セグメントに存在する場合に、プライマリチャネルオフセットが0値を有すると、プライマリチャネルは周波数セグメント0の一番目のWチャネルに位置し、プライマリチャネルオフセットが1値を有すると、プライマリチャネルは周波数セグメント0の二番目のWチャネルに位置し、プライマリチャネルオフセットが2値を有すると、プライマリチャネルは周波数セグメント0の三番目のWチャネルに位置し、プライマリチャネルオフセットが3値を有すると、プライマリチャネルは周波数セグメント0の四番目のWチャネルに位置することを示すことができる。
【0133】
上記の表2のセカンダリチャネルオフセット(Secondary Channel Offset)サブフィールドは、プライマリチャネルの位置を基準にセカンダリチャネルの相対的な位置を示す。セカンダリチャネルオフセットが1値を有すると、セカンダリチャネルは、プライマリチャネルに比べて高い周波数に位置し、セカンダリチャネルオフセットが3値を有すると、セカンダリチャネルはプライマリチャネルに比べて低い周波数に位置し、セカンダリチャネルオフセットが0値を有すると、セカンダリチャネルが存在しないことを示すことができる。
【0134】
上記の表2のチャネル中心周波数セグメント0(Channel Center Frequency Segment 0)サブフィールドは、周波数セグメント0のチャネル中心周波数値を示す。周波数セグメント0は、プライマリチャネルを含むセグメントを意味する。例えば、動作チャネル幅がW、2W又は4W MHzである場合は、一つの周波数セグメントが存在するため、チャネル中心周波数セグメント0サブフィールドは、当該周波数セグメントの中心周波数を示すことができる。一方、動作チャネル幅がW+W又は2W+2W MHzである場合は、2個の周波数セグメント(周波数セグメント0及び1)が存在するため、チャネル中心周波数セグメント0サブフィールドは、そのうち周波数セグメント0の中心周波数を示すことができる。
【0135】
上記の表2のチャネル中心周波数セグメント1(Channel Center Frequency Segment 1)サブフィールドは、周波数セグメント1のチャネル中心周波数値を示す。連続したチャネルでは一つの周波数セグメント(すなわち、周波数セグメント0)のみが存在するため、チャネル中心周波数セグメント1サブフィールドは、不連続したチャネルのみに対して定義される。例えば、動作チャネル幅がW+W又は2W+2W MHzの場合に2個の周波数セグメント(周波数セグメント0及び1)が存在するため、チャネル中心周波数セグメント1サブフィールドは、そのうち周波数セグメント1の中心周波数を示すことができる。
【0136】
上記の表2で、許容される機器タイプ(Allowed Device Type)サブフィールドは、それぞれの周波数セグメントに対して、機器のタイプ別に使用が許容されるか否かを示す。具体的に、それぞれの周波数セグメントに対して、固定した機器の使用が許容されるか、又はP/P機器の使用が許容されるかを、許容される機器タイプサブフィールドで示すことができる。例えば、TVチャネルに隣接した可用チャネルに対しては、固定した機器(例えば、送信電力の高い機器)の使用は許容されないが、P/P機器の使用は許容されることがある。仮に、周波数セグメント1がTVチャネルに隣接した場合には、固定した機器の使用は許容されないが、P/P機器の使用は許容されることがある。したがって、BSSを構成するAPは、それぞれの周波数セグメントに対していかなるタイプの機器の使用が許容されるかを知らせることができる。
【0137】
上記のように、
図7の動作情報要素に含まれる上記表2の動作情報フィールドのサブフィールドによって、BSSが動作するチャネルの帯域幅、周波数軸上での位置、機器別に使用可能か否かなどが定義される。また、上記の表3乃至表10で説明した例示によって、上記動作チャネルで許容されるPPDUタイプを明確に決定することができる。
【0138】
以上の本発明の様々な実施例で説明した事項は独立して適用されてもよく、2つ以上の実施例が同時に適用されるように具現されてもよい。
【0139】
図9は、本発明の一実施例に係る無線装置の構成を示すブロック図である。
【0140】
AP 10は、プロセッサ11、メモリー12、送受信器13を含むことができる。STA 20はプロセッサ21、メモリー22、送受信器23を含むことができる。送受信器13,23は、無線信号を送信/受信することができ、例えば、IEEE 802システムに基づく物理層を具現することができる。プロセッサ11,21は、送受信器13,21に接続し、IEEE 802システムに基づく物理層及び/又はMAC層を具現することができる。プロセッサ11,21は、上述した本発明の諸実施例に係る動作を行うように構成することができる。また、上述した本発明の諸実施例に係るAP及びSTAの動作を具現するモジュールはメモリー12,22に保存され、プロセッサ11,21によって実行されるようにすることができる。メモリー12,22は、プロセッサ11,21の内部に含まれてもよく、又はプロセッサ11,21の外部に設けられ、プロセッサ11,21に公知の手段によって接続されてもよい。
【0141】
このような装置の具体的な構成は、上述した本発明の諸実施例で説明した事項が独立的に適用されたり、又は2つ以上が同時に適用されるように具現すればよく、重複する内容は明確性のために説明を省略する。
【0142】
上述した本発明の実施例は様々な手段を用いて具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。
【0143】
ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、一つ又はそれ以上のASICs(Application Specific Integrated Circuits)、DSPs(Digital Signal Processors)、DSPDs(Digital Signal Processing Devices)、PLDs(Programmable Logic Devices)、FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
【0144】
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリーユニットに保存され、プロセッサによって駆動されてよい。メモリーユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、既に公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。
【0145】
上述したような本発明の好適な実施の形態に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。上記では本発明の好適な実施の形態を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練された当業者にとっては、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明の様々な修正及び変更が可能であるということが理解されるであろう。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限しようとするものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴などと一致する最広の範囲を与えようとするものである。