(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明による好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。添付図面に基づいて以下に開示される詳細な説明は本発明の例示的な実施形態を説明しようとするもので、本発明の実施可能な唯一の実施形態を示そうとするものではない。
【0023】
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詳細事項を含む。しかし、当業者は本発明がこのような具体的詳細事項なしにも実施可能であることが分かる。場合によって、本発明の概念があいまいになることを避けるために公知の構造及び装置は省略するか、それぞれの構造及び装置の核心機能を中心とするブロック図の形式で示す。
【0024】
前述したように、以下の説明は無線LANシステムにおける空間再使用率を高めるための方法及びそのための装置に関するものである。このために、まず本発明が適用される無線LANシステムについて具体的に説明する。
【0025】
図1は無線LANシステムの構成の一例を示した図である。
【0026】
図1に示したように、無線LANシステムは一つ以上の基本サービスセット(Basic Service Set、BSS)を含む。BSSは成功的に同期化して互いに通信することができるステーション(Station、STA)の集合である。
【0027】
STAは媒体接続制御(Medium Access Control、MAC)と無線媒体に対する物理階層(Physical Layer)インターフェースを含む論理個体であって、アクセスポイント(access point、AP)と非AP STA(Non−AP Station)を含む。STAのうち、使用者が操作する携帯用端末はNon−AP STAであって、単にSTAと言うときはNon−AP STAを示すこともある。Non−AP STAは、端末(terminal)、無線送受信ユニット(Wireless Transmit/Receive Unit、WTRU)、使用者装備(User Equipment、UE)、移動局(Mobile Station、MS)、携帯用端末(Mobile Terminal)、又は移動加入者ユニット(Mobile Subscriber Unit)などの他の名称とも呼ばれることができる。
【0028】
そして、APは自分に結合されたSTA(Associated Station)に無線媒体を介して分配システム(Distribution System、DS)への接続を提供する個体である。APは、集中制御器、基地局(Base Station、BS)、Node−B、BTS(Base Transceiver System)、又はサイト制御器などと呼ばれることもできる。
【0029】
BSSはインフラストラクチャー(infrastructure)BSSと独立的(Independent)BSS(IBSS)に区分することができる。
【0030】
図1に示したBBSはIBSSである。IBSSはAPを含んでいないBSSを意味し、APを含んでいないので、DSへの接続が許されなくて自己完結的ネットワーク(self−contained network)を成す。
【0031】
図2は無線LANシステムの構成の他の例を示した図である。
【0032】
図2に示したBSSはインフラストラクチャーBSSである。インフラストラクチャーBSSは一つ以上のSTA及びAPを含む。インフラストラクチャーBSSにおいて、非AP STAの間の通信はAPを介してなされることが原則であるが、非AP STAの間に直接リンク(link)が設定された場合には、非AP STAの間で直接通信も可能である。
【0033】
図2に示したように、複数のインフラストラクチャーBSSはDSを介して互いに連結されることができる。DSを介して連結された複数のBSSを拡張サービスセット(Extended Service Set、ESS)と言う。ESSに含まれるSTAは互いに通信することができ、同じESS内で非AP STAは切れなしに通信しながら一つのBSSから他のBSSに移動することができる。
【0034】
DSは複数のAPを連結するメカニズム(mechanism)であって、必ずしもネットワークである必要はなく、所定の分配サービスを提供することができる限り、その形態に対しては何らの制限がない。例えば、DSはメッシュ(mesh)ネットワークのような無線ネットワークであってもよく、APを互いに連結する物理的な構造物であってもよい。
【0035】
以上に基づいて無線LANシステムにおける衝突検出技術について説明する。
【0036】
前述したように、無線環境では多様な要素がチャネルに影響を与えるため、送信端が正確に衝突検出を遂行することができない問題がある。それで、802.11ではCSMA/CA(carrier sense multiple access/collision avoidance)メカニズムであるDCF(distributed coordination function)を導入した。
【0037】
図3は無線LANシステムにおけるDCFメカニズムを説明するための図である。
【0038】
DCFは、送信すべきデータがあるSTAがデータを送信する前に特定の期間(例えば、DIFS:DCF inter−frame space)の間に媒体をセンシングするCCA(clear channel assessment)を遂行する。この際、時媒体がアイドル(idle)であれば(使用可能の場合)STAはその媒体を介して信号を送信することが可能である。ところが、媒体がビジー(busy)である場合(使用不可の場合)は、既に多くのSTAがその媒体を使うために待機しているという仮定の下でDIFSに、さらにランダムバックオフ周期(random backoff period)だけ待った後、データを送信することができる。この際、ランダムバックオフ周期は衝突を回避することができるようにする。これはデータを送信するための多くのSTAが存在すると仮定するとき、各STAは確率的に相異なるバックオフ間隔値を有することになり、結局相異なる伝送タイムを有することになるからである。一つのSTAが送信を始めれば、他のSTAはその媒体を使うことができなくなる。
【0039】
ランダムバックオフ時間とプロシージャについて簡単に説明すると次のようである。
【0040】
特定の媒体がビジー(busy)からアイドル(idle)に変われば、多くのSTAはデータを送信するために準備し始める。この際、衝突を最小化させるために、データを送信しようとするSTAはそれぞれランダムバックオフカウントを選択し、そのスロット時間だけ待つ。ランダムバックオフカウントは疑似ランダム整数(pseudo−random integer)値であり、[0 CW]の範囲で均一に分布された値の一つを選択することになる。CWは‘contention window’を意味する。
【0041】
CWパラメーターは初期値としてCWmin値を取るが、伝送が失敗すれば、値を2倍に増やすことになる。例えば、送信したデータフレームに対するACK応答を受けなかったとすれば衝突が発生したと見なすことができる。CW値がCWmax値を有すれば、データ伝送が成功するまでCWmax値を維持するようにし、データ伝送が成功すれば、CWmin値に再設定することになる。この際、CW、CWmin、CWmaxは具現と動作の便宜のために
【0042】
【数1】
を維持するようにすることが好ましい。
【0043】
一方、ランダムバックオフ手順が始まれば、STAは[0 CW]の範囲内でランダムバックオフカウントを選択した後、バックオフスロットがカウントダウンされているうちに続けて媒体をモニタリングすることになる。その間に媒体がビジー(busy)状態になればカウントダウンを止めていて、媒体が再びアイドル(idle)になれば残りのバックオフスロットのカウントダウンを再開する。
【0044】
図3を参照すると、多くのSTAが送信したいデータがあるとき、STA3の場合、DIFSの分だけ媒体がアイドル(idle)であったので、すぐにデータフレームを送信し、残りのSTAはその媒体がアイドル(idle)になることを待つ。しばらく媒体がビジー(busy)状態であったので、多くのSTAがその媒体を使う機会を待っているであろう。それで、各STAはランダムバックオフカウントを選択することになる。
図3は、この時に最小のバックオフカウントを選択することになったSTA2がデータフレームを送信することを示す。
【0045】
STA2の伝送が終わった後、媒体は再びアイドル(idle)状態になり、STAは止まったバックオフ間隔に対するカウントダウンを再開する。
図3は、STA2の次に小さいランダムバックオフカウント値を有し、媒体がビジー(busy)であるとき、しばらくカウントダウンを止めたSTA5が残りのバックオフスロットを全部カウントダウンしてからデータフレームの伝送を始めたが、偶然にSTA4のランダムバックオフカウント値と重なって衝突が発生したことを示す。この際、二つのSTAデータ伝送後に皆ACK応答を受けることができないから、CWを2倍に増やしてからまたランダムバックオフカウント値を選択することになる。
【0046】
前述したように、CSMA/CAの最も基本はキャリアセンシングである。端末機はDCF媒体のビジー/アイドル(busy/idle)を判断するために物理キャリアセンシングと仮想キャリアセンシングを使うことができる。物理キャリアセンシングはPHY(physical layer)端でなされ、(energy detection)やプリアンブル検出(preamble detection)によってなされる。例えば、受信端での電圧レベルを測定するかプリアンブルが読み取られたと判断されれば、媒体がビジー(busy)状態であると判断することができる。仮想キャリアセンシングはNAV(network allocation vector)を設定して他のSTAがデータを送信することができないようにするもので、MACヘッダーの持続期間フィールド(Duration field)の値によってなされる。一方、衝突の可能性を減らすためにロバスト衝突検出メカニズム(robust collision detect mechanism)を導入したところ、その理由は次のような二つの例題から確認することができる。便宜のために、キャリアセンシング範囲は伝送範囲と同一であると仮定する。
【0047】
図4及び
図5は既存の衝突解決メカニズムの問題を説明するための例示図である。
【0048】
具体的に、
図4は隠されたノード問題(hidden node issues)を説明するための図である。この例は、STA AとSTA Bが通信中にあり、STA Cが送信すべき情報を持っている場合である。具体的に、STA AがSTA Bに情報を送信している状況で、STA CがSTA Bにデータを送信する前に媒体をキャリアセンシングするとき、STA CがSTA Aの伝送範囲外にあるためSTA Aの信号伝送を検出することができず、媒体がアイドル(idle)状態にあると思う可能性がある。結局、STA BはSTA AとSTA Cの情報を同時に受けるため衝突が発生することになる。この際、STA AはSTA Cの隠されたノード(hidden node)と言える。
【0049】
一方、
図5は露出されたノード問題(exposed node issues)を説明するための図である。現在STA BはSTA Aにデータを送信している。この際、STA Cはキャリアセンシングを行い、STA Bが情報を送信する状態であるので、媒体がビジー(busy)であると感知される。その結果、STA CがSTADにデータを送信したくても媒体がビジー(busy)であるとセンシングされるため、媒体がアイドル(idle)になるまで無駄に待たなければならない状況が発生する。すなわち、STA AはSTA CのCS範囲外にあるにもかかわらず、STA Cの情報伝送を防ぐ場合が発生する。この際、STA CはSTA Bの露出されたノード(exposed node)になる。
【0050】
前述した状況で衝突回避メカニズムをよく活用するためにRTS(request to send)とCTS(clear to send)などのshort signaling packetを導入することで、周りのSTAが二つのSTAの情報伝送可否をオーバーヒアリング(overhearing)することができる余地を残すことができる。すなわち、データを送信しようとするSTAがデータを受けるSTAにRTSフレームを送信すれば、受信端STAはCTSフレームを周りの端末に送信することにより、自分がデータを受けようとすることを知らせることができる。
【0051】
図6はRTS/CTSフレームを用いて隠されたノード問題を解決するメカニズムを説明するための図である。
【0052】
図6はSTA AとSTA Cが共にSTA Bにデータを送信しようとする場合である。STA AがRTSをSTA Bに送信すれば、STA BはCTSを自分の周りにあるSTA AとSTA Cの両者に送信する。その結果、STA CはSTA AとSTA Bのデータ伝送が終わるまで待つことになって衝突を避けることができる。
【0053】
図7はRTS/CTSフレームを用いて露出されたノード問題を解決するメカニズムを説明するための図である。
【0054】
図7で、STA AとSTA BのRTS/CTS伝送をオーバーヒアリング(overhearing)することで、STA Cはさらに他のSTADにデータを送信しても衝突が発生しないことが分かることになる。すなわち、STA Bは周りの全ての端末機にRTSを送信し、実際に送信すべきデータがあるSTA AのみCTSを送信することになる。STA CはRTSのみを受けてSTA AのCTSは受けることができなかったため、STA AはSTC CのCS範囲外にあることが分かる。
【0055】
図8は前述したようなRTS/CTSフレームを用いて動作する方法を具体的に説明するための図である。
【0056】
図8で、送信端STAはDIFF(Distributed IFS)後に信号を送信する受信端STAにRTSフレームを送信することができる。このRTSフレームを受信した受信端STAはSIFS(Short IFS)後にCTSを送信端STAに送信することができる。受信端STAからCTSを受信した送信端STAはSIFS後に、
図8に示したように、データを送信することができる。データを受信した受信端STAはSIFS後に受信されたデータに対してACK応答を送信することができる。
【0057】
一方、前述した送受信端STA以外の隣りのSTAの中で送信端STAのRTS/CTSを受信したSTAは、
図6及び
図7を参照して前述したように、RTS/CTSの受信有無によって媒体のビジー(busy)状態を判断し、これによってNAV(network allocation vector)を設定することができる。NAV期間が終了すれば、DIFS後に
図3を参照して前述したような衝突解決のための過程を遂行することができる。
【0058】
前述したように、802.11機器はCCA規則に基づいてチャネルの状態(clear又はoccupied)を把握して該当のチャネルに対する信号伝送有無を決定する。例えば、802.11acで、機器は、主チャネル(primary channel)と補助チャネル(secondary channel)に対するCCAレベルを用い、該当のチャネルで受信した信号の強度がCCAレベルより大きくない場合に前記チャネルがクリア(clear)であると認識し、該当のチャネルを介して信号を送信する。
【0059】
802.11a/gなどのシステムにおけるCCA要求条件は次のようである。
【0060】
受信端で受信信号強度が最小変調及びコーディング率敏感度(20MHzのチャネル間隔に対しては−82dbm、10MHzのチャネル間隔に対しては−85dbm、そして5MHzのチャネル間隔に対しては−88dbm)以上の可用OFDM伝送の開始点は、CS/CCAが20MHzのチャネル間隔に対しては4μs、10MHzのチャネル間隔に対しては8μs、そして5MHzのチャネル間隔に対しては16μs内で90%を超える確率でビジー(busy)であると示すようにすることができる。
【0061】
仮に、信号のプリアンブル部分が漏れる場合、受信端は最小変調及びコーディング率敏感度より20dB大きな任意のCCA信号によって媒体がビジー(busy)であることに判定することができる(つまり、20MHzのチャネル間隔に対しては−62dbm、10MHzのチャネル間隔に対しては−65dbm、そして5MHzのチャネル間隔に対しては−68dbm)。
【0062】
一方、CCA規則のための物理階層動作は次のようである。
【0063】
送信された物理プリアンブルを受信する場合、物理階層は受信信号の強度を測定することができる。このような動作はPHY−CCA.indicationプリミティブを介してMAC階層に知らせられることができる。正確なPPDUの受信以前に信号を受信することによってPHY−CCA.indication(BUSY)プリミティブが発行されることができる。受信信号強度情報(例えば、RSSIパラメーター)はRXVECTORを介してMAC階層に報告されることができる。
【0064】
PHY−CCA.indicationプリミティブが発行された後、物理階層エンティティはトレーニングシンボルを受信し、SIGNALを探索することができる。
【0065】
仮に、物理階層ヘッダーが成功的に受信された場合、PHY−RXSTART.indicationプリミティブが発行されることができる。
【0066】
一方、802.11acシステムにおいてCCA−ED(Energy Detect)を要求する動作クラスのためのCCA敏感度は次のようである。
【0067】
主20MHzチャネル及び補助20MHzチャネルに対してはdot11OFDMEDThresholdとして、補助40MHzチャネルに対してはdot11OFDMEDThreshold+3dBとして、そして補助80MHzチャネルに対してはdot11OFDMEDThreshold+6dBとして与えられるCCA−EDレベルを超える信号を受信する場合、CCA−EDはチャネルをBUSY状態を表すことができる。
【0068】
CCA−EDを要求する動作クラスのCCA−ED閾値は標準の所定基準値によることができる。
【0069】
下記の表1は主20MHzチャネルを占める信号のCCA敏感度を示す。
【0070】
【表1】
一方、802.11ahシステムにおいてCCA基準は次のようである。
【0072】
【表3】
一方、受信端の敏感度と空間再使用の間の妥協点関係について説明すると次のようである。
【0073】
受信機の敏感度が増加すれば、該当の受信機はチャネル接続において積極的になることができないため、STAの非積極性は空間再使用率を減少させることができる。 よって、IEEE 802.11ahシステムでは、該当のチャネルが特定のSTAと同一のBSS内のSTAによって使われる場合、該当のチャネルを使うことができなく、これとは反対に、特定のSTAと違うBSS内のSTAによって使われる場合、該当のチャネルを使うことができるように設定する方式を提案した。ここで、同一のBSS内の信号であるか否かは、ULの場合にはPBSS IDが自分のPBSS IDであるかを確認することにより、かつDLの場合にはCOLORによって自分のBSSであるかを確認することにより、判定することができる。
【0074】
前述したような説明に基づき、以下では新しい無線LANシステム(例えば、IEEE 802.11axシステム)において空間効率性を向上させるための方法を説明する。
【0075】
基本的に、11ax(HEW)でも、11axフレームに対して、レガシー(legacy)システムより高いCCAレベルを用いて空間再使用率を向上させることができる。したがって、以下では、特に言及がない限り、HEWでのCCAレベル(第1CCAレベル)はレガシーシステムのCCAレベルより高いと仮定する。ただ、HEWでは既存レガシーSTAを支援しなければならないため、レガシーSTAのPPDU伝送ための第2CCAレベルも使われる必要がある。したがって、本発明の一実施形態では2以上のCCAレベルを無線LAN信号の類型によって選択的に使うことを提案する。例えば、送信されるフレームがHEWフレームである場合は第1CCAレベルを、そしてレガシーフレームである場合は第2CCAレベルを選択的に使うことができる。
【0076】
前述した説明に基づき、以下では二つのCCAレベル(第1CCAレベル、第2CCAレベル)に基づいてレガシー又は11axフレームを受信する方法を説明する。
【0077】
図9はHE PPDUフォーマットの一例を示す。
【0078】
図9で、HE Training SymbolsはHE−STF/HE−LTFになるであろう。
図9のHE PPDUフォーマットのように、STAはL−STFを受信したとき、RSSIを測定し、レガシーCCAレベル(例えば、−82dBm in 20MHz)を用いてチャネルがビジー(busy)であるかアイドル(idle)であるかを判断する。ビジー(busy)であれば、PHY−CCA.indicationを介してMACにチャネルがビジー(busy)であることを知らせ、training symbol(つまり、L−LTF)とL−SIGを受信する。L−SIGが正常に受信されれば(parity bitがvalidである)、標準で決めたPPDU auto detection ruleを用いて、HE−PPDUであるかをチェックする。仮に、レガシーPPDUであれば、CCAをビジー(busy)にずっと維持した後、残りのフレームをデコードする。
【0079】
一方、HE PPDUであれば、HE CCAレベルを用いてチャネルがビジー(busy)であるかアイドル(idle)であるかを確認する。例えば、受信されたRSSIがレガシーCCAレベルより高くてHE CCAレベルより高ければ、CCAをビジー(busy)に維持し、残りのフレームをデコードする。RSSIがレガシーCCAレベルより高いがHE CCAレベルより低ければ、CCAをアイドル(idle)に変更する。この際、RSSIは以前にL−STFで測定された値を記憶してから再び用いるかあるいは新しく測定した値を用いることができる。RSSIがHE−CCAレベルより低ければ、CCA indicationにアイドル(idle)に設定した後、MACに知らせるか、あるいはRXSTART.Indicationに測定されたRSSIを含ませてMACに知らせることができる。HE−SIGAに含まれたBSS Color情報(STAのBSSであるか否かが分かるBSS ID情報)に基づいてCCAをビジー(busy)又はアイドル(idle)に設定する方法が決定されることができる。HE−SIGAのBSS Color/BSS IDを確認したところ、STAのBSSである場合、HE CCAレベルより低いとしてもビジー(busy)に設定する。すなわち、他のBSSである場合には、前述したように、測定されたRSSIがHE CCAレベルより低ければCCAをアイドル(idle)に維持し、高ければビジー(busy)に維持する。ビジー(busy)であるかアイドル(idle)であるかによって動作は前述したようである。
【0080】
前記でレガシーPPDUであると判断したとき、レガシーCCAレベルを用い、RSSIがレガシーCCAレベルより高い場合、ビジー(busy)に設定又は維持した。しかし、空間再使用率を高めるために、レガシーPPDUであると言っても、自分のBSSであるか否かによって、HE−CCAレベルを用いて空間再使用率を高めることができる。例えば、PPDUがレガシーPPDUであり、レガシーPPDUがSTAのBSSのパケットの場合、レガシーCCAレベルをずっと適用してビジー(busy)に設定又は維持する。STAのBSSのものではなければ(つまり、OBSS)、HE−CCAレベルを適用して、アイドル(idle)であるかあるいはビジー(busy)であるかを判断する過程を遂行する。アイドル(idle)であると判断される場合、該当のフレームが伝送区間の間にあるいはフレームで設定されたTXOP durationの間に空間/チャネルの再使用を遂行することができる。この方法は本発明で言及した派生の方法にも適用可能である。
【0081】
レガシーフレームのMPDU(例えば、MAC header)にあるReceiver Address(RA、Address1)とSender Address(SA、Address2)の一つがSTAの属したAP/BSSのBSS IDと一致すれば、STAのBSSであると判断する。11acである場合、UL PPDUの場合、HE−SIGAにあるpartial AIDがSTAの属したAP/BSSのBSS ID(例えば、LSB 9bits)と一致すれば、STAのBSSに属したSTA/APが送信したパケットであると判断する。レガシーPPDUに対し、空間再使用(spatial reuse)は前記で定義した二つの方法の一つを用いることができる。
【0082】
一方、11ax PPDUを送信するときにも、前述したように、RTS/CTSを用いてPPDUを保護することができる。ただ、RTS/CTSがレガシーフレームであるため、前述した実施形態による場合、RTS/CTSなしに送信するときより空間再使用率が低まる問題が発生し得る。
【0083】
例えば、該当のPPDUがOBSSのものであり、測定された信号レベルが11ax CCAレベルとレガシーCCAレベルの間にあれば、RTS/CTSがある場合、NAVによって該当の媒体はビジー(busy)に設定するが、RTS/CTSがない場合には、11ax CCAレベルを満たすことができなくて、アイドル(idle)と判断して空間再使用が可能である。
【0084】
前述したような問題を解決するために、本発明の一実施形態では、RTS/CTSによって設定されたTXOP区間で送信されるPPDUの類型が11ax PPDUである場合、次のような方法を提案する。
【0085】
図10は本発明の一実施形態による該当のチャネルの使用可否を判断する方法を説明するための図である。
【0086】
RTS/CTSによって設定されたTXOP区間で11ax PPDUが送信されれば、この実施形態では、RTS/CTSによって設定されたNAVにかかわらず、11ax CCAレベル(第1CCAレベル)を適用してチャネルのアイドル(idle)/ビジー(busy)を決定することができる。
【0087】
具体的に、
図9に示したように、まず該当のPPDUの受信強度が11ax CCAレベル以上であるかを判定することができる(S910)。該当のPPDUの受信強度が11ax CCAレベル以上である場合、該当の媒体をビジー(busy)と判定する(S920)。
【0088】
検出されたPPDUの受信強度が11ax CCAレベルより小さい場合、この実施形態では、該当のPPDUが自分のBSSのPPDUであるかをさらに判定することができる(S930)。自分のPPDUであるかを判定する方法は前述したようである。該当のPPDUが自分のBSSのPPDUであると判定される場合、該当の媒体はビジー(busy)と判定することができる(S920)。
【0089】
該当のPPDUの受信強度が11ax CCAレベルより小さく、自分のBSSのPPDUではない場合、該当のPPDUをレガシーCCAレベルと比較する必要なしにアイドル(idle)と判定することができる(S940)。このように、該当の媒体がアイドル(idle)であると判定される場合、既存に比べ、空間再使用率を効率的に高めることができる。
【0090】
図11は本発明の好適な一実施形態によるRTS/CTSフレーム受信による動作を説明するための図である。
【0091】
HEW(11ax)STAは、前述したように、HEW PPDU(つまり、11ax PPDU)を受信したときには11ax CCAレベル(例えば、高CCAレベル)を適用し、レガシーPPDU(つまり、non−11ax PPDU)を受信したときにはレガシーCCAレベル(例えば、低CCAレベル)を適用することで媒体の使用可否を判定することができる。ここで、11ax CCAレベルはレガシーCCAレベルより高い値の一つに設定されることを仮定し、説明の便宜上、この実施形態ではレガシーCCAレベルは20MHzに対して−82dBm、11ax CCAレベルは−72dBmを使うことを仮定し、媒体がアイドル(idle)/ビジー(busy)であるかを決定することに説明する。
【0092】
また、この実施形態で、RTS/CTSフレームは既存のようにNON_HT PPDU形態(L−STF+L−LTF+L−SIG+PSDU)で送信され、レガシーPPDUとして処理することを仮定する。
【0093】
これによるこの実施形態の11ax STAがRTSを受けたとき、RTSはNON_HT PPDU形態であるので、該当のレガシーCCAレベル(第2CCAレベル)を満たすか(例えば、>=−82dBm)を確認することができる(S1010)。仮に、RTSの受信強度がレガシーCCAレベルより小さな場合、該当の媒体はアイドル(idle)と判定することができる(S1020)。この場合、該当の媒体を用いた空間再使用が可能であろう。
【0094】
仮に、受信されたRTSの受信強度がレガシーCCAレベル(−82dBm)と同一であるかそれより大きければ、該当のチャネルはビジー(busy)に設定し、STAはRTS PSDUのduration情報によってNAVをアップデートすることができる(S1030)。
【0095】
RTS受信後、SIFS後にCTSを受信する場合(S1040)についての説明は以下に後述する。まず、RTS受信後、SIFS後にCTSを受信することができない場合(S1040)について説明する。
【0096】
CTSを受信することができない場合、所定期間内にRTSに対応するPPDUを受信するかを判定することができる(S1050)。ここで、所定期間は[(2×aSIFSTime)+(CTS_Time)+aPHY−RX−START−Delay+(2×aSlotTime)]期間であってもよいが、これに限定される必要はない。具体的に、前記所定期間内に、PHY−RXSTART.Indication primitiveが検出できない場合、すなわちRTSに対応するPPDUを受信することができない場合(S1050)、前述したように設定されたNAVをリセットし、該当の媒体を再びアイドル(idle)に設定することができる(S1020)。この場合、やはり従来に比べて空間再使用率を高めるのに寄与することができる。
【0097】
一方、CTS受信なしで、所定期間内に、プリアンブルが検出され、PHYヘッダーが成功的に受信されれば、該当のPPDUが11ax PPDUであるかlegacy PPDUであるかを確認することができる(S1060)。仮に、該当のPPDUがレガシーPPDUである場合、該当のチャネルはビジー(busy)と判定されることができる(S1080)。あるいは、
図10を参照して前述したように、該当のPPDUが自分のBSSの11ax PPDUの場合にも該当のチャネルをビジー(busy)に設定することが好ましい。
【0098】
自分のBSSのPPDUであるかを確認する方法は、ULの場合、Partial AIDが自分のPBSSIDと一致するかによって、DLの場合、PHYヘッダー(例えば、プリアンブル/SIGフィールド)のCOLORフィールド値が自分のBSSのCOLORフィールド値と同一であるかによって確認することができる。
【0099】
仮に、自分のBSSに属しない11ax PPDUであり、RSSIが11ax CCAレベル(例えば、−72dBm)と同一であるかそれより大きければ、この場合も該当のチャネルをビジー(busy)に設定/維持ことがある。
【0100】
仮に、自分のBSSに属しない11ax PPDUであり、RSSIが11ax CCAレベル(−72dBm)より小さければ、該当のチャネルはアイドル(idle)に設定することができる。この場合、RTSによって設定したNAVを再設定し、空間再使用に用いられることができる。
【0101】
RTS/CTS基盤の動作においても、前記で定義したレガシーフレームで適用した方法が用いられることができる。すなわち、RTS/CTSがレガシーフレームから送信されても、他のBSSから送信されたフレームと判断されれば、HE−CCAレベルを用いてアイドル(idle)又はビジー(busy)を決定する。例えば、測定されたRSSIがHE/11ax CCAレベルより小さく、他のBSSで送信されたフレームであれば、該当のフレーム区間又はフレームで示されたTXOP区間の間にチャネルを再使用することができる。
【0102】
一方、RAが自分の住所ではないRTS受信した後、SIFS後にCTSが受信(>=−82dBm)されれば、
図11に示したようなオプションのいずれか一つを使うことができる。
【0103】
オプション1:CTSの情報に基づいてNAVをアップデートする。
【0104】
オプション2:受信されたCTSのRSSIが11ax CCAレベルと同一であるかそれより大きければ、RTS及びCTSによって設定されたNAVを維持し、CTSのRSSIが11ax CCAレベルより低ければ、前記所定期間内に11ax PPDUが受信されるかを確認することができる。仮に、legacy PPDUが受信されるか自分のBSSの11ax PPDUが受信されれば、該当のチャネルはビジー(busy)に設定し、NAVを維持することができる。また、自分のBSSの11ax PPDUではないが11ax CCAレベルより大きいPPDUであれば、該当のチャネルをビジー(busy)に設定することができる。また、自分のBSSに属しなく、11ax CCAレベルより小さければ、該当のチャネルはアイドル(idle)に設定し、NAVを再設定した後、空間再使用が可能である。
【0105】
下記の表4は前述したような媒体可用性判断方法をまとめたものである。
【0106】
【表4】
前述した実施形態で、RTSが受信され、所定期間内にPPDUが受信されれば、PHYヘッダーの受信成功によってPHY−RXSTART.Indicationが下記のように発行されることができる。
【0107】
場合1:下記の条件のいずれか一つが満たされる場合、PHY−RXSTART.Indication(RXVECTOR)プリミティブが発生されることができる。
【0108】
条件1:自分のBSSに属するPHYヘッダー受信成功
条件2:他のBSSに属するPHYヘッダーを受信するが、該当の受信が11axの最小CCA敏感度を満たすか超える
すなわち、他のBSSに属するPHYヘッダーを受信し、該当の受信が11ax CCA敏感度を満たさない場合、PHY−RXSTART.Indicationプリミティブは発行されなく、この場合、RTSによって設定されたNAVは再設定させることができる。
【0109】
RTS受信後、CTS受信が11ax最小CCA敏感度レベルを超えない場合にも、前記場合1と同様に適用されることができる。
【0110】
一方、本発明の他の一態様で、MACに基づいて空間再使用を行う方法を説明する。
【0111】
STAはRTSの発信地住所/目的地住所によって、自分のBSS PPDUであるか他のBSS PPDUであるかが分かる。
【0112】
これによる一実施例で、他のBSSのRTSのみ受信された場合、RTSのRSSIが11ax CCAレベルより低ければ、所定期間内のPPDUの受信有無に関係なくNAVを再設定し、空間再使用を遂行することができる。
【0113】
さらに、所定期間内のPPDUを受信し、PPDUが11ax PPDUである場合のみNAVを再設定し、空間再使用に該当のチャネルを用いることもできる。
【0114】
一方、本発明の他の一例では、他のBSSに相当するRTS及びCTSシーケンスが受信され、二つのフレームのRSSIが11ax CCAレベルより低い場合、一番目のオプションとして、NAVを再設定し、空間再使用に用いることができる。さらに、前記所定期間内に受信されたPPDUが11ax PPDUの場合にのみNAVを再設定するように制限することもできる。また、二番目のオプションとしてCTSが受信されれば、RTS/CTSに基づいてNAVを設定することもできる。
【0115】
一方、本発明のさらに他の一例では、自分のBSSのRTSを受信すれば、レガシー動作を遂行するようにすることもできる。
【0116】
前述したように、RTS/CTSプロシージャによる方法で、11ax frameではなくてレガシーフレームが受信された場合、他のBSSのフレームである場合に空間再使用率を高めるため、レガシーフレームに対し、HE−CCAレベルを適用してチャネルがアイドル(idle)/ビジー(busy)であるかを判断することができる。他のBSSであり、HE CCAレベルより低い場合、アイドル(idle)に設定し、フレーム伝送区間又はフレームで設定されたTXOP区間の間に空間再使用によってフレーム伝送が可能である。
【0117】
前述した実施形態では、RTS/CTSフレームがレガシーフレームである場合を仮定して説明したが、本発明の一実施形態では、11ax STAが新しい11ax PPDUフォーマットでRTS/CTSを送信するようにすることもできる。
【0118】
この実施形態で、RTS/CTSが11ax PPDUフォーマットであるため、空間再使用は11ax CCAレベルに合わせて行われることができる。すなわち、11ax CCAレベルを満たすことができなく、自分のBSSに属したPPDUではなければ、空間再使用を行うことができる。一方、この場合にも、11ax CCAレベルを満たすことができなく、自分のBSSに属したPPDUであれば、該当のチャネルをビジー(busy)に設定することもできる。
【0119】
このような実施形態でレガシーSTAの動作は次のようである。
【0120】
新しいCTSフレームのL−SIGの長さはTXOP duration情報が含まれることができる。したがって、新しいCTSを受信したレガシーSTAはCTSのL−SIGの情報(例えば、長さフィールド)によってNAVを設定することができる。
【0121】
新しいRTSフレームのL−SIGの長さは新しいCTSフレームの受信までの長さを含むので、新しいRTSフレームを受信したレガシーSTAはL−SIGが示すシンボルまでチャネル接続を中止することができる。
【0122】
11ax PHYヘッダー(例えば、プリアンブル/SIGフィールド)に自分のBSS情報が含まれることができる。すなわち、PHYヘッダー内にBSS情報を示すCOLORフィールド情報又は部分BSS IDが含まれて送信されることができる。
【0123】
一方、PPDUがVHT UL PPDUの場合、SIG−AのグループIDが0に、部分AIDは部分BSSID(9bits)に設定されることができる。11ax STAは、VHT UL PPDUを受けたとき、SIG−Aに基づいて自分のBSSに属した伝送であるか否かを判断することができる。この場合、11ax STAは空間再使用のため、VHT UL PPDUに対して11ax CCA敏感度レベルを適用して空間再使用を決定することができる。
【0124】
例えば、入って来たVHT UL PPDUが11ax CCA敏感度レベルを超えないとき(11ac CCAレベルを超えた場合)、自分のPBSSIDと一致すれば、該当のチャネルをビジー(busy)に設定し、そうではなければ、空間再使用によってフレームを送信することができる。
【0125】
すなわち、STAがVHT PPDUを受けたとき、グループIDが0であれば、11ax CCA敏感度レベルを用いてCCAを判断することができる。11ax CCA敏感度レベルに基づく判定でアイドル(idle)であれば、PBSSIDに基づいてビジー(busy)/アイドル(idle)を判断することができる。
【0126】
一方、11ax STAがレガシープリアンブルを検出したとき(例えば、DL frame of 11ac、DL/UL frame of 11a/n)、レガシーCCA敏感度レベル値が使われることができる(例えば、主チャネルに対して−82dBm、補助チャネルに対して−72dBm)。
【0127】
また、RTS/CTSがレガシーフレームである場合、レガシーcca値が使われ、NAV動作が使われることができる。
【0128】
一方、前述したような説明を同じESS内での動作に次のように確張することができる。
【0129】
前述したような実施形態では、検出されたPPDUが同じSSのPPDUではなく、CCAレベルを満たすことができなければ、空間再使用を行うものに説明した。これは、他のBSSの伝送に影響(伝送に干渉やエラー)を与えることができ、同じOBSSが同じESSに属すれば、ネットワーク性能の低下を発生させることができる問題があり得る。
【0130】
よって、本発明の一実施形態では、同じESS属したBSSで送信されたPPDUを低CCAレベル(例えば、レガシーCCAレベル)を用いて同じESSでの伝送をもっと保護することができる。
【0131】
具体的に、DLでは、同じESSに属したBSSに対しては同じCOLOR値に設定することができる。これはネットワーク管理者によって設定されることができる。
【0132】
また、ULでは、一番目のオプションとして、9ビットの部分AIDの一つのビットMSB(又はLSB)がESSに属するか否かを示すことができる。ESS indicationビットが1(つまり、ESSに属することを示す場合)の場合、PPDUを受けた11ax STAは同じESSに属すると判断し、より低いCCAレベルを適用して媒体のビジー(busy)/アイドル(idle)を判断することができる。
【0133】
さらに他のオプションとして、APは同じESSに属するBSSリスト情報をフレーム(Beacon/Probe Response/Association Response)を介してSTAに知らせることができる。部分BSSID情報によって、同じESSに属するかが分かり、同じESSでの伝送であれば、より低いCCAレベル(例えば、レガシーCCAレベル)を適用して媒体のビジー(busy)/アイドル(idle)を判断することができる。
【0134】
また、本発明のさらに他の一実施形態では、同じESSの伝送を保護(ESS protection)するか否かが選択されることができる。該当の情報がビーコン、プロブ応答、又は連関応答(Association response)フレームを介してSTAに送信されることができる。ESS保護が設定されていれば、ESSに属する伝送に対し、低CCAレベルに適用し、そうではなければ、高CCAレベルを適用してチャネルのアイドル(idle)/ビジー(busy)を判断することができる。
【0135】
図12は前述したような空間再使用率を高めるための無線LAN装置を説明するための図である。
【0136】
図12の無線装置800は、前述した説明の特定のSTA、そして無線装置850は前述した説明のAPに対応することができる。
【0137】
STAは、プロセッサ810、メモリ820、送受信部830を含むことができ、AP850は、プロセッサ860、メモリ870及び送受信部880を含むことができる。送受信部830及び880は、無線信号を送信/受信し、IEEE 802.11/3GPPなどの物理的階層で実行されることができる。プロセッサ810及び860は物理階層及び/又はMAC階層で実行され、送受信部830及び880に連結されている。プロセッサ810及び860は前述した干渉制御手順を遂行することができる。
【0138】
プロセッサ810及び860及び/又は送受信部830及び880は特定の集積回路(application−specific integrated circuit、ASIC)、他のチップセット、論理回路及び/又はデータプロセッサを含むことができる。メモリ820及び870はROM(read−only memory)、RAM(random access memory)、フラッシュメモリー、メモリカード、記憶媒体及び/又は他の記憶ユニットを含むことができる。一実施例がソフトウェアによって実行されるとき、前述した方法は前述した機能を果たすモジュール(例えば、プロセス、機能)によって実行されることができる。前記モジュールはメモリ820、870に記憶されることができ、プロセッサ810、860によって実行されることができる。前記メモリ820、870は前記プロセッサ810、860の内部又は外部に配置されることができ、よく知られた手段を介して前記プロセッサ810、860に連結されることができる。
【0139】
前述したように開示した本発明の好適な実施形態についての詳細な説明は当業者が本発明を具現して実施することができるように提供された。前記では本発明の好適な実施形態に基づいて説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は前述した説明から本発明を多様に修正及び変更することができることを理解することが可能であろう。よって、本発明はこれに開示した実施形態に制限されるものではなく、ここに開示した原理及び新規の特徴と一致する最広の範囲を付与しようとするものである。