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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022116076
(43)【公開日】2022-08-09
(54)【発明の名称】通信方法および無線端末装置
(51)【国際特許分類】
   H04W 76/10 20180101AFI20220802BHJP
   H04W 84/12 20090101ALI20220802BHJP
   H04B 7/06 20060101ALI20220802BHJP
   H04W 16/28 20090101ALN20220802BHJP
【FI】
H04W76/10
H04W84/12
H04B7/06 960
H04W16/28
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022080254
(22)【出願日】2022-05-16
(62)【分割の表示】P 2017237894の分割
【原出願日】2017-12-12
(31)【優先権主張番号】62/439,731
(32)【優先日】2016-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】514136668
【氏名又は名称】パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ
【氏名又は名称原語表記】Panasonic Intellectual Property Corporation of America
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ウィー ヤオ ハン ガイアス
(72)【発明者】
【氏名】本塚 裕幸
(72)【発明者】
【氏名】入江 誠隆
(57)【要約】      (修正有)
【課題】高速にディスカバリを完了する通信方法、無線端末装置及び無線基地局装置を提供する。
【解決手段】無線端末装置の通信方法は、STA100とSTA200がビームフォーミングトレーニングを実施する前に、STA100が疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信したProbe要求フレーム1001をSTA200が受信した場合、STA200はProbe応答フレームを送信しない。STA100はProbe応答フレームを受信するための所定の期間が経過した後にビームフォーミングトレーニングを開始する。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線端末装置の通信方法であって、
疑似無指向性アンテナパターンを用いて相手方装置から送信されたProbe要求フレームを受信し、
前記相手方装置とビームフォーミングトレーニングを実施する前に前記Probe要求フレームを受信した場合に、Probe応答フレームを送信し、
前記Probe応答フレームを送信することなく、前記無線端末装置が前記Probe応答フレームを受信するための期間が経過した場合は、前記相手方装置と前記ビームフォーミングトレーニングを行う、
通信方法。
【請求項2】
前記Probe要求フレームは、前記Probe要求フレームが前記疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されたことを示す第1の値に設定されたフィールドを有する、
請求項1に記載の通信方法。
【請求項3】
前記Probe要求フレームには、宛先としてブロードキャストアドレスが設定されている、
請求項1に記載の通信方法。
【請求項4】
前記相手方装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施することなく、前記Probe応答フレームを送信する、
請求項1に記載の通信方法。
【請求項5】
前記疑似無指向性アンテナパターンを用いて前記Probe応答フレームを送信する、
請求項1から4いずれか一項に記載の通信方法。
【請求項6】
前記Probe要求フレームには、受信アンテナのビームフォーミングトレーニングに用いられるTRN-Rフィールドが付加されており、
前記TRN-Rフィールドを用いて前記ビームフォーミングトレーニングを実施することにより、送信アンテナパターンを決定し、
前記決定した送信アンテナパターンを用いて前記Probe応答フレームを送信する、
請求項1から4いずれか一項に記載の通信方法。
【請求項7】
無線端末装置であって、
疑似無指向性アンテナパターンを用いて相手方装置から送信されたProbe要求フレームを受信する受信部と、
前記相手方装置とビームフォーミングトレーニングを実施する前に前記Probe要求フレームを受信した場合に、Probe応答フレームを送信する送信部と、
前記Probe応答フレームを送信することなく、前記無線端末装置が前記Probe応答フレームを受信するための期間が経過した場合は、前記相手方装置と前記ビームフォーミングトレーニングを行う制御回路と、
を具備する無線端末装置。
【請求項8】
前記Probe要求フレームは、前記Probe要求フレームが前記疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されたことを示す第1の値に設定されたフィールドを有する、
請求項7に記載の無線端末装置。
【請求項9】
前記Probe要求フレームには、宛先としてブロードキャストアドレスが設定されている、
を具備する請求項7に記載の無線端末装置。
【請求項10】
前記相手方装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施することなく、前記Probe応答フレームを送信する、
請求項7に記載の無線端末装置。
【請求項11】
前記送信部は、前記疑似無指向性アンテナパターンを用いて前記Probe応答フレームを送信する、
請求項7から10いずれか一項に記載の無線端末装置。
【請求項12】
前記Probe要求フレームには、受信アンテナのビームフォーミングトレーニングに用いられるTRN-Rフィールドが付加されており、
前記TRN-Rフィールドを用いて前記ビームフォーミングトレーニングを実施することにより、送信アンテナパターンを決定し、
前記送信部は、前記決定した送信アンテナパターンを用いて前記Probe応答フレームを送信する、
請求項7から10いずれか一項に記載の無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無線端末装置の通信方法、無線基地局装置の通信方法、無線端末装置、および無線基地局装置に関する。
【背景技術】
【0002】
IEEE 802.11は、無線LAN関連規格の一つであり、その中に、例えば、IEEE 802.11ad規格(以下、「11ad規格」という)がある(例えば、非特許文献1を参照)。
【0003】
端末(STA)が他のSTAと初期接続を行うために、他のSTAを発見する手順をディスカバリという。60GHzミリ波通信を用いたアプリケーション(近接通信)、例えば、高速接続が要求される自動改札機、データキオスクにおけるデータダウンロード、およびデータセンタにおいて有線ネットワークを代替および/または補完するバックアップ無線回線において求められる高速接続を実現するため、100ms以下の高速なディスカバリが検討されれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】IEEE 802.11ad(登録商標)-2012 278~314頁、337~339頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来のSTAは、ビームフォーミングを完了した後に、ディスカバリを完了する。この場合、ビームフォーミングが行われる分、ディスカバリが完了するまでに時間が掛かる。
【0006】
本開示の一態様は、高速にディスカバリを完了する改善された無線端末装置の通信方法、無線基地局装置の通信方法、無線端末装置、および無線基地局装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様に係る無線端末装置の通信方法は、無線端末装置の通信方法であって、無線基地局装置とのビームフォーミングトレーニングが未完了である場合、疑似無指向性アンテナパターンを用いてProbe要求フレームを送信し、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを無線基地局装置から受信した場合、前記無線基地局装置を接続先として選択し、前記Probe応答フレームを前記無線基地局装置から受信しない場合、前記無線基地局装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施する構成を採る。
【0008】
本開示の一態様に係る無線基地局装置の通信方法は、無線基地局装置の通信方法であって、無線端末装置とのビームフォーミングトレーニングが未完了である場合、疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されたProbe要求フレームを無線端末装置から受信し、前記Probe要求フレームに基づいて、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを、擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信するか否かを決定し、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信すると決定した場合、前記Probe応答フレームを、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて前記無線端末装置に送信し、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信しないと決定した場合、前記Probe応答フレームを送信せず、前記無線端末装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施する、構成を採る。
【0009】
本開示の一態様に係る無線端末装置は、受信アンテナアレイと、シーケンサ回路と、送信アンテナアレイと、を備え、無線基地局装置とのビームフォーミングトレーニングが未完了である場合、前記シーケンサ回路は、前記送信アンテナアレイを疑似無指向性アンテナパターンに設定し、前記送信アンテナアレイは、Probe要求フレームを前記無線基地局装置に送信し、前記受信アンテナアレイが、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを前記無線基地局装置から受信した場合、前記シーケンサ回路は、前記無線基地局装置を接続先として選択し、前記受信アンテナアレイが、前記Probe応答フレームを前記無線基地局装置から受信しない場合、前記シーケンサ回路は、前記無線基地局装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施する構成を採る。
【0010】
本開示の一態様に係る無線基地局装置は、受信アンテナアレイと、シーケンサ回路と、送信アンテナアレイと、を備え、無線端末装置とのビームフォーミングトレーニングが未完了である場合、前記受信アンテナアレイは、疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されたProbe要求フレームを前記無線端末装置から受信し、前記シーケンサ回路は、前記Probe要求フレームに基づいて、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを、擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信するか否かを決定し、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信すると決定した場合、前記シーケンサ回路は、前記送信アンテナアレイを疑似無指向性アンテナパターンに設定し、前記送信アンテナアレイは、前記Probe応答フレームを送信し、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信しないと決定した場合、前記送信アンテナアレイは、前記Probe応答フレームを送信せず、前記シーケンサ回路は、前記無線端末装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施する構成を採る。
【0011】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本開示の一態様の無線端末装置の通信方法、無線基地局装置の通信方法、無線端末装置、および無線基地局装置によれば、高速にディスカバリを完了できる。
【0013】
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】アクティブスキャンに係る全体図の一例
図2】STAがアクティブスキャンを行う手順の一例を示す図
図3】複数のチャネルにおいてSTAがアクティブスキャンを行う手順の一例を示す図
図4】実施の形態1のシナリオ1に係る全体図の一例
図5】実施の形態1に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図6】実施の形態1に係る、複数の無線チャネルにおいて順次ディスカバリが行われる様子の一例を示す図
図7】実施の形態1に係るSTAの構成図の一例
図8】変形例1-1に係るSTAの構成図の一例
図9A】変形例1-2に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図9B】変形例1-2に係るProbe要求フレームを含むPHYパケットのフォーマットの一例を示す図
図10】変形例1-2に係るSTAの構成図の一例
図11】変形例1-3に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図12】変形例1-3に係るProbe応答フレームを含むPHYパケットのフォーマットの一例を示す図
図13】実施の形態1のシナリオ2に係る全体図の一例
図14】実施の形態1に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図15】実施の形態2のシナリオ1に係る全体図の一例
図16】実施の形態2に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図17】実施の形態2に係る、擬似無指向性送信パターンを示すフィールドを含むProbe要求フレームのフォーマットの一例を示す図
図18】実施の形態2に係る、擬似無指向性送信パターンを示すフィールドを含むProbe要求フレームのフォーマットの他の一例を示す図
図19】実施の形態2に係る、擬似無指向性送信パターンを示すProbe要求フレームのフォーマットの他の一例を示す図
図20】実施の形態2に係るSTAの構成図の一例
図21】変形例2-4に係るProbe要求フレームのフォーマットの一例を示す図
図22】変形例2-4に係るQuasi-omni Indicatorエレメントの一例を示す図
図23】変形例2-4に係るSTAの構成図の一例
図24】変形例2-5に係る全体図の一例
図25】変形例2-5に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図26】変形例2-5に係るProbe応答フレームのフレームフォーマットの一例を示す図
図27】変形例2-5に係るProbe応答フレームのフレームフォーマットの他の一例を示す図
図28】変形例2-5に係るProbe応答フレームのフレームフォーマットの他の一例を示す図
図29】実施の形態2のシナリオ2に係る全体図の一例
図30】STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図31】実施の形態2のシナリオ3に係る全体図の一例
図32】STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図33】実施の形態3に係る全体図の一例
図34】実施の形態3に係る、STAが他のSTAと初期接続を行う手順の一例を示す図
図35】実施の形態3に係る、擬似無指向性送信パターンを示すフィールドを含むアソシエーション要求フレームのフォーマットの一例を示す図
図36】実施の形態3に係る、擬似無指向性送信パターンを示すフィールドを含むアソシエーション要求フレームのフォーマットの一例を示す図
図37】実施の形態3に係る、擬似無指向性送信パターンを示すアソシエーション要求フレームのフォーマットの一例を示す図
図38】実施の形態3に係るSTAの構成図の一例
図39】変形例3-4に係るアソシエーション要求フレームのフォーマットの一例を示す図
図40】変形例3-4に係るQuasi-omni Controlエレメントの一例を示す図
図41】変形例3-5に係る全体図の一例
図42】変形例3-5に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図43】変形例3-5に係る、擬似無指向性送信パターンを示すフィールドを含むアソシエーション応答フレームのフォーマットの一例を示す図
図44】変形例3-5に係る、擬似無指向性送信パターンを示すフィールドを含むアソシエーション応答フレームのフォーマットの他の一例を示す図
図45】変形例3-5に係る、擬似無指向性送信パターンを示すアソシエーション応答フレームのフォーマットの一例を示す図
図46】実施の形態4に係る全体図の一例
図47】実施の形態4に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図48】実施の形態4に係るSTAの構成図の一例
図49】実施の形態5に係る全体図の一例
図50】実施の形態5に係る、STAが他のSTAのディスカバリを行う手順の一例を示す図
図51】実施の形態5に係るSTAの構成図の一例
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0016】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【0017】
<アクティブスキャン>
図1は、アクティブスキャンに係る全体図の一例である。
【0018】
STA100が他のSTA(例えば、STA200)を発見するディスカバリの一形態に、アクティブスキャンがある。STA100は、アクティブスキャンを行い、STA200(Peer STA、接続先のSTA)を発見する。STA200は、例えば、AP(Access point)、PCP(PBSS Control Point)、または、APおよびPCPのいずれでもないSTAである。
【0019】
図2は、STA100がアクティブスキャンを行う手順の一例を示す図である。
【0020】
60GHzミリ波通信で用いられる60GHz帯は伝搬損失が大きいため、無指向性(Omni)および擬似無指向性(Quasi-Omni)アンテナを用いた通信が困難である場合がある。そこで、以下に説明するBTIおよびA-BFTにおけるビームフォーミングトレーニングを行い、送信アンテナアレイのベストセクタを決定して指向性の送信を行うことにより、通信が可能になる場合がある。
【0021】
図2に示されるように、BI(Beacon Interval:ビーコン間隔)は、BTI(Beacon Transmission Interval:ビーコン送信間隔)、A-BFT(Association-BeamForming Training:アソシエーション-ビームフォーミングトレーニング)期間、DTI(Data Transfer Interval:データ送信期間)を含む。
【0022】
BTIにおいて、STA100およびSTA200は、DMG Beacon(DBcn)フレーム5001を用いた送信セクタスイープを受信または送信する。
【0023】
例えば、STA100は、送信セクタ(送信ビーム)を切り換えながら複数のDMGBeaconフレーム5001を送信する。STA200は、DMG Beaconフレーム5001を受信し、受信強度および/または受信品質を測定する。
【0024】
A-BFT期間において、STA100およびSTA200は、セクタスイープ(SSW)フレーム5002を用いた送信セクタスイープを送信または受信する。また、STA100およびSTA200はSSWフィードバック(SSW-FB)フレーム5003を受信または送信する。
【0025】
例えば、STA200は、SSWフレーム5002毎に送信セクタ(送信ビーム)を切り換え、SSWフレーム5002を送信する。STA100は、SSWフレーム5002を受信し、受信強度および/または受信品質を測定し、測定結果を含むSSW-FBフレーム5003をSTA200へ送信する。STA200は、SSW-FBフレームを受信し、BFTを完了する。
【0026】
BFTとして、アクティブスキャンを行うSTA100は、BTIおよびA-BFT期間において、送信アンテナアレイのベストセクタ(送信に適切なビーム)を決定する。ここで、ビームとは、アンテナ指向性を示す。BFTを完了した場合、STA100は、Probe交換処理において、Probe要求フレーム4001を送信する。STA200は、Probe要求フレーム4001を受信した場合、ACKフレーム4002を送信し、Probe応答フレーム4003を送信する。
【0027】
STA100が、STA200からACKフレーム4002を受信し、Probe応答フレーム4003を受信した後、ACKフレーム4004を送信し、STA200に対するディスカバリが完了する。
【0028】
なお、BFTを行わない場合、STA100は無指向性(Omni-directional)通信を行う。しかし、60GHzミリ波通信では伝搬損失が大きいため、無指向性の送信信号をAP/PCP300へ到達させることが困難な場合がある。
【0029】
STA100は、Probe要求フレームおよびProbe応答フレームを交換するProbe交換処理により、接続先の端末(例えばSTA200)およびBSS(Basic Service Set:基本サービスセット)に関する情報を獲得する。STA100は、獲得した情報に基づいて、接続先を決定する、例えば、STA200は、STA200に接続するか、それとも別の端末を発見するかを決定する。
【0030】
ここで、11ad規格において、A-BFT期間は、DMG Beaconフレーム5001を受信した他のSTAと共有される。
【0031】
図3は、複数のチャネルにおいてSTA100がアクティブスキャンを行う手順の一例を示す図である。
【0032】
一例において、図3に示されるように、STA100は、上述のアクティブスキャンの手順を複数のチャネルch1,ch2,ch3で実行し、発見したBSS(および接続先の端末)とは異なるチャネル上のBSSを発見してもよい。
【0033】
ここで、STA100は、無指向性および擬似無指向性では発見が困難な遠方の接続先端末を発見するために、アクティブスキャンのBTI期間において送信セクタスイープを行う。しかしながら、STA100の送信セクタ数が多い場合(例えば128セクタ)、BTI期間における送信セクタスイープに要する時間が増大し、ディスカバリに要する時間も増大するため、初期接続に要する時間が増大する可能性がある。また、接続先の端末(例えば、STA200)の送信セクタ数が多い場合(例えば128セクタ)、同様に、A-BFT期間における送信セクタスイープに要する時間が増大し、ディスカバリに要する時間も増大するため、初期接続に要する時間が増大する可能性がある。
【0034】
さらに、STA100およびSTA200は、送信セクタスイープに対するフィードバックの送信および受信に失敗した場合、送信セクタスイープを再試行するため、ディスカバリに要する時間が増大する可能性がある。また、それに伴い、他のSTAへ多くの干渉信号がもたらされる可能性がある。
【0035】
その上、上述のアクティブスキャンの手順は、図3に示されるように、複数のチャネルch1,ch2,ch3でディスカバリを行うため、ディスカバリに要する時間がさらに増大する可能性がある。また、それに伴い、他のSTAへより多くの干渉信号がもたらされる可能性がある。
【0036】
これらの事象に対処すべく、本開示に至った。
【0037】
<実施の形態1-シナリオ1>
図4は、実施の形態1のシナリオ1に係る全体図の一例である。
【0038】
STA100は、アクティブスキャンSTAである。STA200は、接続先STAである。STA200は、例えば、PCP/AP STAであるが、非PCP/AP STA、非PCP STA、或いは非APであってもよい。また、STA100は、例えば、無線端末装置である。STA200は、例えば、無線基地局装置である。
【0039】
図5は、実施の形態1に係る、STA100が他のSTA200のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0040】
まず、STA100が、送信先のアドレスにブロードキャストアドレスを用いるシナリオについて説明する。
【0041】
ステップS101において、アクティブスキャンを行うSTA100は、第1のビーコンインターバル(BI:Beacon Interval)において、図2のBTIおよびA-BFTで示される、STA200とのビームフォーミングトレーニングを行う前に、送信アンテナアレイ116(図7参照)を擬似無指向性アンテナパターンに設定する。次いで、STA100は、Probe要求フレーム1001のRA(Receiver Address:宛先アドレス)フィールドを、ブロードキャストアドレスに設定し、Probe要求フレーム1001を送信する。
【0042】
ステップS102において、接続先のSTA200は、Probe要求フレーム1001を受信する。STA200は、受信したProbe要求フレーム1001のRAフィールドがブロードキャストアドレスである場合、ACK送信を行わない。つまり、ステップS103およびS106を省略する(ステップS104)。
【0043】
受信したProbe要求フレーム1001のRAフィールドにブロードキャストアドレスが含まれる場合、ステップS105において、STA200は、STA100とのビームフォーミングトレーニングが完了してなくとも、送信アンテナアレイ116を擬似無指向性アンテナパターンに設定し、ディスカバリ情報を含むProbe応答フレーム1003をSTA100宛てに送信する。STA200は、Probe応答フレーム1003のRAフィールドをSTA100のアドレスに設定してもよく、ブロードキャストアドレスに設定してもよい。
【0044】
ステップS107においてProbe応答フレーム1003を受信したと判定した場合、STA100は、擬似無指向性アンテナパターンを使って通信できる距離(近接した距離)にSTA200が存在すると判断し、ステップS108において、STA200宛てにACKフレーム1004を送信する。次いで、ステップS109において、STA200は、ACKフレーム1004を受信する。これにより、STA100は、STA200のディスカバリを完了する。
【0045】
一方、ステップS107において、STA100は、STA200からProbe応答フレーム1003を受信していないと判定した場合、近接した距離に接続先のSTA(STA200および他の図示しないSTA)が存在しないと判断する。STA100は、近接した距離に接続先のSTAが存在しないと判断した場合、ビームフォーミングトレーニングを実施してもよい。詳細については、図14を参照して後述する。
【0046】
図6は、実施の形態1に係る、複数の無線チャネルにおいて順次ディスカバリが行われる様子の一例を示す図である。
【0047】
STA100は、意図する接続先を発見するために、複数の無線チャネルにおいて、ステップS101~S109を繰り返してもよい。例えば、図6に示されるように、STA100は、複数の無線チャネル(例えば、ch1、ch2、ch3)において図5に示される手順に従い、順次ディスカバリを行ってもよい。この場合、STA100は、ch1において図5に示される手順に従ってディスカバリを行い、Probe応答フレーム1003を受信した場合(S106)、S107以後の手続きを中断して、送信および変調回路114を他の無線チャネル(例えばch2)に切り替えて、図5に示される手順に従って、S101から、Probe要求フレーム1001を送信してもよい。
【0048】
次に、STA100が、送信先のアドレスにユニキャストアドレスを用いるシナリオについて説明する。
【0049】
再度、図5を参照する。ステップS101において、アクティブスキャンを行うSTA100は、第1のビーコンインターバル(BI:Beacon Interval)において、図2に示されるBTIおよびA-BFTで示される、STA200とのビームフォーミングトレーニングを行う前に、送信アンテナアレイ116を擬似無指向性アンテナパターンに設定する。次いで、STA100は、STA100は、Probe要求フレーム1001のRA(Receiver Address:宛先アドレス)フィールドを、STA200のユニキャストアドレスに設定し、Probe要求フレーム1001を送信する。
【0050】
ここで、STA100は、例えば、STA200のビーコンフレームを受信した場合、STA200のユニキャストアドレスを含む隣接リスト(Neighbor list)を他のSTAから受信した場合、或いは、STA200が、Wi-FiやNFCなど別の通信手段によって(11ad規格が用いる)60GHz帯のMACアドレスを報知している場合、STA200のユニキャストアドレスが既知である。
【0051】
ステップS102において、接続先のSTA200は、Probe要求フレーム1001を受信する。
【0052】
STA200は、受信したProbe応答フレーム1001のRAフィールドにSTA200のユニキャストアドレスが含まれる場合、ステップS103において、STA100とのビームフォーミングトレーニングが完了していなくとも、送信アンテナアレイ116を擬似無指向性アンテナパターンに設定し、ACKフレーム1002をSTA100宛てに送信する。次いで、STA200は、ステップS105において、送信アンテナアレイ116を擬似無指向性アンテナパターンに設定し、ディスカバリ情報を含むProbe応答フレーム1003をSTA100宛てに送信する。
【0053】
ステップS106において、STA100は、STA200からACKフレーム1002を受信したか否かを判定し、ステップS107において、STA100は、ディスカバリ情報を含むProbe応答フレーム1003をSTA200から受信したか否かを判定する。
【0054】
STA100が、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を受信したと判定した場合、STA100は、擬似無指向性アンテナパターンを使って通信できる距離(近接した距離)にSTA200が存在すると判断し、ステップS108において、STA200宛てにACKフレームを送信する。次いで、ステップS109において、STA200は、ACKフレームを受信する。これにより、STA100は、STA200のディスカバリを完了する。
【0055】
一方、STA100が、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を受信していないと判定した場合、STA100は、近接した距離にSTA200がないと判断する。STA100は、近接した距離にSTA200がないと判断した場合、DMG Beaconフレームを送信してビームフォーミングトレーニングを実施してもよい。詳細については、図14を参照して後述する。
【0056】
また、STA100は、STA200が送信したACKフレーム1002を受信した場合、Probe応答フレームをSTA200宛てに送信してもよい(図示なし)。
【0057】
このように、STA100は、Probe要求フレーム1001のRAフィールドを(例えば、STA200の)ユニキャストアドレスに設定し、送信アンテナアレイ116を擬似無指向性アンテナパターンに設定してProbe要求フレーム1001を送信する。次いで、STA100は、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を受信するか否かを判定することにより、RAフィールドに設定した接続先のSTA(例えば、STA200)が、近接した距離にあるか否かを判定することができる。
【0058】
図7は、実施の形態1に係るSTA100,200の構成図の一例を示す。
【0059】
STA100,200は、ホスト102と、送信フレーム生成回路104と、シーケンサ回路106と、選択回路108と、MACフレーム生成回路112と、送信および変調回路114と、送信アンテナアレイ116と、受信アンテナアレイ118と、受信および復調回路122と、MACフレーム受信回路124と、スケジュール回路126と、を備える。
【0060】
ホスト102は、アプリケーションを実行し、シーケンサ回路に対しディスカバリ開始の要求、初期接続開始の要求、データ通信開始の要求、送信データの入力、受信データの取得を行う。一例において、ホスト102は、アプリケーションを実行するための回路またはCPUを備え、アプリケーションを実行することによって、これらの機能を実現する。
【0061】
送信フレーム生成回路104は、Probe要求フレームのフレームデータF1およびProbe応答フレームのフレームデータF2を生成し、選択回路108へ入力する。
【0062】
シーケンサ回路106は、STA100が備える各回路の制御を行い、11ad規格および11ay規格に規定されるMACおよびPHYの機能を実現する。また、シーケンサ回路106は、図5等に示される本開示の手順を実行するように、STA100が備える各回路の制御を行う。
【0063】
例えば、図5において、シーケンサ回路106は、擬似無指向性アンテナパターンを用いてProbe要求フレームF1を送信するか否かを決定する。擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信を行う場合、シーケンサ回路106は、スケジュール回路126が送信タイミングを決定するように設定し、選択回路108がProbe要求フレームF1のデータを選択するよう設定する。次いで、シーケンサ回路106は、MACフレーム生成回路112がProbe要求フレームF1のMACフレームを生成するように設定し、スケジュール回路126が決定した送信タイミングに応じて、送信および変調回路114がProbe要求フレームF1を含むPHYパケットを送信するためのパラメータ(例えばMCS)を設定する。さらに、シーケンサ回路106は、送信アンテナアレイ116を擬似無指向性アンテナパターンに設定する。
【0064】
また、シーケンサ回路106は、受信したProbe要求フレームF1およびProbe応答フレームF2の処理を行う。例えば、STA100のシーケンサ回路106は、受信したフレームのRAフィールドのアドレスがSTA100のアドレスか否かを判定し、ACKを送信するか否かを決定する。
【0065】
選択回路108は、MACフレームに含めるフレームデータを選択し、MACフレーム生成回路112へ転送する。
【0066】
MACフレーム生成回路112は、フレームデータから、11ad規格および11ay規格のMAC仕様に基づき、MACフレームを生成する。
【0067】
送信および変調回路114は、11ad規格および11ay規格のPHY仕様に基づき、符号化および変調を行い、PHYパケット信号を生成する。
【0068】
送信アンテナアレイ116は、PHYパケット信号を送信する。送信アンテナアレイ116は、RF回路を含んでもよい。送信アンテナアレイ116は、シーケンサ回路106からの制御に基づき、指向性の制御、例えば擬似無指向性への設定、またはシーケンサ回路106が指定する(送信ビーム方向に関連する)セクタIDに応じたビームフォーミング送信設定を行う。
【0069】
受信アンテナアレイ118は、無線信号を受信し、受信PHYパケット信号を生成する。受信アンテナアレイ118は、RF回路を含んでもよい。受信アンテナアレイ118は、シーケンサ回路106からの制御に基づき、指向性の制御、例えば擬似無指向性への設定、またはシーケンサ回路106が指定する(送信ビーム方向に関連する)セクタIDに応じたビームフォーミング受信設定を行う。
【0070】
受信および復調回路122は、11ad規格および11ay規格のPHY仕様に基づき、PHYパケット信号の復調および復号化を行い、受信MACフレームデータを生成する。
【0071】
MACフレーム受信回路124は、11ad規格および11ay規格のMAC仕様に基づき受信MACフレームデータを解析し、受信データを生成し、シーケンサ回路106へ入力する。
【0072】
スケジュール回路126は、送信期間および受信期間のタイミングを決定する。
【0073】
実施の形態1によれば、STA100は、RAフィールドに設定されるアドレスによらず、BTIおよびA-BFTによるビームフォーミングトレーニングを省略して、近接した距離に存在する接続先のSTA200のProbe応答フレーム1003を受信することができるので、ディスカバリの完了に要する時間を短縮することができる。
【0074】
また、STA100は、送信アンテナアレイ116を擬似無指向性アンテナパターンに設定し、RAフィールドをSTA200のユニキャストアドレスに設定してProbe要求フレームを送信するシナリオにおいては、ACKフレームを受信するか否かに応じて、STA200が近接した距離にあるか否かを判定することができる。これにより、STA100は、STA200と近接通信を行うことができ、高いMCS(Modulation and Coding Scheme)を選択してデータレートを高めることができる。
【0075】
なお、近接通信における伝搬損失が小さいことが既知である場合、通信開始初期から高いMCSを用いてもよい。これにより、さらに近接通信のデータレートを高めることができる。
【0076】
さらに、近接通信において、より少ない数のアンテナ素子を用いて送信を行うことにより送信電力を減らしてもよい。また、増幅器(図示せず)の設定を変えて送信電力を下げてもよい。、これにより、図示しない他のSTAへの干渉を減らすことができ、また、盗聴のリスクを減らし、安全な通信を行うことができる。
【0077】
<変形例1-1>
一例において、図5に示されるステップS102において、接続先のSTA200は、Probe要求フレーム1001を受信した場合、その受信品質、例えばRSSI(Recieved Signal Strength Indicator、受信信号強度)およびSINR(Signal to Interference and Noise Ratio、信号対干渉および雑音電力比)を測定してもよい。
【0078】
さらに、ステップS104において、STA200は、測定した受信品質を示す値が予め定められた閾値を超えるか否かを判定してもよい。STA200は、測定した受信品質を示す値が閾値を越える場合、ステップS105において、Probe応答フレーム1003を送信してもよい。一方、STA200は、測定した受信品質を示す値が閾値を下回る場合、STA100は擬似無指向性アンテナパターンによる通信(近接通信)に適さないと判断し、Probe応答フレーム1003の送信を中止してもよい。
【0079】
図8は、変形例1-1に係るSTA100,200の構成図の一例である。
【0080】
図8に示されるように、受信および復調回路122は、受信品質測定回路122aを含んでもよい。受信品質測定回路122aは、Probe要求フレーム1001の受信品質を測定してもよい。受信および復調回路122は、受信品質測定回路122aが測定した受信品質を受信品質情報としてシーケンサ回路106へ出力する。
【0081】
変形例1-1によれば、STA200によるProbe応答フレーム1003の不要な送信を抑制でき、消費電力、無線リソースの消費を低減できる。
【0082】
<変形例1-1-1>
一例において、図5に示されるステップS103において、STA200は、ACKフレーム1002を含むPHYパケットのヘッダに、受信品質(RSSIまたはSINR)を示す値を含めて送信してもよい。さらに、STA200は、受信品質を示す値に基づいて、ステップS105においてProbe応答フレーム1003を送るか否かを判断してもよい。
【0083】
また、一例において、STA200は、Probe要求フレーム1001のRAフィールドをブロードキャストアドレスに設定して送信してもよい。
【0084】
変形例1-1-1によれば、複数の接続先のSTAが近接した位置にある場合、受信品質の閾値を超える接続先のSTAが応答し、受信品質の閾値を超えないSTAは応答しないため、不要な干渉を減らすことができる。
【0085】
<変形例1-2>
図9Aは、変形例1-2に係る、STA100が他のSTA200のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0086】
STA100は、ステップS101aにおいて、Probe要求フレーム1001の代わりに、TRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム1021を擬似無指向性アンテナパターンにより送信する。
【0087】
図9Bは、変形例1-2に係るProbe要求フレーム1021を含むPHYパケット1011のフォーマットの一例を示す図である。
【0088】
図9Bに示されるように、プリアンブルは、11ad規格に定められるSTF(Short Training Field)、CEF(Channel Estimation Field)を含む。PHYヘッダは、11ad規格に定められ、ペイロードの符号化および変調に関する情報、およびAGCフィールドおよびTRNフィールドの種別および長さに関する情報を含む。ペイロードは、MACフレームデータ(例えば、Probe要求フレーム1021)を符号化および変調した信号である。
【0089】
AGC(Automatic Gain Control)フィールドは、後述するTRNフィールドを受信する際に設定する受信ゲインを決定するために用いられる。AGC(Automatic Gain Control)フィールドは、1以上のAGCサブフィールドを含み、AGCサブフィールドは、既知パターンの信号系列である。
【0090】
TRN(Training)フィールドは、1以上のTRN-Rサブフィールドを含んでもよい。TRN-Rサブフィールドは、既知パターンの信号系列であり、受信アンテナのビームフォーミングトレーニングに用いられる。TRN-Rサブフィールドを含むTRNフィールドを、TRN-Rフィールドという。TRN(Training)フィールドは、CEFフィールドを含む。
【0091】
図9Aに示されるステップS102aにおいて、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム1021を受信する。STA200は、受信アンテナを擬似無指向性アンテナパターンに設定して待ち受けを行い、擬似無指向性アンテナパターンを用いてPHYパケットから構成されるProbe要求フレーム1021のプリアンブル、PHYヘッダ、ペイロードを受信する。STA200は、PHYヘッダを復号し、TRNフィールドの種別に関する情報(例えば、TRN-Rサブフィールドを含むことを示す)、および、AGCフィールドおよびTRNフィールドの長さに関する情報(例えば、AGCサブフィールドおよびTRN-Rサブフィールドの繰り返し数が4)を取得する。
【0092】
STA200は、AGCサブフィールド毎、および、TRN-Rサブフィールド毎に受信アンテナセクタ(指向性アンテナパターン)を変更してAGCサブフィールドおよびTRN-Rサブフィールドを受信し、受信アンテナセクタ毎の受信品質を測定することにより、ビームフォーミングトレーニングを行い、STA100と通信するためのSTA200の受信アンテナアレイ118のベスト受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定してもよい。
【0093】
また、STA200は、アンテナパターンレシプロシティを備える場合、決定された受信アンテナアレイ118のベストセクタに基づき、送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定してもよい。ここで、アンテナパターンレシプロシティを備える通信装置(STA)とは、例えば、送信アンテナアレイ116のベストセクタIDが、受信アンテナアレイ118のベストセクタIDと同一となるように、送信アンテナアレイおよび受信アンテナアレイを制御するSTAである。アンテナパターンレシプロシティを備える通信装置(STA)は、送信アンテナアレイと受信アンテナアレイを共用化した送受信アンテナアレイを備え、送信の指向性アンテナパターンと受信の指向性アンテナパターンが類似するように構成してもよい。
【0094】
STA100がProbe要求フレームにTRN-Rフィールドを追加することによる遅延(送信時間)の増加は、BTIおよびA-BFT、および/またはDTIにおいてセクタスイープを行う場合に比べ小さいため、STA100は、ディスカバリに要する時間を短縮することができる。
【0095】
ステップS103aにおいて、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム1021の受信において決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、ACKフレーム1002を送信してもよい。これにより、よりロバストな受信が実現される。
【0096】
図5に示される手順においては、STA200の擬似無指向性アンテナパターンにおける送信電力が、STA100の擬似無指向性アンテナパターンにおける送信電力より低い場合、STA200はProbe要求フレーム1001を受信するが、STA100はACKフレーム1002を受信しない。また、STA100の擬似無指向性アンテナパターンにおける受信感度が、STA200の擬似無指向性アンテナパターンにおける受信感度より低い場合、STA200はProbe要求フレーム1001を受信するが、STA100はACKフレーム1002を受信しない。これらの場合、STA100は、STA200が近接した距離にあることを検出することが困難である。
【0097】
これに対して、図9Aに示される手順においては、STA200は、送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いてACKフレーム1002を送信するため、擬似無指向性アンテナパターンを用いる場合に比べ送信電力強度が大きい。従って、STA200の擬似無指向性アンテナパターンにおける送信電力がSTA100の擬似無指向性アンテナパターンにおける送信電力より低い場合、および、STA100の擬似無指向性アンテナパターンにおける受信感度がSTA200の擬似無指向性アンテナパターンにおける受信感度より低い場合においても、STA100は、ACKフレームを受信する確率が高まる。これにより、STA100は、STA200が近接した距離にあることを検出することが可能となる。
【0098】
ステップS105aにおいて、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム1021の受信において決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、Probe応答フレーム1003を送信する。
【0099】
ステップS106~S109は、図5を参照して前述したものと同様であるので、説明を省略する。
【0100】
図10は、変形例1-2に係るSTA100,200の構成図の一例である。
【0101】
一例において、送信および変調回路114は、送信TRN付加回路114bを含む。送信TRN付加回路114bは、AGCフィールドおよびTRNフィールドの信号を生成する。送信および変調回路114は、MACフレームデータ(例えばProbe応答フレーム)を符号化および変調し、生成されたPHYフレームにAGCフィールドおよびTRNフィールドの信号を付加して、送信アンテナアレイ116へ入力する。例えば、図9Aに示されるSTA100の送信および変調回路114は、AGCフィールドおよびTRNフィールドの信号が付加されたProbe要求フレーム1021を生成する。
【0102】
一例において、受信および復調回路122は、受信TRN処理回路122bを含む。受信TRN処理回路122bは、受信PHYフレームに付加されたTRN-Rサブフィールド毎に受信品質(例えば、RSSIおよびSNR)を測定し、シーケンサ回路106へ通知する。例えば、図9Aに示されるSTA200の受信および復調回路122bは、受信したProbe要求フレーム1021に付加されたTRN-Rサブフィールド毎に受信品質を測定する。
【0103】
一例において、シーケンサ回路106は、受信TRN処理回路122bが測定したTRN-Rフィールド毎の受信品質に基づき、受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定する。また、シーケンサ回路106は、受信アンテナセクタ毎の受信品質に基づき送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定してもよい。例えば、図9Aに示されるSTA200のシーケンサ回路106は、Probe応答フレーム1003を、擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信するか、送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて送信するか、を決定し、送信アンテナアレイ116の設定を行う。
【0104】
送信アンテナアレイ118は、シーケンサ回路106によって設定された構成により、擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信するか、送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、フレームおよびTRN-Rサブフィールドを送信する。
【0105】
変形例1-2によれば、STA100は、アクティブスキャンにおいてTRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム1021を送信する。したがって、STA100は、BTIおよびA-BFTによるビームフォーミングトレーニングを省略して、近接した距離に存在する接続先のSTA200のProbe応答フレーム1003を受信することができ、ディスカバリの完了までに要する時間を短縮することができる。
【0106】
また、STA200は、Probe要求フレーム1021に付加されたTRN-Rフィールドを用いて受信アンテナアレイ118のベストセクタおよび送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定し、送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いてACKフレームおよびProbe応答フレームをSTA100へ送信する。そのため、STA100は、BTIおよびA-BFTによるビームフォーミングトレーニングを省略してSTA200のディスカバリを完了する確率が高まる。
【0107】
<変形例1-3>
図11は、変形例1-3に係る、STA100が他のSTA200のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0108】
ステップS101~S103は、図5を参照して上述したものと同様であり、説明を省略する。
【0109】
ステップS106において、STA100は、ACKフレーム1002をSTA200から受信したか否かを判定する。
【0110】
STA200は、ビームフォーミングトレーニングを完了しないSTA(例えば、STA100)からProbe要求フレーム1001を受信した場合、ステップS105bにおいて、TRN-Rフィールドを付加したProbe応答フレーム1033を送信する。
【0111】
ステップS107bにおいて、STA100は、STA100は、TRN-Rフィールドを付加したProbe応答フレーム1033を受信したか否かを判定する。
【0112】
ここで、STA100は、ACKフレーム1002およびTRN-Rフィールドを付加したProbe応答フレーム1033を受信したと判定した場合、さらに以下の処理を行う。
【0113】
一例において、STA100は、Probe応答フレーム1033を受信した場合、TRN-Rサブフィールド毎に受信アンテナセクタを切り替え、切り替えた受信アンテナセクタ毎に受信品質を測定することによって、受信ビームフォーミングトレーニングを行い、受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定してもよい。
【0114】
また、一例において、STA100は、アンテナパターンレシプロシティを備える場合、TRN-Rサブフィールド毎の受信品質に基づき、後続の送信に使用される送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定してもよい。
【0115】
ステップS107bにおいて、上記のように送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定し、STA100は、決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、ACKフレーム1004を送信する。
【0116】
ステップS108bにおいて、STA100は、STA200宛てにACKフレーム1004を送信する。次いで、ステップS109において、STA200は、ACKフレーム1004を受信する。これにより、STA100は、STA200のディスカバリを完了する。
【0117】
また、STA100は、ACKフレーム1004を送信した後、アソシエーション要求フレーム(図示無し)をSTA200へ送信し、初期接続処理を行ってもよい。
【0118】
また、STA100は、アクティブスキャンを完了し、STA200を接続先として選択した場合(例えば、アクティブスキャン中にProbe応答フレームを受信したSTAのうち、STA200との通信品質が最もよいと判断した場合)、初期接続のためのProbe要求フレームおよびアソシエーション要求フレームを、送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて送信してもよい。
【0119】
変形例1-3において、STA200の送信および変調回路114は、図10に示されるように、送信TRN付加回路114bを備える。STA200のシーケンサ回路106は、Probe応答フレームF2にTRN-Rフィールドを付加するか否か、およびTRN-Rフィールドの長さを決定する。例えば、STA100は、Probe要求フレームF1に受信アンテナセクタ数の情報を含めて送信してもよく、STA200は、Probe要求フレームF1に含まれるSTA100の受信アンテナセクタ数の情報に基づき、Probe要求フレームF2に付加するTRN-Rフィールドの長さを決定してもよい。
【0120】
変形例1-3において、STA100の受信および復調回路122は、図10に示されるように、受信TRN処理回路122bを備える。STA100のシーケンサ回路106は、受信TRN処理回路122bが測定したTRN-Rフィールド毎の受信品質に基づき、受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定する。また、STA100がアンテナパターンレシプロシティを備える場合、STA100は、決定された受信アンテナアレイ118のベストセクタに基づいて、送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定する。
【0121】
図12は、変形例1-3に係るProbe応答フレーム1033を含むPHYパケットのフォーマットの一例を示す図である。
【0122】
図12に示されるフォーマットは、図9Bに示されるProbe要求フレーム1021を含むPHYパケットのフォーマットにおいて、Probe要求フレーム1021をProbe応答フレーム1033に読み替えたものに該当する。
【0123】
変形例1-3によれば、STA100は、BTIおよびA-BFTによるビームフォーミングトレーニングを省略して、近接した距離に存在する接続先のSTA200のProbe応答フレーム1033を受信することができる。さらに、STA100は、受信したProbe応答フレーム1033に基づいて、STA200との通信に用いる送信および受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定できるため、ディスカバリの完了に要する時間を短縮することができ、初期接続に要する時間を短縮することができる。
【0124】
<実施の形態1-シナリオ2>
図13は、実施の形態1のシナリオ2に係る全体図の一例である。
【0125】
STA100は、アクティブスキャンSTAである。STA200,300は、接続先STAである。STA200,300は、例えば、PCP/AP STAであるが、非PCP/AP STA、非PCP STA、或いは非APであってもよい。また、STA100は、例えば、無線端末装置である。STA200,300は、例えば、無線基地局装置である。
【0126】
図14は、実施の形態1に係る、STA100が他のSTA200,300のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0127】
実施の形態1のシナリオ1において、STA100は、図5に示されるステップS106およびS107において、それぞれ、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を受信した。
【0128】
これに対して、実施の形態1において、STA100は、図5に示されるステップS106およびステップS107において、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を受信しない場合(シナリオ2)を説明する。この場合、STA100は、現在使用している無線チャネルにおいては近接の位置に接続先のSTAがないと判断し、BTIおよびA-BFTにおけるビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。
【0129】
STA100は、通信を要求するアプリケーションの種類に応じて、近接通信を行うか否かを決定してもよい。例えば、STA100は、データキオスクからのデータダウンロードを行うアプリケーションを実行している場合には、図5に示される手順を実施し、一方、公衆無線LANアクセスポイントへの接続を行う場合には、図14に示される手順を実施してもよい。ここで、データキオスクとは、例えば、ユーザがスマートフォンを近接させたときに、動画像や書籍データのデータをスマートフォンにダウンロードする装置である。
【0130】
STA100は、近接通信を要求するアプリケーションを実行する場合、近接した距離に存在しないSTA(例えば、図13に示されるSTA200およびSTA300)から送信されるProbe応答フレーム1003を受信しなくてもよい。したがって、STA200およびSTA300も、電力を消費する不要なフレームの送信や、それによる他のSTA(図示無し)への干渉を避けるために、ビームフォーミングの指向性アンテナパターンで送信されたProbe要求フレーム1041に応答しなくてもよい。STA100は、近接通信を要求するアプリケーションを実行する場合、図5に示される手順を実施するため、STA200およびSTA300からのProbe応答フレームが送信されず、他のSTAへの干渉の発生を減少させることができる。
【0131】
一方、STA100は、現在使用している無線チャネルにおいては近接した距離に存在する接続先のSTAがないと判断し、BTIおよびA-BFTにおけるビームフォーミングトレーニングを行うと決定した場合、図14に示される手順を実施する。STA100が、STA300とビームフォーミングトレーニングを行い、次いで、STA300のディスカバリを完了する手順について、以下に説明する。
【0132】
図14を参照する。ステップS100cにおいて、STA100は、BTIおよびA-BFTにおいてビームフォーミングトレーニングを行う。例えば、STA300がSTA100からSSW-FBフレーム5003を受信した場合、STA100は、STA300とのビームフォーミングトレーニングを完了する。
【0133】
STA300とのビームフォーミングトレーニングを完了したSTA100は、ステップS101cにおいて、STA300を示すユニキャストアドレスにRAフィールドを設定し、ビームフォーミングの指向性アンテナパターンでProbe要求フレーム1041を送信する。
【0134】
ステップS102cにおいて、STA300は、Probe要求フレーム1041を受信した場合、A-BFTにおいて受信したSSW-FBフレーム5003に含まれる送信アンテナアレイ116のベストセクタの情報に基づき、送信アンテナアレイ116をベストセクタに設定する。
【0135】
ステップS103cにおいて、STA300は、ACKフレーム1002を送信する。次いで、ステップS105cにおいて、STA300は、Probe応答フレーム1003をSTA100宛てに送信する。
【0136】
STA100は、ステップS106cにおいて、ACKフレーム1002を受信したか否かを判定する。STA100は、ステップS107cにおいてProbe応答フレーム1003を受信したか否かを判定する。
【0137】
STA100は、ステップS106cにおいて、ACKフレーム1002を受信したと判定し、ステップS107cにおいてProbe応答フレーム1003を受信したと判定した場合、A-BFTにおいて受信したSSW-FBフレーム5003に含まれる送信アンテナアレイ116のベストセクタの情報に基づき、送信アンテナアレイ116をベストセクタに設定する。次いで、ステップS108cにおいて、STA100は、ACKフレーム1004の送信を行う。ステップS109cにおいて、STA300は、ACKフレーム1004を受信する。これにより、STA100は、STA300のディスカバリを完了する。
【0138】
一方、BTIおよびA-BFTにおけるビームフォーミングを完了しないSTA(例えばSTA200)は、ステップS102dにおいてProbe要求フレーム1041を受信した場合、RAフィールドのアドレスがSTA200のユニキャストアドレスと異なるため、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003の送信を行わない。
【0139】
STA200が、近接通信を用いるアプリケーションを実行する場合(例えば、STA200がデータキオスクである場合)について説明する。この場合、STA200は、STA300および図示しない他のSTAへの干渉を減らすのが好ましい。
【0140】
そのため、STA200は、受信したProbe要求フレーム1041が、擬似無指向性アンテナで送信された場合は、Probe応答フレーム1003を送信することが望ましく、また、ビームフォーミングの指向性アンテナパターンで送信された場合は、Probe応答フレーム1003を送信しないことが望ましい。ビームフォーミングの指向性アンテナパターンで送信されたProbe要求フレーム1041に対するProbe応答フレーム1003を擬似無指向性アンテナで送信しても、Probe応答フレームは受信されない可能性が高く、デバイスおよびチャネルリソースの無駄になりうる。
【0141】
しかしながら、STA200は、受信したProbe要求フレームが擬似無指向性アンテナで送信されたか、ビームフォーミングの指向性アンテナパターンで送信されたか、いずれであるかを判別することが困難である。
【0142】
そこで、一例において、STA100は、ビームフォーミングの指向性アンテナパターンでProbe要求フレーム1041を送信する場合、Probe要求フレーム1041に接続先のSTAのユニキャストアドレスを含める。一方、STA100は、擬似無指向性アンテナでProbe要求フレーム1041を送信する場合、図14と異なり、Probe要求フレーム1041に宛先のSTAのユニキャストアドレスを含めず、例えば、ブロードキャストアドレスを含める。
【0143】
また、一例において、STA200は、受信したProbe要求フレーム1041のRAフィールドがSTA200のユニキャストアドレスに設定されている場合、ビームフォーミングの指向性アンテナパターンを用いてACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を送信する。一方、STA200は、受信したProbe要求フレーム1041のRAフィールドがブロードキャストアドレスに設定されている場合、図14と異なり、擬似無指向性アンテナパターンを用いてACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を送信する。
【0144】
こうすると、STA200は、図14と異なり、擬似無指向性アンテナで送信されたProbe要求フレーム1041に対して、Probe応答フレーム1003を擬似無指向性アンテナで送信することにより応答する実施の形態1のシナリオ1を実施することができ、図14に示すように、ビームフォーミングの指向性アンテナパターンで送信されたProbe要求フレーム1041に対して、Probe応答フレーム1003をビームフォーミングの指向性アンテナパターンで送信することにより応答する実施の形態1のシナリオ2を実施することができる。即ち、接続先のSTA(STA200およびSTA300)は、STA100の送信方法に対応した送信方法で応答することができ、他のSTAへの干渉を減らすことができる。
【0145】
STA100は、近接通信を用いないアプリケーションを実行する場合は、図14の手順を実施してもよい。この場合、Probe要求フレームのRAフィールドをユニキャストアドレスに設定するので、近接した距離に存在する、意図しないSTA(STA200)がProbe応答フレームを送信することを避けることができ、他のSTAへの干渉を減らすことができる。
【0146】
一例において、STA100は、通信を要求するアプリケーションの種類に応じて、近接通信を行うか否かを決定し、図5の手順を行うか図14の手順を行うか決定してもよい。これにより、STA100は、アプリケーションの種類に応じた接続先のSTA(STA200)から応答が得られる。
【0147】
<実施の形態2-シナリオ1>
図15は、実施の形態2のシナリオ1に係る全体図の一例である。
【0148】
STA100は、アクティブスキャンSTAである。STA200は、接続先STAである。STA200は、例えば、PCP/AP STAであるが、非PCP/AP STA、非PCP STA、或いは非APであってもよい。また、STA100は、例えば、無線端末装置である。STA200は、例えば、無線基地局装置である。
【0149】
図16は、実施の形態2に係る、STA100が他のSTA200のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0150】
アクティブスキャンの間であり、STA200とのビームフォーミングトレーニングの前である場合、ステップS201において、STA100は、Probe要求フレーム2001に含まれる、擬似無指向性送信パターンを示すフィールド(QO TX:Quasi Omni TX、)を1に設定して(図16では、QO=1)、擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信する。一方、例えば、STA100は、STA200とのビームフォーミングトレーニングが完了している場合、図16とは異なり、ステップS201において、STA100は、Probe要求フレーム2001に含まれるQO TXフィールドを0に設定して、ビームフォーミングトレーニングによって決定された送信アンテナアレイのベストセクタを用いて送信する。STA100は、Probe要求フレーム2001のRAフィールドを、STA200を示すユニキャストアドレス、または、ブロードキャストアドレスに設定してもよい。
【0151】
図17は、実施の形態2に係る、擬似無指向性送信パターンを示すQO TXフィールドを含むProbe要求フレーム2001のフォーマットの一例を示す図である。
【0152】
11ad規格に規定されるProbe Request frame bodyに含まれるフィールドのうち、11ad規格において機能を持たないフィールドまたはサブフィールド(例えば、Reserved)をQuasi-omni TXフィールドまたはQuasi-omni TXサブフィールド(以下、Quasi-omni TXフィールド、または QO TXフィールドと呼ぶ)に置き換えることにより、Probe要求フレーム2001にQuasi-omni TXフィールドを含めてもよい。例えば、図17に示されるFrame Controlフィールドの+HTC/Orderサブフィールドは、11ad規格および11ay規格において参照されない。そこで、STA100およびSTA200は、+HTC/OrderサブフィールドをQuasi-omni TXフィールドに置き換え、Quasi-omni TXフィールドとして用いてもよい。
【0153】
例えば、Frame ControlフィールドのtypeフィールドおよびsubtypeフィールドがProbe要求フレームを示す場合、+HTC/OrderサブフィールドをQuasi-omni TXフィールドに置き換えてもよい。また、Quasi-omni TXフィールドが“1”である場合、擬似無指向性送信パターンをもちいてフレームを送信し、“0”である場合、擬似無指向性送信パターンをもちいてフレームを送信しない。
【0154】
図18は、実施の形態2に係る、擬似無指向性送信パターンを示すQO TX(Quasi-omni TX)フィールドを含むProbe要求フレーム2001のフォーマットの他の一例を示す図である。
【0155】
図18に示されるように、Probe Request frame body(Probe要求フレーム2001本体)に、11ad規格に規定されるエレメントと異なるエレメント(例えば、Quasi-omni Controlエレメント)を追加することにより、Quasi-omni TXフィールドを含めてもよい。また、新しいエレメントを追加する代わりに、11ad規格のProbe要求フレーム2001本体に含まれるエレメントいずれかに、Quasi-omni TXフィールドを追加してもよい。
【0156】
図19は、実施の形態2に係る、擬似無指向性送信パターンを示すProbe要求フレーム2001のフォーマットの他の一例を示す図である。
【0157】
図19に示されるように、Probe要求フレーム本体および11ad規格に規定されるエレメントのいずれとも異なるエレメント(例えば、Quasi-omni Indicatorエレメント)を追加し、Quasi-omni Indicatorエレメントが含まれるか否かに応じてQuasi-omni TX(フィールド)の値を通知するようにしてもよい。この場合、Quasi-omni Indicatorエレメントを含めることは、Quasi-omni TXフィールドの値を1とすることと等価でありQuasi-omni Indicatorエレメントを含めないことは、Quasi-omni TXフィールドの値を0とすることと等価である。
【0158】
再度、図16を参照する。ステップS202~S203の処理内容は、ぞれぞれ、図5を参照して前述したS102~S103の処理内容と同様であるので、説明を省略する。
【0159】
ステップS204において、STA200は、受信したProbe要求フレーム2001のQuasi-omni TXフィールドの値をチェックする。
【0160】
ステップS204においてチェックされたQuasi-omni TXフィールドの値が1である場合、STA200は、ステップS205において、図5に示されるステップS105と同様に、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、Probe応答フレーム1003を送信する。
【0161】
ステップS206において、STA100は、ACKフレーム1002をSTA200から受信したか否かを判定する。ステップS207において、STA100は、ディスカバリ情報を含むProbe応答フレーム1003をSTA200から受信したか否かを判定する。
【0162】
ステップS206において、ACKフレーム1002を受信したと判定し、ステップS207においてProbe応答フレーム1003を受信したと判定した場合、STA100は、ステップS208において擬似無指向性アンテナパターンを用いて、ACKフレーム1004を送信することにより応答する。次いで、ステップS209において、STA200は、ACKフレーム1004を受信する。これにより、STA100は、STA200のディスカバリを完了する。
【0163】
一方、ステップS204においてチェックされたQuasi-omni TXフィールドの値が0である場合、STA200は、ステップS205において、送信アンテナアレイ116をProbe要求フレーム2001の送信元アドレスが示すSTA(例えば、STA100)への送信におけるベストセクタに設定して、Probe応答フレーム1003を送信する。なお、STA200は、ビームフォーミングトレーニングを完了してないSTA(例えば、図示しないSTA400)からQuasi-omni TXフィールドの値が0であるProbe要求フレーム2001を受信した場合、Probe応答フレーム1003を送信しない。
【0164】
次いで、ステップS207においてディスカバリ情報を含むProbe応答フレーム1004を受信したSTA100は、ステップS208においてビームフォーミングの指向性アンテナパターンを用いて、ACKフレーム1004を送信することにより応答する。次いで、ステップS209において、STA200は、ACKフレーム1004を受信する。これにより、STA100は、STA200のディスカバリを完了する。
【0165】
いずれの場合も、STA100が、意図する接続先を見つけるために、複数のチャネル上でステップS201~S209を繰り返してもよい。
【0166】
図20は、実施の形態2に係るSTA100,200の構成図の一例である。
【0167】
送信フレーム生成回路104aは、図7に示されるProbe要求フレームF1およびProbe応答フレームF2に加え、Quasi-omni TXフィールドの値F3を生成し、選択回路108へ出力する。
【0168】
MACフレーム生成回路112は、Probe要求フレームF1のデータと、Quasi-omni TXフィールドの値F3を結合し、Probe要求フレームF1を含むMACフレームデータを生成する。
【0169】
シーケンサ回路106は、図7を参照して前述した機能を備え、さらに、Probe要求フレームF1またはProbe応答フレームF2を送信する場合、Quasi-omni TXフィールドをMACフレームに含めるように、選択回路108を制御する。
【0170】
図20に示されるその他の構成要素は、図7を参照して前述した構成要素と同様であり、説明を省略する。
【0171】
実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。さらに、実施の形態2によれば、STA100は、Quasi-omni TXフィールドを含めてProbe要求フレームを送信するので、STA200は、受信したProbe要求フレームが擬似無指向性アンテナパターンにより送信したか否かを判別することができる。したがって、STA200は、STA100とのビームフォーミングトレーニングが完了していない場合、受信したProbe要求フレームのQuasi-omni TXフィールドの値に応じて、擬似無指向性アンテナパターンによりProbe応答フレームを送信するか否かを決定できる。
【0172】
これにより、STA100は、意図した(近接した距離に存在するか否か)STAからのProbe応答フレームを受信することができ、意図しないSTAからProbe応答フレームが送信されることを抑制できるので、干渉を減らすことができる。
【0173】
<変形例2-1>
実施の形態2についても、実施の形態1に対する変形例1-1と同様に、変形例2-1を考えることができる。
【0174】
図16に示されるステップS202において、STA200は、Probe要求フレーム2001を受信するのに加え、Probe要求フレーム2001の受信品質(例えば、RSSI、SINR)を測定してもよい。
【0175】
ステップS204において、STA200は、受信したProbe要求フレーム2001のQuasi-omni TXフィールドの値をチェックするのに加え、Probe要求フレーム2001の受信品質を示す値が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する。
【0176】
ステップS204においてチェックされたQuasi-omni TXフィールドの値が1であり、かつ、受信品質を示す値が閾値を超える場合、ステップS205において、STA200は、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、Probe応答フレーム1003を送信する。一方、ステップS205においてチェックされたQuasi-omni TXフィールドの値が1であっても、受信品質を示す値が閾値を下回る場合、ステップS205において、STA200は、STA100が擬似無指向性アンテナパターンによる通信(近接通信)に適さないと判断し、Probe応答フレーム1003の送信を中止してもよい。
【0177】
一方、ステップS204においてチェックされたQuasi-omni TXフィールドの値が0である場合、ステップS205において、STA200は、STA100が近接通信をしないと判断し、受信品質に関係なく、送信アンテナアレイ116をProbe要求フレーム2001の送信元アドレスが示すSTA(例えば、STA100)への送信におけるベストセクタに設定して、Probe応答フレーム1003を送信する。
【0178】
その他のステップS201、S203、S206~S209は、実施の形態2と同様であり、説明を省略する。
【0179】
変形例2-1によれば、実施の形態2の効果と、変形例1-1の効果とを同時に得られる。
【0180】
<変形例2-1-1>
実施の形態2についても、実施の形態1に対する変形例1-1-1と同様に、変形例2-1-1を考えることができる。
【0181】
一例において、図16に示されるステップS203において、STA200は、ACKフレーム1002を含むPHYパケットのヘッダに、受信品質(RSSIまたはSINR)を示す値を含めて送信してもよい。さらに、STA200は、受信品質を示す値に基づいて、ステップS205においてProbe応答フレーム1003を送るか否かを判断してもよい。
【0182】
STA200は、Probe要求フレーム2001の宛先をブロードキャストアドレスに設定して送信してもよい。複数の接続先のSTAが近接した位置にある場合、受信品質の閾値を超える接続先のSTAが応答し、受信品質の閾値を超えないSTAは応答しないため、不要な干渉を減らすことができる。
【0183】
<変形例2-2>
実施の形態2についても、実施の形態1に対する変形例1-2と同様に、変形例2-2を考えることができる。図16を参照して説明する。
【0184】
STA100は、図16と異なりステップS201において、TRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム2001を擬似無指向性アンテナパターンにより送信してもよい。
【0185】
図16と異なり、ステップS202において、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム2001を受信する。変形例1-2と同様に、STA200は、受信アンテナセクタ毎の受信品質を測定することにより、ビームフォーミングトレーニングを行い、STA100と通信するためのSTA200の受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定してもよい。STA200は、アンテナパターンレシプロシティを備える場合、決定された受信アンテナアレイ118のベストセクタに基づき、送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定してもよい。
【0186】
図16と異なり、ステップS203において、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム2001の受信において決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、ACKフレーム1002を送信してもよい。
【0187】
図16と異なり、ステップS205において、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したProbe要求フレーム1021の受信において決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、Probe応答フレーム1003を送信してもよい。
【0188】
その他のステップS204およびS206~S209は、実施の形態2と同様であり、説明を省略する。
【0189】
変形例2-2によれば、実施の形態2の効果と、変形例1-2の効果とを得られる。
【0190】
<変形例2-3>
実施の形態2についても、実施の形態1に対する変形例1-3と同様に、変形例2-3を考えることができる。図16を参照して説明する。
【0191】
図16と異なり、ステップS202において、STA200は、ビームフォーミングトレーニングを完了していないSTA(例えば、STA100)からProbe要求フレーム2001を受信した場合、ステップS205において、TRN-Rフィールドを付加したProbe応答フレーム1003を送信してもよい。
【0192】
図16と異なり、ステップS207において、STA100は、TRN-Rフィールドを付加したProbe応答フレーム1003を受信した場合、TRN-Rサブフィールド毎に受信アンテナセクタを切り替えながら受信品質を測定し、受信ビームフォーミングトレーニングを行い、受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定してもよい。
【0193】
また、STA100は、アンテナパターンレシプロシティを備える場合、TRN-Rサブフィールド毎の受信品質に基づき、後続の送信に使用される送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定してもよい。
【0194】
図16と異なり、ステップS208において、STA100は、決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、ACKフレーム1004を送信してもよい。STA100は、ACKフレーム1004を送信した後、アソシエーション要求フレーム(図示無し)をSTA200へ送信し、初期接続処理を行ってもよい。ステップS209において、STA200は、ACKフレーム1004を受信する。
【0195】
その他のステップS201~S204およびS206は、実施の形態2と同様であり、説明を省略する。
【0196】
変形例2-3によれば、STA100は、送信アンテナアレイ116のベストセクタが既知であるから、TRN-Rフィールドを用いたビームフォーミングトレーニングを省略できる。したがって、受信したProbe要求フレーム2001のQuasi-omni TXフィールドの値が0である場合であっても、ディスカバリに要する時間を短縮できる。
【0197】
なお、図16と異なり、ステップS202において受信したProbe要求フレーム2001のQuasi-omni TXフィールドの値が0(QO=0)である場合、ステップS206において、STA200は、Probe応答フレーム1003にTRN-Rフィールドを付加せずに送信してもよい。
【0198】
<変形例2-4>
図16と異なり、ステップS201において、STA100は、Probe要求フレーム2001に送信電力(EIRP:equivalent isotropically radiated power、等価等方放射電力)および擬似無指向性アンテナの受信アンテナゲインの情報を追加したProbe要求フレーム2001を送信してもよい。
【0199】
図21は、変形例2-4に係るProbe要求フレーム2001のフォーマットの一例を示す図である。
【0200】
図18に示されるQuasi-omni indicatorフィールドには、Quasi-Omni TXフィールドが含まれるのに対し、図21に示されるQuasi-omni indicatorフィールドには、さらに、TX EIRPフィールドおよびQuasi-omni RX antenna gainフィールドが含まれる。TX EIRPフィールドは、STA100の送信電力(EIRP)の値を含む。Quasi-omni RX antenna gainフィールドは、STA100の擬似無指向性アンテナの受信アンテナゲインの値を含む。
【0201】
STA200は、図16に示されるステップS202において、図21に示されるProbe要求フレーム2001を受信した場合、ステップS204において、例えば、次の数式(1)によりSTA100とSTA200間の伝搬損失を算出してもよい。
【0202】
(伝搬損失) = (STA100のEIRP) - (測定されたRSSI(受信信号電力)) - (STA200の受信アンテナゲイン) … 数式(1)
【0203】
数式(1)において、(STA100のEIRP)は、受信したProbe要求フレーム2001のEIRPフィールドに含まれる値に応じた値(単位:dBm)である。(受信信号電力)は、Probe要求フレーム2001を受信したときに測定された受信電力(単位:dBm)である。(STA200の受信アンテナゲイン)は、STA200の擬似無指向性アンテナの受信アンテナゲインの値(単位:dBi)である。例えば、STA200は、シーケンサ回路106に保持した受信アンテナゲインの値を用いてもよい。
【0204】
STA200は、算出した伝搬損失の値を用いて、擬似無指向性アンテナを用いて送信するフレーム(例えば、Probe応答フレーム1003)がSTA100に到達する(STA100が受信できる)か否かをより正確に判定できる。例えば、以下の数式(2)が満たされる場合、フレームがSTA100に到達すると判定してもよい。
【0205】
(受信感度) < (STA200のEIRP) - (伝搬損失) + (STA100の受信アンテナゲイン) … 数式(2)
【0206】
数式(2)において、(受信感度)は、Probe応答フレーム1003のMCSに応じて11ad規格に定められる値(単位:dBm)である。例えば、STA200がMCS0の変調および符号化方式を用いてProbe応答フレーム1003を送信する場合、MCS0の受信感度は-78dBmである。
【0207】
数式(2)において、(STA200のEIRP)は、STA200が既知の値(単位:dBm)を用いてもよい。
【0208】
数式(2)において、(STA100の受信アンテナゲイン)は、受信したProbe要求フレーム2001のQuasi-omni RX antenna gainフィールドに含まれる値に応じた値(単位:dBm)である。
【0209】
STA200は、数式(2)が満たされる場合、Probe応答フレーム1003がSTA100に到達すると判定し、図16に示されるステップS205において、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、Probe応答フレーム1003を送信する。この場合、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、Probe応答フレーム1003を送信するか否かを、Quasi-omni TXフィールドを参照せずに判定するため、Probe要求フレーム2001のQuasi-omni TXフィールドは、省略できる。
【0210】
一例において、STA100は、STA100のEIRPの値が閾値を超えるか否かに応じて、Probe要求フレーム2001が擬似無指向性アンテナパターンにより送信された否かを判定してもよい。
【0211】
図22は、変形例2-4に係るQuasi-omni Indicatorエレメントの一例を示す図である。
【0212】
図22に示されるQuasi-omni Indicatorエレメントは、EIRPフィールドおよびQuasi-omni RX antenna gainフィールドを含む。
【0213】
図21に示されるProbe要求フレーム2001のフォーマットは、図19に示されるQuasi-omni indicatorフィールドに、EIRPフィールドおよびQuasi-omni RX antenna gainフィールドを含めたものである。同様に、図18に示されるQuasi-omni Controlエレメント、および/または、Quasi-omni indicatorフィールドに、図22に示されるQuasi-omni RX antenna gainフィールドを含めてもよい。このように、前述のQuasi-omni TXフィールドと同様、EIRPフィールドおよびQuasi-omni RX antenna gainフィールドを含めるエレメントおよびフィールドも、特に限定されない。
【0214】
図23は、変形例2-4に係るSTA100,200の構成図の一例である。
【0215】
送信フレーム生成回路104bは、図7に示される送信フレーム生成回路104に、Probe要求フレームF1またはProbe応答フレームF2とともに、選択回路108に出力されるQuasi-omni indicatorフィールドの値F4を生成する回路を追加したものである。ここで、Quasi-omni indicatorフィールドは、EIRPフィールドおよびQuasi-omni RX antenna gainフィールドを含む。
【0216】
MACフレーム生成回路112は、Probe要求フレームF1のデータとQuasi-omni indicatorフィールドの値F4とを結合し、Probe要求フレームF1を含むMACフレームデータを生成する。
【0217】
シーケンサ回路106は、図7に示されるシーケンサ回路106の機能を実現するのに加え、Probe要求フレーム2001を送信する場合、EIRPフィールドおよびQuasi-omni RX antenna gainフィールドを含むQuasi-omni indicatorフィールドをMACフレームに含めるように、選択回路108を制御する。
【0218】
図23に示されるその他の構成要素は、図7を参照して前述したものと同様であり、説明を省略する。
【0219】
変形例2-4によれば、STA200は、擬似無指向性アンテナを用いて送信するProbe応答フレーム1003がSTA100に到達するか否かをより正確に判定でき、到達しないと判定した場合は、Probe応答フレーム1003を送信しない。そのため、Quasi-omni TXフィールドの値に応じてProbe応答フレーム1003を送信するか否かを決定する場合に比べ、さらに不要な送信を抑制することができ、デバイスおよびチャネルリソースの無駄を減らすことができる。
【0220】
<変形例2-5>
図24は、変形例2-5に係る全体図の一例である。
【0221】
STA100,300は、アクティブスキャンSTAである。STA200は、接続先STAである。STA200は、例えば、PCP/AP STAであるが、非PCP/AP STA、非PCP STA、或いは非APであってもよい。また、STA100,300は、例えば、無線端末装置である。STA200は、例えば、無線基地局装置である。
【0222】
図25は、変形例2-5に係る、STA100が他のSTA200のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0223】
図24および図25では、STA100とSTA200は近接した距離に存在し、また、他のSTA(STA300)がSTA200と近接した距離に存在する。
【0224】
図25に示されるステップS201~S203は、図16に示されるステップS201~S203と同様であり、説明を省略する。
【0225】
図25に示されるステップS204eにおいて、STA200は、擬似無指向性アンテナを用いてProbe応答フレーム2053を送信するか否かを決定する。一例において、STA200は、図14を参照して上述したものと同様にして、ステップS202において受信したProbe要求フレーム2001が他のSTA宛のユニキャストアドレスを含むか否かに基づいて、擬似無指向性アンテナを用いてProbe応答フレーム2053を送信するか否かを決定する。
【0226】
他の一例において、図16を参照して上述したものと同様にして、ステップS202において受信したProbe要求フレーム2001のQO TXフィールドの値に基づいて、擬似無指向性アンテナを用いてProbe応答フレーム2053を送信するか否かを決定する。他の一例において、図21を参照して上述したものと同様にして、ステップS202において受信したProbe要求フレーム2001のQuasi-omni indicatorに基づいて、擬似無指向性アンテナを用いてProbe応答フレーム2053を送信するか否かを決定する。
【0227】
ステップS204eにおいて、擬似無指向性アンテナを用いてProbe応答フレーム2053を送信すると決定した場合、ステップS205eにおいて、STA200は、Probe応答フレーム2053を送信する。ここで、Probe応答フレーム2053は、Quasi-omni TXフィールドを含む。STA200は、STA100とのビームフォーミングトレーニングが完了していない場合、Quasi-omni TXフィールドの値を1に設定してProbe応答フレーム2053を送信する。一方、STA200は、図25と異なり、STA100とのビームフォーミングトレーニングが完了している場合、Quasi-omni TXフィールドの値を0に設定してProbe応答フレーム2053を送信する。
【0228】
図26は、変形例2-5に係るProbe応答フレーム2053のフレームフォーマット2053aの一例を示す図である。
【0229】
図26に示されるフレームフォーマット2053aの各フィールドは、図17を参照して前述したフレームフォーマットにおいて、Frame Bodyの内容をProbe要求フレームからProbe応答フレームに変更した点を除いて、図17を参照して前述したフレームフォーマットの各フィールドと同様である。
【0230】
図27は、変形例2-5に係るProbe応答フレーム2053の他のフレームフォーマット2053bの一例を示す図である。
【0231】
図27に示されるフレームフォーマット2053bの各フィールドは、図18を参照して前述したフレームフォーマットにおいて、Frame Bodyの内容をProbe要求フレームからProbe応答フレームに変更した点を除いて、図18を参照して前述したフレームフォーマットの各フィールドと同様である。
【0232】
図28は、変形例2-5に係るProbe応答フレーム2053の他のフレームフォーマット2053cの一例を示す図である。
【0233】
図28に示されるフレームフォーマット2053cの各フィールドは、図19を参照して前述したフレームフォーマットにおいて、Frame Bodyの内容をProbe要求フレームからProbe応答フレームに変更した点を除いて、図19を参照して前述したフレームフォーマットの各フィールドと同様である。
【0234】
再度、図25を参照する。ステップS207において、STA100は、Probe応答フレーム2053を受信する。次いで、STA100は、図16に示されるステップS208~S209に示される手順と同様の手順に従って、STA200のディスカバリを完了する。Quasi-omni TXフィールドの値は、図16のステップS206~S209に示される手順に影響せず、したがって、図25のステップS206~S209に示される手順にも影響しないことに留意する。
【0235】
一方、ステップS205eにおいて、STA200が擬似無指向性アンテナを用いてProbe応答フレーム2053を送信した場合、ステップS207eにおいて、STA200に近接した距離に存在する他のSTA(STA300)も、Probe応答フレーム2053を受信する。Probe応答フレーム2053には、Quasi-omni TXフィールドが含まれる。
【0236】
ステップS210eにおいて、STA300は、受信したProbe応答フレーム2053のQuasi-omni TXフィールドの値をチェックする。チェックしたQuasi-omni TXフィールドの値が1である場合、STA300は、STA200が近接した距離に存在し、ビームフォーミングトレーニングを行わずに通信が可能と判断する。この場合、STA300は、ステップS211eにおいて、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、例えば、アソシエーション要求フレーム1005をSTA200へ送信し、初期接続を行ってもよい。ステップS212eにおいて、STA200がアソシエーション要求フレーム1005を受信する。なお、STA300は、アソシエーション要求フレーム1005を送信する前に、キャリアセンスとランダムバックオフを実行して、送信機会(Transmission Opportunity:TXOP、送信する権利)を獲得することに留意する。
【0237】
再度、図20を参照して、変形例2-5に係るSTA200の構成を説明する。
【0238】
MACフレーム生成回路112は、Probe応答フレームF2のデータと、Quasi-omni TXフィールドの値F3を結合し、Quasi-omni TXフィールドを含むProbe応答フレーム2053を生成する。
【0239】
シーケンサ回路106は、図7を参照して説明した機能を備え、さらに、Probe応答フレーム2053を送信する場合、Quasi-omni TXフィールドをMACフレームに含めるように、選択回路108を制御する。
【0240】
変形例2-5によれば、図25に示されるステップS205eにおいて、STA200は、Quasi-omni indicatorを含むProbe応答フレーム2053を送信する。したがって、Probe応答フレーム2053を受信するSTA100以外の他のSTA(例えば、STA300)も、擬似無指向性アンテナパターンを用いて通信することができるかどうか(近接した距離にSTA200とSTA300が存在するかどうか)を判断することができる。また、Probe応答フレーム2053を受信した、近接した距離に存在する他のSTA(例えば、STA300)は、BTIとA-BFTにおけるビームフォーミングを省略して、ビームフォーミングを完了する前にアクティブスキャンを完了することができる。
【0241】
また、STA300は、Probe応答フレーム2053を受信した場合、STA200が近接した距離に存在すると判定できるため、後続の擬似無指向性アンテナパターンを用いたフレームの送信が成功することを推定することができる。したがって、STA300は、擬似無指向性アンテナパターンを用いてSTA200との初期接続およびデータ通信を開始することができ、初期接続に要する時間を短縮することができる。
【0242】
なお、STA200は、Quasi-omni TXフィールドの代わりに、図21に示されるTX EIRPフィールドおよびQuasi-omni RX antenna gainフィールドをProbe応答フレーム2053に含めて送信してもよい。図21を参照して上述した変形例2-4と同様、TX EIRPフィールドおよびQuasi-omni RX antenna gainフィールドをQuasi-omni TXフィールドの代わりに近接か否かの判定に用いることができ、判定の精度を高めることができる。
【0243】
<実施の形態2-シナリオ2>
図29は、実施の形態2のシナリオ2に係る全体図の一例である。
【0244】
STA100は、アクティブスキャンSTAである。STA200,300は、接続先STAである。STA200,300は、例えば、PCP/AP STAであるが、非PCP/AP STA、非PCP STA、或いは非APであってもよい。また、STA100は、例えば、無線端末装置である。STA200,300は、例えば、無線基地局装置である。
【0245】
図30は、STA100が他のSTA200,300のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0246】
実施の形態2のシナリオ1において、STA100は、図16に示されるステップS203およびS206において、それぞれ、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を受信した。
【0247】
これに対して、実施の形態2において、STA100は、図16に示されるステップS203およびステップS206において、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003を受信しない場合(シナリオ2)を説明する。この場合、STA100は、現在使用している無線チャネルにおいては近接の位置に接続先のSTAがないと判断し、BTIおよびA-BFTにおけるビームフォーミングトレーニングを行ってもよい。
【0248】
STA100が、STA300とビームフォーミングトレーニングを行い、次いで、STA300のディスカバリを完了する手順について、以下に説明する。
【0249】
図30を参照する。ステップS200cにおいて、STA100は、BTIおよびA-BFTにおいてビームフォーミングトレーニングを行う。例えば、STA300からSSW-FBフレーム5003を受信した場合、STA100は、STA300とのビームフォーミングトレーニングを完了する。
【0250】
STA300とのビームフォーミングトレーニングを完了したSTA100は、ステップS201cにおいて、STA300を示すユニキャストアドレスにRAフィールドを設定し、Quasi-omni TXフィールドの値を0に設定し、ビームフォーミングの指向性アンテナパターンでProbe要求フレーム2041を送信する。
【0251】
ステップS202cにおいて、STA300は、Probe要求フレーム2041を受信した場合、A-BFTにおいて受信したSSW-FBフレーム5003に含まれる送信アンテナアレイ116のベストセクタの情報に基づき、送信アンテナアレイ116をベストセクタに設定する。
【0252】
ステップS203cにおいて、STA300は、ACKフレーム1002を送信する。次いで、ステップS205cにおいて、STA300は、Probe応答フレーム1003をSTA100宛てに送信する。
【0253】
ステップS206cにおいて、STA100は、ACKフレーム1002をSTA300から受信したか否かを判定する。ステップS207cにおいて、STA100は、ディスカバリ情報を含むProbe応答フレーム1003をSTA300から受信したか否かを判定する。
【0254】
STA100は、ステップS206cにおいてACKフレーム1002を受信したと判定し、ステップS207cにおいてProbe応答フレーム1003を受信したと判定した場合、A-BFTにおいて受信したSSW-FBフレーム5003に含まれる送信アンテナアレイ116のベストセクタの情報に基づき、送信アンテナアレイ116をベストセクタに設定する。次いで、ステップS208cにおいて、STA100は、ACKフレーム1004の送信を行う。ステップS209cにおいて、STA300は、ACKフレーム1004を受信する。これにより、STA100は、STA300のディスカバリを完了する。
【0255】
一方、BTIおよびA-BFTにおけるビームフォーミングを完了しないSTA(例えばSTA200)は、ステップS202dにおいてProbe要求フレーム1041を受信した場合、RAフィールドのアドレスがSTA200のユニキャストアドレスと異なるため、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003の送信を行わない。
【0256】
一例において、STA200は、近接通信を用いるアプリケーションを実行する場合、Quasi-omni TXフィールドの値が0に設定されたProbe要求フレーム2041を受信しても、Probe応答フレーム1003を送信しない。
【0257】
<実施の形態2-シナリオ3>
図31は、実施の形態2のシナリオ3に係る全体図の一例である。
【0258】
STA100は、アクティブスキャンSTAである。STA200,300,400は、接続先STAである。STA200,300,400は、例えば、PCP/AP STAであるが、非PCP/AP STA、非PCP STA、或いは非APであってもよい。また、STA100は、例えば、無線端末装置である。STA200,300,400は、例えば、無線基地局装置である。
【0259】
他のSTA(例えば、STA400)が、STA100とビームフォーミングトレーニングを完了しており、STA100に対してSTA300と同様の方向にある状況について説明する。この状況において、STA100が、STA300への送信におけるベストセクタを用いて送信したProbe要求フレーム2041を、STA400が受信できる場合がある。この場合、STA100は、Probe要求フレーム2041の宛先をブロードキャストアドレスに設定してもよい。
【0260】
図32は、STA100が他のSTA200,300,400のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0261】
ステップS200fにおいて、STA100は、BTIおよびA-BFTにおいてビームフォーミングトレーニングを行う。例えば、STA300がSTA100からSSW-FBフレーム5003aを受信した場合、STA100は、STA300とのビームフォーミングトレーニングを完了する。また、例えば、STA400がSTA100からSSW-FBフレーム5003bを受信した場合、STA100は、STA400とのビームフォーミングトレーニングを完了する。
【0262】
STA300およびSTA400とのビームフォーミングトレーニングを完了したSTA100は、ステップS201c~ステップS209cにおいて、図30を参照して上述したものと同様にして、STA100は、STA300のディスカバリを完了する。
【0263】
また、STA400は、STA100とビームフォーミングトレーニングを完了しているため、ステップS202fにおいて、Quasi-omni TXフィールドの値が0に設定されたProbe要求フレーム2041を受信できる。ステップS202c~ステップS209cと同様にしてステップS202f~ステップS209fの手順を実施することにより、STA100は、STA400のディスカバリを完了する。
【0264】
一方、BTIおよびA-BFTにおけるビームフォーミングを完了しないSTA(例えばSTA200)は、ステップS202dにおいてProbe要求フレーム2041を受信した場合、RAフィールドのアドレスがSTA200のユニキャストアドレスと異なるため、ACKフレーム1002およびProbe応答フレーム1003の送信を行わない。
【0265】
実施の形態2のシナリオ3によれば、STA100は、ブロードキャストアドレスを設定したProbe要求フレーム2041を送信する。これにより、複数の接続先のSTA(例えば、STA300およびSTA400)に対して、個別のチャネルおよびデバイスリソースを用いることなく、複数の接続先のSTAからプローブ応答を受信することができ、ディスカバリに要する時間を短縮することができる。さらに、STA200は、近接通信を用いるアプリケーションを実行する場合、Quasi-omni TXフィールドの値が0に設定されたProbe要求フレーム2041を受信しても、Probe応答フレーム1003を送信しないため、不要な干渉信号の発生を減らすことができる。
【0266】
<実施の形態3>
図33は、実施の形態3に係る全体図の一例である。
【0267】
STA100は、アクティブスキャンSTAである。STA200は、接続先STAである。STA200は、例えば、PCP/AP STAであるが、非PCP/AP STA、非PCP STA、或いは非APであってもよい。また、STA100は、例えば、無線端末装置である。STA200は、例えば、無線基地局装置である。
【0268】
実施の形態1においては、STA100は、ディスカバリを行うSTAである。これに対し、STA100は、初期接続を行うSTAである。STA200は、接続先STAである。STA200は、例えば、PCP/AP STAであるが、非PCP/AP STA、非PCP STA、或いは非APであってもよい。
【0269】
図34は、実施の形態3に係る、STA100が他のSTA200と初期接続を行う手順の一例を示す図である。
【0270】
STA100は、例えば、無線端末装置である。STA200は、例えば、無線基地局装置である。
【0271】
図34に示されるステップS301~S304は、図16に示されるProbe要求フレーム2001の代わりにアソシエーション要求フレーム3001を用いる点を除き、図16に示されるステップS201~S204と同様であるので、説明を省略する。
【0272】
ステップS305において、STA200は、STA100とのビームフォーミングトレーニングが完了していない場合、アソシエーション要求の検討結果を伝達するために、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、アソシエーション応答フレーム3002を送信する。
【0273】
ステップS306において、STA100は、STA200からACKフレーム1002を受信したか否かを判定し、ステップS307において、STA100は、アソシエーション応答フレーム3002をSTA200から受信したか否かを判定する。
【0274】
ステップS306において、ACKフレーム1002を受信したと判定し、ステップS307においてアソシエーション応答フレーム3002を受信したと判定した場合、STA100は、ステップS308において擬似無指向性アンテナパターンを用いて、ACKフレーム1004を送信することにより応答する。次いで、ステップS309において、STA200は、ACKフレーム1004を受信する。これにより、STA100およびSTA200は、アソシエーションを完了する。
【0275】
図35は、実施の形態3に係る、擬似無指向性送信パターンを示すQO TXフィールドを含むアソシエーション要求フレーム3001のフォーマットの一例を示す図である。
【0276】
図35に示されるフォーマットの各フィールドは、図17に示されるProbe要求フレーム2001のフォーマットの各フィールドと同様であるので、説明を省略する。
【0277】
図36は、実施の形態3に係る、擬似無指向性送信パターンを示すQO indicatorフィールドを含むアソシエーション要求フレーム3001のフォーマットの一例を示す図である。
【0278】
図36に示されるフォーマットの各フィールドは、図18に示されるProbe要求フレーム2001のフォーマットの各フィールドと同様であるので、説明を省略する。
【0279】
図37は、実施の形態3に係る、擬似無指向性送信パターンを示すアソシエーション要求フレーム3001のフォーマットの一例を示す図である。
【0280】
図37に示されるフォーマットの各フィールドは、図19に示されるProbe要求フレーム2001のフォーマットの各フィールドと同様であるので、説明を省略する。
【0281】
図38は、実施の形態3に係るSTA100,200の構成図の一例である。
【0282】
送信フレーム生成回路104cは、図38に示されるアソシエーション要求フレームF5およびアソシエーション応答フレームF6に加え、Quasi-omni TXフィールドの値F3を生成し、選択回路108へ出力する。
【0283】
MACフレーム生成回路112は、アソシエーション要求フレームF5のデータと、Quasi-omni TXフィールドの値F3を結合し、アソシエーション要求フレームF5を含むMACフレームデータを生成する。
【0284】
シーケンサ回路106は、擬似無指向性アンテナパターンを用いてアソシエーション要求フレーム2001を送信するか否かを決定する。擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信を行う場合、シーケンサ回路106は、スケジュール回路126が送信タイミングを決定するように設定し、選択回路108がアソシエーション要求フレーム2001のデータを選択するよう設定する。
【0285】
次いで、シーケンサ回路106は、MACフレーム生成回路112がアソシエーション要求フレームのMACフレームを生成するように設定し、スケジュール回路126が決定した送信タイミングに応じて、送信および変調回路114がアソシエーション要求フレーム2001を含むPHYパケットを送信するためのパラメータ(例えばMCS)を設定する。さらに、シーケンサ回路106は、送信アンテナアレイ116を擬似無指向性アンテナパターンに設定する。
【0286】
また、シーケンサ回路106は、受信したアソシエーション要求フレーム2001およびアソシエーション応答フレーム3002の処理を行う。例えば、STA100のシーケンサ回路106は、受信したフレームのRAフィールドがSTA100のユニキャストアドレスか否かを判定し、ACKを送信するか否かを決定する。
【0287】
図38に示されるその他の構成要素は、図7を参照して前述したものと同様であり、説明を省略する。
【0288】
実施の形態3によれば、アソシエーションが完了していないSTA100が、BTIおよびA-BFTのオーバーヘッドなしに、近接したSTA200に迅速に接続できる。アソシエーションは、例えば、キオスクダウンロードのような近距離通信アプリケーションのための候補リンクとして特定されてもよい。Quasi-omni indicatorによって、STA200は、擬似無指向性アンテナパターンを用いてアソシエーション応答フレーム3002を送信した場合に、STA100に届くかどうかを推定することができる。Quasi-omni indicatorは、近距離通信の迅速なリンクセットアップが必要であるか否かを指示することもできる。
【0289】
<変形例3-1>
実施の形態3についても、実施の形態2に対する変形例2-1と同様に、変形例3-1を考えることができる。
【0290】
図34に示されるステップS302において、STA200は、アソシエーション要求フレーム3001を受信するのに加え、アソシエーション要求フレーム3001の受信品質(例えば、RSSI、SINR)を測定してもよい。
【0291】
ステップS304において、STA200は、受信したアソシエーション要求フレーム3001のQuasi-omni TXフィールドの値をチェックするのに加え、アソシエーション要求フレーム3001の受信品質を示す値が予め定められた閾値を超えるか否かを判定してもよい。
【0292】
ステップS304においてチェックされたQuasi-omni TXフィールドの値が1であり、かつ、受信品質を示す値が閾値を超える場合、ステップS305において、STA200は、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、アソシエーション応答フレーム3002を送信する。一方、ステップS304においてチェックされたQuasi-omni TXフィールドの値が1であっても、受信品質を示す値が閾値を下回る場合、ステップS305において、STA200は、STA100が擬似無指向性アンテナパターンによる通信(近接通信)に適さないと判断し、アソシエーション応答フレーム3002の送信を中止してもよい。
【0293】
一方、図34とは異なり、ステップS304においてチェックされたQuasi-omni TXフィールドの値が0である場合、STA200は、STA100が近接通信をしないと判断し、受信品質に関係なく、ステップS305において、送信アンテナアレイ116をアソシエーション要求フレーム3001の送信元アドレスが示すSTA(例えば、STA100)への送信におけるベストセクタに設定して、アソシエーション応答フレーム3002を送信してもよい。
【0294】
その他のステップS301、S303、S306~S309は、実施の形態3と同様であり、説明を省略する。
【0295】
変形例3-1によれば、実施の形態3の効果と、変形例2-1の効果とを同時に得られる。
【0296】
<変形例3-1-1>
実施の形態3についても、実施の形態2に対する変形例2-1-1と同様に、変形例3-1-1を考えることができる。
【0297】
図34に示されるステップS303において、STA200は、ACKフレーム1002を含むPHYパケットのヘッダに、受信品質(RSSIまたはSINR)を示す値を含めて送信してもよい。さらに、STA200は、受信品質を示す値に基づいて、ステップS305においてアソシエーション応答フレーム3002を送るか否かを判断してもよい。
【0298】
変形例3-1-1によれば、実施の形態3の効果と、変形例2-1-1の効果とを得られる。
【0299】
<変形例3-2>
実施の形態3についても、実施の形態2に対する変形例2-2と同様に、変形例3-2を考えることができる。
【0300】
STA100は、図34とは異なり、ステップS301において、TRN-Rフィールドを付加したアソシエーション要求フレーム3001を擬似無指向性アンテナパターンにより送信してもよい。
【0301】
図34とは異なり、ステップS302において、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したアソシエーション要求フレーム3001を受信する。変形例2-2と同様に、STA200は、受信アンテナセクタ毎の受信品質を測定することにより、ビームフォーミングトレーニングを行い、STA100と通信するためのSTA200の受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定してもよい。STA200は、アンテナパターンレシプロシティを備える場合、決定された受信アンテナアレイ118のベストセクタに基づき、送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定してもよい。
【0302】
図34と異なり、ステップS303において、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したアソシエーション要求フレーム3001の受信において決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、ACKフレーム1002を送信してもよい。
【0303】
図34とことなり、ステップS305において、STA200は、TRN-Rフィールドを付加したアソシエーション要求フレーム3001の受信において決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、アソシエーション応答フレーム3002を送信してもよい。
【0304】
その他のステップS304およびS306~S309は、実施の形態3と同様であり、説明を省略する。
【0305】
変形例3-2によれば、実施の形態3の効果と、変形例2-2の効果とを同時に得られる。
【0306】
<変形例3-3>
実施の形態3についても、実施の形態2に対する変形例2-3と同様に、変形例3-3を考えることができる。
【0307】
図34と異なり、ステップS302において、STA200は、ビームフォーミングトレーニングを完了していないSTA(例えば、STA100)からアソシエーション要求フレーム3001を受信した場合、ステップS305においてTRN-Rフィールドを付加したアソシエーション応答フレーム3002を送信してもよい。
【0308】
図34と異なり、ステップS307において、STA100は、TRN-Rフィールドを付加したアソシエーション応答フレーム3002を受信した場合、TRN-Rサブフィールド毎に受信アンテナセクタを切り替えながら受信品質を測定し、受信ビームフォーミングトレーニングを行い、受信アンテナアレイ118のベストセクタを決定してもよい。
【0309】
また、STA100は、アンテナパターンレシプロシティを備える場合、TRN-Rサブフィールド毎の受信品質に基づき、後続の送信に使用される送信アンテナアレイ116のベストセクタを決定してもよい。
【0310】
図34と異なり、ステップS308において、STA100は、決定した送信アンテナアレイ116のベストセクタを用いて、ACKフレーム1004を送信してもよい。ステップS309において、STA200は、ACKフレーム1004を受信する。
【0311】
その他のステップS301、S303~S304、およびS306は、実施の形態3と同様であり、説明を省略する。
【0312】
変形例3-3によれば、実施の形態3の効果と、変形例2-3の効果とを同時に得られる。
【0313】
なお、図34と異なり、ステップS302において受信したアソシエーション要求フレーム3001のQuasi-omni TXフィールドの値が0である場合、ステップS305において、STA200は、アソシエーション応答フレーム3002にTRN-Rフィールドを付加せずに送信してもよい。
【0314】
<変形例3-4>
実施の形態3についても、実施の形態2に対する変形例2-4と同様に、変形例3-4を考えることができる。
【0315】
図34と異なり、ステップS301において、STA100は、アソシエーション要求フレーム3001に送信電力(EIRP:equivalent isotropically radiated power、等価等方放射電力)および擬似無指向性アンテナの受信アンテナゲインの情報を追加して送信してもよい。
【0316】
図39は、変形例3-4に係るアソシエーション要求フレーム3001のフォーマットの一例を示す図である。
【0317】
図21に示されるフォーマットがProbe要求フレーム2041のフォーマットであるのに対して、図39に示されるフォーマットがアソシエーション要求フレーム3001のフォーマットである点を除いて、図39図21と同様であり、説明を省略する。
【0318】
図40は、変形例3-4に係るQuasi-omni Controlエレメントを含むアソシエーション要求フレームの一例を示す図である。
【0319】
図40に示されるQuasi-omni Controlエレメントは、図22に示されるQuasi-omni Controlエレメントと同様であり、説明を省略する。
【0320】
図34に示されるステップS302において、STA200は、図39に示されるアソシエーション要求フレーム3001を受信した場合、例えば、変形例2-4と同様にして、上述の数式(1)によりSTA100とSTA200間の伝搬損失を算出してもよい。
【0321】
STA200は、算出した伝搬損失の値を用いて、変形例2-4と同様にして、上述の数式(2)が満たされる場合、フレームがSTA100に到達すると判定してもよい。
【0322】
STA200は、数式(2)が満たされる場合、アソシエーション応答フレーム3002がSTA100に到達すると判定し、ステップS305において、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、アソシエーション応答フレーム3002を送信する。この場合、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、アソシエーション応答フレーム3002を送信するか否かを、Quasi-omni TXフィールドを参照せずに判定するため、アソシエーション要求フレーム3001のQuasi-omni TXフィールドは、省略できる。
【0323】
その他のステップS304およびS306~S309は、実施の形態3と同様であり、説明を省略する。
【0324】
変形例3-4によれば、実施の形態3の効果と、変形例2-4の効果とを得られる。
【0325】
<変形例3-5>
実施の形態3についても、実施の形態2に対する変形例2-5と同様に、変形例3-5を考えることができる。
【0326】
図41は、変形例3-5に係る全体図の一例である。
【0327】
図41に示されるように、STA100とSTA200とは近接した距離に存在し、また、他のSTA(STA300)がSTA200と近接した距離に存在する。
【0328】
図42は、変形例3-5に係る、STA100が他のSTA200と初期接続を行う手順の一例を示す図である。
【0329】
図42に示されるステップS301~S303は、図34に示されるステップS301~S303と同様であり、説明を省略する。
【0330】
図42に示されるステップS304fにおいて、STA200は、擬似無指向性アンテナを用いてアソシエーション応答フレーム3002を送信するか否かを決定する。一例において、STA200は、ステップS302において受信したアソシエーション要求フレーム3001が他のSTA宛のユニキャストアドレスを含むか否かに基づいて、擬似無指向性アンテナを用いてアソシエーション応答フレーム3002を送信するか否かを決定する。
【0331】
他の一例において、ステップS302において受信したアソシエーション要求フレーム3001のQO TXフィールドの値に基づいて、擬似無指向性アンテナを用いてアソシエーション応答フレーム3002を送信するか否かを決定する。他の一例において、ステップS302において受信したアソシエーション要求フレーム3001のQuasi-omni indicatorに基づいて、擬似無指向性アンテナを用いてアソシエーション応答フレーム3002を送信するか否かを決定する。
【0332】
ステップS304fにおいて、擬似無指向性アンテナを用いてアソシエーション応答フレーム3002を送信すると決定した場合、ステップS305fにおいて、アソシエーション要求の検討結果を伝達するために、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、アソシエーション応答フレーム3002を送信する。
【0333】
ここで、アソシエーション応答フレーム3002は、Quasi-omni TXフィールドを含む。STA200は、STA100とのビームフォーミングトレーニングが完了していない場合、Quasi-omni TXフィールドの値を1に設定してアソシエーション応答フレーム3002を送信する。一方、STA200は、STA100とのビームフォーミングトレーニングが完了している場合、図42とは異なり、Quasi-omni TXフィールドの値を0に設定してアソシエーション応答フレーム3002を送信する。
【0334】
STA100は、図34に示されるステップS306~S309に示される手順と同様の手順に従って、STA100およびSTA200は、アソシエーションを完了する。
【0335】
一方、ステップS305fにおいて、STA200が擬似無指向性アンテナを用いてアソシエーション応答フレーム3002を送信した場合、ステップS307gにおいて、STA200に近接した位置にある他のSTA(STA300)も、アソシエーション応答フレーム3002を受信する。アソシエーション応答フレーム3002には、Quasi-omni TXフィールドが含まれる。
【0336】
ステップS310gにおいて、STA300は、受信したProbe応答フレーム2053のQuasi-omni TXフィールドの値をチェックする。チェックしたQuasi-omni TXフィールドの値が1である場合、STA300は、STA200が近接した位置にあり、ビームフォーミングトレーニングを行わずに通信が可能と判断する。この場合、STA300は、ステップS311gにおいて、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、例えば、Probe要求フレーム3003をSTA200へ送信してもよい。ステップS312gにおいて、STA300に近接した距離に存在するSTA200は、Probe要求フレーム3003を受信する。
【0337】
図43は、変形例3-5に係る、擬似無指向性送信パターンを示すQO TX フィールドを含むアソシエーション応答フレーム3002のフォーマットの一例を示す図である。
【0338】
図43に示されるフォーマットの各フィールドは、図26に示されるProbe応答フレーム2053aのフォーマットの各フィールドと同様であるので、説明を省略する。
【0339】
図44は、変形例3-5に係る、擬似無指向性送信パターンを示すQO TXフィールドを含むアソシエーション応答フレーム3002のフォーマットの他の一例を示す図である。
【0340】
図44に示されるフォーマットの各フィールドは、図27に示されるProbe応答フレーム2053bのフォーマットの各フィールドと同様であるので、説明を省略する。
【0341】
図45は、変形例3-5に係る、擬似無指向性送信パターンを示すアソシエーション応答フレーム3002のフォーマットの一例を示す図である。
【0342】
図45に示されるフォーマットの各フィールドは、図28に示されるProbe応答フレーム2053cのフォーマットの各フィールドと同様であるので、説明を省略する。
【0343】
変形例3-5によれば、実施の形態3の効果と、変形例2-5の効果とを得られる。
【0344】
<実施の形態4>
図46は、実施の形態4に係る全体図の一例である。
【0345】
STA100は、例えば、近接通信機器(例えば、データキオスク)である。STA200は、例えば、STA100に接続する端末である。
【0346】
図47は、実施の形態4に係る、STA100が他のSTA200のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0347】
ステップS400において、STA100は、擬似無指向性アンテナパターンを使用したディスカバリのために、近距離または高速初期接続をセットアップしようとする動作中のアプリケーションから、例えば、周期的にまたはユーザのトリガ動作に応じて、アプリケーション要求を受信する。
【0348】
アプリケーション要求の受信に応じて、STA100のアプリケーションCPUは、近距離、および、高速初期接続を行うようシーケンサ回路106へアプリケーション要求を発行する。例えば、STA100のアプリケーションCPUがタッチ アンド ゴーアプリケーション(例えば、自動改札機におけるデータ通信)を実行している場合、近距離、および、高速初期接続を行うようシーケンサ回路106へ周期的にアプリケーション要求を発行する。
【0349】
ステップS401において、STA100は、Probe要求フレーム1001または図示しないアソシエーション要求フレームを送信する。
【0350】
ステップS402において、STA200は、Probe要求フレーム1001または図示しないアソシエーション要求フレームを受信する。
【0351】
ステップS403において、STA200は、ACKフレーム1002を送信する。
【0352】
ステップS404において、STA200は、ステップS402において受信したフレームに基づき、Probe応答フレーム1003または図示しないアソシエーション応答フレームを、次に送信の方法:(1)擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信する、(2)ベストセクタで送信する、若しくは(3)送信しないから選択する。なお、送信の方法を選択しない場合、ステップS404は、省略してもよい。
【0353】
ステップS405において、ステップS404において選択した送信の方法で、Probe応答フレーム1003または図示しないアソシエーション応答フレームを送信する。
【0354】
ステップS406において、STA100は、ACKフレーム1002をSTA200から受信したか否かを判定する。ステップS407において、STA100は、Probe応答フレーム1003または図示しないアソシエーション応答フレームをSTA200から受信したか否かを判定する。
【0355】
ステップS406において、ACKフレーム1002を受信したと判定し、ステップS407においてProbe応答フレーム1003または図示しないアソシエーション応答フレームを受信したと判定した場合、STA100は、擬似無指向性アンテナパターンを使って通信できる距離(近接した距離)にSTA200が存在すると判断し、ステップS408において、STA200宛てにACKフレーム1004を送信する。次いで、ステップS409において、STA200は、ACKフレーム1004を受信する。これにより、STA100は、STA200のディスカバリを完了する、またはSTA200とのアソシエーションを完了する。
【0356】
一方、ステップS406において、STA100は、STA200からProbe応答フレーム1003またはアソシエーション応答フレームを受信していないと判定した場合、近接した距離に接続先のSTA(STA200および他の図示しないSTA)が存在しないと判断する。
【0357】
一例において、ステップS401~S409までの手順は、例えば、図5図9A図11図16、または図25に示された手順に従ったSTA200のディスカバリの手順である。他の一例において、ステップS401~S409までの手順は、例えば、図34または図42に示された手順に従ったSTA200とのアソシエーションの手順である。
【0358】
図48は、実施の形態4に係るSTA100,200の構成図の一例である。
【0359】
アプリケーションCPU102aは、例えば、データ転送ソフトウェア、Webブラウザ、決済ソフトウェア、チケットゲートといった、アプリケーションソフトウェアを実行する。アプリケーションCPU102aは、タップ アンド ゴーを利用するアプリケーションソフトウェアを実行してもよい。ここで、タップ アンド ゴーとは、一時的に(例えば、1秒未満から数秒間)機器(例えば、STA200)と端末(例えば、STA100)を接触および/または近接させて通信させることをいう。タップ アンド ゴーを利用するアプリケーションソフトウェアとして、例えば、鉄道自動改札機、アップロード/ダウンロードキオスク端末がある。
【0360】
アプリケーションCPU102aは、近接通信、および、高速初期接続の要求をシーケンサ回路106に対して行う。シーケンサ回路106は、アプリケーションCPU102aの要求に応じて、擬似無指向性アンテナパターンを用いてProbe要求フレームを送信するか否かを決定する。
【0361】
アプリケーションCPU102aは、例えば、タップ アンド ゴーを利用するアプリケーションを実行する場合、図5に示されるような、近接通信、および、高速初期接続を行うためのアクティブスキャンを、シーケンサ回路106に対して行ってもよい。また、アプリケーションCPU102aは、例えば、Webブラウザを実行する場合、図2に示されるような、ビームフォーミングを行う通信のためのアクティブスキャンを要求してもよい。
【0362】
図48に示されるその他の構成要素は、図20を参照して前述したものと同様であるので、説明を省略する。
【0363】
実施の形態4によれば、STA100は、短距離通信、高速通信等の特定のアプリケーションの要件に応じて、擬似無指向性アンテナパターンを用いてProbe要求フレーム1001を送信するか否かを決定する。したがって、アプリケーションに応じた適切なアクセスポイントに接続することができ、高速なアクティブスキャンおよび初期接続を実行することができる。
【0364】
<実施の形態5>
図49は、実施の形態5に係る全体図の一例である。
【0365】
STA100は、例えば、近接通信機器(キオスクなど)である。STA200は、例えば、STA100に接続する端末である。
【0366】
図50は、実施の形態5に係る、STA100が他のSTA200のディスカバリを行う手順の一例を示す図である。
【0367】
ステップS500において、STA100は、近接した物体を検出する。ステップS500において、近接した物体が検出されたことに応じて、STA100およびSTA200は、ステップS502~S509を実施する。ステップS502~S509は、それぞれ、図47を参照して上述したステップS402~S409と同様であり、説明を省略する。
【0368】
図51は、実施の形態5に係るSTA100の構成図の一例である。
【0369】
近接検出回路128は、接続先STAとの擬似無指向性通信が可能な状況を検出するために、STA100に近接した物体を検出する。近接検出回路128は、例えば、静電容量方式近接センサや磁気方式近接センサといった近接センサ、赤外線センサや超音波センサといった送信信号の反射を検出するセンサ、11ad規格とは異なる無線技術を用いた無線センサ、または接触センサである。11ad規格とは異なる無線技術は、例えば、NFC、RFID、Bluetooth(登録商標)、またはWi-Fiである。
【0370】
シーケンサ回路106は、近接検出回路128がSTA100に近接した物体を検出した場合、図50のステップS501~S509を開始する。
【0371】
図51に示されるその他の構成要素は、図20を参照して上述したものと同様であり、説明を省略する。
【0372】
実施の形態5によれば、STA100は、近接通信機器または端末である接続先STAの接近に応じてアクティブスキャンおよび初期接続を開始できるので、アクティブスキャンおよび初期接続に要する時間を短縮できる。また、人体が接近した場合であっても、擬似無指向性アンテナパターンを用いて、例えば、Probe要求フレーム1001の送信を行うので、EIRPを低下させるので、人体に放射する電界強度を低くすることができ、人体に対する放射の影響を低減できる。
【0373】
なお、実施の形態5において、近接検出回路128は、例えば、GPSやタイミング測定等の位置検出技術に基づいて、接続先STAが近接にあるか否かを判定してもよい。
【0374】
また、実施の形態5において、近接検出回路128は、例えば、DMG Beaconフレーム5001のQuasi-omni indicatorフレームを含むデータフレームの受信に基づいて、近接通信機器または端末の接近を検出する回路であってもよい。例えば、近接検出回路128は、当該データフレームを受信した場合、接続先STAが近接にあると判定してもよい。
【0375】
また、実施の形態5において、STA100は、(例えば、DMG Beaconフレーム5001の)受信信号強度の測定値により、接続先STAが近接にあるか否かを判定してもよい。
【0376】
以上、実施の形態について説明した。
【0377】
上記の実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
【0378】
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、または、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサーを利用してもよい。
【0379】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【0380】
本開示の無線端末装置の通信方法は、無線基地局装置とのビームフォーミングトレーニングが未完了である場合、疑似無指向性アンテナパターンを用いてProbe要求フレームを送信し、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを無線基地局装置から受信した場合、前記無線基地局装置を接続先として選択し、前記Probe応答フレームを前記無線基地局装置から受信しない場合、前記無線基地局装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施する。
【0381】
本開示の無線端末装置の通信方法において、前記疑似無指向性アンテナパターンを用いて前記Probe要求フレームを送信する場合、前記Probe要求フレームが前記疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されたことを示す値を前記Probe要求フレームに含め、前記ビームフォーミングトレーニングが完了済の場合、前記ビームフォーミングトレーニングによって決定された送信アンテナアレイのベストセクタを用いて、前記Probe要求フレームが前記疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されていないことを示す値を含めた前記Probe要求フレームを送信する。
【0382】
本開示の無線基地局装置の通信方法は、無線端末装置とのビームフォーミングトレーニングが未完了である場合、疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されたProbe要求フレームを無線端末装置から受信し、前記Probe要求フレームに基づいて、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを、擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信するか否かを決定し、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信すると決定した場合、前記Probe応答フレームを、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて前記無線端末装置に送信し、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信しないと決定した場合、前記Probe応答フレームを送信せず、前記無線端末装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施する。
【0383】
本開示の無線基地局装置の通信方法において、前記Probe要求フレームの受信品質を測定し、前記受信品質を示す値が予め定められた閾値を超える場合、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを、擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信すると決定する。
【0384】
本開示の無線基地局装置の通信方法において、前記Probe要求フレームが前記疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されたことを示す値を前記Probe要求フレームが含む場合、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信すると決定する。
【0385】
本開示の無線端末装置は、受信アンテナアレイと、シーケンサ回路と、送信アンテナアレイと、を備え、無線基地局装置とのビームフォーミングトレーニングが未完了である場合、前記シーケンサ回路は、前記送信アンテナアレイを疑似無指向性アンテナパターンに設定し、前記送信アンテナアレイは、Probe要求フレームを前記無線基地局装置に送信し、前記受信アンテナアレイが、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを無線基地局装置から受信した場合、前記シーケンサ回路は、前記無線基地局装置を接続先として選択し、前記受信アンテナアレイが、前記Probe応答フレームを前記無線基地局装置から受信しない場合、前記シーケンサ回路は、前記無線基地局装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施する。
【0386】
本開示の無線基地局装置は、受信アンテナアレイと、シーケンサ回路と、送信アンテナアレイと、を備え、無線端末装置とのビームフォーミングトレーニングが未完了である場合、前記受信アンテナアレイは、疑似無指向性アンテナパターンを用いて送信されたProbe要求フレームを前記無線端末装置から受信し、前記シーケンサ回路は、前記Probe要求フレームに基づいて、前記Probe要求フレームに対するProbe応答フレームを、擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信するか否かを決定し、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信すると決定した場合、前記シーケンサ回路は、前記送信アンテナアレイを疑似無指向性アンテナパターンに設定し、前記送信アンテナアレイは、前記Probe応答フレームを送信し、前記擬似無指向性アンテナパターンを用いて送信しないと決定した場合、前記送信アンテナアレイは、前記Probe応答フレームを送信せず、前記シーケンサ回路は、前記無線端末装置との前記ビームフォーミングトレーニングを実施する。
【産業上の利用可能性】
【0387】
本開示の一態様は、Wi-Fi規格、例えば、IEEE802.11adまたはIEEE802.11ay規格に準拠する通信システムに好適である。
【符号の説明】
【0388】
100 STA
102 ホスト
104 送信フレーム生成回路
106 シーケンサ回路
108 選択回路
112 MACフレーム生成回路
114 送信および変調回路
116 送信アンテナアレイ
118 受信アンテナアレイ
122 受信および復調回路
124 MACフレーム受信回路
126 スケジュール回路
128 近接検出回路
200 STA
300 STA
400 STA
1001 Probe要求フレーム
1002 ACKフレーム
1003 Probe応答フレーム
1004 ACKフレーム
1005 アソシエーション要求フレーム
1021 Probe要求フレーム
1033 Probe応答フレーム
1041 Probe要求フレーム
2001 Probe要求フレーム
2041 Probe要求フレーム
2053 Probe応答フレーム
3001 アソシエーション要求フレーム
3002 アソシエーション応答フレーム
3003 Probe要求フレーム
5001 DBcnフレーム
5002 SSWフレーム
5003,5003a,5003b SSW-FBフレーム
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9A
図9B
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27
図28
図29
図30
図31
図32
図33
図34
図35
図36
図37
図38
図39
図40
図41
図42
図43
図44
図45
図46
図47
図48
図49
図50
図51