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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-11
(45)【発行日】2023-07-20
(54)【発明の名称】第1無線局、通信方法および集積回路
(51)【国際特許分類】
   H04W 74/08 20090101AFI20230712BHJP
   H04W 84/12 20090101ALI20230712BHJP
【FI】
H04W74/08
H04W84/12
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2021173889
(22)【出願日】2021-10-25
(62)【分割の表示】P 2018516369の分割
【原出願日】2017-03-14
(65)【公開番号】P2022003842
(43)【公開日】2022-01-11
【審査請求日】2021-10-25
(31)【優先権主張番号】P 2016097177
(32)【優先日】2016-05-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】布目 知也
(72)【発明者】
【氏名】岩井 敬
(72)【発明者】
【氏名】浦部 嘉夫
【審査官】倉本 敦史
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2015/088160(WO,A1)
【文献】Yasuhiko Inoue,IEEE 802.11 TGax March 2016 Macau Meeting Minutes,IEEE 802.11-16/0415r1,2016年04月20日
【文献】Rossi Jun Luo, et. al.,OBSS NAV and PD Threshold Rule for Spatial Reuse,IEEE 802.11-15/1109r1,2015年09月13日
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04W 4/00-99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1通信セルに属する第1無線局であり、
第2通信セルに属するアクセスポイントから送信されたトリガフレームを受信し、
前記トリガフレームは前記第2通信セルに属する複数の端末からアップリンクマルチユーザ応答信号を要求し、前記アクセスポイントでの前記アップリンクマルチユーザ応答信号の所望の信号強度(Target RSSI: received signal strength indicator)を含む、受信部と、
前記アクセスポイントが前記第1無線局から送信される信号を受信する場合の前記アクセスポイントで測定されうる推定受信信号強度が前記Target RSSIに許容干渉量を加えた値を上回るか否かを判定し、前記第1通信セルに属する第2無線局へ信号送信を許容する一時的送信許可状態を設定する、制御部と、
前記複数の端末から前記アップリンクマルチユーザ応答信号が送信されている時に、また、前記第1無線局が前記設定された一時的送信許可状態である時に、前記信号を送信する、送信部と、を備える、
第1無線局。
【請求項2】
前記制御部は、前記第1無線局での前記トリガフレームの受信電力値に基づいて、前記一時的送信許可状態を設定する
請求項1に記載の第1無線局。
【請求項3】
第1通信セルに属する第1無線局の通信方法であり、
第2通信セルに属するアクセスポイントから送信されたトリガフレームを受信し、
前記トリガフレームは前記第2通信セルに属する複数の端末からアップリンクマルチユーザ応答信号を要求し、前記アクセスポイントでの前記アップリンクマルチユーザ応答信号の所望の信号強度(Target RSSI: received signal strength indicator)を含み、
前記アクセスポイントが前記第1無線局から送信される信号を受信する場合の前記アクセスポイントで測定されうる推定受信信号強度が前記Target RSSIに許容干渉量を加えた値を上回るか否かを判定し、前記第1通信セルに属する第2無線局へ信号送信を許容する一時的送信許可状態を設定し
前記複数の端末から前記アップリンクマルチユーザ応答信号が送信されている時に、また、前記第1無線局が前記設定された一時的送信許可状態である時に、前記信号を送信する、
通信方法。
【請求項4】
記第1無線局での前記トリガフレームの受信電力値に基づいて、前記一時的送信許可状態を設定する
請求項に記載の通信方法。
【請求項5】
第1通信セルに属する第1無線局用の集積回路であり、
第2通信セルに属するアクセスポイントから送信されたトリガフレームを受信し、
前記トリガフレームは前記第2通信セルに属する複数の端末からアップリンクマルチユーザ応答信号を要求し、前記アクセスポイントでの前記アップリンクマルチユーザ応答信号の所望の信号強度(Target RSSI: received signal strength indicator)を含む、処理と、
前記アクセスポイントが前記第1無線局から送信される信号を受信する場合の前記アクセスポイントで測定されうる推定受信信号強度が前記Target RSSIに許容干渉量を加えた値を上回るか否かを判定し、前記第1通信セルに属する第2無線局へ信号送信を許容する一時的送信許可状態を設定する、処理と、
前記複数の端末から前記アップリンクマルチユーザ応答信号が送信されている時に、また、前記第1無線局が前記設定された一時的送信許可状態である時に、前記信号を送信する、処理と、を制御する、
集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無線局間の干渉が発生する環境で好適な無線通信を行う無線局および通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
IEEE(the Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11タスクグループ(TG)axにおいて、IEEE802.11acの次期規格として、IEEE 802.11ax(以下、11ax)の技術仕様の策定が進められている。
【0003】
IEEE 802.11規格では、基本的な無線ネットワークを構成する無線局(ステーションまたはSTAとも呼ばれる)の集合として、BSS(Basic Service Set)が定義されている。BSSは、インフラストラクチャ・モードにおいては1台のアクセスポイントと複数の端末(アクセスポイント以外の無線局)によって構成され、アドホック・モードにおいては複数の端末によって構成される。アドホック・モードのBSSは、インフラストラクチャ・モードのBSSと区別してIBSS(Independent BSS)と呼ばれる。自端末(またはアクセスポイント)が属するBSS(intra-BSS)以外のBSSは、OBSS(Overlapping BSS)またはinter-BSSと呼ばれる。OBSSでは複数の通信セルが重複するため、OBSS間の通信では通信セル間で互いに干渉が生じ、通信品質が劣化してしまう。
【0004】
無線通信では、無線局間の距離や障害物等の影響により、無線局間で互いの無線信号が到達しない状態(キャリアセンスが機能しない電波環境)が生じうる。このような環境、すなわち隠れ端末が存在する環境に対する対策として、IEEE 802.11規格では、NAV(Network Allocation Vector:送信禁止期間)を用いた衝突防止の機能が用意されている。アクセスポイントおよび端末は、NAV設定用の無線フレームを所定のしきい値以上のレベルで受信すると、NAV設定用の無線フレームが自端末または自アクセスポイント宛のフレームである場合を除いて、デュレーション情報で設定されたNAV期間中、送信を禁止する。NAVを設定するか否かを判断するためのしきい値には、通常、最小受信感度の値が用いられる。
【0005】
また、11axでは、OBSSが使用中の無線リソースを再利用するSR(Spatial Reuse)の導入が合意されている(非特許文献1参照)。SRの目的は、OBSSへ与える干渉(以下、与干渉という)が小さい場合に、端末(あるいはアクセスポイント)による送信機会を増加させ、無線リソースの利用率を向上させることで、無線ネットワークにおける通信性能を向上させることである。SRを実現するための一方法は、特定の条件下において、OBSSからの無線フレームを受信した場合にNAVを設定するか否かを判断するためのしきい値(以下、OBSS_PD(Power Density)と称する)を、通常用いられる最小受信感度の値よりも大きな値とすることである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【文献】Robert Stacey, “Specification Framework for TGax”, IEEE 802.11-15/0132r15
【文献】Sigurd Schelstraete, “Multiple NAVs for Spatial Reuse”, IEEE 802.11-15/1348
【文献】Reza Hedayat, “TXOP Considerations for Spatial Reuse,” IEEE 802.11-15/1104
【発明の概要】
【0007】
しかしながら、OBSSへの与干渉レベルが所定のしきい値より大きい場合に、端末(あるいはアクセスポイント)が与干渉の大きさの推定を誤ってレギュラーNAVを解除してしまうと、OBSS中の端末(あるいはアクセスポイント)に対して、OBSS中の端末が受信信号を正しく復号できないレベルの干渉が生じ、無線ネットワークの通信性能が低下してしまうことがある。
【0008】
そこで、本開示の一態様は、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、通信性能を向上させた無線局および通信方法を提供する。
【0009】
本開示の一態様に係る第1無線局は、第1通信セルに属する第1無線局であり、第2通信セルに属するアクセスポイントから送信されたトリガフレームを受信し、前記トリガフレームは前記第2通信セルに属する複数の端末からアップリンクマルチユーザ応答信号を要求し、前記アクセスポイントでの前記アップリンクマルチユーザ応答信号の所望の信号強度(Target RSSI: received signal strength indicator)を含む、受信部と、前記Target RSSIに基づいて設定されるspatial reuse (SR) パラメータに基づいて前記第1通信セルに属する第2無線局へ信号を送信するかを決定する、制御部と、前記複数の端末から前記アップリンクマルチユーザ応答信号が送信されている時に、前記信号を送信する、送信部と、を備える。
【0010】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、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。
【0011】
本開示の一態様によれば、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】第1の実施の形態におけるアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図
図2】第1の実施の形態に係る端末の構成の一例を示すブロック図
図3】第1の実施の形態において、RTS/CTSフレーム送受信時の無線ネットワークの動作例を示すシーケンス図
図4】第1の実施の形態において、トリガフレーム送受信時の無線ネットワークの動作例を示すシーケンス図
図5】第2の実施の形態に係る無線ネットワークを構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図
図6】第2の実施の形態に係る端末の構成の一例を示すブロック図
図7】第3の実施の形態に係る無線ネットワークを構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図
図8】第3の実施の形態に係る端末の構成の一例を示すブロック図
図9】第3の実施の形態において、トリガフレーム送受信時の無線ネットワークの動作例を示すシーケンス図
図10】第4の実施の形態において、トリガフレーム送受信時の無線ネットワークの動作例を示すシーケンス図
図11】第5の実施の形態に係る無線ネットワークを構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図
図12】第5の実施の形態に係る端末の構成を示すブロック図
図13】第5の実施の形態において、トリガフレーム送受信時の無線ネットワークの動作例を示すシーケンス図
図14】第6の実施の形態に係る無線ネットワークを構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図
図15】第6の実施の形態に係る端末の構成の一例を示すブロック図
図16】第6の実施の形態において、RTS/CTSフレームの送受信時の無線ネットワークの動作例を示すシーケンス図
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明、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等は省略する場合がある。
【0014】
なお、以下の説明および参照される図面は、当業者が本開示を理解するために提供されるものであって、本開示の請求の範囲を限定するためのものではない。
【0015】
<本開示に至る経緯>
以下、本開示に至る経緯について簡単に説明する。
【0016】
11axでは、intra-BSSとOBSSのそれぞれにおいて、NAVを区別して管理することが合意されている(非特許文献2参照)。これにより、OBSSからのNAV解除要求(CF-End:Contention Free-End)によってintra-BSSのNAVが解除されたり、intra-BSSのCF-EndによってOBSSのNAVが解除されたりする事態が回避される。11axでは、SR処理を簡易化するため、端末(あるいはアクセスポイント)は、複数のOBSSが存在した場合、OBSS毎にNAVを区別せず、intra-BSS NAVとレギュラーNAV(OBSSのNAV、あるいはintra-BSSのOBSSかの区別が付かない場合のNAV)の2つのNAVを管理する。
【0017】
さらに、11axでは、SRの方法の1つとして、特定条件下においてCF-Endフレーム(NAV解除要求フレーム)を受信した場合以外でも、レギュラーNAVを解除することが提案されている(非特許文献3)。この方法では、トリガ信号と応答信号の組み合わせを利用することにより、OBSSの端末(あるいはアクセスポイント)への与干渉の大きさを推定し、レギュラーNAVの解除を行う。OBSSの与干渉の大きさを、例えば経験的に導出された所定のしきい値よりも小さく抑えられる場合には、この方法により、SRの効果がさらに向上する。
【0018】
下記の参考非特許文献1において、端末(あるいはアクセスポイント)が、以下の条件を満たした場合にレギュラーNAVを解除することが開示されている。第1の条件は、inter-BSS RTS(Request To Send)フレームを受信したとき、RSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)がOBSS_PD(対象がOBSSの場合に適用されるしきい値)より高いという条件である。第2の条件は、inter BSS CTS(Clear To Send)フレームを受信したとき、RSSIが所定のNAV解除用しきい値より低いという条件である。
[参考非特許文献1]Reza Hedayat, “Recipient-aware Spatial Reuse,” IEEE 802.11-16/0060
【0019】
また、下記の参考非特許文献2において、トリガフレームのRSSIがOBSS_PDより低い場合に、端末(あるいはアクセスポイント)が、トリガフレームに続けて送信されるUL MU PPDU(UpLink Multi-User Physical layer convergence Protocol Data Unit)の検出時にレギュラーNAVを解除することが開示されている。
[参考非特許文献2]Geonjung Ko, “Improving Spatial Reuse During OBSS UL MU Procedure”, IEEE 802.11-15/1338
【0020】
しかしながら、端末のRSSIの測定精度が低い場合や、端末同士の距離が近い場合等では、レギュラーNAVが誤って解除されてしまうことがある。これにより、OBSSの端末(あるいはアクセスポイント)に対して例えばOBSS_PD以上の干渉が生じ、所望の信号を正しく受信できなくなることがある。このような経緯から、不適切なレギュラーNAVの解除を防止することが要望されている。以下説明する本開示の実施の形態では、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させる無線局および通信方法について説明する。なお、以下の各実施の形態における端末あるいはアクセスポイントが、無線局に対応する。
【0021】
<第1の実施の形態>
図1は、第1の実施の形態に係る無線ネットワーク100を構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図である。無線ネットワーク100には、図1に示すように、アクセスポイントA、端末B、端末C、アクセスポイントDが存在する。アクセスポイントAおよび端末BがBSS1(OBSS)に属し、端末CおよびアクセスポイントDがBSS2(intra-BSS)に属している。
【0022】
[構成の説明]
図2は、第1の実施の形態に係る端末200の構成の一例を示すブロック図である。図2に例示する端末200は、図1に示す端末Cに対応する。なお、図1に示すアクセスポイントAおよびD、端末Bの構成も図1に示す端末200と同様の構成であってもよい。
【0023】
図2に示すように、端末200は、送受信アンテナ201、無線送受信部202、送信信号生成部203、受信信号復調・復号部204、RSSI測定部205、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、送信禁止状態設定部210、および端末情報設定部211を有する。また、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、送信禁止状態設定部210、および端末情報設定部211によってアクセス制御部212(MAC)が構成される。
【0024】
送受信アンテナ201は、少なくとも1つのアンテナであり、無線信号の送信、あるいは受信を行う。
【0025】
無線送受信部202は、送信時において、送信信号生成部203から入力された送信信号に対してD/A変換やキャリア周波数へのアップコンバート等の所定の無線送信処理を行い、送受信アンテナ201を介して送信信号を送信する。無線送受信部202は、受信時において、送受信アンテナ201を介して受信した無線信号のダウンコンバートや、A/D変換等の所定の無線受信処理を行い、受信した無線信号を受信信号復調・復号部204およびRSSI測定部205へ出力する。
【0026】
送信信号生成部203は、MACフレーム生成部209から入力されたMACフレームに対して符号化および変調を行い、受信側での周波数同期・タイミング同期に用いるパイロット信号、およびチャネル推定用信号等の制御信号(プリアンブルとも呼ばれる)を付加して無線フレーム(PPDUとも呼ばれる)を生成し、無線送受信部202へ出力する。
【0027】
受信信号復調・復号部204は、無線送受信部202から入力された無線受信処理後の無線信号に対して自己相関処理等を行って無線フレームを抽出し、無線フレームの復調および復号を行う。また、受信信号復調・復号部204は、無線送受信部202から入力された無線信号からプリアンブル情報(無線フレームの制御信号)とMACフレームとを抽出し、プリアンブル情報をBSS種別判定部206に、MACフレームを送信禁止状態設定部210に、それぞれ出力する。
【0028】
RSSI測定部205は、無線送受信部202から入力された無線受信処理後の無線信号に基づいてRSSIの測定を行い、測定結果を含むRSSI情報を送信禁止状態設定部210に対して出力する。
【0029】
BSS種別判定部206は、受信信号復調・復号部204から入力されたプリアンブル情報に含まれるBSSの識別子情報(以下、BSS colorと称する)を抽出し、受信した無線信号を送信した端末(またはアクセスポイント)が属するBSSの種別を判定する。BSS種別判定部206は、プリアンブル情報に含まれるBSS colorと、自端末200が所属するBSSのBSS colorとが同じ場合はintra-BSSと判定し、そうでない場合はOBSSと判定する。BSS種別判定部206は、判定結果をBSS種別情報(intra-BSSか否かの種別を示す情報)を送信禁止状態設定部210に対して出力する。
【0030】
送信制御部207は、送信禁止状態設定部210から入力された送信禁止状態情報(送信が禁止されている、すなわちNAVが設定されているか否かを示す情報)と、送信バッファ208から入力されたバッファ状態情報(送信データの有無を示す情報)とに基づいて、送信制御を行う。具体的には、送信制御部207は、NAVが設定されておらず、かつ送信バッファ208内に送信データがある場合、送信データ生成指示を送信データ生成部に出力する。
【0031】
送信バッファ208は、端末200が他の端末(あるいはアクセスポイント)に対して送信する送信データを格納する。また、送信バッファ208は、送信データの有無を示すバッファ状態情報を送信制御部207に対して出力する。
【0032】
MACフレーム生成部209は、送信制御部207から入力された送信データ生成指示に基づいて、送信バッファ208から入力された送信データに対してMACヘッダ付加等のMACフレーム生成処理を行う。MACフレーム生成部209は、生成したMACフレームを送信信号生成部203へ出力する。
【0033】
送信禁止状態設定部210は、RSSI測定部205から入力されたRSSI情報と、受信信号復調・復号部204から入力されたMACフレームと、端末情報設定部211から入力されたRSSI測定精度情報と、BSS種別判定部206から入力されたBSS種別情報と、に基づいて、NAVの設定を行う。
【0034】
具体的には、送信禁止状態設定部210は、RTS/CTSフレーム等のNAV設定を指示するMACフレームであった場合にはNAVの設定を行う。また、送信禁止状態設定部210は、設定されたNAV期間が満了した場合や、NAV解除を指示するCF-Endフレームを受信した場合にはNAVを解除する。
【0035】
なお、送信禁止状態設定部210は、NAVを設定する際に、intra-BSS NAVとレギュラーNAVの状態を区別しており、上記のNAV設定およびNAV解除はそれぞれのNAVに対して行われる。具体的には、送信禁止状態設定部210は、例えばintra-BSSのMACフレームを受信した場合には、intra-BSSの設定を行い、OBSSのMACフレームを受信した場合には、レギュラーNAVの設定を行う。
【0036】
ただし、送信禁止状態設定部210は、後述するNAV解除判定方法を用いてNAVを解除するか否かの判定を行い、当該判定においてNAVを解除する判定が行われた場合には、上記(設定されたNAV期間が満了した場合、あるいはCF-Endフレームを受信した場合)以外でもレギュラーNAVの解除を行う。送信禁止状態設定部210は、NAV設定あるいはNAV解除に関する送信禁止状態情報を、送信制御部207に対して出力する。
【0037】
端末情報設定部211は、自端末200のRSSI測定精度情報を送信禁止状態設定部210に出力する。11axでは、RSSI測定精度等の要求精度が異なる2種別の端末クラス(STA Classesとも呼ばれる)がサポートされており、RSSI測定精度情報は、自端末200の端末クラスに基づいて設定される情報である。
【0038】
このような構成により、第1の実施の形態では、RSSI測定精度を考慮してレギュラーNAVの解除判定のしきい値を設定することで、RSSI測定精度の低い端末がRSSIの測定誤差に基づいて不適切にNAVを解除し、OBSSへ大きな与干渉を与えてしまう事態を防止することができる。以下では、第1の実施の形態の無線ネットワーク100の具体的な動作例について説明する。
【0039】
[動作例]
図3は、第1の実施の形態において、RTS/CTSフレームの送受信時の無線ネットワーク100の動作例を示すシーケンス図である。図3に示すように、まず端末BがアクセスポイントAに対してCTS送信を要求するRTS(Request to Send:CTSのトリガ信号)フレームの送信処理を行う(ST101)。端末Cは端末BからのRTSフレーム受信処理を行う(ST102)。RTSフレーム受信処理は、RTSフレームのRSSI測定を含む。なお、RSSIの測定方法については、本開示では特に限定せず、既知のRSSI測定方法を利用すればよい。端末CはRTSに従い、レギュラーNAVを設定する(ST103)。
【0040】
次に、アクセスポイントAが端末BからのRTSフレームに応答して、応答信号であるCTS(Clear to Send)フレームを送信する(ST104)。端末CはアクセスポイントAからのCTSを受信すると、RSSIを測定する(ST105)。端末Cは、CTSフレームのRSSIに基づいて、レギュラーNAVの解除を行うか否かの判定を行う(ST106)。ST106におけるレギュラーNAVの解除判定方法の詳細については後述する。
【0041】
図3では、ST106においてレギュラーNAVを解除しないと判定された場合について例示している。この場合、端末Cは、CTSフレームに応じてレギュラーNAVを更新する(ST107)。次に、端末Bは、アクセスポイントAに対してデータの送信を行う(ST108)。このとき、端末CではレギュラーNAVが設定されているため、端末CはアクセスポイントDに対しての送信を行わない。
【0042】
一方、図4は、第1の実施の形態において、トリガフレーム送受信時の無線ネットワーク100の動作例を示すシーケンス図である。図4において、端末Cは予めレギュラーNAVを設定しているものとする。
【0043】
図4に示すように、まずアクセスポイントAが端末Bに対してトリガフレーム送信処理を行う(ST201)。端末CはアクセスポイントAからのトリガフレーム受信処理を行う(ST202)。トリガフレーム受信処理は、トリガフレームのRSSI測定を含む。端末Cは、トリガフレームのRSSI測定結果に基づいて、レギュラーNAVを解除するか否かの判定を行う(ST203)。ST203におけるレギュラーNAVの判定方法の詳細については後述する。
【0044】
図4では、ST203においてレギュラーNAVを解除しないと判定された場合について例示している。この場合、端末Cは、トリガフレームに応じてレギュラーNAVを更新する(ST204)。次に、端末BはアクセスポイントAに対してデータの送信を行う(ST205)。このとき、端末CではレギュラーNAVが設定されているため、端末CはアクセスポイントDに対しての送信を行わない。
【0045】
[NAV解除判定方法1]
以下では、図3に示すST106、あるいは図4に示すST203における、レギュラーNAVを解除するか否かの判定方法の詳細について説明する。
【0046】
以下説明するNAV解除判定方法1は、図3のST106における判定方法に対応している。NAV解除判定方法1において、端末Cは、自端末のRSSI測定精度情報、あるいは、端末クラス(STA Classes)に基づいて、NAV解除の判定に用いるしきい値の設定を行う。端末Cは、トリガ信号に対するしきい値(第1のしきい値)と、応答信号に対するしきい値(第2のしきい値)とを設定する。ここで、トリガ信号は例えばRTSフレーム、応答信号は例えばCTSフレームである。第1および第2のしきい値は、intra-BSSの信号に対するしきい値よりも高く設定される。
【0047】
11axでは、RSSI測定精度等の要求精度が異なる2種別の端末クラスがサポートされている。Class Aは高機能端末であり、RSSI測定精度は誤差±2dB以内が要求される。一方、Class Bは低機能端末であり、RSSI測定精度は誤差±5dB以内が要求される。すなわち、Class Bの端末では、Class Aの端末に対して最大3dBのRSSI測定誤差が許容されている。
【0048】
従って、Class Bの端末のRSSI測定誤差に起因する他端末への与干渉をClass Aと同等以内に収めるためには、Class Bの端末においてClass Aとは異なるしきい値を設定する必要がある。具体的には、Class Bの端末における第1のしきい値をClass Aにおける第1のしきい値に対して3dB高く設定し、Class B端末における第2のしきい値をClass Aにおける第2のしきい値に対して3dB低く設定すればよい。この3dBという値は、上記したClass Aの端末とClass Bの端末のそれぞれにおいて要求されるRSSI測定精度の差に基づく値である。また、第1のしきい値を、第2のしきい値以上に設定すればよい。
【0049】
そして、端末Cは、OBSSからのトリガ信号(RTSフレーム)を受信した場合(図3のST102)、RTSフレームのRSSIを測定し、第1のしきい値よりも高いか否かを判定する。さらに端末Cは、続けてOBSSから送信される応答信号(CTSフレーム)のRSSIを測定し、第2のしきい値よりも低いか否かを判定する。RTSフレームのRSSIが第1のしきい値より高く、かつCTSフレームのRSSIが第2のしきい値より低い場合、端末CはレギュラーNAVを解除する。なお、端末Cは、RTSフレームのRSSIが第1のしきい値よりも高いか否かの判定は行わず、CTSフレームのRSSIが第2のしきい値よりも低いか否かの判定結果のみに基づいてレギュラーNAVを解除するか否かの判定を行うようにしてもよい。
【0050】
このような判定方法により、端末CがClass Bの端末、すなわちRSSI測定精度が比較的低い端末である場合でも、測定精度を考慮して設定されたしきい値に基づいてレギュラーNAVの解除判定を行うことができる。このため、端末CがClass Bの端末、すなわちRSSI測定精度が比較的低い端末である場合でも、OBSSの端末(あるいはアクセスポイント)に与える干渉を小さくすることができる。従って、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。なお、Class A端末における第1あるいは第2のしきい値は、例えばOBSS_PDとすればよい。
【0051】
[NAV解除判定方法2]
以下説明するNAV解除判定方法2は、図4のST203における判定方法に対応している。NAV解除判定方法2において、端末Cは、自端末のRSSI測定精度情報、あるいは、端末クラスに基づいて、NAV解除の判定に用いるしきい値の設定を行う。端末Cは、トリガ信号に対するしきい値を設定する。ここで、トリガ信号は例えばトリガフレームである。このしきい値は、intra-BSSの信号に対するしきい値よりも高く設定される。
【0052】
NAV解除判定方法2では、トリガフレームのRSSIを用いて判定する点において判定方法1と異なっている。端末Cは、OBSSからトリガフレームを受信した場合、トリガフレームのRSSIがしきい値よりも低いか否かを判定する。トリガフレームのRSSIがしきい値よりも低い場合、端末CはレギュラーNAVを解除する。なお、しきい値の設定方法は、上記したNAV解除判定方法1における第2のしきい値の設定方法と同様(すなわち、OBSS_PDに対して3dB低く設定)にしてもよいし、異なる設定方法を採用してもよい。
【0053】
このような判定方法により、NAV解除判定方法1と同様に、端末CがRSSI測定精度が比較的低い端末である場合でも、測定精度を考慮して設定されたしきい値に基づいてレギュラーNAVの解除判定を行うことができる。このため、端末CがRSSI測定精度が比較的低い端末である場合でも、OBSSの端末(あるいはアクセスポイント)に与える干渉を小さくすることができる。従って、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。
【0054】
<第2の実施の形態>
以下、第2の実施の形態について説明する。図5は、第2の実施の形態に係る無線ネットワーク100’を構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図である。図5に示すように、無線ネットワーク100’においては、アクセスポイントAおよび端末BがBSS1(OBSS)に属し、端末CおよびアクセスポイントDがBSS2(intra-BSS)に属している点は図1に示す第1の実施の形態と同様であるが、端末Bと端末Cとの距離が第1の実施の形態と比較して近くなっている。
【0055】
このように端末Bと端末Cとの距離が比較的近い場合、端末Cから端末Bに対する送信信号のRSSIが、アクセスポイントAから端末Bに対する送信信号のRSSIと近い強度となり、端末Cの干渉によってアクセスポイントAから端末Bに対する送信信号の受信品質が低下することがある。このような場合、端末BにおいてアクセスポイントAからの受信に失敗する可能性が高くなってしまう。第2の実施の形態では、このような場合においても通信品質を低下させることなく好適に通信を行うことができる無線ネットワーク100’について説明する。
【0056】
[構成の説明]
図6は、第2の実施の形態に係る端末200’の構成の一例を示すブロック図である。図6に例示する端末200’は、図5に示す端末Cに対応する。なお、図5に示すアクセスポイントAおよびD、端末Bの構成も図6に示す端末200’と同様の構成であってもよい。
【0057】
図6に示すように、端末200’は、送受信アンテナ201、無線送受信部202、送信信号生成部203、受信信号復調・復号部204、RSSI測定部205、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、および送信禁止状態設定部210を有する。また、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、および送信禁止状態設定部210によってアクセス制御部212’(MAC)が構成される。すなわち、第2の実施の形態における端末200’は、端末情報設定部211を有しない点において図2に示す第1の実施の形態における端末200の構成と異なる。また、送信禁止状態設定部210の動作は第1の実施の形態と若干異なる。
【0058】
送信禁止状態設定部210は、RSSI測定部205から入力されたRSSI情報と、受信信号復調・復号部204から入力されたMACフレームと、BSS種別判定部206から入力されたBSS種別情報と、に基づいてNAV設定を行う。また、送信禁止状態設定部210は、設定されたNAV期間が満了した場合や、NAV解除を指示するCF-Endフレームを受信した場合にはNAVを解除する。
【0059】
なお、送信禁止状態設定部210は、NAVを設定する際に、intra-BSS NAVとレギュラーNAVの状態を区別しており、上記のNAV設定およびNAV解除はそれぞれのNAVに対して行われる。具体的には、送信禁止状態設定部210は、例えばintra-BSSのMACフレームを受信した場合には、intra-BSSの設定を行い、OBSSのMACフレームを受信した場合には、レギュラーNAVの設定を行う。
【0060】
ただし、送信禁止状態設定部210は、後述するNAV解除判定方法を用いてNAVを解除するか否かの判定を行い、当該判定においてNAVを解除する判定が行われた場合には、上記以外でもレギュラーNAVの解除を行う。送信禁止状態設定部210は、NAV設定あるいはNAV解除に関する送信禁止状態情報を、送信制御部207に対して出力する。
【0061】
[動作例]
第2の実施の形態における無線ネットワーク100’の動作例は、図3あるいは図4に示す動作例と同様であるため説明を省略する。ただし、図3のST106、あるいは図4のST203におけるNAV解除判定方法が第1の実施の形態において説明したNAV解除判定方法1および2と若干異なっている。以下では、第2の実施の形態におけるNAV解除判定方法について説明する。
【0062】
[NAV解除判定方法]
以下説明するNAV解除判定方法は、図3のST106における判定方法に対応している。第2の実施の形態におけるNAV解除判定方法では、端末Cは、トリガ信号の上限値に対するしきい値(第3のしきい値)と、トリガ信号の下限値に対するしきい値(第4のしきい値)と、応答信号に対するしきい値(第2のしきい値)とを設定する。ここで、トリガ信号は例えばRTSフレーム、応答信号は例えばCTSフレームである。第3、第4および第2のしきい値は、intra-BSSの信号に対するしきい値よりも高く設定される。
【0063】
端末Cは、OBSSからのトリガ信号(RTSフレーム)を受信した場合(図3のST102)、RTSフレームのRSSIを測定し、第3のしきい値よりも高いか否かを判定するとともに、第4のしきい値より低いか否かを判定する。すなわち、端末Cは、RTSフレームのRSSIが、第3のしきい値と第4のしきい値とによって規定される所定の範囲内にあるか否かを判定する。
【0064】
さらに端末Cは、続けてOBSSから送信される応答信号(CTSフレーム)のRSSIを測定し、第2のしきい値よりも低いか否かを判定する。RTSフレームのRSSIが所定の範囲内にあり、かつCTSフレームのRSSIが第2のしきい値より低い場合、端末CはレギュラーNAVを解除する。
【0065】
第3のしきい値は、例えばOBSS_PDとすればよい。また第4のしきい値は、第3のしきい値より大きい所定のしきい値とすればよい。例えば、第4のしきい値は、第3のしきい値に正のオフセット値を加算した値とする。これにより、第4のしきい値の通知に要するシグナリング量を削減できる。
【0066】
第2の実施の形態では、このように、OBSSからのトリガ信号のRSSIが所定の範囲(第3のしきい値より高く第4のしきい値より低い範囲)であって、かつ応答信号のRSSIが第2のしきい値より低い場合にのみ端末CにおいてNAVの解除が行われる。このため、アクセスポイントAと端末Cとの距離が近い場合等、端末Cの干渉により端末Bにおける受信品質の低下が見込まれる場合には、トリガ信号のRSSIが所定の範囲内ではない場合のNAV解除を防ぐことにより、無線ネットワーク100’における通信性能の劣化を低減することができる。従って、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。
【0067】
なお、上述した第2の実施の形態の動作例では、RTS/CTSフレームの送受信時における動作例について説明したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、トリガフレーム送受信時に対しても第2の実施の形態を適用することができる。
【0068】
<第3の実施の形態>
以下、第3の実施の形態について説明する。図7は、第3の実施の形態に係る無線ネットワーク100’’を構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図である。図7に示すように、BSS1(OBSS)に所属する端末Eが存在する点において、図1に示す第1の実施の形態の無線ネットワーク100と異なっている。
【0069】
このような構成において、アクセスポイントAが例えば端末Bおよび端末E等の複数の端末に対してMU-BA(Multi-User Block Ack)送信を要求するトリガフレームを送信することがある。Block Ackとは、IEEE 802.11eで規定され、受信した複数のデータに対する応答を1つのフレームで行うものである。また、MU-BAは、MU(Multi-User)多重により複数ユーザで多重してBlock Ack送信を行うものである。また、MU多重とは、複数端末を周波数多重および空間多重するものである。
【0070】
このような場合、トリガフレームを受信した端末Bおよび端末EからのMU-BA送信が、例えば端末Cの干渉によりアクセスポイントAに受信されない事態が生じうる。このような事態が生じると、アクセスポイントAは再度MU-BA送信を要求するトリガフレームを端末Bおよび端末Eに対して再送するので、通信量が増大し、無線ネットワーク100’’の通信性能が低下してしまうことがある。第3の実施の形態では、このような場合においても通信品質を低下させることなく好適に通信を行うことができる無線ネットワーク100’’について説明する。
【0071】
[構成の説明]
図8は、第3の実施の形態に係る端末200’’の構成の一例を示すブロック図である。図8に例示する端末200’’は、図7に示す端末Cに対応する。なお、図7に示すアクセスポイントAおよびD、端末BおよびEの構成も図8に示す端末200’’と同様の構成であってもよい。
【0072】
図8に示すように、端末200’’は、送受信アンテナ201、無線送受信部202、送信信号生成部203、受信信号復調・復号部204、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、送信禁止状態設定部210、およびトリガ情報解析部213を有する。また、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、送信禁止状態設定部210、およびトリガ情報解析部213によってアクセス制御部212’’(MAC)が構成される。すなわち、第3の実施の形態における端末200’’は、RSSI測定部および端末情報設定部211を有しておらず、トリガ情報解析部213を有する点において図2に示す第1の実施の形態における端末200の構成と異なる。また、送信禁止状態設定部210の動作が第1および第2の実施の形態と異なる。
【0073】
トリガ情報解析部213は、受信信号復調・復号部204から入力されたトリガフレームからトリガタイプに関するトリガタイプ情報を抽出し、送信禁止状態設定部210に出力する。
【0074】
送信禁止状態設定部210は、受信信号復調・復号部204から入力されたMACフレームと、BSS種別判定部206から入力されたBSS種別情報と、トリガ情報解析部213から入力されたトリガタイプと、に基づいてNAV設定を行う。また、送信禁止状態設定部210は、設定されたNAV期間が満了した場合や、NAV解除を指示するCF-Endフレームを受信した場合にはNAVを解除する。
【0075】
なお、送信禁止状態設定部210は、NAVを設定する際に、intra-BSS NAVとレギュラーNAVの状態を区別しており、上記のNAV設定およびNAV解除はそれぞれのNAVに対して行われる。具体的には、送信禁止状態設定部210は、例えばintra-BSSのMACフレームを受信した場合には、intra-BSSの設定を行い、OBSSのMACフレームを受信した場合には、レギュラーNAVの設定を行う。
【0076】
ただし、送信禁止状態設定部210は、後述するNAV解除判定方法を用いてNAVを解除するか否かの判定を行い、当該判定においてNAVを解除する判定が行われた場合には、上記以外でもレギュラーNAVの解除を行う。送信禁止状態設定部210は、NAV設定あるいはNAV解除に関する送信禁止状態情報を、送信制御部207に対して出力する。
【0077】
[動作例]
図9は、第3の実施の形態において、トリガフレーム送受信時の無線ネットワーク100’’の動作例を示すシーケンス図である。図9において、端末Cは予めレギュラーNAVを設定しているものとする。
【0078】
図9に示すように、まずアクセスポイントAが端末Bおよび端末Eに対してMU-BA送信を要求するトリガフレームを送信する(ST301)。
【0079】
端末CはアクセスポイントAからのトリガフレームを受信すると、トリガタイプを識別する(ST302)。端末Cは、ST302における識別結果に基づいて、レギュラーNAVを解除するか否かの判定を行う(ST303)。ST303におけるレギュラーNAVの判定方法の詳細については後述する。
【0080】
図9では、ST303においてレギュラーNAVを解除しないと判定された場合について例示している。この場合、端末Cは、レギュラーNAVを継続させ、送信禁止状態を維持する。
【0081】
次に、端末Bおよび端末EはアクセスポイントAに対してMU-BA送信を行う(ST304およびST305)。このとき、端末CではレギュラーNAVが設定されているため、端末CはアクセスポイントDに対しての送信を行わない。
【0082】
[NAV解除判定方法]
以下では、図9に示すST303における、レギュラーNAVを解除するか否かの判定方法の詳細について説明する。
【0083】
11axでは、UL MU PPDUにおいてMU-BAが送信される。上述したように、複数の端末からのMU-BAの受信時には、干渉によりアクセスポイントA側での受信が失敗すると、トリガフレームとMU-BAの再送により通信量が増大し、無線ネットワーク100’’の通信性能が低下する。このため、干渉が生じないようにすることが望ましい。また、MU-BAはPPDU長が短いため、レギュラーNAV解除の効果が小さい。
【0084】
従って、第3の実施の形態では、端末Cはトリガフレームを受信するとトリガタイプ情報を抽出してトリガタイプを判別し、トリガタイプがMU-BA送信を要求するMU-BAR(Multi-User Block Ack Request)であった場合には、レギュラーNAVを解除しない。
【0085】
第3の実施の形態では、このように、トリガタイプに基づいてレギュラーNAVを解除するか否かの判定を行い、トリガタイプがMU-BARであった場合にはレギュラーNAVを解除しない。これにより、MU-BAが優先的に送受信され、トリガフレームとMU-BAの再送による無線ネットワーク100’’の通信性能の低下を防止することができ、SRの効果を維持することができる。なお、端末Cは、受信したトリガフレームがMU-BAR以外のトリガタイプであると判定した場合、従来通りのNAV制御を行うことでSRの効果を維持することができる。従って、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。
【0086】
なお、第3の実施の形態においては、OBSSにアクセスポイントA、端末Bおよび端末Eが所属し、アクセスポイントAがMU-BARを含むトリガフレームを端末Bおよび端末Eに対して送信する場合について説明したが、本開示はこれには限定されない。例えばOBSSにより多くの端末が所属し、アクセスポイントAがこれらの端末に対してMU-BARを送信する場合でも第3の実施の形態を適用することが可能である。
【0087】
<第4の実施の形態>
以下、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態に係る無線ネットワーク100’’を構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係は、図7に例示した第3の実施の形態の無線ネットワーク100’’と同様である。
【0088】
図7に例示したような無線ネットワーク100’’において、アクセスポイントAとSRによる多重を行う端末の数(MU多重数)が多くなると、端末同士の位置関係やRSSI測定精度等の影響により、SRによる受信失敗の確率が高くなる。また、多重数が多いとノイズが増大し、端末Cによる干渉の影響が大きくなる。このため、第4の実施の形態では、多重数が多い場合においても通信品質を低下させることなく好適に通信を行うことができる無線ネットワーク100’’について説明する。
【0089】
[構成の説明]
第4の実施の形態における端末200’’の構成についても、図8に示す第3の実施の形態の端末200’’と同様である。ただし、送信禁止状態設定部210およびトリガ情報解析部213の動作が第3の実施の形態とは若干異なっている。
【0090】
トリガ情報解析部213は、受信信号復調・復号部204から入力されたトリガフレームに含まれるMU多重数に関する多重数情報を抽出し、送信禁止状態設定部210に出力する。
【0091】
送信禁止状態設定部210は、受信信号復調・復号部204から入力されたMACフレームと、BSS種別判定部206から入力されたBSS種別情報と、トリガ情報解析部213から入力された多重数情報と、に基づいてNAV設定を行う。また、送信禁止状態設定部210は、設定されたNAV期間が満了した場合や、NAV解除を指示するCF-Endフレームを受信した場合にはNAVを解除する。
【0092】
なお、送信禁止状態設定部210は、NAVを設定する際に、intra-BSS NAVとレギュラーNAVの状態を区別しており、上記のNAV設定およびNAV解除はそれぞれのNAVに対して行われる。具体的には、送信禁止状態設定部210は、例えばintra-BSSのMACフレームを受信した場合には、intra-BSSの設定を行い、OBSSのMACフレームを受信した場合には、レギュラーNAVの設定を行う。
【0093】
ただし、送信禁止状態設定部210は、後述するNAV解除判定方法を用いてNAVを解除するか否かの判定を行い、当該判定においてNAVを解除する判定が行われた場合には、上記以外でもレギュラーNAVの解除を行う。送信禁止状態設定部210は、NAV設定あるいはNAV解除に関する送信禁止状態情報を、送信制御部207に対して出力する。
【0094】
[動作例]
図10は、第4の実施の形態において、トリガフレーム送受信時の無線ネットワーク100’’の動作例を示すシーケンス図である。図10において、端末Cは予めレギュラーNAVを設定しているものとする。
【0095】
図10に示すように、まずアクセスポイントAが端末Bおよび端末E(より多くの端末がOBSS内に存在する場合はそれらに端末も含んでもよい)に対してデータ送信を要求するトリガフレームを送信する(ST401)。
【0096】
端末CはアクセスポイントAからのトリガフレームを受信すると、MU多重数に関する情報を抽出する(ST402)。MU多重数に関する情報は、例えばトリガフレームに含まれる。
【0097】
端末Cは、ST402にて抽出したMU多重数に関する情報に基づいて、レギュラーNAVを解除するか否かの判定を行う(ST403)。ST403におけるレギュラーNAVの判定方法の詳細については後述する。
【0098】
図10では、ST403においてレギュラーNAVを解除しないと判定された場合について例示している。この場合、端末Cは、レギュラーNAVを継続させ、送信禁止状態を維持する。
【0099】
次に、端末Bおよび端末EはアクセスポイントAに対してデータの送信を行う(ST404およびST405)。このとき、端末CではレギュラーNAVが設定されているため、端末CはアクセスポイントDに対しての送信を行わない。
【0100】
[NAV解除判定方法]
以下では、図10に示すST403における、レギュラーNAVを解除するか否かの判定方法の詳細について説明する。すなわち、端末Cは、トリガフレームによって通知されるMU多重数が所定のしきい値より高い場合、レギュラーNAVを解除しない。
【0101】
第4の実施の形態では、このように、MU多重数に応じてレギュラーNAVを解除するか否かの判定を行い、MU多重数が所定のしきい値より高い場合はレギュラーNAVを解除しない。これにより、データの再送による無線ネットワーク100’’の通信性能の低下を防止することができ、SRの効果を維持することができる。なお、端末Cは、MU多重数が所定のしきい値以下の場合、従来通りのNAV制御を行うことでSRの効果を維持することができる。従って、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。
【0102】
<第5の実施の形態>
以下、第5の実施の形態について説明する。図11は、第5の実施の形態に係る無線ネットワーク100’’’を構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図である。図11に示すように、無線ネットワーク100’’’においては、端末BからアクセスポイントAまでの距離と、端末CからアクセスポイントAまでの距離とがほぼ等しい、あるいは所定の差分以内に収まっている。
【0103】
このような場合、端末BからアクセスポイントAへの送信信号のRSSIと、端末CからアクセスポイントAへの送信信号のRSSIとが近くなる。これは、アクセスポイントAにおいて、端末Bからの送信信号(所望の信号)と端末Cからの送信信号(干渉信号)との強度がほぼ同じになるため、アクセスポイントAにおける受信品質が低下してしまうことがある。第5の実施の形態では、このような場合においても通信品質を低下させることなく好適に通信を行うことができる無線ネットワーク100’’’について説明する。
【0104】
[構成の説明]
図12は、第5の実施の形態に係る端末200’’’の構成を示すブロック図である。図12に例示する端末200’’’は、図11に示す端末Cに対応する。なお、図11に示すアクセスポイントAおよびD、端末Bの構成も図12に示す端末200’’’と同様の構成であってもよい。
【0105】
図12に示すように、端末200’’’は、送受信アンテナ201、無線送受信部202、送信信号生成部203、受信信号復調・復号部204、RSSI測定部205、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、送信禁止状態設定部210、およびトリガ情報解析部213を有する。また、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、送信禁止状態設定部210、およびトリガ情報解析部213によってアクセス制御部212’’’(MAC)が構成される。すなわち、第5の実施の形態における端末200’’’は、端末情報設定部211を有しておらず、トリガ情報解析部213を有する点において図2に示す第1の実施の形態における端末200の構成と異なる。また、送信禁止状態設定部210の動作は第1の実施の形態と若干異なる。
【0106】
トリガ情報解析部213は、受信信号復調・復号部204から入力されたトリガフレームに含まれるtarget RSSIおよびAP Tx powerを抽出し、送信禁止状態設定部210に出力する。
【0107】
送信禁止状態設定部210は、受信信号復調・復号部204から入力されたMACフレームと、BSS種別判定部206から入力されたBSS種別情報と、トリガ情報解析部213から入力されたtarget RSSIおよびAP Tx powerと、に基づいてNAV設定を行う。また、送信禁止状態設定部210は、設定されたNAV期間が満了した場合や、NAV解除を指示するCF-Endフレームを受信した場合にはNAVを解除する。
【0108】
なお、送信禁止状態設定部210は、NAVを設定する際に、intra-BSS NAVとレギュラーNAVの状態を区別しており、上記のNAV設定およびNAV解除はそれぞれのNAVに対して行われる。具体的には、送信禁止状態設定部210は、例えばintra-BSSのMACフレームを受信した場合には、intra-BSSの設定を行い、OBSSのMACフレームを受信した場合には、レギュラーNAVの設定を行う。
【0109】
ただし、送信禁止状態設定部210は、後述するNAV解除判定方法を用いてNAVを解除するか否かの判定を行い、当該判定においてNAVを解除する判定が行われた場合には、上記以外でもレギュラーNAVの解除を行う。送信禁止状態設定部210は、NAV設定あるいはNAV解除に関する送信禁止状態情報を、送信制御部207に対して出力する。
【0110】
[動作例]
図13は、第5の実施の形態において、トリガフレーム送受信時の無線ネットワーク100’’’の動作例を示すシーケンス図である。図13において、端末Cは予めレギュラーNAVを設定しているものとする。
【0111】
図13に示すように、まずアクセスポイントAが端末Bに対してトリガフレームを送信する(ST501)。端末CはアクセスポイントAからのトリガフレーム受信処理を行う(ST502)。トリガフレーム受信処理は、target RSSIおよびAP Tx powerの抽出と、RSSIの測定とを含む。端末Cは、トリガフレームのRSSIと、トリガフレームから抽出したAP Tx powerとに基づいて、端末Cがデータを送信した際にアクセスポイントAで測定されうるRSSIを推定する(ST503)。そして、端末Cは、ST503において推定したRSSIが、target RSSIに所定の許容干渉量を加えた値よりも高いか否かを判定し、判定結果に基づいて、レギュラーNAVを解除するか否かの判定を行う(ST504)。ST504におけるレギュラーNAVの判定方法の詳細については後述する。
【0112】
図13では、ST503においてレギュラーNAVを解除しないと判定された場合について例示している。この場合、端末Cは、レギュラーNAVを継続させ、送信禁止状態を維持する。
【0113】
次に、端末BはアクセスポイントAに対してデータの送信を行う(ST505)。このとき、端末CではレギュラーNAVが設定されているため、端末CはアクセスポイントDに対しての送信を行わない。
【0114】
[NAV解除判定方法]
以下では、図13に示すST504における、レギュラーNAVを解除するか否かの判定方法の詳細について説明する。
【0115】
端末Cは、上記したように、OBSSからのトリガフレームを受信すると、トリガフレームのRSSIと、トリガフレームから抽出したAP Tx powerとに基づいて、端末Cがデータを送信した際にOBSSのアクセスポイントAで測定されうるRSSIを推定する。これに基づいて、端末Cは、推定したRSSIが、target RSSIに所定の許容干渉量を加えた値よりも高いか否かを判定する。推定したRSSIが、target RSSIに所定の許容干渉量を加えた値よりも高い場合、端末CはレギュラーNAVを解除しない。なお、所定の許容干渉量とは、予め設定されたマージンである。
【0116】
第5の実施の形態では、このように、アクセスポイントAにおける端末Bからの送信信号(所望の信号)の強度(target RSSI)と、端末Cからの送信信号(干渉信号)の強度(推定したRSSI)とを比較し、推定したRSSIがtarget RSSIに所定の許容干渉量を加えた値よりも高い場合、端末CはレギュラーNAVを解除しない。これにより、無線ネットワーク100’’’における通信性能の劣化を低減することができる。従って、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。
【0117】
<第6の実施の形態>
以下、第3の実施の形態について説明する。図14は、第6の実施の形態に係る無線ネットワーク100’’’’を構成するアクセスポイントおよび端末の位置関係を例示した図である。図14に示すように、第6の実施の形態では、アクセスポイントA、端末B、端末C、アクセスポイントD、端末E、アクセスポイントFが存在する。また、アクセスポイントAと端末BとがBSS1(OBSS)に所属し、端末CとアクセスポイントDとがBSS2(intra-BSS)に所属し、端末EとアクセスポイントFとがBSS3(OBSS)に所属している。
【0118】
このように複数のOBSSが存在する場合、11axでは、端末Cは複数のOBSSのNAVを区別して管理しないので、1のOBSSのNAVを解除することで他のOBSSに比較的大きな干渉を与えてしまうことがある。第6の実施の形態では、このような場合においても通信品質を低下させることなく好適に通信を行うことができる無線ネットワーク100’’’’について説明する。
【0119】
[構成の説明]
図15は、第6の実施の形態に係る端末200’’’’の構成の一例を示すブロック図である。図15に例示する端末200’’’’は、図14に示す端末Cに対応する。なお、図14に示すアクセスポイントA、DおよびF、端末BおよびEの構成も図15に示す端末200’’’’と同様の構成であってもよい。
【0120】
図15に示すように、端末200’’’’は、送受信アンテナ201、無線送受信部202、送信信号生成部203、受信信号復調・復号部204、RSSI測定部205、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、送信禁止状態設定部210、およびターゲットBSS情報記憶部214を有する。また、BSS種別判定部206、送信制御部207、送信バッファ208、MACフレーム生成部209、送信禁止状態設定部210、およびターゲットBSS情報記憶部214によってアクセス制御部212’’’’(MAC)が構成される。
【0121】
送信禁止状態設定部210は、RSSI測定部205から入力されたRSSI情報と、受信信号復調・復号部204から入力されたMACフレームと、BSS種別判定部206から入力されたBSS種別情報と、ターゲットBSS情報記憶部214から入力されたターゲットBSS情報と、に基づいて、NAV設定を行う。ターゲットBSS情報の詳細については後述する。また、送信禁止状態設定部210は、設定されたNAV期間が満了した場合や、NAV解除を指示するCF-Endフレームを受信した場合にはNAVを解除する。
【0122】
なお、送信禁止状態設定部210は、NAVを設定する際に、intra-BSS NAVとレギュラーNAVの状態を区別しており、上記のNAV設定およびNAV解除はそれぞれのNAVに対して行われる。具体的には、送信禁止状態設定部210は、例えばintra-BSSのMACフレームを受信した場合には、intra-BSSの設定を行い、OBSSのMACフレームを受信した場合には、レギュラーNAVの設定を行う。
【0123】
ただし、送信禁止状態設定部210は、後述するNAV解除判定方法を用いてNAVを解除するか否かの判定を行い、当該判定においてNAVを解除する判定が行われた場合には、上記以外でもレギュラーNAVの解除を行う。送信禁止状態設定部210は、NAV設定あるいはNAV解除に関する送信禁止状態情報を、送信制御部207に対して出力する。
【0124】
また、送信禁止状態設定部210は、ターゲットBSS情報の更新が必要である場合には、新たなターゲットBSS情報を生成してターゲットBSS情報記憶部214に出力する。
【0125】
ターゲットBSS情報記憶部214は、ターゲットBSS情報を記憶する。ターゲットBSS情報記憶部214は、送信禁止状態設定部210から新たなターゲットBSS情報が入力されると、記憶しているターゲットBSS情報を新たなターゲットBSS情報で更新する。また、ターゲットBSS情報記憶部214は、必要に応じて、送信禁止状態設定部210に対して記憶したターゲットBSS情報を出力する。
【0126】
[動作例]
図16は、第6の実施の形態において、RTS/CTSフレームの送受信時の無線ネットワーク100’’’’の動作例を示すシーケンス図である。
【0127】
図16に示すように、まずアクセスポイントFが端末Eに対してRTSフレームを送信する(ST601)。端末CはアクセスポイントFからのRTSフレーム受信処理を行う(ST602)。RTSフレーム受信処理は、RTSフレームからのBSS colorの抽出と、RTSフレームのRSSI測定とを含む。端末CはRTSフレームに従い、レギュラーNAVを設定する(ST603)。
【0128】
端末Cは、レギュラーNAVを設定すると、ターゲットBSS情報を生成する(ST604)。ここで、ターゲットBSS情報とは、NAVが設定されたOBSSを示す情報である。すなわち、ST604において生成されるターゲットBSS情報はターゲットが図14に示すBSS3であることを示す情報である。なお、ターゲットBSS情報は、ターゲットBSSのBSS colorとRTSフレームのRSSIとを含む。
【0129】
次に、端末Eが、アクセスポイントFに対してRTSフレームの応答信号であるCTSフレームを送信する(ST605)。端末Cは端末EからのCTSフレーム受信処理を行う(ST606)。CTSフレーム受信処理は、CTSフレームからのBSS colorの抽出と、CTSフレームのRSSI測定とを含む。
【0130】
そして、端末Cは、ST604において記憶したRSSIと、ST606において受信したCTSフレームのRSSIとの比較を行い、CTSフレームのRSSIの方が高い場合には、ターゲットBSS情報を更新する(ST607)。ここでは、記憶しているRSSI(アクセスポイントFからのRSSI)よりも、現在のRSSI(端末EからのRSSI)の方が高く、端末CがターゲットBSS情報を更新するとする。なお、ST607において、端末Cは、ターゲットBSS情報に含まれるRSSIのみ更新し、BSS colorは更新しない。
【0131】
端末Cは、レギュラーNAVの解除を行うか否かの判定を行う(ST608)。ST608におけるレギュラーNAVの判定方法の詳細については後述する。
【0132】
図16では、ST608においてレギュラーNAVを解除しないと判定された場合について例示している。この場合、端末Cは、レギュラーNAVを継続させ、送信禁止状態を維持する。
【0133】
次に、アクセスポイントFが端末Eに対してデータの送信を行う(ST609)。このとき、端末CではレギュラーNAVが設定されているため、端末CはアクセスポイントDに対しての送信を行わない。
【0134】
次に、端末BがアクセスポイントAに対してRTSフレームを送信したとする(ST610)。端末Cは端末BからのRTSフレーム受信処理を行う(ST611)。RTSフレーム受信処理は、RTSフレームからのBSS colorの抽出と、RTSフレームのRSSI測定とを含む。
【0135】
端末Cは、レギュラーNAVの解除を行うか否かの判定を行う(ST612)。ST612におけるレギュラーNAVの判定方法の詳細については後述する。
【0136】
図16では、ST612においてレギュラーNAVを解除しないと判定された場合について例示している。この場合、端末Cは、レギュラーNAVを継続させ、送信禁止状態を維持する。ST612においてレギュラーNAVを解除しなかった場合、端末Cは、記憶しているRSSIと現在のRSSIとの比較を行い、現在のRSSIの方が高い場合には、ターゲットBSS情報を更新する(ST613)。ここでは、現在のRSSI(端末BからのRSSI)よりも記憶しているRSSI(端末EからのRSSI)の方が高く、端末CがターゲットBSS情報を更新しないとする。
【0137】
次に、アクセスポイントAが端末Bに対して、RTSフレームの応答信号であるCTSフレームを送信する(ST614)。端末CはアクセスポイントAからのCTSフレーム受信処理を行う(ST615)。CTSフレーム受信処理は、CTSフレームからのBSS colorの抽出と、CTSフレームのRSSI測定とを含む。
【0138】
端末Cは、レギュラーNAVの解除を行うか否かの判定を行う(ST616)。ST616におけるレギュラーNAVの判定方法の詳細については後述する。
【0139】
図16では、ST616においてレギュラーNAVを解除しないと判定された場合について例示している。この場合、端末Cは、レギュラーNAVを継続させ、送信禁止状態を維持する。ST616においてレギュラーNAVを解除しなかった場合、端末Cは、記憶しているRSSIと現在のRSSIとの比較を行い、現在のRSSIの方が高い場合には、ターゲットBSS情報を更新する(ST617)。ここでは、現在のRSSI(端末BからのRSSI)よりも記憶しているRSSI(端末EからのRSSI)の方が高く、端末CがターゲットBSS情報を更新しないとする。
【0140】
次に、端末BはアクセスポイントAに対してデータの送信を行う(ST618)。このとき、端末CではレギュラーNAVが設定されているため、端末CはアクセスポイントDに対しての送信を行わない。
【0141】
[NAV解除判定方法]
以下では、図16に示すST608、ST612、およびST616における、レギュラーNAVを解除するか否かの判定方法の詳細について説明する。
【0142】
端末Cは、上述したように、レギュラーNAVを設定した際(図16のST603)に、設定したBSSをターゲットBSSとしたターゲットBSS情報を記憶する。そして、レギュラーNAVを解除するか否かの判定を行う際(ST608、ST612、およびST616)には、ターゲットBSSから受信した信号に基づくレギュラーNAVの解除は行うが、それ以外のBSSから受信した信号に基づくレギュラーNAVの解除は行わない。
【0143】
そして、端末Cは、RTS/CTSフレームの受信等によりレギュラーNAVの更新があった場合、受信信号のRSSIがターゲットBSS情報として記憶しているRSSIよりも高い場合には、受信信号のBSS colorおよびRSSIを用いてターゲットBSS情報を更新する。ただし、NAV期間満了によるレギュラーNAVの解除はターゲットBSSに依らず実施すればよい。
【0144】
第6の実施の形態では、このように、ターゲットBSSから受信した信号に基づくレギュラーNAVの解除は行うが、それ以外のBSSから受信した信号に基づくレギュラーNAVの解除は行わない。このため、複数のOBSSが存在する場合でも、1のOBSSのNAVを解除することで他のOBSSに比較的大きな干渉を与えてしまう事態を回避することができる。従って、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。
【0145】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【0146】
上述した第1から第6の実施の形態において、端末CはCF-Endフレームを受信した場合にはNAVを解除していた。しかしながら、例えば複数のOBSSが存在する場合に、CF-EndフレームのRSSIを測定し、測定したRSSIを記憶したターゲットBSS情報のRSSIと比較し、CF-EndフレームのRSSIの方が高い場合にのみ端末CはレギュラーNAVを解除するようにしてもよい。このような構成により、不適切なレギュラーNAV解除を防止し、無線ネットワークの通信性能を向上させることができる。
【0147】
上記実施の形態のおける送信禁止状態の解除の方法はNAV解除に限るものではない。例えば、NAVを解除せず一時的に送信許可状態とする(送信許可状態とする時間を管理し、その時間が過ぎても元のNAVの期間が有効なら再度送信禁止状態に戻す)場合にも同様に適用が可能である。
【0148】
また、上記実施の形態において、送信禁止状態を解除する代わりに、送信電力を下げることにより与干渉を低減する動作としても良い。
【0149】
上記実施の形態において、送信禁止状態を解除できない場合、データ受信に対するACKを返せなくなる場合がある。その場合には、NAV解除後にACKを送信する動作としても良い。
【0150】
上記各実施の形態では、本開示をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
【0151】
また、上記各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。
【0152】
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)や、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。
【0153】
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。
【0154】
<本開示のまとめ>
本開示の無線局は、複数の無線局を有する無線ネットワークにおける無線局であって、干渉セルに属する第1の無線局から前記干渉セルに属する第2の無線局に対して送信されたトリガ信号を受信する受信部と、自局が属する通信セルに属する他の無線局に対する送信禁止期間を設定した後、前記受信部が前記トリガ信号を受信した場合に、前記トリガ信号の受信強度に基づいて、前記送信禁止期間を解除するか否かの判定を行う、送信禁止期間制御部と、を具備する。
【0155】
本開示の無線局において、前記無線局は、IEEE 802.11axに準拠した無線局である。
【0156】
本開示の無線局において、前記自局が属する通信セルは、intra-BSS(Basic Service Set)であり、前記干渉セルは、OBSS(Overlapping Basic Service Set)あるいはinter-BSSである。
【0157】
本開示の無線局において、前記送信禁止期間制御部は、自局の受信強度測定精度に基づいて設定したしきい値と、前記トリガ信号の受信強度と、に基づいて、前記送信禁止期間を解除するか否かの判定を行う。
【0158】
本開示の無線局において、前記送信禁止期間制御部は、IEEE 802.11axにて規定されている端末クラス(STA classes)に基づいて、前記しきい値を設定する。
【0159】
本開示の無線局において、前記送信禁止期間制御部は、前記トリガ信号に対する前記第2の無線局からの応答信号を受信した場合に、自局の受信強度測定精度に基づいて設定したしきい値と、前記トリガ信号の受信強度と、前記応答信号の受信強度と、に基づいて、前記送信禁止期間を解除するか否かの判定を行う。
【0160】
本開示の無線局において、前記送信禁止期間制御部は、前記トリガ信号の受信強度が、自局の受信強度測定精度に基づいて設定した所定の範囲内にある場合に、前記送信禁止期間を解除する。
【0161】
本開示の無線局において、前記送信禁止期間制御部は、前記トリガ信号の種別を判別し、前記干渉セルにおける複数の無線局に対して応答を要求するトリガ信号であった場合には、前記送信禁止期間を解除しない。
【0162】
本開示の無線局において、前記送信禁止期間制御部は、前記トリガ信号が前記干渉セルにおける複数の無線局に対して応答を要求するトリガ信号であった場合に、前記トリガ信号が応答を要求する無線局の数に関する情報を前記トリガ信号から抽出し、抽出した情報に基づいて前記送信禁止期間を解除するか否かの判定を行う。
【0163】
本開示の無線局において、前記送信禁止期間制御部は、前記トリガ信号から抽出した、前記第2の無線局から前記第1の無線局への応答信号の強度と、予め推定した、自局から前記第1の無線局に対して送信した信号の前記第1の無線局における推定受信強度と、を比較し、その差分が所定値より小さい場合には前記送信禁止期間を解除しない。
【0164】
本開示の無線局において、前記送信禁止期間制御部は、前記干渉セルに属する無線局のいずれかからのトリガ信号を契機として前記送信禁止期間を設定した場合に、前記送信禁止期間を設定する契機となったトリガ信号を送信した無線局が属する干渉セルの識別子と、前記送信禁止期間を設定する契機となったトリガ信号の受信強度と、を記憶し、新たに干渉セルからのトリガ信号を受信した場合に、新たに受信したトリガ信号の受信強度が記憶したトリガ信号の受信強度より高い場合に、前記送信禁止期間を解除する。
【0165】
本開示の通信方法は、複数の端末あるいはアクセスポイントである無線局を有する無線ネットワークにおける通信方法であって、前記複数の無線局のうちの1の無線局が、自局の属する通信セルに属する他の無線局に対する送信禁止期間を設定した後、自局の属しない干渉セルに属する第1の無線局から前記干渉セルに属する第2の無線局に対して送信されたトリガ信号を受信した場合に、前記1の無線局は、前記トリガ信号の受信強度に基づいて、前記送信禁止期間を解除するか否かの判定を行う。
【0166】
本開示の通信方法において、前記無線局は、IEEE 802.11axに準拠した無線局である。
【0167】
本開示の通信方法において、前記自局が属する通信セルは、intra-BSS(Basic Service Set)であり、前記干渉セルは、OBSS(Overlapping Basic Service Set)あるいはinter-BSSである。
【0168】
本開示の通信方法において、前記1の無線局は、自局の受信強度測定精度に基づいて設定したしきい値と、前記トリガ信号の受信強度と、に基づいて、前記送信禁止期間を解除するか否かの判定を行う。
【0169】
本開示の通信方法において、前記1の無線局は、IEEE 802.11axにて規定されている端末クラス(STA classes)に基づいて、前記しきい値を設定する。
【0170】
本開示の通信方法において、前記1の無線局は、前記トリガ信号に対する前記第2の無線局からの応答信号を受信した場合に、自局の受信強度測定精度に基づいて設定したしきい値と、前記トリガ信号の受信強度と、前記応答信号の受信強度と、に基づいて、前記送信禁止期間を解除するか否かの判定を行う。
【0171】
本開示の通信方法において、前記1の無線局は、前記トリガ信号の受信強度が、自局の受信強度測定精度に基づいて設定した所定の範囲内にある場合に、前記送信禁止期間を解除する。
【0172】
本開示の通信方法において、前記1の無線局は、前記トリガ信号の種別を判別し、前記干渉セルにおける複数の無線局に対して応答を要求するトリガ信号であった場合には、前記送信禁止期間を解除しない。
【0173】
本開示の通信方法において、前記1の無線局は、前記トリガ信号が前記干渉セルにおける複数の無線局に対して応答を要求するトリガ信号であった場合に、前記トリガ信号が応答を要求する無線局の数に関する情報を前記トリガ信号から抽出し、抽出した情報に基づいて前記送信禁止期間を解除するか否かの判定を行う。
【0174】
本開示の通信方法において、前記1の無線局は、前記トリガ信号から抽出した、前記第2の無線局から前記第1の無線局への応答信号の強度と、予め推定した、前記1の無線局から前記第1の無線局に対して送信した信号の前記第1の無線局における推定受信強度と、を比較し、その差分が所定値より小さい場合には前記送信禁止期間を解除しない。
【0175】
本開示の通信方法において、前記1の無線局は、前記干渉セルに属する無線局のいずれかからのトリガ信号を契機として前記送信禁止期間を設定した場合に、前記送信禁止期間を設定する契機となったトリガ信号を送信した無線局が属する干渉セルの識別子と、前記送信禁止期間を設定する契機となったトリガ信号の受信強度と、を記憶し、新たに干渉セルからのトリガ信号を受信した場合に、新たに受信したトリガ信号の受信強度が記憶したトリガ信号の受信強度より高い場合に、前記送信禁止期間を解除する。
【産業上の利用可能性】
【0176】
本開示は、無線局間の干渉が発生する環境で好適な無線通信を行う無線局に好適である。
【符号の説明】
【0177】
100、100’、100’’、100’’’、100’’’’ 無線ネットワーク
200、200’、200’’、200’’’、200’’’’ 端末
201 送受信アンテナ
202 無線送受信部
203 送信信号生成部
204 受信信号復調・復号部
205 RSSI測定部
206 BSS種別判定部
207 送信制御部
208 送信バッファ
209 MACフレーム生成部
210 送信禁止状態設定部
211 端末情報設定部
212、212’、212’’、212’’’、212’’’’ アクセス制御部
213 トリガ情報解析部
214 ターゲットBSS情報記憶部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
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図10
図11
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図16