WO2026013949A1 - アクセスポイント装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

他のアクセスポイントと連携してステーション装置と通信するアクセスポイント装置であって、キャリアセンスを行い、送信機会（TXOP）を獲得する制御部と、制御フレームを前記他のアクセスポイント装置に送信する送信部と、を備え、前記制御フレームは、前記獲得したTXOPを前記他のアクセスポイント装置と共有するために用いられ、前記TXOPの長さは、他のアクセスポイント装置と連携するか否かによって、獲得可能な前記TXOPの長さが変わる。

Description

アクセスポイント装置および通信方法

　本発明は、アクセスポイント装置および通信方法に関する。
　本願は、２０２４年７月８日に日本に出願された特願２０２４－１０９６５３号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.）は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信速度の高速化、周波数利用効率の向上、高信頼性通信、低遅延通信を実現するために無線ＬＡＮ標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１の仕様更新に継続して取り組んでいる。次世代無線LANにおいて、高度な要求条件を持つアプリケーションへの要求が高まっており、その実現のために、アクセスポイント (AP)間連携が注目されている。AP間連携では、AP間で連携することにより、送信機会 (transmission opportunity; TXOP)を共有して効率を高めること、隣接するアクセスポイントとの干渉を回避又は抑圧することなどが検討されている。AP間連携については非特許文献１に記載されている。

James Yee et al, "Multi AP Coordination and Residential Wi-Fi", 11-22-1512r0, Sep. 2022.

　しかしながら、無線LANは免許不要のアンライセンスバンドで動作するシステムであり、既存の通信機器への影響を考慮する必要がある。本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、既存の通信機器への影響を考慮しつつ、スループットや周波数利用効率を向上させるアクセスポイント装置および通信方法を提供することにある。

　上述した課題を解決するための本発明に係るアクセスポイント装置および通信方法は、次の通りである。

　すなわち、本発明の一態様に係るアクセスポイント装置は、他のアクセスポイント装置と連携してステーション装置と通信するアクセスポイント装置であって、キャリアセンスを行い、送信機会（TXOP）を獲得する制御部と、制御フレームを前記他のアクセスポイント装置に送信する送信部と、を備え、前記制御フレームは、前記獲得したTXOPを前記他のアクセスポイント装置と共有するために用いられ、前記TXOPの長さは、他のアクセスポイント装置と連携するか否かによって、獲得可能な前記TXOPの長さが変わる。

また、本発明の一態様に係るアクセスポイント装置において、連携するアクセスポイント装置の数に応じて獲得できるTXOP長は制限される。

また、本発明の一態様に係るアクセスポイント装置において、前記連携するアクセスポイント装置の数は、アクセスポイント装置間のネゴシエーションによって登録されたメンバー数である。

また、本発明の一態様に係るアクセスポイント装置において、アクセスカテゴリ毎に、連携可能なアクセスポイント装置の数は制限される。

また、本発明の一態様に係るアクセスポイント装置において、前記獲得した前記TXOPの長さによって、前記TXOPの中で共有可能なアクセスポイント数が定められる。

また、本発明の一態様に係る通信方法は、他のアクセスポイント装置と連携してステーション装置と通信するアクセスポイント装置における通信方法であって、キャリアセンスを行い、送信機会（TXOP）を獲得するステップと、制御フレームを前記他のアクセスポイント装置に送信するステップと、を備え、前記制御フレームは、前記獲得したTXOPを前記他のアクセスポイント装置と共有するために用いられ、前記TXOPの長さは、他のアクセスポイント装置と連携するか否かによって、獲得可能な前記TXOPの長さが変わる。

　本発明によれば、アクセスポイント間で連携する際に、獲得する時間リソースを制限するため、既存の通信機器への影響を抑えながら、スループットや周波数利用効率を向上させることができる。

無線ＬＡＮシステムに係るＭＡＣ層フレーム構成の一例を示す図である。 無線ＬＡＮシステムに係るＰＰＤＵ構成の一例を示す図である。 無線ＬＡＮシステムに係るサウンディング手順の一例を示す図である。 本発明の一態様に係る通信システムの一構成例を示す図である。 本発明の一態様に係るステーション装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の一態様に係るアクセスポイント装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の一態様に係るC-TDMAの手順の一例を示す図である。 本発明の一態様に係るアクセスカテゴリとTXOP limitの関係の一例を示す表である。 本発明の一態様に係るAP間連携の有無とTXOP limitの関係の一例を示す表である。 本発明の一態様に係る連携AP数とTXOP limitの関係の一例を示す表である。 本発明の一態様に係るアクセスカテゴリと最大連携AP数の関係の一例を示す表である。 本発明の一態様に係るAP間連携の有無とCWサイズの関係の一例を示す表である。 本発明の一態様に係るC-RTWTの手順の一例を示す図である。 本発明の一態様に係るAP間連携の有無とR-TWT SP limitの関係の一例を示す図である。 本発明の一態様に係る連携AP数とR-TWT SP limitの関係の一例を示す図である。

　本実施形態における無線通信システムは、アクセスポイント装置（ＡＰ、基地局装置とも呼称）及び複数のステーション装置（ＳＴＡ、端末装置とも呼称）を備える。また、アクセスポイント装置とステーション装置とで構成される通信システム及びネットワークを、基本サービスセット（ＢＳＳ：Basic Service Set、管理範囲）と呼ぶ。また、本実施形態に係るステーション装置は、アクセスポイント装置の機能を備えることができる。同様に、本実施形態に係るアクセスポイント装置は、ステーション装置の機能を備えることができる。そのため、以下では、単に通信装置もしくは無線通信装置と述べた場合、該通信装置または無線通信装置は、アクセスポイント装置とステーション装置の両方を表すことができる。

　ＢＳＳ内のアクセスポイント装置及びステーション装置は、それぞれＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）に基づいて、通信を行なうものとする。本実施形態においては、アクセスポイント装置が複数のステーション装置と通信を行なうインフラストラクチャモードを対象とするが、本実施形態の方法は、ステーション装置同士が通信を直接行なうアドホックモードでも実施可能である。アドホックモードでは、ある１台のステーション装置がアクセスポイント装置の代わりとなりＢＳＳを形成する。アドホックモードにおけるＢＳＳを、ＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）とも呼称する。以下では、アドホックモードにおいてＩＢＳＳを形成するステーション装置を、アクセスポイント装置とみなすこともできる。本実施形態の方法は、ステーション装置同士が通信を直接行なうＷｉ－Ｆｉ　Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）でも実施可能である。Ｗｉ－Ｆｉ　Ｄｉｒｅｃｔでは、１台のステーション装置がアクセスポイント装置の代わりとなってグループを形成する。当該ステーション装置はグループオーナーと呼ばれ、アクセスポイント装置とみなすこともできる。

　ＩＥＥＥ　８０２．１１システムでは、各装置は、共通のフレームフォーマットを持った複数のタイプのフレーム（通信フレーム）を送信することが可能である。フレームは、物理（ＰＨＹ：Physical）層、媒体アクセス制御（ＭＡＣ：Medium Access Control）層、論理リンク制御（ＬＬＣ：Logical Link Control）層、でそれぞれ定義されている。

　ＰＨＹ層のフレームは、物理プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ：PHY Protocol Data Unit、物理層フレーム）と呼ばれる。ＰＰＤＵは、物理層での信号処理のための情報などが含まれる物理層ヘッダ（ＰＨＹヘッダ）と、物理層で処理されるデータユニットである物理サービスデータユニット（ＰＳＤＵ：PHY Service Data Unit）などから構成される。ＰＳＤＵは、無線区間における再送単位となるＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ：MAC Protocol Data Unit、ＭＡＣ層フレーム）が複数集約された集約ＭＰＤＵ（Ａ－ＭＰＤＵ：Aggregated ＭＰＤＵ）を含んで構成されることが可能である。

　ＰＨＹヘッダには、信号の検出・同期などに用いられるショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ：Short Training Field）やデータ復調のためのチャネル情報の取得に用いられるロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ：Long Training Field）などの参照信号と、データ復調のための制御情報が含まれているシグナル（ＳＩＧ：Signal）などの制御信号が含まれる。また、ＳＴＦは、対応する規格に応じて、Ｌｅｇａｃｙ－ＳＴＦ（Ｌ－ＳＴＦ）や、Ｈｉｇｈ　Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ－ＳＴＦ（ＨＴ－ＳＴＦ）や、Ｖｅｒｙ　Ｈｉｇｈ　Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ－ＳＴＦ（ＶＨＴ－ＳＴＦ）や、Ｈｉｇｈ　Ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ－ＳＴＦ（ＨＥ－ＳＴＦ）や、Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ　Ｈｉｇｈ　Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ－ＳＴＦ（ＥＨＴ－ＳＴＦ）などに分類され、ＬＴＦやＳＩＧも同様にＬ－ＬＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＩＧ、ＶＨＴ－ＳＩＧ、ＨＥ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＩＧに分類される。ＶＨＴ－ＳＩＧは、さらに、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ１とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ２とＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。同様に、ＨＥ－ＳＩＧは、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ１～４と、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂに分類される。また、同一規格における技術更新を想定し、追加の制御情報が含まれているＵｎｉｖｅｒｓａｌ　ＳＩＧＮＡＬ（Ｕ－ＳＩＧ）フィールドが含まれることができる。

　さらに、ＰＨＹヘッダは当該フレームの送信元のＢＳＳを識別する情報（以下、ＢＳＳ識別情報とも呼称する）を含むことができる。ＢＳＳを識別する情報は、例えば、当該ＢＳＳのＳＳＩＤ（Service Set IDentifier）や当該ＢＳＳのアクセスポイント装置のＭＡＣアドレスであることができる。また、ＢＳＳを識別する情報は、ＳＳＩＤやＭＡＣアドレス以外の、ＢＳＳに固有な値（例えばＢＳＳ　Ｃｏｌｏｒなど）であることができる。ＢＳＳ　Ｃｏｌｏｒを示す情報は、ＨＥ－ＳＩＧ－ＡまたはＵ－ＳＩＧに含まれることが可能である。

　ＰＰＤＵは対応する規格に応じて変調される。例えば、ＩＥＥＥ　８０２．１１ｎ規格であれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号に変調される。

　ＭＰＤＵは、ＭＡＣ層での信号処理のための情報などが含まれるＭＡＣヘッダ（MAC header）、ＭＡＣ層で処理されるデータユニットであるＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ：MAC Service Data Unit）若しくはフレームボディ、並びにフレームに誤りがないかをどうかをチェックするフレーム検査部（ＦＣＳ：Frame Check Sequence）で構成されている（図１）。また、複数のＭＳＤＵは集約ＭＳＤＵ（Ａ－ＭＳＤＵ：Aggregated ＭＳＤＵ）として集約されることも可能である。

　ＭＡＣ層におけるフレームタイプは、装置間の接続状態などを管理するマネジメントフレーム、装置間の通信状態を管理するコントロールフレーム及び実際の送信データを含むデータフレームの３つに大きく分類され、それぞれはさらに複数種類のサブフレームタイプに分類される。コントロールフレームには、確認応答（ＡｃｋまたはＡＣＫ：Acknowledgement）フレーム、ブロック確認応答（ＢＡまたはＢｌｏｃｋＡｃｋ：Block Acknowledgement）フレーム、送信要求（ＲＴＳ：Request To Send）フレーム、送信可能（ＣＴＳ：Clear To Send）フレームなどが含まれる。ＢｌｏｃｋＡｃｋは、複数のＭＰＤＵに対する確認応答（受信完了通知）を実施可能である。マネジメントフレームには、ビーコン（Beacon）フレーム、プローブ要求（Probe request）フレーム、プローブ応答（Probe response）フレーム、認証（Authentication）フレーム、接続要求（Association request）フレーム、接続応答（Association response）フレームなどが含まれる。データフレームには、データ（Data）フレーム、ポーリング（CF-poll）フレームなどが含まれる。各装置は、ＭＡＣヘッダに含まれるフレームコントロールフィールドの内容を読み取ることで、受信したフレームのフレームタイプ及びサブフレームタイプを認識することができる。

　ビーコンフレームには、ビーコンが送信される周期（Beacon interval）やＳＳＩＤを示すフィールド（Field）が含まれる。アクセスポイント装置は、ビーコンフレームを周期的にＢＳＳ内に報知することが可能であり、ステーション装置は、ビーコンフレームを受信することで周辺のアクセスポイント装置を認識することが可能である。ステーション装置がアクセスポイント装置より報知されるビーコンフレームに基づいてアクセスポイント装置を認識することを、受動的スキャニング（Passive scanning）と呼ぶ。一方、ステーション装置がプローブ要求フレームをＢＳＳ内に報知することでアクセスポイント装置を探索することを、能動的スキャニング（Active scanning）と呼ぶ。アクセスポイント装置は該プローブ要求フレームへの応答としてプローブ応答フレームを送信することが可能であり、該プローブ応答フレームの内容は、ビーコンフレームの内容と同様である。

　ステーション装置は、アクセスポイント装置を認識したあとに、該アクセスポイント装置に対して接続処理を行なう。接続処理は、認証（Authentication）手続きと接続（Association）手続きに分類される。ステーション装置は、接続を希望するアクセスポイント装置に対して認証要求フレームを送信する。アクセスポイント装置は、認証要求フレームを受信すると、該ステーション装置に対する認証の可否などを示すステータスコードを含んだ認証応答フレームを該ステーション装置に送信する。該ステーション装置は、該認証応答フレームに含まれるステータスコードを読み取ることで、自装置が該アクセスポイント装置に認証要求を許可されたか否かを判断することができる。なお、アクセスポイント装置とステーション装置は、認証要求フレーム及び認証応答フレーム（両者を合わせて認証フレームとも呼称する）を複数回やり取りすることが可能である。

　ステーション装置は、認証手続きに続いて、アクセスポイント装置に対して接続手続きを行なうために接続要求フレームを送信する。アクセスポイント装置は、接続要求フレームを受信すると、該ステーション装置の接続を許可するか否かを判断し、その旨を通知するために接続応答フレームを送信する。接続応答フレームには、接続処理の可否を示すステータスコードに加えて、該ステーション装置を識別するためのアソシエーション識別番号（ＡＩＤ：Association IDentifier）が含まれている。アクセスポイント装置は、接続許可を出したステーション装置にそれぞれ異なるＡＩＤを設定することで、複数のステーション装置を管理することが可能となる。

　接続処理が行われたのち、アクセスポイント装置とステーション装置は実際のデータ伝送を行なう。ＩＥＥＥ　８０２．１１システムでは、メディアアクセス方式として、 Distributed Coordination Function（ＤＣＦ）及びPoint Coordination Function（ＰＣＦ）並びにこれらが拡張されたHybrid Coordination Function（ＨＣＦ）が定義されている。ＨＣＦには、具体的な実現手段として、拡張分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ：Enhanced Distributed Channel Access）とＨＣＦ制御チャネルアクセス（ＨＣＣＡ：HCF Controlled Channel Access）が定義されている。

　まず、ＤＣＦに基づいて、アクセスポイント装置がステーション装置に信号を送信する場合の動作の一例を説明する。ＤＣＦでは、アクセスポイント装置及びステーション装置は、通信に先立ち、自装置周辺の無線チャネルの使用状況を確認するキャリアセンス（ＣＳ：Carrier Sense）を行なう。例えば、フレームを送信しようとするアクセスポイント装置及びステーション装置は、送信に先立って実施するキャリアセンスの期間中に、該無線チャネルにおいて予め定められたクリアチャネル評価レベル（ＣＣＡレベル：Clear Channel Assessment level）よりも高い受信電力の信号を受信した場合、該無線チャネルでのフレームの送信を延期する。以下では、該無線チャネルにおいて、ＣＣＡレベル以上の受信電力の信号が検出される状態をビジー（Busy）状態、ＣＣＡレベル以上の受信電力の信号が検出されない状態をアイドル（Idle）状態と呼ぶ。このように、各装置が実際に受信した信号の電力レベルに基づいて行なうＣＳを物理キャリアセンス（物理ＣＳ）と呼ぶ。なおＣＣＡレベルをキャリアセンスレベル（ＣＳ level）若しくはＣＣＡ閾値（ＣＣＡＴ：ＣＣＡ Threshold）とも呼ぶ。なお、アクセスポイント装置及びステーション装置は、ＣＣＡレベル以上の受信電力の信号を検出した場合は、少なくともＰＨＹ層の信号を復調する動作に入る。

　アクセスポイント装置は、送信するフレームの種類に応じて設定されたフレーム間隔（ＩＦＳ：Inter Frame Space）の期間、キャリアセンスを行ない、無線チャネルがビジー状態かアイドル状態かを判断する。アクセスポイント装置がキャリアセンスする期間は、これからアクセスポイント装置が送信するフレームのフレームタイプ及びサブフレームタイプによって異なる。ＩＥＥＥ　８０２．１１システムでは、期間の異なる複数のＩＦＳが定義されており、最も高い優先度が与えられたフレームに用いられる短フレーム間隔（ＳＩＦＳ：Short ＩＦＳ）、優先度が比較的高いフレームに用いられるポーリング用フレーム間隔（ＰＩＦＳ：ＰＣＦ ＩＦＳ）、優先度の低いフレームに用いられる分散調停用フレーム間隔（ＤＩＦＳ：ＤＣＦ ＩＦＳ）などがある。ＤＣＦでデータフレームを送信する場合、アクセスポイント装置はＤＩＦＳを用いる。

　アクセスポイント装置は、ＤＩＦＳ期間待機したあとで、フレームの衝突を防ぐためのランダムバックオフ時間だけ更に待機する。ＩＥＥＥ　８０２．１１システムにおいては、コンテンションウィンドウ（ＣＷ：Contention Window）に基づくランダムバックオフ時間が用いられる。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ある送信局が送信したフレームは、他送信局からの干渉が無い状態で受信局に受信されることを前提としている。そのため、複数の送信局が同じタイミングでフレームを送信してしまうと、フレーム同士が衝突してしまい、受信局は正しく受信することができない可能性がある。そこで、各送信局が、送信開始前にランダムに設定される時間だけ待機することで、フレームの衝突が回避される。アクセスポイント装置は、キャリアセンスによって無線チャネルがアイドル状態であると判断すると、ＣＷに基づいて設定されたバックオフカウンタのカウントダウンを開始し、バックオフカウンタが０となって初めて送信権を獲得し、ステーション装置にフレームを送信できる。なお、バックオフカウンタのカウントダウン中にアクセスポイント装置がキャリアセンスによって無線チャネルをビジー状態と判断した場合は、バックオフカウンタのカウントダウンを停止する。そして、再び無線チャネルがアイドル状態となった場合、アクセスポイント装置は、先のＩＦＳと同じ期間の待機に続いて、先のバックオフカウンタのカウントダウンの残りのカウントダウンを再開する。

　受信局であるステーション装置は、フレームを受信し、該フレームのＰＨＹヘッダを読み取り、受信したフレームを復調する。そして、ステーション装置は、復調した信号のＭＡＣヘッダを読み取ることで、該フレームが自装置宛てのものか否かを認識することができる。なお、ステーション装置は、ＰＨＹヘッダに含まれる情報（例えばＶＨＴ-ＳＩＧ-Ａに含まれるグループ識別番号(ＧＩＤ：Group Identifier、Group ID)）に基づいて、該フレームの宛先を判断することも可能である。

　ステーション装置は、受信したフレームが自装置宛てのものと判断し、かつ誤りなくフレームを復調できた場合、当該フレームを正しく受信できたことを示すＡｃｋフレームを送信局であるアクセスポイント装置に送信しなければならない。Ａｃｋフレームは、ＳＩＦＳ期間の待機だけで（ランダムバックオフ時間は取らずに）送信される最も優先度の高いフレームの１つである。アクセスポイント装置は、ステーション装置から送信されるＡｃｋフレームの受信をもって、一連の通信を終了する。なお、ステーション装置がフレームを正しく受信できなかった場合、ステーション装置はＡｃｋフレームを送信しない。したがって、アクセスポイント装置は、フレーム送信後の一定期間（ＳＩＦＳ＋Ａｃｋフレーム長）の間に、受信局（ステーション装置）からのＡｃｋフレームを受信しなかった場合、通信は失敗したものと判断して通信を終了する。このように、ＩＥＥＥ　８０２．１１システムの１回の通信（バーストとも呼ぶ）の終了は、ビーコンフレームなどの報知信号の送信の場合や、送信データを分割するフラグメンテーションが用いられる場合などの特別な場合を除き、必ずＡｃｋフレームの受信の有無で判断されることになる。

　ステーション装置は、受信したフレームが自装置宛てのものではないと判断した場合、ＰＨＹヘッダなどに含まれている該フレームの長さ（Length）に基づいて、ネットワークアロケーションベクタ（ＮＡＶ：Network Allocation Vector）を設定する。ステーション装置は、ＮＡＶに設定された期間は送信を試行しない。つまり、ステーション装置は、物理ＣＳによって無線チャネルがビジー状態と判断した場合と同じ動作を、ＮＡＶに設定された期間行なうことになるため、ＮＡＶによる通信制御は仮想キャリアセンス（仮想ＣＳ）とも呼ばれる。ＮＡＶは、ＰＨＹヘッダに含まれる情報に基づいて設定される場合に加えて、隠れ端末問題を解消するために導入されるＲＴＳフレームやＣＴＳフレームによっても設定される。

　次に、ＰＣＦに基づいて、アクセスポイント装置がステーション装置に信号を送信する場合の動作の一例を説明する。各装置がキャリアセンスを行なって自律的に送信権を獲得するＤＣＦと異なり、ＰＣＦでは、ポイントコーディネータ（ＰＣ：Point Coordinator）と呼ばれる制御局が、ＢＳＳ内の各装置の送信権を制御する。一般にアクセスポイント装置がＰＣとなり、ＢＳＳ内のステーション装置の送信権を獲得することになる。

　ＰＣＦによる通信期間には、非競合期間（ＣＦＰ：Contention Free Period）と競合期間（ＣＰ：Contention Period）が含まれる。ＣＰの間は、前述してきたＤＣＦに基づいて通信が行われ、ＰＣが送信権を制御するのはＣＦＰの間となる。ＰＣであるアクセスポイント装置は、ＣＦＰの期間（ＣＦＰ Max duration）などの情報が含まれたビーコンフレームをＰＣＦの通信に先立ちＢＳＳ内に報知する。なお、ＰＣＦの送信開始時に報知されるビーコンフレームの送信にはＰＩＦＳが用いられ、ＣＷを待たずに送信される。該ビーコンフレームを受信したステーション装置は、該ビーコンフレームに含まれるＣＦＰ Max durationをＮＡＶに設定する。以降、ＮＡＶに設定した期間が経過する、またはＣＦＰの終了をＢＳＳ内に報知する信号（例えばＣＦ-endを含んだデータフレーム）が受信されるまでは、自装置向けの送信権獲得をシグナリングする信号（例えばＣＦ-pollを含んだデータフレーム）をＰＣから受信した場合のみ、ステーション装置は送信権を獲得可能である。なお、ＣＦＰの期間内では、同一ＢＳＳ内でのパケットの衝突は発生しないから、各ステーション装置はＤＣＦで用いられるランダムバックオフ時間を取らない。

　無線通信装置は、ＰＰＤＵを送信する機能と受信する機能のいずれか、または両方を備える。図２は、無線通信装置が送信するＰＰＤＵ構成の一例を示した図である。ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ及びＤａｔａフレーム（ＭＡＣフレーム、ペイロード、データ部、データ、情報ビットなど）を含んだ構成である。ＩＥＥＥ　８０２．１１ｎ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＩＧ、ＨＴ－ＳＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームを含んだ構成である。ＩＥＥＥ　８０２．１１ａｃ規格に対応するＰＰＤＵはＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ａ、ＶＨＴ－ＳＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＳＩＧ－Ｂ及びＤａｔａフレームの、一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ　８０２．１１ａｘ規格に対応するＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、Ｌ－ＳＩＧが時間的に繰り返されたＲＬ－ＳＩＧ、ＨＥ－ＳＩＧ－Ａ、ＨＥ－ＳＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂ及びＤａｔａフレームの、一部あるいは全てを含んだ構成である。ＩＥＥＥ　８０２．１１ｂｅ標準化で検討されているＰＰＤＵは、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、Ｌ－ＳＩＧ、ＲＬ－ＳＩＧ、Ｕ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＩＧ、ＥＨＴ－ＳＴＦ、ＨＥＴ－ＬＴＦ及びＤａｔａフレームの、一部あるいは全てを含んだ構成である。

　図２中の点線で囲まれているＬ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧはＩＥＥＥ　８０２．１１規格において共通に用いられる構成である（以下では、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ及びＬ－ＳＩＧをまとめてＬ－ヘッダとも呼称する）。例えばＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ　８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘ／ｂｅ規格に対応するＰＰＤＵ内のＬ－ヘッダを適切に受信することが可能である。ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、ＩＥＥＥ　８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘ／ｂｅ規格に対応するＰＰＤＵを、ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｇ規格に対応するＰＰＤＵとみなして受信することができる。

　ただし、ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｇ規格に対応する無線通信装置は、Ｌ－ヘッダの後に続くＩＥＥＥ　８０２．１１ｎ／ａｃ／ａｘ／ｂｅ規格に対応するＰＰＤＵを復調することはできないため、送信者アドレス（ＴＡ：Transmitter Address）、受信者アドレス（ＲＡ：Receiver Address）、Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドなどに関する情報を復調することができない。

　ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｇ規格に対応する無線通信装置が適切にＮＡＶを設定する（あるいは所定の期間、受信動作を行う）ための方法として、ＩＥＥＥ　８０２．１１は、Ｌ－ＳＩＧにＤｕｒａｔｉｏｎ情報を挿入する方法を規定している。Ｌ－ＳＩＧ内の伝送速度に関する情報（ＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ－ＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ－ＲＡＴＥ、Ｌ＿ＤＡＴＡＲＡＴＥ、Ｌ＿ＤＡＴＡＲＡＴＥ　ｆｉｅｌｄ）、伝送期間に関する情報（ＬＥＮＧＴＨ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ－ＬＥＮＧＴＨ　ｆｉｅｌｄ、Ｌ－ＬＥＮＧＴＨ）は、ＩＥＥＥ　８０２．１１ａ／ｇ規格に対応する無線通信装置が適切にＮＡＶを設定するために使用される。

　無線通信装置は、Ｌ－ＳＩＧを複数回送信する（Ｌ－ＳＩＧ　Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）ことができる。この場合、受信側の無線通信装置は、例えば複数回送信されるＬ－ＳＩＧを最大比合成（ＭＲＣ：Maximal Ratio Combining）を用いて受信することで、Ｌ－ＳＩＧの復調精度を向上させることができる。さらに無線通信装置は、ＭＲＣによりＬ－ＳＩＧを正しく受信完了した場合に、当該Ｌ－ＳＩＧを含むＰＰＤＵがＩＥＥＥ　８０２．１１ａｘまたはＩＥＥＥ　８０２．１１ｂｅ規格に対応するＰＰＤＵであると解釈することができる。

　無線通信装置は、ＰＰＤＵの受信動作中も、当該ＰＰＤＵ以外のＰＰＤＵの一部（例えば、ＩＥＥＥ　８０２．１１により規定されるプリアンブル、Ｌ－ＳＴＦ、Ｌ－ＬＴＦ、ＰＨＹヘッダなど）の受信動作を行うことができる（二重受信動作とも呼称する）。無線通信装置は、ＰＰＤＵの受信動作中に、当該ＰＰＤＵ以外のＰＰＤＵの一部を検出した場合に、宛先アドレス、送信元アドレス、ＰＰＤＵあるいはＤａｔａ期間に関する情報の一部または全部を更新することができる。

　Ａｃｋ及びＢＡは、応答（応答フレーム）とも呼称されることができる。また、プローブ応答や、認証応答、接続応答を応答と呼称することができる。

　図３は、ＩＥＥＥ　８０２．１１ａｘにおける、無線通信路のチャネル推定を目的としたサウンディングの手順の一例について示した図である。図３の一例では、まずアクセスポイント装置（ＡＰ）が、これから実施するサウンディングの対象とする（サウンディングフレームの受信者となる）ステーション装置（ＳＴＡ）を示す情報やフィードバック情報のタイプなどを指定するNull Data PPDU（ＮＤＰ） Announcementフレーム３００１を送信する。さらにアクセスポイント装置は、ＮＤＰ AnnouncementフレームからＳＩＦＳ期間後に、チャネル推定用のトレーニングフィールドを含むＮＤＰフレーム３００２を送信する。ステーション装置は、受信したＮＤＰフレーム３００２に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定結果をアクセスポイント装置へフィードバックするフレーム、例えばCompressed Beamforming/CQIフレーム３００３を、該ＮＤＰフレーム３００２からＳＩＦＳ期間後に送信する。
　［１．第１の実施形態］

　図４は、本実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。無線通信システム４００３－１は、無線通信装置４００１－１及び無線通信装置４００２－１～４００２－３を備えている。なお、無線通信装置４００１－１をアクセスポイント装置４００１－１とも呼称し、無線通信装置４００２－１～４００２－３をステーション装置４００２－１～３とも呼称する。また、無線通信装置４００２－１～４００２－３（ステーション装置４００２－１～４００２－３）を、無線通信装置４００１－１に接続されている装置として、無線通信装置４００２Ａ（ステーション装置４００２Ａ）とも呼称する。無線通信装置４００１－１と無線通信装置４００２Ａは無線接続されており、互いにＰＰＤＵの送受信を行うことができる状態にある。また、本実施形態に係る無線通信システムは、無線通信システム４００３－１の他に無線通信システム４００３－２を備えてもよい。無線通信システム４００３－２は、無線通信装置４００１－２及び無線通信装置４００２－４～４００２－６を備えている。なお、無線通信装置４００１－２をアクセスポイント装置４００１－２とも呼称し、無線通信装置４００２－４～４００２－６をステーション装置４００２－４～４００２－６とも呼称する。また、無線通信装置４００２－４～４００２－６（ステーション装置４００２－４～４００２－６）を、無線通信装置４００１－２に接続されている装置として、無線通信装置４００２Ｂ（ステーション装置４００２Ｂ）とも呼称する。さらに、無線通信装置４００１－１及び無線通信装置４００１－２（アクセスポイント装置４００１－１、４００１－６）について、個々を特定せず説明する場合は無線通信装置４００１（アクセスポイント装置４００１）とも呼称し、無線通信装置４００２－１～４００２－６（ステーション装置４００２－１～４００２－６）について、個々を特定せず説明する場合は無線通信装置４００２（ステーション装置４００２）とも呼称する。無線通信システム４００３－１と無線通信システム４００３－２は異なるＢＳＳを形成するが、これは、ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するサービスセットを表すＥＳＳ（Extended Service Set）が異なることを必ずしも意味していない。つまり、同じＥＳＳに属する無線通信装置は、上位層から同一のネットワークに属しているとみなされることができる。また、ＢＳＳはＤＳ（Distribution System）を介して結合されてＥＳＳを形成する。なお、無線通信システム４００３－１、４００３－２のそれぞれは、さらに複数の無線通信装置を備えることも可能である。

　図５は、ステーション装置４００２の構成の一例を示した図である。ステーション装置４００２は、無線制御部（無線制御ステップ）５００１、タイマー部（タイマーステップ）５００２、無線通信部（無線通信ステップ）５００３及びアンテナ部５００４を含んで構成される。さらに、無線通信部５００３は、物理層フレーム生成部（物理層フレーム生成ステップ）５００３ａ、無線送信部（無線送信ステップ）５００３ｂ、無線受信部（無線受信ステップ）５００３ｃ、受信電力測定部（受信電力測定ステップ）５００３ｄ、チャネル推定部（チャネル推定ステップ）５００３ｅ及び信号復調部（信号復調ステップ）５００３ｆを含んで構成される。

　無線制御部５００１は、自無線通信装置内で扱う情報（送信するフレームに関わる情報やＭＩＢ（Management Information Base）など）及び他無線通信装置から受信したフレームについて、物理層よりも上位の層、例えばＭＡＣ層やＬＬＣ層の情報処理を行うとともに、無線通信部５００３の制御を行う。

　タイマー部５００２は、１つまたは複数のタイマーを備え、サウンディングのプロセスに関するタイマーの管理を行う。タイマー部５００２の詳細については後述する。なお、図５の一例では、タイマー部５００２は無線制御部５００１に内包される構成で記載しているが、この構成に限定されるものではなく、無線制御部５００１の外側に設けられ、無線制御部５００１からの制御で動作するように構成されてもよい。

　物理層フレーム生成部５００３ａは、物理層フレーム（ＰＰＤＵ）を生成する機能を有する。物理層フレーム生成部５００３ａは、無線制御部５００１から送られてくるＭＡＣ層フレームに対して、誤り訂正符号化、変調、ビームフォーミング処理（プリコーディング処理）などを施す。ビームフォーミング処理は、無線制御部５００１から通知されるビームフォーミングマトリックス（ビームフォーミングフィルタ）を変調後の信号に乗算することで実現してよい。物理層フレーム生成部５００３ａは、生成した物理層フレームを無線送信部５００３ｂに出力する。

　無線送信部５００３ｂは、物理フレーム生成部５００３ａから入力された物理層フレームを無線周波数（Radio Frequency：ＲＦ）帯の信号に変換し、無線信号を生成する。無線送信部５００３ｂが行う処理には、デジタル－アナログ変換、フィルタリング、ベースバンド周波数から無線周波数への周波数変換などが含まれる。無線送信部５００３ｂは、生成した無線信号をアンテナ部５００４を通じて送信する。

　無線受信部５００３ｃは、アンテナ部５００４を通じて受信した無線信号を、ベースバンド信号に変換し、物理層信号（例えば、物理層フレーム）を生成する機能を有する。無線受信部５００３ｃが行う処理には、無線周波数からベースバンド周波数への周波数変換処理、フィルタリング、アナログ－デジタル変換などが含まれる。無線受信部５００３ｃでデジタル信号に変換された受信信号である物理層信号は、受信電力測定部５００３ｄ、チャネル推定部５００３ｅ及び信号復調部５００３ｆに入力される。

　受信電力測定部５００３ｄは、無線受信部５００３ｃから入力された受信信号の受信電力を測定する。受信電力測定部５００３ｄは、測定対象の周波数チャネルで受信された電波に関する受信電力、受信された物理層フレームのＬＴＦの受信電力などを測定することができる。受信電力測定部５００３ｄは、受信電力の測定結果を無線制御部５００１に通知することができる。

　チャネル推定部５００３ｅは、無線受信部５００３ｃで受信された物理層フレームに含まれるＬＴＦ（Ｌ－ＬＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦなど）の受信信号に基づいて、該物理層フレームが伝搬してきたチャネル状態の推定を行う。チャネル推定部５００３ｅは、チャネル推定結果を、信号復調部５００３ｆ及び無線制御部５００１に通知することができる。

　信号復調部５００３ｆは、無線受信部５００３ｃで受信された物理層フレームに対して、チャネル等化、復調、誤り訂正復号化などを施し、ＰＨＹヘッダやＭＡＣ層フレームなどの情報を取得する。チャネル等化の処理には、チャネル推定部５００３ｅにおけるチャネル推定結果などを用いることができる。信号復調部５００３ｆは、取得したＰＨＹヘッダ及びＭＡＣ層フレームを無線制御部５００１に出力する。

　無線制御部５００１は、受信電力測定部５００３ｄにおける受信電力測定結果や、信号復調部５００３ｆで取得した情報に基づいて、物理キャリアセンス及び仮想キャリアセンスを行い、無線チャネルの状態判断（アイドル状態かビジー状態かの判断を含む）を行うことができる。無線制御部５００１は、この無線チャネルの状態判断情報を無線通信部５００３に通知することができる。

　無線制御部５００１は、送信したい制御情報、データなどが存在する場合、前記の無線チャネルの状態判断情報を用いて、バックオフ手順を開始することができる。無線制御部５００１は、ＣＷに基づいてバックオフカウンタを生成し、そのバックオフカウンタのカウントダウン機能を有する。例えば、無線制御部５００１は、無線チャネルの状態判断情報がアイドル状態を示す場合に、バックオフカウンタのカウントダウンを実行し、無線チャネルの状態判断情報がビジー状態を示す場合に、バックオフカウンタのカウントダウンを停止することができる。さらに、無線制御部５００１は、無線チャネルの状態判断情報若しくはバックオフカウンタの値のいずれか一方、または両方を用いて送信判断を行う。例えば、無線制御部５００１は、無線チャネルの状態判断情報がアイドル状態を示し、かつバックオフカウンタの値が０のときに、送信判断情報を無線通信部５００３に通知することができる。また、無線制御部５００１は、無線リソースの状態判断情報がアイドル状態を示す場合に、送信判断情報を無線通信部５００３に通知することができる。

　図６は、アクセスポイント装置４００１の構成の一例を示した図である。アクセスポイント装置４００１は、無線制御部（無線制御ステップ）６００１、無線通信部（無線通信ステップ）５００３及びアンテナ部５００４を含んで構成される。さらに、無線通信部５００３は、物理層フレーム生成部（物理層フレーム生成ステップ）５００３ａ、無線送信部（無線送信ステップ）５００３ｂ、無線受信部（無線受信ステップ）５００３ｃ、受信電力測定部（受信電力測定ステップ）５００３ｄ、チャネル推定部（チャネル推定ステップ）５００３ｅ及び信号復調部（信号復調ステップ）５００３ｆを含んで構成される。図６のアクセスポイント装置４００１も、基本的には図５のステーション装置４００２と同様の構成となっている。そこで、以下においては、両者の異なる点を中心に説明し、同様の箇所については説明を省略する。また、図５のステーション装置と対応する箇所については同一の符号を付して説明する。

　無線制御部６００１は、自無線通信装置内で扱う情報（送信するフレームに関わる情報やＭＩＢ（Management Information Base）など）及び他無線通信装置から受信したフレームについて、物理層よりも上位の層、例えばＭＡＣ層やＬＬＣ層の情報処理を行うとともに、無線通信部５００３の制御を行う。

　物理層フレーム生成部５００３ａは、物理層フレーム（ＰＰＤＵ）を生成する機能を有する。物理層フレーム生成部５００３ａは、無線制御部６００１から送られてくるＭＡＣ層フレームに対して、誤り訂正符号化、変調、ビームフォーミング処理（プリコーディング処理）などを施す。ビームフォーミング処理は、無線制御部６００１から通知されるビームフォーミングマトリックス（ビームフォーミングフィルタ）を変調後の信号に乗算することで実現してよい。物理層フレーム生成部５００３ａは、生成した物理層フレームを無線送信部５００３ｂに出力する。

　受信電力測定部５００３ｄは、無線受信部５００３ｃから入力された受信信号の受信電力を測定する。受信電力測定部５００３ｄは、測定対象の周波数チャネルで受信された電波に関する受信電力、受信された物理層フレームのＬＴＦ（Ｌ－ＬＴＦ、ＨＴ－ＬＴＦ、ＶＨＴ－ＬＴＦ、ＨＥ－ＬＴＦなど）の受信電力などを測定することができる。受信電力測定部５００３ｄは、受信電力の測定結果を無線制御部６００１に通知することができる。

　チャネル推定部５００３ｅは、無線受信部５００３ｃで受信された物理層フレームに含まれるＬＴＦの受信信号に基づいて、該物理層フレームが伝搬してきたチャネル状態の推定を行う。チャネル推定部５００３ｅは、チャネル推定結果を、信号復調部５００３ｆ及び無線制御部６００１に通知することができる。

　信号復調部５００３ｆは、無線受信部５００３ｃで受信された物理層フレームに対して、チャネル等化、復調、誤り訂正復号化などを施し、ＰＨＹヘッダやＭＡＣ層フレームなどの情報を取得する。チャネル等化の処理には、チャネル推定部５００３ｅにおけるチャネル推定結果などを用いることができる。信号復調部５００３ｆは、取得したＰＨＹヘッダ及びＭＡＣ層フレームを無線制御部６００１に出力する。

　無線制御部６００１は、送信したい制御情報、データ、ビーコンなどが存在する場合、前記の無線チャネルの状態判断情報を用いて、バックオフ手順を開始することができる。無線制御部６００１は、ＣＷに基づいてバックオフカウンタを生成し、そのバックオフカウンタのカウントダウン機能を有する。例えば、無線制御部６００１は、無線チャネルの状態判断情報がアイドル状態を示す場合に、バックオフカウンタのカウントダウンを実行し、無線チャネルの状態判断情報がビジー状態を示す場合に、バックオフカウンタのカウントダウンを停止することができる。さらに、無線制御部６００１は、無線チャネルの状態判断情報若しくはバックオフカウンタの値のいずれか一方、または両方を用いて送信判断を行う。例えば、無線制御部６００１は、無線チャネルの状態判断情報がアイドル状態を示し、かつバックオフカウンタの値が０のときに、送信判断情報を無線通信部５００３に通知することができる。また、無線制御部６００１は、無線リソースの状態判断情報がアイドル状態を示す場合に、送信判断情報を無線通信部５００３に通知することができる。

　スループットや信頼性の向上のために、複数のアクセスポイント装置が連携（協調）して通信することができる。例えば、アクセスポイント間の連携（協調）方式はいくつかあるが、アクセスポイント間で時間リソースを連携して利用する方式として、協調時分割マルチアクセス (Coordinated Time Division Multiple Access; C-TDMA)や協調Ｒ－ＴＷＴ (Coordinated Restricted Target Wake Time; C-RTWT)がある。

　図７にC-TDMAの連携プロセスの一例を示す。BSS1でAP1とSTA1が通信し、BSS2でAP2とSTA2が通信すると想定する。AP1がキャリアセンスの結果、TXOPを獲得したとする。まず、AP1とSTA1がフレーム交換するが、残りのTXOPの一部又は全部をAP2と共有することができる。TXOPを共有するためには、TXOP共有(TXOP sharing; TXS)トリガーフレーム (trigger frame; TF)が用いられる。トリガーフレームは、制御フレームの１つであり、PPDU送信のためのリソースを割当てるために用いることができる。トリガーフレームを受信したAP/STAはその応答としてTB PPDU (trigger based PPDU)を送信する。TXS TFは、他のAP/STAとTXOPを共有するために用いられる。TXS TFはTXOPを共有する宛先、割当てられたTXOPの期間、TXOPを返却するか否かを示す情報の一部又は全部を含む。宛先がSTAの場合、TXS TFを受信したSTAは、応答としてnon-TB PPDUを送信する。Non-TB PPDUは、TXF TFを送信したAP、又は他のSTAに送信できる。宛先がAPの場合、TXS TFを受信したAPは接続しているSTAとフレーム交換が可能となる。図7の例では、AP1からAP2にTXF TFが送信されてAP1のTXOPはAP2と共有することができる。その後、AP2はSTA2とフレーム交換が可能となる。AP1から割当てられたTXOPの期間が終了した後、TXS TFに含まれるTXOPを返却するか否かを示す情報が返却することを示す場合、AP2はAP1にTXOPを返却することを示すTXOP returnを送信する。なお、図７の例ではAP1とAP2の2台のアクセスポイント装置でC-TDMAを行っていたが、本発明はこれに限らず、3台以上のアクセスポイント装置間でC-TDMAを行うことも可能である。

　上述のように、C-TDMAは複数のAP間がTXOPを共有して通信することができる。そのため、AP間で連携してTXOPを獲得することができるため、複数のAPの内、最も早くTXOPを獲得したAPとその他のAPがC-TDMAを行うことになる。C-TDMAを行うAPは、AP間（又はSTA間）で連携してTXOPを獲得しない既存（従来、レガシーとも呼ぶ）のAP/STAと比較して、TXOPが獲得しやすくなり、効率的に通信が可能となる。一方で、C-TDMAがTXOPを優先的に獲得できることは、既存のAP/STAに対して不公平になると考えられる。従って、既存のAP/STAとの公平性を考慮する必要がある。公平性の観点では、例えば、TXOP limitを考慮することができる。TXOP limitは1回のキャリアセンスで獲得可能なTXOP期間の最大値であり、TXOPの獲得優先度とTXOP limitは関係付けられる。図８にTXOP limitの例を示す。図８の例では、アクセスカテゴリ（AC）毎にTXOPの獲得優先度と獲得可能なTXOP期間の関係を示している。ACはQoSを示し、バックグランド (AC_BK)、ベストエフォート (AC_BE)、映像 (AC_VI)、音声 (AC_VO)の４つが示されている。CWminは最小のコンテンションウィンドウサイズ、CWmaxは最大のコンテンションウィンドウサイズである。また、aCWmin、aCWmaxは設定される値であり、例えばaCWminは15、aCWmaxは1023である。また、AIFSN (arbitration interframe space number)はAIFS (arbitrary inter frame space)を計算するために用いられる。AIFSはフレーム間隔であり、AIFSが小さいほど優先度が高くなる。

　図９はC-TDMA (AP間連携)の場合に獲得できるTXOP limitの例を示している。C-TDMAでは、AP間で連携することによりTXOPを獲得しやすくなるため、AP間連携なしと比べてAP間連携ありの方が、TXOP limitが小さく設定される。図１０は、連携するAP数によってTXOP limitを設定する例である。連携するAP数が増えるにつれて、TXOP limitが短く設定される。連携AP数が1の場合 (AP間連携なし)のTXOP limitをaTXOPと設定し、連携するAP数が増えるにつれて、TXOP limitは短く設定される。なお、aTXOPは例えば4.096 msecである。また、アクセスカテゴリによってはTXOP limitが小さく設定されていることもあり、AP間連携によってさらにTXOP limitを短く制限すると、通信の効率が低下する可能性がある。そのため、アクセスカテゴリ毎にAP間連携が可能な最大連携AP数を設定することができる。図１１にアクセスカテゴリと最大連携AP数の例を示す。図１１の例では、AC_BKとAC_BEにはAP間連携を使用したTXOPの獲得は許可されず、最大連携AP数は1が設定される。また、AC_VIよりもAC_VOの優先度が高いため、AC_VIと比較してAC_VOの最大連携AP数は小さく設定される。また、最大連携AP数を超えてAP間連携を使用したTXOPの獲得を行わない。

　また、AP間連携の有無によって、コンテンションウィンドウサイズを設定することも可能である。図１２はAP間連携の有無によってCWminとCWmaxを設定する例である。アクセスカテゴリ毎に設定可能であり、(a)はAC_VO、(b)はAC_VIの例である。図１２の(a)、(b)共に、AP間連携なしの場合よりも、AP間連携ありの場合の方がコンテンションウィンドウサイズは大きく設定される。

　なお、連携AP数は、連携するAPの候補数としても良いし、TXOPを共有するAP数としても良い。例えば、連携する可能性のあるAPをメンバーとして登録し、登録されたメンバー数を連携するAPの候補数とすることができる。また、連携するAPの候補数は、隣接APとのネゴシエーションの結果で定めてもよい。隣接APとのネゴシエーションの結果、連携可能となったAP数が、連携するAPの候補数となる。この場合、候補となったAPの各々がキャリアセンスを行う。TXOPを共有するAP数は、1つのAPが獲得したTXOP内でTXOPを共有するAP数である。なお、TXOPを共有するAP数はTXOPを獲得する際に不明の可能性がある。この場合、獲得したTXOP長で定められる連携AP数を上限として、APとTXOPを共有することが可能である。例えば、図１０を例にすると、TXOPをaTXOP/2で獲得した場合、TXOPを共有可能なAP数は2に制限される。

　TXOPを共有可能なAP数に関する情報や、TXOPを共有する際のTXOP limitに関する情報をビーコンや能力情報(capability information)に含め、アクセスポイント装置間で交換しても良い。TXOPを共有可能なAP数に関する情報や、TXOPを共有する際のTXOP limitに関する情報を含む情報エレメントを定義し、ビーコンフレームや各種制御フレームに含めて送信することで、アクセスポイント装置間でTXOPを共有可能なAP数に関する情報や、TXOPを共有する際のTXOP limitに関する情報を共有しても良い。TXOPをアクセスポイント装置間で共有する場合に使用するアクセスカテゴリ(AC)と、対応するCWmin, CWmax, AIFSN, TXOP limitの一部または全てを新たに定義し、TXOPを共有するAP数の制御に用いても良い。TXOPをアクセスポイント装置間で共有する場合に使用するアクセスカテゴリに関する情報や、TXOPをアクセスポイント装置間で共有する場合に使用するTXOP limitに関する情報を、アクセスポイント装置間でTXOPを共有する際に使用するためのEDCA parameter setとしてビーコンに含めて送信するなどの方法で、アクセスポイント装置間で共有しても良い。

　C-TDMAでTXS TFを受信してTXOPを共有されたAP (shared APとも呼ぶ)は、フレーム交換を終了した後、キャリアセンスを行う場合、残っているバックオフカウンタを用いずに、バックオフカウンタをランダムバックオフ数に初期化してからキャリアセンスを行う。初期化するバックオフカウンタは、共有されたTXOPで通信したトラフィックのアクセスカテゴリ、又は全てのアクセスカテゴリである。

　図１３にC-RTWTの連携プロセスの一例を示す。C-RTWTでは、R-TWTサービス期間（Service Period; SP）をAP間で連携する。R-TWTは、TWTを拡張した方式であり、低遅延トラフィックを送信するための媒体アクセス保護やリソース予約を行う仕組みである。TWTは、ステーション装置間の衝突やアウェイク状態になる時間を低減するための機能である。TWTのためにステーション装置が送信または受信のためにアウェイクになる期間をTWTサービス期間（Service Period; SP）と呼ぶ。TWT SPの開始タイミング、TWT SPの期間 (又はウェイク期間)はアクセスポイントからマネジメントフレームで送信される。R-TWT SPの開始タイミングや期間もTWT SPと同様にマネジメントフレームで送信される。R-TWT SPは、R-TWTセットアップを用いて交渉された期間で、R-TWT SPの期間中、ステーション装置がR-TWTメンバーであれば低遅延トラフィックを優先的に送信することができる。R-TWTセットアップ（R-TWTメンバーシップセットアップ）では、R-TWTメンバーになるために、ステーション装置は接続先のアクセスポイント装置にR-TWTメンバーへの追加を要求（リクエストTWT）することができる。リクエストTWTがアクセスポイント装置に承認された場合（アクセプトTWT）、ステーション装置はR-TWTメンバーになることができる。リクエストTWTがアクセスポイント装置に承認されなかった場合（リジェクトTWT）、ステーション装置はR-TWTメンバーになることはできない。また、R-TWT SPを保護するため、R-TWTをサポートしているアクセスポイント装置又はステーション装置はR-TWT SPの前にTXOPを終了させる。アクセスポイント装置は、R-TWT SPとオーバラップするようにQuiet intervalを設定することができる。このQuiet intervalはR-TWTメンバー以外からのアクセスを禁止する目的で設定される。これにより、R-TWT SPは、R-TWTをサポートしていないアクセスポイント装置又はステーション装置からのアクセスに対して保護される。

　C-RTWTを設定するにあたり、複数のアクセスポイント装置のそれぞれは、アクセスポイント装置間で能力情報(capability information)を交換して良く、この能力情報に含まれるビーコン間隔(又はターゲットビーコン送信タイム (target beacon transmission time；TBTT))に関する情報などを利用してR-TWTを設定しても良い。連携するアクセスポイント装置間で使用するビーコン関係のパラメータは共通のパラメータを使用しても良く、連携するアクセスポイント装置のいずれかに設定されているTBTTなどのビーコン関係のパラメータを、他のアクセスポイント装置が使用してもよい。また、ビーコン関係のパラメータを交換するために、能力情報とは別のビーコンに関する情報エレメントを用意し、その情報エレメントに連携するアクセスポイント装置間で設定するビーコンのパラメータを含めても良い。このパラメータはビーコンに関する諸情報、例えば連携するアクセスポイント装置が使用するTFS (Timing Synchronization Function)タイマーの値、TFSタイマーのオフセット値などのTFSタイマーに関する情報、ビーコン間隔、ビーコンオフセット、C-RWTW SP、C-RTWTのオフセット値に関する情報などいずれかを示すパラメータであってもよい。ビーコンオフセットはアクセスポイント装置間のビーコンタイミングのオフセットであり、例えば各APのTBTTの差分である。C-RTWTのオフセット値は、アクセスポイント装置間で設定されるC-RWTW SPのオフセット値であり、例えば、基準となるアクセスポイントのR-TWT SPの開始タイミングからの差分である。

　図１３の例では、R-TWT SPに対し、隣接セル (又はOverlapping BSS(OBSS))からの干渉を保護するため、第１のアクセスポイント装置 (AP1)が設定したR-TWT SP (第1のR-TWT SPとも呼ぶ)と第２のアクセスポイント装置 (AP2)が設定したR-TWT SP(第2のR-TWT SPとも呼ぶ)が重ならないようにAP間で連携する。このR-TWTを設定する際に、第1のアクセスポイント装置が受信した第2のアクセスポイント装置のビーコン、または第2のアクセスポイント装置が受信した第1のアクセスポイント装置のビーコンに含まれる情報を参照しても良い。また、予め交換した能力情報や、ビーコンに関する情報エレメントなどの情報エレメントが含むパラメータを参照してR-TWT SPを設定しても良い。また、AP2及びAP2と接続しているステーション装置（STA2）が第１のR-TWT SPの前にTXOPを終了させることにより、第１のR-TWT SPを保護することができる。また、AP1及びAP1と接続しているステーション装置（STA1）が第2のR-TWT SPの前にTXOPを終了させることにより、第2のR-TWT SPを保護することができる。また、AP1は第１のR-TWT SPとオーバラップするようにQuiet intervalを設定することができ、AP2は第2のR-TWT SPとオーバラップするようにQuiet intervalを設定することができる。なお、図１３の例では２つのアクセスポイント装置が連携する例を示しているが、本発明はこれに限らず、３以上のアクセスポイント装置が連携する場合も本発明に含まれる。３以上のアクセスポイント装置が連携する場合も同様に、各アクセスポイント装置が設定するR-TWT SPが互いにオーバラップしないように設定される。

　上述のようにC-RTWTでは、アクセスポイント装置間で互いにオーバラップしないようにR-TWT SPが設定される。そのため、連携するアクセスポイント装置が多い場合、又はアクセスポイント装置当たりのR-TWT SP長が長い場合、既存（従来、レガシー）のアクセスポイント装置又はステーション装置の通信時間が著しく制限されてしまうため、公平性の問題が生じる。そのため、公平性を考慮したR-TWT SPの設定が必要となる。図１４は、AP間の連携の有無によって、R-TWT SP長を制限する一例を示している。なお、R-TWT SP長の制限をR-TWT SP limitとも呼ぶ。図１４の例では、AP間連携なしの場合、R-TWT SP limitは4.096 ms、AP間連携ありの場合、R-TWT SP limitは2.080 msとすることができ、AP間連携なしの場合と比較して、AP間連携ありの場合の方がR-TWT SP limitは短く設定する。また、図１５は連携AP数によってR-TWT SP limitを設定する例である。連携AP数が1の場合 (AP間連携なし)のR-TWT SP limitをaRTWTSPと設定し、連携するAP数が増えるにつれて、R-TWT SP limitは短く設定される。例えば、aRTWTSPは4.096 msとすることができる。C-RTWTで使用するR-TWT SP limitを示す情報をビーコンに含めても良く、また、能力情報に含め、アクセスポイント装置間で共有しても良い。

　なお、ビーコン間隔によっては、R-TWT SP limitが短くなってしまうため、ビーコン間隔によって連携可能なAP数が制限されてもよい。ビーコン間隔は、２つの連続するターゲットビーコン送信タイム (target beacon transmission time；TBTT)の時間間隔である。例えば、ビーコン間隔がある閾値よりも長い場合、連携AP数は4とし、また、ビーコン間隔がある閾値よりも短い場合、連携AP数を2とすることができる。また、ビーコン間隔の時間範囲毎に、連携可能なAP数を定めることができる。

　なお、連携AP数は、オーバラップしないようにR-TWT SPを設定するアクセスポイント数、又はビーコン間隔内でR-TWT SPを設定するアクセスポイント数で定めることができる。また、連携するAPの候補数を連携AP数とすることも可能である。C-RTWTに係るネゴシエーションの結果、連携可能となったアクセスポイント数を連携AP数とすることができる。連携可能となったアクセスポイントは、C-RTWTのメンバーとなってもよい。

　本発明に係る通信装置は、国や地域からの使用許可を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）と呼ばれる周波数バンド（周波数スペクトラム）において通信を行うことができるが、使用可能な周波数バンドはこれに限定されない。本発明に係る通信装置は、例えば、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンドと呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、複数の事業者で共用することが見込まれる共用スペクトラム（共用周波数バンド）においても、その効果を発揮することが可能である。

　本発明に係る無線通信装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。

　また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における通信装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。通信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。

　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。

　なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の無線通信装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。

　以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

　本発明は、アクセスポイント装置および通信方法に用いて好適である。

１０－１～１０－４　ステーション装置
１１－１～１１－３　ステーション装置
２０－１、２０－２、ユーザグループ
３０－１、３０－２、サブユーザグループ
３００１　ＮＤＰ Announcementフレーム
３００２　ＮＤＰフレーム
３００３　Compressed Beamforming/CQIフレーム
４００１－１、４００１－２　無線通信装置（アクセスポイント装置）
４００２－１～６　無線通信装置（ステーション装置）
４００３－１、４００３－２　無線通信システム
５００１　無線制御部
５００２　タイマー部
５００３　無線通信部
５００３ａ　物理層フレーム生成部
５００３ｂ　無線送信部
５００３ｃ　無線受信部
５００３ｄ　受信電力測定部
５００３ｅ　チャネル推定部
５００３ｆ　信号復調部
５００４　アンテナ部
６００１　無線制御部

Claims (6)

1. 　他のアクセスポイントと連携してステーション装置と通信するアクセスポイント装置であって、
   キャリアセンスを行い、送信機会（TXOP）を獲得する制御部と、
   制御フレームを前記他のアクセスポイント装置に送信する送信部と、を備え、
   前記制御フレームは、前記獲得したTXOPを前記他のアクセスポイント装置と共有するために用いられ、
   前記TXOPの長さは、他のアクセスポイント装置と連携するか否かによって、獲得可能な前記TXOPの長さが変わる、
   アクセスポイント装置。
2. 　連携するアクセスポイント装置の数に応じて獲得できるTXOP長は制限される、
   請求項1に記載のアクセスポイント装置。
3. 　前記連携するアクセスポイント装置の数は、アクセスポイント装置間のネゴシエーションによって登録されたメンバー数である、
   　請求項２に記載のアクセスポイント装置。
4. 　アクセスカテゴリ毎に、連携可能なアクセスポイント装置の数は制限される、
   請求項1に記載のアクセスポイント装置。
5. 　前記獲得した前記TXOPの長さによって、前記TXOPの中で共有可能なアクセスポイント数が定められる、
   　請求項１に記載のアクセスポイント装置。
6. 　他のアクセスポイント装置と連携してステーション装置と通信するアクセスポイント装置における通信方法であって、
   キャリアセンスを行い、送信機会（TXOP）を獲得するステップと、
   制御フレームを前記他のアクセスポイント装置に送信するステップと、を備え、
   前記制御フレームは、前記獲得したTXOPを前記他のアクセスポイント装置と共有するために用いられ、
   前記TXOPの長さは、他のアクセスポイント装置と連携するか否かによって、獲得可能な前記TXOPの長さが変わる、
   通信方法。