JP6146568B2

JP6146568B2 - 無線通信装置及び無線通信方法

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Inventors: 偉傑劉; 健中
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Description

本開示は、IEEE802.11規格におけるEDCA（Enhanced Distributed Channel Access）方式を用いて通信を行う無線通信装置及び無線通信方法に関する。

複数の無線通信装置間での通信では、QoS（Quality of Service）機能の提供を目的として、例えば優先制御方式が用いられている。IEEE Std 802.11eでは、優先制御方式としてEDCA（Enhanced Distributed Channel Access）が規定されている。EDCAでは、アプリケーションなどの上位レイヤからのデータパケットを４つのアクセスカテゴリ（AC：Access Category）に分類し、分類された４つのACにはそれぞれ、データ送信に使用するEDCAパラメータセットの推奨値が設定されている。

EDCAパラメータセットの推奨値の一例を図１２に示す。図１２に示すように、EDCAでは、優先度が高い順から分類された、AC_VO（Voice）、AC_VI（Video）、AC_BE（Best-effort）及びAC_BK（Background）の４つのアクセスカテゴリに対し、それぞれAIFSN（Arbitration Interframe Space Number）、CWmin及びCWmax、並びに、TXOP（Transmission Opportunity）の各EDCAパラメータが設定される。AIFSNは、キャリアセンス時間（AIFS：Arbitration Interframe Space）を算出するためのパラメータである。CWmin及びCWmaxは、ランダムなバックオフ時間（CW：Contention Window）の範囲を決めるためのパラメータである。TXOPは、無線通信装置がデータを連続送信可能な時間である。実際に利用されるEDCAパラメータセットは、マイクロ波通信であればAP（Access Point）またはミリ波通信であればPCP（Personal basic service set (PBSS) Control Point）によって設定される。APまたはPCPは、EDCAパラメータセットを各無線局（STA）にビーコン信号で報知する。

特開２００７−５３５４８号公報

特許文献１には、AC_VI、AC_VOで送信するSTAが混在した場合でもパケット衝突率の増加によるスループットが低下する問題に対して改善効果を得るための、IEEE802.11e規格を採用する無線基地局が開示されている。特許文献１に記載された無線基地局は、通信環境に適応するEDCAパラメータセットの設定において、特定アクセスカテゴリ（即ち優先度種類）に属する通信の量を監視し、一定値以上の通信の量を送信する端末の数及びチャネルの時間利用率を計測する。この無線基地局は、計測の結果に応じて、パケット衝突率の増加を抑えるEDCAパラメータセットを選択する。

特許文献１に開示の無線基地局では、ミリ波を用いた近距離無線通信（以下、単に「ミリ波通信」という）の場合、通信のサービス品質が低下する可能性がある。ミリ波通信の場合、通信距離が短いため、同時に通信を行う端末の数は少ない。そのため、端末の数が多いことに起因する、パケット衝突率の増加によるスループットの低下はあまり起こらない。しかし、ミリ波通信の伝送速度は速いため、送信するデータ量によっては帯域のアイドル状態が生じてしまう。すなわち、送信するデータ量とTXOPのバランスが悪い状態が発生し得る。また、ミリ波通信は通信可能距離が短く指向性が強いため、受信側の電波強度の変動が激しく、受信が途切れがちになりやすい。さらに、ミリ波通信は指向性が強いため、電波が周辺物体の動きにより遮断されてしまいやすい。こういったミリ波通信に特徴的な要因による通信のサービス品質の低下は、特許文献１を含む従来の技術では対応できない。

本開示の目的は、ミリ波通信であっても通信のサービス品質の低下を防止できる無線通信装置及び無線通信方法を提供することである。

本開示に係る無線通信装置は、EDCA方式を用いて少なくとも１つの無線局と通信を行う無線通信装置であって、当該無線通信装置と前記無線局の間で利用される通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を、前記無線通信装置による利用、前記無線局による利用、または、アイドル状態のいずれかに、判断する第１チャネル状態判断部と、前記利用状態に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域の時間のうち、前記無線局による利用と判断したキャリアセンス時間を第１の他端末占有時間として算出する第１端末占有時間算出部と、前記第１の他端末占有時間における、前記無線局からのデータの第１の受信量を計測する第１通信量計測部と、前記第１の他端末占有時間及び前記第１の受信量に基づいて、前記EDCA方式で利用するEDCAパラメータセットを調整する第１パラメータ調整部と、前記第１パラメータ調整部が調整した後のEDCAパラメータセットに更新するパラメータ更新部と、を備える。

本開示に係る無線通信方法は、EDCA方式を用いて少なくとも１つの無線局と通信を行う無線通信装置による無線通信方法であって、前記無線通信装置と前記無線局の間で利用される通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を、前記無線通信装置による利用、前記無線局による利用、または、アイドル状態のいずれかに、判断するチャネル状態判断ステップと、前記利用状態に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域の時間のうち、前記無線局による利用と判断したキャリアセンス時間を第１の他端末占有時間として算出する端末占有時間算出ステップと、前記第１の他端末占有時間における、前記無線局からのデータの第１の受信量を計測する通信量計測ステップと、前記第１の他端末占有時間及び前記第１の受信量に基づいて、前記EDCA方式で利用するEDCAパラメータセットを調整するパラメータ調整ステップと、前記パラメータ調整ステップで調整した後のEDCAパラメータセットに更新するパラメータ更新ステップと、を有する。

本開示に係る無線通信装置及び無線通信方法によれば、ミリ波通信であっても通信のサービス品質の低下を防止できる。

１台のPCPと１台の無線局（STA）を含む無線通信システムを示す図 PCPと無線局（STA）の間で利用される通信チャネルの構成を示す図実施形態１のPCPの内部構成を示すブロック図チャネル状態判断部２１による判断結果によるCBAP帯域の時間構成の一例を示す図パラメータ調整部２４によるEDCAパラメータセットの調整エリアの一例を示す図パラメータ調整部２４によるEDCAパラメータセットの調整エリアの他の例を示す図実施形態２の無線局（STA）の内部構成を示すブロック図実施形態２のPCPの内部構成を示すブロック図１台のPCPと２台の無線局（STA1,STA2）を含む無線通信システムを示す図１台のPCPと２台の無線局（STA1,STA2）を含む無線通信システムを示す図実施形態４の無線局（STA1,STA2）の内部構成を示すブロック図 EDCAパラメータセットの推奨値の一例を示す図

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、IEEE Std 802.11ad等に準拠したミリ波を用いた無線通信システムを例に説明する。但し、本開示の内容は、ミリ波に限らずマイクロ波を用いた無線通信システムにも適用可能である。

（実施形態１）
ミリ波を用いた無線通信システムには、図１に示すように、無線通信装置としてのPCP（Personal basic service set (PBSS) Control Point）及び無線局（STA）が含まれる。無線局（STA）からPCPへのトラフィックストリームをアップストリームといい、PCPから無線局（STA）へのトラフィックストリームをダウンストリームという。PCPは、上記説明したEDCA（Enhanced Distributed Channel Access）パラメータセットを決定して、ビーコン信号で無線局（STA）に報知する。無線局（STA）は、報知されたEDCAパラメータセットに従って、データをPCPに送信する。

図２に、PCPと無線局（STA）の間で利用される通信チャネルの構成を示す。図２に示すBI（Beacon Interval）はビーコン周期を示し、CFP（Contention Free Period）又はSP（Service Period）は複数のアクセスが競合しない非競合帯域を示し、CBAP（Contention-Based Access Period）は複数のアクセスが競合し得る競合帯域を示す。

図３は、実施形態１のPCPの内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、PCPは、チャネル状態判断部２１と、端末占有時間算出部２２と、通信量計測部２３と、パラメータ調整部２４と、パラメータ更新部２５とを備える。

チャネル状態判断部２１は、通信チャネルのCBAP期間に、その時間がEDCA方式で規定するキャリアセンス時間（AIFS）かバックオフ時間（CW）か送信時間（TXOP）かを判断する。すなわち、チャネル状態判断部２１は、EDCA方式の適用範囲がCBAP帯域であるため、図２に示したCBAP帯域における通信チャネルの状態を判断する。図４は、チャネル状態判断部２１による判断結果によるCBAP帯域の時間構成の一例を示す図である。

端末占有時間算出部２２は、チャネル状態判断部２１による判断結果に基づいて、通信チャンネルのCBAP期間を、以下に示す式（１）〜（３）に従って、自端末占有時間（S）、他端末占有時間（D）又はアイドル時間（I）に分類して、分類した各時間を算出する。なお、本実施形態において、自端末とはPCPを指し、他端末とは無線局（STA）を指す。

図４に示した例では、アイドル時間（I）は「I1+I2」である。上記式（２）に示す「キャリアセンス結果=busy」は、自端末によるキャリアセンスの結果として、通信チャネルが他端末が使用中と判断された場合を示す。他端末占有時間Dは自端末占有時間Sを含まない。また、上記式（３）に示す「キャリアセンス時間=idle」は、自端末によるキャリアセンスの結果として、通信チャネルがどの端末にも使用されておらずアイドルと判断された場合を示す。端末占有時間算出部２２は、「キャリアセンス結果=busy」の場合に利用されたAIFSを他端末占有時間（D）に加算し、「キャリアセンス時間=idle」の場合に利用されたAIFSをアイドル時間（I）に加算する。図４に示した例では、通信チャネルのCBAP期間に１つの他端末占有時間（D）と１つの自端末占有時間（S）が含まれるが、CBAP期間に他端末占有時間（D）又は自端末占有時間（S）が複数含まれる場合も考えられる。この場合、各時間の合計値（例えば、D1+D2やS1+S2+S3）を各分類の時間とする。

通信量計測部２３は、端末占有時間算出部２２が算出した各他端末占有時間（D）における、無線局（STA）からのデータの受信量を計測する。また、通信量計測部２３は、必要に応じ、自端末占有時間（S）における、PCPからのデータの送信量も算出する。

パラメータ調整部２４は、端末占有時間算出部２２が算出した他端末占有時間（D）の、当該他端末占有時間（D）よりも短くない一定期間における平均値（以下「他端末占有平均時間」という）μ_Ｄを算出する。すなわち、パラメータ調整部２４は、一定期間に含まれる他端末占有時間（D）の数及び各他端末占有時間（D）の長さから、他端末占有平均時間μ_Ｄを算出する。なお、本実施形態のようにPCPと１つの無線局（STA）の間の通信に限れば、他端末占有平均時間μ_Ｄは、無線局（STA）がPCPにデータを送信した時間に等しい。また、パラメータ調整部２４は、前記一定期間に通信量計測部２３が計測した各他端末占有時間（D）における受信データ量の平均値（以下「通信量」という）Vを算出する。パラメータ調整部２４は、他端末占有平均時間μ_Ｄと通信量Vを基に、現在利用中のEDCAパラメータセットを評価し、必要に応じて調整を行う。

図５は、パラメータ調整部２４によるEDCAパラメータセットの調整エリアの一例を示す図である。図５に示すグラフの横軸は他端末占有平均時間μ_Ｄを示し、縦軸は通信量Vを示す。図５に示す調整エリアには、３つの調整エリアAREA1、AREA2、AREA3が設けられる。調整エリアAREA1は、他端末占有平均時間μ_Ｄが閾値T1以下、通信量Vが閾値V0以上の領域である。調整エリアAREA2は、他端末占有平均時間μ_Ｄが閾値T1以下、通信量Vが閾値V0以下の領域である。調整エリアAREA3は、他端末占有平均時間μ_Ｄが閾値T2以上の領域である。閾値T1,T2は、PCPが既に設定した他端末である無線局（STA）用のEDCAパラメータセットのTXOP既定値を参照値として決定することができる。なお、図５に示したように、閾値T1をTXOP既定値より小さい値とし、閾値T2をTXOP既定値より大きい値に設定する。また、通信量の閾値V0は、例えば、他端末である無線局（STA）の伝送速度とTXOP既定値との積を考慮して設定される。なお、これらの閾値の数は制限されない。つまり、他端末占有平均時間μ_Ｄと通信量Vに応じた調整エリアを更に細分化することも考えられる。

現在の通信状態が調整エリアAREA1内にある場合、無線局（STA）がPCPにデータを送信した時間に等しい他端末占有平均時間μ_Ｄが短い割に、PCPが無線局（STA）から受信した通信量Vが割りと多いため、無線局（STA）とPCPの間の無線チャネルにおけるビットレートが十分に高いと考えられる。つまり、通信路に障害がないと考えられる。この場合、無線局（STA）は、TXOP既定値よりも短いTXOPでデータをPCPに送信できたため、既定TXOP値に対応する時間から見れば送信データ量は相対的に不足している。すなわち、無線局（STA）がPCPにデータを送信するTXOPはTXOP既定値よりも短くて十分である。したがって、パラメータ調整部２４は、無線局（STA）用のEDCAパラメータセットにおけるTXOP値を下げる調整を行う。

現在の通信状態が調整エリアAREA2内にある場合、無線局（STA）がPCPにデータを送信した時間に等しい他端末占有平均時間μ_Ｄが短く、かつ、PCPが無線局（STA）から受信した通信量Vも少ないため、無線局（STA）とPCPの間の無線チャネルに何らかの邪魔が発生している可能性があると予測できる。したがって、パラメータ調整部２４は、無線局（STA）用のEDCAパラメータセットにおけるTXOP値を下げるか、無線局（STA）のチャネルアクセス頻度を上げる調整を行う。

現在の通信状態が調整エリアAREA3内にある場合、他端末占有平均時間μ_Ｄは指定した送信時間であるTXOP既定値よりも長いため、PCPの周辺にある無線局（STA）とは異なる別の通信装置による通信が影響していると考えられる。この場合、パラメータ調整部２４は、無線局（STA）用のEDCAパラメータセットにおけるTXOP値を下げるか、無線局（STA）のチャネルアクセス頻度を上げる調整を行う。

無線局（STA）のチャネルアクセス頻度を調整するには、無線局（STA）用のEDCAパラメータセットを調整する方法と、PCP用のEDCAパラメータセットを調整する方法がある。無線局（STA）用のEDCAパラメータセットを調整する方法では、当該EDCAパラメータセットにおけるAIFS値又はCWmin値若しくはCWmax値を下げることで、無線局（STA）のチャネルアクセス頻度を上げることができる。一方、PCP用のEDCAパラメータセットを調整する方法では、当該EDCAパラメータセットにおけるAIFS値又はCWmin値若しくはCWmax値を上げることで、PCPのチャネルアクセス頻度を下げて、相対的に無線局（STA）のチャネルアクセス頻度を上げることができる。但し、PCP用のEDCAパラメータセットを調整する場合、自端末占有時間（S）と、通信量計測部２３が算出可能なPCPからのデータの送信量の結果も参照して、無線局（STA）のチャネルアクセス頻度を調整できる。

上記説明ではオンラインで無線局（STA）用のEDCAパラメータセットを調整する方法を示したが、関連するEDCAパラメータセットをオフラインの実験で算出し、オンラインで異なるEDCAパラメータセットを選択する方法も考えられる。つまり、他端末占有平均時間μ_Ｄと通信量Vで決定する各エリアに相応しいEDCAパラメータセットを事前実験で用意し、実際の通信環境における算出結果に応じてEDCAパラメータセットを選択する。図６に一例を示す。図６に示した例では、他端末占有平均時間μ_Ｄと通信量Vに応じて６つの領域B1〜B6に分割され、各領域に対応したEDCAパラメータセットが事前に用意され、実際の通信環境における実際の他端末占有平均時間μ_Ｄと通信量Vに応じた領域に対応するEDCAパラメータセットを選択する。

パラメータ更新部２５は、パラメータ調整部２４が調整した後の無線局（STA）用のEDCAパラメータセット若しくはPCP用のEDCAパラメータセットまたは両方のEDCAパラメータセットを図示しないメモリに格納し、無線局（STA）用のEDCAパラメータセットを無線局（STA）にビーコン信号で報知する。なお、PCP用のEDCAパラメータセットは無線局（STA）に報知する必要がない。また、IEEE802.11規格では、PCPが無線局（STA）と異なるEDCAパラメータセットを利用することは許される。

以上説明したように、本実施形態によれば、PCPと無線局（STA）の間で行われるミリ波通信の状態が変わっても、その時の状態に適したEDCAパラメータセットに調整できる。このため、ミリ波通信のサービス品質の低下を防止できる。

なお、本実施形態では、PCPと無線局（STA）の各構成を別々に説明したが、PCPが無線局（STA）の機能を有した構成であっても良い。この場合、PCPも無線局（STA）の１つとして利用することができる。

（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１で説明した図１に示す無線通信システムにおいて、PCP用のEDCAパラメータセットに応じたPCPから無線局（STA）への通信状況を、無線局（STA）からのフィードバック情報に基づいてPCPが判断し、PCP用のEDCAパラメータセットを調整する。

図７は、実施形態２の無線局（STA）の内部構成を示すブロック図である。図７に示すように、無線局（STA）は、チャネル状態判断部７１と、端末占有時間算出部７２と、通信量計測部７３と、フィードバック情報送信部７４とを備える。チャネル状態判断部７１は、実施形態１のPCPが備えるチャネル状態判断部２１と同じ機能を有する。端末占有時間算出部７２は、実施形態１のPCPが備える端末占有時間算出部２２と同じ機能を有する。なお、本実施形態の端末占有時間算出部７２が算出する自端末占有時間（S）の自端末とは無線局（STA）を指し、他端末占有時間（D）の他端末とはPCPを指す。

通信量計測部７３は、端末占有時間算出部７２が算出した各他端末占有時間（D）における、PCPからのデータの受信量を計測する。フィードバック情報送信部７４は、端末占有時間算出部７２が算出した自端末占有時間（S）、他端末占有時間（D）及びアイドル時間（I）、並びに、通信量計測部７３が計測した受信データ量を示す情報を含むフィードバック情報をPCPに送信する。なお、フィードバック情報の送信方式に対する制限はない。例えば、フィードバック情報送信部７４はアクションフレームを利用する。

図８は、実施形態２のPCPの内部構成を示すブロック図である。図８に示すPCPは、図３に示した実施形態１のPCPが備える構成要素に加えて、フィードバック受信部８０と、パラメータ調整部８４とをさらに備える。実施形態１のPCPと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

フィードバック受信部８０は、無線局（STA）が計測したPCPとの通信に関する情報であって、当該無線局（STA）から送信されたフィードバック情報を受信する。フィードバック情報には、実施形態２の無線局（STA）の端末占有時間算出部７２が算出した自端末占有時間（S）、他端末占有時間（D）及びアイドル時間（I）、並びに、通信量計測部７３が計測した各他端末占有時間（D）におけるPCPからのデータの受信量をそれぞれ示す情報が含まれる。フィードバック受信部８０は、受信したフィードバック情報をパラメータ調整部８４に送る。

パラメータ調整部８４は、実施形態１で説明したパラメータ調整部２４と同様に、フィードバック情報に含まれる他端末占有時間（D）の平均値（他端末占有平均時間μ_Ｄ）及び各他端末占有時間（D）における受信データ量の平均値（通信量）Vを算出する。また、パラメータ調整部８４は、他端末占有平均時間μ_Ｄ及び通信量Vに基づいて、現在利用中のPCP用のEDCAパラメータセットを評価し、必要に応じてPCP用のEDCAパラメータセットを調整する。なお、パラメータ調整部８４がPCP用のEDCAパラメータセットを調整する際には、実施形態１で図５に示した調整エリアを指標とする方法と同様の方法が用いられる。この場合、図５に示すグラフの横軸が示す他端末占有平均時間μ_Ｄは、PCPが無線局（STA）にデータを送信した時間に等しい。また、同グラフの縦軸が示す通信量Vは、一定期間に無線局（STA）が計測した各他端末占有時間（D）における平均受信データ量である。

実施形態２では、パラメータ更新部２５は、パラメータ調整部２４が調整した後の無線局（STA）用のEDCAパラメータセット若しくはパラメータ調整部８４が調整した後のPCP用のEDCAパラメータセットまたは両方のEDCAパラメータセットを図示しないメモリに格納し、無線局（STA）用のEDCAパラメータセットを無線局（STA）にビーコン信号で報知する。

以上説明したように、本実施形態によれば、PCPと無線局（STA）の間で行われるミリ波通信の状態が変わっても、その時の状態に適したPCP用のEDCAパラメータセットに調整できる。このため、ミリ波通信のサービス品質の低下を防止できる。

（実施形態３）
実施形態１と実施形態２では、１つのPCPに対して１つの無線局（STA）が含まれる無線通信システムを例に説明した。実施形態３では、図９に示すように、１つのPCPに対して２つの無線局（STA1,STA2）が含まれる無線通信システムにおけるEDCAパラメータセットの調整について説明する。２つの無線局（STA1,STA2）はそれぞれ共通のPCPとミリ波通信を行う。なお、２つの無線局（STA1,STA2）にはPCPから同じEDCAパラメータセットが報知される。

本実施形態のPCPでは、端末占有時間算出部２２による他端末占有時間（D）の算出が無線局（STA）毎に行われる。すなわち、式（２）の計算で利用した「キャリアセンス結果=busy」を更に無線局（STA）別に合計する必要がある。つまり、キャリアセンス時間（AIFS）にPCPが受信したデータの送信元をチャネル状態判断部２１が特定し、端末占有時間算出部２２は、各無線局（STA）のチャネル占有時間（Di）を以下に示す式（４）で算出する。なお、式中のiは、i番目の無線局（STA）を示す。

更に、パラメータ調整部２４が他端末占有平均時間μ_Ｄを算出する際には、無線局（STA）毎の他端末占有平均時間を算出し、その後、全無線局（STA）の平均時間を前記無線局（STA）毎の他端末占有平均時間から算出し、他端末占有平均時間μ_Ｄとして利用する。

以上説明したように、１つのPCPに対して２つの無線局（STA）が含まれていても、その時のミリ波通信状態に適したEDCAパラメータセットに調整できる。なお、上記説明では、２つの無線局（STA1,STA2）が含まれる場合について説明したが、無線局（STA）の数は３つ以上であっても良い。

（実施形態４）
実施形態３では、２つの無線局（STA1,STA2）がそれぞれ共通のPCPとミリ波通信を行う無線通信システムを例に説明した。実施形態４では、図１０に示すように、無線局（STA1）と無線局（STA2）が互いにPCPを介さずにミリ波通信を行う無線通信システムにおけるEDCAパラメータセットの調整について説明する。なお、２つの無線局（STA1,STA2）にはPCPから同じまたは異なるEDCAパラメータセットが通知される。

本実施形態の無線局（STA1,STA2）は、実施形態２で図７に示した構成と同様の構成を有する。図１１は、実施形態４の無線局（STA1,STA2）の内部構成を示すブロック図である。図７に示すように、一例として無線局（STA1）は、チャネル状態判断部９１と、端末占有時間算出部９２と、通信量計測部９３と、フィードバック情報送信部９４とを備える。チャネル状態判断部９１は、実施形態２の無線局（STA）が備えるチャネル状態判断部７１と同じ機能を有する。端末占有時間算出部９２は、実施形態２の無線局（STA）が備える端末占有時間算出部７２と同じ機能を有する。なお、本実施形態の端末占有時間算出部９２が算出する自端末占有時間（S）の自端末とは無線局（STA1）を指し、他端末占有時間（D）の他端末とは無線局（STA2）を指す。

通信量計測部９３は、端末占有時間算出部９２が算出した各他端末占有時間（D）における、無線局（STA2）からのデータの受信量を計測する。フィードバック情報送信部９４は、端末占有時間算出部９２が算出した自端末占有時間（S）、他端末占有時間（D）及びアイドル時間（I）、並びに、通信量計測部９３が計測した受信データ量を示す情報を含むフィードバック情報をPCPに送信する。無線局（STA2）も同様の構成であるため、無線局（STA2）からPCPへも同様のフィードバック情報が送信される。

本実施形態のPCPは、図８に示した実施形態３のPCPとほぼ同様である。本実施形態のPCPでは、フィードバック受信部８０が受信した無線局（STA1,STA2）からの各フィードバック情報に基づき、パラメータ調整部８４が、必要に応じて、無線局（STA1,STA2）用のEDCAパラメータセットの調整を行う。但し、現規格に従い各無線局（STA）が同じEDCAパラメータセットを利用する場合は、各無線局（STA1,STA2）から受信したフィードバック情報から得られる他端末占有平均時間を利用し、全端末対応の他端末占有平均時間μ_Ｄを算出する。更に、全端末対応のμ_Ｄを利用し、EDCAパラメータセットを求めることができる。また、特定の場合（規格外）において、各無線局（STA）が異なるEDCAパラメータセットを利用しても良い場合、PCPは１つの無線局（例えばSTA1）から受信した結果に基づき、当該無線局（STA1）の通信相手である無線局（STA2）用のEDCAパラメータセットを求め、当該通信相手の無線局（STA2）に設定する。但し、本開示は無線局（STA1,STA2）に異なるEDCAパラメータセットを設定する方法を限定しない。

以上説明したように、本実施形態によれば、１つのPCPに対して互いに通信可能な２つの無線局（STA）が含まれていても、その時のミリ波通信状態に適した無線局（STA）用のEDCAパラメータセットに調整できる。

上記説明した実施形態１〜４では、パラメータ調整部２４，８４は、EDCA方式で規定する４つのアクセスカテゴリ（AC：Access Category）を問わずにEDCAパラメータセットを調整するが、４つのアクセスカテゴリの全て又は一部に対応するEDCAパラメータセットを調整しても良い。

本開示に係る実施形態の種々の態様として、以下のものが含まれる。

第１の開示に係る無線通信装置は、EDCA方式を用いて少なくとも１つの無線局と通信を行う無線通信装置であって、当該無線通信装置と前記無線局の間で利用される通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を判断する第１チャネル状態判断部と、前記第１チャネル状態判断部による判断結果に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域を、自端末占有時間、他端末占有時間及びアイドル時間のいずれかに分類し、前記他端末占有時間を算出する第１端末占有時間算出部と、前記第１端末占有時間算出部が算出した前記他端末占有時間における、前記無線局からのデータの受信量を計測する第１通信量計測部と、前記他端末占有時間及び前記第１通信量計測部が計測した通信量に基づいて、前記EDCA方式で利用するEDCAパラメータセットを調整する第１パラメータ調整部と、前記第１パラメータ調整部が調整した後のEDCAパラメータセットに更新するパラメータ更新部と、を備える。

第２の開示に係る無線通信装置は、上記第１の開示の無線通信装置において、前記EDCAパラメータセットには、前記無線局用のEDCAパラメータセットと、当該無線通信装置用のEDCAパラメータセットと、が含まれ、前記第１パラメータ調整部は、前記無線局用のEDCAパラメータセット及び前記無線通信装置用のEDCAパラメータセットの少なくともいずれか一方を調整する。

第３の開示に係る無線通信装置は、上記第１の開示の無線通信装置において、前記無線局は、当該無線通信装置との間で利用する通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を判断する第２チャネル状態判断部と、前記第２チャネル状態判断部による判断結果に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域を、自端末占有時間、他端末占有時間及びアイドル時間のいずれかに分類し、分類した各時間を算出する第２端末占有時間算出部と、前記第２端末占有時間算出部が算出した前記他端末占有時間における、当該無線通信装置からのデータの受信量を計測する第２通信量計測部と、前記第２端末占有時間算出部が算出した前記他端末占有時間及び前記第２通信量計測部が計測した通信量を示す情報を含むフィードバック情報を当該無線通信装置に送信するフィードバック情報送信部と、を備え、当該無線通信装置は、前記フィードバック情報を受信するフィードバック受信部と、前記フィードバック情報に含まれる前記他端末占有時間及び前記通信量に基づいて、前記EDCA方式で利用する当該無線通信装置用のEDCAパラメータセットを調整する第２パラメータ調整部と、を備える。

第４の開示に係る無線通信装置は、上記第１の開示の無線通信装置において、当該無線通信装置が複数の前記無線局と通信を行うとき、前記第１チャネル状態判断部は、前記無線局毎に前記通信チャネルの利用状態を判断し、前記第１端末占有時間算出部は、前記無線局毎の他端末占有時間を算出する。

第５の開示に係る無線通信装置は、上記第１の開示の無線通信装置において、他の無線局と当該無線通信装置を介さずに通信を行う前記無線局は、前記他の無線局との間で利用する通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を判断する第３チャネル状態判断部と、前記第３チャネル状態判断部による判断結果に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域を、自端末占有時間、他端末占有時間及びアイドル時間のいずれかに分類し、分類した各時間を算出する第３端末占有時間算出部と、前記第３端末占有時間算出部が算出した前記他端末占有時間における、前記他の無線局からのデータの受信量を計測する第３通信量計測部と、前記第３端末占有時間算出部が算出した前記他端末占有時間及び前記第３通信量計測部が計測した通信量を示す情報を含むフィードバック情報を当該無線通信装置に送信するフィードバック情報送信部と、を備え、当該無線通信装置は、前記フィードバック情報を受信するフィードバック受信部と、前記フィードバック情報に含まれる前記他端末占有時間及び前記通信量に基づいて、前記EDCA方式で利用する前記無線局用のEDCAパラメータセットを調整する第２パラメータ調整部と、を備える。

第６の開示に係る無線通信装置は、上記第１〜第５のいずれかの開示の無線通信装置において、前記第１パラメータ調整部又は前記第２パラメータ調整部は、前記他端末占有時間と前記通信量と前記EDCAパラメータセットの関係が示された情報を利用する。

第７の開示に係る無線通信装置は、上記第１〜第６のいずれかの開示の無線通信装置において、前記第１パラメータ調整部又は前記第２パラメータ調整部は、前記EDCA方式で規定するアクセスカテゴリの全て又は一部に対応したEDCAパラメータセットを調整する。

第８の開示に係る無線通信方法は、EDCA方式を用いて少なくとも１つの無線局と通信を行う無線通信装置による無線通信方法であって、前記無線通信装置と前記無線局の間で利用される通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を判断するチャネル状態判断ステップと、前記チャネル状態判断ステップでの判断結果に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域を、自端末占有時間、他端末占有時間及びアイドル時間のいずれかに分類し、前記他端末占有時間を算出する端末占有時間算出ステップと、前記端末占有時間算出ステップで算出した前記他端末占有時間における、前記無線局からのデータの受信量を計測する通信量計測ステップと、前記他端末占有時間及び前記通信量計測ステップで計測した通信量に基づいて、前記EDCA方式で利用するEDCAパラメータセットを調整するパラメータ調整ステップと、前記パラメータ調整ステップで調整した後のEDCAパラメータセットに更新するパラメータ更新ステップと、を有する。

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。

上記各実施形態では、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。

また、上記各実施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。

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・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又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。

本開示に係る無線通信装置は、EDCA規格に対応する通信装置であって、チャネルアクセス状態の計測と分類により使用中のEDCAパラメータセットの妥当性を評価し、通信環境に相応しいパラメータを適応的に求め、チャネル利用率と通信品質の改善を実現できる通信装置等として有用である。

２１，７１，９１チャネル状態判断部
２２，７２，９２端末占有時間算出部
２３，７３，９３通信量計測部
２４，８４パラメータ調整部
２５パラメータ更新部
７４，９４フィードバック情報送信部
８０フィードバック受信部

Claims

EDCA方式を用いて少なくとも１つの無線局と通信を行う無線通信装置であって、
当該無線通信装置と前記無線局の間で利用される通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を、前記無線通信装置による利用、前記無線局による利用、または、アイドル状態のいずれかに、判断する第１チャネル状態判断部と、
前記利用状態に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域の時間のうち、前記無線局による利用と判断したキャリアセンス時間を第１の他端末占有時間として算出する第１端末占有時間算出部と、
前記第１の他端末占有時間における、前記無線局からのデータの第１の受信量を計測する第１通信量計測部と、
前記第１の他端末占有時間及び前記第１の受信量に基づいて、前記EDCA方式で利用するEDCAパラメータセットを調整する第１パラメータ調整部と、
前記第１パラメータ調整部が調整した後のEDCAパラメータセットに更新するパラメータ更新部と、
を備える無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記EDCAパラメータセットには、前記無線局用のEDCAパラメータセットと、当該無線通信装置用のEDCAパラメータセットと、が含まれ、
前記第１パラメータ調整部は、前記無線局用のEDCAパラメータセット及び前記無線通信装置用のEDCAパラメータセットの少なくともいずれか一方を調整する、無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記無線局は、
当該無線通信装置との間で利用する通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を、前記無線通信装置による利用、前記無線局による利用、または、前記アイドル状態のいずれかに、判断する第２チャネル状態判断部と、
前記利用状態に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域の時間のうち、前記無線通信装置による利用と判断したキャリアセンス時間を第２の他端末占有時間として算出する第２端末占有時間算出部と、
前記第２の他端末占有時間における、当該無線通信装置からのデータの第２の受信量を計測する第２通信量計測部と、
前記第２の他端末占有時間及び前記第２の受信量を示す情報を含むフィードバック情報を当該無線通信装置に送信するフィードバック情報送信部と、を備え、
当該無線通信装置は、
前記フィードバック情報を受信するフィードバック受信部と、
前記フィードバック情報に含まれる前記第２の他端末占有時間及び前記第２の受信量に基づいて、前記EDCA方式で利用する当該無線通信装置用のEDCAパラメータセットを調整する第２パラメータ調整部と、
を備える無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置であって、
当該無線通信装置が複数の前記無線局と通信を行うとき、
前記第１チャネル状態判断部は、前記無線局毎に前記利用状態を判断し、
前記第１端末占有時間算出部は、前記無線局毎に第１の他端末占有時間を算出し、
前記第１パラメータ調整部は、前記複数の無線局の第１の他端末占有時間の平均値を、前記第１の他端末占有時間として、前記EDCAパラメータセットを調整する、無線通信装置。
請求項１に記載の無線通信装置であって、
他の無線局と当該無線通信装置を介さずに通信を行う前記無線局は、
前記他の無線局との間で利用する通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を、前記無線通信装置による利用、前記無線局による利用、または、アイドル状態のいずれかに、判断する第３チャネル状態判断部と、
前記利用状態に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域の時間のうち、前記無線通信装置による利用と判断したキャリアセンス時間を第２の他端末占有時間として算出する第３端末占有時間算出部と、
前記第２の他端末占有時間における、前記他の無線通信装置からのデータの第２の受信量を計測する第３通信量計測部と、
前記第２の他端末占有時間及び前記第２の受信量を示す情報を含むフィードバック情報を当該無線通信装置に送信するフィードバック情報送信部と、を備え、
当該無線通信装置は、
前記フィードバック情報を受信するフィードバック受信部と、
前記フィードバック情報に含まれる前記第２の他端末占有時間及び前記第２の受信量に基づいて、前記EDCA方式で利用する前記他の無線局用のEDCAパラメータセットを調整する第２パラメータ調整部と、
を備える無線通信装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記第１パラメータ調整部は、前記第１の他端末占有時間と前記第１の受信量と前記EDCAパラメータセットの関係が示された情報を利用する、無線通信装置。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記第１パラメータ調整部は、前記EDCA方式で規定するアクセスカテゴリの全て又は一部に対応したEDCAパラメータセットを調整する、無線通信装置。
EDCA方式を用いて少なくとも１つの無線局と通信を行う無線通信装置による無線通信方法であって、
前記無線通信装置と前記無線局の間で利用される通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を、前記無線通信装置による利用、前記無線局による利用、または、アイドル状態のいずれかに、判断するチャネル状態判断ステップと、
前記利用状態に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域の時間のうち、前記無線局による利用と判断したキャリアセンス時間を第１の他端末占有時間として算出する端末占有時間算出ステップと、
前記第１の他端末占有時間における、前記無線局からのデータの第１の受信量を計測する通信量計測ステップと、
前記第１の他端末占有時間及び前記第１の受信量に基づいて、前記EDCA方式で利用するEDCAパラメータセットを調整するパラメータ調整ステップと、
前記パラメータ調整ステップで調整した後のEDCAパラメータセットに更新するパラメータ更新ステップと、
を有する、無線通信方法。
請求項３に記載の無線通信装置であって、
複数の無線局のうちの１つである他の無線局と当該無線通信装置を介さずに通信を行う前記複数の無線局のそれぞれは、
前記他の無線局との間で利用する通信チャネルの競合帯域における時間毎の利用状態を判断する第４チャネル状態判断部と、
前記第４チャネル状態判断部による判断結果に基づいて、前記通信チャネルの競合帯域を、自端末占有時間、他端末占有時間及びアイドル時間のいずれかに分類し、分類した各時間を算出する第４端末占有時間算出部と、
前記第４端末占有時間算出部が算出した前記他端末占有時間における、前記他の無線局からのデータの受信量を計測する第４通信量計測部と、
前記第４端末占有時間算出部が算出した前記他端末占有時間及び前記第４通信量計測部が計測した通信量を示す情報を含むフィードバック情報を当該無線通信装置に送信するフィードバック情報送信部と、を備え、
当該無線通信装置は、
前記複数の無線局から前記フィードバック情報を受信するフィードバック受信部、備え、
前記第２パラメータ調整部は、
前記フィードバック情報に含まれる前記複数の無線局の前記他端末占有時間を用いて、前記他端末占有時間の平均値を前記他端末占有時間とし、
前記他端末占有時間及び前記フィードバック情報に含まれる前記複数の無線局の前記通信量に基づいて、前記EDCA方式で利用する前記複数の無線局用のEDCAパラメータセットを調整する、無線通信装置。
請求項３、５及び９のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記第２パラメータ調整部は、前記第２の他端末占有時間と前記第２の受信量と前記EDCAパラメータセットの関係が示された情報を利用する、無線通信装置。
請求項３，５及び９のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
前記第２パラメータ調整部は、前記EDCA方式で規定するアクセスカテゴリの全て又は一部に対応したEDCAパラメータセットを調整する、無線通信装置。