本發明涉及無線發送裝置、無線接收裝置以及通信方法。
背景技術:
作為廣泛實用化的無線LAN(局域網(Local area network))標準即IEEE802.11n的發展標準,由IEEE(電氣和電子工程師協會(The Institute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.))制定了IEEE802.11ac標準。當前,作為IEEE802.11n/ac的后繼標準,想要進行HEW(高效無線局域網(High efficiency wireless LAN))的標準化活動。在HEW標準中,與目前為止的無線LAN標準不同,除了峰值吞吐量的改善之外,用戶吞吐量的改善也作為主要的要求條件而舉出。在用戶吞吐量的改善中,高效率的同時復用傳輸方式(接入方式)的導入是不可缺少的。
在IEEE802.11n以前的標準中,作為接入方式,采用了被稱為CSMA/CA(沖突避免的載波監聽多址(Carrier sense multiple access with collision avoidance))的自主分散控制方式的接入方式。在IEEE802.11ac中,新追加了基于多用戶復用輸入復用輸出(Multi-user multiple-input multiple-output:MU-MIMO)技術的空分多址(Space division multiple access:SDMA)。
在HEW標準中,面向用戶吞吐量的改善,要求進一步的接入方式的改善。作為高效率的接入方式,有正交頻分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:OFDMA)。OFDMA是如下方式:發揮通過將正交的多個子載波以信號周期的倒數的間隔緊密配置而提高頻率利用效率的正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM)的特征,根據在多路徑環境下的因每個無線接收裝置而異的接收特性,對各無線接收裝置分配特性好的任意的數目的子載波(或者,由連續的子載波的組構成的頻帶),從而進一步提高實質性的頻率利用效率。期待對HEW標準導入OFDMA而改善用戶吞吐量(非專利文獻1)。
現有技術文獻
非專利文獻
非專利文獻1:IEEE 11-13/1395r2、“Simultaneous transmission technologies for HEW、”2013年11月。
技術實現要素:
發明要解決的課題
但是,在無線LAN標準中導入了OFDMA的情況下,需要對接入點連接到本裝置的各站臺(station)通知分配了發往各站臺的數據的頻帶(頻率信道或者子載波號)。在控制信息中新追加涉及頻帶的通知的信息的話,會導致增加開銷,導致對用戶吞吐量的改善產生界限。
本發明是鑒于這樣的情況而完成的,其目的在于,提供一種能夠實現抑制涉及控制信息的通知的開銷且通過導入OFDMA而改善用戶吞吐量的無線LAN系統的無線發送裝置、無線接收裝置以及通信方法。
用于解決課題的手段
用于解決上述的課題的本發明的無線發送裝置、無線接收裝置以及通信方法如下所述。
(1)即,本發明的無線發送裝置是采用使用了多個頻率資源的OFDMA傳輸而復用發往多個無線接收裝置的發送數據而同時發送的無線發送裝置,其特征在于,從表示多個無線接收裝置的組合的多個組中選擇任一組,將包括對所述選擇的組預先賦予的識別號的控制信息至少發送給屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置,基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序,將發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分配給所述多個頻率資源的每一個。
(2)此外,如上述(1)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,所述控制信息還包括表示對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據所分配的所述多個頻率資源的頻率帶寬的信息。
(3)此外,如上述(1)或(2)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,對分配了發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據的所述多個頻率資源的每一個,分別生成發往所述各無線接收裝置的發送信號。
(4)此外,如上述(1)或(2)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,匯總生成將對所述多個頻率資源所分配的發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據全部包括的發送信號。
(5)此外,如上述(1)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,還具備多個天線,且對應于使用多個空間資源而復用發往多個無線接收裝置的發送數據而同時發送的MU-MIMO傳輸,在使用所述OFDMA傳輸的情況下,基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序,將發往所述各無線接收裝置的發送數據分配給所述多個頻率資源的每一個而同時發送,在使用所述MU-MIMO傳輸的情況下,基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序,將發往所述各無線接收裝置的發送數據分配給所述多個空間資源的每一個。
(6)此外,如上述(5)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,所述控制信息還包括表示使用了所述MU-MIMO傳輸和所述OFDMA傳輸中的哪一個的復用方式的信息。
(7)此外,如上述(5)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,根據使用了所述MU-MIMO傳輸和所述OFDMA傳輸中的哪一個的復用方式,決定對包括所述控制信息的發送信號的至少一部分應用的數據調制方式。
(8)此外,如上述(5)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,所述控制信息還包括表示對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分別分配的所述頻率資源的頻率帶寬的信息、和表示對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分別分配的所述空間資源的數目的信息。
(9)此外,如上述(5)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,所述控制信息還包括表示對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分別分配的所述頻率資源的頻率帶寬的信息、和表示對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分別分配的所述空間資源的數目的信息中的任一方,表示所述頻率資源的頻率帶寬的信息和表示所述空間資源的數目的信息記載在所述控制信息的預先確定的同一個比特字段中。
(10)此外,如上述(1)所述的無線發送裝置,其特征在于,在本發明的無線發送裝置中,還具備多個天線,且對應于使用多個空間資源而復用發往多個無線接收裝置的發送數據而同時發送的MU-MIMO傳輸,所述控制信息還包括表示對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分別分配的所述頻率資源的頻率帶寬的信息、和表示對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分別分配的所述空間資源的數目的信息,基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序、表示所述頻率資源的頻率帶寬的信息以及表示所述空間資源的數目的信息,將發往所述各無線接收裝置的發送數據分配給所述多個頻率資源以及所述多個空間資源的每一個。
(11)此外,本發明的無線接收裝置是接收從無線發送裝置發送的、采用使用了多個頻率資源的OFDMA傳輸而復用了發往多個無線接收裝置的發送數據的信號的無線接收裝置,其特征在于,根據接收到的信號,取得包括組的識別號的控制信息,判定本裝置是否屬于與所述識別號對應的組,在所述判定的結果是本裝置屬于所述組的情況下,基于在與所述識別號對應的組中預先確定的本裝置的順序,識別在所述多個頻率資源中對發往本裝置的發送數據所分配的頻率資源。
(12)此外,如上述(11)所述的無線接收裝置,其特征在于,在本發明的無線接收裝置中,進一步基于在所述控制信息中包含的表示對發往本裝置的發送數據所分配的所述頻率資源的頻率帶寬的信息,識別在所述多個頻率資源中對發往本裝置的發送數據所分配的頻率資源。
(13)此外,如上述(11)所述的無線接收裝置,其特征在于,在本發明的無線接收裝置中,所述無線發送裝置還具備多個天線,且對應于使用多個空間資源而復用發往多個無線接收裝置的發送數據而同時發送的MU-MIMO傳輸,在使用所述OFDMA傳輸的情況下,所述無線發送裝置基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序,將發往所述各無線接收裝置的發送數據分配給所述多個頻率資源的每一個而同時發送,在使用所述MU-MIMO傳輸的情況下,所述無線發送裝置基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序,將發往所述各無線接收裝置的發送數據分配給所述多個空間資源的每一個而同時發送,在所述控制信息中,包括表示所述無線發送裝置使用了所述OFDMA傳輸和所述MU-MIMO傳輸中的哪一個的復用方式的信息,基于所述控制信息,判斷所述無線發送裝置使用的復用方式,識別對發往所述本裝置的發送數據所分配的頻率資源或者空間資源。
(14)此外,如上述(11)所述的無線接收裝置,其特征在于,在本發明的無線接收裝置中,所述無線發送裝置還具備多個天線,且對應于使用多個空間資源而復用發往多個無線接收裝置的發送數據而同時發送的MU-MIMO傳輸,在使用所述OFDMA傳輸的情況下,所述無線發送裝置基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序,將發往所述各無線接收裝置的發送數據分配給所述多個頻率資源的每一個而同時發送,在使用所述MU-MIMO傳輸的情況下,所述無線發送裝置基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序,將發往所述各無線接收裝置的發送數據分配給所述多個空間資源的每一個而同時發送,根據所述無線發送裝置使用了所述MU-MIMO傳輸和所述OFDMA傳輸中的哪一個的復用方式,決定所述無線發送裝置對包括所述控制信息的發送信號的一部分實施的數據調制方式,基于包括所述控制信息的接收到的信號的至少一部分的數據調制方式,判斷所述無線發送裝置使用的復用方式,識別對發往所述本裝置的發送數據所分配的頻率資源或者空間資源。
(15)此外,如上述(13)或(14)所述的無線接收裝置,其特征在于,在本發明的無線接收裝置中,在所述控制信息中,還包括表示所述無線發送裝置對發往所述多個無線接收裝置的發送數據所分配的所述頻率資源的頻率帶寬的信息、和表示所述無線發送裝置對發往所述多個無線接收裝置的發送數據所分配的所述空間資源的數目的信息,基于表示所述頻率資源的頻率帶寬的信息和表示所述空間資源的數目的信息中的至少一方的信息,通過所述發送信號而解調發往本裝置的發送數據。
(16)此外,如上述(13)或(14)所述的無線接收裝置,其特征在于,在本發明的無線接收裝置中,在所述控制信息中,包括表示所述無線發送裝置對發往所述多個無線接收裝置的發送數據所分配的所述頻率資源的頻率帶寬的信息、和表示所述無線發送裝置對發往所述多個無線接收裝置的發送數據所分配的所述空間資源的數目的信息中的任一方,表示所述頻率資源的頻率帶寬的信息和表示所述空間資源的數目的信息記載在所述控制信息的預先確定的同一個比特字段中,基于所述無線發送裝置使用的復用方式,根據在所述比特字段中記載的信息而取得所述頻率資源的頻率帶寬或者所述多個空間資源的數目。
(17)此外,如上述(11)所述的無線接收裝置,其特征在于,在本發明的無線接收裝置中,所述無線發送裝置還具備多個天線,且能夠基于同時采用了使用了多個空間資源的MU-MIMO傳輸和所述OFDMA傳輸的復用傳輸而復用發往所述多個無線接收裝置的發送數據而同時發送,在所述控制信息中,還包括表示所述無線發送裝置對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分別分配的所述頻率資源的頻率帶寬的信息、和表示對發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分別分配的所述空間資源的數目的信息,基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序、表示所述頻率資源的頻率帶寬的信息以及表示所述空間資源的數目的信息,取得分配了發往本裝置的發送數據的所述頻率資源和所述空間資源。
(18)此外,本發明的通信方法是基于使用了多個頻率資源的OFDMA傳輸而復用發往多個無線接收裝置的發送數據而同時發送的無線發送裝置的通信方法,其特征在于,所述通信方法包括以下步驟:從表示多個無線接收裝置的組合的多個組中,選擇任一組的步驟;將包括對所述選擇的組預先賦予的識別號的控制信息至少發送給屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的步驟;以及基于在所述選擇的組中預先確定的所述各無線接收裝置的順序,將發往屬于所述選擇的組的多個無線接收裝置的發送數據分配給所述多個頻率資源的每一個的步驟。
(19)此外,本發明的通信方法是接收從無線發送裝置發送的、采用使用了多個頻率資源的OFDMA傳輸而復用了發往多個無線接收裝置的發送數據的信號的無線接收裝置的通信方法,其特征在于,所述通信方法包括以下步驟:根據接收到的信號,取得包括組的識別號的控制信息的步驟;判定本裝置是否屬于與所述識別號對應的組的步驟;以及在所述判定的結果是本裝置屬于所述組的情況下,基于在與所述識別號對應的組中預先確定的本裝置的順序,識別在所述多個頻率資源中對發往本裝置的發送數據所分配的頻率資源的步驟。
發明效果
根據本發明,由于能夠實現抑制涉及控制信息的通知的開銷且通過導入OFDMA而改善用戶吞吐量的無線LAN系統,所以能夠大幅改善用戶吞吐量。
附圖說明
圖1是表示本發明的通信系統的一例的圖。
圖2是表示本發明的無線發送裝置的一結構例的概略框圖。
圖3是表示本發明的數據幀的一例的圖。
圖4是表示本發明的無線接收裝置的一結構例的概略框圖。
圖5A是表示本發明的第一實施方式的頻率分配的一例的圖。
圖5B是表示本發明的第一實施方式的頻率分配的一例的圖。
圖5C是表示本發明的第一實施方式的頻率分配的一例的圖。
圖5D是表示本發明的第一實施方式的頻率分配的一例的圖。
圖5E是表示本發明的第三實施方式的頻率分配的一例的圖。
圖5F是表示本發明的第三實施方式的頻率分配的一例的圖。
圖6是表示本發明的組ID(Group ID)的一記載例的圖。
圖7是表示本發明的第一實施方式的通信的一例的時序圖。
圖8是表示本發明的第二實施方式的通信的一例的時序圖。
具體實施方式
[1.第一實施方式]
本實施方式中的通信系統具備無線發送裝置(接入點、Access point(AP))以及多個無線接收裝置(站臺、Station(STA))。
圖1是表示本發明的第一實施方式的通信系統的下行線路(下行鏈路)的一例的概略圖。在圖1的通信系統中,存在AP1,存在與AP1連接的STA2~STA9。并且,AP1通過頻分多址(正交頻分多址(Orthogonal requency Division Multiple Access:OFDMA))對各STA同時進行數據傳輸。
圖2是表示本發明的第一實施方式的AP1的結構的一例的框圖。如圖2所示,AP1具備上位層部101、控制部102、發送部103、接收部104和天線105。
上位層部101進行媒體接入控制(MAC:Medium Access Control)層等的處理。此外,上位層部101生成用于進行發送部103和接收部104的控制的信息,并輸出到控制部102。控制部102對上位層部101和發送部103和接收部104進行控制。
發送部103進一步具備物理信道信號生成部1031、幀結構部1032、控制信號生成部1033和無線發送部1034。物理信道信號生成部1031生成AP1對各STA發送的基帶信號。物理信道信號生成部1031生成的信號包括各STA用于信道估計的TF(訓練字段(Training field))或通過MSDU(MAC服務數據單元(MAC service data unit))而被發送的數據。另外,在圖1中,由于將STA數目設為8,所以示出生成對STA2~STA9發送的基帶信號的例,但本實施方式并不限定于此。
幀結構部1032將物理信道信號生成部1031生成的信號和控制信號生成部1033生成的信號進行復用,實際上構成AP1發送的基帶信號的數據幀。圖3是表示本實施方式的幀結構部1032生成的數據幀的一例的概略圖。數據幀由L-STF(傳統短訓練字段(Legacy short training filed))、L-LTF(傳統長訓練字段(Legacy long training filed))、VHT-STF(超高吞吐量短訓練字段(Very high throughput-short training field))、VHT-LTF(超高吞吐量長訓練字段(Very high throughput-long training field))等參考信號、L-SIG(傳統信號(Legacy-signal))、VHT-SIG-A(超高吞吐量信號A(Very high throughput-signal-A))、VHT-SIG-B(超高吞吐量信號B(Very high throughput-signal-B))等控制信息、以及Data(數據)部分構成。以下,在數據幀內,將發送參考信號和控制信息以及數據部分的時間區間分別稱為前導碼信道、控制信道以及數據信道。在本實施方式中,關于控制信號生成部1033生成的控制信息,在后面敘述。
無線發送部1034進行將幀結構部1032生成的基帶信號轉換為無線頻率(Radio frequency(RF))帶的信號的處理。在無線發送部1034進行的處理中,包括數字/模擬轉換、過濾、從基帶到RF帶的頻率轉換等。
天線105將發送部103生成的信號發送給各STA。
AP1還具有接收從各STA發送的信號的功能。天線105接收從各STA發送的信號,并輸出到接收部104。
接收部104具備物理信道信號解調部1041和無線接收部1042。無線接收部1042將從天線105輸入的RF帶的信號轉換為基帶。在無線接收部1042進行的處理中,包括從RF帶到基帶的頻率轉換、過濾、模擬/數字轉換等。此外,在接收部104進行的處理中,也可以包括在特定的頻帶中測量周邊的干擾,并確保該頻帶(載波偵聽)的功能。
物理信道信號解調部1041對無線接收部1042輸出的基帶的信號進行解調。物理信道信號解調部1041解調的信號是STA2~STA9在上行線路(上行鏈路)中發送的信號,其幀結構與幀結構部1032生成的數據幀是同樣的。因此,物理信道信號解調部1041能夠基于在數據幀的控制信道中發送的控制信息,通過數據信道而解調上行鏈路數據。此外,在物理信道信號解調部1041中,也可以包括載波偵聽功能。
圖4是表示本實施方式的STA2~STA9的一結構例的框圖。如圖4所示,STA2~STA9具備上位層部201、控制部202、發送部203、接收部204和天線205。
上位層部201進行MAC層等的處理。此外,上位層部201生成用于進行發送部203和接收部204的控制的信息,并輸出到控制部202。
天線205接收AP1發送的信號,并輸出到接收部204。
接收部204具備物理信道信號解調部2041、控制信息監視部2042和無線接收部2043。無線接收部2043將從天線205輸入的RF帶的信號轉換為基帶。在無線接收部2043進行的處理中,包括從RF帶到基帶的頻率轉換、過濾、模擬/數字轉換等。
控制信息監視部2042對無線接收部2043輸出的基帶的信號進行控制信道的監視,取得AP1對STA2~STA9發送的控制信息。在控制信息中,包括作為對各STA公共的信息的公共控制信息(例如,VHT-SIG-A)和對每個STA而不同的個別控制信息(例如,VHT-SIG-B)。
物理信道信號解調部2041基于控制信息監視部2042取得的控制信息,對數據信道的信號進行解調。
STA2~STA9還具有發送信號的功能。天線205將發送部203生成的RF帶的信號發送給基站裝置1。
發送部203具備物理信道信號生成部2031和無線發送部2032。物理信道信號生成部2031生成STA2~STA9對AP1發送的基帶的信號。物理信道信號生成部2031生成的信號與AP1的幀結構部1032生成的數據幀是同樣的結構。
無線發送部2032將物理信道信號生成部2031生成的基帶的信號轉換為RF帶的信號。在無線發送部2032進行的處理中,包括數字/模擬轉換、過濾、從基帶到RF帶的頻率轉換等。
在本實施方式中,考慮AP1對STA2~STA9通過OFDMA同時進行數據傳輸的情況。圖5A是表示本實施方式的對于STA2~STA9的頻率分配的一例的概略圖。AP1能夠利用80MHz的頻率帶寬,考慮對各STA各分配20MHz。即,AP1將能夠利用的80MHz的頻率帶寬分為每20MHz的4個信道(ch),對各信道分配1個STA。
AP1需要對各STA通知數據信道配置在哪個頻帶(子載波、或者捆綁了多個子載波的子帶、或者頻率資源)中。因此,本實施方式的AP1應用從IEEE802.11ac采用的被稱為組ID的功能。
在IEEE802.11ac中使用的組ID是AP1在控制信道中發送的VHT-SIG-A中包含的公共控制信息之一,且是由AP1預先確定的、識別表示了通過MU-MIMO進行空間復用的STA的組合的組的識別號(索引)。各STA通過讀取組ID,能夠判斷本裝置是否參加MU-MIMO傳輸,若已經參加,則判斷被復用到第幾個空間資源。這里,一般具備N條天線的AP1最多能夠將N個STA或者數據進行空間復用,空間資源是指配置AP1能夠進行空間復用的N個STA或者數據的層或數據流。
因此,本實施方式的AP1的控制信號生成部1033根據對于各STA的頻率分配,決定組ID的值。圖6是表示本實施方式的組ID的一例的表。本實施方式的AP1預先決定在組ID中記載的STA的組,并在與各STA之間預先共享其內容。此外,AP1可以適當變更在組ID中記載的STA的組,能夠每次實現與各STA的共享。本實施方式的組ID表示示出參加AP1預先決定的OFDMA傳輸的STA的組合(組)的索引。在所屬STA的欄中記載的STA的順序表示各STA被分配給哪個ch。此外,例如,在圖6中,組ID的第2個表示STA3、STA2、STA4、STA5參加(包含在、屬于)OFDMA傳輸。此外,表示STA3被分配給1ch,STA2被分配給2ch,STA4被分配給3ch,STA5被分配給4ch。因此,在AP1考慮如圖5A所示的對于STA的頻率分配的情況下,控制信號生成部1033生成作為組ID而指定第1個的控制信息即可。
圖7是表示本實施方式的通信的一例的時序圖。首先,AP1的上位層部201決定參加OFDMA傳輸的STA的組合(步驟S701)。另外,在本實施方式的通信中,也可以在步驟S701之前,具備AP1決定在組ID中記載的STA的組的步驟、與各STA共享決定的組ID的記載內容的步驟和更新組ID的記載內容的步驟。接著,基于上位層部201的決定,控制信號生成部1033決定組ID的值,并輸出到幀結構部1032(步驟S702)。另外,上位層部201也可以基于當前的組ID的記載內容,決定要復用的STA的組合。接著,幀結構部1032生成將包括控制信號生成部1033生成的組ID的值的控制信息(例如,VHT-SIG-A)包括在內的數據幀(步驟S703)。然后,無線發送部1034生成RF帶的發送信號,AP1將信號經由天線105發送給各STA(步驟S704)。各STA的控制信息監視部2042根據從AP1發送的數據幀中通過控制信道而被發送的信號,讀取組ID,判斷本裝置是否參加OFDMA傳輸(步驟S705)。在判斷為本裝置參加OFDMA傳輸的情況下(這里為STA2~STA5),物理信道信號生成部2031根據組ID而確定配置了本裝置的數據的頻率,通過在該頻率的數據信道中從AP1發送的信號,解調發往本裝置的數據(步驟S706)。在判斷為本裝置沒有參加OFDMA傳輸的情況下(這里為STA6~STA9),物理信道信號生成部2031不進行信號的解調(步驟S707)。以上是本實施方式的通信的一例。
另外,在圖5A中,表示AP1對各STA均等地分配帶寬20MHz的例。本實施方式的AP1還能夠對各STA不均等地分配頻率帶寬。圖5B是表示本實施方式的對于STA2~STA9的頻率分配的另一例的概略圖。AP1能夠利用80MHz的頻率帶寬,對STA2分配40MHz,對STA4和STA5分別分配20MHz的帶寬。此時,除了組ID之外,AP1還將表示對各STA分配的頻率帶寬的信息通知給各STA。
作為表示對各STA分配的頻率帶寬的信息,控制信號生成部1033將帶寬20MHz作為1個信道,生成表示分配了幾個信道的信息(復用信道數目)。在AP1考慮如圖5B所示的頻率分配的情況下,控制信號生成部1033作為組ID而指定第1個,且作為復用信道數目,對STA2通知2,對STA3通知0,對STA4以及STA5通知1即可。由于控制信號生成部1033生成的復用信道數目是在VHT-SIG-A中記載的信息,所以各STA還能夠掌握對其他STA分配的復用信道數目。
通過控制信號生成部1033生成這樣的控制信息,例如,STA2能夠掌握本裝置參加OFDMA傳輸以及從1ch進行分配的情況,并且,還能夠掌握合計分配了2個信道(即,帶寬40MHz)。
另一方面,STA3認識到本裝置參加OFDMA傳輸,但由于復用信道數目為0,所以能夠認識到對本裝置沒有發送數據。
此外,STA4能夠掌握本裝置參加OFDMA傳輸以及被配置在第3個、對本裝置分配了1個信道(即,帶寬20MHz)的情況。并且,還能夠掌握被分配在本裝置之前的信道的STA有2個,其分配信道的合計為2(即,帶寬40MHz)。因此,STA4能夠掌握本裝置被分配在3ch的帶寬20MHz。STA5也同樣能夠掌握本裝置被分配在4ch的帶寬20MHz。
另外,AP1還能夠對各STA預先通知能夠利用的頻率帶寬和其頻率。此時,由于各STA能夠掌握AP1的頻率分配是從哪個頻率開始的,所以能夠更加簡單地掌握本裝置的分配頻率。
此外,作為表示對各STA分配的頻率帶寬的信息,控制信號生成部1033也可以生成直接表示對各STA分配的頻率帶寬(或者,子載波數目)的信息,而不是復用信道數目。此外,若對各STA通知表示AP1對各STA分配的頻率帶寬的信息,則控制信號生成部1033生成的組ID的值未被成為一個決定的值。例如,在進行如圖5B所示的頻率分配的情況下,控制信號生成部1033能夠對各STA信令通知表示STA2、STA4以及STA5按照這個順序記載的組的任一組ID。
此外,AP1能夠利用的頻率帶寬也可以是80MHz以外的頻率帶寬,也不一定是連續的頻率。圖5C是表示在AP1能夠利用不連續的合計帶寬160MHz的頻帶的情況下的、頻率分配的一例的圖。這里,設為AP1將能夠利用的頻率帶寬和其頻率預先通知給各STA。在AP1進行如圖5C所示的頻率分配的情況下,控制信號生成部1033也作為組ID而指定第1個,且作為復用信道數目,對STA2通知2,對STA3和STA4通知1,對STA5通知4即可。
此外,在圖5A所示的AP1進行的頻率分配的概略圖中,設想發往各STA的數據信號分別獨立地進行OFDM調制。即,AP1的幀結構部1032將占有帶寬(這里,還包括用于抑制頻帶外輻射的保護頻帶)20MHz的OFDM信號生成4個,且將每一個配置(以下,稱為個別配置)在對各STA所分配的頻率上。此時,各STA只解調在對本裝置所分配的頻率中發送的OFDM信號即可,所以能夠減輕涉及各STA的OFDM信號解調的負擔。
另一方面,AP1的幀結構部1032也可以生成占有能夠利用的頻率帶寬(在圖5A的情況下,80MHz)整體的一個OFDM信號(以下,稱為匯總配置)。圖5D是表示本實施方式的對于STA2~STA5的頻率分配的另一例的概略圖。此時,由于幀結構部1032將生成的OFDM信號的各子載波分配給各STA,所以能夠減少在個別配置中需要的用于抑制頻帶外輻射的保護頻帶,因此,能夠改善頻率利用效率。此時,AP1對各STA分配的子載波數目可以不均等是理所當然的。此外,AP1也可以進行控制,使得進行匯總配置的同時在一部分頻率中進行個別配置。
AP1是進行個別配置還是進行匯總配置可以事先在與各STA之間協商,也可以通過VHT-SIG-A等公共控制信息而通知給各STA。此外,各STA也可以通過盲方式而估計是個別配置還是匯總配置。例如,若各STA為個別配置,則通過測量成為保護頻帶的頻率的功率,能夠判斷是個別配置(該頻率的功率小于其他頻率的功率的情況下)還是匯總配置(該頻率的功率與其他頻率同等的情況下)。另外,在AP1進行匯總配置的情況下,也可以與個別配置同樣地生成包括空穴載流子(carrier hole)或相當于保護頻帶的空子載波的OFDM信號。
根據本實施方式的方法,由于AP1通過組ID的值而對各STA通知所分配的頻率信道,所以能夠抑制涉及通知的開銷,且實現OFDMA傳輸。
[2.第二實施方式]
在本實施方式中,AP1除了支持OFDMA傳輸之外,還支持基于MU-MIMO傳輸的復用傳輸。另外,設為本實施方式的通信系統的概要、AP1的結構、STA2~9的結構與第一實施方式相同。
在本實施方式中,AP1的上位層部101在對各STA同時進行數據傳輸時,預先判斷是進行OFDMA傳輸還是進行MU-MIMO傳輸。上位層部101變更復用傳輸方式(復用方式、復用傳輸、同時復用傳輸、接入方式)的基準并沒有被限定于任一種,但例如能夠基于各STA的接收質量而決定。此外,AP1為了進行MU-MIMO傳輸,需要在與各STA之間的傳播路徑信息(信道狀態信息(Channel state information:CSI))。AP1也可以進行控制,使得若根據從各STA通知的控制信息等,掌握在與各STA之間的CSI,則不進行MU-MIMO傳輸,若不掌握CSI,則進行OFDMA傳輸。
控制信號生成部1033根據進行同時傳輸的STA的組合,決定組ID的值。但是,控制信號生成部1033生成的組ID的值在AP1進行MU-MIMO傳輸的情況下和進行OFDMA傳輸的情況下不變。例如,在使用圖6中提供的組ID的情況下,當通過OFDMA傳輸而STA2、STA3、STA8以及STA5進行復用時,控制信號生成部1033作為組ID而指定第33個。另一方面,在AP1通過MU-MIMO傳輸而復用STA2、STA3、STA8以及STA5的情況下,也作為組ID而指定第33個。
另外,AP1的上位層部101也可以在決定STA的組合之后,決定復用傳輸方式。
由于AP1不依賴接入方式而使用同一個組ID,所以各STA必須要判斷本裝置是參加OFDMA傳輸還是參加MU-MIMO傳輸。在本實施方式中,AP1能夠通過VHT-SIG-A等控制信息而對各STA信令通知AP1是進行OFDMA傳輸還是進行MU-MIMO傳輸。
此外,也可以進行控制,使得通過將用于VHT-SIG-A的傳輸的數據調制方式設為特定的組合,各STA判斷AP1使用的接入方式。例如,若預先決定為在AP1進行OFDMA傳輸的情況下,對VHT-SIG-A的第1個OFDM符號使用OBPSK(偏移二進制相移鍵控(Offset binary phase shift keying)),對第2個OFDM符號使用BPSK,在進行MU-MIMO傳輸的情況下,對第1個OFDM符號使用BPSK,對第2個符號使用OBPSK,則各STA能夠基于連續的2個OFDM符號的實部和虛部的功率而判斷AP1是進行OFDMA傳輸還是進行MU-MIMO傳輸。
此外,AP1為了進行MU-MIMO傳輸,需要在與各STA之間的CSI。作為AP1取得CSI的方法,在IEEE802.11n/ac中規定了AP1對各STA發送表示CSI的反饋請求的被稱為NDP(空數據分組(Null data packet))聲明(announcement)的分組的方式。因此,各STA也可以判斷為在接收NDP聲明后的一定期間內到達本裝置的分組是通過MU-MIMO傳輸而由AP1發送的。該一定期間的值可以預先在AP1和各STA之間協商,AP1也可以在NDP聲明中包括值。另外,AP1可以在NDP聲明中包括表示對各STA進行OFDMA傳輸的信息,也可以設定為通過將該一定期間的值設為0而對各STA通知要進行OFDMA傳輸。
各STA基于接收到的數據幀,判斷AP1是進行OFDMA傳輸還是進行MU-MIMO傳輸之后,根據組ID的值而判斷發往本裝置的數據被配置在哪個無線資源(頻率資源或者空間資源)中。例如,考慮STA3在圖6記載的組ID中被通知了第1個的情況。在AP1進行OFDMA傳輸的情況下,STA3能夠判斷為本裝置在第2個頻率資源(若是圖5A,則為2ch)中發送。另一方面,在AP1進行MU-MIMO傳輸的情況下,STA3能夠判斷為本裝置在第2個空間資源中發送。
圖8是表示本實施方式的通信的一例的時序圖。首先,AP1的上位層部101決定進行同時傳輸的STA的組合和使用的復用方式(是OFDMA傳輸,還是MU-MIMO傳輸)(步驟S801)。接著,AP1的控制信號生成部1033根據上位層部101決定的STA的組合而決定組ID的值(步驟S802)。接著,幀結構部1032生成將包括控制信號生成部1033生成的組ID的值的控制信息(例如,VHT-SIG-A)包括在內的數據幀(步驟S803)。另外,在本實施方式的幀結構部1032生成的數據幀中,由幀結構部1032進行各STA能夠判別AP1對本裝置進行的復用方式的處理(例如,控制信息的追加或特定的組合的數據調制方式的應用)。接著,無線發送部1034生成RF帶的發送信號,AP1經由天線105對各STA發送信號(步驟S804)。各STA的控制信息監視部2042根據從AP1發送的數據幀,判別AP1對本裝置進行的復用方式(步驟S805)。接著,控制信息監視部2042從在控制信道中發送的信號中讀取組ID,判斷本裝置是否參加復用傳輸(步驟S806)。在判斷為本裝置參加復用傳輸的情況下(這里為STA2~STA5),物理信道信號生成部2031根據組ID而確定本裝置的數據被配置的無線資源,從在該無線資源的數據信道中由AP1發送的信號,解調發往本裝置的數據(步驟S807)。在判斷為本裝置不參加復用傳輸的情況下(這里為STA6~STA9),物理信道信號生成部2031不進行信號的解調(步驟S808)。另外,步驟S805和步驟S806的處理也可以調換順序,此時,在通過步驟S806而判斷為本裝置不參加復用傳輸的情況下,能夠省略步驟S805的復用方式的判別。以上是本實施方式的通信的一例。
此外,本實施方式的控制信號生成部1033也可以進一步生成表示對各STA分配的頻率資源數目的信息(例如,頻率帶寬或復用信道數目)或表示對各STA分配的空間資源數目(例如,空間復用流數目)的信息。此時,控制信號生成部1033可以分別生成復用信道數目和空間復用流數目,也可以進行控制,使得基于上位層部101決定的復用傳輸方式而只生成其中任一方信息。
此外,在控制信號生成部1033只生成復用信道數目和空間復用流數目中的任一方的情況下,控制信號生成部1033可以將該信息記載在控制信息的同一個比特字段。各STA的控制信息監視部2042由于能夠在控制信息的讀取之前判斷AP1對本裝置進行的復用傳輸方式,所以能夠判斷在該比特字段中記載的信息是頻率資源數目還是空間資源數目。
根據以上說明的方法,在AP1選擇性地進行OFDMA傳輸和MU-MIMO傳輸的無線LAN中,也能夠根據組ID,對各STA通知資源分配的狀況,所以能夠將開銷的增加抑制為最低限度,且改善用戶吞吐量。
[3.第三實施方式]
在本實施方式中,AP1進行同時使用了OFDMA傳輸和MU-MIMO傳輸的復用傳輸。另外,設為本實施方式的通信系統的概要、AP1的結構、STA2~9的結構與第一實施方式相同。
在本實施方式中,AP1的上位層部101在對各STA同時進行數據傳輸時,預先判斷是進行OFDMA傳輸,還是進行MU-MIMO傳輸,還是同時進行OFDMA傳輸和MU-MIMO傳輸。以下,說明AP1同時進行OFDMA傳輸和MU-MIMO傳輸的情況。
圖5E是表示本實施方式的對于STA2~STA9的頻率分配的一例的概略圖。設為AP1對STA2~STA5進行復用傳輸,對各STA分配帶寬40MHz,進一步將STA2和STA4進行空間復用,將STA3和STA5進行空間復用。
控制信號生成部1033根據進行同時傳輸的STA的組合,決定組ID的值。此時,控制信號生成部1033生成的組ID的值總是根據參加同時傳輸的STA的組合而決定,不依賴各STA的復用狀況。例如,在AP1使用圖6所示的組ID的情況下,對于如圖5E所示的分配狀況,即使AP1將STA5分配給被分配STA2以及STA3的頻率的情況下,控制信號生成部1033也作為組ID而生成第1個。
在本實施方式中,進一步生成表示對各STA分配的頻率資源數目的信息(例如,頻率帶寬或復用信道數目)。這里,與組ID同樣地,表示控制信號生成部1033生成的頻率資源數目的信息不依賴各STA的復用狀況,總是對各STA分配的頻率資源數目。在圖5E的情況下,控制信號生成部1033在將復用信道數目作為表示頻率資源數目的信息而通知的情況下,該生成的值對STA2成為2,對STA3成為2,對STA4成為2,對STA5成為2。
在本實施方式中,AP1進一步將能夠利用的頻率帶寬和其頻率預先通知給各STA。若是圖5E情況,則AP1將能夠利用80MHz的頻帶的情況預先通知給各STA。即,本實施方式的AP1的控制信號生成部1033生成組ID、表示頻率資源數目的信息、表示AP1能夠利用的頻率帶寬和其頻率的信息。另外,由于其他的AP1的結構裝置的信號處理與實施方式1以及實施方式2是同樣的,所以省略說明。
另一方面,各STA需要判斷發往本裝置的發送數據包含在通過哪個無線資源而從AP1發送的數據幀的數據信道中。各STA的控制信息監視部2042根據在通過從AP1發送的數據幀的控制信道而被發送的控制信息中包含的組ID的值,判斷本裝置是否參加復用傳輸。并且,在能夠判斷為本裝置參加復用傳輸時,各STA基于表示在控制信息中包含的頻率資源數目的信息和表示AP1能夠利用的頻率帶寬和其頻率的信息,判斷對本裝置的發送數據所分配的無線資源。
設為當前AP1進行如圖5E所示的資源分配,作為組ID(參照圖6)而通知第1個,對各STA作為頻率資源數目(將帶寬20MHz作為1個信道的復用信道數目)而通知2,進一步將能夠利用80MHz的頻帶的情況通知給各STA。
首先,各STA的控制信息監視部2042設定頻率資源計數器以及空間資源計數器的2個內部變量,且分別初始化為1。并且,基于從AP1通知的表示頻率資源數目的信息(這里為將帶寬20MHz作為1個信道的復用信道數目),將各計數器增加(增加計數)。另外,頻率資源計數器也可以基于分配發往各STA的發送數據的子載波數目而被控制。
首先,在組ID中最初記載的STA2能夠判斷為發往本裝置的發送數據被分配在從AP1能夠利用的頻率的開頭起的帶寬40MHz。此外,由于空間資源計數器為1,所以能夠判斷為作為空間資源而在第1個配置了發往本裝置的發送數據。此時,在其他的組ID中記載的STA使頻率資源計數器增加2。
接著,由于頻率資源計數器為3、空間資源計數器為1,所以STA3能夠判斷為配置了發往本裝置的發送數據的頻率資源是AP1能夠利用的帶寬80MHz的后一半的40MHz且空間資源是第1個。此時,在其他的組ID中記載的STA使頻率資源計數器增加2。
接著,由于STA4可知頻率資源計數器成為5,超過AP1能夠利用的復用信道數目(在圖5E的情況下為4),所以使空間資源計數器增加1,另一方面,從頻率資源計數器減去4(AP1能夠利用的復用信道數目)。其他的STA也同樣地進行這個處理。STA4能夠判斷為配置了發往本裝置的發送數據的頻率資源是AP1能夠利用的帶寬80MHz的最初的40MHz且空間資源是第2個。此時,在其他的組ID中記載的STA使頻率資源計數器增加2。
最后,由于頻率資源計數器成為3且空間資源計數器成為2,所以STA5能夠判斷為配置了發往本裝置的發送數據的頻率資源是AP1能夠利用的帶寬80MHz的后一半的40MHz且空間資源是第2個。這樣,各STA能夠根據從AP1通知的組ID的值、表示頻率資源數目的信息和表示AP1能夠利用的頻率帶寬的信息,判斷配置了發往本裝置的發送數據的無線資源。即,本實施方式的AP1根據在組ID中記載的各STA的順序,作為空間資源而從第1個開始順序進行分配,作為頻率資源也從第1個開始順序進行分配,并且,進行將頻率資源優先分配給各STA的處理。
另外,AP1也可以對各STA預先通知能夠利用的最大空間資源數目,從空間資源優先對各STA進行分配。即,各STA使空間資源計數器優先增加。
此外,本實施方式的AP1也可以進一步對各STA通知表示對各STA分配的空間資源數目的信息。圖5F是表示本實施方式的對于STA2~STA9的頻率分配的另一例的概略圖。在AP1進行了與圖5E同樣的頻率分配的基礎上,對STA2作為空間資源而分配2個。此時,控制信號生成部1033作為組ID而生成第1個,作為表示頻率資源數目的信息,對各STA生成2,作為表示空間資源數目的信息,對STA2生成2,對STA3和STA4和STA5生成1。
各STA的控制信息監視部2042設定頻率資源計數器以及空間資源計數器的2個內部變量,但在從AP1通知了表示空間資源數目的信息的情況下,空間資源計數器對每個頻率資源進行設定。
STA2能夠判斷為發往本裝置的發送數據被分配在從AP1能夠利用的頻率帶寬的開頭起的40MHz。此外,由于該頻率資源的空間資源計數器為1,所以能夠判斷為發往本裝置的發送數據作為空間資源而被配置在第1個至第2個。此時,在其他的組ID中記載的STA使頻率資源計數器增加2且使該頻率資源的空間資源計數器增加2。
接著,由于頻率資源計數器為3、空間資源計數器為1,所以STA3能夠判斷為配置了發往本裝置的發送數據的頻率資源是AP1能夠利用的帶寬80MHz的后一半的40MHz且空間資源是第1個。此時,在其他的組ID中記載的STA使頻率資源計數器增加2且使該頻率資源的空間資源計數器增加1。
接著,由于STA4可知頻率資源計數器成為5,超過AP1能夠利用的復用信道數目(在圖5E的情況下為4),所以判斷為本裝置參加MU-MIMO傳輸。此時,STA4的頻率計數器被重新設定為空間資源計數器能夠從最小的頻率資源開始進行分配。在圖5F中,由于在STA4判斷本裝置的分配無線資源的階段,頻率資源為第3個和第4個的空間資源數目最小,所以頻率資源計數器被設定為3。因此,STA4能夠判斷為配置了發往本裝置的發送數據的頻率資源是AP1能夠利用的帶寬80MHz的后一半的40MHz且空間資源是第2個。此時,在其他的組ID中記載的STA使頻率資源計數器增加2且使該頻率資源的空間資源計數器增加1。
接著,由于頻率資源計數器成為5且全部頻率資源的空間資源計數器成為3,所以STA5可知超過了AP1能夠利用的復用信道數目(在圖5E的情況下為4),能夠判斷為配置了發往本裝置的發送數據的頻率資源是AP1能夠利用的帶寬80MHz的最初的40MHz且空間資源是第3個。這樣,通過AP1將表示空間資源數目的信息通知給各STA,即使是在將不同的數目的空間資源分配給各STA的情況下,各STA也能夠判斷配置了發往本裝置的發送數據的無線資源。
此外,改變本實施方式的方法的看法的話,可以說AP1的上位層部101期望決定對于各STA的無線資源的分配,使得根據如上所述的各STA的控制信息監視部2042具有的頻率資源計數器或空間資源計數器這2個內部變量和控制信號生成部1033通知的控制信息,各STA能夠判斷配置了發往本裝置的發送數據的無線資源。
另外,在本實施方式中,設為各STA的控制信息監視部2042使用被稱為頻率資源計數器以及空間資源計數器的內部變量來判斷配置了發往本裝置的發送數據的無線資源,但要是能夠獲得同等的效果的話,控制信息監視部2042判斷無線資源的方法并不限定于此。
根據本實施方式的方法,通過使用組ID,AP1能夠對各STA應用同時使用了OFDMA傳輸和MU-MIMO傳輸的復用傳輸,所以能夠抑制涉及控制信息的通知的開銷,且改善用戶吞吐量。
[4.全部實施方式共同]
另外,在涉及本發明的無線發送裝置以及無線接收裝置中動作的程序也可以是以實現涉及本發明的上述實施方式的功能的方式控制CPU等的程序(使計算機發揮功能的程序)。并且,在這些裝置中處理的信息在其處理時臨時存儲在RAM中,之后存儲在各種ROM或HDD中,根據需要由CPU讀出,進行修改/寫入。作為存儲程序的記錄介質,也可以是半導體介質(例如,ROM、非易失性存儲卡等)、光記錄介質(例如,DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁記錄介質(例如,磁盤、軟盤等)等中的任一方。此外,除了通過執行加載的程序而實現上述的實施方式的功能之外,也有基于該程序的指示而與操作系統或者其他的應用程序等共同進行處理而實現本發明的功能的情況。
此外,想要使其在市場中流通的情況下,也可以在可移動式的記錄介質中存儲程序而流通,或者轉發到經由互聯網等網絡而連接的服務器計算機中。此時,服務器計算機的存儲裝置也包含在本發明中。此外,也可以將上述的實施方式中的無線發送裝置以及無線接收裝置的一部分或者全部典型地作為集成電路即LSI而實現。無線發送裝置以及無線接收裝置的各功能塊既可以單獨芯片化,也可以將一部分或者全部集成而芯片化。在將各功能塊進行了集成電路化的情況下,附加對它們進行控制的集成電路控制部。
此外,集成電路化的方法并不限定于LSI,也可以通過專用電路或者通用處理器來實現。此外,在隨著半導體技術的進步而出現了替代LSI的集成電路化的技術的情況下,也可以使用基于該技術的集成電路。
另外,本申請發明并不限定于上述的實施方式。本申請發明的無線接收裝置并不限定于向移動臺裝置的應用,還能夠應用于在室內外設置的固定式或者不可移動式的電子設備例如AV設備、廚房設備、吸塵/洗滌設備、空調設備、辦公設備、自動售貨機、其他生活設備等是理所當然的。
以上,參照附圖詳細敘述了本發明的實施方式,但具體的結構并不限定于該實施方式,不脫離本發明的要旨的范圍的設計等也包含在權利要求范圍中。
產業上的可利用性
本發明適合使用于無線發送裝置、無線接收裝置以及通信方法。
另外,本國際申請主張基于在2014年5月26日申請的日本專利申請第2014-107650號的優先權,將日本專利申請第2014-107650號的全部內容引用到本國際申請中。
附圖標記說明
1 AP
2、3、4、5、6、7、8、9 STA
101、201 上位層部
102、202 控制部
103、203 發送部
104、204 接收部
105、205 天線
1031、2031 物理信道信號生成部
1032 幀結構部
1033 控制信號生成部
1034、2032 無線發送部
1041、2041 物理信道信號解調部
1042、2043 無線接收部
2042 控制信息監視部