(57)【要約】【課題】送達確認を示すビットマップ情報をリセットするための適切な条件を提供することにより、効率的な通信を可能とし、また、リセットを判断するための情報を少なくすることにより回路規模増加を抑えることが可能となる無線通信装置を提供する。【解決手段】IEEE 802.11 規格の無線LAN システムに使用可能な無線通信装置200 であって、受信フレーム解析手段223 により解析されたMAC ヘッダ情報に基づいて、受信フレームの送達確認を記憶するための受信フレームビットマップ情報記憶手段221 と、この手段が保持する情報をリセットするか否かを判定する手段225 と、受信フレーム解析手段により解析された送達確認要求に基づき、受信フレームビットマップ情報記憶手段に記憶されるビットマップを含む送達確認応答フレームを生成する手段222 と、受信フレームビットマップ情報記憶手段に送達確認を記憶することを許可するフレームの識別子を記憶するTID ビットマップ記憶手段224 とを具備する。【選択図】    図１
2009117891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
IEEE 802.11 規格の無線LAN システムに使用可能な無線通信装置であって、
受信したMAC フレームを解析するための受信フレーム解析手段と、
前記受信フレーム解析手段により解析されたMAC ヘッダ情報に基づいて、受信フレームの送達確認を記憶するための受信フレームビットマップ情報記憶手段と、
前記受信フレームビットマップ情報記憶手段が保持する情報をリセットするか否かを判定するビットマップリセット判定手段と、
前記受信フレーム解析手段により解析された送達確認要求に基づき、前記受信フレームビットマップ情報記憶手段に記憶されるビットマップを含む送達確認応答フレームを生成するBlockAckフレーム生成手段と、
前記受信フレームビットマップ情報記憶手段に送達確認を記憶することを許可するフレームの識別子を記憶するTID ビットマップ記憶手段と
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記TID ビットマップ記憶手段は、前記受信フレームビットマップ情報記憶手段に送達確認を記憶することを許可したフレームの複数の識別子をビットマップ形式で記憶することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記ビットマップリセット判定手段は、前記受信フレーム解析手段により解析されたMAC ヘッダ情報と、前記TID ビットマップ記憶手段に記憶された情報とに基づいて、前記受信フレームビットマップ情報記憶手段が保持する情報をリセットするか否かを判定し、リセットを行う場合には前記受信フレームビットマップ情報記憶手段をリセットすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
IEEE 802.11 規格の無線LAN システムに使用可能な無線通信装置であって、
受信したMAC フレームを解析するための受信フレーム解析手段と、
前記受信フレーム解析手段により解析されたMAC ヘッダ情報に基づいて、受信フレームの送達確認を記憶するための複数個の受信フレームビットマップ情報記憶手段と、
前記複数個の受信フレームビットマップ情報記憶手段が保持する情報をリセットするか否かを判定するビットマップリセット判定手段と、
前記受信フレーム解析手段により解析された送達確認要求に基づき、前記複数個の受信フレームビットマップ情報記憶手段に記憶されるビットマップを含む送達確認応答フレームを生成するBlockAckフレーム生成手段と、
前記複数個の受信フレームビットマップ情報記憶手段に送達確認を記憶することを許可するフレームの識別子を記憶するTID ビットマップ記憶手段と
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に係り、特に複数フレーム受信に対する送達確認情報を生成する無線通信装置が他の無線通信装置を中継し、または、他の無線通信装置と直接に通信する無線通信システムに使用される無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線通信装置が、同一の媒体を共有して通信を行う無線通信システムとして、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）802.11規格がある。このIEEE 802.11規格の無線LAN システムでは、2.4GHz帯を用いており、最大データ伝送速度が2Mbps であった。これまで物理層におけるプロトコルを主に変更することにより、データ伝送速度の高速化を実現してきた。現在では、2.4GHz帯においてはIEEE 802.11g（2003年成立）、5GHz帯においてはIEEE 802.11a（1999年成立）の無線LAN 標準規格が存在し、最大データ伝送速度はどちらも54Mbpsである。
【０００３】
そして、さらに高速なデータ伝送を実現するために、IEEE 802.11nにおいてMAC （Medium Access Control）層および物理層に関する検討が進められている。
【０００４】
無線LAN システムにおいて、MAC 層でのスループットを向上させる技術として、複数のMAC フレームに対する送達確認を１つのフレームにまとめて送信するBlock Ack mechanism がある。非特許文献１では、IEEE 802.11nにおいて検討されているMAC 層技術について言及しており、Block Ack mechanismを用いた通信方法が記載されている。
【０００５】
従来、IEEE 802.11で規定されるMAC 層では、正常に受信されたMAC フレーム毎に１つのACK フレームを送信し、送達確認を行っていた。Block Ack mechanismでは、送信元無線通信装置が複数のMAC フレームを連続的に送信し、それらの連続送信の後にBlockAckフレームを要求する。その要求を受けた宛先無線通信装置は、それまでに受信した複数のMAC フレームに対する送達確認情報を含むBlockAckフレームを即時に送信する。この通信方式によって、それぞれのMAC フレームに対して個別に送信していたACK フレームを送信する時間と、フレーム間の時間間隔（IFS：Interframe Space）を削減し、スループットの向上が可能となる。
【０００６】
ところで、従来のBlock Ack mechanismを用いた無線通信システムにおいては、宛先無線通信装置が保持するビットマップ情報は、受信したMAC フレームのMAC ヘッダに含まれる送信元MAC アドレスもしくはフレームのトラフィックIDが変わるたびにリセットされていた。このような無線通信システムにおいて、送信元無線通信装置が複数のMAC フレームを連続的に送信し、それらの送信に対する送達確認が含まれたBlockAckフレームを宛先無線通信装置から正常受信した場合には、送達確認情報を送信元無線通信装置が取得できるので、その後に宛先無線通信装置で保持するビットマップ情報がリセットされたとしても問題ない。
【０００７】
しかし、送信元無線通信装置がBlockAckフレームを受信しなかった場合に、送達確認情報を取得できないまま、宛先無線通信装置が保持するビットマップ情報がリセットされてしまうと、送信元無線通信装置は送信成功したフレームの確認を認識できない。これにより、送信元無線通信装置は再度同じフレームを送信することになり、非効率となる。したがって、受信したMAC フレームに含まれる送信元MAC アドレスもしくはフレームのトラフィックIDが変わる毎に、宛先無線通信装置がビットマップ情報を無闇にリセットすることは好ましくない。
【０００８】
これを回避するために、例えば、Block Ack mechanismを用いて通信する無線通信装置からのフレーム受信時のみ、宛先無線通信装置はビットマップ情報をリセットするように制限する。これにより、ビットマップが無闇にリセットされる頻度を下げることができる。Block Ack mechanismを用いる場合には、事前に送信元無線通信装置と宛先無線通信装置との間でネゴシエーションを行うので、受信したフレームがBlock Ack mechanismを用いて送信されたかどうかを判定することは可能である。
【０００９】
しかし、上記した判定を行うためには、宛先無線通信装置は、ネゴシエーションを行った際の送信元無線通信装置のMAC アドレスとトラフィックIDを管理しておかなければならず、回路規模の増加を招いてしまう。
【００１０】
このように、宛先無線通信装置が保持するビットマップ情報を送信元無線通信装置が変わるという条件だけでリセットすると、非効率となる可能性があり、また、受信したフレームの送信方法にBlock Ack mechanismが適用されているかを判定するためには、回路規模が増加するという問題点があった。
【００１１】
以下、上記した説明を補足説明約する。送信元無線装置がシーケンス番号をそれぞれに割り当てた複数のMAC フレームをまとめて宛先無線装置へ送信し、それらのMAC フレームに対する送達確認を示すビットマップ情報を含むBlockAckフレームを送信元無線装置に対して宛先無線装置が返信するBlock Ack mechanismを用いた無線通信システムが知られている。
【００１２】
このような無線通信システムにおいて、宛先無線装置は、１つの送信元無線装置に対するビットマップ情報のみを保持する。第１の送信元無線装置から連続して送信されたMACフレームを宛先無線装置が受信した場合、宛先無線装置はそれらのMAC フレームに対する送達確認をビットマップ情報として保持し、そのビットマップ情報を含むBlockAckフレームを第１の送信元無線装置に返信する。その後、第２の送信元無線装置からMAC フレームを受信した場合には、宛先無線装置はそれまでのビットマップ情報を全てリセットし、新たに第２の送信元無線装置が送信したMAC フレームに対する送達確認をビットマップ形式で保持する。
【００１３】
このようなビットマップ情報の更新を行うことで、送信元無線装置毎に複数のビットマップ情報を宛先無線装置が保持する必要がなく、１つのビットマップ情報で済み、回路規模の削減となる。
【００１４】
上記無線通信システムにおいて、宛先無線装置が保持するビットマップ情報は、受信したMAC フレームの送信元MAC アドレスが変わる毎にリセットしている。しかし、全ての送信元無線装置がBlock Ack mechanismを用いてMAC フレームを送信するとは限らない。したがって、宛先無線装置が受信したMAC フレームがBlock Ack mechanismを用いて送信されていない場合には、必ずしも宛先無線装置が保持するビットマップ情報をリセットする必要はない。
【００１５】
受信されたMAC フレームがBlock Ack mechanismを用いて送信されているか否かは、例えば、その受信MAC フレームのM ACヘッダに含まれるフレームの種類や種別、送信端末のMAC アドレスを確認することで行う（判定する）ことができる。もし、送信元無線装置がBlock Ack mechanismを用いて送信していないフレームを宛先無線装置が受信した場合においても、それまで保持していたビットマップ情報を宛先無線装置がリセットしてしまうと、Block Ack mechanismを用いて送信していた送信元無線装置に対するビットマップ情報がリセットされてしまい、非効率となる。
【非特許文献１】Adrian Stephens, et al.,“Joint Proposal: High throughput extension to the 802.11 Standard: MAC ”, IEEE 802.11-05/1095r5, 2006年1月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前記したように宛先無線装置が保持するビットマップ情報を、受信したMAC フレームの送信元MAC アドレスが変わる毎にリセットする方法は非効率である点を解決することが望まれる。そこで、例えば、Block Ack mechanismを用いて送信することになっている送信元無線装置のリストを宛先無線装置が作成し、そのリストに従ってビットマップ情報をリセットするか否かを判定する方法が考えられる。しかし、送信元無線装置のMAC アドレス等の情報を保持するために多くのメモリを宛先無線装置が管理する必要があり、回路規模が増加してしまう。
【００１７】
従来は、MAC フレームに含まれる送信元無線装置のMAC アドレスもしくはフレームの種別が変わる場合に、宛先無線装置はビットマップ情報をリセットするように規定されるのみで、それ以外の条件によるリセットの方法は規定されていない。
【００１８】
本発明は前記した事情に鑑み、送達確認を示すビットマップ情報をリセットするための適切な条件を提供することにより、効率的な通信を可能とし、また、リセットを判断するための情報を少なくすることにより回路規模増加を抑えることが可能となる無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の発明の無線通信装置は、IEEE 802.11 規格の無線LAN システムに使用可能な無線通信装置であって、受信したMAC フレームを解析するための受信フレーム解析手段と、前記受信フレーム解析手段により解析されたMAC ヘッダ情報に基づいて、受信フレームの送達確認を記憶するための受信フレームビットマップ情報記憶手段と、前記受信フレームビットマップ情報記憶手段が保持する情報をリセットするか否かを判定するビットマップリセット判定手段と、前記受信フレーム解析手段により解析された送達確認要求に基づき、前記受信フレームビットマップ情報記憶手段に記憶されるビットマップを含む送達確認応答フレームを生成するBlockAckフレーム生成手段と、前記受信フレームビットマップ情報記憶手段に送達確認を記憶することを許可するフレームの識別子を記憶するTID ビットマップ記憶手段とを具備する。
【００２０】
第２の発明の無線通信装置は、IEEE 802.11 規格の無線LAN システムに使用可能な無線通信装置であって、受信したMAC フレームを解析するための受信フレーム解析手段と、前記受信フレーム解析手段により解析されたMAC ヘッダ情報に基づいて、受信フレームの送達確認を記憶するための複数個の受信フレームビットマップ情報記憶手段と、前記複数個の受信フレームビットマップ情報記憶手段が保持する情報をリセットするか否かを判定するビットマップリセット判定手段と、前記受信フレーム解析手段により解析された送達確認要求に基づき、前記複数個の受信フレームビットマップ情報記憶手段に記憶されるビットマップを含む送達確認応答フレームを生成するBlockAckフレーム生成手段と、前記複数個の受信フレームビットマップ情報記憶手段に送達確認を記憶することを許可するフレームの識別子を記憶するTID ビットマップ記憶手段とを具備する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の無線通信装置によれば、送達確認を示すビットマップ情報をリセットするための適切な条件を提供することにより、効率的な通信を可能とし、また、リセットを判断するための情報を少なくすることにより回路規模増加を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の無線通信装置を使用する無線通信システムの第１の実施形態に係るIEEE 802.11 無線LAN システムの通信形態の一例を示す構成図である。この無線LAN システムでは、１つの無線基地局101 に複数の無線端末102 〜103 が無線接続されている。この無線基地局と１つまたは複数の無線端末から構成される単位をIEEE802.11ではBSS(Basic Service Set)という。
【００２４】
本実施形態の無線LAN システムは、第１の送信元無線通信装置が複数のMAC フレームを宛先無線通信装置へ送信し、最後にBlockAckフレームを要求するフレームを送信した後、規定時間内に送達確認情報が示されたビットマップを含むBlockAckフレームを宛先無線通信装置が返信する通信方式を用いている。
【００２５】
この無線LAN システムにおいては、宛先無線通信装置が第２の送信元無線通信装置からMAC フレームを受信した場合に、それまで保持していた第１の送信元無線通信装置のためのビットマップ情報をリセットするか否かの判定を、第２の送信元無線通信装置から受信したMAC フレームのMAC ヘッダ情報およびBlock Ack ネゴシエーション（ADDBA ）を確立したトラフィックID（TID ）のビットマップによって行う。
【００２６】
なお、本実施形態の無線LAN システムは、図１では、同一BSS 内に存在する無線基地局101 および無線端末102 は単一アンテナを備えた構成を示しているが、これに限らない。例えば、複数データストリームを送受信可能な複数のアンテナを備えた無線基地局および無線端末であってもよいし、複数のアンテナを備えた無線基地局と単一アンテナを備えた無線端末が混在するBSS であってもよい。
【００２７】
図２は、本発明の無線通信装置の一例を示す。この無線通信装置200 は、無線チャネルを介して他の無線通信装置と通信するものであり、無線通信を実現するための物理層における処理を行う処理部である物理層210 と、MAC 層における処理部であるMAC 層220 を備える。これらの物理層210 とMAC 層220 は、アナログまたはデジタル回路等として実現してもよいし、CPU によって実行されるソフトウェア等により実現してもよい。物理層210にはアンテナ201 が接続される。アンテナ201 は、実装される通信方式に応じて、１本あるいは２本以上のアンテナが接続される。
【００２８】
物理層210 は、実装される通信処理を実現するための物理層プロトコル処理を行うために、MAC 層から転送されるフレームを無線チャネルへ送出するための送信手段211 と、アンテナ201 から受信した無線信号を処理するための受信手段212 を備える。なお、実装される物理層プロトコルは、１種類に限定されるものではなく、２種類以上の物理層プロトコルに対応可能なように構成されてもよい。例えば、IEEE 802.11nで規定される物理層プロトコルを実装していてもよいし、さらにIEEE 802.11a、IEEE 802.11g、IEEE 802.11b等を実装していてもよい。
【００２９】
MAC 層220 は、実装される通信処理を実現するためのMAC 層プロトコル処理を行うために、受信フレームビットマップ情報記憶手段221 と、BlockAckフレーム生成手段222 と、受信フレーム解析手段223 と、TID ビットマップ記憶手段224 と、ビットマップリセット判定手段225 を備える。
【００３０】
受信フレームビットマップ情報記憶手段221 は、送信元MAC アドレスおよびTID が一致するMAC フレームを正常受信した場合に、受信成功を示すビットマップを記録する。
【００３１】
BlockAckフレーム生成手段222 は、受信フレームビットマップ情報記憶手段221 が保持する送達確認情報を返信する。
【００３２】
受信フレーム解析手段223 は、物理層210 から転送されるフレームを解析する。
【００３３】
TID ビットマップ記憶手段224 は、ADDBA を確立したTID をビットマップ形式で保持する。
【００３４】
ビットマップリセット判定手段225 は、TID ビットマップ記憶手段224 からの情報を元に受信フレームビットマップ情報記憶手段221 をリセットするか否かを判定する。
【００３５】
以下、図１に示すIEEE 802.11 規格の無線LAN システムの動作例を説明する。ここでは、無線基地局101 が無線端末102 にフレームを送信する場合を例として説明するが、これとは逆に、無線端末102 が無線基地局101 にフレームを送信する場合も同様である。
【００３６】
無線基地局101 と無線端末102 が通信するために用いるフレームは、IEEE 802.11 におけるMAC フレームでの制御フレームの一種でもよいし、管理フレーム、または、データフレームであってもよい。
【００３７】
以下、複数のMAC フレームを連続して送信する無線端末102 が、無線基地局101 から複数のMAC フレームの送達確認情報を含むBlockAckフレームを受信し、その後、無線基地局101 が無線端末103 からMAC フレームを受信した場合において、無線基地局101 が保持するビットマップリセット判定方法について説明する。
【００３８】
ここで、IEEE802.11規格の無線LAN システムにおけるMAC フレームの構成を図３に示す。MAC フレームは、MAC 層における受信処理に必要な情報を設定するMAC Header部、フレームの種類に応じた情報（上位レイヤからのデータ等）が設定されるFrame Body部、そしてMAC Header部とFrame Body部が正常に受信できたか否かを判定するために用いるCRC(Cyclic Redundancy Code) が設定されるFCS(Frame Check Sequence) 部から構成される。
【００３９】
MAC Header部には、フレームの種類に応じた値が設定されるFrame Control フィールド、送信待機する期間（NAV ：Network Allocation Vector ）を示すDuration/ID フィールド、直接の宛先や最終宛先、送信元のMAC アドレスを設定するアドレスフィールド（複数存在）、送信するデータのシーケンス番号や、データをフラグメント化した場合のフラグメント番号を設定するSequence Controlフィールド等が含まれる。なお、Frame Control フィールドには、フレームの種類を示すTypeフィールド、Subtype フィールドや、フラグメント化された場合に後続するフラグメントフレームがあることを示すMore Fragment ビット  等が含まれる。
【００４０】
Typeフィールドに設定されるビット列によって、制御フレーム、管理フレーム、データフレームのうちどのフレームタイプに属するフレームであるかを判定することができる。
【００４１】
さらに、Subtype フィールドのビット列によって、各フレームタイプ内のMAC フレームの種類が示される。例えば、正常に受信されたフレームのTypeフィールドによってデータフレームであることが判明した場合に、さらにSubtype フィールドに設定されるビット列を確認することにより、QoS Dataかnon-QoS Dataであるかを判別することが可能である。
【００４２】
ここで、QoS Dataは、図３に示すフレームフォーマットのようにQoS Control フィールドを含み、Block Ack mechanismにも用いられるDataフレームである。
【００４３】
一方、non-QoS DataにはQoS Controlフィールドは含まれず、Block Ack mechanismでは用いられないDataフレームである。したがって、subtypeフィールドを確認した結果、non-QoS Dataであると判定された場合、少なくともBlock Ack mechanismで送信されたフレームではないことが分かる。
【００４４】
これに対して、判定の結果QoS Dataであると判別した場合には、MAC Header部の最後にQoS Control フィールドが付加されていることが分る。このQoS Control フィールドには、データのトラフィックに応じた識別子が設定されるTID フィールド（0 〜15までの16種類存在）や、送達確認方式が設定されるAck policyフィールド等が含まれる。
【００４５】
TID フィールドを確認することにより、データのトラフィック種別を認識することができ、Ack policyフィールドを確認することにより、そのQoS DataがNormal Ack policy か、Block Ack policyか、それともNo Ack policy で送信されたのかを判別することができる。
【００４６】
無線端末102 が無線基地局101 へ複数のMAC フレームを連続して送信し、最後に送達確認を要求するフレームを送信した後、無線基地局101 からのBlockAckフレームを受信する。このシーケンスが終了した後、無線端末103 がQoS Dataフレームを無線基地局101 へ送信し、ACK を受信するフレームシーケンスの一例を図５に示す。
【００４７】
無線端末102 は、Block Ack mechanism を用いてQoS Dataを無線基地局101 へ送信する場合には、無線基地局101 との間で所定のフレーム交換を行うことにより、Block Ack のためのネゴシエーション（ADDBA ）を事前に確立する必要がある。このADDBA により、無線基地局101 は、無線端末102 と、どのTID のQoS DataにBlock Ack mechanism を適用するかを把握することができる。このADDBA の際に把握したTID を、TID ビットマップ記憶手段224 に16ビットのビットマップ形式として記録する。例えば、TID が7 であるQoS DataフレームをBlock Ack mechanism を用いることが決定された場合には、TID ビットマップ記憶手段224 には、図４に示すように、LSB から8 番目のビットに1 を設定した16ビットのTID ビットマップ情報「0000000010000000（ここでは右端をLSBとする）」を保持する。一方、ADDBA を確立していないQoS DataのTID には、TID ビットマップ記憶手段224 に0 を設定することとする。
【００４８】
図５に示すように、無線基地局101 は、無線端末102 からの複数のMAC フレームを受信した場合、各MAC フレームを正常に受信できたか否かを示す送達確認ビットマップ情報を含むBlockAckフレームを送信する。このBlockAckフレームには、始点シーケンス番号と、受信記録として0 または1 を設定するビットマップフィールドが含まれる。ビットマップフィールドには、始点シーケンス番号を起点とする過去のMAC フレーム受信記録をフレームの先頭から0 か1 を設定することで通知する。例えば、MAC フレームを無線基地局101が正常受信した場合には、そのMAC フレームのシーケンス番号に対応するビットマップフィールドのビット位置に1 を設定し、受信しなかったMAC フレームのシーケンス番号に対応するビットマップフィールドのビット位置には0 を設定する。
【００４９】
図５に示すシーケンスにおいて、無線基地局101 は無線端末102 からシーケンス番号（SN）が20番から22番までの3 個のQoS Dataを全て正常受信できた場合には、BlockAckフレームに含まれる始点シーケンス番号フィールドには20を設定し、ビットマップフィールドには「111000」を設定する。ビットマップフィールドの先頭のビットはシーケンス番号が20番のQoS Dataを受信したことを示し、そこから順に21、22番まで1 を設定する。23番以降のQoS Dataは受信していないのでビットマップフィールドには0 を設定する。なお、QoS Dataのシーケンス番号は受信フレームのMAC ヘッダに含まれるSequence Controlフィールドを確認することで認識することができる。
【００５０】
BlockAckフレームに含まれるビットマップフィールドに設定されるビット列は、無線通信装置200 における受信ビットマップ情報記憶手段221 で保持される。なお、ここでは、ビットマップフィールドが6 ビットである場合を例としたが、その長さに制限されることはない。したがって、ビットマップフィールドの長さが16ビットでも64ビットでも同様の動作が行われる。
【００５１】
ここで、無線端末102 からのQoS Dataに対して、無線基地局101 はACK フレームを送信しない。無線基地局101 は、受信したQoS DataのMAC ヘッダに含まれるQoS Controlフィールド内のAck policyを確認し、「Block Ack policy」または「No Ack policy」である場合には、ACK フレームを送信しない。
【００５２】
一方、無線端末103 からのQoS Dataに対して、無線基地局101 はACK フレームを送信する。この場合、上記と同様に、無線基地局101 は、受信したQoS Data内のAck policyを確認し、「Normal Ack policy」である場合には、ACK フレームを送信する。
【００５３】
このように無線基地局101 が無線端末102 へBlockAckフレームを送信した時点では、無線基地局101 が保持する受信フレームのビットマップは無線端末102 に関する送達確認情報である。この後、無線端末103 からQoS Dataを受信した場合に無線基地局101 が保持するビットマップ情報をリセットするか否かを、受信したフレームのMAC ヘッダ情報にしたがって制御する方法について、図６に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
【００５４】
まず、無線端末102 が複数のQoS Dataを連続して無線基地局101 へ送信し、無線基地局101 が無線端末102 へBlockAckフレームを送信する。その後、無線基地局101 が無線端末103 からフレームを正常受信した（図６中のステップS0）。この時、無線基地局101 の受信フレーム解析手段223 は、受信MAC フレームのMAC ヘッダを保持しているので、図６に示すフローにしたがってビットマップ情報のリセット判定を行うことができる。
【００５５】
次に、無線基地局101 は受信したMAC フレームのMAC ヘッダからTypeおよびSubtypeを抽出する（ステップS1）。次に、MAC ヘッダに含まれるTypeおよびSubtypeを確認しQoS Dataであるか否かを判定する（ステップS2）。この判定の結果、受信したMAC フレームがQoS Dataである場合には、MAC ヘッダから宛先MAC アドレスを抽出する（ステップS3）。そして、抽出された宛先MAC アドレスと無線基地局101 のMAC アドレスとを比較し、一致するか否かを判定する（ステップS4）。
【００５６】
上記ステップS4での判定の結果、無線基地局101 のMAC アドレスと一致した場合（これを自局宛てであると呼ぶ）には、そのQoS Dataがフラグメント化されているか否かを判定する（ステップS5）。なお、（複数の小さなデータに）フラグメント化されている場合とは、More Fragビットが1 であるか、あるいは、Sequence Controlフィールド内のフラグメント番号が0 以外である場合の少なくともどちらかが成立する場合である。
【００５７】
ステップS5での判定の結果、受信QoS Dataがフラグメント化されていない場合には、MAC ヘッダから送信元MAC アドレスを抽出する（ステップS6）。そして、抽出された送信元MAC アドレスと、受信フレームビットマップ記憶手段221 に現在格納される受信フレームビットマップ情報の送信元MAC アドレスとを比較し、一致するか否かを判定する（ステップS7）。
【００５８】
上記ステップS7での判定の結果、送信元MAC アドレスが一致する場合には、MAC ヘッダのQoS Control フィールドに含まれるTID を抽出する（ステップS8）。そして、抽出されたTID と、受信フレームビットマップ記憶手段221 に現在格納される受信フレームビットマップ情報のTID とを比較し、一致するか否かを判定する（ステップS9）。
【００５９】
上記ステップS9での比較の結果、それら２つのTID が一致する場合、無線基地局101 は、受信フレームビットマップ記憶手段221 が現在格納する受信フレームビットマップ情報と同じ送信元MAC アドレスから、同じTID である自局宛てのQoS Dataを受信したと認識する。この場合には、受信フレームビットマップ記憶手段221 に現在保持するビットマップ情報をリセットしない（ステップS10）。
【００６０】
前記ステップS2においてNoと判定した場合、つまり、無線基地局101 が受信したフレームがQoS Dataでない場合には、受信フレームビットマップ情報に記録する対象のフレームではない。この場合には、無線基地局101 が受信フレームビットマップ記憶手段221 に保持する受信フレームビットマップ情報をリセットしない（ステップS14）。
【００６１】
前記ステップS4において、MAC ヘッダから抽出された宛先MAC アドレスと、無線基地局101 のMAC アドレスが一致しなかった場合（一致しない場合には、ブロードキャストアドレスあるいはマルチキャストアドレスも含む）、受信フレームビットマップ情報に記録する対象のフレームではないので、無線基地局101 が受信フレームビットマップ記憶手段221 に保持する受信フレームビットマップ情報をリセットしない（ステップS14）。
【００６２】
前記ステップS5において、受信QoS Dataがフラグメント化されている場合には、受信フレームビットマップ情報に記録する対象のフレームではないので、無線基地局101 が受信フレームビットマップ記憶手段221 に保持する受信フレームビットマップ情報をリセットしない（ステップS14）。但し、本実施形態では、QoS Dataがフラグメント化されたフレームは、受信フレームビットマップ情報に記録する対象のフレームではないとしたが、フラグメント化されたフレームも受信フレームビットマップ情報に記録する対象のフレームとする場合には、ステップS5の分岐条件は不要となる。
【００６３】
前記ステップS7において、MAC ヘッダから抽出された送信元MAC アドレスと、受信フレームビットマップ記憶手段221 に現在格納される受信フレームビットマップ情報の送信元MAC アドレスとが一致しなかった場合には、MAC ヘッダのQoS Controlフィールドに含まれるTID を抽出する（ステップS11）。そして、抽出されたTID が、TID ビットマップ記憶手段224 に保持するTID ビットマップにおいて1 が設定されるTID であるか（抽出されたTID がADDBA されているか）否かを確認する（ステップS12）。
【００６４】
上記ステップS12 での確認の結果、TID ビットマップに1 が設定されたTID である、つまり無線基地局101 がADDBA したTID であると判定された場合には、受信フレームビットマップ記憶手段221 に現在格納する受信フレームビットマップ情報とは異なる送信元MACアドレスの無線端末から、ADDBA しているTID のQoS Dataを受信したと認識し、受信フレームビットマップ情報を新規に作成する必要がある。この場合には、受信フレームビットマップ記憶手段221 に現在保持しているビットマップ情報をリセットする（ステップS13）。
【００６５】
上記ステップS12においてNoと判定した場合は、受信したMAC フレームから抽出したTID が、TID ビットマップ記憶手段224 に保持するTID ビットマップに1 が設定されていないTID であり、無線基地局101 がADDBA していないTID であると判定された場合である。この場合には、受信QoS DataはBlock Ack  mechanismを開始するためのADDBA を行ったフレームではないので、無線基地局101 が現在受信フレームビットマップ記憶手段221 に保持する受信フレームビットマップ情報をリセットしない（ステップS14）。
【００６６】
前記ステップS9において２つのTID が一致しない場合には、受信フレームビットマップ記憶手段221 に現在格納する受信フレームビットマップ情報と同じ送信元MAC アドレスの無線端末からの受信ではある。しかし、この場合には、TID が異なるQoS Dataを受信したと認識し、ステップS12 からステップS14内の処理を行い受信フレームビットマップ記憶手段221 に現在保持しているビットマップ情報をリセットするか否かを決定する。
【００６７】
図５に示すシーケンスにおいて、無線基地局101 が無線端末103 からのQoS Data（QoS Control フィールド内のTID はADDBA していないとする）を受信した場合、ステップS0からステップS7までの処理と、ステップS11 からステップS12 までの処理が行われる。この場合、ステップS12 において無線端末103 から受信したQoS Dataに含まれるTID はADDBAしたTID ではない。したがって、無線基地局101 は、保持する受信フレームビットマップ情報をリセットしない。
【００６８】
図７は、単一のPSDU(PLCP Service Data Unit)に複数のMAC フレームが含まれるAggregation フレームの構成例を示す。PSDUフレームは、n 個（n は正の整数）のSubframeが連結されたフレームとして構成される。各Subframeは、Subframeの境界を検出するためのDelimiter フィールドおよびMAC フレームから構成される。Delimiter フィールドには、後続するMAC フレームの長さを示す情報と、その長さ情報の誤りを検出するためのCRC と、このフィールドがDelimiter であることを識別するためのビット列が含まれる。
【００６９】
図５に示したシーケンスの例では、無線端末102 は無線基地局101 へ１つのMAC フレームを間隔をあけて送信していたが、図７に示したフレームフォーマットのような複数のMAC フレームを１つに集約したAggregation フレームとして送信することもある。そのような場合においても、受信フレーム解析手段において、個別のMAC フレームに分解することにより、１つのMAC フレームだけを受信した場合と同様に、ビットマップ情報のリセット判定を行うことができる。
【００７０】
従来のリセット方法であれば、送信元MAC アドレスが変わったと無線基地局101 が認識した時点（図５では、送信元無線端末が無線端末102 から無線端末103 に変わった時点）で、無線基地局101 が保持する受信フレームビットマップ情報はリセットされる。しかし、図６に示したフローチャートに示すようにADDBA されたTID の確認処理を行うことにより、受信フレームビットマップを無駄にリセットしてしまうことを回避することができる。このことは、無線端末102 からフレームを再度受信した場合には、リセットされていないビットマップ情報を無線基地局101 が返信することができるので、効率的である。
【００７１】
また、無駄なリセットを回避するため、ADDBA した無線端末のMAC アドレスとTID 情報を全て格納できるように、例えば図８に示すような無線通信装置800 を構成した場合、それらのアドレスおよびTID の情報をm 個（m は0 より大きい整数）保持しておく必要があり、回路規模が増加することになる。さらに、該当する無線端末のMAC アドレスとTID を検索する処理も複雑になる。なお、図８に示す無線通信装置800 は、物理層810 、MAC 層820 、アンテナ801 、送信手段811 、受信手段812 、受信フレームビットマップ情報記憶手段821 、BlockAckフレーム生成手段822 、受信フレーム解析手段823 、TID ビットマップ記憶手段824 、ビットマップリセット判定手段825 を有する。ここで、TID ビットマップ記憶手段824 は、ADDBA した無線端末のMAC アドレスとTID 情報を全て格納できるように、複数組の記憶手段が用意されている。
【００７２】
上記したように図５に示したシーケンスでは、無線基地局101 が無線端末102 へBlockAckフレームを返信しているので、それまで無線基地局101 が受信したフレームの送達確認は終了している。しかし、もし、無線端末102 がBlockAckを正常受信しなかった場合、無線端末103 の受信によって無線基地局101 がビットマップ情報をリセットしてしまうと、無線端末102 の送達確認情報は消去されてしまい、無線端末102 は同じフレームを再度送信しなければならなくなる。
【００７３】
本実施形態の無線通信装置では、ADDBA されたTID を確認することにより、受信フレームビットマップ情報を無駄にリセットしてしまう頻度を低減することができ、無駄な通信を削減し、通信時間を短くし、スループット性能を向上させることができる。
【００７４】
また、ADDBA を確立した送信端末のMAC アドレスおよびTID の情報を複数管理する必要がなく、回路規模を削減することができるので、回路搭載用ＩＣチップのサイズを小さくし、コストや消費電力を削減することができる。
【００７５】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、図２に示した第１の実施形態に基づいて拡張したものであり、第１実施形態の無線通信装置と異なる点は、受信フレームビットマップ情報記憶手段を複数個実装する点、第１の実施形態のBSS と異なる点は、無線端末が増えた点である。
【００７６】
第２の実施形態の無線通信装置を使用する無線LAN システムとして、図１に示したような無線基地局101 、無線端末102 、無線端末103 のほか、無線端末104 （図示せず）によってBSS を構成している場合について説明する。
【００７７】
図９は、本発明の無線通信装置の第２の実施形態を示すブロック図である。この無線通信装置900 は、図２中の符号210 、220 、201 、211 、212 、221 、222 、223 、224 、225にそれぞれ対応して、物理層910 、MAC 層920 、アンテナ901 、送信手段911 、受信手段912 、第１の受信フレームビットマップ情報記憶手段921 、BlockAckフレーム生成手段922 、受信フレーム解析手段923 、TID ビットマップ記憶手段924 、ビットマップリセット判定手段925 を有するほか、第２の受信フレームビットマップ情報記憶手段926 を有する。
【００７８】
すなわち、第２の実施形態の無線通信装置900 は、第１の実施形態の無線通信装置200と比べて、第２受信フレームビットマップ情報記憶手段926 が追加されており、ビットマップリセット判定手段925 は、第１受信フレームビットマップ情報記憶手段921 および第２受信フレームビットマップ情報記憶手段926 のリセット判定を行う。
【００７９】
以下、第１の実施形態との相違点を中心として説明する。まず、無線基地局101 と無線端末102 、無線端末103 、無線端末104 との間で行われるフレームシーケンスの一例について説明する。無線端末102 が無線基地局101 へ複数のMAC フレームを連続して送信し、最後に送達確認を要求するフレームを送信した後、無線基地局101 からのBlockAckフレームを受信する。このシーケンスが終了した後、無線端末104 が無線基地局101 へ複数のMAC フレームを連続して送信し、最後に送達確認を要求するフレームを送信した後、無線基地局101 からのBlockAckフレームを受信する。その後に、無線端末103 がQoS Dataフレームを無線基地局101 へ送信し、ACK を受信するフレームシーケンスの一例を図１０に示す。
【００８０】
図１０に示すフレームシーケンスにおいて、無線端末102 および無線端末104 は、Block Ack mechanismを用いてQoS Dataを無線基地局101 へ送信するので、無線基地局101 との間で所定のフレーム交換を行うことによりBlock Ackのためのネゴシエーション（ADDBA）を事前に確立している。このADDBA により、無線基地局101 は、無線端末102 および無線端末104 と、それぞれどのTID のQoS Data にBlock Ack mechanismを適用するかを把握する。そして、このADDBA の際に把握したTID を、TID ビットマップ記憶手段224 に16ビットのビットマップ形式として記録する。例えば、無線端末102 に対してTID が7 であるQoS DataフレームをBlock Ack mechanism を用いることが決定され、無線端末104 に対してはTID が8 を適用することになった場合を想定する。この場合には、TID ビットマップ記憶手段924 には、LSB から8 番目と9 番目のビットに1 を設定した16ビットのTIDビットマップ情報「0000000110000000」を保持する。一方、ADDBA を確立していないQoS DataのTID には、TID ビットマップに0 を設定する。
【００８１】
無線基地局101 は、無線端末102 および無線端末104 からの複数のMAC フレームをそれぞれ受信した場合、送達確認要求フレームを受信した後に各MAC フレームを正常に受信できたか否かを示す送達確認ビットマップ情報を含むBlockAckフレームを送信する。
【００８２】
無線基地局101 は、無線端末102 からシーケンス番号（SN）が20番から22番までの３個のQoS Dataを全て正常受信できた場合、BlockAckフレームに含まれる始点シーケンス番号フィールドには20と設定し、ビットマップフィールドには「111000」と設定する。
【００８３】
一方、無線基地局101 は、無線端末104 からシーケンス番号（SN）が10番から11番までの２個のQoS Dataを全て正常受信できた場合には、BlockAckフレームに含まれる始点シーケンス番号フィールドには10を設定し、ビットマップフィールドには「110000」を設定することになる。無線端末102 へ送信されるBlockAckフレームに含まれるビットマップフィールドに設定されるビット列は、無線通信装置900 における受信ビットマップ情報記憶手段921 で保持される。
【００８４】
一方、無線端末104 に対するビット列は、受信ビットマップ情報記憶手段926 で保持される。なお、ここではそれぞれのビットマップフィールドが6 ビットである場合を例としたが、その長さに制限されることはない。したがって、ビットマップフィールドの長さが16ビットでも64ビットでも同様の動作となる。
【００８５】
このように無線基地局101 が無線端末102 および無線端末104 へそれぞれにBlockAckフレームを送信した時点では、無線基地局101 が保持する受信フレームのビットマップは無線端末102 および無線端末104 に関する送達確認情報である。この後、無線端末103 からQoS Dataを受信した場合に、無線基地局101 が保持するビットマップ情報をリセットするか否かを、受信したフレームのMAC ヘッダ情報に従って制御する方法について、図１１に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
【００８６】
図１１に示すフローチャートにおいて、まず、無線端末102 が複数のQoS Dataを連続して無線基地局101 へ送信し、無線基地局101 が無線端末102 へBlockAckフレームを送信する。さらに、無線端末104 が複数のQoS Dataを連続して無線基地局101 へ送信し、無線基地局101 が無線端末104 へBlockAckフレームを送信する。その後、無線基地局101 が無線端末103 からフレームを正常受信する（ステップS50 ）。この時、無線基地局101 の受信フレーム解析手段923 は受信MAC フレームのMAC ヘッダを保持しているので、図１１のフローチャートにしたがってビットマップ情報のリセット判定を行うことができる。
【００８７】
図１１中、ステップS50 からステップS56 までの処理は、図６に示したフローチャートにおけるステップS0からステップS6までの処理と同様である。また、本実施形態では、QoS Dataがフラグメント化されたフレームは、受信フレームビットマップ情報に記録する対象のフレームではないとしたが、フラグメント化されたフレームも受信フレームビットマップ情報に記録する対象のフレームとする場合には、ステップS55 の分岐条件は不要となる。
【００８８】
以下、ステップS57 の処理から説明を行う。前記ステップS56 において、MAC ヘッダから抽出された送信元MAC アドレスと、第１受信フレームビットマップ記憶手段921 または第２受信フレームビットマップ記憶手段926 に現在格納されるそれぞれの受信フレームビットマップ情報の送信元MAC アドレスとを比較し、一致するか否かを判定する（ステップS57）。
【００８９】
上記ステップS57 での判定の結果、送信元MAC アドレスが第１受信フレームビットマップ記憶手段921 または第２受信フレームビットマップ記憶手段926 の少なくともどちらか一方に格納されるMAC アドレスと一致する場合には、MAC ヘッダのQoS Control フィールドに含まれるTID を抽出する（ステップS58）。
【００９０】
そして、抽出されたTID と、第１受信フレームビットマップ記憶手段921 または第２受信フレームビットマップ記憶手段926 に現在格納される受信フレームビットマップ情報のTID とをそれぞれ比較し、一致するか否かを判定する（ステップS59）。
【００９１】
上記ステップS59 での判定の結果、MAC ヘッダから抽出されたTID が第１受信フレームビットマップ記憶手段921 または第２受信フレームビットマップ記憶手段926 に格納される少なくともどちらか一方のTID と一致する場合には、第１受信フレームビットマップ記憶手段921 および第２受信フレームビットマップ記憶手段926 に現在保持されるビットマップ情報をリセットしない（ステップS60）。
【００９２】
前記ステップS52 およびステップS54 の分岐処理においてNoと判定された場合と、前記ステップS55 においてYes と判定された場合は、第１受信フレームビットマップ記憶手段921 および第２受信フレームビットマップ記憶手段926 に現在保持されるビットマップ情報をリセットしない（ステップS64）。
【００９３】
前記ステップS57 において、MAC ヘッダから抽出された送信元MAC アドレスと、第１受信フレームビットマップ記憶手段921 および第２受信フレームビットマップ記憶手段926に現在格納される受信フレームビットマップ情報の送信元MAC アドレスのどちらとも一致しなかった場合には、MAC ヘッダのQoS Controlフィールドに含まれるTID を抽出する（ステップS61）。
【００９４】
そして、抽出されたTID が、TID ビットマップ記憶手段924 に保持するTID ビットマップにおいて1 と設定されるTID であるかどうかを確認する（ステップS62）。
【００９５】
上記ステップS62 での確認の結果、TID ビットマップに1 が設定されたTID である、つまり無線基地局101 がADDBA したTID であると判定された場合には、次のように処理する。すなわち、第１受信フレームビットマップ記憶手段921 および第２受信フレームビットマップ記憶手段926 に現在保持しているビットマップ情報のどちらかをリセットする（ステップS63）。どちらのビットマップ情報をリセットするかは、例えば、ランダムに決定する。
【００９６】
上記したようにどちらのビットマップ情報をリセットするかは種々考えられるが、本実施形態の主旨は、どちらをリセットするかを選択することではなく、ビットマップ情報をリセットするか否かを決定することである。したがって、複数のビットマップ情報のうちどちらをリセットするかの選択方法は、特に限定するものではない。
【００９７】
次に、前記ステップS62 において、Noと判定した場合、つまり、受信したMAC フレームから抽出したTID が、TID ビットマップ記憶手段924 に保持するTID ビットマップに1 が設定されていないTID であり、無線基地局101 がADDBA していないTID であると判定された場合には、次のように処理する。すなわち、無線基地局101 が第１受信フレームビットマップ記憶手段921 および第２受信フレームビットマップ記憶手段926 に現在保持する２つの受信フレームビットマップ情報をリセットしない（ステップS64）。
【００９８】
前記ステップS59 において、Noと判定された場合には、ステップS62 からステップS64内の処理を行い、第１受信フレームビットマップ記憶手段921 および第２受信フレームビットマップ記憶手段926 に現在保持しているビットマップ情報をリセットするか否かを決定する。
【００９９】
図１０に示したシーケンスにおいて、無線基地局101 が無線端末103 からのQoS Data（QoS Control フィールド内のTID はADDBA していないとする）を受信した場合、ステップS50 からステップS57 までの処理と、ステップS61 からステップS62 までの処理が行われる。この場合、ステップS62 において無線端末103 から受信したQoS Dataに含まれるTID はADDBA したTID ではない。したがって、無線基地局101 は、保持する２つの受信フレームビットマップ情報をどちらもリセットしない。
【０１００】
上記したように本実施形態によれば、TID ビットマップ記憶手段を実装しておくことにより、受信フレームビットマップ記憶手段を複数個実装した場合においても、受信フレームビットマップ情報をリセットするか否かを判定することが可能である。したがって、ADDBA されたTID のビットマップを確認することにより、受信フレームビットマップ情報を無駄にリセットしてしまうことを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の無線通信装置が適用される無線LAN システムの構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態の無線通信装置を示すブロック図。
【図３】IEEE 802.11 で用いられる代表的なMAC フレームの構成を示す図。
【図４】図２中のTID ビットマップ記憶手段が記憶するTID ビットマップを示す図。
【図５】第１の実施形態に係る無線LAN システムにおけるフレームシーケンスの一例を示す図。
【図６】第１の実施形態に係る無線LAN システムにおける通信制御方法の一例のフローチャートを示す図。
【図７】複数のMAC フレームが１つのPSDUに集約される場合の構成例を示すブロック図。
【図８】第１の実施形態の無線通信装置の変形例を示すブロック図。
【図９】本発明の第２の実施形態の無線通信装置を示すブロック図。
【図１０】第２の実施形態に係る無線LAN システムにおけるフレームシーケンスの一例を示す図。
【図１１】第２の実施形態に係る無線LAN システムにおける通信制御方法の一例のフローチャートを示す図。
【符号の説明】
【０１０２】
200 …無線通信装置、210 …物理層、220 …MAC 層、201 …アンテナ、211 …送信手段、212 …受信手段、221 …受信フレームビットマップ情報記憶手段、222 …BlockAckフレーム生成手段、223 …受信フレーム解析手段、224 …TID ビットマップ記憶手段、225 …ビットマップリセット判定手段。
【図１】
2009117891.tif 000003
【図２】
2009117891.tif 000004
【図３】
2009117891.tif 000005
【図４】
2009117891.tif 000006
【図５】
2009117891.tif 000007
【図６】
2009117891.tif 000008
【図７】
2009117891.tif 000009
【図８】
2009117891.tif 000010
【図９】
2009117891.tif 000011
【図１０】
2009117891.tif 000012
【図１１】
2009117891.tif 000013