无线发送装置、无线接收装置、通信方法以及通信系统与流程

本发明涉及无线发送装置、无线接收装置、通信方法以及通信系统。

背景技术：

作为广泛被实用化的无线LAN(局域网(Local area network))标准即IEEE802.11n的发展标准，由IEEE(电气和电子工程师协会(The Institute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.))制定了IEEE802.11ac标准。当前，作为IEEE802.11n/ac的后继标准，进行了IEEE802.11ax的标准化活动。在当前的无线LAN系统中，单位面积的终端数的增加所引起的干扰成为大的问题，并且，在IEEE802.11ax标准中，需要考虑这样的过密环境。另一方面，在IEEE802.11ax标准中，与在此之前的无线LAN标准不同，除了峰吞吐量的改善之外，用户吞吐量的改善也作为主要的请求条件而被列举。在用户吞吐量的改善中，高效率的同时复用传输方式(接入方式)的导入是不可缺少的。

在IEEE802.11n为止的标准中，作为接入方式，采用了被称为CSMA/CA(带冲突避免的载波监听多路访问(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，新追加了基于多用户复用输入复用输出(Multi-user multiple-input multiple-output：MU-MIMO)技术的空分复用接入(Space division multiple access：SDMA)。

在IEEE802.11ax标准中，需要对于现有的IEEE802.11标准的向后兼容性。这暗示了在IEEE802.11ax标准中也需要支持基于CSMA/CA的接入方式。但是，在需要发送之前的载波监听的CSMA/CA中，在如之前所示的过密环境下，存在因终端装置间的干扰而通信机会大幅下降的问题。因此，最近，议论着允许某种程度的干扰，以改善通信机会作为目的，变更基于载波监听的空闲信道评价(clear channel assessment：CCA)的阈值(CCA等级、CCA门槛)(非专利文献1等)。终端装置要是通过载波监听而测量出CCA等级以上的干扰的话停止通信，所以通过提高CCA等级，即使在过密环境中，终端装置失去通信机会的可能性也会降低。当然，通过提高CCA等级，会引起干扰导致的接收质量的下降，但通过分组传输所特有的数据包捕获效果以及自适应调制传输，期待维持通信质量。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:IEEE 11-14/0628r0、“Measurements on CCA thresholds in OBSS environment、”2014年5月。

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，存在如下问题：与IEEE802.11ax标准对应的新的终端装置基于新规定的CCA等级进行发送，从而获得较多通信机会，另一方面，基于现有的CCA等级进行通信的现有终端装置(以往的终端装置、传统终端装置)几乎得不到通信机会。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种在以CSMA/CA作为前提且能够使用新的CCA等级的终端装置和使用现有的CCA等级的现有终端装置共存的通信系统中，能够在确保现有终端装置的通信机会的同时改善新的终端装置的通信机会的无线发送装置、无线接收装置、通信系统以及通信方法。

用于解决课题的手段

用于解决上述的课题的本发明的无线发送装置、无线接收装置、通信系统以及通信方法如下所述。

(1)即，本发明的无线发送装置是在需要载波监听的通信系统中与无线接收装置进行通信的无线发送装置，其特征在于，将表示第一CCA区间的信息对所述无线接收装置进行信令通知。

(2)此外，如上述(1)所述的无线发送装置，本发明的无线发送装置的特征在于，进一步将表示第二CCA区间的信息对所述无线接收装置进行信令通知。

(3)此外，如上述(1)所述的无线发送装置，本发明的无线发送装置的特征在于，在所述第一CCA区间内，将表示所述第一CCA区间的结束的信息对所述无线接收装置进行信令通知。

(4)此外，如上述(1)或者(3)所述的无线发送装置，本发明的无线发送装置的特征在于，将表示所述第一CCA区间的信息包含在对所述无线接收装置进行广播的信标帧中。

(5)此外，如上述(1)或者(3)所述的无线发送装置，本发明的无线发送装置的特征在于，在所述第一CCA区间之前，发送第二资源确保帧，在第二CCA区间之前，发送第一资源确保帧。

(6)此外，如上述(5)所述的无线发送装置，本发明的无线发送装置的特征在于，在所述无线接收装置中，包括第一无线接收装置和第二无线接收装置，所述第一资源确保帧是所述第二无线接收装置不能识别为资源确保帧的帧。

(7)此外，如上述(6)所述的无线发送装置，本发明的无线发送装置的特征在于，在所述第一CCA区间中，基于第一CCA等级而进行载波监听，在所述第二CCA区间中，基于第二CCA等级而进行载波监听，所述第一CCA等级比所述第二CCA等级更高。

(8)此外，本发明的无线接收装置是在需要载波监听的通信系统中与无线发送装置进行通信的无线接收装置，其特征在于，具备基于第一CCA等级和第二CCA等级而进行所述载波监听的接收部，基于表示第一CCA区间的信息，在所述第一CCA区间中，基于所述第一CCA等级而进行所述载波监听。

(9)此外，如上述(8)所述的无线接收装置，本发明的无线接收装置的特征在于，进一步基于表示第二CCA区间的信息，在所述第二CCA区间中，基于所述第二CCA等级而进行所述载波监听。

(10)此外，如上述(8)或者(9)所述的无线接收装置，本发明的无线接收装置的特征在于，具备发送帧的发送部，基于所述发送部发送的帧的类型，决定所述第一CCA区间中的CCA等级。

(11)此外，如上述(8)或者(9)所述的无线接收装置，本发明的无线接收装置的特征在于，在表示所述第一CCA区间的结束的信息从所述无线发送装置进行了信令通知的情况下，基于所述第二CCA等级而进行所述载波监听。

(12)此外，如上述(8)所述的无线接收装置，本发明的无线接收装置的特征在于，从所述无线发送装置发送第二资源确保帧，在所述第二资源确保帧中记载的区间基于所述第一CCA等级而进行所述载波监听。

(13)此外，如上述(12)所述的无线接收装置，本发明的无线接收装置的特征在于，从所述无线发送装置发送第一资源确保帧，在所述第一资源确保帧中记载的区间停止通信。

(14)此外，如上述(12)所述的无线接收装置，本发明的无线接收装置的特征在于，从所述无线发送装置发送第一资源确保帧，在所述第一资源确保帧中记载的区间基于所述第二CCA等级而进行所述载波监听。

(15)此外，本发明的通信方法是在需要载波监听的通信系统中与无线接收装置进行通信的无线发送装置的通信方法，其特征在于，包括将表示第一CCA区间的信息对所述无线接收装置进行信令通知的步骤。

(16)此外，本发明的通信方法是在需要载波监听的通信系统中与无线发送装置进行通信的无线接收装置的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：基于第一CCA等级和第二CCA等级而进行所述载波监听的步骤；以及基于表示第一CCA区间的信息，在所述第一CCA区间中，基于第一CCA等级而进行所述载波监听的步骤。

(17)此外，本发明的通信系统是具备无线发送装置和无线接收装置且需要载波监听的通信系统，其特征在于，所述无线发送装置将表示第一CCA区间的信息对所述无线接收装置进行信令通知，所述无线接收装置具备基于第一CCA等级和第二CCA等级而进行所述载波监听的接收部，基于表示所述第一CCA区间的信息，在所述第一CCA区间中，基于所述第一CCA等级而进行所述载波监听。

发明效果

根据本发明，由于能够实现能够在确保现有终端装置的通信机会的同时改善新的终端装置的通信机会的无线LAN系统，所以能够大幅改善用户吞吐量。

附图说明

图1是表示本发明的通信系统的一例的图。

图2是表示本发明的无线发送装置的一结构例的概略框图。

图3是表示本发明的信号的帧结构的一结构例的图。

图4是表示本发明的通信的一例的图。

图5是表示本发明的信号的一结构例的图。

图6是表示本发明的无线接收装置的一结构例的概略框图。

图7是表示本发明的通信的一例的图。

具体实施方式

[1.第一实施方式]

本实施方式中的通信系统具备无线发送装置(接入点、Access point(AP))以及多个无线接收装置(站点、Station(STA))。此外，将由AP和STA构成的网络称为基本服务集(Basic service set：BSS)。

设BSS内的AP以及STA分别基于CSMA/CA(带冲突避免的载波监听多路访问(Carrier sense multiple access with collision avoidance))进行通信。在本实施方式中，以AP与多个STA进行通信的基础模式作为对象，但本实施方式的方法在STA之间直接进行通信的点对点模式中也能够实施。

在IEEE802.11系统中，各装置能够发送具有公共的帧格式的多个帧类型的发送帧。发送帧在物理(Physical：PHY)层、媒体接入控制(Medium access control：MAC)层、逻辑链路控制(Logical Link Control：LLC)层中分别定义。

PHY层的发送帧被称为物理协议数据单元(PHY protocol data unit：PPDU)。PPDU由包括用于进行物理层中的信号处理的标题信息等在内的物理层标题(PHY标题)和作为在物理层中进行处理的数据单元的物理服务数据单元(PHY service data unit：PSDU)等构成。PSDU能够由汇集了多个成为无线区间中的重发单位的MAC协议数据单元(MAC protocol data unit：MPDU)的汇集MPDU(聚合MPDU(Aggregated MPDU)：A-MPDU)构成。

在PHY标题中，包括用于信号的检测/同步等的短训练字段(Short training field：STF)、用于取得用于数据解调的信道信息的长训练字段(Long training field：LTF)等参考信号、以及包括用于数据解调的控制信息在内的信号(Signal：SIG)等控制信号。此外，STF根据对应的标准而被分类为传统STF(Legacy-STF：L-STF)、高吞吐量STF(High throughput-STF：HT-STF)、超高吞吐量STF(Very high throughput-STF：VHT-STF)等，LTF和SIG也同样地被分类为L-LTF、HT-LTF、VHT-LTF、L-SIG、HT-SIG、VHT-SIG。VHT-SIG进一步被分类为VHT-SIG-A和VHT-SIG-B。

PPDU根据对应的标准而被调制。例如，若是IEEE802.11n标准，则被调制为正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing：OFDM)信号。

MPDU由包括用于进行MAC层中的信号处理的标题信息等在内的MAC层标题(MAC header)和作为在MAC层中进行处理的数据单元的MAC服务数据单元(MAC service data unit：MSDU)或者帧部分、以及检查在帧中是否有错误的帧检查部(帧校验序列(Frame check sequence：FCS))构成。此外，多个MSDU还能够作为汇集MSDU(聚合MSDU(Aggregated MSDU)：A-MSDU)而被汇集。

MAC层的发送帧的帧类型被大致分类为对装置间的连接状态等进行管理的管理帧、对装置间的通信状态进行管理的控制帧、以及包括实际的发送数据在内的数据帧这3个，每一个被进一步分类为多种子帧类型。在控制帧中，包括接收完成通知(肯定确认(Acknowledge：ACK))帧、发送请求(Request to send：RTS)帧、接收准备完成(Clear to send：CTS)帧等。在管理帧中，包括信标(Beacon)帧、探测请求(Probe request)帧、探测响应(Probe response)帧、认证(Authentication)帧、连接请求(Association request)帧、连接响应(Association response)帧等。在数据帧中，包括数据(Data)帧、轮询(CF-poll)帧等。各装置通过读取在MAC标题中包含的帧控制字段的内容，能够掌握接收到的帧的帧类型以及子帧类型。

在信标帧中，包括记载发送信标的周期(信标间隔(Beacon interval))或识别AP的信息(服务集标识符(Service set identifier(SSID))等)的字段(Field)。AP能够周期性地在BSS内广播信标帧，STA通过接收信标帧，能够掌握STA周边的AP。将STA基于由AP所广播的信号而掌握AP的情况称为被动扫描(Passive scanning)。另一方面，将STA通过在BSS内广播探测请求帧而探查AP的情况称为主动扫描(Active scanning)。AP能够作为向该探测请求帧的响应而发送探测响应帧，该探测响应帧的记载内容与信标帧同等。

在识别出AP之后，STA对该AP进行连接处理。连接处理被分类为认证(Authentication)过程和连接(Association)过程。STA对希望连接的AP发送认证帧。若接收到认证帧，则AP将包括表示对于该STA的认证的可否等的状态码在内的认证帧发送给该STA。STA通过读取在该认证帧中记载的状态码，能够判断本装置是否被允许对该AP进行认证。另外，AP和STA能够多次交换认证帧。

为了接着认证过程而对AP进行连接过程，STA发送连接请求帧。AP若接收到连接请求帧，则判断是否允许该STA的连接，且为了通知其意旨而发送连接响应帧。在连接响应帧中，除了表示连接处理的可否的状态码之外，还记载用于识别STA的关联识别号码(Association identifier：AID)。AP通过对发出了连接许可的STA分别设定不同的AID，能够管理多个STA。

在进行了连接处理之后，AP和STA进行实际的数据传输。在IEEE802.11系统中，定义了分散控制机构(分布式协调功能(Distributed Coordination Function：DCF))和集中控制机构(点协调功能(Point Coordination Function：PCF))、以及这些被扩展的机构(混合控制机构(混合协调功能(Hybrid coordination function：HCF))等)。以下，以AP对STA通过DCF而发送信号的情况为例进行说明。

在DCF中，AP以及STA在通信之前进行确认本装置周边的无线信道的使用状况的载波监听(Carrier sense：CS)。例如，作为发送台的AP在该无线信道中接收到比预先确定的空闲信道评价等级(Clear channel assessment level：CCA等级)更高的信号的情况下，将该无线信道中的发送帧的发送延期。以下，在该无线信道中，将检测到CCA等级以上的信号的状态称为忙碌(Busy)状态，将没有检测到CCA等级以上的信号的状态称为空闲(Idle)状态。这样，将各装置基于实际接收到的信号的功率而进行的CS称为物理载波监听(物理CS)。另外，将CCA等级也称为载波监听等级(CS level)或者CCA阈值(CCA threshold：CCAT)。另外，AP以及STA在检测到CCA等级以上的信号的情况下，进入到至少对PHY层的信号进行解调的动作。

AP对要发送的发送帧进行与种类相应的帧间隔(Inter frame space：IFS)的载波监听，判断无线信道是忙碌状态还是空闲状态。AP进行载波监听的期间根据从当前开始AP发送的发送帧的帧类型以及子帧类型而不同。在IEEE802.11系统中，定义了期间不同的多个IFS，有用于被提供最高的优先级的发送帧的短帧间隔(Short IFS：SIFS)、用于优先级比较高的发送帧的轮询用帧间隔(PCF IFS：PIFS)、用于优先级最低的发送帧的分散控制用帧间隔(DCF IFS：DIFS)等。在AP以DCF发送数据帧的情况下，AP使用DIFS。

AP在待机了DIFS之后，进一步待机用于防止帧的冲突的随机回退时间。在IEEE802.11系统中，使用被称为竞争窗(Contention window：CW)的随机回退时间。在CSMA/CA中，将某发送台发送的发送帧以无来自其他发送台的干扰的状态被接收台所接收作为前提。因此，若发送台之间在相同的定时发送发送帧，则帧之间会发生冲突，接收台不能准确地接收。因此，通过各发送台在发送开始之前待机被随机地设定的时间，从而避免帧的冲突。AP若通过载波监听而判断为无线信道为空闲状态，则开始CW的减少计数，CW成为0才获得发送权，能够对STA发送数据帧。另外，在CW的减少计数中，AP通过载波监听而将无线信道判断为忙碌状态的情况下，停止CW的减少计数。并且，在无线信道成为空闲状态的情况下，接着之前的IFS，AP重新开始剩下的CW的减少计数。

作为接收台的STA接收发送帧，读取该发送帧的PHY标题，对接收到的发送帧进行解调。并且，STA通过读取所解调的信号的MAC标题，能够识别该发送帧是否为发往本装置的发送帧。另外，STA还能够基于在PHY标题中记载的信息(例如，VHT-SIG-A中记载的组识别号码(Group identifier：Group ID))，判断该发送帧的目的地地址。

STA在判断为接收到的发送帧是发往本装置的发送帧，并且，能够无误地对发送帧进行解调的情况下，必须将表示能够准确地接收到帧的ACK帧发送给作为发送台的AP。ACK帧是只有在SIFS期间的待机(不取随机回退时间)中发送的优先级最高的发送帧的一个。AP根据从STA发送的ACK帧的接收，结束一系列的通信。另外，在STA不能准确地接收到帧的情况下，STA不发送ACK。因此，AP在帧发送后一定期间(SIFS+ACK帧长)内没有接收到来自接收台的ACK帧的情况下，当作通信失败，结束通信。这样，IEEE802.11系统的1次的通信(也称为突发)的结束除了信标帧等广播信号的发送的情况或使用对发送数据进行分割的分片的情况等特殊情况之外，必须根据ACK帧的接收的有无来判断。

STA在判断为接收到的发送帧不是发往本装置的发送帧的情况下，基于在PHY标题等中记载的该发送帧的长度(Length)，设定网络分配向量(Network allocation vector：NAV)。STA在被设定为NAV的期间不尝试通信。即，由于STA在被设定为NAV的期间进行与在通过物理CS而判断为无线信道为忙碌状态的情况相同的动作，所以基于NAV的通信控制也被称为虚拟载波监听(虚拟CS)。NAV除了基于在PHY标题中记载的信息而被设定的情况之外，还根据为了解除隐藏的终端问题而导入的发送请求(Request to send：RTS)帧或接收准备完成(Clear to send：CTS)帧而被设定。

各装置进行载波监听，PCF对自主地获得发送权的DCF，被称为点协调器(Point coordinator：PC)的控制台对BSS内的各装置的发送权进行控制。一般，AP成为PC，获得BSS内的STA的发送权。

在基于PCF的通信期间中，包括非竞争期间(Contention free period：CFP)和竞争期间(Contention period：CP)。在CP的期间，基于前述的DCF进行通信，PC对发送权进行控制的期间是CFP的期间。作为PC的AP将记载了CFP的期间(CFP最大期间(CFP Max duration))等的信标帧在PCF的通信之前对BSS内进行广播。另外，在PCF的发送开始时被广播的信标帧的发送中使用PIFS，不等待CW而被发送。接收到该信标帧的STA将在该信标帧中记载的CFP的期间设定为NAV。以后，在NAV经过或者接收到在BSS内广播CFP的结束的信号(例如，包含了CF-end的数据帧)之前，STA只有在接收到对由PC所发送的发送权获得进行信令通知的信号(例如，包含了CF-poll的数据帧)的情况下，才能够获得发送权。另外，由于在CFP的期间内，不会发生同一BSS内的分组的冲突，所以各STA不取在DCF中使用的随机回退时间。

设本实施方式的通信系统具有的AP以及STA具备以上说明的进行基于CSMA/CA的一系列的通信的功能，但不需要一定具备全部功能。

图1是表示本发明的第一实施方式的通信系统的下行线路(下行链路)的一例的概略图。在图1的通信系统中，存在AP1，1a表示AP1能够管理的范围(覆盖范围、基本服务集(Basic service set(BSS)))。在BSS1a中，存在与AP1连接的STA2-1～4和作为现有的终端装置(以往的终端装置、传统终端装置)的STA3-1～4。以下，也将STA2-1～4简称为STA2或者第一无线接收装置。同样地，也将STA3-1～4简称为STA3或者第二无线接收装置。AP1、STA2以及STA3分别能够支持的标准不同。例如，AP1以及STA2是能够应用本发明的装置，STA3是不能应用本发明的装置。

设AP1、STA2以及STA3分别基于CSMA/CA进行通信。在本实施方式中，各STA2以及STA3将与AP1进行通信的基础模式作为对象，但本实施方式的方法在STA之间直接进行通信的点对点模式中也能够实施。

图2是表示本发明的第一实施方式的AP1的结构的一例的框图。如图3所示，AP1具备上位层部101、控制部102、发送部103、接收部104和天线105。

上位层部101进行媒体接入控制(MAC：Medium Access Control)层等的处理。此外，上位层部101生成用于进行发送部103和接收部104的控制的信息，并输出给控制部102。控制部102对上位层部101和发送部103和接收部104进行控制。

发送部103进一步具备物理信道信号生成部1031、帧结构部1032、控制信号生成部1033和无线发送部1034。物理信道信号生成部1031生成AP1对各STA进行发送的基带信号。物理信道信号生成部1031生成的信号包括各STA用于信道估计的TF(训练字段(Training field))或在MSDU(MAC服务数据单元(MAC service data unit))中发送的数据。另外，在图1中，由于将STA数设为8，所以表示生成对STA2-1～4以及STA3-1～4进行发送的基带信号的例，但本实施方式并不限定于此。

帧结构部1032将物理信道信号生成部1031生成的信号和控制信号生成部1033生成的信号进行复用，构成实际上AP1发送的基带信号的发送帧。

图3是表示本实施方式的帧结构部1032生成的发送帧的一例的概略图。发送帧包括L-STF、L-LTF、VHT-STF、VHT-LTF等参考信号。此外，发送帧包括L-SIG、VHT-SIG-A、VHT-SIG-B等控制信息。此外，发送帧包括数据部分。帧结构部1032生成的发送帧的结构并不限定于图4，也可以包括其他控制信息(例如，HT-SIG)或参考信号(例如，HT-LTF)等。此外，帧结构部1032生成的发送帧不需要将L-STF或VHT-SIG-A等信号全部包括。另外，由于L-SIG等包含的控制信息是用于解调数据部分所需的信息，所以以下将L-SIG等包含的控制信息也记载为物理层标题(PHY标题)。

帧结构部1032生成的发送帧被分类为若干个帧类型。例如，帧结构部1032能够生成对装置间的连接状态等进行管理的管理帧、对装置间的通信状态进行管理的控制帧以及包括实际的发送数据在内的数据帧这3个帧类型的发送帧。帧结构部1032能够将表示生成的发送帧所属的帧类型的信息包含于在数据部分中发送的媒体接入控制层标题(MAC标题)中。

无线发送部1034进行将帧结构部1032生成的基带信号转换为无线频率(Radio frequency(RF))带的信号的处理。在无线发送部1034进行的处理中，包括数字/模拟转换、滤波、从基带向RF带的频率转换等。

天线105将发送部103生成的信号发送给各STA。

AP1还具备接收从各STA发送的信号的功能。天线105接收从各STA所发送的信号，并输出给接收部104。

接收部104具备物理信道信号解调部1041和无线接收部1042。无线接收部1042将从天线105输入的RF带的信号转换为基带的信号。在无线接收部1042进行的处理中，包括从RF带向基带的频率转换、滤波、模拟/数字转换等。此外，在接收部104进行的处理中，也可以包括在特定的频带中测量周边的干扰，并确保该频带(载波监听)的功能。

物理信道信号解调部1041对无线接收部1042输出的基带的信号进行解调。物理信道信号解调部1041解调的信号是STA2以及STA3在上行线路(上行链路)中发送的信号，其帧结构与帧结构部1032生成的数据帧同样。因此，物理信道信号解调部1041能够基于在数据帧的控制信道中发送的控制信息，从数据信道解调上行链路数据。此外，在物理信道信号解调部1041中，也可以包括载波监听功能。另外，接收部104也可以将该频带中的信号功率经由控制部102输入到上位层部101，上位层部101进行与载波监听相关的处理。

由于AP1基于之前所示的CSMA/CA进行通信，所以只能够对通过基于接收部104的载波监听而能够确保的频带发送发送帧。本实施方式的AP1或后述的STA2能够变更CCA等级，例如，能够使用比作为传统终端装置的STA3使用的CCA等级更高的CCA等级。

本实施方式的AP1能够对STA2指示与作为传统终端装置的STA3不同的CCA等级中的载波监听。例如，AP1能够在信标帧的CCA字段中直接记载CCA等级的值。STA2通过接收该信标帧，读取在该CCA字段中记载的CCA等级，能够掌握在发送了该信标帧的AP1管理的该BSS内，STA2能够使用的CCA等级。另一方面，由于作为传统终端装置的STA3不能读取该CCA字段，所以基于现有的CCA等级进行通信。以下，将STA3使用的CCA等级记载为传统CCA等级。并且，只要没有特别说明，则在简单记载为CCA等级的情况下或在记载为可变CCA等级的情况下是指应用了本发明的STA2或AP1能够使用的CCA等级。此外，也将只有STA2能够使用的CCA等级记载为第一CCA等级，将传统CCA等级记载为第二CCA等级。

此外，AP1还能够在CCA字段中记载传统CCA等级和可变CCA等级之差(CCA偏移)。

此外，STA2预先掌握与传统CCA等级不同的至少一个CCA等级作为可变CCA等级，AP1能够通过信标帧，将使用与传统CCA等级不同的可变CCA等级的情况对STA2进行信令通知。此时，在CCA字段中，记载表示是否使用可变CCA等级的1比特的信息。

另外，AP1还能够通过信标帧以外的管理帧，将以上的信息进行信令通知。此外，AP1能够将与CCA等级有关的信息不通过特定类型的发送帧进行信令通知，而是例如在发送帧的PHY标题中包括该信息(例如，CCA等级或CCA偏移)。

另外，AP1不需要一定对STA2将与传统CCA等级不同的CCA等级的利用指示进行信令通知。例如，在连接到AP1的装置几乎为STA2或者AP1发送的信号的类型(种类)的大部分为发往应用了本发明的STA2的信号的情况下，或在AP1接收的信号的类型的大部分为从应用了本发明的STA2所接收到的信号的情况下，AP1也可以对STA2将传统CCA等级进行信令通知，也可以停止CCA等级的通知本身。

但是，在AP1和STA2使用比作为传统终端装置的STA3更高的CCA等级的情况下，AP1以及STA2能够以高的频度来获得通信机会，另一方面，产生不能变更CCA等级的STA3几乎不能获得通信机会的问题。

为了应对相关的问题，本实施方式的AP1在时间上分割而设定AP1以及STA2能够变更CCA等级的区间和AP1以及STA2不能变更CCA等级的区间。

图4是表示本实施方式的通信的一例的图。这里，假设在STA2以及STA3中产生发往AP1的发送帧的情况。此外，一并示出STA2以及STA3的周边的干扰等级。首先，AP1周期性地在BSS内发送信标帧。AP1能够在该信标帧中包括表示能够变更CCA等级的区间(也称为动态CCA区间、第一CCA区间)和不能变更CCA等级的区间(也称为传统CCA区间、第二CCA区间)的长度以及周期的信息。

图5是表示本实施方式的AP1发送的信标帧的一例的概要图。信标帧由包括帧类型或发送源地址等的MAC标题、包括实际的数据的帧部分(Frame body)以及检查在帧中是否有错误的帧检查部(帧校验序列(Frame check sequence：FCS))构成。在本实施方式的AP1生成的信标帧的帧部分中，包括记载发送信标的周期(信标间隔(Beacon interval))或识别AP1的信息(服务集标识符(Service set identifier(SSID))等)的字段(Field)，该字段(Field)还包括作为传统终端的STA3也能够接收的现有的信标帧(传统信标帧)。在本实施方式的AP1生成的信标帧的帧部分中，进一步包括记载与STA2进行载波监听时使用的空闲信道评价(Clear channel assessment：CCA)有关的信息的字段(CCA字段)和记载第一CCA期间的长度的字段(动态CCA期间(Dynamic CCA period)字段)。

由于STA2能够读取CCA字段以及动态CCA期间字段的值，所以能够掌握第一CCA期间的长度和第一CCA期间内的CCA等级。另一方面，由于STA3不能读取CCA字段以及动态CCA期间字段的值，所以在信标帧和信标帧之间的期间始终以第二CCA等级进行载波监听。

另外，在发送了图5所示的信标帧的情况下，AP1以及STA2能够判断为在发送该信标帧后第一CCA区间开始，在动态CCA期间字段中记载的值表示的期间，基于第一CCA等级进行载波监听，判断为在该期间结束之后第二CCA区间开始。另一方面，AP1能够在信标帧中包括记载第二CCA期间的长度的字段(传统CCA期间(Legacy CCA period)字段)。此时，AP1以及STA2能够判断为在发送该信标帧后第二CCA区间开始，在传统CCA期间字段中记载的值表示的期间，基于第二CCA等级进行载波监听，判断为在该期间结束之后第一CCA区间开始。这样，AP1对STA2将第一CCA区间以及第二CCA区间的长度进行信令通知的方法并不限定于某一种，只要进行STA2从能够掌握第一CCA区间以及第二CCA区间的长度的AP1的信令通知以及AP1和STA2之间的预先安排(例如，在信标帧后开始第一CCA区间等)即可。

另外，在图4中，在信标间隔(Beacon interval)的期间，存在各1个第一CCA区间和第二CCA区间，但AP1也可以在信标间隔的期间设定多个第一CCA区间和第二CCA区间。

此外，AP1也可以将包括与第一CCA区间和第二CCA区间有关的信息在内的信标帧(第一信标帧)和不包括与第一CCA区间和第二CCA区间有关的信息的信标帧(第二信标帧)分别以不同的周期来发送。此时，AP1能够在要发送的信标帧的帧部分包括表示该信标帧是第一信标帧还是第二信标帧的信息。

此外，AP1能够在第一CCA区间的期间发送表示第一CCA区间的结束的信号(CCA End frame：CCA-End帧)。STA2在接收到CCA-End帧的情况下，至少在接收到下一个信标帧之前，基于第二CCA等级，通过DCF进行通信。

此外，AP1还能够基于信标帧以外的帧(例如，探测响应帧)，将之前所示的第一CCA区间的长度或周期通知给STA2。此外，AP1还能够将与之前所示的第一CCA区间的长度或周期有关的信息包含在PHY标题中通知给STA2。

此外，AP1的接收部104在第一CCA区间的期间能够基于第一CCA等级进行载波监听，但也可以基于第二CCA等级进行载波监听。此外，AP1的接收部104也可以根据接收到的帧的种类(类型)，在第一CCA区间中，也切换使用第一CCA等级和第二CCA等级。例如，AP1的接收部104在接收到的帧是本发明能够应用的标准的帧的情况下，以第一CCA等级进行载波监听，另一方面，在接收到的帧是本发明不能应用的标准的帧的情况下，也可以以第二CCA等级进行载波监听。

此外，AP1的接收部104在发送部103预定发送的帧是本发明能够应用的标准的帧的情况下，以第一CCA等级进行载波监听，另一方面，在发送部103预定发送的帧是本发明不能应用的标准的帧的情况下，接收部104也可以以第二CCA等级进行载波监听。另外，AP1也可以基于接收部104用于载波监听的CCA等级，将发送的帧的优先级进行变更。例如，在接收部104以第一CCA等级和第二CCA等级分别进行了载波监听的结果，判断为要是第一CCA等级的话能够确保无线资源的情况下，发送部103也可以控制为优先发送本发明能够应用的标准的帧。

返回到图4，在时刻t1中，由于干扰等级低于第一CCA等级，所以STA2能够尝试发送机会的获得。在DIFS以及CW的期间，干扰等级没有超过第一CCA等级的情况下，STA2能够发送发送帧。另一方面，由于STA3基于第二CCA等级进行载波监听，所以在时刻t1不尝试发送机会的获得。

接着，在时刻t2中，STA2也成为传统CCA区间，开始以第二CCA等级的载波监听。在时刻t2中，由于依然存在超过第二CCA等级的干扰，所以STA2也不尝试发送机会的获得。

接着，在时刻t3中，由于干扰等级低于第二CCA等级，所以STA2和STA3都尝试发送机会的获得。并且，DIFS和CW的合计期间小的终端(图4中为STA3)能够获得发送机会。因此，在传统CCA区间中，由于能够将STA2和STA3的发送机会设为平等，所以在能够变更CCA等级的通信系统中，也能够将作为使用传统CCA等级的传统终端装置的STA3的发送机会的减少设为最低限度。

图6是表示本实施方式的STA2的一结构例的框图。如图6所示，STA2具备上位层部201、控制部202、发送部203、接收部204和天线205。

上位层部201进行MAC层等的处理。此外，上位层部201生成用于进行发送部203和接收部204的控制的信息，并输出给控制部202。

天线205接收AP1所发送的信号，并输出给接收部204。

接收部204具备物理信道信号解调部2041、控制信息监视部2042和无线接收部2043。无线接收部2043将从天线205输入的RF带的信号转换为基带的信号。在无线接收部2043进行的处理中，包括从RF带向基带的频率转换、滤波、模拟/数字转换等。

控制信息监视部2042从无线接收部2043输出的基带的信号中读取在AP1发送的发送帧的PHY标题(例如，L-SIG或VHT-SIG-A)中记载的信息，并输入到物理信道信号解调部2041。

物理信道信号解调部2041基于控制信息监视部2042取得的控制信息，对AP1所发送的发送帧进行解调，并将解调结果经由控制部202输入到上位层部201。

上位层部201将物理信道信号解调部2041解调后的数据在MAC层、LLC(逻辑链路控制(Logical Link Control))层以及传输层中分别进行解释。作为上位层部201的MAC层的处理，能够从AP1所发送的发送帧中取得与CCA等级有关的信息。例如，在上位层部201解释为AP1所发送的发送帧是信标帧的情况下，能够分别取得在该信标帧的CCA字段以及动态CCA期间字段中记载的、CCA等级以及第一CCA区间的长度。此外，所取得的CCA等级以及第一CCA区间的长度也可以经由控制部202输入到接收部2043。

在接收部204进行的处理中，也可以包括在特定的频带中测量周边的干扰(载波监听)，并确保该频带的功能。

STA2还具有发送信号的功能。天线205将发送部203所生成的RF带的信号发送给AP1。

发送部203具备物理信道信号生成部2031和无线发送部2032。物理信道信号生成部2031生成STA2要发送给AP1的基带的信号。物理信道信号生成部2031生成的信号是与AP1的帧结构部1032生成的发送帧同样的结构。

无线发送部2032将物理信道信号生成部2031生成的基带的信号转换为RF带的信号。在无线发送部2032进行的处理中，包括数字/模拟转换、滤波、从基带向RF带的频率转换等。

这里，由于STA2基于CSMA/CA而与AP1进行连接，所以在发送部203的发送处理之前，接收部204进行载波监听。接收部204在某频带中接收到被指定的CCA等级以上的功率的信号的情况下，至少能够进入到PHY层的信号解调的动作。因此，接收部204在该频带中没有进入到PHY层的信号解调的动作的情况下，判断为能够确保该频带，所以发送部203能够开始发送处理。

另外，也可以根据载波监听，由接收部204判断是否进入到接收动作以及是否能够开始发送处理。另一方面，接收部204也可以只将在该频带中所测量的信号的功率经由控制部202通知给上位层部201，上位层部201判断在该频带中接收部204是否进入到接收动作以及发送部203是否能够开始发送处理(能否确保该频带)。以下，为了简单，作为由接收部204进行与载波监听相关的判断来进行说明。

接收部204能够基于从上位层部201被通知的第一CCA区间的长度，掌握变更CCA等级的区间和使用传统CCA等级的区间。此外，接收部204能够在变更CCA等级的区间中，基于从上位层部201被通知的CCA等级进行载波监听。例如，在接收部204的无线接收部2043接收到的信号的功率大于该CCA等级的情况下，接收部204判断为不能确保该频带。另一方面，在接收部204的无线接收部2043接收到的信号的功率小于该CCA等级的情况下，接收部204能够判断为能够确保该频带。因此，接收部204使用的CCA等级越高则STA2的通信机会越是大幅增加。

另一方面，在通信系统具有的STA2的数目多且各STA2使用的CCA等级高的情况下，由于各STA2接收到的信号中包括较多的干扰，所以导致STA2发送的发送帧的接收质量降低。因此，AP1或STA2的物理信道信号生成部1031以及2031预先预料到接收质量会降低，能够使用调制等级低的数据调制方式或编码率低的纠错码。

此外，接收部204在第一CCA区间中，也可以根据接收到的信号的类型(种类)而变更CCA等级。例如，只有在判断为接收部204接收到的信号为从应用了本发明的其他STA2所发送的发送帧的情况下，能够以从AP1所通知的CCA等级进行载波监听。另一方面，接收部204在判断为接收到的信号为从作为传统终端装置的其他STA3所发送的发送帧的情况下，能够以传统CCA等级进行载波监听。此外，接收部204也可以在第一CCA区间中，也根据接收到的信号是否为基于IEEE802.11系统的信号而变更CCA等级。例如，接收部204也可以在从接收到的信号中未读取到PHY标题的情况下，判断为不是IEEE802.11系统的信号，以比第一CCA等级更高的CCA等级进行载波监听。另外，在上位层部201判断能否确保该频带的情况下也同样。

此外，接收部204在第一CCA区间中，也可以根据接收到的信号的频度(直方图)而变更CCA等级。例如，当接收部204在一定期间之内接收到的信号的大部分为从应用了本发明的其他STA2所发送的发送帧的情况下，接收部204能够以从AP1所通知的CCA等级进行载波监听。另一方面，当接收部204在一定期间之内接收到的信号的大部分为从不应用本发明的STA3所发送的发送帧的情况下，接收部204能够以传统CCA等级进行载波监听。另外，STA2还能够将与上述的直方图有关的信息从AP1被进行信令通知。另外，在上位层部201判断是否能够确保该频带的情况下也同样。

此外，AP1的接收部104在第一CCA区间之间能够基于第一CCA等级进行载波监听，但也可以基于第二CCA等级进行载波监听。此外，AP1的接收部104也可以根据接收到的帧的种类(类型)，在第一CCA区间中也切换使用第一CCA等级和第二CCA等级。例如，AP1的接收部104也可以在接收到的帧为本发明能够应用的标准的帧的情况下，以第一CCA等级进行载波监听，另一方面，在接收到的帧为本发明不能应用的标准的帧的情况下，以第二CCA等级进行载波监听。

此外，STA2的接收部204也可以在发送部203预定发送的帧为本发明能够应用的标准的帧的情况下，以第一CCA等级进行载波监听，另一方面，在发送部203预定发送的帧为本发明不能应用的标准的帧的情况下，接收部204以第二CCA等级进行载波监听。另外，STA2也可以基于接收部204用于载波监听的CCA等级，变更要发送的帧的优先级。例如，在接收部204以第一CCA等级和第二CCA等级分别进行了载波监听的结果，判断为在第一CCA等级中不能确保无线资源的情况下，发送部203也可以控制为优先发送本发明能够应用的标准的帧。

此外，存在接收部204在第一CCA区间中正在基于第一CCA等级进行载波监听时转移到第二CCA区间的情况。此时，接收部204能够结束基于第一CCA等级的载波监听(将CW复位)，并基于第二CCA等级再次进行载波监听。此外，即使在接收部204正在基于第一CCA等级进行载波监听时转移到第二CCA区间的情况下，也可以继续基于第一CCA等级的载波监听，也可以在从转移到第二CCA区间的时间起经过了预定的时间之后，将CCA等级设定为第二CCA等级，继续载波监听。

此外，本实施方式设为对象的通信系统还能够在第二CCA区间中，STA2以比传统CCA等级更低的CCA等级(第三CCA等级)进行载波监听。此时，AP1能够对STA2，使用信标帧等通知第三CCA等级。

另外，在以上说明的方法中，基本上基于在AP1发送的信标帧中记载的信息，AP1以及STA2区分第一CCA区间和第二CCA区间，但AP1也可以根据信标帧以外的发送帧，在时间上区分第一CCA区间和第二CCA区间。例如，AP1还能够通过对STA2发送表示第一CCA区间的开始的帧(CCA start frame：CCA-Start帧)和CCA-End帧，区分第一CCA区间和第二CCA区间。此外，AP1也可以将CCA-Start帧和CCA-End帧对全部STA2进行广播，也可以发送给特定的STA2，也可以发送给特定的STA2的组。此时，接收到CCA-Start帧的STA2在接着接收到CCA-End帧之前，能够基于第一CCA等级以DCF进行通信。

根据以上说明的AP1以及STA2，AP1以及STA2，有望实现既能够进行基于比现有的STA3更高的CCA等级的通信，同时又能够确保现有的STA3的通信机会的通信系统，所以能够大幅改善通信系统的系统吞吐量。

[2.第二实施方式]

本实施方式设为对象的通信系统根据虚拟载波监听，切换第一CCA区间和第二CCA区间。

由于本实施方式设为对象的通信系统的概要、AP1以及STA2的结构与实施方式1同样，所以省略说明。此外，与第一实施方式同样地，设AP1根据信标帧等而对STA2通知第一CCA等级。

在本实施方式的通信系统中，在第一CCA区间之前，AP1发送STA3也能够掌握的CTS-to-self帧(以下，称为传统CTS-to-self帧或者第二资源确保帧)。由于CTS-to-self帧是在目的地地址中记载了发送台的地址的CTS帧，所以接收到CTS-to-self帧的接收台根据在该CTS-to-self帧中记载的期限(Duration)而设定NAV，不尝试通信机会的获得。因此，通过AP1发送将第一CCA区间的长度作为期限来记载的CTS-to-self帧，作为传统终端装置的STA3在第一CCA区间之间不尝试通信机会的获得。另一方面，本实施方式的STA2即使接收到传统CTS-to-self帧也不设定NAV，而是基于第一CCA等级以DCF进行通信。通过这样控制，由于作为传统终端装置的STA3在比较难获得发送机会的第一CCA区间中不尝试发送机会的获得，所以能够减轻涉及载波监听的负担。另一方面，在第一CCA区间中，由于只有能够以第一CCA等级进行载波监听的STA2尝试发送机会的获得，所以能够改善通信系统的频率利用效率。

除此之外，在第二CCA区间之前，AP1在虽然STA3不能掌握但STA2能够掌握的CTS-to-self帧(以下，称为CCA CTS-to-self帧或者第一资源确保帧)中将第二CCA区间的长度作为期限来记载而发送。CCA CTS-to-self帧的帧结构并不限定于某一种，例如，只要是具有STA3不能掌握的PHY标题的结构即可。由于STA3不能将CCA CTS-to-self帧作为CTS-to-self帧来识别，所以在接收到CCA CTS-to-self帧之后，能够基于第二CCA等级以DCF进行通信。另一方面，STA2在接收到CCA CTS-to-self帧的情况下，基于在该CCA CTS-to-self帧中记载的期限而设定NAV，所以在第二CCA区间之间不尝试通信机会的获得。因此，在第二CCA区间中，由于只有STA3尝试发送机会的获得，所以即使在STA2和STA3混合存在的通信系统中，也能够确保STA3的发送机会。

图7是表示本实施方式的通信的一例的图。首先在第一CCA区间(动态CCA区间)之前，AP1发送将第一CCA区间的长度(图7中为t1～t2的长度)作为期限来记载的传统CTS-to-self帧。STA3只在传统CTS-to-self帧中记载的期限，设定NAV。另一方面，STA2即使接收到传统CTS-to-self帧，也不设定NAV，而是基于第一CCA等级以DCF进行通信。

另一方面，在第二CCA区间之前，AP1发送将第二CCA区间的长度(图7中为t3～t4的长度)作为期限来记载的CCA CTS-to-self帧。STA2只在CCA CTS-to-self信号中记载的期限，设定NAV。另一方面，由于STA3不能将CCA CTS-to-self帧识别为CTS-to-self帧，所以在接收到CCA CTS-to-self帧之后，能够基于第二CCA等级以DCF进行通信。

另外，关于在传统CTS-to-self以及CCA CTS-to-self中记载的期限以外的区间中的STA2的动作的方法并不限定于某一种。例如，STA2在图7中的t2～t3之间的期间，能够基于第一CCA等级以DCF进行通信。

此外，STA2在接收到CCA CTS-to-self信号的情况下，在CCA CTS-to-self信号中记载的期限的期间也可以基于第二CCA等级以DCF进行通信。

此外，在发送传统CTS-to-self帧时，AP1也可以在该帧的目的地地址中记载与STA2预先决定的第一地址，而不是本装置的地址(第二地址)。例如，AP1能够在该帧的目的地地址中作为第一地址而记载广播地址。STA2能够在接收到记载了第一地址的传统CTS-to-self帧的情况下，基于第一CCA等级以DCF进行通信，在接收到记载了第二地址的传统CTS-to-self帧的情况下，停止通信。通过这样控制，能够避免在接收到能够应用本发明的传统AP发送的、记载了本装置的地址(第二地址)的传统CTS-to-self帧的情况下，STA2基于第一CCA等级以DCF开始通信的问题。

另外，AP1发送的资源确保帧并不限定于上述的CTS-to-self帧。例如，本实施方式的AP1和STA2通过交换RTS帧和CTS帧，能够在时间上区分第一CCA区间和第二CCA区间。

此时，在第一CCA区间之前，AP1在STA3也能够识别的RTS帧(称为传统RTS帧)中将第一CCA区间的长度作为期限来记载而发送给BSS内的特定的STA2。接收到该传统RTS帧的STA2在STA3也能够识别的CTS帧(称为传统CTS帧)中将从在该传统RTS帧中记载的表示第一CCA区间的期限减去该传统CTS帧的发送接收所需的期间所得的期间作为期限来记载而发送给AP1。由于接收到传统RTS帧或者传统CTS帧的STA3只在每一个帧中记载的期限，设定NAV，所以在第一CCA区间之间不尝试通信机会的获得。另一方面，接收到(或者发送了)传统RTS帧或者传统CTS帧的AP1以及STA2在每一个帧中记载的期限内，基于第一CCA等级以DCF进行通信。

另一方面，在第二CCA区间之前，AP1在STA3不能识别的RTS帧(称为CCA RTS帧)中将第二CCA区间的长度作为期限来记载而发送给BSS内的特定的STA2。接收到该CCA RTS帧的STA2在STA3不能识别的CTS帧(称为CCA CTS帧)中将从在该CCA RTS帧中记载的表示第二CCA区间的期限减去该CCA CTS帧的发送接收所需的期间所得的期间作为期限来记载而发送给AP1。由于接收到(或者发送了)CCA RTS帧或者CCA CTS帧的STA2在每一个帧中记载的期限，设定NAV，所以在第二CCA区间之间不尝试通信机会的获得。另一方面，由于STA3既不能识别CCA RTS也不能识别CCA CTS，所以在第二CCA区间之间，基于第二CCA等级以DCF进行通信。通过这样控制，AP1能够在时间上区分第一CCA区间和第二CCA区间。另外，STA2也可以在接收到CCA RTS或者CCA CTS时，不设定NAV，而是在每一个帧中记载的期限的期间内，基于第二CCA等级以DCF进行通信。

根据以上说明的AP1以及STA2，由于AP1以及STA2有望实现既能够进行基于比现有的STA3更高的CCA等级的通信，同时又能够确保现有的STA3的通信机会的通信系统，所以能够大幅改善通信系统的系统吞吐量。

[3.全部实施方式共同]

在涉及本发明的AP1、STA2以及STA3中动作的程序也可以是以实现涉及本发明的上述实施方式的功能的方式控制CPU等的程序(使计算机发挥功能的程序)。并且，在这些装置中处理的信息在其处理时临时存储在RAM中，之后存储在各种ROM或HDD中，根据需要由CPU读出，进行修改/写入。作为存储程序的记录介质，也可以是半导体介质(例如，ROM、非易失性存储卡等)、光记录介质(例如，DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁记录介质(例如，磁盘、软盘等)等中的任一个。此外，除了通过执行加载的程序而实现上述的实施方式的功能之外，也有基于该程序的指示而与操作系统或者其他应用程序等共同进行处理而实现本发明的功能的情况。

此外，想要使其在市场中流通的情况下，也可以在携带式的记录介质中存储程序而流通，或者转发到经由互联网等网络而连接的服务器计算机中。此时，服务器计算机的存储装置也包含在本发明中。此外，也可以将上述的实施方式中的AP1、STA2以及STA3的一部分或者全部典型地作为集成电路即LSI而实现。AP1、STA2以及STA3的各功能块既可以单独芯片化，也可以将一部分或者全部集成而芯片化。在将各功能块进行了集成电路化的情况下，附加对它们进行控制的集成电路控制部。

此外，集成电路化的方法并不限定于LSI，也可以通过专用电路或者通用处理器来实现。此外，在随着半导体技术的进步而出现了替代LSI的集成电路化的技术的情况下，也可以使用基于该技术的集成电路。

另外，本申请发明并不限定于上述的实施方式。本申请发明的AP1、STA2以及STA3并不限定于向移动台装置的应用，还能够应用于在室内外设置的固定式或者不可移动式的电子设备例如AV设备、厨房设备、吸尘/洗涤设备、空调设备、办公设备、自动售货机、其他生活设备等是理所当然的。

以上，参照附图详细叙述了本发明的实施方式，但具体的结构并不限定于该实施方式，不脱离本发明的要旨的范围的设计等也包含在权利要求范围中。

产业上的可利用性

本发明适合使用于无线发送装置、无线接收装置、通信系统以及通信方法。

另外，本国际申请主张基于在2014年10月31日申请的日本专利申请第2014-222235号的优先权，将日本专利申请第2014-222235号的全部内容引用到本国际申请中。

附图标记说明

1 AP

2、2-1、2-2、2-3、2-4、3、3-1、3-2、3-3、3-4 STA

101、201 上位层部

102、202 控制部

103、203 发送部

104、204 接收部

105、205 天线

1031、2031 物理信道信号生成部

1032 帧结构部

1033 控制信号生成部

1034、2032 无线发送部

1041、2041 物理信道信号解调部

1042、2043 无线接收部

2042 控制信息监视部