无线通信装置以及无线通信方法
【专利说明】无线通信装置以及无线通信方法
[0001]本发明是申请号为201210046610.6，申请日为2012年2月28日，发明名称为“无线通信装置”的分案申请。
[0002]本申请以日本专利申请2011 - 184792(申请日:2011年8月26日)为基础，依据该申请享受优先权。本申请通过参照该申请而包括该申请的所有内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及无线通信。
【背景技术】
[0004]为了抑制来自其他无线系统的干扰以及向其他无线系统的干扰，有使用了 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collis1n Avoidance，载波监听多路访问/冲突避免)的控制发送停止期间的手法。
【发明内容】
[0005]一般情况下，为了推测CSMA/CA中的发送停止期间，其他无线系统必须能够期待发送的周期性，而无法应用于不一定能估计到周期性发送的无线系统。另外，CSMA/CA是指，在与多个无线通信装置进行通信、以及有可能与多个无线通信装置竞争的无线系统中应用时所适用的方式。因此，在1对1的近距离通信系统的情况下，在始终应用CSMA/CA时开销变多，效率降低。作为结果，如果追求高效的1对1的近距离通信，则在与估计不到周期性发送的其他无线系统的无线通信装置共存时无法谋求媒体共享的公平性。
[0006]本发明希望解决的课题在于提供一种能够实现公平的媒体共享的无线通信装置。
[0007]本实施方式的无线通信装置包括保持部、选择部以及发送接收处理部。保持部保持第1组和第2组，第1组包括1个以上的类别的帧间隔，第2组包括与第1组中包含的帧间隔的类别相同的类别的帧间隔的长度是该第1组中包含的同一类别的帧间隔以上的长度、并且至少1个第1类别的帧间隔的长度比所述第1组中包含的该第1类别的帧间隔长的1个以上的类别的帧间隔。选择部选择使用所述第1组以及所述第2组中的哪一组来进行通信。发送接收处理部根据所述选择部的选择结果，使用所述第1组或者所述第2组的帧间隔，与使用第1通信方式的第1装置进行通信。
[0008]根据上述结构的装置，能够实现公平的媒体共享。
【附图说明】
[0009]图1是本实施方式的1对1近距离通信系统的概念图。
[0010]图2是示出第1实施方式的无线通信装置的框图。
[0011]图3是示出第1实施方式的无线通信装置的、与其他系统共存时的帧交换的一个例子的图。
[0012]图4是示出发起方的访问和其他系统中的优先性的访问成为同时的情况的动作时序的一个例子的图。
[0013]图5是示出在帧发送接收过程中变更了帧间隔的情况的一个例子的图。
[0014]图6是示出第2实施方式的无线通信装置的帧交换的一个例子的图。
[0015]图7是示出第4实施方式的无线通信装置的帧交换中的、从发起方进行数据发送的一个例子的图。
[0016]图8是示出第4实施方式的无线通信装置的帧交换中的、从响应方进行数据发送的一个例子的图。
[0017]图9是示出第4实施方式的1对1近距离通信系统的无线通信装置与其他系统的无线装置共存时的动作例的图。
[0018]图10是示出第5实施方式的无线通信装置的帧交换中的、从发起方进行数据发送的一个例子的图。
[0019]图11是示出第5实施方式的无线通信装置的帧交换中的、从响应方进行数据发送的一个例子的图。
[0020]图12是示出第6实施方式的无线通信装置的帧交换的一个例子的图。
[0021]图13是示出第7实施方式的无线通信装置中的帧交换的组的切换例的图。
[0022]图14是示出1对1近距离通信系统中的物理性的无线链路切断的一个例子的图。
[0023]图15是示出1对1无线通信系统中的一般的帧交换的一个例子的图。
[0024]图16是示出IEEE802.11无线LAN (Local Area Network，局域网)中的争用期间的帧交换的一个例子的图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图，详细说明本发明的一个实施方式的无线通信装置。另外，在以下的实施方式中，对于附加了相同编号的部分，设为进行同样的动作，省略重复的说明。
[0026](第1实施方式)
[0027]在本实施方式中，设想2个无线通信装置构成了 1对1的近距离通信系统。1对1的通信是指，在与某无线通信装置建立了连接之后，直至连接切断为止，仅与该无线通信装置进行通信。近距离通信是极端狭窄地限制了通信范围的通信方式。假设存在于例如通信距离是3cm这样的、几cm级的通信范围内的无线通信装置能够进行通信。另外，在无线通信装置中包括天线的情况下，也可以通过使设备彼此接触而进行通信。
[0028]另外，在本实施方式中，设想和使用与1对1近距离通信系统不同的通信方式的使用了其他通信方式的无线通信系统(以下，称为其他系统)共存的情况。“共存”是指，例如，利用其他通信方式的通信范围宽的无线通信系统的无线通信装置能够探测来自1对1近距离通信系统的无线通信装置的无线信号的状况。即，1对1近距离通信系统中的通信对通信范围宽的无线通信系统侧也会造成影响，例如造成干扰。在本实施方式中，将这样的状况定义为与其他系统“共存”。由最大发送功率与天线增益之和确定通信范围之差，对此在后面详细叙述。因此，如果1对1近距离通信系统的通信范围比其他系统的通信范围窄，则1对1近距离通信系统中的最大发送功率与天线增益之和小于其他系统中的最大发送功率与天线增益之和。
[0029]参照图1，说明1对1近距离通信系统的概念图。
[0030]近距离通信系统100包括无线通信装置101以及无线通信装置102。在图1的例子中，在无线通信装置101的通信范围151内存在无线通信装置102，在无线通信装置102的通信范围152内存在无线通信装置101，所以能够在无线通信装置101与无线通信装置102之间进行无线通信。
[0031]用于进行无线通信的连接建立的步骤、即进行通信设定的步骤是为了掌握实现无线通信所需的相互的信息而互相通知相互的信息的步骤。相互的信息是指，例如，无线通信装置的标识符(IDentifier:1D)、或者在作为通信方式有多个版本的情况下对应的版本号。进而，为了核对本无线访问协议层的上层中的匹配性，来判定是否将其他无线通信装置作为通信对方，也可以包括上位层的参数信息等。
[0032]在进行连接建立时，2个无线通信装置中的一方成为发起方、另一方成为响应方。确定发起方与响应方的关系的步骤例如如下所述。
[0033]无线通信装置101将连接请求帧发送到无线通信装置102，无线通信装置102接收连接请求帧。无线通信装置102进行将无线通信装置101接受为连接对方的判定，将用于通知成为连接对方的意思的连接接受帧发送给无线通信装置101。
[0034]无线通信装置101接收连接接受帧，进行将无线通信装置102接受为连接对方的判定，将针对连接接受帧的应答帧发送给成为通信对方的无线通信装置102。通过该步骤，无线通信装置101与无线通信装置102的连接建立。在这样的连接建立的步骤中，发送了连接请求帧的无线通信装置、即在该例子中无线通信装置101成为发起方，发送了连接接受帧的无线通信装置、即在该例子中无线通信装置102成为响应方。
[0035]接下来，参照图2，说明第1实施方式的无线通信装置。
[0036]第1实施方式的无线通信装置200包括天线201、频率变换部202、PHY (PHYsical)处理部203、参数保持部204、参数选择部205、发送接收处理部206以及上位处理部207。
[0037]天线201连接到后述频率变换部202，接收来自外部的无线信号、或者向外部发送无线信号。天线的结构只要是偶极天线、贴片天线等一般的结构即可，所以此处的详细说明省略。第1实施方式的无线通信装置200包括天线201，从而能够构成为还包括天线201的1个装置，所以能够减小安装面积。另外，通过在发送以及接收中共用天线201，能够实现无线通信装置200的小型化。另外，对于天线201，在此示出了 1个的例子，但也可以是多个。
[0038]频率变换部202在接收处理的情况下，从天线201接收无线信号，解调为在后述PHY处理部203中能够处理的基带(Baseband)信号。在发送处理的情况下，从PHY处理部203接收物理分组，调制为用于发送的频带例如60GHz的毫米波带的无线信号。
[0039]PHY处理部203在接收处理的情况下，从频率变换部202接收基带信号，对基带信号进行物理分组解码处理、以及去除前同步信号以及物理头等的处理。PHY处理部203将进行了这些处理之后的有效载荷部抽出为帧。另外，在发送处理的情况下，PHY处理部203从发送接收处理部206接收帧和发送指示，进行编码等处理而变换为物理分组。
[0040]另外，PHY处理部203在将帧发送给发送接收处理部206之前，将物理分组的接收开始的通知信号发送给发送接收处理部206，在将帧发送到发送接收处理部206之后，将物理分组的接收结束的通知信号发送给发送接收处理部206。进而，将物理分组的错误检测的通知、与无线媒体的状况相关的信息，也发送给发送接收处理部206。
[0041]参数保持部204保持2个与帧间隔相关的参数的组。帧间隔表示在发送帧之前空出的时间。更具体而言，帧间隔是指，在从本装置发送了帧之后、从同一系统的无线通信装置接收到帧之后、从不同的无线系统的无线通信装置接收到无线信号之后、或者无线媒体上的载波监听的结果检测到将载波检测为占线并载波再次变为空闲之后中的某一个情况之后至发送帧之前空出的时间。如果在从本装置发送帧的过程中也包括载波被识别为占线的动作，则在上述任一情况下，帧间隔最终是指，无线媒体上的载波监听的结果检测到将载波检测为占线且载波再次变为空闲之后至发送帧之前的时间。
[0042]参数保持部保持的第1个组是指，在通常时，即不需要干扰对策的情况下使用的帧间隔，具体而言是 initiator interframe space (InitlFS)、responder interframespace (RspIFS)以及SIFS。例如，将其称为第1组。第2个组是在需要干扰对策的情况下使用的帧间隔，与第1组中包含的帧间隔的类别相同的类别的帧间隔的长度是大于等于第1组中包含的帧间隔的长度。将其定义为InitIFS_C、RspIFS_C以及SIFS_C。例如，将其称为第2组。另外，在设置ERIFS的情况下，同样地将ERIFS和ERIFS_C加入到各自的组中。对于各组中包含的帧的类别，后述。
[0043]另外，参数保持部204也可以保持1个组(在上述例子中InitlFS、RspIFS以及SIFS)和偏移(offset)值。
[0044]参数保持部204使发送接收处理部206使用由后述参数选择部205选择的组。即，既可以使得发送接收处理部206能够参照要使用的组，或者也可以对发送接收处理部206发送要使用的组。
[0045]另外，也可以构成为能够通过发送接收处理部206或者参数选择部205对由参数保持部204保持的组进行设定变更。
[0046]参数选择部205选择出使用参数保持部204中的与帧间隔相关的组中的哪一组。在参数保持部204保持1个组和偏移值的情况下，参数选择部205选择是否使用偏移值。例如，根据经由发送接收处理部206取得的重发次数、发送失败这样的与发送错误相关的信息、无法解码或者在中途丢失了载波这样的与接收错误相关的信息，来选择组。另外，也可以根据载波监听占线时间、准备发送帧至实际发送所需的时间这样的与访问相关的信息等，来选择组。
[0047]S卩，根据上述信息，在某值大于等于阈值的情况下，认为在附近存在或者有可能存在其他系统，换言之认为通信从其他系统受到影响或者有可能受到影响，参数选择部205判定为需要避免与其他系统之间的干扰。例如，在重发次数大于等于阈值的情况下，参数选择部205判定为需要干扰对策以及共存对策，作为帧间隔选择第2组即可。另外，参数选择部205将选择出的组通知到参数保持部204，使得参数保持部204能够掌握参数选择部205选择出的组。
[0048]另外，参数选择部205也可以通过来自上位处理部207的指示，变更判定手法。即，参数选择部205选择出使用参数保持部204中保持的组中的哪一组，发送接收处理部206能够使用所选择出的组来进行帧的发送接收即可。另外，由发送接收处理部206变更组的定时(timing)是发送数据帧或者管理帧的时刻、即在无线媒体上取得访问权的时刻。
[0049]发送接收处理部206处理1对1近距离通信系统中使用的帧的类别、数据帧、控制帧以及管理帧，从参数选择部205接收使用第1组或者第2组中的哪一组的帧间隔的指示。发送接收处理部206参照参数保持部204中保持的帧间隔的组，使用第1组或者第2组中的某一组的帧间隔而在与其他无线通信装置之间建立无线链路(连接)来进行帧交换。
[0050]另外，发送接收处理部206进行与媒体访问控制(Media Access Control:MAC)相关的处理。另外，关于数据帧，也可以进行发送侧中的数据帧发送控制和接收侧中的数据重排的处理，以使在交换数据的无线通信装置之间的应用层等级中，数据发送的顺序和数据接收的顺序一致。具体而言，在接收处理的情况下，发送接收处理部206从PHY处理部203接收数据帧，生成针对数据帧的送达确认用的应答帧。发送接收处理部206在包括数据帧在内的物理分组的接收结束之后，空开Short Interframe Space (SIFS)的期间而将应答帧发送给PHY处理部203。关于SIFS，后述。另外，发送接收处理部206根据需要对接收到的数据帧进行重排，从各数据帧抽出数据。
[0051]另一方面，在发送处理的情况下，发送接收处理部206从后述上位处理部207接收数据，将数据变换为数据帧。发送接收处理部206测发送定时，将所生成的数据帧和发送指示都发送给PHY处理部203。此时，发送接收处理部206也可以还一并指示发送所需的调制以及编码方式等。在所生成的帧是成为重发处理的对象的帧(数据帧或者管理帧)的情况下，如果在发送该帧之后规定时间内，未能开始接收针对所发送的帧的应答帧，则判定为发送失败，对帧进行重发。这些重发相关的处理与以往已知的技术相同，所以此处省略说明。在接收到针对发送的帧的应答帧的