无线通信系统以及无线通信方法
1.本分案申请是申请号为201680057714.3、申请日为2016年10月5日、申请人为日本电信电话株式会社的发明专利的分案申请，该发明专利申请的发明名称为“无线通信系统以及无线通信方法”。
技术领域
2.本发明涉及在无线lan(local area network，局域网)的密集环境中改善由各无线台站的csma/ca(carrier sense multiple access with collision avoidance，载波侦听多路访问/冲突避免)控制而引起的吞吐量的降低的无线通信系统以及无线通信方法。
背景技术：3.近年来，由于个人计算机、智能手机等可移动的高性能无线终端的普及，不仅是在企业和公共场所，即使在一般家庭中ieee802.11标准的无线lan也被广泛使用。在ieee802.11标准的无线lan中存在使用2.4ghz频带的ieee802.11b/g/n标准的无线lan以及使用5ghz频带的ieee802.11a/n/ac标准的无线lan。
4.这里，在某些场所能够同时使用的信道数小于bss(basic service set，基本服务集)数的无线lan的密集环境中，多个bss使用相同信道。该情况下，由于使用相同信道的bss间的干扰的影响，该bss以及系统整体的吞吐量降低。因此，在无线lan中使用自主分布的接入控制，该自主分布的接入控制使用csma/ca控制，仅当通过载波监听而信道空闲时进行数据的发送。
5.不过，即使进行csma/ca控制，在使用相同信道的无线lan的密集环境中，由于通过载波监听而信道变得忙的频度变高，因此发送机会(获得信道的使用权的机会)降低，吞吐量降低。
6.这里，设定有cca(clear channel assessment，空闲信道评估)阈值，该cca阈值在无线台站进行载波监听时，使用接收信号的接收功率值(rssi)来判断信道是空闲还是忙。在非专利文献1、2、3中探讨了以下方法：通过动态地控制该cca阈值的dsc(dynamic sensitivity control，动态灵敏度控制)，消除不必要地等待发送的状态，使发送机会增加。以下，将无线基站设为ap、将无线终端设为sta，以从ap向sta的下行链路通信为例来对cca阈值的控制例进行说明。
7.图14a和图14b示出以往的cca阈值的控制例。
8.在图14a中，ap1和sta1、ap2和sta2、ap3分别构成不同的bs s。ap1能够选择默认的cca阈值(即，-82dbm)以及non wlan(非无线局域网)帧用的cca阈值(即，-62dbm)。当通过与默认的cca阈值相应的载波监听检测出的信号为例如无线lan以外的信号时，ap1控制为non wlan帧用的cca阈值来缩小载波监听范围，进行增加发送机会的控制。这里，示出ap2位于与ap1的两个cca阈值相应的载波监听范围之间、ap3位于与默认的cca阈值相应的载波监听范围外的例子。
9.ap1以默认的cca阈值(即，-82dbm)开始载波监听(s100)，如果接收信号的接收功
率值是接收灵敏度大于等于-82dbm或者其以下的值(s101：是)，则检测接收信号的前导码(s102)。在前导码被正常地检测出的情况下(s103：是)，保持设定为成功检测出前导码时的默认的cca阈值来判断信道状态(s104)。这里，如果信道是忙(s105：是)，则继续解调接收信号(s106)，如果信道是空闲(s105：否)，则停止解调接收信号(s107)。另一方面，在前导码没有被正常地检测出的情况下(s103：否)，改变为non wlan帧用的cca阈值(即，-62dbm)，通过缩小载波监听范围来判断信道状态，由此增加发送机会(s108)。
10.在以上的cca阈值控制中，在ap1中，即使ap3的信号为接收灵敏度以上、且能够正常地检测出前导码，也因设定为默认的cca阈值而被判断为信道空闲，从而能够停止解调来增加发送机会。即，ap1和ap3作为彼此之间的干扰小的基站而能够同时发送。另一方面，关于ap2的信号，因设定为默认的cca阈值而信道变为忙，ap1继续解调ap2的信号并等待发送。此时，即使能够同时从ap1向sta1、从ap2向sta2进行发送，ap1因检测出了ap2的信号而变为等待发送，成为所谓的暴露终端的状态。因此，例如对ap1来说能够检测是其他bss的信号，如果将cca阈值控制得较高来缩小对应的载波监听范围，则即使ap2处于发送中也能够进行ap1的同时发送，系统吞吐量改善。
11.但是，在sta1处于靠近ap2的位置、来自ap2的干扰信号大的情况下，即使通过在ap1控制cca阈值而增加了ap1的发送机会，在sta1由于来自ap2的干扰信号而变为接收失败，相反地，吞吐量有可能降低。
12.另外，可以说在ap1中，当接收到所控制的sta1发送的信号的情况下、或者当接收到ap2发送的信标帧的情况下，比起控制cca阈值来增加发送机会，更好的是ap1抑制发送而进行接收。即，优选的是：ap1对来自自身bss的sta1的信号和来自其他bss的ap2的信号进行区分，并且，即使是来自其他bss的ap2的信号，也根据是否需要解调能够选择是否控制cca阈值来使得能够同时发送。
13.在先技术文献
14.非专利文献
15.非专利文献1：“proposed specification framework for tgax,”robert stacey et al.,doc.：ieee 802.11-14/1453r2,5november 2014；
16.非专利文献2：the lan/man standards committee,“ieee std 802.11tm 2012ieee standard for information technology-telecommunications and3information exchange between systems-local and metropolitan area networks specific requirements part11：wireless lan medium access contral(mac)and physical layer(phy)；
17.非专利文献3：graham smith,“dynamic sensitivity control practical usage,”doc.：ieee 802.11-14/0779r2。
技术实现要素：18.然而，讨论了以下技术：使用在无线lan帧的phy(physical layer，物理层)前导码内包含bss标识符的字段的he(high efficiency，高效率)格式，判断是自身bss的信号还是其他bbs的信号，进行同时发送，以能够使吞吐量最大化。
19.在这里，将能够对he格式的帧进行收发的无线台站ap、sta定义为he终端。另一方
面，将不包含bss标识符的字段而包含l-sig、l-stf、l-ltf等前导码的以往的格式设为non he格式，将不具有he格式的帧的收发功能但能够收发non he格式的帧的无线台站ap、sta定义为non he终端。
20.图15示出多种多样的终端混合存在的无线通信系统的构成例。在图15中，发送终端11设为he终端，与发送终端11相同的bss的目的地终端12、13设为he终端、non he终端。即，发送终端11与目的地终端的标准相匹配地发送he格式的帧或者non he格式的帧。将对发送终端11以及目的地终端12来说成为干扰源的干扰终端14设为he终端，将对发送终端11以及目的地终端13来说成为干扰源的干扰终端15设为non he终端。
21.在这里，发送终端11对从干扰终端14发送的he格式的帧以及从干扰终端15发送的non he格式的帧进行区分。并且，在是he格式的帧的情况下，检测bss标识符并根据是否与自身bss一致来判断是否能够同时发送、或者判断是否抑制同时发送而应接收该帧。
22.例如，发送终端11能够识别从干扰终端14发送的he格式的帧，在判断为其他bss的信号的情况下，中止解调而向目的地终端12、13发送。此时，如果能够识别he格式的帧的目的地终端12也同样地中止解调，则能够从发送终端11进行接收，但目的地终端13由于无法识别he格式的帧，因此保持原样地继续接收。该情况下，即使发送终端11识别来自干扰终端14的he格式的帧并中止解调，并向目的地终端13发送non he格式的帧，在继续接收来自干扰终端14的帧的目的地终端13中也存在接收失败的可能性。即，发送终端11有效地进行以下控制：根据来自干扰终端14的信号和目的地终端12、13的标准来判断能否同时发送，对于作为he终端的目的地终端12设为能够同时发送，对于作为non he终端的目的地终端13设为不能同时发送。
23.本发明的目的在于，提供以下一种无线通信系统以及无线通信方法：在he终端和non he终端混合存在的无线lan的密集环境中，能够通过cca阈值的控制有效地获得发送机会并改善系统吞吐量，也能够有效地获取信标帧等在信息收集中所需要的管理帧。
24.第一发明是一种无线通信系统，相邻地存在多个bss，所述bss由使用预定的信道来收发帧的多个无线台站构成，各bss的发送台站使用空闲信道评估cca阈值来通过基于载波侦听多路访问/冲突避免csma/ca的接入控制来进行无线通信，所述cca阈值考虑了来自使用该预定的信道的干扰台站的干扰功率值，将在帧的前导码内包含发送源的bss标识符的格式设为he格式，将在前导码内不包含bss标识符但在mac头中包含bss标识符的格式设为non he格式，bss的无线台站包括控制单元，所述控制单元确认在预定的接收灵敏度以上接收的接收帧的格式，在接收帧的格式为he格式并且该接收帧的bss标识符与自身bss一致的情况下，继续解调该接收帧，在接收帧的格式为he格式并且该接收帧的bss标识符与自身bss不一致的情况下，进行停止解调该接收帧的处理。
25.在第一发明的无线通信系统中，控制单元为以下构成：在接收帧是he格式并且接收帧的bss标识符与自身bss不一致的情况下，将cca阈值从默认值改变为he格式用的cca阈值并进行载波监听。
26.在第一发明的无线通信系统中，控制单元为以下构成：在接收帧的格式是non he格式的情况下，将cca阈值从默认值改变为nonhe格式用的cca阈值并进行载波监听，如果预定的信道为忙，则继续解调接收帧，如果预定的信道为空闲，则进行停止解调接收帧的处理。
27.在第一发明的无线通信系统中，控制单元是以下构成：在接收帧的格式为non he格式的情况下，确认接收帧所包含的bss标识符，如果与自身bss一致则继续解调接收帧，如果与自身bss不一致，则进行停止解调所述接收帧的处理。并且，控制单元为以下构成：在接收帧为non he格式并且bss标识符不与自身bss一致的情况下，将cca阈值从默认值改变为non he格式用的cca阈值并进行载波监听。
28.在第一发明的无线通信系统中，控制单元为以下构成：在接收帧的格式是non he格式的情况下，确认接收帧的类型，如果该类型是各无线台站的通信控制所需要的帧类型或者帧子类型，则进行继续解调的处理
29.在第一发明的无线通信系统中，控制单元为以下构成：确认预定发送的帧的目的地终端，在自身台站以及该目的地终端能够进行停止解调接收帧的处理的情况下，进行将cca阈值改变为比默认值高的值的控制，在自身台站以及该目的地终端不能进行停止解调接收帧的处理的情况下，不对cca阈值进行控制、或者控制为能够检测接收帧的cca阈值。
30.在第一发明的无线通信系统中，控制单元为以下构成：确认预定发送的帧的格式，在该格式是he格式的情况下，进行将cca阈值改变为比默认值高的值的控制，在该格式为non he格式的情况下，不对cca阈值进行控制、或者控制为能够检测接收帧的cca阈值。
31.在第一发明的无线通信系统中，控制单元为以下构成：确认预定发送的帧的类型，在该类型是各无线台站的通信控制所需要的帧类型或者帧子类型的情况下，不对所述cca阈值进行控制、或者控制为能够检测所述接收帧的cca阈值，在该类型不是各无线台站的通信控制所需要的帧类型或者帧子类型的情况下，进行、将所述cca阈值改变为比默认值高的值的控制。
32.第二发明一种无线通信方法，相邻地存在多个基本服务集bss，所述bss由使用预定的信道来收发帧的多个无线台站构成，各bss的发送台站使用空闲信道评估cca阈值来通过基于载波侦听多路访问/冲突避免csma/ca的接入控制来进行无线通信，所述cca阈值考虑了来自使用该预定的信道的干扰台站的干扰功率值，在所述无线通信方法中，将在帧的前导码内包含发送源的bss标识符的格式设为he格式，将在前导码内不包含bss标识符但在mac头中包含bss标识符的格式设为non he格式，所述bss的无线台站具有：步骤1，确认在预定的接收灵敏度以上接收的接收帧的格式；以及步骤2，在接收帧的格式为he格式并且该接收帧的bss标识符与自身bss一致的情况下，继续解调该接收帧，在接收帧的格式为he格式并且该接收帧的bss标识符与自身bss不一致的情况下，进行停止解调该接收帧的处理。
33.在第二发明的无线通信方法，步骤2还在接收帧是所述he格式并且接收帧的bss标识符与自身bss不一致的情况下，将cca阈值从默认值改变为he格式用的cca阈值并进行载波监听。
34.在第二发明的无线通信方法，步骤2还在接收帧的格式是non he格式的情况下，将cca阈值从默认值改变为nonhe格式用的cca阈值并进行载波监听，如果预定的信道为忙，则继续解调接收帧，如果预定的信道为空闲，则进行停止解调接收帧的处理。
35.在第二发明的无线通信方法，步骤2还在接收帧的格式是non he格式的情况下，确认接收帧所包含的bss标识符，如果与自身bss一致则继续解调接收帧，如果与自身bss不一致，则进行停止解调接收帧的处理。步骤2还在接收帧是non he格式并且bss标识符不与自身bss一致的情况下，将cca阈值从默认值改变为non he格式用的cca阈值并进行载波监听。
36.在第二发明的无线通信方法，步骤2还在接收帧的格式是non he格式的情况下，确认接收帧的类型，如果该类型是各无线台站的通信控制所需要的帧类型或者帧子类型，则进行继续解调的处理。
37.在第二发明的无线通信方法，还具有步骤3，确认预定发送的帧的目的地终端，在自身台站以及该目的地终端能够进行停止解调接收帧的处理的情况下，进行将cca阈值改变为比默认值高的值的控制，在自身台站以及该目的地终端不能进行停止解调接收帧的处理的情况下，不对cca阈值进行控制、或者控制为能够检测接收帧的cca阈值。
38.在第二发明的无线通信方法，还具有步骤4，确认预定发送的帧的格式，在该格式是he格式的情况下，进行将cca阈值改变为比默认值高的值的控制，在该格式是non he格式的情况下，不对cca阈值进行控制、或者控制为能够检测接收帧的cca阈值。
39.在第二发明的无线通信方法，还具有步骤5，确认预定发送的帧的类型，在该类型是各无线台站的通信控制所需要的帧类型或者帧子类型的情况下，不对所述cca阈值进行控制、或者控制为能够检测所述接收帧的cca阈值，在该类型不是各无线台站的通信控制所需要的帧类型或者帧子类型的情况下，进行将所述cca阈值改变为比默认值高的值的控制。
40.本发明与干扰功率值相应地动态地控制cca阈值，由此增加发送机会，并且中止干扰帧的解调处理使得能够进行发送处理以及接收处理，由此能够积极地执行与干扰帧的同时发送，并且实现吞吐量的改善。
41.另外，能够通过cca阈值的控制、解调处理的继续/中止的控制来积极地有效利用同时发送，并判断接收帧的类型，在不是数据帧的情况下继续解调处理，由此可靠地接收信标帧等管理帧。
42.另外，能够通过cca阈值的控制、解调处理的继续/中止的控制来积极地有效利用同时发送，并根据发送帧的目的地终端的标准、功能，在针对干扰帧无法进行中止解调处理的控制的non he终端的情况下，不对cca阈值进行控制、或者控制为能够检测出干扰帧的cca阈值，由此能够避免对non he终端的同时发送并能够避免吞吐量的降低。
43.另外，通过cca阈值的控制、解调处理的继续/中止的控制来积极地有效利用同时发送，并在发送帧不是he格式的情况下，不对cca阈值进行控制、或者控制为能够检测出干扰帧的cca阈值，由此能够避免针对non he终端的同时发送并能够避免吞吐量的降低。
44.另外，通过cca阈值的控制、解调处理的继续/中止的控制能够积极地有效利用同时发送，并在发送帧是管理帧的情况下，不对cca阈值进行控制、或者控制为能够检测出干扰帧的cca阈值，由此能够避免同时发送并能够避免吞吐量的降低。
附图说明
45.图1是示出本发明的无线通信系统的构成例的图；
46.图2是示出本发明的实施例2中的ap1的接收处理步骤例1的流程图；
47.图3是示出步骤s8、s12的动作例的时序图；
48.图4是示出步骤s14、s15的动作例1的时序图；
49.图5是示出步骤s14、s15的动作例2的时序图；
50.图6是示出本发明的实施例2中的ap1的接收处理步骤例2的流程图；
51.图7是示出步骤s21、s23、s24的动作例的时序图；
52.图8是示出本发明的实施例3中的ap1的接收处理步骤例的流程图；
53.图9是示出步骤s10～s13、s31～s32的动作例的时序图；
54.图10是示出本发明的实施例4中的ap1的发送处理步骤例的流程图；
55.图11a和图11b是示出步骤s44、s45的动作例的时序图；
56.图12是示出本发明的实施例5中的ap1的发送处理步骤例1的流程图；
57.图13是示出本发明的实施例5中的ap1的发送处理步骤例2的流程图；
58.图14a和图14b是示出以往的cca阈值的控制例的图；
59.图15是示出多种多样的终端混合存在的无线通信系统的构成例的图。
具体实施方式
60.图1示出本发明的无线通信系统的构成例。
61.在图1中，ap1、ap2、ap3、ap4构成分别不同的bss，ap1和sta1-1、sta1-2、sta1-3构成相同的bss。ap1的cca阈值能够作为默认选择为-82dbm，在用于non he格式时选择为-76dbm，在用于he格式时选择为-66dbm，在用于non wlan帧时选择为-62dbm。ap1的载波监听范围与cca阈值相对应，这里为了简单以圆示出，接收灵敏度设为-82dbm以下的预定值。此外，cca阈值以及接收灵敏度的数值包含其默认值都是一个例子。
62.相对于ap1，sta1-1、sta1-3位于与non wlan帧用的cca阈值(即，-62dbm)相应的载波监听范围内。相对于ap1，ap3位于与non wlan帧用的cca阈值(即，-62dbm)和he格式用的cca阈值(即，-66dbm)对应的载波监听范围之间。相对于ap1，ap2和sta1-2位于he格式用的cca阈值(即，-66dbm)和non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)的载波监听范围之间。相对于ap1，ap4位于non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)和默认的cca阈值(即，-82dbm)的载波监听范围之间。在ap1中，根据所设定的cca阈值来观测来自ap2～ap4的干扰。
63.在这里，将ap1、sta1-1、sta1-2设为he终端，sta1-3设为non he终端。因此，ap1向目的地sta1-1、sta1-2发送he格式的帧，ap1向目的地sta1-3发送non he格式的帧。假设在ap1中发送队列中存在目的地为sta1-1、sta1-3的帧。
64.以下，示出在ap1中有效地获得发送机会、改善系统吞吐量的控制例，还示出有效地获取信标帧等在信息收集上所需要的帧的控制例。实施例1示出基于接收灵敏度的设定的通信区域的控制例，实施例2示出按照每种接收帧格式的控制例，实施例3示出按照每种接收帧类型的控制例，实施例4示出按照每种目的地终端的标准、功能的控制例，实施例5示出按照每种发送帧格式、类型的控制例。
65.(实施例1)
66.实施例1假定了对于ap1进行叠接(tethering)等的几米的范围内配置要进行通信的所有的终端的情况。例如在图1中，当在ap1的附近仅存在sta1-1、sta1-3的情况下，将ap1的接收灵敏度设定为例如-62dbm以上。由此，ap1能够比控制cca阈值简单地针对sta1-1、sta1-3进行同时发送。
67.在各ap共同地通过有线或者无线连接的控制服务器能够设定与通过各ap控制的通信区域对应的接收灵敏度。在图1中，ap1测量来自sta1-1、sta1-3的接收信号的接收功率值、从周边的ap2～ap4发送的无线信号的接收功率值，并通知给控制服务器。控制服务器在ap1所测量出的来自sta1-1、sta1-3的接收功率值足够高的情况下，判断为该终端位于ap1
的附近，对接收灵敏度进行控制。该接收灵敏度例如是来自sta1-1、sta1-3的接收功率值以下的值，设定得高于ap1所测量的、来自周边的ap2～ap4的接收功率值。
68.另外，在知道各sta、各ap的发送功率值或天线增益的情况下，可以使用这些值对来自各sta、各ap的接收功率值进行修正。但是，在判断为在ap2～ap4观测到的来自ap1的接收功率值在ap2～ap4的任一个中成为干扰、从而吞吐量降低的情况下，不对ap1的接收灵敏度进行控制。
69.(实施例2)
70.实施例2的特点在于按照ap1中的每种接收帧格式控制cca阈值。在这里，针对he格式的帧，将cca阈值控制为高的值、例如图1所示的-66dbm，以便积极地进行同时发送。针对non he格式的帧，从公平性的观点出发，cca阈值被控制为默认，例如图1所示的-82dbm，或者控制为比he格式用的cca阈值低的值，例如图1所示的-76dbm。此外，he格式用的cca阈值相对于non he格式用的cca阈值可以设为固定的关系，例如设为高10db等。
71.图2示出本发明的实施例2中的ap1的接收处理步骤例1。此外，在其他的ap以及sta中也是同样的。
72.在图2中，ap1以默认的cca阈值(即，-82dbm)开始载波监听(s0)，如果接收帧的接收功率值是大于等于接收灵敏度(即，-82dbm)或者其以下的值(s1：是)，则检测接收帧的前导码(s2)。在正常地检测到前导码的情况下(s3：是)，确认帧格式是he格式还是non he格式(s4)。如果帧格式是he格式(s5：是)，则确认位于前导码的bss标识符(s6)，如果接收帧的bss标识符是ap1的bss标识符(s7：是)，则继续解调接收帧(s8)。
73.另外，在步骤s3中，在没有正常地检测到接收帧的前导码的情况下(s3：否)，判断为不是无线lan帧，设定为non wlan帧用的cca阈值(即，-62dbm)，并判断信道状态(s9)。该控制与图14b所示的步骤s108相同，缩小载波监听范围来判断信道状态，由此能够增加发送机会。
74.另外，在步骤s5中，在接收帧不是he格式的情况下(s5：否)，设定为non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)，并判断信道状态(s10)。在这里，如果信道忙(s11：是)，则继续解调接收帧(s12)，并等待同时发送。另一方面，如果信道空闲(s11：否)，则停止解调接收帧(s13)，并设为能够同时发送的状态。
75.另外，在步骤s7中，如果接收帧的bss标识符与ap1的bss标识符不一致(s7：否)，由于接收到了来自其他bss的he格式的帧，因此设定为he帧用的cca阈值(即，-66dbm)，判断信道状态(s14)。并且，不管信道是忙还是空闲，都停止解调接收帧(s15)，设为能够同时发送的状态。
76.图3示出步骤s6～s8、s10～s12的动作例。在这里，示出在ap1中接收到sta1-2发送的he格式的帧、ap2发送的non he格式的帧时的动作例。
77.在图3中，ap1在t1时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t2时刻正常地接收到接收帧的前导码，确认是he格式，并且确认bss标识符与自身bss相同，并继续解调，在t3时刻完成帧解调。在该情况下，由于判明为需要解调的自身bss的sta1-2的帧，因此，继续解调，而不实施同时发送。
78.此外，在接收到了从图1中的ap2～ap4发送的he格式的帧的情况下，通过步骤s15的处理为了在前导码接收后进行同时发送而停止解调，详细情况参照图4以及图5来单独说
明。
79.ap1在t4时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t5时刻正常地接收到接收帧的前导码，确认是non he格式，通过步骤s10的处理设定non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)。在本动作例中，由于是来自ap2的接收帧、接收功率值高于该cca阈值，因此判断为信道忙，并且继续解调，并在t6时刻完成帧解调。在该情况下，由于是其他bss的ap2发送的non he格式的帧，因此判断为例如如信标帧等那样有可能需要解调，继续解调，而不实施同时发送。如此，即使提高了cca阈值但是信道为忙的情况下，通过避免同时发送，能够减轻正在接收该帧的其他bss中的干扰的影响。
80.另一方面，从图1中的ap4接收到了non he格式的帧的ap1一旦通过步骤s10的处理设定non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)，则由于来自ap4的接收功率值低于该cca阈值，因此信道判断为空闲，通过步骤s13的处理来停止解调，并成为能够同时发送。此外，关于图1中的ap4发送的信标帧等non he格式的帧的接收，能够通过后述的实施例3所示的步骤来应对。
81.图4示出步骤s14、s15的动作例1。在这里，示出在ap1中接收到了从ap2发送的he格式的帧时的动作例。
82.在图4中，sta1-1以及ap1在t7、t8时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t9、t10时刻正常地接收到接收帧的前导码并确认是he格式。在这里，由于bss标识符是其他bss的ap2，因此通过步骤s14的处理设定he格式用的cca阈值(即，-66dbm)，并通过步骤s15的处理停止解调。在本动作例中，ap1一旦识别来自ap2的帧并提高cca阈值，则由于接收功率值低于该cca阈值，信道被判断为空闲，停止解调并能够同时发送。
83.ap1如果到经过了固定时间+随机时间的t11时刻为止信道是空闲的，则发送目的地为sta1-1的帧。sta1-1在t9时刻停止解调，在t12时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收。
84.如此，ap1由于在检测到其他bss的ap2发送的he格式的帧的前导码之后，设定he格式用的高的cca阈值并停止解调，因此容易获取发送权并与ap2进行同时发送。另一方面，sta1-1也在检测到其他bss的前导码后停止解调，即使ap2处于发送帧的过程中，也能够正常地解调从ap1发送的帧。
85.图5示出步骤s14、s15的动作例2。在这里，示出在ap1中接收到了从ap3发送的he格式的帧后、接收sta1-2所发送的he格式的帧的动作例。
86.在图5中，ap1在t13时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t14时刻正常地接收到接收帧的前导码并确认是he格式。在这里，由于bss标识符是其他bss的ap3，因此通过步骤s14的处理设定he格式用的cca阈值(即，-66dbm)，并通过步骤s15的处理停止解调。在本动作例子中，ap1即使识别来自ap3的帧而提高cca阈值，也由于接收功率值高于其cca阈值，因此判断为信道忙，等待同时发送。
87.另一方面，sta1-1以及sta1-2接收来自ap3的he格式的帧并停止解调，如果信道空闲则能够发送。在这里，如果在sta1-2中来自ap3的接收功率值低于he格式用的cca阈值(即，-66dbm)，则判断为信道空闲，发送目的地为ap1的帧。ap1在t14时刻停止来自ap3的帧的解调，在t15时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值，并开始来自sta1-2的帧接收。
88.如此，ap1在检测到其他bss的ap3所发送的he格式的帧的前导码之后，设定he格式
用的高的cca阈值，并停止解调，但是，由于来自ap3的帧的接收功率值比该cca阈值高，因此变为信道忙、不进行同时发送而等待。另一方面，sta1-2也在检测到其他bss的前导码之后提高cca阈值，并停止解调，如果信道空闲，则能够发送帧。因此，即使是ap3发送帧的过程中，如果sta1-2能够发送帧，则ap1能够正常地解调该帧。
89.图4以及图5所示的例子为：在ap1中，根据在图2的步骤s6、s7的处理中解调he格式的帧的前导码来检测出的bss标识符、判断为来自其他bss的ap2或者ap3的帧的情况下，在图2的步骤s14的处理中从默认的cca阈值(即，-82dbm)提高到he格式用的cca阈值(即，-66dbm)。在这里，ap2的帧无法被检测出而变为信道空闲，ap3的帧保持被检测出的状态从而成为信道忙。但是，在哪一种情况下，ap1均停止解调，在图4的例子中，ap1成为能够发送，在图5的例子中，成为ap1能够接收。
90.然而，在ap1中中，在接收帧是he格式、并且在图2的步骤s6、s7的处理中判断为其他bss的帧的情况下，根据接收帧的形态，有时也希望不进行步骤s14所示的控制cca阈值的处理而设为信道忙。
91.例如，在新的无线lan标准中，假定通过上行链路(ul)的多用户mimo(mu-mimo)，接收到来自ap的触发帧的多个sta对ap同时发送ul mu帧的功能。在针对该触发帧而其他的ap开始发送的情况下，有可能sta无法发送ul mu帧、或者即使发送也由于干扰而质量显著降低。为了应对这种情况，在触发帧的前导码内的预定的字段附加信令信息，例如在图2的步骤s6、s7的处理中判断为是其他bss的帧、并且从前导码检测出该信令信息的情况下，进行如下控制：不进行cca阈值控制而判断为信道忙，或者即使通过cca阈值控制而获得了发送机会也设为触发帧的期间内的发送。另一方面，如果是未检测到该信令信息的帧，则可以在图2的步骤s14的处理中设定为he格式用的cca阈值(即，-66dbm)，并进入信道状态的判断处理。
92.图6示出本发明的实施例2中的ap1的接收处理步骤例2。此外，在其他的ap以及sta中也是同样的。
93.在图6中，步骤s0～s9、s14、s15的处理与图2所示的ap1的接收处理步骤例1相同。
94.在步骤s5中，在接收帧不是he格式的情况下(s5：否)，ap1确认non he格式的mac(媒体访问控制)头内的bssid(基本服务集标识符)，判断是否与自身bss一致(s21)，如果与自身bss一致，则继续解调(s22)，并等待同时发送。另一方面，如果接收帧的bssid与自身bss不一致，则设定为non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)，判断用于进行同时发送的信道状态(s23)，停止对接收帧进行解调(s24)。
95.图7示出步骤s21、s23、s24的动作例。这里示出以下动作例：在ap1中，在接收到ap3发送的non he格式的帧之后，接收sta1-2所发送的he格式的帧。
96.在图7中，ap1在t16时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t17时刻，正常地接收到接收帧的前导码，确认是non he格式，并确认mac头。并且，由于在t18时刻确认到mac头内的bssid是其他bss，因此通过步骤s23的处理设定non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)，并通过步骤s24的处理停止解调。在本动作例中，ap1当接收到来自ap3的帧时停止解调，但是，由于接收功率值高于non he格式用的cca阈值，因此信道被判断为忙，并等待同时发送。
97.另一方面，sta1-1以及sta1-2也接收到来自ap3的non he格式的帧，停止解调，如
果信道是空闲，则成为能够发送。在这里，在sta1-2中，如果来自ap3的接收功率值低于non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)，则判断为信道空闲，并发送目的地为ap1的帧。ap1在t18时刻停止对来自ap3的帧的解调，在t19时刻中检测到比接收灵敏度高的接收功率值，开始帧接收。
98.如此，ap1在检测出其他bss的ap3发送的non he格式的帧的bssid后停止解调，并设定non he格式用的cca阈值，但是，由于ap3发送的帧的接收功率值比该cca阈值高，因此不进行同时发送而进行等待。另一方面，sta1-2也在接收到其他bss的帧后停止解调，成为能够发送帧的状态。因此，即使在ap3处于发送中，ap1也能够对从sta1-2发送的帧正常地进行解调。
99.此外，ap1在接收到自身bss的sta1-3发送的non he格式的帧的情况下，由于该bssid与自身bss一致，因此能够通过步骤s21、s22的处理继续解调。
100.(实施例3)
101.实施例3的特点在于：按照每种ap1中的接收帧的类型进行控制。在这里，当接收到帧时，读取帧类型，进行如下选择：是直接接收、解调，还是停止解调而使得能够同时发送。例如，进行以下控制：在接收到数据帧的情况下，积极地进行同时发送，即使是其他bss的帧、但是是ap的信标帧、sta的关联请求帧等、管理帧的情况下抑制同时发送，而优先进行接收、解调。此外，rts、cts、ack等控制帧由于帧时间长度短，将控制切换为同时发送的优点少，可以直接接收、解调来有效地用于信息收集。
102.图8示出本发明的实施例3中的ap1的接收处理步骤例。此外，在其他的ap以及sta中也是同样的。
103.在图8中，步骤s0～s15的处理与图2所示的实施例2中的ap1的接收处理步骤例1是相同的。
104.在步骤s5中，在接收帧不是he格式的情况下(s5：否)，ap1确认帧类型，判断在各无线台站的通信控制中所需要的帧类型或者帧子类型、例如判断是否是管理帧(s31)，如果是管理帧，则继续解调(s32)，并等待同时发送。另一方面，如果是数据帧，则与图2所示的实施例2同样地，设定为non he格式用的cca阈值(-76dbm)，并判断信道状态(s10)。在这里，如果信道为忙(s11：是)，则继续解调数据帧(s12)，并等待同时发送。另一方面，如果信道是空闲(s11：否)，则停止解调数据帧(s13)，设为能够同时发送的状态。即，实施例3相对于实施例2来说是：当是non he格式的帧、且是信标帧等管理帧时，施加了优先继续解调的处理的实施例。
105.图9示出步骤s10～s13、s31～s32的动作例。在这里，示出在ap1中接收到ap4所发送的non he格式的数据帧以及信标帧时的动作例。
106.在图9中，ap1在t20时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t21时刻正常地接收到接收帧的前导码并确认是non he格式，并且在t22时刻确认了mac头内的帧类型是数据，因此，通过步骤s10的处理设定non he格式用的cca阈值(即，-76dbm)。在本动作例子中，ap1当接收到来自ap4的数据帧时，停止解调，但是，因接收功率值低于non he格式用的cca阈值而信道被判断为空闲，从而能够同时发送。
107.如果直到经过了固定时间+随机时间的t23时刻为止信道是空闲的，则ap1发送目的地为sta1-1的帧。sta1-1也停止解调，检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接
收。
108.ap1在t24时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t25时刻正常地接收到接收帧的前导码并确认是non he格式，并确认帧类型。在t26时刻确认为mac头内的帧类型是管理帧，因此通过步骤s32的处理继续解调，在t27时刻完成帧解调。在该帧是信标帧的的情况下，能够记录接收功率值，或者能够从帧内的信息获取发送源ap的bss信息等并进行记录等。
109.如上所述，在ap1中，一旦由于针对信标帧、关联帧进行同时发送而接收质量降低，则对无线lan其本身的连接带来影响，因此，优先该管理帧的接收而抑制同时发送。另外，信标帧等由于通常不使用mimo，因此适于从ap4发送的帧的接收功率值的测量。并且，能够从信标帧内信息获取ap4的bss信息(性能等)。
110.(实施例4)
111.实施例4的特点在于：按照ap1中的目的地终端的每种标准、功能进行发送控制。在这里，由于根据目的地终端的标准、功能而帧接收是否成功的条件不同，因此不仅如上述的实施例那样根据接收帧的状态，还根据想要发送的目的地终端的标准、功能的信息，选择是否进行同时发送。例如，如果目的地终端是he终端，则即使从其他bss接收到成为干扰的帧，如图4所示的sta1-1那样，也能够识别bss标识符并提前停止解调。因此，在目的地终端中，即使在希望帧之前接收到了非同步的干扰帧，也能停止解调干扰帧来正常地接收希望帧。另一方面，在不具有这样的功能的non he终端为目的地终端的情况下，如果将cca阈值控制得高来积极地进行同时发送，在对干扰帧进行解调的过程中希望帧到达，从而结果上来说接收失败。
112.图10示出本发明的实施例4中的ap1的发送处理步骤例。此外，在ap以及sta中，假定执行图2、图6、图8所示的接收处理步骤。在图10中，ap1开始发送准备(s40)，确认预定发送的帧的目的地(s41)。在这里，确认目的地终端能够对应的帧的标准、功能(s42)，判断是否能够停止干扰帧的解调(s43)。例如，如果目的地终端是he终端，则识别he格式的帧，并且，如果在前导码中识别bss标识符、并识别为来自其他bss的帧，则判断为能够停止干扰帧的前导码之后的解调。如果在目的地终端能够停止解调干扰帧，则实施cca阈值控制(s44)，判断信道状态(s46)。例如，如上述的各实施例的接收处理步骤中的步骤s10、s14、s23的cca阈值控制那样，进行控制使得成为比默认的cca阈值高的值，增加信道变为空闲的机会并实施同时发送。
113.另一方面，如果目的地终端是non he终端，则由于不能停止干扰帧的解调，因此ap1不实施cca阈值控制(s45)，而判断信道状态(s46)。例如，不实施上述的各实施例的接收处理步骤中的步骤s10、s14、s23的cca阈值控制，可以直接设为默认的cca阈值，或者控制为能够检测干扰帧的cca阈值。
114.图11a和图11b示出步骤s44、s45的动作例。在这里示出：在ap1中，当在判断从ap2接收he格式的帧的过程中是否进行同时发送时，将作为he终端的sta1-1设为目的地的情况以及将作为non he终端的sta1-3设为目的地的情况的控制例。
115.在图11a中，作为he终端的ap1以及sta1-1在t28时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t29时刻正常地接收到接收帧的前导码，确认是he格式，并且确认bss标识符是其他bss，设定he格式用的cca阈值(-66dbm)。在本动作例中，是来自ap2的接
收帧，并且接收功率值低于该cca阈值，因此判断为信道空闲，停止解调，并使得能够进行同时发送。另一方面，作为non he终端的sta1-3在t28时刻检测到比接收灵敏度高的接收功率值并开始帧接收，在t29时刻正常地接收到接收帧的前导码，但是，无法确认是he格式。因此，当设为保持默认的cca阈值(-82dbm)时，sta1-3由于接收功率值高于该cca阈值，因此判断为信道忙，并继续进行解调。
116.如果直到经过了固定时间+随机时间的t30时刻为止信道是空闲的，则ap1发送目的地为sta1-1的帧。sta1-1在t29时刻停止解调，并能够在t30时刻检测比接收灵敏度高的接收功率值而开始帧接收。此外，non he终端的sta1-3继续进行来自ap2的帧的解调，但是由于该帧是he格式而无法解调，即使接收目的地为sta1-1的he格式的帧的接收与其重叠也没有影响。
117.在图11b中，t28、t29时刻的情况与图11a是相同的，ap1以及sta1-1在接收到来自ap2的帧的前导码就立即停止解调，但是sta1-3继续对来自ap2的帧进行解调。在这里，在ap1向作为non he终端的sta1-3为目的地发送non he格式的帧的情况下，即使控制cca阈值来使得信道空闲，如图11a那样，在t30时刻进行发送，在继续解调ap2的帧的sta1-3中也无法进行解调。因此，ap1在不对cca阈值进行控制而设为保持默认、或者控制为能够检测来自ap2的帧的cca阈值时，由于在ap1中变为信道忙，因此，等待至ap2的发送结束而信道变为空闲的t31时刻为止并进行发送。由此，在sta1-3中能够进行正常的接收。
118.(实施例5)
119.实施例5的特点在于：按照每种ap1中的发送帧的格式、类型来进行发送控制。
120.实施例4通过ap1发送的帧的目的地终端的标准、功能，根据是否能够停止解调干扰帧，来选择是否能够同时发送，但实施例5的特点在于：在ap1发送的帧是he格式或信标帧或管理帧等的情况下，与实施例4同样地控制cca阈值并选择是否能够同时发送。
121.图12示出本发明的实施例5中的ap1的发送处理步骤例1。
122.在图12中，ap1开始发送准备(s50)，确认预定发送的帧的格式(s51)，判断是否是he格式(s52)。在这里，如果预定发送的帧是he格式，则由于是能够停止对干扰帧的解调的、目的地为he终端的帧，因此，实施cca阈值控制(s53)，并判断信道状态(s55)。例如，如上述的各实施例的接收处理步骤中的步骤s10、s14、s23的cca阈值控制那样，控制为比默认的cca阈值高的值，增加信道变为空闲的机会并实施同时发送。
123.另一方面，如果预定发送的帧是non he格式，由于存在是无法停止对干扰帧的解调的、目的地为non he终端的可能性，因此ap1不实施cca阈值控制(s54)，而判断信道状态(s55)。例如，可以不实施上述的各实施例的接收处理步骤中的步骤s10、s14、s23的cca阈值控制，设为保持默认的cca阈值，或者控制为能够检测干扰帧的cca阈值。
124.即，如果发送帧是he格式，则与如图11a所示的目的地为he终端的sta1-1的发送帧同样地，设为实施cca阈值控制并能够同时发送。另一方面，如果发送帧是non he格式，则与图11b所示的目的地为non he终端的sta1-3的发送帧同样地，结束ap2的发送，变为信道空闲后，进行发送。
125.图13示出本发明的实施例5中的ap1的发送处理步骤例2。在图13中，ap1开始发送准备(s50)，确认预定发送的帧的类型(s56)，并判断是否是在各无线台站的通信控制中需要的帧类型或者帧子类型、例如是否是管理帧(s57)。在这里，如果不是管理帧，例如是数据
帧，则实施cca阈值控制(s53)，并判断信道状态(s55)。例如，如上述的各实施例的接收处理步骤中的步骤s10、s14、s23的cca阈值控制那样，进行控制以成为比默认的cca阈值高的值，增加信道变为空闲的机会并实施同时发送。
126.另一方面，如果是管理帧，由于即使是不能停止对干扰帧的解调的non he终端也需要进行接收，因此ap1不实施cca阈值控制(s54)，而判断信道状态(s55)。例如，可以不实施上述的各实施例的接收处理步骤中的步骤s10、s14、s23的cca阈值控制，可以设为保持默认的cca阈值，或者控制为能够检测干扰帧的cca阈值。
127.即，如果发送帧是数据帧，则与图11a所示的目的地为he终端的sta1-1的发送帧同样地，实施cca阈值控制，并使其能够同时发送。另一方面，如果发送帧是管理帧，则与图11b所述的目的地为non he终端的sta1-3的发送帧同样地，结束ap2的发送，信道变为空闲后进行发送。
128.符号的说明
129.ap 无线基地局(接入点)
130.sta 无线终端
131.11 发送终端(he终端)
132.12 目的地终端(he终端)
133.13 目的地终端(non he终端)
134.14 干扰终端(he终端)
135.15 干扰终端(non he终端)。
技术特征：1.一种无线通信终端，所述无线通信终端基于载波侦听多路访问/冲突避免csma/ca的接入控制来进行帧的收发，将在所述帧的前导码内包含作为发送源的无线通信终端所属的bss标识符的格式设为he格式，所述无线终端具有控制单元，所述控制单元确认接收帧的格式，其中，所述接收帧是在预定的cca阈值以上接收的帧，在所述接收帧的格式为所述he格式并且该接收帧的bss标识符与自身bss一致的情况下，继续解调该接收帧，该接收帧的bss标识符与自身bss不一致的情况下，用he格式用的cca阈值判断信道状态，当判断为空闲状态时，进行发送，所述控制单元在所述接收帧的格式为所述non he格式的情况下，利用比所述he格式用的cca阈值低的cca阈值来进行载波监听，当判断为信道空闲时，停止解调并进行发送。2.一种无线通信方法，所述无线通信方法基于载波侦听多路访问/冲突避免csma/ca的接入控制来进行帧的收发，将在所述帧的前导码内包含作为发送源的无线通信终端所属的bss标识符的格式设为he格式，所述无线通信方法包括：步骤1，所述bss的无线台站确认接收帧的格式，其中，所述接收帧是在预定的cca阈值以上接收的帧；以及步骤2，所述bss的无线台站在所述接收帧的格式为所述he格式并且所述接收帧的bss标识符与自身bss一致的情况下，继续解调所述接收帧，在所述接收帧的bss标识符与自身bss不一致的情况下，用he格式用的cca阈值判断信道状态，当判断为空闲状态时，进行发送，所述步骤2还在所述接收帧的格式为所述non he格式的情况下，利用比所述he格式用的cca阈值低的cca阈值来进行载波监听，当判断为信道空闲时，停止解调并进行发送。
技术总结本发明涉及一种无线通信系统以及无线通信方法。将在帧的前导码内中包含发送源的BSS标识符的格式设为HE格式，将在前导码内中不包含BSS标识符但在MAC头中包含BSS标识符的格式设为Non HE格式，BSS的无线台站包括控制单元，所述控制单元确认在预定的接收灵敏度以上接收的接收帧的格式，在该接收帧的格式是HE格式并且该接收帧的BSS标识符与自身BSS一致的情况下，继续解调该接收帧，在该接收帧的格式是HE格式并且该接收帧的BSS标识符与自身BSS不一致的情况下，进行停止解调该接收帧的处理。进行停止解调该接收帧的处理。进行停止解调该接收帧的处理。
技术研发人员：篠原笑子 井上保彦 岩谷纯一 沟口匡人
受保护的技术使用者：日本电信电话株式会社
技术研发日：2016.10.05
技术公布日：2022/7/5
