特許 6893341 無線通信装置および無線通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6893341

(24)【登録日】2021年6月3日

(45)【発行日】2021年6月23日

(54)【発明の名称】無線通信装置および無線通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 72/04 20090101AFI20210614BHJP

   H04W 56/00 20090101ALI20210614BHJP

   H04W 72/08 20090101ALI20210614BHJP

   H04W 88/06 20090101ALI20210614BHJP

   H04W 88/10 20090101ALI20210614BHJP

【ＦＩ】

   H04W72/04 111

   H04W56/00

   H04W72/08 110

   H04W88/06

   H04W88/10

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-66278(P2017-66278)

(22)【出願日】2017年3月29日

(65)【公開番号】特開2018-170621(P2018-170621A)

(43)【公開日】2018年11月1日

【審査請求日】2020年3月2日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）平成２９年３月７日に、電子情報通信学会 ２０１７年総合大会講演論文集にて公表 （２）平成２９年３月２２日に、電子情報通信学会 ２０１７年総合大会講演会で発表

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、支出負担行為担当官、総務省大臣官房会計課企画官、研究テーマ「複数周波数帯域の同時利用による周波数利用効率向上技術の研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】393031586

【氏名又は名称】株式会社国際電気通信基礎技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100109162

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 將行

(72)【発明者】

【氏名】平栗 健史

(72)【発明者】

【氏名】江頭 直人

(72)【発明者】

【氏名】矢野 一人

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 智明

【審査官】 ▲高▼木 裕子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２２６６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／１１４５６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１９１９６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 波動工学研究所，複数周波数帯域の同時利用による周波数利用効率向上技術 第５世代移動通信システム実現に関する研究開発，けいはんな情報通信フェア２０１６，２０１６年１１月１１日，Page 28

【文献】 塚本 悟司 Satoshi TSUKAMOTO，複数帯同時伝送無線ＬＡＮにおけるセンシングチャネル数の検討，電子情報通信学会２０１７年総合大会講演論文集 通信１ PROCEEDINGS OF THE 2017 IEICE GENERAL CONFERENCE，２０１７年 ３月 ７日，Page 480

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４ − ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して、信号を送信するための無線通信装置であって、
送信データを複数の部分データに分割し、前記複数の部分データを前記複数の周波数帯のそれぞれに対応させて、各前記周波数帯ごとに送信パケットを生成するためのデジタル信号処理部と、
各前記周波数帯ごとに設けられ、前記送信データのデジタル信号を対応する前記周波数帯ごとの高周波信号に変換するための複数の高周波信号処理部と、
前記複数の周波数帯において前記複数の無線チャネルの利用状況を、前記複数の周波数帯で共通に同期したスロットで観測するチャネル利用状況観測部と、
前記チャネル利用状況観測部により前記複数の周波数帯が空き状態であると検出されることに応じて、前記デジタル信号処理部および前記高周波信号処理部を制御し、前記複数の無線チャネルにより、前記部分データをそれぞれ含む前記複数の周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信するアクセス制御部とを備え、
前記アクセス制御部は、前記複数の周波数帯で同期したスロットで、各前記周波数帯が送信可能な状態であるかを継続して検出し、送信に使用するべき前記複数の周波数帯の全てが空き状態であると検出された時点から、前記複数の周波数帯に共通なバックオフ時間をランダムに設定し、前記バックオフ時間の経過後に、前記周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信する、無線通信装置。

【請求項2】

前記アクセス制御部は、
ｉ）前記複数の周波数帯で同期したスロットで、各前記周波数帯のビジー状態を検出し、前記複数の周波数帯の１つが空き状態であると検出された後も、前記同期したのスロットで、各前記周波数帯のビジー状態の検出を継続し、
ｉｉ）前記通信に使用するべき周波数帯が全て空き状態と検知されることに応じて、バックオフ時間をランダムに設定し、バックオフのカウントを開始し、
ｉｉｉ）前記通信に使用するべき周波数帯で、同期して、前記バックオフのカウントを実行して、前記複数の無線チャネルに対応するバックオフのカウントが満了することに対応して、前記部分データをそれぞれ含む前記複数の周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信する、請求項１記載の無線通信装置。

【請求項3】

前記アクセス制御部は、
ｉ）前記複数の周波数帯の１つが空き状態であると検出されることに応じて、バックオフ時間をランダムに設定し、バックオフのカウントを開始し、
ｉｉ）前記複数の周波数帯の１つについて、前記スロットに同期してカウントされるバックオフの期間中において、前記複数の周波数帯のうちの他の周波数帯が空き状態であると検出されると、当該他の周波数帯におけるバックオフのカウントを、前記複数の周波数帯の１つについてのバックオフのカウントに同期して実行し、
ｉｉｉ）前記バックオフのカウントが満了した場合に、前記バックオフの対象となった周波数帯が空き状態であり、かつ、前記複数の周波数帯のうち通信に使用するべき残りの周波数帯がビジー状態であるときは、前記バックオフの対象となった周波数帯を送信禁止に設定し、
ｉｖ）前記複数の周波数帯についての送信可能な状態であるかの検出を継続して実行し、前記通信に使用するべき周波数帯が全て空き状態と検知されることに応じて、バックオフ時間をランダムに設定し、バックオフのカウントを開始し、前記通信に使用するべき周波数帯で、同期して、前記バックオフのカウントを実行して、前記複数の無線チャネルに対応するバックオフのカウントが満了することに対応して、前記部分データをそれぞれ含む前記複数の周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信する、請求項１記載の無線通信装置。

【請求項4】

互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して、無線通信装置が信号を送信するための無線通信方法であって、
前記無線通信装置が、送信データを複数の部分データに分割し、前記複数の部分データを前記複数の周波数帯のそれぞれに対応させて、各前記周波数帯ごとに送信パケットを生成するステップと、
前記無線通信装置が、各前記周波数帯ごとに、前記デジタル信号を対応する前記周波数帯ごとの高周波信号に変換するステップと、
前記複数の周波数帯において前記複数の無線チャネルの利用状況を、前記複数の周波数帯で共通に同期したスロットで観測するステップと、
前記無線通信装置が、前記観測に基づき前記複数の周波数帯が空き状態であると検出されることに応じて、前記複数の無線チャネルにより、前記部分データをそれぞれ含む前記複数の周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信するステップとを備え、
前記同一のタイミングで送信するステップにおいては、前記無線通信装置が、前記複数の周波数帯で同期したスロットで、各前記周波数帯が送信可能な状態であるかを継続して検出し、送信に使用するべき前記複数の周波数帯の全てが空き状態であると検出された時点から、前記複数の周波数帯に共通なバックオフ時間をランダムに設定し、前記バックオフ時間の経過後に、前記周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信する、無線通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信装置および無線通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の無線通信方式、たとえば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化が行なわれた無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）リリース８（Rel-8）は、最大２０ＭＨｚの帯域を利用して通信を行うことが可能である。

【0003】

さらに、ＬＴＥの発展版であるＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）では、ＬＴＥとの後方互換性を確保しつつ、更なる高速伝送を実現するため、ＬＴＥでサポートされる帯域幅を基本単位としたコンポーネントキャリア(ＣＣ：Component Carrier）を複数束ねて同時に用いるキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Career Aggregation）技術が採用され、最大で５ＣＣ（１００ＭＨｚ幅）を用いて１００ＭＨｚ幅の広帯域伝送が実現可能である。ただし、このようなキャリアアグリゲーションは、近接する周波数バンドでの異なるチャネルを用いた伝送である。

【0004】

上記のような高速化が図られてはいるものの、近年、 スマートフォン等の高機能な携帯端末の普及に伴って、移動通信トラフィックの需要が急激に増大している。

【0005】

その結果、従来からの無線ＬＡＮ（Local Area Network）の利用拡大に加え、スマートフォンの普及によるモバイルデータトラフィックの増大により無線ＬＡＮへのオフロードが進展し、免許不要帯域（２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）でのトラフィックが急増している。

【0006】

また、ＩｏＴ（Internet Of Things）／Ｍ２Ｍ(Machine to Machine)社会の進展により、 上記周波数帯および９２０ＭＨｚ帯の更なる逼迫が懸念され、これらの周波数帯の周波数利用効率向上は喫緊の課題となっている。

【0007】

ここで、無線リソースの利用状況は時間・場所・周波数帯や無線チャネル等によって変動するため、一部の周波数帯（や無線チャネル）のみが混雑する状況が発生し得る。

【0008】

しかしながら、既存の自営系無線システム（例えばＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ）は単一の周波数帯を用いるか、予め使用する帯域をひとつ決めてから通信を行う。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎは２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のいずれを使用するかを設定してから使用する。このため、既存の自営系無線システム全体として無線リソースに空きがある場合であっても、輻輳が発生するおそれがある。

【0009】

ここで、無線通信リソースの有効利用を図るためコグニティブ無線技術が注目されている。コグニティブ無線技術とは、無線端末が周囲の電波の利用状況を認識し、その状況に応じて利用する無線通信リソースを変えることをいう。コグニティブ無線技術には、異なる無線通信規格を状況に応じて選択して使うヘテロジニアス型と、無線端末が空き周波数を探し出して必要な通信帯域を確保する周波数共用型とがある。

【0010】

ヘテロジニアス型においては、コグニティブ無線機は、周辺で運用されている複数の無線システムを認識し、各システムの利用度や実現可能な伝送品質に関する情報を入手し、適切な無線システムに接続する。即ち、ヘテロジニアス型のコグニティブ無線は、周辺に存在する無線システムの利用効率を高めることにより、間接的に周波数資源の利用効率を高めるものである。

【0011】

一方、周波数共用型においては、コグニティブ無線機は、他の無線システムが運用されている周波数帯域において、一時的、または局所的に利用されていない周波数資源（これは、ｗｈｉｔｅ ｓｐａｃｅと呼ばれる）の存在を検知し、これを利用して信号伝送を行なう。即ち、周波数共用型のコグニティブ無線は、ある周波数帯域における周波数資源の利用効率を直接的に高めるものである。

【0012】

そして、上述したような免許不要帯域におけるトラフィックの増大の問題を解決する一手法として、使用周波数帯の異なる複数の無線ＬＡＮ規格（例えば、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ規格と５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ規格）を選択あるいは並行利用する、ヘテロジニアス型コグニティブ無線的アプローチが考えられる（たとえば、特許文献１、特許文献２）。

【0013】

しかし、このヘテロジニアス型コグニティブ無線的アプローチでは送信データを適宜分割し、それぞれどの周波数帯で伝送するかを事前に振り分けておく必要がある。この結果、各周波数帯の混雑度合いによっては使用周波数帯によって伝送遅延が大きく異なったり、データが宛先に到着する順番が入れ替わる、等の問題が新たに発生してしまう。

【0014】

そこで、互いに大きく分離した複数の周波数帯、たとえば、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮと５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮにおいて、既存システムと周波数を共用して、コグニティブな無線通信を実現することが望ましい。
（従来の無線ＬＡＮの衝突回避技術）
ここで、従来の無線ＬＡＮでは、ランダムアクセス制御における通信データの衝突の回避のために、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）と呼ばれる技術が用いられる。

【0015】

図１１は、このような従来のＣＳＭＡ／ＣＡ技術を説明するための概念図である。

【0016】

ＣＳＭＡでは、通信開始前に伝送媒体（無線チャネル）上に、現在通信をしているホストがいないかどうかをキャリアセンスにより確認し、複数のホストが同じ伝送媒体を共有して、現在他のホストが通信していない場合は、通信を開始するという多重アクセスを実現する。

【0017】

ここで、無線チャネルが、ビジー状態からアイドル状態になれば、一般には、通信が可能になる。しかし、複数のホストが、アイドル状態を検知して、同時に通信を開始してしまうと、複数のフレームが同時に送信されることになり、衝突してしまう。

【0018】

そこで、ＣＳＭＡでは、フレームの種別によって、無線チャネルがアイドル状態となってから、送信が可能になるまでの時間を変える構成としている。優先順位の高いフレームの待ち時間を短くすれば、優先順位が低いフレームが送信可能になったときには、優先順位の高いフレーム伝送によって無線チャネルがビジー状態となっていることになり、送信が実行されない。

【0019】

そこで、ＣＳＭＡでは、無線チャネルがビジー状態からアイドル状態となって、次のフレームの送信を始めるまでの待ち時間（ＩＦＳ：Inter Frame Space）として、ＳＩＦＳ（Short IFS）、ＰＩＦＳ（Point Coordination Function IFS）、ＤＩＦＳ（Distributed Coordination Function IFS）の３種類が定義されており、期間の長さは、ＳＩＦＳ，ＰＩＦＳ，ＤＩＦＳの順で長くなる。一般に、データフレームの送信に成功すれば、その直後に必ず、受信完了通知（ＡＣＫ）の送信を行うことが必要であるので、ＡＣＫには、ＳＩＦＳが割り当てられる。これに対して、データフレームの送信には、ＤＩＦＳが割り当てられる。

【0020】

ただし、データフレームの送信の場合は、正確には、ビジー状態からアイドル状態となってチャネルが空いた後、ＤＩＦＳで規定される一定時間送信を待機し、さらにランダムなバックオフ時間（コンテンションウィンドウ（ＣＷ）と呼ばれる）のスロット数だけ送信を待機する。待機するコンテンションウィンドウのスロット数はコンテンションウィンドウサイズを上限として、ランダムに選択される。このようにして待機時間が最も短かった端末が送信権を獲得し、フレームを送信できることになる。

【0021】

これ以外にも、無線ＬＡＮ固有のアクセス制御の仕組みとして、たとえば、隠れ端末対策のために考案された「ＲＴＳ／ＣＴＳ（Request to Send/Clear to Send）」がある。ここで、隠れ端末とは、自分からは電波圏外だが、通信相手の電波圏内にいる端末のことである。その存在を直接知ることはできないが、干渉を引き起こす。

【0022】

電波の到達距離をＬｍと仮定すると、無線端末Ａの通信相手Ｂ（アクセスポイント）がＬｍ先におり、さらにそのＬｍ先に別の無線端末Ｃがいるという状況を考える。

【0023】

このとき、端末Ｃの電波は端末Ａまで届かないため、端末Ａがほかの端末が信号を送出しているか調べても（キャリアセンスしても）端末Ｃの存在がわからないことから、端末Ｃは端末Ａの隠れ端末になる。何も対策をとらないと、端末ＣがアクセスポイントＢに送信中であっても、端末ＡもアクセスポイントＢにデータを送信してしまうことが起きてしまうことになる。これは、アクセスポイントＢで衝突を引き起こし、スループットを下げる要因になる。

【0024】

ＲＴＳ／ＣＴＳとは、すべての無線機器は送信前に「ＲＴＳ（送信要求）」のパケットを出し、受信側も受信可能であれば「ＣＴＳ（受信可能）」で応答する仕組みである。前述の例では、端末ＣはアクセスポイントＢにまずＲＴＳを送信する。ただし、このＲＴＳは、端末Ａには届かない。

【0025】

アクセスポイントＢは、端末Ｃに対してＣＴＳを送信することで受信可能なことを通知する。このＣＴＳは、端末Ａにも届くため、端末Ａは通信が行なわれることを察知し、送信を延期する。ＲＴＳ／ＣＴＳのパケットには、チャネルの占有予定期間が書かれており、その間通信を保留する。この期間を「ＮＡＶ（Network Allocation Vector、送信禁止期間）」と呼ぶ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0026】

【特許文献1】特開２０１１−２１１４３３号明細書

【特許文献2】特開２０１３−１８７５６１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0027】

しかしながら、複数の互いに分離した周波数帯域で同時並行に通信をする場合、複数周波数帯域でランダムアクセス制御を行うために、複数帯域の複数のチャネルのそれぞれでランダムバックオフするとしても、複数のチャネルのバックオフが同時に完了しないと、複数チャネルを束ねて使うことができない、という問題がある。

【0028】

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の互いに分離した周波数帯域で同時並行に通信をする場合に、送信データを複数周波数帯域にマッピングし、複数の周波数帯域ごとでのランダムアクセスの送信タイミングを調整してデータ伝送を行うことが可能な無線通信装置および無線通信方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0029】

この発明の１つの局面に従うと、互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して、信号を送信するための無線通信装置であって、送信データを複数の部分データに分割し、複数の部分データを複数の周波数帯のそれぞれに対応させて、各周波数帯ごとに送信パケットを生成するためのデジタル信号処理部と、各周波数帯ごとに設けられ、送信データのデジタル信号を対応する周波数帯ごとの高周波信号に変換するための複数の高周波信号処理部と、複数の周波数帯において複数の無線チャネルの利用状況を、複数の周波数帯で共通に同期したスロットで観測するチャネル利用状況観測部と、チャネル利用状況観測部により複数の周波数帯が空き状態であると検出されることに応じて、デジタル信号処理部および高周波信号処理部を制御し、複数の無線チャネルにより、部分データをそれぞれ含む複数の周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信するアクセス制御部とを備え、アクセス制御部は、複数の周波数帯で同期したスロットで、各周波数帯のビジー状態を検出し、送信に使用するべき複数の周波数帯の全てが空き状態であると検出された場合に、複数の周波数帯に共通なバックオフ時間をランダムに設定し、バックオフ時間の経過後に、周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信する。

【0031】

好ましくは、アクセス制御部は、ｉ）複数の周波数帯で同期したスロットで、各周波数帯のビジー状態を検出し、複数の周波数帯の１つが空き状態であると検出された後も、同期したのスロットで、各周波数帯のビジー状態の検出を継続し、ｉｉ）通信に使用するべき周波数帯が全て空き状態と検知されることに応じて、バックオフ時間をランダムに設定し、バックオフのカウントを開始し、ｉｉｉ）通信に使用するべき周波数帯で、同期して、バックオフのカウントを実行して、複数の無線チャネルに対応するバックオフのカウントが満了することに対応して、部分データをそれぞれ含む複数の周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信する。

【0032】

好ましくは、アクセス制御部は、ｉ）複数の周波数帯の１つが空き状態であると検出されることに応じて、バックオフ時間をランダムに設定し、バックオフのカウントを開始し、ｉｉ）複数の周波数帯の１つについて、スロットに同期してカウントされるバックオフの期間中において、複数の周波数帯のうちの他の周波数帯が空き状態であると検出されると、当該他の周波数帯におけるバックオフのカウントを、複数の周波数帯の１つについてのバックオフのカウントに同期して実行し、ｉｉｉ）バックオフのカウントが満了した場合に、バックオフの対象となった周波数帯が空き状態であり、かつ、複数の周波数帯のうち通信に使用するべき残りの周波数帯がビジー状態であるときは、バックオフの対象となった周波数帯を送信禁止に設定し、ｉｖ）複数の周波数帯についての送信可能な状態であるかの検出を継続して実行し、通信に使用するべき周波数帯が全て空き状態と検知されることに応じて、バックオフ時間をランダムに設定し、バックオフのカウントを開始し、通信に使用するべき周波数帯で、同期して、バックオフのカウントを実行して、複数の無線チャネルに対応するバックオフのカウントが満了することに対応して、部分データをそれぞれ含む複数の周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信する。

【0034】

この発明の他の局面に従うと、互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して、無線通信装置が信号を送信するための無線通信方法であって、無線通信装置が、送信データを複数の部分データに分割し、複数の部分データを複数の周波数帯のそれぞれに対応させて、各周波数帯ごとに送信パケットを生成するステップと、無線通信装置が、各周波数帯ごとに、デジタル信号を対応する周波数帯ごとの高周波信号に変換するステップと、複数の周波数帯において複数の無線チャネルの利用状況を、複数の周波数帯で共通に同期したスロットで観測するステップと、無線通信装置が、観測に基づき複数の周波数帯が空き状態であると検出されることに応じて、複数の無線チャネルにより、部分データをそれぞれ含む複数の周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信するステップとを備え、同一のタイミングで送信するステップにおいては、無線通信装置が、複数の周波数帯で同期したスロットで、各周波数帯のビジー状態を検出し、送信に使用するべき複数の周波数帯の全てが空き状態であると検出された場合に、複数の周波数帯に共通なバックオフ時間をランダムに設定し、バックオフ時間の経過後に、周波数帯ごとのパケットを、同期して同一のタイミングで送信する。

【発明の効果】

【0035】

この発明によれば、送信データを複数周波数帯域にマッピングし、複数の周波数帯域ごとでのランダムアクセスの送信タイミングを調整してデータ伝送を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】実施の形態の無線通信システムの構成を説明するための概念図である。

【図2】送信データを複数帯域にマッピングして送信し、受信側で一括受信して統合するための具体例を説明するための図である。

【図3】各周波数帯ごとにＣＳＭＡ／ＣＡ制御を行う場合のタイミングチャートである。

【図4】実施の形態１の送信装置１０００の構成を説明するための機能ブロック図である。

【図5】送信装置１０００のより詳細な構成の例を説明するための機能ブロック図である。

【図6】実施の形態１のアクセスタイミングの制御を説明するためのタイミングチャートである。

【図7】チャネル利用状況観測部１０６０およびアクセス制御部１０８０の動作を説明するためのフローチャートである。

【図8】本実施の形態の受信装置２０００の構成を説明するための機能ブロック図である。

【図9】チャネル利用状況観測部１０６０およびアクセス制御部１０８０の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図10】チャネル利用状況観測部１０６０およびアクセス制御部１０８０の動作を説明するためのフローチャートである。

【図11】従来のＣＳＭＡ／ＣＡ技術を説明するための概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明の実施の形態の無線通信システムおよび無線通信装置の構成を説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素および処理工程は、同一または相当するものであり、必要でない場合は、その説明は繰り返さない。

【0038】

なお、以下では、本発明の受信装置を説明する一例として、上述したような互いに大きく分離した複数の既存の免許不要帯域（たとえば、ＩｏＴなどに使用される９２０ＭＨｚ帯、無線ＬＡＮに使用される２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯）において、既存システムと周波数を共用して、コグニティブな無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおける送信装置を例とする実施の形態を説明する。

【0039】

ただし、本発明の無線通信装置については、必ずしも、このような場合に限定されず、より一般的に、互いに分離した複数の周波数帯域を用いて、同一の無線方式で同期したタイミングで同時並行的に通信を行う送受信装置に適用することが可能である。また、本発明の無線通信装置においては、後に説明するように、互いに分離した複数の周波数帯域を用いて、異なる無線方式で同期したタイミングで同時並行的に通信を行う送受信装置に適用することも可能である。

【0040】

以下、本発明の実施の形態の無線通信システムおよび無線通信装置の構成を説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素および処理工程は、同一または相当するものであり、必要でない場合は、その説明は繰り返さない。

【0041】

なお、以下では、本発明の送受信装置を説明する一例として、上述したような互いに大きく分離した複数の既存の免許不要帯域（たとえば、ＩｏＴなどに使用される９２０ＭＨｚ帯、無線ＬＡＮに使用される２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯）において、既存システムと周波数を共用して、コグニティブな無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおける送受信装置を例とする実施の形態を説明する。

【0042】

ただし、本発明の無線通信装置については、必ずしも、このような場合に限定されず、より一般的に、互いに分離した複数の周波数帯域を用いて、同一の無線方式で同期したタイミングで同時並行的に通信を行う受信装置に適用することが可能である。また、本発明の無線通信装置においては、後に説明するように、互いに分離した複数の周波数帯域を用いて、異なる無線方式で同期したタイミングで同時並行的に通信を行う受信装置に適用することも可能である。

【0043】

図１は、実施の形態の無線通信システムの構成を説明するための概念図である。

【0044】

図１を参照して、送信側では、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯の３つの周波数帯を使用することを前提に、各帯域で無線チャネルを１つずつ使用するものとして、送信フレームを構成する。

【0045】

なお、各周波数帯で、複数チャネルを使用することとしてもよいが、以下では、周波数帯ごとに１チャネルを使用するものとして説明する。

【0046】

実施の形態では以下の特徴を有する無線アクセス制御を行う。

【0047】

すなわち、まず、送信側では、複数周波数帯の利用状況（各無線チャネルの空き状況など）を観測する。

【0048】

続いて、送信側では、あるタイミングで、１つ以上の未使用な周波数帯・無線チャネルで同時に無線パケット（フレーム）を送信する。このとき、送信データを複数帯域にマッピングして送信する。

【0049】

一方で、受信側では複数帯域を一括受信してデータを統合する。

【0050】

送受信において、このような構成にすると、帯域間で混雑状況に偏りがあっても送信機会を確保できるため周波数利用効率の向上と伝送遅延の低減が期待でき、またデータの到着順番が入れ替わるような問題も発生しない。

【0051】

図２は、送信データを複数帯域にマッピングして一括して送信し、受信側で一括受信して統合するための具体例を説明するための図である。

【0052】

図２に示すように送信データを、送信系列を使用する各帯域の伝送レートＲｉに比例するシンボル数ずつ区切って各帯域に、シリアル／パラレル変換により割り当てる。

【0053】

例えば、（５ＧＨｚ帯伝送レート：２．４ＧＨｚ帯伝送レート：９２０ＭＨｚ帯伝送レート）＝（Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３）＝（３：２：１）ならば、送信データの系列を６シンボル毎に区切り、５ＧＨｚ帯（ch1）、２．４ＧＨｚ帯（ch2）、９２０ＭＨｚ帯（ch3）にはその中の３シンボル、２シンボル、１シンボルを割り当てる。なお、送信系列を分割して割り当てる際には、このような場合に限定されず、より一般には、ｍ個の周波数帯を使用する場合は、周波数帯の伝送レートの比を、（Ｒ１：Ｒ２：…：Ｒｍ）（比率は、既約に表現されるとする）とするとき、送信系列を（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋Ｒｍ）×ｎ（ｍ，ｎ：自然数）シンボル毎に区切り、各チャネルには、（Ｒ１×ｎ）シンボル、（Ｒ２×ｎ）シンボル、…、（Ｒｍ×ｎ）シンボルを割り当てるものとしてもよい。

【0054】

そのような割り当ての後に、各帯域ごとに、送信シンボルに対して物理ヘッダをつけて、パケットとし、これらのパケットを同一タイミングで同時並列的に送信する。

【0055】

送信側で各帯域に割り当てられたシンボル数については、この物理ヘッダ内に情報として格納される。

【0056】

受信側では、各帯域上の物理ヘッダを利用して同期と復調処理を行う。復調された各系列を送信側と逆の処理で、パラレル／シリアル変換により結合し、フレームの復号を行う。
（送信タイミングを周波数帯ごとのＣＳＭＡ／ＣＡで制御することの問題点）
上述のように、互いに分離した複数の周波数帯域を用いて、同一の無線方式で同期したタイミングで同時並行的に通信を行うにあたり、各周波数帯ごとに、従来からのＣＳＭＡ／ＣＡ制御を行った場合の問題点について説明する。

【0057】

図３は、このように、各周波数帯ごとにＣＳＭＡ／ＣＡ制御を行う場合のタイミングチャートである。

【0058】

すなわち、図３に示した構成では、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によって無線帯域のアイドルを検出すると、ＤＩＦＳとＣＷを使用したバックオフによってキャリアセンスを行い，データを送信することになる。

【0059】

ただし、このような従来のＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、周波数ごとに動作するため複数周波数帯でキャリアセンスして、同期したタイミングで同時並行的に分割したデータを通信することが不可能となる。

【0060】

また、ＣＷサイズは、端末・トラヒックが多い環境において、必ずしも適した値に設定されているとはいえないため、パケット衝突が頻繁に発生する可能性がある。

【0061】

以下に説明するように、キャリアセンスとアクセスタイミングの制御とを実行する。

【0062】

ｉ）複数周波数帯のビジー/アイドルの検出にあたり、ビジー検出用のスロットとバックオフ用の２種類のスロットを、複数の周波数帯で同期して使用する。

【0063】

このような所定数のチャネルがアイドルと判定された場合に、同時にデータを送信する。

【0064】

ｉｉ）複数周波数のビジー/アイドルをキャリアセンスで判定し、所定数のチャネルがアイドルになるまで、先にアイドルとなったチャネルを確保し、所定数のチャネルがアイドル後にデータを送信する。

【0065】

このような構成とすることで、最小限の同期送信処理を用いることで、無線帯域を有効に使用し、伝送効率を向上する効果がある。

【0066】

以下、上記ｉ）を実施の形態１として、上記ｉｉ）を実施の形態２として説明する。
（実施の形態１）
［送信装置の構成］
図４は、実施の形態１の送信装置１０００の構成を説明するための機能ブロック図である。

【0067】

図４を参照して、送信装置１０００は、送信系列のデータに対して、誤り訂正符号化処理を行うための誤り訂正符号化部１１１０と、誤り訂正符号化後のデータに対してインターリーブ処理を行うインターリーブ部１１１２と、図１で説明したように各周波数帯域に割り当てる処理をするためのシリアル／パラレル変換（以下、Ｓ／Ｐ変換）部１０１０と、Ｓ／Ｐ変換後のデータに対して、周波数帯域ごとに、マッピング処理や物理ヘッダの付加など、所定の無線通信方式で通信するための無線フレーム（パケット）を形成するデジタル処理を実行するための無線フレーム生成部１０２０．１〜１０２０．３と、無線フレーム生成部１０２０．１〜１０２０．３からのデジタル信号に対して、それぞれ、デジタルアナログ変換処理、所定の変調方式への変調処理（たとえば、所定の多値変調方式のための直交変調処理）、アップコンバート処理、電力増幅処理などを実行する高周波処理部（ＲＦ部）１０４０．１〜１０４０．３と、ＲＦ部１０４０．１〜１０４０．３の高周波信号をそれぞれ送出するためのアンテナ１０５０．１〜１０５０．３とを含む。ＲＦ部１０４０．１〜１０４０．３の動作は、これらに共通に設けられた局部発振器１０３０からのクロックに基づいて制御される。

【0068】

なお、ＲＦ部１０４０．１〜１０４０．３で実行される変調処理については、その変調方式およびチャネル符号化率が、予めＭＣＳのテーブルとして準備されており、各周波数帯の通信状況に応じて、ＭＣＳが適応的に選択されるものとしてもよい。

【0069】

さらに、送信装置１０００は、ＲＦ部１０４０．１〜１０４０．３の受信機能を利用して各周波数帯（各周波数帯の中では１つ以上の無線チャネル）の利用状況（各無線チャネルの空き状況など）を観測するチャネル利用状況観測部１０６０と、チャネル利用状況観測部１０６０の観測に基づいて、無線フレーム生成部１０２０．１〜１０２０．３の処理タイミングおよびＲＦ部での送信タイミングを制御して、制御された同一の送信タイミングにおいて所定の期間につき未使用な周波数帯・無線チャネルで同時に無線パケットを送信するように制御するアクセス制御部１０８０とを含む。

【0070】

ここで、チャネル利用状況観測部１０６０が、キャリアセンスおよびチャネルセンシングを実行する構成とする。

【0071】

そして、アクセス制御部１０８０は、送信時に候補となる対象帯域をキャリアセンスした結果に応じて使用可能であると判明したチャネルを選択し使用して、制御された同一の送信タイミングにおいて未使用な周波数帯・無線チャネルで同時に無線パケットを送信することになる。

【0072】

このような構成の送信装置１０００により、図２で説明したように、データを複数帯域にマッピングして一括して送信し、受信側では複数帯域を一括受信してデータを統合する。

【0073】

図５は、送信装置１０００のより詳細な構成の例を説明するための機能ブロック図である。

【0074】

図５に示した機能ブロック図は、一例として、無線通信規格８０２．１１ａと同様の無線通信方式に従う送信装置の構成を示す。

【0075】

すなわち、無線通信規格８０２．１１ａは、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ通信方式であるものの、図５では、２．４ＧＨｚ、９２０ＭＨｚ帯でも、周波数帯が異なるだけで、それ以外は同様の構成の無線通信方式に従う送信部を使用するものとする。

【0076】

したがって、各周波数帯域において、パケットのプリアンブル部分の構成などは、複数の周波数帯について共通であるものとする。

【0077】

ただし、必ずしも、各周波数帯の無線通信方式が同様の構成を有していることは必須ではなく、周波数帯ごとに無線通信方式（信号形式、シンボル長やサブキャリア間隔など）が異なっていてもよい。この場合は、少なくとも単一の送信系列を各帯域に分割して同時に送信し、また、周波数帯が異なる以外は、ＲＦ部の構成が基本的に同一であればよく、パケットのプリアンブル部分の構成（プリアンブルの長さなど）が、複数の周波数帯ごとに異なっていてもよい。

【0078】

図５では、５ＧＨｚ帯の送信に係る構成を代表して例示的に示す。無線通信規格８０２．１１ａと同様の無線通信方式を想定しているので、伝送する信号は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調するものとする。

【0079】

図５を参照して、無線フレーム生成部１０２０．３は、Ｓ／Ｐ変換部１０１０から分配された送信データを受けて、マッピング処理を実行するためのマッピング部１１２２と、逆フーリエ変換処理を実行するためのＩＦＦＴ部１１３０と、ガードインターバル部分を付加するためのＧＩ付加部１１４０と、デジタル信号をＩ成分およびＱ成分のアナログ信号に変換するためのデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１１５０とを含む。

【0080】

高周波処理部１０４０．３は、ＤＡＣ１１５０からの信号を所定の多値変調信号に変調するための直交変調器１２１０と、直交変調器１２１０の出力をアップコンバートするアップコンバータ１２２０と、アップコンバータ１２２０の出力を電力増幅しアンテナ１０５０．３から送出するための電力増幅器１２３０とを含む。

【0081】

その結果、ＲＦ部１０４０．３により、基底帯域ＯＦＤＭ信号は搬送帯域ＯＦＤＭ信号に変換される。

【0082】

さらに、高周波処理部１０４０．３は、局部発振器１０３０からの参照周波数信号を対応する周波数帯域の基準クロック信号に変換するためのクロック周波数変換部１３１０と、クロック周波数変換部１３１０からの基準クロックに基づいて、直交復調器１２１０での変調処理に使用するクロックを生成するクロック生成部１３２０と、クロック周波数変換部１３１０からの基準クロックに基づいて、アップコンバータ１２２０でのアップコンバート処理に使用するクロックを生成するクロック生成部１３４０とを含む。

【0083】

すなわち、局部発振器１０３０からの参照周波数信号は、このような基底帯域ＯＦＤＭ信号から搬送帯域ＯＦＤＭ信号への変換におけるクロック信号として使用される。なお、より一般に、無線通信方式が異なる場合でも、基本的に、局部発振器１０３０からの参照周波数信号は、基底帯域信号から搬送帯域信号への変換におけるクロック信号として使用される。

【0084】

図６は、実施の形態１のアクセスタイミングの制御を説明するためのタイミングチャートである。

【0085】

図６では、通信環境下で複数存在する端末のうち、端末＃ｘの送信装置１０００が実行する処理を示す。

【0086】

端末＃ｘに対しては、図６の下段に示すように、各周波数帯（５ＧＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、９２０ＭＨｚ帯）において、当初干渉波が存在するものとする。

【0087】

そして、端末＃ｘのチャネル利用状況観測部１０６０は、各周波数帯で同期したタイムスロットで、対応する周波数帯のビジー状態を検出する。ここで、このビジー状態（干渉波の存在）を検出するためのタイムスロットを「ビジー検出用スロット」と呼ぶ。特に限定されないが、たとえば、「ビジー検出用スロット」は、５μｓの間隔で継続的に繰り返されるものとする。

【0088】

ここで、「ビジー検出用スロット」は、複数の周波数帯で同期してアイドル状態を検知するために継続して繰り返されるものであるため、複数の周波数帯が全てアイドル状態となるまで受信状態を継続する。

【0089】

図６に示した例では、時刻ＴＡにおいて、２．４ＧＨｚ帯での干渉波がなくなり、ビジー状態からアイドル状態となったことが検知される。同様にして、９２０ＭＨｚ帯では、時刻ＴＢにおいて、５ＧＨｚ帯においては、時刻ＴＣにおいて、それぞれ、ビジー状態からアイドル状態となったことが検知される。

【0090】

アクセス制御部１０８０は、複数の周波数帯の全てにおいて、アイドル状態となったことが検知されると、所定のバックオフ用スロットの時間だけ、複数の周波数帯で共通に同期してバックオフを行って、送信を実行する。

【0091】

すなわち、アクセス制御部１０８０は、時刻ＴＣにおいて、バックオフ用スロットに切り替えてバックオフし、バックオフ後にキャリアセンスして、他の端末による送信が行われておらず、アイドル状態であれば、データの送信を実行する。

【0092】

特に限定されないが、バックオフ用スロットは、単位としては、たとえば、９μｓの期間として、バックオフするスロット数はランダムに設定されるものとし、図６においては、たとえば、バックオフが１スロット分と設定されたものとする。

【0093】

また、上記の例では、３つの周波数帯の全てを使用して送信する場合を例として説明したが、通信状況によっては、２つの周波数を利用することとして、時刻ＴＢの時点から、バックオフ用スロットに切り替えてバックオフしてもよいし、あるいは、１つの周波数を利用することとして、時刻ＴＡの時点から、バックオフ用スロットに切り替えてバックオフしてもよい。いくつの周波数帯を利用することとするかは、通信状況等に応じて、送信データを生成する前に、予め決定されているものとする。

【0094】

図７は、図６で説明したチャネル利用状況観測部１０６０およびアクセス制御部１０８０の動作を説明するためのフローチャートである。

【0095】

図７を参照して、チャネル利用状況観測部１０６０は、送信データがあることを検知すると（Ｓ１００）、ビジー検出用のキャリアセンスを、複数周波数帯で同期して実施する（Ｓ１０２）。

【0096】

チャネル利用状況観測部１０６０は、いずれか１つの帯域がアイドル状態であることを検出すると（Ｓ１０４）、アクセス制御部１０８は、データ送信を実行するかを判断する（Ｓ１０６）。所定の複数個の周波数帯を利用する場合に、所定の個数の周波数帯までアイドル状態となっていないときは（Ｓ１０６でＮｏ）、処理は、Ｓ１０２に復帰する。

【0097】

アクセス制御部１０８は、通信を行う複数の周波数帯の全てについてアイドル状態であることを検知すると、データ送信を行うものと判断して（Ｓ１０６でＹｅｓ）、バックオフ用スロットに切り替えてバックオフをランダムに設定した期間実行し（Ｓ１０８）、バックオフが完了すると（Ｓ１０８でＹｅｓ）、キャリアセンスを実行して、他の端末が通信を行っていなければ（Ｓ１１０でＹｅｓ）、複数周波数帯でデータを分割して送信する（Ｓ１１２）。一方、キャリアセンスを実行して、他の端末が通信を行っているときは（Ｓ１１０でＮｏ）、処理をステップＳ１０２に復帰させる。

【0098】

このような構成とすることで、複数周波数帯のビジー/アイドル情報を検出可能なため、複数周波数帯で同時にデータ送信が可能となる。

【0099】

また、各周波数ごとにビジー検出を行えるため、アクセスポイント（基地局）からのビーコン等で同期（情報共有）をとることなく、複数周波数帯での同時送信を実現できる。
（受信装置の構成）
以下では、図４で説明した送信装置１０００からの送信信号を受信する受信装置２０００の構成について簡単に説明する。

【0100】

図８は、本実施の形態の受信装置２０００の構成を説明するための機能ブロック図である。

【0101】

図８を参照して、受信装置２０００は、複数の周波数帯域（９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）の信号をそれぞれ受信するためのアンテナ２０１０．１〜２０１０．３と、アンテナ２０１０．１〜２０１０．３の信号のダウンコンバート処理、復調・復号処理などの受信処理を実行するための受信部２１００．１〜２１００．３と、受信部２１００．１〜２１００．３に対して共通に設けられ、受信部２１００．１〜２１００．３の動作の基準となるクロックである参照周波数信号を生成する局部発振器２０２０と、受信部２１００．１〜２１００．３からの信号の各系列を送信側と逆の処理で、パラレル／シリアル変換により結合するためのパラレル／シリアル変換部２７００とを含む。

【0102】

パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部２７００からの統合されたフレームの出力は、上位レイヤーに受け渡される。

【0103】

受信装置２０００は、受信した信号のプリアンブル信号から局部発振器２０２０の周波数オフセットの検出を行って、局部発振器２０２０の発振周波数を制御するための信号（発振周波数制御信号）を生成し、搬送波周波数同期処理を行い、また、受信した信号からデジタル信号処理におけるタイミング同期をとるための信号（同期タイミング信号）を生成する同期処理部２６００を含む。

【0104】

受信部２１００．１は、アンテナ２０１０．１からの信号を受けて、低雑音増幅処理、ダウンコンバート処理、所定の変調方式に対する復調処理（たとえば、所定の多値変調方式に対する直交復調処理）、アナログデジタル変換処理等を実行するための高周波処理部（ＲＦ部）２４００．１と、ＲＦ部２４００．１からのデジタル信号に対して、復調・復号処理等のベースバンド処理を実行するためのベースバンド処理部２５００．１を含む。

【0105】

受信部２１００．２も、対応する周波数帯域についての同様の処理を行うための高周波処理部（ＲＦ部）２４００．２ならびにベースバンド処理部２５００．２を含む。また、受信部２１００．３も、対応する周波数帯域についての同様の処理を行うための高周波処理部（ＲＦ部）２４００．３ならびにベースバンド処理部２５００．３を含む。

【0106】

ベースバンド処理部２５００．１〜２５００．３およびパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部２７００とを総称して、デジタル信号処理部２８００と呼ぶ。

【0107】

デジタル信号処理部２８００のＰ／Ｓ変換部２７００からの信号は、デインタリーブ部４０４２で、デインタリーブ処理をされた後に、誤り訂正部４０４０で、誤り訂正処理が実行される。特に限定されないが、誤り訂正処理としては、たとえば、畳込み符号による誤り訂正を用いることができる。

【0108】

以上の説明のとおり、実施の形態１の送信装置１０００の構成によれば、複数周波数帯のビジー/アイドル情報を検出でき、複数周波数帯で同時にデータ送信が可能であり、受信装置２０００により、複数帯域を一括受信してデータを統合することができる。
（実施の形態２）
以下では、チャネル利用状況観測部１０６０およびアクセス制御部１０８０の動作の他の例について説明する。

【0109】

ただし、送信装置１０００や受信装置２０００の構成は、上記のチャネル利用状況観測部１０６０およびアクセス制御部１０８０の動作を除いては、実施の形態１の場合と基本的に同様であるので、その説明は繰り返さない。

【0110】

図９は、実施の形態２のチャネル利用状況観測部１０６０およびアクセス制御部１０８０の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【0111】

図９でも、複数存在する端末のうち、端末＃ｘの送信装置１０００が実行する処理を示す。

【0112】

端末＃ｘに対しては、図９の下段に示すように、各周波数帯（５ＧＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、９２０ＭＨｚ帯）において、干渉波が存在するものとする。

【0113】

そして、端末＃ｘのチャネル利用状況観測部１０６０は、各周波数帯で同期したタイムスロットで、対応する周波数帯のビジー状態を検出する。ここでも、このビジー状態（干渉波の存在）を検出するためのタイムスロットを「ビジー検出用スロット」と呼び、たとえば、「ビジー検出用スロット」は、５μｓの間隔で継続的に繰り返されるものとする。

【0114】

ここで、「ビジー検出用スロット」は、複数の周波数帯で同期してアイドル状態を検知するために継続して繰り返されるものであるため、それぞれ対応する周波数帯がアイドル状態となるまで受信状態を継続する。

【0115】

図９に示した例では、時刻ＴＡにおいて、２．４ＧＨｚ帯での干渉波がなくなり、ビジー状態からアイドル状態となったことが検知される。

【0116】

このとき、アクセス制御部１０８０は、２．４ＧＨｚ帯に対して、ランダムなバックオフ時間を設定し、以後、設定されたバックオフ時間の経過が満了するまで時間をカウントする。

【0117】

そして、図９の例では、時刻ＴＢにおいて、９２０ＭＨｚ帯でも、ビジー状態からアイドル状態となったことが検知される。そこで、アクセス制御部１０８０は、それ以後は、２．４ＧＨｚ帯と９２０ＭＨｚ帯とで同期して、バックオフのカウントを行う。ここで、このように複数周波数帯での一括送信前に、バックオフを同期して行うためのスロットを、「事前バックオフ用スロット」と呼ぶ。特に限定されないが、「事前バックオフ用スロット」の期間も５μｓとして、最初に設定されたバックオフ時間が満了するまで、継続的に、「事前バックオフ用スロット」の数がカウントされるものとする。

【0118】

図９の例では、時刻ＴＢ´において、バックオフ時間が満了する。このとき、５ＧＨｚ帯では、まだ、干渉波が存在してビジー状態のままである。

【0119】

そこで、チャネル利用状況観測部１０６０の検知結果により、アクセス制御部１０８０は、２．４ＧＨｚ帯と９２０ＭＨｚ帯との双方で、バックオフ時間の満了時点で、アイドル状態であって、送信装置１０００が送信機会を得ることができ、かつ、送信機１０００が、３つの周波数帯での一括送信を行うことが設定されている場合は、５ＧＨｚ帯での送信機会が得られるまで、２．４ＧＨｚ帯と９２０ＭＨｚ帯とで獲得済みの送信機会を確保しておくために、アクセス制御部１０８０は、２．４ＧＨｚ帯と９２０ＭＨｚ帯とを送信禁止状態に保持する。送信禁止状態とする方法としては、たとえば、２．４ＧＨｚ帯と９２０ＭＨｚ帯とについて、ヌルデータの信号を発生して送信し、帯域を占有する構成とすることができる。ただし、送信禁止状態とする方法は、他の端末の送信を不可とするための方法であれば、従来のRTS/CTSなどと類似の方法として制御信号により送信禁止を通知するなど、他の方法であってもよい。

【0120】

次に、時刻ＴＣにおいて、チャネル利用状況観測部１０６０が、５ＧＨｚ帯もビジー状態からアイドル状態となったことを検知すると、アクセス制御部１０８０は、２．４ＧＨｚ帯と９２０ＭＨｚ帯との送信禁止状態を解除して、５ＧＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、９２０ＭＨｚ帯とにおいて、キャリアセンス用スロットで規定される期間で、これらの周波数帯がアイドル状態であることを確認してから、分割したデータを複数周波数帯で同期して、一括送信する。

【0121】

図１０は、図９で説明したチャネル利用状況観測部１０６０およびアクセス制御部１０８０の動作を説明するためのフローチャートである。

【0122】

図１０を参照して、チャネル利用状況観測部１０６０は、送信データがあることを検知すると（Ｓ２００）、アイドル状態であることが未検出の周波数帯に対して、ビジー検出用のキャリアセンスを、複数周波数帯で同期して実施する（Ｓ２０２）。

【0123】

アクセス制御部１０８０は、複数の周波数帯中でアイドル状態を少なくとも１つ検出済みであるかを判断し、複数の周波数帯のいずれでもアイドル状態であることを検出していない場合は（Ｓ２０４でＮｏ）、処理をステップＳ２０２に復帰させる。一方、複数の周波数帯中でアイドル状態を少なくとも１つ検出済みであれば（Ｓ２０４でＹｅｓ）、次に、アクセス制御部１０８０は、それが最初のアイドル状態の検出であるかを判断し（Ｓ２０６）、最初のアイドル状態の検出である場合（Ｓ２０６でＹｅｓ）、バックオフ時間をランダムに設定して、バックオフカウンタを設定する（Ｓ２０８）。一方、最初のアイドル状態の検出でない場合は（Ｓ２０６でＮｏ）、つまり、最初にアイドル状態を検出した周波数帯ではない周波数帯でもアイドル状態を検出した場合は、バックオフの残りがあれば、当該新たにアイドル状態であることが検出された周波数帯についても、事前バックオフスロットを同期させる（Ｓ２１２）。

【0124】

続いて、アクセス制御部１０８０は、バックオフカウンタを１だけデクリメントし（Ｓ２１４）、バックオフカウンタが０であるかを判断する（Ｓ２２０）。バックオフカウンタが０でなければ（Ｓ２２０でＮｏ）、処理はステップＳ２０２に復帰して、アイドル状態が検出された周波数帯についてはバックオフを実行するとともに、残りの周波数帯については、ビジー状態の検出が実行される。

【0125】

一方、バックオフカウンタが０であれば（Ｓ２２０でＹｅｓ）、アクセス制御部１０８０は、バックオフ対象の周波数帯は送信禁止状態であるか、あるいはアイドル状態であるかを判断する（Ｓ２２２）。

【0126】

バックオフ対象の周波数帯が、送信禁止状態またはアイドル状態のいずれでもない場合は、アクセス制御部１０８０は、バックオフ後に送信機会を取得できなかったものとして、アイドル状態の検出履歴をリセットして（Ｓ２２４）、処理をステップＳ２０２に復帰させる。

【0127】

バックオフ対象の周波数帯が、送信禁止状態またはアイドル状態のいずれかである場合は、アクセス制御部１０８０は、続いて、これまでに確保した複数の周波数帯で送信するかを判断する（Ｓ２２６）。これまでに確保した周波数帯だけでは送信をしない場合（Ｓ２６でＮｏ）、バックオフ対象の周波数帯を送信禁止とし（Ｓ２２８）、処理をステップＳ２０２に復帰させる。

【0128】

一方、アクセス制御部１０８０は、これまでに確保した周波数帯で送信をする場合（Ｓ２６でＹｅｓ）、送信禁止の設定を解除して（Ｓ２３０）、確保した複数の周波数帯でキャリアセンス用スロットによりキャリアセンスを実行し（Ｓ２３２）、分割したデータを複数の周波数帯で、一括して送信する（Ｓ２３４）。

【0129】

以上のような構成により、各送信データをランダムアクセス制御がされる複数周波数帯域にマッピングし、送信タイミングを調整してデータ伝送を行うことが可能である。その場合、最小限の同期送信処理を用いることで、無線帯域を有効に使用し、伝送効率を向上する効果がある。

【0130】

今回開示された実施の形態は、本発明を具体的に実施するための構成の例示であって、本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、実施の形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲の文言上の範囲および均等の意味の範囲内での変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0131】

１０００ 送信装置、１０１０ Ｓ／Ｐ変換部、１０２０．１〜１０２０．３ 無線フレーム生成部、１０３０ 局部発振器、１０４０．１〜１０４０．３ ＲＦ部、１０５０．１〜１０５０．３ アンテナ、１０６０ チャネル利用状況観測部、１０８０ アクセス制御部、１１１０ 誤り訂正符号化部、１１１２ インターリーブ部、２０００ 受信装置、２０１０．１〜２０１０．３ アンテナ、２０２０ 局部発振器、２１００．１〜２１００．３ 受信部、２４００．１〜２４００．３ ＲＦ部、２５００．１〜２５００．３ ベースバンド処理部、２７００ Ｐ／Ｓ変換部、２６００ 同期処理部、２８００ デジタル信号処理部、４０４０ 誤り訂正部、４０４２ デインターリーブ部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】