無線通信システム、受信局、および送信局
【課題】ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、データ伝送のスループットが低下する。
【解決手段】受信局と送信局とが無線により通信を行う無線通信システムにおいて、受信局がチャネルセンシング結果を送信し、送信局がデータ伝送周波数を決定すると共にデータチャネル情報とデータチャネルを同時に送信する通信手順を採用するにより、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【解決手段】受信局と送信局とが無線により通信を行う無線通信システムにおいて、受信局がチャネルセンシング結果を送信し、送信局がデータ伝送周波数を決定すると共にデータチャネル情報とデータチャネルを同時に送信する通信手順を採用するにより、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線資源を有効に利用可能な無線通信システム等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタスネットワークの実現に向けた情報システムの発達に伴い、無線ＬＡＮやＲＦ−ＩＤをはじめとする屋内または近距離パーソナル無線システムの普及・開発が進んでおり、今後、さらなる電波需要の増加が見込まれる。しかし、周波数資源は限られており、移動通信や無線システムに適した６ＧＨｚ以下の帯域では電波が逼迫しているため、新たな周波数帯の割り当ては難しい状況にある。
【０００３】
一方、自営の屋内・近距離無線システムは免許不要であることが望ましく、通常、２．４ＧＨｚ等のＩＳＭ（ｉｎｄｕｓｔｒｙ−ｓｃｉｅｎｃｅ−ｍｅｄｉｃａｌ）帯で運用されている。このため、今後の電波利用の増加に伴い、無線チャネル不足による伝送遅延の増加や伝送速度の低下、干渉による伝送エラーの増加が懸念される。ＩＳＭ帯は各種無線システムが共用しており、キャリアセンスにより任意の周波数・帯域幅の無線チャネルの空きを確認し、その無線資源（周波数、タイムスロット）を確保し使用している。このため断片化した空き無線資源、すなわちスペクトラムの「隙間」が多数無駄に残留することとなる。
【０００４】
この問題に対し、断片化した空きスペクトラムを集積し、一つの無線チャネルとして用いるダイナミックスペクトラムアクセス（ＤＳＡ）システムのコンセプトが提案されている（非特許文献１）。さらに、非同期で自律分散的に運用される他システムとの共存に適したスペクトラム制御方式として、シングルキャリア変調のスペクトラムを複数の帯域に分割し、それぞれを周波数変換して伝送する帯域制限付きスペクトラム分割シングルキャリア伝送方式も提案されている（非特許文献２、３）。また、ＩＳＭ帯等の高効率周波数共用を実現するため、ＣＳＭＡ／ＣＡ、ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡを併用した多元接続方式とその物理チャネル構成が提案されている（非特許文献４）。
【０００５】
また、非特許文献４における下りのデータ伝送手順を図１９に示す。図１９において、基地局（ＡＰ）は移動端末（ＭＳ）へ呼出情報（送信開始）を送信する。そして、ＡＰはチャネルセンシング結果からチャネル選択情報を生成し、ＭＳへ送信する。ＭＳはチャネルセンシング結果と受信に成功した全てのチャネル選択情報の記載内容からデータチャネル情報を決定し、ＡＰへ送信する。ＡＰはＭＳからのデータチャネル情報とチャネルセンシング結果から、未使用と判定された周波数チャネルのみを用いてＭＳへデータを送信する。これらの手順を繰り返し、ＡＰはすべてのデータの送信を終了すると送信終了情報をＭＳへ送信して手順が完了する。
【０００６】
次に，非特許文献４における上りデータ伝送手順を図２０に示す。ＡＰがチャネル選択情報を生成し、ＭＳがデータチャネル情報を決定する手順については、図１９と同一となる。
【０００７】
さらに、通信可能な帯域幅の異なる様々な端末に制御チャネルを効率的に伝送するための基地局および送信方法を提供する技術があった（特許文献１）。かかる技術は、１以上のサブキャリアを含むリソースブロックを複数個含む周波数帯域で周波数スケジューリングを行うマルチキャリア方式の基地局に、個々の通信端末から報告されたチャネル状態情報に基づいて１以上のリソースブロックをチャネル状態の良い通信端末に割り当てるためのスケジューリング情報を決定する周波数スケジューラと、スケジューリング情報を送信する制御チャネルの符号化及び変調を行う手段と、スケジューリング情報に従って制御チャネルと他のチャネルとを周波数多重する多重化手段と、前記多重化手段の出力信号をマルチキャリア方式で送信する手段とを備えることにより達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３３６５００号公報（第１頁、第１図等）
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】太郎丸真,矢野一人,塚本悟司,上羽正純,"ISMバンドにおける高効率周波数共用に向けたダイナミックスペクトラムアクセスシステムのコンセプト提案,"信学技報,SR2008-97,pp.53-57,March 2009.
【非特許文献２】太郎丸真,矢野一人,上羽正純,"ISM帯におけるダイナミックスペクトラムアクセスのための帯域制限付きスペクトラム分割シングルキャリア伝送方式の提案,"信学技報,SR2009-2,pp.7-12,May 2009.
【非特許文献３】鈴木康夫,太郎丸真,矢野一人,上羽正純,"DSAのための帯域制限付きスペクトラム分割シングルキャリア伝送方式の基本性能,"信学技報,RCS2009-81,pp.19-23,Aug.2009.
【非特許文献４】矢野一人,鄭吉秀,鈴木康夫,塚本悟司,太郎丸真,上羽正純,"ISMバンドにおける高効率周波数共用に向けたダイナミックスペクトラムアクセスシステムの物理チャネル構成に関する検討,"信学技報,SR2008-98,pp.59-64,March 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＤＳＡシステムでは、送受信ノード双方のチャネルセンシング結果からデータ伝送周波数を決定する必要がある。そして、チャネルセンシング結果は時々刻々変化するため、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のためデータ伝送スループットが低下する。
【００１１】
また、例えば、非特許文献４の手順では、データチャネルを１スロット送るために３回のチャネルセンシングが必要になるため、データ伝送スループットが低下する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本第一の発明の無線通信システムは、受信局と送信局とが無線により通信を行う無線通信システムであって、受信局は、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する受信可能周波数情報取得部と、受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、受信可能周波数情報を送信局に送信する受信可能周波数情報送信部と、送信局から、データを送信する周波数を示すデータ送信周波数情報を受信するデータ送信周波数情報受信部と、データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、データを受信するデータ受信部とを具備し、送信局は、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する送信可能周波数情報取得部と、受信局から受信可能周波数情報を受信する受信可能周波数情報受信部と、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得するデータ送信周波数情報取得部と、送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、データ送信周波数情報を受信局に送信するデータ送信周波数情報送信部と、データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、受信局にデータを送信するデータ送信部とを具備する無線通信システムである。
【００１３】
かかる構成により、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【００１４】
また、本第二の発明の無線通信システムは、第一の発明に対して、送信局は、送信可能最大データ速度の情報を格納している送信可能最大データ速度格納部をさらに具備し、データ送信周波数情報取得部は、送信可能最大データ速度を超えないように、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する無線通信システムである。
【００１５】
かかる構成により、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【００１６】
また、本第三の発明の無線通信システムは、第一から第二いずれかの発明に対して、受信局は、受信可能最大データ速度の情報を格納している受信可能最大データ速度格納部と、受信可能最大データ速度の情報を送信局に送信する受信可能最大データ速度情報送信部とをさらに具備し、送信局は、受信局から、受信可能最大データ速度の情報を受信する受信可能最大データ速度情報受信部をさらに具備し、データ送信周波数情報取得部は、送信可能最大データ速度および受信可能最大データ速度を超えないように、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する無線通信システムである。
【００１７】
かかる構成により、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【００１８】
また、本第四の発明の無線通信システムは、第一から第三いずれかの発明に対して、受信局は、基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、基地局から受信する使用予定周波数情報受信部をさらに具備し、受信可能周波数情報取得部は、使用予定周波数情報が示す１以上の周波数と、周波数帯域が示す１以上の周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する無線通信システムである。
【００１９】
かかる構成により、受信局が、基地局の使用予定の周波数を把握することにより、受信局のセンシング周波数の範囲を狭くすることができ、その結果、チャネルセンシングの処理が高速化できる。
【００２０】
また、本第五の発明の無線通信システムは、第一から第四いずれかの発明に対して、送信局は、基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、基地局から受信する使用予定周波数情報受信部をさらに具備し、送信可能周波数情報取得部は、使用予定周波数情報が示す１以上の周波数と、周波数帯域が示す１以上の周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する無線通信システムである。
【００２１】
かかる構成により、送信局が、基地局の使用予定の周波数を把握することにより、送信局のセンシング周波数の範囲を狭くすることができ、その結果、チャネルセンシングの処理が高速化できる。
【００２２】
また、本第六の発明の無線通信システムは、第一から第五いずれかの発明に対して、データ送信周波数情報送信部とデータ送信部は、データ送信周波数情報とデータとを同時に、受信局に送信する無線通信システムである。
【００２３】
かかる構成により、データ送信周波数情報とデータとを同時に、受信局に送信できる結果、データの送信待ち時間を短縮でき、データ伝送のスループットを高めることができる。
【００２４】
また、本第七の発明の無線通信システムは、第一から第六いずれかの発明に対して、受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数は、予め決められた１以上の共通制御チャネルのうちの一の共通制御チャネルの周波数である無線通信システムである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による無線通信システムによれば、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態１における無線通信システムのブロック図
【図２】同受信局の動作について説明するフローチャート
【図３】同送信局の動作について説明するフローチャート
【図４】同無線通信システムの概念図
【図５】同チャネルの構成を示す図
【図６】同制御用チャネルの構成を示す図
【図７】同制御用チャネルの仕様を示す図
【図８】同データ用チャネルの構成を示す図
【図９】同データ用チャネルの仕様を示す図
【図１０】同制御チャネル、データチャネルを示す図
【図１１】同制御チャネルの構成を示す図
【図１２】同制御情報の構造を示す図
【図１３】同呼出情報の構成を示す図
【図１４】同制御情報の構成を示す図
【図１５】同データチャネルの構成を示す図
【図１６】同無線通信システムにおける下りデータ伝送手順を示す図
【図１７】同無線通信システムにおける上りデータ伝送手順を示す図
【図１８】同ＡＰ中継伝送手順を示す図
【図１９】同従来の無線通信システムにおける下りデータ伝送手順を示す図
【図２０】同従来の無線通信システムにおける上りデータ伝送手順を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、無線通信システム等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
【００２８】
本実施の形態において、受信局が受信可能な周波数であり、送信局が送信可能な周波数から、送信局がデータ送信の周波数を決定し、当該周波数を用いてデータの送信を行う無線通信システムについて説明する。
【００２９】
また、本実施の形態において、送信局の送信可能最大データ速度を超えないように、送信局が１以上のチャネルの周波数を決定する。また、受信局の受信可能最大データ速度を超えないように、送信局が１以上のチャネルの周波数を決定する。
【００３０】
また、本実施の形態において、受信局および送信局は、基地局が使用を予定している周波数を把握することにより、センシング周波数の範囲を狭める無線通信システムについて説明する。
【００３１】
さらに、本実施の形態において、送信局は、データを送信する周波数の情報と、データとを同時に受信局に送信する無線通信システムについて説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態における無線通信システム１のブロック図である。無線通信システム１は、受信局１１、送信局１２を備える。例えば、受信局１１は移動端末であり、送信局１２は基地局（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）である。また、例えば、受信局１１は基地局であり、送信局１２は移動端末である。また、受信局１１と送信局１２は、共に基地局であっても、共に移動端末であっても良い。なお、基地局は、以下、適宜、アクセスポイントとも言う。
【００３３】
受信局１１は、受信可能最大データ速度格納部１１１、受信可能最大データ速度情報送信部１１２、受信局側使用予定周波数情報受信部１１３、受信可能周波数情報取得部１１４、受信可能周波数情報送信部１１５、データ送信周波数情報受信部１１６、およびデータ受信部１１７を備える。また、受信局１１のアンテナ１１０は、制御情報フレームまたはデータフレームを受信し、その受信した制御情報フレームまたはデータフレームを受信局１１の受信手段へ出力する。また、受信局１１のアンテナ１１０は、送信手段から制御情報フレームまたはデータフレームを受け、その受けた制御情報フレームまたはデータフレームを送信局１２へ送信する。なお、受信局１１の受信手段とは、受信局側使用予定周波数情報受信部１１３とデータ送信周波数情報受信部１１６とデータ受信部１１７とを含む。また、受信局１１の送信手段とは、受信可能最大データ速度情報送信部１１２と受信可能周波数情報送信部１１５とを含む。
【００３４】
送信局１２は、送信可能最大データ速度格納部１２１、受信可能最大データ速度情報受信部１２２、送信局側使用予定周波数情報受信部１２３、送信可能周波数情報取得部１２４、受信可能周波数情報受信部１２５、データ送信周波数情報取得部１２６、データ送信周波数情報送信部１２７、およびデータ送信部１２８を備える。また、送信局１２のアンテナ１２０は、制御情報フレームまたはデータフレームを受信し、その受信した制御情報フレームまたはデータフレームを送信局１２の受信手段へ出力する。また、送信局１２のアンテナ１２０は、送信手段から制御情報フレームまたはデータフレームを受け、その受けた制御情報フレームまたはデータフレームを受信局１１へ送信する。なお、送信局１２の受信手段とは、受信可能最大データ速度情報受信部１２２と送信局側使用予定周波数情報受信部１２３と受信可能周波数情報受信部１２５とを含む。また、送信局１２の送信手段とは、データ送信周波数情報送信部１２７とデータ送信部１２８とを含む。
【００３５】
受信可能最大データ速度格納部１１１は、受信可能最大データ速度の情報を格納している。受信可能最大データ速度とは、受信局１１が受信可能な最大のデータの速度である。受信可能最大データ速度格納部１１１の受信可能最大データ速度は、図示しない手段により、動的に取得されることが好適であるが、予め格納されていても良い。受信可能最大データ速度は、ハードウェアの制約による情報である。受信可能最大データ速度格納部１１１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。受信可能最大データ速度格納部１１１に受信可能最大データ速度の情報が記憶される過程は問わない。
【００３６】
受信可能最大データ速度情報送信部１１２は、受信可能最大データ速度格納部１１１に格納されている受信可能最大データ速度の情報を送信局１２に送信する。
【００３７】
受信局側使用予定周波数情報受信部１１３は、受信局１１が移動端末の場合、自身が属するセル内の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、当該基地局から受信する。なお、ここで、基地局とは、通常、送信局１２である。また、受信局１１が基地局である場合、受信局側使用予定周波数情報受信部１１３は、他の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、他の基地局から受信してもよい。
【００３８】
受信可能周波数情報取得部１１４は、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する。予め決められた周波数帯域は、受信可能周波数情報取得部１１４が知っている。予め決められた周波数帯域は、例えば、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの周波数帯域である。ただし、周波数帯域は、問わない。
【００３９】
受信可能周波数情報取得部１１４は、受信局１１が移動端末の場合、使用予定周波数情報が示す周波数と、予め決められた周波数帯域の一致する周波数をセンシングし、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得することは好適である。また、受信局１１が基地局である場合、受信可能周波数情報取得部１１４は、使用予定周波数情報が示す周波数を除いて、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得することは好適である。なお、使用予定周波数情報は、受信局側使用予定周波数情報受信部１１３が受信した情報である。
【００４０】
受信可能周波数情報送信部１１５は、受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、受信可能周波数情報を送信局１２に送信する。受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数とは、予め決められた１以上の制御用チャネルのうちの一のチャネルの周波数である。制御用チャネルとは、通信制御信号を伝送するチャネルである。
【００４１】
データ送信周波数情報受信部１１６は、送信局１２から、データを送信する周波数を示すデータ送信周波数情報を受信する。
【００４２】
データ受信部１１７は、データ送信周波数情報受信部１１６が示すデータ送信周波数情報が示す周波数を用いて、データを受信する。なお、データ受信部１１７は、送信局１２からデータを受信する。
【００４３】
送信可能最大データ速度格納部１２１は、送信可能最大データ速度の情報を格納している。送信可能最大データ速度とは、送信局１２が送信可能な最大のデータの速度である。送信可能最大データ速度格納部１２１に格納されている送信可能最大データ速度は、図示しない手段により、動的に取得されることが好適であるが、予め格納されていても良い。送信可能最大データ速度は、ハードウェアの制約による情報である。送信可能最大データ速度格納部１２１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。送信可能最大データ速度格納部１２１に送信可能最大データ速度の情報が記憶される過程は問わない。
【００４４】
受信可能最大データ速度情報受信部１２２は、受信局１１から、受信可能最大データ速度の情報を受信する。
【００４５】
送信局側使用予定周波数情報受信部１２３は、送信局１２が基地局である場合、他の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、他の基地局から受信しても良い。送信局１２が移動端末である場合、送信局側使用予定周波数情報受信部１２３は、通常、自身が属するセル内の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、当該基地局から受信する。
【００４６】
送信可能周波数情報取得部１２４は、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する。予め決められた周波数帯域は、送信可能周波数情報取得部１２４が知っている。予め決められた周波数帯域は、例えば、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの周波数帯域である。なお、予め決められた周波数帯域は、問わない。
【００４７】
送信可能周波数情報取得部１２４は、送信局１２が基地局である場合、使用予定周波数情報が示す周波数を除いて、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得することは好適である。また、送信局１２が移動端末である場合、送信可能周波数情報取得部１２４は、使用予定周波数情報が示す周波数と、予め決められた周波数帯域の一致する周波数をセンシングし、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得することは好適である。使用予定周波数情報は、送信局側使用予定周波数情報受信部１２３が受信した情報である。
【００４８】
受信可能周波数情報受信部１２５は、受信局１１から受信可能周波数情報を受信する。
【００４９】
データ送信周波数情報取得部１２６は、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する。
【００５０】
なお、データ送信周波数情報取得部１２６は、送信可能最大データ速度を超えないように、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得することは好適である。
【００５１】
また、データ送信周波数情報取得部１２６は、受信可能最大データ速度を超えないように、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得することは好適である。
【００５２】
データ送信周波数情報送信部１２７は、送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、データ送信周波数情報を受信局１１に送信する。送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数とは、予め決められた１以上の制御用チャネルのうちの一のチャネルの周波数である。
【００５３】
データ送信部１２８は、データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、受信局１１にデータを送信する。
【００５４】
データ送信周波数情報送信部１２７とデータ送信部１２８は、データ送信周波数情報とデータとを同時に、受信局１１に送信することは好適である。
【００５５】
また、上記の受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数および送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数は、予め決められた１以上の共通制御チャネルのうちの一の共通制御チャネルの周波数であることは好適である。
【００５６】
次に、無線通信システム１の動作について説明する。まず、受信局１１の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００５７】
（ステップＳ２０１）受信局側使用予定周波数情報受信部１１３は、自身が属するセル内の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、当該基地局から受信したか否かを判断する。使用予定周波数情報を受信すればステップＳ２０２に行き、受信しなければステップＳ２０８に行く。なお、使用予定周波数情報を受信しない場合も、ステップＳ２０２に行っても良い。
【００５８】
（ステップＳ２０２）受信可能周波数情報取得部１１４は、ステップＳ２０１で受信された使用予定周波数情報が示す周波数と、予め決められた周波数帯域の一致する周波数をセンシングする。
【００５９】
（ステップＳ２０３）受信可能周波数情報取得部１１４は、ステップＳ２０２におけるセンシングの結果、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する。なお、受信可能周波数情報や送信可能周波数情報を、適宜、センシング結果とも言う。
【００６０】
（ステップＳ２０４）受信可能周波数情報送信部１１５は、受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、ステップＳ２０３で取得した受信可能周波数情報を送信局１２に送信する。
【００６１】
（ステップＳ２０５）受信手段（データ送信周波数情報受信部１１６とデータ受信部１１７）は、送信局１２から、データ送信周波数情報やデータを受信したか否かを判断する。データ送信周波数情報やデータを受信すればステップＳ２０６に行き、受信しなければステップＳ２０５に戻る。なお、データ受信部１１７は、データ送信周波数情報受信部１１６が受信したデータ送信周波数情報が示す周波数のデータを取得する。
【００６２】
（ステップＳ２０６）受信手段は、ステップＳ２０５で受信したデータ送信周波数情報やデータを、バッファに少なくとも一時格納する。
【００６３】
（ステップＳ２０７）データ受信部１１７は、バッファに格納されているデータ送信周波数情報が示す周波数で、データを復調する。ステップＳ２０１に戻る。
【００６４】
（ステップＳ２０８）受信可能最大データ速度情報送信部１１２は、受信可能最大データ速度の情報を送信局１２に送信するタイミングであるか否かを判断する。送信するタイミングであればステップＳ２０９に行き、送信するタイミングでなければステップＳ２０１に戻る。なお、受信可能最大データ速度情報送信部１１２は、常に、受信可能最大データ速度の情報を送信するタイミングであると判断しても良いし、前回の送信時から所定以上の時間を経過しているなど、一定の条件を満たした場合に、受信可能最大データ速度の情報を送信するタイミングであると判断しても良い。
【００６５】
（ステップＳ２０９）受信可能最大データ速度情報送信部１１２は、受信可能最大データ速度格納部１１１に格納されている受信可能最大データ速度の情報を読み出し、当該受信可能最大データ速度の情報を送信局１２に送信する。
【００６６】
なお、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
【００６７】
次に、送信局１２の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００６８】
（ステップＳ３０１）送信局側使用予定周波数情報受信部１２３は、他の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、他の基地局から受信したか否かを判断する。使用予定周波数情報を受信すればステップＳ３０２に行き、受信しなければステップＳ３０８に行く。
【００６９】
（ステップＳ３０２）送信可能周波数情報取得部１２４は、ステップＳ３０１で受信された使用予定周波数情報が示す周波数を除いて、予め決められた周波数帯域からセンシングを行う。
【００７０】
（ステップＳ３０３）送信可能周波数情報取得部１２４は、ステップＳ３０２におけるセンシングの結果、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する。
【００７１】
（ステップＳ３０４）受信可能周波数情報受信部１２５は、受信局１１から受信可能周波数情報を受信したか否かを判断する。受信可能周波数情報を受信すればステップＳ３０５に行き、受信しなければステップＳ３０４に戻る。
【００７２】
（ステップＳ３０５）データ送信周波数情報取得部１２６は、送信可能最大データ速度格納部１２１から、送信可能最大データ速度を読み出す。
【００７３】
（ステップＳ３０６）データ送信周波数情報取得部１２６は、ステップＳ３０４で受信された受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と、ステップＳ３０３で取得された送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する。なお、かかる場合、データ送信周波数情報取得部１２６は、ステップＳ３０５で読み出した送信可能最大データ速度を超えないように、データ送信周波数情報を取得する。また、かかる場合、データ送信周波数情報取得部１２６は、ステップＳ３０８で受信していた受信可能最大データ速度を超えないように、データ送信周波数情報を取得する。
【００７４】
（ステップＳ３０７）データ送信周波数情報送信部１２７は、送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、ステップＳ３０６で取得したデータ送信周波数情報を受信局１１に送信する。また、データ送信部１２８は、データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、受信局１１にデータを送信する。つまり、データ送信周波数情報とデータとが同時に、受信局１１に送信される。なお、データ送信周波数情報は制御チャネルを用いて送信され、データはデータチャネルを用いて送信される。また、データ送信部１２８は、例えば、送信対象のデータを予め決められたバッファから取得する。ステップＳ３０１に戻る。
【００７５】
（ステップＳ３０８）受信可能最大データ速度情報受信部１２２は、受信局１１から、受信可能最大データ速度の情報を受信したか否かを判断する。受信可能最大データ速度の情報を受信すればステップＳ３０９に行き、受信しなければステップＳ３０１に行く。
【００７６】
（ステップＳ３０９）受信可能最大データ速度情報受信部１２２は、ステップＳ３０８で受信した受信可能最大データ速度の情報を、バッファに一時格納する。ステップＳ３０１に戻る。
【００７７】
なお、図３のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
【００７８】
また、図２、図３のフローチャートにおいて、通常、制御チャネルの送信直前にセンシングが行われる。
【００７９】
以下、本実施の形態における無線通信システム１の具体的な動作について説明する。無線通信システム１の概念図は図４である。図４において、無線通信システム１は、アクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）Ａ１〜Ａｉ（ｉは、２以上の整数）と、移動端末（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）Ｍ１〜Ｍｉとを備える。
【００８０】
アクセスポイントＡ１および移動端末Ｍ１は、セルＣ１内に配置される。アクセスポイントＡ２および移動端末Ｍ２は、セルＣ２内に配置される。以下、同様にして、アクセスポイントＡｉおよび移動端末Ｍｉは、セルＣｉ内に配置される。
【００８１】
そして、図４においては、図示されていないが、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式によって無線通信を行なうアクセスポイントおよび移動端末が存在し、ＦＨ−ＳＳ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）方式によって無線通信を行なうアクセスポイントおよび移動端末も存在する。
【００８２】
従って、アクセスポイントＡ１〜Ａｉおよび移動端末Ｍ１〜Ｍｉは、ＣＳＭＡ／ＣＡ系の無線システムおよびＦＨ−ＳＳ系の無線システム等の複数の無線システムが混在および共存する無線通信環境において、時間と共に変化する周波数資源の利用状況を精度良く把握し、適切な送信周波数（周波数チャネル）を選択してデータを各セルＣ１〜Ｃｉ内で伝送する。即ち、アクセスポイントＡ１〜Ａｉおよび移動端末Ｍ１〜Ｍｉは、ＤＳＡシステムによってデータを各セルＣ１〜Ｃｉ内で伝送する。
【００８３】
なお、図４においては、各セルＣ１〜Ｃｉ内には、１個のアクセスポイントと１個の移動端末のみが図示されているが、通常、各セルＣ１〜Ｃｉ内には、複数の移動端末が存在する。
【００８４】
また、本具体例において、主として、移動端末Ｍ１〜Ｍｉを受信局１１、アクセスポイントＡ１〜Ａｉを送信局１２として説明する。
【００８５】
また、図５は、この実施の形態におけるチャネルの構成図の例である。この発明の実施の形態においては、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの周波数帯域が用いられる、とする。そして、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０は、それぞれ、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの中心周波数からなり、１ＭＨｚの信号帯域幅を有する。
【００８６】
また、物理チャネルには、通信制御信号を伝送する制御用チャネル（共通制御チャネルとも言う。）とデータ信号を伝送するデータ用チャネルがある。
【００８７】
また、ＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６は、チャネル番号の末尾が"１"または"６"となる１６個のチャネルであり、制御用チャネルである。なお、これらの周波数は、当該周波数帯において運用されるＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が使用する送信周波数と同一である（但し、共通制御チャネルＣＣＨ１、ＣＣＨ２、ＣＣＨ１６の周波数を除く）。
【００８８】
また、８０個のチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０のうち、１６個の制御用チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６は、ここでは、通信制御信号（制御情報フレームとも言う。）の送信に優先的に用いられ、残りの６４個のチャネルは、データ信号（データフレームとも言う。）の送信に用いられる。
【００８９】
なお、通信制御信号の送信に用いられていない制御用チャネルは、一時的にデータ信号の送信に利用可能である。
【００９０】
制御用チャネルの構成を図６に示す。また、制御用チャネルの仕様を図７に示す。基地局（ＡＰ）から移動局（ＭＳ）への回線を下りリンク（ＤＬ）、逆の回線を上りリンク（ＵＬ）とする。ホッピングパターンに従い、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム毎に周波数チャネルを変化させる（非特許文献４参照）。制御用チャネルのタイムフレーム（ホッピング周期）は、５ｍｓの長さを有する。そして、図６に示すように、タイムフレーム（ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム長）は、センシング期間と、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４と、４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４とからなる。また、センシング期間は、例えば、２００μｓである。また、ダウンリンクおよびアップリンクのスロットは、例えば、６００μｓである。なお、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４および４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４の各々は、スロットを構成する。
【００９１】
センシング期間の長さは２００μｓが好適であり、その理由は以下である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｇのＥＲＰ−ＯＦＤＭにおいて、初回のデータフレームの送信を開始するために必要な最大待機時間（ＤＩＦＳ＋コンテンションスロットの長さ×ＣＷｍｉｎ）である１６９μｓよりもセンシング期間の長さを長くすることによって、ＤＳＡシステムと同一周波数帯域を共用する無線ＬＡＮの送信機会を可能な限り奪わないようにするためである。
【００９２】
また、センシング期間は、各周波数チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０における利用状況の観測に用いられる。
【００９３】
また、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４および４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４の各々は、制御情報の伝送に用いられる。
【００９４】
より具体的には、３個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ３および３個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ３は、次のタイムフレームにおけるデータ送信ノードおよび受信ノードの指定と、その際に使用される周波数チャネルの選択情報の交換に用いられる。
【００９５】
この場合、各セルＣ１〜Ｃｉは、アップリンクおよびダウンリンクの両方において同一の共通制御チャネル上の同一番号のスロットをそれぞれ選択して使用する。従って、最大で、４８セル（＝１６×３）が近傍で同時に運用可能である。
【００９６】
また、データ用チャネルの構成を図８に、仕様を図９に示す。図８に示すように、データ用チャネルのスロット長は制御用チャネルスロットの整数（Ｍ）倍であり、データ用チャネルスロットは制御用チャネルスロットに同期する。また、使用周波数チャネル数は制御用チャネルの整数（Ｎ）倍であり、制御用チャネル以外の利用可能な周波数を使用する。
【００９７】
また、論理チャネルにおいて、図１０に示すように、制御用チャネルの１スロットからガード時間を除いた部分を制御チャネル、データ用チャネルの１スロットからガード時間を除いた部分をデータチャネルと定義する。
【００９８】
また、制御チャネルの構成を図１１に示す。図１１において、ＳＰはショートプリアンブルであり、例えば、８回繰り返され、「１６×８」ビットである。また、ＬＰはロングプリアンブルであり、例えば、２回繰り返され、「６４×２」ビットである。また、ＣＲＣは制御情報のＣＲＣ３２パリティビット、ＰａｄはＰａｄｄｉｎｇ、Ｔはトレリス終結用ビットを示す。また、ＳＰ、ＬＰ以外の信号は畳み込み符号化を行う。Ｐａｄ信号はＴ信号が制御チャネルの末尾となるようＰａｄｄｉｎｇを行う。
【００９９】
制御用チャネルの下り第４スロット（ＤＬ４）を用いて伝送する制御情報には、報知情報、登録情報、および呼出情報がある。さらに具体的な制御情報の構造を、図１２に示す。図１２において、ＡＰ−ＩＤは、基地局（セル）の固有番号であり、例えば、１６ビットである。ＨＰは、制御チャネルのホッピングパターンの情報であり、例えば、８ビットである。ＣＴは、制御種別を示し、例えば、８ビットである。また、Ｌは、情報データの合計ビット数を示し、例えば、１０ビットである。また、報知情報は、ＡＰが使用を予定している周波数チャネルの情報（上記の受信局側使用予定周波数情報または送信局側使用予定周波数情報であり、例えば、８０ビット）および報知情報の送信周期を示す情報（例えば、８ビット）を含む。また、報知情報は、チャネルセンシング範囲の限定およびＡＰ間の周波数チャネル管理に用いられる。また、登録情報は、ＭＳからの登録情報に対してＡＰが登録を完了したＭＳの情報を含む。登録情報は、具体的には、移動端末の固有番号（記号「ＭＳ−ＩＤ」と記載し、例えば、１６ビット）やＭＳ−ＩＤに対して割り当てた固有番号（記号「ＩＤ」と記載し、例えば、８ビット）を含む。さらに、呼出情報は、ＡＰからＭＳを呼び出すための情報を含む。同報または個別制御チャネルを使用するため、個別にｎ台のＭＳに対応できる。呼出情報の具体的な構成を図１３に示す。図１３において、ＩＤは基地局が各移動端末に割り当てた固有番号であり、例えば、８ビットである。ＲＴは、要求種別であり、例えば、５ビットである。また、ＳＮは、通信に使用するスロット一覧であり、例えば、３ビットである。そして、呼出情報は、ｎ組のＩＤ、ＲＴ、ＳＮを有する。なお、制御用チャネルの下り第４スロット（ＤＬ４）を下り共通制御チャネルと言う。
【０１００】
制御用チャネルの上り第４スロット（ＵＬ４）を用いて伝送する制御情報には、登録情報、解放情報、および送信開始情報がある。制御情報の具体的な構成を図１４に示す。図１４において、ＡＰ−ＩＤは、基地局（セル）固有番号であり、例えば、１６ビットである。また、ＩＤは、基地局が移動端末に割り当てた固有番号であり、例えば、８ビットである。また、ＣＴは、制御種別であり、例えば、８ビットである。また、Ｌは、情報データの合計ビット数であり、例えば、１０ビットである。また、登録情報は、ＡＰにＭＳを登録するための情報を含む。さらに具体的には、登録情報は、移動端末の固有番号（記号「ＭＳ−ＩＤ」と記載し、１６ビット）、送受信可能最大データ速度（記号「ＭＲ」と記載し、８ビット）、受信電力（記号「ＲＬ」と記載し、８ビット）を含む。また、解放情報は、ＡＰに登録されたＭＳを解放するための情報を含む。さらに、送信開始情報は、データチャネルの送信を開始するための情報を含む。さらに具体的には、送信開始情報は、送信先の固有番号（記号「ＩＤ」と記載し、８ビット）を含む。なお、制御用チャネルの上り第４スロット（ＵＬ４）を上り共通制御チャネルと言う。
【０１０１】
制御用チャネルの第１スロット（ＤＬ１／ＵＬ１）から第３スロット（ＤＬ３／ＵＬ３）を用いて双方向で伝送する制御情報には、チャネル選択情報、データチャネル情報、送信終了情報、および応答情報がある。チャネル選択情報は、データチャネルの送信に必要な情報である。チャネル選択情報は、データチャネルに使用可能なスロット（記号「ＳＴ」と記載し、８ビット）、使用可能な周波数チャネル（記号「ＭＡＰ」と記載し、８０ビット）および受信可能なデータ速度（記号「ＭＲ」と記載し、８ビット）、受信電力（記号「ＲＬ」と記載し、８ビット）の情報を含む。データチャネル情報は、同時に送信しているデータチャネルの情報である。データチャネル情報は、データチャネルが使用するスロット（「ＳＴ」といい、８ビット）、使用可能な周波数チャネル（「ＭＡＰ」といい、８０ビット）、変調方式、符号化率および送信アンテナ数等の情報（「ＲＡＴＥ」といい、８ビット）を含む。送信終了情報は、データチャネルの送信を終了するための情報を含む。また、応答情報は、具体的には、応答番号（「ＲＮ」といい、８ビット）を含む。なお、さらに具体的な制御情報の構成は図１３と同様である。また、制御用チャネルの第１スロット（ＤＬ１／ＵＬ１）から第３スロット（ＤＬ３／ＵＬ３）を個別制御チャネルと言う。
【０１０２】
データチャネルの構成を図１５に示す。図１５において、ＳＰはショートプリアンブル、ＬＰはロングプリアンブル、ＤＬはＤＡＴＡ信号のバイト数、ＤＡＴＡはデータ、ＣＲＣはＤＬ信号およびＤＡＴＡ信号のＣＲＣ３２パリティビット、ＰａｄはＰａｄｄｉｎｇ、Ｔはトレリス終結用ビットである。なお、ＳＰ、ＬＰ以外の信号は畳み込み符号化を行う。Ｐａｄ信号はＴ信号がデータチャネルの末尾となるようＰａｄｄｉｎｇを行う。
【０１０３】
次に、本実施の形態における無線通信システム１の具体的な通信手順について説明する。
【０１０４】
以下に説明する通信手順では、受信局１１（データ受信ノードとも言う）がチャネル選択情報を生成し、送信局１２（データ送信ノードとも言う）がデータチャネル情報を決定する。かかることにより、データチャネル情報とデータチャネルを同時に送信できるようになり、上述した非特許文献４の手順と比較して、データチャネルを１スロット送るために必要なチャネルセンシングを２回に減らすことができる。ただし、移動端末（ＭＳ）がチャネル選択情報を生成する場合は、セル内で使用可能な周波数チャネルを把握する必要があるが、これは、上述した報知情報から得ることができる。
【０１０５】
無線通信システム１における下りデータ伝送手順を図１６に示す。図１６において、受信局１１はＭＳであり、送信局１２はＡＰである。図１６において、報知情報により、ＭＳはセル内で使用可能な周波数チャネルを把握しているものとする。
【０１０６】
かかる状況において、送信局１２（ＡＰ）の送信手段は、受信局１１（ＭＳ）へ呼出情報（送信開始）を送信する。
【０１０７】
次に、ＭＳの受信可能周波数情報取得部１１４は、受信手段により送信終了情報が受信されるまで、チャネル選択情報（受信可能周波数情報と同意義である）を取得する。そして、ＭＳの受信可能周波数情報送信部１１５は、受信手段により送信終了情報が受信されるまで、フレーム毎にチャネル選択情報をＡＰへ送信する。
【０１０８】
ＡＰの受信可能周波数情報受信部１２５は、すべてのデータの送信を完了するまで、ＭＳからチャネル選択情報を受信する。そして、ＡＰの送信可能周波数情報取得部１２４は、すべてのデータの送信を完了するまで、フレーム毎のチャネルセンシングを行い、送信可能周波数情報を取得する。そして、データ送信周波数情報取得部１２６は、受信されたチャネル選択情報と送信可能周波数情報とを用いて、データ送信周波数情報を取得する。ここで、データ送信周波数情報取得部１２６は、受信可能最大データ速度および送信可能最大データ速度を保持しており、かかる最大データ速度を超えないように、データ送信周波数情報を取得することは好適である。
【０１０９】
次に、ＡＰの送信手段（データ送信周波数情報送信部１２７とデータ送信部１２８と）は、データ送信周波数情報とデータとを同時にＭＳへ送信する。なお、データ送信周波数情報送信部１２７は、制御チャネルを用いてデータ送信周波数情報を送信し、データ送信部１２８は、データチャネルを用いてデータを送信する。
【０１１０】
ＡＰは、すべてのデータの送信を終了すると、送信終了情報をＭＳへ送信して手順が完了する。ここで、報知情報、チャネル選択情報、データチャネル情報中の周波数チャネルの集合を各々、ＭＡＰＢ、ＭＡＰＳ、ＭＡＰＣとすれば、以下の数式１を満たすことになる。
【数１】
【０１１１】
次に，上りデータ伝送手順を図１７に示す。データチャネル情報を決定する手順については、図１６と対称となる。つまり、ＭＳは、送信開始情報をＡＰへ送信する。次に、ＡＰは、送信終了情報を受信するまで、フレーム毎にチャネル選択情報をＭＳへ送信する。そして、ＭＳは、すべてのデータの送信を完了するまでフレーム毎にチャネル選択情報およびセンシング結果から、データチャネル情報を決定し、データチャネルとともにＡＰへ送信する。ＭＳは、すべてのデータの送信を完了すると送信終了情報をＡＰへ送信する。
【０１１２】
次に、移動端末（ＭＳ１）からＡＰを経由して、移動端末（ＭＳ２）へ、片側通信する場合の手順を説明する。かかる手順を記載した図は、図１８である。
【０１１３】
まず、ＭＳ１は、送信開始情報をＡＰへ送信する。次に、ＡＰは、送信開始情報の送信先ＩＤであるＭＳ２へ呼出情報（送信開始）を送信する。ＭＳ２は、送信終了情報を受信するまで、フレーム毎にチャネル選択情報をＡＰへ送信する。ＡＰは、ＭＳ１から送信終了情報を受信するまでフレーム毎に、ＭＳ２からのチャネル選択情報およびセンシング結果から、ＭＳ２への最大データ伝送速度を決定し、チャネル選択情報としてＭＳ１へ送信する。ＭＳ１は、すべてのデータの送信を完了するまでフレーム毎に、チャネル選択情報およびセンシング結果からデータチャネル情報を決定し、データチャネルとともにＡＰへ送信する。ＡＰは、ＭＳ１から送信終了情報を受信するまでフレーム毎に、ＭＳ２からのチャネル選択情報およびセンシング結果からデータチャネル情報を決定し、データチャネルとともにＭＳ２へ送信する。ＭＳ１は、すべてのデータの送信を完了すると、送信終了情報をＡＰへ送信する。ＡＰは、送信終了情報を受信すると、ＭＳ２へ送信終了情報を送信する。
【０１１４】
以上、本実施の形態によれば、ＣＳＭＡ／ＣＡ，ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡを併用したＤＳＡ方式において課題となっているデータ伝送スループットの低下を改善でき、ＩＳＭ帯等の高効率周波数共用を実現できる。具体的には、受信局１１がチャネルセンシング結果を送信し、送信局１２がデータ伝送周波数であるデータ送信周波数情報を取得すると共に、データ送信周波数情報とデータとを同時に送信する通信手順および論理チャネル構成により、データ伝送周波数を決定するために必要なチャネルセンシング回数を減らすことができ、データ伝送スループットの低下を避けることができる。ただし、データ送信周波数情報とデータとを同時に送信した場合、送信信号のＰＡＰＲが増加するが、データチャネルの送信タイミングを遅らせることで回避できる。
【０１１５】
また、本実施の形態によれば、受信局や送信局が、基地局の使用予定の周波数を把握することにより、受信局や送信局におけるセンシング周波数の範囲を狭くすることができ、その結果、チャネルセンシングの処理が高速化できる。
【０１１６】
なお、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における受信局を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する受信可能周波数情報取得部と、前記受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、前記受信可能周波数情報を前記送信局に送信する受信可能周波数情報送信部と、送信局から、データを送信する周波数を示すデータ送信周波数情報を受信するデータ送信周波数情報受信部と、前記データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、データを受信するデータ受信部として機能させるためのプログラム、である。
【０１１７】
また、本実施の形態における送信局を実現するソフトウェアは、コンピュータを、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する送信可能周波数情報取得部と、受信局から前記受信可能周波数情報を受信する受信可能周波数情報受信部と、前記受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と前記送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、当該周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得するデータ送信周波数情報取得部と、前記送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、前記データ送信周波数情報を前記受信局に送信するデータ送信周波数情報送信部と、前記データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、前記受信局にデータを送信するデータ送信部として機能させるためのプログラム、である。
【０１１８】
なお、上記プログラムにおいて、情報を送信するステップや、情報を受信するステップなどでは、ハードウェアによって行われる処理、例えば、送信するステップにおけるモデムやインターフェースカードなどで行われる処理（ハードウェアでしか行われない処理）は含まれない。
【０１１９】
また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０１２０】
また、上記各実施の形態において、一の装置に存在する２以上の通信手段（受信可能最大データ速度情報送信部や受信局側使用予定周波数情報受信部など）は、物理的に一の媒体で実現されても良いことは言うまでもない。
【０１２１】
また、上記各実施の形態において、各処理（各機能）は、単一の装置（システム）によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する、という効果を有し、無線通信システム等として有用である。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 無線通信システム
１１ 受信局
１２ 送信局
１１１ 受信可能最大データ速度格納部
１１２ 受信可能最大データ速度情報送信部
１１３ 受信局側使用予定周波数情報受信部
１１４ 受信可能周波数情報取得部
１１５ 受信可能周波数情報送信部
１１６ データ送信周波数情報受信部
１１７ データ受信部
１２１ 送信可能最大データ速度格納部
１２２ 受信可能最大データ速度情報受信部
１２３ 送信局側使用予定周波数情報受信部
１２４ 送信可能周波数情報取得部
１２５ 受信可能周波数情報受信部
１２６ データ送信周波数情報取得部
１２７ データ送信周波数情報送信部
１２８ データ送信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線資源を有効に利用可能な無線通信システム等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタスネットワークの実現に向けた情報システムの発達に伴い、無線ＬＡＮやＲＦ−ＩＤをはじめとする屋内または近距離パーソナル無線システムの普及・開発が進んでおり、今後、さらなる電波需要の増加が見込まれる。しかし、周波数資源は限られており、移動通信や無線システムに適した６ＧＨｚ以下の帯域では電波が逼迫しているため、新たな周波数帯の割り当ては難しい状況にある。
【０００３】
一方、自営の屋内・近距離無線システムは免許不要であることが望ましく、通常、２．４ＧＨｚ等のＩＳＭ（ｉｎｄｕｓｔｒｙ−ｓｃｉｅｎｃｅ−ｍｅｄｉｃａｌ）帯で運用されている。このため、今後の電波利用の増加に伴い、無線チャネル不足による伝送遅延の増加や伝送速度の低下、干渉による伝送エラーの増加が懸念される。ＩＳＭ帯は各種無線システムが共用しており、キャリアセンスにより任意の周波数・帯域幅の無線チャネルの空きを確認し、その無線資源（周波数、タイムスロット）を確保し使用している。このため断片化した空き無線資源、すなわちスペクトラムの「隙間」が多数無駄に残留することとなる。
【０００４】
この問題に対し、断片化した空きスペクトラムを集積し、一つの無線チャネルとして用いるダイナミックスペクトラムアクセス（ＤＳＡ）システムのコンセプトが提案されている（非特許文献１）。さらに、非同期で自律分散的に運用される他システムとの共存に適したスペクトラム制御方式として、シングルキャリア変調のスペクトラムを複数の帯域に分割し、それぞれを周波数変換して伝送する帯域制限付きスペクトラム分割シングルキャリア伝送方式も提案されている（非特許文献２、３）。また、ＩＳＭ帯等の高効率周波数共用を実現するため、ＣＳＭＡ／ＣＡ、ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡを併用した多元接続方式とその物理チャネル構成が提案されている（非特許文献４）。
【０００５】
また、非特許文献４における下りのデータ伝送手順を図１９に示す。図１９において、基地局（ＡＰ）は移動端末（ＭＳ）へ呼出情報（送信開始）を送信する。そして、ＡＰはチャネルセンシング結果からチャネル選択情報を生成し、ＭＳへ送信する。ＭＳはチャネルセンシング結果と受信に成功した全てのチャネル選択情報の記載内容からデータチャネル情報を決定し、ＡＰへ送信する。ＡＰはＭＳからのデータチャネル情報とチャネルセンシング結果から、未使用と判定された周波数チャネルのみを用いてＭＳへデータを送信する。これらの手順を繰り返し、ＡＰはすべてのデータの送信を終了すると送信終了情報をＭＳへ送信して手順が完了する。
【０００６】
次に，非特許文献４における上りデータ伝送手順を図２０に示す。ＡＰがチャネル選択情報を生成し、ＭＳがデータチャネル情報を決定する手順については、図１９と同一となる。
【０００７】
さらに、通信可能な帯域幅の異なる様々な端末に制御チャネルを効率的に伝送するための基地局および送信方法を提供する技術があった（特許文献１）。かかる技術は、１以上のサブキャリアを含むリソースブロックを複数個含む周波数帯域で周波数スケジューリングを行うマルチキャリア方式の基地局に、個々の通信端末から報告されたチャネル状態情報に基づいて１以上のリソースブロックをチャネル状態の良い通信端末に割り当てるためのスケジューリング情報を決定する周波数スケジューラと、スケジューリング情報を送信する制御チャネルの符号化及び変調を行う手段と、スケジューリング情報に従って制御チャネルと他のチャネルとを周波数多重する多重化手段と、前記多重化手段の出力信号をマルチキャリア方式で送信する手段とを備えることにより達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３３６５００号公報（第１頁、第１図等）
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】太郎丸真,矢野一人,塚本悟司,上羽正純,"ISMバンドにおける高効率周波数共用に向けたダイナミックスペクトラムアクセスシステムのコンセプト提案,"信学技報,SR2008-97,pp.53-57,March 2009.
【非特許文献２】太郎丸真,矢野一人,上羽正純,"ISM帯におけるダイナミックスペクトラムアクセスのための帯域制限付きスペクトラム分割シングルキャリア伝送方式の提案,"信学技報,SR2009-2,pp.7-12,May 2009.
【非特許文献３】鈴木康夫,太郎丸真,矢野一人,上羽正純,"DSAのための帯域制限付きスペクトラム分割シングルキャリア伝送方式の基本性能,"信学技報,RCS2009-81,pp.19-23,Aug.2009.
【非特許文献４】矢野一人,鄭吉秀,鈴木康夫,塚本悟司,太郎丸真,上羽正純,"ISMバンドにおける高効率周波数共用に向けたダイナミックスペクトラムアクセスシステムの物理チャネル構成に関する検討,"信学技報,SR2008-98,pp.59-64,March 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＤＳＡシステムでは、送受信ノード双方のチャネルセンシング結果からデータ伝送周波数を決定する必要がある。そして、チャネルセンシング結果は時々刻々変化するため、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のためデータ伝送スループットが低下する。
【００１１】
また、例えば、非特許文献４の手順では、データチャネルを１スロット送るために３回のチャネルセンシングが必要になるため、データ伝送スループットが低下する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本第一の発明の無線通信システムは、受信局と送信局とが無線により通信を行う無線通信システムであって、受信局は、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する受信可能周波数情報取得部と、受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、受信可能周波数情報を送信局に送信する受信可能周波数情報送信部と、送信局から、データを送信する周波数を示すデータ送信周波数情報を受信するデータ送信周波数情報受信部と、データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、データを受信するデータ受信部とを具備し、送信局は、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する送信可能周波数情報取得部と、受信局から受信可能周波数情報を受信する受信可能周波数情報受信部と、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得するデータ送信周波数情報取得部と、送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、データ送信周波数情報を受信局に送信するデータ送信周波数情報送信部と、データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、受信局にデータを送信するデータ送信部とを具備する無線通信システムである。
【００１３】
かかる構成により、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【００１４】
また、本第二の発明の無線通信システムは、第一の発明に対して、送信局は、送信可能最大データ速度の情報を格納している送信可能最大データ速度格納部をさらに具備し、データ送信周波数情報取得部は、送信可能最大データ速度を超えないように、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する無線通信システムである。
【００１５】
かかる構成により、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【００１６】
また、本第三の発明の無線通信システムは、第一から第二いずれかの発明に対して、受信局は、受信可能最大データ速度の情報を格納している受信可能最大データ速度格納部と、受信可能最大データ速度の情報を送信局に送信する受信可能最大データ速度情報送信部とをさらに具備し、送信局は、受信局から、受信可能最大データ速度の情報を受信する受信可能最大データ速度情報受信部をさらに具備し、データ送信周波数情報取得部は、送信可能最大データ速度および受信可能最大データ速度を超えないように、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する無線通信システムである。
【００１７】
かかる構成により、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【００１８】
また、本第四の発明の無線通信システムは、第一から第三いずれかの発明に対して、受信局は、基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、基地局から受信する使用予定周波数情報受信部をさらに具備し、受信可能周波数情報取得部は、使用予定周波数情報が示す１以上の周波数と、周波数帯域が示す１以上の周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する無線通信システムである。
【００１９】
かかる構成により、受信局が、基地局の使用予定の周波数を把握することにより、受信局のセンシング周波数の範囲を狭くすることができ、その結果、チャネルセンシングの処理が高速化できる。
【００２０】
また、本第五の発明の無線通信システムは、第一から第四いずれかの発明に対して、送信局は、基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、基地局から受信する使用予定周波数情報受信部をさらに具備し、送信可能周波数情報取得部は、使用予定周波数情報が示す１以上の周波数と、周波数帯域が示す１以上の周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する無線通信システムである。
【００２１】
かかる構成により、送信局が、基地局の使用予定の周波数を把握することにより、送信局のセンシング周波数の範囲を狭くすることができ、その結果、チャネルセンシングの処理が高速化できる。
【００２２】
また、本第六の発明の無線通信システムは、第一から第五いずれかの発明に対して、データ送信周波数情報送信部とデータ送信部は、データ送信周波数情報とデータとを同時に、受信局に送信する無線通信システムである。
【００２３】
かかる構成により、データ送信周波数情報とデータとを同時に、受信局に送信できる結果、データの送信待ち時間を短縮でき、データ伝送のスループットを高めることができる。
【００２４】
また、本第七の発明の無線通信システムは、第一から第六いずれかの発明に対して、受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数は、予め決められた１以上の共通制御チャネルのうちの一の共通制御チャネルの周波数である無線通信システムである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による無線通信システムによれば、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、データ伝送のスループットが低下することを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態１における無線通信システムのブロック図
【図２】同受信局の動作について説明するフローチャート
【図３】同送信局の動作について説明するフローチャート
【図４】同無線通信システムの概念図
【図５】同チャネルの構成を示す図
【図６】同制御用チャネルの構成を示す図
【図７】同制御用チャネルの仕様を示す図
【図８】同データ用チャネルの構成を示す図
【図９】同データ用チャネルの仕様を示す図
【図１０】同制御チャネル、データチャネルを示す図
【図１１】同制御チャネルの構成を示す図
【図１２】同制御情報の構造を示す図
【図１３】同呼出情報の構成を示す図
【図１４】同制御情報の構成を示す図
【図１５】同データチャネルの構成を示す図
【図１６】同無線通信システムにおける下りデータ伝送手順を示す図
【図１７】同無線通信システムにおける上りデータ伝送手順を示す図
【図１８】同ＡＰ中継伝送手順を示す図
【図１９】同従来の無線通信システムにおける下りデータ伝送手順を示す図
【図２０】同従来の無線通信システムにおける上りデータ伝送手順を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、無線通信システム等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
【００２８】
本実施の形態において、受信局が受信可能な周波数であり、送信局が送信可能な周波数から、送信局がデータ送信の周波数を決定し、当該周波数を用いてデータの送信を行う無線通信システムについて説明する。
【００２９】
また、本実施の形態において、送信局の送信可能最大データ速度を超えないように、送信局が１以上のチャネルの周波数を決定する。また、受信局の受信可能最大データ速度を超えないように、送信局が１以上のチャネルの周波数を決定する。
【００３０】
また、本実施の形態において、受信局および送信局は、基地局が使用を予定している周波数を把握することにより、センシング周波数の範囲を狭める無線通信システムについて説明する。
【００３１】
さらに、本実施の形態において、送信局は、データを送信する周波数の情報と、データとを同時に受信局に送信する無線通信システムについて説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態における無線通信システム１のブロック図である。無線通信システム１は、受信局１１、送信局１２を備える。例えば、受信局１１は移動端末であり、送信局１２は基地局（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）である。また、例えば、受信局１１は基地局であり、送信局１２は移動端末である。また、受信局１１と送信局１２は、共に基地局であっても、共に移動端末であっても良い。なお、基地局は、以下、適宜、アクセスポイントとも言う。
【００３３】
受信局１１は、受信可能最大データ速度格納部１１１、受信可能最大データ速度情報送信部１１２、受信局側使用予定周波数情報受信部１１３、受信可能周波数情報取得部１１４、受信可能周波数情報送信部１１５、データ送信周波数情報受信部１１６、およびデータ受信部１１７を備える。また、受信局１１のアンテナ１１０は、制御情報フレームまたはデータフレームを受信し、その受信した制御情報フレームまたはデータフレームを受信局１１の受信手段へ出力する。また、受信局１１のアンテナ１１０は、送信手段から制御情報フレームまたはデータフレームを受け、その受けた制御情報フレームまたはデータフレームを送信局１２へ送信する。なお、受信局１１の受信手段とは、受信局側使用予定周波数情報受信部１１３とデータ送信周波数情報受信部１１６とデータ受信部１１７とを含む。また、受信局１１の送信手段とは、受信可能最大データ速度情報送信部１１２と受信可能周波数情報送信部１１５とを含む。
【００３４】
送信局１２は、送信可能最大データ速度格納部１２１、受信可能最大データ速度情報受信部１２２、送信局側使用予定周波数情報受信部１２３、送信可能周波数情報取得部１２４、受信可能周波数情報受信部１２５、データ送信周波数情報取得部１２６、データ送信周波数情報送信部１２７、およびデータ送信部１２８を備える。また、送信局１２のアンテナ１２０は、制御情報フレームまたはデータフレームを受信し、その受信した制御情報フレームまたはデータフレームを送信局１２の受信手段へ出力する。また、送信局１２のアンテナ１２０は、送信手段から制御情報フレームまたはデータフレームを受け、その受けた制御情報フレームまたはデータフレームを受信局１１へ送信する。なお、送信局１２の受信手段とは、受信可能最大データ速度情報受信部１２２と送信局側使用予定周波数情報受信部１２３と受信可能周波数情報受信部１２５とを含む。また、送信局１２の送信手段とは、データ送信周波数情報送信部１２７とデータ送信部１２８とを含む。
【００３５】
受信可能最大データ速度格納部１１１は、受信可能最大データ速度の情報を格納している。受信可能最大データ速度とは、受信局１１が受信可能な最大のデータの速度である。受信可能最大データ速度格納部１１１の受信可能最大データ速度は、図示しない手段により、動的に取得されることが好適であるが、予め格納されていても良い。受信可能最大データ速度は、ハードウェアの制約による情報である。受信可能最大データ速度格納部１１１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。受信可能最大データ速度格納部１１１に受信可能最大データ速度の情報が記憶される過程は問わない。
【００３６】
受信可能最大データ速度情報送信部１１２は、受信可能最大データ速度格納部１１１に格納されている受信可能最大データ速度の情報を送信局１２に送信する。
【００３７】
受信局側使用予定周波数情報受信部１１３は、受信局１１が移動端末の場合、自身が属するセル内の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、当該基地局から受信する。なお、ここで、基地局とは、通常、送信局１２である。また、受信局１１が基地局である場合、受信局側使用予定周波数情報受信部１１３は、他の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、他の基地局から受信してもよい。
【００３８】
受信可能周波数情報取得部１１４は、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する。予め決められた周波数帯域は、受信可能周波数情報取得部１１４が知っている。予め決められた周波数帯域は、例えば、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの周波数帯域である。ただし、周波数帯域は、問わない。
【００３９】
受信可能周波数情報取得部１１４は、受信局１１が移動端末の場合、使用予定周波数情報が示す周波数と、予め決められた周波数帯域の一致する周波数をセンシングし、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得することは好適である。また、受信局１１が基地局である場合、受信可能周波数情報取得部１１４は、使用予定周波数情報が示す周波数を除いて、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得することは好適である。なお、使用予定周波数情報は、受信局側使用予定周波数情報受信部１１３が受信した情報である。
【００４０】
受信可能周波数情報送信部１１５は、受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、受信可能周波数情報を送信局１２に送信する。受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数とは、予め決められた１以上の制御用チャネルのうちの一のチャネルの周波数である。制御用チャネルとは、通信制御信号を伝送するチャネルである。
【００４１】
データ送信周波数情報受信部１１６は、送信局１２から、データを送信する周波数を示すデータ送信周波数情報を受信する。
【００４２】
データ受信部１１７は、データ送信周波数情報受信部１１６が示すデータ送信周波数情報が示す周波数を用いて、データを受信する。なお、データ受信部１１７は、送信局１２からデータを受信する。
【００４３】
送信可能最大データ速度格納部１２１は、送信可能最大データ速度の情報を格納している。送信可能最大データ速度とは、送信局１２が送信可能な最大のデータの速度である。送信可能最大データ速度格納部１２１に格納されている送信可能最大データ速度は、図示しない手段により、動的に取得されることが好適であるが、予め格納されていても良い。送信可能最大データ速度は、ハードウェアの制約による情報である。送信可能最大データ速度格納部１２１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。送信可能最大データ速度格納部１２１に送信可能最大データ速度の情報が記憶される過程は問わない。
【００４４】
受信可能最大データ速度情報受信部１２２は、受信局１１から、受信可能最大データ速度の情報を受信する。
【００４５】
送信局側使用予定周波数情報受信部１２３は、送信局１２が基地局である場合、他の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、他の基地局から受信しても良い。送信局１２が移動端末である場合、送信局側使用予定周波数情報受信部１２３は、通常、自身が属するセル内の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、当該基地局から受信する。
【００４６】
送信可能周波数情報取得部１２４は、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する。予め決められた周波数帯域は、送信可能周波数情報取得部１２４が知っている。予め決められた周波数帯域は、例えば、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの周波数帯域である。なお、予め決められた周波数帯域は、問わない。
【００４７】
送信可能周波数情報取得部１２４は、送信局１２が基地局である場合、使用予定周波数情報が示す周波数を除いて、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得することは好適である。また、送信局１２が移動端末である場合、送信可能周波数情報取得部１２４は、使用予定周波数情報が示す周波数と、予め決められた周波数帯域の一致する周波数をセンシングし、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得することは好適である。使用予定周波数情報は、送信局側使用予定周波数情報受信部１２３が受信した情報である。
【００４８】
受信可能周波数情報受信部１２５は、受信局１１から受信可能周波数情報を受信する。
【００４９】
データ送信周波数情報取得部１２６は、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する。
【００５０】
なお、データ送信周波数情報取得部１２６は、送信可能最大データ速度を超えないように、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得することは好適である。
【００５１】
また、データ送信周波数情報取得部１２６は、受信可能最大データ速度を超えないように、受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得することは好適である。
【００５２】
データ送信周波数情報送信部１２７は、送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、データ送信周波数情報を受信局１１に送信する。送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数とは、予め決められた１以上の制御用チャネルのうちの一のチャネルの周波数である。
【００５３】
データ送信部１２８は、データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、受信局１１にデータを送信する。
【００５４】
データ送信周波数情報送信部１２７とデータ送信部１２８は、データ送信周波数情報とデータとを同時に、受信局１１に送信することは好適である。
【００５５】
また、上記の受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数および送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数は、予め決められた１以上の共通制御チャネルのうちの一の共通制御チャネルの周波数であることは好適である。
【００５６】
次に、無線通信システム１の動作について説明する。まず、受信局１１の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００５７】
（ステップＳ２０１）受信局側使用予定周波数情報受信部１１３は、自身が属するセル内の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、当該基地局から受信したか否かを判断する。使用予定周波数情報を受信すればステップＳ２０２に行き、受信しなければステップＳ２０８に行く。なお、使用予定周波数情報を受信しない場合も、ステップＳ２０２に行っても良い。
【００５８】
（ステップＳ２０２）受信可能周波数情報取得部１１４は、ステップＳ２０１で受信された使用予定周波数情報が示す周波数と、予め決められた周波数帯域の一致する周波数をセンシングする。
【００５９】
（ステップＳ２０３）受信可能周波数情報取得部１１４は、ステップＳ２０２におけるセンシングの結果、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する。なお、受信可能周波数情報や送信可能周波数情報を、適宜、センシング結果とも言う。
【００６０】
（ステップＳ２０４）受信可能周波数情報送信部１１５は、受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、ステップＳ２０３で取得した受信可能周波数情報を送信局１２に送信する。
【００６１】
（ステップＳ２０５）受信手段（データ送信周波数情報受信部１１６とデータ受信部１１７）は、送信局１２から、データ送信周波数情報やデータを受信したか否かを判断する。データ送信周波数情報やデータを受信すればステップＳ２０６に行き、受信しなければステップＳ２０５に戻る。なお、データ受信部１１７は、データ送信周波数情報受信部１１６が受信したデータ送信周波数情報が示す周波数のデータを取得する。
【００６２】
（ステップＳ２０６）受信手段は、ステップＳ２０５で受信したデータ送信周波数情報やデータを、バッファに少なくとも一時格納する。
【００６３】
（ステップＳ２０７）データ受信部１１７は、バッファに格納されているデータ送信周波数情報が示す周波数で、データを復調する。ステップＳ２０１に戻る。
【００６４】
（ステップＳ２０８）受信可能最大データ速度情報送信部１１２は、受信可能最大データ速度の情報を送信局１２に送信するタイミングであるか否かを判断する。送信するタイミングであればステップＳ２０９に行き、送信するタイミングでなければステップＳ２０１に戻る。なお、受信可能最大データ速度情報送信部１１２は、常に、受信可能最大データ速度の情報を送信するタイミングであると判断しても良いし、前回の送信時から所定以上の時間を経過しているなど、一定の条件を満たした場合に、受信可能最大データ速度の情報を送信するタイミングであると判断しても良い。
【００６５】
（ステップＳ２０９）受信可能最大データ速度情報送信部１１２は、受信可能最大データ速度格納部１１１に格納されている受信可能最大データ速度の情報を読み出し、当該受信可能最大データ速度の情報を送信局１２に送信する。
【００６６】
なお、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
【００６７】
次に、送信局１２の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００６８】
（ステップＳ３０１）送信局側使用予定周波数情報受信部１２３は、他の基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、他の基地局から受信したか否かを判断する。使用予定周波数情報を受信すればステップＳ３０２に行き、受信しなければステップＳ３０８に行く。
【００６９】
（ステップＳ３０２）送信可能周波数情報取得部１２４は、ステップＳ３０１で受信された使用予定周波数情報が示す周波数を除いて、予め決められた周波数帯域からセンシングを行う。
【００７０】
（ステップＳ３０３）送信可能周波数情報取得部１２４は、ステップＳ３０２におけるセンシングの結果、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する。
【００７１】
（ステップＳ３０４）受信可能周波数情報受信部１２５は、受信局１１から受信可能周波数情報を受信したか否かを判断する。受信可能周波数情報を受信すればステップＳ３０５に行き、受信しなければステップＳ３０４に戻る。
【００７２】
（ステップＳ３０５）データ送信周波数情報取得部１２６は、送信可能最大データ速度格納部１２１から、送信可能最大データ速度を読み出す。
【００７３】
（ステップＳ３０６）データ送信周波数情報取得部１２６は、ステップＳ３０４で受信された受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と、ステップＳ３０３で取得された送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する。なお、かかる場合、データ送信周波数情報取得部１２６は、ステップＳ３０５で読み出した送信可能最大データ速度を超えないように、データ送信周波数情報を取得する。また、かかる場合、データ送信周波数情報取得部１２６は、ステップＳ３０８で受信していた受信可能最大データ速度を超えないように、データ送信周波数情報を取得する。
【００７４】
（ステップＳ３０７）データ送信周波数情報送信部１２７は、送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、ステップＳ３０６で取得したデータ送信周波数情報を受信局１１に送信する。また、データ送信部１２８は、データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、受信局１１にデータを送信する。つまり、データ送信周波数情報とデータとが同時に、受信局１１に送信される。なお、データ送信周波数情報は制御チャネルを用いて送信され、データはデータチャネルを用いて送信される。また、データ送信部１２８は、例えば、送信対象のデータを予め決められたバッファから取得する。ステップＳ３０１に戻る。
【００７５】
（ステップＳ３０８）受信可能最大データ速度情報受信部１２２は、受信局１１から、受信可能最大データ速度の情報を受信したか否かを判断する。受信可能最大データ速度の情報を受信すればステップＳ３０９に行き、受信しなければステップＳ３０１に行く。
【００７６】
（ステップＳ３０９）受信可能最大データ速度情報受信部１２２は、ステップＳ３０８で受信した受信可能最大データ速度の情報を、バッファに一時格納する。ステップＳ３０１に戻る。
【００７７】
なお、図３のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
【００７８】
また、図２、図３のフローチャートにおいて、通常、制御チャネルの送信直前にセンシングが行われる。
【００７９】
以下、本実施の形態における無線通信システム１の具体的な動作について説明する。無線通信システム１の概念図は図４である。図４において、無線通信システム１は、アクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）Ａ１〜Ａｉ（ｉは、２以上の整数）と、移動端末（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）Ｍ１〜Ｍｉとを備える。
【００８０】
アクセスポイントＡ１および移動端末Ｍ１は、セルＣ１内に配置される。アクセスポイントＡ２および移動端末Ｍ２は、セルＣ２内に配置される。以下、同様にして、アクセスポイントＡｉおよび移動端末Ｍｉは、セルＣｉ内に配置される。
【００８１】
そして、図４においては、図示されていないが、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式によって無線通信を行なうアクセスポイントおよび移動端末が存在し、ＦＨ−ＳＳ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）方式によって無線通信を行なうアクセスポイントおよび移動端末も存在する。
【００８２】
従って、アクセスポイントＡ１〜Ａｉおよび移動端末Ｍ１〜Ｍｉは、ＣＳＭＡ／ＣＡ系の無線システムおよびＦＨ−ＳＳ系の無線システム等の複数の無線システムが混在および共存する無線通信環境において、時間と共に変化する周波数資源の利用状況を精度良く把握し、適切な送信周波数（周波数チャネル）を選択してデータを各セルＣ１〜Ｃｉ内で伝送する。即ち、アクセスポイントＡ１〜Ａｉおよび移動端末Ｍ１〜Ｍｉは、ＤＳＡシステムによってデータを各セルＣ１〜Ｃｉ内で伝送する。
【００８３】
なお、図４においては、各セルＣ１〜Ｃｉ内には、１個のアクセスポイントと１個の移動端末のみが図示されているが、通常、各セルＣ１〜Ｃｉ内には、複数の移動端末が存在する。
【００８４】
また、本具体例において、主として、移動端末Ｍ１〜Ｍｉを受信局１１、アクセスポイントＡ１〜Ａｉを送信局１２として説明する。
【００８５】
また、図５は、この実施の形態におけるチャネルの構成図の例である。この発明の実施の形態においては、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの周波数帯域が用いられる、とする。そして、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０は、それぞれ、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの中心周波数からなり、１ＭＨｚの信号帯域幅を有する。
【００８６】
また、物理チャネルには、通信制御信号を伝送する制御用チャネル（共通制御チャネルとも言う。）とデータ信号を伝送するデータ用チャネルがある。
【００８７】
また、ＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６は、チャネル番号の末尾が"１"または"６"となる１６個のチャネルであり、制御用チャネルである。なお、これらの周波数は、当該周波数帯において運用されるＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が使用する送信周波数と同一である（但し、共通制御チャネルＣＣＨ１、ＣＣＨ２、ＣＣＨ１６の周波数を除く）。
【００８８】
また、８０個のチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０のうち、１６個の制御用チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６は、ここでは、通信制御信号（制御情報フレームとも言う。）の送信に優先的に用いられ、残りの６４個のチャネルは、データ信号（データフレームとも言う。）の送信に用いられる。
【００８９】
なお、通信制御信号の送信に用いられていない制御用チャネルは、一時的にデータ信号の送信に利用可能である。
【００９０】
制御用チャネルの構成を図６に示す。また、制御用チャネルの仕様を図７に示す。基地局（ＡＰ）から移動局（ＭＳ）への回線を下りリンク（ＤＬ）、逆の回線を上りリンク（ＵＬ）とする。ホッピングパターンに従い、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム毎に周波数チャネルを変化させる（非特許文献４参照）。制御用チャネルのタイムフレーム（ホッピング周期）は、５ｍｓの長さを有する。そして、図６に示すように、タイムフレーム（ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム長）は、センシング期間と、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４と、４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４とからなる。また、センシング期間は、例えば、２００μｓである。また、ダウンリンクおよびアップリンクのスロットは、例えば、６００μｓである。なお、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４および４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４の各々は、スロットを構成する。
【００９１】
センシング期間の長さは２００μｓが好適であり、その理由は以下である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｇのＥＲＰ−ＯＦＤＭにおいて、初回のデータフレームの送信を開始するために必要な最大待機時間（ＤＩＦＳ＋コンテンションスロットの長さ×ＣＷｍｉｎ）である１６９μｓよりもセンシング期間の長さを長くすることによって、ＤＳＡシステムと同一周波数帯域を共用する無線ＬＡＮの送信機会を可能な限り奪わないようにするためである。
【００９２】
また、センシング期間は、各周波数チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０における利用状況の観測に用いられる。
【００９３】
また、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４および４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４の各々は、制御情報の伝送に用いられる。
【００９４】
より具体的には、３個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ３および３個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ３は、次のタイムフレームにおけるデータ送信ノードおよび受信ノードの指定と、その際に使用される周波数チャネルの選択情報の交換に用いられる。
【００９５】
この場合、各セルＣ１〜Ｃｉは、アップリンクおよびダウンリンクの両方において同一の共通制御チャネル上の同一番号のスロットをそれぞれ選択して使用する。従って、最大で、４８セル（＝１６×３）が近傍で同時に運用可能である。
【００９６】
また、データ用チャネルの構成を図８に、仕様を図９に示す。図８に示すように、データ用チャネルのスロット長は制御用チャネルスロットの整数（Ｍ）倍であり、データ用チャネルスロットは制御用チャネルスロットに同期する。また、使用周波数チャネル数は制御用チャネルの整数（Ｎ）倍であり、制御用チャネル以外の利用可能な周波数を使用する。
【００９７】
また、論理チャネルにおいて、図１０に示すように、制御用チャネルの１スロットからガード時間を除いた部分を制御チャネル、データ用チャネルの１スロットからガード時間を除いた部分をデータチャネルと定義する。
【００９８】
また、制御チャネルの構成を図１１に示す。図１１において、ＳＰはショートプリアンブルであり、例えば、８回繰り返され、「１６×８」ビットである。また、ＬＰはロングプリアンブルであり、例えば、２回繰り返され、「６４×２」ビットである。また、ＣＲＣは制御情報のＣＲＣ３２パリティビット、ＰａｄはＰａｄｄｉｎｇ、Ｔはトレリス終結用ビットを示す。また、ＳＰ、ＬＰ以外の信号は畳み込み符号化を行う。Ｐａｄ信号はＴ信号が制御チャネルの末尾となるようＰａｄｄｉｎｇを行う。
【００９９】
制御用チャネルの下り第４スロット（ＤＬ４）を用いて伝送する制御情報には、報知情報、登録情報、および呼出情報がある。さらに具体的な制御情報の構造を、図１２に示す。図１２において、ＡＰ−ＩＤは、基地局（セル）の固有番号であり、例えば、１６ビットである。ＨＰは、制御チャネルのホッピングパターンの情報であり、例えば、８ビットである。ＣＴは、制御種別を示し、例えば、８ビットである。また、Ｌは、情報データの合計ビット数を示し、例えば、１０ビットである。また、報知情報は、ＡＰが使用を予定している周波数チャネルの情報（上記の受信局側使用予定周波数情報または送信局側使用予定周波数情報であり、例えば、８０ビット）および報知情報の送信周期を示す情報（例えば、８ビット）を含む。また、報知情報は、チャネルセンシング範囲の限定およびＡＰ間の周波数チャネル管理に用いられる。また、登録情報は、ＭＳからの登録情報に対してＡＰが登録を完了したＭＳの情報を含む。登録情報は、具体的には、移動端末の固有番号（記号「ＭＳ−ＩＤ」と記載し、例えば、１６ビット）やＭＳ−ＩＤに対して割り当てた固有番号（記号「ＩＤ」と記載し、例えば、８ビット）を含む。さらに、呼出情報は、ＡＰからＭＳを呼び出すための情報を含む。同報または個別制御チャネルを使用するため、個別にｎ台のＭＳに対応できる。呼出情報の具体的な構成を図１３に示す。図１３において、ＩＤは基地局が各移動端末に割り当てた固有番号であり、例えば、８ビットである。ＲＴは、要求種別であり、例えば、５ビットである。また、ＳＮは、通信に使用するスロット一覧であり、例えば、３ビットである。そして、呼出情報は、ｎ組のＩＤ、ＲＴ、ＳＮを有する。なお、制御用チャネルの下り第４スロット（ＤＬ４）を下り共通制御チャネルと言う。
【０１００】
制御用チャネルの上り第４スロット（ＵＬ４）を用いて伝送する制御情報には、登録情報、解放情報、および送信開始情報がある。制御情報の具体的な構成を図１４に示す。図１４において、ＡＰ−ＩＤは、基地局（セル）固有番号であり、例えば、１６ビットである。また、ＩＤは、基地局が移動端末に割り当てた固有番号であり、例えば、８ビットである。また、ＣＴは、制御種別であり、例えば、８ビットである。また、Ｌは、情報データの合計ビット数であり、例えば、１０ビットである。また、登録情報は、ＡＰにＭＳを登録するための情報を含む。さらに具体的には、登録情報は、移動端末の固有番号（記号「ＭＳ−ＩＤ」と記載し、１６ビット）、送受信可能最大データ速度（記号「ＭＲ」と記載し、８ビット）、受信電力（記号「ＲＬ」と記載し、８ビット）を含む。また、解放情報は、ＡＰに登録されたＭＳを解放するための情報を含む。さらに、送信開始情報は、データチャネルの送信を開始するための情報を含む。さらに具体的には、送信開始情報は、送信先の固有番号（記号「ＩＤ」と記載し、８ビット）を含む。なお、制御用チャネルの上り第４スロット（ＵＬ４）を上り共通制御チャネルと言う。
【０１０１】
制御用チャネルの第１スロット（ＤＬ１／ＵＬ１）から第３スロット（ＤＬ３／ＵＬ３）を用いて双方向で伝送する制御情報には、チャネル選択情報、データチャネル情報、送信終了情報、および応答情報がある。チャネル選択情報は、データチャネルの送信に必要な情報である。チャネル選択情報は、データチャネルに使用可能なスロット（記号「ＳＴ」と記載し、８ビット）、使用可能な周波数チャネル（記号「ＭＡＰ」と記載し、８０ビット）および受信可能なデータ速度（記号「ＭＲ」と記載し、８ビット）、受信電力（記号「ＲＬ」と記載し、８ビット）の情報を含む。データチャネル情報は、同時に送信しているデータチャネルの情報である。データチャネル情報は、データチャネルが使用するスロット（「ＳＴ」といい、８ビット）、使用可能な周波数チャネル（「ＭＡＰ」といい、８０ビット）、変調方式、符号化率および送信アンテナ数等の情報（「ＲＡＴＥ」といい、８ビット）を含む。送信終了情報は、データチャネルの送信を終了するための情報を含む。また、応答情報は、具体的には、応答番号（「ＲＮ」といい、８ビット）を含む。なお、さらに具体的な制御情報の構成は図１３と同様である。また、制御用チャネルの第１スロット（ＤＬ１／ＵＬ１）から第３スロット（ＤＬ３／ＵＬ３）を個別制御チャネルと言う。
【０１０２】
データチャネルの構成を図１５に示す。図１５において、ＳＰはショートプリアンブル、ＬＰはロングプリアンブル、ＤＬはＤＡＴＡ信号のバイト数、ＤＡＴＡはデータ、ＣＲＣはＤＬ信号およびＤＡＴＡ信号のＣＲＣ３２パリティビット、ＰａｄはＰａｄｄｉｎｇ、Ｔはトレリス終結用ビットである。なお、ＳＰ、ＬＰ以外の信号は畳み込み符号化を行う。Ｐａｄ信号はＴ信号がデータチャネルの末尾となるようＰａｄｄｉｎｇを行う。
【０１０３】
次に、本実施の形態における無線通信システム１の具体的な通信手順について説明する。
【０１０４】
以下に説明する通信手順では、受信局１１（データ受信ノードとも言う）がチャネル選択情報を生成し、送信局１２（データ送信ノードとも言う）がデータチャネル情報を決定する。かかることにより、データチャネル情報とデータチャネルを同時に送信できるようになり、上述した非特許文献４の手順と比較して、データチャネルを１スロット送るために必要なチャネルセンシングを２回に減らすことができる。ただし、移動端末（ＭＳ）がチャネル選択情報を生成する場合は、セル内で使用可能な周波数チャネルを把握する必要があるが、これは、上述した報知情報から得ることができる。
【０１０５】
無線通信システム１における下りデータ伝送手順を図１６に示す。図１６において、受信局１１はＭＳであり、送信局１２はＡＰである。図１６において、報知情報により、ＭＳはセル内で使用可能な周波数チャネルを把握しているものとする。
【０１０６】
かかる状況において、送信局１２（ＡＰ）の送信手段は、受信局１１（ＭＳ）へ呼出情報（送信開始）を送信する。
【０１０７】
次に、ＭＳの受信可能周波数情報取得部１１４は、受信手段により送信終了情報が受信されるまで、チャネル選択情報（受信可能周波数情報と同意義である）を取得する。そして、ＭＳの受信可能周波数情報送信部１１５は、受信手段により送信終了情報が受信されるまで、フレーム毎にチャネル選択情報をＡＰへ送信する。
【０１０８】
ＡＰの受信可能周波数情報受信部１２５は、すべてのデータの送信を完了するまで、ＭＳからチャネル選択情報を受信する。そして、ＡＰの送信可能周波数情報取得部１２４は、すべてのデータの送信を完了するまで、フレーム毎のチャネルセンシングを行い、送信可能周波数情報を取得する。そして、データ送信周波数情報取得部１２６は、受信されたチャネル選択情報と送信可能周波数情報とを用いて、データ送信周波数情報を取得する。ここで、データ送信周波数情報取得部１２６は、受信可能最大データ速度および送信可能最大データ速度を保持しており、かかる最大データ速度を超えないように、データ送信周波数情報を取得することは好適である。
【０１０９】
次に、ＡＰの送信手段（データ送信周波数情報送信部１２７とデータ送信部１２８と）は、データ送信周波数情報とデータとを同時にＭＳへ送信する。なお、データ送信周波数情報送信部１２７は、制御チャネルを用いてデータ送信周波数情報を送信し、データ送信部１２８は、データチャネルを用いてデータを送信する。
【０１１０】
ＡＰは、すべてのデータの送信を終了すると、送信終了情報をＭＳへ送信して手順が完了する。ここで、報知情報、チャネル選択情報、データチャネル情報中の周波数チャネルの集合を各々、ＭＡＰＢ、ＭＡＰＳ、ＭＡＰＣとすれば、以下の数式１を満たすことになる。
【数１】
【０１１１】
次に，上りデータ伝送手順を図１７に示す。データチャネル情報を決定する手順については、図１６と対称となる。つまり、ＭＳは、送信開始情報をＡＰへ送信する。次に、ＡＰは、送信終了情報を受信するまで、フレーム毎にチャネル選択情報をＭＳへ送信する。そして、ＭＳは、すべてのデータの送信を完了するまでフレーム毎にチャネル選択情報およびセンシング結果から、データチャネル情報を決定し、データチャネルとともにＡＰへ送信する。ＭＳは、すべてのデータの送信を完了すると送信終了情報をＡＰへ送信する。
【０１１２】
次に、移動端末（ＭＳ１）からＡＰを経由して、移動端末（ＭＳ２）へ、片側通信する場合の手順を説明する。かかる手順を記載した図は、図１８である。
【０１１３】
まず、ＭＳ１は、送信開始情報をＡＰへ送信する。次に、ＡＰは、送信開始情報の送信先ＩＤであるＭＳ２へ呼出情報（送信開始）を送信する。ＭＳ２は、送信終了情報を受信するまで、フレーム毎にチャネル選択情報をＡＰへ送信する。ＡＰは、ＭＳ１から送信終了情報を受信するまでフレーム毎に、ＭＳ２からのチャネル選択情報およびセンシング結果から、ＭＳ２への最大データ伝送速度を決定し、チャネル選択情報としてＭＳ１へ送信する。ＭＳ１は、すべてのデータの送信を完了するまでフレーム毎に、チャネル選択情報およびセンシング結果からデータチャネル情報を決定し、データチャネルとともにＡＰへ送信する。ＡＰは、ＭＳ１から送信終了情報を受信するまでフレーム毎に、ＭＳ２からのチャネル選択情報およびセンシング結果からデータチャネル情報を決定し、データチャネルとともにＭＳ２へ送信する。ＭＳ１は、すべてのデータの送信を完了すると、送信終了情報をＡＰへ送信する。ＡＰは、送信終了情報を受信すると、ＭＳ２へ送信終了情報を送信する。
【０１１４】
以上、本実施の形態によれば、ＣＳＭＡ／ＣＡ，ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡを併用したＤＳＡ方式において課題となっているデータ伝送スループットの低下を改善でき、ＩＳＭ帯等の高効率周波数共用を実現できる。具体的には、受信局１１がチャネルセンシング結果を送信し、送信局１２がデータ伝送周波数であるデータ送信周波数情報を取得すると共に、データ送信周波数情報とデータとを同時に送信する通信手順および論理チャネル構成により、データ伝送周波数を決定するために必要なチャネルセンシング回数を減らすことができ、データ伝送スループットの低下を避けることができる。ただし、データ送信周波数情報とデータとを同時に送信した場合、送信信号のＰＡＰＲが増加するが、データチャネルの送信タイミングを遅らせることで回避できる。
【０１１５】
また、本実施の形態によれば、受信局や送信局が、基地局の使用予定の周波数を把握することにより、受信局や送信局におけるセンシング周波数の範囲を狭くすることができ、その結果、チャネルセンシングの処理が高速化できる。
【０１１６】
なお、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における受信局を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する受信可能周波数情報取得部と、前記受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、前記受信可能周波数情報を前記送信局に送信する受信可能周波数情報送信部と、送信局から、データを送信する周波数を示すデータ送信周波数情報を受信するデータ送信周波数情報受信部と、前記データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、データを受信するデータ受信部として機能させるためのプログラム、である。
【０１１７】
また、本実施の形態における送信局を実現するソフトウェアは、コンピュータを、予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する送信可能周波数情報取得部と、受信局から前記受信可能周波数情報を受信する受信可能周波数情報受信部と、前記受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と前記送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、当該周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得するデータ送信周波数情報取得部と、前記送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、前記データ送信周波数情報を前記受信局に送信するデータ送信周波数情報送信部と、前記データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、前記受信局にデータを送信するデータ送信部として機能させるためのプログラム、である。
【０１１８】
なお、上記プログラムにおいて、情報を送信するステップや、情報を受信するステップなどでは、ハードウェアによって行われる処理、例えば、送信するステップにおけるモデムやインターフェースカードなどで行われる処理（ハードウェアでしか行われない処理）は含まれない。
【０１１９】
また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０１２０】
また、上記各実施の形態において、一の装置に存在する２以上の通信手段（受信可能最大データ速度情報送信部や受信局側使用予定周波数情報受信部など）は、物理的に一の媒体で実現されても良いことは言うまでもない。
【０１２１】
また、上記各実施の形態において、各処理（各機能）は、単一の装置（システム）によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、ダイナミックスペクトラムアクセスシステムにおいて、チャネルセンシング結果の交換による時間遅延のために、データ伝送のスループットが低下することを防止する、という効果を有し、無線通信システム等として有用である。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 無線通信システム
１１ 受信局
１２ 送信局
１１１ 受信可能最大データ速度格納部
１１２ 受信可能最大データ速度情報送信部
１１３ 受信局側使用予定周波数情報受信部
１１４ 受信可能周波数情報取得部
１１５ 受信可能周波数情報送信部
１１６ データ送信周波数情報受信部
１１７ データ受信部
１２１ 送信可能最大データ速度格納部
１２２ 受信可能最大データ速度情報受信部
１２３ 送信局側使用予定周波数情報受信部
１２４ 送信可能周波数情報取得部
１２５ 受信可能周波数情報受信部
１２６ データ送信周波数情報取得部
１２７ データ送信周波数情報送信部
１２８ データ送信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信局と送信局とが無線により通信を行う無線通信システムであって、
前記受信局は、
予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する受信可能周波数情報取得部と、
前記受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、前記受信可能周波数情報を前記送信局に送信する受信可能周波数情報送信部と、
前記送信局から、データを送信する周波数を示すデータ送信周波数情報を受信するデータ送信周波数情報受信部と、
前記データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、データを受信するデータ受信部とを具備し、
前記送信局は、
予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する送信可能周波数情報取得部と、
前記受信局から前記受信可能周波数情報を受信する受信可能周波数情報受信部と、
前記受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と前記送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、当該周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得するデータ送信周波数情報取得部と、
前記送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、前記データ送信周波数情報を前記受信局に送信するデータ送信周波数情報送信部と、
前記データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、前記受信局にデータを送信するデータ送信部とを具備する無線通信システム。
【請求項２】
前記送信局は、
送信可能最大データ速度の情報を格納している送信可能最大データ速度格納部をさらに具備し、
前記データ送信周波数情報取得部は、
前記送信可能最大データ速度を超えないように、前記受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と前記送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、当該周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記受信局は、
受信可能最大データ速度の情報を格納している受信可能最大データ速度格納部と、
前記受信可能最大データ速度の情報を前記送信局に送信する受信可能最大データ速度情報送信部とをさらに具備し、
前記送信局は、
前記受信局から、前記受信可能最大データ速度の情報を受信する受信可能最大データ速度情報受信部をさらに具備し、
前記データ送信周波数情報取得部は、
前記送信可能最大データ速度および前記受信可能最大データ速度を超えないように、前記受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と前記送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、当該周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する請求項１または請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記受信局は、
基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、前記基地局から受信する使用予定周波数情報受信部をさらに具備し、
前記受信可能周波数情報取得部は、
前記使用予定周波数情報が示す１以上の周波数と、前記周波数帯域が示す１以上の周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する請求項１から請求項３いずれか記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信局は、
基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、前記基地局から受信する使用予定周波数情報受信部をさらに具備し、
前記送信可能周波数情報取得部は、
前記使用予定周波数情報が示す１以上の周波数と、前記周波数帯域が示す１以上の周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する請求項１から請求項４いずれか記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記データ送信周波数情報送信部と前記データ送信部は、
前記データ送信周波数情報と前記データとを同時に、前記受信局に送信する請求項１から請求項５いずれか記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または前記送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または前記受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数と前記送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数は、予め決められた１以上の共通制御チャネルのうちの一の共通制御チャネルの周波数である請求項１から請求項６いずれか記載の無線通信システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７いずれか記載の無線通信システムを構成する受信局。
【請求項９】
請求項１から請求項７いずれか記載の無線通信システムを構成する送信局。
【請求項１】
受信局と送信局とが無線により通信を行う無線通信システムであって、
前記受信局は、
予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する受信可能周波数情報取得部と、
前記受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、前記受信可能周波数情報を前記送信局に送信する受信可能周波数情報送信部と、
前記送信局から、データを送信する周波数を示すデータ送信周波数情報を受信するデータ送信周波数情報受信部と、
前記データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、データを受信するデータ受信部とを具備し、
前記送信局は、
予め決められた周波数帯域からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する送信可能周波数情報取得部と、
前記受信局から前記受信可能周波数情報を受信する受信可能周波数情報受信部と、
前記受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と前記送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、当該周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得するデータ送信周波数情報取得部と、
前記送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数を用いて、前記データ送信周波数情報を前記受信局に送信するデータ送信周波数情報送信部と、
前記データ送信周波数情報が示す周波数を用いて、前記受信局にデータを送信するデータ送信部とを具備する無線通信システム。
【請求項２】
前記送信局は、
送信可能最大データ速度の情報を格納している送信可能最大データ速度格納部をさらに具備し、
前記データ送信周波数情報取得部は、
前記送信可能最大データ速度を超えないように、前記受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と前記送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、当該周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記受信局は、
受信可能最大データ速度の情報を格納している受信可能最大データ速度格納部と、
前記受信可能最大データ速度の情報を前記送信局に送信する受信可能最大データ速度情報送信部とをさらに具備し、
前記送信局は、
前記受信局から、前記受信可能最大データ速度の情報を受信する受信可能最大データ速度情報受信部をさらに具備し、
前記データ送信周波数情報取得部は、
前記送信可能最大データ速度および前記受信可能最大データ速度を超えないように、前記受信可能周波数情報が示す１以上の受信可能な周波数と前記送信可能周波数情報が示す１以上の送信可能な周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中から、データを送信する１以上の周波数を決定し、当該周波数の情報であるデータ送信周波数情報を取得する請求項１または請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記受信局は、
基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、前記基地局から受信する使用予定周波数情報受信部をさらに具備し、
前記受信可能周波数情報取得部は、
前記使用予定周波数情報が示す１以上の周波数と、前記周波数帯域が示す１以上の周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中からセンシングを行い、受信可能な１以上の周波数の情報である受信可能周波数情報を取得する請求項１から請求項３いずれか記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信局は、
基地局が使用を予定している周波数の情報である使用予定周波数情報を、前記基地局から受信する使用予定周波数情報受信部をさらに具備し、
前記送信可能周波数情報取得部は、
前記使用予定周波数情報が示す１以上の周波数と、前記周波数帯域が示す１以上の周波数とのうちで、一致する１以上の周波数の中からセンシングを行い、送信可能な１以上の周波数の情報である送信可能周波数情報を取得する請求項１から請求項４いずれか記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記データ送信周波数情報送信部と前記データ送信部は、
前記データ送信周波数情報と前記データとを同時に、前記受信局に送信する請求項１から請求項５いずれか記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または前記送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数、または前記受信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数と前記送信可能周波数情報が示す周波数とは異なる周波数は、予め決められた１以上の共通制御チャネルのうちの一の共通制御チャネルの周波数である請求項１から請求項６いずれか記載の無線通信システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７いずれか記載の無線通信システムを構成する受信局。
【請求項９】
請求項１から請求項７いずれか記載の無線通信システムを構成する送信局。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−１４６７５５（Ｐ２０１１−１４６７５５Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３５４５（Ｐ２０１０−３５４５）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【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２１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「同一周波数帯における複数無線システム間無線リソース制御技術の研究開発」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
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【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２１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「同一周波数帯における複数無線システム間無線リソース制御技術の研究開発」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
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]