無線通信システム及び無線通信方法
【課題】 端末の構成を複雑にすることなく、干渉軽減機能を有しランダムアクセスを可能とする無線通信システムの構築。
【解決手段】 基地局は、干渉信号検出機能を持ち、間欠的に干渉信号検出を行い、干渉信号が検出されなかった場合はビーコン信号を送信し、端末では、データ送信する前にスリープモードから立ち上がり、受信待受を行い上記のビーコン信号を受信した直後のみデータ送信を行い、上記のビーコン信号を受信できない場合は、再びスリープモードへ移行し、所定の時間経過後後上記シーケンスを繰り返す。
【解決手段】 基地局は、干渉信号検出機能を持ち、間欠的に干渉信号検出を行い、干渉信号が検出されなかった場合はビーコン信号を送信し、端末では、データ送信する前にスリープモードから立ち上がり、受信待受を行い上記のビーコン信号を受信した直後のみデータ送信を行い、上記のビーコン信号を受信できない場合は、再びスリープモードへ移行し、所定の時間経過後後上記シーケンスを繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信基地局と複数の無線通信端末の間で、効率的な無線通信を行う無線通信システム技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、干渉信号検出を具備しない端末へ干渉信号検出を具備した無線装置からその干渉検出結果を通知することにより、端末へのＤＡＡの実装を回避する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来、基地局で干渉信号レベルを通知し、通信する周波数チャンネルを移動端末に割り当てる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３６７４３号公報
【非特許文献１】Ｂｉｎ Ｚｈｅｎ、“ＤＡＡ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ＵＷＢ”、ｉｎ ＩＥＥＥ１５−０６−００１３−００−００４ａ、Ｍａｒ．２００６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数のセンサー付き端末で集められたセンシングデータを無線で基地局へ伝送するセンサーネットワークのような、移動端末と基地局で構成される無線ネットワーク構成において、移動端末はバッテリー駆動が要求され一般的に低消費電力であることが求められる。
【０００６】
このようなネットワークにおける無線アクセス制御方式の例として、ＡＬＯＨＡ方式やＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式があげられる。ＡＬＯＨＡ方式、ＣＳＭＡ方式は基本的には端末主導型のアクセス制御方式であり、端末側の時間制御によってデータ送信がなされ、一般的に端末の負荷を軽くすることができる。一方、ＴＤＭＡ方式は、ビーコンと呼ばれる基地局からの信号を端末が受け取り、それを元にデータを送信するタイミングが決められる基地局主導型のアクセス制御であり、常に端末はビーコン信号の待受していなければならず端末の負荷は比較的重い。
【０００７】
一方近年、周波数資源の切迫から、周波数利用効率の向上が求められており、同じ周波数帯を複数の無線システムで共用できるようにする干渉軽減技術が求められている。例えばＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）のような、広い周波数帯域を用いるような無線方式に対しては、他無線システムとの共存するためには必須の技術である。干渉軽減技術として、ＤＡＡ（Ｄｅｔｅｃｔ Ａｎｄ Ａｖｏｉｄ）やＬＤＣ（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）が知られている。
【０００８】
前述した干渉軽減機能の一つであるＬＤＣは、パケットの送信比率を低くことにより他のシステムへの影響を軽減させる技術である。しかしＬＤＣは、システム全体のスループットが制限されてしまう。よって大量の端末を扱い大量のデータを扱うアプリケーションによっては、ＬＤＣの無線システムへの適用は困難になる。
【０００９】
一方ＤＡＡは、他無線システムの信号（以後干渉信号）を監視し、もし干渉信号が検知（Ｄｅｔｅｃｔ）された場合は、データを送信しない、または検出された帯域を避けて（Ａｖｏｉｄ）送信する技術である。このＤＡＡの課題は、干渉信号を検出する干渉信号検出器である。干渉軽減機能を有効に働かせるためには、広帯域にわたり干渉信号が存在するかどうかをスキャンする必要があり、またその感度はその干渉信号の無線システムの端末の一般的感度より高くする必要がある。そのため構成が複雑になり、消費電力も大きくなってしまうことが問題となる。したがって端末へＤＡＡ技術を実装することは端末の高コスト化及び電池寿命の低下を招く。
【００１０】
そこで、干渉信号検出を具備しない端末へ干渉信号検出を具備した無線装置からその干渉検出結果を通知することにより、端末へのＤＡＡの実装を回避する方法が非特許文献１に提案されている。
【００１１】
また、基地局で干渉信号レベルを通知し、通信する周波数チャンネルを移動端末に割り当てる方式が特許文献１に提案されている。
【００１２】
しかし、特許文献１、非特許文献１に記載されているような基地局側で干渉信号を検出し、端末へ通知する方法には、端末への通信手段をどのように構成するかという課題がある。すなわち、特許文献１、非特許文献１には具体的な通知手段は記載されていないが、端末側では上記の干渉結果の通知を受信する必要があり、その結果受信待受時間が長くなるため端末の消費電力の増大を招く。
【００１３】
また、自立的に端末から送信が行えなくなるため、前述の端末主導型の無線アクセス制御方式が困難になり、システムを複雑にし、端末の消費電力の増大を招く。
【００１４】
以上を顧みて、本発明の目的は、干渉軽減機能を有し他無線システムとの周波数共用を可能にし、かつ端末の負荷が少ないランダムアクセスを可能にする無線通信システムを構築することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の代表的なものの一例を示せば、以下の通りである。すなわち、基地局は、干渉信号検出機能を持ち、間欠的に干渉信号検出を行い、干渉信号が検出されなかった場合はビーコン信号を送信し、端末では、データ送信する前にスリープモードから立ち上がり、受信待受を行い上記のビーコン信号を受信した直後のみデータ送信を行い、上記のビーコン信号を受信できない場合は、再びスリープモードへ移行し、所定の時間経過後後上記シーケンスを繰り返す。
【００１６】
また、本発明の代表的なものの別の一例を示せば、以下の通りである。すなわち、基地局は、干渉検出機能を持ち、間欠的に干渉検出を行い、干渉情報を付加したビーコン信号を送信し、端末では、データ送信する前にスリープモードから立ち上がり、受信待受を行い上記のビーコン信号を受信した後、上記の干渉情報から送信パラメータを変更してデータ送信を行い、上記のビーコン信号を受信できない場合は、再びスリープモードへ移行し、所定の時間後上記シーケンスを繰り返す。
【００１７】
具体的には、本発明の無線通信システムは、無線送受信機能を有する基地局と複数の端末とを含んでなる無線通信システムであって、上記基地局は、ビーコン信号を送信する機能を有し、上記ビーコン信号を送信する前に、上記端末から上記基地局へのデータ送信に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出する干渉信号検出を行い、上記端末は、上記データ送信を開始するタイミングより前に、無線受信機能が休止した状態である待機状態から上記ビーコン信号を受信可能な状態である受信待受状態に移行し、上記ビーコン信号を受信した場合にのみ上記データ送信を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の無線通信方法は、基地局と複数の端末との間で行われる無線通信方法であって、上記基地局においてビーコン信号を送信するステップと、上記ビーコン信号を送信するステップの前に、端末から基地局への無線通信に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出するステップと、上記端末において、データを送信するタイミングの前に待機状態からビーコン信号の受信待受へ移行を行うステップと、上記ビーコン信号が受信された場合にのみ上記データ送信するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、干渉軽減機能を有し他無線システムとの周波数共用を可能にし、かつランダムアクセスを可能にすることから、端末の低消費電力化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１に本発明の第一の実施形態における無線通信システム例の構成図を示す。図１は代表例としてセンサーネットワークの無線通信システムの構成図として示してある。図１の０１０１は基地局、０１０２（a〜c）は端末１〜３、０１０４はアンテナ、０１０３はスイッチ（ＳＷ）、０１０５は時間制御部、０１０６は基地局側送信部、０１０７は基地局側受信部、０１０８は干渉信号検出部、０１０９は基地局側制御部、０１１０はセンサー部、０１１１は端末側送信部、０１１２は端末側受信部、０１１３制御部を示す。
【００２２】
基地局０１０１は、Ｂｅａｃｏｎ信号、ＡＣＫ信号を送信できる基地局側送信部０１０６と端末０１０２からのＤａｔａ信号を受信できる基地局側受信部０１０７を持ち、端末０１０２はＢｅａｃｏｎ信号やＡＣＫ信号を受信できる端末側受信部０１１２と、センサー０１１０から取得したセンシングデータを含むＤａｔａ信号を送信できる端末側送信部０１１１を持つ。
【００２３】
また基地局０１０１は、端末０１０２から基地局０１０１への無線通信に利用する周波数帯域内に存在する他無線システムの無線信号（以下干渉信号）を検出する干渉信号検出部を持つ。
【００２４】
例えば干渉信号検出部は、周波数分解能ｄＦで、周波数範囲Ｆ内で閾値を超えた干渉信号を検出する機能を持つ。例としてｄＦ＝１０ＭＨｚ、Ｆ＝３．４〜４．８ＧＨｚとすると、３．４ＧＨｚ〜４．２ＧＨｚの８００ＭＨｚ帯域のうち１０ＭＨｚ帯域の８０点において干渉信号の有無を検出できる。
【００２５】
図２に干渉信号検出部０１０１の一つの構成例を示す。図２の０２０１は低雑音増幅器（ＬＮＡ）、０２０２は周波数変換部、０２０３はアナログディジタル変換部、０２０４は離散フーリエ変換部を示す。
【００２６】
また、干渉信号検出部０１０１は、検出対象となる無線システムが限定されている場合は、該無線システムの受信器を搭載して信号レベルを検知することでも可能である。
【００２７】
制御部０１０９、０１１３は、基地局及び端末における図３、図４を用いて説明する動作を実現する。
【００２８】
図３Ａ、図３Ｂは、第一の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図４は、図３が表すフローチャートの動作の、基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００２９】
基地局は、まず干渉信号検出を行う（Ｓ０３０１）。この結果、干渉信号が帯域内に存在する場合は、所定の時間だけ待機をして（Ｓ０３０７）、干渉信号検出を繰り返す。干渉信号検出の結果、干渉信号が帯域内に存在しない場合、Ｂｅａｃｏｎ信号を送信し（Ｓ０３０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ０３０４）に移る。端末からのＤａｔａ
が受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ０３０６）、所定の時間待機（Ｓ０３０８）後、次の干渉検出に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合次の干渉検出に移る。上記の待機（Ｓ０３０７，Ｓ０３０８）は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。ただし、干渉信号が検出された場合と検出されない場合で異なる間隔に設定することもできる。
【００３０】
上記ＡＣＫ信号は、システムに求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ０３０６）は省略される。
【００３１】
端末は、待機しながら（Ｓ０３１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ０３１２）に、所定の時間待機後（Ｓ０３１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ０３１４）に移る。この待機（Ｓ０３１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信から推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。また初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。ランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ０３１３）は時間０の場合も有り得る
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機（Ｓ０３１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００３２】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ０３１６）。その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ０３１７）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ０３１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００３３】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ０３１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ０３１７、Ｓ０３１８のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ０３１１）に入る。
【００３４】
センサーネットワークの場合、例えば上記の待機（Ｓ０３１１）中にセンシングを行い、送信すべきデータを取得する。
【００３５】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ０３１１，Ｓ０３１３）では、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【００３６】
また基地局はある端末から一度データを受信した後、その端末に次回以降の通信タイミングを割りあて、ＡＣＫ信号を用いて通知することにより擬似的なＴＤＭＡ方式を実現することもできる。その際、次回以降の通信タイミングのビーコンは、その端末のＩＤ情報を含ませ、他端末はそのビーコン信号を受信しても送信できないようにすることにより、端末同士の衝突を防ぐことができ、システムのスループットを向上させることができる。
【００３７】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図４に示してある。
【００３８】
以上説明した無線通信システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能であり、また端末主導のランダムアクセスが可能となることで消費電力を抑えることができる。
【００３９】
図４には、端末１の消費電力の概略グラフを示してある。図が示すように、端末からの送信は間欠的であり、受信動作はその前後で行うだけでよく、その他の待機時は送受信部への電力を遮断することによって、端末の消費電力を低く抑えることができる。
【００４０】
以上で説明した無線システムにおいて基地局から端末へ送信する無線方式と、端末から基地局への無線方式が異なるもので構成することが可能である。すなわち図１中の基地局側送信部０１０６と端末側受信部０１１２は無線方式Ａに対応し、基地局側受信部０１０７と端末側送信部０１１１は、無線方式Ｂに対応させる。この時、例えば受信時の消費電力が無線方式Ａの方が無線方式Ｂより低く、また無線方式Ａの伝送速度より無線方式Ｂの伝送速度が速い場合、ＢｅａｃｏｎやＡＣＫ信号は伝送レートが低いが受信消費電力が低く、Ｄａｔａ信号送信時は伝送レートが高く送信時間を少なくできることより、より端末の消費電力の低減が実現できる。
【００４１】
上記の例として、無線方式Ａにセンサーネット向け無線規格ＩＥＥＥ．８０２．１５．４に代表される狭帯域無線方式を用い、無線方式ＢはＵＷＢ方式を用いることがあげられる。
【００４２】
（実施形態２）
図５、図６、図７を用いて本発明の第二の実施形態の無線システムの説明を行う。第二の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。
【００４３】
図５Ａ、図５Ｂは、第二の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図６は、図５が表すフローチャートの動作が可能にする、基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００４４】
基地局は、まず干渉信号検出を行う（Ｓ０５０１）。干渉信号検出の結果である干渉信号情報をＢｅａｃｏｎ信号に付加して送信し（Ｓ０５０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ０５０４）に移る。また受信器の受信帯域の設定を、上記干渉信号検出結果をもとに変更する（Ｓ０５０２）。
【００４５】
端末からのＤａｔａが受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ０５０６）、所定の時間待機（Ｓ０５０８）後、次の干渉検出に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合は、次の干渉検出に移る。上記の待機（Ｓ０５０８）は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。
【００４６】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ０５０６）は省略される。
【００４７】
端末は、待機しながら（Ｓ０５１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ０５１２）に、所定の時間待機後（Ｓ０５１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ０５１４）に移る。この待機（Ｓ０５１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信からある程度推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。後者のランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ０５１３）は時間０の場合も有り得る
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ０５１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００４８】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｂｅａｃｏｎ信号中の干渉信号情報を送信部の送信帯域を変更（Ｓ０５１６）して、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ０５１７）。その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ０５１８）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ０５１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００４９】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ０５１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ０５１８、Ｓ０５１９のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ０５１１）に入る。
【００５０】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ０５１１，Ｓ０５１３）では、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【００５１】
センサーネットワークの場合、例えば上記の待機（Ｓ０５１１）中にセンシングを行い、送信すべきデータを取得する。
【００５２】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図６に示してある。
【００５３】
図７には、Ｓ０５１６の送信帯域の変更制御の例を模式的に示したものである。図７Ａ、図７Ｂとも、検出された干渉信号と送信信号のパワースペクトルの関係図を示している。図７Ａは、干渉信号が存在する帯域をノッチして送信信号を送信する。例えばＯＦＤＭを採用したシステムで効果的である。すなわち検出された干渉信号が存在する帯域に該当するサブキャリアに情報の割り当てを行わず送信することによりノッチを形成する。
【００５４】
図７Ｂは、周波数チャンネルが複数あり、干渉信号があるチャンネルに存在した場合、送信するチャンネルを変更することを示している。
【００５５】
両者の方法とも、干渉信号が存在してもデータ送信を行えることからスループットの低下を抑えることができる。
【００５６】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【００５７】
第一の実施例と同じように、以上で説明した無線システムで基地局から端末へ送信する無線方式と、端末から基地局へ送る無線方式を異なるもので構成することが可能である。
【００５８】
（実施形態３）
図８、図９を用いて本発明の第三の実施形態の無線システムの説明を行う。第二の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。
【００５９】
図８Ａ、図８Ｂは、第一の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図９は、図８が表すフローチャートの動作が可能とする、基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００６０】
基地局は、まず干渉信号検出を行う（Ｓ０８０１）。この結果、干渉信号が帯域内に存在する場合は、所定の時間だけ待機をして（Ｓ０８０７）、干渉信号検出を繰り返す。干渉信号検出の結果、干渉信号が帯域内に存在しない場合、Ｂｅａｃｏｎ信号を送信し（Ｓ０８０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ０８０４）に移る。端末からのＤａｔａ
が受信された場合、ＡＣＫ信号を送信する（Ｓ０３０６）。ＡＣＫ送信後所定のＤａｔａ受信待ち受け開始時から所定の時間経過している場合は、干渉検出（Ｓ０８０１）に戻る。Ｄａｔａ信号が受信されない場合は、受信待ち受け開始時から所定の時間経過するまで待ち受けを続ける。この所定の時間は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。
【００６１】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ０８０６）は省略される。
【００６２】
端末は、待機しながら（Ｓ０８１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ０８１２）に、所定の時間待機後（Ｓ０８１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ０８１４）に移る。この待機（Ｓ０８１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信からある程度推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。後者のランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ０８１３）は時間０の場合も有り得る。
【００６３】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ０８１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００６４】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｍ×Ｔｓｌｏｔ時間待機後（Ｓ０８１６）、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ０８１７）。この時、Ｍ＝０〜（ＭＡＸ−１）までの整数値をランダムに取り、Ｔｓｌｏｔは一回のＤａｔａ送信及びＡＣＫ受信に割り当てられる時間（スロット）である。ＭＡＸは、干渉検出の間隔でのスロットの数である。
【００６５】
その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ０８１８）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ０８１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００６６】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ０８１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ０８１８、Ｓ０８１９のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ０８１１）に入る。
【００６７】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ０８１１，Ｓ０８１３）では、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【００６８】
また基地局はある端末から一度データを受信した後、その端末に次回以降の通信タイミングを割りあて、ＡＣＫ信号を用いて通知することにより擬似的なＴＤＭＡ方式を実現することもできる。その際、次回以降の通信タイミングのビーコンは、その端末のＩＤ情報を含ませ、他端末はそのビーコン信号を受信しても送信できないようにすることにより、端末同士の衝突を防ぐことができ、システムのスループットを向上させることができる。
【００６９】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図９に示してある。
【００７０】
この実施形態をとることにより、一つのＢｅａｃｏｎ信号につき複数の端末がＤａｔａ送信をすることができ、Ｄａｔａの衝突をさけることができシステムのスループットを向上させることができる。ただし、干渉信号検出から時間がある程度経過するため、本実施形態は、被干渉システムが上記時間経過後の送信を許容できる場合に限られる。
【００７１】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【００７２】
第一の実施例と同じように、以上で説明した無線システムで基地局から端末へ送信する無線方式と、端末から基地局へ送る無線方式を異なるもので構成することが可能である。
（実施形態４）
図１０、図１１を用いて本発明の第四の実施形態の無線システムの説明を行う。第四の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。また図１の端末側受信部０１１２は上記無線通信システム内の他端末０１０２及び基地局０１０１が送信した信号の有無を検知するキャリアセンス機能を有する。
【００７３】
図１０Ａ、図１０Ｂは、第一の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図１１は、図１０が表すフローチャートの動作で可能となる、基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００７４】
基地局は、まず干渉信号検出を行う（Ｓ１００１）。この結果、干渉信号が帯域内に存在する場合は、所定の時間だけ待機をして（Ｓ１００７）、干渉信号検出を繰り返す。干渉信号検出の結果、干渉信号が帯域内に存在しない場合、Ｂｅａｃｏｎ信号を送信し（Ｓ１００３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ１００４）に移る。端末からのＤａｔａ
が受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ１００６）、所定の時間待機（Ｓ１００８）後、次の干渉検出に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合次の干渉検出に移る。上記の待機（Ｓ１００７，Ｓ１００８）は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。ただし、干渉信号が検出された場合と検出されない場合で異なる間隔に設定することもできる。
【００７５】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ１００６）は省略される。
【００７６】
端末は、待機しながら（Ｓ１０１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ１０１２）に、所定の時間待機後（Ｓ１０１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ１０１４）に移る。この待機（Ｓ１０１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信からある程度推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。後者のランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ１０１３）は時間０の場合も有り得る。
【００７７】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ１０１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００７８】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｍ×Ｔｃｓ時間待機後（Ｓ１０１６）、キャリアセンスを行う（Ｓ０１１７）い、キャリアセンスで同じ無線システム内の無線信号が検出されなかった場合にＤａｔａ信号の送信を行う（Ｓ１０１８）。
【００７９】
キャリアセンサで同じ無線システム内の無線信号が検出され場合は、待機（Ｓ１０１３）に戻り次回のＢｅａｃｏｎ受信タイミングを待つ。
【００８０】
この時、Ｍ＝０〜（ＭＡＸ−１）までの整数値をランダムに取り、Ｔｃｓは一回のキャリアセンスに割り当てられる時間（スロット）である。ＭＡＸは、キャリアセンスができる最大数である。またキャリアセンスはＭ＝０の時は行わずにＤａｔａ信号送信（Ｓ０１８）を行う。
【００８１】
その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ１０１９）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ１０１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００８２】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ１０１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ１０１９、Ｓ１０２０のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ１０１１）に入る。
【００８３】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ１０１１，Ｓ１０１３）は、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【００８４】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図１１に示してある。
【００８５】
この実施形態をとることにより、一つのＢｅａｃｏｎ信号につき複数の端末が受信してしまった時に、Ｄａｔａ信号の衝突をさけることができ、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００８６】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【００８７】
第一の実施例と同じように、以上で説明した無線システムで基地局から端末へ送信する無線方式と、端末から基地局へ送る無線方式を異なるもので構成することが可能である。
【００８８】
（実施形態５）
図１２、図１３、図１４を用いて本発明の第五の実施形態の無線システムの説明を行う。第五の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。
【００８９】
図１２に図１中の基地局０１０１の本実施形態における構成例を示す。図１２で示した構成例は図１中の基地局の構成例と同じ構成であるが、送信部０１０６は、第一の無線方式（以下無線方式Ａ）と第二の無線方式（以下無線方式Ｂ）の両方の信号を送信できる機能を持つ。図１２の構成例では、無線方式Ａと無線方式Ｂにそれぞれ対応する送信部Ａ１２０１と送信部Ｂ１２０２とスイッチ（ＳＷ）１２０３からなり、制御部０１０９から選択することにより上記機能を選択する。
【００９０】
受信部０１０７は、同様に無線方式Ａと無線方式Ｂの両方の信号を受信できる機能を持つ。図１２の構成例では、無線方式Ａと無線方式Ｂにそれぞれ対応する受信部Ａ１２０４と送信部Ｂ１２０５とスイッチ（ＳＷ）１２０６からなり、制御部０１０９から選択することにより上記機能を選択する。
【００９１】
また図１中の端末０１０２を構成する端末側送信部０１１１と端末側受信部０１１２も基地局側送信部０１０６と基地局側受信部０１０７とそれぞれ同様の機能を持つ。
【００９２】
図１３Ａ、図１３Ｂは、第五の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図１４は、図１３が表すフローチャートの動作で可能となる基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００９３】
基地局、端末とも最初は無線方式Ａで送受信を行えるよう設定する（Ｓ１３０９）。基地局は、まず干渉信号検出を行い（Ｓ１３０１）、干渉信号検出の結果である干渉信号情報をＢｅａｃｏｎ信号に付加して無線方式Ａにて送信し（Ｓ１３０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ１３０４）に移る。干渉信号検出結果をもとに無線方式Ａか無線方式Ｂで送信するか選択する。すなわち干渉信号が存在しない帯域を持つ無線方式が選択される。
【００９４】
端末からのＤａｔａが受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ１３０４）、所定の時間待機（Ｓ１３０８）後、次の干渉検出に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合は、次の干渉検出に移る。上記の待機（Ｓ１３０８）は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。次の干渉検出に移る前に送受信方式は無線方式Ａに設定される（Ｓ１３０９）。
【００９５】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ１３０６）は省略される。
【００９６】
端末は、待機しながら（Ｓ１３１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ１３１２）に、所定の時間待機後（Ｓ１３１１，Ｓ１３１２、Ｓ１３１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ１３１４）に移る。Ｂｅａｃｏｎは無線方式Ａで受信する。
【００９７】
この待機（Ｓ１３１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信からある程度推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。後者のランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ１３１３）は時間０の場合も有り得る。
【００９８】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ１３１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００９９】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｂｅａｃｏｎ信号中の干渉信号情報をもとに無線方式が選択され（Ｓ１３１６）、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ１３１７）。その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ１３１８）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ１３１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。その際、送受信方式は無線方式Ａに戻される（Ｓ１３２０）。
【０１００】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ１３１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ１３１８、Ｓ１３１９のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ１３１１）に入る。
【０１０１】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図１４に示してある。
【０１０２】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ１３１１，Ｓ１３１３）は、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【０１０３】
以上で説明した無線システムは、好適には無線方式Ａと無線方式Ｂは互いに異なる周波数帯域を使用する無線方式を採用し、他に干渉するシステムが存在しない無線方式を無線方式Ａにし、干渉する可能性がある無線方式を無線方式Ｂに設定する。例えば、無線方式ＡにＩＥＥＥ８０２．１５．４に代表される狭帯域無線方式に採用し、無線方式ＢにＵＷＢを用いた場合、干渉する他無線システムが存在しない場合、ＵＷＢの特徴を生かした高効率な通信が行え、また他無線システムが存在する場合は、狭帯域無線方式を行うことにより、システムのスループットの低下を防ぐ。
【０１０４】
また無線方式Ａと無線方式Ｂの組み合わせは制限されるものでもなく、無線方式の種類も２種類のみならず３種類、４種類と増やしシステムの信頼性を高めることが可能である。またさらにいえば、無線方式の一つをＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）といった有線系と組み合わせることによってさらに高効率かつ信頼性の高い無線通信システムを構築できる。
【０１０５】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【０１０６】
（実施形態６）
図１５、図１６用いて本発明の第六の実施形態の無線システムの説明を行う。第六の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。また基地局及び端末側送信部、受信部は第五の実施形態と同じように図１２の構成例で示すことができる。
【０１０７】
図１５Ａ、図１５Ｂは、第六の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図１６は、図１５が表すフローチャートの動作で可能となる基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【０１０８】
基地局、端末とも最初は無線方式Ａで送受信を行えるよう設定する。基地局は、まず無線方式ＡにおいてＲｅｑｕｅｓｔ信号の待受を行う（Ｓ１５０９）。もしＲｅｑｕｅｓｔ信号が受信された場合、干渉信号検出を行う（Ｓ１５０１）。干渉信号検出の結果である干渉信号情報をＢｅａｃｏｎ信号に付加し送信し（Ｓ１５０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ１５０４）に移る。この時のＤａｔａ信号の受信待受は無線方式Ｂに設定され、さらに干渉信号情報にもとづいて送受信帯域を設定する（Ｓ１５０７）。この動作は第二の実施形態で説明した干渉信号帯域の回避方法と同様である。
【０１０９】
端末からのＤａｔａが受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ１５０４）、送受信方式を無線方式Ａに戻した後（Ｓ１５０８）、Ｒｅｑｕｅｓｔ信号の受信待受に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合も同様に、送受信方式を無線方式Ａに戻した後（Ｓ１５０８）、Ｒｅｑｕｅｓｔ信号の受信待受に移る。
【０１１０】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ１５０６）は省略される。
【０１１１】
端末は、待機しながら（Ｓ１５１１）送信すべきデータが存在する場合に（Ｓ１３１２）、一定時間待機し（Ｓ１５１３）、無線方式Ａにおいて、Ｒｅｑｕｅｓｔ信号を送信する（Ｓ１５２０）。
【０１１２】
この待機（Ｓ１５１３）は、待機時間の制御により擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。
【０１１３】
Ｒｅｑｕｅｓｔ信号送信後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る（Ｓ１５１４）。Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ１５１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【０１１４】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、送受信方式を無線方式Ｂに変更し、Ｂｅａｃｏｎ信号中の干渉信号情報をもとに使用する周波数帯域が設定される（Ｓ１５１６）。この周波数帯域の設定の方法は、第二の実施形態と同様である。その設定で、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ１５１７）。
【０１１５】
ＡＣＫ受信待受（Ｓ１５１８）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ１５１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。その際、送受信方式は無線方式Ａに戻される（Ｓ１５２０）。
【０１１６】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ１５１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ１５１８、Ｓ１５１９のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ１５１１）に入る。
【０１１７】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ１５１１，Ｓ１５１３）は、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【０１１８】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図１６に示してある。
【０１１９】
以上で説明した無線システムは、好適には無線方式Ａと無線方式Ｂは互いに異なる周波数帯域を使用する無線方式を採用し、他に干渉するシステムが存在しない無線方式を無線方式Ａにし、干渉する可能性がある無線方式を無線方式Ｂに設定する。
【０１２０】
例えば、無線方式ＡにＩＥＥＥ８０２．１５．４に代表される狭帯域無線方式に採用し、無線方式ＢにＵＷＢを用いて、干渉する他無線システムが存在する場合は、その帯域を回避して送受信を行う。このような構成とした場合、端末は受信の待受時間を少なくすることができより低消費電力化が実現できる。
【０１２１】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】センサーネットワーク向け無線通信システムの構成例である。
【図２】第１の実施形態における干渉信号検出部の構成例である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施例における基地局と端末の状態、データフロー、端末の消費電力の例を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第２の実施形態の干渉回避の例を説明する図である。
【図７Ｂ】本発明の第２の実施形態の干渉回避の例を説明する図である。
【図８Ａ】本発明の第３の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明の第３の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【図１０Ａ】発明の第４の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１０Ｂ】本発明の第４の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施例における基地局構成例を示す図である。
【図１３Ａ】発明の第５の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１３Ｂ】本発明の第５の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１４】本発明の第５の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【図１５Ａ】発明の第６の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１５Ｂ】本発明の第６の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１６】本発明の第６の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信基地局と複数の無線通信端末の間で、効率的な無線通信を行う無線通信システム技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、干渉信号検出を具備しない端末へ干渉信号検出を具備した無線装置からその干渉検出結果を通知することにより、端末へのＤＡＡの実装を回避する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来、基地局で干渉信号レベルを通知し、通信する周波数チャンネルを移動端末に割り当てる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３６７４３号公報
【非特許文献１】Ｂｉｎ Ｚｈｅｎ、“ＤＡＡ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ＵＷＢ”、ｉｎ ＩＥＥＥ１５−０６−００１３−００−００４ａ、Ｍａｒ．２００６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数のセンサー付き端末で集められたセンシングデータを無線で基地局へ伝送するセンサーネットワークのような、移動端末と基地局で構成される無線ネットワーク構成において、移動端末はバッテリー駆動が要求され一般的に低消費電力であることが求められる。
【０００６】
このようなネットワークにおける無線アクセス制御方式の例として、ＡＬＯＨＡ方式やＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式があげられる。ＡＬＯＨＡ方式、ＣＳＭＡ方式は基本的には端末主導型のアクセス制御方式であり、端末側の時間制御によってデータ送信がなされ、一般的に端末の負荷を軽くすることができる。一方、ＴＤＭＡ方式は、ビーコンと呼ばれる基地局からの信号を端末が受け取り、それを元にデータを送信するタイミングが決められる基地局主導型のアクセス制御であり、常に端末はビーコン信号の待受していなければならず端末の負荷は比較的重い。
【０００７】
一方近年、周波数資源の切迫から、周波数利用効率の向上が求められており、同じ周波数帯を複数の無線システムで共用できるようにする干渉軽減技術が求められている。例えばＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）のような、広い周波数帯域を用いるような無線方式に対しては、他無線システムとの共存するためには必須の技術である。干渉軽減技術として、ＤＡＡ（Ｄｅｔｅｃｔ Ａｎｄ Ａｖｏｉｄ）やＬＤＣ（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）が知られている。
【０００８】
前述した干渉軽減機能の一つであるＬＤＣは、パケットの送信比率を低くことにより他のシステムへの影響を軽減させる技術である。しかしＬＤＣは、システム全体のスループットが制限されてしまう。よって大量の端末を扱い大量のデータを扱うアプリケーションによっては、ＬＤＣの無線システムへの適用は困難になる。
【０００９】
一方ＤＡＡは、他無線システムの信号（以後干渉信号）を監視し、もし干渉信号が検知（Ｄｅｔｅｃｔ）された場合は、データを送信しない、または検出された帯域を避けて（Ａｖｏｉｄ）送信する技術である。このＤＡＡの課題は、干渉信号を検出する干渉信号検出器である。干渉軽減機能を有効に働かせるためには、広帯域にわたり干渉信号が存在するかどうかをスキャンする必要があり、またその感度はその干渉信号の無線システムの端末の一般的感度より高くする必要がある。そのため構成が複雑になり、消費電力も大きくなってしまうことが問題となる。したがって端末へＤＡＡ技術を実装することは端末の高コスト化及び電池寿命の低下を招く。
【００１０】
そこで、干渉信号検出を具備しない端末へ干渉信号検出を具備した無線装置からその干渉検出結果を通知することにより、端末へのＤＡＡの実装を回避する方法が非特許文献１に提案されている。
【００１１】
また、基地局で干渉信号レベルを通知し、通信する周波数チャンネルを移動端末に割り当てる方式が特許文献１に提案されている。
【００１２】
しかし、特許文献１、非特許文献１に記載されているような基地局側で干渉信号を検出し、端末へ通知する方法には、端末への通信手段をどのように構成するかという課題がある。すなわち、特許文献１、非特許文献１には具体的な通知手段は記載されていないが、端末側では上記の干渉結果の通知を受信する必要があり、その結果受信待受時間が長くなるため端末の消費電力の増大を招く。
【００１３】
また、自立的に端末から送信が行えなくなるため、前述の端末主導型の無線アクセス制御方式が困難になり、システムを複雑にし、端末の消費電力の増大を招く。
【００１４】
以上を顧みて、本発明の目的は、干渉軽減機能を有し他無線システムとの周波数共用を可能にし、かつ端末の負荷が少ないランダムアクセスを可能にする無線通信システムを構築することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の代表的なものの一例を示せば、以下の通りである。すなわち、基地局は、干渉信号検出機能を持ち、間欠的に干渉信号検出を行い、干渉信号が検出されなかった場合はビーコン信号を送信し、端末では、データ送信する前にスリープモードから立ち上がり、受信待受を行い上記のビーコン信号を受信した直後のみデータ送信を行い、上記のビーコン信号を受信できない場合は、再びスリープモードへ移行し、所定の時間経過後後上記シーケンスを繰り返す。
【００１６】
また、本発明の代表的なものの別の一例を示せば、以下の通りである。すなわち、基地局は、干渉検出機能を持ち、間欠的に干渉検出を行い、干渉情報を付加したビーコン信号を送信し、端末では、データ送信する前にスリープモードから立ち上がり、受信待受を行い上記のビーコン信号を受信した後、上記の干渉情報から送信パラメータを変更してデータ送信を行い、上記のビーコン信号を受信できない場合は、再びスリープモードへ移行し、所定の時間後上記シーケンスを繰り返す。
【００１７】
具体的には、本発明の無線通信システムは、無線送受信機能を有する基地局と複数の端末とを含んでなる無線通信システムであって、上記基地局は、ビーコン信号を送信する機能を有し、上記ビーコン信号を送信する前に、上記端末から上記基地局へのデータ送信に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出する干渉信号検出を行い、上記端末は、上記データ送信を開始するタイミングより前に、無線受信機能が休止した状態である待機状態から上記ビーコン信号を受信可能な状態である受信待受状態に移行し、上記ビーコン信号を受信した場合にのみ上記データ送信を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の無線通信方法は、基地局と複数の端末との間で行われる無線通信方法であって、上記基地局においてビーコン信号を送信するステップと、上記ビーコン信号を送信するステップの前に、端末から基地局への無線通信に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出するステップと、上記端末において、データを送信するタイミングの前に待機状態からビーコン信号の受信待受へ移行を行うステップと、上記ビーコン信号が受信された場合にのみ上記データ送信するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、干渉軽減機能を有し他無線システムとの周波数共用を可能にし、かつランダムアクセスを可能にすることから、端末の低消費電力化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１に本発明の第一の実施形態における無線通信システム例の構成図を示す。図１は代表例としてセンサーネットワークの無線通信システムの構成図として示してある。図１の０１０１は基地局、０１０２（a〜c）は端末１〜３、０１０４はアンテナ、０１０３はスイッチ（ＳＷ）、０１０５は時間制御部、０１０６は基地局側送信部、０１０７は基地局側受信部、０１０８は干渉信号検出部、０１０９は基地局側制御部、０１１０はセンサー部、０１１１は端末側送信部、０１１２は端末側受信部、０１１３制御部を示す。
【００２２】
基地局０１０１は、Ｂｅａｃｏｎ信号、ＡＣＫ信号を送信できる基地局側送信部０１０６と端末０１０２からのＤａｔａ信号を受信できる基地局側受信部０１０７を持ち、端末０１０２はＢｅａｃｏｎ信号やＡＣＫ信号を受信できる端末側受信部０１１２と、センサー０１１０から取得したセンシングデータを含むＤａｔａ信号を送信できる端末側送信部０１１１を持つ。
【００２３】
また基地局０１０１は、端末０１０２から基地局０１０１への無線通信に利用する周波数帯域内に存在する他無線システムの無線信号（以下干渉信号）を検出する干渉信号検出部を持つ。
【００２４】
例えば干渉信号検出部は、周波数分解能ｄＦで、周波数範囲Ｆ内で閾値を超えた干渉信号を検出する機能を持つ。例としてｄＦ＝１０ＭＨｚ、Ｆ＝３．４〜４．８ＧＨｚとすると、３．４ＧＨｚ〜４．２ＧＨｚの８００ＭＨｚ帯域のうち１０ＭＨｚ帯域の８０点において干渉信号の有無を検出できる。
【００２５】
図２に干渉信号検出部０１０１の一つの構成例を示す。図２の０２０１は低雑音増幅器（ＬＮＡ）、０２０２は周波数変換部、０２０３はアナログディジタル変換部、０２０４は離散フーリエ変換部を示す。
【００２６】
また、干渉信号検出部０１０１は、検出対象となる無線システムが限定されている場合は、該無線システムの受信器を搭載して信号レベルを検知することでも可能である。
【００２７】
制御部０１０９、０１１３は、基地局及び端末における図３、図４を用いて説明する動作を実現する。
【００２８】
図３Ａ、図３Ｂは、第一の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図４は、図３が表すフローチャートの動作の、基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００２９】
基地局は、まず干渉信号検出を行う（Ｓ０３０１）。この結果、干渉信号が帯域内に存在する場合は、所定の時間だけ待機をして（Ｓ０３０７）、干渉信号検出を繰り返す。干渉信号検出の結果、干渉信号が帯域内に存在しない場合、Ｂｅａｃｏｎ信号を送信し（Ｓ０３０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ０３０４）に移る。端末からのＤａｔａ
が受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ０３０６）、所定の時間待機（Ｓ０３０８）後、次の干渉検出に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合次の干渉検出に移る。上記の待機（Ｓ０３０７，Ｓ０３０８）は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。ただし、干渉信号が検出された場合と検出されない場合で異なる間隔に設定することもできる。
【００３０】
上記ＡＣＫ信号は、システムに求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ０３０６）は省略される。
【００３１】
端末は、待機しながら（Ｓ０３１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ０３１２）に、所定の時間待機後（Ｓ０３１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ０３１４）に移る。この待機（Ｓ０３１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信から推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。また初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。ランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ０３１３）は時間０の場合も有り得る
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機（Ｓ０３１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００３２】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ０３１６）。その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ０３１７）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ０３１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００３３】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ０３１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ０３１７、Ｓ０３１８のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ０３１１）に入る。
【００３４】
センサーネットワークの場合、例えば上記の待機（Ｓ０３１１）中にセンシングを行い、送信すべきデータを取得する。
【００３５】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ０３１１，Ｓ０３１３）では、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【００３６】
また基地局はある端末から一度データを受信した後、その端末に次回以降の通信タイミングを割りあて、ＡＣＫ信号を用いて通知することにより擬似的なＴＤＭＡ方式を実現することもできる。その際、次回以降の通信タイミングのビーコンは、その端末のＩＤ情報を含ませ、他端末はそのビーコン信号を受信しても送信できないようにすることにより、端末同士の衝突を防ぐことができ、システムのスループットを向上させることができる。
【００３７】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図４に示してある。
【００３８】
以上説明した無線通信システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能であり、また端末主導のランダムアクセスが可能となることで消費電力を抑えることができる。
【００３９】
図４には、端末１の消費電力の概略グラフを示してある。図が示すように、端末からの送信は間欠的であり、受信動作はその前後で行うだけでよく、その他の待機時は送受信部への電力を遮断することによって、端末の消費電力を低く抑えることができる。
【００４０】
以上で説明した無線システムにおいて基地局から端末へ送信する無線方式と、端末から基地局への無線方式が異なるもので構成することが可能である。すなわち図１中の基地局側送信部０１０６と端末側受信部０１１２は無線方式Ａに対応し、基地局側受信部０１０７と端末側送信部０１１１は、無線方式Ｂに対応させる。この時、例えば受信時の消費電力が無線方式Ａの方が無線方式Ｂより低く、また無線方式Ａの伝送速度より無線方式Ｂの伝送速度が速い場合、ＢｅａｃｏｎやＡＣＫ信号は伝送レートが低いが受信消費電力が低く、Ｄａｔａ信号送信時は伝送レートが高く送信時間を少なくできることより、より端末の消費電力の低減が実現できる。
【００４１】
上記の例として、無線方式Ａにセンサーネット向け無線規格ＩＥＥＥ．８０２．１５．４に代表される狭帯域無線方式を用い、無線方式ＢはＵＷＢ方式を用いることがあげられる。
【００４２】
（実施形態２）
図５、図６、図７を用いて本発明の第二の実施形態の無線システムの説明を行う。第二の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。
【００４３】
図５Ａ、図５Ｂは、第二の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図６は、図５が表すフローチャートの動作が可能にする、基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００４４】
基地局は、まず干渉信号検出を行う（Ｓ０５０１）。干渉信号検出の結果である干渉信号情報をＢｅａｃｏｎ信号に付加して送信し（Ｓ０５０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ０５０４）に移る。また受信器の受信帯域の設定を、上記干渉信号検出結果をもとに変更する（Ｓ０５０２）。
【００４５】
端末からのＤａｔａが受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ０５０６）、所定の時間待機（Ｓ０５０８）後、次の干渉検出に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合は、次の干渉検出に移る。上記の待機（Ｓ０５０８）は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。
【００４６】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ０５０６）は省略される。
【００４７】
端末は、待機しながら（Ｓ０５１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ０５１２）に、所定の時間待機後（Ｓ０５１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ０５１４）に移る。この待機（Ｓ０５１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信からある程度推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。後者のランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ０５１３）は時間０の場合も有り得る
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ０５１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００４８】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｂｅａｃｏｎ信号中の干渉信号情報を送信部の送信帯域を変更（Ｓ０５１６）して、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ０５１７）。その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ０５１８）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ０５１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００４９】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ０５１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ０５１８、Ｓ０５１９のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ０５１１）に入る。
【００５０】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ０５１１，Ｓ０５１３）では、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【００５１】
センサーネットワークの場合、例えば上記の待機（Ｓ０５１１）中にセンシングを行い、送信すべきデータを取得する。
【００５２】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図６に示してある。
【００５３】
図７には、Ｓ０５１６の送信帯域の変更制御の例を模式的に示したものである。図７Ａ、図７Ｂとも、検出された干渉信号と送信信号のパワースペクトルの関係図を示している。図７Ａは、干渉信号が存在する帯域をノッチして送信信号を送信する。例えばＯＦＤＭを採用したシステムで効果的である。すなわち検出された干渉信号が存在する帯域に該当するサブキャリアに情報の割り当てを行わず送信することによりノッチを形成する。
【００５４】
図７Ｂは、周波数チャンネルが複数あり、干渉信号があるチャンネルに存在した場合、送信するチャンネルを変更することを示している。
【００５５】
両者の方法とも、干渉信号が存在してもデータ送信を行えることからスループットの低下を抑えることができる。
【００５６】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【００５７】
第一の実施例と同じように、以上で説明した無線システムで基地局から端末へ送信する無線方式と、端末から基地局へ送る無線方式を異なるもので構成することが可能である。
【００５８】
（実施形態３）
図８、図９を用いて本発明の第三の実施形態の無線システムの説明を行う。第二の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。
【００５９】
図８Ａ、図８Ｂは、第一の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図９は、図８が表すフローチャートの動作が可能とする、基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００６０】
基地局は、まず干渉信号検出を行う（Ｓ０８０１）。この結果、干渉信号が帯域内に存在する場合は、所定の時間だけ待機をして（Ｓ０８０７）、干渉信号検出を繰り返す。干渉信号検出の結果、干渉信号が帯域内に存在しない場合、Ｂｅａｃｏｎ信号を送信し（Ｓ０８０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ０８０４）に移る。端末からのＤａｔａ
が受信された場合、ＡＣＫ信号を送信する（Ｓ０３０６）。ＡＣＫ送信後所定のＤａｔａ受信待ち受け開始時から所定の時間経過している場合は、干渉検出（Ｓ０８０１）に戻る。Ｄａｔａ信号が受信されない場合は、受信待ち受け開始時から所定の時間経過するまで待ち受けを続ける。この所定の時間は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。
【００６１】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ０８０６）は省略される。
【００６２】
端末は、待機しながら（Ｓ０８１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ０８１２）に、所定の時間待機後（Ｓ０８１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ０８１４）に移る。この待機（Ｓ０８１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信からある程度推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。後者のランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ０８１３）は時間０の場合も有り得る。
【００６３】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ０８１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００６４】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｍ×Ｔｓｌｏｔ時間待機後（Ｓ０８１６）、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ０８１７）。この時、Ｍ＝０〜（ＭＡＸ−１）までの整数値をランダムに取り、Ｔｓｌｏｔは一回のＤａｔａ送信及びＡＣＫ受信に割り当てられる時間（スロット）である。ＭＡＸは、干渉検出の間隔でのスロットの数である。
【００６５】
その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ０８１８）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ０８１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００６６】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ０８１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ０８１８、Ｓ０８１９のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ０８１１）に入る。
【００６７】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ０８１１，Ｓ０８１３）では、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【００６８】
また基地局はある端末から一度データを受信した後、その端末に次回以降の通信タイミングを割りあて、ＡＣＫ信号を用いて通知することにより擬似的なＴＤＭＡ方式を実現することもできる。その際、次回以降の通信タイミングのビーコンは、その端末のＩＤ情報を含ませ、他端末はそのビーコン信号を受信しても送信できないようにすることにより、端末同士の衝突を防ぐことができ、システムのスループットを向上させることができる。
【００６９】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図９に示してある。
【００７０】
この実施形態をとることにより、一つのＢｅａｃｏｎ信号につき複数の端末がＤａｔａ送信をすることができ、Ｄａｔａの衝突をさけることができシステムのスループットを向上させることができる。ただし、干渉信号検出から時間がある程度経過するため、本実施形態は、被干渉システムが上記時間経過後の送信を許容できる場合に限られる。
【００７１】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【００７２】
第一の実施例と同じように、以上で説明した無線システムで基地局から端末へ送信する無線方式と、端末から基地局へ送る無線方式を異なるもので構成することが可能である。
（実施形態４）
図１０、図１１を用いて本発明の第四の実施形態の無線システムの説明を行う。第四の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。また図１の端末側受信部０１１２は上記無線通信システム内の他端末０１０２及び基地局０１０１が送信した信号の有無を検知するキャリアセンス機能を有する。
【００７３】
図１０Ａ、図１０Ｂは、第一の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図１１は、図１０が表すフローチャートの動作で可能となる、基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００７４】
基地局は、まず干渉信号検出を行う（Ｓ１００１）。この結果、干渉信号が帯域内に存在する場合は、所定の時間だけ待機をして（Ｓ１００７）、干渉信号検出を繰り返す。干渉信号検出の結果、干渉信号が帯域内に存在しない場合、Ｂｅａｃｏｎ信号を送信し（Ｓ１００３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ１００４）に移る。端末からのＤａｔａ
が受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ１００６）、所定の時間待機（Ｓ１００８）後、次の干渉検出に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合次の干渉検出に移る。上記の待機（Ｓ１００７，Ｓ１００８）は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。ただし、干渉信号が検出された場合と検出されない場合で異なる間隔に設定することもできる。
【００７５】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ１００６）は省略される。
【００７６】
端末は、待機しながら（Ｓ１０１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ１０１２）に、所定の時間待機後（Ｓ１０１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ１０１４）に移る。この待機（Ｓ１０１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信からある程度推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。後者のランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ１０１３）は時間０の場合も有り得る。
【００７７】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ１０１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００７８】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｍ×Ｔｃｓ時間待機後（Ｓ１０１６）、キャリアセンスを行う（Ｓ０１１７）い、キャリアセンスで同じ無線システム内の無線信号が検出されなかった場合にＤａｔａ信号の送信を行う（Ｓ１０１８）。
【００７９】
キャリアセンサで同じ無線システム内の無線信号が検出され場合は、待機（Ｓ１０１３）に戻り次回のＢｅａｃｏｎ受信タイミングを待つ。
【００８０】
この時、Ｍ＝０〜（ＭＡＸ−１）までの整数値をランダムに取り、Ｔｃｓは一回のキャリアセンスに割り当てられる時間（スロット）である。ＭＡＸは、キャリアセンスができる最大数である。またキャリアセンスはＭ＝０の時は行わずにＤａｔａ信号送信（Ｓ０１８）を行う。
【００８１】
その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ１０１９）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ１０１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００８２】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ１０１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ１０１９、Ｓ１０２０のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ１０１１）に入る。
【００８３】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ１０１１，Ｓ１０１３）は、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【００８４】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図１１に示してある。
【００８５】
この実施形態をとることにより、一つのＢｅａｃｏｎ信号につき複数の端末が受信してしまった時に、Ｄａｔａ信号の衝突をさけることができ、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００８６】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【００８７】
第一の実施例と同じように、以上で説明した無線システムで基地局から端末へ送信する無線方式と、端末から基地局へ送る無線方式を異なるもので構成することが可能である。
【００８８】
（実施形態５）
図１２、図１３、図１４を用いて本発明の第五の実施形態の無線システムの説明を行う。第五の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。
【００８９】
図１２に図１中の基地局０１０１の本実施形態における構成例を示す。図１２で示した構成例は図１中の基地局の構成例と同じ構成であるが、送信部０１０６は、第一の無線方式（以下無線方式Ａ）と第二の無線方式（以下無線方式Ｂ）の両方の信号を送信できる機能を持つ。図１２の構成例では、無線方式Ａと無線方式Ｂにそれぞれ対応する送信部Ａ１２０１と送信部Ｂ１２０２とスイッチ（ＳＷ）１２０３からなり、制御部０１０９から選択することにより上記機能を選択する。
【００９０】
受信部０１０７は、同様に無線方式Ａと無線方式Ｂの両方の信号を受信できる機能を持つ。図１２の構成例では、無線方式Ａと無線方式Ｂにそれぞれ対応する受信部Ａ１２０４と送信部Ｂ１２０５とスイッチ（ＳＷ）１２０６からなり、制御部０１０９から選択することにより上記機能を選択する。
【００９１】
また図１中の端末０１０２を構成する端末側送信部０１１１と端末側受信部０１１２も基地局側送信部０１０６と基地局側受信部０１０７とそれぞれ同様の機能を持つ。
【００９２】
図１３Ａ、図１３Ｂは、第五の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図１４は、図１３が表すフローチャートの動作で可能となる基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【００９３】
基地局、端末とも最初は無線方式Ａで送受信を行えるよう設定する（Ｓ１３０９）。基地局は、まず干渉信号検出を行い（Ｓ１３０１）、干渉信号検出の結果である干渉信号情報をＢｅａｃｏｎ信号に付加して無線方式Ａにて送信し（Ｓ１３０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ１３０４）に移る。干渉信号検出結果をもとに無線方式Ａか無線方式Ｂで送信するか選択する。すなわち干渉信号が存在しない帯域を持つ無線方式が選択される。
【００９４】
端末からのＤａｔａが受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ１３０４）、所定の時間待機（Ｓ１３０８）後、次の干渉検出に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合は、次の干渉検出に移る。上記の待機（Ｓ１３０８）は、干渉検出の間隔が一定の時間（Ｔｂ）になるように調整される。次の干渉検出に移る前に送受信方式は無線方式Ａに設定される（Ｓ１３０９）。
【００９５】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ１３０６）は省略される。
【００９６】
端末は、待機しながら（Ｓ１３１１）送信すべきデータが存在する場合（Ｓ１３１２）に、所定の時間待機後（Ｓ１３１１，Ｓ１３１２、Ｓ１３１３）、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受（Ｓ１３１４）に移る。Ｂｅａｃｏｎは無線方式Ａで受信する。
【００９７】
この待機（Ｓ１３１３）は、基地局からのＢｅａｃｏｎ信号の到来時間が前回のＢｅａｃｏｎ信号受信からある程度推定される場合、その時間にあわせてＢｅａｃｏｎ信号の受信待受に移る。初回の送信など、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信信号の到来時間が推定できない場合は、ただちにあるいはランダム時間待機後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る。後者のランダム時間待機をする場合は、擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。したがって、待機（Ｓ１３１３）は時間０の場合も有り得る。
【００９８】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ１３１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【００９９】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、Ｂｅａｃｏｎ信号中の干渉信号情報をもとに無線方式が選択され（Ｓ１３１６）、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ１３１７）。その後ＡＣＫ受信待受（Ｓ１３１８）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ１３１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。その際、送受信方式は無線方式Ａに戻される（Ｓ１３２０）。
【０１００】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ１３１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ１３１８、Ｓ１３１９のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ１３１１）に入る。
【０１０１】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図１４に示してある。
【０１０２】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ１３１１，Ｓ１３１３）は、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【０１０３】
以上で説明した無線システムは、好適には無線方式Ａと無線方式Ｂは互いに異なる周波数帯域を使用する無線方式を採用し、他に干渉するシステムが存在しない無線方式を無線方式Ａにし、干渉する可能性がある無線方式を無線方式Ｂに設定する。例えば、無線方式ＡにＩＥＥＥ８０２．１５．４に代表される狭帯域無線方式に採用し、無線方式ＢにＵＷＢを用いた場合、干渉する他無線システムが存在しない場合、ＵＷＢの特徴を生かした高効率な通信が行え、また他無線システムが存在する場合は、狭帯域無線方式を行うことにより、システムのスループットの低下を防ぐ。
【０１０４】
また無線方式Ａと無線方式Ｂの組み合わせは制限されるものでもなく、無線方式の種類も２種類のみならず３種類、４種類と増やしシステムの信頼性を高めることが可能である。またさらにいえば、無線方式の一つをＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）といった有線系と組み合わせることによってさらに高効率かつ信頼性の高い無線通信システムを構築できる。
【０１０５】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【０１０６】
（実施形態６）
図１５、図１６用いて本発明の第六の実施形態の無線システムの説明を行う。第六の実施形態の無線システムの構成例の一つは図１の構成例で示すことができる。また基地局及び端末側送信部、受信部は第五の実施形態と同じように図１２の構成例で示すことができる。
【０１０７】
図１５Ａ、図１５Ｂは、第六の実施形態における基地局と端末のシーケンス例を表すフローチャートであり、図１６は、図１５が表すフローチャートの動作で可能となる基地局、端末の状態及びデータフロー例を表す。
【０１０８】
基地局、端末とも最初は無線方式Ａで送受信を行えるよう設定する。基地局は、まず無線方式ＡにおいてＲｅｑｕｅｓｔ信号の待受を行う（Ｓ１５０９）。もしＲｅｑｕｅｓｔ信号が受信された場合、干渉信号検出を行う（Ｓ１５０１）。干渉信号検出の結果である干渉信号情報をＢｅａｃｏｎ信号に付加し送信し（Ｓ１５０３）、Ｄａｔａ信号の受信待ち受け（Ｓ１５０４）に移る。この時のＤａｔａ信号の受信待受は無線方式Ｂに設定され、さらに干渉信号情報にもとづいて送受信帯域を設定する（Ｓ１５０７）。この動作は第二の実施形態で説明した干渉信号帯域の回避方法と同様である。
【０１０９】
端末からのＤａｔａが受信された場合、ＡＣＫ信号を送信し（Ｓ１５０４）、送受信方式を無線方式Ａに戻した後（Ｓ１５０８）、Ｒｅｑｕｅｓｔ信号の受信待受に移る。もし、端末からのＤａｔａが所定の時間受信されなかった場合も同様に、送受信方式を無線方式Ａに戻した後（Ｓ１５０８）、Ｒｅｑｕｅｓｔ信号の受信待受に移る。
【０１１０】
上記ＡＣＫ信号は、システムの求められる信頼性によっては必ずしも必要ではない。その場合、ＡＣＫ送信ステップ（Ｓ１５０６）は省略される。
【０１１１】
端末は、待機しながら（Ｓ１５１１）送信すべきデータが存在する場合に（Ｓ１３１２）、一定時間待機し（Ｓ１５１３）、無線方式Ａにおいて、Ｒｅｑｕｅｓｔ信号を送信する（Ｓ１５２０）。
【０１１２】
この待機（Ｓ１５１３）は、待機時間の制御により擬似的なＡＬＯＨＡ方式のアクセス制御を実現できる。
【０１１３】
Ｒｅｑｕｅｓｔ信号送信後、Ｂｅａｃｏｎ信号の受信待受に入る（Ｓ１５１４）。Ｂｅａｃｏｎ信号が受信されなかった場合、再び待機状態（Ｓ１５１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。
【０１１４】
Ｂｅａｃｏｎ信号が受信された場合、送受信方式を無線方式Ｂに変更し、Ｂｅａｃｏｎ信号中の干渉信号情報をもとに使用する周波数帯域が設定される（Ｓ１５１６）。この周波数帯域の設定の方法は、第二の実施形態と同様である。その設定で、Ｄａｔａ信号の送信を行う（Ｓ１５１７）。
【０１１５】
ＡＣＫ受信待受（Ｓ１５１８）に移り、ＡＣＫ信号が受信されるのを待つ。所定の時間、ＡＣＫ信号が受信されない場合は、再び待機状態（Ｓ１５１３）に入り次のタイミングのＢｅａｃｏｎ信号の受信タイミングを待つ。その際、送受信方式は無線方式Ａに戻される（Ｓ１５２０）。
【０１１６】
ＡＣＫ信号が受信された場合、次回の送信すべきデータを送るタイミングを待つ待機に入る（Ｓ１５１１）。ＡＣＫ信号を用いないシステムの場合は、Ｓ１５１８、Ｓ１５１９のステップは省略され、ただちに送信タイミングを待つ待機（Ｓ１５１１）に入る。
【０１１７】
ここで上記に記載した、端末における待機（Ｓ１５１１，Ｓ１５１３）は、送信部０１１１、受信部０１１２の電源は遮断される。
【０１１８】
以上で説明したフローチャートで実現できる、基地局、端末の状態及びデータフロー例が図１６に示してある。
【０１１９】
以上で説明した無線システムは、好適には無線方式Ａと無線方式Ｂは互いに異なる周波数帯域を使用する無線方式を採用し、他に干渉するシステムが存在しない無線方式を無線方式Ａにし、干渉する可能性がある無線方式を無線方式Ｂに設定する。
【０１２０】
例えば、無線方式ＡにＩＥＥＥ８０２．１５．４に代表される狭帯域無線方式に採用し、無線方式ＢにＵＷＢを用いて、干渉する他無線システムが存在する場合は、その帯域を回避して送受信を行う。このような構成とした場合、端末は受信の待受時間を少なくすることができより低消費電力化が実現できる。
【０１２１】
以上説明した無線システムは、他無線システムとの周波数共用ができる干渉軽減機能を有しながら、端末には複雑な構成が必要とならず低コスト化が可能で、また端末主導のランダムアクセスが可能となり消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】センサーネットワーク向け無線通信システムの構成例である。
【図２】第１の実施形態における干渉信号検出部の構成例である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施例における基地局と端末の状態、データフロー、端末の消費電力の例を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第２の実施形態の干渉回避の例を説明する図である。
【図７Ｂ】本発明の第２の実施形態の干渉回避の例を説明する図である。
【図８Ａ】本発明の第３の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明の第３の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【図１０Ａ】発明の第４の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１０Ｂ】本発明の第４の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施例における基地局構成例を示す図である。
【図１３Ａ】発明の第５の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１３Ｂ】本発明の第５の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１４】本発明の第５の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【図１５Ａ】発明の第６の実施形態における基地局シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１５Ｂ】本発明の第６の実施形態における端末シーケンス例を表すフローチャートである。
【図１６】本発明の第６の実施例における基地局と端末の状態、データフロー例を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送受信機能を有する基地局と複数の端末とを含んでなる無線通信システムであって、
上記基地局は、ビーコン信号を送信する機能を有し、上記ビーコン信号を送信する前に、上記端末から上記基地局へのデータ送信に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出する干渉信号検出を行い、
上記端末は、上記データ送信を開始するタイミングより前に、無線受信機能が休止した状態である待機状態から上記ビーコン信号を受信可能な状態である受信待受状態に移行し、上記ビーコン信号を受信した場合にのみ上記データ送信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記基地局は、上記干渉信号検出の結果によって、干渉信号が検出されなかった場合ビーコン信号を送信し、干渉信号が検出された場合はビーコン信号の送信を停止し、一定時間経過後再び上記干渉信号検出動作を繰り返すことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１において、
上記基地局の干渉信号検出機能は、干渉信号の存在の有無とその干渉信号の周波数帯域を検出し、
上記基地局は上記ビーコン信号内に上記干渉信号の存在の有無とその干渉信号の周波数帯域を付加して送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３において、
上記端末は、上記干渉信号の存在の有無と上記干渉信号の周波数帯域情報を含んだビーコン信号を受信し、上記情報にもとづいて周波数帯域を避けた無線信号を用いてデータ送信を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項４において、
上記端末の送信機能は直交周波数多重方式（ＯＦＤＭ）の無線方式が送信でき、
上記干渉信号の周波数帯域を避ける無線信号は、干渉信号の周波数帯域に該当する上記ＯＦＤＭ信号のサブキャリアに情報ビットを割り当てないことにより実現され、
上記基地局は、上記無線信号で送信されたデータ信号を受信する機能を有する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項４において、
上記端末の送信機能は複数の周波数チャンネルを持つ無線方式で行い、
上記干渉信号の周波数帯域を避ける無線信号は、干渉信号の周波数帯域を含まない周波数チャンネルを選択することにより実現され、
上記基地局は上記無線方式のすべての周波数チャンネルで受信できる機能を有し、上記選択された周波数チャンネルの無線信号で送信されたデータ信号を受信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１において、
上記端末は、上記ビーコン信号を受信した後、ランダム時間経過後にデータ送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項７において、
上記ランダム時間は、Ｔｓｌｏｔを単位時間、変数Ｍを０以上ＭＡＸ未満（ＭＡＸは正の整数）のランダムな整数として、Ｍ×Ｔｓｌｏｔで与えられることを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項１において、
上記端末は、上記無線システム内の他端末または基地局から送信されている他無線信号を検出するキャリアセンス機能を有し、
上記ビーコン信号を受信した後に、ランダム時間後にキャリアセンスを行い、上記他無線信号が検出されなかった場合にデータ送信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項１０において、
上記ランダム時間は、Ｔｃｓを単位時間、変数Ｍを０以上ＭＡＸ未満（ＭＡＸは正の整数）のランダムな整数としてＭ×Ｔｃｓで与えられ、Ｍ＝０の場合のみキャリアセンスを行わずデータ送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
請求項１において、
上記基地局の送信機能と端末の受信機能は第一の無線方式の送信及ぶ受信をそれぞれ行い、
上記端末の送信機能と上記基地局の受信機能は、上記第一の無線方式とは異なる第二の無線方式の送信及び受信をそれぞれ行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記第一の無線方式は、狭帯域無線方式であり、
上記第二の無線方式は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）方式である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
請求項１において、
上記基地局の無線送信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の送信機能を有し、
上記基地局の無線受信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の受信機能を有し、
上記端末の無線送信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の送信機能を有し、
上記端末の無線受信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の受信機能を有し、
上記干渉信号検出機能は上記第二の無線方式で用いる周波数帯域内の干渉信号の存在の有無を検出し、上記ビーコン信号内に付加して上記第一の無線方式で送信し、
上記端末は上記ビーコン信号の受信を行い、その結果をみて上記干渉信号が存在しなければ、第二の無線方式で上記データ信号の送信を行い、上記干渉信号が存在すれば第一の無線方式で上記データ信号の送信を行い、
上記基地局は上記選択された無線方式で送信されたデータ信号の受信をおこなう
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
請求項１３において、
上記第一の無線方式は、狭帯域無線方式であり、
上記第二の無線方式は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）方式である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１５】
無線送受信機能を有する基地局と複数の端末とを含んでなる無線通信システムであって、
上記基地局の無線送信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の送信機能を有し、
上記基地局の無線受信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の受信機能を有し、
上記端末の無線送信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の送信機能を有し、
上記端末の無線受信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の受信機能を有し、
上記端末は第一の無線方式でリクエスト信号を送信し、
上記基地局は上記リクエスト信号を受信して上記第二の無線方式に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出する干渉信号検出を行い、上記干渉信号の存在の有無と周波数帯域情報を含んだビーコン信号を送信し、
上記端末は上記ビーコン信号を受信し、上記情報にもとづいて周波数帯域を避けた第二の無線方式の無線信号を用いてデータ送信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１６】
請求項１５において、
上記第二の無線方式は、直交周波数多重方式（ＯＦＤＭ）であり、
上記干渉信号の周波数帯域を避ける無線信号を作る機能は、干渉信号の周波数帯域に該当する上記ＯＦＤＭ信号のサブキャリアに情報ビットを割り当てないことにより実現される
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１７】
請求項１５において、
上記第二の無線方式は、複数の周波数チャンネルを持つ無線方式であり、
上記干渉信号の周波数帯域を避ける無線信号を作る機能は、干渉信号の周波数帯域に該当する上記周波数チャンネルではない周波数チャンネルとすることによる実現される
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１８】
請求項１５において、
上記第一の無線方式は、狭帯域無線方式であり、
上記第二の無線方式は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）方式である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１９】
請求項１５において、
上記第一の無線方式のかわりに、有線通信を用いることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２０】
基地局と複数の端末との間で行われる無線通信方法であって、
上記基地局においてビーコン信号を送信するステップと、
上記ビーコン信号を送信するステップの前に、端末から基地局への無線通信に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出するステップと、
上記端末において、データを送信するタイミングの前に待機状態からビーコン信号の受信待受へ移行を行うステップと、
上記ビーコン信号が受信された場合にのみ上記データ送信するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
無線送受信機能を有する基地局と複数の端末とを含んでなる無線通信システムであって、
上記基地局は、ビーコン信号を送信する機能を有し、上記ビーコン信号を送信する前に、上記端末から上記基地局へのデータ送信に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出する干渉信号検出を行い、
上記端末は、上記データ送信を開始するタイミングより前に、無線受信機能が休止した状態である待機状態から上記ビーコン信号を受信可能な状態である受信待受状態に移行し、上記ビーコン信号を受信した場合にのみ上記データ送信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記基地局は、上記干渉信号検出の結果によって、干渉信号が検出されなかった場合ビーコン信号を送信し、干渉信号が検出された場合はビーコン信号の送信を停止し、一定時間経過後再び上記干渉信号検出動作を繰り返すことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１において、
上記基地局の干渉信号検出機能は、干渉信号の存在の有無とその干渉信号の周波数帯域を検出し、
上記基地局は上記ビーコン信号内に上記干渉信号の存在の有無とその干渉信号の周波数帯域を付加して送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３において、
上記端末は、上記干渉信号の存在の有無と上記干渉信号の周波数帯域情報を含んだビーコン信号を受信し、上記情報にもとづいて周波数帯域を避けた無線信号を用いてデータ送信を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項４において、
上記端末の送信機能は直交周波数多重方式（ＯＦＤＭ）の無線方式が送信でき、
上記干渉信号の周波数帯域を避ける無線信号は、干渉信号の周波数帯域に該当する上記ＯＦＤＭ信号のサブキャリアに情報ビットを割り当てないことにより実現され、
上記基地局は、上記無線信号で送信されたデータ信号を受信する機能を有する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項４において、
上記端末の送信機能は複数の周波数チャンネルを持つ無線方式で行い、
上記干渉信号の周波数帯域を避ける無線信号は、干渉信号の周波数帯域を含まない周波数チャンネルを選択することにより実現され、
上記基地局は上記無線方式のすべての周波数チャンネルで受信できる機能を有し、上記選択された周波数チャンネルの無線信号で送信されたデータ信号を受信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１において、
上記端末は、上記ビーコン信号を受信した後、ランダム時間経過後にデータ送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項７において、
上記ランダム時間は、Ｔｓｌｏｔを単位時間、変数Ｍを０以上ＭＡＸ未満（ＭＡＸは正の整数）のランダムな整数として、Ｍ×Ｔｓｌｏｔで与えられることを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項１において、
上記端末は、上記無線システム内の他端末または基地局から送信されている他無線信号を検出するキャリアセンス機能を有し、
上記ビーコン信号を受信した後に、ランダム時間後にキャリアセンスを行い、上記他無線信号が検出されなかった場合にデータ送信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項１０において、
上記ランダム時間は、Ｔｃｓを単位時間、変数Ｍを０以上ＭＡＸ未満（ＭＡＸは正の整数）のランダムな整数としてＭ×Ｔｃｓで与えられ、Ｍ＝０の場合のみキャリアセンスを行わずデータ送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
請求項１において、
上記基地局の送信機能と端末の受信機能は第一の無線方式の送信及ぶ受信をそれぞれ行い、
上記端末の送信機能と上記基地局の受信機能は、上記第一の無線方式とは異なる第二の無線方式の送信及び受信をそれぞれ行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記第一の無線方式は、狭帯域無線方式であり、
上記第二の無線方式は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）方式である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
請求項１において、
上記基地局の無線送信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の送信機能を有し、
上記基地局の無線受信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の受信機能を有し、
上記端末の無線送信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の送信機能を有し、
上記端末の無線受信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の受信機能を有し、
上記干渉信号検出機能は上記第二の無線方式で用いる周波数帯域内の干渉信号の存在の有無を検出し、上記ビーコン信号内に付加して上記第一の無線方式で送信し、
上記端末は上記ビーコン信号の受信を行い、その結果をみて上記干渉信号が存在しなければ、第二の無線方式で上記データ信号の送信を行い、上記干渉信号が存在すれば第一の無線方式で上記データ信号の送信を行い、
上記基地局は上記選択された無線方式で送信されたデータ信号の受信をおこなう
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
請求項１３において、
上記第一の無線方式は、狭帯域無線方式であり、
上記第二の無線方式は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）方式である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１５】
無線送受信機能を有する基地局と複数の端末とを含んでなる無線通信システムであって、
上記基地局の無線送信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の送信機能を有し、
上記基地局の無線受信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の受信機能を有し、
上記端末の無線送信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の送信機能を有し、
上記端末の無線受信機能は第一の無線方式と第二の無線方式の受信機能を有し、
上記端末は第一の無線方式でリクエスト信号を送信し、
上記基地局は上記リクエスト信号を受信して上記第二の無線方式に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出する干渉信号検出を行い、上記干渉信号の存在の有無と周波数帯域情報を含んだビーコン信号を送信し、
上記端末は上記ビーコン信号を受信し、上記情報にもとづいて周波数帯域を避けた第二の無線方式の無線信号を用いてデータ送信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１６】
請求項１５において、
上記第二の無線方式は、直交周波数多重方式（ＯＦＤＭ）であり、
上記干渉信号の周波数帯域を避ける無線信号を作る機能は、干渉信号の周波数帯域に該当する上記ＯＦＤＭ信号のサブキャリアに情報ビットを割り当てないことにより実現される
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１７】
請求項１５において、
上記第二の無線方式は、複数の周波数チャンネルを持つ無線方式であり、
上記干渉信号の周波数帯域を避ける無線信号を作る機能は、干渉信号の周波数帯域に該当する上記周波数チャンネルではない周波数チャンネルとすることによる実現される
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１８】
請求項１５において、
上記第一の無線方式は、狭帯域無線方式であり、
上記第二の無線方式は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ）方式である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１９】
請求項１５において、
上記第一の無線方式のかわりに、有線通信を用いることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２０】
基地局と複数の端末との間で行われる無線通信方法であって、
上記基地局においてビーコン信号を送信するステップと、
上記ビーコン信号を送信するステップの前に、端末から基地局への無線通信に利用する周波数帯域内の干渉信号を検出するステップと、
上記端末において、データを送信するタイミングの前に待機状態からビーコン信号の受信待受へ移行を行うステップと、
上記ビーコン信号が受信された場合にのみ上記データ送信するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−３０１００６（Ｐ２００８−３０１００６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２７７９（Ｐ２００７−１４２７７９）
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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