(57)【要約】【課題】送信装置と受信装置との間の通信が、他の送信装置と他の受信装置との間の通信へ与える干渉を低減する。【解決手段】送信装置は、受信装置へ情報を送信する制御を行う通信制御部と、通信制御部による制御により受信装置へ情報を送信する送信部と、受信装置から受信装置の通信制御に関する通信制御情報を受信する受信部とを備え、通信制御部は、受信部が受信した通信制御情報に基づいて、受信装置への情報の送信を制御する。受信装置は、通信制御情報を作成する通信制御情報作成部と、通信制御情報作成部が作成した通信制御情報を、送信装置へ送信する送信部とを備える。【選択図】図１
2018007116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と、受信装置とを備える無線通信システムであって、
前記送信装置は、
受信装置へ情報を送信する制御を行う通信制御部と、
前記通信制御部による制御により前記受信装置へ情報を送信する第１の送信部と、
前記受信装置から前記受信装置の通信制御に関する通信制御情報を受信する第１の受信部と
を備え、
前記通信制御部は、第１の受信部が受信した前記通信制御情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を制御し、
前記受信装置は、
前記通信制御情報を作成する通信制御情報作成部と、
前記通信制御情報作成部が作成した前記通信制御情報を、前記送信装置へ送信する第２の送信部と
を備える、無線通信システム。
【請求項２】
前記受信装置は、
前記送信装置以外の他の送信装置と前記受信装置以外の他の受信装置との間で送受信される情報を受信する第２の受信部
を備え、
前記通信制御情報作成部は、前記第２の受信部が受信した前記情報に基づいて、前記通信制御情報を作成する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記通信制御情報作成部は、前記第２の受信部が受信した前記情報に基づいて、前記受信装置が通信を中止したことを示す通信制御情報を作成し、
前記通信制御部は、第１の受信部が受信した前記通信制御情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を中止する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第２の送信部は、前記通信制御情報を、ビームフォーミングを用いて前記送信装置へ送信する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１の受信部は、前記通信制御情報を送信してきた前記受信装置を識別し、
前記第１の送信部は、前記第１の受信部が識別した前記受信装置に対応したアンテナセクターへ情報を送信する、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第２の受信部は、前記他の送信装置が送信した送信リクエストを受信し、
前記通信制御情報作成部は、前記送信リクエストに基づいて、前記通信制御情報を作成する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記通信制御情報作成部は、前記送信リクエストに含まれる送信を中止する期間を表す情報を含む通信制御情報を作成し、
前記通信制御部は、前記通信制御情報に含まれる送信を中止する期間を表す情報に基づいて、前記送信を中止する期間の間、前記受信装置への情報の送信を中止する、請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記第１の送信部は、送信リクエストを送信し、
前記通信制御部は、前記送信リクエストに対して前記受信装置が送信した送信許可が前記第１の受信部によって受信されてから、所定のバックオフ期間に前記通信制御情報の送信に要する時間を加えた時間以上の時間が経過した後に、前記受信装置へ前記情報を送信する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記通信制御情報作成部は、電波が使用中であることを示す情報を含む前記通信制御情報を作成し、
前記通信制御部は、前記第１の受信部が受信した前記通信制御情報に含まれる前記電波が使用中であることを示す情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を中止する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記通信制御情報作成部は、電波が未使用であることを示す情報を含む前記通信制御情報を作成し、
前記通信制御部は、第１の受信部が受信した前記通信制御情報に含まれる前記電波が未使用であることを示す情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を中止する、請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記第１の受信部は、前記情報が送信される第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で送信される前記通信制御情報を受信し、
前記第２の送信部は、前記通信制御情報を前記第２の周波数帯で送信する、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記通信制御情報作成部は、前記第１の周波数帯を表す情報を含む通信制御情報を作成し、
前記通信制御部は、前記通信制御情報に基づいて、前記第１の周波数帯での、前記受信装置への情報の送信を中止する、請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記通信制御情報作成部は、前記受信装置がキャリアセンスを行った結果を示す情報を含む通信制御情報を作成し、
前記通信制御部は、前記第１の受信部が受信した前記通信制御情報に含まれるキャリアセンスを行った結果を示す情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を制御する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記送信装置は、
前記受信装置へ、キャリアセンスの結果を要求する情報を含む通信制御情報を要求する要求部
を備える、請求項１３に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
受信装置へ情報を送信する制御を行う通信制御部と、
前記通信制御部による制御により前記受信装置へ情報を送信する送信部と、
前記受信装置から前記受信装置の通信制御に関する通信制御情報を受信する受信部と
を備え、
前記通信制御部は、前記受信部が受信した前記通信制御情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を制御する、送信装置。
【請求項１６】
受信装置の通信制御に関する通信制御情報を作成する通信制御情報作成部と、
前記通信制御情報作成部が作成した前記通信制御情報を、送信装置へ送信する送信部と
を備える、受信装置。
【請求項１７】
送信装置と、受信装置とを備える無線通信システムによって実行される通信方法であって、
受信装置が、前記受信装置の通信制御に関する通信制御情報を作成するステップと、
前記受信装置が、前記通信制御情報を、送信装置へ送信するステップと、
前記送信装置が、前記受信装置から前記通信制御情報を受信するステップと、
前記送信装置が、受信した前記通信制御情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を制御するステップと
を有する、通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信システム、送信装置、受信装置、及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信エリアの拡大を主目的に、ミリ波帯等の高い周波数帯で、電波を細く絞って、特定の方向に向けて集中的に電波を発射するビームフォーミング(BF: Beam Forming)を用いて通信を行うことが標準化団体により議論されている。
ビームフォーミングを用いることで、ビーム外に存在する送信装置が信号を検知できずに送信を開始してしまう、所謂隠れ端末問題が多く発生し干渉を起こすおそれがある。
【０００３】
隠れ端末問題による干渉を解決するために、送信装置は、データ送信前に、オムニにて、受信装置へ、送信要求(RTS : Request to Send)を送信する。そして、送信装置は、受信装置から送信された送信可(CTS :Clear to Send)を受信した場合に、受信装置へ、データを送信する。
【０００４】
オムニにて、ＲＴＳが送信されると、周囲の全ての送信装置による送信が止められるため、干渉しない方向に送信を行う送信装置まで不要に送信を止めてしまう場合がある。干渉しない方向に送信を行う送信装置が送信を止めてしまう結果、空間容量の拡大が阻害される場合がある。
ビームフォーミングを用いたデータ送信に関して、データ通信前に、送信装置が、受信装置との間で、ビームフォーミングを用いて、ＲＴＳ−ＣＴＳを行う技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“Ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ａｎｔｅｎｎａｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  Ａｄ  Ｈｏｃ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，  ＭＯＢＩＣＯＭ’０２，  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２３−２８，  ２００２，  Ａｔｌａｎｔａ，  Ｇｅｏｒｇｉａ，  ＵＳＡ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、送信装置の通信状況と、受信装置の通信状況とが異なる場合について考える。ビームフォーミングを用いて、該送信装置以外の他の送信装置と該受信装置以外の他の受信装置とがＲＴＳ−ＣＴＳを行うと、受信装置では該ＲＴＳ−ＣＴＳを受信できるが、送信装置では受信できない場合がある。この場合、該ＲＴＳ−ＣＴＳを受信できなかった送信装置が通信を開始することで、他の送信装置と他の受信装置との間の通信に、該送信装置から送信された電波が干渉するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、送信装置と受信装置との間の通信が、該送信装置以外の他の送信装置と該受信装置以外の他の受信装置との間の通信へ与える干渉を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の一態様は、送信装置と、受信装置とを備える無線通信システムであって、前記送信装置は、受信装置へ情報を送信する制御を行う通信制御部と、前記通信制御部による制御により前記受信装置へ情報を送信する第１の送信部と、前記受信装置から前記受信装置の通信制御に関する通信制御情報を受信する第１の受信部とを備え、前記通信制御部は、第１の受信部が受信した前記通信制御情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を制御し、前記受信装置は、前記通信制御情報を作成する通信制御情報作成部と、前記通信制御情報作成部が作成した前記通信制御情報を、前記送信装置へ送信する第２の送信部とを備える、無線通信システムである。
【０００９】
（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載の無線通信システムにおいて、前記受信装置は、前記送信装置以外の他の送信装置と前記受信装置以外の他の受信装置との間で送受信される情報を受信する第２の受信部を備え、前記通信制御情報作成部は、前記第２の受信部が受信した前記情報に基づいて、前記通信制御情報を作成する、無線通信システムである。
【００１０】
（３）本発明の一態様は、上記（２）に記載の無線通信システムにおいて、前記通信制御情報作成部は、前記第２の受信部が受信した前記情報に基づいて、前記受信装置が通信を中止したことを示す通信制御情報を作成し、前記通信制御部は、第１の受信部が受信した前記通信制御情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を中止する、無線通信システムである。
【００１１】
（４）本発明の一態様は、上記（２）に記載の無線通信システムにおいて、前記第２の送信部は、前記通信制御情報を、ビームフォーミングを用いて前記送信装置へ送信する、無線通信システムである。
【００１２】
（５）本発明の一態様は、上記（１）から上記（４）のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、前記第１の受信部は、前記通信制御情報を送信してきた前記受信装置を識別し、前記第１の送信部は、前記第１の受信部が識別した前記受信装置に対応したアンテナセクターへ情報を送信する、無線通信システムである。
【００１３】
（６）本発明の一態様は、上記（２）に記載の無線通信システムにおいて、前記第２の受信部は、前記他の送信装置が送信した送信リクエストを受信し、前記通信制御情報作成部は、前記送信リクエストに基づいて、前記通信制御情報を作成する、無線通信システムである。
【００１４】
（７）本発明の一態様は、上記（６）に記載の無線通信システムにおいて、前記通信制御情報作成部は、前記送信リクエストに含まれる送信を中止する期間を表す情報を含む通信制御情報を作成し、前記通信制御部は、前記通信制御情報に含まれる送信を中止する期間を表す情報に基づいて、前記送信を中止する期間の間、前記受信装置への情報の送信を中止する、無線通信システムである。
【００１５】
（８）本発明の一態様は、上記（１）から上記（７）のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、前記第１の送信部は、送信リクエストを送信し、前記通信制御部は、前記送信リクエストに対して前記受信装置が送信した送信許可が前記第１の受信部によって受信されてから、所定のバックオフ期間に前記通信制御情報の送信に要する時間を加えた時間以上の時間が経過した後に、前記受信装置へ前記情報を送信する、無線通信システムである。
【００１６】
（９）本発明の一態様は、上記（１）に記載の無線通信システムにおいて、前記通信制御情報作成部は、電波が使用中であることを示す情報を含む前記通信制御情報を作成し、前記通信制御部は、前記第１の受信部が受信した前記通信制御情報に含まれる前記電波が使用中であることを示す情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を中止する、無線通信システムである。
【００１７】
（１０）本発明の一態様は、上記（９）に記載の無線通信システムにおいて、前記通信制御情報作成部は、電波が未使用であることを示す情報を含む前記通信制御情報を作成し、前記通信制御部は、第１の受信部が受信した前記通信制御情報に含まれる前記電波が未使用であることを示す情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を中止する、無線通信システムである。
【００１８】
（１１）本発明の一態様は、上記（１）から上記（１０）のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、前記第１の受信部は、前記情報が送信される第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で送信される前記通信制御情報を受信し、前記第２の送信部は、前記通信制御情報を前記第２の周波数帯で送信する、無線通信システムである。
【００１９】
（１２）本発明の一態様は、上記（１１）に記載の無線通信システムにおいて、前記通信制御情報作成部は、前記第１の周波数帯を表す情報を含む通信制御情報を作成し、前記通信制御部は、前記通信制御情報に基づいて、前記第１の周波数帯での、前記受信装置への情報の送信を中止する、無線通信システムである。
【００２０】
（１３）本発明の一態様は、上記（１）に記載の無線通信システムにおいて、前記通信制御情報作成部は、前記受信装置がキャリアセンスを行った結果を示す情報を含む通信制御情報を作成し、前記通信制御部は、前記第１の受信部が受信した前記通信制御情報に含まれるキャリアセンスを行った結果を示す情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を制御する、無線通信システムである。
【００２１】
（１４）本発明の一態様は、上記（１３）に記載の無線通信システムにおいて、前記送信装置は、前記受信装置へ、キャリアセンスの結果を要求する情報を含む通信制御情報を要求する要求部を備える、無線通信システムである。
【００２２】
（１５）本発明の一態様は、受信装置へ情報を送信する制御を行う通信制御部と、前記通信制御部による制御により前記受信装置へ情報を送信する送信部と、前記受信装置から前記受信装置の通信制御に関する通信制御情報を受信する受信部と備え、前記通信制御部は、前記受信部が受信した前記通信制御情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を制御する、送信装置である。
【００２３】
（１６）本発明の一態様は、受信装置の通信制御に関する通信制御情報を作成する通信制御情報作成部と、前記通信制御情報作成部が作成した前記通信制御情報を、送信装置へ送信する送信部とを備える、受信装置である。
【００２４】
（１７）本発明の一態様は、送信装置と、受信装置とを備える無線通信システムによって実行される通信方法であって、受信装置が、前記受信装置の通信制御に関する通信制御情報を作成するステップと、前記受信装置が、前記通信制御情報を、送信装置へ送信するステップと、前記送信装置が、前記受信装置から前記通信制御情報を受信するステップと、前記送信装置が、受信した前記通信制御情報に基づいて、前記受信装置への情報の送信を制御するステップとを有する、通信方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、送信装置と受信装置との間の通信が、該送信装置以外の他の送信装置と該受信装置以外の他の受信装置との間の通信へ与える干渉を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信システムを示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る無線通信システムに含まれる送信装置、及び受信装置を示す図である。
【図３】ＮＡＶレポートのフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図４】通信抑止期間テーブルの一例を示す図である。
【図５】第１の本実施形態に係る無線通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【図６】第１の実施形態の変形例に係る無線通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【図７】第３の実施形態に係る無線通信システムを示す構成図である。
【図８】第３の実施形態に係る無線通信システムに含まれる送信装置、及び受信装置を示す図である。
【図９】通信抑止期間テーブルの一例を示す図である。
【図１０】第３の本実施形態に係る無線通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【図１１】第５の実施形態に係る無線通信システムを示す構成図である。
【図１２】第５の実施形態に係る無線通信システムに含まれる送信装置、及び受信装置を示す図である。
【図１３】第５の本実施形態に係る無線通信システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
＜第１の実施形態＞
＜無線通信システム＞
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の概要を示す図である。図１に示すように、無線通信システム１は、送信装置Ｔｘ１と送信装置Ｔｘ２と受信装置Ｒｘ１と受信装置Ｒｘ２と受信装置Ｒｘ３とを含む複数の無線通信装置によって構成される。受信装置Ｒｘ１は送信装置Ｔｘ１と接続され、受信装置Ｒｘ２及び受信装置Ｒｘ３は送信装置Ｔｘ２と接続される。
【００２９】
送信装置Ｔｘ１及び送信装置Ｔｘ２の一例は無線ＬＡＮアクセスポイント等であり、ビームフォーミングを使用して電波を送信する。送信装置Ｔｘ１がビームフォーミングを使用して送信する電波が到達する範囲に、受信装置Ｒｘ１及び受信装置Ｒｘ２が位置する。送信装置Ｔｘ２及び受信装置Ｒｘ３は、送信装置Ｔｘ１が送信する電波が到達する範囲には位置していない。
【００３０】
受信装置Ｒｘ１、受信装置Ｒｘ２及び受信装置Ｒｘ３の一例は、携帯電話、スマートフォン、ＰＣ、タブレットＰＣ、ゲーム機等の端末装置である。受信装置Ｒｘ１及び受信装置Ｒｘ２は送信装置Ｔｘ１が送信する電波が到達する範囲に位置し、受信装置Ｒｘ２及び受信装置Ｒｘ３は送信装置Ｔｘ２が送信する電波が到達する範囲に位置する。つまり、受信装置Ｒｘ２は、送信装置Ｔｘ１及び送信装置Ｔｘ２の両方が送信する電波が到達する範囲に位置している。
【００３１】
送信装置Ｔｘ１及び送信装置Ｔｘ２は、データフレーム送信前にキャリアセンスを行う。そして、送信装置Ｔｘ１は受信装置Ｒｘ１を宛先にしてデータフレームを送信し、送信装置Ｔｘ２は受信装置Ｒｘ２及び受信装置Ｒｘ３を宛先にしてデータフレームを送信する。ここでは、送信装置Ｔｘ１及び送信装置Ｔｘ２のうち、送信装置Ｔｘ１にデータフレームを送信してよいタイミングが到来した場合について説明を続ける。
送信装置Ｔｘ１は、受信装置Ｒｘ１へデータフレームを送信する前に、ビームフォーミングを使用して、受信装置Ｒｘ１の方向にＲＴＳフレームを送信する。受信装置Ｒｘ１は、送信装置Ｔｘ１が送信したＲＴＳフレームを受信すると、送信可であるか否かを判定する。受信装置Ｒｘ１は、送信可であると判定した場合にビームフォーミングを使用して、該送信装置Ｔｘ１へＣＴＳフレームを返信する。受信装置Ｒｘが送信したＣＴＳフレームを受信した送信装置Ｔｘ１は、ビームフォーミングを使用して、受信装置Ｒｘ１へデータフレームを送信する。
【００３２】
ここで、送信装置Ｔｘ１が送信したＲＴＳフレームは、受信装置Ｒｘ２によって受信される場合がある。ＲＴＳフレームを受信した受信装置Ｒｘ２は、ＲＴＳフレームに含まれる無線チャネルの占有時間を示す情報に基づいて、通信抑止期間（NAV: Network Allocation Vector)を設定する。しかし、送信装置Ｔｘ２は、受信装置Ｒｘ２がＮＡＶを設定したことを検出できないため、受信装置Ｒｘ２へデータフレームを送信してしまう場合がある。送信装置Ｔｘ２が受信装置Ｒｘ２へデータフレームを送信してしまうことによって、送信装置Ｔｘ２が送信した電波が、送信装置Ｔｘ１と受信装置Ｒｘ１との間の通信へ干渉する場合がある。
【００３３】
そこで、本実施形態に係る無線通信システム１では、受信装置Ｒｘ２は、通信相手ではない送信装置Ｔｘ１が送信したＲＴＳフレームを受信した場合に、該ＲＴＳフレームに含まれる無線チャネルの占有時間を示す情報に基づいてＮＡＶを設定するとともに、ＮＡＶを設定したことを示す情報（以下、「ＮＡＶレポート」と呼ぶ）を接続している通信相手の送信装置Ｔｘ２へ送信する。送信装置Ｔｘ２は、受信装置Ｒｘ２が送信したＮＡＶレポートを受信すると、受信装置Ｒｘ２へのデータフレームの送信を中止する期間（以下、「通信抑止期間」という）を設定する。そして、送信装置Ｔｘ２は、該通信抑止期間の間は、受信装置ＲＸ２との間の通信を中止する。
以下、本実施形態では、送信装置Ｔｘ１−送信装置Ｔｘ２を区別しない場合は送信装置Ｔｘ１０と記載し、受信装置Ｒｘ１−受信装置Ｒｘ３を区別しない場合は受信装置Ｒｘ２０と記載する。
【００３４】
＜送信装置及び受信装置の機能構成＞
図２は、本実施形態に係る無線通信システム１を構成する送信装置Ｔｘ１０及び受信装置Ｒｘ２０を示す図である。送信装置Ｔｘ１０及び受信装置Ｒｘ２０は、ＩＥＥＥ８０２．１１等の無線ＬＡＮ規格にしたがって通信を行う無線通信装置である。送信装置Ｔｘ１０及び受信装置Ｒｘ２０は、同一周波数帯での無線通信回線に複数の搬送波が送信されないように、使用する周波数帯やチャネルがアイドル状態であることを検知して通信を試みるキャリアセンス方式を用いて通信を行う。
【００３５】
＜送信装置の機能構成＞
図２に示すように、送信装置Ｔｘ１０は、通信部１２と記憶部１３と制御部１４とを含んで構成される。
通信部１２は、無線ＬＡＮ等の無線通信回線を利用して受信装置Ｒｘ２０との間で通信を行う。具体的には、通信部１２は、制御部１４から出力されたデータフレームを変調してＲＦ信号を生成し、アンテナ（不図示）を介して当該ＲＦ信号を受信装置Ｒｘ２０へ送信する。
また、通信部１２は、アンテナを介して受信装置Ｒｘ２０から受信したＲＦ信号を復調し、復調することにより得られたデータフレームを制御部１４に出力する。
記憶部１３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。記憶部１３は、制御部１４を動作させるためのプログラム１３１及び制御部１４が受信装置Ｒｘ２０へデータを送信するか否かを判定する際に使用する通信抑止期間テーブル１３２を記憶する。
通信抑止期間テーブル１３２について説明する前に、ＮＡＶレポートについて説明する。
【００３６】
＜ＮＡＶレポート＞
受信装置Ｒｘ２０は、通信相手の送信装置以外の他の送信装置から送信されるＲＴＳフレームを受信した場合に、通信相手の送信装置へＮＡＶレポートを送信する。ＮＡＶレポートを受信した送信装置は、ＮＡＶレポートに含まれる通信抑止期間の間、当該ＮＡＶレポートを送信した受信装置へデータフレームを送信することを中止する。
図３は、ＮＡＶレポートのフレームフォーマットの一例を示す。図３（１）は、ＮＡＶレポートのフレームのマック（ＭＡＣ）データフィールドを示し、図３（２）はマックデータフィールドの中のフレームコントロール（Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドを示す。各フィールドの下に示される数値は、当該フィールドに含まれる情報量である。図３（１）に示すように、ＮＡＶレポートは複数のフィールドを有する。各フィールドにはフレームコントロール(Frame Control)、ディレーション(Duration)、レシーバーアドレス(Receiver Address)、トランスミッターアドレス(Transmitter Address)、フレームチェックシーケンス(Frame Check Sequence)、及びコントロールトレイラー(Control Trailer)が含まれる。
【００３７】
フレームコントロールは２バイトで表され、マックヘッダを表す。ディレーションは２バイトで表され、送信装置Ｔｘがデータフレームを送信できるようになるまでの待機時間（通信抑止期間）情報が付帯される。レシーバーアドレスは６バイトで表され、送信装置のＭＡＣアドレスが付帯される。トランスミッターアドレスは６バイトで表され、受信装置のＭＡＣアドレスが付帯される。フレームチェックシーケンスは４バイトで表され、ＣＲＣが付帯される。コントロールトレイラーは所定のバイトで表され、所定の情報が付帯される。
【００３８】
さらに、フレームコントロールフィールドには、図３（２）に示すように、プロトコルバージョン(Protocol Version)、タイプ(Type)、サブタイプ(Subtype)、コントロールフレームエクステンション(Control Frame Extension)、パワーマネジメント(Power Management)、モアデータ(More Data)、プロテクテッドフレーム(Protected Frame)、及びオーダ(Order)が含まれる。プロトコルバージョンは２ビットで表され、プロトコルのバージョン情報が付帯される。タイプは２ビットで表され、例えば、管理用（００）、制御用（０１）、データフレーム（１１）等のフレームの種類を示す情報が付帯される。サブタイプは４ビットで表され、第２のフレームの種類を示す情報が付帯される。コントロールフレームエクステンションは４ビットで表される。パワーマネジメントは１ビットで表され、フレームを送信している受信装置のパワーマネジメントモードを示すために使用される。モアデータは１ビットで表される。プロテクテッドフレームは１ビットで表される。オーダは１ビットで表される。プロトコルバージョン、タイプ、サブタイプ、コントロールフレームエクステンション、パワーマネジメント、モアデータ、プロテクテッドフレーム、及びオーダのうち、サブタイプ及びコントロールフレームエクステンションのいずれか一方又は両方にＮＡＶレポートであることを示す情報が含まれる。送信装置Ｔｘ１０は、受信装置Ｒｘ２０から送信されたフレームのサブタイプ及びコントロールフレームエクステンションのいずれか一方又は両方を参照することによって該フレームがＮＡＶレポートであるか否かを判定する。
【００３９】
次に、通信抑止期間テーブルについて説明する。
＜通信抑止期間テーブル＞
図４は、通信抑止期間テーブルの一例を示す。通信抑止期間テーブル１３２は、ＮＡＶレポートの識別情報毎に、ＮＡＶレポートを送信した受信装置Ｒｘ２０のアドレスと、該ＮＡＶレポートに含まれる通信抑止期間情報とを関連付けて記憶する。受信装置のアドレスは、ＭＡＣアドレスでもよく、ＩＰアドレスでもよい。例えば、図４に示されている通信抑止期間テーブル１３２において、ＮＡＶレポートの識別情報「１」と、受信装置のアドレス「ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ」と、通信抑止期間「０μｓ」とが関連付けられている。
【００４０】
制御部１４は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)によって構成され、記憶部１３に記憶されたプログラム１３１を実行することにより、判別部１４１、通信抑止部１４２及び通信制御部１４４として機能する。
判別部１４１は、通信部１２から出力されたフレームの種別を判別する。判別部１４１は、フレームの種別を判別した結果、ＣＴＳフレームであった場合には、該ＣＴＳフレームを通信制御部１４３へ出力する。一方、判別部１４１は、フレームの種別を判別した結果、ＮＡＶレポートであった場合には、当該ＮＡＶレポートを通信抑止部１４２へ出力する。
【００４１】
通信抑止部１４２は、判別部１４１からＮＡＶレポートを取得すると、該ＮＡＶレポートに含まれる受信装置のアドレスと、通信抑止期間情報を取得する。通信抑止部１４２は、取得した受信装置のアドレスと、通信抑止期間情報を、記憶部１３の通信抑止期間テーブル１３２に記憶する。そして、通信抑止部１４２は、ＮＡＶレポートが受信されたことを通信制御部１４４へ通知する。
通信制御部１４４は、判別部１４１からＣＴＳフレームを取得すると、当該ＣＴＳフレームに含まれる受信装置のアドレスを宛先としたデータフレームを作成する。そして、通信制御部１４４は、当該データフレームを、ＣＴＳフレームを受信してから所定の期間が経過した後に、送信する。
【００４２】
ここで、所定の期間の一例について、図１を参照して、説明する。送信装置Ｔｘ１がＲＴＳフレームを送信し、当該ＲＴＳフレームが送信装置Ｔｘ１以外の他の送信装置Ｔｘ２と通信を行う受信装置Ｒｘ２が受信したと仮定した場合に、所定の時間は、当該受信装置Ｒｘ２が、送信装置Ｔｘ１が送信するＣＴＳフレームを受信してから他の送信装置Ｔｘ２へＮＡＶレポートを送信するまでの時間である。これによって、ＮＡＶレポートを受信した他の送信装置Ｔｘ２はデータフレームの送信を中止するため、送信装置Ｔｘ１と受信装置Ｒｘ１との間の通信に他の送信装置Ｔｘ２から送信された電波が干渉することをなくすことができる。以下、所定の時間を「Ｂｉｇ＿Ｂ０」と記載する。具体的には、Ｂｉｇ＿Ｂ０は、０ｓｌｏｔ−１２７ｓｌｏｔ程度の時間であるのが好ましい。図２に戻り、説明を続ける。
通信制御部１４４は、通信抑止部１４２からＮＡＶレポートが受信されたことが通知されると、通信抑止期間テーブル１３２に記憶されている通信抑止期間情報によって表される通信抑止期間の間、受信装置Ｒｘ２０のアドレスを宛先とするデータフレームの送信を中止する。
【００４３】
＜受信装置の機能構成＞
図２に示すように、受信装置Ｒｘ２０は、通信部２２と記憶部２３と制御部２４とを含んで構成される。
通信部２２は、通信部１２と同様に、無線ＬＡＮ等の無線通信回線を利用して送信装置Ｔｘ１０との間で通信を行う。具体的には、通信部２２は、制御部２４から出力されたフレームを変調してＲＦ信号を生成し、アンテナ（不図示）を介して当該ＲＦ信号を送信装置Ｔｘ１０へ送信する。
また、通信部２２は、アンテナを介して送信装置１０から受信したＲＦ信号を復調し、復調することにより得られたフレームを制御部２４に出力する。
記憶部２３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。記憶部２３は、制御部２４を動作させるためのプログラム２３１を記憶する。
【００４４】
制御部２４は、例えばＣＰＵによって構成され、記憶部２３に記憶されたプログラム２３１を実行することにより、判別部２４１、通信抑止期間設定部２４２、通信抑止期間設定通知部２４３及び通信制御部２４４として機能する。
判別部２４１は、通信部２２から出力されたフレームの種別を判別する。判別部２４１は、フレームの種別を判別した結果、自受信装置Ｒｘ２０を宛先とするＲＴＳフレームであった場合には、該ＲＴＳフレームを通信制御部２４４へ出力する。一方、判別部２４１は、フレームの種別を判別した結果、自受信装置Ｒｘ２０を宛先としないＲＴＳフレームであった場合には、当該ＲＴＳフレームを通信抑止期間設定部２４２へ出力する。
通信抑止期間設定部２４２は、判別部２４１からＲＴＳフレームを取得すると、該ＲＴＳフレームに含まれる通信抑止期間情報に基づいて、ＮＡＶを設定する。そして、通信抑止期間設定部２４２は、ＮＡＶを設定したことを通信制御部２４４及び通信抑止期間設定通知部２４３へ通知する。
【００４５】
通信抑止期間設定通知部２４３は、通信抑止期間設定部２４２からＮＡＶを設定したことが通知されると、ＮＡＶレポートを作成し、自受信装置Ｒｘ２０と接続されている送信装置Ｔｘ１０へ通知する。
通信制御部２４４は、判別部２４１からＲＴＳフレームを取得すると、送信装置Ｔｘ１０に対して送信を許可する場合には、ＣＴＳフレームを生成する。そして、通信制御部２４４は、生成したＣＴＳフレームを、ＲＴＳフレームを送信した送信装置Ｔｘ１０へ送信する。通信制御部２４４は、送信装置Ｔｘ１０に対して送信を許可しない場合には、待機する。
一方、通信制御部２４４は、通信抑止期間設定部２４２からＮＡＶを設定したことが通知された場合、該ＮＡＶによって指定される通信抑止期間の間、接続している送信装置Ｔｘ１０との間の通信を中止する。
【００４６】
＜無線通信システムの動作＞
図５は、本実施形態に係る無線通信システム１の動作を示すシーケンスチャートである。図５には、無線通信システム１に含まれる送信装置Ｔｘ１、受信装置Ｒｘ１、送信装置Ｔｘ２及び受信装置Ｒｘ２の各々のタイムシーケンスが示される。
送信装置Ｔｘ１及び送信装置Ｔｘ２は、ＤＩＦＳ(Distributed Inter-Frame Spacing)の時間において電波を検出しなければ、信号が送受信されていないと判定し、その後バックオフ時間(BO)を待って、データフレームの伝送を開始する。バックオフ時間はランダムな時間であり、送信装置Ｔｘ１及び送信装置Ｔｘ２それぞれで異なる時間となっている。
図５に示される例では、送信装置Ｔｘ１が送信する権利を獲得している場合について説明を続ける。
【００４７】
ステップＳ５２では、送信装置Ｔｘ１の通信制御部１４４は、ＤＩＦＳを経てランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、所定のＲＴＳ送信確率に応じてＲＴＳフレームの送信可否を判定する。ここで、通信制御部１４４は、ＲＴＳフレームが送信可となれば、通常のＲＴＳ／ＣＴＳ制御に従ってＲＴＳフレームを送信する。送信装置Ｔｘ１が送信したＲＴＳフレームは、受信装置Ｒｘ１及び受信装置Ｒｘ２によって受信される。
ステップＳ５４では、受信装置Ｒｘ２の通信部２２は、送信装置Ｔｘ１が送信したＲＴＳフレームを受信し、判別部２４１へ出力する。受信装置Ｒｘ２の判別部２４１は、送信装置Ｔｘ１が送信したＲＴＳフレームを通信部２２から取得すると、該ＲＴＳフレームを通信抑止期間設定部２４２へ出力する。受信装置Ｒｘ２の通信抑止期間設定部２４２は、判別部２４１から取得したＮＡＶフレームに含まれる通信抑止期間を示す情報にしたがって、ＮＡＶを設定する。
【００４８】
ステップＳ５６では、受信装置Ｒｘ１の通信部２２は、送信装置Ｔｘ１が送信したＲＴＳフレームを受信し、判別部２４１へ出力する。受信装置Ｒｘ１の判別部２４１は、送信装置Ｔｘ１が送信したＲＴＳフレームを通信部２２から取得すると、該ＲＴＳフレームを通信制御部２４４へ出力する。受信装置Ｒｘ１の通信制御部２４４は、該ＲＴＳフレームに基づいて、送信装置Ｔｘ１に対してデータを送信することを許可する場合に、ＣＴＳフレームを作成する。受信装置Ｒｘ１の通信制御部２４４は、該ＲＴＳフレームを受信後、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）を経て送信装置Ｔｘ１宛にＣＴＳフレームを応答する。受信装置Ｒｘ１が送信したＣＴＳフレームは、送信装置Ｔｘ１及び受信装置Ｒｘ２によって受信される。
ステップＳ５８では、受信装置Ｒｘ２の通信抑止期間設定通知部２４３は、ＮＡＶレポートを作成する。受信装置Ｒｘ２の通信抑止期間設定通知部２４３は、ステップＳ５４においてＮＡＶを設定した後、さらに受信装置Ｒｘ１が送信したＣＴＳフレームを受信してからＳＩＦＳを経てランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、ＮＡＶレポートを送信装置Ｔｘ２宛に送信する。
【００４９】
ステップＳ６０では、送信装置Ｔｘ２の通信部１２は、送信装置Ｒｘ２が送信したＮＡＶレポートを受信し、通信抑止部１４２へ出力する。送信装置Ｔｘ２の通信抑止部１４２は、通信部１２からＮＡＶレポートを取得すると、該ＮＡＶレポートに含まれる通信抑止期間に基づいて、受信装置Ｒｘ２に対する通信抑止期間を設定する。
ステップＳ６２では、送信装置Ｔｘ１の通信制御部１４４は、ステップＳ５６で受信装置Ｒｘ１が送信したＣＴＳフレームを受信すると、ＳＩＦＳを経た後、Ｂｉｇ＿ＢＯに基づいて、ランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、データフレームを、受信装置Ｒｘ１宛に送信する。
【００５０】
ステップＳ６４では、受信装置Ｒｘ１の通信部２２は、送信装置Ｔｘ１が送信したデータフレームを受信すると、該データフレームを判別部２４１へ出力する。受信装置Ｒｘ１の判別部２４１は、送信装置Ｔｘ１が送信したデータフレームを通信部２２から取得すると、該データフレームを通信制御部２４４へ出力する。受信装置Ｒｘ１の通信制御部２４４は、判別部２４１からデータフレームを取得すると、肯定応答（ＡＣＫ）又は否定応答（ＮＡＣＫ）を作成する。受信装置Ｒｘ１の通信制御部２４４は、ＳＩＦＳを経て、作成したＡＣＫ又はＮＡＣＫを送信装置Ｔｘ１へ送信する。図５には、受信装置Ｒｘ１が、ＡＣＫを送信する例を示す。受信装置Ｒｘ１が送信したＡＣＫが、送信装置Ｔｘ１に受信される時点で、受信装置Ｒｘ２が設定したＮＡＶ、及び送信装置Ｔｘ２が受信装置Ｒｘ２に対して設定したＮＡＶが終了する。
【００５１】
前述した実施形態に係る無線通信システムでは、送信装置Ｔｘが通信抑止期間テーブル１３２に受信装置のアドレスを記憶する場合について説明したがこの限りでない。例えば、送信装置Ｔｘの通信抑止部１４２は、ＮＡＶレポートに含まれる通信抑止期間に関連して、該ＮＡＶレポートを受信したアンテナセクターを通信抑止期間テーブル１３２に記憶するようにしてもよい。そして、通信抑止部１４２は、通信抑止期間の間、該アンテナセクターからの送信を中止するようにしてもよい。
本実施形態では、受信装置Ｒｘ２０が、通信相手の送信装置以外の他の送信装置から送信されるＲＴＳフレームを受信した場合に、通信相手の送信装置へＮＡＶレポートを送信する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、受信装置Ｒｘ２０が、通信相手の送信装置以外の他の送信装置から送信されるＣＴＳフレームを受信した場合に、通信相手の送信装置へＮＡＶレポートを送信するようにしてもよい。
【００５２】
本実施形態に係る無線通信システムによれば、受信装置は、自受信装置のＮＡＶレポート等の通信制御に関する通信制御情報を送信装置へ通知する。送信装置は、受信装置から通信制御情報を取得すると、該通信制御情報に基づいて、データ通信を開始するか否かを判定する。これによって、送信装置が隠れ端末になっている場合等、送信装置と受信装置との間で、受信環境が異なる状況であっても、送信装置から送信される電波が、送信装置とは異なる他の送信装置と受信装置とは異なる他の受信装置との間の通信へ干渉してしまうことを回避できる。
また、本実施形態に係る無線通信システムによれば、オムニではなくビームフォーミングを用いて、ＲＴＳフレームとＣＴＳフレームとを交換する。これによって、送信装置は、他の送信装置と他の受信装置との間の通信へ干渉する電波の送信だけを中止できるため、空間容量を拡大できる。
【００５３】
＜第１の実施形態の変形例（その１）＞
変形例に係る無線通信システムは、前述した第１の実施形態に係る無線通信システム１を適用できる。
変形例に係る送信装置Ｔｘ１０は、受信装置Ｒｘ２０が送信したＮＡＶレポートを受信すると、該受信装置Ｒｘ２０に向いているアンテナセクタ(Ｂｅａｍ)を用いて、該ＮＡＶレポートに対する応答（以下、「ＮＡＶアンサー」という）を送信する。
【００５４】
＜ＮＡＶアンサー＞
ＮＡＶアンサーのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマットの一例は、図３に示したＮＡＶレポートのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマットを適用できる。ただし、ディレーションフィールドは、ナル(NULL)であり、情報は付帯されない。サブタイプ及びコントロールフレームエクステンションのいずれか一方又は両方にＮＡＶアンサーであることを示す情報が含まれる。
仮に、送信装置Ｔｘ１０へ、ＮＡＶレポートを送信する受信装置Ｒｘ２０が複数存在した場合、該複数の受信装置Ｒｘ２０のいずれかがＮＡＶレポートを送信し、該ＮＡＶレポートが送信装置Ｔｘ１０に受信される。ＮＡＶレポートを受信した送信装置Ｔｘ１０は、ＮＡＶアンサーを送信するが、該ＮＡＶアンサーは、ＮＡＶレポートを送信した受信装置Ｒｘ２０以外の他の受信装置によっても受信される。この場合、他の受信装置は、ＮＡＶレポートを破棄し、該ＮＡＶレポートの送信を中止する。
【００５５】
つまり、アンテナセクターに複数の受信装置Ｒｘ２０が存在した場合に、該複数の受信装置Ｒｘ２０のうち、一台の受信装置Ｒｘ２０が送信したＮＡＶレポートが送信装置Ｔｘ１０に受信された場合には、該送信装置Ｔｘ１０は該アンテナセクターからの送信を中止するため、ＮＡＶレポートを送信した受信装置Ｒｘ２０以外の他の受信装置Ｒｘ２０がＮＡＶレポートを送信しても無駄である。
本変形例によれば、ＮＡＶレポートを送信していない受信装置Ｒｘ２０がＮＡＶアンサーを受信した場合に、ＮＡＶレポートを破棄するため、不要なＮＡＶレポートが送信されないようにできる。
【００５６】
＜第１の実施形態の変形例（その２）＞
変形例に係る無線通信システムは、前述した第１の実施形態に係る無線通信システム１を適用できる。
変形例に係る受信装置Ｒｘ２０は、ＮＡＶレポートの送信待ちをしている場合に、自受信装置Ｒｘ２０以外の他の受信装置が送信したＮＡＶレポートを受信すると、該ＮＡＶレポートに含まれる宛先が、自受信装置Ｒｘ２０がＮＡＶレポートを送信する宛先と同じである場合、送信待ちをしているＮＡＶレポートを破棄する。
【００５７】
仮に、アンテナセクターに複数の受信装置Ｒｘ２０が存在した場合に、該複数の受信装置のうち、一台の受信装置Ｒｘ２０が送信したＮＡＶレポートが送信装置Ｔｘ１０に受信された場合には、該送信装置Ｔｘ１０は該アンテナセクターからの送信を中止するため、ＮＡＶレポートを送信した受信装置Ｒｘ２０以外の他の受信装置がＮＡＶレポートを送信しても無駄である。
本変形例によれば、自受信装置と宛先が同じであるＮＡＶレポートを受信した場合、当該受信装置が、送信待ちをしているＮＡＶレポートを破棄するため、不要なＮＡＶレポートが送信されないようにできる。
【００５８】
＜第２の実施形態＞
＜無線通信システム＞
本実施形態に係る無線通信システムは、前述した第１の実施形態に係る無線通信システム１を適用できる。本実施形態に係る無線通信システムでは、送信装置Ｔｘ１０及び受信装置Ｒｘ２０は、複数の周波数帯を使用して通信を行う。
受信装置Ｒｘ２０は、ＮＡＶレポートを、データフレームを送信する周波数帯とは異なる周波数帯で送信する。送信装置Ｔｘ１０は、受信装置Ｒｘ２０が送信したＮＡＶレポートを、受信装置Ｒｘ２０がＮＡＶレポートを送信した周波数帯、換言すればデータフレームを受信する周波数帯とは異なる周波数帯で受信する。具体的には、送信装置Ｔｘ１０は、６０ＧＨｚ帯を使用して、データフレームをＩＥＥＥ８０２．１１ａｙで送信する。受信装置Ｒｘ２０は、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を使用して、ＮＡＶレポートをＷｉＦｉで送信する。
【００５９】
ＮＡＶレポートが、データフレームを送信する周波数帯とは異なる周波数帯で送信されるため、本実施形態では、受信装置Ｒｘ２０の通信抑止期間設定通知部２４３は、ＮＡＶを設定した周波数帯を表す情報を含むＮＡＶレポートを送信装置Ｔｘ１０へ送信する。例えば、通信抑止期間設定通知部２４３は、ＮＡＶレポートのフレームフォーマットのコントロールトレイラーフィールドに、ＮＡＶを設定した周波数帯（チャネル）を表す情報を含める。
【００６０】
＜無線通信システムの動作＞
図６は、本実施形態に係る無線通信システムの動作を示すタイムシーケンスである。図６には、無線通信システムに含まれる送信装置Ｔｘ１、受信装置Ｒｘ１、送信装置Ｔｘ２及び受信装置Ｒｘ２の各々のタイムシーケンスが示される。
ステップＳ６２−Ｓ６６は、図５のステップＳ５２−Ｓ５６を適用できる。ステップＳ６８では、送信装置Ｔｘ１の通信制御部１４４は、ステップＳ６６で受信装置Ｒｘ１が送信したＣＴＳフレームを受信すると、ＳＩＦＳを経てから直ぐに、データフレームを、受信装置Ｒｘ１宛に送信する。ステップＳ７０−Ｓ７４は、図５のステップＳ５８−Ｓ６０、及びステップＳ６４を適用できる。
本実施形態では、送信装置Ｔｘ１０及び受信装置Ｒｘ２０が、２種類の周波数帯を使用して通信を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、送信装置Ｔｘ１０及び受信装置Ｒｘ２０が、３種類以上の周波数帯を使用して通信を行うようにしてもよい。
また、本実施形態では、送信装置Ｔｘ１０は６０ＧＨｚ帯を使用してデータフレームをＩＥＥＥ８０２．１１ａｙで送信し、受信装置Ｒｘ２０は２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を使用して、ＮＡＶレポートをＷｉＦｉで送信する場合について説明したがこの例に限られない。例えば、送信装置Ｔｘ１０は２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を使用して、ＮＡＶレポートをＷｉＦｉで送信し、受信装置Ｒｘ２０は６０ＧＨｚ帯を使用してデータフレームをＩＥＥＥ８０２．１１ａｙで送信するようにしてもよい。
【００６１】
本実施形態に係る無線通信システムでは、受信装置Ｒｘ２０は、ＮＡＶレポートを、データフレームを送信する周波数帯とは異なる周波数帯で送信する。送信装置Ｔｘ１０は、受信装置Ｒｘ２０が送信したＣＴＳフレームを受信すると、直ぐに、データフレームを、受信装置Ｒｘ１宛に送信することができる。このため、送信装置Ｔｘ１０は、ＲＴＳフレームを送信してからデータフレームを送信するまでの時間を短縮できる。
【００６２】
＜第３の実施形態＞
＜無線通信システム＞
図７は、本実施形態に係る無線通信システム２の概要を示す図である。図７に示すように、無線通信システム２は、送信装置Ｔｘ３と送信装置Ｔｘ４と受信装置Ｒｘ４と受信装置Ｒｘ５と受信装置Ｒｘ６とを含む複数の無線通信装置によって構成される。受信装置Ｒｘ４は送信装置Ｔｘ３と通信を行い、受信装置Ｒｘ５及び受信装置Ｒｘ６は送信装置Ｔｘ４と通信を行う。
【００６３】
送信装置Ｔｘ３及び送信装置Ｔｘ４の一例は基地局装置等であり、ビームフォーミングを使用して電波を送信する。送信装置Ｔｘ３がビームフォーミングを使用して送信する電波が到達する範囲に、受信装置Ｒｘ４及び受信装置Ｒｘ５が位置する。送信装置Ｔｘ４及び受信装置Ｒｘ６は、送信装置Ｔｘ３が送信する電波が到達する範囲には位置していない。
【００６４】
受信装置Ｒｘ４、受信装置Ｒｘ５及び受信装置Ｒｘ６の一例は、携帯電話、スマートフォン、ＰＣ、タブレットＰＣ、ゲーム機等の端末装置である。受信装置Ｒｘ４及び受信装置Ｒｘ５は送信装置Ｔｘ３が送信する電波が到達する範囲に位置し、受信装置Ｒｘ５及び受信装置Ｒｘ６は送信装置Ｔｘ４が送信する電波が到達する範囲に位置する。つまり、受信装置Ｒｘ５は、送信装置Ｔｘ３及び送信装置Ｔｘ４の両方が送信する電波を受信できる。送信装置Ｔｘ３は受信装置Ｒｘ４へデータフレームを送信し、送信装置Ｔｘ４は受信装置Ｒｘ５及び受信装置Ｒｘ６へデータフレームを送信する。
【００６５】
送信装置Ｔｘ３は、受信装置Ｒｘ４へデータフレームを送信する。受信装置Ｒｘ４は、送信装置Ｔｘ３が送信したデータフレームを受信する。また、送信装置Ｔｘ３が送信したデータフレームは、受信装置Ｒｘ５によっても受信される場合がある。受信装置Ｒｘ５は、送信装置Ｔｘ３が送信したデータフレームを受信すると電波が使用中であるビジー状態へ遷移する。しかし、送信装置Ｔｘ４は、受信装置Ｒｘ５がビジー状態へ遷移したことを検出できないため、送信装置Ｔｘ４は、受信装置Ｒｘ５へデータフレームを送信してしまう場合がある。送信装置Ｔｘ４が受信装置Ｒｘ５へ電波を送信してしまうことによって、該電波が、送信装置Ｔｘ３と受信装置Ｒｘ４との間の通信へ干渉する場合がある。
【００６６】
そこで、本実施形態に係る無線通信システムでは、受信装置Ｒｘ５は、通信相手ではない送信装置Ｔｘ３が送信したデータフレームを受信した場合に、ビジー状態へ遷移したことを示す情報（以下、「ビジーレポート」と呼ぶ）を通信相手の送信装置Ｔｘ４へ送信する。送信装置Ｔｘ４は、受信装置Ｒｘ５が送信したビジーレポートを受信すると、受信装置Ｒｘ２に対して、通信抑止状態を設定する。そして、送信装置Ｔｘ４は、該通信抑止状態が解除されるまで間は、受信装置Ｒｘ５との間の通信を中止する。
以下、送信装置Ｔｘ３と送信装置Ｔｘ４とを区別しない場合は送信装置Ｔｘ３０と記載し、受信装置Ｒｘ４と受信装置Ｒｘ６とを区別しない場合は受信装置Ｒｘ４０と記載する。
【００６７】
＜送信装置及び受信装置の機能構成＞
図８は、本実施形態に係る無線通信システム２を構成する送信装置Ｔｘ３０及び受信装置Ｒｘ４０の機能構成を示すブロック図である。送信装置Ｔｘ３０及び受信装置Ｒｘ４０は、ロングタームエボリューション(Long Term Evolution: LTE)等の携帯電話の通信規格にしたがって通信を行う無線通信装置である。
【００６８】
＜送信装置の機能構成＞
図８に示すように、送信装置Ｔｘ３０は、通信部３２と記憶部３３と制御部３４とを含んで構成される。
通信部３２は、無線通信回線を利用して受信装置Ｒｘ４０との間で通信を行う。具体的には、通信部３２は、制御部３４から出力されたデータフレームを変調してＲＦ信号を生成し、アンテナ（不図示）を介して当該ＲＦ信号を受信装置Ｒｘ４０へ送信する。
また、通信部３２は、アンテナを介して受信装置Ｒｘ４０から受信したＲＦ信号を復調し、復調することにより得られたデータフレームを制御部３４に出力する。
記憶部３３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。記憶部３３は、制御部３４を動作させるためのプログラム３３１及び制御部３０４が受信装置Ｒｘ４０へデータを送信するか否かを判定する際に使用する通信抑止期間テーブル３３２を記憶する。
通信抑止期間テーブル３３２について説明する前に、ビジーレポートについて説明する。
【００６９】
＜ビジーレポート＞
受信装置Ｒｘ４０は、通信相手の送信装置Ｔｘ３０以外の他の送信装置から送信されるデータフレームを受信した場合に、通信相手の送信装置Ｔｘ３０へビジーレポートを送信する。ビジーレポートを受信した送信装置Ｔｘ３０は、ビジーレポートに含まれるビジーフラグを参照する。この一例において、ビジーフラグ「０」は電波が未使用であるアイドル状態であることを示し、ビジーフラグ「１」は電波が使用中であるビジー状態であることを示す。送信装置Ｔｘ３０は、ビジーレポートに含まれるビジーフラグを参照し、ビジーフラグが「０」である場合には通信抑止状態を解除し、「１」である場合には通信抑止状態に設定する。
【００７０】
ビジーレポートのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマットの一例は、図３に示したＮＡＶレポートのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマットを適用できる。ただし、ディレーションフィールドは、ナル(NULL)であり、情報は付帯されない。コントロールトレイラーにビジーフラグが付帯される。サブタイプ及びコントロールフレームエクステンションのいずれか一方又は両方にビジーレポートであることを示す情報が含まれる。
【００７１】
次に、通信抑止期間テーブルについて説明する。
＜通信抑止期間テーブル＞
図９は、通信抑止期間テーブルの一例を示す。通信抑止期間テーブル３３２は、ビジーレポートの識別情報毎に、ビジーレポートを送信した受信装置のアドレスと、該ビジーレポートに含まれるビジーフラグとを関連付けて管理する。例えば、図９に示されている通信抑止期間テーブル３３２において、ビジーレポートの識別情報「１」と、受信装置のアドレス「ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ」と、ビジーフラグ「０」とが関連付けられる。図８に戻り、説明を続ける。
【００７２】
制御部３４は、例えばＣＰＵによって構成され、記憶部３３に記憶されたプログラム３３１を実行することにより、判別部３４１、通信抑止部３４２及び通信制御部３４４として機能する。
判別部３４１は、通信部３２から供給されたデータフレームの種別を判別する。判別部３４１は、データフレームの種別を判別した結果、ビジーレポートであった場合には、当該ビジーレポートを通信抑止部３４２へ出力する。
【００７３】
通信抑止部３４２は、判別部３４１からビジーレポートを取得すると、該ビジーレポートに含まれる受信装置のアドレスと、ビジーフラグとを取得し、記憶部３３の通信抑止期間テーブル３３２に記憶する。そして、通信抑止部３４２は、ビジーレポートが受信されたことを通信制御部３４４へ通知する。
通信制御部３４４は、データフレームの通信制御を行う。具体的には、通信制御部３４４は、当該データフレームを、ＤＩＦＳを経てランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、送信する。
一方、通信制御部３４４は、通信抑止部３４２からビジーレポートが受信されたことが通知されると、通信抑止期間テーブル３３２を参照し、該通信抑止期間テーブル３３２に記憶されているビジーフラグが「１」である場合に、該ビジーフラグを関連付けられた受信装置のアドレスを宛先とするデータフレームの送信を中止する。
【００７４】
＜受信装置の機能構成＞
図９に示すように、受信装置Ｒｘ４０は、通信部４２と記憶部４３と制御部４４とを含んで構成される。
通信部４２は、通信部３２と同様に、無線通信回線を利用して送信装置Ｔｘ３０との間で通信を行う。具体的には、通信部４２は、制御部４４から出力されたデータフレームを変調してＲＦ信号を生成し、アンテナ（不図示）を介して当該ＲＦ信号を送信装置Ｔｘへ送信する。
また、通信部４２は、アンテナを介して送信装置Ｔｘから受信したＲＦ信号を復調し、復調することにより得られたデータフレームを制御部４４に出力する。
記憶部４３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。記憶部４３は、制御部４４を動作させるためのプログラム４３１を記憶する。
【００７５】
制御部４４は、例えばＣＰＵによって構成され、記憶部４３に記憶されたプログラム４３１を実行することにより、判別部４４１、通信抑止期間設定部４４２、通信抑止期間設定通知部４４３及び通信制御部４４４として機能する。
判別部４４１は、通信部４２から出力されたデータフレームの種別を判別する。判別部４４１は、データフレームの種別を判別した結果、データフレームであり、且つ自受信装置を宛先とするデータフレームであった場合には、該データフレームを通信制御部４４４へ出力する。一方、判別部４４１は、データフレームの種別を判別した結果、データフレームであり、且つ自受信装置を宛先としないデータフレームである場合には、当該データフレームを通信抑止期間設定部４４２へ出力する。
【００７６】
通信抑止期間設定部４４２は、判別部４４１からデータフレームが供給されると、ビジー状態へ遷移させる。そして、通信抑止期間設定部４４２は、ビジー状態へ遷移したことを通信制御部４４４及び通信抑止期間設定通知部４４３へ通知する。
通信抑止期間設定通知部４４３は、通信抑止期間設定部４４２からビジー状態へ遷移したことが通知されると、ビジーフラグ「１」を含むビジーレポートを作成し、自受信装置と接続している送信装置Ｔｘ３０へ通知する。そして、通信制御部４４４は、送信装置Ｔｘ３０との間の通信を中止する。また、通信制御部４４４は、判別部４４１が出力したデータフレームに対するＡＣＫ又はＮＡＣＫを作成し送信する。
【００７７】
＜無線通信システムの動作＞
図１０は、本実施形態に係る無線通信システムの動作を示すシーケンスチャートである。図１０には、無線通信システム２に含まれる送信装置Ｔｘ３、受信装置Ｒｘ４、送信装置Ｔｘ４及び受信装置Ｒｘ５の各々のタイムシーケンスが示される。
ステップＳ１０２では、送信装置Ｔｘ３の通信制御部３４４は、ＤＩＦＳを経てランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、データフレームを送信する。
ステップＳ１０４では、受信装置Ｒｘ５の通信部４２は、送信装置Ｔｘ１が送信したデータフレームを受信し、判別部４４１へ出力する。受信装置Ｒｘ５の判別部４４１は、送信装置Ｔｘ３が送信したデータフレームを通信部４２から取得すると、該データフレームを通信抑止期間設定部４４２へ出力する。受信装置Ｒｘ５の通信抑止期間設定部４４２は、判別部４４１からデータフレームを取得すると、受信装置Ｒｘ５をビジー状態へ遷移させる。
【００７８】
ステップＳ１０６では、受信装置Ｒｘ５の通信抑止期間設定通知部４４３は、ビジーレポートを作成する。該通信抑止期間設定通知部４４３は、送信装置Ｔｘ３が送信したデータフレームを受信してからランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、送信装置Ｔｘ４宛にビジーレポートを送信する。このビジーレポートに含まれるビジーフラグは「１」である。
ステップＳ１０８では、送信装置Ｔｘ４の通信部３２は、受信装置Ｒｘ５が送信したビジーレポートを受信し、判別部３４１へ出力する。送信装置Ｔｘ４の判別部３４１は、受信装置Ｒｘ５が送信したビジーレポートを通信部３２から取得すると、該ビジーレポートを通信抑止部３４２へ出力する。送信装置Ｔｘ４の通信抑止部３４２は、判別部３４１からビジーレポートが出力されると、送信装置Ｔｘ４を受信装置Ｒｘ５に対してビジー状態へ遷移させる。
【００７９】
ステップＳ１１０では、受信装置Ｒｘ４の通信部４２は、送信装置Ｔｘ３が送信したデータフレームを受信し、判別部４４１へ出力する。受信装置Ｒｘ４の判別部４４１は、送信装置Ｔｘ３が送信したデータフレームを通信部４２から取得すると、該データフレームを通信制御部４４４へ出力する。受信装置Ｒｘ４の通信制御部４４４は、判別部４４１からデータフレームを取得すると、ＡＣＫ又はＮＡＣＫを作成する。受信装置Ｒｘ４の通信制御部４４４は、ＳＩＦＳを経て、作成したＡＣＫ又はＮＡＣＫを送信装置Ｔｘ３へ送信する。図１０には、受信装置Ｒｘ４が、ＡＣＫを送信する例を示す。受信装置Ｒｘ４が送信したＡＣＫは、送信装置Ｔｘ３及び受信装置Ｒｘ５によっても受信される。
【００８０】
ステップＳ１１２では、受信装置Ｒｘ５の通信部４２は、受信装置Ｒｘ４が送信したＡＣＫを受信し、判別部４４１へ出力する。受信装置Ｒｘ５の判別部４４１は、受信装置Ｒｘ４が送信したＡＣＫを通信部４２から取得すると、該ＡＣＫを通信抑止期間設定部４４２へ出力する。受信装置Ｒｘ４の通信抑止期間設定部４４２は、判別部４４１からＡＣＫを取得すると、受信装置Ｒｘ４をビジー状態からアイドル状態へ遷移させる。受信装置Ｒｘ４の通信抑止期間設定通知部４４３は、ビジーレポートを作成する。該通信抑止期間設定通知部４４３は、受信装置Ｒｘ４が送信したＡＣＫを受信してからランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、送信装置Ｔｘ４宛にビジーレポートを送信する。このビジーレポートに含まれるビジーフラグは「０」である。
【００８１】
前述した実施形態に係る無線通信システムでは、送信装置Ｔｘが通信抑止期間テーブル３３２に受信装置のアドレスを記憶する場合について説明したがこの限りでない。例えば、送信装置Ｔｘの通信抑止部３４２は、ビジーレポートに含まれるビジーフラグに関連して、該ビジーレポートを受信したアンテナセクターを通信抑止期間テーブルに記憶するようにしてもよい。そして、通信抑止部３４２は、通信抑止状態の間、該アンテナセクターからの送信を中止するようにしてもよい。
【００８２】
本実施形態に係る無線通信システムによれば、受信装置は、自受信装置のビジーレポート等の通信制御に関する通信制御情報を送信装置へ通知する。送信装置は、受信装置から通信制御情報を取得すると、該通信制御情報に基づいて、データ通信を開始するか否かを判定する。送信装置は、通信制御情報にビジー状態を示す情報が含まれる場合にデータ通信を開始しないと判定し、ビジー状態を示す情報が含まれない場合にデータ通信を開始すると判定する。これによって、送信装置が隠れ端末になっている場合等、送信装置と受信装置との間で、受信環境が異なる状況であっても、送信装置から送信される電波が、送信装置とは異なる他の送信装置と受信装置とは異なる他の受信装置との間の通信へ干渉してしまうことを回避できる。
また、本実施形態に係る無線通信システムによれば、オムニではなくビームフォーミングを用いて、ビジーレポートを送信する。これによって、送信装置は、他の送信装置と他の受信装置との間の通信へ干渉する電波の送信だけを中止できるため、空間容量を拡大できる。
【００８３】
＜第３の実施形態の変形例（その１）＞
変形例に係る無線通信システムは、前述した第３の実施形態に係る無線通信システム２を適用できる。
変形例に係る送信装置Ｔｘ３０は、受信装置Ｒｘ４０が送信したビジーレポートを受信すると、該受信装置Ｒｘ４０に向いているアンテナセクタ(Ｂｅａｍ)を用いて、該ビジーレポートに対する応答（以下、「ビジーアンサー」という）を送信する。
ビジーアンサーのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマットの一例は、図３に示したＮＡＶレポートのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマットを適用できる。ただし、ディレーションフィールドは、ナル(NULL)であり、情報は付帯されない。サブタイプ及びコントロールフレームエクステンションのいずれか一方又は両方にビジーアンサーであることを示す情報が含まれる。
【００８４】
仮に、送信装置Ｔｘ３０へ、ビジーレポートを送信する受信装置Ｒｘ４０が複数存在した場合、該複数の受信装置Ｒｘ４０のいずれかがビジーレポートを送信し、該ビジーレポートが送信装置Ｔｘ３０に受信される。ビジーレポートを受信した送信装置Ｔｘ３０は、ビジーアンサーを送信するが、該ビジーアンサーは、ビジーレポートを送信した受信装置Ｒｘ４０以外の他の受信装置によっても受信される。この場合、他の受信装置は、ビジーレポートを破棄し、該ビジーレポートの送信を中止する。
【００８５】
つまり、アンテナセクターに複数の受信装置Ｒｘ４０が存在した場合に、該複数の受信装置のうち、一台の受信装置Ｒｘ４０が送信したビジーレポートが送信装置Ｔｘ３０に受信された場合には、該送信装置Ｔｘ３０は該アンテナセクターからの送信を中止するため、ビジーレポートを送信した受信装置Ｒｘ４０以外の他の受信装置がビジーレポートを送信しても無駄である。
本変形例によれば、ビジーレポートを送信していない受信装置が、ビジーアンサーを受信した場合にビジーレポートを破棄するため、不要なビジーレポートが送信されないようにできる。
なお、ビジー状態へ遷移した受信装置Ｒｘ４０及び他の受信装置は受信アンテナを送信装置Ｔｘ３０に向けて、ビームフォーミングするのが好ましい。これによって、ビジー状態へ遷移した受信装置Ｒｘ４０及び他の受信装置は、ビジーアンサーを受信できる。その後、受信装置Ｒｘ４０及び他の受信装置がアイドル状態へ遷移すると、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを受信装置Ｒｘ４０のみがランダムバックオフ後に送信する。
【００８６】
＜第３の実施形態の変形例（その２）＞
変形例に係る無線通信システムは、前述した第３の実施形態に係る無線通信システム２を適用できる。
変形例に係る受信装置Ｒｘ４０は、ビジーレポートの送信待ちをしている場合に、自受信装置Ｒｘ４０以外の他の受信装置が送信したビジーレポートを受信すると、該ビジーレポートに含まれる宛先が、自受信装置Ｒｘ４０がビジーレポートを送信する宛先と同じである場合、送信待ちをしているビジーレポートを破棄する。
【００８７】
仮に、アンテナセクターに複数の受信装置Ｒｘ４０が存在した場合に、該複数の受信装置Ｒｘ４０のうち、一台の受信装置Ｒｘ４０が送信したビジーレポートが送信装置Ｔｘ３０に受信された場合には、該送信装置Ｔｘ３０は該アンテナセクターからの送信を中止するため、ビジーレポートを送信した受信装置Ｒｘ４０以外の他の受信装置がビジーレポートを送信しても無駄である。
本変形例によれば、自受信装置Ｒｘ４０と宛先が同じであるビジーレポートを受信した場合、当該受信装置Ｒｘ４０がビジーレポートを破棄するため、不要なビジーレポートが送信されないようにできる。その後、受信装置Ｒｘ４０及び他の受信装置がアイドル状態へ遷移すると、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを受信装置Ｒｘ４０のみがランダムバックオフ後に送信する。
【００８８】
＜第３の実施形態の変形例（その３）＞
変形例に係る無線通信システムは、前述した第３の実施形態、第３の実施形態の変形例（その１）−第３の実施形態の変形例（その２）に係る無線通信システム２を適用できる。変形例に係る受信装置Ｒｘ４０は、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信するタイミングが、前述した第３の実施形態、第３の実施形態の変形例（その１）−第３の実施形態の変形例（その２）に係る受信装置Ｒｘ４０と異なる。
前述した第３の実施形態、第３の実施形態の変形例（その１）−第３の実施形態の変形例（その２）では、受信装置Ｒｘ４０が常にキャリアセンスを実行し、アイドルになったときに、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信する。
【００８９】
本変形例では、受信装置Ｒｘ４０は、常にキャリアセンスを実行する点では共通するが、接続している送信装置Ｔｘ３０以外の他の送信装置が送信したデータパケットを受信することによってビジー状態へ遷移した場合の動作が異なる。受信装置Ｒｘ４０は、一時的にアイドル状態へ遷移した後、ＳＩＦＳを経て、ＡＣＫが送信されるまでの時間の間待機した後に、ランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信する。ここで、ＳＩＦＳを経て、ＡＣＫが送信されるまでの時間は、ＡＣＫのフレームサイズをコントロールレートで除算することによって得られる。なお、受信装置Ｒｘ４０が、データパケットを受信することによってビジー状態へ遷移した後、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信するために待機している間に、ＮＡＣＫを受信した場合、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信しないで控える。
【００９０】
本変形例によれば、受信装置Ｒｘ４０は、接続している送信装置Ｔｘ３０以外の他の送信装置が送信したデータフレームを受信することによってビジー状態へ遷移し、その後アイドル状態に遷移した場合に、直ぐにビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信するのではなく、ＡＣＫを受信するまで待機する。仮に、受信装置Ｒｘ４０がアイドル状態に遷移した場合に、直ぐにビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信し、且つ他の送信装置と接続している他の受信装置がＮＡＣＫを送信した場合には、該他の送信装置はデータフレームを再送するため、その再送されたデータフレームは、受信装置Ｒｘ４０にも受信される。受信装置Ｒｘ４は、データフレームを受信すると、再度ビジー状態へ遷移する。このため、受信装置Ｒｘ４は、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信した後、直ぐにビジーフラグ「１」を含むビジーレポートを送信することになり、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信したことが無駄になる。本変形例によれば、受信装置Ｒｘ４０は、ＡＣＫを受信した場合に、ビジーフラグ「０」を含むビジーレポートを送信することによって、無駄なビジーレポートの送信を低減できる。
【００９１】
＜第４の実施形態＞
＜無線通信システム＞
本実施形態に係る無線通信システムは、前述した第３の実施形態に係る無線通信システム２を適用できる。
本実施形態に係る無線通信システムでは、送信装置Ｔｘ３０及び受信装置Ｒｘ４０は、複数の周波数帯を使用して通信を行う。
受信装置Ｒｘ４０は、ビジーレポートを、データフレームを送信する周波数帯とは異なる周波数帯で送信する。送信装置Ｔｘ３０は、受信装置Ｒｘ４０が送信したビジーレポートを、受信装置Ｒｘ４０がビジーレポートを送信した周波数帯、換言すればデータフレームを受信する周波数帯とは異なる周波数帯で受信する。具体的には、送信装置Ｔｘ３０は、６０ＧＨｚ帯を使用して、データフレームをＬＡＡ（Ｌｉｃｅｎｓｅ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ）で送信する。受信装置Ｒｘ４０は、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を使用して、ビジーレポートをライセンスバンド（Ｌｉｃｅｎｓｅｄ  ｂａｎｄ）で送信する。ここで、ライセンスバンドは特定の事業者が独占的に使用することを許可された周波数帯域である。
【００９２】
ビジーレポートが、データフレームを送信する周波数帯とは異なる周波数帯で送信されるため、本実施形態に係る無線通信システムでは、受信装置Ｒｘ４０の通信抑止期間設定通知部４４３は、ビジー状態である周波数帯を表す情報を含むビジーレポートを送信装置Ｔｘ３０へ送信する。例えば、通信抑止期間設定通知部４４３は、ビジーレポートのフレームフォーマットのコントロールトレイラーフィールドに、ビジー状態である周波数帯（チャネル）を表す情報と含める。
【００９３】
＜無線通信システムの動作＞
本変形例に係る無線通信システムの動作は、図１０を適用できる。
本実施形態では、送信装置Ｔｘ３０及び受信装置Ｒｘ４０が、２種類の周波数帯を使用して通信を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、送信装置Ｔｘ３０及び受信装置Ｒｘ４０が、３種類以上の周波数帯を使用して通信を行うようにしてもよい。
また、本実施形態では、送信装置Ｔｘ３０は６０ＧＨｚ帯を使用して、データフレームをＬＡＡ（Ｌｉｃｅｎｓｅ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ）で送信し、受信装置Ｒｘ４０は２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を使用して、ビジーレポートをライセンスバンド（Ｌｉｃｅｎｓｅｄ  ｂａｎｄ）で送信する場合について説明したがこの例に限られない。例えば、送信装置Ｔｘ３０は２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を使用して、ビジーレポートをライセンスバンド（Ｌｉｃｅｎｓｅｄ  ｂａｎｄ）で送信し、受信装置Ｒｘ４０は６０ＧＨｚ帯を使用して、データフレームをＬＡＡ（Ｌｉｃｅｎｓｅ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ）で送信するようにしてもよい。
【００９４】
＜第５の実施形態＞
＜無線通信システム＞
図１１は、本実施形態に係る無線通信システム３の概要を示す図である。図１１に示すように、無線通信システム３は、送信装置Ｔｘ５と、送信装置Ｔｘ６と、受信装置Ｒｘ７と、受信装置Ｒｘ８とを含む複数の無線通信装置によって構成される。受信装置Ｒｘ７は送信装置Ｔｘ５と通信を行い、受信装置Ｒｘ８は送信装置Ｔｘ６と通信を行う。
送信装置Ｔｘ５及び送信装置Ｔｘ６の一例は無線ＬＡＮアクセスポイント等であり、ビームフォーミングを使用して電波を送信する。送信装置Ｔｘ５がビームフォーミングを使用して送信する電波が到達する範囲に、受信装置Ｒｘ７及び受信装置Ｒｘ８が位置する。送信装置Ｔｘ６は、送信装置Ｔｘ５が送信する電波が到達する範囲には位置していない。
【００９５】
受信装置Ｒｘ７及び受信装置Ｒｘ８の一例は、携帯電話、スマートフォン、ＰＣ、タブレットＰＣ、ゲーム機等の端末装置である。受信装置Ｒｘ７及び受信装置Ｒｘ８は送信装置Ｔｘ５が送信する電波が到達する範囲に位置し、受信装置Ｒｘ８は送信装置Ｔｘ６が送信する電波が到達する範囲に位置する。つまり、受信装置Ｒｘ８は、送信装置Ｔｘ５及び送信装置Ｔｘ６の両方が送信する電波を受信できる。送信装置Ｔｘ５は受信装置Ｒｘ７へデータフレームを送信し、送信装置Ｔｘ６は受信装置Ｒｘ８へデータフレームを送信する。
送信装置Ｔｘ５及び送信装置Ｔｘ６は、フレーム送信前にキャリアセンスを行う。また、受信装置Ｒｘ７及び受信装置Ｒｘ８は、フレーム送信前にキャリアセンスを行う。さらに、送信装置Ｔｘ５は、受信装置Ｒｘ７へキャリアセンスの結果を示す情報を要求し（以下、「リッスンリクエスト」という）(図示なし)、送信装置Ｔｘ６は、受信装置Ｒｘ８へリッスンリクエスト(図示なし)を送信する。
【００９６】
受信装置Ｒｘ７は接続先の送信装置Ｔｘ５へ、リッスンリクエストに対する応答信号であるキャリアセンスの結果を含む情報（以下、「リッスンアンサー(Listen-Answer)」という）(図示なし)を送信する。また、受信装置Ｒｘ８は接続先の送信装置Ｔｘ６へリッスンリクエストに対する応答信号であるリッスンアンサーを送信する。ここでは、受信装置Ｒｘ７及び受信装置Ｒｘ８のうち、受信装置Ｒｘ８が、リッスンリクエストに対して、リッスンアンサーを送信装置Ｔｘ６へ送信した場合について説明を続ける。
具体的には、受信装置Ｒｘ８が、電波が使用中であることを表す情報（以下、「ビジー状態情報」という）を含むリッスンアンサーを送信装置Ｔｘ６へ送信した場合には、送信装置Ｔｘ６は、自送信装置Ｔｘ６のキャリアセンスの結果が、電波が未使用であっても、電波が使用中であっても、受信装置Ｒｘ８へデータの送信を行わない。一方、受信装置Ｒｘ８が、電波が未使用であることを表す情報（以下、「アイドル状態情報」という）を含むリッスンアンサーを送信装置Ｔｘ６へ送信した場合には、送信装置Ｔｘ６は、自送信装置Ｔｘ６のキャリアセンスの結果が、電波が未使用である場合ではデータの送信を開始し、電波が使用中である場合には、受信装置Ｒｘ８へデータの送信を行わない。
以下、送信装置Ｔｘ５と送信装置Ｔｘ６とを区別しない場合は送信装置Ｔｘ５０と記載し、受信装置Ｒｘ７と受信装置Ｒｘ８とを区別しない場合は受信装置Ｒｘ６０と記載する。
【００９７】
＜送信装置及び受信装置の機能構成＞
図１２は、本実施形態に係る無線通信システム３を構成する送信装置Ｔｘ５０及び受信装置Ｒｘ６０の機能構成を示すブロック図である。送信装置Ｔｘ５０及び受信装置Ｒｘ６０は、無線ＬＡＮ規格にしたがって通信を行う無線通信装置である。送信装置Ｔｘ５０及び受信装置Ｒｘ６０は、同一周波数帯での無線通信回線に複数の搬送波が送信されないように使用する周波数帯やチャネルがアイドル状態であることを検知して通信を試みるキャリアセンス方式を用いて通信を行う。
【００９８】
＜送信装置の機能構成＞
図１２に示すように、送信装置Ｔｘ５０は、通信部５２と記憶部５３と制御部５４とを含んで構成される。
通信部５２は、無線ＬＡＮ等の無線通信回線を利用して受信装置Ｒｘ６０との間で通信を行う。具体的には、通信部５２は、制御部５４から出力されたデータフレームを変調してＲＦ信号を生成し、アンテナ（不図示）を介して当該ＲＦ信号を受信装置Ｒｘ６０へ送信する。
また、通信部５２は、アンテナを介して受信装置Ｒｘ６０から受信したＲＦ信号を復調し、復調することにより得られたデータフレームを制御部５４に出力する。
記憶部５３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。記憶部５３は、制御部５４を動作させるためのプログラム１３１を記憶する。
【００９９】
制御部５４は、例えばＣＰＵによって構成され、記憶部５３に記憶されたプログラム５３１を実行することにより、判別部５４１、キャリアセンス部５４２、通信抑止部５４３、及び通信制御部５４４として機能する。
判別部５４１は、通信部５２から供給されたデータフレームの種別を判別する。判別部５４１は、データフレームの種別を判別した結果、リッスンアンサーであった場合には、該リッスンアンサーを通信抑止部５４３へ出力する。
キャリアセンス部５４２は、リッスンリクエストを作成し、通信部５２から送信する。さらに、キャリアセンス部５４２は、キャリアセンスを行い、キャリアセンスの結果を示す情報を、通信抑止部５４３へ出力する。
【０１００】
＜リッスンリクエスト＞
リッスンリクエストのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマットの一例は、図３に示したＮＡＶレポートのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマットを適用できる。ただし、ディレーションフィールドは、ナル(NULL)であり、情報は付帯されない。コントロールトレイラーにビジー状態情報であるか、アイドル状態情報あるかを示すフラグが付帯される。具体的には、ビジー状態情報である場合には「１」、アイドル状態情報である場合には「０」が付帯される。サブタイプ及びコントロールフレームエクステンションのいずれか一方又は両方にリッスンリクエストであることを示す情報が含まれる。
【０１０１】
通信抑止部５４３は、判別部５４１からリッスンアンサーが供給されると、該リッスンアンサーに含まれるキャリアセンスの結果を表す情報と、キャリアセンス部から供給される情報とに基づいて、受信装置Ｒｘ６０へデータを送信するか否かを判定する。具体的には、通信抑止部５４３は、リッスンアンサーに含まれるキャリアセンスの結果を表す情報がビジー状態を示す場合には、キャリアセンス部５４２によるキャリアセンスの結果を示す情報がアイドル状態であっても、ビジー状態であっても、受信装置Ｒｘ６０へデータフレームを送信しないと判定する。一方、通信抑止部５４３は、リッスンアンサーに含まれるキャリアセンスの結果を表す情報がアイドル状態を示す場合には、キャリアセンス部５４２によるキャリアセンスの結果を示す情報がアイドル状態である場合には受信装置Ｒｘ６０へデータフレームを送信すると判定し、ビジー状態である場合には受信装置Ｒｘ６０へデータフレームを送信しないと判定する。通信抑止部５４３は、受信装置Ｒｘ６０へデータフレームを送信するか否かの判定結果を示す情報を通信制御部５４４へ供給する。
通信制御部５４４は、通信抑止部５４３から判定結果を示す情報が供給されると、当該判定結果を示す情報が、受信装置Ｒｘ６０へデータを送信することを示す場合には受信装置Ｒｘ６０へデータフレームを送信する制御を行い、受信装置Ｒｘ６０へデータを送信しないことを示す場合には受信装置Ｒｘ６０へデータフレームを送信する制御を行わない。
【０１０２】
＜受信装置の機能構成＞
図１２に示すように、受信装置Ｒｘ６０は、通信部６２と記憶部６３と制御部６４とを含んで構成される。
通信部６２は、通信部６２と同様に、無線ＬＡＮ等の無線通信回線を利用して送信装置Ｔｘ５０との間で通信を行う。具体的には、通信部６２は、制御部６４から出力されたデータフレームを変調してＲＦ信号を生成し、アンテナ（不図示）を介して当該ＲＦ信号を送信装置Ｔｘへ送信する。
また、通信部６２は、アンテナを介して送信装置Ｔｘ５０から受信したＲＦ信号を復調し、復調することにより得られたデータを制御部６４に出力する。
記憶部６３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。記憶部６３は、制御部６４を動作させるためのプログラム６３１を記憶する。
【０１０３】
制御部６４は、例えばＣＰＵによって構成され、記憶部６３に記憶されたプログラム６３１を実行することにより、判別部６４１、キャリアセンス部６４２、通知部６４３及び通信制御部６４４として機能する。
判別部６４１は、通信部６２から供給されたデータフレームの種別を判別する。判別部６４１は、データフレームの種別を判別した結果、自受信装置Ｒｘ６０を宛先とするリッスンリクエストであった場合には、該リッスンリクエストをキャリアセンス部６４２へ出力する。一方、判別部６４１は、フレームの種別を判別した結果、自受信装置Ｒｘ６０を宛先とするデータフレームであった場合には、当該データフレームを通信制御部６４４へ出力する。
キャリアセンス部６４２は、判別部６４１からリッスンリクエストが供給されると、該リッスンリクエストに応じてキャリアセンスを実行し、キャリアセンスの結果を示す情報を含むリッスンアンサーを作成する。キャリアセンス部６４２は、作成したリッスンアンサーを通知部６４３へ出力する。
【０１０４】
＜リッスンアンサー＞
リッスンアンサーのフレームフォーマット及びフレームコントロールのフォーマット
の一例は、図３を適用できる。ただし、ディレーションはナル(NULL)であり、情報は付帯されない。サブタイプ及びコントロールフレームエクステンションのいずれか一方又は両方にリッスンアンサーであることを示す情報が含まれる。
通知部６４３は、キャリアセンス部６４２から供給されたリッスンアンサーを送信装置Ｔｘ５０へ送信する。
通信制御部６４４は、判別部６４１からデータフレームを取得すると、該データフレームに対して、ＡＣＫ又はＮＡＣＫを作成し、通信部５２から送信する。
【０１０５】
＜無線通信システムの動作＞
図１３は、本実施形態に係る無線通信システム３の動作を示すシーケンスチャートである。図１３には、無線通信システム１に含まれる送信装置Ｔｘ６、受信装置Ｒｘ８、送信装置Ｔｘ５及び受信装置Ｒｘ７の各々のタイムシーケンスが示される。
送信装置Ｔｘ５及び送信装置Ｔｘ６は、ＤＩＦＳの時間において電波を検出しなければ、信号が送受信されていないと判定し、その後バックオフ時間(BO)を待って、データの伝送を開始する。バックオフ時間はランダムな時間であり、送信装置Ｔｘ５及び送信装置Ｔｘ６２それぞれで異なる時間となっている。
図１３に示される例では、送信装置Ｔｘ６が送信する権利を獲得している場合について説明を続ける。
【０１０６】
ステップＳ１３２では、送信装置Ｔｘ６の通信制御部５４４は、ＤＩＦＳを経てランダムバックオフ制御を行い、ランダムバックオフ値が０になったときに、リッスンリクエストを送信する。送信装置Ｔｘ６が送信したリッスンリクエストは、受信装置Ｒｘ８及び受信装置Ｒｘ７によって受信される。
ステップＳ１３４では、受信装置Ｒｘ８の通信部６２は、送信装置Ｒｘ６が送信したリッスンリクエストを受信し、判別部６４１へ出力する。受信装置Ｒｘ６の判別部６４１は、送信装置Ｒｘ６が送信したリッスンリクエストを通信部６２から取得すると、該リッスンリクエストをキャリアセンス部６４２へ出力する。受信装置Ｒｘ８のキャリアセンス部６４２は、判別部６４１から取得したリッスンリクエストに応じて、キャリアセンスを実行する。そして、キャリアセンス部６４２は、キャリアセンスの結果を通知部６４３へ出力する。通知部６４３は、キャリアセンス部６４２からキャリアセンスの結果を取得すると、該キャリアセンスの結果を含むリッスンアンサーを作成する。そして、通知部６４３は、リッスンリクエストを受信後、ＳＩＦＳを経て送信装置Ｔｘ６宛に、通信部６２からリッスンアンサーを送信する。受信装置Ｒｘ８が送信したリッスンアンサーは、送信装置Ｔｘ６及び受信装置Ｒｘ７によって受信される。
【０１０７】
ステップＳ１３６では、送信装置Ｔｘ６の通信部６２は、受信装置Ｒｘ８が送信したリッスンアンサーを受信し、判別部６４１へ出力する。送信装置Ｔｘ６の判別部６４１は、受信装置Ｒｘ８が送信したリッスンアンサーを通信部６２から取得すると、該リッスンアンサーを通信抑止部５４３へ出力する。送信装置Ｔｘ６の通信抑止部５４３は、判別部６４１からリッスンアンサーが出力されると、該リッスンアンサーに含まれるキャリアセンスの結果と、キャリアセンス部５４２によって行われたキャリアセンスの結果とに基づいて、受信装置Ｒｘ８へデータフレームを送信するか否かを判定する。ここでは、受信装置Ｒｘ８へデータフレームを送信すると判定した場合について説明を続ける。送信装置Ｒｘ６は、受信装置Ｒｘ８からリッスンアンサーを受信し、ＳＩＦＳを経てた後、受信装置Ｒｘ８宛に、データフレームを送信する。
ステップＳ１３８では、受信装置Ｒｘ８の通信部６２は、送信装置Ｔｘ６が送信したデータフレームを受信すると、該データフレームを判別部６４１へ出力する。受信装置Ｒｘ８の判別部６４１は、送信装置Ｔｘ６が送信したデータフレームを通信部６２から取得すると、該データフレームを通信制御部６４４へ出力する。受信装置Ｒｘ８の通信制御部６４４は、判別部６４１からデータフレームを取得すると、ＡＣＫ又はＮＡＣＫを作成する。受信装置Ｒｘ８の通信制御部６４４は、ＳＩＦＳを経て、作成したＡＣＫ又はＮＡＣＫを送信装置Ｔｘ６へ送信する。図１３には、受信装置Ｒｘ８が、ＡＣＫを送信する例を示す。
【０１０８】
本実施形態において、受信装置Ｒｘ６０は、送信装置Ｔｘ５０からリッスンリクエストを受信した場合に、リッスンアンサーを送信する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、受信装置Ｒｘ６０は、リッスンリクエストを受信したか否かにかかわらず、リッスンアンサーを送信するようにしてもよい。これによって、受信装置Ｒｘ６０は、送信装置Ｔｘ５０に対して、データフレームの送信を促すことができる。
【０１０９】
本実施形態に係る無線通信システム３によれば、送信装置Ｔｘ５０は、受信装置Ｒｘ６０がアイドル状態であることを確認できた場合に、データフレームを送信できる。このため、送信装置Ｔｘ５０が送信した電波が、該送信装置Ｔｘ５０以外の送信装置と該受信装置Ｒｘ６０以外の受信装置との間の通信へ干渉することをなくすことができる。
【０１１０】
前述した実施形態及び変形例では、送信装置と受信装置とが通信を行う場合について説明したがこの例に限られない。例えば、送信装置と受信装置とを備える無線通信装置同士が通信を行うようにしてもよく、該無線通信装置と受信装置とが通信を行うようにしてもよく、該無線通信装置と送信装置とが通信を行うようにしてもよい。
前述した実施形態及び変形例では、送信装置と受信装置とがビームフォーミングを用いて通信を行う場合について説明したがこの例に限られない。例えば、送信装置と受信装置とがオムニで通信を行うようにしてもよい。
【０１１１】
また、上述した送信装置、又は受信装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【０１１２】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１１３】
上述した実施形態において、通信部１２、通信部３２及び通信部５２は第１の送信部及び第１の受信部の一例であり、通信部２２、通信部４２及び通信部６２は第２の送信部及び第２の受信部の一例である。また、通信抑止部１４２、通信制御部１４４、通信抑止部３４２、通信制御部３４４、通信抑止部５４３及び通信制御部５４４は通信制御部の一例であり、通信抑止期間設定通知部２４３、通信抑止期間設定通知部４４３及び通知部６４３は通信制御情報作成部の一例である。また、ＮＡＶレポート、ビジーレポート、リッスンアンサーは通信制御情報の一例であり、キャリアセンス部５４２は要求部の一例である。
【０１１４】
以上、本発明の実施形態及びその変形を説明したが、これらの実施形態及びその変形は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態及びその変形は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合せを行うことができる。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１５】
Ｔｘ１−Ｔｘ６…送信装置、Ｒｘ１−Ｒｘ８…受信装置、Ｔｘ１０…送信装置、１２…通信部、１３…記憶部、１４…制御部、１３１…プログラム、１３２…通信抑止期間テーブル、１４１…判別部、１４２…通信抑止部、１４４…通信制御部、Ｒｘ２０…受信装置、２２…通信部、２３…記憶部、２４…制御部、２３１…プログラム、２４１…判別部、２４２…通信抑止期間設定部、２４３…通信抑止期間設定通知部、２４４…通信制御部、Ｔｘ３０…送信装置、３２…通信部、３３…記憶部、３４…制御部、３３１…プログラム、３３２…通信抑止期間テーブル、３４１…判別部、３４２…通信抑止部、３４４…通信制御部、Ｒｘ４０…受信装置、４２…通信部、４３…記憶部、４４…制御部、４３１…プログラム、４４１…判別部、４４２…通信抑止期間設定部、４４３…通信抑止期間設定通知部、４４４…通信制御部、Ｔｘ５０…送信装置、５２…通信部、５３…記憶部、５４…制御部、５３１…プログラム、５４１…判別部、５４２…キャリアセンス部、５４３…通信抑止部、５４４…通信制御部、Ｒｘ６０…受信装置、６２…通信部、６３…記憶部、６４…制御部、６３１…プログラム、６４１…判別部、６４２…キャリアセンス部、６４３…通知部、６４４…通信制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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