(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザの信号を送信可能な送信部と、
前記送信部の送信に関する時間を前記ユーザの数に応じて設定する時間設定部と、
干渉監視部と、
を備え、
前記時間設定部は、
前記送信部の送信に関する時間として、前記送信部が送信を継続することが許容される最大時間である最大連続送信時間を前記ユーザの数に応じて設定し、
前記送信部の送信に関する時間として、前記送信部が用いる周波数帯を他の通信装置が使用していないことを前記干渉監視部が検出してから前記送信部が信号の送信を開始するまでの待ち時間であるバックオフ時間を前記ユーザの数に応じて設定する、
通信装置。
【請求項２】
前記送信部は、プライマリセルでの通信のタイミングに同期してセカンダリセルにて信号を送信し、前記バックオフ時間の経過からプライマリセルに同期しての通信開始のタイミングまでの間帯域確保用の信号を送信する、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
複数のユーザの信号を送信可能な送信部と、
前記送信部の送信に関する時間を前記ユーザの数に応じて設定する時間設定部、
を備え、
前記時間設定部は、前記送信部の送信に関する時間として、前記送信部が送信を継続することが許容される最大時間である最大連続送信時間を、単独ユーザの最大連続送信時間×通信中のユーザ数×第１の重み係数により設定する、
通信装置。
【請求項４】
複数のユーザの信号を送信可能な送信部と、
前記送信部の送信に関する時間を前記ユーザの数に応じて設定する時間設定部、
を備え、
前記時間設定部は、前記送信部の送信に関する時間として、前記送信部が用いる周波数帯を他の通信装置が使用していないことを干渉監視部が検出してから前記送信部が信号の送信を開始するまでの待ち時間であるバックオフ時間を、最大バックオフ時間の範囲内で設定し、前記最大バックオフ時間は、単独ユーザの最大バックオフ時間／ユーザ数×第２の重み係数により算出される、
通信装置。
【請求項５】
通信装置に用いられる通信方法であって、コンピュータが、
複数のユーザの信号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップでの送信に関する時間を前記ユーザの数に応じて設定する時間設定ステップと、
干渉監視ステップと、
を有し、
前記時間設定ステップにおいて、
前記送信ステップでの送信に関する時間として、前記送信ステップにおいて送信を継続することが許容される最大時間である最大連続送信時間を前記ユーザの数に応じて設定し、
前記送信ステップでの送信に関する時間として、前記送信ステップにおいて用いる周波数帯を他の通信装置が使用していないことを前記干渉監視ステップにおいて検出されてから前記送信ステップにおける信号の送信を開始するまでの待ち時間であるバックオフ時間を前記ユーザの数に応じて設定する、
通信方法。
【請求項６】
コンピュータに、
複数のユーザの信号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップでの送信に関する時間を前記ユーザの数に応じて設定する時間設定ステップと、
干渉監視ステップと、
を実行させ、
前記時間設定ステップにおいて、
前記送信ステップでの送信に関する時間として、前記送信ステップにおいて送信を継続することが許容される最大時間である最大連続送信時間を前記ユーザの数に応じて設定し、
前記送信ステップでの送信に関する時間として、前記送信ステップにおいて用いる周波数帯を他の通信装置が使用していないことを前記干渉監視ステップにおいて検出されてから前記送信ステップにおける信号の送信を開始するまでの待ち時間であるバックオフ時間を前記ユーザの数に応じて設定するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
免許不要で通信可能な周波数帯域であるアンライセンス周波数帯（Unlicensed Band）では、他の通信装置等との干渉を避けて通信を行う必要がある。このため、通信装置がアンライセンス周波数帯を用いて通信を行う際、使用する周波数帯を他の装置が使用中か否か予め確認するといった方法が用いられている。さらに、ある装置による通信が終了した際に複数の装置が同時に通信を開始する通信の衝突（Collision）が生じるのを避けるため、他の装置の通信終了を検出してから自らの装置が通信を開始するまでにランダム時間長の待ち時間を設ける技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のオペレータ（移動体通信事業者）がＲＡＮ（Radio Access Network）を共有するマルチオペレータＲＡＮ（Multi-Operator RAN）では、複数のオペレータがスモールセル（Small Cell）基地局装置を共用することが検討されている。
複数のオペレータがスモールセル基地局装置を共用する場合、個々のオペレータが通信開始を試行する機会が、当該オペレータ単独でスモールセル基地局装置を用いる場合よりも減少してしまう可能性がある。ここでいう通信開始の試行とは、待ち時間の後に、使用周波数帯が空いていれば（他の装置が使用していなければ）通信を開始することである。
単独のオペレータがスモールセル基地局装置を占用する場合には、使用周波数帯での他の装置の通信が終了した際に毎回、通信開始を試行することができる。これに対し、複数のオペレータがスモールセル基地局装置を共用する場合、個々のオペレータは、基地局装置を共用するオペレータの数だけ通信開始を試行する機会が減少する可能性がある。通信開始を試行する機会の減少により、個々のオペレータから見てマルチオペレータ基地局装置ではマルチオペレータに対応していない基地局装置よりもスループットが低下する。
【０００５】
本発明は、マルチオペレータ基地局装置など複数のユーザ（例えばオペレータ）が共有する通信装置における１ユーザあたりのスループットの低下を防止または低減することができる通信装置、通信方法およびプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、通信装置は、複数のユーザの信号を送信可能な送信部と、前記送信部の送信に関する時間を前記ユーザの数に応じて設定する時間設定部と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、通信方法は、通信装置の通信方法であって、複数のユーザの信号を送信する送信ステップと、前記送信部の送信に関する時間を前記ユーザの数に応じて設定する時間設定ステップと、を含む。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、複数のユーザの信号を送信する送信ステップと、前記送信部の送信に関する時間を前記ユーザの数に応じて設定する時間設定ステップとを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のユーザが共有する通信装置における１ユーザあたりのスループットの低下を防止または低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における通信システムの装置構成を示す概略構成図。
【図２】同実施形態におけるマルチオペレータ基地局装置の機能構成を示す概略ブロック図。
【図３】同実施形態における単独オペレータ基地局装置が信号を送信するタイミングの例を示す説明図。
【図４】同実施形態におけるマルチオペレータ基地局装置が信号を送信するタイミングの例を示す説明図。
【図５】同実施形態におけるマルチオペレータ基地局装置が信号を送信するタイミングのもう１つの例を示す説明図。
【図６】第２の実施形態における通信システムの装置構成を示す概略構成図。
【図７】同実施形態における単独オペレータ基地局装置が信号を送信するタイミングの例を示す説明図。
【図８】同実施形態におけるマルチオペレータ基地局装置が信号を送信するタイミングの例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態における通信システムの装置構成を示す概略構成図である。同図に示すように通信システム１は、マルチオペレータ基地局装置１１と、単独オペレータ基地局装置１２と、アクセスポイント装置１３とを備える。マルチオペレータ基地局装置１１は、第１コアネットワーク３１、第２コアネットワーク３２及び第３コアネットワーク３３に通信接続している。単独オペレータ基地局装置１２は、第４コアネットワーク３４に通信接続している。アクセスポイント装置１３はインターネット３５に通信接続している。
また、領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３は、それぞれマルチオペレータ基地局装置１１、単独オペレータ基地局装置１２、アクセスポイント装置１３の通信エリアを示している。また、基地局装置と端末装置との通信接続関係を矢印で示している。第１端末装置２１、第２端末装置２２及び第３端末装置２３は、いずれもマルチオペレータ基地局装置１１に通信接続している。また、第４端末装置２４は、単独オペレータ基地局装置１２に通信接続している。第５端末装置２５は、アクセスポイント装置１３に通信接続している。
【００１２】
マルチオペレータ基地局装置１１は、オペレータＡ、Ｂ、Ｃが共有する基地局装置である。ここでいうオペレータは、移動体通信事業者（Mobile Network Operator；ＭＮＯ）のことである。なお、以下では、マルチオペレータ基地局装置１１のユーザがオペレータである場合を例に説明するが、これに限らない。マルチオペレータ基地局装置１１のユーザの一部又は全部が、オペレータ以外のユーザであってもよい。
第１コアネットワーク３１、第２コアネットワーク３２、第３コアネットワーク３３は、それぞれオペレータＡ、Ｂ、Ｃのコアネットワークである。マルチオペレータ基地局装置１１は、例えばＳ１インタフェースを介して第１コアネットワーク３１、第２コアネットワーク３２、第３コアネットワーク３３に通信接続する。
また、マルチオペレータ基地局装置１１は、例えば５ギガヘルツ（ＧＨｚ）帯などアンライセンス周波数帯（Unlicensed Band）を用いて第１端末装置２１、第２端末装置２２及び第３端末装置２３と通信を行う。ここでいうアンライセンス周波数帯とは、免許不要で通信可能な周波数帯である。以下では、マルチオペレータ基地局装置１１が用いる周波数帯を周波数帯ｆｕ１と表記する。第１端末装置２１、第２端末装置２２、第３端末装置２３は、それぞれオペレータＡ、Ｂ、Ｃによる通信サービスの提供を受ける端末装置である。第１端末装置２１は、マルチオペレータ基地局装置１１を介して第１コアネットワーク３１に通信接続する。第２端末装置２２は、マルチオペレータ基地局装置１１を介して第２コアネットワーク３２に通信接続する。第３端末装置２３は、マルチオペレータ基地局装置１１を介して第３コアネットワーク３３に通信接続する。
但し、マルチオペレータ基地局装置１１を使用するオペレータの数は３に限らず複数であればよい。また、オペレータＡ、Ｂ、Ｃによる通信サービスの提供を受ける端末装置は、いずれも複数あってもよい。
また、本実施形態では、マルチオペレータ基地局装置１１がＬＴＥ（Long Term Evolution、ＬＴＥは登録商標）基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）である場合を例に説明するが、これに限らない。マルチオペレータ基地局装置１１は、複数のユーザ（例えば複数のオペレータ）が使用する通信装置であり、かつ、他の通信装置と同じ周波数帯を使用して当該通信装置と通信タイミングの調整が必要であればよい。
【００１３】
単独オペレータ基地局装置１２は、オペレータＤが単独で使用する基地局装置である。第４コアネットワーク３４は、オペレータＤのコアネットワークである。
また、単独オペレータ基地局装置１２は、マルチオペレータ基地局装置１１と同じ周波数帯ｆｕ１を用いて第４端末装置２４と通信を行う。第４端末装置２４は、オペレータＤによる通信サービスの提供を受ける端末装置である。第４端末装置２４は、単独オペレータ基地局装置１２を介して第４コアネットワーク３４に通信接続する。オペレータＤによる通信サービスの提供を受ける端末装置が複数あってもよい。
アクセスポイント装置１３は、マルチオペレータ基地局装置１１と同じ周波数帯ｆｕ１を用いて第５端末装置２５と通信を行う。本実施形態では、アクセスポイント装置１３がＷｉ−Ｆｉ（登録商標）にて通信を行う場合を例に説明する。但し、アクセスポイント装置１３は、周波数帯ｆｕ１を用いて通信を行うものであればよく、特定の通信方式の通信装置に限定されない。
第５端末装置２５は、アクセスポイント装置１３と通信可能な端末装置であり、アクセスポイント装置１３を介してインターネット３５に通信接続する。なお、アクセスポイント装置１３に接続可能な端末装置が複数あってもよい。
【００１４】
図２は、マルチオペレータ基地局装置１１の機能構成を示す概略ブロック図である。同図に示すようにマルチオペレータ基地局装置１１は、無線送信部１１１と、無線受信部１１２と、干渉検出部１１３と、制御部１９０とを備える。制御部１９０は、コアネットワーク選択通信部１９１と、送信パケット生成部１９２と、送信タイミング調整部１９３と、干渉監視部１９４と、受信処理部１９５とを備える。
無線送信部１１１、無線受信部１１２は、それぞれ周波数帯ｆｕ１にて無線信号を送信、受信する。無線送信部１１１と無線受信部１１２とが１つの機能部として構成されていてもよい。
干渉検出部１１３は、周波数帯ｆｕ１を使用している通信装置の干渉を検出する。ここでいう干渉は、同じ周波数帯を使用する通信装置の一方が電波を送信することにより、他方の通信装置が通信を行えない状態である。本実施形態では、干渉検出部１１３は、アクセスポイント装置１３が周波数帯ｆｕ１にて送信する電波、および、単独オペレータ基地局装置１２が周波数帯ｆｕ１にて送信する電波を検出する。
制御部１９０は、マルチオペレータ基地局装置１１の各部を制御して各種処理を行う。  コアネットワーク選択通信部１９１は、通信するコアネットワークを選択し、選択したコアネットワークと通信する。例えば、第１端末装置２１が無線送信部１１１と通信している場合、コアネットワーク選択通信部１９１は、第１コアネットワーク３１と通信する。これにより、第１端末装置２１は、マルチオペレータ基地局装置１１を介して第１コアネットワーク３１に接続する。また、第２端末装置２２が無線送信部１１１と通信している場合、コアネットワーク選択通信部１９１は、第２コアネットワーク３２と通信する。これにより、第２端末装置２２は、マルチオペレータ基地局装置１１を介して第２コアネットワーク３２に接続する。また、第３端末装置２３が無線送信部１１１と通信している場合、コアネットワーク選択通信部１９１は、第３コアネットワーク３３と通信する。これにより、第３端末装置２３は、マルチオペレータ基地局装置１１を介して第３コアネットワーク３３に接続する。
【００１５】
送信パケット生成部１９２は、マルチオペレータ基地局装置１１が通信中のオペレータ数（マルチオペレータ基地局装置１１が通信中のコアネットワークの数）に応じた最大連続送信時間を決定し、通信中のオペレータのパケット（マルチオペレータ基地局装置１１が通信中のコアネットワークからの信号を格納したパケット）を生成する。ここでいう最大連続送信時間は、通信装置が送信を開始してから終了するまでの時間（したがって、通信装置が送信を継続する時間）として許容される最大時間である。マルチオペレータ基地局装置１１のパケット送信時間は、送信パケット生成部１９２が決定した最大連続送信時間内となる。
送信タイミング調整部１９３は、送信パケット生成部１９２が生成したパケットを無線送信部１１１が無線信号にて送信するタイミングを調整する。送信タイミング調整部１９３は、周波数帯ｆｕ１にて他の通信装置が電波を送信していないことを干渉監視部１９４が検出してからバックオフ時間経過後のタイミングで、無線送信部１１１に信号の送信を開始させる。ここでいうバックオフ時間は、通信の衝突（Collision）を避けるために設けられる待ち時間である。バックオフ時間は、例えば予め設定されている最大バックオフ時間の範囲内でランダムな時間長に設定される。送信パケット生成部１９２、送信タイミング調整部１９３のいずれも時間設定部の例に該当する。
干渉監視部１９４は、他の装置が周波数帯ｆｕ１にて通信中か否かを、干渉検出部１１３の受信信号の強度に基づいて判定する。あるいは、干渉監視部１９４が、他の装置が周波数帯ｆｕ１にて通信中か否かを、干渉検出部１１３の受信信号を復調した信号に基づいて判定するようにしてもよい。
受信処理部１９５は、無線受信部１１２が受信した信号を処理する。具体的には、受信処理部１９５は、無線受信部１１２が受信した信号を復調し、復調した信号から伝送信号を抽出し、得られた伝送信号をコアネットワーク向けのパケットに格納してコアネットワーク選択通信部１９１へ出力する。コアネットワーク選択通信部１９１は、当該パケットをコアネットワークへ送信する。
【００１６】
図３は、単独オペレータ基地局装置１２が信号を送信するタイミングの例を示す説明図である。同図の横軸は時刻を示す。図３の例では、アクセスポイント装置１３が通信を行っている間、単独オペレータ基地局装置１２はキャリアセンシングしており、周波数帯ｆｕ１の空きを検出した後、バックオフ時間（時間Ｔ１１）の経過を待つ。バックオフ時間経過後も周波数帯ｆｕ１が空いていることを検出した単独オペレータ基地局装置１２は、時間Ｔ１２の間連続して信号を送信している。
ここでいうキャリアセンシングとは、通信に用いる周波数帯にて他の通信装置が通信を行っているか否か監視することである。また、ここでいう空きとは、他の装置が通信を行っていないことである。通信中の装置が通信を終了することで空きの状態になる。
なお、バックオフ時間は、ある定められた範囲（最大バックオフ時間）内のランダム値をとる。衝突が多くなるほど最大バックオフ時間を大きくしてもよい。
また、通信装置は最大連続送信時間の範囲内で連続して通信を行う。上記のように、最大連続送信時間は、通信装置が連続して（したがって、周波数帯の占有を継続して）信号を送信することができる最大時間である。通信データが無くなれば、通信装置は最大連続送信時間の経過を待たずにその時点で信号の送信を終了する。
【００１７】
図４は、マルチオペレータ基地局装置１１が信号を送信するタイミングの例を示す説明図である。同図の横軸は時刻を示す。図４の例では、アクセスポイント装置１３が通信を行っている間、マルチオペレータ基地局装置１１の干渉監視部１９４がキャリアセンシングしており、周波数帯ｆｕ１の空きを検出した後、バックオフ時間（時間Ｔ２１）の経過を待つ。バックオフ時間経過後も周波数帯ｆｕ１が空いていることを干渉監視部１９４が検出すると、無線送信部１１１が、制御部１９０の制御に従って時間Ｔ２２の間に３オペレータ分の信号をまとめて連続送信している。
なお、図４では周波数帯ｆｕ１オペレータＡ、Ｂ、Ｃの順で送信しているが、この順序に限らない。またオペレータＡ、Ｂ、Ｃの信号の送信時間の比率は同じであってもよいし異なっていてもよい。例えば、送信パケット生成部１９２が、各オペレータの信号の優先度に応じて最大連続送信時間を変更するようにしてもよい。ここでいうオペレータの信号とは、当該オペレータのコアネットワークから得られた信号である。
なお、無線送信部１１１が、周波数分割にてデータを送信するようにしてもよい。この場合、無線送信部１１１は、同一の時間に複数のオペレータの信号を送信し得る。
マルチオペレータ基地局装置１１の最大連続送信時間をＴｆｍとした場合、マルチオペレータ基地局装置１１は、最大でＴｆｍまで連続して信号を送信することが可能である。通信データが無くなった場合、マルチオペレータ基地局装置１１は、最大連続送信時間Ｔｆｍの経過を待たずにその時点で送信を完了する。
送信パケット生成部１９２は、最大連続送信時間Ｔｆｍを式（１）にて算出し、算出した最大連続送信時間Ｔｆｍの範囲内で送信可能なパケットを生成する。
【００１８】
Ｔｆｍ  ＝  Ｔｆｓ  ×  通信中のオペレータ数      ・・・  （１）
【００１９】
ここで、Ｔｆｓは、オペレータが単独の場合の最大連続送信時間（例えば、単独オペレータ基地局装置１２における最大連続送信時間）を示す。また、通信中のオペレータ数は、例えばLTE RRC connected（ＬＴＥは登録商標）状態のオペレータ数とすることができる。例えばオペレータAのみが通信中である場合、通信中のオペレータ数は１であり、Ｔｆｍ＝Ｔｆｓとなる。また、Ｔｆｍ  ＝  Ｔｆｓ  ×  通信中のオペレータ数  ×  α  （αは、α≧０の重み係数。例えばα＝０．８またはα＝１．２等の値をとる）のように、送信パケット生成部１９２が、オペレータ数に重み付けをするようにしてもよい。例えば、マルチオペレータ基地局装置では、各オペレータのパケット配置を柔軟に配置できるため、単純にオペレータ数の倍数にすると単体の基地局装置よりも有利になる可能性がある。この場合には、α＝０．８など、１より小さい係数で重み付けをして最大連続送信時間を調整することが可能である。逆に、マルチオペレータ基地局装置では、最初に送信されるオペレータ信号以外のオペレータのバックオフ時間は省略できるため、その分だけ最大連続送信時間を長くすることも考えられる。その場合には、α＝１．２など、１より大きい係数で重み付けをして最大連続送信時間を調整することが可能となる。なお、上記では、通信中のオペレータ数としているが、単純にオペレータ数（マルチオペレータ基地局装置１１を共用するオペレータの数）としてもよい。この場合、送信パケット生成部１９２が、最大連続送信時間Ｔｆｍを定数として予め記憶しておくようにしてもよい。
【００２０】
以上のように、送信パケット生成部１９２は、オペレータ数に応じて最大連続送信時間を設定する。これにより、マルチオペレータ基地局装置１１における１オペレータあたりのスループットの低下を防止または低減することができる。
ここで、単独のオペレータが使用する単独オペレータ基地局装置１２では、使用周波数帯（周波数帯ｆｕ１）での他の装置の通信が終了した際に毎回、通信開始を試行することができる。一方、複数のオペレータが基地局装置を共用するマルチオペレータ基地局装置１１では、仮に、複数のオペレータの通信データが存在していたとすると、オペレータの送信毎にバックオフ時間を設けた場合、個々のオペレータから見ると、各オペレータが単独で基地局装置を設けた場合と比較して、基地局装置を共用するオペレータの数だけ通信開始を試行する機会が減少する。通信開始を試行する機会の減少により、個々のオペレータから見てマルチオペレータ基地局装置ではマルチオペレータに対応していない基地局装置よりもスループットが低下する。
これに対し、図４を参照して説明したように、送信パケット生成部１９２がオペレータ数に応じて最大連続送信時間を設定し、一回の送信で複数のオペレータの通信データをまとめて送信するようにすることで、各オペレータは、オペレータ単独で基地局装置を設けた場合と同様、使用周波数帯（周波数帯ｆｕ１）での他の装置の通信が終了した際に毎回、通信開始を試行するのと実質的に同じだけの通信機会を各オペレータは獲得できるようになる。この点で、マルチオペレータ基地局装置１１によれば、マルチオペレータ基地局装置１１における１オペレータあたりのスループットの低下を防止または低減することができる。
【００２１】
図５は、マルチオペレータ基地局装置１１が信号を送信するタイミングのもう１つの例を示す説明図である。同図の横軸は時刻を示す。図５の例では、アクセスポイント装置１３が通信を行っている間、マルチオペレータ基地局装置１１はキャリアセンシングしており、周波数帯ｆｕ１の空きを検出した後、バックオフ時間（時間Ｔ３１）の経過を待つ。バックオフ時間経過後も周波数帯ｆｕ１が空いていることを干渉監視部１９４が検出すると、無線送信部１１１が、制御部１９０の制御に従って時間Ｔ３２の間に、３オペレータ中の１オペレータ（図５の例ではオペレータＡ）の信号を連続送信する。この場合の最大連続送信時間は、単独オペレータ基地局装置１２の場合と同様にＴｆｓである。なお、最大連続送信時間の範囲内であれば、無線送信部１１１が３オペレータ分または２オペレータ分の信号をまとめて連続送信するようにしてもよい。
送信タイミング調整部１９３は、式（２）に基づいて最大バックオフ時間Ｔｂｍを設定し、設定した最大バックオフ時間Ｔｂｍの範囲内でバックオフ時間（時間Ｔ３１）をランダムに設定する。
【００２２】
Ｔｂｍ  ＝  Ｔｂｓ  ／  通信中のオペレータ数    ・・・  （２）
【００２３】
図４の場合と同様、通信中のオペレータ数に代えて、単純にオペレータ数（マルチオペレータ基地局装置１１を共用するオペレータの数）としてもよい。この場合、送信タイミング調整部１９３が、最大バックオフ時間Ｔｂｍを定数として予め記憶しておくようにしてもよい。
また、図５ではオペレータＡの信号に続いてオペレータＢ、Ｃの信号御送信できた例を示している。オペレータＢ、Ｃの信号についても、送信タイミング調整部１９３は、オペレータＡの信号の場合と同じく最大バックオフ時間Ｔｂｍの範囲内でバックオフ時間（時間Ｔ３３、Ｔ３５）を設定している。また、無線送信部１１１は、オペレータＡの信号の場合と同じく最大連続送信時間Ｔｆｓの範囲内で、時間Ｔ３４、Ｔ３６の間に、それぞれ１オペレータ分の信号を送信している。他の装置に設定されるバックオフ時間との関係次第で、オペレータＡの信号の送信とオペレータＢの信号の送信との間や、オペレータＢの信号の送信とオペレータＣの信号の送信との間に、他の装置による信号の送信が含まれる場合がある。
また、Ｔｂｍ  ＝  Ｔｂｓ  ／  オペレータ数  ×  β  （β：重み係数）  のように、送信タイミング調整部１９３がオペレータ数に重み付けをするようにしてもよい。
なお、オペレータＡ、Ｂ、Ｃの信号を送信する際の最大バックオフ時間の比率は同じであってもよいし異なっていてもよい。例えば、送信タイミング調整部１９３が、各オペレータの信号の優先度に応じて、オペレータ毎に最大バックオフ時間を変更してもよい。
以上のように、送信タイミング調整部１９３は、オペレータ数に応じて最大バックオフ時間を設定する。これにより、マルチオペレータ基地局装置１１における１オペレータあたりのスループットの低下を防止または低減することができる。特に、送信タイミング調整部１９３がマルチオペレータ基地局装置１１の最大バックオフ時間を単独オペレータ基地局装置１２の場合より小さくすることで、マルチオペレータ基地局装置１１が信号を送信できる確率が上昇し、１オペレータあたりのスループットを向上させることができる。
【００２４】
なお、図５の例では、どのオペレータの信号を送信するかは、マルチオペレータ基地局装置１１自身が決定するか、あるいは各オペレータのコアネットワークからの指示に基づき決定する。これに対し、マルチオペレータ基地局装置１１がオペレータの数だけタイマーを備え、送信タイミング調整部１９３がオペレータ毎に独立にバックオフ時間を設定して信号の送出権を競わせるようにしてもよい。
例えば、オペレータＡ、Ｂ、Ｃの３オペレータの信号それぞれに対して、送信タイミング調整部１９３がバックオフ時間を設定しタイマーに割り当てる。タイマー満了時に干渉監視部１９４が周波数帯ｆｕ１の空きを検出した場合に、当該タイマーに対応するオペレータの信号が送信権を得る。なお、この場合、干渉監視部１９４は、他の装置が周波数帯ｆｕ１で通信を行っているか否かの判定に加えて、マルチオペレータ基地局装置１１内の他のオペレータの信号の送信の有無も判定する。
なお、送信タイミング調整部１９３が、オペレータの信号毎にバックオフ時間を設定し、最小のバックオフ時間を採用するようにしてもよい。例えば、送信タイミング調整部１９３が、オペレータＡ、Ｂ、Ｃの信号のバックオフ時間Ｔｂｓ＿ａ、Ｔｂｓ＿ｂ、Ｔｂｓ＿ｃを計算し、ｍｉｎ（Ｔｂｓ＿ａ，Ｔｂｓ＿ｂ，Ｔｂｓ＿ｃ）をバックオフ時間として設定するようにしてもよい。この場合、設定されたバックオフ時間が最小のオペレータの信号が、他の装置と送信権を争う。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
図６は、第２の実施形態における通信システムの装置構成を示す概略構成図である。同図に示すように通信システム２は、マルチオペレータ基地局装置１１と、単独オペレータ基地局装置１２と、アクセスポイント装置１３と、第１マクロ基地局装置４１と、第２マクロ基地局装置４２と、第３マクロ基地局装置４３と、第４マクロ基地局装置４４とを備える。マルチオペレータ基地局装置１１は、第１コアネットワーク３１、第２コアネットワーク３２及び第３コアネットワーク３３に通信接続している。単独オペレータ基地局装置１２は、第４コアネットワーク３４に通信接続している。アクセスポイント装置１３はインターネット３５に通信接続している。第１マクロ基地局装置４１、第２マクロ基地局装置４２、第３マクロ基地局装置４３、第４マクロ基地局装置４４は、それぞれ、第１コアネットワーク３１、第２コアネットワーク３２、第３コアネットワーク３３、第４コアネットワーク３４に通信接続している。第１コアネットワーク３１、第２コアネットワーク３２、第３コアネットワーク３３は、それぞれオペレータＡ、オペレータＢ、オペレータＣのコアネットワークである。マルチオペレータ基地局装置１１は、例えばＳ１インタフェースを介して第１コアネットワーク３１、第２コアネットワーク３２、第３コアネットワーク３３に通信接続する。あるいは、マルチオペレータ基地局装置１１が、コアネットワークを介さずに、Ｘ２インタフェース等で第１マクロ基地局装置４１、第２マクロ基地局装置４２及び第３マクロ基地局装置４３のいずれかまたは複数に直接通信接続するようにしてもよい。領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３は、図１の場合と同様である。また、基地局装置と端末装置との通信接続関係を矢印で示している点も図１の場合と同様である。
【００２６】
マルチオペレータ基地局装置１１は、オペレータＡ、Ｂ及びＣの３オペレータが共有する基地局装置（例えばスモールセル基地局装置）であり、ＬＡＡ（License Assisted Access）のセカンダリセル（Secondary Cell;ＳＣＥＬＬ）を形成する。具体的には、第１マクロ基地局装置４１がオペレータＡのプライマリセル（Primary Cell；ＰＣＥＬＬ）を形成し、マルチオペレータ基地局装置１１は、当該プライマリセルに対応してオペレータＡのセカンダリセルを形成する。ここでいうプライマリセルは、制御情報の通信が行われるセルである。セカンダリセルは、プライマリセルで通信される制御情報を利用してデータ通信が行われるセルである。例えば、プライマリセル、セカンダリセルは、それぞれＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥは登録商標）のプライマリセル、セカンダリセルである。
同様に、第２マクロ基地局装置４２、第３マクロ基地局装置４３が、それぞれオペレータＢ、Ｃのプライマリセルを形成し、マルチオペレータ基地局装置１１は、当該プライマリセルに対応してオペレータＢ、Ｃのセカンダリセルを形成する。
なお、マルチオペレータ基地局装置１１は、例えば５ギガヘルツ（ＧＨｚ）帯などアンライセンス周波数帯（Unlicensed Band）を用いてセカンダリセルを形成する。
以下では、マルチオペレータ基地局装置１１が用いる周波数帯を周波数帯ｆｕ１と表記する。また、第１マクロ基地局装置４１、第２マクロ基地局装置４２、第３マクロ基地局装置４３、第４マクロ基地局装置４４が用いる周波数帯を、それぞれ周波数帯ｆｌａ、ｆｌｂ、ｆｌｃ、ｆｌｄと表記する。
第１端末装置２１、第２端末装置２２、第３端末装置２３は、それぞれオペレータＡ、Ｂ、Ｃによる通信サービスの提供を受ける端末装置である。第１端末装置２１は、第１マクロ基地局装置４１及びマルチオペレータ基地局装置１１を介して第１コアネットワーク３１に通信接続する。第２端末装置２２は、第２マクロ基地局装置４２及びマルチオペレータ基地局装置１１を介して第２コアネットワーク３２に通信接続する。第３端末装置２３は、第３マクロ基地局装置４３及びマルチオペレータ基地局装置１１を介して第３コアネットワーク３３に通信接続する。
但し、マルチオペレータ基地局装置１１を使用するオペレータの数は３に限らず複数であればよい。また、オペレータＡ、Ｂ、Ｃによる通信サービスの提供を受ける端末装置は、いずれも複数あってもよい。
また、本実施形態では、マルチオペレータ基地局装置１１がＬＴＥ（Long Term Evolution、ＬＴＥは登録商標）基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）である場合を例に説明するが、これに限らない。マルチオペレータ基地局装置１１は、複数のユーザ（例えば複数のオペレータ）が使用する通信装置であり、かつ、他の通信装置と同じ周波数帯を使用してセカンダリセルを形成し、当該通信装置と通信タイミングの調整が必要なものであればよい。
【００２７】
単独オペレータ基地局装置１２は、オペレータＤが単独で使用する基地局装置である。第４マクロ基地局装置４４がオペレータＤのプライマリセルを形成し、単独オペレータ基地局装置１２は、当該プライマリセルに対応してオペレータＤのセカンダリセルを形成する。第４端末装置２４は、第４マクロ基地局装置４４及び単独オペレータ基地局装置１２を介して第４コアネットワーク３４に通信接続する。
第４コアネットワーク３４は、オペレータＤのコアネットワークである。なお、オペレータＤは、オペレータＡ、Ｂ又はＣのいずれかであってもよいし、オペレータＡ、Ｂ、Ｃのいずれとも異なるオペレータであってもよい。なお、オペレータＤによる通信サービスの提供を受ける端末装置が複数あってもよい。単独オペレータ基地局装置１２は、マルチオペレータ基地局装置１１と同じ周波数帯ｆｕ１を用いてセカンダリセルを形成する。
アクセスポイント装置１３は、第１の実施形態の場合と同様、マルチオペレータ基地局装置１１と同じ周波数帯ｆｕ１を用いて第５端末装置２５と通信を行う。第１の実施形態の場合と同様、アクセスポイント装置１３は特定の通信方式の通信装置に限定されない。
第５端末装置２５は、アクセスポイント装置１３と通信可能な端末装置であり、アクセスポイント装置１３を介してインターネット３５に通信接続する。なお、アクセスポイント装置１３に接続可能な端末装置が複数あってもよい。
なお、マルチオペレータ基地局装置１１、単独オペレータ基地局装置１２のいずれについても、プライマリセルとセカンダリセルとを同一の基地局装置が形成するようにしてもよい。例えば、マルチオペレータ基地局装置１１が、オペレータＡのプライマリセルとセカンダリセルとを形成するようにしてもよい。
【００２８】
マルチオペレータ基地局装置１１の機能構成は、図２に示す構成と同様とすることができる。なお、第２の実施形態におけるマルチオペレータ基地局装置１１の各部の機能は、以下の点以外は第１の実施形態の場合と同様である。
マルチオペレータ基地局装置１１は、プライマリセルでのタイミングに同期してセカンダリセルでの通信を行う。そのために、送信タイミング調整部１９３は、信号の送信開始タイミングを、プライマリセルでのタイミングに合わせる調整を行う。また、無線送信部１１１は、バックオフ時間経過から信号送信開始タイミングまでの間、帯域を確保するためのダミー信号を送信する。ダミー信号は帯域確保用の信号の例に該当する。
また、マルチオペレータ基地局装置１１がセカンダリセル専用の通信装置として使用される場合、制御部１９０はプライマリセルの機能を有していなくてよい。特に、制御部１９０は、制御情報を生成して無線送信部１１１に送信させる機能を有していなくてよい。一方、マルチオペレータ基地局装置１１がプライマリセルとセカンダリセルとの両方を形成する場合、マルチオペレータ基地局装置１１はプライマリセルでの信号の送受信を行う機能部を備える。
【００２９】
図７は、単独オペレータ基地局装置１２が信号を送信するタイミングの例を示す説明図である。同図の横軸は時刻を示す。図７の例では、第４マクロ基地局装置４４が、周波数帯ｆｌｄのプライマリセルにて連続的に信号を送信している。時間Ｔ４４は、サブフレーム時間間隔（サブフレームの送信を開始してから次のサブフレームの送信を開始するまでの時間）を示している。
また、アクセスポイント装置１３が通信を行っている間、単独オペレータ基地局装置１２はキャリアセンシングしており、周波数帯ｆｕ１の空きを検出した後、最大バックオフ時間の範囲内でランダムに設定されたバックオフ時間（時間Ｔ４１）の経過を待つ。バックオフ時間経過後も周波数帯ｆｕ１が空いていることを検出した単独オペレータ基地局装置１２は、最大連続送信時間の範囲内である時間Ｔ４２の間連続して、周波数帯ｆｕ１のセカンダリセルにて信号を送信している。単独オペレータ基地局装置１２は、プライマリセルでのサブフレームタイミングに同期して通信を行うために、バックオフ時間が経過してからプライマリセルでのサブフレームタイミングまでの時間Ｔ４３の間、ダミー信号を送信して帯域を確保している。
【００３０】
図８は、マルチオペレータ基地局装置１１が信号を送信するタイミングの例を示す説明図である。同図の横軸は時刻を示す。図８の例では、第１マクロ基地局装置４１、第２マクロ基地局装置４２、第３マクロ基地局装置４３が、それぞれ周波数帯ｆｌａ、ｆｌｂ、ｆｌｃのプライマリセルにて連続的に信号を送信している。時間Ｔ５６は、第１マクロ基地局装置４１のサブフレーム時間間隔を示す。また、図８では、第１マクロ基地局装置４１、第２マクロ基地局装置４２、第３マクロ基地局装置４３それぞれのサブフレーム送信開始タイミングが示されている。
また、アクセスポイント装置１３が通信を行っている間、マルチオペレータ基地局装置１１の干渉監視部１９４がキャリアセンシングしており、周波数帯ｆｕ１の空きを検出した後、最大バックオフ時間の範囲内でランダムに設定されたバックオフ時間（時間Ｔ５１）の経過を待つ。バックオフ時間経過後も周波数帯ｆｕ１が空いていることを干渉監視部１９４が検出すると、無線送信部１１１が、制御部１９０の制御に従って時間Ｔ５２の間に、周波数帯ｆｕ１のセカンダリセルにて３オペレータ分の信号を送信している。無線送信部１１１は、プライマリセルでのサブフレームタイミングに同期して通信を行うために、バックオフ時間が経過してからプライマリセルでのサブフレームタイミングまでの時間Ｔ５３の間、ダミー信号を送信して帯域を確保している。
また、無線送信部１１１は、オペレータＡの信号送信を終了してから第２マクロ基地局装置４２でのサブフレーム送信開始タイミングまでの時間Ｔ５４の間、ダミー信号を送信して帯域を確保している。また、無線送信部１１１は、オペレータＢの信号送信を終了してから第３マクロ基地局装置４３でのサブフレーム送信開始タイミングまでの時間Ｔ５５の間、ダミー信号を送信して帯域を確保している。
なお、無線送信部１１１が、ダミー信号としてそれぞれのオペレータに対するトレーニング信号等を送信するようにしてもよい。なお、図８では周波数帯ｆｕ１オペレータＡ、Ｂ、Ｃの順で送信しているが、この順序に限らない。
【００３１】
マルチオペレータ基地局装置１１の最大連続送信時間をＴｆｍとした場合、マルチオペレータ基地局装置１１は、最大でＴｆｍまで連続して信号を送信することが可能である。通信データが無くなった場合、マルチオペレータ基地局装置１１は、最大連続送信時間Ｔｆｍの経過を待たずにその時点で送信を完了する。
送信パケット生成部１９２は、最大連続送信時間Ｔｆｍを上記式（１）にて算出し、算出した最大連続送信時間Ｔｆｍの範囲内で送信可能なパケットを生成する。図８の例では、送信パケット生成部１９２は、各オペレータの信号を２サブフレーム時間のあいだ送信するように調整している。これにより、送信パケット生成部１９２は、マルチオペレータ基地局装置１１が周波数帯ｆｕ１を占有する時間Ｔ５２が、最大連続送信時間Ｔｆｍ内になるように調整している。なお、Ｔｆｍ  ＝  Ｔｆｓ  ×  通信中のオペレータ数  ×  α  （αは重み係数）のように、送信パケット生成部１９２が、オペレータ数に重み付けをするようにしてもよい。
なお、上記では、通信中のオペレータ数としているが、単純にオペレータ数（マルチオペレータ基地局装置１１を共用するオペレータの数）としてもよい。この場合、送信パケット生成部１９２が、最大連続送信時間Ｔｆｍを定数として予め記憶しておくようにしてもよい。
なお、プライマリセルとの同期を取るタイミングはサブフレームの送信開始タイミングに限らない。例えば、プライマリセルのフレーム送信開始タイミングなど、サブフレーム送信開始タイミング以外のタイミングにてセカンダリセルでの信号の送信を開始し、それまでダミーの信号を送信するようにしてもよい。以下の説明でも同様である。
以上のように、マルチオペレータ基地局装置１１がプライマリセルに同期してセカンダリセルの信号を送信する場合も、送信パケット生成部１９２は、オペレータ数に応じて最大連続送信時間を設定する。
これにより、マルチオペレータ基地局装置１１における１オペレータあたりのスループットの低下を防止または低減することができる。また、バックオフ時間が経過してから実質的に送信を開始するまでの間（図８の例ではプライマリセルでのサブフレーム送信開始タイミングまでの間）、無線送信部１１１がダミー信号を送信する。これにより、マルチオペレータ基地局装置１１では、周波数帯ｆｕ１を確保しつつプライマリセルとの同期を取ることができる。
【００３２】
なお、第２の実施形態でも、図５を参照して説明したのと同様に、送信タイミング調整部１９３が上記の式（２）に基づいて最大バックオフ時間Ｔｂｍを設定するようにしてもよい。この場合、バックオフ時間の経過後、プライマリセルのサブフレームタイミングを待って送信を開始する場合、図８を参照して説明したように無線送信部１１１がダミー信号を送信して帯域を確保するようにしてもよい。
以上のように、マルチオペレータ基地局装置１１がプライマリセルに同期してセカンダリセルの信号を送信する場合も、送信タイミング調整部１９３は、オペレータ数に応じて最大バックオフ時間を設定する。
これにより、マルチオペレータ基地局装置１１における１オペレータあたりのスループットの低下を防止または低減することができる。特に、送信タイミング調整部１９３がマルチオペレータ基地局装置１１の最大バックオフ時間を単独オペレータ基地局装置１２の場合より小さくすることで、マルチオペレータ基地局装置１１が信号を送信できる確率が上昇し、１オペレータあたりのスループットを向上させることができる。
【００３３】
なお、第２の実施形態でも、第１の実施形態の場合と同様、マルチオペレータ基地局装置１１がオペレータの数だけタイマーを備え、送信タイミング調整部１９３がオペレータ毎に独立にバックオフ時間を設定して信号の送出権を競わせるようにしてもよい。また、第２の実施形態でも、第１の実施形態の場合と同様、送信タイミング調整部１９３が、オペレータの信号毎にバックオフ時間を設定し、最小のバックオフ時間を採用するようにしてもよい。第１の実施形態の場合と同様、設定されたバックオフ時間が最小のオペレータの信号が、他の装置と送信権を争う。これらの場合も、無線送信部１１１がダミー信号を送信することで、バックオフ時間の経過からプライマリセルでのサブフレーム送信開始タイミングまでの間、帯域を確保することができる。
なお、第２の実施形態でセカンダリセルのサブフレームタイミングをプライマリセルのサブフレームタイミングに合わせる必要がない場合、マルチオペレータ基地局装置１１の動作を第１の実施形態の場合と同様とすることができる。
【００３４】
なお、制御部１９０の全部または一部の機能を実現するための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、実行することにより各部の処理を行ってもよい。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とする。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、ＣＤ−ＲＯＭ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。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く、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であっても良い。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１…通信システム  １１…マルチオペレータ基地局装置  １２…単独オペレータ基地局装置  １３…アクセスポイント装置  ２１…第１端末装置  ２２…第２端末装置  ２３…第３端末装置  ２４…第４端末装置  ２５…第５端末装置  ３１…第１コアネットワーク  ３２…第２コアネットワーク  ３３…第３コアネットワーク  ３４…第４コアネットワーク  ３５…インターネット  ４１…第１マクロ基地局装置  ４２…第２マクロ基地局装置
４３…第３マクロ基地局装置  ４４…第４マクロ基地局装置  １１１…無線送信部  １１２…無線受信部  １１３…干渉検出部  １９０…制御部  １９１…コアネットワーク選択通信部  １９２…送信パケット生成部  １９３…送信タイミング調整部  １９４…干渉監視部  １９５…受信処理部
【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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