(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末局を含み、複数の周波数チャネルを用いて通信可能な無線通信システムであって、信号を送信する第１の端末局が、自己の使用する周波数チャネル数に関する第１の情報を、自己の使用する周波数チャネル中の特定の１つの周波数チャネル又は自己の使用する周波数チャネル数よりも少ない特定の周波数チャネルに載せて送信し、前記特定の周波数チャネルは、予め決められている周波数チャネル位置情報であって、自己の使用する周波数チャネルのうちのいずれの周波数チャネルで前記第１の情報の送信するかに関する第２の情報を含む周波数チャネル位置情報に基づいて決められ、
さらに、前記周波数チャネル位置情報は、空き周波数チャネル中のいずれの位置に自己の使用する周波数チャネルを含めるかに関する第３の情報を含むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１の情報は、信号を送信する側の第１の端末局が送るデータ送信要求信号中のプリアンブル信号であって、前記周波数チャネル数によって異なる周期を有するプリアンブル信号に含められることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２の情報は、前記特定の周波数チャネルを自己の無線通信システムが使用する周波数帯域のうちの低周波側又は高周波側のいずれの周波数チャネルのみとするかに関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第３の情報は、自己の無線通信システムが使用可能な周波数帯域のうち低周波数側又は高周波側のうちのいずれの側から自己の無線通信システムが実際に使用する周波数チャネルを選択するかに関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
複数の端末局を含み、複数の周波数チャネルを用いて通信可能な無線通信システムに用いるのに適しており、信号を送信する第１の端末局が、自己の使用する周波数チャネル数に関する第１の情報を、自己の使用する周波数チャネル中の特定の１つの周波数チャネル又は自己の使用する周波数チャネル数よりも少ない特定の周波数チャネルに載せて送信し、
前記特定の周波数チャネルは、予め決められている周波数チャネル位置情報であって、自己の使用する周波数チャネルのうちのいずれの周波数チャネルで前記第１の情報の送信するかに関する第２の情報を含む周波数チャネル位置情報に基づいて決められ、
さらに、前記周波数チャネル位置情報は、空き周波数チャネル中のいずれの位置に自己の使用する周波数チャネルを含めるかに関する第３の情報を含むことを特徴とする第１の端末局。
【請求項６】
前記自己の使用する周波数チャネル数に関する第１の情報は、前記周波数チャネル数によってプリアンブル信号の周期を異なるようにして周波数チャネル数を報知することを特徴とする請求項５に記載の第１の端末局。
【請求項７】
前記第１の情報を、前記特定の周波数チャネル上においてデータ信号を送信する旨を報知するデータ送信要求信号に載せて送信することを特徴とする請求項５に記載の第１の端末局。
【請求項８】
前記自己の使用する周波数チャネル中の前記データ送受信要求信号を送信しない周波数チャネルにおいては、いかなる信号も送信しないことを特徴とする請求項５に記載の第１の端末局。
【請求項９】
前記自己の使用する周波数チャネル中の前記データ送受信要求信号を送信しない周波数チャネルにおいて、前記データ送受信要求信号以外の信号を送信することを特徴とする請求項５に記載の第１の端末局。
【請求項１０】
前記第２の情報は、前記特定の周波数チャネルを自己の無線通信システムが使用する周波数帯域のうちの低周波側又は高周波側のいずれの周波数チャネルのみとするかに関する情報であることを特徴とする請求項５に記載の第１の端末局。
【請求項１１】
前記第３の情報は、自己の無線通信システムが使用可能な周波数帯域のうち低周波数側又は高周波側のうちのいずれの側から自己の無線通信システムが実際に使用する周波数チャネルを選択するかに関する情報であることを特徴とする請求項５に記載の第１の端末局。
【請求項１２】
請求項５に記載の第１の情報を受信し応答する第２の端末局であって、前記特定の周波数チャネルに載せられた前記データ送信要求信号を受信し、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルに関する前記第１の情報を識別する情報検出器を有することを特徴とする第２の端末局。
【請求項１３】
請求項５に記載の第１の情報に応答する第２の端末局であって、空き周波数チャネル中のいずれの位置に自己の使用する周波数チャネルを含めるかに関する既定情報に基づいて、周波数の最も低い周波数帯の周波数チャネル又は周波数の最も高い周波数帯のうちの近い周波数帯の方から前記第１の情報を受信するまで順次探索することを特徴とする第２の端末局。
【請求項１４】
請求項１２に記載の第２の端末局であって、前記データ送信要求信号から識別された自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルと、自己の端末局が使用可能な周波数チャネルから自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルを調整し、前記調整の結果を前記特定の周波数チャネル上のデータ信号の送信を許諾する旨を報知するデータ送信許諾信号に乗せて送信することを特徴とする第２の端末局。
【請求項１５】
さらに、前記周波数チャネル数によってプリアンブル信号の周期を異なるようにして周波数チャネル数を報知する信号を送信することを特徴とする請求項１４に記載の第２の端末局。
【請求項１６】
前記第２の端末局のデータ送信許諾信号に応答する第１の端末局であって、前記データ送信許諾信号を受信して、前記調整後の周波数チャネルの識別を行い、更に、識別した調整後の周波数チャネルを使用して、データ信号を送信することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の第１の端末局。
【請求項１７】
さらに、各周波数チャネルにおける電力を検出する電力検出手段と、該当する周波数チャネルが通信に使用されているか否かを判断する基準となる電力しきい値を記憶する記憶手段と、前記電力検出手段により検出された電力と前記電力しきい値とを比較する電力比較手段とを有する上記請求項１から１６までのいずれか１項に記載の端末局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数周波数チャネルを用いて通信を行うことができる複数の端末局を含む無線通信システムに関し、特に分散制御方式の無線通信システムにおける端末局が自己の使用する周波数チャネルの探索技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、５ＧＨｚ帯を使用した免許不要の小電力無線通信システムが複数提案、規格化され、実際にＩＥＥＥ８０２．１１ａやＡＲＩＢ（電波産業会）のＨｉ−ＳＷＡＮ規格等を使用した無線通信システムが開発されている。
【０００３】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、既に小電力無線通信システムに許可されている５．１５ＧＨｚ〜５．２５ＧＨｚ帯は周波数帯域２０ＭＨｚ（占有信号周波数帯域は１８ＭＨｚ）の４チャネルのみしかなく、無線通信端末あるいは複数の通信システムが同一エリア内に多数存在するようになると、電波干渉によりスループットが低下する可能性もある。
【０００４】
最近、さらに高周波帯の周波数を開放する動きがあり、２５ＧＨｚ帯や２７ＧＨｚ帯の準ミリ波帯を使用した小電力無線通信システムが電波法上で許可され、規格化が進められている。従来、他の用途に限定されていた周波数帯を、電力等による制限を課すことにより開放しようという動きである。
【０００５】
総務省により２００２年２月２８日に更新された周波数割当計画によれば、例えば、駅や喫茶店等のホットスポットでの屋外インターネットアクセスを想定したパーソナルエリアのシステムは、２４．７７ＧＨｚから２５．２３ＧＨ（上下２０ＭＨｚのガードバンドは除く）までの４６０ＭＨｚの周波数帯域を使用し、周波数間隔２０ＭＨｚ（１チャネル当たりの占有信号周波数帯が１８ＭＨｚ）で２３の無線チャネルが配置可能であり、連続した３チャネルまでの同時送信が可能となっている。
【０００６】
さらに、２７．０２ＧＨｚから２７．４６ＧＨｚ（上下２０ＭＨｚガードバンドは除く）を使用し、家庭内や工場内での無線ＬＡＮや無線ホームリンクを想定したコミュニティエリアでは、周波数２０ＭＨｚ間隔で２２の無線チャネルが配置可能であり、連続した６チャネルまでの同時送信が可能である。
【０００７】
前述したＨｉ−ＳＷＡＮ規格は、基地局が他の端末局を管理する集中制御方式であり、基地局が端末局の通信タイミングを調整するため、通信効率を上げることが可能で、多数の端末局が存在するような環境下（例えばホットスポットでの屋外インターネット接続等）での通信に適している。
【０００８】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式に代表される分散制御方式は、端末局同士がお互いに通信要求を行い、端末局間で個々にタイミングを調整する制御方式である。この制御方式によれば、特に基地局を設けなくても端末局（移動局）間でダイレクトに通信が可能であり、集中制御方式と比べて簡易に無線通信システムを構築できる。従って、小規模な無線ＬＡＮシステム等の無線通信システムの構築に適している。
【０００９】
図７は、分散制御方式を用いた無線通信システムにおける時間領域割当て例を示した図である。送信側の第１の端末局が受信側の第２の端末局に対してデータの送信を行う場合において、第１の端末局は、領域１３１でデータ送信要求信号であるＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）信号を第２の端末局に対して送信する。
【００１０】
第２の端末局は、領域１３５でＲＴＳ信号を正常に受信した場合に、領域１３６でデータ受信の準備完了を知らせるＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）信号を送信する。第１の端末局は、領域１３２でＣＴＳ信号を正常に受信すると、領域１３３でＤａｔａ信号を第２の端末局に対して送信する。第２の端末局は、領域１３７でＤａｔａ信号を正常に受信すると、領域１３８でデータ信号を正常に受信できたことを報知するアクノレジ（ＡＣＫ：ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅ）信号を、第１の端末局に対して送信する。第１の端末局が領域１３４でＡＣＫ信号を正常に受信することで、第１の端末局と第２の端末局との間の一連の通信動作は終了する。
【００１１】
図７に示すような分散制御方式の無線通信システムを、上述した２５ＧＨｚ帯或いは１７ＧＨｚ帯の無線通信システムに適用することは、原理的には可能である。２５ＧＨｚ帯あるいは２７ＧＨｚ帯を使用する無線通信システムにおいては、３チャネルあるいは６チャネルまで同時に周波数帯域を使用できるため、高速大容量の通信を行うことができ、自己の無線通信システムの通信容量に応じて、通信に使用する周波数帯域を可変にすることにより、電波資源を効率的に使用することができる。
ところで、このような通信に使用する周波数帯域を可変する通信システムにおいては、通信開始時に受信する側の端末局が自己の無線通信システムが使用する周波数帯域を認識することが必要となる。
【００１２】
図７に示すような従来のＴＤＭＡ分散制御方式の無線通信システムにおいては、１つの端末局が通信に使用するチャネルは通常１つであり、チャネル数もそれほど多くはない（例えば、前述したように５ＧＨｚの無線通信システムでは４チャネル）。このため、端末局が通信を開始するときには、１チャネル毎に自己の通信システムの送信側の端末局が発信する情報を含んだ信号を順次受信して復調することにより、自己の通信システムが使用するチャネルを探索しても探索時間はそれほど問題にはならなかった。
【００１３】
ところが、上記のような２５ＧＨｚ帯或いは２７ＧＨｚ帯の無線通信システムにおいては、チャネル数は２０以上あるため、従来から行われていた探索方法により自己の無線通信システムの使用するチャネルを探索すると効率が悪くなり、時間もかかり過ぎるという問題がある。
さらに、同時に通信に使用する周波数帯域が複数存在すると、自己の無線通信システムが使用する周波数帯域（同時に使用するチャネル数）の情報を端末局に認識させる必要が生じる。
【００１４】
本発明の目的は、複数の端末局を含み複数の周波数チャネルを使用して通信を行うことができる分散制御方式の無線通信システムにおいて、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル（周波数帯域）を効率的に探索することができる技術を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、複数の端末局を含み、複数の周波数チャネルを用いて通信可能な無線通信システムであって、信号を送信する第１の端末局が、自己の使用する周波数チャネル数に関する第１の情報を、自己の使用する周波数チャネル中の特定の周波数チャネルに載せて送信することを特徴とする無線通信システムが提供される。
【００１６】
本発明の他の観点によれば、複数の端末局を含み、複数の周波数チャネルを用いて通信可能な無線通信システムに用いるのに適しており、信号を送信する第１の端末局が、自己の使用する周波数チャネル数に関する第１の情報を、自己の使用する周波数チャネル中の特定の周波数チャネルに載せて送信することを特徴とする第１の端末局が提供される。
【００１７】
自己の使用する周波数チャネル中の特定の周波数チャネルに、自己の使用する周波数チャネル数に関する第１の情報を載せることにより、自己の使用する周波数チャネルを知らせることができる。加えて、特定の周波数チャネルのみに載せて送信すれば、送信電力を低減することができる。
【００１８】
本発明の別観点によれば、複数の端末局を含み、複数の周波数チャネルを用いて通信可能な無線通信システムに用いるのに適しており、データ信号を送信する際に、自己の使用する周波数チャネル数に関する情報を受信側端末局に送信し、データ信号を受信する際に、データ信号を送信する送信側端末局から該送信側端末局の使用する周波数チャネル数に関する情報を取得し、該情報と自己が使用可能な周波数チャネルとに基づいて、データ受信に使用する周波数チャネルを決定し、前記決定した周波数チャネルに関する情報を前記送信側端末局に送信することを特徴とする端末局が提供される。
上記端末局によれば、１つの端末局が送信機能と受信機能とを具備し、それらの機能を状況に応じて適宜使い分けることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する前に、発明者が行った考察について簡単に説明する。
複数の端末局を含む無線通信システムにおいて、データ送信側である第１の端末局が、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル数に関する周波数チャネル数情報（第１の情報）を、例えばデータ信号を送信する旨を報知するための「データ送信要求（ＲＴＳ）信号」に付加して送信相手の第２の端末局に送る。
周波数チャネル数情報は、例えばＲＴＳ信号中のプリアンブル信号に含めて、送信相手の第２の端末局に送られる。
加えて、上記周波数チャネル情報を含めたプリアンブル信号を、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル中のどの周波数チャネルに含めるかに関する情報（以下「周波数チャネル位置情報」と称する。）に関しても予め規定しておく。
【００２０】
周波数チャネル位置情報は、例えば、自己の使用する周波数チャネルのうちいずれの周波数チャネル位置において第１の情報を送信するかに関する第２の情報と、空き周波数チャネル中のいずれの位置に自己の使用する周波数チャネルを含めるかに関する第３の情報とを含む。周波数チャネル位置情報は、予め規約として決めておき、例えば無線通信システムに参加できる各端末局において統一された仕様としてそれぞれの端末局に設けられている記憶装置などに記憶されているのが好ましい。
【００２１】
現在データを送信しようとしている送信側の第１の端末局は、上記周波数チャネル位置情報で規定されている周波数チャネルであって自己が使用する周波数チャネル中の特定の周波数チャネルのみに上記プリアンブル信号が付加されたＲＴＳ信号を載せて、受信側の第２の端末局に送る。
【００２２】
第２の端末局は、第１の端末局から送られたＲＴＳ信号中のプリアンブル信号を受信して、受信した周波数チャネル（周波数チャネル番号）と、プリアンブル信号中の第１の情報に基づく周波数チャネル数情報（通常は連続するチャネル数となる）と、予め定められている上記周波数チャネル位置情報中の第２の情報と、に基づいて自己が使用可能な周波数チャネル番号（周波数帯域）を求めることができる。
【００２３】
第２の情報は、例えば、第１の情報に含まれる連続する周波数チャネルのうちのいずれの位置に第１の情報を含む信号を載せたかに関する情報である。
第１の情報と第２の情報とに基づいて、第２の端末局は、第１の端末局が第２の端末局に対してどの周波数チャネルを使用して通信を行うかに関する提案を行う。第２の端末局は、第１の端末局から提案された周波数チャネルと、自己（第２の端末局）が使用可能な周波数チャネルとに基づいて、実際に通信に使用する周波数チャネルを調整（決定）する。この決定を第１の端末局に伝えることにより、決定された周波数チャネルを用いてデータ通信を行うことができる。
【００２４】
尚、受信側である第２の端末局は、プリアンブル信号を受信し、前記付加情報を復調回路で復調することなしに識別回路で判別することにより、使用可能な周波数チャネルを知ることもできる。
【００２５】
加えて、上記周波数チャネル位置情報中の第３の情報であって、例えば、「第１の端末局は、高周波側から周波数チャネルを選択して送信する」などの情報を考慮して周波数チャネルの探索（走査）手順を決めれば、第２の端末局は、上記第１の情報をプリアンブル信号などに含めて載せた周波数チャネルの探索を簡略化することができる。
【００２６】
尚、前記制御情報をプリアンブル信号に付加し、プリアンブル信号を識別回路で識別する方法としては、特開２００１−３１３６２３号公報の方法を用いれば良い。この技術に関しては後述する。
【００２７】
上記考察に基づいて、以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成例を示した図である。本発明の一実施の形態の無線通信システム１は、例えば、第１の端末局１１と、第２の端末局１２と、第３の端末局１３と、から構成されるＴＤＭＡ（時分割多元接続方式）分散制御方式の無線通信システムである。
【００２８】
無線通信システム１は、上述した２４．７７ＧＨｚから２５．２３ＧＨｚ帯までの周波数を周波数間隔２０ＭＨｚで２３の無線チャネルで使用し、連続した３チャネルまでの同時送信を行うことができる無線通信システムである。
第１の端末局１１と第２の端末局１２とは、最大３チャネル同時に送受信が可能であるが、第３の端末局１３において同時に送受信できるチャネル数は、２チャネルまでに制限されている。
【００２９】
尚、上記の無線通信システムの各端末局における送受信可能なチャネル数は、説明の便宜上の例示であり、その他、例えば全ての端末局が３周波数チャネルまで使用することができる無線通信システムであっても良いし、１チャネルのみ使用可能な端末局を含んでいても良い。一般的にはより多くの端末局が含まれる。
【００３０】
図２は、本発明の一実施の形態による無線通信システムを構成する端末局の構成例を示した機能ブロック図である。適宜図１を参照して説明する。
図２に示すように、第１から第３までのそれぞれの端末局１１から１３までは、アンテナ２１と、アンテナ共用器２２と、ＲＦ／ＩＦ受信器２３と、Ａ／Ｄ変換器２４と、復調器２５と、情報検出器２６と、バス制御部２７と、変調器２８と、Ｄ／Ａ変換器２９と、ＲＦ／ＩＦ送信器３０と、システム制御部３１とを有している。
【００３１】
尚、各端末局１１から１３までの構成は、図２に示すようにいずれもほぼ同じ構成を有している。但し、前述した最大送受信チャネル数の違いなどに関連して各機能ブロックの仕様が一部異なっている場合がある。
【００３２】
次に、各端末局１１から１３までの動作について説明する。送受信用アンテナ２１から入力した受信信号は、アンテナ共用器２２で受信側の経路が選択され、ＲＦ／ＩＦ受信器２３により、上記受信信号の増幅と中間周波数（ＩＦ）帯への周波数変換が行われる。中間周波数（例えば中心周波数２０ＭＨｚ）に変換された上記受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２４によりアナログ形式からデジタル形式へと信号が変換され、通常は、復調器２５で受信信号が復調される。次いで、外部とのインターフェイス等の機能を有するバス制御部２７を経由し、データ（Ｄａｔａ）として、例えばパーソナルコンピュ−タ（ＰＣ）等の情報処理装置ＰＣに取り込まれる。
【００３３】
また、前述のように、フレーム同期や周波数チャネル等の情報を含んだプリアンブル信号は、特に復調器２５でプリアンブル信号の復調を行わなくても、特開２００１−３１３６２３号公報に記載された方法を本実施の形態による無線通信システムに対して応用することにより、情報検出器２６においてプリアンブルの周期パターン等からフレーム同期や自己のシステムが使用する周波数チャネルの判別が可能となっている。
【００３４】
本実施の形態による周波数チャネルの判別方法例では、自己の使用する周波数チャネル等に関する第１の情報をプリアンブル信号に付加する処理を行う。第１の情報をプリアンブル信号へ付加する付加処理は、プリアンブル信号の周期Ｔｗを、自己のシステムが使用する周波数帯域（周波数チャネル数）により変更する処理に対応する。例えば、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル数が“１”であればプリアンブル信号の周期をＴｗに設定し、使用する周波数チャネル数が“２”であれば周期をＴｗ／２に設定し、使用する周波数チャネル数が“３”であれば周期をＴｗ／４に設定する。
【００３５】
そして、プリアンブル信号の周期と、予め端末局が記憶しているプリアンブルパターンと、が一致するか否かにより、第１の情報に含まれる周波数チャネル数を検知することができる。この場合には、プリアンブル信号を復調しなくても良い。もちろん、プリアンブルパターンのみで判別せずにプリアンブル信号を復調することにより周波数チャネル数を知ることも可能である。
【００３６】
また、パーソナルコンピュータＰＣ等から出力されたデータ（Ｄａｔａ）は、バス制御部２７を経由して、各種情報の付加と無線通信に使用する送信信号の形式（パケット形式等）への変換が変調器２８で行われる。次に、上記送信信号はＤ／Ａ変換器２９によりデジタル形式からアナログ形式の信号に変換され、ＲＦ／ＩＦ送信器３０において、上記送信信号の増幅と高周波（ＲＦ）信号への周波数変換とが行われ、アンテナ共用器２２を経由して送受信用アンテナ２１から空中線に送信される。
【００３７】
システム制御部３１は、端末局全体のシステムを制御する機能を有するとともに、周波数チャネルの選択等の記憶と判断の機能と各部への電源供給の制御機能（例えば電力供給制御手段（回路）３１ａなどにより）をも有している。
図３は、本発明の一実施の形態による無線通信システムを構成する端末局であって、信号を送信する送信側の第１の端末局の動作の流れを示すフローチャート図である。図４は、本発明の一実施の形態による無線通信システムを構成する端末局であって、信号を受信する受信側の第２の端末局における動作の流れを示すフローチャート図である。
【００３８】
以下に、図３と図４とを参照して、端末局が使用する周波数チャネルに関する調整方法を中心とした無線通信システムの動作について説明を行う。適宜図１を参照する。
まず、通信を行おうとする端末局間のネゴシエーションが確立していない（調整が完了していない）最初の段階において、ステップＳＡ１１において、送信する側の第１の端末局がキャリアセンス処理を行う。キャリアセンス処理を行うことにより、他の無線通信装置が通信に使用していない空き周波数チャネルを探索する。
【００３９】
ステップＳＡ１２において、第１の端末局１１は、空き周波数チャネル中からデータ信号の通信容量に応じて自己が同時に送信する周波数チャネル数を見積り、周波数チャネルを割り当てる。
ステップＳＡ１３において、データ通信に使用する周波数チャネルに関する情報であって、少なくとも周波数チャネル数を含む第１の情報を、プリアンブル信号の周期パターン等の情報に変換する。換言すれば、プリアンブル信号の周期Ｔｗを、自己の無線通信システムが使用する周波数帯域（周波数チャネル数）に基づいて設定する処理を行う。
【００４０】
上述のように、例えば、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル数が１であればプリアンブル信号の周期ＴをＴｗに設定し、周波数チャネル数が２であれば周期ＴをＴｗ／２に設定し、周波数チャネル数が３であれば周期ＴをＴｗ／４に設定する。
【００４１】
ステップＳＡ１４において、周波数チャネル数に関する第１の情報を含むプリアンブル信号をＲＴＳ信号に付加し、自己が使用する周波数チャネルのうちの特定の周波数チャネルに載せて受信する側の第２の端末局に送信する。
一方、図４に示すように、第２の端末局は、ステップＳＢ１１において、第１の端末局から送信されたＲＴＳ信号であって、プリアンブル信号が付加されたＲＴＳ信号を探索し、ＲＴＳ信号の受信処理を行う。
【００４２】
ステップＳＢ１２において、受信したプリアンブル信号の周期等に基づいて、第１の端末局が割り当てた周波数チャネル数などに関する第１の情報を取得する。次いで、ＲＴＳ信号を復調することにより、通信タイミングなどの通信に必要な制御情報を取得する。ステップＳＢ１２においては、プリアンブル信号の周期パターンに基づいて得られた周波数チャネル数情報と、予め規定されている周波数チャネル位置情報のうちの第２の情報と、受信したＲＴＳ信号の周波数チャネルと、に基づいて自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル番号を求め、これにより探索されたＲＴＳ信号を復調するので、他の無線通信システムのＲＴＳ信号を復調することによる無駄な探索処理を避けることができ、探索時間の短縮化が可能となる。
【００４３】
ステップＳＢ１３では、割り当てられた周波数チャネル（数）と自己（第２の端末局１２）が同時に送受信可能な周波数チャネル数とを比較して、割り当てられたままの周波数チャネルを使用すれば良いか否かの判断を行う。
すなわち、自己（第２の端末局１２）が同時に送受信する周波数チャネル数が、第１の端末局１１により割り当てられた周波数チャネル数よりも少ないときには、割り当てられた周波数チャネルの全てを用いて通信することはできないため、割り当てられた周波数チャネルのうちから自己が使用する周波数チャネルを調整する（チャネル数の割り当てを減らす）処理を行う。
【００４４】
ステップＳＢ１４において、第２の端末局１２は、第１の端末局１１に対してデータの受信が完了したことを報知するＣＴＳ信号を送信し、決定した調整済みの周波数チャネル等の情報を知らせる。
ステップＳＡ１５において、第１の端末局１１が第２の端末局１２からのＣＴＳ信号を受信し、第２の端末局１２から送信される周波数チャネル等の要求を検知する。ステップＳＡ１６において、周波数チャネルに対する第２の端末局１２からの要求に基づき通信に使用する周波数チャネルを決定する。
【００４５】
ステップＳＡ１７において、第１の端末局１１は、決定された周波数チャネルを使用し、第２の端末局１２に対してデータ信号を送信する。
一方、第２の端末局１２は、ステップＳＢ１５において、第１の端末局１１から送信されるデータ信号を受信し、データ信号の受信が正常に行われると、ステップＳＢ１６において、その旨を知らせるＡＣＫ信号を第１の端末局１１に対して送信する。第１の端末局１１が、ステップＳＡ１８においてＡＣＫ信号を受信し、一連の通信動作が完了する。
【００４６】
図５は、本発明の一実施の形態による無線通信システムの第１実施例による周波数チャネルの使用例を示す図である。適宜図１から図４を参照しつつ説明を行う。
無線通信システム１の第１の端末局１１と第２の端末局１２とは、図５に示すように周波数チャネルＣＨ４から周波数チャネルＣＨ６までの連続する３周波数チャネルを使用して、通信を開始しようとしている。ここで、前述のように、第１の端末局１１と第２の端末局１２とは、最大３周波数チャネルまで同時に送受信が可能であるとする。
【００４７】
第１実施例による無線通信システム１においては、自己の無線通信システム１が使用する周波数チャネル数に関する第１の情報を付加したプリアンブル信号を含む（制御）情報は、自己の無線通信システムが使用する最小の番号の周波数チャネル（自己の通信システムに許可されている周波数帯域中で最も中心周波数の低いチャネル）のみに乗せて送信する旨が予め規定されている。
【００４８】
また、第１実施例による無線通信システム１において使用する周波数チャネルは、周波数チャネルＣＨ１から周波数チャネルＣＨ２３までの２３周波数チャネルである。周波数チャネルＣＨ１が最も低い周波数帯域を使用する周波数チャネルであり、周波数チャネルＣＨ２３が最も高い周波数帯域を使用する周波数チャネルである。
【００４９】
第１の端末局１１は、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルを設定する際には、他の無線通信システムへの干渉等の問題がない限りにおいて、なるべく小さい番号（周波数帯域の低い側）の周波数チャネルを割り当てる旨が第３の情報として例えば規格として予め決められている。
【００５０】
図５（Ａ）に示す例では、周波数チャネルＣＨ１から周波数チャネルＣＨ３までは、他の無線通信システムが使用中であるために、周波数チャネルＣＨ４以降に自己の無線通信システムの周波数帯域を割り当てている。尚、第１の端末局１１が送信しようとする第１のデータ信号ＤＡＴＡ１は、第１のＲＴＳ信号ＲＴＳ１などと比較してデータ容量が大きい場合には、第１の端末局１１が同時に送信できる最大周波数チャネル数（３周波数チャネル）を用いて第１のデータ信号ＤＡＴＡ１を送信することが望ましい。そこで、周波数チャネルＣＨ４から周波数チャネルＣＨ６までの連続する３周波数チャネルを、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルとして割り当てる。
【００５１】
次に、第１の端末局１１は、例えば、自己の使用する周波数チャネルのうちの最も低周波数側の周波数チャネル（この場合は周波数チャネルＣＨ４）に第１の情報を含むプリアンブル信号を載せて送信するという規定に基づいて、領域５１（周波数チャネルＣＨ４）においてプリアンブル信号を含む第１のＲＴＳ信号ＲＴＳ１を第２の端末局１２に向けて送信する。自己の無線通信システムに割り当てた周波数チャネル中であっても、領域５２（周波数チャネルＣＨ５）及び領域５３（周波数チャネルＣＨ６）においては、何も信号を送信しない。これにより、送信電力が削減でき、結果として、変調器２８とＲＦ／ＩＦ送信器３０との消費電力を削減することが可能である。
また、第１の情報を送信していない周波数チャネル（ＣＨ５とＣＨ６）において、第１の端末局１１は、データ信号等の制御情報とは別の信号を送受信することも可能であり、このようにすれば、周波数帯域の利用の効率化を図ることができる。
【００５２】
一方、第２の端末局１２は、自己の通信システムが使用する周波数チャネル内の一番小さい番号の周波数チャネルにプリアンブル信号を含む制御情報が載せられていることが予め分っているため、一番小さい番号の周波数チャネル（周波数チャネルＣＨ１）から始めて、自己の無線通信システムのプリアンブル信号を捕捉するまで周波数チャネルをインクリメントしつつ順次走査を行う。この際、第２の端末局１２は、情報検出器２６が自己相関等の方法によりプリアンブル信号の周期等を検出するため、制御情報を完全に復調して周波数帯域の情報を検出する場合と比較して、より迅速にプリアンブル信号を検出することができる。
【００５３】
第２の端末局１２において、検出されたプリアンブル信号の周期に関する情報をシステム制御部３１が解析し、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル数を認知する。つまり、４チャネルＣＨ４においてプリアンブル信号が検出され、プリアンブル信号の周期がＴｗ／４である場合には、第１の情報が自己の通信システムが使用する最小の番号のチャネルに載せられる規則になっているため、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルは、周波数チャネルＣＨ４から周波数チャネルＣＨ６までの連続する３周波数チャネルであることがわかる。
【００５４】
第２の端末局１２は、自己の無線通信システムが使用できる周波数チャネルを検知すると、第２の端末局１２自身が同時に送受信できる周波数チャネル数と第１の端末局１１から送信された第１の情報中に含まれる周波数チャネル数とを比較する。第１の端末局１１から送信された第１の情報に基づく周波数チャネル数が、第２の端末局１２自身が同時に送受信できる周波数チャネル数と同じかそれ以上である場合には、自己（第２の端末局１２）が同時に送受信できる周波数チャネルを通信に使用する旨の情報を乗せたＣＴＳ信号を第１の端末局１１に送信することができる。
【００５５】
一方、自己（第２の端末局１２）が同時に送受信できる周波数チャネル数が、第１の端末局１１から通知された周波数チャネル数より少ない場合は、周波数チャネル数の割り当てを削減する必要がある。例えば相手の要求がチャネルＣＨ４からチャネルＣＨ６の３チャネルで、自身の送受信能力が２チャネルの場合は、チャネルＣＨ４とチャネルＣＨ５との２チャネルの割り当てに変更する。第１実施例では、第２の端末局１２は３周波数チャネルを同時に送受信できるので、そのままの周波数チャネル（チャネルＣＨ４からチャネルＣＨ６）を通信に使用する旨の情報を載せた第１のＣＴＳ信号を領域６６で第１の端末局１１に送信する。
【００５６】
第１の端末局１１は、領域５４で第１のＣＴＳ信号を受信し、第１のデータ信号ＤＡＴＡ１の送信に使用する周波数チャネルを判別し、チャネルＣＨ４からチャネルＣＨ６までを使用して、領域５５で第１のデータ信号ＤＡＴＡ１を第２の端末局１２に送信する。第２の端末局１２は、領域６７で第１のデータ信号ＤＡＴＡ１を受信し、第１のデータ信号ＤＡＴＡ１が正常に受信できた場合には、領域６８で第１のＡＣＫ信号ＡＣＫ１を第１の端末局１１に送信する。第１の端末局１１は、領域５６で第１のＡＣＫ信号ＡＣＫ１を受信し、第１の端末局１１から第２の端末局１２へのデータ通信が完了する。もし、第１の端末局１１が、第１のＡＣＫ信号ＡＣＫ１を、規定時間以内（例えば４ｍｓ）に受信できない場合は、第１のデータ信号ＤＡＴＡ１を第２の端末局１２に再送する。
【００５７】
次に、第２の端末局１２が送信側となり、第１の端末局１１が受信側となる場合の動作について説明する。
送信側の端末局である第２の端末局１２は、２周波数チャネル（チャネルＣＨ４とチャネルＣＨ５）を使用して、第２のデータ信号ＤＡＴＡ２を送信したい旨の要求を行う。まず。上記規則に従い、周期Ｔｗ／２のプリアンブル信号を第２のＲＴＳ信号ＲＴＳ２に付加して領域６９において送信する。通信に使用する周波数チャネルのネゴシエーション（調整）が既に確立されている場合には、特に支障のない限り、前回の送受信において使用した周波数チャネルと同じ周波数チャネルを使用する。但し、他の無線通信システムから干渉を受けた場合など何らかの支障がある場合には、送信する側の端末局が、通信に使用する周波数チャネルを初期状態と同じ方法により再度設定する必要がある。
【００５８】
受信側の端末局である第１の端末局１１は、領域５７で第２のＲＴＳ信号ＲＴＳ２を受信し、周波数チャネルに関する情報を検知する。第１の端末局１１が同時に送受信可能な周波数チャネルは３チャネルであり、指定された周波数チャネルについて通信に支障がない場合には、領域５８において第２のＣＴＳ信号ＣＴＳ２に、同じ周波数チャネル（周波数チャネルＣＨ４及び周波数チャネルＣＨ５）を通信に使用する旨の情報を載せて送信する。
【００５９】
第２の端末局１２は、領域７０において第２のＣＴＳ信号ＣＴＳ２を受信し、領域７１（周波数チャネルＣＨ４及び周波数チャネルＣＨ５）において、第１の端末局１１に対して第２のデータ信号ＤＡＴＡ２を送信する。第１の端末局１１は、領域５９において第２のデータ信号ＤＡＴＡ２を受信し、正常に受信処理が完了した後に、領域６０において、第２の端末局１２に対して第２のＡＣＫ信号ＡＣＫ２を送信する。第２の端末局１２が、領域７２において第２のＡＣＫ信号ＡＣＫ２を受信し、第２の端末局１２から第１の端末局１１への送信処理が完了する。
【００６０】
以上に例示した方法を用いることにより、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルを効率的に探索可能な通信が可能となる。送信側の端末局と受信側の端末局とは、適宜、役割を入れ替えて送受信を行うことができる。
【００６１】
次に、本発明の第２実施例による無線通信技術について、図面を参照して以下に説明する。
図６は、本発明の一実施の形態の第２実施例による無線通信システムにおける周波数チャネルの使用例を示す図である。尚、図１から図４までに関しては、第１実施例による無線通信システムと同様であり、適宜これらの図面も参照して説明する。
【００６２】
第２実施例による無線通信システム１の使用する周波数チャネルの利用例では、無線通信システム１の使用する周波数チャネル（周波数帯域）は、周波数チャネルＣＨ１７から周波数チャネルＣＨ１９までの３周波数チャネルである。周波数チャネル位置情報に関して、第２の情報と関連してＲＴＳ信号を送信する側の送信側端末局（第１の端末局１１）は、最大の周波数チャネル番号（周波数の最も高い周波数チャネル）の周波数チャネルのみにプリアンブル信号を付加したＲＴＳ信号を載せる規定を有しており、さらに、第３の情報と関連してＲＴＳ信号を受信する側の受信側端末局（第３の端末局１３）は、ＲＴＳ信号に付加されたプリアンブル信号を周波数の最も高い周波数チャネルから検索する規定を有している点において、第１実施例による無線通信システムと異なっている。但し、プリアンブル信号の周期等と周波数チャネル数とを関連させる点に関しては第１実施例の場合と同様とする。
【００６３】
第１端末局１１は、プリアンブル信号を付加したＲＴＳ信号の探索時間を可能な限り短縮するために、他の無線通信システムとの干渉がある場合や自己が通信に使用したい周波数帯域（周波数チャネル）が連続的に確保できない場合を除いて、可能な限り大きい番号（高周波数側）を有する周波数チャネルを、プリアンブル信号を付加したＲＴＳ信号の送信のための周波数チャネルとして割り当てる。
【００６４】
図６に示す例においては、第１の端末局１１からの第１の情報を探索するための探索時間を可能な限り短縮するために、他の無線通信システムとの干渉がある場合や自己の確保したい周波数帯域が連続的に確保できない場合を除いて、可能な限り大きい番号の周波数チャネルを割り当てる。第２実施例による無線通信技術においては、周波数チャネルＣＨ２２と周波数チャネルＣＨ２０とは、他の無線通信システムが使用中であり、周波数チャネルＣＨ２１は空いているが、自己の無線通信システムが連続する３周波数チャネル分の周波数帯域を使用したい場合には、周波数チャネル１チャネルのみでは上記規定である「自己の確保したい周波数帯域が連続的に確保」できない。
【００６５】
そこで、上記規定を全て満たすために、周波数チャネルＣＨ１９から周波数チャネルＣＨ１７までの３周波数チャネルを割り当て、周波数チャネルＣＨ１９にプリアンブル信号を付加した第１のＲＴＳ信号ＲＴＳ１を領域８１において送信する。
【００６６】
一方、プリアンブル信号が付加された第１のＲＴＳ信号ＲＴＳ１が、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネル中の一番大きい周波数チャネル番号に載せられる旨の既定を予め知っている（例えば記憶装置に記憶している）各端末局のうちの第３の端末局１３は、プリアンブル信号を付加したＲＴＳ信号の探索時間を短縮するために、一番大きい番号の周波数チャネル（図６においては周波数チャネルＣＨ２２）から自己の通信システムのプリアンブル信号（第１の情報を含む）を捕捉するまで周波数チャネル数をデクリメントしつつ順次走査する。
【００６７】
第３の端末局１３は、検知したプリアンブル信号の周期と前記規定とに基づいて、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルを認知できる。すなわち、第３の端末局１３は、例えば、周波数チャネルＣＨ１９（領域９１）において、プリアンブル信号を付加した第１のＲＴＳ信号を受信し、受信したプリアンブル信号の周期がＴｗ／４であれば、周波数チャネルＣＨ１７、周波数チャネルＣＨ１８及び周波数チャネルＣＨ１９の連続する３周波数チャネルが自己が使用できる周波数チャネルであることを認識できる。
【００６８】
しかしながら、第３の端末局１３が同時に送受信できる周波数チャネル数は前述のように２チャネルであるので、チャネルＣＨ１８とチャネルＣＨ１９の２チャネルを通信に使用する旨の情報を第１のＣＴＳ信号ＣＴＳ１に載せて領域９２において送信する。
【００６９】
ここで、第１のＣＴＳ信号ＣＴＳ１に、通常の周波数同期のためのプリアンブル信号ではなく、ＲＴＳ信号に付加したような周期Ｔｗ／２のプリアンブル信号を付加して送信することにより、第１の端末局１１の情報検出器２６により、送信に使用する周波数チャネル数が判別できるため第１のＣＴＳ信号ＣＴＳ１を復調するよりも早く認識ができる。従って、送信する周波数チャネル数が変化した場合に生じる変調器２８でデータ信号の変調を行うための演算時間とＲＦ／ＩＦ送信器３０の制御時間とによるデータ信号の送信遅延を吸収することができる。
【００７０】
第１の端末局１１は、領域８２において第１のＣＴＳ信号ＣＴＳ１を受信し、送信に使用する周波数チャネルは周波数チャネルＣＨ１８と周波数チャネルＣＨ１９とであることを認識し、領域８３において第３の端末局１３に対して第１のデータ信号ＤＡＴＡ１を送信する。図６（Ａ）に示すように、第１のデータ信号ＤＡＴＡ１の送信後は、周波数チャネルＣＨ１７を使用しないため、電波資源の有効な活用を図るために周波数チャネルＣＨ１７を他の無線通信システムに開放することができる。これにより、他の無線通信システムとの間で周波数チャネルの共存ができるという利点を有する。
【００７１】
第３の端末局１３は、領域９３において第１のデータ信号ＤＡＴＡ１を受信し、正常に受信処理が完了した後に、領域９４において第１のＡＣＫ信号ＡＣＫ１を第１の端末局１１に対して送信する。第１の端末局１１が、領域８４において第１のＡＣＫ信号ＡＣＫ１を受信し、第１の端末局１１から第３の端末局１３への送信処理が完了する。
【００７２】
これ以降の通信フェイズは、第３の端末局１３が第１の端末局１１に対して、周波数チャネルＣＨ１９を使用して、第２のデータ信号ＤＡＴＡ２を送受信する動作を示したものであり、その動作は、上述の方法と同様である。第２のデータ信号（例えば文書データ）ＤＡＴＡ２は、第１のデータ信号（例えば動画像データ）ＤＡＴＡ１と比較してデータ容量が小さい場合を例にしており、この場合には図６に示すように１つの周波数チャネルのみを通信に用いれば十分である。
【００７３】
以上のような方法により、自己の無線通信システムが使用する周波数チャネルを効率的に探索可能な通信が可能となる。このように、周波数チャネルの情報を含むプリアンブル信号を付加したＲＴＳ信号は、最大の番号のチャネルに付加しても良い。
【００７４】
以上、本実施の形態による無線通信システムによれば、複数の周波数チャネルを同時に使用可能な無線通信システムにおいて、受信する側の端末局が自己の無線通信システムが使用するチャネルと周波数帯域とを簡単に検知することが可能である。
【００７５】
また、本実施の形態による無線通信システムにおける端末局は、単純に周波数チャネルを探索する方式と比較して、周波数チャネル数に関する第１の情報を効率的に探索できるため探索時間の短縮化が可能となる。
さらに、本実施の形態による端末局は、ＲＴＳ信号、ＣＴＳ信号及びＡＣＫ信号を送信する周波数チャネルを特定のチャネルに限定することにより、全ての周波数チャネルにおいて周波数チャネル数に関する第１の情報を送信する方式と比較して、送信エネルギーが少なくてすみ、省電力化が可能となる。
【００７６】
さらに、本実施の形態による端末局においては、第１の情報の伝達に使用する周波数チャネルを限定することより、空き周波数チャネルおいて第１の情報とは異なる信号を送信又は受信することができ、通信システムにおける周波数チャネルの効率化な利用ができる。
以上、実施の形態に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。その他、種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線通信システムによれば、複数の周波数チャネルを同時に使用可能な無線通信システムにおいて、受信する側の端末局が自己の無線通信システムが使用するチャネルと周波数帯域を容易に認識できる。
また、本発明の端末局は、順番にチャネルを探索する方式と比較して、探索時間の短縮化が可能となる。さらに、全ての周波数チャネルにおいて周波数チャネル数に関する情報を送信する場合と比較して、送信エネルギーを少なくすることができる。また、周波数チャネルを限定して使用することにより、空き周波数チャネルの有効利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による無線通信システムを構成する端末局の構成例を示した機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態の形態による無線通信システムを構成する送信側の端末局の動作例の流れを示すフローチャート図である。
【図４】本発明の一実施の形態の形態による無線通信システムを構成する受信側の端末局の動作例の流れを示すフローチャート図である。
【図５】本発明の一実施の形態の第１実施例による無線通信システムにおける周波数チャネルの使用例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態の第２実施例による無線通信システムにおける周波数チャネルの使用例を示す図である。
【図７】一般的な分散制御方式の無線通信システムにおける周波数チャネルの使用例を示す図である。
【符号の説明】
１…無線通信システム、１１、１２、１３…第１から第３までの端末局、２１…送受信用アンテナ、２２…アンテナ共用器、２３…ＲＦ／ＩＦ受信器、２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…復調器、２６…情報検出器、２７…バス制御部、２８…変調器、２９…Ｄ／Ａ変換器、３０…ＲＦ／ＩＦ送信器、３１…システム制御部、５１、６５、８１、９１…第１のデータ送信要求信号の領域、５２、５３…空白領域、５４、６６、８２、９２…第１のデータ送信許諾信号の領域、５５、６７、８３、９３…第１のデータ信号の領域、５６、６８、８４、９４…第１のデータ信号受信完了信号の領域、５７、６９…第２のデータ送信要求信号の領域、５８、７０…第２のデータ送信許諾信号の領域、５９、７１…第２のデータ信号の領域、６０、７２…第２のデータ信号受信完了信号の領域。
【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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