(57)【要約】【課題】同じ周波数帯を用いる他の通信装置と信号送信タイミングが重ならないよう調整することができ、かつ、他の周波数帯での通信と同期を取ることができるようにする。【解決手段】通信装置が、プライマリセルで通信される制御情報を利用して通信が行われるセカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われているか否かを判定する使用状況判定部と、プライマリセルでの通信タイミングに関する情報を取得するタイミング情報取得部と、タイミング情報取得部が取得した情報に基づいて、プライマリセルでの通信タイミングに基づく所定のタイミングが到来したか否かを判定するタイミング判定部と、使用状況判定部が、セカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、タイミング判定部が、所定のタイミングが到来したと判定すると、プライマリセルでの通信に同期してセカンダリセルでの通信を行う通信部と、を備える。【選択図】図３
2016225914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリセルで通信される制御情報を利用して通信が行われるセカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われているか否かを判定する使用状況判定部と、
前記プライマリセルでの通信タイミングに関する情報を取得するタイミング情報取得部と、
前記タイミング情報取得部が取得した情報に基づいて、前記プライマリセルでの通信タイミングに基づく所定のタイミングが到来したか否かを判定するタイミング判定部と、
前記使用状況判定部が、前記セカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、前記タイミング判定部が、前記所定のタイミングが到来したと判定すると、前記プライマリセルでの通信に同期して前記セカンダリセルでの通信を行う通信部と、
を備える通信装置。
【請求項２】
前記タイミング判定部は、前記所定のタイミングとして、前記プライマリセルでのフレームまたはサブフレームの送信開始タイミングが到来したか否かを判定する、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記タイミング判定部は、前記所定のタイミングとして、前記プライマリセルでのフレームまたはサブフレームの送信開始タイミングからランダムに設定された時間をずらしたタイミングが到来したか否かを判定する、請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信部は、前記使用状況判定部が、前記セカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、前記タイミング判定部が、前記プライマリセルでのフレームまたはサブフレームの送信開始タイミングからランダムに設定された時間をずらしたタイミングが到来したと判定すると、前記プライマリセルでのフレームまたはサブフレームの送信開始タイミングまでダミーのパケットを送信し、前記プライマリセルでのフレームまたはサブフレームの送信開始タイミングに通信を開始する、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
通信装置の通信方法であって、
プライマリセルで通信される制御情報を利用して通信が行われるセカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われているか否かを判定する使用状況判定ステップと、
前記プライマリセルでの通信タイミングに関する情報を取得するタイミング情報取得ステップと、
前記タイミング情報取得ステップで取得した情報に基づいて、前記プライマリセルでの通信タイミングに基づく所定のタイミングが到来したか否かを判定するタイミング判定ステップと、
前記使用状況判定ステップにて、前記セカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、前記タイミング判定ステップにて、前記所定のタイミングが到来したと判定すると、前記プライマリセルでの通信に同期して前記セカンダリセルでの通信を行う通信ステップと、
を含む通信方法。
【請求項６】
コンピュータに、
プライマリセルで通信される制御情報を利用して通信が行われるセカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われているか否かを判定する使用状況判定ステップと、
前記プライマリセルでの通信タイミングに関する情報を取得するタイミング情報取得ステップと、
前記タイミング情報取得ステップで取得した情報に基づいて、前記プライマリセルでの通信タイミングに基づく所定のタイミングが到来したか否かを判定するタイミング判定ステップと、
前記使用状況判定ステップにて、前記セカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、前記タイミング判定ステップにて、前記所定のタイミングが到来したと判定すると、前記プライマリセルでの通信に同期して前記セカンダリセルでの通信を行う通信ステップと、
を実行させ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アンライセンス周波数帯を用いてＬＴＥ（Long Term Evolution、ＬＴＥは登録商標）の通信を行う試みがなされている。アンライセンス周波数帯を用いて通信を行う場合、同じ周波数帯を用いる他の通信装置と信号送信タイミングが重ならないよう調整する必要がある。
同じ周波数帯を用いる他の通信装置と信号送信タイミングが重ならないよう調整する方法に、バックオフ時間と呼ばれる待ち時間を設ける方法がある（例えば、特許文献１）。
【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】
アンライセンス周波数帯を用いて通信を行う際、他の周波数帯での通信と同期を取る必要が生じる場合がある。例えば、ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥは登録商標）で規定されているセカンダリセルでの通信をアンライセンス周波数帯にて行う場合、プライマリセルでの通信と同期を取って通信を行う必要がある。これに対し上述したバックオフ時間を設ける方法は、同じ周波数帯を用いる他の通信装置と信号送信タイミングが重ならないよう調整できるが、他の周波数帯での通信と同期を取ることはできない。
【０００５】
本発明は、同じ周波数帯を用いる他の通信装置と信号送信タイミングが重ならないよう調整することができ、かつ、他の周波数帯での通信と同期を取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、プライマリセルで通信される制御情報を利用して通信が行われるセカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われているか否かを判定する使用状況判定部と、前記プライマリセルでの通信タイミングに関する情報を取得するタイミング情報取得部と、前記タイミング情報取得部が取得した情報に基づいて、前記プライマリセルでの通信タイミングに基づく所定のタイミングが到来したか否かを判定するタイミング判定部と、前記使用状況判定部が、前記セカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、前記タイミング判定部が、前記所定のタイミングが到来したと判定すると、前記プライマリセルでの通信に同期して前記セカンダリセルでの通信を行う通信部と、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、プライマリセルで通信される制御情報を利用して通信が行われるセカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われているか否かを判定する使用状況判定ステップと、前記プライマリセルでの通信タイミングに関する情報を取得するタイミング情報取得ステップと、前記タイミング情報取得ステップで取得した情報に基づいて、前記プライマリセルでの通信タイミングに基づく所定のタイミングが到来したか否かを判定するタイミング判定ステップと、前記使用状況判定ステップにて、前記セカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、前記タイミング判定ステップにて、前記所定のタイミングが到来したと判定すると、前記プライマリセルでの通信に同期して前記セカンダリセルでの通信を行う通信ステップと、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、プライマリセルで通信される制御情報を利用して通信が行われるセカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われているか否かを判定する使用状況判定ステップと、前記プライマリセルでの通信タイミングに関する情報を取得するタイミング情報取得ステップと、前記タイミング情報取得ステップで取得した情報に基づいて、前記プライマリセルでの通信タイミングに基づく所定のタイミングが到来したか否かを判定するタイミング判定ステップと、前記使用状況判定ステップにて、前記セカンダリセルに用いる周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、前記タイミング判定ステップにて、前記所定のタイミングが到来したと判定すると、前記プライマリセルでの通信に同期して前記セカンダリセルでの通信を行う通信ステップと、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、同じ周波数帯を用いる他の通信装置と信号送信タイミングが重ならないよう調整することができ、かつ、他の周波数帯での通信と同期を取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態係る通信システムの装置構成の例を示す概略構成図。
【図２】フレーム構成を示す説明図。
【図３】同実施形態におけるスモールセル基地局装置の概略ブロック図。
【図４】同実施形態におけるスモールセル基地局装置がセカンダリセルでの通信を開始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スモールセル基地局装置がセカンダリセルでの通信を開始する処理手順の例を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態における通信システムの装置構成の例を示す概略構成図。
【図７】同実施形態におけるスモールセル基地局装置がセカンダリセルでの通信を開始するタイミングの例を示す説明図。
【図８】第３の実施形態で複数のスモールセル基地局装置間で同期しない場合に、スモールセル基地局装置がセカンダリセルでの通信を開始するタイミングの例を示す説明図。
【図９】第４の実施形態のスモールセル基地局装置が、ダミーのパケットを送信する場合にセカンダリセルでの通信を開始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＞
図１は、第１の実施形態に係る通信システムの装置構成を示す概略構成図である。通信システム１は、マクロセル基地局装置１１と、スモールセル基地局装置１２と、アクセスポイント装置１３とを備える。また、マクロセル基地局装置１１、スモールセル基地局装置１２、アクセスポイント装置１３は、いずれも端末装置１４と通信を行う。
マクロセル基地局装置１１は、ＬＴＥ（登録商標）に規定されている通信方式にてライセンス周波数帯を用いて端末装置１４と通信を行う。ここでいうライセンス周波数帯とは、当該周波数帯を用いて通信を行う場合に免許を必要とする周波数帯である。
特に、マクロセル基地局装置１１は、プライマリセル（Primary Cell；ＰＣＥＬＬ）、セカンダリセル（Secondary Cell；ＳＣＥＬＬ）の両方で端末装置１４との２チャンネル通信を実行可能である。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。また、ここでいうチャンネルは、通信に用いる周波数帯の数である。
【００１２】
マクロセル基地局装置１１は、プライマリセル、セカンダリセルのいずれでもライセンス周波数帯を用いて端末装置１４と通信を行う。領域Ａ１１は、マクロセル基地局装置１１のセルエリアを示す。また、線Ｌ１１１、線Ｌ１１２は、それぞれプライマリセル、セカンダリセルでのマクロセル基地局装置１１と端末装置１４との通信経路を示す。本実施形態では、マクロセル基地局装置１１がプライマリセルでの通信を行う周波数帯をＡ周波数帯と表記し、セカンダリセルでの通信を行う周波数帯をＢ周波数帯と表記する。
スモールセル基地局装置１２は、ＬＴＥ（登録商標）に規定されている通信方式にてアンライセンス周波数帯を用いてセカンダリセルにて端末装置１４と通信を行う。ここでいうアンライセンス周波数帯とは、免許不要で通信に使用可能な周波数帯である。領域Ａ１２は、スモールセル基地局装置１２のセルエリアを示す。線Ｌ１２１は、スモールセル基地局装置１２と端末装置１４との通信経路を示す。本実施形態では、スモールセル基地局装置１２がセカンダリセルでの通信を行う周波数帯をＣ周波数帯と表記する。
アクセスポイント装置１３は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）の通信方式にてアンライセンス周波数帯を用いて端末装置１４と通信を行う。特に、アクセスポイント装置１３はＣ周波数帯で通信可能である。領域Ａ１３は、アクセスポイント装置１３の通信エリアを示す。また、線Ｌ１３は、アクセスポイント装置１３と端末装置１４との通信経路を示す。
端末装置１４は、領域Ａ１１、Ａ１２及びＡ１３が重なった領域に位置している。端末装置１４は、マクロセル基地局装置１１のプライマリセル及びセカンダリセルと、スモールセル基地局装置１２のセカンダリセルとで３チャンネル通信可能であり、また、Ｃ周波数帯でＷｉ−Ｆｉ（登録商標）にてアクセスポイント装置１３と通信可能である。
【００１３】
なお、通信システム１が備えるスモールセル基地局装置１２、アクセスポイント装置１３の数はいずれも１以上であればよい。端末装置１４の数も１以上であればよい。また、マクロセル基地局装置１１およびスモールセル基地局装置１２と端末装置１４との通信方式は、プライマリセルとセカンダリセルとを用いるものであればよい。
端末装置１４は、Ｃ周波数帯にてアクセスポイント装置１３の送信信号を検出する。端末装置１４が、アクセスポイント装置１３との送受信機能を有していてもよいし、受信機能のみを有してしてもよい。
スモールセル基地局装置１２が、マクロセル基地局装置１１のプライマリセルで通信される制御情報を用いて端末装置１４と通信を行うために、スモールセル基地局装置１２はマクロセル基地局装置１１のプライマリセルでの通信タイミングに同期して通信を行う。ここでいう通信タイミングは、例えばフレーム又はサブフレームの送信開始タイミングなど、通信における所定のタイミングである。
【００１４】
ここで、図２を参照してフレームとサブフレームの関係について説明する。
図２は、TDD LTE（Time Division Duplex LTE、LTEは登録商標）のフレーム構成を示す説明図である。同図の横軸は時刻を示す。マクロセル基地局装置１１、スモールセル基地局装置１２のいずれも、同図に示される構造のフレームを用いてＬＴＥ（登録商標）での通信を行う。
図２に示すように、TDD LTE（LTEは登録商標）の１フレームは、１０ミリ秒（ｍｓ）の時間長を有している。１フレームは２つのハーフフレームからなり、１ハーフフレームは５ミリ秒の時間長を有している。
また、１フレームは１０個のサブフレーム（図２のサブフレーム＃０〜サブフレーム＃９）からなる。従って、１ハーフフレームの時間長はサブフレーム５個分の時間長と等しい。１サブフレームは２つのスロットからなり、１スロットは７つのＯＦＤＭシンボルからなる。
なお、ＬＴＥ（登録商標）で通信を行う機器は、送受信タイミングをサブフレーム単位で管理する。
【００１５】
図３は、スモールセル基地局装置１２の機能構成を示す概略ブロック図である。同図に示すようにスモールセル基地局装置１２は、通信部１１０と、記憶部１８０と、制御部１９０とを備える。通信部１１０は、アンテナ１１１〜１１３と、ライセンス周波数帯送受信部１２１と、アンライセンス周波数帯送受信部１２２と、アクセスポイント通信検出部１２３とを備える。制御部１９０は、使用状況判定部１９１と、タイミング情報取得部１９２と、タイミング判定部１９３と、通信制御部１９４とを備える。
ライセンス周波数帯送受信部１２１は、アンテナ１１１を用いてライセンス周波数帯にて電波の送受信を行う。特に、ライセンス周波数帯送受信部１２１は、マクロセル基地局装置１１のプライマリセルでの送信信号を受信する。
アンライセンス周波数帯送受信部１２２は、アンテナ１１２を用いてアンライセンス周波数帯（Ｃ周波数帯）にて電波の送受信を行う。特に、アンライセンス周波数帯送受信部１２２は、Ｃ周波数帯にてセカンダリセルの信号を送受信する。また、通信システム１が複数のスモールセル基地局装置１２を備える場合、アンライセンス周波数帯送受信部１２２は、Ｃ周波数帯での他のスモールセル基地局装置１２の通信信号を検出する。
アクセスポイント通信検出部１２３は、Ｃ周波数帯で通信される信号を、アンテナ１１３を用いて検出する。特に、アクセスポイント通信検出部１２３は、アクセスポイント装置１３の通信信号を検出する。アクセスポイント通信検出部１２３が信号の送受信を行うようにしてもよいし、信号の受信のみを行うようにしてもよい。
【００１６】
記憶部１８０は、スモールセル基地局装置１２が備える記憶デバイスを用いて構成され、各種情報を記憶する。制御部１９０は、スモールセル基地局装置１２が備えるプロセッサ（演算装置）が記憶部１８０からプログラムを読み出して実行することで構成され、スモールセル基地局装置１２の各部を制御して各種処理を実行する。
使用状況判定部１９１は、Ｃ周波数帯での通信の有無を判定する。具体的には、使用状況判定部１９１は、アンライセンス周波数帯送受信部１２２及びアクセスポイント通信検出部１２３の電波受信状況に基づいて、他の装置が通信を行っているか否かを判定する。
タイミング情報取得部１９２は、タイミング判定部１９３が待ち時間を算出するための情報を取得する。例えば、タイミング情報取得部１９２は、ライセンス周波数帯送受信部１２１が受信するマクロセル基地局装置１１のプライマリセルでの送信信号に基づいて、当該送信信号におけるフレームの送信開始タイミング又はサブフレームの送信開始タイミングを検出し、後述する時間間隔αを算出する。以下では、フレームの送信開始タイミングとサブフレームの送信開始タイミングとを総称してフレームタイミングと表記する。
タイミング判定部１９３は、アンライセンス周波数帯送受信部１２２がセカンダリセルでの通信を開始するタイミングが到来したか否かを判定する。具体的には、タイミング判定部１９３は、タイミング情報取得部１９２が取得する情報に基づいて、アンライセンス周波数帯送受信部１２２が通信を開始するまでの待ち時間を算出し、当該待ち時間の経過を検出する。
通信制御部１９４は、ライセンス周波数帯送受信部１２１、アンライセンス周波数帯送受信部１２２、アクセスポイント通信検出部１２３それぞれの無線の送受信を制御する。特に、通信制御部１９４は、アンライセンス周波数帯送受信部１２２がＣ周波数帯にて行うセカンダリセルでの通信を制御する。
【００１７】
図４は、スモールセル基地局装置１２がセカンダリセルでの通信を開始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。
マクロセル基地局ＰＣＥＬＬの行では、マクロセル基地局装置１１がプライマリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。なお、スモールセル基地局装置１２がフレームタイミングとして、フレーム送信開始タイミングを用いる場合を例に説明するが、サブフレームの送信開始タイミングを用いるようにしてもよい。図４に示すように、フレームは複数（例えば１０個）のサブフレームを含んで構成される。
マクロセル基地局ＳＣＥＬＬの行では、マクロセル基地局装置１１がセカンダリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。マクロセル基地局装置１１は、プライマリセルでの通信に同期してセカンダリセルでの通信を行う。
アクセスポイントの行では、アクセスポイント装置１３が通信を行うタイミングの例を示している。アクセスポイント装置１３は、マクロセル基地局装置１１及びスモールセル基地局装置１２とは非同期に通信を行う。
スモールセル基地局ＳＣＥＬＬの行では、スモールセル基地局装置１２がセカンダリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。スモールセル基地局装置１２は、マクロセル基地局装置１１のプライマリセルでの通信に同期してセカンダリセルでの通信を行う。なお、時刻Ｔ１１〜時刻Ｔ１２の間、スモールセル基地局装置１２は通信を行わずに時間待ちを行う。
【００１８】
スモールセル基地局装置１２は以下のように動作する。
（１）使用状況判定部１９１は、アクセスポイント装置１３がＣ周波数帯で通信していることを検出した場合、当該通信の終了を待つ。アクセスポイント装置１３は、時刻Ｔ１１に通信を終了し、Ｃ周波数帯が解放されている。ここでいう解放とは、通信が行われていない状態になることである。
（２）使用状況判定部１９１がＣ周波数帯での通信終了を検出した場合、タイミング判定部１９３は、プライマリセルのフレームタイミングまで待つ。具体的には、タイミング判定部１９３が、式（１）に基づいてバックオフ時間Ｔｂａｃｋを求める。
【００１９】
Ｔｂａｃｋ  ＝  α  ＋  ｎ  ×  Ｔｓｕｂ    ・・・  （１）
【００２０】
ここで、αは、アクセスポイント装置１３の通信終了からマクロセル基地局装置１１のプライマリセルのフレームタイミングまでの時間間隔を示す。図４の例では、αは、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの時間間隔を示す。また、係数ｎは、ｎ≧０の整数である。公平性を求める場合は、ｎの値をランダムに定める。あるいは、ｎの値を定数（例えば０）に設定するようにしてもよい。一方、優先制御を行う場合は、優先度の高いセカンダリセルの係数ｎに小さい値を設定する。図４は、ｎ＝０の場合の例を示している。Ｔｓｕｂは、マクロセル基地局装置１１のプライマリセルのサブフレームの時間長を示す定数である。なお、式（１）では、フレームタイミングとしてサブフレームの送信開始タイミングを用いる場合の例を示しているため、サブフレームの時間長Ｔｓｕｂを含んでいる。フレームタイミングとしてフレームの送信開始タイミングを用いる場合は、サブフレームの時間長Ｔｓｕｂに代えて、フレームの時間長を用いる。
（３）タイミング判定部１９３がバックオフ時間Ｔｂａｃｋの経過を検出すると、アンライセンス周波数帯送受信部１２２は通信制御部１９４の制御に従って、マクロセル基地局装置１１のプライマリセルのタイミングに同期して端末装置１４との通信を開始する。スモールセル基地局装置１２（アンライセンス周波数帯送受信部１２２）は、マクロセル基地局装置１１のフレームタイミングに合わせて時刻Ｔ１２に端末装置１４との通信を開始している。
このように通信部１１０は、アンライセンス周波数帯送受信部１２２にて、プライマリセルでの通信に同期してセカンダリセルでの通信を行う。
（４）スモールセル基地局装置１２が端末装置１４との通信を終了し、Ｃ周波数帯が解放状態になる。スモールセル基地局装置１２は、時刻Ｔ１３に通信を終了している。
【００２１】
図５は、スモールセル基地局装置１２がセカンダリセルでの通信を開始する処理手順の例を示すフローチャートである。
送信イベントが発生すると（ステップＳ１０１）、使用状況判定部１９１は、Ｃ周波数帯におけるアンライセンス周波数帯送受信部１２２およびアクセスポイント通信検出部１２３の電波受信状況に基づいて、Ｃ周波数帯で他の装置が通信中か否かを判定する（ステップＳ１０２）。Ｃ周波数帯で他の装置が通信中であると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、使用状況判定部１９１は、Ｃ周波数帯での他の装置の通信終了を待ち受ける（ステップＳ１０３）。使用状況判定部１９１は、Ｃ周波数帯での他の装置の通信終了を検出するとステップＳ１０２へ戻る。
一方、Ｃ周波数帯が解放状態と判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、タイミング情報取得部１９２は、時間間隔α及び係数ｎを取得する（ステップＳ１１１）。例えば、タイミング情報取得部１９２は、現在時刻から次のフレームタイミングまでの時間を時間間隔αとして取得する。また、タイミング情報取得部１９２は、乱数を用いて係数ｎの値を発生させる。
そして、タイミング判定部１９３は、ステップＳ１１１で得られた時間間隔α及び係数ｎを式（１）に代入してバックオフ時間を算出し（ステップＳ１１２）、得られたバックオフ時間の経過を待ち受ける（ステップＳ１１３）。タイミング判定部１９３がバックオフ時間の経過を検出すると、使用状況判定部１９１は、ステップＳ１０２の場合と同様、Ｃ周波数帯におけるアンライセンス周波数帯送受信部１２２およびアクセスポイント通信検出部１２３の電波受信状況に基づいて、Ｃ周波数帯で他の通信の割込が発生したか否か（具体的には、他の装置が通信中か否か）を判定する（ステップＳ１２１）。
Ｃ周波数帯で他の通信の割込が発生したと判定した場合（ステップＳ１２１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２へ戻る。但し、スモールセル基地局装置１２が、基地局装置の優先度または送信信号の優先度によっては、割込を許さず進行中の処理を優先させるようにしてもよい。
一方、Ｃ周波数帯が解放状態と判定した場合（ステップＳ１２１：ＮＯ）、スモールセル基地局装置１２は、端末装置１４との通信を開始する（ステップＳ１２２）。具体的には、通信制御部１９４がアンライセンス周波数帯送受信部１２２を制御して、Ｃ周波数帯のセカンダリセルにて端末装置１４と通信を行わせる。
ステップＳ１２２の後、図５の処理を終了する。
【００２２】
以上のように、使用状況判定部１９１は、スモールセル基地局装置１２がセカンダリセルに用いるＣ周波数帯で通信が行われているか否かを判定する。また、タイミング判定部１９３は、プライマリセルでの通信タイミングに基づく所定のタイミングが到来したか否かを判定する。そして、使用状況判定部１９１がＣ周波数帯で通信が行われていないと判定し、かつ、タイミング判定部１９３が、所定のタイミングが到来したと判定すると、通信部１１０（アンライセンス周波数帯送受信部１２２）は、プライマリセルでの通信に同期して前記セカンダリセルでの通信を行う。
これにより、スモールセル基地局装置１２では、同じ周波数帯を用いる他の通信装置と信号送信タイミングが重ならないよう調整することができ、かつ、プライマリセルでの通信と同期を取ることができる。ここでいう他の通信装置としていろいろな通信装置を挙げることができる。例えば、ここでいう他の通信装置は、ＰＨＳ（Personal Handy Phone）であってもよいし、Wi-Fi（登録商標）またはBluetooth（登録商標）にて通信を行う装置であってもよい。Wi-Fi（登録商標）にて通信を行う装置（無線LAN装置）の場合、通信の衝突を回避する方法としてCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance）が規定されている。
【００２３】
＜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の例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、第１スモールセル基地局装置２２ａと、第２スモールセル基地局装置２２ｂと、アクセスポイント装置１３と、端末装置１４とを備える。
図６の各部のうち図１の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号（１３、１４）を付して説明を省略する。
第１スモールセル基地局装置２２ａ、第２スモールセル基地局装置２２ｂのいずれも、ライセンス周波数帯を用いたプライマリセル、及び、アンライセンス周波数帯を用いたセカンダリセルの両方で端末装置１４と通信を行う。また、第１スモールセル基地局装置２２ａと第２スモールセル基地局装置２２ｂとは同期している。
以下では、第１スモールセル基地局装置２２ａと第２スモールセル基地局装置２２ｂとを総称してスモールセル基地局装置２２と表記する。
スモールセル基地局装置２２の機能構成は、図３に示すスモールセル基地局装置１２の機能構成と同様とすることができる。なお、スモールセル基地局装置２２では、ライセンス周波数帯送受信部１２１が通信制御部１９４の制御に従ってライセンス周波数帯のプライマリセルにて端末装置１４と通信を行う。また、アンライセンス周波数帯送受信部１２２が通信制御部１９４の制御に従ってアンライセンス周波数帯のセカンダリセルにて端末装置１４と通信を行う。本実施形態では、スモールセル基地局装置２２がプライマリセルでの通信を行う周波数帯をＡ周波数帯と表記する。但し、第１スモールセル基地局装置２２ａと第２スモールセル基地局装置２２ｂとが、異なる周波数帯にてプライマリセルでの通信を行なうようにしてもよい。
また、スモールセル基地局装置２２がセカンダリセルでの通信を行う周波数帯をＣ周波数帯と表記する。第１スモールセル基地局装置２２ａと第２スモールセル基地局装置２２ｂとは、同じ周波数帯にてセカンダリセルでの通信を行う。アクセスポイント装置１３も、Ｃ周波数帯にて端末装置１４と通信を行う。
【００２４】
図７は、スモールセル基地局装置２２がセカンダリセルでの通信を開始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。
第１スモールセル基地局装置ＰＣＥＬＬの行では、第１スモールセル基地局装置２２ａがプライマリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。なお、スモールセル基地局装置２２がフレームタイミングとしてフレームの送信開始タイミング、サブフレームの送信開始タイミング、シンボルの送信開始タイミングのいずれを用いるようにしてもよい。
第１スモールセル基地局ＳＣＥＬＬの行では、第１スモールセル基地局装置２２ａがセカンダリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。第１スモールセル基地局装置２２ａは、プライマリセルでの通信に同期してセカンダリセルでの通信を行う。図７の例では、第１スモールセル基地局装置２２ａのプライマリセルでのフレーム送信のタイミングとセカンダリセルでのフレーム送信のタイミングとでβ１の時間差が生じているが第１スモールセル基地局装置２２ａは、シンボル時間長を単位としてこの時間差を管理することで同期を維持する。例えば時間差β１の長さは、シンボル２つ分の時間長に設定されている。第１スモールセル基地局装置２２ａは、プライマリセルでのフレーム送信開始よりも時間差β１だけ早くセカンダリセルでのフレームの送信を開始した場合、セカンダリセルでのフレームの送信終了についても、プライマリセルの場合よりも時間差β１だけ早く終了する。
【００２５】
第２スモールセル基地局ＰＣＥＬＬの行では、第２スモールセル基地局装置２２ｂがプライマリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。第１スモールセル基地局装置２２ａと第２スモールセル基地局装置２２ｂとは、プライマリセルでのフレームの送信タイミングを同期させている。
第２スモールセル基地局ＳＣＥＬＬの行では、第２スモールセル基地局装置２２ｂがセカンダリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。第２スモールセル基地局装置２２ｂは、プライマリセルでの通信に同期してセカンダリセルでの通信を行う。図７の例では、第２スモールセル基地局装置２２ｂのプライマリセルでのフレーム送信のタイミングとセカンダリセルでのフレーム送信のタイミングとでβ２の時間差が生じているが、第２スモールセル基地局装置２２ｂは、第１スモールセル基地局装置２２ａの場合と同様、シンボル時間長を単位としてこの時間差を管理することで同期を維持する。
アクセスポイントの行では、アクセスポイント装置１３が通信を行うタイミングの例を示している。アクセスポイント装置１３は、２つのスモールセル基地局装置２２と非同期に通信を行う。
【００２６】
スモールセル基地局装置２２は以下のように動作する。
（１）使用状況判定部１９１は、アクセスポイント装置１３が通信していることを使用状況判定部１９１が検出した場合、アクセスポイント装置１３の通信終了を待つ。図７の例では、アクセスポイント装置１３は、時刻Ｔ３１１に通信を終了している。
（２）使用状況判定部１９１が、アクセスポイント装置１３の通信が終了したことを検出した場合、タイミング判定部１９３は、プライマリセルのフレームタイミングに基づく所定のタイミングまで待つ。具体的にはタイミング判定部１９３は、プライマリセルのフレームの送信開始タイミングから一定の時間範囲内でランダムな時間だけずらしたタイミングの到来を待つ。図７の例では、第１スモールセル基地局装置２２ａは、待ち時間をα＋β１に設定している。ここで、αは、アクセスポイント装置１３が通信を終了してからプライマリセルのフレームタイミングまでの時間である。また、β１は、ランダムな時間の例に該当する。第１スモールセル基地局装置２２ａが設定したβ１はマイナスの時間になっており、第１スモールセル基地局装置２２ａは、プライマリセルのフレーム送信開始タイミングの時刻Ｔ３１３よりも早い時刻Ｔ３１２の到来を待ち受ける。一方、第２スモールセル基地局装置２２ｂは、待ち時間をα＋β２に設定している。β２は、ランダムな時間の例に該当する。第２スモールセル基地局装置２２ｂが設定したβ２はプラスの時間になっており、第２スモールセル基地局装置２２ｂは、プライマリセルのフレーム送信開始タイミングの時刻Ｔ３１３よりも遅い時刻Ｔ３１４の到来を待ち受ける。
【００２７】
（３）第１スモールセル基地局装置２２ａが待ち受ける時刻Ｔ３１２の方が、第２スモールセル基地局装置２２ｂが待ち受ける時刻Ｔ３１４よりも早いため、第１スモールセル基地局装置２２aがセカンダリセルでの通信の権利を取得する。第１スモールセル基地局装置２２ａのアンライセンス周波数帯送受信部１２２は通信制御部１９４の制御に従って、時刻Ｔ３１２にセカンダリセルでの通信を開始する。
（４）一方、第２スモールセル基地局装置２２ｂの使用状況判定部１９１は、時刻Ｔ３１４にて第１スモールセル基地局装置２２ａが通信中であることを検出し、第１スモールセル基地局装置２２ａの通信終了を待ち受ける。
（５）時刻Ｔ３２１に第１スモールセル基地局装置２２ａがセカンダリセルでの通信を終了している。なお、第１スモールセル基地局装置２２ａがセカンダリセルでの通信を終了するタイミングは、図７の例のように通信開始から１個以上のフレーム長の時間が経過したタイミングであってもよい。あるいは、第１スモールセル基地局装置２２ａが、プライマリセルでのフレーム送信終了のタイミングと同期して通信を終了するようにしてもよい。第１スモールセル基地局装置２２ａのセカンダリセルでの通信終了を第２スモールセル基地局装置２２ｂの使用状況判定部１９１が検出すると、タイミング判定部１９３は、時刻Ｔ３１１の場合と同様、プライマリセルでのフレームの送信開始タイミングから一定の時間範囲内でランダムな時間だけずらしたタイミングの到来を待つ。
図７の例では、第２スモールセル基地局装置２２ｂは、待ち時間をα２＋β３に設定している。ここで、α２は、第２スモールセル基地局装置２２ｂが通信を終了してからプライマリセルでのフレームタイミングまでの時間である。また、β３は、ランダムな時間の例に該当する。第２スモールセル基地局装置２２ｂは、β３をシンボル１つ分の時間長のプラスの値に設定しており、プライマリセルでのサブフレーム送信開始タイミングの時刻Ｔ３２２よりもシンボル１つ分遅い時刻Ｔ３２３の到来を待ち受ける。
（６）時刻Ｔ３２３にて、第２スモールセル基地局装置２２ｂの使用状況判定部１９１は、Ｃ帯が解放されたことを検出し、アンライセンス周波数帯送受信部１２２が通信制御部１９４の制御に従って、セカンダリセルでの通信を開始する。第２スモールセル基地局装置２２ｂは、時刻Ｔ３３２まで通信を行っている。なお、第２スモールセル基地局装置２２ｂがセカンダリセルでの通信を終了するタイミングは、図７の例のように通信開始から１個以上のフレーム長の時間が経過したタイミングであってもよい。あるいは、第２スモールセル基地局装置２２ｂが、プライマリセルでのフレーム送信終了のタイミングと同期して通信を終了するようにしてもよい。
【００２８】
次に、スモールセル基地局装置２２が行う処理の、図５の処理との相違点について説明する。第２の実施形態におけるスモールセル基地局装置２２の各々は、図５の処理のステップＳ１１１で、時間間隔α及び係数ｎに加えて、時間間隔β及び係数ｍを取得する。そして、ステップＳ１１２で、式（１）に代えて式（２）に基づいてセカンダリセルのバックオフ時間Ｔｂａｃｋを算出する。
【００２９】
Ｔｂａｃｋ  ＝  α  ＋  ｎ  ×  Ｔｓｕｂ  ＋  β    ・・・  （２）
【００３０】
α、ｎ及びＴｓｕｂは、式（１）の場合と同様である。また、時間間隔βは、式（３）のように示される。
【００３１】
β  ＝  ｍ  ×  Ｔｓｙｍ    ・・・  （３）
【００３２】
ここで、係数ｍは、ｍ≧０の整数である。また、Ｔｓｙｍは、シンボル１つ分の時間長を示す定数である。βは、シンボルｍ個分の時間長を示している。
第２の実施形態におけるスモールセル基地局装置２２の各々が行う処理は、ステップＳ１１１及びＳ１１２以外は図５の処理と同様である。
【００３３】
以上のように、タイミング判定部１９３は、所定のタイミングとして、プライマリセルでのフレームタイミングからランダムに設定された時間をずらしたタイミングが到来したか否かを判定する。
このように、スモールセル基地局装置２２の待ち時間をランダムに設定することで、複数のスモールセル基地局装置２２の各々がセカンダリセルでの帯域を占有する機会の公平を図ることができる。一方、特定のスモールセル基地局装置２２の待ち時間を短く設定してセカンダリセルでの帯域占有機会を増やしてもよい。これにより、待ち時間を短く設定したスモールセル基地局装置２２が通信を行う優先度を高くすることができる。
【００３４】
＜第３の実施形態＞
本実施形態では、複数のスモールセル基地局装置間で同期しない場合について説明する。本実施形態では、スモールセル基地局装置の一部の機能が第２の実施形態の場合と異なるが、スモールセル基地局装置の機能構成は第２の実施形態の場合と同様でよい。また、本実施形態に係る通信システムの装置構成も第２の実施形態の場合と同様でよい。
以下では、図３及び図６に示す符号を援用し、図８を参照して、本実施形態の場合と第２の実施形態の場合との相違点について説明する。
【００３５】
図８は、複数のスモールセル基地局装置間で同期しない場合に、スモールセル基地局装置２２がセカンダリセルでの通信を開始するタイミングの例を示す説明図である。
図８の例では、図７の場合と異なり、第１スモールセル基地局装置２２ａのプライマリセルのフレームタイミングと、第２スモールセル基地局装置２２ｂのプライマリセルのフレームタイミングとが非同期になっている。一方、第１スモールセル基地局装置２２ａ、第２スモールセル基地局装置２２ｂの各々は、プライマリセルのフレームタイミングとセカンダリセルのフレームタイミングとを一致させることで、プライマリセルとセカンダリセルとの同期をとっている。それ以外は図７の場合と同様である。
【００３６】
スモールセル基地局装置２２は以下のように動作する。
（１）図７の場合と同様、使用状況判定部１９１は、アクセスポイント装置１３が通信していることを検出した場合、アクセスポイント装置１３の通信終了を待つ。アクセスポイント装置１３は、時刻Ｔ５１に通信を終了している。
（２）アクセスポイント装置１３の通信終了を使用状況判定部１９１が検出した場合、タイミング判定部１９３は、プライマリセルのフレームタイミングを待つ。スモールセル基地局装置２２の各々が時間待ちを行う点は図７の場合と同様であるが、具体的な待ち時間は図７の場合と異なる。スモールセル基地局装置２２の各々は、プライマリセルのタイミングまで時間待ちを行う。図８の例では、第１スモールセル基地局装置２２ａ、第２スモールセル基地局装置２２ｂは、それぞれ時刻Ｔ５２、時刻Ｔ５３まで時間待ちを行う。
（３）時刻Ｔ５２にて、第１スモールセル基地局装置２２ａはセカンダリセルでの通信を開始する。一方、時刻Ｔ５３では、第１スモールセル基地局装置２２ａがＣ周波数帯で通信を行っているため、第２スモールセル基地局装置２２ｂはセカンダリセルでの通信を開始せず、Ｃ周波数帯が解放されるのを待つ。時刻Ｔ５４に第１スモールセル基地局装置２２ａがセカンダリセルでの通信を終了し、Ｃ周波数帯が解放されている。
（４）時刻Ｔ５４にＣ周波数帯が解放されたのを検出した第２スモールセル基地局装置２２ｂは、時刻Ｔ５１の場合と同様、プライマリセルのフレームタイミングを待つ。第２スモールセル基地局装置２２ｂは、時刻Ｔ５５まで時間待ちを行っている。
（５）時刻Ｔ５５が到来し、Ｃ周波数帯が解放されていることを検出した第２スモールセル基地局装置２２ｂは、通信を開始する。第２スモールセル基地局装置２２ｂは、時刻Ｔ５６に通信を終了しており、Ｃ周波数帯が解放されている。
【００３７】
次に、スモールセル基地局装置２２が行う処理の、図５の処理との相違点について説明する。第３の実施形態におけるスモールセル基地局装置２２の各々は、図５の処理のステップＳ１１１でｎを取得する必要はなく、αを取得すればよい。そして、スモールセル基地局装置２２は、ステップＳ１１２で式（１）に代えて、セカンダリセルのバックオフ時間Ｔｂａｃｋを、Ｔｂａｃｋ＝αに設定する。
第３の実施形態におけるスモールセル基地局装置２２の各々が行う処理は、ステップＳ１１１及びＳ１１２以外は図５の処理と同様である。
【００３８】
以上のように、タイミング判定部１９３は、所定のタイミングとして、プライマリセルでのフレームタイミングが到来したか否かを判定する。
このように、スモールセル基地局装置２２が通信を開始するタイミングをプライマリセルでのフレームタイミングに合わせることで、スモールセル基地局装置２２が、プライマリセルとセカンダリセルとの同期をとり易くなる。また、第１スモールセル基地局装置２２ａのプライマリセルのフレームタイミングと、第２スモールセル基地局装置２２ｂのプライマリセルのフレームタイミングとが非同期になっているので、第１スモールセル基地局装置２２ａと第２スモールセル基地局装置２２ｂとの通信タイミングの衝突を回避することができる。
なお、第１スモールセル基地局装置２２ａのフレームタイミングから第２スモールセル基地局装置２２ｂのフレームタイミングまでの時間と、第２スモールセル基地局装置２２ｂのフレームタイミングから第１スモールセル基地局装置２２ａのフレームタイミングまでの時間との差が大きい場合、複数のスモールセル基地局装置２２の各々がセカンダリセルでの帯域を占有する機会が不公平になる。この場合、第２の実施形態の場合と同様に、セカンダリセルでの送信開始タイミングをシンボル長の単位で管理して時間差を減らし、複数のスモールセル基地局装置２２の公平を図るようにしてもよい。
【００３９】
＜第４の実施形態＞
本実施形態では、スモールセル基地局装置がダミーのパケットを送信してチャネルを確保する。本実施形態では、スモールセル基地局装置の一部の機能が第２の実施形態の場合と異なるが、スモールセル基地局装置の機能構成は第２の実施形態の場合と同様でよい。また、本実施形態に係る通信システムの装置構成も第２の実施形態の場合と同様でよい。
以下では、図３及び図６に示す符号を援用し、図９を参照して、本実施形態の場合と第１の実施形態の場合との相違点について説明する。
【００４０】
図９は、スモールセル基地局装置１２がダミーのパケットを送信する場合に、アンライセンス周波数帯送受信部１２２がセカンダリセルでの通信を開始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している。
ＰＣＥＬＬの行では、スモールセル基地局装置２２がプライマリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。なお、スモールセル基地局装置２２が、フレームタイミングとして、フレーム、サブフレームのいずれの送信開始タイミングを用いるようにしてもよい。
アクセスポイントの行では、アクセスポイント装置１３が通信を行うタイミングの例を示している。アクセスポイント装置１３は、スモールセル基地局装置２２と非同期に通信を行う。また、アクセスポイント装置１３は、時刻Ｔ６１に通信を終了している。
ＳＣＥＬＬの行では、スモールセル基地局装置２２がセカンダリセルにてフレームを送信するタイミングの例を示している。時刻Ｔ６１にアクセスポイント装置１３の通信終了を検出したスモールセル基地局装置２２は、時刻Ｔ６２まで時間待ちを行う。スモールセル基地局装置２２が時間待ちを行う方法は、第２の実施形態の場合と同様である。
一方、第２の実施形態の場合と異なり、スモールセル基地局装置２２は、時刻Ｔ６２に実質的な通信を開始せずにダミーのパケットの送信を開始する。
プライマリセルのフレームタイミングである時刻Ｔ６３が到来すると、スモールセル基地局装置２２は、ダミーのパケットの送信を終了し、セカンダリセルでの端末装置１４との通信を開始している。
【００４１】
以上のように、アンライセンス周波数帯送受信部１２２は、タイミング判定部１９３が所定のタイミングが到来したと判定すると、プライマリセルでのフレームタイミング（フレームまたはサブフレームの送信開始タイミング）までダミーのパケットを送信し、前記プライマリセルでのフレームまたはサブフレームの送信開始タイミングに通信を開始する。
このように、スモールセル基地局装置２２が通信を開始するタイミングをプライマリセルでのフレームタイミングに合わせることで、スモールセル基地局装置２２が、プライマリセルとセカンダリセルとの同期をとり易くなる。また、アンライセンス周波数帯送受信部１２２がダミーのパケットを送信することで、Ｃの周波数帯を確保することができる。
【００４２】
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。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、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】
【００４４】
１、２…通信システム  １１…マクロセル基地局装置  １２、２２…スモールセル基地局装置  １３…アクセスポイント装置  １４…端末装置  １２１…ライセンス周波数帯送受信部  １２２…アンライセンス周波数帯送受信部  １２３…アクセスポイント通信検出部  １８０…記憶部  １９０…制御部  １９１…使用状況判定部  １９２…タイミング情報取得部  １９３…タイミング判定部  １９４…通信制御部
【図１】
2016225914.tif 000003
【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】
2016225914.tif 000009
【図８】
2016225914.tif 000010
【図９】
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