(57)【要約】【課題】送信抑止のためのオーバーヘッドを増加させることなくシステム間の干渉を防ぐ。【解決手段】第１のシステム及び第２のシステムが同一周波数を使用して、重複するエリアで運用している無線通信システムであって、端末を収容するエリアを形成する、少なくとも一つの基地局装置と、無線局と、を有し、前記基地局装置は、前記第１のシステムで送信する前に、所定時間送信を抑止させる信号を送信し、前記無線局が、前記送信を抑止させる信号を受信すると前記第２のシステムで所定時間送信しないことにより、前記基地局装置は前記第１のシステムにおける送信のための時間を確保する。【選択図】図１
2016076764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のシステム及び第２のシステムが同一周波数を使用して、重複するエリアで運用している無線通信システムであって、
端末を収容するエリアを形成する、少なくとも一つの基地局装置と、
無線局と、を有し、
前記基地局装置は、前記第１のシステムで送信する前に、所定時間送信を抑止させる信号を送信し、
前記無線局が、前記送信を抑止させる信号を受信すると前記第２のシステムで所定時間送信しないことにより、前記基地局装置は前記第１のシステムにおける送信のための時間を確保することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記第１のシステムはＬＴＥ又はＬＴＥ−Ｕの通信手順を用い、
前記第２のシステムは無線ＬＡＮの通信手順を用いることを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記第２のシステムは無線ＬＡＮの通信手順を用い、
前記送信を抑止させる信号が、前記無線ＬＡＮの通信手順におけるＣＴＳ信号であることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記送信を抑止させる信号が、任意の信号であることを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記送信を抑止させる信号には中継回数が記録され、
前記基地局装置は、当該信号を最初に送信した基地局装置が設定した前記中継回数まで、当該信号を中継することを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記第１のシステム又は前記第２のシステムで端末に送信すべきデータを一時的に格納するバッファを有し、
前記バッファの使用量が所定の閾値より大きい場合、前記第１のシステムでデータを送信する必要があると判定し、前記送信を抑止させる信号を送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記第１のシステムで送信するデータ量に基づいて、前記第１のシステムにおけるデータ送信に必要な時間を算出し、
前記算出された時間を前記所定時間として送信を抑止させる信号に設定することによって、前記データ送信に必要な時間を確保することを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
端末を収容するエリアを形成する基地局装置であって、
第１のシステム及び第２のシステムが同一周波数を使用して、重複するエリアで運用しており、
前記第１のシステムで送信する前に、前記第２のシステムにおいて受信者に所定時間だけ送信を抑止させる信号を他の無線局に送信して、前記第１のシステムにおける送信のための時間を確保することを特徴とする基地局装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基地局装置であって、
前記第１のシステムにおいてＬＴＥ又はＬＴＥ−Ｕの通信手順を用い、
前記第２のシステムにおいて無線ＬＡＮの通信手順を用いることを特徴とする基地局装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の基地局装置であって、
前記第２のシステムにおいて無線ＬＡＮの通信手順を用い、
前記送信を抑止させる信号として、前記無線ＬＡＮの通信手順におけるＣＴＳ信号を用いることを特徴とする基地局装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の基地局装置であって、
前記送信を抑止させる信号として、任意の信号を用いることを特徴とする基地局装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の基地局装置であって、
前記送信を抑止させる信号には中継回数が記録され、
前記基地局装置は、当該信号を最初に送信した基地局装置が設定した前記中継回数まで、当該信号を中継することを特徴とする基地局装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の基地局装置であって、
前記第１のシステム又は前記第２のシステムで端末に送信すべきデータを一時的に格納するバッファを有し、
前記バッファの使用量が所定の閾値より大きい場合、前記第１のシステムでデータを送信する必要があると判定し、前記送信を抑止させる信号を送信することを特徴とする基地局装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の基地局装置であって、
前記第１のシステムで送信するデータ量に基づいて、前記第１のシステムにおけるデータ送信に必要な時間を算出し、
前記算出された時間を前記所定時間として送信を抑止させる信号に設定することによって、前記データ送信に必要な時間を確保することを特徴とする基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信分野では、増大するトラフィックに対応するため、新しい周波数の利用が求められている。しかし、通信事業者に割り当てることができるライセンスバンドには限りがあるため、アンライセンスバンドを利用することが提案されている。アンライセンスバンドを利用する一つの方法がＬＴＥ−Ｕである。ＬＴＥ−Ｕでは、ライセンスバンドにおけるＬＴＥと同じ通信方式を用いてアンライセンスバンドで通信する。アンライセンスバンドは、免許を取得せずに利用可能な無線周波数であるため、ＬＴＥ−Ｕ以外のシステム（例えば、無線ＬＡＮ）にも利用されている。このため、ＬＴＥ−Ｕなどのアンライセンスバンドを用いる後発の通信システムは、無線ＬＡＮなどの既存の無線システムと、同一周波数帯で共存し、干渉が発生する。同一周波数における無線システム間の干渉は互いに妨害波になるため、受信特性が劣化し、通信速度が低下し、周波数利用効率が低下する。同一周波数を用いる異なる通信システム間で干渉を低減するために、特開２０１２−１６９７４０号公報（特許文献１）の方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ＺｉｇＢｅｅ（ＺｉｇＢｅｅは登録商標、以下同じ。）と無線ＬＡＮとのそれぞれの通信を行うための無線ＬＡＮインタフェース、ＺｉｇＢｅｅインタフェースを備えるハイブリッド端末を開示する。特許文献１において、ハイブリッド端末は、ビーコン周期に先立って、無線ＬＡＮで使用するチャネルを予約する情報を含むＲＴＳ信号を無線ＬＡＮ基地局に送信する。無線ＬＡＮ基地局は、ＲＴＳ信号を受信すると、ＣＴＳ信号を返す。これにより、無線ＬＡＮ端末は、予約された期間に、信号を送信することを回避する。その間、ハイブリッド端末、ＺｉｇＢｅｅ端末は、ビーコン信号の送信を含むＺｉｇＢｅｅの通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６９７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に記載された技術では、ＲＴＳ信号は宛先アドレスを含み、特定の宛先に送られるので、宛先アドレスで示される無線機以外の無線機は当該ＲＴＳ信号を受信しない。このため、複数の無線ＬＡＮ基地局がエリア内に設けられている場合、Ｚｉｇｂｅｅ通信を行う無線機は、全ての基地局にＲＴＳ信号を送信する必要がある。すなわち、エリア内に設けられた無線ＬＡＮ基地局の数に応じて、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順を実行するためのオーバーヘッド時間が増加し、通信効率が低下する。
【０００６】
同一周波数によるシステム間の干渉は、多くのシステムが当該周波数を利用する場合に顕著に表れる。すなわち、干渉の低減が必要な環境では、複数の無線ＬＡＮシステムが運用されていることがある。また、一つの無線ＬＡＮシステムが運用されていても、多くの無線ＬＡＮ端末を収容するために複数の無線ＬＡＮ基地局が動作していることがある。干渉の低減が必要な環境では、特許文献１に記載された方法によると複数のＲＴＳ／ＣＴＳ手順を順次実行する。
【０００７】
例えば、図９に示すように、３台の無線ＬＡＮ基地局（ＷｉＦｉ  ＡＰ１〜３）が動作している場合、ＬＴＥ−Ｕ基地局(ＬＴＥ−Ｕ  ｅＮＢ）は各無線ＬＡＮ基地局にＲＴＳ信号を送信し、無線ＬＡＮ基地局がＣＴＳ信号を送信することによって、エリア内の無線ＬＡＮ端末（ＷｉＦｉ  ＳＴＡ）のデータ送信を抑止する必要があった。このため、複数の無線ＬＡＮ基地局や無線ＬＡＮ端末が動作している環境では、オーバーヘッドの増大によって周波数利用効率を低下させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、第１のシステム及び第２のシステムが同一周波数を使用して、重複するエリアで運用している無線通信システムであって、端末を収容するエリアを形成する、少なくとも一つの基地局装置と、無線局と、を有し、前記基地局装置は、前記第１のシステムで送信する前に、所定時間送信を抑止させる信号を送信し、前記無線局が、前記送信を抑止させる信号を受信すると前記第２のシステムで所定時間送信しないことにより、前記基地局装置は前記第１のシステムにおける送信のための時間を確保する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の代表的な実施の形態によれば、送信抑止のためのオーバーヘッドを増加させることなくシステム間の干渉を防ぐことができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例の無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】第１実施例のＬＴＥ−Ｕ基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施例の無線ＬＡＮ基地局が併設されたＬＴＥ−Ｕ基地局の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施例のアンライセンスタイミング制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図５】第１実施例のアンライセンスバンドにおけるデータの送信タイミングを示す図である。
【図６】アンライセンスバンドにおける干渉の発生を示す図である。
【図７】第２実施例のＣＴＳ信号の転送を示す図である。
【図８】第２実施例のアンライセンスバンドにおけるデータの送信タイミングを示す図である。
【図９】従来技術の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本願で開示される実施例の概要を説明する。本実施例では、ＬＴＥ−Ｕ基地局（ＬＴＥ−Ｕ  ｅＮＢ）がＲＴＳ信号を送信せず、有効な宛先を含まないＣＴＳ信号を送信する。このため、ＣＴＳ信号を受信した周辺の無線機は、ＣＴＳ信号に設定された時間において送信を抑止する。
【００１２】
さらに、ＬＴＥ−Ｕ基地局が送信するＣＴＳ信号を所定の回数だけ中継することによって、ＬＴＥ−Ｕ基地局から送信されたＣＴＳ信号を直接受信できない無線機（隠れ端末）にもＣＴＳ信号を届けることができ、隠れ端末の送信も抑止することができる。ＣＴＳ信号を中継する無線局は中継回数を１減らしたＣＴＳを信号送信する。また、中継回数が０であるＣＴＳ信号は、これ以上中継しない。
【００１３】
＜実施例１＞
図１は、本発明の第１実施例の無線通信システムの構成を示す図である。
【００１４】
第１実施例の無線通信システムは、１以上のＬＴＥ−Ｕ基地局（ＬＴＥ−Ｕ  ｅＮＢ）１０を有する。第１実施例の無線通信システムは、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０の代わりに無線ＬＡＮ基地局が併設されたＬＴＥ−Ｕ基地局１１を有してもよく、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０と共に無線ＬＡＮの基地局が併設されたＬＴＥ−Ｕ基地局１１を有してもよい。
【００１５】
ＬＴＥ−Ｕ基地局１０及びＬＴＥ−Ｕ基地局１１は、無線端末（ＬＴＥ−Ｕ  ＵＥ）１２を収容し、ＬＴＥに割り当てられた周波数帯（ライセンスバンド）及びＬＴＥに割り当てられていない周波数帯（アンライセンスバンド）で無線端末１２と通信する。アンライセンスバンドは、例えば、無線ＬＡＮに割り当てられた周波数帯である。
【００１６】
ＬＴＥ−Ｕ基地局１０の近隣（電波の到達範囲）には、無線ＬＡＮ基地局（ＷｉＦｉ  ＡＰ）２０が設置されている。無線ＬＡＮ基地局２０及び無線ＬＡＮ基地局が併設されたＬＴＥ−Ｕ基地局１１は、無線ＬＡＮ端末（ＷｉＦｉ  ＳＴＡ）２１を収容し、無線ＬＡＮに割り当てられた周波数帯で無線ＬＡＮ端末２１と通信する。
【００１７】
ＬＴＥ−Ｕ基地局１０は、ライセンスバンド及びアンライセンスバンドで、収容した無線端末１２にデータを送信する。このアンライセンスバンドでデータを送信するタイミングにおいて、アンライセンスバンドで他の無線機による送信を抑止する必要がある。このため、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０は、アンライセンスバンドで、ＣＴＳ信号（ＣＴＳ１）を送信し、ＣＴＳ信号が到達する範囲内の無線機に対して、アンライセンスバンドでデータを送信するための通信時間を占有することを宣言する。
【００１８】
さらに、他のＬＴＥ−Ｕ基地局１１は、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０が送信したＣＴＳ信号（ＣＴＳ１）を受信すると、ＣＴＳ信号（ＣＴＳ２）を送信し、信号到達範囲内の無線機に対して、アンライセンスバンドでデータを送信するための通信時間が占有するＬＴＥ−Ｕ基地局の存在を通知する。
【００１９】
図２は、本発明の第１実施例のＬＴＥ−Ｕ基地局１０の構成を示すブロック図である。
【００２０】
ＬＴＥ−Ｕ基地局１０は、有線インタフェース１０１、下りデータバッファメモリ１０２、上りデータバッファメモリ１０３、ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４、ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５、ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号復調部１０６、ＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部１０７、ＬＴＥ−Ｕライセンス信号復調部１０８、アンライセンスタイミング制御部１０９、ＣＴＳリレー判断部１１０、ＣＴＳ送信部１１１、無線ＬＡＮ信号変調部１１２、無線ＬＡＮ信号復調部１１３、アンライセンス受信レベル検出部１１４、ＲＴＳ／ＣＴＳ検出部１１５、送信信号合成部１１６、受信信号分配部１１７及びアンテナ１１８を有する。
【００２１】
有線インタフェース１０１は、バックホール回線と接続される通信インタフェースである。下りデータバッファメモリ１０２は、有線インタフェース１０１から入力され、無線端末１２に送信される下りデータを一時的に格納する記憶領域である。上りデータバッファメモリ１０３は、無線端末１２から送信され、有線インタフェース１０１から出力される上りデータを一時的に格納する記憶領域である。ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、下りのデータ送信をスケジューリングし、上りデータのスケジュールに従って、無線端末１２から送信された上りのデータを処理する。
【００２２】
ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５は、アンライセンスバンドで送信するＬＴＥの下りデータをアンライセンスバンドの送信信号に変換する。ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号復調部１０６は、アンライセンスバンドで受信したＬＴＥのデータを上りデータに変換する。ＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部１０７は、ライセンスバンドで送信する下りデータをライセンスバンドの送信信号に変換する。ＬＴＥ−Ｕライセンス信号復調部１０８は、ライセンスバンドで受信したデータを上りデータに変換する。
【００２３】
アンライセンスタイミング制御部１０９は、入力されたＬＴＥ−Ｕフレームのタイミング信号に従って、アンライセンスバンドにおけるデータ送信を制御する。アンライセンスタイミング制御部１０９は、プログラムを実行するプロセッサ及びメモリによって構成される。プロセッサは、メモリに格納されたプログラムを実行することによって、アンライセンスタイミング制御部１０９の機能を実現する。メモリは、ＤＲＡＭなどの揮発性の記憶領域と、ＳＲＡＭなどの不揮発性の記憶領域を有し、プロセッサが実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを格納する。
【００２４】
アンライセンスタイミング制御部１０９のプロセッサが実行するプログラムは、ネットワーク又はリムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）を介してＬＴＥ−Ｕ基地局１０に提供され、非一時的記憶媒体である不揮発性記憶領域に格納される。
【００２５】
ＣＴＳリレー判断部１１０は、ＣＴＳ信号の中継を制御する。なお、ＣＴＳリレー判断部１１０は、後述する第２実施例で使用される構成であり、第１実施例のＬＴＥ−Ｕ基地局１０では必須ではない。このため、ＣＴＳリレー判断部１１０の機能は後述する。
【００２６】
ＣＴＳ送信部１１１は、送信するＣＴＳ信号を生成する。無線ＬＡＮ信号変調部１１２は、無線ＬＡＮ帯域（アンライセンスバンド）で送信するＷｉＦｉの信号を無線ＬＡＮ帯域の無線信号に変換する。無線ＬＡＮ信号復調部１１３は、無線ＬＡＮ帯域（アンライセンスバンド）で受信したＷｉＦｉの信号をデータに変換する。アンライセンス受信レベル検出部１１４は、無線ＬＡＮ帯域（アンライセンスバンド）で他の無線機が送信する信号の受信レベルを検出する。ＲＴＳ／ＣＴＳ検出部１１５は、無線ＬＡＮ帯域（アンライセンスバンド）で他の無線機が送信するＲＴＳ信号及びＣＴＳ信号を検出する。
【００２７】
送信信号合成部１１６は、ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５、ＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部１０７及び無線ＬＡＮ信号変調部１１２が生成した無線信号を合成して、所定の電力まで増幅して、アンテナ１１８に出力する。受信信号分配部１１７は、アンテナ１１８が受信した無線信号を分離して、ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号復調部１０６、ＬＴＥ−Ｕライセンス信号復調部１０８及び無線ＬＡＮ信号復調部１１３に分配する。
【００２８】
以下、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０における各部の処理及び信号の流れを説明する。
【００２９】
有線網から有線インタフェース１０１を介してＬＴＥ−Ｕ基地局１０に入力されたデータは、下りデータバッファメモリ１０２に蓄えられる。ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、下りデータバッファメモリ１０２からデータを読み出し、読み出したデータを送信するためにスケジューリングを行う。
【００３０】
ＬＴＥ−Ｕ基地局１０から送信すべきデータ量が少ない場合、ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、ライセンスバンドでデータを送信するようにスケジューリングする。ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５は、スケジューリングされた送信データをＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４から取得し、アンライセンスバンドの無線信号に変換し、送信信号合成部１１６に送る。送信信号合成部１１６は、複数の変調部１０５、１０７、１１２から送られたデータを、送信信号に合成し、アンテナ１１８から送信する。
【００３１】
一方、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０から送信すべきデータ量が多く、ライセンスバンドのみでは送信遅延が予想される場合、ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、ライセンスバンドとアンライセンスバンドとを併用してデータを送信するようにスケジューリングする。このため、ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、アンライセンスタイミング制御部１０９にデータをスケジューリングするタイミングを送り、アンライセンスバンドでデータを送信する時間を確保する指示をする。
【００３２】
アンライセンスタイミング制御部１０９は、まず、下りデータバッファメモリ１０２に格納されているデータ量からアンライセンスバンドを使用するフレーム数を算出し、算出したフレーム数を送信するための時間を決定する。そして、アンライセンスタイミング制御部１０９は、ＬＴＥ−Ｕのフレームタイミングの開始時刻からＣＴＳ信号の送信に必要な時間を考慮して、ＣＴＳ信号でアンライセンスバンドで他の無線機の送信を抑止するタイミングを決定し、ＣＴＳ信号の送信をＣＴＳ送信部１１１に指示する。
【００３３】
ＣＴＳ送信部１１１は、アンライセンスタイミング制御部１０９からの指示に従って、ＣＴＳ信号を作成する。ＣＴＳ送信部１１１は、無効なアドレス又はＣＴＳ信号の送信元のＬＴＥ−Ｕ基地局のアドレスをＣＴＳ信号の宛先アドレスに設定する。また、ＣＴＳ送信部１１１は、決定されたタイミングをＣＴＳ信号の送信抑止期間に設定する。作成されたＣＴＳ信号は、無線ＬＡＮ信号変調部１１２で無線信号に変換されたのち、送信信号合成部１１６で送信信号に合成され、アンテナ１１８から送信される。ＣＴＳ送信部１１１は、ＣＴＳ信号が正常に送信された場合、ＣＴＳ信号の送信完了をアンライセンスタイミング制御部１０９に報告する。
【００３４】
アンライセンスタイミング制御部１０９は、アンライセンスバンドで送信期間を確保したフレーム数及びフレームのタイミングをＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４に報告する。ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、ライセンスバンド及び確保されたフレームタイミングのアンライセンスバンドを用いたデータ送信をスケジューリングする。ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、ライセンスバンドにスケジューリングされたデータをＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部１０７に送り、アンライセンスバンドにスケジューリングしたデータをＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５に送る。ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５及びＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部１０７は、下り送信データを無線信号に変換し、送信信号合成部１１６に送る。送信信号合成部１１６は、変換された無線信号を合成した後、アンテナ１１８から送信する。
【００３５】
ＣＴＳ送信部１１１がＣＴＳ信号を作成した際に、他の無線機（ＷｉＦｉ  ＡＰ２０、ＷｉＦｉ  ＳＴＡ２１）が信号を送信している場合、衝突を避けるためにＣＴＳ信号は送信されない。このため、アンライセンス受信レベル検出部１１４は、他の無線機が送信している信号を検出する。すなわち、アンライセンス受信レベル検出部１１４は、所定のレベルを超える信号を検出すれば、他の無線機が信号を送信していると判定する。他の無線機が信号を送信している場合、ＣＴＳ送信部１１１は、ＣＴＳ信号を作成しない。ＣＴＳ送信部１１１は、ＣＴＳが送信されなかったことをアンライセンスタイミング制御部１０９に伝達する。アンライセンスタイミング制御部１０９は、ＣＴＳが送信されなかった場合、獲得フレーム数＝０をＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４に報告する。このとき、ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、アンライセンスバンドが使えないことを認識し、ライセンスバンドのみを使用してスケジューリングをする。
【００３６】
図３は、本発明の第１実施例の無線ＬＡＮ基地局が併設されたＬＴＥ−Ｕ基地局１１の構成を示すブロック図である。
【００３７】
無線ＬＡＮ基地局が併設されたＬＴＥ−Ｕ基地局１１は、有線インタフェース１０１、下りデータバッファメモリ１０２、上りデータバッファメモリ１０３、ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４、ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５、ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号復調部１０６、ＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部１０７、ＬＴＥ−Ｕライセンス信号復調部１０８、アンライセンスタイミング制御部１０９、ＣＴＳリレー判断部１１０、無線ＬＡＮ信号変調部１１２、無線ＬＡＮ信号復調部１１３、アンライセンス受信レベル検出部１１４、送信信号合成部１１６、受信信号分配部１１７、アンテナ１１８、無線ＬＡＮバッファメモリ１２１及び無線ＬＡＮ送受信制御部１２２を有する。
【００３８】
ＬＴＥ−Ｕ基地局１１は、前述したＬＴＥ−Ｕ基地局１０と異なり、無線ＬＡＮバッファメモリ１２１及び無線ＬＡＮ送受信制御部１２２を有し、無線ＬＡＮ基地局としても動作する。
【００３９】
無線ＬＡＮバッファメモリ１２１は、有線インタフェース１０１に入力され、無線ＬＡＮで送信すべきデータを一時的に格納する。無線ＬＡＮ送受信制御部１２２は、ＣＴＳ送信部１１１及びＲＴＳ／ＣＴＳ検出部１１５の機能を有し、さらに、無線ＬＡＮでのデータ送信を制御する。
【００４０】
図４は、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０が実行する処理のフローチャートである。図４に示す処理は、所定のタイミング（例えば、所定の時間間隔）で繰り返し実行される。
【００４１】
まず、アンライセンスタイミング制御部１０９は、下りデータバッファメモリ１０２に格納されているデータの量をチェックする（Ｓ１００１）。下りデータバッファメモリ１０２に格納されているデータの量が所定の閾値より小さければ（Ｓ１００２でＮＯ）、ライセンスバンドのみで十分なので、アンライセンスバンドを使用しないことを決定する（Ｓ１００８）。一方、下りデータバッファメモリ１０２に格納されているデータの量が所定の閾値以上であれば（Ｓ１００２でＹＥＳ）、ライセンスバンドのみでは送信遅延が予想されると決定する。その後、信号の送信が禁止されるＮＡＶ期間であるかを判定する（Ｓ１００３）。
【００４２】
その結果、ＮＡＶ期間である場合、他の無線機が送信を予約している期間であり、アンライセンスバンドでデータを送信できないので、アンライセンスバンドを使用しない決定をする（Ｓ１００８）。一方、ＮＡＶ期間でない場合、アンライセンス受信レベル検出部１１４からアンライセンスバンドにおけるキャリアの解析結果を取得する（Ｓ１００４）。そして、アンライセンスバンドでデータを送信しようとするチャネルで他の無線機が送信しているキャリアが検出された場合、アンライセンスバンドでデータを送信できないので、アンライセンスバンドを使用しない決定をする（Ｓ１００８）。
【００４３】
一方、アンライセンスバンドでデータを送信しようとするチャネルでキャリアが検出されない場合、アンライセンスバンドを使用するフレーム数を算出し、算出したフレーム数を送信するための時間を決定する。そして、アンライセンスタイミング制御部１０９は、ＬＴＥ−Ｕのフレームタイミングの開始時刻からＣＴＳ信号の送信に必要な時間を考慮して、ＣＴＳ信号の送信タイミングを決定する（Ｓ１００５）。そして、アンライセンスタイミング制御部１０９は、ＣＴＳ送信部１１１にＣＴＳ信号の送信を指示する（Ｓ１００６）。
【００４４】
その後、アンライセンスタイミング制御部１０９は、ＣＴＳ送信部１１１からＣＴＳ信号の送信の成功又は失敗の報告を受ける。ＣＴＳ信号の送信の失敗の報告を受けた場合、アンライセンスバンドでデータを送信する期間を確保できなかったので、アンライセンスバンドを使用しないことを決定する（Ｓ１００８）。一方、ＣＴＳ信号の送信の成功の報告を受けた場合、アンライセンスバンドでデータを送信する期間を確保できたので、アンライセンスバンドを使用することを決定し（Ｓ１００９）、アンライセンスバンドを使用可能なフレームのタイミングをＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４に通知する（Ｓ１０１０）。
【００４５】
ＬＴＥ−Ｕスケジューラ１０４は、ライセンスバンド及び確保した期間のアンライセンスバンドを用いたデータ送信をスケジューリングし、スケジューリングされたデータをＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部１０７及びＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５に送る。ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部１０５及びＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部１０７は、下り送信データを無線信号に変換し、送信信号合成部１１６で合成処理をした後、アンテナ１１８から送信する（Ｓ１０１１）。
【００４６】
図５は、アンライセンスバンドにおけるデータの送信タイミングを示す図である。
【００４７】
ＣＴＳ送信部１１１は、アンライセンスタイミング制御部１０９が指示したタイミングでＣＴＳ信号を送信する。一般に、ＣＴＳ信号は送信が許可される無線機のアドレスを含むが、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０が送信するＣＴＳ信号の宛先アドレスには無効なアドレス又はＣＴＳ信号の送信元のＬＴＥ−Ｕ基地局１０のアドレスが格納されている。また、ＣＴＳ信号は送信抑止期間の情報を含む。このため、ＣＴＳ信号を受信した周辺の無線端末１２、無線ＬＡＮ基地局２０及び無線ＬＡＮ端末２１は、ＣＴＳ信号に設定された時間において送信を抑止する。
【００４８】
なお、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０は、ＣＴＳ信号ではなくダミー信号を送信してもよい。例えば、ダミー信号は単なるキャリアでもよい。この場合、ダミー信号は抑止期間の情報を含まないため、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０がアンライセンスバンドでＬＴＥ−Ｕの信号を送信する直前まで、ダミー信号を送信する。
【００４９】
以上に説明したように、第１実施例によると、無線ＬＡＮ帯域における送信抑止のためのオーバーヘッドを増加させることなくシステム間の干渉を防ぐことができる。特に、無線ＬＡＮのアクセスポイント数が多い場合にもオーバーヘッドが増加しない。
【００５０】
また、無線端末に機能を追加することなく、アンライセンスバンドにおけるデータ送信期間を確保することができる。
【００５１】
また、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ｕのデータを無線ＬＡＮの帯域で送信するために、無線ＬＡＮに標準で準備されているＣＴＳ信号を用いるので、他の無線機の送信を抑止するための特別な手順を実装する必要がない。
【００５２】
また、無線ＬＡＮのキャリアセンス機能を用いれば、任意の信号によって他の無線機の送信を抑止することができ、特別な手順を実装する必要がない。
【００５３】
また、下りデータバッファメモリ１０２の使用量が所定の閾値より大きい場合、アンライセンスバンドでデータを送信する必要があると判定して、ＣＴＳ信号を送信するので、簡易かつ正確にアンライセンスバンドにおけるデータ送信の要否を判定できる。
【００５４】
また、アンライセンスバンドにスケジューリングされるデータ量に基づいて、アンライセンスバンドにおけるデータ送信に必要な時間を算出して、ＣＴＳ信号に設定するので、特別な手順を実装することなく、アンライセンスバンドにおけるデータ送信に必要な時間を確保することができる。
【００５５】
＜実施例２＞
【００５６】
次に、第２実施例を説明する。第２実施例では、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０がＣＴＳ信号を転送することによって、いわゆる隠れ端末問題を解消する。第２実施例では、第１実施例と同じ構成は同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５７】
図６は、アンライセンスバンドにおける、さらなる干渉の発生を示す図である。
【００５８】
図６に示す干渉は、いわゆる隠れ端末問題によって発生する。すなわち、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０は、アンライセンスバンドでデータ送信期間を確保するために、ＣＴＳ信号を送信する。ＬＴＥ−Ｕ基地局１０が送信したＣＴＳ信号は、無線端末１２及び無線ＬＡＮ基地局２０に到達する。一方、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０のエリア内に障害物１３がある場合、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０が送信したＣＴＳ信号は、無線ＬＡＮ端末２１には到達しない。このため、無線ＬＡＮ端末２１は、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０がＣＴＳ信号によってアンライセンスバンドで確保したデータ送信期間においても、データを送信する。このため、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０が送信したデータ信号と無線ＬＡＮ端末２１が送信したデータ信号とが無線端末１２に到達して、無線端末１２で干渉が発生する。
【００５９】
このため、第２実施例では、図７に示すように、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０ＢがＣＴＳ信号を中継する。中継されたＣＴＳ信号は、無線ＬＡＮ端末２１に到達する。ＣＴＳ信号によってアンライセンスバンドで確保したデータ送信期間において、無線ＬＡＮ端末２１によるデータ信号の送信を抑制することができる。
【００６０】
第２実施例のＣＴＳ信号は、転送回数が記録されるフィールドを有する。ＣＴＳ信号を最初に送信するＬＴＥ−Ｕ基地局１０Ａは、ＣＴＳ信号の転送回数に所定の回数（例えば、２回）を設定し、ＣＴＳ信号を中継するＬＴＥ−Ｕ基地局１０Ｂは、転送回数を１減らして、ＣＴＳ信号を転送する。そして、受信したＣＴＳ信号に記録されている転送回数が所定値（例えば、０）であれば、これ以上ＣＴＳ信号を転送しない。このように、ＣＴＳ信号に転送回数を記録するフィールドを設け、ＣＴＳ信号を転送する毎に値を転送回数の減らすことによって、ＣＴＳ信号が転送される範囲を制限することができる。
【００６１】
なお、ＣＴＳ信号の転送を転送回数で制御したが、ＣＴＳ信号が最初に送信されてからの経過時間によってＣＴＳ信号の転送を制御してもよい。例えば、最初に送信されて所定時間を経過したＣＴＳ信号は、これ以上転送しないように制御する。
【００６２】
ＣＴＳ送信部１１１は、送信するＣＴＳ信号に転送回数を記録するフィールドを設け、該フィールドに初期値を設定したＣＴＳ信号を作成する。
【００６３】
ＣＴＳ信号を転送する処理は、ＣＴＳリレー判断部１１０が行う。ＲＴＳ／ＣＴＳ検出部１１５は、無線ＬＡＮ帯域で受信した信号からＲＴＳ信号及びＣＴＳ信号を選択し、ＣＴＳリレー判断部１１０に送る。ＣＴＳリレー判断部１１０は、受信したＣＴＳ信号の転送回数記録フィールドを参照して、さらにＣＴＳ信号を転送することができるかを判定する。そして、受信したＣＴＳ信号に記録されている転送回数が転送が許容される範囲内であれば、受信したＣＴＳ信号を転送するための新たなＣＴＳ信号をＣＴＳ送信部１１１に送る。一方、受信したＣＴＳ信号に記録されている転送回数が転送が許容される範囲内でなければ、受信したＣＴＳ信号をさらに転送せずに、破棄する。
【００６４】
なお、前述したように、無線ＬＡＮ基地局が併設されたＬＴＥ−Ｕ基地局１１（図３）では、前述したＣＴＳ送信部１１１の機能及びＲＴＳ／ＣＴＳ検出部１１５の機能を無線ＬＡＮ送受信制御部１２２が行う。
【００６５】
図８は、第２実施例において、ＣＴＳ信号が中継される場合の、アンライセンスバンドにおけるデータの送信タイミングを示す図である。
【００６６】
第２実施例におけるＣＴＳ信号の送信タイミングは、第１実施例におけるＣＴＳ信号の送信タイミングより、ＣＴＳ信号の転送に必要な時間だけ早く送信する。
【００６７】
第１実施例（図５）と同様に、ＣＴＳ送信部１１１は、アンライセンスタイミング制御部１０９が指示したタイミングでＣＴＳ信号を送信する。ＣＴＳ信号の宛先アドレスには無効なアドレス又はＣＴＳ信号の送信元のＬＴＥ−Ｕ基地局１０のアドレスが格納されており、送信されたＣＴＳ信号は周辺の無線端末１２、無線ＬＡＮ基地局２０及び無線ＬＡＮ端末２１が受信する。ＣＴＳ信号は送信抑止期間の情報を含み、ＣＴＳ信号を受信した無線機１１、２０、２１は、ＣＴＳ信号で指示された期間において送信を抑止する。
【００６８】
また、ＣＴＳ信号には転送回数が記録されており、ＣＴＳ信号を受信した無線機は中継回数を１減らして同じ宛先でＣＴＳ信号を送信する。ＣＴＳ信号を転送するＬＴＥ−Ｕ基地局１０は、アンライセンスバンドにおいて他の無線機が送信している信号を検出した場合、ＣＴＳ信号の転送を抑止する。このため、他の無線機がＣＴＳ信号を既に転送している場合、無駄にＣＴＳ信号を転送することがない。複数の無線機がＣＴＳ信号を同時に転送することを防止するために、転送されるＣＴＳ信号の送信タイミングをランダムに調整してもよい。
【００６９】
第２実施例では、ＣＴＳ信号の転送によって、ＬＴＥ−Ｕ基地局１０、１１から送信されたＣＴＳ信号が直接届かない無線機（隠れ端末）によるアンライセンスバンドでの送信を抑止することができる。また、予め設定された回数を超えては中継されないので、無線ＬＡＮ基地局の増加に伴ってオーバーヘッド時間が増加せず、遠方までＣＴＳ信号を中継することがない。
【００７０】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【００７１】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【００７２】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【００７３】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  ＬＴＥ−Ｕ基地局
１１  無線ＬＡＮの基地局が併設されたＬＴＥ−Ｕ基地局
１２  無線端末
２０  無線ＬＡＮ基地局
２１  無線ＬＡＮ端末
１０１  有線インタフェース
１０２  下りデータバッファメモリ
１０３  上りデータバッファメモリ
１０４  ＬＴＥ−Ｕスケジューラ
１０５  ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号変調部
１０６  ＬＴＥ−Ｕアンライセンス信号復調部
１０７  ＬＴＥ−Ｕライセンス信号変調部
１０８  ＬＴＥ−Ｕライセンス信号復調部
１０９  アンライセンスタイミング制御部
１１０  ＣＴＳリレー判断部
１１１  ＣＴＳ送信部
１１２  無線ＬＡＮ信号変調部
１１３  無線ＬＡＮ信号復調部
１１４  アンライセンス受信レベル検出部
１１５  ＣＴＳ検出部
１１６  送信信号合成部
１１７  受信信号分配部
１１８  アンテナ
１２１  無線ＬＡＮバッファメモリ
１２２  無線ＬＡＮ送受信制御部
【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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