(57)【要約】【課題】複数の無線通信装置が同じ無線チャネルを共用する際に、無線チャネルの利用効率の向上を図ると共に通信の衝突の発生による通信への悪影響を抑制すること。【解決手段】受信局は、送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信部と、無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定部と、通信状況判定部の判定結果である無線チャネルにおける通信の衝突の発生を送信局へ通知する通知部と、を備え、送信局は、無線チャネルの信号を送信する際に所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信部と、通知部から無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、送信部に対して、所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御部と、を備える。【選択図】図１
2017183899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信局と受信局とを備える無線通信システムにおいて、
前記受信局は、
前記送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信部と、
前記無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定部と、
前記通信状況判定部の判定結果である前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を前記送信局へ通知する通知部と、を備え、
前記送信局は、
前記無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信部と、
前記通知部から前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、前記送信部に対して、前記所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御部と、を備える、
無線通信システム。
【請求項２】
前記送信局は、前記送信部が前記所定の通信の衝突の対策を実施している場合に、前記無線チャネルにおける通信状況が回復したか否かを判定する通信状況回復判定部をさらに備え、
前記送信制御部は、前記通信状況回復判定部が前記無線チャネルにおける通信状況が回復したと判定した場合に、前記送信部に対して、前記所定の通信の衝突の対策の停止を指示する、
請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記所定の通信の衝突の対策は、前記無線チャネルのリッスン・ビフォー・トーク（Listen Before Talk）、又は、前記無線チャネルの送信期間のデューティ（Duty）比の低下、又は、前記無線チャネルの変調レートの低下もしくは誤り訂正符号の使用である、
請求項１又は２のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記通信状況判定部は、前記送信局による前記無線チャネルの信号の送信の前又は後の前記無線チャネルの受信信号強度と閾値との比較に基づいて、前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を判定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記通信状況判定部は、前記送信局による前記無線チャネルの信号の送信の前又は後において、前記無線チャネルの受信信号強度と前記無線チャネルの周波数帯域に近接する周波数帯域の無線チャネルの受信信号強度との比較に基づいて、前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を判定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
送信局と受信局とを備える無線通信システムの前記受信局において、
前記送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信部と、
前記無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定部と、
前記通信状況判定部の判定結果である前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を前記送信局へ通知する通知部と、
を備える受信局。
【請求項７】
送信局と受信局とを備える無線通信システムの前記送信局において、
無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信部と、
前記受信局から前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、前記送信部に対して、前記所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御部と、
を備える送信局。
【請求項８】
送信局と受信局とを備える無線通信システムの通信方法において、
前記受信局が、前記送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信ステップと、
前記受信局が、前記無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定ステップと、
前記受信局が、前記通信状況判定ステップの判定結果である前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を前記送信局へ通知する通知ステップと、
前記送信局が、前記無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信ステップと、
前記送信局が、前記受信局から前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、前記送信ステップに対して、前記所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御ステップと、
を含む通信方法。
【請求項９】
送信局と受信局とを備える無線通信システムの前記受信局のコンピュータに、
前記送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信機能と、
前記無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定機能と、
前記通信状況判定機能の判定結果である前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を前記送信局へ通知する通知機能と、
を実現させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１０】
送信局と受信局とを備える無線通信システムの前記送信局のコンピュータに、
無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信機能と、
前記受信局から前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、前記送信機能に対して、前記所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御機能と、
を実現させるためのコンピュータプログラム。
【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、受信局、送信局、通信方法、及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の無線通信装置が同じ無線チャネルを共用するための技術の一つとして、リッスン・ビフォー・トーク（Listen Before Talk：LBT）が知られている（例えば、非特許文献１、特許文献１など参照）。ＬＢＴは、例えばアンライセンスバンドでの無線通信を実現するための技術の一つとして利用されている。ＬＢＴでは、無線通信装置は、送信前に無線チャネルの利用状況をセンシングし、他の無線通信装置による当該無線チャネルの利用なしを確認してから当該無線チャネルの信号の送信を開始する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２４７１６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】IEEE Std 802.11-2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線通信装置が信号の送信を行おうとしている無線チャネルを利用する他の無線通信装置が存在しない時にＬＢＴを実施すると、該ＬＢＴの実施期間には誰も当該無線チャネルを利用していないことになり、無線チャネルの利用効率が低下する。一方、無線通信装置が信号の送信を行おうとしている無線チャネルでＬＢＴを実施しないで当該無線チャネルの信号の送信を開始すると、当該無線チャネルを利用する他の無線通信装置との間で通信の衝突が発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、複数の無線通信装置が同じ無線チャネルを共用する際に、無線チャネルの利用効率の向上を図ると共に通信の衝突の発生による通信への悪影響を抑制することができる、無線通信システム、受信局、送信局、通信方法、及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一態様は、送信局と受信局とを備える無線通信システムにおいて、前記受信局は、前記送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信部と、前記無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定部と、前記通信状況判定部の判定結果である前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を前記送信局へ通知する通知部と、を備え、前記送信局は、前記無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信部と、前記通知部から前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、前記送信部に対して、前記所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御部と、を備える、無線通信システムである。
（２）本発明の一態様は、上記（１）の無線通信システムにおいて、前記送信局は、前記送信部が前記所定の通信の衝突の対策を実施している場合に、前記無線チャネルにおける通信状況が回復したか否かを判定する通信状況回復判定部をさらに備え、前記送信制御部は、前記通信状況回復判定部が前記無線チャネルにおける通信状況が回復したと判定した場合に、前記送信部に対して、前記所定の通信の衝突の対策の停止を指示する、無線通信システムである。
（３）本発明の一態様は、上記（１）又は（２）のいずれかの無線通信システムにおいて、前記所定の通信の衝突の対策は、前記無線チャネルのリッスン・ビフォー・トーク（Listen Before Talk）、又は、前記無線チャネルの送信期間のデューティ（Duty）比の低下、又は、前記無線チャネルの変調レートの低下もしくは誤り訂正符号の使用である、無線通信システムである。
（４）本発明の一態様は、上記（１）から（３）のいずれかの無線通信システムにおいて、前記通信状況判定部は、前記送信局による前記無線チャネルの信号の送信の前又は後の前記無線チャネルの受信信号強度と閾値との比較に基づいて、前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を判定する、無線通信システムである。
（５）本発明の一態様は、上記（１）から（３）のいずれかの無線通信システムにおいて、前記通信状況判定部は、前記送信局による前記無線チャネルの信号の送信の前又は後において、前記無線チャネルの受信信号強度と前記無線チャネルの周波数帯域に近接する周波数帯域の無線チャネルの受信信号強度との比較に基づいて、前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を判定する、無線通信システムである。
【０００８】
（６）本発明の一態様は、送信局と受信局とを備える無線通信システムの前記受信局において、前記送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信部と、前記無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定部と、前記通信状況判定部の判定結果である前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を前記送信局へ通知する通知部と、を備える受信局である。
【０００９】
（７）本発明の一態様は、送信局と受信局とを備える無線通信システムの前記送信局において、無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信部と、前記受信局から前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、前記送信部に対して、前記所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御部と、を備える送信局である。
【００１０】
（８）本発明の一態様は、送信局と受信局とを備える無線通信システムの通信方法において、前記受信局が、前記送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信ステップと、前記受信局が、前記無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定ステップと、前記受信局が、前記通信状況判定ステップの判定結果である前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を前記送信局へ通知する通知ステップと、前記送信局が、前記無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信ステップと、前記送信局が、前記受信局から前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、前記送信ステップに対して、前記所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御ステップと、を含む通信方法である。
【００１１】
（９）本発明の一態様は、送信局と受信局とを備える無線通信システムの前記受信局のコンピュータに、前記送信局から送信される無線チャネルの信号を受信する受信機能と、前記無線チャネルの通信状況を判定する通信状況判定機能と、前記通信状況判定機能の判定結果である前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を前記送信局へ通知する通知機能と、を実現させるためのコンピュータプログラムである。
（１０）本発明の一態様は、送信局と受信局とを備える無線通信システムの前記送信局のコンピュータに、無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する送信機能と、前記受信局から前記無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、前記送信機能に対して、前記所定の通信の衝突の対策の実施を指示する送信制御機能と、を実現させるためのコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の無線通信装置が同じ無線チャネルを共用する際に、無線チャネルの利用効率の向上を図ると共に通信の衝突の発生による通信への悪影響を抑制することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る無線通信システム１の構成例を示す図である。
【図２】一実施形態に係る通信方法のフローチャートである。
【図３】一実施形態に係る通信方法のフローチャートである。
【図４】一実施形態に係る通信方法の説明図である。
【図５】一実施形態に係る通信の衝突の発生の有無の判定方法の例１の説明図である。
【図６】一実施形態に係る通信の衝突の発生の有無の判定方法の例１の説明図である。
【図７】一実施形態に係る通信の衝突の発生の有無の判定方法の例２の説明図である。
【図８】一実施形態に係る通信の衝突の対策の例２の説明図である。
【図９】一実施形態に係る通信の衝突の対策の例３の説明図である。
【図１０】一実施形態に係る通信状況の回復の判定方法の例１の説明図である。
【図１１】一実施形態に係る通信状況の回復の判定方法の例３の説明図である。
【図１２】一実施形態に係る無線通信システム１の実施例１を示す構成図である。
【図１３】一実施形態に係る無線通信システム１の実施例２を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係る無線通信システム１の構成例を示す図である。図１において、無線通信システム１は、送信局１０として機能する無線通信装置と、受信局２０として機能する無線通信装置とを備える。送信局１０は、送信部１１と、送信制御部１２と、通信状況回復判定部１３とを備える。受信局２０は、受信部２１と、通信状況判定部２２と、通知部２３とを備える。
【００１５】
受信局２０において、受信部２１は、送信局１０から送信される無線チャネルの信号を受信する。通信状況判定部２２は、送信局１０から信号が送信される無線チャネルの通信状況を判定する。通知部２３は、通信状況判定部２２の判定結果を送信局１０へ通知する。例えば、通信状況判定部２２の判定結果として、送信局１０から信号が送信される無線チャネルにおける通信の衝突の発生が挙げられる。通知部２３は、通信状況判定部２２の判定結果である該通信の衝突の発生を送信局１０へ通知する。
【００１６】
送信局１０において、送信部１１は、無線チャネルの信号を受信局２０へ送信する。送信部１１は、無線チャネルの信号を送信する際に、所定の通信の衝突の対策を実施するか又は実施しないかを選択する。
【００１７】
送信制御部１２は、受信局２０の通知部２３から無線チャネルにおける通信の衝突の発生を通知された場合に、送信部１１に対して、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策の実施を指示する。送信部１１は、送信制御部１２から無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策の実施を指示された場合に、該無線チャネルの信号を送信する際に所定の通信の衝突の対策を実施することを示す衝突対策実施フラグのオン（ＯＮ）の設定を行う。衝突対策実施フラグは、無線チャネル毎に設けられる。送信部１１は、無線チャネルの衝突対策実施フラグのオンが設定されている場合には、該無線チャネルの信号を送信する際に所定の通信の衝突の対策を実施する。
【００１８】
一方、送信部１１は、送信制御部１２から無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策の実施を指示されていない場合には、該無線チャネルの衝突対策実施フラグのオフ（ＯＦＦ）の設定を行う。送信部１１は、無線チャネルの衝突対策実施フラグのオフが設定されている場合には、該無線チャネルの信号を送信する際に所定の通信の衝突の対策を実施しない。
【００１９】
通信状況回復判定部１３は、送信部１１が無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施している場合に、該無線チャネルにおける通信状況が回復したか否かを判定する。送信制御部１２は、通信状況回復判定部１３が無線チャネルにおける通信状況が回復したと判定した場合に、送信部１１に対して、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策の停止を指示する。送信部１１は、送信制御部１２から無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策の停止を指示された場合に、該無線チャネルの衝突対策実施フラグのオフの設定を行う。これにより、送信部１１は、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を停止する。
【００２０】
次に図２を参照して本実施形態に係る送信局１０の動作を説明する。図２は、本実施形態に係る通信方法のフローチャートである。送信局１０において、衝突対策実施フラグの初期値はオフである。
【００２１】
（ステップＳ１１）送信局１０において、送信部１１は、衝突対策実施フラグがオフであるので、無線チャネルの信号を送信する際に、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施しない。したがって、送信部１１は、無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施しないで、該無線チャネルの信号を受信局２０へ送信する。
【００２２】
（ステップＳ１２）送信制御部１２は、受信局２０からＡｃｋ信号又はＮａｃｋ信号のいずれを受信したかを判定する。該判定の結果、受信局２０からＡｃｋ信号を受信した場合には、ステップＳ１１に戻る。この場合、送信部１１は、無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施しないで該無線チャネルの信号を受信局２０へ送信することを継続する。一方、該判定の結果、受信局２０からＮａｃｋ信号を受信した場合には、ステップＳ１３に進む。
【００２３】
（ステップＳ１３）送信制御部１２は、受信局２０から受信したＮａｃｋ信号に基づいて、無線チャネルにおける通信の衝突の発生の有無を判定する。送信制御部１２は、Ｎａｃｋ信号が衝突発生情報を含む場合に無線チャネルにおける通信の衝突の発生ありと判定し、Ｎａｃｋ信号が衝突発生情報を含まない場合に無線チャネルにおける通信の衝突の発生なしと判定する。衝突発生情報は、通信の衝突が発生した無線チャネルを示す情報を有する。送信制御部１２は、Ｎａｃｋ信号が含む衝突発生情報によって、どの無線チャネルで通信の衝突が発生したのかを認識する。
【００２４】
ステップＳ１３の判定の結果、無線チャネルにおける通信の衝突の発生ありの場合には、送信制御部１２は、送信部１１に対して、通信の衝突の発生ありの無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策の実施を指示する。送信部１１は、送信制御部１２から所定の通信の衝突の対策の実施を指示された無線チャネルの衝突対策実施フラグをオンに設定する。この後、ステップＳ１４に進む。
【００２５】
一方、ステップＳ１３の判定の結果、無線チャネルにおける通信の衝突の発生なしの場合にはステップＳ１１に戻る。この場合、送信部１１は、無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施しないで該無線チャネルの信号を受信局２０へ送信することを継続する。
【００２６】
（ステップＳ１４）送信部１１は、衝突対策実施フラグがオンである無線チャネルの信号を送信する際に、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施する。
【００２７】
（ステップＳ１５）送信部１１は、衝突対策実施フラグがオンである無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施して、該無線チャネルの信号を受信局２０へ送信する。
【００２８】
（ステップＳ１６）通信状況回復判定部１３は、送信部１１が所定の通信の衝突の対策を実施している無線チャネルにおける通信状況が回復したか否かを判定する。
【００２９】
ステップＳ１６の判定の結果、送信部１１が所定の通信の衝突の対策を実施している無線チャネルにおける通信状況が回復した場合には、送信制御部１２は、送信部１１に対して、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策の停止を指示する。送信部１１は、送信制御部１２から所定の通信の衝突の対策の停止を指示された無線チャネルの衝突対策実施フラグをオフに設定する。この後、ステップＳ１１に戻る。これにより、送信部１１は、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を停止し、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施しないで該無線チャネルの信号を受信局２０へ送信する。
【００３０】
一方、ステップＳ１６の判定の結果、送信部１１が所定の通信の衝突の対策を実施している無線チャネルにおける通信状況が回復していない場合には、ステップＳ１４に戻る。この場合、送信部１１は、衝突対策実施フラグがオンである無線チャネルの信号を送信する際に、該無線チャネルにおける所定の通信の衝突の対策を実施することを継続する。
【００３１】
次に図３を参照して本実施形態に係る受信局２０の動作を説明する。図３は、本実施形態に係る通信方法のフローチャートである。
【００３２】
（ステップＳ２１）受信局２０において、受信部２１は、送信局１０から送信される無線チャネルの信号を受信する。
【００３３】
（ステップＳ２２）受信部２１は、送信局１０から無線チャネルの信号を正常に受信したか否かを判定する。この判定の結果、正常に受信した場合にはステップＳ２３に進み、そうではない場合にはステップＳ２４に進む。
【００３４】
（ステップＳ２３）通信状況判定部２２は、通知部２３によってＡｃｋ信号を送信局１０へ応答する。この後、ステップＳ２１に戻る。
【００３５】
（ステップＳ２４）通信状況判定部２２は、送信局１０から信号が送信される無線チャネルの通信状況を判定する。該判定の結果、無線チャネルにおける通信の衝突の発生ありの場合にはステップＳ２５に進む。一方、該判定の結果、無線チャネルにおける通信の衝突の発生なしの場合にはステップＳ２６に進む。
【００３６】
（ステップＳ２５）通信状況判定部２２は、通知部２３によって、衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を送信局１０へ応答する。これにより、送信局１０に対して、どの無線チャネルで通信の衝突が発生したのかが通知される。この後、ステップＳ２１に戻る。
【００３７】
（ステップＳ２６）通信状況判定部２２は、通知部２３によって、衝突発生情報を含まないＮａｃｋ信号を送信局１０へ応答する。これにより、送信局１０に対して、どの無線チャネルの信号が正常に受信されなかったのかは通知されるが、通信の衝突の発生は通知されない。この後、ステップＳ２１に戻る。
【００３８】
図４は、本実施形態に係る通信方法の説明図である。図４の例では、所定の通信の衝突の対策は、送信局１０が信号を送信する無線チャネルにおけるＬＢＴ（Listen Before Talk、リッスン・ビフォー・トーク）である。図４において、第１段階では、送信局１０−１は、信号を送信する無線チャネルにおけるＬＢＴを実施しないで、該無線チャネルの信号を受信局２０−１へ送信する。この第１段階では、該無線チャネルを利用する他の送信局１０が存在しない。このため、送信局１０−１は、該無線チャネルにおけるＬＢＴを実施しないで、連続的に、該無線チャネルの信号を受信局２０−１へ送信する。これにより、第１段階では、ＬＢＴを実施しないことによって、該無線チャネルの利用効率が向上する。
【００３９】
図４において、その後の第２段階では、送信局１０−１の他に送信局１０−２も同じ無線チャネルを利用する。このため、ＬＢＴを実施しないことによって、該無線チャネルにおける通信の衝突が発生する。送信局１０−１及び送信局１０−２は、該無線チャネルにおける通信の衝突の発生を検知した場合に、該無線チャネルにおけるＬＢＴを実施する。これにより、該無線チャネルにおける通信の衝突の発生を抑制することができる。その後、送信局１０−１又は送信局１０−２は、該無線チャネルにおけるＬＢＴを実施しても、該無線チャネルを利用する他の送信局１０の存在を検知しなくなった場合には、再び、第１段階のように、該無線チャネルにおけるＬＢＴを実施しないで、連続的に、該無線チャネルの信号の送信を行う。
【００４０】
次に本実施形態に係る通信の衝突の発生の有無の判定方法の例を説明する。
【００４１】
（通信の衝突の発生の有無の判定方法の例１）
図５及び図６は、本実施形態に係る通信の衝突の発生の有無の判定方法の例１の説明図である。通信の衝突の発生の有無の判定方法の例１では、送信局１０と受信局２０とは、３つの無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３を同時に利用して通信を行う。３つの無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３の周波数帯は近接している。このため、３つの無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３における定常的なノイズレベルはほぼ等しい。また、所定の通信の衝突の対策は、送信局１０が信号を送信する無線チャネルにおけるＬＢＴである。
【００４２】
図５において、送信局１０は、時刻ｔ１に、無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３の信号の送信を開始する。この時、送信局１０は、無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３におけるＬＢＴを実施しない。このため、他の送信局１０が信号の送信を行っていた無線チャネルＣｈ２で通信の衝突が発生する。よって、受信局２０は、無線チャネルＣｈ２の信号を正常に受信できない。一方、受信局２０は、通信の衝突が発生していない無線チャネルＣｈ１及びＣｈ３の信号を正常に受信する。
【００４３】
図６に、受信局２０における無線チャネルＣｈ２の受信信号強度（Received Signal Strength Indicator：RSSI）の例が示されている。図６において、無線チャネルＣｈ２のＲＳＳＩは、送信局１０による無線チャネルＣｈ２の信号の送信時刻ｔ１の前後において、定常的なノイズレベルよりも大きくなっている。これは、他の送信局１０との通信の衝突の発生に起因する電波干渉の影響によって、無線チャネルＣｈ２の見かけ上の信号電力が増加したためである。
【００４４】
受信局２０の通信状況判定部２２は、信号を正常に受信できない無線チャネルＣｈ２について、通信の衝突の発生の有無を判定する。通信状況判定部２２は、送信局１０による無線チャネルＣｈ２の信号の送信時刻ｔ１の前又は後の無線チャネルＣｈ２のＲＳＳＩと、定常的なノイズレベルを表す閾値との比較によって、無線チャネルＣｈ２における通信の衝突の発生の有無を判定する。なお、通信状況判定部２２は、送信局１０による無線チャネルＣｈ２の信号の送信時刻ｔ１を、信号を正常に受信した無線チャネルＣｈ１又はＣｈ３のＲＳＳＩと定常的なノイズレベルとの比較によって判定する。
【００４５】
通信状況判定部２２は、無線チャネルＣｈ２における通信の衝突の発生ありを判定した場合に、通知部２３によって、無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を送信局１０へ応答する。これにより、送信局１０に対して、無線チャネルＣｈ２で通信の衝突が発生したことが通知される。送信局１０は、無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を受信すると、無線チャネルＣｈ２におけるＬＢＴを実施する。
【００４６】
（通信の衝突の発生の有無の判定方法の例２）
図７は、本実施形態に係る通信の衝突の発生の有無の判定方法の例２の説明図である。上記の図５は、通信の衝突の発生の有無の判定方法の例２にも適用する。通信の衝突の発生の有無の判定方法の例２では、送信局１０と受信局２０とは、３つの無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３を同時に利用して通信を行う。３つの無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３の周波数帯は近接している。このため、３つの無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３における定常的なノイズレベルはほぼ等しい。また、所定の通信の衝突の対策は、送信局１０が信号を送信する無線チャネルにおけるＬＢＴである。
【００４７】
図５において、送信局１０は、時刻ｔ１に、無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３の信号の送信を開始する。この時、送信局１０は、無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３におけるＬＢＴを実施しない。このため、他の送信局１０が信号の送信を行っていた無線チャネルＣｈ２で通信の衝突が発生する。よって、受信局２０は、無線チャネルＣｈ２の信号を正常に受信できない。一方、受信局２０は、通信の衝突が発生していない無線チャネルＣｈ１及びＣｈ３の信号を正常に受信する。
【００４８】
図７に、受信局２０における無線チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３のＲＳＳＩの例が示されている。図７において、無線チャネルＣｈ２のＲＳＳＩは、送信局１０による無線チャネルＣｈ２の信号の送信時刻ｔ１の前後において、無線チャネルＣｈ１及びＣｈ３のＲＳＳＩよりも大きくなっている。これは、他の送信局１０との通信の衝突の発生に起因する電波干渉の影響によって、無線チャネルＣｈ２の見かけ上の信号電力が増加したためである。
【００４９】
受信局２０の通信状況判定部２２は、信号を正常に受信できない無線チャネルＣｈ２について、通信の衝突の発生の有無を判定する。通信状況判定部２２は、送信局１０による無線チャネルＣｈ２の信号の送信時刻ｔ１の前又は後において、無線チャネルＣｈ２のＲＳＳＩと、信号を正常に受信した無線チャネルＣｈ１又はＣｈ３のＲＳＳＩとの比較によって、無線チャネルＣｈ２における通信の衝突の発生の有無を判定する。なお、通信状況判定部２２は、送信局１０による無線チャネルＣｈ２の信号の送信時刻ｔ１を、信号を正常に受信した無線チャネルＣｈ１又はＣｈ３のＲＳＳＩと定常的なノイズレベルとの比較によって判定する。
【００５０】
通信状況判定部２２は、無線チャネルＣｈ２における通信の衝突の発生ありを判定した場合に、通知部２３によって、無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を送信局１０へ応答する。これにより、送信局１０に対して、無線チャネルＣｈ２で通信の衝突が発生したことが通知される。送信局１０は、無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を受信すると、無線チャネルＣｈ２におけるＬＢＴを実施する。
【００５１】
なお、送信局１０と受信局２０とが複数の無線チャネルを同時に利用して通信を行う場合、受信局２０は、通信の衝突が発生していない無線チャネルのＡｃｋ信号で通信の衝突の発生を送信局１０へ通知してもよい。
【００５２】
また、送信局１０は、受信局２０へ送信するデータに次回の送信タイミングを示す情報を含めることによって、受信局２０に次回の送信タイミングを通知してもよい。
【００５３】
なお、送信局１０と受信局２０とが一つの無線チャネルのみを利用して通信を行う場合には、送信局１０は、通信に利用されない他の無線チャネルを利用して、受信局２０へ送信タイミングを通知してもよい。
【００５４】
次に本実施形態に係る通信の衝突の対策の例を説明する。
【００５５】
（通信の衝突の対策の例１）
通信の衝突の対策の例１は、無線チャネルのＬＢＴ（Listen Before Talk、リッスン・ビフォー・トーク）である。無線チャネルにおけるＬＢＴを実施することによって、該無線チャネルにおける通信の衝突の発生を抑制することができる。
【００５６】
（通信の衝突の対策の例２）
図８は、本実施形態に係る通信の衝突の対策の例２の説明図である。通信の衝突の対策の例２は、無線チャネルの送信期間のデューティ（Duty）比の低下である。図８において、送信局１０は、受信局２０から無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を受信すると、無線チャネルＣｈ２の送信期間のデューティ比を下げる。図８の例では、無線チャネルＣｈ２を利用する送信局１０−１と送信局１０−２とは、無線チャネルＣｈ２における通信の衝突の発生ありを検知した場合に、無線チャネルＣｈ２の送信期間のデューティ比を５０％に下げている。図８中の無線チャネルＣｈ２のデータのうち、「１」は送信局１０−１のデータを示し、「２」は送信局１０−２のデータを示している。これにより、通信の衝突の発生の確率を低減できるので、通信の衝突の発生による通信への悪影響を抑制することができる。
【００５７】
（通信の衝突の対策の例３）
図９は、本実施形態に係る通信の衝突の対策の例３の説明図である。通信の衝突の対策の例３は、無線チャネルの変調レートの低下、又は、誤り訂正符号の使用である。図９において、送信局１０は、受信局２０から無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を受信すると、無線チャネルＣｈ２の変調レートの低下、又は、誤り訂正符号の使用のうち、いずれか若しくは両方を実施する。図９の例では、無線チャネルＣｈ２を利用する送信局１０−１と送信局１０−２とは、無線チャネルＣｈ２における通信の衝突の発生ありを検知した場合に、無線チャネルＣｈ２の変調レートの低下や誤り訂正符号の使用により通信を試みる。これにより、通信の衝突が発生している状態であっても通信の継続の可能性が生じるので、通信の衝突の発生による通信への悪影響を抑制することができる。
【００５８】
次に本実施形態に係る通信状況の回復の判定方法の例を説明する。
【００５９】
（通信状況の回復の判定方法の例１）
図１０は、本実施形態に係る通信状況の回復の判定方法の例１の説明図である。通信状況の回復の判定方法の例１では、所定の通信の衝突の対策は、送信局１０が信号を送信する無線チャネルにおけるＬＢＴである。図１０において、送信局１０は、受信局２０から無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を受信したために、無線チャネルＣｈ２におけるＬＢＴを実施している。送信局１０の通信状況回復判定部１３は、無線チャネルＣｈ２におけるＬＢＴの結果、無線チャネルＣｈ２を利用する他の送信局１０を発見しない場合に、無線チャネルＣｈ２の通信状況が回復したと判定する。例えば、通信状況回復判定部１３は、無線チャネルＣｈ２におけるＬＢＴの結果、センシング期間における成功確率が一定値を上回る一定時間内にセンシングが完了した場合に、無線チャネルＣｈ２の通信状況が回復したと判定してもよい。
【００６０】
（通信状況の回復の判定方法の例２）
通信状況の回復の判定方法の例２では、所定の通信の衝突の対策は、無線チャネルの送信期間のデューティ比の低下である。上記の図８のように、送信局１０は、受信局２０から無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を受信したために、無線チャネルＣｈ２の送信期間のデューティ比を下げている。送信局１０の通信状況回復判定部１３は、無線チャネルＣｈ２における通信の衝突の発生が一定時間において検知されなかった場合に、無線チャネルＣｈ２の通信状況が回復したと判定する。
【００６１】
（通信状況の回復の判定方法の例３）
図１１は、本実施形態に係る通信状況の回復の判定方法の例３の説明図である。通信状況の回復の判定方法の例３では、所定の通信の衝突の対策は、無線チャネルの低ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）の使用である。図１１において、送信局１０は、受信局２０から無線チャネルＣｈ２において衝突発生情報を含むＮａｃｋ信号を受信したために、無線チャネルＣｈ２におけるＭＣＳを低ＭＣＳにしている。低ＭＣＳによって、無線チャネルＣｈ２の変調レートの低下、及び誤り訂正符号の使用が実施されている。送信局１０の通信状況回復判定部１３は、無線チャネルＣｈ２の状態を監視し、該監視の結果から無線チャネルＣｈ２の通信状況の回復を判定する。例えば、送信局１０が無線チャネルＣｈ２の信号を送信していない期間において、無線チャネルＣｈ２のＲＳＳＩが一定値以下である状態が一定時間以上継続した場合に、無線チャネルＣｈ２の通信状況が回復したと判定してもよい。
【００６２】
次に本実施形態に係る無線通信システム１の実施例を説明する。
【００６３】
（無線通信システム１の実施例１）
図１２は、本実施形態に係る無線通信システム１の実施例１を示す構成図である。図１２において、飛行機３０は無線通信装置３１を備える。無線通信装置３１は、例えば、無線ＬＡＮのアクセスポイント等の基地局である。無線通信装置３１は、本実施形態に係る送信局１０の機能を有する。無線通信装置３３は、地上に在る無線通信装置である。無線通信装置３３は、例えば、無線ＬＡＮの端末等の端末である。無線通信装置３３は、本実施形態に係る受信局２０の機能を有する。
【００６４】
飛行機３０は、飛行経路３２に沿って飛行する。該飛行経路３２において、無線通信装置３３の通信に対して電波干渉の影響を与える干渉局４０は一般の無線環境に比して少ない。このような状況下において、無線通信装置３１（送信局１０）がＬＢＴを実施することは、無線チャネルの利用効率の観点から好ましくない。一方、飛行経路３２の何処かでは、干渉局４０が存在し得るので、無線通信装置３１（送信局１０）と無線通信装置３３（受信局２０）との通信に対して、干渉局４０の通信との衝突が発生する可能性がある。
【００６５】
本実施形態によれば、図１２に示す無線通信システム１の実施例１において、干渉局４０の通信との衝突の発生が検知された場合にのみ、無線通信装置３１（送信局１０）がＬＢＴを実施することによって、無線チャネルの利用効率の向上を図ると共に通信の衝突の発生による通信への悪影響を抑制できるという効果が得られる。
【００６６】
図１２に示す無線通信システム１の実施例１は、例えば、被災地における臨時の無線通信システムとして適用できる。被災地では、可能な限り通信容量を増大させて、人命救助や被災者の安否確認のための通信を確保することが好ましい。本実施形態は、そのような状況に対して活用できる。
【００６７】
（無線通信システム１の実施例２）
図１３は、本実施形態に係る無線通信システム１の実施例２を示す構成図である。図１３において、無線通信装置５１は、例えば、無線ＬＡＮのアクセスポイント等の基地局である。無線通信装置５１は、本実施形態に係る送信局１０の機能を有する。無線通信装置５２−１、５２−２及び５２−３は、例えば、無線ＬＡＮの端末等の端末である。無線通信装置５２−１、５２−２及び５２−３は、本実施形態に係る受信局２０の機能を有する。
【００６８】
無線通信装置５１は、空間分割多元接続（Spatial Division Multiple Access：SDMA）方式によって、無線通信装置５２−１、５２−２及び５２−３と同時に同じ周波数の無線チャネルを利用して通信を行う。無線通信装置５１は、同時に同じ周波数の無線チャネルを利用して、ビームＢＭ−１によって無線通信装置５２−１と通信を行い、またビームＢＭ−２によって無線通信装置５２−２と通信を行い、またビームＢＭ−３によって無線通信装置５２−３と通信を行う。このような状況下において、無線通信装置５１（送信局１０）がＬＢＴを実施することは、無線チャネルの利用効率の観点から好ましくない。一方、無線通信装置５２−１、５２−２又は５２−３のいずれかが移動することによってビーム同士が重なると、電波干渉によって通信の衝突が発生する可能性がある。
【００６９】
本実施形態によれば、図１３に示す無線通信システム１の実施例２において、通信の衝突の発生が検知された場合にのみ、無線通信装置５１（送信局１０）がＬＢＴを実施することによって、無線チャネルの利用効率の向上を図ると共に通信の衝突の発生による通信への悪影響を抑制できるという効果が得られる。
【００７０】
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、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００７１】
上述の実施形態は、例えばアンライセンスバンドを利用する無線通信システムに適用できる。
【００７２】
また、上述した送信局１０又は受信局２０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。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
１…無線通信システム、１０…送信局、１１…送信部、１２…送信制御部、１３…通信状況回復判定部、２０…受信局、２１…受信部、２２…通信状況判定部、２３…通知部、３０…飛行機、３１，３３，５１，５２−１〜３…無線通信装置
【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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