JP6390789B2 - 基地局、端末、無線通信システム、基地局の制御方法および端末の制御方法 - Google Patents

基地局、端末、無線通信システム、基地局の制御方法および端末の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、基地局、端末、無線通信システム、基地局の制御方法および端末の制御方法に関する。
近年、携帯電話システム等の無線通信システムにおいて、無線通信の更なる高速化や大容量化等を図るため、次世代の無線通信技術について議論が行われている。例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる通信規格において、免許を要する周波数帯の搬送波（ＬＣ：Licensed band Carrier）と、免許が不要な周波数帯の搬送波（ＵＣ：Unlicensed band Carrier）とを用いて通信を行う技術が検討されている。該技術は、ＬＡＡ（Licensed Assisted Access）と呼ばれる。
免許を要する周波数帯を用いた通信では、基地局が、端末から送信された信号の受信品質を測定し、測定した受信品質に基づいて、端末が基地局へ送信するデータの変調方式等を制御するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）制御が行われる。ＭＣＳ制御では、基地局は、端末から受信した信号の受信品質に対応する指標を算出する。そして、基地局は、算出した指標に基づいて、基地局における受信品質が所定の範囲となる変調方式等を決定し、決定した変調方式等を端末に指示する。端末は、基地局から指示された変調方式等を用いてデータを送信する。
しかし、基地局における受信品質に基づいて選択された変調方式等を用いて端末がデータを送信した場合であっても、チャネル変動等の要因により適切なＭＣＳの選択が行えず、基地局が受信したデータのエラーレートが高くなる場合がある。これを回避するために、基地局は、端末から受信したデータのエラーレートに基づいて、ＭＣＳ選択に用いるしきい値を補正するアウターループＭＣＳ制御を行う場合がある。これにより、基地局におけるエラーレートが高い場合には、エラー耐性の強い変調方式等が選択されやすくなり、基地局におけるエラーレートを下げることができる。また、基地局からの下り送信においても、同様のＭＣＳ制御、アウターループＭＣＳ制御が行われる。
特表２０１３−５０４９５１号公報
ところで、ＬＡＡでは、免許が不要な周波数帯であるＵＣを用いた通信も行われる。ＵＣを用いた通信では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access／Collision Avoidance）方式が用いられる場合が多い。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いた通信では、例えば、基地局が、ＵＣにおいてＬＢＴ（Listen Before Talk）を実行し、ＵＣのアイドルを検出した場合に、端末にアップリンクの送信を指示することが考えられる。しかし、端末の送信タイミングによっては、送信されたデータが、該データと同時に送信帯域において他の通信装置から送信された信号と衝突する場合がある。衝突したデータは、基地局において、受信エラーと判定される場合が多い。そして、基地局は、受信したデータで衝突が発生しているか否かはわからないため、衝突の有無にかかわらず、受信データのエラーに基づいてエラーレートを算出する。
そのため、データの衝突が発生していない状況では、低いエラーレートである場合であっても、衝突が発生したデータの受信エラーが考慮されることにより、全体としてエラーレートが高く算出されることになる。これにより、アウターループＭＣＳ制御において、エラー耐性がより強い変調方式等が採用されやすくなる。変調方式等では、エラー耐性が強い方式程、送信されるデータのスループットが低くなる。そのため、送信されるデータのスループットが低くなる。
１つの側面では、本発明は、所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが該帯域を使って行う通信において、送信されるデータのスループットを向上させることができる基地局、端末、無線通信システム、基地局の制御方法および端末の制御方法を提供する。
本願に開示する基地局は、一つの態様において、所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが該帯域を使って無線通信を行う無線通信システムに用いられる基地局であって、受信部と、判定部と、算出部と、補正部とを有する。受信部は、端末から送信されたデータを受信する。判定部は、受信部が受信したデータが、上記帯域において他の通信装置から送信された信号と同時に前記端末から送信されたデータである衝突データであるか、衝突データではない非衝突データであるかを判定する。算出部は、受信部が受信したデータの中で、判定部によって非衝突データと判定されたデータに基づいて、エラーレートを算出する。補正部は、エラーレートに基づいて、前記端末がデータを送信する際の変調方式および符号化率の選択に用いられる指標を補正する。
本発明の一側面によれば、所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが該帯域を使って行う通信において、送信されるデータのスループットを向上させることができる。
図１は、無線通信システムの一例を示す図である。 図２は、無線通信システムの動作の一例を示す図である。 図３は、実施例１における基地局の一例を示すブロック図である。 図４は、ＳＩＲ閾値の決定方法の一例を説明する図である。 図５は、ＳＩＲ閾値の決定方法の他の例を説明する図である。 図６は、実施例１における端末の一例を示すブロック図である。 図７は、ＳＩＲ閾値の算出処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、ＵＬにおけるＭＣＳアウターループ制御の一例を示すフローチャートである。 図９は、キャリアセンス閾値またはＣＷサイズの変更処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は、実施例２における基地局の一例を示すブロック図である。 図１１は、実施例２における端末の一例を示すブロック図である。 図１２は、無線通信システムの一例を示す図である。 図１３は、実施例３における基地局の一例を示すブロック図である。 図１４は、実施例３における端末の一例を示すブロック図である。 図１５は、実施例３における端末の動作の一例を示すフローチャートである。 図１６は、ＤＬにおけるＭＣＳアウターループ制御の一例を示すフローチャートである。 図１７は、基地局または端末の機能を実現する無線通信装置の一例を示す図である。
以下に、本願に開示する基地局、端末、無線通信システム、基地局の制御方法および端末の制御方法の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。また、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
［無線通信システム１０］
図１は、無線通信システム１０の一例を示す図である。無線通信システム１０は、基地局２０ａ〜２０ｂおよび端末３０ａ〜３０ｂを含む。なお、以下では、基地局２０ａ〜２０ｂのそれぞれを区別することなく総称する場合に基地局２０と記載し、端末３０ａ〜３０ｂのそれぞれを区別することなく総称する場合に端末３０と記載する。
基地局２０および端末３０は、例えばＬＴＥに基づく無線通信を行う。基地局２０は、例えばＬＴＥにおけるｅＮＢ（evolved Node B）である。端末３０は、例えばＬＴＥにおけるＵＥ（User Equipment）である。端末３０ａは、基地局２０ａが管理するセルに属しており、該セル内において基地局２０ａと無線通信を行う。また、端末３０ｂは、基地局２０ｂが管理するセルに属しており、該セル内において基地局２０ｂと無線通信を行う。なお、以下の説明では、基地局２０と端末３０とをＬＴＥシステムと記載する場合がある。
基地局２０は、基地局２０が属するＬＴＥシステム専用の第１の帯域と、基地局２０が属するＬＴＥシステムと他の通信システムとで共用される第２の帯域とを用いて、セル内の端末３０と無線通信を行う。第１の帯域は、例えば２ＧＨｚ帯のＬＣ（Licensed band Carrier）である。第２の帯域は、例えば５ＧＨｚ帯のＵＣ（Unlicensed band Carrier）である。以下では、第１の帯域をライセンスドバンド、第２の帯域をアンライセンスドバンドと呼ぶ。
基地局２０が属するＬＴＥシステムにおいて、第１の帯域は、例えばＰＣＣ（Primary Component Carrier）に割り当てられ、第２の帯域は、例えばＳＣＣ（Secondary Component Carrier）に割り当てられる。また、図１において、符号３１ａは、端末３０ａから送信された電波が、任意の通信装置のキャリアセンスによってビジーであると判定される強度で届く範囲を示す。また、符号３１ｂは、端末３０ｂから送信された電波が、任意の通信装置のキャリアセンスによってビジーであると判定される強度で届く範囲を示す。
ここで、アンライセンスドバンドでは、通信の開始前に、通信を行う送信側または受信側の通信装置は、通信の開始前に帯域の空きを判定するＬＢＴを実行し、帯域の空きが所定時間継続したか否かを判定する。そして、帯域の空きが所定時間継続した場合、通信装置は、ランダムなバックオフの期間、帯域の空きが継続したことを検出した後に通信を開始する。しかし、帯域を共用する通信装置が多くなると、バックオフの期間がランダムであっても通信装置間でバックオフの期間が同一となる確率が高まる。これにより、同時に送信が行われる確率が高まり、各通信装置から送信されたデータが衝突する確率が高まる。ここで、衝突とは、例えば、同一の周波数の帯域において、複数の通信装置から同時に送信された結果、大きな干渉を含むデータが受信側の通信装置において受信されることをいう。
［無線通信システム１０の動作］
図２は、無線通信システム１０の動作の一例を示す図である。図２では、１組の基地局２０および端末３０の動作について示されている。図２において、上段は、ＬＣを用いて送信される信号を示しており、下段は、ＵＣを用いて送信される信号を示している。また、図２において、横軸は時間の流れを示しており、ｔ１〜ｔ６は、それぞれサブフレーム単位の期間（例えば１ミリ秒）を示している。アンライセンスドバンドは、例えば図２に示すように複数のサブバンドに分けられている。本実施例において、アンライセンスドバンドは、例えば２０ＭＨｚであり、例えば５ＭＨｚ毎に４つのサブバンドに分けられている。
基地局２０は、例えば図２に示すように、端末３０に対するデータの送信要求が発生した場合に、ＵＬ（Up Link）におけるデータ送信を要求するＵＬグラント４０を作成する。そして、基地局２０は、作成したＵＬグラント４０を、ライセンスドバンドにおいて端末３０へ送信する。ＵＬグラント４０には、ＵＬにおけるデータ送信に使用されるリソース（例えば、アンライセンスドバンドのサブバンド）の情報が含まれる。なお、ＵＬグラント４０はアンライセンスドバンドで送信されてもよい。
そして、基地局２０は、ＵＬグラント４０を送信してから所定時間後（例えば３サブフレーム後）に、アンライセンスドバンドにおいてＬＢＴを実行する。そして、アンライセンスドバンドのアイドルを検出し、ランダムなバックオフの期間４１、アイドル状態の継続が確認された場合、基地局２０は、アンライセンスドバンド内の全てのサブバンドを用いて予約信号４２を送信する。本実施例において、予約信号４２は、例えばＣＴＳ（Clear To Send）信号である。
端末３０は、ＵＬグラント４０をライセンスドバンドで受信した場合に、アンライセンスドバンドにおいて予約信号４２を待ち受ける。予約信号４２を検出した場合、端末３０は、予約信号４２の送信が終了してからＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）の期間４３が経過した後に、ＵＬグラント４０で指定されたサブバンドにおいて、基地局２０へ信号４４を送信する。
ところで、図１に例示した無線通信システム１０では、端末３０ｂが基地局２０ｂへデータを送信している場合でも、端末３０ｂから送信された電波は、基地局２０ａおよび端末３０ａには届かない。そのため、基地局２０ａは、端末３０ｂが基地局２０ｂへデータを送信している場合でも、ＬＢＴによりアンライセンスドバンドがアイドルであると判定する場合がある。基地局２０ａは、端末３０ａにＵＬグラントを送信してから所定時間後にアンライセンスドバンドのアイドルを検出すると、アンライセンスドバンドに予約信号を送信する。ＵＬグラントを受信した端末３０ａは、アンライセンスドバンドにおいて予約信号を検出した場合、予約信号の終了後にアンライセンスドバンドにおいてＵＬにおけるデータ送信を開始する。
アンライセンスドバンドにおいて端末３０ａから送信された電波は、図１に示すように、基地局２０ｂにおいて所定の強度で受信される。そのため、基地局２０ｂが端末３０ｂからのデータを受信中の場合には、端末３０ｂから送信されたデータと、端末３０ａから送信されたデータとが衝突する場合がある。これにより、基地局２０ｂでは、端末３０ａから送信されたデータとの衝突により、端末３０ｂから送信されたデータを受信した場合のエラーレートが上昇する。
ここで、本実施例における基地局２０は、端末３０から送信された信号の受信品質に基づいて、ＵＬにおける端末３０の変調方式等を選択するＭＣＳ制御を行う。ＭＣＳ制御では、基地局２０は、端末３０から送信された信号の受信品質に基づいて、ＵＬにおける端末３０の変調方式等を選択するための指標が算出され、算出された指標に対応付けられた変調方式等を、予め保持している対応表を参照して特定する。特定された変調方式等は、例えばライセンスドバンドを介して端末３０に通知され、端末３０は、通知された変調方式等を用いてＵＬにおけるデータ送信を行う。
また、本実施例における基地局２０は、端末３０から受信したデータのエラーレートに基づいて、ＭＣＳアウターループ制御を行う。ＭＣＳアウターループ制御では、端末３０から受信したデータのエラーレートに基づいて、エラーレートが目標値に近づくように、前述の指標が補正される。
ここで、端末３０から基地局２０へ送信されたデータが、他の通信装置から送信されたデータと衝突すると、基地局２０において受信されたデータのエラーレートが上昇する。受信データのエラーレートの平均値に基づいて、ＭＣＳアウターループ制御が行われるとすれば、データの衝突が発生していない状態でも、低い伝送レートの変調方式等が選択されてしまう。これにより、ＵＬにおける伝送レートが低下してしまう。
これを回避するために、本実施例の基地局２０は、端末３０から受信したデータの内、衝突したデータである衝突データと、衝突していないデータである非衝突データとを識別する。そして、基地局２０は、非衝突データを用いて算出したエラーレートに基づいて、ＭＣＳアウターループ制御を実行する。これにより、データの衝突が発生していない状態におけるＵＬのスループットを向上させることができ、全体としてＵＬのスループットを向上させることができる。
［基地局２０］
図３は、実施例１における基地局２０の一例を示すブロック図である。基地局２０は、パケット生成部２００、ＭＡＣ（Media Access Control）スケジューリング部２０１、上りリンク管理部２０２、ＲＲＣ（Radio Resource Control）制御部２０３、およびＭＡＣ・ＲＬＣ（Radio Link Control）処理部２０４を有する。また、基地局２０は、衝突率算出部２０５、エラーレート算出部２０６、判定部２０７、閾値算出部２０８、ＳＩＲ測定部２０９、およびキャリアセンス部２５０を有する。また、基地局２０は、アンライセンスドバンド送信部２１０、ライセンスドバンド送信部２２０、アンライセンスドバンド受信部２３０、ライセンスドバンド受信部２４０、アンテナ２１６、アンテナ２２６、アンテナ２３５、およびアンテナ２４５を有する。なお、本実施例において、アンテナ２１６、アンテナ２２６、アンテナ２３５、およびアンテナ２４５は、別々のアンテナにより実現さるが、他の例として、これらのアンテナは１つのアンテナにより実現されてもよい。
ライセンスドバンド受信部２４０は、ライセンスドバンドにおいて受信した信号からデータを復号する処理を行う。ライセンスドバンド受信部２４０は、復号部２４１、復調部２４２、ＦＦＴ処理部２４３、および無線処理部２４４を有する。
無線処理部２４４は、アンテナ２４５を介して受信した信号の無線処理を行う。無線処理部２４４によって行われる無線処理には、例えば受信信号の周波数をライセンスドバンドの周波数からベースバンドの周波数へ変換する処理が含まれる。無線処理部２４４は、無線処理が行われた受信信号をＦＦＴ処理部２４３へ出力する。
ＦＦＴ処理部２４３は、無線処理部２４４から出力された受信信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行う。これにより、ライセンスドバンドからベースバンドに周波数変換された受信信号が時間領域から周波数領域に変換される。ＦＦＴ処理部２４３は、ＦＦＴ処理が行われた受信信号を復調部２４２へ出力する。
復調部２４２は、ＦＦＴ処理部２４３から出力された受信信号を復調する。そして、復調部２４２は、復調後の受信信号を復号部２４１へ出力する。復号部２４１は、復調部２４２から出力された受信信号を復号する。そして、復号部２４１は、復号後の受信データをＭＡＣ・ＲＬＣ処理部２０４へ出力する。
アンライセンスドバンド受信部２３０は、アンライセンスドバンドにおいて受信した信号からデータを復号する処理を行う。アンライセンスドバンド受信部２３０は、復号部２３１、復調部２３２、ＦＦＴ処理部２３３、および無線処理部２３４を有する。
無線処理部２３４は、アンテナ２３５を介して受信した信号の無線処理を行う。無線処理部２３４によって行われる無線処理には、例えば受信信号の周波数をアンライセンスドバンドの周波数からベースバンドの周波数へ変換する処理が含まれる。無線処理部２３４は、無線処理が行われた受信信号をＦＦＴ処理部２３３へ出力する。
ＦＦＴ処理部２３３は、無線処理部２３４から出力された受信信号に対してＦＦＴ処理を行う。これにより、アンライセンスドバンドからベースバンドに周波数変換された受信信号が時間領域から周波数領域に変換される。ＦＦＴ処理部２３３は、ＦＦＴ処理が行われた受信信号を復調部２３２およびキャリアセンス部２５０へ出力する。
復調部２３２は、ＦＦＴ処理部２３３から出力された受信信号を復調する。そして、復調部２３２は、復調後の受信信号を復号部２３１およびＳＩＲ測定部２０９へ出力する。復号部２３１は、復調部２３２から出力された受信信号を復号し、受信データのエラーを判定する。そして、復号部２３１は、復号後の受信データをＭＡＣ・ＲＬＣ処理部２０４へ出力する。また、復号部２３１は、受信データ毎のエラー判定結果をエラーレート算出部２０６へ出力する。
キャリアセンス部２５０は、ＦＦＴ処理部２３３から出力された受信信号に基づいて、アンライセンスドバンドにおけるキャリアセンスを行う。キャリアセンス部２５０は、アンライセンスドバンドの干渉電力が、キャリアセンス閾値以上である場合に、アンライセンスドバンドがビジーであると判定する。一方、キャリアセンス部２５０は、アンライセンスドバンドの干渉電力が、キャリアセンス閾値未満である場合に、アンライセンスドバンドがアイドルであると判定する。そして、キャリアセンス部２５０は、キャリアセンスの判定結果を上りリンク管理部２０２へ出力する。また、キャリアセンス部２５０は、上りリンク管理部２０２からの指示に応じてキャリアセンス閾値を変更する。
ＭＡＣ・ＲＬＣ処理部２０４は、復号部２３１および復号部２４１から出力されたデータに基づいてＭＡＣ層における処理およびＲＬＣ層における処理を行う。ＭＡＣ・ＲＬＣ処理部２０４は、各層の処理によって得られたデータを、例えば基地局２０の上位の装置へ出力する。また、ＭＡＣ・ＲＬＣ処理部２０４は、各層の処理によって得られたデータに含まれる制御情報をＲＲＣ制御部２０３へ出力する。
ＲＲＣ制御部２０３は、ＭＡＣ・ＲＬＣ処理部２０４から出力された制御情報に基づいて無線リソース制御を行う。ＲＲＣ制御部２０３によって行われる無線リソース制御は、ＲＲＣ層の処理である。ＲＲＣ制御部２０３は、無線リソース制御に基づいて制御情報を生成し、生成した制御情報を上りリンク管理部２０２へ出力する。
ＳＩＲ測定部２０９は、復調部２３２から出力された受信信号に基づいて、端末３０から受信したデータ毎のＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を測定する。ＳＩＲ測定部２０９は、例えば、キャリアセンス部２５０によってアイドルと判定された場合のアンライセンスドバンドの干渉電力の平均値Ｅ（Ｉ）と、端末３０から受信したデータの受信電力Ｓとを測定する。そして、ＳＩＲ測定部２０９は、受信データ毎に、受信電力Ｓを、干渉電力の平均値Ｅ（Ｉ）で割ることによりＳＩＲを算出する。そして、ＳＩＲ測定部２０９は、受信データ毎に算出したＳＩＲを、判定部２０７および閾値算出部２０８へ出力する。
なお、ＳＩＲ測定部２０９は、受信データに付随するパイロット信号の受信電力と、パイロット信号とその判定値との誤差電力に基づいて、下記の算出式（１）に従って、ＳＩＲを算出してもよい。
Figure 0006390789
閾値算出部２０８は、ＳＩＲ測定部２０９によって受信データ毎に算出されたＳＩＲの分布に基づいて、受信データが衝突データか非衝突データかを判定するための閾値であるＳＩＲ閾値を算出する。閾値算出部２０８は、例えば、端末３０から送信されたデータが他の通信装置から送信されたデータと衝突する可能性が低い状況において、端末３０から受信した所定数（例えば、数千〜数万個）のデータのＳＩＲの分布に基づいて、ＳＩＲ閾値を算出する。端末３０から送信されたデータが他の通信装置から送信されたデータと衝突する可能性が低い状況は、例えば、基地局２０がＬＢＴで用いるＣＷ（Contention Window）サイズを、設定可能な最大値に設定することにより実現される。これにより、基地局２０によって選択されたバックオフ期間と、他の通信装置のバックオフ期間とが同一になる確率を下げることができ、端末３０から送信されたデータが他の通信装置から送信されたデータと衝突する可能性を低くすることができる。
端末３０から受信したデータのＳＩＲの分布が、例えば図４に示すようなＰＤＦ（確率密度関数）となる場合、ＳＩＲ測定部２０９は、例えば、ＳＩＲの高い方から所定割合の受信データのＳＩＲが含まれる範囲の下限値を、ＳＩＲ閾値として算出する。本実施例において、ＳＩＲ測定部２０９は、ＳＩＲの高い方から例えば上位９０％の受信データが含まれる範囲の下限値を、ＳＩＲ閾値として算出する。
なお、ＳＩＲの高い方から所定割合の受信データが含まれる範囲における「所定割合」は、目標とする受信データのエラーレートをＴBLER（％）とした場合に、例えば（１−ＴBLER／１００）以上の値に設定される。例えば、目標とする受信データのエラーレートＴBLERが１０％である場合、ＳＩＲの高い方から所定割合の受信データが含まれる範囲における「所定割合」は、１−ＴBLER／１００＝０．９＝９０％以上の値に設定される。
また、閾値算出部２０８は、ＳＩＲ閾値の算出方法として他の方法を用いてもよい。例えば、閾値算出部２０８は、通常の運用状態において、ＳＩＲ測定部２０９によって測定された所定数（例えば、数千〜数万個）の受信データのＳＩＲを収集する。通常の運用状態では、アンライセンスドバンドを使用する通信装置間でランダムに選択されたバックオフの期間が同一となる場合があり、端末３０から送信されたデータが他の通信装置から送信されたデータと衝突する場合がある。通常の運用状態において、ＳＩＲ測定部２０９によって測定された所定数の受信データのＳＩＲの分布は、例えば図５に示すような分布となる。
例えば図５に示すように、端末３０から送信されたデータの中で、他の通信装置から送信されたデータと衝突していない受信データのＳＩＲの分布を示すＰＤＦの概形は、例えば曲線５０のようになる。一方、端末３０から送信されたデータの中で、他の通信装置から送信されたデータと衝突した受信データのＳＩＲの分布を示すＰＤＦの概形は、例えば曲線５１のようになる。ＳＩＲ測定部２０９によって測定された所定数の受信データには、衝突データと非衝突データとが混在している。そのため、ＳＩＲ測定部２０９によって測定された所定数の受信データのＳＩＲのＰＤＦの概形は、曲線５０と曲線５１とが合成された形状となる。
閾値算出部２０８は、例えば、ＳＩＲ測定部２０９によって測定された所定数の受信データのＳＩＲのＰＤＦを、衝突データと非衝突データの２つのＳＩＲの正規分布を含む混合分布とみなす。そして、閾値算出部２０８は、例えばＥＭ（Expectation Maximization）アルゴリズムを用いて、各コンポーネント分布パラメータの最尤推定を行うことにより、衝突データのＳＩＲのＰＤＦと非衝突データのＳＩＲのＰＤＦとを分離する。そして、閾値算出部２０８は、例えば、衝突データのＳＩＲのＰＤＦの概形を示す曲線５１と、非衝突データのＳＩＲのＰＤＦの概形を示す曲線５０との交点におけるＳＩＲの値を、ＳＩＲ閾値として算出する。なお、閾値算出部２０８は、非衝突データのＳＩＲのＰＤＦにおいて、ＳＩＲの高い方から所定割合の受信データのＳＩＲが含まれる範囲の下限値を、ＳＩＲ閾値として算出してもよい。
図３に戻って説明を続ける。判定部２０７は、受信データ毎に、ＳＩＲ測定部２０９によって算出されたＳＩＲと、閾値算出部２０８によって算出されたＳＩＲ閾値とを比較することにより、各受信データが衝突データであるか非衝突データであるかを判定する。そして、判定部２０７は、受信データ毎の判定結果を衝突率算出部２０５およびエラーレート算出部２０６へ出力する。本実施例において、判定部２０７は、受信データ毎に、ＳＩＲ測定部２０９によって算出されたＳＩＲがＳＩＲ閾値以上の場合に、受信データが非衝突データであると判定する。一方、判定部２０７は、ＳＩＲ測定部２０９によって算出されたＳＩＲがＳＩＲ閾値未満の場合に、受信データが衝突データであると判定する。
エラーレート算出部２０６は、受信データ毎に、エラー判定の結果を復号部２３１から受信し、衝突データであるか否かを示す判定結果を判定部２０７から受信する。そして、エラーレート算出部２０６は、判定部２０７によって非衝突データと判定された受信データについて、復号部２３１によって行われたエラー判定の結果に基づいて、受信データのエラーレートを算出する。本実施例において、エラーレート算出部２０６は、例えばトランスポートブロックのエラーレートであるＢＬＥＲ（BLock Error Rate）を、受信データのエラーレートとして算出する。そして、エラーレート算出部２０６は、算出したエラーレートを上りリンク管理部２０２へ出力する。
衝突率算出部２０５は、受信データ毎に、衝突データであるか否かを示す判定結果を判定部２０７から受信する。そして、衝突率算出部２０５は、受信データの内、判定部２０７によって非衝突データと判定された受信データの割合を衝突率として算出する。そして、衝突率算出部２０５は、算出した衝突率を上りリンク管理部２０２へ出力する。
上りリンク管理部２０２は、ＲＲＣ制御部２０３から出力された制御情報に基づいてＭＡＣ層の制御を行う。そして、上りリンク管理部２０２は、ＭＡＣ層の制御に基づいて制御情報を生成し、生成した制御情報をＭＡＣスケジューリング部２０１へ出力する。
また、上りリンク管理部２０２は、端末３０に対するデータの送信要求が発生した場合に、ＵＬにおけるデータ送信を要求するＵＬグラントを作成する。そして、上りリンク管理部２０２は、作成したＵＬグラントを、後述する多重部２２３へ出力する。
また、上りリンク管理部２０２は、端末３０にＵＬグラントを送信した後の所定のタイミング（例えば３サブフレーム後）に、キャリアセンス部２５０から出力された判定結果に基づいて、アンライセンスドバンドにおいてＬＢＴを実行する。そして、アンライセンスドバンドのアイドルを検出した場合、上りリンク管理部２０２は、予約信号を生成し、生成した予約信号を多重部２１３へ出力する。
また、上りリンク管理部２０２は、受信データのＳＩＲを示す指標に対応付けて、ＵＬにおける変調方式および符号化率の組み合わせを格納した対応表を保持する。本実施例における対応表では、例えば、値が大きい指標に、エラー耐性が低いが伝送レートが高い変調方式および符号化率等が対応付けられ、値が小さい指標に、エラー耐性が高いが伝送レートが低い変調方式および符号化率等が対応付けられている。上りリンク管理部２０２は、ＳＩＲ測定部２０９によって算出された受信データのＳＩＲに基づいて、ＵＬに用いられる変調方式等を端末３０に指示するＭＣＳ制御を行う。例えば、上りリンク管理部２０２は、対応表を参照し、受信データ毎にＳＩＲ測定部２０９によって算出されたＳＩＲに基づいて、該ＳＩＲを示す指標に対応付けられた変調方式等を選択する。そして、上りリンク管理部２０２は、選択した変調方式等を含む制御情報を生成し、生成した制御情報を後述する多重部２２３へ出力する。
また、上りリンク管理部２０２は、エラーレート算出部２０６によって算出されたエラーレートに基づいて、変調方式等を選択するための指標を補正するＭＣＳアウターループ制御を実行する。上りリンク管理部２０２は、例えば、エラーレート算出部２０６が算出したエラーレートが目標値よりも高いか否かに応じて、ＳＩＲ測定部２０９が算出した受信データのＳＩＲを示す指標に加算するＭＣＳオフセットの値を調整する。例えば、上りリンク管理部２０２は、エラーレート算出部２０６が算出したエラーレートが目標値よりも高い場合に、ＳＩＲ測定部２０９が算出した受信データのＳＩＲを示す指標に加算するＭＣＳオフセットの値を減少させる。ＭＣＳオフセットは、負の値をとる場合もある。これにより、エラー耐性が高い変調方式等が選択されやすくなり、エラーレートが下降し、エラーレートが目標値に近づく。
また、上りリンク管理部２０２は、例えば、エラーレート算出部２０６が算出したエラーレートが目標値よりも低い場合に、ＳＩＲ測定部２０９が算出した受信データのＳＩＲを示す指標に加算するＭＣＳオフセットの値を増加させる。これにより、エラー耐性が低い変調方式等が選択されやすくなり、エラーレートが上昇し、エラーレートが目標値に近づく。
また、上りリンク管理部２０２は、衝突率算出部２０５から出力された衝突率が、エラーレートの目標値を下回るように、ＣＷサイズまたはキャリアセンス閾値の少なくともいずれか一方を制御する。例えば、上りリンク管理部２０２は、衝突率算出部２０５から出力された衝突率が、エラーレートの目標値よりも大きい場合、ＬＢＴに用いられるＣＷサイズを長くするか、あるいは、キャリアセンス閾値を低くするようにキャリアセンス部２５０に指示を行う。なお、基地局２０の配下の端末３０が複数存在する場合、上りリンク管理部２０２は、基地局２０の配下の端末３０からの受信データの衝突率の平均値が、エラーレートの目標値を下回るように、ＬＢＴにおけるＣＷサイズ等を制御する。
ここで、端末３０から送信されたデータが、他の通信装置から送信されたデータと衝突すると、多くの場合、受信エラーとなる。そのため、受信データのエラーレートを、目標値以下とするためには、端末３０から送信されたデータの衝突率を、エラーレートの目標値よりも低くすることが有効である。上りリンク管理部２０２は、衝突率がエラーレートの目標値を下回るように、ＣＷサイズまたはキャリアセンス閾値の少なくともいずれか一方を制御することで、エラーレートの目標値が達成可能となる。
パケット生成部２００は、上位の装置から出力されたユーザデータを含むデータを生成する。そして、パケット生成部２００は、生成したデータをＭＡＣスケジューリング部２０１へ出力する。
ＭＡＣスケジューリング部２０１は、上りリンク管理部２０２から出力された制御情報に基づいて、パケット生成部２００から出力されたパケットに対してＭＡＣ層におけるスケジューリングを行う。そして、ＭＡＣスケジューリング部２０１は、パケット生成部２００が生成したパケットのアンライセンスドバンド送信部２１０またはライセンスドバンド送信部２２０への出力を、スケジューリングの結果に基づいて制御する。
ライセンスドバンド送信部２２０は、ライセンスドバンドにおいてデータを送信する処理を行う。ライセンスドバンド送信部２２０は、符号化部２２１、変調部２２２、多重部２２３、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理部２２４、および無線処理部２２５を有する。
符号化部２２１は、ＭＡＣスケジューリング部２０１から出力されたパケットのデータを符号化する。そして、符号化部２２１は、符号化されたパケットのデータを変調部２２２へ出力する。変調部２２２は、符号化部２２１から出力されたデータを変調する。そして、変調部２２２は、変調後の信号を多重部２２３へ出力する。
多重部２２３は、上りリンク管理部２０２から出力された変調方式等の指示やＵＬグラント等を含む制御情報と、変調部２２２から出力された信号とを多重化する。そして、多重部２２３は、多重化された送信信号をＩＦＦＴ処理部２２４へ出力する。
ＩＦＦＴ処理部２２４は、多重部２２３から出力された送信信号に対してＩＦＦＴ処理を行う。これにより、多重部２２３から出力された送信信号が周波数領域から時間領域に変換される。ＩＦＦＴ処理部２２４は、ＩＦＦＴ処理後の送信信号を無線処理部２２５へ出力する。
無線処理部２２５は、ＩＦＦＴ処理部２２４から出力された送信信号に対して無線処理を行う。無線処理部２２５によって行われる無線処理には、例えば送信信号の周波数をベースバンドの周波数からライセンスドバンドの周波数へ変換する処理が含まれる。無線処理部２２５は、無線処理後の送信信号をアンテナ２２６から送信する。
アンライセンスドバンド送信部２１０は、アンライセンスドバンドにおいてデータを送信する処理を行う。アンライセンスドバンド送信部２１０は、符号化部２１１、変調部２１２、多重部２１３、ＩＦＦＴ処理部２１４、および無線処理部２１５を有する。
符号化部２１１は、ＭＡＣスケジューリング部２０１から出力されたパケットのデータを符号化する。そして、符号化部２１１は、符号化されたパケットのデータを変調部２１２へ出力する。変調部２１２は、符号化部２１１から出力されたパケットのデータを変調する。そして、変調部２１２は、変調後の信号を多重部２１３へ出力する。
多重部２１３は、上りリンク管理部２０２から出力された予約信号等を含む制御情報と、変調部２１２から出力された信号とを多重化する。そして、多重部２１３は、多重化された送信信号をＩＦＦＴ処理部２１４へ出力する。
ＩＦＦＴ処理部２１４は、多重部２１３から出力された送信信号に対してＩＦＦＴ処理を行う。これにより、多重部２１３から出力された送信信号が周波数領域から時間領域に変換される。ＩＦＦＴ処理部２１４は、ＩＦＦＴ処理後の送信信号を無線処理部２１５へ出力する。
無線処理部２１５は、ＩＦＦＴ処理部２１４から出力された送信信号に対して無線処理を行う。無線処理部２１５によって行われる無線処理には、例えば送信信号の周波数をベースバンドの周波数からアンライセンスドバンドの周波数へ変換する処理が含まれる。無線処理部２１５は、無線処理後の送信信号をアンテナ２１６から送信する。
［端末３０］
図６は、実施例１における端末３０の一例を示すブロック図である。端末３０は、アンテナ３００、復号部３０１、ＲＲＣ処理部３０４、上りリンク管理部３０５、符号化・変調部３０６、およびパケット生成部３０７を有する。また、端末３０は、ライセンスドバンド受信部３１０、アンライセンスドバンド受信部３２０、アンライセンスドバンド送信部３３０、およびライセンスドバンド送信部３４０を有する。なお、本実施例において、端末３０は、アンテナ３００を１つ有する。しかし、他の例として、アンテナ３００は、ライセンスドバンド受信部３１０、アンライセンスドバンド受信部３２０、アンライセンスドバンド送信部３３０、およびライセンスドバンド送信部３４０のそれぞれに、別々に設けられていてもよい。
ライセンスドバンド受信部３１０は、ライセンスドバンドにおいて受信した信号からデータを復調する処理を行う。ライセンスドバンド受信部３１０は、無線処理部３１１、ＦＦＴ処理部３１２、等化処理部３１３、ＩＦＦＴ処理部３１４、および復調部３１５を有する。
無線処理部３１１は、アンテナ３００を介して受信した信号に対して無線処理を行う。無線処理部３１１によって行われる無線処理には、例えば受信信号の周波数をライセンスドバンドの周波数からベースバンドの周波数へ変換する処理が含まれる。無線処理部３１１は、無線処理後の受信信号をＦＦＴ処理部３１２へ出力する。
ＦＦＴ処理部３１２は、無線処理部３１１から出力された受信信号に対してＦＦＴ処理を行う。これにより、無線処理部３１１から出力された受信信号が時間領域から周波数領域に変換される。ＦＦＴ処理部３１２は、ＦＦＴ処理後の受信信号を等化処理部３１３へ出力する。等化処理部３１３は、ＦＦＴ処理部３１２から出力された信号に対して等化処理を行う。そして、等化処理部３１３は、等化処理後の受信信号をＩＦＦＴ処理部３１４へ出力する。
ＩＦＦＴ処理部３１４は、等化処理部３１３から出力された受信信号に対してＩＦＦＴ処理を行う。これにより、等化処理部３１３から出力された受信信号が周波数領域から時間領域に変換される。ＩＦＦＴ処理部３１４は、ＩＦＦＴ処理後の受信信号を復調部３１５へ出力する。
復調部３１５は、ＩＦＦＴ処理部３１４から出力された受信信号を復調する。そして、復調部３１５は、復調後の受信信号を復号部３０１へ出力する。ライセンスドバンド受信部３１０によって復調された受信信号から復号されたデータには、変調方式等を指示する情報やＵＬグラント等の制御情報が含まれる。
アンライセンスドバンド受信部３２０は、アンライセンスドバンドにおいて受信した信号からデータを復調する処理を行う。アンライセンスドバンド受信部３２０は、無線処理部３２１、ＦＦＴ処理部３２２、等化処理部３２３、ＩＦＦＴ処理部３２４、および復調部３２５を有する。
無線処理部３２１は、アンテナ３００を介して受信した信号に対して無線処理を行う。無線処理部３２１によって行われる無線処理には、例えば受信信号の周波数をアンライセンスドバンドの周波数からベースバンドの周波数へ変換する処理が含まれる。無線処理部３２１は、無線処理後の受信信号をＦＦＴ処理部３２２へ出力する。
ＦＦＴ処理部３２２は、無線処理部３２１から出力された受信信号に対してＦＦＴ処理を行う。これにより、無線処理部３２１から出力された受信信号が時間領域から周波数領域に変換される。そして、ＦＦＴ処理部３２２は、ＦＦＴ処理後の受信信号を等化処理部３２３へ出力する。等化処理部３２３は、ＦＦＴ処理部３２２から出力された受信信号の等化処理を行う。そして、等化処理部３２３は、等化処理後の受信信号をＩＦＦＴ処理部３２４へ出力する。
ＩＦＦＴ処理部３２４は、等化処理部３２３から出力された受信信号に対してＩＦＦＴ処理を行う。これにより、等化処理部３２３から出力された受信信号が周波数領域から時間領域に変換される。ＩＦＦＴ処理部３２４は、ＩＦＦＴ処理後の受信信号を復調部３２５へ出力する。
復調部３２５は、ＩＦＦＴ処理部３２４から出力された受信信号を復調する。そして、復調部３２５は、復調後の受信信号を復号部３０１へ出力する。アンライセンスドバンド受信部３２０によって復調された受信信号から復号されたデータには、予約信号等の制御情報が含まれる。
復号部３０１は、ライセンスドバンド受信部３１０およびアンライセンスドバンド受信部３２０から出力された受信信号からユーザデータおよび制御情報を復号する。そして、復号部３０１は、復号後のユーザデータを、例えばユーザデータに基づいて処理を行うアプリケーション処理部（図示せず）へ出力する。また、復号部３０１は、復号後の制御情報等を、ＲＲＣ処理部３０４および上りリンク管理部３０５へ出力する。上りリンク管理部３０５へ出力される制御情報には、ＭＣＳ制御により選択された変調方式等の情報や、ＵＬグラント、予約信号等が含まれる。
ＲＲＣ処理部３０４は、復号部３０１から出力された制御情報に基づいて無線リソース制御を行う。ＲＲＣ処理部３０４によって行われる無線リソース制御は、ＲＲＣ層の処理である。ＲＲＣ処理部３０４は、無線リソース制御に基づいて制御情報を生成し、生成した制御情報を上りリンク管理部３０５へ出力する。
上りリンク管理部３０５は、ＲＲＣ処理部３０４から出力された制御情報と、復号部３０１から出力された制御信号とに基づいてＵＬにおけるデータ送信の制御を行う。上りリンク管理部３０５は、例えば、復号部３０１からＵＬグラントが出力された場合、該ＵＬグラントから、アンライセンスドバンドのサブバンドの情報等を取得する。そして、上りリンク管理部３０５は、ＵＬにおけるデータ送信に用いられるリソースの割り当て情報を後述する周波数マッピング部３３３および周波数マッピング部３４３へ出力する。
そして、上りリンク管理部３０５は、予約信号がアンライセンスドバンドにおいて検出された場合、予約信号の送信が終了してから所定時間後に、ＤＭＲＳ等の制御信号を多重部３３５および多重部３４５へ出力する。そして、上りリンク管理部３０５は、ＵＬにおけるデータ送信の開始を後述する符号化・変調部３０６に指示する。
パケット生成部３０７は、例えばアプリケーション処理部（図示せず）から出力されたユーザデータを含むデータを生成する。そして、パケット生成部３０７は、生成したデータを符号化・変調部３０６へ出力する。符号化・変調部３０６は、パケット生成部３０７から出力されたデータに対して、上りリンク管理部３０５から指示された符号化率および変調方式を用いて、符号化および変調の処理を行う。そして、符号化・変調部３０６は、符号化および変調の処理が行われた送信信号を、上りリンク管理部３０５からの指示に応じて、アンライセンスドバンド送信部３３０またはライセンスドバンド送信部３４０へ出力する。
ライセンスドバンド送信部３４０は、ライセンスドバンドにおいてデータを送信する処理を行う。ライセンスドバンド送信部３４０は、無線処理部３４１、ＩＦＦＴ処理部３４２、周波数マッピング部３４３、ＦＦＴ処理部３４４、および多重部３４５を有する。
多重部３４５は、上りリンク管理部３０５から出力された制御信号と、符号化・変調部３０６から出力された送信信号とを多重化する。そして、多重部３４５は、多重化後の送信信号をＦＦＴ処理部３４４へ出力する。ＦＦＴ処理部３４４は、多重部３４５から出力された送信信号に対してＦＦＴ処理を行う。これにより、多重部３４５から出力された送信信号が時間領域から周波数領域に変換される。ＦＦＴ処理部３４４は、ＦＦＴ処理後の送信信号を周波数マッピング部３４３へ出力する。
周波数マッピング部３４３は、上りリンク管理部３０５から出力されたＵＬに用いられるリソースの割り当て情報に基づいて、ＦＦＴ処理部３４４から出力された送信信号に対して周波数マッピングを行う。そして、周波数マッピング部３４３は、周波数マッピング後の送信信号をＩＦＦＴ処理部３４２へ出力する。
ＩＦＦＴ処理部３４２は、周波数マッピング部３４３から出力された送信信号に対してＩＦＦＴ処理を行う。これにより、周波数マッピング部３４３から出力された送信信号が周波数領域から時間領域に変換される。ＩＦＦＴ処理部３４２は、ＩＦＦＴ処理後の送信信号を無線処理部３４１へ出力する。
無線処理部３４１は、ＩＦＦＴ処理部３４２から出力された送信信号に対して無線処理を行う。無線処理部３４１によって行われる無線処理には、例えば送信信号の周波数をベースバンドの周波数からライセンスドバンドの周波数へ変換する処理が含まれる。無線処理部３４１は、無線処理後の送信信号をアンテナ３００を介して送信する。
アンライセンスドバンド送信部３３０は、アンライセンスドバンドにおいてデータを送信する処理を行う。アンライセンスドバンド送信部３３０は、無線処理部３３１、ＩＦＦＴ処理部３３２、周波数マッピング部３３３、ＦＦＴ処理部３３４、および多重部３３５を有する。
多重部３３５は、上りリンク管理部３０５から出力された制御信号と、符号化・変調部３０６から出力された信号とを多重化する。そして、多重部３３５は、多重化後の送信信号をＦＦＴ処理部３３４へ出力する。ＦＦＴ処理部３３４は、多重部３３５から出力された送信信号に対してＦＦＴ処理を行う。これにより、多重部３３５から出力された送信信号が時間領域から周波数領域に変換される。ＦＦＴ処理部３３４は、ＦＦＴ処理後の送信信号を周波数マッピング部３３３へ出力する。
周波数マッピング部３３３は、上りリンク管理部３０５から出力されたＵＬに用いられるリソースの割り当て情報に基づいて、ＦＦＴ処理部３３４から出力された送信信号に対して周波数マッピングを行う。そして、周波数マッピング部３３３は、周波数マッピング後の送信信号をＩＦＦＴ処理部３３２へ出力する。
ＩＦＦＴ処理部３３２は、周波数マッピング部３３３から出力された送信信号に対してＩＦＦＴ処理を行う。これにより、周波数マッピング部３３３から出力された送信信号が周波数領域から時間領域に変換される。ＩＦＦＴ処理部３３２は、ＩＦＦＴ処理後の送信信号を無線処理部３３１へ出力する。
無線処理部３３１は、ＩＦＦＴ処理部３３２から出力された送信信号に対して無線処理を行う。無線処理部３３１によって行われる無線処理には、例えば送信信号の周波数をベースバンドの周波数からアンライセンスドバンドの周波数へ変換する処理が含まれる。無線処理部３３１は、無線処理後の送信信号をアンテナ３００を介して送信する。
［ＳＩＲ閾値の算出処理］
次に、基地局２０の動作を説明する。図７は、ＳＩＲ閾値の算出処理の一例を示すフローチャートである。基地局２０は、例えば、運用開始前および運用開始後の所定のタイミングで本フローチャートに示すＳＩＲ閾値の算出処理を実行する。なお、ＳＩＲ閾値の算出処理の実行時には、基地局２０は、ＭＣＳアウターループ制御を停止することが好ましい。
まず、上りリンク管理部２０２は、ＬＢＴに用いるＣＷサイズを、設定可能な最長の値に設定し、端末３０へＵＬグラントを送信する。そして、上りリンク管理部２０２は、ＬＢＴを実行し、アンライセンスドバンドに予約信号を送信する。そして、ＳＩＲ測定部２０９は、復調部２３２からの出力に基づいて、アンライセンスドバンドにおいて端末３０からデータを受信したか否かを判定する（Ｓ１００）。アンライセンスドバンドにおいて端末３０からデータを受信した場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、ＳＩＲ測定部２０９は、データのＳＩＲを測定する（Ｓ１０１）。そして、ＳＩＲ測定部２０９は、ＳＩＲの測定結果を閾値算出部２０８へ出力する。
次に、閾値算出部２０８は、所定数（例えば数千〜数万個）のデータについてＳＩＲが測定されたか否かを判定する（Ｓ１０２）。所定数のデータについてＳＩＲが測定されていない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、ＳＩＲ測定部２０９は、再びステップＳ１００に示した処理を実行する。
一方、所定数のデータについてＳＩＲが測定された場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、閾値算出部２０８は、受信データ毎に算出されたＳＩＲの分布に基づいてＳＩＲ閾値を算出する（Ｓ１０３）。そして、閾値算出部２０８は、算出したＳＩＲ閾値を判定部２０７へ出力する。そして、基地局２０は、本フローチャートに示した処理を終了する。
［ＭＣＳアウターループ制御］
次に、基地局２０によって実行されるＵＬにおけるＭＣＳアウターループ制御について説明する。図８は、ＵＬにおけるＭＣＳアウターループ制御の一例を示すフローチャートである。
まず、ＳＩＲ測定部２０９は、復調部２３２からの出力に基づいて、アンライセンスドバンドにおいて端末３０からデータを受信したか否かを判定する（Ｓ２００）。アンライセンスドバンドにおいて端末３０からデータを受信した場合（Ｓ２００：Ｙｅｓ）、ＳＩＲ測定部２０９は、受信したデータのＳＩＲを測定する（Ｓ２０１）。そして、ＳＩＲ測定部２０９は、ＳＩＲの測定結果を判定部２０７へ出力する。
判定部２０７は、ＳＩＲ測定部２０９から出力されたＳＩＲの測定値と、閾値算出部２０８によって算出されたＳＩＲ閾値とに基づいて、受信データが衝突データか否かを判定する（Ｓ２０２）。本実施例において、判定部２０７は、受信データ毎に、ＳＩＲ測定部２０９によって算出されたＳＩＲがＳＩＲ閾値以上の場合に、受信データが非衝突データであると判定する。一方、判定部２０７は、ＳＩＲ測定部２０９によって算出されたＳＩＲがＳＩＲ閾値未満の場合に、受信データが衝突データであると判定する。
判定部２０７が、受信データを衝突データと判定した場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、ＳＩＲ測定部２０９は、再びステップＳ２００に示した処理を実行する。一方、判定部２０７が、受信データを非衝突データと判定した場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、エラーレート算出部２０６は、判定部２０７によって非衝突データと判定された受信データのエラー判定結果に基づいて、エラーレートとしてＢＬＥＲを算出する（Ｓ２０３）。そして、エラーレート算出部２０６は、算出したＢＬＥＲを上りリンク管理部２０２へ出力する。
次に、上りリンク管理部２０２は、エラーレート算出部２０６が算出したエラーレートに基づいて、変調方式等を選択するための指標を補正するためのＭＣＳオフセットを更新する（Ｓ２０４）。そして、ＳＩＲ測定部２０９は、再びステップＳ２００に示した処理を実行する。例えば、上りリンク管理部２０２は、エラーレート算出部２０６が算出したエラーレートが目標値よりも高い場合に、ＳＩＲ測定部２０９が算出した受信データのＳＩＲを示す指標の値に加算されるＭＣＳオフセットを減少させる。また、例えば、上りリンク管理部２０２は、エラーレート算出部２０６が算出したエラーレートが目標値よりも低い場合に、ＭＣＳオフセットを増加させる。
［キャリアセンス閾値またはＣＷサイズの変更処理］
次に、基地局２０によって実行されるキャリアセンス閾値またはＣＷサイズの変更処理について説明する。図９は、キャリアセンス閾値またはＣＷサイズの変更処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ＳＩＲ測定部２０９は、復調部２３２からの出力に基づいて、端末３０からデータを受信したか否かを判定する（Ｓ３００）。データを受信した場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、ＳＩＲ測定部２０９は、データのＳＩＲを測定する（Ｓ３０１）。そして、ＳＩＲ測定部２０９は、ＳＩＲの測定結果を判定部２０７へ出力する。
判定部２０７は、ＳＩＲ測定部２０９から出力されたＳＩＲの測定値と、閾値算出部２０８によって算出されたＳＩＲ閾値とに基づいて、受信データが衝突データか否かを判定する。そして、判定部２０７は、受信データ毎の判定結果を衝突率算出部２０５へ出力する。衝突率算出部２０５は、判定部２０７から出力された判定結果に基づいて、受信データに対する衝突データの割合を示す衝突率を算出する（Ｓ３０２）。そして、衝突率算出部２０５は、算出した衝突率を上りリンク管理部２０２へ出力する。
次に、上りリンク管理部２０２は、衝突率算出部２０５によって算出された衝突率が、エラーレートの目標値である目標ＢＬＥＲよりも大きいか否かを判定する（Ｓ３０３）。衝突率が目標ＢＬＥＲ以下である場合（Ｓ３０３：Ｎｏ）、ＳＩＲ測定部２０９は、再びステップＳ３００に示した処理を実行する。
一方、衝突率が目標ＢＬＥＲよりも大きい場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、上りリンク管理部２０２は、ＣＷサイズまたはキャリアセンス閾値の少なくともいずれか一方を変更する（Ｓ３０４）。本実施例において、衝突率が目標ＢＬＥＲよりも大きい場合、上りリンク管理部２０２は、ＣＷサイズを長くすると共に、キャリアセンス閾値を低くするようにキャリアセンス部２５０に指示を行う。上りリンク管理部２０２は、ＬＢＴにおけるＣＷサイズは、所定長ずつ長くしてもよく、２倍ずつ長くしてもよい。また、上りリンク管理部２０２は、キャリアセンス閾値を、所定比率（例えば０．５ｄＢ）ずつ低くするようにキャリアセンス部２５０に指示を行ってもよい。
次に、基地局２０は、ＳＩＲ閾値の更新処理を実行し（Ｓ３０５）、ＳＩＲ測定部２０９は、再びステップＳ３００に示した処理を実行する。ステップＳ３０５では、図７を用いて説明したＳＩＲ閾値の算出処理が実行される。
以上、実施例１について説明した。上記説明から明らかなように、本実施例の無線通信システム１０によれば、基地局２０が所定周波数の帯域の空きを検出した後に、端末３０が該帯域を使って基地局２０へＵＬにおけるデータ送信を行う場合に、ＵＬにおけるスループットを向上させることができる。
また、本実施例における基地局２０は、受信データのＳＩＲの分布に基づいてＳＩＲ閾値を算出し、算出したＳＩＲ閾値に基づいて衝突データと非衝突データとを識別する。これにより、本実施例における基地局２０は、衝突データと非衝突データとを精度よく識別することができる。
また、本実施例における基地局２０は、受信データの衝突率がエラーレートの目標値を下回るように、ＣＷサイズまたはキャリアセンス閾値の少なくともいずれか一方を変更する。これにより、衝突率をエラーレートの目標値よりも低くすることができ、エラーレートの目標値の達成が可能となる。
実施例１では、端末３０によるＵＬにおけるデータ送信前に基地局２０がアンライセンスドバンドにおいてＬＢＴを実行する。これに対し、本実施例の無線通信システム１０では、端末３０によるＵＬにおけるデータ送信前に端末３０がアンライセンスドバンドにおいてＬＢＴを実行する点が実施例１とは異なる。
［基地局２０］
図１０は、実施例２における基地局２０の一例を示すブロック図である。なお、以下に説明する点を除き、図１０において、図３と同一の符号を付した要素は、図３において説明した要素と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施例における基地局２０は、キャリアセンス部２５０を有しない点が、実施例１における基地局２０と異なる。
上りリンク管理部２０２は、衝突率算出部２０５から出力された衝突率と、エラーレートの目標値との比較結果に基づいて、端末３０で用いられるＣＷサイズまたはキャリアセンス閾値の少なくともいずれか一方を制御する。例えば、上りリンク管理部２０２は、衝突率算出部２０５から出力された衝突率が、エラーレートの目標値よりも大きい場合、ＣＷサイズを長くする指示、あるいは、キャリアセンス閾値を下げる指示を含む制御情報を生成する。そして、上りリンク管理部２０２は、生成した制御情報を多重部２２３へ出力する。これにより、ＣＷサイズを長くする指示、あるいは、キャリアセンス閾値を下げる指示を含む制御情報が、ライセンスドバンドにおいて端末３０へ送信される。
［端末３０］
図１１は、実施例２における端末３０の一例を示すブロック図である。なお、以下に説明する点を除き、図１１において、図６と同一の符号を付した要素は、図６において説明した要素と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施例における端末３０は、キャリアセンス部３０２を有する点が、実施例１における端末３０と異なる。
キャリアセンス部３０２は、無線処理部３２１から出力された受信信号に基づいて、アンライセンスドバンドにおけるキャリアセンスを行う。キャリアセンス部３０２は、アンライセンスドバンドの干渉電力が、キャリアセンス閾値以上である場合に、アンライセンスドバンドがビジーであると判定する。一方、キャリアセンス部３０２は、アンライセンスドバンドの干渉電力が、キャリアセンス閾値未満である場合に、アンライセンスドバンドがアイドルであると判定する。そして、キャリアセンス部３０２は、キャリアセンスの判定結果を上りリンク管理部３０５へ出力する。また、キャリアセンス部３０２は、上りリンク管理部３０５からの指示に応じてキャリアセンス閾値を変更する。
上りリンク管理部３０５は、基地局２０からＵＬグラントを受信した後の所定のタイミング（例えば３サブフレーム後）に、キャリアセンス部３０２から出力された判定結果に基づいて、アンライセンスドバンドにおいてＬＢＴを実行する。そして、アンライセンスドバンドのアイドルを検出した場合、上りリンク管理部３０５は、ＣＷサイズ内でランダムに選択したバックオフ期間、アイドルが継続したことを確認した後に、ＵＬにおけるデータ送信の開始を符号化・変調部３０６に指示する。
また、ＣＷサイズを長くする指示を含む制御情報を基地局２０から受信した場合、上りリンク管理部３０５は、ＬＢＴに用いられるＣＷサイズを、受信した指示に応じて長くするように変更する。また、キャリアセンス閾値を下げる指示を含む制御情報を基地局２０から受信した場合、上りリンク管理部３０５は、受信した指示に応じたキャリアセンス閾値を算出し、算出したキャリアセンス閾値をキャリアセンス部３０２に指示する。
以上、実施例２について説明した。上記説明から明らかなように、本実施例の無線通信システム１０によれば、受信データの衝突率がエラーレートの目標値を下回るように、端末３０によって行われるＬＢＴのＣＷサイズ、または、キャリアセンス閾値の少なくともいずれか一方が変更される。これにより、端末３０がＬＢＴを行う場合であっても、衝突率をエラーレートの目標値よりも低くすることができ、ＵＬにおけるエラーレートの目標値の達成が可能となる。
［無線通信システム１０］
実施例１および２では、端末３０から基地局２０へのＵＬにおける基地局２０および端末３０の動作について主に説明した。これに対し、本実施例では、基地局２０から端末３０へのＤＬ（Down Link）における基地局２０および端末３０の動作について主に説明する。図１２は、無線通信システム１０の一例を示す図である。図１２において、符号２１ａは、基地局２０ａから送信された電波が、任意の通信装置のキャリアセンスによってビジーであると判定される強度で届く範囲を示す。また、符号２１ｂは、基地局２０ｂから送信された電波が、任意の通信装置のキャリアセンスによってビジーであると判定される強度で届く範囲を示す。なお、以下に説明する点を除き、図１２において、図１と同一の符号を付した要素は、図１において説明した要素と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施例における基地局２０は、端末３０へのデータの送信要求が発生した場合に、ＤＬにおけるデータ送信を行うアンライセンスドバンドのリソースを指示するＤＬアサインメントを作成する。そして、基地局２０は、作成したＤＬアサインメントを、ライセンスドバンドにおいて端末３０へ送信する。ＤＬアサインメントには、ＤＬにおけるデータ送信に用いられるアンライセンスドバンドの周波数や送信タイミング等の情報が含まれる。
基地局２０は、ＤＬアサインメントの送信後の所定のタイミング（例えば３サブフレーム後）で、ＬＢＴを実行する。そして、基地局２０は、アンライセンスドバンドのアイドル状態が、ランダムに選択されたバックオフの期間継続したことを確認した後に、アンライセンスドバンドに予約信号を送信する。そして、基地局２０は、ＤＬアサインメントの送信後の所定のタイミング（例えば４サブフレーム後）で、ＤＬアサインメントで指定したアンライセンスドバンドのリソースを用いて、端末３０にデータを送信する。
ところで、図１２に例示した無線通信システム１０では、基地局２０ｂが端末３０ｂへデータを送信している場合でも、基地局２０ｂから送信された電波は、基地局２０ａには届かない。そのため、基地局２０ａは、基地局２０ｂが端末３０ｂへデータを送信している場合でも、ＬＢＴによりアンライセンスドバンドがアイドルであると判定する場合がある。そのため、基地局２０ａは、端末３０ａへのＤＬアサインメントの送信後にアンライセンスドバンドにおいて予約信号を送信する。そして、基地局２０ａは、ＤＬアサインメントの送信後の所定のタイミングで、アンライセンスドバンドにおいて端末３０ａへデータを送信する。
基地局２０ｂが端末３０ｂへデータを送信している場合、基地局２０ａから端末３０ａへ送信されたデータは、基地局２０ｂから送信されたデータと衝突する場合がある。そのため、端末３０ａにおいて基地局２０ａから受信したデータのエラーレートが上昇する。
ここで、本実施例における基地局２０は、端末３０が測定した受信信号の品質を示す指標を端末３０にフィードバックさせる。そして、基地局２０は、端末３０から受信した指標に基づいて、ＤＬにおけるデータ送信に用いる変調方式等を選択するＭＣＳ制御を行う。
また、本実施例における基地局２０は、端末３０が測定した受信データのエラーレートを端末３０にフィードバックさせ、端末３０が測定したエラーレートに基づいてＭＣＳアウターループ制御を行う。ＭＣＳアウターループ制御では、端末３０が測定したエラーレートに基づいて、端末３０における受信データのエラーレートが目標値に近づくように、変調方式等を選択するための指標が補正される。
ここで、基地局２０から端末３０へ送信されたデータが、他の通信装置から送信されたデータと衝突すると、端末３０において受信されたデータのエラーレートが上昇する。受信データのエラーレートの平均値に基づいて、ＤＬにおけるＭＣＳアウターループ制御が行われるとすれば、データの衝突が発生していない状態でも、低い伝送レートの変調方式等が選択されてしまう。これにより、ＤＬにおける伝送レートが低下してしまう。
これを回避するために、本実施例の基地局２０は、端末３０が基地局２０から受信したデータの内、衝突データと非衝突データとを識別する。そして、端末３０は、非衝突データを用いてエラーレートを算出し、算出したエラーレートを基地局２０にフィードバックする。基地局２０は、端末３０からフィードバックされたエラーレートに基づいて、ＤＬにおけるＭＣＳアウターループ制御を実行する。これにより、データの衝突が発生していない状態におけるＤＬのスループットを向上させることができ、全体としてＤＬのスループットを向上させることができる。
［基地局２０］
図１３は、実施例３における基地局２０の一例を示すブロック図である。なお、以下に説明する点を除き、図１３において、図３と同一の符号を付した要素は、図３において説明した要素と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施例における基地局２０は、下りリンク管理部２５１を有し、上りリンク管理部２０２、判定部２０７、閾値算出部２０８、およびＳＩＲ測定部２０９を有しない点が、実施例１における基地局２０と異なる。
エラーレート算出部２０６は、基地局２０から端末３０へＤＬにおいて送信されたデータに対する応答信号を復号部２３１から受信する。エラーレート算出部２０６は、非衝突データについての応答信号に基づいて、端末３０における受信データのエラーレートを算出する。そして、エラーレート算出部２０６は、算出したエラーレートを下りリンク管理部２５１へ出力する。
応答信号には、受信成功を示すＡＣＫ（ACKnowledgement）または受信失敗を示すＮＡＣＫ（Negative ACKnowledgement）が含まれる。また、応答信号には、端末３０において受信されたデータが衝突データであるか否かを示す衝突情報が含まれる。本実施例において、応答信号には、ＡＣＫまたはＮＡＣＫの別を示すエラービットと、衝突データであるか否かを示す衝突ビットの合計２ビットが含まれる。なお、他の例として、応答信号には、ＡＣＫ、非衝突データについてのＮＡＣＫ、および、衝突データについてのＮＡＣＫの３つの状態を識別する２ビットの情報が含まれていてもよい。
衝突率算出部２０５は、基地局２０から端末３０へＤＬにおいて送信されたデータに対する応答信号を復号部２３１から受信する。衝突率算出部２０５は、応答信号に基づいて、基地局２０から端末３０へＤＬにおいて送信されたデータに対する衝突データの割合を算出する。そして、衝突率算出部２０５は、算出した衝突率を下りリンク管理部２５１へ出力する。
下りリンク管理部２５１は、端末３０へ送信するデータが発生した場合に、ＤＬにおけるデータ送信に用いられるアンライセンスドバンドのリソース等を指示するＤＬアサインメントを作成する。そして、下りリンク管理部２５１は、作成したＤＬアサインメントを、多重部２２３へ出力する。
また、下りリンク管理部２５１は、端末３０にＤＬアサインメントを送信した後の所定のタイミング（例えば３サブフレーム後）に、キャリアセンス部２５０から出力された判定結果に基づいて、アンライセンスドバンドにおいてＬＢＴを実行する。そして、アンライセンスドバンドのアイドルを検出した場合、下りリンク管理部２５１は、予約信号を生成し、生成した予約信号を多重部２１３へ出力する。
また、下りリンク管理部２５１は、ＤＬのＳＩＲを示す指標に対応付けて、変調方式および符号化率の組み合わせを格納した対応表を保持する。下りリンク管理部２５１は、端末３０によって測定されたＤＬのＳＩＲを示す指標（例えばＣＱＩ：Channel Quality Indicator）を含む受信データを復号部２３１から受信する。そして、下りリンク管理部２５１は、受信した指標に基づいて、ＤＬにおいて端末３０へのデータ送信に用いられる変調方式等を選択するＭＣＳ制御を行う。
例えば、下りリンク管理部２５１は、対応表を参照し、受信データ毎に端末３０から受信した指標に基づいて、該指標に対応付けられた変調方式および符号化率を選択する。そして、下りリンク管理部２５１は、選択した変調方式を指示する制御信号を符号化部２１１へ出力し、選択した符号化率を指示する制御信号を変調部２１２へ出力する。
また、下りリンク管理部２５１は、エラーレート算出部２０６によって算出されたエラーレートに基づいて、変調方式等を選択するための指標を補正するＭＣＳアウターループ制御を実行する。下りリンク管理部２５１は、例えば、エラーレート算出部２０６が算出したエラーレートが目標値よりも高いか否かに応じて、端末３０から受信した指標の値に加算するＭＣＳオフセットの値を調整する。
また、下りリンク管理部２５１は、衝突率算出部２０５から出力された衝突率が、エラーレートの目標値を下回るように、ＣＷサイズまたはキャリアセンス閾値の少なくともいずれか一方を制御する。例えば、下りリンク管理部２５１は、衝突率算出部２０５から出力された衝突率が、エラーレートの目標値よりも大きい場合、ＣＷサイズを長くするか、あるいは、キャリアセンス閾値を低くするようにキャリアセンス部２５０に指示を行う。
［端末３０］
図１４は、実施例３における端末３０の一例を示すブロック図である。なお、以下に説明する点を除き、図１４において、図６と同一の符号を付した要素は、図６において説明した要素と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施例における端末３０は、ＳＩＲ測定部３５０、閾値算出部３５１、および判定部３５２を有する点が、実施例１における端末３０とは異なる。
ＳＩＲ測定部３５０は、復調部３２５から出力された受信信号に基づいて、基地局２０から受信したデータ毎のＳＩＲを測定する。そして、ＳＩＲ測定部３５０は、受信データ毎に算出したＳＩＲを、閾値算出部３５１および判定部３５２へ出力する。なお、ＳＩＲ測定部３５０によるＳＩＲの算出方法は、実施例１において説明したＳＩＲ測定部２０９によるＳＩＲの算出方法と同様であるため、説明を省略する。
閾値算出部３５１は、ＳＩＲ測定部３５０によって受信データ毎に算出されたＳＩＲの分布に基づいて、受信データが衝突データか非衝突データかを判定するための閾値であるＳＩＲ閾値を算出する。そして、閾値算出部３５１は、算出したＳＩＲ閾値を判定部３５２へ出力する。なお、閾値算出部３５１によるＳＩＲ閾値の算出方法は、実施例１において説明した閾値算出部２０８によるＳＩＲ閾値の算出方法と同様であるため、説明を省略する。
また、本実施例における閾値算出部３５１も、実施例１における閾値算出部２０８と同様に、例えば、運用開始前および運用開始後の所定のタイミングでＳＩＲ閾値の算出処理を実行する。例えば、基地局２０の下りリンク管理部２５１は、ＬＢＴに用いるＣＷサイズを、設定可能な最長の値に設定し、端末３０へＤＬアサインメントを送信する。そして、下りリンク管理部２５１は、ＬＢＴを実行し、アンライセンスドバンドに予約信号を送信する。端末３０のＳＩＲ測定部３５０は、復調部３２５からの出力に基づいて、アンライセンスドバンドにおいて基地局から受信したデータのＳＩＲを測定する。そして、閾値算出部３５１は、所定数（例えば数千〜数万個）のデータについてＳＩＲが測定された場合に、受信データ毎に算出されたＳＩＲの分布に基づいてＳＩＲ閾値を算出する。また、例えば、基地局２０の下りリンク管理部２５１が、衝突率算出部２０５から出力された衝突率に基づいて、ＣＷサイズまたはキャリアセンス閾値の少なくともいずれか一方を変更した場合、閾値算出部３５１は、ＳＩＲ閾値の算出処理を実行する。
判定部３５２は、受信データ毎に、ＳＩＲ測定部３５０によって算出されたＳＩＲと、閾値算出部３５１によって算出されたＳＩＲ閾値とを比較することにより、受信データが衝突データであるか非衝突データであるかを判定する。そして、判定部３５２は、受信データ毎の判定結果を上りリンク管理部３０５へ出力する。
復号部３０１は、アンライセンスドバンド受信部３２０から出力された受信信号から受信データを復号し、受信データのエラーを判定する。そして、復号部３０１は、受信データ毎のエラー判定結果を上りリンク管理部３０５へ出力する。
上りリンク管理部３０５は、アンライセンスドバンドにおいて受信したデータ毎に、復号部３０１からエラー判定の結果を受信する。そして、上りリンク管理部３０５は、受信したデータ毎に、エラー判定結果に基づいて、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを示すエラービットの値を決定する。
また、上りリンク管理部３０５は、アンライセンスドバンドにおいて受信したデータ毎に、衝突データであるか否かを示す判定結果を判定部３５２から受信する。そして、上りリンク管理部３０５は、受信したデータ毎に、衝突データであるか否かを示す判定結果に基づいて、衝突データか否かを示す衝突ビットの値を決定する。
そして、上りリンク管理部３０５は、受信データに対する応答信号の送信タイミングにおいて、エラービットおよび衝突ビットを含む応答信号を、多重部３３５へ出力する。これにより、受信データに対する応答信号の送信タイミングにおいて、エラービットおよび衝突ビットを含む応答信号が、アンライセンスドバンドにおいて基地局２０へ送信される。
［端末３０の動作］
図１５は、実施例３における端末３０の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、ＳＩＲ測定部３５０は、復調部３２５からの出力に基づいて、アンライセンスドバンドにおいて基地局２０からデータを受信したか否かを判定する（Ｓ４００）。アンライセンスドバンドにおいて基地局２０からデータを受信した場合（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、ＳＩＲ測定部３５０は、受信したデータのＳＩＲを測定する（Ｓ４０１）。そして、ＳＩＲ測定部３５０は、ＳＩＲの測定結果を判定部３５２へ出力する。
判定部３５２は、ＳＩＲ測定部３５０から出力されたＳＩＲの測定値と、閾値算出部３５１によって算出されたＳＩＲ閾値とに基づいて、基地局２０から受信したデータが衝突データか否かを判定する（Ｓ４０２）。本実施例において、判定部３５２は、受信データ毎に、ＳＩＲ測定部３５０によって算出されたＳＩＲがＳＩＲ閾値以上の場合に、受信データが非衝突データであると判定する。一方、判定部３５２は、ＳＩＲ測定部３５０によって算出されたＳＩＲがＳＩＲ閾値未満の場合に、受信データが衝突データであると判定する。
判定部３５２が、受信データを非衝突データと判定した場合（Ｓ４０２：Ｎｏ）、上りリンク管理部３０５は、復号部３０１による判定結果に基づいて、受信したデータが受信エラーと判定されたか否かを判定する（Ｓ４０３）。受信したデータが受信エラーと判定された場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、上りリンク管理部３０５は、ＮＡＣＫを示すエラービットと、非衝突データであることを示す衝突ビットとを含む応答信号を作成する。そして、上りリンク管理部３０５は、作成した応答信号を、アンライセンスドバンド送信部３３０を介して基地局２０へ送信する（Ｓ４０４）。そして、ＳＩＲ測定部３５０は、再びステップＳ４００に示した処理を実行する。一方、受信したデータが受信エラーと判定されなかった場合（Ｓ４０３：Ｎｏ）、上りリンク管理部３０５は、ＡＣＫを示すエラービットと、非衝突データであることを示す衝突ビットとを含む応答信号を作成する。そして、上りリンク管理部３０５は、作成した応答信号を、アンライセンスドバンド送信部３３０を介して基地局２０へ送信する（Ｓ４０５）。そして、ＳＩＲ測定部３５０は、再びステップＳ４００に示した処理を実行する。
一方、判定部３５２が、受信データを衝突データと判定した場合（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、上りリンク管理部３０５は、復号部３０１による判定結果に基づいて、受信したデータが受信エラーと判定されたか否かを判定する（Ｓ４０６）。受信したデータが受信エラーと判定された場合（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、上りリンク管理部３０５は、ＮＡＣＫを示すエラービットと、衝突データであることを示す衝突ビットとを含む応答信号を作成する。そして、上りリンク管理部３０５は、作成した応答信号を、アンライセンスドバンド送信部３３０を介して基地局２０へ送信する（Ｓ４０７）。そして、ＳＩＲ測定部３５０は、再びステップＳ４００に示した処理を実行する。一方、受信したデータが受信エラーと判定されなかった場合（Ｓ４０６：Ｎｏ）、上りリンク管理部３０５は、ＡＣＫを示すエラービットと、衝突データであることを示す衝突ビットとを含む応答信号を作成する。そして、上りリンク管理部３０５は、作成した応答信号を、アンライセンスドバンド送信部３３０を介して基地局２０へ送信する（Ｓ４０８）。そして、ＳＩＲ測定部３５０は、再びステップＳ４００に示した処理を実行する。
［ＭＣＳアウターループ制御］
次に、基地局２０によって実行されるＤＬにおけるＭＣＳアウターループ制御について説明する。図１６は、ＤＬにおけるＭＣＳアウターループ制御の一例を示すフローチャートである。
まず、エラーレート算出部２０６は、復号部２３１から出力された受信データに基づいて、アンライセンスドバンドにおいて端末３０から応答信号を受信したか否かを判定する（Ｓ５００）。応答信号を受信した場合（Ｓ５００：Ｙｅｓ）、エラーレート算出部２０６は、応答信号に含まれる衝突ビットを参照して、衝突データと判定された受信データに対する応答信号か否かを判定する（Ｓ５０１）。応答信号を受信していない場合（Ｓ５００：Ｎｏ）、または、衝突データと判定された受信データに対する応答信号を受信した場合（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、エラーレート算出部２０６は、再びステップＳ５００に示した処理を実行する。
一方、非衝突データと判定された受信データに対する応答信号を受信した場合（Ｓ５０１：Ｎｏ）、エラーレート算出部２０６は、非衝突データについての応答信号に基づいて、端末３０における受信データのエラーレートとしてＢＬＥＲを算出する（Ｓ５０２）。そして、エラーレート算出部２０６は、算出したＢＬＥＲを下りリンク管理部２５１へ出力する。
次に、下りリンク管理部２５１は、エラーレート算出部２０６が算出したエラーレートに基づいて、ＤＬにおける変調方式等を選択するための指標を補正するためのＭＣＳオフセットを更新する（Ｓ５０３）。そして、エラーレート算出部２０６は、再びステップＳ５００に示した処理を実行する。
以上、実施例３について説明した。上記説明から明らかなように、本実施例の無線通信システム１０によれば、基地局２０によって所定周波数の帯域の空きが検出された後に、基地局２０が該帯域を使って端末３０へデータ送信を行う場合に、ＤＬにおけるスループットを向上させることができる。
［ハードウェア］
上述した実施例における基地局２０および端末３０は、例えば図１７に示す無線通信装置７０によって実現することができる。図１７は、基地局２０または端末３０の機能を実現する無線通信装置７０の一例を示す図である。無線通信装置７０は、例えば、メモリ７１、プロセッサ７２、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ）７３、乗算器７４、アンプ７５、発振器７６、デジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）７７、乗算器７８、アンプ７９、およびアンテナ８０を有する。また、無線通信装置７０は、この他に、外部の通信装置との間で有線通信を行うインタフェースを備えていてもよい。
アンテナ８０は、無線信号を受信し、受信した信号をアンプ７５へ出力する。また、アンテナ８０は、アンプ７９から出力された信号を外部へ送信する。アンプ７５は、アンテナ８０が受信した信号を増幅し、増幅した信号を乗算器７４へ出力する。乗算器７４は、アンプ７５から出力された信号と、発振器７６から出力されたクロック信号とを乗算することにより、受信信号の周波数を高周波帯からベースバンドへ変換する。そして、乗算器７４は、周波数変換した信号をアナログデジタル変換器７３へ出力する。アナログデジタル変換器７３は、乗算器７４から出力されたアナログの受信信号をデジタルの受信信号に変換し、変換後の受信信号をプロセッサ７２へ出力する。
プロセッサ７２は、無線通信装置７０全体の制御を行う。プロセッサ７２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより実現することができる。プロセッサ７２は、アナログデジタル変換器７３から出力された信号の受信処理を行う。また、プロセッサ７２は、送信信号を生成し、生成した送信信号をデジタルアナログ変換器７７へ出力する。
メモリ７１には、例えばメインメモリおよび補助メモリが含まれる。メインメモリは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。メインメモリは、プロセッサ７２のワークエリアとして使用される。補助メモリは、例えば磁気ディスクやフラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助メモリには、プロセッサ７２を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリに記憶されたプログラムは、メインメモリにロードされてプロセッサ７２によって実行される。
デジタルアナログ変換器７７は、プロセッサ７２から出力されたデジタルの送信信号をアナログの送信信号に変換し、変換後の送信信号を乗算器７８へ出力する。乗算器７８は、デジタルアナログ変換器７７によって変換された送信信号を、発振器７６から出力されたクロック信号と乗算することにより、送信信号の周波数をベースバンドから高周波帯へ変換する。そして、乗算器７８は、周波数変換した送信信号をアンプ７９へ出力する。アンプ７９は乗算器７８から出力された信号を増幅し、増幅後の送信信号をアンテナ８０を介して外部へ送信する。
発振器７６は、所定周波数のクロック信号（連続波の交流信号）を生成する。そして、発振器７６は、生成したクロック信号を乗算器７４および乗算器７８へ出力する。
無線通信装置７０が図３、１０、又は１３に例示した基地局２０として機能する場合、図３、１０、又は１３のアンテナ２１６、２２６、２３５、及び２４５は、例えばアンテナ８０により実現することができる。また、図３、１０、又は１３に例示した無線処理部２１５、２２５、２３４、及び２４４は、例えばアナログデジタル変換器７３、乗算器７４、アンプ７５、発振器７６、デジタルアナログ変換器７７、乗算器７８、およびアンプ７９により実現することができる。また、図３、１０、又は１３に例示したその他の構成は、例えばプロセッサ７２およびメモリ７１により実現することができる。
無線通信装置７０が図６、１１、又は１４に例示した端末３０として機能する場合、図６、１１、又は１４に例示したアンテナ３００は、例えばアンテナ８０により実現することができる。また、図６、１１、又は１４に例示した無線処理部３１１、３２１、３３１、および３４１は、例えばアナログデジタル変換器７３、乗算器７４、アンプ７５、発振器７６、デジタルアナログ変換器７７、乗算器７８、及びアンプ７９により実現することができる。また、図６、１１、又は１４に例示したその他の構成は、例えばプロセッサ７２およびメモリ７１により実現することができる。
［その他］
上記した各実施例において、ＳＩＲ閾値の算出処理は、例えば、衝突率が目標ＢＬＥＲを下回るように、ＬＢＴにおけるＣＷサイズ等が変更された場合に実行されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、衝突率が目標ＢＬＥＲを下回っている状態においても、所定の期間毎にＳＩＲ閾値の算出処理が実行されてもよい。これにより、基地局２０の移動や伝搬環境の変動等に対応したより適切なＳＩＲ閾値を算出することができる。
また、上記した実施例３において、端末３０は、エラービットと衝突ビットを含む応答信号を基地局２０へ送信し、基地局２０は、非衝突データについて、端末３０における受信データのエラーレートを算出するが、開示の技術はこれに限られない。例えば、端末３０は、所定数の非衝突データ毎に、受信データのエラーレートを算出し、算出したエラーレートを基地局２０へ送信してもよい。この場合、基地局２０は、端末３０から送信されたエラーレートに基づいて、ＭＣＳアウターループ制御を実行する。
なお、上記した実施例に示した構成要素は、各装置の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて機能別に区分したものである。そのため、構成要素の区分方法やその名称によって、開示の技術が制限されることはない。上記実施例に示した各装置の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に区分することもできるし、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように区分することもできる。また、それぞれの処理は、ソフトウェアによる処理として実現されてもよく、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の専用のハードウェアにより実現されてもよい。
２０ 基地局
２０２ 上りリンク管理部
２０６ エラーレート算出部
２０７ 判定部
２０８ 閾値算出部
２０９ ＳＩＲ測定部
２３０ アンライセンスドバンド受信部
２５０ キャリアセンス部

Claims (12)

  1. 所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが前記帯域を使って無線通信を行う無線通信システムに用いられる前記基地局において、
    前記帯域において前記端末から送信されたデータを受信する受信部と、
    前記受信部が受信したデータが、前記帯域において他の通信装置から送信された信号と同時に前記端末から送信されたデータである衝突データであるか、前記衝突データではない非衝突データであるかを判定する判定部と、
    前記受信部が受信したデータの中で、前記判定部によって非衝突データと判定されたデータに基づいて、エラーレートを算出する算出部と、
    前記エラーレートに基づいて、前記端末がデータを送信する際の変調方式および符号化率の選択に用いられる指標を補正する補正部と
    を有することを特徴とする基地局。
  2. 前記受信部が受信したデータ毎にＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を測定する測定部と、
    前記受信部が受信したデータのＳＩＲの分布に基づいて、前記衝突データのＳＩＲと前記非衝突データのＳＩＲとの境界となるＳＩＲ閾値を算出する閾値算出部と
    を有し、
    前記判定部は、
    前記受信部が受信したデータの内、ＳＩＲが前記ＳＩＲ閾値以上であるデータを前記非衝突データと判定し、ＳＩＲが前記ＳＩＲ閾値未満であるデータを前記衝突データと判定することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  3. キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、
    前記キャリアセンス部によって前記帯域がアイドルと判定された場合に、前記端末にデータの送信を指示する指示部と、
    前記受信部が受信したデータに対する前記衝突データの割合を示す衝突率を算出する衝突率算出部と、
    前記衝突率が目標となるエラーレートを下回るように、前記キャリアセンス部によって用いられるキャリアセンス閾値またはＣＷ（Contention Window）サイズの少なくともいずれか一方を変更する変更部と
    を有することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  4. 前記受信部が受信したデータに対する前記衝突データの割合を示す衝突率を算出する衝突率算出部と、
    前記衝突率が目標となるエラーレートを下回るように、前記端末に、前記端末によるキャリアセンスの際に用いられるキャリアセンス閾値またはＣＷサイズの少なくともいずれか一方の変更を指示する指示部と
    を有することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  5. 所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが前記帯域を使って無線通信を行う無線通信システムに用いられる前記基地局において、
    前記帯域において前記端末へデータを送信する送信部と、
    前記送信部が送信したそれぞれのデータについて、前記帯域において他の通信装置から送信された信号と同時に前記送信部から送信されたデータである衝突データであるか、前記衝突データではない非衝突データであるかを示す情報を前記端末から受信する受信部と、
    前記受信部が受信した前記非衝突データに関する情報に基づいて、前記端末が受信したデータのエラーレートを算出する算出部と、
    前記エラーレートに基づいて、前記送信部がデータを送信する際の変調方式および符号化率の選択に用いられる指標を補正する補正部と
    を有することを特徴とする基地局。
  6. キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、
    前記端末が受信したデータに対する前記衝突データの割合を示す衝突率を算出する衝突率算出部と、
    前記衝突率が目標となるエラーレートを下回るように、前記キャリアセンス部によって用いられるキャリアセンス閾値またはＣＷサイズの少なくともいずれか一方を変更する変更部と
    を有することを特徴とする請求項５に記載の基地局。
  7. 所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが前記帯域を使って無線通信を行う無線通信システムに用いられる前記端末において、
    前記帯域において前記基地局から送信されたデータを受信する受信部と、
    前記受信部が受信したデータが、前記帯域において他の通信装置から送信された信号と同時に前記基地局から送信されたデータである衝突データであるか、前記衝突データではない非衝突データであるかを判定する判定部と、
    前記受信部が受信したそれぞれのデータについて、前記衝突データまたは前記非衝突データのいずれあるかを示す情報を前記基地局へ送信する送信部と
    を有することを特徴とする端末。
  8. 前記受信部が受信したデータ毎にＳＩＲを測定する測定部と、
    前記受信部が受信したデータのＳＩＲの分布に基づいて、前記衝突データのＳＩＲと前記非衝突データのＳＩＲとの境界となるＳＩＲ閾値を算出する閾値算出部と
    を有し、
    前記判定部は、
    前記受信部が受信したデータの内、ＳＩＲが前記ＳＩＲ閾値以上であるデータを前記非衝突データと判定し、ＳＩＲが前記ＳＩＲ閾値未満であるデータを前記衝突データと判定することを特徴とする請求項７に記載の端末。
  9. 基地局と端末とを有し、所定周波数の帯域の空きを検出した後に前記基地局と前記端末とが前記帯域を使って無線通信を行う無線通信システムにおいて、
    前記基地局は、
    前記帯域において前記端末へデータを送信する第１の送信部と、
    前記第１の送信部が送信したそれぞれのデータについて、前記帯域において他の通信装置から送信された信号と同時に前記第１の送信部が送信したデータである衝突データであるか、前記衝突データではない非衝突データであるかを示す情報を前記端末から受信する第１の受信部と、
    前記第１の受信部が受信した前記非衝突データに関する情報に基づいて、前記端末が受信したデータのエラーレートを算出する算出部と、
    前記エラーレートに基づいて、前記第１の送信部がデータを送信する際の変調方式および符号化率の選択に用いられる指標を補正する補正部と
    を有し、
    前記端末は、
    前記帯域において前記基地局から送信されたデータを受信する第２の受信部と、
    前記第２の受信部が受信したデータが、前記衝突データまたは前記非衝突データのいずれであるかを判定する判定部と、
    前記第２の受信部が受信したそれぞれのデータについて、前記衝突データまたは前記非衝突データのいずれあるかを示す情報を前記基地局へ送信する第２の送信部と
    を有することを特徴とする無線通信システム。
  10. 所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが前記帯域を使って無線通信を行う無線通信システムに用いられる前記基地局が、
    前記帯域において前記端末から送信されたデータを受信し、
    受信したデータが、他前記帯域において他の通信装置から送信された信号と同時に前記端末から送信されたデータである衝突データであるか、前記衝突データではない非衝突データであるかを判定し、
    受信したデータの中で、非衝突データと判定したデータに基づいて、エラーレートを算出し、
    前記エラーレートに基づいて、前記端末がデータを送信する際の変調方式および符号化率の選択に用いられる指標を補正する
    処理を実行することを特徴とする基地局の制御方法。
  11. 所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが前記帯域を使って無線通信を行う無線通信システムに用いられる前記基地局が、
    前記帯域において前記端末へデータを送信し、
    前記端末へ送信したそれぞれのデータについて、前記帯域において他の通信装置から送信された信号と同時に前記基地局から送信されたデータである衝突データであるか、前記衝突データではない非衝突データであるかを示す情報を前記端末から受信し、
    受信した前記非衝突データに関する情報に基づいて、前記端末が受信したデータのエラーレートを算出し、
    前記エラーレートに基づいて、前記端末へデータを送信する際の変調方式および符号化率の選択に用いられる指標を補正する
    処理を実行することを特徴とする基地局の制御方法。
  12. 所定周波数の帯域の空きを検出した後に基地局と端末とが前記帯域を使って無線通信を行う無線通信システムに用いられる前記端末が、
    前記帯域において前記基地局から送信されたデータを受信し、
    受信したデータが、前記帯域において他の通信装置から送信された信号と同時に前記基地局から送信されたデータである衝突データであるか、前記衝突データではない非衝突データであるかを判定し、
    受信したそれぞれのデータについて、前記衝突データまたは前記非衝突データのいずれあるかを示す情報を前記基地局へ送信する
    処理を実行することを特徴とする端末の制御方法。
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