JP6425017B2 - 無線通信方法及び無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信方法及び無線通信装置に関する。

従来、通信装置は、様々な通信規格に従って、他の通信装置との間で通信する。通信規格は、例えば、通信装置が置かれる環境や通信用途により定められる。通信規格の主な指標は、無線信号が伝送される伝送速度や伝送距離である。

従来、既存の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格を利用して、他の新しい無線ＬＡＮ規格の作成が行われることが知られている（非特許文献１参照）。
非特許文献１では、無線ＬＡＮデバイスを駆動するクロック周波数を１／２、１／４にダウンクロックする方式により、新たな無線ＬＡＮ規格が作成される。これにより、所望の伝送速度や伝送距離が得られる通信規格が作成される。

山本高至、守倉正博、「数万端末競合環境を実現するＭ２Ｍ無線アクセスネットワーク」、電子情報通信学会誌、２０１３年５月１日、Ｖｏｌ．９６、Ｎｏ．５、Ｐ３３０−Ｐ３３５

非特許文献１〜３に記載された無線ＬＡＮ規格の生成方法では、無線信号の最大伝送距離を動的に変更することが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、無線信号の最大伝送距離を動的に変更できる無線通信方法及び無線通信装置を提供する。

本発明の無線通信方法は、所定の無線通信規格に従って基地局と無線通信する無線通信装置における無線通信方法であって、前記無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、第１のクロック周波数を設定する第１の設定ステップと、前記第１のクロック周波数を用いて、前記基地局との間で、第２のクロック周波数を導出する第１の通信シーケンスを実行する第１のシーケンス実行ステップと、前記無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、前記第１の通信シーケンスにおいて導出された前記第２のクロック周波数を設定する第２の設定ステップと、前記第２のクロック周波数を用いて、前記基地局との間で、前記第１の通信シーケンスに後続し、データ通信を行う第２の通信シーケンスを実行する第２のシーケンス実行ステップと、を有し、前記基地局が第１の最大伝送距離を有する第１の基地局である場合、前記第１の基地局との間で、前記第１の設定ステップ、前記第１のシーケンス実行ステップ、前記第２の設定ステップおよび前記第２のシーケンス実行ステップを実行し、前記所定の無線通信規格に従って、前記第１の最大伝送距離よりも大きい第２の最大伝送距離を有する第２の基地局との間で、前記第１の最大伝送距離よりも大きい伝送距離で無線通信する場合、前記第１のシーケンス実行ステップにおいて、前記第１のクロック周波数を用いて、前記第１の通信シーケンスを実行し、前記第２の設定ステップにおいて、送信電力が前記所定の無線通信規格における最大値以下の所定値となる条件の下で、前記第２のクロック周波数を、前記第１の基地局と無線通信する場合よりも低く設定し、前記第２のシーケンス実行ステップにおいて、前記第２の基地局との間で、前記第１の通信シーケンスに後続し、データ通信を行う第２の通信シーケンスを実行する。

本発明の無線通信装置は、所定の無線通信規格に従って基地局と無線通信する無線通信装置であって、当該無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、第１のクロック周波数を設定し、前記第１のクロック周波数から変更して第２のクロック周波数を設定する設定部と、前記第１のクロック周波数を用いて、前記基地局との間で、第２のクロック周波数を導出する第１の通信シーケンスに係る第１のデータを通信し、前記第２のクロック周波数を用いて、前記基地局との間で、前記第１の通信シーケンスに後続してデータ通信する第２の通信シーケンスに係る第２のデータを通信する通信部と、前記第１のデータに基づいて、前記第２のクロック周波数を導出する導出部と、を備え、前記基地局が第１の最大伝送距離を有する第１の基地局である場合、前記通信部は、前記第１の基地局との間で、前記第１の通信シーケンスに係る前記第１のデータを通信し、前記第１のデータに基づいて導出された前記第２のクロック周波数を用いて、前記第２の通信シーケンスに係る前記第２のデータを通信し、前記所定の無線通信規格に従って、前記第１の最大伝送距離よりも大きい第２の最大伝送距離を有する第２の基地局との間で、前記第１の最大伝送距離よりも大きい伝送距離で無線通信する場合、前記通信部は、前記第１のクロック周波数を用いて、前記第２の基地局との間で、前記第１のデータを通信し、前記設定部は、送信電力が前記所定の無線通信規格における最大値以下の所定値となる条件の下で、前記第２のクロック周波数を、前記第１の基地局と無線通信する場合よりも低く設定し、前記通信部は、さらに、前記第２の基地局との間で、前記第２のデータを通信する。

本発明によれば、無線信号の伝送距離を動的に変更できる。

第１の実施形態における無線通信システムの構成例を示すブロック図 第１の実施形態における端末の構成例をブロック図 第１の実施形態における基地局装置の構成例を示すブロック図 （Ａ），（Ｂ）第１の実施形態における無線通信システムが扱う無線信号の周波数帯域幅と電力密度の関係の一例を示す模式図 （Ａ）〜（Ｃ）第１の実施形態における無線信号のフレームフォーマットの一例を示す模式図 （Ａ），（Ｂ）第１の実施形態における無線通信システムの第１適用例を説明するための模式図 （Ａ），（Ｂ）第１の実施形態における無線通信システムの第２適用例を説明するための模式図 （Ａ），（Ｂ）第１の実施形態における無線通信システムの第３適用例を説明するための模式図 （Ａ）〜（Ｃ）第１の実施形態における無線通信システムの第４適用例を説明するための模式図 第１の実施形態における無線通信システムによる第１動作例を示すシーケンス図 第１の実施形態における無線通信システムによる第２動作例を示すシーケンス図 第１の実施形態における無線通信システムによる第３動作例を示すシーケンス図 第２の実施形態における基地局装置の構成例を示すブロック図 第２の実施形態における無線通信システムによる動作例を示すシーケンス図

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

（本発明の一形態を得るに至った経緯）
無線通信において、例えば、所定の伝送速度（例えば３Ｍｂｐｓ）を満たせばよい、所定の伝送距離（例えば２００ｍ）を満たせばよい、という条件がある場合、伝送速度及び伝送距離のいずれか一方を満たせないことがよくある。そのため、所定の伝送速度及び伝送距離の双方を満たすために、様々な通信規格が乱立している。

近年、伝送速度を高くすることで、音声データや画像データの高品質化を実現する通信システムが多数存在する。一方、制御信号やセンサによる検知情報の通信のように、伝送速度を比較的低くしても支障が少ない通信も存在する。伝送速度を低くしても支障が少ない場合、伝送速度を多少犠牲にして、伝送距離を延長することが好ましい状況があり得る。

非特許文献１では、伝送速度や伝送距離を変更するために、例えばＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ａｃからＩＥＥＥ８０２．１１ｐへ、無線ＬＡＮ規格を変更する必要があった。従って、伝送距離を変更する度に無線ＬＡＮ規格が変更となるので、一度採用された無線ＬＡＮ規格を動的に変更することが困難であり、伝送距離を動的に変更することが困難であった。

以下、無線信号の伝送距離を動的に変更できる無線通信方法及び無線通信装置について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における無線通信システム１０の構成例を示すブロック図である。無線通信システム１０は、１台以上の端末１００及び１台以上の基地局装置２００を備える。端末１００及び基地局装置２００は、ネットワークを介して接続される。端末１００及び基地局装置２００は、無線通信装置の一例である。

端末１００及び基地局装置２００は、所定の無線通信規格に従って、無線通信する。無線通信規格は、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、無線ＬＡＮ、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を含む。

図２は、端末１００の構成例を示すブロック図である。端末１００は、ＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）部１０１、送信用ベースバンド信号処理部１０２、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０３、変調部１０４、アップコンバータ１０５、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１０６、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１０７、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０８、及びアンテナ１０９を備える。端末１００は、ＢＰＦ１１０、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１１１、ダウンコンバータ１１２、復調部１１３、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１１４、受信用ベースバンド信号処理部１１５、及びＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）部１１６を備える。端末１００は、通信制御用ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１７、クロック生成部１１８、及び水晶発振器１１９を備える。尚、端末１００は、ＢＰＦ１０７を備えなくてもよい。

ＩＦ部１０１は、例えば、図示しない記憶媒体、図示しない操作部、又は図示しないアプリケーションからデータ（外部データ）を取得し、送信用ベースバンド信号処理部１０２へ送る。

送信用ベースバンド信号処理部１０２は、通信制御用ＣＰＵ１１７からの制御信号に基づいて、ＩＦ部１０１からのデータに対して、ベースバンド帯域での各種の信号処理（ベースバンド信号処理）を行う。ベースバンド信号処理は、例えば、符号化処理を含む。

ＤＡＣ１０３は、ベースバンド信号処理されたデータ（デジタルデータ）を、アナログ信号に変換する。

変調部１０４は、所定の変調方式に従って、ＤＡＣ１０３からのアナログ信号を変調する。変調方式は、例えば、直交変調を含む。直交変調は、例えば、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、を含む。

アップコンバータ１０５は、変調部１０４により変調されたベースバンド帯域（ＢＢ帯域）のデータの周波数を高くし、高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域（搬送波周波数帯域）のデータを生成する。

ＰＡ１０６は、例えば、アップコンバータ１０５からの高周波帯域のデータの信号電力を増幅させ、このデータを含む送信信号の送信電力が最大値以下の所定値となるよう維持する。尚、ＰＡ１０６は、送信信号の電力密度を無線通信規格の許容範囲以内の所定値となるよう維持することもある。

ＢＰＦ１０７は、例えば、端末１００が採用する無線通信規格の通信帯域及び帯域幅に基づいて、所定の周波数範囲の信号（送信信号）を通過させ、所定の周波数範囲外の信号を遮断するようフィルタリングする。

デュプレクサ１０８は、例えば、端末１００における送信系と受信系とでアンテナ１０９を共用するための部品である。デュプレクサ１０８は、アンテナ１０９により受信された信号と、アンテナ１０９から送信される信号と、を分離する。

ＢＰＦ１１０は、例えば、端末１００が採用する無線通信規格の通信帯域及び帯域幅に基づいて、所定の周波数範囲の信号（受信信号）を通過させ、所定の周波数範囲外の信号を遮断するようフィルタリングする。

ＬＮＡ１１１は、ＢＰＦ１１０からの信号を増幅する。

ダウンコンバータ１１２は、ＬＮＡ１１１からの信号である高周波帯域の信号の周波数を低下させ、ベースバンド帯域の信号を生成する。

復調部１１３は、所定の復調方式に従って、ダウンコンバータ１１２からのベースバンド帯域のデータを復調する。復調方式は、例えば、変調方式に対応した直交復調（例えば、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ）を含む。

ＡＤＣ１１４は、復調部１１３からのデータ（アナログ信号）を、デジタルデータに変換する。

受信用ベースバンド信号処理部１１５は、ＡＤＣ１１４からのデータに対して、ベースバンド信号処理する。このベースバンド処理は、例えば、復号処理を含む。

ＩＦ部１１６は、例えば、受信用ベースバンド信号処理部１１５からのデータを、外部データとして、図示しない各種記憶媒体、各種表示媒体、又は各種アプリケーションへ送る。

通信制御用ＣＰＵ１１７は、端末１００が有する図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されたプログラムを実行することで、通信に係る各種制御を実行する。

通信制御用ＣＰＵ１１７は、例えば、端末１００と基地局装置２００とが無線通信するための呼接続シーケンスを制御する。通信制御用ＣＰＵ１１７は、例えば、呼接続シーケンスの実施後のユーザデータの通信（単にデータ通信ともいう）に係る制御を行う。通信制御用ＣＰＵ１１７は、例えば、ＨＯ（Ｈａｎｄ Ｏｖｅｒ）に係る制御を行う。

通信制御用ＣＰＵ１１７は、例えば、後述するクロック周波数を設定する設定部としての機能を有する。通信制御用ＣＰＵ１１７は、例えば、後述するクロック周波数を導出すする導出部としての機能を有する。

クロック生成部１１８は、水晶発振器１１９からのクロック源を基に、端末１００が動作するための動作クロックを生成する。クロック生成部１１８は、例えば、クロック源の周波数を所定倍（例えば２００倍）して動作クロックの周波数（クロック周波数）とする。クロック生成部１１８は、例えば、通信制御用ＣＰＵ１１７からの制御信号に基づいて、動的にクロック周波数を変更してもよい。

水晶発振器１１９は、所定の周波数（例えば１３ＭＨｚ）を有するクロック源を生成し、クロック生成部１１８へ送る。

端末１００では、ＩＦ部１０１、送信用ベースバンド信号処理部１０２、ＤＡＣ１０３、変調部１０４、アップコンバータ１０５、ＰＡ１０６、ＢＰＦ１０７、デュプレクサ１０８、及びアンテナ１０９が、送信部を形成する。また、デュプレクサ１０８、アンテナ１０９が、ＢＰＦ１１０、ＬＮＡ１１１、ダウンコンバータ１１２、復調部１１３、ＡＤＣ１１４、受信用ベースバンド信号処理部１１５、及びＩＦ部１１６が、受信部を構成する。この送信部と受信部とが、端末１００の通信部を形成する。端末１００の通信部による通信は、通信制御用ＣＰＵ１１７により制御される。

図３は、基地局装置２００の構成例を示すブロック図である。基地局装置２００は、ＩＦ部２０１、送信用ベースバンド信号処理部２０２、ＤＡＣ２０３、変調部２０４、アップコンバータ２０５、ＰＡ２０６、ＢＰＦ２０７、デュプレクサ２０８、及びアンテナ２０９を備える。基地局装置２００は、ＢＰＦ２１０、ＬＮＡ２１１、ダウンコンバータ２１２、復調部２１３、ＡＤＣ２１４、受信用ベースバンド信号処理部２１５、及びＩＦ部２１６を備える。基地局装置２００は、通信制御用ＣＰＵ２１７、クロック生成部２１８、及び水晶発振器２１９を備える。尚、基地局装置２００は、ＢＰＦ２０７を備えなくてもよい。

ＩＦ部２０１は、例えば、図示しない上位装置からデータを取得し、送信用ベースバンド信号処理部２０２へ送る。上位装置は、例えば、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ）、を含む。

送信用ベースバンド信号処理部２０２は、通信制御用ＣＰＵ２１７からの制御信号に基づいて、ＩＦ部２０１からのデータに対して、ベースバンド信号処理する。このベースバンド信号処理は、例えば符号化処理を含む。

ＤＡＣ２０３は、ベースバンド信号処理されたデータ（デジタルデータ）を、アナログ信号に変換する。

変調部２０４は、所定の変調方式に従って、ＤＡＣ２０３からのアナログ信号を変調する。変調方式は、例えば、直交変調を含む。直交変調は、例えば、ＱＰＳＫ、ＱＡＭを含む。

アップコンバータ２０５は、変調部２０４により変調されたベースバンド帯域のデータの周波数を高くし、高周波帯域のデータを生成する。

ＰＡ２０６は、例えば、アップコンバータ２０５からの高周波帯域のデータの信号電力を増幅させ、このデータを含む送信信号の送信電力が略一定となるよう維持する。なおＰＡ２０６は、送信信号の電力密度が略一定となるよう維持してもよい。

ＢＰＦ２０７は、例えば、基地局装置２００が採用する無線通信規格の通信帯域及び帯域幅に基づいて、所定の周波数範囲の信号（送信信号）を通過させ、所定の周波数範囲外の信号を遮断するようフィルタリングする。

デュプレクサ２０８は、例えば、基地局装置２００における送信系と受信系とでアンテナ２０９を共用するための部品である。デュプレクサ２０８は、アンテナ２０９により受信された信号と、アンテナ２０９から送信される信号と、を分離する。

ＢＰＦ２１０は、例えば、基地局装置２００が採用する無線通信規格の通信帯域及び帯域幅に基づいて、所定の周波数範囲の信号（受信信号）を通過させ、所定の周波数範囲外の信号を遮断するようフィルタリングする。

ＬＮＡ２１１は、ＢＰＦ２１０からの信号を増幅する。

ダウンコンバータ２１２は、ＬＮＡ２１１からの信号である高周波帯域の信号の周波数を低下させ、ベースバンド帯域の信号を生成する。

復調部２１３は、所定の復調方式に従って、ダウンコンバータ２１２からのベースバンド帯域のデータを復調する。復調方式は、例えば、直交変調を含む。直交変調は、例えば、ＱＰＳＫ、ＱＡＭを含む。

ＡＤＣ２１４は、復調部２１３からのデータ（アナログ信号）を、デジタルデータに変換する。

受信用ベースバンド信号処理部２１５は、ＡＤＣ２１４からのデータに対して、ベースバンド信号処理する。このベースバンド信号処理は、例えば復号処理を含む。

ＩＦ部２１６は、例えば、受信用ベースバンド信号処理部２１５からのデータを、図示しない上位装置へ送る。上位装置は、例えば、ＲＮＣ、Ｓ−ＧＷ、を含む。

通信制御用ＣＰＵ２１７は、基地局装置２００が有する図示しないＲＯＭ、ＲＡＭに記憶されたプログラムを実行することで、通信に係る各種制御を実行する。

通信制御用ＣＰＵ２１７は、例えば、端末１００と基地局装置２００とが無線通信するための呼接続シーケンスを制御する。通信制御用ＣＰＵ２１７は、例えば、呼接続シーケンスの実施後のユーザデータの通信（単にデータ通信ともいう）に係る制御を行う。通信制御用ＣＰＵ２１７は、例えば、ＨＯ（Ｈａｎｄ Ｏｖｅｒ）に係る制御を行う。

クロック生成部２１８は、水晶発振器２１９からのクロック源を基に、基地局装置２００が動作するための動作クロックを生成する。クロック生成部２１８は、例えば、クロック源の周波数を所定倍（例えば２００倍）してクロック周波数とする。クロック生成部２１８は、例えば、通信制御用ＣＰＵ２１７からの制御信号に基づいて、クロック周波数を変更してもよい。

水晶発振器２１９は、所定の周波数（例えば１３ＭＨｚ）を有するクロック源を生成し、クロック生成部２１８へ送る。

基地局装置２００では、ＩＦ部２０１、送信用ベースバンド信号処理部２０２、ＤＡＣ２０３、変調部２０４、アップコンバータ２０５、ＰＡ２０６、ＢＰＦ２０７、デュプレクサ２０８、及びアンテナ２０９が、送信部を形成する。また、デュプレクサ２０８、アンテナ２０９、ＢＰＦ２１０、ＬＮＡ２１１、ダウンコンバータ２１２、復調部２１３、ＡＤＣ２１４、受信用ベースバンド信号処理部２１５、及びＩＦ部２１６が、受信部を形成する。この送信部と受信部とが、基地局装置２００の通信部を形成する。基地局装置２００の通信部による通信は、通信制御用ＣＰＵ２１７により制御される。

次に、無線通信システム１０が扱う無線信号の周波数帯域幅と電力密度との関係について説明する。

図４（Ａ），（Ｂ）は、無線信号の周波数帯域幅と電力密度との関係の一例を示す模式図である。図４（Ａ）は、周波数帯域幅が比較的広い（例えば１０ＭＨｚ）場合を例示し、図４（Ｂ）は、周波数帯域幅が比較的狭い（例えば１ＭＨｚ）場合を例示する。

図４（Ａ），（Ｂ）では、いずれも、無線信号の通信周波数帯（キャリア周波数帯）は、例えば９００ＭＨｚ又は１．７ＧＨｚである。図４（Ａ），（Ｂ）では、いずれも、１つの無線信号の電力は、１Ｗ（ワット）である。

つまり、送信電力が一定であれば、無線信号の周波数帯域幅が広くなると電力密度が小さくなり、無線信号の周波数帯域幅が狭くなると電力密度が大きくなる。無線信号が通信された場合の最大伝送距離は、電力密度の大きさに比例する。従って、無線信号が通信される周波数帯域幅が変化すると、最大伝送距離が変化する。端末１００及び基地局装置２００による送信信号の実際の伝送距離は、０〜最大伝送距離の間の距離となる。

また、クロック生成部１１８，２１８により生成されるクロック周波数が低くなると、周波数帯域幅は狭くなる。クロック周波数が高くなると、周波数帯域幅は広くなる。従って、通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、動作クロックを制御することで、最大伝送距離を制御できる。

尚、ＰＡ１０６は、例えば、送信電力を略一定に維持するＰＡ、又は、電力密度を略一定に維持するＰＡ、を含む。ＰＡ１０６が送信電力を略一定に維持する場合、例えば、無線信号の周波数帯域幅が小さくなると、周波数帯域幅に対応して電力密度が大きくなる（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。ＰＡ１０６が電力密度を略一定に維持する場合、周波数帯域幅が小さくなっても、周波数帯域幅に対応して電力密度が大きくならないので、通信制御用ＣＰＵ１１７は、例えば送信用ベースバンド信号処理部１０２又はＰＡ１０６が電力密度を無線通信規格の許容範囲内で大きくするよう制御する。送信用ベースバンド信号処理部１０２は、デジタル信号を処理し、ＰＡ１０６は、アナログ信号を処理する。

尚、送信電力の最大値を増加させない条件で周波数帯域幅を狭くすることで、システム帯域外への漏洩電力を低減できる。そのため、現時点では送信電力密度の最大値が規定されている無線通信規格においても、送信電力密度の最大値を増加できるという規格変更になれば、送信電力密度を無線通信規格の新しく規定された許容範囲内で大きくするという本実施形態の適用が可能である。

このように、通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７がクロック周波数を高くすると、周波数帯域幅が広くなり、電力密度が小さくなり、最大伝送距離が短くなり、通信可能な情報量が多くなる。一方、通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７がクロック周波数を低くすると、周波数帯域幅が狭くなり、電力密度が大きくなり、通信可能な情報量が少なくなり、最大伝送距離が長くなる。動作クロックの変更では、無線通信規格を変更することを要しない。従って、端末１００及び基地局装置２００は、採用する無線通信規格（フレームフォーマットや通信プロトコル）を変更せずに、最大伝送距離を可変できる。

また、通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７がクロック周波数を低くすることで、周波数帯域幅が狭くなり、周波数帯域幅が狭められた無線信号に隣接する周波数帯域に対する通信干渉を低減でき、通信特性を向上できる。尚、複数の通信装置（例えば、端末１００、基地局装置２００）が同じ周波数帯域を共用する場合、この通信装置が例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）通信でない場合には、各通信装置は時間軸上で同じタイミングに通信しない。

次に、端末１００及び基地局装置２００により通信される無線信号のフレームフォーマットについて説明する。

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、無線信号のフレームフォーマットの一例を示す模式図である。無線信号は、例えば送信信号及び受信信号を含む。図５（Ａ）〜（Ｃ）では、端末１００及び基地局装置２００の変調方式及び復調方式がＯＦＤＭ以外である場合、キャリア毎のフレームフォーマットを示している。端末１００及び基地局装置２００の変調方式及び復調方式がＯＦＤＭである場合、サブキャリア毎のフレームフォーマットを示している。

図５（Ａ）は、クロック周波数がｆ（Ｈｚ）である場合を例示する。図５（Ａ）では、各フレームが、オーバーヘッド領域とペイロード領域とを含む。オーバーヘッド領域は、例えば、フレームに含まれるビット数の１〜２割程度であり、例えば制御データを含む。ペイロード領域は、例えばユーザデータ等の実データを含む。

図５（Ａ）では、フレーム長が１ｍｓであることを例示しているが、フレーム長はこれに限られない。フレーム長が１ｍｓ且つ１フレームあたり１０００ｂｉｔの場合、端末１００及び基地局装置２００の最大伝送速度は、１Ｍｂｐｓとなる。端末１００及び基地局装置２００により通信される無線信号の実際の伝送速度は、０〜最大伝送速度の間の速度となる。

図５（Ｂ）は、クロック周波数が（１／４）ｆ（Ｈｚ）である場合を例示する。図５（Ｂ）では、各フレームが、図５（Ａ）と同様に、オーバーヘッド領域とペイロード領域とを含む。

図５（Ｂ）では、フレーム長が４ｍｓであることを例示しているが、フレーム長はこれに限られない。フレーム長が４ｍｓ且つ１フレームあたり１０００ｂｉｔの場合、最大伝送速度は２５０ｋｂｐｓとなる。

図５（Ｃ）は、クロック周波数が（１／１００）ｆ（Ｈｚ）である場合を例示する。図５（Ｃ）では、各フレームが、図５（Ａ），（Ｂ）と同様に、オーバーヘッド領域とペイロード領域とを含む。

図５（Ｃ）では、フレーム長が１００ｍｓであることを例示しているが、フレーム長はこれに限られない。フレーム長が１００ｍｓ且つ１フレームあたり１０００Ｂｉｔの場合、最大伝送速度は１０ｋｂｐｓとなる。

自由空間における無線信号の通信では、電力密度と最大伝送距離との関係が２乗則に従う。例えば、無線信号の電力密度の値が２桁大きくなると、伝送距離が１桁大きくなる。

端末１００及び基地局装置２００は、クロック周波数を、例えば、１／１０、１／１００に設定することで、端末１００及び基地局装置２００が使用する通信周波数帯域が狭まるので、通信干渉が発生する可能性を低減でき、伝送距離を延長できる。

例えば、端末１００及び基地局装置２００が採用する無線通信規格がＬＴＥの場合、通常時の基本動作クロック周波数は、３０．７２ＭＨｚである。最大伝送速度は、例えば、システム帯域幅、採用可能な変調方式、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）のアンテナ数に依存し、例えば５０Ｍｂｐｓである。尚、ＭＩＭＯは、複数アンテナを送受信に用いて伝送速度を増大させる技術である。

次に、無線通信システム１０の適用例について説明する。

以下の適用例及び適用例に対する比較例では、無線通信システムは、１つ以上の基地局装置（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）と１つ以上の端末Ｔを有する。ＢＳは、例えば、他のＢＳ、端末、その他の通信装置との間で、無線通信する。適用例におけるＢＳは、基地局装置２００の一例である。適用例における端末Ｔは、端末１００の一例である。なお、以下の適用例及び適用例に対する比較例は、端末間の通信に適用されてもよい。

図６（Ａ），（Ｂ）は、無線通信システム１０の第１適用例を説明するための模式図である。第１適用例では、端末Ｔが、ホワイトスペースの周波数を用いて無線通信することを考察する。ＷＳの使用可否は、例えば、使用可能なホワイトスペースの周波数の情報を管理するＷＳ（Ｗｈｉｔｅ Ｓｐａｃｅ）用ＤＢ（ＤａｔａＢａｓｅ）（不図示）に保持された情報に基づいて判断される。

図６（Ａ）は、第１適用例に対する第１比較例の無線通信システムＸ１の概要を示す模式図である。

無線通信システムＸ１では、ＢＳ（ＢＳ１，ＢＳ２，・・・）は、例えば、所定の周波数帯（例えばホワイトスペース（例えば４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ））を用いて、他のＢＳや様々なネットワークに配された通信装置との間で無線通信する。例えば、５ＧＨｚ帯などの高周波数帯の無線通信規格よりもホワイトスペース周波数帯における電波伝搬損失が小さいため、ホワイトスペースを用いる無線通信規格での最大伝送距離は比較的長く、例えば３００ｍである。つまり、ＢＳの通信可能エリアは、例えば、ＢＳを基点として半径３００ｍである。

無線通信システムＸ１は、ＢＳの通信可能エリアに、１つ以上のアクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）を有する。ＡＰ（ＡＰ１、ＡＰ２，・・・）は、例えば、所定の周波数帯（例えば５ＧＨｚ帯）を用いて、ＢＳ又は端末Ｔとの間で無線通信する。５ＧＨｚ帯を用いる無線通信規格での最大伝送距離は、例えば半径３０ｍである。つまり、ＡＰの通信可能エリアは、例えば、ＡＰを基点として半径３０ｍである。

第１比較例での無線通信システムＸ１の動作例について説明する。

例えば、端末Ｔは、５ＧＨｚ帯を利用する無線通信規格でＡＰ１と無線接続し、ＷＳ用ＤＢにアクセスし、使用可能なホワイトスペースの周波数を判別する。そして、端末Ｔは、ホワイトスペースを利用する無線通信規格でＢＳ１と無線接続し、判別された使用可能なホワイトスペースの周波数を用いて、ＢＳ１との間でデータ通信する。

図６（Ｂ）は、第１適用例の無線通信システム１０の概要を示す模式図である。無線通信システム１０では、ＢＳ（ＢＳ１，ＢＳ２，・・・）は、所定の周波数帯（例えばホワイトスペース、５ＧＨｚ帯）を用いて、他の通信装置との間で無線通信する。

ホワイトスペースを用いる無線通信規格での最大伝送距離は、例えば３００ｍである。つまり、ＢＳの通信可能エリアは、例えば、ＢＳを基点として半径３００ｍである。また、５ＧＨｚ帯を用いる無線通信規格での最大伝送距離は、例えば、通常時は３０ｍであるが、端末Ｔ又はＢＳの動作クロックを低減（クロック周波数を低減）させることで、つまりクロック周波数を低減させることで、３００ｍに延長できる。

第１適用例での無線通信システム１０の動作例について説明する。

例えば、端末Ｔは、５ＧＨｚ帯を利用する無線通信規格でＢＳ１と無線接続し、ＷＳ用ＤＢにアクセスし、使用可能なホワイトスペースの周波数を判別する。この場合、端末Ｔは、動作クロックを低減させた状態で無線通信する。例えば、通常は最大伝送距離が３０ｍであるところ、動作クロックを低減させることで、最大伝送距離を３００ｍとすることができ、最大伝送距離を延長できる。そして、端末Ｔは、ホワイトスペースを利用する無線通信規格でＢＳ１と無線接続し、判別されたＷＳにおける周波数を用いて、ＢＳ１との間でデータ通信する。

第１適用例によれば、高面密度に置局が必要な５ＧＨｚ帯を利用する無線通信規格に対応するＡＰが不在であっても、端末１００は、ＷＳ用ＤＢにアクセスできる。従って、ＡＰの設置数を低減でき、ＡＰの設置コストを低減でき、ホワイトスペースの周波数を用いた通信を利用できる。

また、端末１００は、例えば衛星回線を用いてＷＳ用ＤＢにアクセスする必要がなく、ＷＳ用ＤＢのアクセスに要するコストを低減できる。また、高面密度置局が困難な地域（例えば郊外、山村地域、砂漠地帯、密林地帯）においても、端末１００が基地局装置２００との間で容易に通信できる。

また、端末１００は、端末１００のクロック周波数を低減させることで、例えば、５ＧＨｚを利用する無線通信規格（例えば無線ＬＡＮ）の最大伝送距離を延長できる。従って、例えば、使用可能なホワイトスペースの周波数を確保するための通信とホワイトスペースを用いた通信との無線通信規格を同一の無線通信規格にすることができ、端末１００や基地局装置２００の無線回路規模を削減できる。

図７（Ａ），（Ｂ）は、無線通信システム１０の第２適用例を説明するための模式図である。第２適用例では、ＢＳと端末Ｔとを中継する中継器の要否について考察する。

尚、図７（Ａ），（Ｂ）では、端末Ｔ１，Ｔ２とＢＳとの距離は比較的短く、通常のクロック周波数により、端末Ｔ１，Ｔ２とＢＳとが無線通信可能である。つまり、端末Ｔ１，Ｔ２とＢＳとが最大伝送距離の範囲内に位置することを想定する。また、端末Ｔ３とＢＳとの距離は比較的長く、通常のクロック周波数により無線通信が困難であり、動作クロックを低減させることで、端末Ｔ３とＢＳとが無線通信可能となることを想定する。つまり、端末Ｔ３とＢＳとがクロック周波数低減後の最大伝送距離の範囲内に位置することを想定する。第２適用例における端末Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、端末Ｔの一例である。

図７（Ａ）は、第２適用例に対する第２比較例の無線通信システムＸ２の概要を示す模式図である。

無線通信システムＸ２は、ＢＳと端末Ｔとの間の無線通信を中継する中継器３００Ｘを有する。無線通信システムＸ２では、所定の無線通信規格による最大伝送距離の範囲内にＢＳが存在する場合、端末Ｔは、ＢＳとの間で直接、無線通信する（図７（Ａ）における端末Ｔ１，Ｔ２参照）。

一方、無線通信システムＸ２では、所定の無線通信規格による最大伝送距離の範囲内にＢＳが存在しない場合、端末Ｔは、中継器３００Ｘを介してＢＳとの間で、無線通信する（図７（Ａ）における端末Ｔ３参照）。

図７（Ｂ）は、第２適用例の無線通信システム１０の概要を示す模式図である。無線通信システム１０は、図７（Ａ）のような中継器を有しない。

無線通信システム１０では、端末Ｔは、例えば通信制御用ＣＰＵ１１７が、動作クロックを低減させた状態で、ＢＳと同一の無線通信規格に従って無線通信する旨を、ＢＳとの間で予め取り決める。そして、端末Ｔは、動作クロックが低減された状態で、ＢＳとの間で無線通信する。これにより、図７（Ｂ）において、端末Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のいずれについても、ＢＳとの間で直接、無線通信できる。

第２適用例によれば、例えば最大伝送距離が数倍に延長されるので、中継器３００Ｘを不要化できる。例えば、無線通信システム１０のシステム構築時に、中継器３００Ｘを不要とすることができる。また、例えば、中継器３００Ｘを有する無線通信システム１０が稼働している状態から、中継器３００Ｘを撤去できる。

図８（Ａ），（Ｂ）は、無線通信システム１０の第３適用例を説明するための模式図である。第３適用例では、ＢＳが複数存在し、セル半径が異なるＢＳのセルが複数混在するセルラーシステムとしての無線通信システム１０について考察する。セル半径は、ＢＳがカバーする区域を示すので、ＢＳの最大伝送距離に相当する。

図８（Ａ）は、第３適用例に対する第３比較例の無線通信システムＸ３の概要を示す模式図である。

図８（Ａ）では、セル半径が第１の所定長（例えば２ｋｍ）のＢＳのセルが複数存在する。セル半径が第１の所定長であるＢＳのセルは、例えば、郊外や山村地域に設けられる。

また、図８（Ａ）では、セル半径が第１の所定長よりも短い第２の所定長（例えば２００ｍ）のＢＳのセルが複数存在する。セル半径が第２の所定長であるＢＳのセルは、例えば、都市部に設けられる。

無線通信システムＸ３では、ＢＳと端末Ｔとが通信可能となるために、トラフィックが小さい地域（例えば郊外、山村地域）においても、セル半径２ｋｍとしてＢＳの置局が必要となる。

図８（Ｂ）は、第３適用例の無線通信システム１０の概要を示す模式図である。無線通信システム１０では、端末Ｔは、例えば通信制御用ＣＰＵ１１７が、動作クロックを低減させた状態で、ＢＳと同一の無線通信規格に従って無線通信する旨を、ＢＳとの間で予め取り決める。

また、端末Ｔは、例えば通信制御用ＣＰＵ１１７が、端末Ｔの最寄りのＢＳのセル半径に基づいて周波数帯域幅を決定し、決定された周波数帯域幅で無線通信する旨を、ＢＳとの間で予め取り決める。周波数帯域幅が決定されると、クロック周波数が決定される。

例えば、無線通信規格がＬＴＥの場合、その基本クロック周波数は３０．７２ＭＨｚである。セル半径を拡大するために、この基本クロック周波数が１６分の１の１．９２ＭＨｚに設定されると、無線信号の周波数帯域幅は１６分の１に低減し、送信電力（単位：Ｗａｔｔ）が一定の条件では送信電力密度（単位：Ｗａｔｔ／Ｈｚ）が１６倍になる。そのため、端末Ｔは、可能な伝送距離（最大伝送距離）を、自由空間（距離の２乗で受信電力が低減）では４倍に、より伝搬損失の距離依存性が大きい空間（例えば距離の４乗で受信電力が低減）では２倍に、増大させることが可能となる。

尚、上記「一定の条件では」とは、様々な無線通信規格において送信電力の最大値が規定されているが、この規定が守られた状態で送信電力密度を高めて最大伝送距離を増大させることを意図している。

そして、端末Ｔは、動作クロックが低減された状態で、上記周波数帯域幅で、ＢＳとの間で無線通信する。これにより、端末Ｔによる通信距離を延長でき、ＢＳのセル半径を第１の所定長よりも長い第３の所定長（例えば６ｋｍ程度）に延長できる。

第３適用例によれば、異なるセル半径の基地局装置２００のセルが混在する環境でも、複数の無線通信規格を用意することなく、端末１００が任意の基地局装置２００に所属する場合、端末１００と当該基地局装置２００との間で、唯一の無線通信規格を用いて無線通信できる。また、端末１００及び基地局装置２００の最大伝送距離を延長することで、トラフィックが小さい地域におけるＢＳの設置数を低減できるので、ＢＳの設置コストを低減できる。また、ＢＳのセル半径を考慮して、無線通信に用いられる端末１００及び基地局装置２００が用いる周波数帯域幅やクロック周波数を決定するので、距離を延長しても通信品質を維持して無線通信できる。

尚、第３適用例では、基本的には、セル半径が比較的長い第１の所定長の基地局装置２００のセル半径を更に大きくし、セル半径が比較的短い第２の所定長の基地局装置２００のセル半径を不変としている。これにより、都市部において、端末１００の利用者数が多く、トラフィックが大きい場合でも、基地局装置２００に過大な通信容量を収容する負荷がかかることを抑制できる。

図９（Ａ）〜（Ｃ）は、無線通信システム１０の第４適用例を説明するための模式図である。第４適用例では、ＢＳの増設について考察する。

図９（Ａ）は、端末Ｔの加入者数がＨ１である場合の各ＢＳのセルの配置例を示す模式図である。

図９（Ａ）では、端末Ｔは、例えば通信制御用ＣＰＵ１１７が、所定の無線通信規格に従って、動作クロックを低減させることで周波数帯域幅を通常時の１／１００とする旨を、ＢＳとの間で予め取り決める。そして、端末Ｔは、動作クロックが低減された状態で、上記周波数帯域幅で、ＢＳとの間で無線通信する。

これにより、ＢＳのセル半径を例えば１０ｋｍとし、ＢＳの設置数を大きく低減して無線通信システム１０を構築できる。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の状態から端末Ｔの加入者数が増加し、加入者数がＨ２（＞Ｈ１）である場合の各ＢＳのセルの配置例を示す模式図である。

図９（Ｂ）では、ＢＳが増設され、各ＢＳのセル半径が小さくされる。ＢＳ増設に伴う新しいセル半径に関する情報は、例えば、ネットワーク運用管理保守機能（ＯＡＭ：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ， Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）により、例えば、図示しない上位装置（例えばＲＮＣ、Ｓ・ＧＷ）経由で遠隔設定され、又は、当該ＢＳに対して直接に変更操作される。

図９（Ｂ）では、端末Ｔは、例えば通信制御用ＣＰＵ１１７が、所定の無線通信規格に従って、動作クロックを低減させることで周波数帯域幅を通常時の１／１０とする旨を、ＢＳとの間で予め取り決める。そして、端末Ｔは、動作クロックが低減された状態で、上記周波数帯域幅で、ＢＳとの間で無線通信する。

これにより、ＢＳのセル半径を例えば３ｋｍとし、ＢＳの設置数を低減して無線通信システム１０を構築できる。

図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）の状態から更に端末Ｔの加入者数が増加し、加入者数がＨ３（＞Ｈ２）である場合の各ＢＳのセルの配置例を示す模式図である。図９（Ｃ）では、ＢＳが更に増設され、各ＢＳのセル半径が更に小さくされる。

図９（Ｃ）では、端末Ｔは、例えば通信制御用ＣＰＵ１１７が、ＢＳのセル半径に基づいて周波数帯域幅（通常時の１／１０未満）を決定し、決定された周波数帯域幅で無線通信する旨を、ＢＳとの間で予め取り決める。そして、端末Ｔは、動作クロックが低減された状態で、上記周波数帯域幅で、ＢＳとの間で無線通信する。

これにより、ＢＳのセル半径を例えば１ｋｍとし、ＢＳの設置数を低減して無線通信システム１０を構築できる。また、ＢＳのセル半径を考慮して無線通信に用いられる周波数帯域幅を決定するので、ＢＳを増設しても通信品質を維持して無線通信できる。

第４適用例によれば、無線通信システム１０の開設初期において端末１００の加入者数が少ない場合には、基地局装置２００の設置数を低減できる。また、端末１００の加入者数の増加に伴って、基地局装置２００を段階的に増設できる。

次に、無線通信システム１０の動作例について説明する。

以下の動作例では、端末１００及び基地局装置２００の動作クロックのクロック周波数がｆ０，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４のいずれかに設定されることを想定する。周波数の高い順に並べると、ｆ０＞ｆ１＞ｆ２＞ｆ３＞ｆ４であり、ｆ０は通常時のクロック周波数を示し、ｆ４は動作クロックの最低周波数である。

以下の動作例は、上記の適用例のいずれに適用されてもよい。

図１０は、無線通信システム１０による第１動作例を示すシーケンス図である。第１動作例は、呼接続シーケンスに係る動作を含む。図１０の呼接続シーケンスでは、例えば、端末１００及び基地局装置２００の最大伝送距離を最大化する動作クロックを用いることを想定する。呼接続シーケンスは、第１の通信シーケンスの一例である。

また、第１動作例は、呼接続シーケンスに後続するデータ通信シーケンスを含む。データ通信シーケンスでは、呼接続シーケンスにおいて導出された周波数帯域幅に対応する動作クロックを用いる。

まず、端末１００では、通信制御用ＣＰＵ１１７は、通信要求を発生させる（Ｓ１０１）。通信制御用ＣＰＵ１１７は、動作クロックのクロック周波数をｆ４に設定し、呼接続シーケンスを開始させる（Ｓ１０２）。通信制御用ＣＰＵ１１７は、呼接続シーケンスの開始通知を基地局装置２００へ送信する。ここでのクロック周波数ｆ４は、第１のクロック周波数の一例である。

基地局装置２００では、通信制御用ＣＰＵ２１７は、端末１００から呼接続シーケンスの開始通知を受けると、端末１００との間で呼接続シーケンスを開始させる。尚、通信制御用ＣＰＵ２１７は、呼接続シーケンスを開始させる前の待ち状態では、クロック周波数をｆ４に設定している。

呼接続シーケンスでは、端末１００と基地局装置２００との間で、様々な制御データが通信される。この制御データは、例えば、端末１００の最大送信電力、端末１００の対応可能な最大伝送速度、端末１００の対応可能なキャリア周波数、の情報を含む。この制御データは、第１のデータの一例である。

通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、クロック周波数ｆ０〜ｆ４のいずれかを用いること、クロック周波数ｆ０〜ｆ４のいずれかに対応する周波数帯域幅を使用することを、端末１００と基地局装置２００との間で合意する（Ｓ１０３）。

基地局装置２００では、無線信号の周波数帯域幅に応じて最大伝送距離が定まり、最大伝送距離に応じて基地局装置２００のセル半径が定まる。Ｓ１０３では、例えば、通信制御用ＣＰＵ２１７が、自装置のセル半径の大きさを認識しており、セル半径の情報を端末１００へ通知させる。端末１００では、通信制御用ＣＰＵ２１７が、基地局装置２００からのセル半径の情報を受信し、セル半径に基づいて、端末１００のクロック周波数を導出する。一方、基地局装置２００では、通信制御用ＣＰＵ２１７は、基地局装置２００のセル半径に基づいて、基地局装置２００のクロック周波数を導出する。

これにより、端末１００は、基地局装置２００のセル半径の情報を予め保持することなく、使用するクロック周波数を導出できる。尚、セル半径の情報は、基地局装置２００の通信可能範囲を示す情報の一例であり、セル半径以外の通信可能範囲を示す情報が通知されてもよい。

通信可能範囲は、例えば、セル半径、端末１００と基地局装置２００との位置関係、端末１００と基地局装置２００との間の想定される電波伝搬損失量、に基づいて決定される。つまり、通信可能範囲の情報は、例えば、セル半径、端末１００と基地局装置２００との位置関係、端末１００と基地局装置２００との間の想定される電波伝搬損失量、の情報を含む。どのような通信可能範囲の情報に基づいてデータ通信のための最大伝送速度（クロック周波数に応じて可変）が決定され、端末１００と基地局装置２００との間で合意されるかは、無線通信システム１０毎に柔軟に設定される。

Ｓ１０２〜Ｓ１０４の処理は、呼接続シーケンスに係る処理を示す。呼接続シーケンスでは、実データのデータ通信を行うためのクロック周波数（第２のクロック周波数の一例）が導出される。

通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、合意されたクロック周波数ｆ０〜ｆ４のいずれかとなるように、クロック生成部１１８，２１８の倍率を設定する（切り替える）。つまり、通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、クロック周波数を合意されたクロック周波数ｆ０〜ｆ４のいずれかに設定する（Ｓ１０４）。

通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、設定された倍率により生成された動作クロックつまりクロック周波数を用いて、端末１００と基地局装置２００との間で無線通信するよう制御する（Ｓ１０５）。この場合、通信制御用ＣＰＵ１１７は、端末１００の各部を無線通信するよう制御し、通信制御用ＣＰＵ２１７は、基地局装置２００の各部を無線通信するよう制御する。Ｓ１０５では、端末１００から基地局装置２００へ送るべき実データ（ユーザデータ）が通信される。ユーザデータは、第２のデータの一例である。

Ｓ１０５の処理は、ユーザデータの通信（データ通信）が完了するまで反復される。Ｓ１０５の処理は、データ通信シーケンスに係る処理を示す。

通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、データ通信が完了すると、端末１００と基地局装置２００との間の通信接続（例えば通信セッション、呼接続）を切断する（Ｓ１０６）。

第１動作例によれば、端末１００及び基地局装置２００は、呼接続シーケンスにおける無線信号の電力密度を増大して、最大伝送距離を長くすることができる。従って、端末１００と基地局装置２００とが距離が比較的遠距離である場合でも、端末１００と基地局装置２００との間で通信セッションの確立、呼接続の確立を容易に実施できる。

尚、呼接続シーケンスにおけるクロック周波数ｆ４は一例であり、可能な限り伝送距離を長くすることを意図したものである。例えば、クロック周波数ｆ３が、所望の伝送距離を実現可能な所定周波数以上であれば、呼接続シーケンスにおけるクロック周波数をｆ３としてもよい。

図１１は、無線通信システム１０による第２動作例を示すシーケンス図である。第２動作例は、呼接続シーケンス及びデータ通信シーケンスに係る動作を含む。図１１の呼接続シーケンスでは、例えば、端末１００及び基地局装置２００の最大伝送距離を通信可能な範囲で、クロック周波数を最大のクロック周波数の１種類にすることを想定する。

この場合、端末１００及び基地局装置２００は、例えば、誤り訂正を行い、又は自動再送要求（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）してもよい。これにより、最大伝送距離が短いことに伴う通信品質の劣化を低減できる。

図１１では、図１０と同一のステップについては同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。

Ｓ１０１の処理後、端末１００では、通信制御用ＣＰＵ１１７は、動作クロックのクロック周波数をｆ０に設定し、呼接続シーケンスを開始させる（Ｓ２０１）。通信制御用ＣＰＵ１１７は、呼接続シーケンスの開始通知を基地局装置２００へ送信する。

基地局装置２００では、通信制御用ＣＰＵ２１７は、端末１００から呼接続シーケンスの開始通知を受けると、端末１００との間で呼接続シーケンスを開始させる。尚、通信制御用ＣＰＵ２１７は、呼接続シーケンスを開始させる前の待ち状態では、クロック周波数をｆ０に設定している。

Ｓ２０２の処理後、端末１００及び基地局装置２００は、Ｓ１０３〜Ｓ１０６の処理が実行する。

第２動作例によれば、端末１００及び基地局装置２００は、呼接続シーケンスにおける通信トラフィック量を第１動作例よりも増大でき、呼接続シーケンスに要する時間を第１動作例よりも短縮することで省電力化を図れる。尚、呼接続シーケンスでは、データ通信シーケンスと比較すると送信データ量が少ないので、第２動作例において再送制御した場合でも、再送制御による遅延等の影響は少ない。

尚、呼接続シーケンスにおけるクロック周波数ｆ０は一例であり、可能な限り端末１００及び基地局装置２００の処理性能を確保することを意図したものである。例えば、クロック周波数ｆ１が、所望の処理性能を実現可能な所定周波数以下であれば、呼接続シーケンスにおけるクロック周波数をｆ１としてもよい。

図１２は、無線通信システム１０による第３動作例を示すシーケンス図である。第３動作例は、呼接続シーケンスに係る動作を含む。第３動作例は、第２動作例の変形例である。

第３動作例では、端末１００及び基地局装置２００は、呼接続シーケンスの通信が成立しない場合に、例えば誤り訂正又は自動再送要求を行わずに、設定されるクロック周波数を低下させることを想定する。

Ｓ２０１の処理後、通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、端末１００と基地局装置２００との間で、呼接続シーケンスの通信が成立しているか否かを判定する（Ｓ３０１）。この通信が成立しているか否かは、例えば、呼接続シーケンスに係る制御データを相手装置から受信したか否か、呼接続シーケンスに要する時間として想定される所定時間を超過したか否か、呼接続シーケンスに係る制御データが解読不能であるか否か、に基づいて判定される。

呼接続シーケンスの通信が成立していない場合、通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、自装置のクロック周波数をｆ０よりも低いクロック周波数ｆ１〜ｆ４のいずれかに設定し、呼接続シーケンスを実行する（Ｓ３０２）。変更後のクロック周波数ｆ１〜ｆ４のいずれかは、第３のクロック周波数の一例である。

尚、通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、クロック周波数ｆ０から、最低のクロック周波数であるクロック周波数ｆ４に一回で変更してもよい。通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、クロック周波数ｆ０から、次に高い周波数であるクロック周波数ｆ１に変更し、順次ｆ２、ｆ３に変更してもよいし、その他の変更方法でもよい。通信制御用ＣＰＵ１１７，２１７は、クロック周波数がより低くなるように変更する毎に、Ｓ３０１の判定を行ってもよい。

Ｓ３０１において呼接続シーケンスの通信が成立している場合、又は、Ｓ３０２の処理後、端末１００及び基地局装置２００は、Ｓ１０３〜Ｓ１０６の処理が実行する。

第３動作例によれば、端末１００及び基地局装置２００は、呼接続シーケンスにおいて段階的にクロック周波数を低くでき、段階的に最大伝送距離を延長できる。

このように、無線通信システム１０は、無線伝送方式の無線フレームフォーマット及び通信プロトコルを変更することなく、端末１００（送信機の一例）及び基地局装置２００（受信機の一例）の動作クロックのクロック周波数を可変に設定する。

無線通信システム１０によれば、最大伝送速度と最大伝送距離との組み合わせを可変にできる。例えば、無線通信システム１０は、無線通信規格における最大伝送速度及び最大伝送距離に対する多様な要求条件を、予め可変設定するか、又は通信接続に先立ち、その都度に可変に設定する。これにより、端末１００及び基地局装置２００のハードウェア及びソフトウェアの構成はほぼ同一のまま、要求条件を満足する無線性能を提供できる。

また、無線通信システム１０は、例えば、最大伝送速度を犠牲にして、採用する通信規格を変更せずに少し工夫することで、最大伝送距離を延長できる。また、無線通信システム１０は、例えば、送信電力を変更せずに、伝送距離を５倍、１０倍に延長できる。

また、基地局装置２００は、例えば、５０台、１００台等の端末１００との間で通信する場合、多数の端末１００との間で上記動作例の動作を行う。この場合、基地局装置２００は、例えば、各端末１００との間での通信処理を、時間軸上で端末１００を切り替えて行う。

無線通信システム１０によれば、例えば、農地を移動するロボット（端末１００の一例）が画像を撮像し、温度、二酸化炭素濃度等をセンタ（基地局装置２００の一例）に送信するシステムを提供できる。無線通信システム１０の通信方式に無線ＬＡＮ通信を用いると、最大伝送速度は高いが、最大伝送距離が短い。一方、無線通信システム１０の通信方式にＤＥＣＴ通信用いると、最大伝送距離は長いが、最大伝送速度が低い。無線通信システム１０によれば、例えば無線ＬＡＮ通信における伝送距離を延長でき、程よい通信が可能となる。

また、無線通信システム１０として、制御データの通信が、セル半径の大きな基地局装置２００と端末１００との間で行われ、ユーザデータの通信が、セル半径の小さな基地局装置２００と端末１００との間で行われるセルラーシステムを想定する。この場合、無線通信システム１０は、制御データの通信では、端末１００と基地局装置２００とのクロック周波数を小さくし、ユーザデータの通信では、端末１００と基地局装置２００とのクロック周波数を大きくする。従って、無線通信システム１０は、無線通信規格（例えば、無線フレームフォーマット、通信プロトコル）を制御データ用とユーザデータ用で共通化できる。

また、無線通信システム１０では、端末１００と基地局装置２００とのクロック周波数を小さく設定することで、最大伝送距離を大きくして中継器を不要化できる。

また、無線通信システム１０では、基地局装置２００を面的展開する場合において、セル半径の大きい基地局装置２００では、端末１００と基地局とのクロック周波数を小さく設定することで、最大伝送距離を長くできる。これにより、セル半径の異なる基地局装置２００の面的展開を行なう無線通信システム１０の無線通信規格を単一化できる。

また、無線通信システム１０では、加入者数増加の推移に応じて徐々に基地局装置２００が増設される場合、基地局装置２００の数が少なく、基地局装置２００のセル半径が大きい時点では、端末１００と基地局装置２００とのクロック周波数を小さく設定する。これにより、最大伝送距離を長くできる。無線通信システム１０では、加入者増加に伴い基地局装置２００が増設され、基地局装置２００のセル半径が小さくなった時点では、端末１００と基地局装置２００との動作クロック周波数を大きく設定する。これにより、最大伝送速度（基地局装置２００が収容可能なトラフィック量）を高くできる。

また、無線通信システム１０が、ホワイトスペースの周波数を利用した無線通信に先立って実行するホワイトスペースのデータベースへのアクセスにおいて、ホワイトスペースよりも伝搬損失の大きい周波数帯を使用することを想定する。この場合、ホワイトスペースのデータベースへアクセスする通信では、端末１００と基地局装置２００とのクロック周波数を小さくする。これにより、例えば所要の伝送速度を満足する範囲で、最大伝送距離を長くできる。従って、ホワイトスペースの周波数を用いた通信の最大伝送距離と、ホワイトスペースのデータベースへのアクセスのための通信の最大伝送距離とを、例えば同一とすることができ、双方の通信に基地局装置２００を用いることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、端末及び基地局装置が、呼接続シーケンスの実行時の動作クロック（クロック周波数）が予め決定しておらず、端末が任意の動作クロックを用いて呼接続シーケンスを実行することについて説明する。本実施形態では、第１の実施形態において説明した事項と同様の事項については、説明を省略又は簡略化する。

本実施形態では、基地局装置２００の代わりに基地局装置２００Ａが設けられる。つまり、本実施形態における無線通信システム１０Ａは、端末１００及び基地局装置２００Ａを備える。

図１３は、基地局装置２００Ａの構成例を示すブロック図である。図３に示した基地局装置２００と比較すると、図１３に示す基地局装置２００Ａは、基地局装置２００の構成部に追加して、クロック判定部２２０を備える。

詳細な図示は省略されているが、ＢＰＦ２１０は、例えばアナログ回路により設計される。ＢＰＦ２１０がアナログ回路の場合、ＢＰＦ２１０は、動作クロックの数（つまりクロック周波数の数）に応じて複数用意される。例えば、動作クロックのクロック周波数として、ｆ０，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の５個が想定される場合、ＢＰＦ２１０は５個用意される。第１の実施形態においても、必要に応じてＢＰＦ２１０が複数用意される。

尚、端末１００のＢＰＦ１０７についても、基地局装置２００ＡのＢＰＦ２１０と同様である。

ＡＤＣ２１４は、最大伝送速度（例えば１０Ｍｂｐｓ）のクロックサンプリングタイミング毎に、積分器２２１（例えば積分器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ）にデジタルデータ（電圧値、単位は例えばボルト（Ｖ））を出力する。

受信用ベースバンド信号処理部２１５は、クロック判定部２２０により推定された動作クロックに基づいて、ＡＤＣ２１４からのデータに対して、ベースバンド信号処理する。

クロック判定部２２０は、積分器２２１（２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ）と、比較判定器２２２を備える。

クロック判定部２２０は、ブラインドレート判定を行う。ブラインドレート判定では、クロック判定部２２０は、動作クロックのクロック周波数の情報が端末１００と基地局装置２００Ａとの間で共有されていない状態で、端末１００がデータを送信した際の動作クロックを推定する。推定された動作クロックにより、最大伝送速度や周波数帯域幅が推定される。

積分器２２１（例えば積分器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ）は、所定のフレーム長（例えば１ｍｓ）に対応するサンプル（例えば１００００サンプル）に対して、所定のサンプル数（例えば１００サンプル，１０サンプル，１サンプル）毎に積分（例えば電圧加算）する。積分器２２１は、積分された各値の２乗値（電力値、単位は例えばワット（Ｗ））を導出（例えば算出）する。積分器２２１は、導出された各２乗値の個数（例えば１００個，１０００個，１００００個）分を合計し、この合計値Ｃ（例えばＣ１，Ｃ２，Ｃ３）を導出する。

積分器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃは、各々、上記所定のサンプル数が異なるように設計され、合計値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を導出する。

比較判定器２２２は、積分器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃにより導出された合計値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を比較する。

次に、無線通信システム１０Ａの動作例について説明する。
以下の動作例は、第１の実施形態における適用例のいずれに適用されてもよい。

図１４は、無線通信システム１０Ａによる動作例を示すシーケンス図である。図１４では、図１０又は図１１と同一のステップについては同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。

図１４では、端末１００及び基地局装置２００Ａにおける呼接続シーケンスにおける最大伝送速度として、０．１Ｍｂｐｓ，１Ｍｂｐｓ，１０Ｍｂｐｓの３種類のいずれかから選択されることを例示する。また、１フレーム長を１００ｍｓ，１０ｍｓ，１ｍｓの３種類のいずれかから選択されることを例示する。また、１フレーム長に１００００ｂｉｔが含まれることを例示する。

Ｓ１０１の処理後、通信制御用ＣＰＵ１１７は、基地局装置２００が定期的に送信するパイロット信号を受信し、パイロット信号の受信レベルに基づいて、例えば、クロック周波数を周波数ｆ０〜ｆ４のいずれかに設定する（Ｓ４０１）。受信レベルは、例えば、通信環境（例えば高層ビルに囲まれた環境での通信）を考慮すると、単純な伝送距離ではなく、伝送損失に比例する。パイロット信号は、基地局装置２００からの制御信号の一例である。

パイロット信号は、例えば、基地局装置２００の基地局ＩＤを含み、端末１００が自端末の位置を認識するために用いられる。また、端末１００が複数のパイロット信号を受信した場合、例えば、受信強度が最大のパイロット信号の受信レベルに基づいて、クロック周波数が設定される。

通信制御用ＣＰＵ１１７は、パイロット信号の基地局ＩＤから接続先の基地局装置２００を認識する。通信制御用ＣＰＵ１１７は、パイロット信号の受信レベルに基づいて、例えば、接続先の基地局装置２００の通信エリアの中心部に端末１００が位置するか、通信エリアの周端部に端末１００が位置するか、を認識できる。

これにより、通信制御用ＣＰＵ１１７は、端末１００が通信に必要な最大伝送距離を導出し、この最大伝送距離に基づいて、呼接続シーケンスで用いられるクロック周波数を導出できる。この呼接続シーケンスで用いられるクロック周波数は、ｆ０〜ｆ４のいずれかである。

通信制御用ＣＰＵ１１７は、導出されたクロック周波数となるように、クロック生成部１１８の倍率を設定する。つまり、通信制御用ＣＰＵ１１７は、呼接続シーケンスで用いられるクロック周波数を設定する（Ｓ４０２）。通信制御用ＣＰＵ１１７は、設定されたクロック周波数を用いて、呼接続シーケンスを開始させる（Ｓ４０３）。

Ｓ４０３の処理後、端末１００は、Ｓ１０３〜Ｓ１０６の処理を実行する。

一方、基地局装置２００Ａは、Ｓ１０３において、端末１００との間で、データ通信シーケンスで用いられるクロック周波数を合意するが、呼接続シーケンスでの端末１００のクロック周波数を把握していない。

基地局装置２００Ａでは、呼接続シーケンスに係る端末１００からの制御データを受信すると、ＡＤＣ２１４は、最大伝送速度である１０Ｍｂｐｓのクロックサンプリングタイミング毎に、積分器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃにデジタルデータを出力する。

積分器２２１ａは、ＡＤＣ２１４からのデジタルデータを入力し、１ｍｓに対応する１００００サンプルに対して、１００サンプル毎に積分した値の２乗値を導出し、１００個の２乗値の合計値Ｃ１を導出する。

積分器２２１ｂは、ＡＤＣ２１４からのデジタルデータを入力し、１ｍｓに対応する１００００サンプルに対して、１０サンプル毎に積分した値の２乗値を導出し、１０００個の２乗値の合計値Ｃ２を導出する。

積分器２２１ｃは、ＡＤＣ２１４からのデジタルデータを入力し、１ｍｓに対応する１００００サンプルに対して、１サンプル毎に積分した値の２乗値を導出し、１００００個の２乗値の合計値Ｃ３を導出する。

比較判定器２２２は、積分器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃからの合計値Ｃ１，Ｃ２、Ｃ３を比較する。

比較判定器２２２は、例えば、Ｃ１＞Ｃ２且つＣ１＞Ｃ３であると判定した場合、呼接続シーケンスでの最大伝送速度が０．１Ｍｂｐｓであると判定する。１００サンプル毎に同一符号のデータが連続するためである。

比較判定器２２２は、例えば、Ｃ２＞Ｃ１且つＣ２＞Ｃ３であると判定した場合、呼接続シーケンスでの最大伝送速度が１Ｍｂｐｓであると判定する。１０サンプル毎に同一符号のデータが連続するためである。

比較判定器２２２は、例えば、Ｃ３＞Ｃ１且つＣ３＞Ｃ２であると判定した場合、呼接続シーケンスに係る最大伝送速度が１０Ｍｂｐｓであると判定する。１サンプル毎にデータの符号が変化し得るためである。

比較判定器２２２は、判定された最大伝送速度の情報を含む動作クロック判定値を、クロック生成部２１８へ送る。クロック生成部２１８は、生成される動作クロックのクロック周波数を、最大伝送速度と対応するクロック周波数（例えば０．１ＭＨｚ、１ＭＨｚ、又は１０ＭＨｚ）に変更する。クロック周波数が変更されることで、基地局装置２００ＡにおけるＡＤＣ２１４や他の構成部が動作するクロック周波数が変更され、設定される。変更されたクロック周波数は、Ｓ４０１において導出された端末１００のクロック周波数と一致する。

通信制御用ＣＰＵ２１７は、設定されたクロック周波数となるように、クロック生成部２１８の倍率を設定する。つまり、通信制御用ＣＰＵ１１７は、呼接続シーケンスで用いられるクロック周波数を設定する。

基地局装置２００Ａは、Ｓ１０３において、呼接続シーケンスで用いられるクロック周波数を設定された後、第１動作例に示したＳ１０３と同様の動作を行う。つまり、通信制御用ＣＰＵ２１７は、データ通信シーケンスで用いられるクロック周波数ｆ０〜ｆ４のいずれかを用いること、クロック周波数ｆ０〜ｆ４のいずれかに対応する周波数帯域幅を使用することを、端末１００と基地局装置２００Ａとの間で合意する。

基地局装置２００Ａは、Ｓ１０３においてデータ通信シーケンスで用いられるクロック周波数が合意された後、Ｓ１０４〜Ｓ１０６の処理を実行する。

無線通信システム１０Ａによれば、基地局装置２００Ａが送信するパイロット信号の受信レベルに応じて、呼接続シーケンスにおけるクロック周波数を決定できる。従って、基地局装置２００Ａの通信エリアにおける端末１００の位置に応じて、呼接続シーケンスにおけるクロック周波数を柔軟に選択できる。

また、基地局装置２００Ａは、ブラインドレート判定を行うことにより、端末１００との間で事前に動作クロックに関する情報共有しなくても、つまり端末１００が用いる動作クロックのクロック周波数が不明な状態でも、端末１００との間で呼接続シーケンス及びデータ通信シーケンスを実行できる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。

上記実施形態では、端末１００は、複数の基地局装置２００，２００Ａ間でハンドオーバーするタイミングにおいて、つまりハンドオーバーをトリガとして、図１０、図１１、図１２、又は図１４に示した呼接続シーケンス及びデータ通信シーケンスを実施してもよい。これにより、端末１００は、ハンドオーバー後の接続先の基地局装置２００，２００Ａに合わせてクロック周波数を選択でき、伝送距離を適切に確保できる。

上記実施形態では、クロック周波数を低くすると、周波数帯域幅が小さくなり、ノイズを低減できる。従って、ノイズ低減により伝送距離が多少延びることも考えられる。従って、端末１００及び基地局装置２００，２００Ａは、電力密度及び送信電力の増大を、無線通信規格の電力密度及び送信電力の最大値まで実行する必要は必ずしもなく、上記最大値以内の増大に留めてもよい。

（本発明の一態様の概要）
本発明の一態様の無線通信方法は、所定の無線通信規格に従って無線通信する無線通信装置における無線通信方法であって、前記無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、第１のクロック周波数を設定する第１の設定ステップと、前記第１のクロック周波数を用いて、他の無線通信装置との間で、第２のクロック周波数を導出する第１の通信シーケンスを実行する第１のシーケンス実行ステップと、前記無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、前記第１の通信シーケンスにおいて導出された前記第２のクロック周波数を設定する第２の設定ステップと、前記第２のクロック周波数を用いて、前記他の無線通信装置との間で、前記第１の通信シーケンスに後続し、データ通信を行う第２の通信シーケンスを実行する第２のシーケンス実行ステップと、を有する。

この方法によれば、無線通信装置は、無線通信規格（例えば、無線フレームフォーマット、通信プロトコル）を変更せずに、無線通信装置のクロック周波数を動的に変更することで、無線信号の最大伝送速度及び最大伝送距離を動的に変更できる。

本発明の一態様の無線通信方法は、前記第１の通信シーケンスが、前記無線通信装置と前記他の無線通信装置との間で呼接続するための呼接続シーケンスを含む。

この方法によれば、無線通信装置は、呼接続シーケンスを行う場合でも、無線通信規格を変更せずに、無線信号の最大伝送速度及び最大伝送距離を動的に変更できる。

本発明の一態様の無線通信方法は、前記第１の設定ステップが、前記第１のクロック周波数として、所定周波数以下のクロック周波数を設定する。

この方法によれば、無線通信装置は、送信時の電力密度を増大して、伝送距離を長くすることができる。

本発明の一態様の無線通信方法は、前記第１の設定ステップが、前記第１のクロック周波数として、所定周波数以上のクロック周波数を設定する。

この方法によれば、無線通信装置は、無線通信装置の通信トラフィック量を増大できる。

本発明の一態様の無線通信方法は、前記第１の設定ステップが、前記第１のクロック周波数を用いた前記第１の通信シーケンスの通信が成立しない場合、前記無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、前記第１のクロック周波数よりも低い第３のクロック周波数を設定し、前記第１のシーケンス実行ステップが、第３のクロック周波数を用いて、前記第１の通信シーケンスを実行する。

この方法によれば、無線通信装置は、無線通信装置の通信トラフィックが増大させた状態から、無線通信装置の送信時の電力密度を段階的に増大でき、伝送距離を段階的に長くできる。

本発明の一態様の無線通信方法は、前記無線通信装置と通信する前記他の無線通信装置から制御信号を受信する受信ステップを有し、前記第１の設定ステップは、前記制御信号の受信レベルに基づいて、前記第１のクロック周波数を設定する。

この方法によれば、無線通信装置は、制御信号の受信レベルに基づいて他の無線通信装置との距離を推定できる。従って、無線通信装置は、必要な伝送距離を満たすように、第１のクロック周波数を設定できる。

本発明の一態様の無線通信方法は、前記第１のシーケンス実行ステップが、前記無線通信装置と通信する前記他の無線通信装置から、前記他の無線通信装置による通信可能範囲の情報を取得するステップと、前記他の無線通信装置の前記通信可能範囲に基づいて、前記第２のクロック周波数を導出するステップと、を有する。

この方法によれば、無線通信装置は、伝送距離の不足が生じないようにして、無線信号の最大伝送速度及び最大伝送距離を動的に変更できる。

本発明の一態様の無線通信方法は、前記通信可能範囲の情報が、前記他の無線通信装置のセル半径の情報を含む。

この方法によれば、無線通信装置は、他の通信装置のセル半径の情報を予め保持していなくても、他の通信装置からのセル半径の情報を利用して、無線信号の最大伝送速度及び最大伝送距離を動的に変更できる。

本発明の一態様の無線通信方法は、前記無線通信装置の通信周波数として、ホワイトスペースの周波数を設定する第３の設定ステップを有し、前記第１のシーケンス実行ステップは、前記第１のクロック周波数を用いて、使用可能なホワイトスペースの周波数を導出し、前記ホワイトスペースの周波数に基づいて、前記第２のクロック周波数を導出し、前記第３の設定ステップが、前記無線通信装置の通信周波数として、前記導出されたホワイトスペースの周波数を設定し、前記第２のシーケンス実行ステップが、設定された前記第２のクロック周波数と前記ホワイトスペースの周波数とを用いて、前記第２の通信シーケンスを実行する。

この方法によれば、例えば、使用可能なホワイトスペースを管理するデータベースへ、無線通信装置の伝送距離を長くして他の無線通信装置を介してアクセスできる。従って、このデータベースへアクセスするための専用のアクセスポイントの設置や、データ通信の無線通信規格とは別の無線通信規格（例えば衛星回線の通信規格）の適用が、不要となる。

本発明の一態様の無線通信装置は、所定の無線通信規格に従って無線通信する無線通信装置であって、当該無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、第１のクロック周波数を設定し、前記第１のクロック周波数から変更して第２のクロック周波数を設定する設定部と、前記第１のクロック周波数を用いて、他の無線通信装置との間で、第２のクロック周波数を導出する第１の通信シーケンスに係る第１のデータを通信し、前記第２のクロック周波数を用いて、前記他の無線通信装置との間で、前記第１の通信シーケンスに後続してデータ通信する第２の通信シーケンスに係る第２のデータを通信する通信部と、前記第１のデータに基づいて、前記第２のクロック周波数を導出する導出部と、を備える。

この構成によれば、無線通信装置は、無線通信規格（例えば、無線フレームフォーマット、通信プロトコル）を変更せずに、無線通信装置のクロック周波数を動的に変更することで、無線信号の最大伝送速度及び最大伝送距離を動的に変更できる。

本発明は、無線信号の伝送距離を動的に変更できる無線通信方法及び無線通信装置等に有用である。

１０，１０Ａ 無線通信システム
１００ 端末
２００，２００Ａ 基地局装置（ＢＳ）
１０１，２０１ ＩＦ部
１０２，２０２ 送信用ベースバンド信号処理部
１０３，２０３ ＤＡＣ
１０４，２０４ 変調部
１０５，２０５ アップコンバータ
１０６，２０６ ＰＡ
１０７，２０７ ＢＰＦ
１０８，２０８ デュプレクサ
１０９，２０９ アンテナ
１１０，２１０ ＢＰＦ
１１１，２１１ ＬＮＡ
１１２，２１２ ダウンコンバータ
１１３，２１３ 復調部
１１４，２１４ ＡＤＣ
１１５，２１５ 受信用ベースバンド信号処理部
１１６，２１６ ＩＦ部
１１７，２１７ 通信制御用ＣＰＵ
１１８，２１８ クロック生成部
１１９，２１９ 水晶発振器
２２０ クロック判定部
２２１，２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ 積分器
２２２ 比較判定器

Claims (15)

1. 所定の無線通信規格に従って基地局と無線通信する無線通信装置における無線通信方法であって、
   前記無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、第１のクロック周波数を設定する第１の設定ステップと、
   前記第１のクロック周波数を用いて、前記基地局との間で、第２のクロック周波数を導出する第１の通信シーケンスを実行する第１のシーケンス実行ステップと、
   前記無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、前記第１の通信シーケンスにおいて導出された前記第２のクロック周波数を設定する第２の設定ステップと、
   前記第２のクロック周波数を用いて、前記基地局との間で、前記第１の通信シーケンスに後続し、データ通信を行う第２の通信シーケンスを実行する第２のシーケンス実行ステップと、を有し、
   前記基地局が第１の最大伝送距離を有する第１の基地局である場合、前記第１の基地局との間で、前記第１の設定ステップ、前記第１のシーケンス実行ステップ、前記第２の設定ステップおよび前記第２のシーケンス実行ステップを実行し、
   前記所定の無線通信規格に従って、前記第１の最大伝送距離よりも大きい第２の最大伝送距離を有する第２の基地局との間で、前記第１の最大伝送距離よりも大きい伝送距離で無線通信する場合、
   前記第１のシーケンス実行ステップにおいて、前記第１のクロック周波数を用いて、前記第１の通信シーケンスを実行し、
   前記第２の設定ステップにおいて、送信電力が前記所定の無線通信規格における最大値以下の所定値となる条件の下で、前記第２のクロック周波数を、前記第１の基地局と無線通信する場合よりも低く設定し、
   前記第２のシーケンス実行ステップにおいて、前記第２の基地局との間で、前記第１の通信シーケンスに後続し、データ通信を行う第２の通信シーケンスを実行する、
   無線通信方法。
2. 請求項１に記載の無線通信方法であって、
   前記第２のシーケンス実行ステップは、前記第２の通信シーケンスにおける送信電力密度を、前記第１の通信シーケンスよりも大きくするよう制御する、無線通信方法。
3. 請求項２に記載の無線通信方法であって、
   前記第２のシーケンス実行ステップは、前記第２の通信シーケンスにおける送信電力密度の増大を、前記無線通信規格の許容範囲内または最大値以内に制御する、無線通信方法。
4. 請求項２または３に記載の無線通信方法であって、
   前記第１のシーケンス実行ステップは、前記第１の通信シーケンスにおける送信電力を略一定の値に維持し、
   前記第２のシーケンス実行ステップは、前記第２の通信シーケンスにおける送信電力を前記略一定の値に維持する、無線通信方法。
5. 請求項１に記載の無線通信方法であって、
   前記第１の通信シーケンスは、前記無線通信装置と前記基地局との間で呼接続するための呼接続シーケンスを含む、無線通信方法。
6. 請求項５に記載の無線通信方法であって、
   前記第１のシーケンス実行ステップは、前記呼接続シーケンスが成立しなかった場合、前記第１のクロック周波数を低くして前記呼接続シーケンスを再度実行する、無線通信方法。
7. 請求項６に記載の無線通信方法であって、
   前記第１の設定ステップは、前記呼接続シーケンスの実行に先立って、前記基地局からのパイロット信号の受信レベルに基づいて前記第１のクロック周波数を決定する、無線通信方法。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の無線通信方法であって、
   前記第１の設定ステップは、前記第１のクロック周波数として、所定周波数以下のクロック周波数を設定する、無線通信方法。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の無線通信方法であって、
   前記第１の設定ステップは、前記第１のクロック周波数として、所定周波数以上のクロック周波数を設定する、無線通信方法。
10. 請求項９に記載の無線通信方法であって、
    前記第１の設定ステップは、前記第１のクロック周波数を用いた前記第１の通信シーケンスの通信が成立しない場合、前記無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、前記第１のクロック周波数よりも低い第３のクロック周波数を設定し、
    前記第１のシーケンス実行ステップは、第３のクロック周波数を用いて、前記第１の通信シーケンスを実行する、無線通信方法。
11. 請求項１または６に記載の無線通信方法であって、更に、
    前記無線通信装置と通信する前記基地局から制御信号を受信する受信ステップを有し、
    前記第１の設定ステップは、前記制御信号の受信レベルに基づいて、前記第１のクロック周波数を設定する、無線通信方法。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の無線通信方法であって、
    前記第１のシーケンス実行ステップは、
    前記無線通信装置と通信する前記基地局から、前記基地局による通信可能範囲の情報を取得するステップと、
    前記基地局の前記通信可能範囲に基づいて、前記第２のクロック周波数を導出するステップと、
    を有する無線通信方法。
13. 請求項１２に記載の無線通信方法であって、
    前記通信可能範囲の情報は、前記基地局のセル半径の情報を含む、無線通信方法。
14. 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の無線通信方法であって、更に、
    前記無線通信装置の通信周波数として、ホワイトスペースの周波数を設定する第３の設定ステップを有し、
    前記第１のシーケンス実行ステップは、前記第１のクロック周波数を用いて、使用可能なホワイトスペースの周波数を導出し、前記ホワイトスペースの周波数に基づいて、前記第２のクロック周波数を導出し、
    前記第３の設定ステップは、前記無線通信装置の通信周波数として、前記導出されたホワイトスペースの周波数を設定し、
    前記第２のシーケンス実行ステップは、設定された前記第２のクロック周波数と前記ホワイトスペースの周波数とを用いて、前記第２の通信シーケンスを実行する、無線通信方法。
15. 所定の無線通信規格に従って基地局と無線通信する無線通信装置であって、
    当該無線通信装置の動作クロックのクロック周波数として、第１のクロック周波数を設定し、前記第１のクロック周波数から変更して第２のクロック周波数を設定する設定部と、
    前記第１のクロック周波数を用いて、前記基地局との間で、第２のクロック周波数を導出する第１の通信シーケンスに係る第１のデータを通信し、前記第２のクロック周波数を用いて、前記基地局との間で、前記第１の通信シーケンスに後続してデータ通信する第２の通信シーケンスに係る第２のデータを通信する通信部と、
    前記第１のデータに基づいて、前記第２のクロック周波数を導出する導出部と、を備え、
    前記基地局が第１の最大伝送距離を有する第１の基地局である場合、
    前記通信部は、前記第１の基地局との間で、前記第１の通信シーケンスに係る前記第１のデータを通信し、前記第１のデータに基づいて導出された前記第２のクロック周波数を用いて、前記第２の通信シーケンスに係る前記第２のデータを通信し、
    前記所定の無線通信規格に従って、前記第１の最大伝送距離よりも大きい第２の最大伝送距離を有する第２の基地局との間で、前記第１の最大伝送距離よりも大きい伝送距離で無線通信する場合、
    前記通信部は、前記第１のクロック周波数を用いて、前記第２の基地局との間で、前記第１のデータを通信し、
    前記設定部は、送信電力が前記所定の無線通信規格における最大値以下の所定値となる条件の下で、前記第２のクロック周波数を、前記第１の基地局と無線通信する場合よりも低く設定し、
    前記通信部は、さらに、前記第２の基地局との間で、前記第２のデータを通信する、
    無線通信装置。

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