JP7315093B2 - 基地局、通信方法及び通信プログラム - Google Patents

Description

実施形態は、基地局、通信方法及び通信プログラムに関する。

無線ＬＡＮの基地局と端末とは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance）を用いてチャネルにアクセスし、無線信号を送信する。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、基地局及び端末は、アクセスパラメータによって規定された時間を待ちつつ、キャリアセンスにより、他の端末等によってチャネルが使用中でないことを確認した上で、無線信号を送信する。

基地局には、無線信号の送信の際に主として使用されるプライマリチャネルと、当該プライマリチャネルに併用して使用可能なセカンダリチャネルと、が設定されている。キャリアセンスによってプライマリチャネル及びセカンダリチャネルがいずれも使用中でないことを確認できた場合、基地局は、プライマリチャネル及びセカンダリチャネルの双方を併用して無線信号を送信できる。

IEEE Std 802.11-2016,"10.22.2.5 EDCA channel access in a VHT or TVHT BSS", 7 December 2016

しかしながら、複数の基地局間において同一のチャネルがプライマリチャネルとして設定されている場合、プライマリチャネルの送信権が獲得できなかった基地局は、セカンダリチャネルが使用中であるか否かに関わらず、無線信号を送信しない。このように、複数の基地局間において同一のチャネルがプライマリチャネルとして設定されている場合、使用可能なセカンダリチャネルがあっても、使用されない可能性がある。すなわち、複数の基地局間でチャネルを効率的に使用することにおいて、検討の余地がある。

本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、複数の基地局間でチャネルを効率的に使用できる無線通信環境を提供することにある。

一態様の第２基地局としての基地局は、第１基地局としての他の基地局と共通の第１チャネルを使用可能な無線信号処理部を備える。上記無線信号処理部は、上記第１基地局がプライマリチャネルである第１チャネルの送信権を獲得した場合、第１協調処理を実行するように構成される。上記第１協調処理は、上記第２基地局が上記第２基地局のセカンダリチャネルである第２チャネルの送信権を獲得することに基づいて、上記第２チャネルによる送信を決定することを含む。

実施形態によれば、複数の基地局間でチャネルを効率的に使用できる無線通信環境を提供することができる。

図１は、実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る端末のハードウェア構成を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る基地局に記憶される協調基地局管理テーブルを示す概念図である。 図５は、実施形態に係る基地局間において実行されるネゴシエーション処理を示すフローチャートである。 図６は、実施形態に係る基地局間において実行されるネゴシエーション処理によって生成された協調基地局管理テーブルを示す概念図である。 図７は、実施形態に係る複数の基地局において実行されるデータの伝送処理を示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る複数の基地局において実行されるデータの伝送処理のうち協調伝送処理が実行される場合を示すタイミングチャートである。 図９は、実施形態に係る複数の基地局において実行されるデータの伝送処理のうち協調伝送処理が実行されない場合を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、共通する参照符号を付す。また、共通する参照符号を有する複数の構成要素を区別する場合、当該共通する参照符号に後続して付される更なる参照符号（例えば、“－１”等のハイフン及び数字）によって区別する。

１． 実施形態
１．１ 構成
実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。

１．１．１ 無線通信システム
図１は、実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、無線通信システム１は、複数の基地局１０－１、１０－２、及び１０－３と、端末２０と、を備える。複数の基地局１０－１～１０－３の各々は、ネットワークＮＷと端末２０との間を接続し、端末２０がネットワークＮＷにアクセスするためのアクセスポイントとして機能する。複数の基地局１０－１～１０－３の各々は、予め定められたサービスエリアを有し、当該サービスエリア内の端末と通信することができる。

また、複数の基地局１０－１～１０－３は、互いに通信可能であり、通信に使用する周波数帯域（チャネル）等の情報を共有することによって、周波数領域上で協調したデータ伝送を実行することができる。周波数領域上におけるデータの協調伝送処理の詳細については、後述する。

端末２０は、例えばスマートフォンやＰＣ（Personal computer）等の無線端末である。端末２０は、複数の基地局１０－１～１０－３を介して、ネットワークＮＷとの間でデータの送受信可能に構成される。図１の例では、端末２０は、複数の基地局１０－１～１０－３のいずれのサービスエリア内にも属する場合が示される。

１．１．２ 基地局
図２及び図３はそれぞれ、実施形態に係る基地局のハードウェア構成及び機能構成の一例を示すブロック図である。なお、図１における複数の基地局１０－１～１０－３は、同等の構成を有し得る。図２及び図３では、複数の基地局１０－１～１０－３のうちの任意の１つの構成を基地局１０として例示している。

まず、図２を用いて、基地局１０のハードウェア構成について説明する。

図２に示すように、基地局１０は、プロセッサ１１と、ＲＯＭ（Read only memory）１２と、ＲＡＭ（Random access memory）１３と、無線モジュール１４と、ルータモジュール１５と、を備える。

プロセッサ１１は、基地局１０の全体の制御をする処理装置である。プロセッサ１１は、例えばＣＰＵ（Central processing unit）であるが、これに限られず、ＣＰＵに代えてＡＳＩＣ（Application specific integrated circuit）等が用いられてもよい。ＲＯＭ１２は、例えば、不揮発性の半導体メモリであり、基地局１０の動作に必要なファームウェア、各種のプログラムを記憶する。ＲＡＭ１３は、例えば、揮発性の半導体メモリであり、プロセッサ１１のための作業領域として使用される。

無線モジュール１４は、無線信号によるデータの送受信に使用される回路であり、アンテナに接続される。ルータモジュール１５は、基地局１０が例えばネットワークＮＷ内の図示しないサーバと通信するために設けられる。

次に、図３を用いて、基地局１０の機能構成について説明する。

図３に示すように、基地局１０は、データ処理部１０１及び無線信号処理部１０２を備えるコンピュータとして機能する。データ処理部１０１及び無線信号処理部１０２は、ＯＳＩ（Open systems interconnection）参照モデルに基づいてデータ通信を行うための機能ブロックである。ＯＳＩ参照モデルでは、通信機能が７階層（第１層：物理層、第２層：データリンク層、第３層：ネットワーク層、第４層：トランスポート層、第５層：セッション層、第６層：プレゼンテーション層、第７層：アプリケーション層）に分割される。データリンク層は、ＬＬＣ（Logical link control）層、及びＭＡＣ（Media access control）層を含む。本明細書では、第２層のデータリンク層を基準として、第３層～第７層を“上位層”と呼ぶ。

データ処理部１０１は、入力されたデータに対して、ＬＬＣ層及び上位層に対応する処理を実行する。例えば、データ処理部１０１は、ネットワークＮＷから入力されたデータを、無線信号処理部１０２に出力する。また、データ処理部１０１は、無線信号処理部１０２から入力されたデータを、ネットワークＮＷに出力する。

無線信号処理部１０２は、入力されたデータに対して、ＭＡＣ層及び物理層の処理を実行し、無線通信を用いて基地局１０と端末２０との間、又は基地局１０と他の基地局１０との間のデータの送受信を行う。例えば、無線信号処理部１０２は、データ処理部１０１から入力されたデータを用いて無線フレームを作成し、当該無線フレームを無線信号に変換して、アンテナを介して当該無線信号を端末２０又は他の基地局１０に送出する。また、無線信号処理部１０２は、アンテナを介して受信した無線信号を無線フレームに変換し、当該無線フレームに含まれるデータをデータ処理部１０１に出力する。

ここで、無線信号処理部１０２は、無線フレームを複数の送信キューに割り当てることにより、送信の優先度に応じた制御を行ってもよい。例えば、無線信号処理部１０２は、アクセスカテゴリ（ＡＣ）毎の複数の送信キューＡＣ＿ＬＬ、ＡＣ＿ＶＯ、ＡＣ＿ＶＩ、ＡＣ＿ＢＥ、ＡＣ＿ＢＫを有し得る。送信キューＡＣ＿ＬＬは、ＬＬ（Low latency）にカテゴライズされた無線フレームを保持するためのキューである。送信キューＡＣ＿ＶＯは、ＶＯ（Voice）にカテゴライズされた無線フレームを保持するためのキューである。送信キューＡＣ＿ＶＩは、ＶＩ（Video）にカテゴライズされた無線フレームを保持するためのキューである。送信キューＡＣ＿ＢＥは、ＢＥ（Best effort）にカテゴライズされた無線フレームを保持するためのキューである。送信キューＡＣ＿ＢＫは、ＢＫ(Background)にカテゴライズされた無線フレームを保持するためのキューである。無線信号処理部１０２は、無線フレームに記録されているデータのカテゴリに応じて、無線フレームを対応する送信キューに入力する。

無線信号処理部１０２は、使用するチャネルにおいて他の基地局等による無線信号の送信がないことをアクセスカテゴリ毎にキャリアセンスによって確認し、アクセスカテゴリ毎に設定されたアクセスパラメータによって規定された時間だけ送信を待つ。アクセスパラメータは、例えば、ＬＬ、ＶＯ、ＶＩ、ＢＥ、ＢＫの順で無線信号の送信が相対的に優先されるように割り当てられる。送信を待っている間に、他の基地局等による無線信号の送信がなければ、無線信号処理部１０２は、自局がチャネルの送信権を獲得したとみなし、対応する送信キューから無線フレームを取り出した後、当該無線フレームを所定のチャネルに基づく無線信号に変換して送信する。

なお、無線信号処理部１０２は、特定のチャネルの送信権を獲得した場合、当該特定のチャネルと、更に送信権を獲得した他のチャネルと、を併用して無線信号を送信することができる。以下の説明では、上述した「特定のチャネル」及び「他のチャネル」を、それぞれ「プライマリチャネル」及び「セカンダリチャネル」と呼び、必要に応じて区別する。

無線信号処理部１０２は、協調伝送制御部１０３を含む。協調伝送制御部１０３は、協調基地局管理テーブル１０４に基づき、自局である基地局１０と、他の基地局１０との間で実行される周波数領域上の協調伝送処理を制御する。協調伝送処理とは、同一のチャネルがプライマリチャネルとして設定される複数の基地局間において、プライマリチャネルの送信権を獲得できた基地局（マスター局）と獲得できなかった基地局（スレーブ局）とが、互いに異なる帯域のチャネルを使用して協調的にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を実行する処理である。

具体的には、協調伝送制御部１０３は、端末２０へのデータの伝送処理に先立ち、通信可能な他の基地局１０（協調候補基地局）との間でネゴシエーション処理を実行し、協調伝送処理を実行可能な基地局１０（協調基地局）を決定する。協調候補基地局及び協調基地局に関する情報は、例えば、基地局１０内の協調基地局管理テーブル１０４に記憶される。

また、協調伝送制御部１０３は、自局がマスター局となった場合、協調基地局管理テーブル１０４に基づいて、スレーブ局に対して協調伝送処理への参加を要請するインバイト信号を生成する。一方、協調伝送制御部１０３は、自局がスレーブ局となった場合、マスター局からインバイト信号を受けると、当該マスター局から要請された協調伝送処理に参加するか否かを判定し、当該判定結果を含む応答信号を生成する。

図４は、実施形態に係る基地局に記憶される協調基地局管理テーブルを示す概念図である。図４では、協調基地局管理テーブル１０４の一例として、基地局１０－１内の協調基地局管理テーブル１０４－１の概念図が示される。

図４に示すように、協調基地局管理テーブル１０４－１内には、協調候補基地局の識別情報、協調候補基地局が使用するプライマリチャネル及びセカンダリチャネル、並びにネゴシエーション成立フラグが関連づけて記憶される。ネゴシエーション成立フラグは、協調候補基地局との間でネゴシエーションが成立したか否か（協調候補基地局がネゴシエーション処理の結果、協調基地局として登録されたか否か）を示す情報である。

図４の例では、１行目には、自局である基地局１０－１がプライマリチャネルとしてチャネルＣＨ２を使用し、セカンダリチャネルとしてチャネルＣＨ１を使用することが記憶される。

２行目には、基地局１０－２がプライマリチャネルとしてチャネルＣＨ２を使用し、セカンダリチャネルとしてチャネルＣＨ３を使用することが記憶される。また、ネゴシエーション成立フラグの列には、基地局１０－２とのネゴシエーションが成立し、基地局１０－２が基地局１０－１の協調基地局として登録されたことを示す情報（図４では“○”と記載）が記憶される。

３行目には、基地局１０－３がプライマリチャネルとしてチャネルＣＨ３を使用し、セカンダリチャネルとしてチャネルＣＨ４を使用することが記憶される。また、ネゴシエーション成立フラグの列には、基地局１０－３とのネゴシエーションが成立せず、基地局１０－３が基地局１０－１の協調基地局として登録されなかったことを示す情報（図４では“×”と記載）が記憶される。

以上のような情報が記憶された協調基地局管理テーブル１０４－１を参照することにより、基地局１０－１の協調伝送制御部１０３は、協調伝送処理における協調対象が基地局１０－２であることを認識することができる。

１．２ 動作
次に、実施形態に係る無線通信システムの動作について説明する。

１．２．１ ネゴシエーション処理
実施形態に係る基地局間におけるネゴシエーション処理について、図５に示すフローチャート、及び図６に示す概念図を用いて説明する。

図５の例では、基地局１０－１と基地局１０－２との間でネゴシエーション処理が実行される場合の一例が示される。図６には、図５に示したネゴシエーション処理によって更新された、基地局１０－１内の協調基地局管理テーブル１０４－１と、基地局１０－２内の協調基地局管理テーブル１０４－２と、が示される。

ネゴシエーション処理は、協調伝送処理が実行される前にあらかじめ実行される。

図５に示すように、ステップＳＴ１０において、基地局１０－２は、ビーコンを送信する。ビーコンには、例えば、自局（基地局１０－２）のアドレス、基地局１０－２のプライマリチャネル及びセカンダリチャネルを示す情報と、基地局１０－２が協調伝送処理に対応しているか否かを示す情報（協調伝送対応可能フラグ）と、が含まれる。

ステップＳＴ１１において、基地局１０－１は、ステップＳＴ１０で基地局１０－２から送信されたビーコンを受信すると、当該ビーコンの送信元である基地局１０－２と協調可能であるか否かを判定する。具体的には、例えば、ビーコン内に含まれる協調伝送対応可能フラグが協調伝送処理に対応していることを示し、かつ基地局１０－２のプライマリチャネルが基地局１０－１のプライマリチャネルと同一である場合、基地局１０－１は、基地局１０－２と協調可能であると判定する。また、例えば、協調伝送対応可能フラグが協調伝送処理に対応していないことを示す、又は基地局１０－２のプライマリチャネルが基地局１０－１のプライマリチャネルと異なる場合、基地局１０－１は、基地局１０－２と協調可能でないと判定する。基地局１０－２と協調可能であると判定された場合（ステップＳＴ１１；ｙｅｓ）、基地局１０－１の処理はステップＳＴ１２に進み、基地局１０－２と協調可能でないと判定された場合（ステップＳＴ１１；ｎｏ）、基地局１０－１の処理はステップＳＴ１２を省略してステップＳＴ１５に進む。

ステップＳＴ１２において、基地局１０－１は、協調リクエスト信号を生成し、基地局１０－２に送信する。協調リクエスト信号は管理フレームの一種に対応し、このリクエスト信号には、例えば、基地局１０－１のプライマリチャネル及びセカンダリチャネルを示す情報と、基地局１０－１がインバイト信号の送信に使用するチャネルの情報と、が含まれる。基地局１０－１がインバイト信号の送信に使用するチャネルには任意のチャネルが選択可能であるが、例えば、基地局１０－１及び１０－２に共通するプライマリチャネルが選択され得る。

ステップＳＴ１３において、基地局１０－２は、協調リクエスト信号を受信したか否かを判定する。協調リクエスト信号を受信した場合（ステップＳＴ１３；ｙｅｓ）、基地局１０－２の処理はステップＳＴ１４に進む。一方、協調リクエスト信号を受信しない場合（ステップＳＴ１３；ｎｏ）、基地局１０－２の処理はステップＳＴ１４及びＳＴ１６を省略して、終了する。

ステップＳＴ１４において、基地局１０－２は、受信した協調リクエスト信号への応答信号を生成し、基地局１０－１に送信する。協調リクエスト信号への応答信号は管理フレームの一種に対応し、この応答信号には、例えば、ネゴシエーション成立フラグと、基地局１０－２がインバイト信号の送信に使用するチャネルの情報と、が含まれる。基地局１０－２がインバイト信号の送信に使用するチャネルには任意のチャネルが選択可能であるが、例えば、基地局１０－１及び１０－２に共通するプライマリチャネルが選択され得る。

ステップＳＴ１５において、基地局１０－１は、協調基地局管理テーブル１０４－１を更新する。

具体的には、基地局１０－１は、ステップＳＴ１０において受信したビーコン内の情報に基づき、基地局１０－２のプライマリチャネル及びセカンダリチャネルを示す情報を、協調基地局管理テーブル１０４－１内に記憶する。

また、ステップＳＴ１１において基地局１０－２と協調可能でないと判定した場合（ステップＳＴ１１；ｎｏ）、又はステップＳＴ１４におけるネゴシエーション成立フラグがネゴシエーションの不成立を示す場合、基地局１０－１は、協調基地局管理テーブル１０４－１内の基地局１０－２に対応づけられたネゴシエーション成立フラグに“×”を設定する。一方、ステップＳＴ１４におけるネゴシエーション成立フラグがネゴシエーションの成立を示す場合、基地局１０－１は、協調基地局管理テーブル１０４－１内の基地局１０－２に対応づけられたネゴシエーション成立フラグに“○”を設定する。

これにより、基地局１０－１の協調基地局管理テーブル１０４－１内に、基地局１０－２とのネゴシエーション処理の結果が記憶される。

ステップＳＴ１６において、基地局１０－２は、協調基地局管理テーブル１０４－２を更新する。具体的には、ステップＳＴ１４においてネゴシエーション処理の不成立を示すネゴシエーション成立フラグを送信した場合、基地局１０－２は、協調基地局管理テーブル１０４－２内の基地局１０－１に対応づけられたネゴシエーション成立フラグに“×”を設定する。また、ステップＳＴ１４においてネゴシエーションが成立したことを示すネゴシエーション成立フラグを送信した場合、基地局１０－２は、協調基地局管理テーブル１０４－２内の基地局１０－１に対応づけられたネゴシエーション成立フラグに“○”を設定する。

これにより、基地局１０－２の協調基地局管理テーブル１０４－２内に、基地局１０－１とのネゴシエーション処理の結果が記憶される。

以上により、ネゴシエーション処理が終了する。

図６に示すように、２つの基地局１０－１及び１０－２間でネゴシエーションが成立すると、基地局１０－１内の協調基地局管理テーブル１０４－１には基地局１０－２が協調基地局として登録され、基地局１０－２内の協調基地局管理テーブル１０４－２には基地局１０－１が協調基地局として登録される。

なお、協調基地局管理テーブル１０４－１及び１０４－２には、基地局１０－１及び１０－２のいずれがマスター局（又はスレーブ局）であるか、については記憶されない。すなわち、ネゴシエーション処理中、及びネゴシエーション処理が終了した後、基地局１０－１及び１０－２のいずれかがプライマリチャネルの送信権を獲得するまでの期間において、基地局１０－１及び１０－２の関係は対等である。

図５に示したフローチャートでは、基地局１０－２が送信するビーコンに基づいて基地局１０－１が協調リクエスト信号を送信する場合に説明したが、これに限られない。すなわち、ネゴシエーション処理において、基地局１０－１及び１０－２は、図５に示した役割を相互に交換可能に構成される。

１．２．２ 伝送処理
次に、実施形態に係る複数の基地局におけるデータの伝送処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。図７では、基地局１０－１がマスター局となり、基地局１０－２がスレーブ局となる場合の例が示される。

図７に示すように、ステップＳＴ２０において、基地局１０－１及び１０－２は、キャリアセンスを行う。

ステップＳＴ２１において、基地局１０－１は、プライマリチャネルの送信権を獲得する。プライマリチャネルの送信権を獲得できなかった基地局１０－２は、引き続きキャリアセンスを継続する。ステップＳＴ２１以降、基地局１０－１はマスター局として機能し、基地局１０－２はスレーブ局として機能する。

ステップＳＴ２２において、基地局１０－１は、協調基地局管理テーブル１０４－１を参照し、ネゴシエーションが成立済みの基地局があるか否かを判定する。ネゴシエーションが成立済みの基地局がある場合（ステップＳＴ２２；ｙｅｓ）、処理はステップＳＴ２３に進み、ネゴシエーション処理が成立済みの基地局がない場合（ステップＳＴ２２；ｎｏ）、処理はステップＳＴ３１に進む。

ステップＳＴ２３において、基地局１０－１は、協調伝送処理の参加を要請するインバイト信号を生成し、例えば制御フレームにより、ネゴシエーション処理が成立済みと判定された基地局１０－２へ送信する。インバイト信号には、例えば、基地局１０－１が基地局１０－２からの応答を待つ時間ｔｗが含まれる。また、インバイト信号には、基地局１０－１が協調伝送処理に使用するチャネルを示す情報として、少なくともプライマリチャネルを示す情報が含まれてもよい。

また、ステップＳＴ２４において、基地局１０－１は、基地局１０－１のセカンダリチャネルの送信権を獲得している場合、当該セカンダリチャネルを用いた送信を行うＴＸＯＰ（Transmission opportunity）期間Ｔｓ＿ｍａｓｔｅｒの予約処理を実行する。ＴＸＯＰ期間Ｔｓ＿ｍａｓｔｅｒは、プライマリチャネルに関するＴＸＯＰ期間Ｔｐと揃い得る。具体的には、例えば、基地局１０－１は、自局のアドレスを送信先に指定したＣＴＳ－ｔｏ－ｓｅｌｆ（Clear to Send）信号を送信する（ＣＴＳ－ｔｏ－ｓｅｌｆ処理）。これにより、基地局１０－１のセカンダリチャネルにＮＡＶ（Network Allocation Vector）を設定することができ、基地局１０－１のサービスエリア内の他の基地局１０等が、基地局１０－１のセカンダリチャネルを使用することを抑制できる。なお、上述の予約処理において予約される期間は、インバイト信号の送信からデータの送信までの期間でもよい。

なお、基地局１０－１は、ステップＳＴ２３及びＳＴ２４に係る処理を逆の順番で実行してもよいし、同時に実行してもよい。

インバイト信号を受けると、ステップＳＴ２５において、基地局１０－２は、協調伝送処理への参加が可能か否かを判定する。具体的には、基地局１０－２は、送信待ちデータが送信キュー内に存在するか否かを判定する。加えて、基地局１０－２は、ステップＳＴ２０から継続して実行しているキャリアセンスの結果、基地局１０－２のセカンダリチャネルの送信権を獲得したか否かを更に判定する。なお、当該判定において、基地局１０－２は、インバイト信号を受信した際に、ランダムバックオフの期間が残っていても、その時点で基地局１０－２のセカンダリチャネルが空き状態であれば、当該セカンダリチャネルの送信権を獲得したとみなしてもよい。送信待ちデータがあり、かつ基地局１０－２のセカンダリチャネルの送信権を獲得した場合（ステップＳＴ２５；ｙｅｓ）、基地局１０－２の処理はステップＳＴ２５に進む。一方、送信待ちデータがない、又は基地局１０－２のセカンダリチャネルの送信権を獲得できなかった場合（ステップＳＴ２５；ｎｏ）、基地局１０－２の処理はステップＳＴ２６、ＳＴ２７、及びＳＴ３０を省略して、終了する。

ステップＳＴ２６において、基地局１０－２は、インバイト信号への応答信号として、協調伝送処理に参加する旨の情報を含む信号を生成し、基地局１０－１に送信する。

また、ステップＳＴ２７において、基地局１０－２は、基地局１０－２のセカンダリチャネルを用いた送信を行うＴＸＯＰ期間Ｔｓ＿ｓｌａｖｅの予約処理を実行する。ＴＸＯＰ期間Ｔｓ＿ｓｌａｖｅは、ＴＸＯＰ期間Ｔｐ及びＴｓ＿ｍａｓｔｅｒと揃い得る。具体的には、例えば、基地局１０－２は、ＣＴＳ－ｔｏ－ｓｅｌｆ処理を実行するにより、基地局１０－２のセカンダリチャネルにＮＡＶを設定することができる。これにより、基地局１０－２は、サービスエリア内の他の基地局１０等が、基地局１０－２のセカンダリチャネルを使用することを抑制できる。なお、上述の予約処理において予約される期間は、インバイト信号の応答信号の送信からデータの送信までの期間でもよい。

なお、基地局１０－２は、ステップＳＴ２６及びＳＴ２７に係る処理を逆の順番で実行してもよいし、同時に実行してもよい。

ステップＳＴ２８において、基地局１０－１は、インバイト信号の送信から待ち時間ｔｗ内にインバイト信号の応答信号を受信したか否かを判定する。待ち時間ｔｗ内にインバイト信号の応答信号を受信した場合（ステップＳＴ２８；ｙｅｓ）、基地局１０－１の処理はステップＳＴ２９に進み、待ち時間ｔｗ内にインバイト信号の応答信号を受信しなかった場合（ステップＳＴ２８；ｎｏ）、基地局１０－１の処理はステップＳＴ３１に進む。

処理がステップＳＴ２９に進んだ場合、基地局１０－１は、基地局１０－２との協調伝送処理を開始する旨の情報を含む協調伝送開始信号を、基地局１０－２に送信する。

ステップＳＴ３０において、基地局１０－１及び１０－２は、データの協調伝送処理を実行する。具体的には、基地局１０－１及び基地局１０－２は周波数領域で互いに協調して、それぞれプライマリチャネル及び基地局１０－２のセカンダリチャネルによってデータを伝送する。

一方、処理がステップＳＴ３１に進んだ場合、基地局１０－１は、基地局１０－２とは独立して、プライマリチャネルを使用したデータの伝送を実行する。

以上により、データの伝送処理が終了する。

図８及び図９は、実施形態に係る複数の基地局のデータの伝送処理を説明するためのタイミングチャートである。図８及び図９では、図７で説明したフローチャートにおける基地局１０－１及び１０－２による３つのチャネルＣＨ１、ＣＨ２、及びＣＨ３における動作が、時間軸上で示される。図８には、データの協調伝送処理（図７におけるステップＳＴ３０）が実行される場合におけるタイミングチャートが示される。図９には、データの協調伝送処理が実行されず、マスター局による単独の伝送処理（図７におけるステップＳＴ３１）が実行される場合におけるタイミングチャートが示される。なお、図８及び図９では、図６に示した協調基地局管理テーブル１０４－１及び１０４－２がそれぞれ基地局１０－１及び１０－２に記憶されている場合の一例が示される。

まず、協調伝送処理が実行される場合について、図８を用いて説明する。

図８に示すように、基地局１０－１によるチャネルＣＨ１及びＣＨ２のキャリアセンス、及び基地局１０－２によるチャネルＣＨ２及びＣＨ３のキャリアセンスが実行される。

時刻Ｔ１において、基地局１０－１は、プライマリチャネルであるチャネルＣＨ２、及び基地局１０－１のセカンダリチャネルであるチャネルＣＨ１の送信権を獲得する。これに伴い、基地局１０－１は、チャネルＣＨ２を使用して基地局１０－２にインバイト信号を送信すると共に、ＣＴＳ－ｔｏ－ｓｅｌｆ処理によってチャネルＣＨ１の予約処理を実行する。基地局１０－１は、例えば、プライマリチャネルのＴＸＯＰ期間Ｔｐと揃えたセカンダリチャネルの予約期間Ｔｓ＿ｍａｓｔｅｒをあらかじめ設定し、ＣＴＳ信号に含める。これにより、チャネルＣＨ１が、データの協調伝送処理が実行されるまで、他の通信に使用されることを抑制できる。

時刻Ｔ２において、基地局１０－２は、基地局１０－２のセカンダリチャネルであるチャネルＣＨ３の送信権を獲得する、又は送信権を獲得したとみなす。これに伴い、基地局１０－２は、チャネルＣＨ２を使用して基地局１０－１にインバイト信号の応答信号を送信すると共に、ＣＴＳ－ｔｏ－ｓｅｌｆ処理によってチャネルＣＨ３の予約処理を実行する。基地局１０－２は、基地局１０－１がチャネルＣＨ１の予約処理の際に送信したＣＴＳ信号内に含まれるＴＸＯＰ期間Ｔｓ＿ｍａｓｔｅｒを示す情報に基づき、ＣＴＳ信号にチャネルＣＨ３を予約するＴＸＯＰ期間Ｔｓ＿ｓｌａｖｅを設定する。これにより、チャネルＣＨ３が、データの協調伝送処理が実行されるまで、他の通信に使用されることを抑制できる。

なお、図８の例では、基地局１０－２は、インバイト信号の送信から待ち時間ｔｗ以内に、インバイト信号の応答信号を基地局１０－１に送信する。これにより、基地局１０－１は、基地局１０－２との協調伝送処理が可能であることを判定することができ、基地局１０－２に対して協調伝送開始信号を送信することができる。

基地局１０－１及び１０－２は、例えば、協調伝送開始信号の送受信が完了してからＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）後の時刻Ｔ３に、データの協調伝送処理を開始する。具体的には、チャネルＣＨ１及びＣＨ２を併用した基地局１０－１によるデータ伝送処理と、チャネルＣＨ３を使用した基地局１０－２によるデータ伝送とは、周波数領域で協調して実行される。

次に、協調伝送処理が実行されない場合について、図９を用いて説明する。

図９に示すように、基地局１０－１による送信権の獲得、並びにインバイト信号及びＣＴＳ信号の送信処理は、図８の場合と同様であるため、説明を省略する。

一方、図９では図８と異なり、インバイト信号の送信後、待ち時間ｔｗが経過した時刻（Ｔ２＋Δ）において、基地局１０－２がチャネルＣＨ３の送信権を獲得できていない、又は送信権を獲得したとみなせない。これに伴い、基地局１０－２は、インバイト信号の応答信号を基地局１０－１に送信しない。このため、基地局１０－１は、時刻（Ｔ２＋Δ）において、基地局１０－２との協調伝送処理を断念し、単独でデータ伝送を実行する旨を決定する。具体的には例えば、基地局１０－１は、時刻（Ｔ２＋Δ）からＳＩＦＳ後に、チャネルＣＨ１及びＣＨ２を併用したデータ伝送処理を実行する。

１．３ 本実施形態に係る効果
基地局１０－１がプライマリチャネルＣＨ２の送信権を獲得しなかった場合、基地局１０－２がセカンダリチャネルＣＨ３を使用して無線信号を送信するためには、当該セカンダリチャネルＣＨ３の送信権を獲得すると共に、プライマリチャネルＣＨ１の送信権を獲得することが要求される。これは、複数のチャネルを併用して無線信号を送信するチャネルボンディングの仕様において、あらかじめ設定されたプライマリチャネルの送信権を獲得することが要求されているためである。このように、基地局１０－１がプライマリチャネルＣＨ２の送信権を獲得しなかった場合、基地局１０－２がプライマリチャネルＣＨ２の送信権を獲得していない状態では、基地局１０－２は無線信号を送信することができない。

本実施形態によれば、基地局１０－２の協調基地局である基地局１０－１がプライマリチャネルＣＨ２の送信権を獲得した場合、基地局１０－２は、基地局１０－２のセカンダリチャネルＣＨ３の送信権を獲得することに基づいて、当該セカンダリチャネルＣＨ３を使用して無線信号を送信することを決定する。これにより、基地局１０－２は、プライマリチャネルＣＨ２の送信権を獲得していない状態で、基地局１０－１と協調して、セカンダリチャネルＣＨ３による無線信号を送信することができる。したがって、基地局１０－１及び１０－２間でチャネルを効率的に使用することができる。

また、基地局１０－１は、基地局１０－２のプライマリチャネルを示す情報を含む無線信号を受信し、かつ基地局１０－１のプライマリチャネルを示す情報を含む無線信号を基地局１０－２に送信する。これにより、基地局１０－１及び１０－２は、協調伝送処理に先立ち、同一のチャネルＣＨ２をプライマリチャネルとして使用することを互いに認識できる。このため、基地局１０－１及び１０－２のうちの一方の基地局がプライマリチャネルＣＨ２の送信権を獲得した際、他方の基地局に対して協調伝送処理への参加を要請するインバイト信号を送信することができる。

なお、一般にプライマリチャネルでの送信とセカンダリチャネルでの受信が同時に生じると相互に電力漏洩が生じ、受信失敗となる。本実施形態によれば、基地局１０－１及び１０－２は、各々がマスター局及びスレーブ局の際のセカンダリチャネルの予約期間として用いるＴＸＯＰ期間Ｔｓ＿ｍａｓｔｅｒ及びＴｓ＿ｓｌａｖｅを、プライマリチャネルでのＴＸＯＰ期間Ｔｐと揃える。これにより、マスター局側では２つのチャネルが同時に送信で使われるため電力漏洩の問題は生じず、スレーブ局側でもプライマリチャネルでの受信が生じる可能性がなくなるため、電力漏洩の発生を抑制できる。

２． 変形例等
なお、上述の実施形態は、種々の変形が可能である。

例えば、上述の実施形態では、基地局１０－１及び１０－２の２局が互いを協調基地局として登録する場合について説明したが、これに限られず、３局以上が互いを協調基地局として登録してもよい。この場合、プライマリチャネルの送信権を獲得したマスター局は、複数のスレーブ局の各々に対してインバイト信号を送信する。インバイト信号を受信した複数のスレーブ局の各々は、各々が使用するセカンダリチャネルの送信権を獲得することに基づいて、協調伝送処理に参加するか否かを判定し得る。

ここで、複数のスレーブ局の各々が互いに異なるセカンダリチャネルを使用する場合、複数のスレーブ局の各々は、互いに独立に協調伝送処理への参加可否を決定すればよい。したがって、マスター局は、インバイト信号の応答信号をマスター局に対して送信した少なくとも１つのスレーブ局と協調伝送処理を実行し得る。

一方、複数のスレーブ局の各々が同一のセカンダリチャネルを使用する場合、複数のスレーブ局のうちの１局のみが、当該セカンダリチャネルの送信権を獲得することができる。したがって、マスター局は、インバイト信号の応答信号を受信した１つのスレーブ局のみと協調伝送処理を実行し得る。なお、上述の通り、無線信号処理部１０２は、送信キューＡＣ＿ＬＬを含む複数の送信キューを有し得る。このため、優先度の高いアクセスパラメータが設定された送信キュー内に送信待ちデータを有するスレーブ局ほど、協調伝送処理に参加しやすくすることができる。

なお、３局以上が互いを協調基地局として登録する場合、セカンダリチャネルの予約期間は、ＴＸＯＰ期間ではなく、データを送信する前の期間が優先的に設定されてもよい。これにより、例えば複数のスレーブ局からセカンダリチャネルの予約信号が送信された場合、送信権を獲得できなかったスレーブ局の予約信号が、他の基地局の通信を妨げることを抑制できる。

また、上述した実施形態による各処理は、コンピュータであるプロセッサに実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、プロセッサは、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…無線通信システム
１０－１，１０－２，１０－３…基地局
１１…プロセッサ
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
１４…無線モジュール
１５…ルータモジュール
２０…端末
１０１…データ処理部
１０２…無線信号処理部
１０３…協調伝送制御部
１０４…協調基地局管理テーブル

Claims (9)

1. 第１基地局としての他の基地局と共通の第１チャネルを使用可能な無線信号処理部を備えた、第２基地局としての基地局であって、
   前記無線信号処理部は、前記第１基地局がプライマリチャネルである前記第１チャネルの送信権を獲得した場合、第１協調処理を実行するように構成され、
   前記第１協調処理は、前記第２基地局が前記第２基地局のセカンダリチャネルである第２チャネルの送信権を獲得することに基づいて、前記第２チャネルによる送信を決定することを含む、
   基地局。
2. 前記第１協調処理は、前記第１チャネルによる第１信号を送信する前記第１基地局と協調した第２信号を、前記第２チャネルによって送信することを含む、
   請求項１記載の基地局。
3. 前記第１協調処理は、前記第２信号の送信完了までの期間の前記第２チャネルによる送信を予約することを含む、
   請求項２記載の基地局。
4. 前記無線信号処理部は、前記第２基地局が前記第１チャネルの送信権を獲得した場合、第２協調処理を実行するように構成され、
   前記第２協調処理は、第３チャネルによる第３信号を送信する前記第１基地局と協調した第４信号を、前記第１チャネルによって送信することを含む、
   請求項２記載の基地局。
5. 前記第２協調処理は、前記第４信号の送信完了までの期間の前記第１チャネルによる送信を予約することを含む、
   請求項４記載の基地局。
6. 前記無線信号処理部は、前記第２基地局が前記第１協調処理及び前記第２協調処理に対応しているか否かを示す情報を含む第５信号を前記第１基地局に送信するように構成された、
   請求項４記載の基地局。
7. 前記無線信号処理部は、
   前記第１基地局が前記第１協調処理及び前記第２協調処理に対応しているか否かを示す情報を含む第５信号を前記第１基地局から受けると、前記第１協調処理及び前記第２協調処理に関するネゴシエーションを要求する第６信号を前記第１基地局に送信し、
   前記第６信号に対して応答する第７信号に基づき、前記第１基地局とのネゴシエーションの可否を判定する
   ように構成された、
   請求項４記載の基地局。
8. 第１基地局としての他の基地局が、第２基地局としての基地局との共通のプライマリチャネルである第１チャネルの送信権を獲得した場合、前記第２基地局が、前記第２基地局のセカンダリチャネルである第２チャネルの送信権を獲得することに基づいて、前記第２チャネルによる送信を決定すること、
   を備えた、基地局の通信方法。
9. 第２基地局としての基地局において、コンピュータに、
   第１基地局としての他の基地局が、前記第２基地局との共通のプライマリチャネルである第１チャネルの送信権を獲得した場合、前記第２基地局が、前記第２基地局のセカンダリチャネルである第２チャネルの送信権を獲得することに基づいて、前記第２チャネルによる送信を決定させる、
   通信プログラム。

Images