CN108605370B - 无线通信系统、无线通信终端以及无线通信方法 - Google Patents

无线通信系统、无线通信终端以及无线通信方法 Download PDF

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Abstract

具备与共用频率资源的多个无线通信标准分别对应的多个无线通信标准控制部的无线通信终端包括同时发送管理部，所述同时发送管理部进行以下控制：针对多个无线通信标准控制部，设定与所述多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤的参数，控制多个无线通信标准的频率和发送开始时刻，并通过FDMA同时发送获取了发送权的各无线通信标准的无线帧，多个无线通信标准控制部是如下构成：使用通过同时发送管理部的控制来执行与多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤而获取了发送权的频率资源，通过FDMA同时发送多个无线通信标准的无线帧。

Description

无线通信系统、无线通信终端以及无线通信方法
技术领域
本发明涉及无线通信终端与多个无线通信标准对应、有效利用频率资源来进行无线通信的无线通信系统。另外，涉及本发明的无线通信系统中的无线通信终端以及无线通信方法。这里，频率资源即使被改称为表示频率块的频率段也是相同的。
背景技术
近年来，随着无线设备的迅速普及，无线LAN(Local Area Network，局域网)或LTE(Long Term Evolution，长期演进)等的无线终端数量显著增加。能够预想到今后无线终端数量、通信量也会增加。为了应对增加的无线终端数、通信量，在此之前在负责无线LAN、LTE等高速无线通信的无线通信标准中利用各自的频带，并规定了各自的接入步骤。
无线LAN广泛使用IEEE802.11基准标准，在作为不需要授权的非授权频带的2.4GHz频带中存在IEEE802.11b/g/n标准，在同样是非授权频带的5GHz频带中存在IEEE802.11a/n/ac标准的无线LAN。
另外，为了实现针对利用授权频带的LTE的进一步的高速化，研究着应用了无线LAN等使用的非授权频带的LAA(License-Assisted Access，授权辅助接入)、MuLTEfire。LAA是利用授权频带和非授权频带进行通信的方法，在非授权频带中多个无线终端竞争来使用频率资源。应用LAA的无线终端除了限定使用者的授权频带之外，还可以在非授权频带中进行通信，能够增加可利用的频率资源。并且，若可利用的频率资源增加则期待能够实现高速化。
但是，在非授权频带中，现有的无线LAN、Zigbee(注册商标)、Bluetooth(注册商标)等与新的LAA、MuLTEfire竞争。并且，在非授权频带中，不仅利用相同频带的无线终端的数量增加，而且利用相同频带的无线通信标准的数量也增加，因此要求无线通信标准不同的多个无线通信系统在相同频带中竞争的同时，有效地利用被限制的频率资源。
这里，在无线LAN中多个无线终端竞争相同频率资源时，执行基于CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，载波监听多路接入/冲突避免)的随机接入控制。在随机接入控制中，是在载波监听的结果被判断为是信道能发送的状态、并且例如在规定的等待时间之后开始进行发送的控制。一方面，在判断为信道不能发送的状态的情况下，不开始发送而等待直到信道变为能发送的状态。即，在以上的随机接入控制中按照各无线终端基于时间划分来发送帧。
此外，为了提高针对多个无线终端的通信的效率，正研究在作为无线LAN的基准标准的IEEE802.11中利用频分多址(FDMA:Frequency Division Multiple Access)同时发送多个无线LAN帧的方法。通过使用FDMA，能够分割一个频带并同时使用，若在下行通信中判断为无线基站能够利用信道，则能够向多个无线终端目的地分割彼此不同的信道并开始进行集中发送。在上行的通信中，在无线基站发送了控制多个无线终端的时刻的无线LAN帧之后，多个无线终端使用不同的频率资源同时开始发送无线LAN帧，无线基站能够一次性从多个无线终端接受无线LAN帧。因此，与CSMA/CA中一台一台接入的方法相比，期待能够进行与很多无线终端之间的通信，进一步提高频率利用效率。
在先技术文献
非专利文献
非专利文献1：“Specification Framework for TGax,”Robert Stacey et al.,doc.:IEEE 802.11-15/0132r9,22 September 2015；
非专利文献2：The LAN/MAN Standards Committee,“IEEE Std 802.11TM 2012IEEE standard for Information Technology-Telecommunications and informationexchange between systems-Local and metropolitan area networks Specificrequirements Part11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications；
非专利文献3：3GPP TR 36.889 v13.0.0，“Study on licensed-assisted accessto unlicensed spectrum，”2015；
非专利文献4：“Introduction of LAA(eNB Channel Access Procedure)，”3GPPR1-157922,December 2015。
发明内容
发明要解决的问题
如前面所述，无线LAN系统的随机接入步骤执行基于时间划分的帧发送。因此，在相同频带中竞争的无线通信标准以及无线终端的数量越多，发送等待的时间倾向于更长。当多个LAA系统等的、无线LAN系统以外的无线通信标准被频繁使用时，将来除了无线LAN系统单独的无线终端数量的增加之外，LAA系统等的、无线LAN系统以外的无线通信标准的通信量在非授权频带中被使用，发送等待时间变得越来越长。并且，非授权频带中还存在最大以160MHz带宽进行发送的无线终端，因此担心发送等待时间延长的影响在宽频带中发生。
图22示出在相同频带中竞争的两个无线通信标准的关系。
在图22中，作为在相同频带中竞争的两个无线通信标准A、B，例如设想无线LAN系统和LAA系统。在这些无线通信系统相邻的无线通信环境中，无线通信标准A的无线通信终端a1和无线通信标准B的无线通信终端b1检测彼此发送的无线帧并将其视为干扰对象。这里，当无线通信终端a1和无线通信终端b1在发送之前实施如CSMA/CA那样的随机接入控制的情况下彼此检测出无线帧时，在其中任何一方发送的期间，另一方等待发送。因此，与没有干扰对象的情况相比，等待发送的时间变长。
图23示出干扰无线通信环境下的顺序的一个例子。
在图23中，无线通信标准A使用四个信道ch1～ch4，无线通信标准B使用一个信道ch1，分别进行基于CSMA/CA的发送控制。即，在检测出其他站处于帧发送中、且发送信道处于不允许发送的状态的情况下，需要使本站等待发送。因此，无线通信标准A不仅在无线通信标准B的发送期间不能使用信道ch1，而且在空闲的信道ch2、ch3、ch4上也不能发送，因此成为频率利用效率显著降低的原因。
另外，无线通信标准A、B例如在无线LAN系统之中无线通信标准不同的情况下，例如即使置换为IEEE802.11ac标准和IEEE802.11ax标准也是相同的。并且，两个无线通信标准的各一方的无线通信终端a1、b1被容纳在一个框体中，如图24所示，即使在作为无线通信标准A控制部以及无线通信标准B控制部而构成作为一个无线通信终端的主机的情况下也是相同的。即，无线通信标准A控制部以及无线通信标准B控制部由于各自的无线通信标准不同，因此如图23所示那样需要在不同的发送时机下发送，成为频率利用效率降低的原因。
在这样存在利用相同频带的多个无线通信标准的情况下，变成发送等待时间变长、频率利用效率降低的示例。另一方面，在无线LAN系统中因时间划分而发送等待的时间变长的情况下，能够变更要使用的信道或缩小带宽。为了避免帧冲突而进行的信道变更例如通过选择竞争的终端少的信道来进行通信。另外，考虑以下方法：在所使用的信道带宽之中，在仅仅在一部分子信道中多次发生帧冲突的情况下减少信道带宽，将该子信道不包含在通信用信道中。
图25示出无线通信标准A中的信道切换示例。
在图25中，无线通信标准A中可以进行四个信道ch1～ch4的信道切换，无线通信标准B使用一个信道ch1。但是，在无线通信标准A只能使用连续的信道的情况、或可利用的信道带宽仅仅为单位信道带宽的偶数倍的情况下，当无线通信标准B使用信道ch1时，无线通信标准A使用信道ch3、ch4，信道ch2在未被使用的状态下残留。因此，无线通信标准A和无线通信标准B彼此在信道利用中竞争，但不能最大限度地利用通过信道切换而能够使用的频率资源。另外，信道ch3、ch4在帧发送中时间利用率高，但在利用信道ch1的无线通信标准B的通信量负荷小的情况下，信道ch1的时间利用率与信道ch3、ch4相比变得非常小。即，即使在所使用的信道之间，利用频率中也会发生分散，并成为频率利用效率降低的原因。
本发明的目的在于，提供一种无线通信终端对多个无线通信标准进行管理和控制并通过FDMA来同时发送各无线通信标准的无线帧的无线通信系统、无线通信终端以及无线通信方法。
用于解决问题的手段
第一发明涉及一种无线通信系统，其中，无线通信终端执行与各无线通信标准对应的随机接入步骤，在按照各无线通信标准所使用的频率资源中获取发送权并发送无线帧，所述无线通信终端具备与共用频率资源的多个无线通信标准分别对应的多个无线通信标准控制部，无线通信终端具备同时发送管理部，所述同时发送管理部进行以下控制：针对多个无线通信标准控制部设定与多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤的参数，并控制多个无线通信标准的频率和发送开始时刻，通过FDMA(频分多址接入方式)同时发送获取了发送权的各无线通信标准的无线帧，多个无线通信标准控制部是如下构成：使用通过同时发送管理部的控制来执行与多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤而获取了发送权的频率资源，通过FDMA同时发送多个无线通信标准的无线帧。
第二发明涉及一种无线通信终端，其中，通过与共用频率资源的多个无线通信标准分别对应的多个无线通信标准控制部来执行随机接入步骤，在按照各无线通信标准所使用的频率资源中获取发送权并发送无线帧，无线通信终端具备同时发送管理部，所述同时发送管理部进行以下控制：针对多个无线通信标准控制部设定与多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤的参数，并控制多个无线通信标准的频率和发送开始时刻，通过FDMA来同时发送获取了发送权的各无线通信标准的无线帧，多个无线通信标准控制部是如下构成：使用通过同时发送管理部的控制来执行与多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤而获取了发送权的频率资源，通过FDMA来同时发送多个无线通信标准的无线帧。
在第二发明的无线通信终端中，同时发送管理部是以下构成：将成为在多个无线通信标准中共用的随机接入步骤的参数设定在多个无线通信标准控制部中，多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行共用的随机接入步骤，并通过FDMA同时发送获取了发送权的无线通信标准的无线帧。
在第二发明的无线通信终端中，同时发送管理部是以下构成：将成为多个无线通信标准的各自的随机接入步骤的参数设定在多个无线通信标准控制部中，多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行各自的随机接入步骤，并通过FDMA来同时发送满足发送权获取的条件的无线通信标准的无线帧。另外，同时发送管理部是进行如下控制的构成：根据无线通信标准，使与多个无线通信标准对应的各自的随机接入实施期间与最长的或规定的随机接入实施期间对齐
在第二发明的无线通信终端中，同时发送管理部是以下构成：将成为多个无线通信标准中的任何一个随机接入步骤的参数设定在多个无线通信标准控制部中，多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行所述任何一个随机接入步骤，并通过FDMA同时发送获取了发送权的无线通信标准的无线帧。
在第二发明的无线通信终端中，多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行与多个无线通信标准对应的随机接入步骤，在获取了发送权的无线通信标准为一个的情况下，仅仅切换到该无线通信标准并发送无线帧。
在第二发明的无线通信终端中，多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：在通过FDMA来进行同时发送之前，以预定的无线通信标准的控制用序列，通知其他无线通信终端禁止发送的期间和同时发送中所使用的频率资源的信息。另外，在预定的无线通信标准的控制用序列之后，预定的无线通信标准以外的无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行与其无线通信标准对应的随机接入步骤，获取发送权，并与预定的无线通信标准的无线帧一同通过频分多址来进行同时发送。
第三发明涉及一种无线通信方法，其中，通过多个无线通信标准控制部来执行随机接入步骤，在按照各无线通信标准所使用的频率资源中获取发送权来发送无线帧，所述多个无线通信标准控制部与共用频率资源的多个无线通信标准分别对应，所述无线通信方法包括如下步骤：针对多个无线通信标准控制部，同时发送管理部设定与多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤的参数，并控制多个无线通信标准的频率和发送开始时刻，通过频分多址接入方式来同时发送获取了发送权的各无线通信标准的无线帧，多个无线通信标准控制部在使用通过同时发送管理部的控制来执行与多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤而获取了发送权的频率资源中，通过频分多址接入方式同时发送所述多个无线通信标准的无线帧。
发明效果
本发明在共用频率资源的多个无线通信标准的通信混合存在的环境下，在执行与各无线通信标准对应的随机接入步骤而获取了发送权的频率资源中，通过FDMA来同时发送多个无线通信标准的无线帧，与按照各无线通信标准进行时间划分的情况相比，由于能够按照各无线通信标准最大限地利用频率资源，因此能提高频率利用效率。
另外，与频率资源的切换不同，由于始终处于能够使用所有频率资源的状态，因此在一部分无线通信标准的通信量负荷小的情况下，其他无线通信标准利用所有频率资源能够以高的数据速率发送。
另外，相比在现有方法中自主接入控制的无线通信标准的通信，由于在相同接入控制之下操作无线通信标准，因此能够以多个无线通信标准集中控制频率资源的利用，能够与频率资源的分配最优化相关联。并且，由于能够以一个无线通信终端来处理不同的多个无线通信标准，因此能够实现设备成本的降低和省电。
附图说明
图1是示出本发明的无线通信系统的构成例的图；
图2是示出本发明的无线通信终端的构成例1的图；
图3是示出本发明的无线通信终端的构成例2的图；
图4是示出本发明的无线通信终端的构成例3的图；
图5是示出本发明的无线通信终端的构成例4的图；
图6是示出本发明的基于FDMA的同时发送方法的实施例1的图；
图7是示出本发明的基于FDMA的同时发送方法的实施例2的图；
图8是示出本发明的基于FDMA的同时发送方法的实施例3的图；
图9是示出本发明的基于FDMA的同时发送方法的实施例4的图；
图10是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤示例1的图；
图11是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤示例2的图；
图12是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤示例3的图；
图13是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤示例4的图；
图14是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例1的图；
图15是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例2的图；
图16是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例3的图；
图17是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例4的图；
图18是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例5的图；
图19是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例6的图；
图20是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例7的图；
图21是说明无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例8的图；
图22是示出在相同频带中竞争的两个无线通信标准的关系的图；
图23是示出干扰无线通信环境下的顺序的一个例子的图；
图24是示出与无线通信标准A、B对应的无线通信终端的构成例的图；
图25是示出无线通信标准A中的信道切换示例的图。
具体实施方式
图1示出本发明的无线通信系统的构成例。
在图1中，本发明的无线通信系统包括：与无线通信标准A、B对应的无线通信终端100、与无线通信终端100进行通信的为无线通信标准A的无线通信终端200A、以及与无线通信终端100进行通信的为无线通信标准B的无线通信终端200B。无线通信终端100作为主要构成而包括进行无线通信标准A的通信控制的无线通信标准A控制部110A、进行无线通信标准B的通信控制的无线通信标准B控制部110B以及同时发送管理部120，该同时发送管理部120经由各无线通信标准A/B控制部而执行随机接入步骤，并在无线通信标准A、B中进行基于FDMA(Frequency division multiple access，频分多址)的同时发送控制。
这里，无线通信标准A、B假定为与使用相同的非授权频带的例如无线LAN系统和LAA系统对应的情况、以及与在使用非授权频带的一个无线通信标准之中例如无线LAN系统中的IEEE802.11ac标准和IEEE802.11ax标准等对应的情况。以下，以几乎共用随机接入步骤的前者的情况为例子进行说明，但由于在后者的情况下随机接入步骤为共用，因此同时发送控制更简便。
无线通信标准A中使用包含主信道在内的例如信道ch1～ch4中任何一者或者全部，无线通信标准B中例如仅仅使用信道ch1，通过同时发送管理部120的控制来分别执行共用的或个别的随机接入步骤，并进行基于FDMA的同时发送。这里，在无线通信标准A、B使用基于相同规定的随机接入步骤的情况下，设为共用为获取发送权所需的参数。另外，在同时发送管理部120中，为了即使通过无线通信标准A、B并列进行同时发送也最小限度地抑制彼此的干扰量，进行控制，以针对通过无线通信标准A、B发送的信号的频率和发送开始时刻进行调整。此外，在针对通过无线通信标准A、B发送的无线帧的发送开始时刻进行调整的控制中，还包括在一种无线通信标准下再次执行随机接入步骤之后进行发送的情况。以下，具体示出无线通信终端的构成例。
图2示出本发明的无线通信终端的构成例1。
在图2中，除了图1所示的基本构成的无线通信标准A控制部110A、无线通信标准B控制部110B以及同时发送管理部120之外，无线通信终端100还包括与各无线通信标准A、B对应的发送/接收分组管理部130A、130B以及与多个天线连接的双工器及交换机140。
发送/接收分组管理部130A、130B在外部网络300与无线通信标准A控制部110A以及无线通信标准B控制部110B之间进行分组的收发处理和调度，经由同时发送管理部120而交换分组的有无或大小等的元数据。各无线通信标准A、B的发送分组在通过无线通信标准A控制部110A和无线通信标准B控制部110B进行随机接入控制而获取了发送权时，经由双工器及交换机140从天线作为无线帧进行发送。
同时发送管理部120包括频率共用同时发送控制部121、时刻控制部122以及频率控制部123，对无线通信标准A控制部110A和无线通信标准B控制部110B的随机接入步骤进行控制，并对基于FDMA的同时发送进行控制。时刻控制部122进行用于使时钟同步或发送开始时刻一致的控制。在通过FDMA发送的情况下，频率控制部123进行用于频率同步的控制，以使不会在各无线通信标准A、B的信号中发生子信道之间干扰等。频率共用同时发送控制部121进行在实施FDMA的情况下的随机接入控制或频率资源的调度的控制。此外，各控制部不仅可以由硬件构成，还可以由软件构成，图2中根据各控制部的作用而示出各控制的逻辑关系。此外，虚线是传输控制信息的路径，实线是传输数据的路径。
图3示出本发明的无线通信终端的构成例2。
在图3中，构成例2的无线通信终端是将构成例1的发送/接收分组管理部130A、130B共用化、并容纳于同时发送管理部120中的构成。其他的构成与构成例1相同。
图4示出本发明的无线通信终端的构成例3。
在图4中，构成例1的无线通信标准A、B设想为使用相同非授权频带的例如无线LAN系统和LAA系统，但在无线通信标准B中还可以设想并用非授权频带和其他频带的授权频带。除了构成例1的无线通信终端100的构成之外，构成例3的无线通信终端100还具备使用授权频带的无线通信标准B控制部110B’和双工器及交换机140’。根据要进行收发的信道，发送/接收分组管理部130B与无线通信标准B控制部110B、110B’连接。
图5示出本发明的无线通信终端的构成例4。
在图5中，构成例4的无线通信终端是将构成例3的发送/接收分组管理部130A、130B共用化、并容纳于同时发送管理部120中的构成。其他的构成与构成例3相同。
本发明的无线通信终端100按照以上所示的图2的构成例1～图5的构成例4所示的构成，无线通信标准A控制部110A和无线通信标准B控制部110B通过同时发送管理部120的控制执行随机接入步骤而获取发送权，并对用于同时发送中的各信道的频率和发送开始时刻进行控制，通过FDMA同时发送无线通信标准A和无线通信标准B的各无线帧。
以下，对基于FDMA的同时发送方法的实施例1～4进行说明，接着对无线通信标准A、B的随机接入步骤示例1～4进行说明，然后对无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例1～8进行说明。
(基于FDMA的同时发送方法的实施例1)
图6示出本发明的基于FDMA的同时发送方法的实施例1。
在图6中，无线通信终端100实施无线通信标准A的随机接入步骤和无线通信标准B的随机接入步骤，通过无线通信标准A中所使用的信道ch1～ch4以及无线通信标准B中所使用的信道ch1，分别进行预定的随机接入实施期间的载波监听。在随机接入实施期间结束、各信道变得空闲而能够获取发送权的情况下，无线通信标准A的无线帧使用信道ch2～ch4、无线通信标准B的无线帧使用信道ch1，通过FDMA进行同时发送。无线通信终端100的同时发送管理部120实施对通过各无线通信标准发送的信号的频率和发送开始时刻进行调整的控制，因此即使并列进行同时发送也能够最小限度地抑制彼此的干扰量。
(基于FDMA的同时发送方法的实施例2)
图7示出本发明的基于FDMA的同时发送方法的实施例2。
在图7中，无线通信终端100实施无线通信标准A的随机接入步骤和无线通信标准B的随机接入步骤，无线通信标准A的无线帧使用信道ch2～ch4，无线通信标准B的无线帧使用信道ch1，通过FDMA进行同时发送。
这里，在无线通信标准A的帧时间长度比无线通信标准B的帧时间长度短的情况下，进行使帧时间长度一致的调整。帧时间长度的调整能够通过填充或帧扩展或分段以及传输速率变更来实施。填充通过添加比特序列来调整帧时间长度。帧扩展在帧完成之后维持同等的发送电力水平而继续发送信号，由此调整帧时间长度。分段是指将帧分断为小于通常的帧的块单位。将分断的帧部分添加到想要延长帧时间长度的帧上，由此调整帧时间长度。
另外，在无线通信标准B为LAA系统的情况下，LTE帧的符号长度、发送时隙长度、以及子帧时间长度和帧时间长度为规定的长度，并且能够从交换控制帧等的授权频带中获取信息。无线通信终端100应用该信息而预先掌握LAA系统的无线帧发送完成的时间，并能够对齐作为无线通信标准A的无线LAN系统的帧时间长度。
此外，在一种无线通信标准的帧时间长度比另一种无线通信标准的帧时间长度短的情况下，可以不对齐帧时间长度。即使其他终端在无线通信标准A、B分别进行通信的信道上进行帧发送的情况下，也难以在信道之间发生干扰，在帧时间长度短的一种无线通信标准中不发生以自身终端为目的地的无线帧的情况下，可以不对齐帧时间长度，针对早些完成了帧发送的信道，及时停止信道使用，设为存在于同一区域内的其他无线通信终端能够利用信道的状态。
(基于FDMA的同时发送方法的实施例3)
图8示出本发明的基于FDMA的同时发送方法的实施例3。
在图8中，无线通信终端100在通过无线通信标准A、B进行同时发送之前，通过包含控制用帧单体和控制用帧的交换在内的控制用序列，针对周围的无线终端设定NAV(发送禁止期间)。控制用帧使用至少实施无线通信标准A或无线通信标准B的通信的终端能够识别帧内容的帧。通过预先发送控制用帧，针对能够识别控制用帧的内容的终端，能够进行适当的NAV设定，并能够防止帧发送中的中断。另外，利用控制帧，通过无线通信标准A或无线通信标准B的收发之间的无线通信终端来能够预先交换数据发送中所利用的频率资源信息。
例如，将无线通信标准A设为无线LAN系统，将无线通信标准B设为LAA系统，将控制用帧设为无线LAN帧的控制帧。在该情况下，如果不预先发送控制帧来设定NAV，则周围的无线LAN终端以比无线LAN信号的载波监听水平高20dB的值执行信道ch1的LAA帧的载波监听。因此，即使在信道ch2～ch4和信道ch1中发射功率密度相同，载波监听结果也不同，在LAA帧的发送期间，周围的无线LAN终端可能通过信道ch1开始进行发送。当周围的无线LAN终端开始进行发送时，LAA帧的传输质量降低，这可能导致吞吐量降低。
(基于FDMA的同时发送方法的实施例4)
图9示出本发明的基于FDMA的同时发送方法的实施例4。
在图9中，无线通信终端100与实施例3同样，在通过无线通信标准A、B进行同时发送之前发送控制用帧，针对周围的无线终端设定NAV(发送禁止期间)。并且，无线通信终端100在开始进行无线通信标准B的发送之前，根据无线通信标准B来再次执行随机接入步骤。在随机接入步骤在无线通信标准A和无线通信标准B中独立的情况下，通过实施例3的方法预先进行NAV设定，由于在抑制了竞争的无线通信终端的数量的基础上获取发送权，因此能够期待提高无线通信标准B的发送权获取率的效果。即，由于预先通过控制用帧来针对周围的无线终端设定NAV，因此在无线通信标准B的随机接入实施期间竞争的周围的无线终端数减少，容易获取发送权。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤示例1)
图10示出无线通信标准A、B的随机接入步骤示例1。
在图10中，在无线通信标准A、B使用基于相同的规定的随机接入步骤而进行同时发送的情况下，同时发送管理部120针对无线通信标准A控制部110A和无线通信标准B控制部110B，设定通过随机接入来获取发送权时所需的共用的参数并实施相同的控制。例如，LAA系统通过固定时间+随机时间计算载波监听中所需的随机接入实施期间，该固定时间和随机时间的设定范围根据帧发送的优先级而不同。在LAA系统中设定的固定时间和随机时间如下计算出。
随机接入实施期间＝固定时间(defer duration)+随机时间(random backoff)
固定时间＝Tf+mp×Ts
随机时间＝CWp×Ts
这里，Tf是16μsec、Ts是9μsec，上述的计算式或固定参数与无线LAN系统的IEEE802.11a/n/ac/ax等相等。另外，LAA系统的mp、CWp的设定值和设定范围为与无线LAN系统的AIFSN(Arbitration Inter Frame Space Number，仲裁帧间隙数)、CW范围非常相似的设定值。因此，在无线通信终端100中判断为无线LAN系统与LAA系统是相同的随机接入步骤，能够共有相同的参数并进行同时发送控制。
这里，将无线通信标准A设为无线LAN系统，将无线通信标准B设为LAA系统。无线通信终端100的同时发送管理部120在无线LAN系统的AIFSN与LAA系统的mp为不同的值、或者CW大小不同的情况下选择其中大的值。无线通信标准A控制部110A和无线通信标准B控制部110B基于所选择的值，计算共用的随机接入实施期间并执行载波监听。
无线LAN系统通过包含主信道ch4在内的能够发送的全部信道ch1～ch4执行载波监听，LAA系统仅通过能够发送的信道ch1来执行。在本示例中，将LAA系统设为不进行多信道通信。每个载波监听的结果为，如果在随机接入实施期间届满之后信道被判断为空闲，则无线LAN系统使用信道ch2～ch4，LAA系统使用信道ch1，通过FDMA开始进行同时发送。
另外，在无线通信标准A、B为无线LAN系统的例如IEEE802.11ac标准和IEEE802.11ax标准、在无线通信标准A、B中共用的主信道例如设定为信道ch1的情况下，也能够以相同的随机接入步骤相对应。例如，在无线通信标准A中使用副信道ch2～ch4，在无线通信标准B中使用主信道ch1，通过FDMA开始进行同时发送。这样的每个无线通信标准的信道设定能够通过信令处理来通知到接收侧的无线通信终端。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤示例2)
图11示出无线通信标准A、B的随机接入步骤示例2。
在图11中，无线通信终端100的无线通信标准A控制部110A和无线通信标准B控制部110B尝试基于各自的标准的随机接入步骤的发送权获取，在两者均能够获取发送权的条件成立的情况下，视为初次获取了用于同时发送的发送权。
这里，将无线通信标准A设为无线LAN系统，将无线通信标准B设为LAA系统。无线LAN系统和LAA系统在相同时刻开始进行载波监听。无线LAN系统例如在包含主信道ch4在内的能够发送的全部信道ch1～ch4中来执行载波监听，LAA系统仅在能够发送的信道ch1中来执行。本示例中，LAA系统的一侧比无线LAN系统更早地结束随机接入实施期间。但是，LAA系统为了与无线LAN系统进行同时发送，在随机接入实施期间之后不会立即发送无线帧。无线通信标准B控制部110B从频率共用同时发送控制部121中获取控制信息，在无线LAN系统中的随机接入实施期间届满之前持续执行载波监听。然后，在无线LAN系统的随机接入实施期间的届满之后，若判断为信道空闲，则无线LAN系统使用信道ch2～ch4，LAA系统使用信道ch1，并开始进行基于FDMA的同时发送。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤示例3)
图12示出无线通信标准A、B的随机接入步骤示例3。
这里，将无线通信标准A设为无线LAN系统，将无线通信标准B设为LAA系统，将LAA系统设为在信道ch1上进行突发通信的系统。
在突发通信中，如非专利文献4那样在发送一次无线帧之后连续发送无线帧的情况下，载波监听被规定为空出34μsec以上的时间。因此，无线LAN系统设定至少34μsec的随机接入实施期间并实施载波监听。另一方面，LAA系统不计算随机接入实施期间，在无线LAN系统的随机接入实施时间为34μsec以上的情况下，设为仅在相同的时间实施载波监听。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤示例4)
图13示出无线通信标准A、B的随机接入步骤示例4。
这里，无线通信标准A、B可以是无线LAN系统和LAA系统，可以是无线LAN系统的不同的无线通信标准。无线通信终端100执行基于任何一种无线通信标准的随机接入步骤。但是，在进行载波监听时，对包含另一种无线通信标准在内的打算利用的全部信道进行载波监听。
例如，在无线LAN系统使用信道ch2～ch4、LAA系统使用信道ch1时，在信道ch1～ch4中仅仅实施无线LAN系统和LAA系统中的载波监听相等或者总变长的无线通信标准的载波监听。本示例中，仅仅无线LAN系统在全部信道实施载波监听。然后，在无线LAN系统的随机接入实施期间届满之后，若信道被判断为空闲，则无线LAN系统使用信道ch2～ch4，LAA系统使用信道ch1，并开始进行基于FDMA的同时发送。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例1)
图14示出无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例1。
在图14中，在以无线通信标准A、B的各载波监听水平同时判断为信道ch1为忙碌的情况下，使用通过无线通信标准A判断为空闲状态的信道ch2～ch4来进行基于FDMA的发送。即，例如在信道ch1为主信道的情况下，变得仅仅通过副信道来进行发送。这样的无线通信标准A的信道设定能够通过信令处理来针对接收侧的无线通信终端进行通知。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例2)
图15示出无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例2。
在图15中，在通过无线通信标准A的载波监听判断为信道ch2为忙碌的情况下，使用在无线通信标准A中判断为空闲状态的信道ch3～ch4、以及在无线通信标准B中判断为空闲状态的信道ch1，来进行基于FDMA的同时发送。即，可以在基于FDMA的同时发送中进行不连续的信道之间的发送。这样的无线通信标准A、B的信道设定能够通过信令处理来对接收侧的无线通信终端进行通知。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例3)
图16示出无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例3。
在图16中，在实施着全部信道的载波监听的无线通信标准A中判断为信道ch1为忙碌、实施着信道ch1的载波监听的无线通信标准B中判断为空闲的情况下，无线通信标准A使用信道ch2～ch4，无线通信标准B使用信道ch1，并开始进行基于FDMA的同时发送。这样的无线通信标准A、B的信道设定能够通过信令处理来对接收侧的无线通信终端进行通知。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤示例中的同时发送处理示例4)
图17示出无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例4。
在图17中，在实施着全部信道的载波监听的无线通信标准A中判断为全部信道为空闲、实施着信道ch1的载波监听的无线通信标准B中判断为忙碌的情况下，无线通信标准A使用信道ch1～ch4来开始基于FDMA的发送。这样的无线通信标准A的信道设定能够通过信令处理来对接收侧的无线通信终端进行通知。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例5)
在以下所示的同时发送处理示例5～7中，无线通信标准A在全部信道中进行载波监听的无线LAN系统中，将主信道设为ch4，无线通信标准B设为仅仅使用信道ch1。
图18示出无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例5。
在图18中，为了在无线通信标准A的无线LAN系统中获取发送权，主信道ch4需要在随机接入实施期间、即
固定时间DIFS+随机Backoff
为空闲，副信道ch1～ch3只要从预定发送开始PIFS时间之前为空闲即可。这里，信道ch2～ch4在随机接入实施期间中为空闲，信道ch1在载波监听开始时为忙碌，但在从预定发送开始PIFS时间之前变为空闲。
另一方面，为了在无线通信标准B中获取发送权，信道ch1需要在随机接入实施期间中为空闲。信道ch1在无线通信标准B的载波监听水平从忙碌变得空闲，到预定发送开始为止的时间t比无线通信标准B的随机接入实施期间短。
根据上述，由于无线通信终端100在无线通信标准B中不能获取发送权，因此在无线通信标准A的无线LAN系统中开始进行使用了信道ch1～ch4的同时发送。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例6)
图19示出无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例6。
在图19中，信道ch2～ch4在无线通信标准A的随机接入实施期间中为空闲。信道ch1在载波监听开始时为忙碌，此后变得空闲，但作为预定发送开始前的为空闲的时间t未达到PIFS时间。因此，无线通信终端100在无线通信标准A的无线LAN系统中不能使用信道ch1，并开始进行使用了信道ch2～ch4的发送。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例7)
图20示出无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例7。
在图20中，信道ch2～ch4在无线通信标准A的随机接入实施期间中为空闲。信道ch1在载波监听开始时为忙碌，但从预定发送开始PIFS时间之前为空闲。另外，信道ch1在无线通信标准B的载波监听水平从忙碌变为空闲，到预定发送开始为止的时间t比无线通信标准B的随机接入实施期间长。因此，无线通信终端100在无线通信标准A的无线LAN系统中使用信道ch2～ch4，在无线通信标准B中使用信道ch1，并开始进行基于FDMA的同时发送。
(无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例8)
图21示出无线通信标准A、B的随机接入步骤中的同时发送处理示例8。
这里，示出无线通信标准B为LAA系统、能够开始进行数据发送的时刻通过交换控制帧等的授权频带的时刻来决定的情况下的示例。在该情况下，LAA系统即使在发送开始时刻之前能够实施随机接入来获取了发送权，在发送开始时刻之前仅仅发送不进行数据传送的预约信号。因此，还因预约信号长度的量而频率利用效率降低。尤其在无线通信标准A的帧时间长度到接入权获取后的无线通信标准B的发送开始时刻之前完成的情况下，如这里所示的那样，不进行同时发送而仅仅在无线通信标准A小以全部信道进行发送。通过本步骤能够缩短频率占有时间，能够避免由于预约信号而频率利用效率降低。
符号说明
10……无线通信终端；
110A……无线通信标准A控制部；
110B……无线通信标准B控制部；
120……同时发送管理部；
121……频率共用同时发送控制部；
122……时刻控制部；
123……频率控制部；
130、130A、130B……发送/接收分组管理部；
140……双工器及交换机；
200A……无线通信终端(无线通信标准A)；
200B……无线通信终端(无线通信标准B)；
300……外部网络。

Claims (10)

1.一种无线通信系统，其特征在于，
无线通信终端执行与各无线通信标准对应的随机接入步骤，在按照各无线通信标准所使用的频率资源中获取发送权并发送无线帧，所述无线通信终端具备与共用频率资源的多个无线通信标准分别对应的多个无线通信标准控制部，
所述无线通信终端具备同时发送管理部，所述同时发送管理部进行以下控制：针对所述多个无线通信标准控制部设定用于与所述多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤的随机接入实施期间，使得分别用于所述多个无线通信标准的所述随机接入实施期间彼此一致，并控制所述多个无线通信标准的频率和发送开始时刻，通过频分多址接入方式同时发送获取了发送权的各无线通信标准的无线帧，
所述多个无线通信标准控制部是如下构成：使用通过所述同时发送管理部的控制来执行与所述多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤而获取了发送权的频率资源，通过频分多址接入方式同时发送所述多个无线通信标准的无线帧。
2.一种无线通信终端，其特征在于，
通过与共用频率资源的多个无线通信标准分别对应的多个无线通信标准控制部来执行随机接入步骤，在按照各无线通信标准所使用的频率资源中获取发送权并发送无线帧，
所述无线通信终端具备同时发送管理部，所述同时发送管理部进行以下控制：针对所述多个无线通信标准控制部设定用于与所述多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤的随机接入实施期间，使得分别用于所述多个无线通信标准的所述随机接入实施期间彼此一致，并控制所述多个无线通信标准的频率和发送开始时刻，通过频分多址接入方式来同时发送获取了发送权的各无线通信标准的无线帧，
所述多个无线通信标准控制部是如下构成：使用通过所述同时发送管理部的控制来执行与所述多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤而获取了发送权的频率资源，通过频分多址接入方式来同时发送所述多个无线通信标准的无线帧。
3.根据权利要求2所述的无线通信终端，其特征在于，
所述同时发送管理部是以下构成：将成为在所述多个无线通信标准中共用的随机接入步骤的参数设定在所述多个无线通信标准控制部中，
所述多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行所述共用的随机接入步骤，并通过频分多址接入方式同时发送获取了发送权的无线通信标准的无线帧。
4.根据权利要求2所述的无线通信终端，其特征在于，
所述同时发送管理部是以下构成：将成为所述多个无线通信标准的各自的随机接入步骤的参数设定在所述多个无线通信标准控制部中，
所述多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行所述各自的随机接入步骤，并通过频分多址接入方式来同时发送满足发送权获取的条件的无线通信标准的无线帧。
5.根据权利要求4所述的无线通信终端，其特征在于，
所述同时发送管理部是进行如下控制的构成：根据无线通信标准，使与所述多个无线通信标准对应的各自的随机接入实施期间与最长的或规定的随机接入实施期间对齐。
6.根据权利要求2所述的无线通信终端，其特征在于，
所述同时发送管理部是以下构成：将成为所述多个无线通信标准中的任何一个随机接入步骤的参数设定在所述多个无线通信标准控制部中，
所述多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行所述任何一个随机接入步骤，并通过频分多址接入方式同时发送获取了发送权的无线通信标准的无线帧。
7.根据权利要求2所述的无线通信终端，其特征在于，
所述多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行与所述多个无线通信标准对应的随机接入步骤，在获取了发送权的无线通信标准为一个的情况下，仅仅切换到该无线通信标准并发送无线帧。
8.根据权利要求2所述的无线通信终端，其特征在于，
所述多个无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：在通过所述频分多址接入方式来进行同时发送之前，以预定的无线通信标准的控制用序列，通知其他无线通信终端禁止发送的期间和同时发送中所使用的频率资源的信息。
9.根据权利要求8所述的无线通信终端，其特征在于，
在所述预定的无线通信标准的控制用序列之后，所述预定的无线通信标准以外的无线通信标准控制部是进行如下处理的构成：执行与其无线通信标准对应的随机接入步骤，获取发送权，并与所述预定的无线通信标准的无线帧一同通过频分多址来进行同时发送。
10.一种无线通信方法，其特征在于，
通过多个无线通信标准控制部来执行随机接入步骤，在按照各无线通信标准所使用的频率资源中获取发送权来发送无线帧，所述多个无线通信标准控制部与共用频率资源的多个无线通信标准分别对应，
所述无线通信方法包括如下步骤：针对所述多个无线通信标准控制部，同时发送管理部设定用于与所述多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤的随机接入实施期间，使得分别用于所述多个无线通信标准的所述随机接入实施期间彼此一致，并控制所述多个无线通信标准的频率和发送开始时刻，通过频分多址接入方式来同时发送获取了发送权的各无线通信标准的无线帧，
所述多个无线通信标准控制部在使用通过所述同时发送管理部的控制来执行与所述多个无线通信标准分别对应的随机接入步骤而获取了发送权的频率资源中，通过频分多址接入方式同时发送所述多个无线通信标准的无线帧。
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