JP2002247053A

JP2002247053A - 無線周波数共用方法並びに無線基地局制御方法及び無線端末局制御方法

Info

Publication number: JP2002247053A
Application number: JP2001038758A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Honma; 文洋本間; Yasuhiko Inoue; 保彦井上; Kazumasa Saito; 一賢齋藤; Masataka Iizuka; 正孝飯塚; Masahiro Morikura; 正博守倉
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-30
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: JP3574413B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は複数の基地局及び無線端末局が同じ
周波数を共用する場合にパケット衝突によるスループッ
トの低下を抑制することが可能な無線周波数共用方法を
提供することを目的とする。【解決手段】無線基地局及び無線端末局がデータ送信
時にＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス制御を行う無線周波数共
用方法において、複数基地局の間でビーコンの送信周期
及びタイミングを同一に定め、各基地局では、ビーコン
送信タイミング後にチャネルがアイドルであることを確
認し乱数で送信待ち時間を決定し、更に前記送信待ち時
間の長さについて通信チャネルがアイドル状態であるこ
とを確認してからビーコン信号を送信して次のビーコン
送信タイミングまでの間は自局のセル内での通信サービ
スを許可し、送信待ち時間中に他のビーコンを検出した
場合には、ビーコン送信を中止して次のビーコン送信タ
イミングまではサービスを中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は同じ通信チャネルを
複数のセルの間で共通に利用するための無線周波数共用
方法並びに無線基地局制御方法及び無線端末局制御方法
に関し、例えば移動体通信システムや無線ＬＡＮシステ
ムに利用できる。

【０００２】

【従来の技術】例えば、移動体通信システムにおいて複
数の送信局及び複数の受信局が通信に使用する無線周波
数を共用するための方法としては、従来より大きく分け
て２つの方法が知られている。第１の方法は同じ周波数
を使用する複数の無線基地局同士の位置関係を工夫する
ことであり、第２の方法は複数の通信局同士の送信が衝
突するのを防止するための通信プロトコルを用いること
である。

【０００３】まず、第１の方法について説明する。図６
においては、通信に同じ無線周波数を使用する２つのセ
ルＣＥ１０１，ＣＥ２０１の中央部にそれぞれ無線基地
局ＡＰ１０１，ＡＰ２０１が存在する場合を表してい
る。また、無線端末局ＳＴＡ１０１はセルＣＥ１０１内
で干渉が最も激しくなる場所に存在している。

【０００４】無線端末局ＳＴＡ１０１は、無線基地局Ａ
Ｐ１０１の送信した希望波Ｃ１０１と無線基地局ＡＰ２
０１の送信した干渉波Ｉ２０１とを同時に受信する可能
性がある。その場合であっても、キャリア対干渉電力比
Ｃ／Ｉが大きければ通信品質は良く希望波を正しく復調
することができる。無線端末局ＳＴＡ１０１が希望波を
正しく復調できない場合には、無線端末局ＳＴＡ１０１
におけるキャリア対干渉電力比Ｃ／Ｉを大きくする必要
がある。そのためには、セルＣＥ１０１とセルＣＥ２０
１との距離を大きく離すように無線基地局ＳＴＡ１０
１，ＳＴＡ２０１の位置関係を定める必要がある。

【０００５】ところで、移動体通信システムにおいては
複数のセルで共通の無線周波数の利用を可能にするため
に、図７に示すように六角形の多数のセルを組み合わせ
てサービスエリアを構成する場合がある。通常は、六角
形のセルのそれぞれの中央部に無線基地局が配置され
る。図７の例では、互いに異なる無線周波数（ｆ１〜ｆ
７）を通信に使用する７つのセルを組み合わせてセルの
集合（集合の区切りを太い線で表す）を構成してある。
また、同様のセルの集合を１単位としてセルの配置を繰
り返すことにより広い範囲に隙間なくセルを配置して平
面の全体にサービスエリアを形成してある。

【０００６】すなわち、各集合の中央のセルＣＥ３０
１，ＣＥ４０１，ＣＥ５０１，ＣＥ６０１，ＣＥ７０
１，ＣＥ８０１，ＣＥ９０１は同一の無線周波数を通信
に使用する。従って、セルＣＥ３０１に注目すると、同
一周波数を用いるセルＣＥ４０１〜ＣＥ９０１の送信が
セルＣＥ３０１内の送受信に影響を与える。従って、セ
ルＣＥ３０１については周囲の６つのセルＣＥ４０１〜
ＣＥ９０１の影響を考慮する必要がある。セルＣＥ３０
１の通信がセルＣＥ４０１〜ＣＥ９０１の影響を受ける
場合であっても、所要のキャリア対干渉電力比Ｃ／Ｉを
満たす場合には、セルＣＥ３０１内で希望波を正しく復
調することができる。他のセルについても同様である。

【０００７】所要のキャリア対干渉電力比Ｃ／Ｉが得ら
れない場合には、希望波を正しく復調できなくないの
で、同じ無線周波数を共用することができない。しか
し、使用する無線周波数の数（種類）を増やすことによ
り、キャリア対干渉電力比Ｃ／Ｉを改善することができ
る。すなわち、使用する無線周波数の数を増やしてセル
の集合の１単位を構成するセルの数を増やせば、セルの
集合の１単位の大きさが拡大するので、セルＣＥ３０１
とセルＣＥ４０１〜ＣＥ９０１との間隔が広くなりキャ
リア対干渉電力比Ｃ／Ｉが改善される。

【０００８】また、図８においても、六角形の多数のセ
ルを組み合わせてサービスエリアを構成するとともに、
互いに異なる無線周波数を通信に使用する７つのセルを
組み合わせてセルの集合を構成してある。図８におい
て、セルの集合ＧＥ１，ＧＥ２同士が同じ無線周波数を
共通に利用するためには、各セル内におけるキャリア対
干渉電力比Ｃ／Ｉが許容値を満足するようにセルの集合
ＧＥ１，ＧＥ２同士の距離を離す必要がある。

【０００９】セルの集合内に存在する同じ周波数を使用
する無線基地局同士の距離が所要のキャリア対干渉電力
比Ｃ／Ｉを満たすほど離れていない場合には、送信する
時間帯が重ならないように制御しなければならない。す
なわち、無線基地局を制御する装置を設置して集中制御
を行うか、もしくは各無線基地局が自律分散制御を行わ
ないと複数セルの棲み分けを行うことができない。

【００１０】次に、複数の通信局同士の送信が衝突する
のを防止するための通信プロトコルを用いる第２の方法
について説明する。ここでは、無線ＬＡＮの標準化を行
っているＩＥＥＥ８０２．１１で定められているＣＳＭ
Ａ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Colli
sion Avoidance）（ＩＥＥＥＰ８０２．１１／Ｄ８．
０，Part11：Wireless LAN Medium Access Control (MA
C) and Physical Layer (PHY) specifications）を例と
して説明する。

【００１１】無線基地局及び無線端末局は常にキャリア
センスを行い、チャネルが未使用の場合には、チャネル
がアイドル状態にあると判断し、チャネルが使用中の場
合にはビジー状態にあると判断する。送信要求のある無
線基地局及び無線端末局はキャリアセンス時間（ＴＤ）
に渡ってチャネルがアイドル状態にあると認識した場合
には直ちにパケットの送信を行う。

【００１２】また、ビジー状態にあると認識した場合に
は０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様に分布する乱数を生
成し、得られた乱数値にスロット時間を掛けて送信待ち
時間を決定する。キャリアセンス時間（ＴＤ）に渡って
チャネルがアイドル状態にあることを認識した後、さら
にスロット時間に渡ってチャネルがアイドル状態である
場合には、前記送信待ち時間をスロット時間相当だけ減
らす。そして、送信待ち時間が０になった場合にパケッ
トの送信を行う。

【００１３】パケットを受信した無線基地局及び無線端
末局は必要に応じて所定の優先アクセス時間（ＴＳ，Ｔ
Ｓ＜ＴＤ）経過した後、送信元にパケットを正しく受信
したことを示す応答パケットを送信する。図９に示す例
では、無線基地局ＡＰ１とそれが形成するセルＣＥ１内
に存在する無線端末局ＳＴＡ１、及び無線基地局ＡＰ２
とそれが形成するセルＣＥ２内に存在する無線端末局Ｓ
ＴＡ２とを用いて、ＣＳＭＡ／ＣＡによる分散制御を行
う場合にパケット単位で無線周波数を共用することを想
定している。

【００１４】図９の例では、無線基地局ＡＰ１及びＡＰ
２は互いのパケットの送信を検出可能であり、チャネル
がビジー状態かアイドル状態であるかを判断することが
できる場合を想定している。また、各無線基地局は自局
のセル内の複数の無線端末局と通信を行うため、見通し
のよいところに設置されているが、無線端末局は常に見
通しのよいところに存在するとは限らないので無線基地
局及び無線端末局は他のセル内に存在する無線端末局の
送信を確認できないものと仮定する。

【００１５】無線基地局は一定間隔で制御信号（ビーコ
ン）を無線端末局に送信している。各無線基地局のビー
コン送信タイミングＴＢ１０１〜ＴＢ１０４，ＴＢ２０
１〜ＴＢ２０３で制御信号が送信される。無線基地局
は、常にキャリアセンスを行いチャネルの状態を認識し
ている。ビーコン送信タイミングでキャリアセンス時間
ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態にあると認識した
場合は、直ちにビーコンを送信する。ビジー状態にある
と認識した場合には０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様に
分布する乱数を生成し、得られた乱数値にスロット時間
を掛けて送信待ち時間を決定する。キャリアセンス時間
ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態にあることを認識
した後、さらにスロット時間に渡ってチャネルがアイド
ル状態である場合には、前記送信待ち時間をスロット時
間相当だけ減らす。そして、送信待ち時間が０になった
場合にビーコンの送信を行う。

【００１６】無線基地局ＡＰ１は自分のビーコン送信タ
イミングＴＢ１０１でキャリアセンス時間ＴＤに渡って
チャネルがアイドル状態にあると認識しているので、直
ちにビーコンＢ１０１を送信する。そして、無線端末局
ＳＴＡ１はビーコンＢ１０１を正常に受信する。この場
合には、無線端末局ＳＴＡ１は送信要求がないので待機
状態を維持する。

【００１７】無線基地局ＡＰ２は自局のビーコン送信タ
イミングＴＢ２０１でキャリアセンス時間ＴＤに渡って
チャネルがアイドル状態にあると認識しているので、直
ちにビーコンＢ２０１を送信し、無線端末局ＳＴＡ２は
ビーコンＢ２０１を正常に受信する。送信要求のある無
線端末局ＳＴＡ２はキャリアセンス時間ＴＤに渡ってチ
ャネルがアイドル状態にあると認識した後、無線基地局
ＡＰ２へ直ちにパケットＰ２０１の送信を開始する。

【００１８】無線基地局ＡＰ２はパケットＰ２０１を受
信し、優先アクセス時間ＴＳ経過後に応答パケットＡ２
０１を送信する。無線端末局ＳＴＡ２は応答パケットＡ
２０１を受信することで、パケットＰ２０１が正常に受
信されたことを確認する。無線基地局ＡＰ１は自分のビ
ーコン送信タイミングＴＢ１０２でキャリアセンス時間
ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態にあると認識して
いるので、直ちにビーコンＢ１０２を送信する。そし
て、無線端末局ＳＴＡ１はビーコンＢ１０２を正常に受
信する。

【００１９】送信要求のある無線端末局ＳＴＡ１はキャ
リアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態に
あると認識した後、無線基地局ＡＰ１へ直ちにパケット
Ｐ１０２の送信を開始する。無線基地局ＡＰ２は、他の
セル内に存在する無線端末局ＳＴＡ１のパケットＰ１０
２の送信を確認できないため、自分のビーコン送信タイ
ミングＴＢ２０２でキャリアセンス時間ＴＤに渡ってチ
ャネルがアイドル状態にあると認識し、直ちにビーコン
Ｂ２０２を送信する。そして、無線端末局ＳＴＡ２はビ
ーコンＢ２０２を正常に受信する。

【００２０】しかし、無線基地局ＡＰ１はパケットＰ１
０２とビーコンＢ２０２とを同時に受信することになる
ため、パケットＰ１０２を正しく復調できない。従っ
て、このときには応答パケットを送信しない。無線端末
局ＳＴＡ１は、優先アクセス時間ＴＳ経過後に応答パケ
ットを受信するのに必要な時間ＴＡを経過しても応答パ
ケットを受信できず、さらにキャリアセンス時間ＴＤ経
過しても応答パケットを受信できないため、パケットＰ
１０２の送信が失敗したものとみなしてパケットの再送
を試みる。

【００２１】キャリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネル
がアイドル状態にあると認識した無線端末局ＳＴＡ１
は、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様に分布する乱数を
生成し、得られた乱数値にスロット時間を掛けて送信待
ち時間ＴＣＷ１０２を決定する。この例では、待ち時間
ＴＣＷ１０２としてスロット時間１つ分の長さを定めて
いる。

【００２２】無線端末局ＳＴＡ１はスロット時間に渡っ
てチャネルがアイドル状態であることを確認した後、送
信待ち時間をスロット時間相当だけ減らす。そして、送
信待ち時間が０になるのと同時にパケットＰ１０２’の
再送を開始する。無線基地局ＡＰ１はパケットＰ１０
２’を受信し、優先アクセス時間ＴＳの経過後に応答パ
ケットＡ１０２を送信する。

【００２３】無線端末局ＳＴＡ１は、応答パケットＡ１
０２を受信することで、パケットＰ１０２’が正常に受
信されたことを確認する。無線基地局ＡＰ１は、自分の
ビーコン送信タイミングＴＢ１０３でキャリアセンス時
間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態にあると認識し
ていないため、自分のビーコン送信タイミングＴＢ１０
３でビーコンの送信を行わずに待機する。そして、キャ
リアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態で
あることを確認した後で０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一
様に分布する乱数を生成し、得られた乱数値にスロット
時間を掛けて送信待ち時間ＴＣＷ１０３を決定する。こ
の例では、送信待ち時間ＴＣＷ１０３をスロット時間１
つ分の長さに定めている。

【００２４】無線基地局ＡＰ１はスロット時間に渡って
チャネルがアイドル状態であることを確認した後、スロ
ット時間相当の送信待ち時間を減らす。そして、送信待
ち時間が０になると直ちにビーコンＢ１０３の送信を行
い、無線端末局ＳＴＡ１はビーコンＢ１０３を正しく受
信する。この場合、無線端末局ＳＴＡ１は送信要求が存
在しないので待機状態を維持する。

【００２５】無線基地局ＡＰ２は、自分のビーコン送信
タイミングＴＢ２０３でキャリアセンス時間ＴＤに渡っ
てチャネルがアイドル状態にあると認識していないた
め、自分のビーコン送信タイミングＴＢ２０３でビーコ
ンの送信を行わずに待機する。そして、キャリアセンス
時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態であることを
確認した後で、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様に分布
する乱数を生成し、得られた乱数値にスロット時間を掛
けて送信待ち時間ＴＣＷ２０３を決定する。この例で
は、送信待ち時間ＴＣＷ２０３をスロット時間１つ分の
長さに定めている。

【００２６】無線基地局ＡＰ２は、スロット時間に渡っ
てチャネルがアイドル状態であることを確認した後、送
信待ち時間をスロット時間相当だけ減らす。そして、送
信待ち時間が０になると直ちにビーコンＢ２０３の送信
を行う。従って、無線端末局ＳＴＡ２はビーコンＢ２０
３を正しく受信する。この場合、無線端末局ＳＴＡ２は
送信要求が存在しないので待機状態を維持する。

【００２７】上記のような方法を用いることにより、複
数の無線局が同一の無線周波数を互いに共用することが
できる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】セルを複数並べてサー
ビスエリアを構築する際に、使用できるチャネル数が限
られている場合には、同じチャネルを複数のセルに共通
に割り当てて同じチャネルを繰り返し使用しなければな
らないという制約がある。

【００２９】電波は送信点から離れるに従って減衰する
ので、送信された情報を正しく受信できる領域は限られ
ている。このように情報を正しく受信できる領域を受信
エリアとする。また、情報は正しく受信できなくても何
らかの送信が行われたことは検出できる領域が存在す
る。このような領域を干渉エリアとする。ここで、正し
く受信したい電波を希望波とし、干渉エリアから送信さ
れた電波を干渉波とする場合に、受信点において希望波
（Carrier）と干渉波（Interference）との比（Ｃ／
Ｉ）が大きければ通信品質がよいため復調が可能にな
る。しかし、干渉波の影響が大きい場合には復調ができ
ない。

【００３０】使用できるチャネル数が限られている場合
に、所要のＣ／Ｉが満たせない距離で同じ周波数を繰り
返し使用してサービスエリアを構築しなければならない
ときには干渉波の影響が現れるため、干渉エリアのデー
タ送信が受信エリアのデータ送受信を妨害するという問
題点がある。サービスエリアを構築する際に、使用でき
るチャネル数が限られている場合に前述の第１の方法を
用いて無線周波数を共用しようとすると、各チャネルの
帯域幅を減らしてチャネル数を増やす必要があるため、
セル当りのピーク速度が減少するという問題がある。

【００３１】また、前述の第２の方法を用いて無線周波
数を共用する場合には、全ての無線基地局と無線端末局
とが互いにその送信を検出できるとは限らないため、パ
ケットの衝突が発生し、スループットが低下するという
問題がある。これは、隠れ端末問題と呼ばれている。本
発明は、複数の無線基地局及び複数の無線端末局が同じ
無線周波数を共用する場合に、パケットの衝突によるス
ループットの低下を抑制することが可能な無線周波数共
用方法並びに無線基地局制御方法及び無線端末局制御方
法を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】請求項１は、無線基地局
と前記無線基地局が形成するセル内で前記無線基地局と
通信を行う無線端末局とで構成され、複数のセルを並べ
てサービスエリアを構成した無線通信システムを利用す
るとともに、前記無線基地局及び無線端末局が複数のセ
ルで共通の通信チャネルを使用し、前記無線基地局が一
定の時間間隔毎に制御のためのビーコン信号を送信し、
前記無線基地局及び無線端末局がデータ送信時にＣＳＭ
Ａ／ＣＡプロトコルに基づくアクセス制御を行う無線周
波数共用方法において、共通の通信チャネルを使用する
複数の無線基地局同士の間ではビーコン信号の送信周期
及び送信タイミングを同一に定め、各無線基地局では、
ビーコン信号の送信タイミング以後に、使用する通信チ
ャネルがアイドル状態であることを確認した場合に乱数
により送信待ち時間を決定し、更に前記送信待ち時間の
長さについて通信チャネルがアイドル状態であることを
確認してから実際のビーコン信号を送信するとともに、
次のビーコン信号の送信タイミングまでの間は自局のセ
ル内での通信サービスを許可し、各無線基地局では、前
記送信待ち時間が経過する前に他の無線基地局が送信し
た信号を検出した場合には、該当する送信タイミングに
ついての自局からのビーコン信号の送信を中止するとと
もに次のビーコン信号の送信タイミングまでの間は自局
のセル内での通信サービスを中止し、各無線端末局で
は、自局の属するセルの無線基地局からの前記ビーコン
信号を誤りなく受信した場合には、次のビーコン信号の
送信タイミングまでの間はパケットの送受信を許可し、
自局の属するセル以外の無線基地局からのビーコン信号
を受信した場合、もしくはビーコン信号を誤りなく受信
できない場合にはパケットの送信を抑制することを特徴
とする。

【００３３】従来の通信においては、ビーコン信号を送
信するタイミングは複数の無線基地局同士の間で非同期
になっている。しかし、請求項１では共通の通信チャネ
ルを使用する複数の無線基地局同士の間ではビーコン信
号の送信周期及び送信タイミングを同一に定める。但
し、前記送信タイミングは送信の基準となる時間であっ
て、実際にビーコン信号が送信されるタイミングとは異
なる。

【００３４】すなわち、各無線基地局では、送信タイミ
ングの後で使用する通信チャネルがアイドル状態であっ
ても、更に乱数により決定される送信待ち時間だけ通信
チャネルがアイドル状態であることを確認してから実際
のビーコン信号を送信する。実際にビーコン信号を送信
する場合、つまり送信待ち時間の間に他の無線基地局か
らのビーコン信号を検出しなかった場合には、無線基地
局は次のビーコン信号の送信タイミングまでの間は自局
のセル内での通信サービスを許可する。

【００３５】また、送信待ち時間が経過する前に他の無
線基地局が送信した信号を検出した場合には、該当する
送信タイミングについての自局からのビーコン信号の送
信を中止するとともに次のビーコン信号の送信タイミン
グまでの間は自局のセル内での通信サービスを中止す
る。

【００３６】このような制御を実施することにより、干
渉エリアからのパケット送信と受信エリア内のパケット
送信との衝突を防ぐことができ、通信のスループットが
改善される。また、同一のチャネルを複数のセルで共通
に利用できるので、多数のセルを並べて広いサービスエ
リアを構成する場合にはチャネルの利用効率が向上す
る。

【００３７】請求項２は、請求項１の無線周波数共用方
法において、各無線基地局では、前記送信待ち時間の間
に自局の受信レベルを監視して、所定の閾値以上の受信
レベルを検出した場合には他の無線基地局からのビーコ
ン信号を受信したものとみなし、該当する送信タイミン
グについての自局からのビーコン信号の送信を中止する
とともに次のビーコン信号の送信タイミングまでの間は
自局のセル内での通信サービスを中止することを特徴と
する。

【００３８】請求項２においては、受信レベルの監視に
より送信待ち時間の間に通信チャネルがアイドル状態か
否かを簡単に識別することができる。請求項３は、請求
項１の無線周波数共用方法において、各無線基地局で
は、前記送信待ち時間の間に信号を受信した場合には、
受信した信号の内容を解析して他の無線基地局から到来
した誤りのないビーコン信号か否かを識別し、他の無線
基地局からのビーコン信号を受信した場合には、該当す
る送信タイミングについての自局からのビーコン信号の
送信を中止するとともに次のビーコン信号の送信タイミ
ングまでの間は自局のセル内での通信サービスを中止す
ることを特徴とする。

【００３９】前記送信待ち時間の間には、他の無線基地
局が送信したビーコン信号の他にノイズなどの通信とは
無関係の信号を受信する可能性もある。従って、発生す
るノイズが多い環境では請求項２のように受信レベルだ
けで信号の識別を行うと、パケットの衝突が生じない時
であっても通信チャネルを利用できなくなり、通信チャ
ネルの利用効率が低下する。

【００４０】請求項３においては、送信待ち時間の間に
信号を受信した場合には、受信した信号の内容を解析し
て他の無線基地局から到来した誤りのないビーコン信号
か否かを識別するので、ノイズとビーコン信号とを確実
に区別することができ、発生するノイズが多い環境であ
っても通信チャネルの利用効率が低下するのを防止する
ことができる。

【００４１】請求項４は、請求項３の無線周波数共用方
法において、各無線基地局では、前記送信待ち時間の間
に受信した信号が前記ビーコン信号ではないと認識した
場合には、前記送信待ち時間の計数を中断して所定のキ
ャリアセンス時間が経過するまで待機し、通信チャネル
がアイドル状態であることを確認してから前記送信待ち
時間の計数を再開することを特徴とする。

【００４２】請求項４においては、無線基地局は前記送
信待ち時間の間にノイズなどを受信した場合には、それ
を検出しなくなるまで待機してからビーコン信号を送信
する。従って、ノイズとビーコン信号とが重なるのを防
止することができ、無線端末局においてはビーコン信号
の検出が容易になる。請求項５は、無線基地局と前記無
線基地局が形成するセル内で前記無線基地局と通信を行
う無線端末局とで構成され、複数のセルを並べてサービ
スエリアを構成した無線通信システムを利用するととも
に、前記無線基地局及び無線端末局が複数のセルで共通
の通信チャネルを使用し、前記無線基地局が一定の時間
間隔毎に制御のためのビーコン信号を送信し、前記無線
基地局及び無線端末局がデータ送信時にＣＳＭＡ／ＣＡ
プロトコルに基づくアクセス制御を行う無線基地局制御
方法において、共通の通信チャネルを使用する複数の無
線基地局同士の間ではビーコン信号の送信周期及び送信
タイミングを同一に定めておき、各無線基地局では、ビ
ーコン信号の送信タイミング以後に、使用する通信チャ
ネルがアイドル状態であることを確認した場合に乱数に
より送信待ち時間を決定し、更に前記送信待ち時間の長
さについて通信チャネルがアイドル状態であることを確
認してから実際のビーコン信号を送信するとともに、次
のビーコン信号の送信タイミングまでの間は自局のセル
内での通信サービスを許可し、前記送信待ち時間が経過
する前に他の無線基地局が送信した信号を検出した場合
には、該当する送信タイミングについての自局からのビ
ーコン信号の送信を中止するとともに次のビーコン信号
の送信タイミングまでの間は自局のセル内での通信サー
ビスを中止することを特徴とする。

【００４３】請求項５の無線基地局制御方法を無線基地
局で実施することにより、請求項１の方法を実施するこ
とができる。請求項６は、無線基地局と前記無線基地局
が形成するセル内で前記無線基地局と通信を行う無線端
末局とで構成され、複数のセルを並べてサービスエリア
を構成した無線通信システムを利用するとともに、前記
無線基地局及び無線端末局が複数のセルで共通の通信チ
ャネルを使用し、前記無線基地局が一定の時間間隔毎に
制御のためのビーコン信号を送信し、前記無線基地局及
び無線端末局がデータ送信時にＣＳＭＡ／ＣＡプロトコ
ルに基づくアクセス制御を行う無線端末局制御方法にお
いて、共通の通信チャネルを使用する複数の無線基地局
同士の間ではビーコン信号の送信周期及び送信タイミン
グを同一に定めておき、各無線端末局では、自局の属す
るセルの無線基地局からの前記ビーコン信号を誤りなく
受信した場合には、次のビーコン信号の送信タイミング
までの間はパケットの送受信を許可し、自局の属するセ
ル以外の無線基地局からのビーコン信号を受信した場
合、もしくはビーコン信号を誤りなく受信できない場合
にはパケットの送信を抑制することを特徴とする。

【００４４】請求項６の無線端末局制御方法を無線端末
局で実施することにより、請求項１の方法を実施するこ
とができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の無
線周波数共用方法並びに無線基地局制御方法及び無線端
末局制御方法の１つの実施の形態について、図１〜図３
を参照して説明する。この形態は請求項１，請求項２，
請求項５及び請求項６に対応する。

【００４６】図１はこの形態の無線基地局のビーコン送
信処理を示すフローチャートである。図２は無線端末局
のビーコン受信処理を示すフローチャートである。図３
はこの形態の通信シーケンスを示すタイムチャートであ
る。この形態では、図３に示すように無線基地局ＡＰ１
が形成するセルＣＥ１内に無線端末局ＳＴＡ１が存在
し、無線基地局ＡＰ２が形成するセルＣＥ２内に無線端
末局ＳＴＡ２が存在し、２つのセルＣＥ１，ＣＥ２が共
通の周波数を通信に用いる場合を想定している。

【００４７】また、各無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２及び各
無線端末局ＳＴＡ１，ＳＴＡ２は常にキャリアセンスを
行う。すなわち、キャリアの受信レベルによりチャネル
が未使用か否かを識別する。そして、チャネルが未使用
の場合にはチャネルがアイドル状態にあると判断し、チ
ャネルが使用中の場合にはビジー状態にあると判断す
る。

【００４８】この形態では、各無線基地局ＡＰ１，ＡＰ
２は無線端末局ＳＴＡ１，ＳＴＡ２に対して一定の時間
間隔で制御信号であるビーコンの送信を試みる。図３に
おいて、ビーコン送信タイミングＴＢ３０１〜ＴＢ３０
４は、ビーコン送信の基準タイミングを表している。図
３に示すように、ビーコン送信タイミングＴＢ３０１〜
ＴＢ３０４の発生周期及び各タイミングは、共通の周波
数を使用する複数の無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２について
一致するように制御されている。

【００４９】実際にビーコンＢ３０１，Ｂ３０２，Ｂ３
０３を送信するタイミングは、図３に示すようにビーコ
ン送信タイミングＴＢ３０１〜ＴＢ３０４よりも後にな
る。実際には、ビーコン送信タイミングＴＢ３０１〜Ｔ
Ｂ３０４を基準として乱数に基づいてタイミングが決定
される。

【００５０】各無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２は、ビーコン
を送信するまでのシーケンスとして図１に示すビーコン
送信処理を実行する。また、各無線端末局ＳＴＡ１，Ｓ
ＴＡ２は図２に示すビーコン受信処理を実行する。次
に、図１を参照しながら無線基地局が実行するビーコン
送信処理の内容について説明する。

【００５１】ビーコンの送信タイミング（図３のＴＢ３
０１，ＴＢ３０２，・・・）になると、ステップＳ１０
１からＳ１０２に進み、所定のキャリアセンス時間ＴＤ
に渡って使用するチャネルがアイドル状態か否かを識別
する。チャネルがアイドル状態であることを確認した場
合には、ステップＳ１０２からＳ１０３に進む。ステッ
プＳ１０３では、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間で一様に分
布する乱数を生成する。そして、得られた乱数値に基本
単位時間（スロット時間）を掛けて、今回の送信待ち時
間（図３のＴＣＷ３０１−１，ＴＣＷ３０２−２，・・
・）を決定する。

【００５２】次のステップＳ１０４では、送信待ち時間
を計数するためのタイマの起動もしくは動作再開のため
の処理を行う。ステップＳ１０５では、自局の受信レベ
ルを予め定めた閾値と比較することにより他の無線基地
局から送信されたビーコンを検出したか否かを識別す
る。従って、何らかの信号が十分に高いレベルで受信さ
れた場合にはそれをビーコンの受信とみなす。

【００５３】ビーコンを検出した場合にはステップＳ１
０５からＳ１０９に進む。また、当該チャネルに割り当
てられたスロット時間に渡ってチャネルがアイドル状態
である場合には、ステップＳ１０５からＳ１０６に進
む。そして前記タイマの計数する送信待ち時間をスロッ
ト時間相当だけ減らす。送信待ち時間が０でなければ、
ステップＳ１０３で決定した必要な送信待ち時間を経過
していないのでステップＳ１０６からＳ１０５に戻って
時間待ちを継続する。

【００５４】タイマの計数する送信待ち時間が０になる
と、ステップＳ１０６からＳ１０７に進み、実際にビー
コン（図３のＢ３０１，Ｂ３０２，・・・）を送信す
る。この場合、次のステップＳ１０８に進み、次のビー
コン送信タイミングになるまでの間、自局が属するセル
内でのデータ伝送サービスを許可する。一方、送信待ち
時間が経過する前に他の無線基地局が送信したビーコン
を受信レベルにより検出した場合には、ステップＳ１０
９で送信待ち時間の計数を停止し、ステップＳ１１０で
フレーム送信を行うことなく送信予定のビーコンを破棄
する。また、次のビーコン送信タイミングまでの間は、
データ伝送サービスを禁止する（Ｓ１１１）。

【００５５】各無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２は、上記の手
順を各ビーコンの送信タイミングで行う。一方、各無線
端末局ＳＴＡ１，ＳＴＡ２は、図２に示す処理を行うの
で、受信したビーコンが自身の属する基地局が送信した
ものであり、その情報に誤りがないことを確認した場合
に、次のビーコン送信タイミングまでの間、パケットの
送受信を行う（Ｓ２０５）。また、受信したビーコンが
自身の属する基地局が送信したものではないか、もしく
はビーコンを正しく受信できなかった場合にはパケット
の送信を中止して（Ｓ２０６）次のビーコンを受信する
まで待機する。

【００５６】上記のように、各無線基地局がビーコンを
送信する場合には、ビーコン送信タイミングでキャリア
センス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態である
場合であっても、必ず乱数に基づいて送信待ち時間を決
定し、使用するチャネルがアイドル状態である時間が送
信待ち時間になるまで待機してからパケットの送信を行
う。

【００５７】ビーコンを送信した無線基地局及びビーコ
ンを正しく受信した無線端末局はＣＳＭＡ／ＣＡの手順
に従ってフレームの送信を行う。そして、キャリアセン
ス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態にあると認
識した場合には直ちにパケットの送信を行い、ビジー状
態にあると認識した場合には０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間
に一様に分布する乱数を生成し、得られた乱数値にスロ
ット時間を掛けて送信待ち時間を決定する。

【００５８】そして、キャリアセンス時間ＴＤに渡って
チャネルのアイドル状態を認識した後、さらに使用する
チャネルのスロット時間に渡ってチャネルがアイドル状
態である場合にはスロット時間相当だけ送信待ち時間を
減らし、送信待ち時間が０になるまで待機する。送信待
ち時間が０になるとパケットの送信を行う。パケットを
受信した無線基地局及び無線端末局は、必要に応じて所
定の優先アクセス時間ＴＳ（ＴＳ＜ＴＤ）経過した後、
送信元にパケットを正しく受信したことを示す応答パケ
ットを送信する。

【００５９】次に、図３に示す動作例の通信シーケンス
について各局の動作を説明する。無線基地局ＡＰ１，Ａ
Ｐ２のそれぞれは、ビーコン送信タイミングＴＢ３０１
でキャリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル
状態にあると認識しているので、乱数を生成し、得られ
た乱数値にスロット時間を掛けて送信待ち時間ＴＣＷ３
０１−１，ＴＣＷ３０１−２を決定する。

【００６０】この例では、無線基地局ＡＰ１は送信待ち
時間ＴＣＷ３０１−１の長さをスロット時間２つ分の時
間に決定し、無線基地局ＡＰ２は送信待ち時間ＴＣＷ３
０１−２をスロット時間４つ分の長さに決定している。
無線基地局ＡＰ１はスロット時間に渡ってチャネルがア
イドル状態であることを確認した後、前記送信待ち時間
をスロット時間相当だけ減らす。そして、送信待ち時間
が０になると直ちにビーコンＢ３０１を送信する。

【００６１】この場合、無線端末局ＳＴＡ１はビーコン
Ｂ３０１を正常に受信し、その情報に誤りがないことを
確認する。一方、無線基地局ＡＰ２はビーコンＢ３０１
を受信レベルにより検出し、送信待ち時間ＴＣＷ３０１
−２の計数を中断する。それと同時に、送信予定のビー
コンを破棄して次のビーコン送信タイミングＴＢ３０２
までフレーム送信を行わずに、待機状態を維持する。

【００６２】無線端末局ＳＴＡ２は、無線基地局ＡＰ２
のビーコンを確認できないので、待機状態を維持する。
この例では、ビーコンＢ３０１を受信してその情報に誤
りがないことを確認した無線端末局ＳＴＡ１内に送信要
求がある場合を想定している。従って、無線端末局ＳＴ
Ａ１はキャリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイ
ドル状態にあると認識した後、無線基地局ＡＰ１に対す
るパケットＰ３０１の送信を直ちに開始する。

【００６３】無線基地局ＡＰ１はパケットＰ３０１を受
信すると、優先アクセス時間ＴＳを経過した後で応答パ
ケットＡ３０１を送信する。無線端末局ＳＴＡ１は応答
パケットＡ３０１を受信することで、パケットＰ３０１
が正常に受信されたことを確認する。ビーコン送信タイ
ミングＴＢ３０２では、無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２はそ
れぞれキャリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイ
ドル状態にあると認識しているので、乱数を生成し、得
られた乱数値にスロット時間を掛けて送信待ち時間を決
定するか、もしくは中断した送信待ち時間の残り時間を
新たな送信待ち時間として決定する。

【００６４】この例では、無線基地局ＡＰ１は送信待ち
時間ＴＣＷ３０２−１をスロット時間４つ分の長さとし
て新たに決定し、無線基地局（ＡＰ２）はビーコン送信
タイミングＴＢ３０１で計数を中断した送信待ち時間Ｔ
ＣＷ３０１−２の残りを送信待ち時間ＴＣＷ３０２−２
に決定する。無線基地局ＡＰ２は使用するチャネルのス
ロット時間に渡ってチャネルがアイドル状態であること
を確認すると、スロット時間相当だけ送信待ち時間を減
らす。そして、送信待ち時間が０になると直ちにビーコ
ンＢ３０２を送信する。

【００６５】無線端末局ＳＴＡ２はビーコンＢ３０２を
正常に受信し、その情報に誤りがないことを確認する。
無線基地局ＡＰ１はビーコンＢ３０２を受信レベルによ
り検出し、送信待ち時間ＴＣＷ３０２−１）の計数を中
断するのと同時に送信予定のビーコンを破棄して次のビ
ーコン送信タイミングＴＢ３０３までフレームの送信を
行わず、待機状態を維持する。

【００６６】無線端末局ＳＴＡ１は無線基地局ＡＰ１の
ビーコンを確認できないので、待機状態を維持する。ビ
ーコンＢ３０２を受信してその情報に誤りがないことを
確認した無線端末局ＳＴＡ２は、送信要求がある場合に
キャリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状
態にあると認識した後、無線基地局ＡＰ２に対するパケ
ットＰ３０２の送信を直ちに開始する。

【００６７】無線基地局ＡＰ２はパケットＰ３０２を受
信すると、優先アクセス時間ＴＳを経過した後に応答パ
ケットＡ３０２を送信する。無線端末局ＳＴＡ２は、応
答パケットＡ３０２を受信することで、パケットＰ３０
２が正常に受信されたことを確認する。ビーコン送信タ
イミングＴＢ３０３では、無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２は
それぞれキャリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがア
イドル状態にあると認識しているので、乱数を生成し、
得られた乱数値にスロット時間を掛けて送信待ち時間を
決定するか、もしくは中断した送信待ち時間の残り時間
を新たな送信待ち時間として決定する。

【００６８】この例では、無線基地局ＡＰ１はビーコン
送信タイミングＴＢ３０２で計数を中断した送信待ち時
間ＴＣＷ３０２−１の残りを送信待ち時間ＴＣＷ３０３
−１に定め、無線基地局ＡＰ２は新たに計算したスロッ
ト時間４つ分の長さを送信待ち時間ＴＣＷ３０３−２に
決定する。

【００６９】無線基地局ＡＰ１は、スロット時間に渡っ
てチャネルがアイドル状態であることを確認した後、送
信待ち時間をスロット時間相当だけ減らす。そして、送
信待ち時間が０になると直ちにビーコンＢ３０３を送信
する。無線端末局ＳＴＡ１は、ビーコンＢ３０３を正常
に受信し、その情報に誤りがないことを確認する。

【００７０】無線基地局ＡＰ２はビーコンＢ３０３を受
信レベルにより検出し、送信待ち時間の計数を中断する
のと同時に送信予定のビーコンを破棄して次のビーコン
送信タイミングＴＢ３０４までフレームの送信を行わず
に待機状態を維持する。無線端末局ＳＴＡ２は、無線基
地局ＡＰ２のビーコンを確認できないので、待機状態を
維持する。

【００７１】（第２の実施の形態）本発明の無線周波数
共用方法並びに無線基地局制御方法及び無線端末局制御
方法のもう１つの実施の形態について図４及び図５を参
照して説明する。この形態は請求項３及び請求項４に対
応する。図４はこの形態の無線基地局のビーコン送信処
理を示すフローチャートである。図５はこの形態の通信
シーケンスを示すタイムチャートである。

【００７２】この形態は、第１の実施の形態の変形例で
ある。無線端末局における制御の内容は第１の実施の形
態と同一である。また、図４において図１と同一の処理
には同じステップ番号を付けて表してある。また、この
形態では第１の実施の形態と同様に無線基地局ＡＰ１が
形成するセルＣＥ１内に無線端末局ＳＴＡ１が存在し、
無線基地局ＡＰ２が形成するセルＣＥ２内に無線端末局
ＳＴＡ２が存在し、２つのセルＣＥ１，ＣＥ２が共通の
周波数を通信に用いる場合を想定している。

【００７３】また、各無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２及び各
無線端末局ＳＴＡ１，ＳＴＡ２は常にキャリアセンスを
行う。すなわち、キャリアの受信レベルによりチャネル
が未使用か否かを識別する。そして、チャネルが未使用
の場合にはチャネルがアイドル状態にあると判断し、チ
ャネルが使用中の場合にはビジー状態にあると判断す
る。

【００７４】この形態では、各無線基地局ＡＰ１，ＡＰ
２は無線端末局ＳＴＡ１，ＳＴＡ２に対して一定の時間
間隔で制御信号であるビーコンの送信を試みる。図５に
おいて、ビーコン送信タイミングＴＢ４０１〜ＴＢ４０
４は、ビーコン送信の基準タイミングを表している。図
５に示すように、ビーコン送信タイミングＴＢ４０１〜
ＴＢ４０４の発生周期及び各タイミングは、共通の周波
数を使用する複数の無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２について
一致するように制御されている。

【００７５】各無線基地局が実行するビーコン送信処理
について、図４を参照しながら説明する。ビーコンの送
信タイミング（図５のＴＢ４０１，ＴＢ４０２，・・
・）になると、ステップＳ１０１からＳ１０２に進み、
所定のキャリアセンス時間ＴＤに渡って使用するチャネ
ルがアイドル状態か否かを識別する。

【００７６】チャネルがアイドル状態であることを確認
した場合には、ステップＳ１０２からＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３では、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間で一
様に分布する乱数を生成する。そして、得られた乱数値
に基本単位時間（スロット時間）を掛けて、今回の送信
待ち時間（図５のＴＣＷ４０１−２，ＴＣＷ４０２−
２，・・・）を決定する。

【００７７】次のステップＳ１０４では、送信待ち時間
を計数するためのタイマの起動もしくは動作再開のため
の処理を行う。ステップＳ１０５では、自局の受信レベ
ルを予め定めた閾値と比較して何らかの信号を検出した
か否かを識別する。

【００７８】ビーコンなどの何らかの信号を検出した場
合にはステップＳ１０５からＳ１０９に進む。また、当
該チャネルに割り当てられたスロット時間に渡ってチャ
ネルがアイドル状態である場合には、ステップＳ１０５
からＳ１０６に進む。そして前記タイマの計数する送信
待ち時間をスロット時間相当だけ減らす。送信待ち時間
が０でなければ、ステップＳ１０３で決定した必要な送
信待ち時間を経過していないのでステップＳ１０６から
Ｓ１０５に戻って時間待ちを継続する。

【００７９】タイマの計数する送信待ち時間が０になる
と、ステップＳ１０６からＳ１０７に進み、実際にビー
コン（図５のＢ４０１，Ｂ４０２，・・・）を送信す
る。この場合、次のステップＳ１０８に進み、次のビー
コン送信タイミングになるまでの間、自局が属するセル
内でのデータ伝送サービスを許可する。一方、送信待ち
時間が経過する前に何らかの信号を受信した場合には、
ステップＳ１２１で受信信号についてパケットの解析を
行う。すなわち、受信した信号に含まれる情報の内容か
らそれが他の無線基地局から送信されたビーコンである
か否かを識別する。

【００８０】他の無線基地局が送信したビーコンをパケ
ットの解析によって検出した場合には、次のステップＳ
１０９で送信待ち時間の計数を停止し、ステップＳ１１
０でフレーム送信を行うことなく送信予定のビーコンを
破棄する。また、次のビーコン送信タイミングまでの間
は、データ伝送サービスを禁止する（Ｓ１１１）。ま
た、ステップＳ１２１でパケットの解析を行った結果、
受信した信号がビーコン以外の雑音であると識別した場
合には、ステップＳ１２２に進む。

【００８１】その場合、ステップＳ１２２で送信待ち時
間の計数を中断し、ステップＳ１２３てキャリアセンス
時間ＴＤを経過するまで待機し、ステップＳ１２４でチ
ャネルがアイドル状態にあることを確認した後でステッ
プＳ１２５に進み、送信待ち時間の計数を再開する。従
って、送信待ち時間の間に外部から到来した雑音などの
影響を排除することができる。また、雑音が消えるまで
待ってから送信待ち時間の計数を再開するので、雑音の
到来とビーコンの送信とのタイミングが重なるのを避け
ることができる。

【００８２】上記以外の基本的な動作については、既に
説明した第１の実施の形態と同様である。次に、図５に
示す動作例の通信シーケンスについて各局の動作を説明
する。無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２は、それぞれビーコン
送信タイミングＴＢ４０１でキャリアセンス時間ＴＤに
渡ってチャネルがアイドル状態にあると認識しているの
で、乱数を生成し、得られた乱数値にスロット時間を掛
けて送信待ち時間ＴＣＷ４０１−１，ＴＣＷ４０１−２
を決定する。

【００８３】この例では、無線基地局ＡＰ１はスロット
時間３つ分の長さを送信待ち時間ＴＣＷ４０１−１に決
定し、無線基地局ＡＰ２はスロット時間４つ分の長さを
送信待ち時間ＴＣＷ４０１−２に決定している。無線基
地局ＡＰ１，ＡＰ２のそれぞれは、この無線通信システ
ム以外が発生した雑音Ｎ４０１を受信し、パケットの解
析によりビーコン以外であると認識した場合には、送信
待ち時間の計数を中断し、キャリアセンス時間ＴＤを経
過するまで待機し、チャネルがアイドル状態にあること
を確認した後で送信待ち時間の計数を再開する。

【００８４】無線基地局ＡＰ１は、スロット時間に渡っ
てチャネルがアイドル状態であることを確認した後、送
信待ち時間をスロット時間相当だけ減らす。そして、送
信待ち時間が０になると直ちにビーコンＢ４０１の送信
を行う。無線端末局ＳＴＡ１は、ビーコンＢ４０１を正
常に受信し、その情報に誤りがないことを確認する。

【００８５】無線基地局ＡＰ２は、ビーコンＢ４０１を
パケットの解析により検出する。そして、送信待ち時間
ＴＣＷ４０１−２の計数を中断するのと同時に送信予定
のビーコンを破棄し、次のビーコン送信タイミングＴＢ
４０２まではフレームの送信を行わずに待機状態を維持
する。

【００８６】無線端末局ＳＴＡ２は、無線基地局ＡＰ２
のビーコンを確認できないので、待機状態を維持する。
ビーコンＢ４０１を受信し、その情報に誤りがないこと
を確認した無線端末局ＳＴＡ１は、自局内に送信要求が
ある場合には、キャリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネ
ルがアイドル状態にあることを認識した後、無線基地局
ＡＰ１に対するパケットＰ４０１の送信を直ちに開始す
る。

【００８７】無線基地局ＡＰ１は、パケットＰ４０１を
受信し、優先アクセス時間ＴＳの経過後に応答パケット
Ａ４０１を送信する。無線端末局ＳＴＡ１は、応答パケ
ットＡ４０１を受信することで、パケットＰ４０１が正
常に受信されたことを確認する。ビーコン送信タイミン
グＴＢ４０２では、無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２のそれぞ
れはキヤリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイド
ル状態にあると認識しているので、乱数を生成し、得ら
れた乱数値にスロット時間を掛けて送信待ち時間を決定
するか、もしくは中断した送信待ち時間の残り時間を新
たな送信待ち時間に決定する。

【００８８】この例では、無線基地局ＡＰ１は新たに決
定したスロット時間４つ分の長さを送信待ち時間ＴＣＷ
４０２−１に定め、無線基地局ＡＰ２はビーコン送信タ
イミングＴＢ４０１で計数を中断した送信待ち時間ＴＣ
Ｗ４０１−２の残りの長さを送信待ち時間ＴＣＷ４０２
−２に定める。また、ビーコン送信タイミングＴＢ４０
２の直後にこの無線通信システム以外から到来した雑音
Ｎ４０２は無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２でそれぞれ受信さ
れる。そして、無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２は雑音Ｎ４０
２をパケットの解析によりビーコンでないと認識するの
で、送信待ち時間の計数を中断してキャリアセンス時間
ＴＤ経過するまで待機する。そして、チャネルがアイド
ル状態にあることを確認した後で送信待ち時間の計数を
再開する。

【００８９】無線基地局ＡＰ２は、スロット時間に渡っ
てチャネルがアイドル状態であることを確認した後、送
信待ち時間をスロット時間相当の長さだけ減らす。そし
て、送信待ち時間が０になると直ちにビーコンＢ４０２
の送信を行う。無線端末局ＳＴＡ２は、ビーコンＢ４０
２を正常に受信してその情報に誤りがないことを確認す
る。

【００９０】無線基地局ＡＰ１は、ビーコンＢ４０２を
パケットの解析により検出し、送信待ち時間ＴＣＷ４０
２−１の計数を中断する。それと同時に送信予定のビー
コンを破棄して次のビーコン送信タイミングＴＢ４０３
までフレームの送信を行わずに待機状態を維持する。無
線端末局ＳＴＡ１は、無線基地局ＡＰ１のビーコンを確
認できないので、待機状態を維持する。

【００９１】ビーコンＢ４０２を受信し、その情報に誤
りがないことを確認した無線端末局ＳＴＡ２の内部に送
信要求がある場合には、無線端末局ＳＴＡ２はキャリア
センス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状態にある
ことを確認した後、無線基地局ＡＰ２に対してパケット
４０２の送信を直ちに開始する。無線基地局ＡＰ２は、
パケットＰ４０２を受信し、優先アクセス時間ＴＳを経
過した後に応答パケットＡ４０２を送信する。

【００９２】無線端末局ＳＴＡ２は、応答パケットＡ４
０２を受信することでパケットＰ４０２が正常に受信さ
れたことを確認する。ビーコン送信タイミングＴＢ４０
３においては、無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２のそれぞれが
キャリアセンス時間ＴＤに渡ってチャネルがアイドル状
態にあると認識している。従って、無線基地局ＡＰ１，
ＡＰ２は乱数を生成し、得られた乱数値にスロット時間
を掛けて送信待ち時間を決定するか、もしくは中断した
送信待ち時間の残り時間を新たな送信待ち時間に定め
る。

【００９３】この例では、無線基地局ＡＰ１はビーコン
送信タイミングＴＢ４０２で計数を中断した送信待ち時
間ＴＣＷ４０２−１の残りを送信待ち時間ＴＣＷ４０３
−１に定め、無線基地局ＡＰ２は新たに求めたスロット
時間４つ分の長さを送信待ち時間ＴＣＷ４０３−２に定
めている。ビーコン送信タイミングＴＢ４０３の直後に
この無線通信システム以外から到来する雑音Ｎ４０３は
それぞれの無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２で受信される。そ
して、各無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２はパケットの解析に
より雑音Ｎ４０３をビーコンでないと認識する。

【００９４】従って、無線基地局ＡＰ１，ＡＰ２は送信
待ち時間の計数を中断してキャリアセンス時間ＴＤ経過
するまで待機し、チャネルがアイドル状態にあることを
確認した後で送信待ち時間の計数を再開する。無線基地
局ＡＰ１は、スロット時間に渡ってチャネルがアイドル
状態であることを確認した後、送信待ち時間をスロット
時間相当の長さだけ減らす。そして、送信待ち時間が０
になると直ちにビーコンＢ４０３の送信を行う。

【００９５】無線端末局ＳＴＡ１は、ビーコンＢ４０３
を正常に受信する。無線基地局ＡＰ２は、ビーコンＢ４
０３をパケットの解析により検出するので、送信待ち時
間の計数を中断する。それと同時に送信予定のビーコン
を破棄して次のビーコン送信タイミングＴＢ４０４まで
フレームの送信を行わずに待機状態を維持する。

【００９６】無線端末局ＳＴＡ２は、無線基地局ＡＰ２
のビーコンを確認できないので、待機状態を維持する。

【００９７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば自局が属
するセル以外の通信状況にかかわらず、他の無線基地局
が送信したビーコンを検出した場合にはデータ伝送サー
ビスを行わないので、干渉エリアからのパケット送信と
受信エリア内のパケット送信との衝突を防ぐことがで
き、スループットを向上させる効果がある。また、少な
いチャネルでサービスエリアの面的な展開が可能とな
り、チャネルの利用効率が向上する効果も得られる。

【００９８】また、送信待ち時間中にパケットの解析を
行ってビーコンを受信したか否かを識別することによ
り、他のシステムなどが送出する突発的な雑音を受信し
た場合であってもその雑音の影響を最小限に抑制するよ
うに制御を行うことができる。すなわち、雑音によるビ
ーコンの破棄を防ぐことができるのでスループットの改
善に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の無線基地局のビーコン送信
処理を示すフローチャートである。

【図２】無線端末局のビーコン受信処理を示すフローチ
ャートである。

【図３】第１の実施の形態の通信シーケンスを示すタイ
ムチャートである。

【図４】第２の実施の形態の無線基地局のビーコン送信
処理を示すフローチャートである。

【図５】第２の実施の形態の通信シーケンスを示すタイ
ムチャートである。

【図６】無線通信システムのセルの配置例１を示す平面
図である。

【図７】無線通信システムのセルの配置例２を示す平面
図である。

【図８】無線通信システムのセルの配置例３を示す平面
図である。

【図９】従来例の通信シーケンスを示すタイムチャート
である。

【符号の説明】

ＣＥ１，ＣＥ２同じ周波数を使用するセルＡＰ１，ＡＰ２無線基地局ＳＴＡ１，ＳＴＡ２無線端末局ＴＢ３０１〜ＴＢ３０４ビーコン送信タイミングＴＢ４０１〜ＴＢ４０４ビーコン送信タイミングｆ１〜ｆ７セル内で使用される周波数ＧＥ１，ＧＥ２同じ周波数を用いるセルの集合ＴＤキャリアセンス時間ＴＳ優先アクセス時間ＴＡ応答パケットを受信するのに必要な時間ＴＣＷ３０１〜ＴＣＷ３０３送信待ち時間ＴＣＷ４０１〜ＴＣＷ４０３送信待ち時間Ｂ３０１〜Ｂ３０３，Ｂ４０１〜Ｂ４０３ビーコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者齋藤一賢東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者飯塚正孝東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者守倉正博東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 5K033 AA05 CA07 CC01 DA19 5K067 AA11 BB21 DD11 DD19 DD30 EE02 EE10 EE71 FF16 GG01 HH01 HH21 HH22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線基地局と前記無線基地局が形成する
セル内で前記無線基地局と通信を行う無線端末局とで構
成され、複数のセルを並べてサービスエリアを構成した
無線通信システムを利用するとともに、前記無線基地局
及び無線端末局が複数のセルで共通の通信チャネルを使
用し、前記無線基地局が一定の時間間隔毎に制御のため
のビーコン信号を送信し、前記無線基地局及び無線端末
局がデータ送信時にＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルに基づく
アクセス制御を行う無線周波数共用方法において、共通の通信チャネルを使用する複数の無線基地局同士の
間ではビーコン信号の送信周期及び送信タイミングを同
一に定め、各無線基地局では、ビーコン信号の送信タイミング以後
に、使用する通信チャネルがアイドル状態であることを
確認した場合に乱数により送信待ち時間を決定し、更に
前記送信待ち時間の長さについて通信チャネルがアイド
ル状態であることを確認してから実際のビーコン信号を
送信するとともに、次のビーコン信号の送信タイミング
までの間は自局のセル内での通信サービスを許可し、各無線基地局では、前記送信待ち時間が経過する前に他
の無線基地局が送信した信号を検出した場合には、該当
する送信タイミングについての自局からのビーコン信号
の送信を中止するとともに次のビーコン信号の送信タイ
ミングまでの間は自局のセル内での通信サービスを中止
し、各無線端末局では、自局の属するセルの無線基地局から
の前記ビーコン信号を誤りなく受信した場合には、次の
ビーコン信号の送信タイミングまでの間はパケットの送
受信を許可し、自局の属するセル以外の無線基地局から
のビーコン信号を受信した場合、もしくはビーコン信号
を誤りなく受信できない場合にはパケットの送信を抑制
することを特徴とする無線周波数共用方法。
【請求項２】請求項１の無線周波数共用方法におい
て、各無線基地局では、前記送信待ち時間の間に自局の
受信レベルを監視して、所定の閾値以上の受信レベルを
検出した場合には他の無線基地局からのビーコン信号を
受信したものとみなし、該当する送信タイミングについ
ての自局からのビーコン信号の送信を中止するとともに
次のビーコン信号の送信タイミングまでの間は自局のセ
ル内での通信サービスを中止することを特徴とする無線
周波数共用方法。
【請求項３】請求項１の無線周波数共用方法におい
て、各無線基地局では、前記送信待ち時間の間に信号を
受信した場合には、受信した信号の内容を解析して他の
無線基地局から到来した誤りのないビーコン信号か否か
を識別し、他の無線基地局からのビーコン信号を受信し
た場合には、該当する送信タイミングについての自局か
らのビーコン信号の送信を中止するとともに次のビーコ
ン信号の送信タイミングまでの間は自局のセル内での通
信サービスを中止することを特徴とする無線周波数共用
方法。
【請求項４】請求項３の無線周波数共用方法におい
て、各無線基地局では、前記送信待ち時間の間に受信し
た信号が前記ビーコン信号ではないと認識した場合に
は、前記送信待ち時間の計数を中断して所定のキャリア
センス時間が経過するまで待機し、通信チャネルがアイ
ドル状態であることを確認してから前記送信待ち時間の
計数を再開することを特徴とする無線周波数共用方法。
【請求項５】無線基地局と前記無線基地局が形成する
セル内で前記無線基地局と通信を行う無線端末局とで構
成され、複数のセルを並べてサービスエリアを構成した
無線通信システムを利用するとともに、前記無線基地局
及び無線端末局が複数のセルで共通の通信チャネルを使
用し、前記無線基地局が一定の時間間隔毎に制御のため
のビーコン信号を送信し、前記無線基地局及び無線端末
局がデータ送信時にＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルに基づく
アクセス制御を行う無線基地局制御方法において、共通の通信チャネルを使用する複数の無線基地局同士の
間ではビーコン信号の送信周期及び送信タイミングを同
一に定めておき、各無線基地局では、ビーコン信号の送信タイミング以後に、使用する通信チ
ャネルがアイドル状態であることを確認した場合に乱数
により送信待ち時間を決定し、更に前記送信待ち時間の
長さについて通信チャネルがアイドル状態であることを
確認してから実際のビーコン信号を送信するとともに、
次のビーコン信号の送信タイミングまでの間は自局のセ
ル内での通信サービスを許可し、前記送信待ち時間が経過する前に他の無線基地局が送信
した信号を検出した場合には、該当する送信タイミング
についての自局からのビーコン信号の送信を中止すると
ともに次のビーコン信号の送信タイミングまでの間は自
局のセル内での通信サービスを中止することを特徴とす
る無線基地局制御方法。
【請求項６】無線基地局と前記無線基地局が形成する
セル内で前記無線基地局と通信を行う無線端末局とで構
成され、複数のセルを並べてサービスエリアを構成した
無線通信システムを利用するとともに、前記無線基地局
及び無線端末局が複数のセルで共通の通信チャネルを使
用し、前記無線基地局が一定の時間間隔毎に制御のため
のビーコン信号を送信し、前記無線基地局及び無線端末
局がデータ送信時にＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルに基づく
アクセス制御を行う無線端末局制御方法において、共通の通信チャネルを使用する複数の無線基地局同士の
間ではビーコン信号の送信周期及び送信タイミングを同
一に定めておき、各無線端末局では、自局の属するセルの無線基地局から
の前記ビーコン信号を誤りなく受信した場合には、次の
ビーコン信号の送信タイミングまでの間はパケットの送
受信を許可し、自局の属するセル以外の無線基地局から
のビーコン信号を受信した場合、もしくはビーコン信号
を誤りなく受信できない場合にはパケットの送信を抑制
することを特徴とする無線端末局制御方法。