JP2008078807A - 無線通信装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】他の無線通信システムと同一の周波数帯を使用しながらも、他の無線通信システムに干渉を与えることなく、情報の送受信を行う。
【解決手段】予め割り当てられた受信スロットに含まれるキャリアセンス期間で信号を検出する第１の検出手段５０４と、前記検出された信号を中継する中継手段５０５と、予め割り当てられた送信スロットに含まれるキャリアセンス期間で信号を検出する第２の検出手段５０４と、前記第２の検出手段が信号を検出した場合に、送信スロットでの送信を中止する中止手段５１４と、を具備する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複数の無線システムが周波数帯域を共用して使用する無線通信装置およびプログラムに関する。

従来、複数の無線システムが周波数帯域を共用して使用する無線通信装置が知られている。この種の従来の無線通信装置は、優先度の低い無線通信装置が共用周波数帯域のキャリア検出を行い、共用周波数帯域が優先度の高い無線システムにより使用されていないと判断した場合に信号を送信する（例えば、非特許文献１参照）。

また、従来、同一周波数帯を使用する他の無線通信システムに与える干渉の軽減、及び、他のシステムから受ける干渉による特性劣化の軽減を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２９８７６３号公報 J. Mitola III, "Cognitive Radio for Flexible Mobile Multimedia Communications," IEEE Sixth International Workshop on Mobile Multimedia Communications (MoMuC99), pp.3-10, Nov. 1999.

上述した従来の技術では、基地局がキャリアセンスにより自己の無線通信システムではない無線局の存在を検出しない場合に、端末に通信チャネルが空いていることを通知する信号であるアイドルシグナルを送信し、端末はアイドルシグナルを受信すると通信希望パケットを基地局に送信する。この場合、基地局の位置においては基地局が、通信チャネルが空いていることを検出しているが、端末局の位置において端末局が、通信チャネルが空いていることは検出していないため、端末局が送信する信号が自己の無線通信システムではない無線局に干渉を与えるという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、他の無線通信システムと同一の周波数帯を使用しながらも、他の無線通信システムに干渉を与えることなく、情報の送受信を行うことができる無線通信装置およびプログラムを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の無線通信装置は、予め割り当てられた受信スロットに含まれるキャリアセンス期間で信号を検出する第１の検出手段と、前記検出された信号を中継する中継手段と、予め割り当てられた送信スロットに含まれるキャリアセンス期間で信号を検出する第２の検出手段と、前記第２の検出手段が信号を検出した場合に、前記送信スロットでの送信を中止する中止手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の無線通信装置およびプログラムによれば、他の無線通信システムと同一の周波数帯を使用しながらも、他の無線通信システムに干渉を与えることなく、情報の送受信を行うことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信装置およびプログラムについて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る無線通信装置である、無線基地局と無線端末局が無線通信を行う無線通信システムについて図１を参照して説明する。図１は、無線基地局Ａ（１０５）と無線端末局Ａ（１０６）が無線通信を行う無線通信システムＡ（１０１）の概略構成の一例を示す図である。
図１は、無線基地局Ａ（１０５）と無線端末局Ａ（１０６）が無線通信を行う無線通信システムＡ（１０１）と、無線通信システムＡとは別の無線通信システムＢ（１０２）および無線通信システムＣ（１０４）を示している。無線通信システムＡ（１０１）とは別の無線通信システムＢ（１０２）は、図１に示すように、無線通信システムＡと地理的に重なった位置に存在することもあれば、無線通信システムＢ’（１０３）として示すように、地理的に離れた場所に存在することもある。無線通信システムＢおよび無線通信システムＣとしては、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式、ＧＳＭ（Global Standard for Mobile Communication）方式などのセルラーシステム、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅなどのＭＡＮ（Metropolitan Area Network）、ＩＥＥＥ８０２．１１などのＬＡＮ（Local Area Network）、或いは、船舶無線やレーダー、固定マイクロ波システムなどが挙げられる。無線通信システムＡ（１０１）は、現在は規格として定められてはいないが、今後規格として制定されるようなシステムであるが、無線通信システムＡは、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、スペクトル拡散通信方式によるシステムが想定される。

無線通信システムＡ（１０１）に属する無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）は、無線通信システムＢ（１０２）と周波数帯域を共用して無線通信を行うが、無線通信システムＡ（１０１）は無線通信システムＢ（１０２）よりも低い優先度で周波数の利用が許可されている。したがって、無線通信システムＡ（１０１）に属する無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）は、無線通信システムＢ（１０２）に属する無線通信装置Ｂ（１０７）が行う無線通信に妨害を与えてはならない。無線通信システムＡは、例えば、コグニティブ無線通信（Cognitive Radio）を行う。なお、図面では、Cognitive RadioをＣＲと省略して示す。

次に、無線通信システムＢおよび無線通信システムＣに割り当てられた複数の周波数チャネルについて図２を参照して説明する。
図２は、無線通信システムＢ（１０２）に割り当てられた周波数帯域（２００）内の複数の周波数チャネルＢ１、Ｂ２、・・・、Ｂｉ（２０１、２０２、・・・、２０３）、無線通信システムＣ（１０４）に割り当てられた周波数帯域２５０内の複数の周波数チャネルＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃｊ（２５１、２５２、２５３、・・・、２５４、２５５）を示している。図１に示す無線通信システムＡ（１０１）に属する無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）は、例えば、図２に示す割当てられた周波数チャネルＢ１（２０１）を共用して使用しているが、無線通信システムＡ（１０１）は無線通信システムＢ（１０２）よりも低い優先度で周波数の利用が許可されているため、無線通信システムＡ（１０１）に属する無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）は、無線通信システムＢ（１０２）に属する無線通信装置Ｂ（１０７）が行う無線通信に妨害を与えてはならない。

図１および図２では、無線通信システムＡ（１０１）が周波数帯を共用する無線通信システムとして無線通信システムＢ（１０２）の例について示したが、無線通信システムＡ（１０１）が周波数帯を共用する無線通信システムの数に特に制限はなく、例えば、無線通信システムＢ（１０２）とは異なる無線通信システムＣ、無線通信システムＤ、などとも周波数帯の共用を行ってもよい。この場合も、無線通信システムＡ（１０１）は、無線通信システムＣ、無線通信システムＤ、などよりも低い優先度で周波数帯の利用が許可されている。

以降は、図１に示す無線通信システムＢ（１０２）が図１に示す無線通信システムＡ（１０１）と図２に示す周波数チャネルＢ１（２０１）を共用して無線通信を行う例について説明する。

次に、図１の無線通信システムＡ（１０１）のスロット構成について図３を参照して説明する。
図３に示すように、無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）に割当てられる１スロット３００は、キャリアセンス期間（ＣＳ期間）３０１と信号送受信期間（Ｔｘ／Ｒｘ期間）３０２を含んでいる。キャリアセンス期間では、無線通信システムＡが使用を所望する周波数帯域で、ライセンスを有するシステムが通信を行っているかどうかを検出する。図３では、１スロット３００内のキャリアセンス期間３０１と信号送受信期間３０２の長さの比が１対１である場合を示したが、必ずしも１対１である必要はなく、任意の割合でもよい。無線通信システムＡ（１０１）における無線通信は、図３に示す１スロットが繰り返されて行われる。

次に、図３に示したスロットが、無線基地局Ａ、複数の無線端末局Ａ（無線端末局Ａ１および無線端末局Ａ２）に割り当てられる一例について図４を参照して説明する。図４は、図３に示すスロットが、無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（１０６）、および無線端末局Ａ２（１０６）に割当てられる一例を示すシーケンス図である。
図４は、無線基地局Ａ（１０５）のシーケンス４００、無線端末局Ａ１（１０６）のシーケンス４０１、および無線端末局Ａ２（１０６）のシーケンス４０２を示している。また、図４は、スロットｘ（４０３）において無線基地局Ａ（１０５）に送信スロットが割り当てられる例を示している。

図４では無線基地局Ａ（１０５）に送信スロットが割当てられているため、無線基地局Ａ（１０５）は、スロットｘ（４０３）のキャリアセンス期間４０４でキャリアセンスを行い、キャリアセンス期間の後の信号送受信期間４０５において信号の送信処理を行う。一方、無線端末局Ａ１（１０６）および無線端末局Ａ２（１０６）においては、スロットｘ（４０３）は受信スロットとなるため、スロットｘ（４０３）のキャリアセンス期間４０６、４０８でキャリアセンスを行い、キャリアセンス期間の後の信号送受信期間４０７、４０９において信号の受信処理を行う。図４に示すそれぞれのシーケンスは、キャリアセンスを開始する時刻、キャリアセンスを終了する時刻、信号送受信期間の開始時刻および終了時刻がいずれも同じ時刻である。すなわち、無線基地局Ａ、無線端末局Ａ１、および、無線端末局Ａ２は、互いに同期している。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る無線通信装置の一例である無線端末局Ａについて図５を参照して説明する。図５は、第１の実施形態に係る無線端末局Ａ（１０６）の概略構成の一例を示すブロック図である。

図１の無線端末局Ａ（１０６）は、受信用アンテナ５０１、低雑音増幅器５０２、フィルタ５０３、信号検出部５０４、スイッチ５０５、直交復調器５０６、フィルタ５０７、５０８、可変利得アンプ５０９、５１０、Ａ／Ｄ変換器（analog-to-digital converter）５１１、５１２、信号処理部５１３、制御部５１４、局部発信器５１５、Ｄ／Ａ変換器（digital-to-analog converter）５１６、５１７、直交変調器５１８、フィルタ５１９、電力増幅器５２０、および送信用アンテナ５２１を備えている。図５は、無線通信システムＡ（１０１）における無線端末局Ａ（１０６）のブロック図について示したが、無線通信システムＡ（１０１）の無線基地局Ａ（１０５）のブロック図も図５に示すブロック図と同様であるとする。

受信用アンテナ５０１は、無線基地局Ａからの信号を受け取り、低雑音増幅器５０２に渡す。低雑音増幅器５０２は、受信用アンテナ５０１からの信号を所望の振幅に増幅する。フィルタ５０３は、低雑音増幅器５０２からの信号をフィルタリングする。

信号検出部５０４は、キャリアセンス期間中に信号を検出したか否かの判定を行う。すなわち、信号検出部５０４は、信号の受信電力（ＲＳＳＩ）を検出し、この受信電力を予め決められたしきい値と比較し、信号の受信電力がしきい値を超えるか否かにより信号を検出したか否かを判定する。

スイッチ５０５は、制御部５１４の指示に基づいてフィルタ５０３の出力信号を電力増幅器５２０に渡すか否かを切り替える。直交復調器５０６は、フィルタ５０３の出力信号を直交復調する。フィルタ５０７、５０８は、直交復調器出力の同相成分および直交成分それぞれに対して、フィルタリングする。可変利得アンプ５０９、５１０は、それぞれＡ／Ｄ変換器５１１、５１２への入力信号が適切な値になるように利得を変える。Ａ／Ｄ変換器５１１、５１２は、それぞれ可変利得アンプ５０９、５１０の出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号処理部５１３は、受信信号に基づいて処理を行ったり、送信データを送信信号に変換する。

制御部５１４は、信号処理部５１３から受け取った信号、信号検出部５０４の検出結果に基づいて、信号検出部５０４、スイッチ５０５を制御する。制御部５１４の詳細な処理内容については後に図６を参照して説明する。

局部発信器５１５は、直交復調器５０６、直交変調器５１８で使用する周波数信号を発生する。Ｄ／Ａ変換器５１６、５１７は、信号処理部５１３の出力信号のデジタル信号をアナログ信号に変換する。直交変調器５１８は、Ｄ／Ａ変換器５１６、５１７の出力信号を直交変調する。フィルタ５１９は、直交変調器５１８からの信号をフィルタリングする。電力増幅器５２０は、フィルタ５１９でフィルタリングされた信号、または、フィルタ５０３でフィルタリングされた信号を所望の電力まで増幅し、送信用アンテナ５２１を介して送信する。

次に、図５の無線端末局Ａの、１スロット内における処理の一例について図６を参照して説明する。図６は無線端末局Ａ（１０６）の、１スロット内における処理の一例を示すフローチャートである。
制御部５１４は、スロットの開始時刻になると、現スロットが自局に割当てられた送信スロットであるか、もしくは受信スロットであるかを判定するスロット種別の判定を行う（ステップＳ６０１）。制御部５１４が、現スロットが受信スロットであると判定した場合には、信号検出部５０４を制御することによりキャリアセンスを行う（ステップＳ６０２）。キャリアセンスは、受信用アンテナ５０１、低雑音増幅器５０２、およびフィルタ５０３を通して入力される信号に対して、信号検出部５０４が、例えば、信号の受信電力（ＲＳＳＩ）を検出し、この受信電力を予め決められたしきい値と比較し、信号の受信電力がしきい値を超えれば信号検出と判定し、信号の受信電力がしきい値を超えなければ信号非検出と判定する。信号検出部５０４は、キャリアセンス期間中に信号を検出したか否かの判定を行い（ステップＳ６０３）、信号を検出しない場合には、キャリアセンス期間が終了したか否かの判定を行い（ステップＳ６０６）、キャリアセンス期間が終了していない場合にはキャリアセンスを継続して行う（ステップＳ６０２）。一方、キャリアセンス期間が終了した場合には、このスロット内の信号送受信期間において信号の受信処理を行う（ステップＳ６０７）。

ステップＳ６０３の判定において、信号検出部５０４が信号を検出した場合には、スイッチ５０５を入れて（すなわち、フィルタ５０３と電力増幅器５２０とを接続する）フィルタ５０３の出力信号を電力増幅器５２０に渡す（ステップＳ６０４）。すなわち、検出した信号を送信側の回路に入力して、電力増幅器５２０、送信用アンテナ５２１を介して中継を行う（ステップＳ６０４）。このとき、制御部５１４が直交復調器５０６の電源をオフする。もちろん直交復調器５０６よりも後段に在る不要な装置部分の電源をオフしてもよい。ここでは、検出した信号をスイッチ５０５から先のブロックに入力して復調処理並びに復調した信号の再変調を行わずに、送信側の回路に入力して送信を行う、いわゆる非再生中継の例を示している。信号を中継した後は、無線通信システムＡが無線通信を行っている周波数チャネルでの通信を停止する（ステップＳ６０５）。

一方、ステップＳ６０１の判定において、現スロットが送信スロットであれば、制御部５１４が信号検出部５０４を制御することによりキャリアセンスを行う（ステップＳ６０８）。信号検出部５０４は、キャリアセンス期間中に信号を検出したか否かの判定を行い（ステップＳ６０９）、信号を検出しないと判定した場合には、キャリアセンス期間が終了したか否かの判定を行い（ステップＳ６１２）、キャリアセンス期間が終了していないと判定した場合にはキャリアセンスを継続して行う（ステップＳ６０８）。一方、キャリアセンス期間が終了したと判定した場合には、このスロット内の信号送受信期間において信号の送信を行う（ステップＳ６１３）。一方、ステップＳ６０９の判定において、キャリアセンス期間に信号検出部５０４が信号を検出した場合には、信号検出部５０４は制御部５１４に信号を検出したことを示す制御信号を出力し、制御部５１４はこのスロットの信号送受信期間における信号の送信を中止する（ステップＳ６１０）とともに、無線通信システムＡが無線通信を行っている周波数チャネルでの通信を停止する（ステップＳ６１１）。

次に、第１の実施形態での、無線通信システムＡに属する無線基地局、無線端末局、および無線通信システムＢに属する無線通信装置の配置について図７を参照して説明する。また、図７に示した無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（７０１）、無線端末局Ａ２（７０２）、および無線通信装置Ｂ１（７０６）が送受信する信号のシーケンスについて図８を参照して説明する。

図７では、無線通信システムＡに属する無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（７０１）および無線端末局Ａ２（７０２）と、無線基地局Ａ（１０５）とが送信する信号の到達範囲７０３、無線端末局Ａ１（７０１）が送信する信号の到達範囲７０４、および無線端末局Ａ２（７０２）が送信する信号の到達範囲７０５、さらに、無線通信システムＢに属する無線通信装置Ｂ１（７０６）、無線通信装置Ｂ２（７０７）、および無線通信装置Ｂ１（７０６）の信号到達範囲７０８が示されている。

図８では、無線基地局Ａ（１０５）のシーケンス８０１、無線端末局Ａ１（７０１）のシーケンス８０２、無線端末局Ａ２（７０２）のシーケンス８０３、無線通信装置Ｂ１（７０６）のシーケンス８０４、スロット１（８０５）における無線基地局Ａ（１０５）のキャリアセンス期間８０６および信号送受信期間８０７、無線端末局Ａ１（７０１）のキャリアセンス期間８１２および信号送受信期間８１３、無線端末局Ａ２（７０２）のキャリアセンス期間８１７および信号送受信期間８１８、スロット２（８０８）における無線基地局Ａ（１０５）のキャリアセンス期間８０９、信号送受信期間８１０およびキャリアセンス期間８０９において無線通信装置Ｂ１（７０６）の信号を中継する期間（Ｒｐｔ：Repetition）８１１、無線端末局Ａ１（７０１）のキャリアセンス期間８１４、信号送受信期間８１５および無線通信装置Ｂ１（７０６）の信号を検出する期間（Ｄｔｃ：Detection）８１６、無線端末局Ａ２（７０２）のキャリアセンス期間８１９、信号送受信期間８２０および無線通信装置Ｂ１（７０６）の信号を中継する期間８２１、さらに、無線通信装置Ｂ１（７０６）が無線通信装置Ｂ２（７０７）に送信する信号８２２を表している。

ここで、図８における時刻ｔ０に、図７に示す無線通信装置Ｂ１（７０６）が無線通信装置Ｂ２（７０７）に信号８２２の送信を行う場合を考えると、図７の配置図に示すように、この信号８２２は無線通信システムＡ（１０１）の無線通信装置の中では無線端末局Ａ２（７０２）だけが検出できるようになっている。信号８２２が送信開始される時刻ｔ０は、無線通信システムＡ（１０１）のスロット２（８０８）におけるキャリアセンス期間内に位置する。スロット２（８０８）が送信スロットとして割当てられている無線端末局Ａ１（７０１）は信号８２２を検出できないため、本実施形態を適用しない場合には、無線端末局Ａ１（７０１）がスロット２（８０８）の信号送受信期間８１５において信号の送信を行い、無線端末局Ａ１（７０１）が送信した信号が、無線通信装置Ｂ２（７０７）が無線通信装置Ｂ１（７０６）から受信する信号に干渉を与えてしまう。

一方、本実施形態を適用すると、スロット２（８０８）のキャリアセンス期間８１９において信号８２２を検出した無線端末局Ａ２（７０２）は、検出した信号を非再生により中継を行い（期間８２１）、スロット２（８０８）が送信スロットとして割当てられている無線端末局Ａ１（７０１）は、無線端末局Ａ２（７０２）が期間８２１で非再生により送信した信号を検出できるため、この信号を検出したことによりスロット２（８０８）の送受信期間８１５における信号の送信を中止することができる。したがって、無線端末局Ａ１（７０１）が、無線通信装置Ｂ１（７０６）からの信号を受信する無線通信装置Ｂ２（７０７）に干渉を与えないようにすることができる。なお、スロット２（８０８）のキャリアセンス期間の期間８２１において無線端末局Ａ２（７０２）が非再生により送信した信号を検出する無線基地局Ａ（１０５）は、非再生による信号が無線通信装置Ｂ１（７０６）により送信された信号か無線端末局Ａ２（７０２）により送信された信号かの区別ができないため、無線端末局Ａ２（７０２）と同様に検出した信号を非再生により送信を行う（期間８１１）。

以上に示した第１の実施形態によれば、受信スロットのキャリアセンス期間に信号を検出した場合に、この信号を非再生により送信することにより、優先度の高い他の無線通信システムの存在を自己の無線通信システム全体に通知することができ、予定されていた送信を中止することができる。したがって、他の無線通信システムに干渉を与えないようにすることができる。また、他の無線通信システムの存在が即時に自己の無線通信システム内に通知されるため、自己の無線通信システムが動作する周波数チャネルを早期に新しい周波数チャネルへ切り替えを行うことができ、通信の遮断を短い時間に抑えることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る無線通信装置の一例である無線端末局Ａについて図９を参照して説明する。図９は、第２の実施形態に係る無線端末局Ａ（１０６）の概略構成の一例を示すブロック図である。

第２の実施形態の無線端末局Ａ（１０６）は、図５に示した第１の実施形態の無線端末局Ａ（１０６）に、メモリ９０１を追加したものである。したがって、図５と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。以下、既に説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。

メモリ９０１は、無線通信システムＡ（１０１）が周波数を共用する無線システムに属する無線通信装置が、一回に連続して信号の送信を行う最小の継続期間に関する情報を予め記憶している。メモリ９０１は、制御部９０２に接続して、制御部９０２からの書き込み、制御部９０２からの読み込みを受け付ける。

制御部９０２は、メモリ９０１を参照して、制御部９０２が選択した無線通信システムの最小バースト長が連続であるか否かを判定する。制御部９０２の動作の詳細については後に図１１を参照して説明する。

次に、図９のメモリ９０１に記憶されている情報について図１０を参照して説明する。図１０は、図９のメモリ９０１に予め記憶された無線通信システム毎の最小信号継続期間に関する情報の一例を示すテーブルである。
図１０に示すように、無線通信システムＥに属する無線通信装置が一回に連続して送信する信号の最小の継続時間は１０ミリ秒であり、無線通信システムＥに属する無線通信装置は送信するデータの種類等に応じて１０ミリ秒以上、例えば、２０ミリ秒や８０ミリ秒の継続時間を持つ信号の送受信を行うことを表している。同様に、無線通信システムＦに属する無線通信装置が一回に連続して送信する信号の最小の継続時間は２００マイクロ秒であり、無線通信システムＧに属する無線通信装置は連続して信号の送信を行うことを表している。無線通信システムＧは、例えば、放送システムである。連続して信号の送信を行う場合は、予め決められた符号が記載されている。

次に、無線基地局Ａが１スロットの時間を決定する処理の一例について図１１を参照して説明する。図１１は、無線通信システムＡ（１０１）の無線基地局Ａ（１０５）が１スロットの時間を決定する処理の一例を示すフローチャートである。なお、無線基地局Ａは、図９の無線端末局Ａと同様な構成である。
無線基地局Ａ（１０５）は、制御部９０２が周波数を共用する無線通信システムｉを選択する（ステップＳ１１０１）。この選択は、決めうちで行ってもよい。例えば、無線通信システムＥ、無線通信システムＦ・・・の順に周波数帯域を検査し、周波数帯域が空いているシステムを選択してもよい。制御部９０２が、周波数を共用する無線通信システムを選択した後、メモリ９０１に記憶された図１０に示すテーブルを参照して、選択した無線通信システムの最小バースト長が連続であるか否かを判定する（ステップＳ１１０２）。制御部９０２が、最小バースト長Ｂ（ｉ）が連続であると判定した場合は、スロット長Ｓとして予め決められた固定の値Ｃ０を設定する（ステップＳ１１０３）。最小バースト長Ｂ（ｉ）が連続でないと判定した場合は、スロット長Ｓとして最小バースト長Ｂ（ｉ）を設定する（ステップＳ１１０４）。ここでは、スロット長Ｓとして最小バースト長Ｂ（ｉ）を設定しているが、１スロットはキャリアセンス期間と信号送受信期間を含んでいるため、１スロット内の信号送受信期間は、周波数を共用する無線通信システムの最小バースト時間よりも短く設定されている。

次に、図９に示す無線端末局Ａ（１０６）の、１スロット内における処理の一例について図１２を参照して説明する。
第２の実施形態での無線端末局Ａ（１０６）のフローチャートは、図６に示した無線端末局Ａ（１０６）の１スロット内における処理に対してスロット長の設定処理を追加した点が図６とは異なる。したがって、図６と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。以下、既に説明したステップと同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。

無線端末局Ａ（１０６）は、新規に周波数チャネルを共用する無線通信システムを選択したか否かを判定し（ステップＳ１２０１）、新規に周波数チャネルを共用する無線通信システムを選択すれば図１１に示したフローチャートにしたがってスロット長の設定を行い（ステップＳ１２０２）、図６に示すステップＳ６０１以降の処理を実行する。また、無線端末局Ａ（１０６）は、無線基地局Ａ（１０５）が送信する報知情報を受け取り、報知情報に含まれるスロット時間長（後に図１８を参照して説明する）にスロット長の設定を行ってもよい。一方、これまでと同じ無線通信システムと周波数チャネルを共用していれば、スロット長の設定は行わず、図６に示すステップＳ６０１以降の処理を実行する。

次に、本実施形態での、無線通信システムＡに属する無線基地局Ａ、無線端末局Ａ、および無線通信システムＢに属する無線通信装置Ｂの配置について図１３を参照して説明する。また、図１３に示す無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（７０１）、無線端末局Ａ２（７０２）、および無線通信装置Ｂ１（７０６）が送受信する信号のシーケンスについて図１４Ａ、図１４Ｂを参照して説明する。

無線通信装置Ｂ１（７０６）の信号到達範囲１３０１を、図７に示す配置図の無線通信装置Ｂ１（７０６）の信号到達範囲７０８に比べて大きくした点が図７と異なる。

図１４Ａ、図１４Ｂは、図８に示したシーケンスに、スロット３（１４０２）における無線基地局Ａ（１０５）のキャリアセンス期間１４０３および信号送受信期間１４０４、無線端末局Ａ１（７０１）のキャリアセンス期間１４０５および信号送受信期間１４０６、無線端末局Ａ２（７０２）のキャリアセンス期間１４０７および信号送受信期間１４０８を、さらに、無線通信装置Ｂ１（７０６）が無線通信装置Ｂ２（７０７）に送信する信号として、無線通信システムＢにおける一回に連続して信号の送信を行う最小の継続期間を表す信号１４０１を追加したものである。

図１４Ａは、無線通信システムＢにおいて一回に連続して信号１４０１の送信を行う最小の継続期間に対して、無線通信システムＡの１スロットの信号送受信期間の長さを長く設定した場合の一例を示しており、図１４Ｂは、無線通信システムＢにおいて一回に連続して信号１４０１の送信を行う最小の継続期間に対して、無線通信システムＡの１スロットの信号送受信期間の長さを短く設定した場合の一例を示している。

図１３に示すように、無線通信装置Ｂ１（７０６）が無線通信装置Ｂ２（７０７）に送信する信号１４０１は、無線通信システムＡに属する全ての無線通信装置において検出できる。図１４Ａに示すタイミングで信号１４０１が送信された場合には、無線端末局Ａ１（７０１）は信号の送信８１５を行っており、無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ２（７０２）は、無線基地局Ａ（１０５）が送信した信号の受信８１０、８２０を行っているため、無線通信装置Ｂ１（７０６）が無線通信装置Ｂ２（７０７）に送信する信号１４０１を検出できない。
これに対し、図１４Ｂに示すように、無線通信システムＢにおける最小バースト長に対して無線通信システムＡの１スロットの信号送受信期間の長さを短く設定した場合には、無線通信装置Ｂ１（７０６）が無線通信装置Ｂ２（７０７）に送信する信号１４０１の送信開始タイミングにおいては、無線端末局Ａ１（７０１）が信号の送信８１５を行っており、無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ２（７０２）は無線端末局Ａ１（７０１）が送信した信号の受信８１０、８２０を行っている。無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（７０１）および無線端末局Ａ２（７０２）がスロット２（８０８）における信号の送受信を終えた後も、無線通信システムＢにおける信号１４０１は継続しているため、無線通信システムＡ（１０１）におけるスロット３（１４０２）におけるキャリアセンス期間（１４０３、１４０５、１４０７）において無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（７０１）および無線端末局Ａ２（７０２）が無線通信システムＢの信号１４０１を検出することができる。

以上に示した第２の実施形態によれば、自己の無線通信システムの１スロット内の信号送受信期間の長さを、優先度の高い他の無線通信システムにおいて一回に連続して信号の送信を行う最小の継続期間に対して、短く設定することにより、優先度の高い他の無線通信システムの信号を確実に検出できるため、予定されていた送信を中止することにより、他の無線通信システムに干渉を与えないようにすることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る無線通信装置の一例である無線端末局Ａについて図１５を参照して説明する。図１５は、第３の実施形態に係る無線端末局Ａ（１０６）の概略構成の一例を示すブロック図である。

第３の実施形態の無線端末局Ａ（１０６）は、図５に示した無線端末局Ａ（１０６）の制御部５１４と、局部発信器５１５、フィルタ５１９、およびフィルタ５０３を制御線で接続した点が図５の無線端末局Ａ（１０６）とは異なる。

制御部１５０１は、局部発信器５１５、フィルタ５１９、およびフィルタ５０３を制御する。制御部１５０１は、局部発信器５１５に、局部発信器５１５の発振周波数を変更する制御信号を渡し、フィルタ５１９、５０３に、それぞれフィルタ５１９、５０３のフィルタリングする帯域を変更する制御信号を渡す。

次に、無線端末局Ａが１スロット内における処理の一例について図１６を参照して説明する。図１６は、図１５に示した無線端末局Ａ（１０６）の、１スロット内における処理の一例を示すフローチャートである。
本実施形態のフローチャートは、図６に示した無線端末局Ａ（１０６）の１スロット内における処理に対して、現周波数チャネルでの送信停止の処理（ステップＳ６０５、Ｓ６１１）の後に、周波数チャネルの切り替えに関する処理を追加した点が図６とは異なる。図１６のステップＳ６０５までは、ステップＳ６０１において受信スロットが割当てられており、このスロットのキャリアセンス（ステップＳ６０２）期間に信号を検出した（ステップＳ６０３）ため、この信号の中継を行い（ステップＳ６０４）、現周波数チャネルでの全ての送信を停止する（ステップＳ６０５）処理を行う。図１６のステップＳ６１１までは、ステップＳ６０１において送信スロットが割当てられており、このスロットのキャリアセンス（ステップＳ６０８）期間に信号を検出した（ステップＳ６０９）ため信号の送信を中止し（ステップＳ６１０）、現周波数チャネルでの全ての送信を停止する（ステップＳ６１１）処理を行う。ステップＳ６０５またはステップＳ６１１の処理後、無線端末局Ａ（１０６）は、制御部１５０１が周波数チャネルの切り替えタイミングか否かを判定する（ステップＳ１６０１）。切り替えタイミングか否かは、制御部１５０１が後述する図１８に示す報知情報を参照して判定する。切り替えタイミングでなければ切り替えタイミングになるまで待機し、切り替えタイミングになれば局部発信器５１５、フィルタ５１９、およびフィルタ５０３を制御することにより、予め決められた周波数チャネルへ周波数の切り替えを行う（ステップＳ１６０２）。

これらの動作により、他の無線通信システムの存在が即時に自己の無線通信システム内において認識できるため、自己の無線通信システムが動作する周波数チャネルを早期に新しい周波数チャネルへ切り替えを行うことができ、通信の遮断を短い時間に抑えることができる。

次に、本実施形態の無線通信システムＡ（１０１）におけるフレームフォーマットについて図１７を参照して説明する。
図１７において、無線通信システムＡ（１０１）におけるフレーム１７００は、複数のスロット（１７０３から１７０８まで）を含み、それぞれのスロットはキャリアセンス期間１７０１と信号送受信期間１７０２を含んでいる。無線通信システムＡのフレーム１７００は、報知情報スロット１７０３、制御情報スロット１７０４、１７０５、データスロット１７０６、１７０７、１７０８を含み、このフレームが繰り返されて無線通信が行われる。全てのスロットでは、図６の処理フローに示したように、送信スロットが割当てられた無線通信装置は、送信スロットのキャリアセンス期間１７０１において信号を検出しない場合にこのスロットの信号送受信期間１７０２において信号の送信を行う。

報知情報スロット１７０３では、無線基地局Ａ（１０５）が無線通信システムＡに属する全ての無線端末局Ａ（１０６）に共通して報知する情報を送信する。制御情報スロット１７０４、１７０５は、例えば、無線通信システムＡ（１０１）に未登録の無線端末局Ａ（１０６）が登録要求情報を送信する場合や、無線基地局Ａ（１０５）が登録要求を送信した無線端末局Ａ（１０６）に対して登録応答情報を送信する場合に用いられる。データスロット１７０６、１７０７、１７０８は、アプリケーションデータを送信する場合に用いられる。

このように、無線通信システムＡ（１０１）において、報知情報スロット、制御情報スロット、およびデータスロットを含んでいるフレームを繰り返して無線通信を行うことにより、報知情報や制御情報が定期的に送信され、無線通信システムＡ（１０１）の外部の状況や無線通信システムＡ（１０１）の内部の状況に応じたシステム内の制御を行うことができる。

次に、無線基地局Ａ（１０５）が送信する報知情報の内容について図１８を参照して説明する。
無線基地局Ａ（１０５）が送信する報知情報１８００は、システム識別子１８０１、選択周波数チャネル１８０２、切替先周波数チャネル１８０３、周波数切替タイミング１８０４、スロット時間長１８０５、キャリアセンス期間長１８０６、信号送受信期間長１８０７、報知情報送信周期１８０８、制御情報スロット数１８０９、データスロット１（１８１０）、データスロット２（１８１１）、データスロット３（１８１２）を含んでいる。

システム識別子１８０１は、システムを示す識別子を示す。選択周波数チャネル１８０２は、現在無線通信システムＡ（１０１）が無線通信を行っている周波数チャネルに関する情報を示す。切替先周波数チャネル１８０３は、周波数切り替えを行う場合の切替先の周波数チャネルに関する情報を示す。周波数切替タイミング１８０４は、周波数切り替えを行う場合の切り替えタイミングについての情報を示す。

スロット時間長１８０５は、システムで使用するスロットの時間長を示す。キャリアセンス期間長１８０６は、スロットのキャリアセンス期間長を示す。信号送受信期間長１８０７は、スロットの信号送受信期間長を示す。報知情報送信周期１８０８は、報知情報の送信周期を示す。制御情報スロット数１８０９は、制御情報のスロット数を示す。

データスロット１送信権割当て情報１８１０は、データスロット１に送信権が割当てられる無線端末局の情報を示す。データスロット２送信権割当て情報１８１１は、データスロット２に送信権が割当てられる無線端末局の情報を示す。データスロット３送信権割当て情報１８１２は、データスロット３に送信権が割当てられる無線端末局の情報を示す。

次に、図１８に示す無線基地局Ａ（１０５）が送信する報知情報１９００の具体的な一例について図１９を参照して説明する。
図１９において、システム識別子１９０１は“Ｓｙｓｔｅｍ Ａ”と設定されている。現在、無線通信システムＡ（１０１）が無線通信を行っている周波数チャネル１９０２は“６００ＭＨｚ”であり、周波数切り替えを行う場合の切替先の周波数チャネル１９０３は“６１２ＭＨｚ”と設定されている。しかし、これとは異なり周波数チャネルを表すインデックス番号で設定されていてもよい。周波数切り替えを行う場合の切り替えタイミング１９０４は“２ｓｌｏｔｓ”と設定されているが、これは例えば、他の無線通信システムの信号を検出したスロットの終わりの時刻から２スロット後に切り替え先の周波数チャネルで無線通信を開始することを表している。他の例として、切り替えタイミング１９０４に、“５ｍｓ後”と設定されている場合は、例えば、他の無線通信システムの信号を検出したスロットの終わりの時刻から５ミリ秒後に切り替え先の周波数チャネルで無線通信を開始することを表している。

スロットの時間長１９０５は“１ｍｓ”、スロットのキャリアセンス期間長１９０６は“０．５ｍｓ”、スロットの信号送受信期間長１９０７は“０．５ｍｓ”と設定されている。１フレームのスロット数１９０８は“６”、制御情報のスロット数１９０９は“２”と設定されているが、これは、６スロットのうち先頭スロットにおいて報知情報が送信され、報知情報スロットの次の２スロットが制御情報用のスロットであることを示している。データスロット１において送信権が割当てられる無線端末局の情報１９１０は“Ａ”、データスロット２において送信権が割当てられる無線端末局の情報１９１１は“Ａ１”、および、データスロット３において送信権が割当てられる無線端末局の情報１９１２は“Ａ２”と設定されているが、これは、データスロット１、２、３においてそれぞれ無線基地局Ａ、無線端末局Ａ１、無線端末局Ａ２に送信スロットが割当てられていることを示している。

以上に示した第３の実施形態によれば、スロット長やスロットにおけるキャリアセンス期間および信号送受信期間に関する情報を、報知情報に含めて定期的に送信することにより、無線通信システムＡに属する無線通信装置が一律に同期して動作を行うことができる。また、周波数切り替えを行う場合の切替先の周波数チャネルに関する情報や切り替えタイミング情報を報知情報に含めて定期的に送信することにより、無線通信システムＡに属する無線通信装置が一律に同期して周波数チャネルを切り替えることができる。さらに、それぞれのデータスロットにおいて送信権を割当てる無線通信装置の情報（スケジュール情報）を報知情報に含めて定期的に送信することにより、無線通信システムＡ内で信号が衝突することなく、データの送受信を行うことができる。

周波数切り替えを行う切替先の周波数チャネルは、無線基地局Ａ（１０５）が無線端末局Ａ（１０６）と無線通信を始める前に、周波数チャネルのスキャンを行い、作成した優先順位テーブルに基づいて決めてもよい。ここでは、無線基地局Ａ（１０５）が、無線端末局Ａ（１０６）と無線通信を始める前に、周波数チャネルのスキャンを行い、周波数切り替えを行う切替先の周波数チャネルの優先順位テーブルを作成する処理の一例について図２０を参照して説明する。

無線基地局Ａ（１０５）の制御部１５０１は、局部発信器５１５、フィルタ５１９、およびフィルタ５０３を制御することにより、スキャンを行う周波数チャネルへ設定を行う（ステップＳ２００１）。スキャンを行う周波数チャネルへの設定が完了すると、設定された周波数チャネルのスキャンを行う（ステップＳ２００２）。スキャンとは、周波数チャネルを共用する無線通信システムＢが、設定された周波数チャネルを使用する割合等を観測する処理である。設定された周波数チャネルでのスキャンが終了すると、全周波数チャネルのスキャンが終了したか否かの判定を行い（ステップＳ２００３）、全周波数チャネルのスキャンが終了していなければスキャンを行っていない周波数チャネルに設定し（ステップＳ２００１）、スキャンを行う（ステップＳ２００２）。全周波数チャネルのスキャンが終了すると、制御部１５０１は、スキャンの結果に基づいて周波数チャネルの優先順位テーブルを作成（ステップＳ２００４）し、このテーブルをメモリに格納する。このメモリは、例えば、制御部１５０１内に設置されている。周波数チャネルの優先順位は、周波数チャネルを共用する無線通信システムＢが周波数チャネルを使用する割合が低い順に高い優先度とする。

次に、周波数切り替えを行う場合の切替先の周波数チャネルの優先順位テーブルの一例について図２１を参照して説明する。
無線基地局Ａ（１０５）と無線端末局Ａ（１０６）は、例えば、周波数チャネル３（Ｃｈ．３）において無線通信を行っているものとする。図２１には、周波数切り替えを行う場合の切替先の周波数チャネルの優先順位として、高い順で、Ｃｈ．５、Ｃｈ．２、Ｃｈ．１、Ｃｈ．６、Ｃｈ．４の順番が示されている。例えば、無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）が周波数チャネル３（Ｃｈ．３）において無線通信システムＢの信号を検出し、周波数チャネルを切り替える場合には、周波数チャネル５（Ｃｈ．５）に切り替えを行う。

以上に示した第３の実施形態によれば、予め周波数チャネルのスキャンを行い、周波数チャネルの優先順位テーブルを保持することにより、現周波数チャネルに他の無線通信システムを検出して、周波数チャネル切り替えを行う場合の切り替え先の周波数チャネルを、容易に選択することができる。

さらに、受信スロットのキャリアセンス期間に信号を検出した場合に非再生により送信する信号は、他の無線通信システムの信号そのものであるため、この他の無線通信システムに属する無線通信装置は、非再生により送信された信号と、直接基地局から受けた信号とによるパスダイバーシチ効果により、この他の無線通信システムに属する無線通信装置における受信特性を向上させることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る無線通信装置の一例である無線端末局Ａ（１０６）の概略構成は、第３の実施形態の無線端末局Ａと同様である。図１５に示す無線端末局Ａ（１０６）の、１スロット内における処理の一例について図２２のフローチャートを参照して説明する。
図２２に示したフローチャートは、図１６に示した無線端末局Ａ（１０６）の１スロット内における処理に対して、受信スロットでのキャリアセンス期間（ステップＳ６０６）終了後に、無線通信システムＡの信号を検出したか否かの判定（ステップＳ２２０１）と、無線通信システムＡからの信号を検出しない場合の処理（ステップＳ２２０２）を追加した点が図１６とは異なる。したがって、図１６と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

図２２のステップＳ６０１において受信スロットが割当てられており、このスロットのキャリアセンス（ステップＳ６０２）期間に信号を検出せずに（ステップＳ６０３）、キャリアセンス期間を終了した（ステップＳ６０６）無線端末局Ａ（１０６）は、このスロットの信号送受信期間に信号を検出したか否かを判定し（ステップＳ２２０１）、信号を検出すればこの信号の受信処理を行う（ステップＳ６０７）。一方、この信号送受信期間に信号を検出しない場合には、現周波数チャネルでの全ての送信を停止し（ステップＳ２２０２）、制御部１５０１が周波数チャネルの切り替えタイミングか否かを判定し（ステップＳ１６０１）、切り替えタイミングでなければ切り替えタイミングになるまで待機し、切り替えタイミングになれば局部発信器５１５、フィルタ５１９、およびフィルタ５０３を制御することにより、予め決められた周波数チャネルへ周波数の切り替えを行う（ステップＳ１６０２）。

次に、本実施形態での、無線通信システムＡに属する無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（７０１）、無線端末局Ａ２（７０２）、無線通信システムＢに属する無線通信装置Ｂ１（２３０１）、および無線通信装置Ｂ２（７０７）の配置について図２３を参照して説明する。

無線通信装置Ｂ１（２３０１）の位置を、図７に示す無線通信装置Ｂ１（７０６）の位置と異なる位置に配置した点が図７と異なる。したがって、図７と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。図２３の配置図では、無線通信装置Ｂ１（２３０１）（信号到達範囲２３０２）が無線通信装置Ｂ２（７０７）に送信する信号は、無線通信システムＡ（１０１）に属する無線通信装置の中では、無線基地局Ａ（１０５）のみが検出できるような配置となっている。

次に、図２３に示す無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（７０１）、無線端末局Ａ２（７０２）、および無線通信装置Ｂ１（２３０１）が送受信する信号のシーケンスについて図２４を参照して説明する。
無線通信装置Ｂ１（２３０１）が送信する信号２４０４の送信開始タイミングを、図８に示した送信タイミングとは異なるタイミングに設定している点が異なる。また、スロット２（８０８）における無線基地局Ａ（１０５）、無線端末局Ａ１（７０１）および無線端末局Ａ２（７０２）の動作が異なる。したがって、図８と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

図２４において、無線通信装置Ｂ１（２３０１）は、時刻ｔ２に無線通信装置Ｂ２（７０７）に信号２４０４を送信するが、信号２４０４は、図２３に示すように、無線通信システムＡに属する無線通信装置の中では無線基地局Ａ（１０５）のみが検出できる。無線基地局Ａ（１０５）は、スロット１（８０５）のキャリアセンス期間８０６において、無線通信装置Ｂ１（２３０１）が送信する信号２４０４を検出すると、このスロットの信号送受信期間８０７において送信予定の信号の送信を中止するとともに、例えば、スロット１（８０５）に続く次のスロットであるスロット２（８０８）において予め決められた周波数チャネルへチャネル切り替え２４０１を行う。スロット１（８０５）が受信スロットとして割当てられている無線端末局Ａ１（７０１）および無線端末局Ａ２（７０２）は、スロットの信号送受信期間８１３、８１８に信号を検出しないため、送信スロットが割当てられている無線基地局Ａ（１０５）が他の無線通信システムの信号を検出したために信号の送信を中止したことを認識し、例えば、スロット１（８０５）に続く次のスロットであるスロット２（８０８）において予め決められた周波数チャネルへチャネル切り替え２４０２、２４０３を行う。

以上に示した第４の実施形態によれば、あるスロットで送信予定の無線通信装置がこのスロットに含まれるキャリアセンス期間に他の無線通信システムからの信号を検出した場合に、送信予定の信号の送信を中止することによって、この無線通信装置と同一の無線通信システムに属している他の無線通信装置は、予定された送信による信号を検出できないことで送信中止した無線通信装置が他の無線通信システムからの信号を検出したことを検知することができる。
さらに、同一の無線通信システムに属する無線通信装置が他の無線通信システムからの信号を検出した場合に、チャネル切り替え先のチャネルを予め決めておくことにより、他の無線通信システムからの信号が検出された場合でも無線通信システム内の通信を継続することができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る無線通信装置の一例である無線端末局Ａについて図２５を参照して説明する。図２５は本発明の一実施形態である無線端末局Ａ（１０６）の概略構成の一例を示すブロック図である。

第５の実施形態の無線端末局Ａ（１０６）は、図１５に示した無線端末局Ａ（１０６）の制御部２５０１と、電力増幅器５２０とを制御線で接続した点が図１５の無線端末局Ａ（１０６）とは異なる。したがって、図１５と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

制御部２５０１は、電力増幅器５２０の電力増幅量を制御する。制御部２５０１は、電力増幅器５２０に制御信号を出力し、中継する信号の送信電力制御を行って、この信号の非再生中継を行うよう制御する。制御部２５０１は、伝搬ロスを考慮して送信電力制御を行う。制御部２５０１の詳細は後に図２７、図２８を参照して説明する。

次に、無線端末局Ａの１スロット内における処理について図２６を参照して説明する。図２６は、図２５に示す無線端末局Ａ（１０６）の、１スロット内における処理の一例を示すフローチャートである。
本実施形態のフローチャートは、図２２に示した無線端末局Ａ（１０６）の１スロット内における処理に対して、受信スロットのキャリアセンス期間（ステップＳ６０２）に信号を検出した（ステップＳ６０３）後に、送信電力の制御を行う処理（ステップＳ２６０１）を追加した点が図２２とは異なる。したがって、図２２と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

図２６のステップＳ６０１において受信スロットが割当てられており、このスロットのキャリアセンス（ステップＳ６０２）期間に信号を検出した（ステップＳ６０３）無線端末局Ａ（１０６）は、制御部２５０１が電力増幅器５２０に制御信号を出力し、中継する信号の送信電力制御を行って（ステップＳ２６０１）、この信号の非再生中継を行う。

次に、無線通信システムＡ（１０１）に属する無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）がデータスロットにおいて送信する信号のフォーマットについて図２７を参照して説明する。
無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）がデータスロットにおいて送信する信号のフォーマット２７００は、ヘッダー２７０１とデータ２７０２を含んでいる。ヘッダー２７０１にはこの信号を送信する際の送信電力を記載するフィールド２７０３が設けられている。フィールド２７０３は、このフォーマット２７００の信号を送信する送信側が送信する電力を書き込む。この送信電力のフィールド２７０３により、無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）は、通信相手との伝播ロスを計算することができる。無線端末局Ａ２が、無線基地局Ａ（１０５）からフォーマット２７００の受信した信号の送信電力のフィールドにＴ［ｄＢｍ］と記載されており、フォーマット２７００の信号２７００を受信した際の無線端末局Ａ２の受信電力がＲ［ｄＢｍ］であった場合、無線端末局Ａ２と無線基地局Ａ（１０５）の間の伝播ロスＬ（Ａ２−Ａ）は、
Ｌ（Ａ２−Ａ）＝Ｔ−Ｒ … 式（１）
と求めることができる。例えば、送信電力が１０［ｄＢｍ］であり、この信号の受信電力が−４０［ｄＢｍ］であった場合、伝播ロスＬ（Ａ２−Ａ）は、
Ｌ（Ａ２−Ａ）＝１０−（−４０）＝５０［ｄＢｍ］ … 式（２）
となる。同様に、無線端末局Ａ２が無線端末局Ａ１からフォーマット２７００の受信した信号の送信電力のフィールドに２０［ｄＢｍ］と記載されており、この信号を受信した際の受信電力が−６０［ｄＢｍ］であった場合、無線端末局Ａ２と無線端末局Ａ１の間の伝播ロスＬ（Ａ２−Ａ１）は、
Ｌ（Ａ２−Ａ１）＝２０−（−６０）＝８０［ｄＢｍ］ … 式（３）
となる。

図２８は、無線端末局Ａ１が上記のような方法により作成した無線基地局Ａ（１０５）と無線端末局Ａ２との伝播ロスのテーブルの一例を示している。このテーブルは、例えば、無線端末局Ａ１の制御部２５０１内のメモリに格納される。このテーブルは、例えば、通信開始時に作成し、定期的に作成し直す。

いま、無線通信システムＡ（１０１）のスロットにおけるキャリアセンス期間において、信号を検出したか否かの判定に用いる受信電力のしきい値をＴｈ［ｄＢｍ］とする。キャリアセンス期間において、図２５に示す信号検出部５０４は、入力する信号の受信電力を測定し、測定した受信電力がしきい値Ｔｈを超えた場合に信号検出と判断する。図２６のステップＳ６０１において受信スロットが割当てられており、このスロットのキャリアセンス（ステップＳ６０２）期間に信号を検出した（ステップＳ６０３）無線端末局Ａ２の制御部２５０１が、電力増幅器５２０に制御信号を出力して中継を行う信号の送信電力Ｔｒ［ｄＢｍ］は、図２８に示す伝播ロスの中で最も小さい伝播ロスＬｍｉｎを選択し、
Ｔｒ＝Ｔｈ＋Ｌｍｉｎ＋３［ｄＢｍ］ … 式（４）
のように求められる。ここで、＋３はマージンを示していて、他の値として、例えば、＋２、＋５もあり得る。上式（４）で、例えば、キャリアセンス期間において信号を検出したか否かの判定に用いる受信電力のしきい値を−８０［ｄＢｍ］とすると、無線端末局Ａ２が検出した信号の中継を行う送信電力Ｔｒ［ｄＢｍ］は、
Ｔｒ＝−８０＋５０＋３＝−２７［ｄＢｍ］ … 式（５）
と求められる。

以上に示した第５の実施形態によれば、スロットのキャリアセンス期間に信号を検出した場合に、この信号の中継を行う際の送信電力を必要最小限の送信電力に設定することにより、無駄な消費電力を抑えることができる。また、中継する信号の遅延が大きい場合に、他の無線通信システムの無線通信装置への干渉を低く抑えることができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態の無線端末局Ａ（１０６）の概略構成の一例を示すブロック図は、図２５に示すブロック図と同様である。

無線端末局Ａの１スロット内における処理について図２９を参照して説明する。図２９は、本実施形態の無線端末局Ａ（１０６）の、１スロット内における処理の一例を示すフローチャートである。
本実施形態のフローチャートは、図２５に示した無線端末局Ａ（１０６）の１スロット内における処理に対して、受信スロットのキャリアセンス期間（ステップＳ６０２）に信号を検出した（ステップＳ６０３）後に、送信電力の制御を行い（ステップＳ２６０１）、中継する信号の送信期間を期間Ｄに限定した処理（ステップＳ２９０１）に置き換えた点が図２６とは異なる。したがって、図２６と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。ここで、期間Ｄは、無線基地局Ａ（１０５）および無線端末局Ａ（１０６）がキャリアセンス期間において、入力する信号の受信電力を測定する際の信号平均化時間を表している。無線通信装置は、例えば、期間Ｄとして最も短い一例であると言える１０マイクロ秒を採用して信号を平均して受信電力を検出する。また、期間Ｄとして最も長い例であるキャリアセンス期間を採用してもよい。この期間Ｄは、図１８に示した報知情報に含めておいて、この情報に応じて変更してもよい。

図２９のステップＳ６０１において受信スロットが割当てられており、このスロットのキャリアセンス（ステップＳ６０２）期間に信号を検出した（ステップＳ６０３）無線端末局Ａ（１０６）は、制御部２５０１が電力増幅器５２０に制御信号を出力し、中継する信号の送信電力制御を行った後（ステップＳ２６０１）、この信号の非再生中継を期間Ｄだけ行う（ステップＳ２９０１）。

次に、スロットのキャリアセンス期間内の時刻から無線端末局Ａ（１０６）に入力される無線通信システムＢの信号と、無線端末局Ａ（１０６）が中継を行う信号の関係について図３０Ａおよび図３０Ｂを参照して説明する。
図３０Ａおよび図３０Ｂでは、スロットのキャリアセンス期間内の或る時刻から無線端末局Ａ（１０６）に入力される無線通信システムＢの信号３００１に対し、無線端末局Ａ（１０６）が中継を行う信号３００２が期間Ｄに限定されていることを示している。

また、無線通信システムＡに属する無線端末局が受信スロットのキャリアセンス期間に信号を検知した場合に中継する信号の送信時間は、無線通信システムＢの種類に応じて変化させてもよい。無線通信システムＢの信号フォーマットに合わせて無線通信システムＡに属する無線端末局が無線通信システムＢの信号を再送信することにより、無線通信システムＢに属する無線端末局の信号受信動作に影響を与えないようにすることができる。

以上に示した第６の実施形態によれば、スロットのキャリアセンス期間に信号を検出した場合に、この信号の中継を行う際の信号送信期間を必要最小限の時間に設定することにより、無駄な消費電力を抑えることができる。また、中継する信号の遅延が大きい場合に、他の無線通信システムの無線通信装置への干渉を低く抑えることができる。

以上の実施形態によれば、受信スロット状態にある無線通信装置のみがキャリアセンス期間において他の無線通信システムからの信号を検出し、送信スロット状態にある無線通信装置がキャリアセンス期間において他の無線通信システムからの信号を検出しない場合に、受信スロット状態にある無線通信装置が検知した他の無線通信システムからの信号を中継することにより、送信スロット状態にある無線通信装置に他の無線通信システムの存在を通知することができるため、送信スロット状態にある無線通信装置が信号の送信を中止することにより、他の無線通信システムの無線通信装置に干渉を与えないという効果が得られる。

また、受信スロット状態にある無線通信装置が検知した他の無線通信システムからの信号を中継するため、自己の無線通信システムを構成する全ての無線通信装置が他の無線通信システムの存在を認識することができ、無線通信システムが使用する周波数チャネルを別の周波数チャネルに早期に切り替えることができるので、途切れることなく通信を行うことができる。

さらに、受信スロット状態にある無線通信装置が検知して中継する信号は、他の無線通信システムの信号そのものであるため、他の無線通信システムの無線通信装置の受信特性が向上するという効果が得られる。

また、上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の無線通信装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述の実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータまたは組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の無線通信装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
さらに、本願発明における記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。

なお、本願発明におけるコンピュータまたは組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

なお、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に係る無線通信装置である、無線基地局と無線端末局が無線通信を行う無線通信システムと、他の無線通信システムを示す図。 図１の無線通信システムＢと無線通信システムＣのそれぞれに割り当てられた複数の周波数チャネルを示す図。 図１の無線通信システムＡのスロット構成を示す図。 図１の無線通信システムＡに含まれている基地局および端末局の各シーケンス、スロット構成を示す図。 第１の実施形態に係る無線通信装置のブロック図。 図５の無線通信装置の１スロット内での処理の一例を示すフローチャート。 第１の実施形態での、無線通信システムＡおよび無線通信システムＢでの基地局と端末局との配置を示す図。 図１の無線通信システムＡに含まれている基地局および端末局、無線通信システムＢに含まれる無線通信装置の各シーケンス、スロット構成を示す図。 第２の実施形態に係る無線通信装置のブロック図。 図９のメモリに記憶されている内容を示す図。 図１の無線基地局Ａが１スロット長を決定するための処理の一例を示すフローチャート。 図９の無線通信装置の１スロット内での処理の一例を示すフローチャート。 第２の実施形態での、無線通信システムＡおよび無線通信システムＢでの基地局と端末局との配置を示す図。 図１４Ｂと比較してスロット長が長い場合での図１の無線通信システムＡに含まれている基地局および端末局、無線通信システムＢに含まれる無線通信装置の各シーケンス、スロット構成を示す図。 図１４Ａと比較してスロット長が短い場合での図１の無線通信システムＡに含まれている基地局および端末局、無線通信システムＢに含まれる無線通信装置の各シーケンス、スロット構成を示す図。 第３の実施形態に係る無線通信装置のブロック図。 図１５の無線通信装置の１スロット内での処理の一例を示すフローチャート。 第３の実施形態での無線通信システムＡにおけるフレームフォーマットを示す図。 第３の実施形態の無線基地局Ａが送信する報知情報の内容を示す図。 図１８の報知情報の一例を示す図。 第３の実施形態の無線基地局Ａが優先順位テーブルを作成するための処理の一例を示すフローチャート。 図２０で作成された優先順位テーブルの一例を示す図。 第４の実施形態の無線通信装置の１スロット内での処理の一例を示すフローチャート。 第４の実施形態での、無線通信システムＡおよび無線通信システムＢでの基地局と端末局との配置を示す図。 図２３の無線通信システムＡに含まれている基地局および端末局、図２３の無線通信システムＢに含まれる無線通信装置の各シーケンス、スロット構成を示す図。 第５の実施形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図。 図２５の無線通信装置の１スロット内での処理の一例を示すフローチャート。 第５の実施形態の無線基地局Ａおよび無線端末局Ａがデータスロットで送信する信号のフォーマットを示す図。 無線端末局Ａ１が作成した伝搬ロスのテーブルの一例を示す図。 第６の実施形態での無線通信装置の１スロット内での処理の一例を示すフローチャート。 スロットのキャリアセンス期間内の或る時刻から無線端末局Ａに入力される無線通信システムＢの信号の、時間に対する信号強度を示す図。 無線端末局Ａ（１０６）が中継を行う信号が期間Ｄに限定されていることを示す図。

符号の説明

２５０…周波数帯域、３００…スロット、３０１、４０４、４０６、８０６、８０９、８１２、８１４、８１７、８１９、１４０３、１４０５、１４０７、１７０１…キャリアセンス期間、３０２、４０５、４０７、８０７、８１０、８１３、８１５、８１８、８２０、１４０４、１４０６、１４０８、１７０２…信号送受信期間、４００、４０１、４０２、８０１、８０２、８０３、８０４…シーケンス、５０１…受信用アンテナ、５０２…低雑音増幅器、５０３、５０７、５１９…フィルタ、５０４…信号検出部、５０５…スイッチ、５０６…直交復調器、５０９、５１０…可変利得アンプ、５１１、５１２…Ａ／Ｄ変換器、５１３…信号処理部、５１４、９０２、１５０１、２５０１…制御部、５１５…局部発信器、５１６、５１７…Ｄ／Ａ変換器、５１８…直交変調器、５２０…電力増幅器、５２１…送信用アンテナ、７０３、７０４、７０５、７０８、１３０１、２３０２…信号到達範囲、８２２、１４０１、３００１、３００２…信号、９０１…メモリ、１７００…フレーム、１７０３…報知情報スロット、１７０４、１７０５…制御情報スロット、１７０６、１７０７、１７０８…データスロット、１８００、１９００…報知情報、１８０１…システム識別子、１８０２…選択周波数チャネル、１８０３…切替先周波数チャネル、１８０４…周波数切替タイミング、１８０５…スロット時間長、１８０６…キャリアセンス期間長、１８０７…信号送受信期間長、１８０８…報知情報送信周期、１８０９…制御情報スロット数、１８１０…データスロット１送信権割当て情報、１８１１…データスロット２送信権割当て情報、１８１２…データスロット３送信権割当て情報、２７００…フォーマット、２７０１…ヘッダー、２７０２…データ、２７０３…フィールド。

Claims (13)

1. 予め割り当てられた受信スロットに含まれるキャリアセンス期間で信号を検出する第１の検出手段と、
   前記検出された信号を中継する中継手段と、
   予め割り当てられた送信スロットに含まれるキャリアセンス期間で信号を検出する第２の検出手段と、
   前記第２の検出手段が信号を検出した場合に、前記送信スロットでの送信を中止する中止手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 予め割り当てられた受信スロットに含まれる信号送受信期間で信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段が信号を受信しなかった場合、前記第１の検出手段が信号を検出した場合、または、前記第２の検出手段が信号を検出した場合に、信号の送信を中止する第２の中止手段と、
   前記送信を中止した周波数チャネルから、予め定められた周波数チャネルへ、予め定められたタイミングで周波数を切り替える切替手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記キャリアセンス期間、前記信号送受信期間、前記スロットの時間長、および、前記予め定められた周波数チャネルは、他の無線通信装置が送信する報知情報に記述されていることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記中継手段は、前記検出された信号を復調処理および変調処理を行わない非再生により送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記受信スロットおよび前記送信スロットに含まれている信号送受信期間を、他の無線通信システムにおいて１度に連続して信号の送信を行うと定められている継続期間よりも短く設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
6. スロットにおいて送信権を割当てる無線通信装置の情報であるスケジュール情報は、他の無線通信装置が送信する報知情報に記述されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
7. 自装置が属する無線通信システムのネットワークを識別するネットワーク識別子、無線通信を行う周波数チャネル、周波数切替を行う場合の切替先の周波数チャネル、１フレームに含まれるスロット数は、他の無線通信装置が送信する報知情報に記述されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
8. 他の無線通信装置が報知情報を送信するスロットと、
   制御情報を送信するスロットと、
   データを送信するスロットと、を含むフレームフォーマットで送受信を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
9. 前記中継手段が中継する信号の送信電力は、他の無線通信装置がデータを送信する際の送信電力と同一であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
10. 前記中継手段が中継する信号の送信電力は、他の無線通信装置におけるキャリアセンス期間での信号検出レベルを上回ることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
11. 前記中継手段が中継する信号の送信時間は、他の無線通信装置におけるキャリアセンス期間で入力する信号の受信電力を測定する際の信号平均化時間であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
12. 前記中継手段が中継する信号の送信時間は、他の無線通信システムの種類に応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
13. コンピュータを、
    予め割り当てられた受信スロットに含まれるキャリアセンス期間で信号を検出する第１の検出手段と、
    前記検出された信号を中継する中継手段と、
    予め割り当てられた送信スロットに含まれるキャリアセンス期間で信号を検出する第２の検出手段と、
    前記第２の検出手段が信号を検出した場合に、前記送信スロットでの送信を中止する中止手段として機能させるための無線通信プログラム。

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