JP2009005203A - 通信方法及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４０ＭＨｚ帯域の通信期間中において、２０ＭＨｚ帯域を用いて送信する遅延許容時間を有するデータパケットの送信が出来ない。
【解決手段】４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う遅延許容時間を有するデータパケットが発生した場合、遅延許容時間と送信遅延時間を比較し送信遅延時間が遅延許容時間を上回る場合、ポーリングを行い送信する機会を取得し４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ帯域を用いてデータパケットを送信する。
【選択図】図８

Description

第１の周波数帯域を使用する端末と第１の周波数帯域を含む第２の周波数帯域を使用する端末が混在する通信環境において遅延許容時間に基づいて周波数帯域を割り当てる通信方法及び通信装置に関する。

従来、無線通信システムの通信速度の高速化方法として、使用する無線周波数チャネルの周波数帯域を増やす方法がある。例えば、高速無線ＬＡＮ規格として標準化が進められているＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、従来の２０ＭＨｚ帯域に加えて、隣接する２つの２０ＭＨｚ帯域の周波数帯域を同時に利用して４０ＭＨｚ帯域の周波数チャネルを設けることで通信速度を高速化している。

しかしながら、２０ＭＨｚ帯域を使用する端末と４０ＭＨｚ帯域を使用する端末が混在無線通信システムにおいて、４０ＭＨｚ帯域を使用する端末がキャリアセンスにより送信機会を得るには、各々の２０ＭＨｚ帯域をキャリアセンスしてアイドル状態であることを確認しなければならないため、４０ＭＨｚ帯域を確実に確保することが困難であった。

そこで、２０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う端末と４０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う端末とが混在するシステムにおいて、４０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行うための帯域を確保する方法として、下記のような方法がある。

図１０は、特許文献１に記載された２０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う端末と４０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う端末とが混在するシステムにおいて、４０ＭＨｚ帯域を確保する方法を示したフローチャートである。

図１を用いて説明する。図１において、４０ＭＨｚ帯域を確保する制御局１０１と、４０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う４０ＭＨｚ端末１０２と、２０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う２０ＭＨｚ端末１０３、１０４、１０５から構成される無線通信システムである。

制御局１０１、４０ＭＨｚ端末１０２、２０ＭＨｚ端末１０３は同一の無線通信システムで、２０ＭＨｚ端末１０４、１０５は他の無線通信システムである。

図２を用いて図１の無線通信システムで使用される周波数帯域を示す。制御局１０１と２０ＭＨｚ端末１０３は第１の２０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行い、２０ＭＨｚ端末１０４と１０５は第１の２０ＭＨｚ帯域に隣接する第２の２０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う。制御局１０１と４０ＭＨｚ端末１０２は第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域を同時に使用して４０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う。

図１の無線通信システムにおいて制御局１０１が４０ＭＨｚ帯域を確保する方法を図１０のフローチャートを用いて説明する。

制御局１０１はステップ１００１において、第１の２０ＭＨｚ帯域及び第２の２０ＭＨｚ帯域をキャリアセンスする。ステップ１００２では、ステップ１００１のキャリアセンスの結果に基づき第１の２０ＭＨｚ帯域及び第２の２０ＭＨｚ帯域がアイドルか判定する。第１の２０ＭＨｚ帯域及び第２の２０ＭＨｚ帯域が共にアイドルの場合（ステップ１００２のＹＥＳ）、ステップ１００３に移る。第１の２０ＭＨｚ帯域または第２の２０ＭＨｚ帯域の少なくともどちらか１つのチャネルがビジーである場合（ステップ１００２のＮＯ）、ステップ１００９に移る。ステップ１００３では、第１の２０ＭＨｚ帯域及び第２の２０ＭＨｚ帯域に対してＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）を設定する。ステップ１００９では、第１の２０ＭＨｚ帯域または第２の２０ＭＨｚ帯域のどちらか一方の２０ＭＨｚ帯域がアイドルの場合（ステップ１００９のＹＥＳ）、ステップ１０１０に移る。第１の２０ＭＨｚ帯域及び第２の２０ＭＨｚ帯域が共にビジーの場合（ステップ１００９のＮＯ）、ステップ１００１に移り、再び第１の２０ＭＨｚ帯域及び第２の２０ＭＨｚ帯域のキャリアセンスを行う。ステップ１０１０では、アイドルと判断された第１または第２の２０ＭＨｚ帯域に対してＮＡＶを設定する。ステップ１０１１では、ステップ１００２でビジーと判断された残りの２０ＭＨｚ帯域に対して再度キャリアセンスを行う。ステップ１０１２では、ステップ１０１１のキャリアセンスの結果、残りの２０ＭＨｚ帯域がアイドルと判断されれば（ステップ１０１２のＹＥＳ）、ステップ１０１３に移る。ステップ１０１１においてキャリアセンスの結果、再度ビジーと判断されれば（ステップ１０１２のＮＯ）、ステップ１０１１に移る。ステップ１０１３では、アイドルと判断された残りの２０ＭＨｚ帯域に対してＮＡＶを設定し、ステップ１００４に移る。

ステップ１００４では、４０ＭＨｚ端末１０２に対してステップ１００３で設定したＮＡＶ解除し、４０ＭＨｚ端末１０２は設定されたＮＡＶが解除され、４０ＭＨｚ帯域を用いて通信が行えるようになる。ステップ１００５では、確保した４０ＭＨｚ帯域を用いて４０ＭＨｚ端末１０２と通信を開始する。ステップ１００６では、４０ＭＨｚ帯域の通信が終了したか判断し、４０ＭＨｚ端末１０２との通信が終了した場合（ステップ１００６のＹＥＳ）、ステップ１００７に移る。４０ＭＨｚ端末１０２との通信が終了していない場合（ステップ１００６のＮＯ）、ステップ１００５に移り、４０ＭＨｚ端末１０２との通信を継続する。ステップ１００７では、４０ＭＨｚ端末１０２に対して４０ＭＨｚ帯域による通信期間の終了するため、４０ＭＨｚ端末１０２に対してＮＡＶを設定する。ステップ１００８では、第１の２０ＭＨｚ帯域及び第２の２０ＭＨｚ帯域を使用する端末に対してステップ１００３または、ステップ１０１０及び１０１３で設定したＮＡＶを解除し、４０ＭＨｚ帯域を解放する。

上記の方法を用いて特許文献１では４０ＭＨｚ帯域を確保している。
特開２００６−１４２５８号公報

しかし、上述の方法により４０ＭＨｚ帯域を確保した場合、第１の２０ＭＨｚ帯域で通信を行う２０ＭＨｚ端末１０３は、４０ＭＨｚ帯域の通信期間の間に通信を行うことができずパケットの遅延が発生する。４０ＭＨｚ帯域で通信を行う端末が多い場合や４０ＭＨｚ帯域の通信期間が長い場合、この遅延時間が長くなり通信品質が低下する。特に２０ＭＨｚ端末がＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による音声通信を行う場合、音声の途切れ等が発生する。

本願は、上記課題を解決する方法及び装置を提供することを目的とする。

第１の周波数帯域を用いて、遅延許容時間の制限があるデータパケットの通信を行う第１の端末と、前記第１の周波数帯域の全部あるいは一部の帯域を含む第２の周波数帯域を用いて通信を行う第２の端末とを少なくとも含む通信システムにおいて、前記通信システムの制御局が通信の制御を行う通信方法であって、前記制御局が前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間を設定する通信期間設定ステップと、前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間の残存期間が前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの遅延許容時間を越える場合は、前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの通信可能となるよう制御を行う通信制御ステップとを含む通信方法である。

上記の方法によと、２０ＭＨｚ帯域で通信を行う端末が通信するデータパケットが遅延許容時間を超えてしまう可能性を低減させることができ、映像や音声の途切れを防ぐことができる。

（実施の形態１）
本願の実施の形態１は、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間が２０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う端末が送信するデータパケットが有する遅延許容時間を超える場合は、一時的に４０ＭＨｚ帯域を解放し、２０ＭＨｚ帯域を用いた端末がパケットの送信を終了後に再度４０ＭＨｚ帯域を確保する構成である。

本願の実施の形態１に係る通信装置を用いた無線通信システムについて説明する。図１は、実施の形態１に係る通信装置（制御局１０１）を用いた無線通信システムである。図１に示されるように、無線通信システムは、４０ＭＨｚ帯域を確保する制御局１０１と、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う４０ＭＨｚ端末１０２と、２０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う２０ＭＨｚ端末１０３，１０４、１０５で構成されている。本願の実施の形態１に係る通信装置は、制御局１０１に相当する。

本願の実施の形態１では、遅延許容時間を有するデータパケットを送信する２０ＭＨｚ端末１０３として、ＶｏＩＰを用いた音声通信を行うＶｏＩＰ端末、そしてＶｏＩＰを用いて音声通信を行う２０ＭＨｚ端末１０３と送受信されるデータパケットがＶｏＩＰパケットの場合を例に説明する。

図２を用いて、図１に示す無線通信システムで用いられる周波数帯域を説明する。図１の無線通信システムでは、ｆＭＨｚから（ｆ＋２０）ＭＨｚの周波数帯域を用いる第１の２０ＭＨｚ帯域と、ｆＭＨｚから（ｆ＋４０）ＭＨｚの周波数帯域を用いる４０ＭＨｚ帯域を用いる。従って、ｆＭＨｚから（ｆ＋２０）ＭＨｚの周波数帯域は、第１の２０ＭＨｚ帯域と４０ＭＨｚ帯域で重複して用いられる。制御局１０１が４０ＭＨｚ端末１０２との通信には４０ＭＨｚ帯域を用い、２０ＭＨｚ端末１０３との通信には第１の２０ＭＨｚ帯域を用いる。（ｆ＋２０）ＭＨｚから（ｆ＋４０）ＭＨｚの周波数帯域を用いる第２の２０ＭＨｚ帯域は、２０ＭＨｚ端末１０４、１０５との通信で用いられる。

図３は、本願の実施の形態１における通信装置を含む制御局１０１の構成を示すブロック図である。図３において３０１は無線送信部、３０２はチャネル制御部、３０３はアンテナ、３０４は無線受信部である。図３を用いて本願の実施の形態１に係る制御局１０１を構成する各ブロックの動作の概要を説明する。無線送信部３０１は送信信号を変調し、高周波信号に変換し、アンテナ３０３から送信する。チャネル制御部３０２は２０ＭＨｚ帯域と４０ＭＨｚ帯域を切り替える制御を行う。無線受信部３０４はアンテナ３０３で受信した高周波信号をベースバンド信号に変換し復調を行い、受信信号を取得する。

図４は制御局１０１の通信方法の一例を示すフローチャートである。図１、２、４を用いて本願の実施の形態１に係る制御局１０１の通信方法を説明する。

ステップ４０１では、４０ＭＨｚ帯域を確保する。制御局１０１が４０ＭＨｚ帯域を確保する方法について以下に簡単に説明する。４０ＭＨｚ帯域を確保する詳細な方法については特許文献１を参照されたい。

制御局１０１は４０ＭＨｚ帯域を確保するため、図２に示すように隣接する２つの２０ＭＨｚ帯域である第１の２０ＭＨｚ帯域及び第２の２０ＭＨｚ帯域の両方の周波数帯域を確保するため、第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域を確保する。第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域を確保する方法として、例えば第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域に対してＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）を設定する。これにより制御局１０１は第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う４０ＭＨｚ端末１０２、２０ＭＨｚ端末１０３、２０ＭＨｚ端末全てにＮＡＶが設定される。その後、制御局１０１は４０ＭＨｚ端末１０２に対して、先に設定したＮＡＶを解除する。４０ＭＨｚ端末１０２に設定したＮＡＶを解除することで４０ＭＨｚ帯域を確保する。

ステップ４０２では、制御局１０１はステップ４０１で確保した４０ＭＨｚ帯域を用いて４０ＭＨｚ端末１０２と通信を行う。

ステップ４０３では４０ＭＨｚ帯域の通信期間中２０ＭＨｚ端末１０３宛に送信するデータパケットが発生したか判断する。ＭＡＣ層で発生したデータパケットを判別する方法として、データパケットのアドレス情報（送信元アドレス、宛先アドレス）やＴＩＤ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を解釈することで判別出来る。２０ＭＨｚ端末１０３宛に送信するデータパケットが発生した場合（ステップ４０３のＹＥＳ）、ステップ４０４に移る。送信するデータパケットが入力されなければ（ステップ４０３のＮＯ）、ステップ４０８に移る。

ステップ４０４では、ステップ４０３で発生した２０ＭＨｚ端末１０３宛のデータパケットがＶｏＩＰパケットであるか判断する。入力されたデータパケットがＶｏＩＰパケットかどうか判別する方法として、発生したデータパケットの発生間隔を測定し、データパケットの発生間隔が２０ｍｓｅｃであればＶｏＩＰパケットと判定出来る。なお、ＶｏＩＰパケットの発生間隔はＶｏＩＰシステムや音声符号化方式等によって異なるため必ずしも２０ｍｓｅｃではないが、本願の実施の形態１ではＶｏＩＰパケットの発生間隔を２０ｍｓｅｃとして説明する。またＶｏＩＰパケットかどうか判別する他の方法としてＲＴＣＰ（ＲＴＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを解析することで判別しても良い。

ステップ４０５では、ステップ４０４で判断した結果に基づき、送信するデータパケットがＶｏＩＰパケットの場合（ステップ４０５のＹＥＳ）、ステップ４０６に移る。送信するデータパケットがＶｏＩＰパケットでない場合（ステップ４０５のＮＯ）、ステップ４０８に移る。

ステップ４０６では、図５に示すように、データパケットが発生してから４０ＭＨｚ帯域の通信期間終了後にデータパケットを送信する場合の送信遅延時間Ｔａを計算する。

ステップ４０７では、ＶｏＩＰの品質を許容出来る伝送路上における遅延許容時間Ｔｂと、ステップ４０６で計算した送信遅延時間Ｔａを比較する。図５の（ａ）の場合、遅延許容時間Ｔｂが５０ｍｓｅｃとすると、送信遅延時間Ｔａが７０ｍｓｅｃであれば、送信遅延時間Ｔａが遅延許容時間Ｔｂを上回り、送信遅延が発生する。この場合通信品質を満足出来ないとして、ステップ４１０に移る（ステップ４０７のＮＯ）。図５の（ｂ）の場合、遅延許容時間Ｔｂが５０ｍｓｅｃとすると、送信遅延時間Ｔａが３０ｍｓｅｃであれば、４０ＭＨｚ帯域の通信期間終了後にデータパケットを送信しても通信品質を満足出来るので（ステップ４０７のＹＥＳ）、ステップ４０８に移る。

ステップ４０８では、４０ＭＨｚ帯域の通信期間が終了したか否かを判定する。４０ＭＨｚ帯域の通信期間が終了した場合（ステップ４０８のＹＥＳ）は、ステップ４０９に移る。４０ＭＨｚ帯域の通信期間が終了していない場合（ステップ４０８のＮＯ）、ステップ４０２に移る。

ステップ４０９では、ステップ４０８において４０ＭＨｚ帯域の通信期間が終了したので、４０ＭＨｚ帯域を解放して、２０ＭＨｚ端末１０３へデータパケットの送信を行い、処理を終了する。

ステップ４１０では、遅延許容時間を満足出来ないデータパケットを送信するために４０ＭＨｚ帯域の通信期間を終了させる。４０ＭＨｚ帯域の通信期間を終了させる方法として、４０ＭＨｚ端末１０２に対してＮＡＶを設定し、４０ＭＨｚ端末１０２、２０ＭＨｚ端末１０３、１０４に対して設定したＮＡＶを解除する。これによって、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間中に制御局１０１は４０ＭＨｚ帯域の通信期間を終了することが出来る。

ステップ４１１では、２０ＭＨｚ端末１０３に対してデータパケットの送信を行う。これによって４０ＭＨｚ帯域の通信期間が終了するまで送信することが出来なかったデータパケットを送信することが出来るようになり、音声通信の途切れを低減させることが出来る。

ステップ４１２では、２０ＭＨｚ端末１０３との通信が終了したか判定し、通信が終了した場合（ステップ４１２のＹＥＳ）ステップ４０１に移る。２０ＭＨｚ端末１０３との通信が終了していない場合（ステップ４１２のＮＯ）、ステップ４１１に移り、再度４０ＭＨｚ帯域の帯域を確保する。再度４０ＭＨｚ帯域を確保する方法としてステップ４０１を用いることで一時解放した４０ＭＨｚ帯域を確保することが出来る。制御局１０１は第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域に対してキャリアセンスを行い、第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域がアイドルであれば、第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域にＮＡＶを設定し４０ＭＨｚ帯域を確保する。また第１又は第２の２０ＭＨｚ帯域が使用されている場合は、まず使用されていない２０ＭＨｚ帯域に対してＮＡＶを設定し、再度ビジーと判断された２０ＭＨｚ帯域に対してキャリアセンスを行い、アイドルと判断されればＮＡＶを設定し、第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域に対してＮＡＶが設定されたことを受けて４０ＭＨｚ帯域を確保することが出来る。４０ＭＨｚ帯域を再度確保した後、制御局１０１は４０ＭＨｚ端末１０２との通信を再開する。

なお、ステップ４１１において、データパケットを送信する際に、予め定めた最短送信ギャップ時間をおいて、データパケットを送信しても良い。これによりデータパケットの送信遅延時間をさらに短くすることが出来る。

なお、上記の通信方法によれば、４０ＭＨｚ帯域の通信期間を終了後に制御局１０１はパケットの送信を行うが、４０ＭＨｚ帯域の通信期間を終了させているため、２０ＭＨｚ端末１０３もデータパケットの送信が可能となる。特に２０ＭＨｚ端末１０３がＶｏＩＰによる音声通信を行うＶｏＩＰ端末である場合、音声通信の特性上、制御局１０１から２０ＭＨｚ端末１０３への単方向通信ではなく、２０ＭＨｚ端末１０３から制御局１０１への送信も行う双方向通信であることが考えられるため、本願を用いることで、２０ＭＨｚ端末１０３が送信するデータパケットの送信遅延時間を短くすることも出来る。

上記の方法によれば、２０ＭＨｚ帯域で通信を行う端末に対して送信するデータパケットが遅延許容時間を超えてしまう可能性を低減させることができ、映像や音声の途切れを防ぐことができる。

（実施の形態２）
本願の実施の形態２は、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間が２０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うパケットが有する遅延許容時間を超える場合は、第１又は第２の２０ＭＨｚ帯域に設定されたＮＡＶを解除し、２０ＭＨｚ帯域を用いた端末がパケットの送信を終了後に再度２０ＭＨｚ帯域にＮＡＶを設定する構成である。

図６は本願の実施の形態２に係る制御局１０１の通信方法の一例を示すフローチャートである。図７において、本願の実施の形態１に係る制御局１０１の通信方法を示すフローチャートと同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。図７に示すように実施の形態２に係る制御局１０１の制御方法を示すフローチャートでは、ステップ６０１からステップ６０４が新たに追加されている点が第１の実施の形態と異なる。

本願の実施の形態１では、データパケットが有する遅延許容時間Ｔｂと送信遅延時間Ｔａを比較し、送信遅延時間Ｔａが遅延許容時間Ｔｂを上回る場合（ステップ４０８のＮＯ）、４０ＭＨｚ帯域の通信期間を終了させ（ステップ４１１）、２０ＭＨｚ端末１０３との通信を行い（ステップ４１２）、再度４０ＭＨｚ帯域を確保する（ステップ４０１）通信方法を開示した。

本願の実施の形態１に対し、本願の実施の形態２では、送信遅延時間Ｔａが遅延許容時間Ｔｂを上回る場合（ステップ４０９のＮＯ）、４０ＭＨｚ端末１０２に対して、既に確保している４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を終了させ４０ＭＨｚ帯域を解放せずに、４０ＭＨｚ帯域を確保するときに２０ＭＨｚ端末１０３に設定したＮＡＶを解除することで、４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ端末１０３との通信を行う通信方法である。

図６を用いて本願の実施の形態２に係る通信方法を説明する。

制御局１０１は、送信遅延時間Ｔａが遅延許容時間Ｔｂを上回る場合（ステップ４０９のＮＯ）、ステップ６０１に移り、４０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行っている４０ＭＨｚ端末１０２に対して、４０ＭＨｚ端末１０２に対してデータパケットの送信を中止させるためにＮＡＶを設定しステップ６０２に移る。これにより制御局１０１は４０ＭＨｚ帯域を解放することなく、４０ＭＨｚ端末との通信を一時的に中止させることが出来る。

ステップ６０２では、４０ＭＨｚ帯域の通信期間を確保するために２０ＭＨｚ端末１０３に設定したＮＡＶを解除しステップ４１１に移る。ステップ６０２で２０ＭＨｚ端末に設定したＮＡＶを解除することで、２０ＭＨｚ端末１０３は４０ＭＨｚ帯域を確保するときに設定されたＮＡＶが解除されるので、制御局１０１との通信が可能となる。

ステップ４１１では、ステップ６０２によって２０ＭＨｚ端末１０３に設定されたＮＡＶが解除されたので、制御局１０１は２０ＭＨｚ端末１０３に対して遅延許容時間の有するデータパケットの送信を行いステップ４１２に移る。なお、２０ＭＨｚ端末１０３に設定されたＮＡＶが解除されているので、２０ＭＨｚ端末１０３がＶｏＩＰによる音声通信を行うＶｏＩＰ端末である場合、音声通信の特性上、制御局１０１から２０ＭＨｚ端末１０３への単方向通信ではなく、２０ＭＨｚ端末１０３から制御局１０１への送信も行う双方向通信であることが考えられるため、本願を用いることで、２０ＭＨｚ端末１０３が送信するデータパケットの送信遅延時間を短くすることも出来る。

ステップ４１２では、制御局１０１と２０ＭＨｚ端末１０３との通信が終了したか判断し、２０ＭＨｚ端末１０３との通信が終了した場合（ステップ４１２のＹＥＳ）、ステップ６０３に移る。２０ＭＨｚ端末１０３との通信が終了していない場合（ステップ４１２のＮＯ）、ステップ４１１に移り、２０ＭＨｚ端末１０３との通信を継続する。

ステップ６０３では、制御局１０１が４０ＭＨｚ端末１０２との通信を再開するために、ステップ６０２でＮＡＶを解除した２０ＭＨｚ端末１０３に対して再びＮＡＶを設定し、ステップ６０４に移る。ステップ６０３により、４０ＭＨｚ帯域を再度確保出来るので４０ＭＨｚ端末１０２との通信が可能となる。

ステップ６０４ではステップ６０１で４０ＭＨｚ端末１０２に対して設定したＮＡＶを解除しステップ４０２に移り、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を再開する。

上記の方法によれば、ＮＡＶの設定を解除した第１又は第２の２０ＭＨｚ帯域において遅延許容量を有するデータパケットの通信を行う端末との通信完了を確認した時点で再度ＮＡＶの設定を行い、４０ＭＨｚ帯域を確保することができる。そのため、第１及び第２の２０ＭＨｚ帯域に対してＮＡＶの設定を行う場合に比べて、４０ＭＨｚ帯域の確保に要する時間を短縮することができる。

なお、実施の形態２に係る制御局１０１の通信方法を図７に示すようにしても良い。図７を用いて説明する。図７において、図６に示す本願の実施の形態２に係る制御局１０１の通信方法を示すフローチャートと同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。図７に示すようにステップ７０１及び７０２が新たに追加されている点が図６と異なる。

ステップ４１２において２０ＭＨｚ端末１０３との通信が終了後（ステップ４１２のＹＥＳ）、ステップ７０１に移る。

ステップ７０１では、２０ＭＨｚ端末１０３との通信に要した期間だけ、ステップ４０１で確保した４０ＭＨｚ帯域の通信期間を延長してステップ７０２に移る。例えば、制御局１０１は、ステップ６０１で４０ＭＨｚ端末１０２に対してＮＡＶを設定した時点からステップ４１２で２０ＭＨｚ端末１０３との通信が終了した時点までの期間を測定しておく。この測定した期間だけ４０ＭＨｚ帯域の通信期間が減少したので、測定した２０ＭＨｚ帯域との通信に要した期間だけ４０ＭＨｚ帯域を延長することで、４０ＭＨｚ端末１０２が４０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行う通信期間を確保することが出来る。

ステップ７０２では、ステップ７０１で延長した４０ＭＨｚ帯域の通信期間分だけ、２０ＭＨｚ端末１０３及び１０４に対して設定しているＮＡＶの延長を行う。ステップ７０２において２０ＭＨｚ端末１０３及び１０４に対してＮＡＶの延長を行った後、ステップ６０４に移り、４０ＭＨｚ端末に対してステップ６０１で設定したＮＡＶを解除し、ステップ４０２に移り４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を再開する。

上記の方法によれば、制御局は４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ帯域を用いて遅延許容時間を有するデータパケットを送信する場合、４０ＭＨｚ帯域の通信期間を確保したまま２０ＭＨｚ帯域を割り当てることが出来る。

なお、ステップ６０２において４０ＭＨｚ端末１０２に設定したＮＡＶ解除後、予め定めた最短送信ギャップ時間をおいて、遅延許容時間を有するデータパケットを送信しても良い。

（実施の形態３）
本願の実施の形態３は、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間が２０ＭＨｚ帯域を用いて通信を行うデータパケットの遅延許容時間を超える場合は、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間中に２０ＭＨｚ帯域を用いて遅延許容時間を有するデータパケットの送信を行う構成である。

図８は本願の第３の実施の形態に係る制御局１０１の通信方法の一例を示すフローチャートである。図８を用いて本願の第３の実施の形態に係る制御局１０１の通信方法を説明する。図８において、本願の実施の形態１に係る制御局１０１の通信方法を示すフローチャートと同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。図８に示すように第３の実施の形態に係る制御局１０１の通信方法を示すフローチャートでは、ステップ８０１が新たに追加されている点が実施の形態１と異なる。

ステップ４０７において送信遅延時間Ｔａが遅延許容時間Ｔｂを上回る場合（ステップ４０７のＮＯ）、ステップ８０１に移る。

本願の実施の形態１では、送信遅延時間Ｔａが遅延許容時間Ｔｂを上回る場合（ステップ４０７のＮＯ）制御局１０１は４０ＭＨｚ帯域の通信期間を終了させる通信方法を開示し、本願の実施の形態２では、２０ＭＨｚ端末１０３に設定したＮＡＶを解除させる通信方法を開示した。本願の第３の実施の形態では、ポーリングを用いる通信方法を開示する。

ステップ８０１では、４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ端末１０３宛に遅延許容時間を有するデータパケットを送信するため、ポーリングを行いステップ４１１に移る。ポーリングを行うことで制御局１０１は４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ端末１０３に遅延許容時間を有するデータパケットを送信する機会を取得することが出来る。ポーリングを行うことで４０ＭＨｚ端末１０２、２０ＭＨｚ端末１０３、１０４に対して制御局１０１がパケットの送信を通知出来るので、データパケットを送信する際に、データパケットの衝突を防ぐことが出来る。

なお、制御局１０１はポーリングの他にも、２０ＭＨｚ端末１０３宛に遅延許容時間を有するデータパケットが発生してから、最短送信ギャップ時間後にデータパケットを送信しても良い。これによりデータパケットの遅延を抑えることが出来る。

ステップ４１１では、ステップ８０１で４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ端末１０３へ遅延許容時間を有するデータパケットを送信する。

ステップ４１２では、２０ＭＨｚ端末１０３との通信が終了した場合（ステップ４１２のＹＥＳ）、ステップ４０２に移り、４０ＭＨｚ端末１０２との通信を再開する。

なお遅延許容時間を有するデータパケットとしてＶｏＩＰパケットを例に説明しているが、ＶｏＩＰパケットは一定間隔で発生するので、ステップ４０３で発生するデータパケットの発生間隔で４０ＭＨｚ帯域の通信期間中にポーリングを行い送信する機会を取得しても良い。例えば、データパケットの送信間隔が２０ｍｓｅｃ間隔である場合、４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ｍｓｅｃ間隔でポーリングを行う。これによって４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に確実にデータパケットを送信することが出来る。

なお上記の方法では、ポーリングを行って制御局１０１は４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に送信する機会を取得し、２０ＭＨｚ端末１０３にパケットの送信を行う構成であるが、制御局１０１がパケットを送信後、再度ポーリングを行い２０ＭＨｚ端末１０３に送信する機会を与えても良い。これによって２０ＭＨｚ端末１０３に送信する機会が与えられ、２０ＭＨｚ端末１０３が送信するデータパケットの遅延を低減させることが出来、４０ＭＨｚ帯域の開放と確保を行う必要がなく、４０ＭＨｚ帯域の開放や確保に要する時間を省略することができる。

なお、制御局１０１が２０ＭＨｚ端末１０３に対して送信する機会を付与する方法を、図９を用いて説明する。図９は、制御局１０１が４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ端末１０３に対して送信する機会を付与する通信方法の一例を示したフローチャートである。

ステップ９０１において、制御局１０１は２０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ端末１０３が送信するデータパケットを受信する。この２０ＭＨｚ帯域の通信期間とは、４０ＭＨｚ帯域の通信期間ではない期間を指し、この２０ＭＨｚ帯域の通信期間は本願の第１、第２及び第３の実施の形態で開示した通信方法により４０ＭＨｚ帯域の通信期間中に２０ＭＨｚ端末１０３に対して送信する機会を与えた期間も含まれる。

ステップ９０２では、受信したパケットの受信間隔を測定し。この受信間隔を制御局１０１は保持しておく。２０ＭＨｚ端末１０３が２０ｍｓｅｃ間隔でデータパケットを送信した場合、制御局１０１が受信するデータパケットの受信間隔は２０ｍｓｅｃとなる。ステップ９０３では、２０ＭＨｚ帯域の通信期間が終了したか判断し、２０ＭＨｚ帯域の通信期間が終了後（ステップ９０３のＹＥＳ）、ステップ４０１に移り、４０ＭＨｚ帯域を確保する。４０ＭＨｚ帯域を確保する方法については第１、第２実施の形態を参照されたい。ステップ９０４では、ステップ４０１で確保した４０ＭＨｚ帯域の通信期間とデータパケットの遅延許容時間Ｔｂを比較するデータパケットの遅延許容時間Ｔｂを５０ｍｓｅｃとすると、４０ＭＨｚ帯域の通信期間がパケットの遅延許容時間Ｔｂを上回る場合、２０ＭＨｚ端末１０３から制御局１０１に対してパケットの送信が出来ずに遅延が発生する。従って、ステップ９０４でパケットの遅延許容時間Ｔｂを５０ｍｓｅｃとすると、４０ＭＨｚ帯域の通信期間がデータパケットの遅延許容時間Ｔｂを上回る場合（ステップ９０４のＹＥＳ）、ステップ９０５に移る。データパケットの遅延許容時間Ｔｂを５０ｍｓｅｃとすると、４０ＭＨｚ帯域の通信期間がデータパケットの遅延許容時間Ｔｂを上回らない場合（ステップ９０４のＮＯ）、４０ＭＨｚ帯域の通信期間が終了後に２０ＭＨｚ端末１０３が制御局１０１に対してデータパケットを送信しても遅延の影響は少ないと判断し、ステップ９０７に移る。ステップ９０５では、制御局１０１は４０ＭＨｚ帯域の通信期間中にステップ９０１で測定した２０ｍｓｅｃ間隔でポーリングを行い、２０ＭＨｚ端末１０３に対して送信する機会を付与しステップ９０６に移る。ステップ９０６では、制御局１０１は２０ＭＨｚ端末１０３が送信するデータパケットを受信する。ステップ９０７では、制御局１０１は４０ＭＨｚ帯域が終了後に２０ＭＨｚ端末１０３が送信するデータパケットを受信する。

上記の方法によれば、制御局１０１から２０ＭＨｚ端末１０３へのデータパケットの送信が無い場合でも２０ＭＨｚ端末が送信する遅延許容時間を有するデータパケットの遅延を抑えることが出来る。

なお、本願の全ての実施の形態において、遅延許容時間を有する２０ＭＨｚ端末１０３としてＶｏＩＰによる音声通信を行う端末として説明したが、ＶｏＩＰによる音声通信を行う端末に限定されることはなく、遅延許容時間を有する端末であれば本願を適用することが出来、本願で示した２０ＭＨｚ端末１０３がＶｏＩＰ端末の場合と同様の効果が得られる。遅延許容時間を有するデータパケットの送受信を行う端末として、例えば高速応答性が必要な映像端末が挙げられる。高速応答性が必要な映像端末を備える無線通信システムの通信制御を行う制御局１０１に本願を適用すれば、映像の途切れを軽減させることが出来る。

なお、制御局１０１が４０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間中にポーリングによって２０ＭＨｚ端末１０３に対してデータパケットを送信する機会を与えた場合、ポーリングされた時点で２０ＭＨｚ端末１０３が制御局１０１に対して送信するデータパケットが無い場合は、制御局１０１に対して再度送信する機会を付与してもらう制御信号を送信しても良い。例えば、ポーリングしてもらうタイミングを通知する制御信号を送信することで、制御局１０１がポーリングするタイミングを認識することが出来る。これによって、制御局１０１が不要にポーリングすることを防ぎ、周波数帯域を有効に利用することが出来る。

なお、本願の各実施の形態で説明した制御局１０１が備える各機能ブロックは、典型的には、集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィグラブル・プロセッサを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。

本願は、第１の周波数帯域を使用する端末と第１の周波数帯域を含む第２の周波数帯域を使用する端末が混在する無線通信システム等に用いるものとして有用である。

本願に係る通信装置（制御局）を備えた無線通信システムの一例を示す図 無線通信システムで用いる周波数帯域を示す図 本願の実施の形態１に係る通信装置（制御局）の構成の一例を示すブロック図 本願の実施の形態１に係る通信方法の一例を示すフローチャート 送信遅延時間と遅延許容時間を説明する図 本願の実施の形態２に係る通信方法の一例を示すフローチャート 本願の実施の形態２に係る通信方法の一例を示すフローチャート 本願の第３の実施の形態に係る通信方法の一例を示すフローチャート 本願の第３の実施の形態に係る通信方法の一例を示すフローチャート 従来の通信方法の一例を示すフローチャート

符号の説明

１０１ 制御局
１０２ ４０ＭＨｚ端末
１０３，１０４，１０５ ２０ＭＨｚ端末
３０１ 無線送信部
３０２ チャネル制御部
３０３ アンテナ
３０４ 無線受信部

Claims (15)

1. 第１の周波数帯域を用いて、遅延許容時間の制限があるデータパケットの通信を行う第１の端末と、前記第１の周波数帯域の全部あるいは一部の帯域を含む第２の周波数帯域を用いて通信を行う第２の端末とを少なくとも含む通信システムにおいて、
   前記通信システムの制御局が通信の制御を行う通信方法であって、前記制御局が前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間を設定する通信期間設定ステップと、
   前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間の残存期間が前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの遅延許容時間を越える場合は、前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの通信可能となるよう制御を行う通信制御ステップとを含む通信方法。
2. 前記通信制御ステップは、
   前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間の設定を解除する通信期間解除ステップと、
   前記第１の周波数帯域を用いて前記遅延許容時間の制限があるデータパケットを送信するデータパケット送信ステップと、
   前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信完了後に前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間を再設定する通信期間再設定ステップとを含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
3. 前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間を設定に伴い前記第１の周波数帯域における通信が禁止されている場合には、前記第１の周波数帯域における通信の禁止を解除する通信許可ステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
4. 前記通信制御ステップは、
   前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間中に前記第１の周波数帯域における通信の許可を行う通信許可ステップと、
   前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信完了後に前記第１の周波数帯域における通信を再度禁止する通信禁止ステップとを含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
5. 前記通信制御ステップは、
   前記制御局から前記第１の端末宛へ前記データパケットを送信する場合、前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間中に前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信を行うデータパケット送信ステップを含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
6. 前記データパケット送信ステップは、
   前記第２の周波数帯域を用いた端末間の通信が終了後、最短送信ギャップ時間で前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信を行うことを含むことを特徴とする請求項５記載の通信方法。
7. 前記通信制御ステップは、前記第１の端末から前記制御局宛へ前記遅延許容時間の制限があるデータパケットを送信するパケットの場合、前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間中に前記制御局から前記第１の端末へ前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信を許可する通信許可ステップを含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
8. 前記通信許可ステップは、
   前記制御局から前記第１の端末に対し、前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信を許可するポーリングを行うことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
9. 前記通信許可ステップは、
   前記制御局から前記第１の端末に対し、データパケット送信時に前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信を許可情報を埋め込むことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
10. 前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信を許可された前記第１の端末は、送信する前記遅延許容時間の制限があるデータパケットがない場合には、制御局に対し前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信を許可を再度与えてもらうための許可情報を送信することを特徴とする請求項７に記載の通信制御情報。
11. 前記通信許可ステップは、
    前記第１の端末が送信する前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信間隔を測定する送信間隔測定ステップと、
    前記測定した遅延許容時間の制限があるデータパケットの送信間隔で前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間中に送信許可を与えることを含む請求項７記載の通信方法。
12. 前記第２の周波数帯域は隣接する２つの前記第１の周波数帯域を結合してなることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
13. 第１の周波数帯域を用いて、遅延許容時間の制限があるデータパケットを含むデータパケットの通信を行う通信期間と、前記第１の周波数帯域以外の帯域とを含む第２の周波数帯域を用いて通信を行う通信期間を周期的に設定した通信システムにおいて、前記通信システムの制御を行う通信装置であって、
    データパケットの送受信を行う通信手段と、
    前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域を切替えるチャネル切替手段と、
    前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間を設定する通信期間設定手段と、
    前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間の残存期間が前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの遅延許容時間を越える場合は、前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの通信可能となるよう制御を行う通信制御手段とを含むことを特徴とする通信装置。
14. 第１の周波数帯域を用いて、遅延許容時間の制限があるデータパケットを含むデータパケットの通信を行う通信期間と、前記第１の周波数帯域以外の帯域とを含む第２の周波数帯域を用いて通信を行う通信期間を周期的に設定した通信システムにおいて、前記通信システムの制御を行う通信制御回路を含む集積回路であって、前記通信制御回路は、
    データパケットの送受信を行う通信部と、
    前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域を切替えるチャネル切替部と、
    前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間を設定する通信期間設定部と、
    前記第２の周波数帯域を用いた通信用の通信期間の残存期間が前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの遅延許容時間を越える場合は、前記遅延許容時間の制限があるデータパケットの通信可能となるよう制御を行う通信制御部とを含むことを特徴とする集積回路。
15. 前記請求項１から１２までに記載の通信方法が有する機能の全部あるいは一部をコンピュータで実現するためのプログラムを格納して構成されていることを特徴とするプログラム記録媒体。

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