JP2010193403A

JP2010193403A - 無線装置およびそれを備えた無線通信システム

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Publication number: JP2010193403A
Application number: JP2009038461A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Yano; 一人矢野; Makoto Taromaru; 眞太郎丸; Masazumi Ueha; 正純上羽
Original assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Current assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: JP5391419B2

Abstract

【課題】他の無線システムへの干渉を回避しながらチャネル選択情報を効率的に共有可能な無線装置を提供する。
【解決手段】アクセスポイント１は、２４０２〜２４８１ＭＨｚの帯域中に存在する１６個の共通制御チャネルから制御情報の送受信に用いる共通制御チャネルを周波数ホッピング方式によって定期的に選択し、その選択した共通制御チャネルが未使用である場合に、データ通信用に用いるデータチャネルを選択するためのデータチャネル選択情報を移動端末１１へ定期的に送信する。そして、アクセスポイント１は、移動端末１１がデータチャネル選択情報を用いて決定したデータチャネルを移動端末１１から定期的に受信してデータチャネルを共有する。その後、アクセスポイント１および移動端末１１は、そのデータチャネルを用いて時分割でデータフレームを送受信する。
【選択図】図１

Description

この発明は、無線装置およびそれを備えた無線通信システムに関し、特に、無線資源を有効に利用可能な無線装置およびそれを備えた無線通信システムに関するものである。

近年、逼迫する周波数資源を有効に利用する方法として、コグニティブ無線（Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏ）が注目を集めている（非特許文献１）。

コグニティブ無線は、ヘテロジニアス型（非特許文献２）と周波数共用型（非特許文献３）とに大別される。ヘテロジニアス型においては、コグニティブ無線機は、周辺で運用されている複数の無線システムを認識し、各システムの利用度や実現可能な伝送品質に関する情報を入手し、適切な無線システムに接続する。即ち、ヘテロジニアス型のコグニティブ無線は、周辺に存在する無線システムの利用効率を高めることにより、間接的に周波数資源の利用効率を高めるものである。

一方、周波数共用型においては、コグニティブ無線機は、他の無線システムが運用されている周波数帯域において、一時的、または局所的に利用されていない周波数資源（これは、ｗｈｉｔｅｓｐａｃｅと呼ばれる）の存在を検知し、これを利用して信号伝送を行なう。即ち、周波数共用型のコグニティブ無線は、ある周波数帯域における周波数資源の利用効率を直接的に高めるものである。

アンライセンスバンド、特に、ＩＳＭバンド（ＩｎｄｕｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅＭｅｄｉｃａｌｂａｎｄ）のように様々な無線システムが混在・共存している無線通信環境においては、周波数資源を有効に利用することが重要である。

無線システムが自律分散的に運用される場合、ホワイトスペース（ｗｈｉｔｅｓｐａｃｅ）は、周波数軸上で離散的に発生し、かつ、その位置が時々刻々と変化する。そのような状況下で、ホワイトスペース（ｗｈｉｔｅｓｐａｃｅ）を効率的に利用するには、時間と共に変化する周波数資源の利用状況を精度良く把握し、適切な送信周波数（周波数チャネル）を選択してデータを伝送するダイナミックスペクトラムアクセス（ＤＳＡ：ＤｙｎａｍｉｃＳｐｅｃｔｒｕｍＡｃｃｅｓｓ）が必要である（非特許文献４）。

S. Haykin, "Cognitive radio: brain-empowered wireless communications," IEEE J. Sol. Areas Commun., vol. 23, no. 2, pp. 201-220, Feb. 2005. M. Inoue, K. Mahmud, H. Murakami, M. Hasegawa, and H. Morikawa, "Novel out-of-band signaling for seamless interworking between heterogeneous networks," IEEE Wireless Commun., vol. 11, no. 2, pp. 56-63, April 2004. 阪口啓, 藤井威生, 小野文枝, 梅林健太, "コグニティブ MIMO メッシュネットワーク-MIMO 技術を用いた空間周波数共用のための基礎検討-," 信学技報, SR2006-43, pp. 11-18, Nov. 2006. Q. Zhao and B.M. Sadler, "A survey of dynamic spectrum access," IEEE Signal Processing Mag., vol. 24, no. 3, pp. 79-89, May 2007.

しかし、ＩＳＭバンドにおいて、ＤＳＡシステムを適用する場合、帯域全体の周波数の利用効率の観点からＤＳＡシステムを導入したことによる衝突の発生、即ち、他のシステムのスループットの低下を回避する必要がある。従って、ＤＳＡシステムをＩＳＭバンドに適用した場合、どのようにして他の無線システムへの干渉を回避するかが問題となる。

また、ＤＳＡシステム自体の送信機会を確保することも重要である。一般的に、ＤＳＡシステムは、帯域内のホワイトスペース（ｗｈｉｔｅｓｐａｃｅ）を利用して情報伝送を行なう。このため、信号伝送の確実性と受信処理の容易さとの両立に向けて、送受信ノード間で使用チャネルに関する情報を事前に交換しておく必要がある。

様々な無線システムが独立に運用されているＩＳＭバンドでは、ホワイトスペース（ｗｈｉｔｅｓｐａｃｅ）が時々刻々と変化するため、ＤＳＡシステムにおいて周波数資源の時間的な利用効率を高めるには、高々数ｍｓ程度の細かい周期で使用チャネルを動的、かつ、適切に選択し、その情報を随時共有することが必須となる。

しかし、ＩＳＭバンドには、ＤＳＡシステムが占有可能な周波数チャネルが存在しないため、チャネル選択情報を効率的に送受信ノード間で共有することが困難であるという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、他の無線システムへの干渉を回避しながらチャネル選択情報を効率的に共有可能な無線装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、他の無線システムへの干渉を回避しながらチャネル選択情報を効率的に共有可能な無線装置を備えた無線通信システムを提供することである。

この発明によれば、無線装置は、各々が一つの基地局によって管理される複数のセルが存在するとともに、異なる複数の無線システムが混在した無線通信環境において使用される無線装置であって、選択手段と、送信手段と、受信手段とを備える。選択手段は、複数の無線システムが使用している周波数帯域から周波数ホッピング方式によって共通制御チャネルを定期的に選択する。送信手段は、周波数帯域における受信信号強度情報に基づいて、選択手段によって選択された共通制御チャネル上でキャリアセンスを行ない、選択された共通制御チャネルが未使用である場合に選択された共通制御チャネルを用いてデータ通信用に用いられるデータチャネルを選択するためのデータチャネル選択情報を定期的に送信する。受信手段は、周波数帯域における受信信号強度を測定して、選択された共通制御チャネルに関する受信信号強度情報を生成し、その生成した受信信号強度情報を送信手段へ出力するとともに、当該無線装置が管理するセル内に存在する移動端末がデータチャネル選択情報を用いて決定したデータ通信用に用いるデータチャネルを定期的に移動端末から受信する。

好ましくは、送信手段は、データチャネル選択情報をタイムフレーム単位で時分割方式を用いて送信する。

好ましくは、送信手段は、選択された共通制御チャネルが使用されている場合、当該タイムフレームにおけるデータチャネル選択情報の送信を停止し、次のタイムフレームにおいて、選択手段が周波数ホッピング方式によって選択した共通制御チャネルを用いてデータチャネル選択情報の送信を試行する。

好ましくは、選択手段は、共通制御チャネルのホッピングパターンを示すホッピングテーブルを予め保持しており、ホッピングテーブルを参照して各タイムフレームごとに共通制御チャネルを選択する。

好ましくは、共通制御チャネルの総数をＮ（Ｎは、２以上の整数）個とし、同時に受信可能なチャネル数が相互に異なる無線装置の個数をＧ（Ｇは、２以上の整数）個とし、同時に受信可能なチャネル数をＢ_１〜Ｂ_Ｇとすると、ホッピングテーブルは、各ホッピングパターンが一周期内で全てのチャネルを一度ずつ使用し、各時刻において、全てのホッピングパターンがそれぞれ異なるチャネルを使用し、Ｎ個の共通制御チャネルが番号順にＢ_Ｇ−１個ずつ（Ｎ／Ｂ_Ｇ−１）個の１次チャネルブロックに分割され、ホッピングパターンが各１次チャネルブロックを交互に使用し、Ｎ種類のホッピングパターンが番号順にＢ_Ｇ−１種類ずつ（Ｎ／Ｂ_Ｇ−１）個の１次パターングループに分割され、同一１次パターングループに属するパターンが各時点において同一の１次チャネルブロックに属するチャネルを使用し、ｇ（ｇ＝１〜Ｇ−２）次チャネルブロックを構成するＢ_Ｇ−ｇ個のチャネルが番号順にＢ_{Ｇ−ｇ−１}個ずつ（Ｎ／Ｂ_{Ｇ−ｇ−１}）個の（ｇ＋１）次チャネルブロックに分割され、ホッピングパターンが各（ｇ＋１）次チャネルブロックを交互に使用し、各ｇ次パターングループを構成するＢ_Ｇ−ｇ種類のホッピングパターンが番号順にＢ_{Ｇ−ｇ−１}種類ずつ（Ｎ／Ｂ_{Ｇ−ｇ−１}）個の（ｇ＋１）次パターングループに分割され、同一（ｇ＋１）次パターングループに属するパターンが各時点において同一の（ｇ＋１）次チャネルブロックに属するチャネルを使用する構造からなる。

また、この発明によれば、無線通信システムは、各々が一つの基地局によって管理される複数のセルが存在するとともに、異なる複数の無線システムが混在した無線通信環境において使用される無線通信システムであって、第１および第２の無線装置を備える。第２の無線装置は、第１の無線装置との間で無線通信を行なう。そして、第１の無線装置は、複数の無線システムが使用している周波数帯域から周波数ホッピング方式によって共通制御チャネルを定期的に選択し、その選択した共通制御チャネル上でキャリアセンスを行ない、選択した共通制御チャネルが未使用である場合に、選択した共通制御チャネルを用いてデータ通信用に用いられるデータチャネルを選択するための第１のデータチャネル選択情報を定期的に第２の無線装置へ送信するとともに、第２の無線装置が第１のデータチャネル選択情報を用いて決定したデータ通信用に用いるデータチャネルを定期的に第２の無線装置から受信する。また、第２の無線装置は、第１のデータチャネル選択情報を第１の無線装置から定期的に受信し、その受信した第１のデータチャネル選択情報と、自己が観測した使用可能なデータチャネルを示す第２のデータチャネル選択情報とを用いて、データ通信用に用いるデータチャネルを定期的に決定し、その決定したデータチャネルを共通制御チャネルを用いて第１の無線装置へ定期的に送信する。

好ましくは、第１および第２の無線装置は、データチャネルを用いて時分割方式でデータフレームを相互に送受信する。

好ましくは、第２の無線装置は、自己が属するセル以外のセルに属する第３の無線装置からデータ通信用に用いられるデータチャネルを選択するための第３のデータチャネル選択情報を受信し、第１から第３のデータチャネル選択情報を用いてデータチャネルを決定する。

好ましくは、第２の無線装置は、自己が属するセル以外のセルにおいて用いられているチャネルとの衝突を回避してデータチャネルを決定する。

この発明による無線装置は、制御情報の送受信に用いる共通制御チャネルを周波数ホッピング方式によって定期的に選択し、その選択した共通制御チャネルが未使用である場合に、その選択した共通制御チャネルを用いて、データ通信用に用いられるデータチャネルを選択するためのデータチャネル選択情報を自己が管理するセル内の移動端末と定期的に交換する。

従って、この発明によれば、他の無線システムへの干渉を回避しながらチャネル選択情報を効率的に共有できる。

この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。図１に示すアクセスポイントの構成図である。図１に示す移動端末の構成図である。この発明の実施の形態におけるチャネルの構成図である。共通制御チャネルのタイムフレームの構成図である。制御情報フレームの構成図である。共通制御チャネルのホッピングパターンを示す図である。アクセスポイントと移動端末との間でデータフレームの通信用に用いるデータチャネルを共有する方法を説明するための図である。第１周波数サブブロックにおけるチャネルの構成図である。無線通信システムの１つのセルに属するアクセスポイントおよび移動端末の動作を説明するためのフローチャートである。式（３）によって表されるホッピングパターンを示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。この発明の実施の形態による無線通信システム１００は、アクセスポイント（ＡＰ：ＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）１〜ｉ（ｉは、２以上の整数）と、移動端末（ＭＳ：ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ）１１〜１ｉとを備える。

アクセスポイント１および移動端末１１は、セルＣ１内に配置される。アクセスポイント２および移動端末１２は、セルＣ２内に配置される。以下、同様にして、アクセスポイントｉおよび移動端末１ｉは、セルＣｉ内に配置される。

そして、図１においては、図示されていないが、ＣＳＭＡ／ＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）方式によって無線通信を行なうアクセスポイントおよび移動端末が存在し、ＦＨ−ＳＳ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＨｏｐｐｉｎｇＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍ）方式によって無線通信を行なうアクセスポイントおよび移動端末も存在する。

従って、アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉは、ＣＳＭＡ／ＣＡ系の無線システムおよびＦＨ−ＳＳ系の無線システム等の複数の無線システムが混在および共存する無線通信環境において、後述する方法によって、時間と共に変化する周波数資源の利用状況を精度良く把握し、適切な送信周波数（周波数チャネル）を選択してデータを各セルＣ１〜Ｃｉ内で伝送する。即ち、アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉは、ＤＳＡシステムによってデータを各セルＣ１〜Ｃｉ内で伝送する。

なお、図１においては、各セルＣ１〜Ｃｉ内には、１個のアクセスポイントと１個の移動端末のみが図示されているが、実際には、各セルＣ１〜Ｃｉ内には、複数の移動端末が存在する。

図２は、図１に示すアクセスポイント１の構成図である。アクセスポイント１は、アンテナ１０１と、送信手段１０２と、受信手段１０３と、選択手段１０４と、ホッピングテーブル１０５と、同期確立手段１０６とを含む。

アンテナ１０１は、移動端末１１から制御情報フレームまたはデータフレームを受信し、その受信した制御情報フレームまたはデータフレームを受信手段１０３へ出力する。また、アンテナ１０１は、送信手段１０２から制御情報フレームまたはデータフレームを受け、その受けた制御情報フレームまたはデータフレームを移動端末１１へ送信する。

送信手段１０２は、同期確立手段１０６から受けるクロックに同期して動作する。そして、送信手段１０２は、アクセスポイント１の電源がオンされると、後述する８０個のチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の各々に関して受信手段１０３から受信信号強度情報を受け、その受けた受信信号強度情報に基づきキャリアセンスを行ない、そのキャリアセンスの結果を保持するとともに選択手段１０４へ出力する。その後、送信手段１０２は、常時、受信手段１０３から受信信号強度情報を受け、その受けた受信信号強度情報に基づきチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の各々におけるキャリアセンスを行ない、各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を検知して保持する。

また、送信手段１０２は、後述するタイムフレーム単位で、制御情報フレームの送信に用いる共通制御チャネルを選択手段１０４から受ける。この制御情報フレームは、移動端末１１がデータの通信用に用いるデータチャネルを示すデータチャネル選択情報を含むフレームである。そして、送信手段１０２は、受信手段１０３から受けた受信信号強度情報に基づいて共通制御チャネルでキャリアセンスし、その共通制御チャネルが他のアクセスポイントまたは移動端末によって使用されていない場合、データチャネル選択情報を含む制御情報フレームを生成し、その生成した制御情報フレームを、そのタイムフレーム内で時分割方式によって移動端末１１へ送信する。即ち、送信手段１０２は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式およびＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式によって制御情報フレームを移動端末１１へ送信する。

一方、送信手段１０２は、その共通制御チャネルが他のアクセスポイントまたは移動端末によって使用されている場合、制御情報フレームの移動端末１１への送信を停止し、次のタイムフレーム内で制御情報フレームの移動端末１１への送信を試行する。

更に、送信手段１０２は、移動端末１１がデータ通信用に使用予定であるデータチャネルを受信手段１０３から受ける。そして、送信手段１０２は、データフレームを生成するとともに、受信手段１０３から受けた受信信号強度情報に基づいて、受信手段１０３から受けたデータチャネルでキャリアセンスし、未使用であるデータチャネルを用いてデータフレームを時分割方式で移動端末１１へ送信する。

受信手段１０３は、アンテナ１０１を介して８０個のチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の各々に関する受信信号強度情報を常時測定し、その受信信号強度情報を送信手段１０２へ出力する。また、受信手段１０３は、アンテナ１０１から制御情報フレームまたはデータフレームを受ける。そして、受信手段１０３は、移動端末１１がデータ通信用に使用予定であるデータチャネルを制御情報フレームから取り出し、その取り出したデータチャネルを送信手段１０２へ出力する。

また、受信手段１０３は、データフレームをアンテナ１０１を介して移動端末１１から受信し、その受信したデータフレームを送信手段１０２へ出力する。

選択手段１０４は、同期確立手段１０６から受けるクロックに同期して動作する。そして、選択手段１０４は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の各々におけるキャリアセンスの結果を送信手段１０２から受け、その受けたキャリアセンスの結果に基づいて、他のアクセスポイントが使用している割合が高い共通制御チャネルのグループを選択し、その選択したグループに含まれる任意の１つの共通制御チャネルを初期の共通制御チャネルとして選択する。

その後、選択手段１０４は、タイムフレーム単位で、ホッピングテーブル１０５を参照して、初期の共通制御チャネルをホッピングさせ、そのホッピングさせた共通制御チャネルを送信手段１０２へ出力する。

更に、その後、選択手段１０４は、次のタイムフレームにおいて、ホッピングテーブル１０５を参照して、共通制御チャネルをホッピングさせ、そのホッピングさせた共通制御チャネルを送信手段１０２へ出力する。

ホッピングテーブル１０５は、共通制御チャネルのホッピングパターンを格納する。同期確立手段１０６は、例えば、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星（図示せず）からＧＰＳ信号を受信し、その受信したＧＰＳ信号に基づいてクロックを生成する。そして、同期確立手段１０６は、その生成したクロックを送信手段１０２および選択手段１０４へ出力する。

なお、図１に示すアクセスポイント２〜ｉの各々も、図２に示すアクセスポイント１と同じ構成からなる。

図３は、図１に示す移動端末１１の構成図である。移動端末１１は、アンテナ１１１と、送信手段１１２と、受信手段１１３と、チャネル決定手段１１４と、同期確立手段１１５とを含む。

アンテナ１１１は、アクセスポイント１およびアクセスポイント１以外のアクセスポイントからデータチャネル選択情報を含む制御情報フレームを受信し、その受信した制御情報フレームを受信手段１１３へ出力する。また、アンテナ１１１は、制御情報フレームまたはデータフレームを送信手段１１２から受け、その受けた制御情報フレームまたはデータフレームをアクセスポイント１へ送信する。

送信手段１１２は、同期確立手段１１５から受けたクロックに同期して動作する。そして、送信手段１１２は、受信手段１１３から受信信号強度情報を受け、その受けた受信信号強度に基づいてチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の各々でキャリアセンスし、そのキャリアセンスの結果を保持するとともにチャネル決定手段１１４へ出力する。

また、送信手段１１２は、移動端末１１がデータ通信用に用いるデータチャネルをチャネル決定手段１１４から受け、アクセスポイント１が制御情報フレームの送信に用いている共通制御チャネルを受信手段１１３から受ける。

そうすると、送信手段１１２は、その受けたデータチャネルを示すデータチャネル選択情報を含む制御情報フレームを生成し、その生成した制御情報フレームを共通制御チャネルでアクセスポイント１へ送信する。

更に、送信手段１１２は、データフレームを生成する。そして、送信手段１１２は、受信手段１１３から受けた受信信号強度情報に基づいてデータの通信用に使用予定であるデータチャネルでキャリアセンスし、未使用のデータチャネルを用いて、その生成したデータフレームを時分割方式でアクセスポイント１へ送信する。

受信手段１１３は、アンテナ１１１を介して８０個のチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の各々に関する受信信号強度情報を常時測定し、その受信信号強度情報を送信手段１１２へ出力する。

また、受信手段１１３は、移動端末１１が同時に受信可能なチャネル数（即ち、移動端末１１の受信帯域幅）でアンテナ１１１を介してフレームの到来検出を行ない、アクセスポイント１またはアクセスポイント１以外のアクセスポイントからデータチャネル選択情報を含む制御情報フレームを受信し、その制御情報フレームを受信したときのチャネルを共通制御チャネルとして検出する。そして、受信手段１１３は、その検出した共通制御チャネルを送信手段１１２へ出力するとともに、その受信した制御情報フレームをチャネル決定手段１１４へ出力する。

更に、受信手段１１３は、移動端末１１の受信帯域幅でフレームの到来検出を行ない、データフレームを受信し、その受信したデータフレームを送信手段１１２へ出力する。

チャネル決定手段１１４は、同期確立手段１１５から受けたクロックに同期して動作する。そして、チャネル決定手段１１４は、データチャネル選択情報を含む制御情報フレームを受信手段１０３から受け、各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０におけるキャリアセンスの結果を送信手段１１２から受ける。そうすると、チャネル決定手段１１４は、データチャネル選択情報および各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０におけるキャリアセンスの結果に基づいて、移動端末１１がデータ通信用に用いるデータチャネルを決定し、その決定したデータチャネルを送信手段１１２へ出力する。

同期確立手段１１５は、上述した同期確立手段１０６と同じ方法によってクロックを生成し、その生成したクロックを送信手段１１２およびチャネル決定手段１１４へ出力する。

なお、図１に示す移動端末１２〜１ｉの各々も、図３に示す移動端末１１と同じ構成からなる。

図４は、この発明の実施の形態におけるチャネルの構成図である。この発明の実施の形態においては、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの周波数帯域が用いられる。そして、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０は、それぞれ、２４０２ＭＨｚ〜２４８１ＭＨｚの中心周波数からなり、１ＭＨｚの信号帯域幅を有する。

また、共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６は、チャネル番号の末尾が“１”または“６”となる１６個のチャネルからなる。なお、これらの周波数は、当該周波数帯において運用されるＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）が使用する送信周波数と同一である（但し、共通制御チャネルＣＣＨ１，ＣＣＨ２，ＣＣＨ１６の周波数を除く）。

８０個のチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０のうち、１６個の共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６は、制御情報フレームの送信に優先的に用いられ、残りの６４個のチャネルは、データフレームの送信に用いられる。

なお、制御情報フレームの送信に用いられていない共通制御チャネルは、一時的にデータフレームの送信に利用可能である。

図５は、共通制御チャネルのタイムフレームの構成図である。タイムフレームは、５ｍｓの長さを有する。そして、タイムフレームは、センシング期間と、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４と、４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４とからなる。

４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４および４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４の各々は、スロットを構成する。

センシング期間は、２００μｓの長さを有し、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４および４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４の各々は、６００μｓの長さを有する。

センシング期間の長さが２００μｓに設定されるのは、次の理由による。ＩＥＥＥ８０２．１１ａまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｇのＥＲＰ−ＯＦＤＭにおいて、初回のデータフレームの送信を開始するために必要な最大待機時間（ＤＩＦＳ＋コンテンションスロットの長さ×ＣＷ_ｍｉｎ）である１６９μｓよりもセンシング期間の長さを長くすることによって、ＤＳＡシステムと同一周波数帯域を共用する無線ＬＡＮの送信機会を可能な限り奪わないようにするためである。

センシング期間は、各周波数チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０における利用状況の観測に用いられる。

また、４個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ４および４個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ４の各々は、制御情報の伝送に用いられる。

より具体的には、３個のアップリンクＵＬ１〜ＵＬ３および３個のダウンリンクＤＬ１〜ＤＬ３は、次のタイムフレームにおけるデータ送信ノードおよび受信ノードの指定と、その際に使用される周波数チャネルの選択情報の交換に用いられる。

この場合、各セルＣ１〜Ｃｉは、アップリンクおよびダウンリンクの両方において同一の共通制御チャネル上の同一番号のスロットをそれぞれ選択して使用する。従って、最大で、４８セル（＝１６×３）が近傍で同時に運用可能である。

また、セルＣ１〜Ｃｉの各々は、タイムフレームごとに使用する共通制御チャネルを後述するホッピングパターンに従って変更し、同時に使用するスロット番号をインクリメントする。これは、被干渉発生確率を周波数方向および時間方向において平均化することによって、一部の周波数チャネルが他の無線システムによって占有されている場合においても、セル間で制御情報の送信機会の公平性を確保するためである。

アップリンクの第４スロットであるＵＬ４は、データを伝送するために選択されたチャネルを示すチャネル選択情報以外の制御情報（例えば、移動端末からアクセスポイントへの位置登録要求およびコネクション確立要求等）の伝送に用いられる。

この場合の多元接続は、同一の共通制御チャネルを使用する各セルＣ１〜Ｃｉ内におけるランダムアクセスとする。

また、ダウンリンクの第４スロットであるＤＬ４は、複数個（２０〜３０個程度）のタイムフレームによってスーパータイムフレームを構成し、報知チャネル、位置登録確認、ページングおよびコネクション確立確認等の伝送に用いられる。その際、同一の共通制御チャネルを用いるセル間の多元接続は、タイムフレームを単位とするＴＤＭＡによって実行される。

図６は、制御情報フレームの構成図である。制御情報フレームＣＴＬＦは、５４４μｓの長さを有し、プリアンブルと、物理ヘッダと、データとからなる。

プリアンブルは、２０４．８μｓの長さを有し、制御情報フレームＣＴＬＦの先頭に設定される。物理ヘッダは、４１．６μｓの長さを有し、プリアンブルに続いて設定される。データは、２９７．６μｓの長さを有し、物理ヘッダに続いて制御情報フレームＣＴＬＦの最後部に設定される。

ガードタイム１は、２４μｓの長さを有し、制御情報フレームＣＴＬＦの前に設定される。ガードタイム２は、３２μｓの長さを有し、制御情報フレームＣＴＬＦの後に設定される。

そして、ガードタイム１，２および制御情報フレームＣＴＬＦの全長は、１個のスロットの長さに等しい６００μｓに設定されている。

プリアンブルは、８個のショートプリアンブルＳＰ（ＳｈｏｒｔＰｒｅａｍｂｌｅ）と、２個のロングプリアンブル（ＬｏｎｇＰｒｅａｍｂｌｅ）とからなる。

８個のショートプリアンブルＳＰの各々は、８シンボルの長さを有し、２個のロングプリアンブルの各々は、３２シンボルの長さを有する。その結果、プリアンブルは、１２８シンボル（＝２０４．８μｓ）の長さを有する。

ショートプリアンブルＳＰは、自動利得制御ＡＧＣ（ＡｕｔｏＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）の調整および周波数オフセットの補償に用いられる。なお、本フォーマットにおける最大許容周波数オフセットは、７．８ｐｐｍに設定される。

ロングプリアンブルは、残留周波数オフセットの補償、受信タイミング同期、および伝搬路の推定に用いられる。

物理ヘッダは、レートと、予約と、長さと、パリティと、テイルとからなる。レートは、６ビットの長さを有し、予約は、１ビットの長さを有し、長さは、１２ビットの長さを有し、パリティは、１ビットの長さを有し、テイルは、６ビットの長さを有する。その結果、物理ヘッダは、２６シンボル（＝４１．６μｓ）の長さを有する。

レートは、変調方式、符号化率および送信アンテナ数を示す。長さは、シンボル長（＝１．６μｓ）を単位としてデータ部の長さを示す。テイルは、既知のビットである“０”が設定される。

なお、長さが１２ビットの長さを有するのは、１２ビットの長さがタイムフレームの長さ（＝５ｍｓ）の表現に必要な最小ビット数であるからである。

データは、サービスと、タイプと、サブタイプと、ＡＰ−ＩＤと、Ｔｘ−ＩＤと、Ｒｘ−ＩＤと、Ｔｘ−ＢＷと、Ｒｘ−ＢＷと、マップと、ＣＲＣと、テイルとからなる。

サービスは、１６ビットの長さを有し、タイプは、８ビットの長さを有し、サブタイプは、８ビットの長さを有し、ＡＰ−ＩＤは、１６ビットの長さを有する。

Ｔｘ−ＩＤおよびＲｘ−ＩＤの各々は、８ビットの長さを有する。Ｔｘ−ＢＷおよびＲｘ−ＢＷの各々は、２ビットの長さを有する。マップは、８０ビットの長さを有し、ＣＲＣは、３２ビットの長さを有し、テイルは、６ビットの長さを有する。

その結果、データは、１８６シンボル（＝２９７．６μｓ）の長さを有する。

サービスは、デスクランブル用系列および予備ビットからなる。タイプおよびサブタイプは、フレームの種類を指定する。ＡＰ−ＩＤは、基地局（セル）の番号を示す。Ｔｘ−ＩＤは、送信ノードのセル内ＩＤを示す。Ｒｘ−ＩＤは、受信ノードのセル内ＩＤを示す。

Ｔｘ−ＢＷは、送信ノードの受信帯域幅を示す。Ｒｘ−ＢＷは、受信ノードの受信帯域幅を示す。マップは、使用周波数チャネルの選択状況を示す。ＣＲＣは、ＣＲＣ−３２パリティビットからなる。テイルは、チャネル復号器のトレリス終結用系列からなる。

マップは、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０に対応付けて“１”または“０”を格納した構造からなる。そして、“１”は、対応するチャネルが使用されていることを表し、“０”は、対応するチャネルが未使用であることを表す。

図７は、共通制御チャネルのホッピングパターンを示す図である。無線通信システム１００においては、セルＣ１〜Ｃｉ間で同期が保持されている。従って、共通制御チャネルの全ホッピングパターンは、互いに衝突が発生しないように設計される。

また、ＤＳＡシステムを用いる無線通信システム１００においては、データ伝送に際して複数のセル内において同時に動的チャネル選択が行なわれる。従って、近傍に位置するセル内で用いられる共通制御チャネルは、セル間で情報を共有する観点から周波数軸上で近接していることが望ましい。

そこで、無線通信システム１００における共通制御チャネルのホッピングパターンｆ_ｈｏｐ（ｎ，ｊ）（ｎおよびｊは正の整数）は、次式によって表される。

式（１）において、［ｘ］は、ｘを超えない最大の整数を表す。

式（１）によって表されるホッピングパターンを図示したものが図７に示すホッピングパターンである。

ホッピングパターンの種類および周期は、共通制御チャネルの個数と同じ“１６”であり、各ホッピングパターンは、全ての共通制御チャネルを一周期内に一度ずつ使用する。

１６個の共通制御チャネルは、２個の周波数ブロック１，２に分割される。また、周波数ブロック１は、２個の周波数サブブロック１，２に分割され、周波数ブロック２は、２個の周波数サブブロック３，４に分割される。

ホッピングパターンに基づき使用する共通制御チャネルをホッピングさせると、２個の周波数ブロック１，２が交互に使用され、２個の周波数サブブロック１，２が交互に使用され、２個の周波数サブブロック３，４が交互に使用される。

例えば、第１ホッピングパターンｆ_ｈｏｐ（１，ｊ）を用いた場合を例にすると、選択される共通制御チャネルＣＣＨは、第１ホップ（ｊ＝１）において、周波数ブロック１の周波数サブブロック１に属している。そして、第２ホップ目で選択される共通制御チャネルＣＣＨは、周波数ブロック２の周波数サブブロック３に属しており、第３ホップ目では周波数ブロック１の周波数サブブロック２に、第４ホップ目では周波数ブロック２の周波数サブブロック４にそれぞれ属している。

その結果、使用する共通制御チャネルＣＣＨとしては、周波数ブロック１，２が交互に選択され、かつ、周波数ブロック１内では周波数サブブロック１，２が交互に選択され、周波数ブロック２内では周波数サブブロック３，４が交互に選択されるようにホッピングが行なわれる。

他のホッピングパターンｆ_ｈｏｐ（２，ｊ）〜ｆ_ｈｏｐ（１６，ｊ）を用いた場合についても同じである。

式（１）において、右辺第１項は、周波数ブロック１，２の選択を表し、右辺第２項は、周波数サブブロック１，２および周波数サブブロック３，４の選択を表し、右辺第３項は、周波数サブブロック１〜４内の位置を表す。

第１ホッピングパターンｆ_ｈｏｐ（１，ｊ）に基づき使用する共通制御チャネルＣＣＨを選択する場合、第１ホップ目では共通制御チャネルＣＣＨ１を選択する。この共通制御チャネルＣＣＨ１は、周波数ブロック１の周波数サブブロック１内の１番目の位置に存在する。そして、第２ホップ目では、周波数ブロック２の周波数サブブロック３内の１番目の位置を選択する。この周波数サブブロック３内の１番目の位置は、共通制御チャネルＣＣＨ９の位置であるので、使用する共通制御チャネルＣＣＨは、第２ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ９へホッピングしたことになる。

以下、同様にして、使用する共通制御チャネルＣＣＨは、第３ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ５へホッピングし、第４ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ１３へホッピングし、第５ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ２へホッピングし、第６ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ１０へホッピングし、第７ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ６へホッピングし、第８ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ１４へホッピングし、第９ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ３へホッピングし、第１０ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ１１へホッピングし、第１１ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ７へホッピングし、第１２ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ１５へホッピングし、第１３ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ４へホッピングし、第１４ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ１２へホッピングし、第１５ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ８へホッピングし、第１６ホップ目で共通制御チャネルＣＣＨ１６へホッピングする。

その後、上述した第１ホップ目から第１６ホップ目が繰返し実行される。

その結果、使用する共通制御チャネルＣＣＨは、一周期（第１ホップ目から第１６ホップ目）で１６個の共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６の全てにホッピングされる。

他のホッピングパターンｆ_ｈｏｐ（２，ｊ）〜ｆ_ｈｏｐ（１６，ｊ）を用いた場合についても同様である。

また、ホッピングパターンは、４個の共通制御チャネルが番号順にグループ化され、各グループは、各時間において単一の周波数サブブロックを使用する。

更に、ホッピングパターンは、時間方向にも、４ブロックに分割され、各時間ブロックは、互いに周波数サブブロック内で巡回シフトを行なったものに相当する。即ち、同一グループに属する各ホッピングパターンは、互いに巡回シフトの関係にある。

更に、周波数サブブロック１〜４の各々に属する共通制御チャネルの個数は、アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉが有する受信帯域幅のうち、最も狭い受信帯域幅に従って決定される。また、周波数ブロック１，２の各々に属する共通制御チャネルの個数は、アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉが有する受信帯域幅のうち、第２番目に狭い受信帯域幅に従って決定される。そして、周波数ブロック１，２の各々に属する共通制御チャネルの個数は、周波数サブブロック１〜４の各々に属する共通制御チャネルの個数の整数倍であり、周波数ブロック１，２の全体に属する共通制御チャネルの個数は、周波数ブロック１，２の各々に属する共通制御チャネルの個数の整数倍である。

図７に示すホッピングパターンにおいては、周波数サブブロック１〜４の各々に属する共通制御チャネルの個数は、２０ＭＨｚの受信帯域幅に従って４個と決定され、周波数ブロック１，２の各々に属する共通制御チャネルの個数は、４０ＭＨｚの受信帯域幅に従って８個と決定されている。そして、周波数ブロック１，２の各々に属する共通制御チャネルの個数（＝８個）は、周波数サブブロック１〜４の各々に属する共通制御チャネルの個数（＝４個）の２倍であり、周波数ブロック１，２の全体に属する共通制御チャネルの個数（＝１６個）は、周波数ブロック１，２の各々に属する共通制御チャネルの個数（＝８個）の２倍である。

上述したホッピングパターンの特徴から、同一グループに属するホッピングパターンを使用するセルの制御情報は、受信帯域幅が２０ＭＨｚ以上の無線装置を用いれば全て同時に受信可能である。１つのグループに属する４個の共通制御チャネルが存在する周波数帯幅は、２０ＭＨｚであるからである。

従って、近接セルのホッピングパターンが同一グループに属するように設定すれば、異なるセル間における制御情報の共有が比較的に容易に行なえる。また、近接に位置する他の無線システムのバックオフ処理の阻害も軽減され、これらのシステムのスループットの低下を抑制できる。

無線通信システム１００においては、アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉは、相互に異なる受信帯域幅を有しているが、少なくとも２０ＭＨｚの受信帯域幅を有する。そして、図１において、近接するセルＣ１〜Ｃ３およびセルＣｉ−１，Ｃｉ等は、ホッピングパターンが同一のグループに属する共通制御チャネルが設定される。

アクセスポイント１〜ｉの各々において、ホッピングテーブル１０５は、図７に示すホッピングパターンを保持している。従って、アクセスポイント１〜ｉの各々において、選択手段１０４は、図７に示すホッピングパターンを参照して、各タイムフレームにおいて使用する共通制御チャネルを選択する。

図８は、アクセスポイント１〜ｉと移動端末１１〜１ｉとの間でデータフレームの通信用に用いるデータチャネルを共有する方法を説明するための図である。なお、図８においては、セルＣ１に属するアクセスポイント１と移動端末１１との間でデータフレームの通信用に用いるデータチャネルを共有する方法について説明する。

アクセスポイント１の選択手段１０４は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の各々におけるキャリアセンスの結果を送信手段１０２から受け、その受けたキャリアセンスの結果に基づいて、上述した方法によって、他のアクセスポイント２，３が使用している割合が高いグループとして周波数サブブロック１を選択する。

そして、アクセスポイント１の選択手段１０４は、その選択した周波数サブブロック１に属する共通制御チャネルＣＣＨ１をアクセスポイント１が使用する初期の共通制御チャネルＣＣＨ＿ｉｎｉとして選択する。即ち、アクセスポイント１の選択手段１０４は、第１ホップ目において共通制御チャネルＣＣＨ１を選択する。

アクセスポイント１の送信手段１０２は、選択手段１０４から共通制御チャネルＣＣＨ１を受け、センシング期間１において、受信手段１０３から受けた受信信号強度情報に基づいて共通制御チャネルＣＣＨ１上でキャリアセンスを行なう。

アクセスポイント１の送信手段１０２は、キャリアセンスの結果、共通制御チャネルＣＣＨ１が未使用であれば、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０に対する使用状況を“１”または“０”で示したマップ（＝データチャネル選択情報）を含む制御情報フレームＣＴＬＦ１を生成し、その生成した制御情報フレームＣＴＬＦ１を共通制御チャネルＣＣＨ１を用いてタイムフレームＴＦ１のスロット（＝ＤＬ１）で移動端末１１へ送信する。

そして、移動端末１１の受信手段１１３は、アンテナ１１１を介して共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６の周波数帯域（＝２４０２〜２４８１ＭＨｚ）でフレームの到来検出を行ない、制御情報フレームＣＴＬＦ１を共通制御チャネルＣＣＨ１で受信し、その受信した制御情報フレームＣＴＬＦ１をチャネル決定手段１１４へ出力するとともに、制御情報フレームＣＴＬＦ１を受信した共通制御チャネルＣＣＨ１を送信手段１１２へ出力する。

その後、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、受信手段１１３から制御情報フレームＣＴＬＦ１を受け、その受けた制御情報フレームＣＴＬＦ１のマップを参照して、アクセスポイント１が観測したチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を取得する。また、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、送信手段１１２が観測したチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を送信手段１１２から受ける。

そうすると、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、アクセスポイント１から受信したチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況と、送信手段１１２から受けたチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況とに基づいて、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０から共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６を除いた６４個のチャネルのうちの未使用なチャネルを移動端末１１がデータフレームの通信用に用いるデータチャネルＤＣＨ＿１として決定する。そして、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、その決定したデータチャネルＤＣＨ＿１を送信手段１１２へ出力する。

その後、移動端末１１の送信手段１１２は、データチャネルＤＣＨ＿１をチャネル決定手段１１４から受け、共通制御チャネルＣＣＨ１を受信手段１１３から受ける。そして、移動端末１１の送信手段１１２は、データチャネルＤＣＨ＿１を含む制御情報フレームＣＴＬＦ２を生成し、その生成した制御情報フレームＣＴＬＦ２を共通制御チャネルＣＣＨ１を用いてタイムフレームＴＦ１のスロット（＝ＵＬ１）でアクセスポイント１へ送信する。

アクセスポイント１の受信手段１０３は、アンテナ１０１を介してフレームの到来検出を行ない、共通制御チャネルＣＣＨ１で制御情報フレームＣＴＬＦ２を受信し、その受信した制御情報フレームＣＴＬＦ２を送信手段１０２へ出力する。

そして、アクセスポイント１の送信手段１０２は、受信手段１０３から受けた制御情報フレームＣＴＬＦ２に含まれるデータチャネルＤＣＨ＿１を検出し、移動端末１１がデータフレームの通信用に用いるデータチャネルがデータチャネルＤＣＨ＿１であることを検知する。

これによって、データチャネルＤＣＨ＿１がアクセスポイント１および移動端末１１間で共有される。

その後、アクセスポイント１および移動端末１１は、キャリアセンスによってデータチャネルＤＣＨ＿１のうち、データフレームの送信時に未使用なチャネルを選択し、その選択したチャネルを用いてデータフレームＤＴＦ１を時分割で相互に送受信する。

なお、移動端末１１の受信手段１１３は、アンテナ１１１を介して共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６の周波数帯域（＝２４０２〜２４８１ＭＨｚ）でフレームの到来検出を行なった結果、制御情報フレームＣＴＬＦ１のみならず、他のセルＣ２に属するアクセスポイント２からの制御情報フレームＣＴＬＦ３を受信した場合、制御情報フレームＣＴＬＦ１および制御情報フレームＣＴＬＦ３をチャネル決定手段１１４へ出力する。

そして、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、制御情報フレームＣＴＬＦ１に含まれるチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況と、制御情報フレームＣＴＬＦ３に含まれるチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況と、送信手段１１２から受けたチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況とに基づいて、上述した方法によってデータチャネルＤＣＨ＿１を決定する。

これによって、セルＣ１に隣接するセルＣ２内で未使用なチャネルからデータチャネルＤＣＨ＿１を決定でき、セルＣ１，Ｃ２間で干渉を回避できる。

一方、アクセスポイント１の送信手段１０２は、センシング期間１における共通制御チャネルＣＣＨ１でのキャリアセンスの結果、共通制御チャネルＣＣＨ１が使用中であれば、タイムフレームＴＦ１における制御情報フレームＣＴＬＦの送信を停止する。

タイムフレームＴＦ１の終了後、アクセスポイント１の選択手段１０４は、同期確立手段１０６からのクロックに同期してタイムフレームＴＦ２を検知すると、ホッピングテーブル１０５に格納されたホッピングパターン（図７参照）を参照して、タイムフレームＴＦ２において使用する共通制御チャネルとして共通制御チャネルＣＣＨ９を選択する。即ち、使用する共通制御チャネルは、共通制御チャネルＣＣＨ１から共通制御チャネルＣＣＨ９へホッピングする。そして、アクセスポイント１の選択手段１０４は、その選択した共通制御チャネルＣＣＨ９を送信手段１０２へ出力する。

この場合、アクセスポイント１の選択手段１０４は、送信手段１０２がタイムフレームＴＦ１において制御情報フレームＣＴＬＦを移動端末１１へ送信していない場合も、同様にして共通制御チャネルＣＣＨ９を選択して送信手段１０２へ出力する。

アクセスポイント１の送信手段１０２は、共通制御チャネルＣＣＨ９を選択手段１０４から受け、センシング期間２において、受信手段１０３から受けた受信信号強度情報に基づいて共通制御チャネルＣＣＨ９でキャリアセンスする。そして、アクセスポイント１の送信手段１０２は、共通制御チャネルＣＣＨ９が未使用であれば、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０に対する使用状況を“１”または“０”で示したマップ（＝データチャネル選択情報）を含む制御情報フレームＣＴＬＦ４を生成し、その生成した制御情報フレームＣＴＬＦ４を共通制御チャネルＣＣＨ９を用いてタイムフレームＴＦ２のスロット（＝ＤＬ２）で移動端末１１へ送信する。

そして、移動端末１１の受信手段１１３は、アンテナ１１１を介して共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６の周波数帯域（＝２４０２〜２４８１ＭＨｚ）でフレームの到来検出を行ない、制御情報フレームＣＴＬＦ４を共通制御チャネルＣＣＨ９で受信し、その受信した制御情報フレームＣＴＬＦ４をチャネル決定手段１１４へ出力するとともに、制御情報フレームＣＴＬＦ４を受信した共通制御チャネルＣＣＨ９を送信手段１１２へ出力する。

その後、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、受信手段１１３から制御情報フレームＣＴＬＦ４を受け、その受けた制御情報フレームＣＴＬＦ４のマップを参照して、アクセスポイント１が観測したチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を取得する。また、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、送信手段１１２が観測したチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を送信手段１１２から受ける。

そうすると、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、アクセスポイント１から受信したチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況と、送信手段１１２から受けたチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況とに基づいて、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０から共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６を除いた６４個のチャネルのうちの未使用なチャネルを移動端末１１がデータフレームの通信用に用いるデータチャネルＤＣＨ＿２として決定する。そして、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、その決定したデータチャネルＤＣＨ＿２を送信手段１１２へ出力する。

その後、移動端末１１の送信手段１１２は、データチャネルＤＣＨ＿２をチャネル決定手段１１４から受け、共通制御チャネルＣＣＨ９を受信手段１１３から受ける。そして、移動端末１１の送信手段１１２は、データチャネルＤＣＨ＿２を含む制御情報フレームＣＴＬＦ５を生成し、その生成した制御情報フレームＣＴＬＦ５を共通制御チャネルＣＣＨ９を用いてタイムフレームＴＦ２のスロット（＝ＵＬ２）でアクセスポイント１へ送信する。

アクセスポイント１の受信手段１０３は、アンテナ１０１を介してフレームの到来検出を行ない、共通制御チャネルＣＣＨ９で制御情報フレームＣＴＬＦ５を受信し、その受信した制御情報フレームＣＴＬＦ５を送信手段１０２へ出力する。

そして、アクセスポイント１の送信手段１０２は、受信手段１０３から受けた制御情報フレームＣＴＬＦ５に含まれるデータチャネルＤＣＨ＿２を検出し、移動端末１１がデータフレームの通信用に用いるデータチャネルがデータチャネルＤＣＨ＿２であることを検知する。

これによって、データチャネルＤＣＨ＿２がアクセスポイント１および移動端末１１間で共有される。

その後、アクセスポイント１および移動端末１１は、キャリアセンスによってデータチャネルＤＣＨ＿２のうち、データフレームの送信時に未使用なチャネルを選択し、その選択したチャネルを用いてデータフレームＤＴＦ２を時分割で相互に送受信する。

なお、タイムフレームＴＦ２においても、移動端末１１の受信手段１１３は、アンテナ１１１を介して共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６の周波数帯域（＝２４０２〜２４８１ＭＨｚ）でフレームの到来検出を行なった結果、制御情報フレームＣＴＬＦ５のみならず、他のセルＣ２に属するアクセスポイント２からの制御情報フレームＣＴＬＦ６を受信した場合、制御情報フレームＣＴＬＦ５および制御情報フレームＣＴＬＦ６をチャネル決定手段１１４へ出力する。

そして、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、制御情報フレームＣＴＬＦ５に含まれるチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況と、制御情報フレームＣＴＬＦ６に含まれるチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況と、送信手段１１２から受けたチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況とに基づいて、上述した方法によってデータチャネルＤＣＨ＿２を決定する。

これによって、セルＣ１に隣接するセルＣ２内で未使用なチャネルからデータチャネルＤＣＨ＿２を決定でき、タイムフレームＴＦ２においてもセルＣ１，Ｃ２間で干渉を回避できる。

一方、アクセスポイント１の送信手段１０２は、センシング期間２における共通制御チャネルＣＣＨ９でのキャリアセンスの結果、共通制御チャネルＣＣＨ９が使用中であれば、タイムフレームＴＦ２における制御情報フレームＣＴＬＦの送信を停止する。

それ以後、アクセスポイント１は、上述した動作を繰返し実行して各タイムフレームＴＦごとに共通制御チャネルＣＣＨをホッピングパターン（図７参照）に従って変更し、その変更した共通制御チャネルＣＣＨを用いてチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を含む制御情報フレームＣＴＬＦを移動端末１１へ時分割で送信する。そして、移動端末１１は、各タイムフレームＴＦごとに、上述した方法によってデータチャネルＤＣＨを決定してアクセスポイント１へ送信する。これによって、アクセスポイント１および移動端末１１は、各タイムフレームＴＦごとにデータチャネルＤＣＨを共有する。

なお、アクセスポイント２〜ｉおよび移動端末１２〜１ｉも、アクセスポイント１および移動端末１１と同じ方法によってデータチャネルＤＣＨを共有する。

上述した方法によれば、データフレームの送信に先立って使用する周波数チャネルを各セルＣ１〜Ｃｉにおいて自律分散的に決定し、その情報が共通制御チャネル上で送受信ノード（アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉ）間で交換される。

この場合、効率的なデータフレームの伝送を実現するには、セル間のチャネル選択の競合をいかに回避するかが重要となる。

そこで、この発明の実施の形態においては、各セルＣ１〜Ｃｉが周波数チャネル選択情報（＝制御情報フレームＣＴＬＦ中のマップ）の交換に用いている共通制御チャネルの番号、スロット番号、およびホッピングパターンの番号に基づいて、チャネル選択の優先順位を設定する。この場合、セルＣ１〜Ｃｉ間の公平性および受信ノードの構成を考慮する。

以下、具体的に説明する。チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０のうち、共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ１６を除く６４個のチャネルを周波数の低い順にデータチャネルＤＣＨ１〜ＤＣＨ６４とする。

まず、８０個のチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０を２０個（４個の共通制御チャネルと１６個のデータチャネル）ずつに分割し、周波数の低い順に第１〜第４周波数サブブロックとする。これは、共通制御チャネルにおける周波数サブブロックをデータチャネルにも拡張したものである。

図９は、第１周波数サブブロックにおけるチャネルの構成図である。第１周波数サブブロックにおいては、４個の共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ４および１６個のデータチャネルＤＣＨ１〜ＤＣＨ１６が存在する。

共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ４は、それぞれ、２４０２ＭＨｚ、２４０７ＭＨｚ、２４１２ＭＨｚおよび２４１７ＭＨｚからなる。

データチャネルＤＣＨ１〜ＤＣＨ１６は、それぞれ、２４０３ＭＨｚ、２４０４ＭＨｚ、２４０５ＭＨｚ、２４０６ＭＨｚ、２４０８ＭＨｚ、２４０９ＭＨｚ、２４１０ＭＨｚ、２４１１ＭＨｚ、２４１３ＭＨｚ、２４１４ＭＨｚ、２４１５ＭＨｚ、２４１６ＭＨｚ、２４１８ＭＨｚ、２４１９ＭＨｚ、２４２０ＭＨｚ、および２４２１ＭＨｚからなる。

なお、第２〜第４周波数サブブロックの各々は、図９に示す第１周波数サブブロックと同じ構成からなり、第２周波数サブブロック以降は、各周波数サブブロックごとに、チャネル番号に２０を、共通制御チャネル番号に４を、データチャネル番号に１６をそれぞれ加えたものになる。

（１）同一周波数サブブロック内におけるチャネル選択優先順位
データフレームの伝送時に周波数チャネルを選択するときの同一周波数サブブロック内におけるチャネル選択の優先順位について第１周波数サブブロックを例にして説明する。

図９に示すように、各周波数サブブロックには、１６個のデータチャネルＤＣＨ１〜ＤＣＨ１６が存在する。このうち、外側の共通制御チャネル（ＣＣＨ１およびＣＣＨ４）によって挟まれた１２個のデータチャネルＤＣＨ１〜ＤＣＨ１２は、当該周波数サブブロック内の共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ４を使用している１２個のセル（４個の共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ４および３スロット（ＤＬ１，ＵＬ１；ＤＬ２，ＵＬ２；ＤＬ３，ＵＬ３））に対して優先的に均等に配分される。

これは、無線通信システム１００においては、アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉが少なくとも４個の連続した共通制御チャネルの同時受信を行なえるように設計されること、およびナイキスト周波数が２０ＭＨｚの受信機における帯域制限フィルタのロールオフの影響を考慮したものであるからである。

共通制御チャネルＣＣＨ４の外側に位置する４個のデータチャネルＤＣＨ１３〜ＤＣＨ１６に関しては、それぞれ、共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ４を使用しているセルに対して優先的に与えられる。

そして、同一の共通制御チャネルを使用するセルが複数存在する場合、使用スロットの若い順に優先的に与えられる。なお、無線通信システム１００においては、周波数チャネル選択情報（＝制御情報フレームＣＴＬＦ中のマップ）の交換に用いるスロット番号は、タイムフレーム単位でインクリメントされるため、同一共通制御チャネルを用いるセル間の公平性は、これによって確保される。

また、無線通信システム１００においては、未使用な共通制御チャネルも、データフレームの伝送に用いられる。その場合、共通制御チャネルＣＣＨ１〜ＣＣＨ４は、上述したデータチャネルＤＣＨ１３〜ＤＣＨ１６と同じ方法によって優先的に配分される。

上述した指針に基づいてチャネル選択の優先順位を作成すると、表１に示すようになる。

表１において、ａ−ｂは、第ａ共通制御チャネルの第ｂスロットを周波数チャネル選択情報（＝制御情報フレームＣＴＬＦ中のマップ）の交換に使用中のセルを表す。例えば、１−１は、第１共通制御チャネルＣＣＨ１の第１スロット（ＤＬ１，ＵＬ１）を周波数チャネル選択情報（＝制御情報フレームＣＴＬＦ中のマップ）の交換に使用中のセルを表す。

（２）異なる周波数サブブロック間のチャネル選択優先順位
データフレームの伝送時に周波数チャネルを選択するときの異なる周波数サブブロック間におけるチャネル選択の優先順位について説明する。

無線通信システム１００は、図７に示すように、複数の共通制御チャネルのホッピングパターンを束ねたパターングループ単位で各周波数サブブロックを使用する。そこで、同一のパターングループ内（周波数サブブロック内）の優先的選択は、上記（１）において説明した方法によって与えられるものとし、パターングループ間（周波数サブブロック間）におけるチャネルの優先的選択は、以下の方法によって行なわれる。

（ｉ）使用周波数チャネルの選択時点で周波数チャネル選択情報の交換に当該周波数サブブロックを使用中のパターングループ
（ｉｉ）データフレームの伝送予定時（次のタイムフレーム）において、周波数チャネル選択情報に当該周波数サブブロックを使用するパターングループ
（ｉｉｉ）上記（ｉ），（ｉｉ）に該当しないパターングループのうち、当該周波数サブブロックに隣接する周波数サブブロックを使用中のパターングループ（該当するパターンが２個存在する場合は、使用周波数の低いパターングループ）
（ｉｖ）上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）に該当しないパターングループ
パターングループ構成（パターン番号の若い順に４個ずつグループ化）を行なった場合の使用チャネル選択を時刻ｊ＝１にて行なう際（時刻ｊ＝２におけるデータフレームの伝送）における各周波数サブブロックに対する周波数チャネルの選択優先順位は、表２に示すようになる。

表２において、“ＦＳＢａ”は、第ａ周波数サブブロックを表し、“ＰＧｂ”は、第ｂパターングループを表す。

なお、時刻ｊ＝１以降における使用チャネル選択においても、図７に基づいてパターングループ間の選択優先順位が決定される。

従って、各移動端末１１〜１ｉのチャネル決定手段１１４は、好ましくは、同一周波数サブブロック内のチャネルを使用しているセル間においては、上述した表１に従ってデータチャネルＤＣＨを決定し、異なる周波数サブブロック間のチャネルを使用しているセル間においては、上述した表２に従ってデータチャネルＤＣＨを決定する。

図１０は、無線通信システム１００の１つのセルに属するアクセスポイントおよび移動端末の動作を説明するためのフローチャートである。

なお、図１０においては、セルＣ１に属するアクセスポイント１および移動端末１１の動作を説明する。

一連の動作が開始されると、アクセスポイント１の選択手段１０４は、上述した方法によって、初期の共通制御チャネルＣＣＨ＿ｉｎｉを選択し、その選択した共通制御チャネルＣＣＨ＿ｉｎｉを共通制御チャネルＣＣＨと設定する（ステップＳ１）。

そして、アクセスポイント１は、ｍ＝１を設定し（ステップＳ２）、共通制御チャネルＣＣＨを送信手段１０２へ出力する。その後、アクセスポイント１の送信手段１０２は、タイムフレームＴＦ（ｍ）のセンシング期間において、受信手段１０３から受けた受信信号強度情報に基づいて共通制御チャネルＣＣＨでキャリアセンスし（ステップＳ３）、共通制御チャネルＣＣＨが使用中であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、共通制御チャネルＣＣＨが使用中でないと判定されたとき、アクセスポイント１の送信手段１０２は、タイムフレームＴＦ（ｍ）の３個のスロット（＝ＤＬ１，ＵＬ１；ＤＬ２，ＵＬ２；ＤＬ３，ＵＬ３）の中から任意の１個のスロットを選択する（ステップＳ５）。

その後、アクセスポイント１の送信手段１０２は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０でのキャリアセンス結果に基づいて、上述した方法によって、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を示すマップを含む制御情報フレームＣＴＬＦ１を生成する（ステップＳ６）。

そして、アクセスポイント１の送信手段１０２は、タイムフレームＴＦ（ｍ）において、選択したスロットで共通制御チャネルＣＣＨを用いて制御情報フレームＣＴＬＦ１を移動端末１１へ送信する（ステップＳ７）。

そうすると、移動端末１１の受信手段１１３は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０でフレームの到来検出を行い、共通制御チャネルＣＣＨで制御情報フレームＣＴＬＦ１を受信する（ステップＳ８）。

そして、移動端末１１の受信手段１１３は、制御情報フレームＣＴＬＦ１をチャネル決定手段１１４へ出力するとともに、制御情報フレームＣＴＬＦ１を受信したときの共通制御チャネルＣＣＨを送信手段１１２へ出力する。

その後、移動端末１１のチャネル決定手段１１４は、制御情報フレームＣＴＬＦ１から取り出したチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況と、送信手段１１２が観測したチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況とに基づいて、データチャネルＤＣＨを決定し（ステップＳ９）、その決定したデータチャネルＤＣＨを送信手段１１２へ出力する。

移動端末１１の送信手段１１２は、データチャネルＤＣＨをチャネル決定手段１１４から受け、共通制御チャネルＣＣＨを受信手段１１３から受ける。そして、移動端末１１の送信手段１１２は、データチャネルＤＣＨを含む制御情報フレームＣＴＬＦ２を生成し（ステップＳ１０）、アクセスポイント１と同じ番号のスロットを選択する（ステップＳ１１）。例えば、アクセスポイント１がＤＬ１からなるスロットを選択したのであれば、移動端末１１の送信手段１１２は、ＵＬ１からなるスロットを選択する。なお、アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉ間では同期が取れているので、移動端末１１の送信手段１１２は、受信手段１１３が制御情報フレームＣＴＬＦ１を受信したタイミング（即ち、共通制御チャネルＣＣＨを受信手段１１３から受けるタイミング）によって、アクセスポイント１が選択したスロットを検知できる。

ステップＳ１１の後、移動端末１１の送信手段１１２は、選択したスロットで共通制御チャネルＣＣＨを用いて制御情報フレームＣＴＬＦ２をアクセスポイント１へ送信する（ステップＳ１２）。

そして、アクセスポイント１の受信手段１０３は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０でフレームの到来検出を行ない、共通制御チャネルＣＣＨで制御情報フレームＣＴＬＦ２を受信し（ステップＳ１３）、その受信した制御情報フレームＣＴＬＦ２を送信手段１０２へ出力する。

その後、アクセスポイント１の送信手段１０２は、受信手段１０３から制御情報フレームＣＴＬＦ２を受け、その受けた制御情報フレームＣＴＬＦ２からデータチャネルＤＣＨを検出する（ステップＳ１４）。これによって、データチャネルＤＣＨがアクセスポイント１および移動端末１１間で共有される。

そして、アクセスポイント１および移動端末１１は、データチャネルＤＣＨでキャリアセンスを行ない、データチャネルＤＣＨのうちに未使用なチャネルがあれば、データフレームを生成し、未使用なチャネルを用いてデータフレームを時分割で相互に送受信する（ステップＳ１５）。

なお、データチャネルＤＣＨの全てが使用中であれば、アクセスポイント１および移動端末１１は、データフレームの送信を停止する。

一方、ステップＳ４において、共通制御チャネルＣＣＨが使用中であると判定されたとき、アクセスポイント１の送信手段１０２は、制御情報フレームＣＴＬＦの送信を停止する（ステップＳ１６）。

そして、ステップＳ１５またはステップＳ１６の後、アクセスポイント１は、ｍ＝ｍ＋１を設定し（ステップＳ１７）、タイムフレームＴＦ（ｍ）においてホッピングパターンに従って共通制御チャネルを変更し、変更後の共通制御チャネルＣＣＨ＿ｈｏｐを共通制御チャネルＣＣＨに設定する（ステップＳ１８）。

以後、一連の動作は、ステップＳ３へ戻り、上述したステップＳ３〜ステップＳ１８が繰返し実行される。

そして、ステップＳ５が２回目以降に実行される場合、アクセスポイント１の送信手段１０２は、前回選択したスロットの番号を１つインクリメントしてスロットを選択し、ＤＬ３からなるスロットを選択した後にスロットを選択するときは、ＤＬ１からなるスロットを選択する。

このように、３個のスロットから１個のスロットを選択して制御情報フレームＣＴＬＦを送信することによって、同じ共通制御チャネルＣＣＨを使用するアクセスポイントは、時分割で制御情報フレームＣＴＬＦを送信できる。

上述したように、この発明の実施の形態においては、タイムフレーム単位で共通制御チャネルＣＣＨをホッピングパターンに従って変更し、時分割で制御情報フレームＣＴＬＦを送受信するので、最大で４８セル間で衝突を回避してデータフレームの通信用に用いるデータチャネルを示すデータチャネル選択情報を交換し、アクセスポイント１および移動端末１１間でデータチャネル選択情報を共有できる。

また、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の全ての使用状況を示すマップは、タイムフレーム単位（５ｍｓごと）で制御情報フレームＣＴＬＦに含まれてアクセスポイントから移動端末へ送信されるので、周波数方向および時間方向の両方に随時変化する空いている周波数資源を有効に利用できる。

なお、セルＣ２〜Ｃｉに含まれるアクセスポイント２〜ｉおよび移動端末１２〜１ｉの動作も、図１０に示すフローチャートに従って実行される。

上記においては、共通制御チャネルＣＣＨのホッピングパターンは、図７に示すホッピングパターンからなると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、共通制御チャネルＣＣＨのホッピングパターンは、一般的には、以下に説明するホッピングパターンからなる。

無線通信システム１００では、セルＣ１〜Ｃｉ間の同期が保持されている。このため、共通制御チャネルの全ホッピングパターンは、互いに衝突が発生しないように設計される必要がある。

また、制御情報の送信機会の公平性を確保するには、無線システム間の干渉の発生確率を周波数方向および時間方向に平均化するために、各ホッピングパターンは、周波数帯域を一様に使用し、かつ、近接の共通制御チャネルは、ある程度の間隔を空けて使用する必要がある。更に、マルチセル環境における分散動的チャネル選択の際のリソース選択の競合を回避するために、一定数のホッピングパターンは、常に周波数軸上で近接した共通制御チャネルを使用するのが望ましい。

このような目的を満たす一般化されたホッピングパターンを説明する。

まず、以下の条件を仮定する。

（条件１）Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のチャネルは、周波数軸上で等間隔に配置されている。

（条件２）同時に受信可能なチャネル数（受信帯域幅に相当）Ｂ_ｇの異なるＧ（Ｇは、２以上の整数）種類の無線機（２≦Ｂ_１＜Ｂ_２＜・・・＜Ｂ_Ｇ＝Ｎ）が存在する。

（条件３）一つ下位の無線機との間の受信可能チャネル数の比Ｒ_ｇ＋１＝Ｂ_ｇ＋１／Ｂ_ｇは、任意のｇ＝１，２，・・・，Ｇ−１に対して整数倍である。

そして、ホッピングパターンは、以下の構造からなる。

（構造１）各ホッピングパターンは一周期内で全てのチャネルを一度ずつ使用
（構造２）各時刻において、全てのホッピングパターンはそれぞれ異なるチャネルを使用
（構造３）Ｎ個のチャネルは、番号順にＢ_Ｇ−１個ずつ（Ｎ／Ｂ_Ｇ−１）個の１次チャネルブロックに分割され、各ホッピングパターンは各１次チャネルブロックを交互に使用
（構造４）Ｎ種類のホッピングパターンは、番号順にＢ_Ｇ−１種類ずつ（Ｎ／Ｂ_Ｇ−１）個の１次パターングループに分割され、同一１次パターングループに属するパターンは、各時点において同一の１次チャネルブロックに属するチャネルを使用
（構造５）各ｇ次チャネルブロックを構成するＢ_Ｇ−ｇ個のチャネルは、番号順にＢ_{Ｇ−ｇ−１}個ずつ（Ｎ／Ｂ_{Ｇ−ｇ−１}）個の（ｇ＋１）次チャネルブロックに分割され、各ホッピングパターンは、各（ｇ＋１）次チャネルブロックを交互に使用
（構造６）各ｇ次チャネルブロックを構成するＢ_Ｇ−ｇ種類のホッピングパターンは、番号順にＢ_{Ｇ−ｇ−１}種類ずつ（Ｎ／Ｂ_{Ｇ−ｇ−１}）個の（ｇ＋１）次パターングループに分割され、同一（ｇ＋１）次パターングループに属するパターンは、各時点において同一の（ｇ＋１）次チャネルブロックに属するチャネルを使用
表記の便宜上、Ｒ_０＝１、Ｒ_１＝Ｂ_１、Ｒ_Ｇ＋１＝１とすると、上記の構造１〜構造６を満たすＧ次のホッピングパターンｆ_{Ｒ１，Ｒ２，・・・，ＲＧ}（ｎ，ｊ）（第ｎパターン、第ｊホップ）は、次式によって表される。

式（２）において、Ｐ_ｇ［ｘ］は、入力ｘ＝０，１，・・・，Ｒ_ｇ−１に対する任意の置換を表す。

なお、作成されたホッピングパターンの全体に対して、任意の２チャネル間の置換（図７における列置換）および任意の２時刻間の置換（図７における行置換）を施すことにより、構造１および構造２を満たす新たなホッピングパターンを作成することが可能である。

［具体例１］
式（１）によって表現されたホッピングパターンは、Ｒ_１＝４、Ｒ_２＝２、Ｒ_３＝２、およびＰ_ｇ［ｘ］＝ｘとした場合のホッピングパターンｆ_{４，２，２}（ｎ，ｊ）に相当する。

［具体例２］
また、Ｒ_１＝５、Ｒ_２＝３、およびＰ_ｇ［ｘ］＝ｘとした場合の２次のホッピングパターンｆ_５，３（ｎ，ｊ）は、次式によって表される。

図１１は、式（３）によって表されるホッピングパターンを示す図である。式（３）によって表されるホッピングパターンを図示すると、図１１に示すようになる。

このように、この発明の実施の形態においては、アクセスポイント１〜ｉは、一般的に式（２）によって表されるホッピングパターンを用いて共通制御チャネルをタイムフレーム単位でホッピングし、そのホッピング後の共通制御チャネルが未使用である場合に、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を示すマップを含む制御情報フレームＣＴＬＦを移動端末１１〜１ｉへ送信する。そして、移動端末１１〜１ｉは、アクセスポイント１〜ｉから受信した制御情報フレームＣＴＬＦに含まれるチャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を用いてデータフレームの送受信に用いるデータチャネルを決定してアクセスポイント１〜ｉへ送信する。

従って、アクセスポイント１〜ｉおよび移動端末１１〜１ｉが無線通信に用いる周波数帯域が変化しても、他の無線システムへの干渉を回避してデータチャネルを選択するためのデータチャネル選択情報（＝チャネルＣＨ１〜ＣＨ８０の使用状況を示すマップ）を共有できる。

なお、この発明の実施の形態においては、アクセスポイント１〜ｉの各々は、「無線装置」または「第１の無線装置」を構成し、移動端末１１〜１ｉの各々は、「第２の無線装置」を構成する。

また、アクセスポイント１〜ｉがタイムフレーム単位で制御情報フレームを送受信することは、アクセスポイント１〜ｉが制御情報フレームを定期的に送受信することに相当する。

更に、移動端末１１〜１ｉがタイムフレーム単位で制御情報フレームを送受信することは、移動端末１１〜１ｉが制御情報フレームを定期的に送受信することに相当する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、他の無線システムへの干渉を回避しながらチャネル選択情報を効率的に共有可能な無線装置に適用される。また、この発明は、他の無線システムへの干渉を回避しながらチャネル選択情報を効率的に共有可能な無線装置を備えた無線通信システムに適用される。

１〜ｉアクセスポイント、１１〜１ｉ移動端末、１００無線通信システム、１０１，１１１アンテナ、１０２，１１２送信手段、１０３，１１３受信手段、１０４選択手段、１０５ホッピングテーブル、１０６，１１５同期確立手段、１１４チャネル決定手段。

Claims

各々が一つの基地局によって管理される複数のセルが存在するとともに、異なる複数の無線システムが混在した無線通信環境において使用される無線装置であって、
前記複数の無線システムが使用している周波数帯域から周波数ホッピング方式によって共通制御チャネルを定期的に選択する選択手段と、
前記周波数帯域における受信信号強度情報に基づいて、前記選択手段によって選択された共通制御チャネル上でキャリアセンスを行ない、前記選択された共通制御チャネルが未使用である場合に前記選択された共通制御チャネルを用いてデータ通信用に用いられるデータチャネルを選択するためのデータチャネル選択情報を定期的に送信する送信手段と、
前記周波数帯域における受信信号強度を測定して前記選択された共通制御チャネルに関する受信信号強度情報を生成し、その生成した受信信号強度情報を前記送信手段へ出力するとともに、当該無線装置が管理するセル内に存在する移動端末が前記データチャネル選択情報を用いて決定したデータ通信用に用いるデータチャネルを定期的に前記移動端末から受信する受信手段とを備える無線装置。
前記送信手段は、前記データチャネル選択情報をタイムフレーム単位で時分割方式を用いて送信する、請求項１に記載の無線装置。
前記送信手段は、前記選択された共通制御チャネルが使用されている場合、当該タイムフレームにおける前記データチャネル選択情報の送信を停止し、次のタイムフレームにおいて、前記選択手段が前記周波数ホッピング方式によって選択した共通制御チャネルを用いて前記データチャネル選択情報の送信を試行する、請求項２に記載の無線装置。
前記選択手段は、前記共通制御チャネルのホッピングパターンを示すホッピングテーブルを予め保持しており、前記ホッピングテーブルを参照して各タイムフレームごとに前記共通制御チャネルを選択する、請求項１に記載の無線装置。
前記共通制御チャネルの総数をＮ（Ｎは、２以上の整数）個とし、同時に受信可能なチャネル数が相互に異なる無線装置の個数をＧ（Ｇは、２以上の整数）個とし、前記同時に受信可能なチャネル数をＢ_１〜Ｂ_Ｇとすると、
前記ホッピングテーブルは、
各ホッピングパターンが一周期内で全てのチャネルを一度ずつ使用し、
各時刻において、全てのホッピングパターンがそれぞれ異なるチャネルを使用し、
Ｎ個の共通制御チャネルが番号順にＢ_Ｇ−１個ずつ（Ｎ／Ｂ_Ｇ−１）個の１次チャネルブロックに分割され、前記ホッピングパターンが各１次チャネルブロックを交互に使用し、
Ｎ種類のホッピングパターンが番号順にＢ_Ｇ−１種類ずつ（Ｎ／Ｂ_Ｇ−１）個の１次パターングループに分割され、同一１次パターングループに属するパターンが各時点において同一の１次チャネルブロックに属するチャネルを使用し、
ｇ（ｇ＝１〜Ｇ−２）次チャネルブロックを構成するＢ_Ｇ−ｇ個のチャネルが番号順にＢ_{Ｇ−ｇ−１}個ずつ（Ｎ／Ｂ_{Ｇ−ｇ−１}）個の（ｇ＋１）次チャネルブロックに分割され、前記ホッピングパターンが各（ｇ＋１）次チャネルブロックを交互に使用し、
各ｇ次パターングループを構成するＢ_Ｇ−ｇ種類のホッピングパターンが番号順にＢ_{Ｇ−ｇ−１}種類ずつ（Ｎ／Ｂ_{Ｇ−ｇ−１}）個の（ｇ＋１）次パターングループに分割され、同一（ｇ＋１）次パターングループに属するパターンが各時点において同一の（ｇ＋１）次チャネルブロックに属するチャネルを使用する構造からなる、請求項１に記載の無線装置。
各々が一つの基地局によって管理される複数のセルが存在するとともに、異なる複数の無線システムが混在した無線通信環境において使用される無線通信システムであって、
第１の無線装置と、
前記第１の無線装置との間で無線通信を行なう第２の無線装置とを備え、
前記第１の無線装置は、前記複数の無線システムが使用している周波数帯域から周波数ホッピング方式によって共通制御チャネルを定期的に選択し、その選択した共通制御チャネル上でキャリアセンスを行ない、前記選択した共通制御チャネルが未使用である場合に前記選択した共通制御チャネルを用いてデータ通信用に用いられるデータチャネルを選択するための第１のデータチャネル選択情報を定期的に前記第２の無線装置へ送信するとともに、前記第２の無線装置が前記第１のデータチャネル選択情報を用いて決定したデータ通信用に用いるデータチャネルを定期的に前記第２の無線装置から受信し、
前記第２の無線装置は、前記第１のデータチャネル選択情報を前記第１の無線装置から定期的に受信し、その受信した第１のデータチャネル選択情報と、自己が観測した使用可能なデータチャネルを示す第２のデータチャネル選択情報とを用いて、データ通信用に用いるデータチャネルを定期的に決定し、その決定したデータチャネルを前記共通制御チャネルを用いて前記第１の無線装置へ定期的に送信する、無線通信システム。
前記第１および第２の無線装置は、前記データチャネルを用いて時分割方式でデータフレームを相互に送受信する、請求項６に記載の無線通信システム。
前記第２の無線装置は、自己が属するセル以外のセルに属する第３の無線装置からデータ通信用に用いられるデータチャネルを選択するための第３のデータチャネル選択情報を受信し、前記第１から第３のデータチャネル選択情報を用いて前記データチャネルを決定する、請求項６に記載の無線通信システム。
前記第２の無線装置は、自己が属するセル以外のセルにおいて用いられているチャネルとの衝突を回避して前記データチャネルを決定する、請求項６に記載の無線通信システム。