JP2013175940A - 通信装置、通信方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】トラフィック量の多い状況においても、通信品質を考慮した空き周波数帯域を用いた通信を行うことができる通信装置を提供する。
【解決手段】空き周波数帯域を用いて通信を行う通信装置１であって、通信データを通信する通信部１１と、キャリアセンスしきい値よりも低い信号強度の周波数帯域である空き周波数帯域を検出するキャリアセンス部１２と、キャリアセンス部１２が検出した空き周波数帯域を用いて通信データを通信させる制御部１３と、通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるようにキャリアセンス部１２におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように通信部１１における変調設定を変更する変更部１８と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、空き周波数帯域を用いて通信を行う通信装置等に関する。

従来、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ−Ｓｃｉｅｎｃｅ−Ｍｅｄｉｃａｌ）帯などにおいて、断片化した空き周波数帯域を集積し、一つの無線チャネルとして用いるダイナミックスペクトラムアクセス（ＤＳＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ａｃｃｅｓｓ）のコンセプトが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。また、そのＤＳＡに適したスペクトラム制御方式として、シングルキャリア変調のスペクトラムをバンドパスフィルタにより複数の帯域に分割し、それぞれを周波数変換して伝送するスペクトラム分割シングルキャリア変調方式も提案されている（例えば、特許文献１，非特許文献２参照）。

特開２０１０−２３２８５７号公報

太郎丸真、矢野一人、塚本悟司、上羽正純、「ＩＳＭバンドにおける高効率周波数共用に向けたダイナミックスペクトラムアクセスシステムのコンセプト提案」、信学技報，ｖｏｌ．１０８，ｎｏ．４４６，ＳＲ２００８−９７，ｐ．５３−５７，２００９年３月 鈴木康夫、太郎丸真、矢野一人、上羽正純、「ＤＳＡのための帯域制限付きスペクトラム分割シングルキャリア伝送方式の基本性能」、信学技報，ｖｏｌ．１０９，ｎｏ．１６４，ＲＣＳ２００９−８１，ｐ．１９−２３，２００９年８月

従来のＤＳＡによる通信等によれば、キャリアセンス（スペクトラムセンシング）によって空き周波数帯域を検出し、その検出した空き周波数帯域を用いることによって、高い周波数利用効率を達成可能な通信を行うことができていた。しかしながら、周囲または自身のトラフィック量の増加により空き周波数帯域が少ない状況においては、通信機会を確保できなくなり、品質をみたした通信を行うことができないという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、空き周波数帯域を用いた通信において、トラフィック量の多い状況においても、通信品質を考慮した通信を実現可能な通信装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による通信装置は、空き周波数帯域を用いて通信を行う通信装置であって、通信データを通信する通信部と、キャリアセンスしきい値よりも低い信号強度の周波数帯域である空き周波数帯域を検出するキャリアセンス部と、キャリアセンス部が検出した空き周波数帯域を用いて通信データを通信させる制御部と、通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるようにキャリアセンス部におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように通信部における変調設定を変更する変更部と、を備えたものである。
このような構成により、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更することによって、通信帯域を増やすことができると共に、ビットエラー率が下がるように変調設定を変更することによって、キャリアセンス条件の変更に応じたビットエラー率の上昇を回避することができるようになる。その結果、通信帯域を増やしながらも、ビットエラー率が上昇しないようにすることが可能となる。

また、本発明による通信装置では、変更部が、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更することは、キャリアセンスしきい値を高くすることを含んでもよい。
このような構成により、キャリアセンスしきい値を高くすることによって、通信機会を高くすることができる。

また、本発明による通信装置では、変更部が、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更することは、キャリアセンスを行う期間であるキャリアセンス期間を短くすることを含んでもよい。
このような構成により、キャリアセンス期間を短くすることによって、通信機会を高くすることができる。

また、本発明による通信装置では、通信データの通信に関する通信品質を取得する通信品質取得部と、通信品質取得部が取得した通信品質が、要求される通信品質である要求通信品質をみたしているかどうか判断する判断部と、をさらに備え、変更部は、通信品質が要求通信品質をみたしていないと判断部によって判断された場合に、キャリアセンス条件の変更及び変調設定の変更の少なくとも一方を行ってもよい。
このような構成により、要求通信品質をみたしていない場合に、キャリアセンス条件や変調設定を変更することによって、ビットエラー率の上昇を抑えながら、通信帯域を増やすことができるようになる。

また、本発明による通信装置では、要求通信品質を受け付ける要求通信品質受付部と、要求通信品質ごとに、要求通信品質に応じて通信中に用いられたキャリアセンス条件及び変調設定を蓄積する蓄積部と、をさらに備え、変更部は、要求通信品質受付部が新たに受け付けた要求通信品質に応じた通信データの通信が開始される際に、要求通信品質に応じて蓄積された最新のキャリアセンス条件及び最新の変調設定を初期値として設定し、判断部は、通信品質取得部が取得した通信品質が、要求通信品質受付部が受け付けた要求通信品質をみたしているかどうか判断してもよい。
このような構成により、要求通信品質に応じて設定された過去のキャリアセンス条件等を記憶しておくことによって、同じ要求通信品質に応じた後の通信において、その記憶していたキャリアセンス条件等を初期値として設定することができ、要求通信品質に応じたキャリアセンス条件等が早く収束すると考えられる。

また、本発明による通信方法は、空き周波数帯域を用いて通信を行う通信方法であって、キャリアセンスしきい値よりも低い信号強度の周波数帯域である空き周波数帯域を検出するキャリアセンスステップと、キャリアセンスステップで検出した空き周波数帯域を用いて通信データを通信させる制御ステップと、通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるようにキャリアセンスステップにおけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように通信データの通信における変調設定を変更する変更ステップと、を備えたものである。

本発明による通信装置等によれば、トラフィック量の多い状況においても、通信品質を考慮した空き周波数帯域を用いた通信を実現可能となる。

本発明の実施の形態１による通信装置の構成を示すブロック図 同実施の形態による通信部の構成を示すブロック図 同実施の形態による通信装置の動作を示すフローチャート 同実施の形態による通信装置の動作を示すフローチャート 同実施の形態における変調設定の一例を示す図 同実施の形態における品質スコアの変化の一例を示す図 同実施の形態における各シミュレーションのノード配置を示す図 同実施の形態における各シミュレーションのキャリアセンス条件等を示す図 同実施の形態における各シミュレーションの選択ＩＤの時間変化と受信スループットの時間変化との結果を示す図 同実施の形態における各シミュレーションの無線リソースの利用状況を示す図 同実施の形態におけるコンピュータシステムの外観一例を示す模式図 同実施の形態におけるコンピュータシステムの構成の一例を示す図

以下、本発明による通信装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による通信装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による通信装置は、通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように変調設定を変更するものである。

図１は、本実施の形態による通信装置１の構成を示すブロック図である。本実施の形態による通信装置１は、アンテナ２を介し、空き周波数帯域を用いて無線通信を行うものであり、通信部１１と、キャリアセンス部１２と、制御部１３と、要求通信品質受付部１４と、通信品質取得部１５と、判断部１６と、蓄積部１７と、変更部１８とを備える。なお、本実施の形態では、通信装置１がモバイルステーション（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）であり、通信装置１の通信先の装置であるアクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）が存在する場合について主に説明するが、そうでなくてもよいことは言うまでもない。通信装置１がＡＰであってもよい。また、図１では、通信装置１の主な構成について示したものであり、図示した以外にも、例えば、アプリケーションを実行する実行部や、他の装置の有するアプリケーションの実行部と情報のやりとりを行うインターフェース等が存在してもよいことは言うまでもない。

通信部１１は、通信データを通信する。その通信データの通信は、例えば、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により、複数の周波数帯域に応じた複数のサブスペクトラムに分割する通信であってもよく、あるいは、そうでなくてもよい。スペクトラム分割シングルキャリア変調方式以外の通信としては、例えば、スペクトラム分割を行わないシングルキャリア変調方式の通信であってもよく、スペクトラム分割を行わないマルチキャリア変調方式の通信であってもよく、あるいは、スペクトラム分割を行うマルチキャリア変調方式の通信であってもよい。いずれの通信であったとしても、通信部１１は、１個または複数の周波数帯域を用いて通信データの通信を行うものとする。その１個または複数の周波数帯域は、キャリアセンス部１２によって検出された、使用されていない空き周波数帯域から選択されるものであり、後述するように、制御部１３によって指定されるものである。その通信部１１による通信は、送信であってもよく、受信であってもよく、送受信であってもよい。本実施の形態では、通信部１１がスペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送受信を行う場合について主に説明する。また、例えば、通信途中においてもキャリアセンスが行われ、その時点の空き周波数帯域を用いて通信が行われる場合には、その通信で用いられる単数または複数の周波数帯域は、通信途中においても適宜、切り替えられるうるものとなる。また、通信部１１は、所定のタイムフレーム（例えば、５ｍｓ等）を単位とするＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に基づくチャネルアクセスを行ってもよく、あるいは、そうでなくてもよい。また、通信部１１は、そのチャネルアクセスにおいて、セル内での多元接続を、タイムフレームを分割したスロットを単位とするＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｌｔｉｐｌｅｘ）により実現してもよく、あるいは、そうでなくてもよい。

図２は、通信部１１における送信系１１ａ（図２（ａ））と、受信系１１ｂ（図２（ｂ））との詳細な構成を示すブロック図である。送信系１１ａは、通信データを、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により、複数の周波数帯域に応じた複数のサブスペクトラムに分割して送信する。受信系１１ｂは、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により、複数の周波数帯域に応じた複数のサブスペクトラムに分割されて送信された通信データを受信する。

図２（ａ）において、送信系１１ａは、変調部３１と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部３２と、フーリエ変換部３３と、スペクトラムマッピング部３４と、逆フーリエ変換部３５と、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換部３６と、ＤＡ変換部３７と、局部発信部３８と、周波数変換部３９と、電力増幅部４０とを備える。

変調部３１は、デジタル信号である通信データを受け付け、その通信データによりデジタル変調する。なお、ＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）特性をよくするためなどの目的で、スペクトラム分割前の変調波形をロールオフフィルタにより整形してもよい（そのことについては、例えば、次の文献を参照されたい）。Ｓ／Ｐ変換部３２は、デジタル変調された通信データを、複数の並列配列の信号に変換する。なお、デジタル変調時にロールオフフィルタを用いた場合には、ＩＦＦＴフレーム境界付近の出力信号が歪んでしまうため、Ｓ／Ｐ変換部３２及びＰ／Ｓ変換部３６において、重複Ｓ／Ｐ変換及び重複Ｐ／Ｓ変換を行ってもよい。その重複率は、例えば、１／８であってもよい。
文献：鈴木康夫、矢野一人、上羽正純、「スペクトラム分割シングルキャリア伝送の波形整形効果」、２０１０年電子情報通信学会ソサイエティ大会，Ｂ−５−１３７，ｐ．４９１，２０１０年９月

フーリエ変換部３３は、Ｓ／Ｐ変換後の複数の並列配列の信号を受け付け、それらの信号を並列に高速フーリエ変換することによって、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。スペクトラムマッピング部３４は、高速フーリエ変換後の信号を受け付け、その信号に対してスペクトラムマッピングを行う。具体的には、スペクトラムマッピング部３４は、高速フーリエ変換後の信号をバンドパスフィルタによってＡ１個に分割し、分割後のＡ１個の信号に対して、通信で用いる複数の周波数帯域に応じた周波数変換を行う。なお、スペクトラムマッピング部３４は、高速フーリエ変換後の並列配列の信号である、複数の分割送信スペクトラムブロックに含まれる複数の周波数成分を、後述する制御部１３によって設定される複数の周波数帯域に分割するためのマッピング行列を生成し、そのマッピング行列を用いて、複数の分割送信スペクトラムブロックに含まれる複数の周波数成分を複数の周波数帯域に分割してもよい。このスペクトラムマッピング部３４の詳細な処理については、例えば、前述の特許文献１を参照されたい。なお、Ｓ／Ｐ変換時に重複Ｓ／Ｐ変換を行っている場合には、周波数変換後の信号位相が不連続となるため、位相補正も行う（上記文献参照）。このＡ１は、通信で用いられるサブスペクトラムの個数であり、１以上の整数である。複数のサブスペクトラムを用いて通信を行う場合には、Ａ１は２以上である。逆フーリエ変換部３５は、スペクトラムマッピング後の信号に対して、逆高速フーリエ変換を行い、時間領域の信号に戻す。Ｐ／Ｓ変換部３６は、逆高速フーリエ変換後の信号を受け付け、並列配列の信号を直列配列に変換する。なお、前述のように、Ｐ／Ｓ変換部３６は、重複Ｐ／Ｓ変換を行ってもよい。ＤＡ変換部３７は、Ｐ／Ｓ変換後の直列配列のデジタル信号を受け付け、そのデジタル信号をアナログ信号に変換する。局部発信部３８は、周波数変換のための信号を生成する。周波数変換部３９は、局部発信部３８が生成した周波数変換のための信号を用いて、ＤＡ変換部３７で生成された等価ベースバンド帯域送信信号を、送信周波数帯に変換する。電力増幅部４０は、周波数変換部３９により周波数変換された送信信号を、所望の電力まで増幅する。その送信信号が、アンテナ２を介して送信される。

なお、送信系１１ａの各構成要素が受け渡しを行う信号を、単に通信データと呼ぶこともある。また、送信系１１ａの構成は、これに限定されるものではなく、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式による送信を行うことができるのであれば、他の構成であってもよい。例えば、Ｓ／Ｐ変換やＰ／Ｓ変換を行わなくてもよく、あるいは、高速フーリエ変換や逆高速フーリエ変換に代えて、離散フーリエ変換や逆離散フーリエ変換を用いてもよい。このように、送信系１１ａの構成には任意性が存在する。また、送信系１１ａは、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な部分については、送信デバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。

図２（ｂ）において、受信系１１ｂは、低雑音増幅部４１と、周波数変換部４２と、局部発信部４３と、ＡＤ変換部４４と、Ｓ／Ｐ変換部４５と、フーリエ変換部４６と、スペクトラムデマッピング部４７と、逆フーリエ変換部４８と、Ｐ／Ｓ変換部４９と、復調部５０とを備える。

低雑音増幅部４１は、アンテナ２で受信された通信データのアナログ信号を受信し、その受信したアナログ信号（受信信号）を増幅する。周波数変換部４２は、局部発信部４３によって生成された信号を用いて、受信信号を周波数変換し、ＡＤ変換部４４で変換できる等価ベースバンド帯域受信信号に変換する。局部発信部４３は、その周波数変換部４２での周波数変換のための信号を生成する。ＡＤ変換部４４は、等価ベースバンド帯域受信信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ｓ／Ｐ変換部４５は、ＡＤ変換後のデジタル信号を受け付け、そのデジタル信号を複数の並列配列の信号に変換する。フーリエ変換部４６は、Ｓ／Ｐ変換後の複数の並列配列の信号を受け付け、それらの信号を並列に高速フーリエ変換することによって、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。スペクトラムデマッピング部４７は、高速フーリエ変換後の信号を受け付け、その信号に対してスペクトラムデマッピングを行う。具体的には、スペクトラムデマッピング部４７は、高速フーリエ変換後の信号をバンドパスフィルタによって通信で用いられた複数の周波数帯域に応じたＡ２個の周波数帯域の信号に分割し、分割後のＡ２個の周波数帯域に応じた信号に対して周波数変換を行うことによって一つの周波数帯域の信号に結合する。なお、スペクトラムデマッピング部４７は、スペクトラムマッピング部３４と同様の手法によって、通信データの通信で用いられた複数の周波数帯域に応じたマッピング行列を生成し、そのマッピング行列の転置行列であるデマッピング行列を算出し、そのデマッピング行列を用いて、高速フーリエ変換後の並列配列の信号を一つの周波数帯域に結合してもよい。このスペクトラムデマッピング部４７の詳細な処理については、例えば、前述の特許文献１を参照されたい。なお、Ａ２は、通信で用いられるサブスペクトラムの個数であり、１以上の整数である。複数のサブスペクトラムを用いて通信が行われる場合には、Ａ２は２以上である。また、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により通信を行う場合には、通常、送信する通信データのサブスペクトラムの個数と、受信する通信データのサブスペクトラムの個数とは等しいため、Ａ１＝Ａ２となるが、場合によっては異なっていてもよい。逆フーリエ変換部４８は、スペクトラムデマッピング後の信号に対して、逆高速フーリエ変換を行い、時間領域の信号に戻す。Ｐ／Ｓ変換部４９は、逆高速フーリエ変換後の信号を受け付け、並列配列の信号を直列配列に変換する。復調部５０は、Ｐ／Ｓ変換後の直列配列のデジタル信号を受け付け、そのデジタル信号をデジタル復調する。

ここで、受信系１１ｂにおいても、スペクトラムデマッピング部４７の後段においてロールオフフィルタを用いてもよい。その場合には、逆フーリエ変換部４８は、ロールオフフィルタから受け取った信号に対して逆フーリエ変換を行うことになる。また、ロールオフフィルタを用いる場合には、Ｓ／Ｐ変換部４５及びＰ／Ｓ変換部４９において、重複Ｓ／Ｐ変換及び重複Ｐ／Ｓ変換を行ってもよい。また、Ｓ／Ｐ変換時に重複変換を行っている場合には、信号位相が不連続とならないように、スペクトラムデマッピング部４７において位相補正も行う。

なお、受信系１１ｂの各構成要素が受け渡しを行う信号を、単に通信データと呼ぶこともある。また、受信系１１ｂの構成は、これに限定されるものではなく、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式による受信を行うことができるのであれば、他の構成であってもよい。例えば、Ｓ／Ｐ変換やＰ／Ｓ変換を行わなくてもよく、あるいは、高速フーリエ変換や逆高速フーリエ変換に代えて、離散フーリエ変換や逆離散フーリエ変換を用いてもよい。また、受信系１１ｂにおいて、フーリエ変換部４６とスペクトラムデマッピング部４７との間において等化器（イコライザ）による等化処理を行ってもよい。このように、受信系１１ｂの構成には任意性が存在する。また、受信系１１ｂは、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な部分については、受信デバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。

また、送信系１１ａにおける局部発信部３８と、受信系１１ｂにおける局部発信部４３とは、同一のものであってもよい。すなわち、同一の局部発信部を用いて、周波数変換部３９，４２における周波数変換が行われてもよい。また、例えば、局部発信部３８，４３が生成する周波数が２．４ＧＨｚであり、周波数変換部３９による周波数変換後の送信信号の周波数と、アンテナ２で受信された受信信号の周波数とが２．４ＧＨｚであり、等価ベースバンド帯域の送信信号、受信信号の周波数が０ＧＨｚであってもよい。なお、これらの周波数は一例であり、これらに限定されないことは言うまでもない。

キャリアセンス部１２は、キャリアセンス条件に応じてキャリアセンスを行い、通信に用いられていない周波数帯域である空き周波数帯域を検出する。その空き周波数帯域は、１個であってもよく、あるいは、複数であってもよい。キャリアセンス条件は、キャリアセンスしきい値、及びキャリアセンス期間のうち、少なくとも一方を含むものである。そのキャリアセンス条件は、後述するように、変更部１８によって変更可能なものである。本実施の形態では、キャリアセンス条件が、キャリアセンスしきい値を含む場合について主に説明する。キャリアセンス部１２は、例えば、キャリアセンス期間の間、キャリアセンスしきい値よりも低い信号強度の周波数帯域である空き周波数帯域を検出してもよく、キャリアセンス期間における受信強度の平均が、キャリアセンスしきい値よりも低い周波数帯域である空き周波数帯域を検出してもよく、あるいは、その他のキャリアセンス期間とキャリアセンスしきい値とを用いたキャリアセンスを行ってもよい。キャリアセンス条件にキャリアセンスしきい値が含まれる場合には、そのキャリアセンスしきい値が変更されることになり、キャリアセンス条件にキャリアセンス期間が含まれる場合には、そのキャリアセンス期間が変更されることになる。キャリアセンス部１２は、通信部１１における受信系１１ｂの高速フーリエ変換後の信号を用いて、その検出を行ってもよい。すなわち、キャリアセンス部１２は、例えば、高速フーリエ変換後の周波数領域の信号から得たパワースペクトルを、キャリアセンスしきい値と比較し、例えば、キャリアセンス期間において、そのキャリアセンスしきい値よりも振幅の大きい周波数帯域は使用されていると判断し、キャリアセンス期間において、そのキャリアセンスしきい値よりも振幅の小さい周波数帯域は使用されていないと判断してもよい。なお、本実施の形態では、キャリアセンス部１２がキャリアセンスを行う場合について主に説明するが、結果として、キャリアセンスと同じ結果が得られるのであれば、キャリアセンス自体をキャリアセンス部１２が行わなくてもよい。例えば、他の装置（例えば、ＡＰなど）において取得されたパワースペクトルを通信装置１が受信し、キャリアセンス部１２は、そのパワースペクトルを用いてキャリアセンスと同様のことを行ってもよく、他の装置において行われたキャリアセンスの結果を受信してもよい。また、キャリアセンス部１２は、例えば、他の装置（例えば、ＡＰなど）から受信した空き周波数帯域と、自らがセンシングした空き周波数帯域とのうち、重複している帯域を、最終的な空き周波数帯域としてもよい。なお、キャリアセンス部１２がキャリアセンスの結果自体を他の装置から受信する場合には、そのキャリアセンスを行う装置において、キャリアセンス部１２に設定されているキャリアセンス条件に応じたキャリアセンスが行われる必要がある。そのため、キャリアセンス部１２のキャリアセンス条件が、キャリアセンスを行う装置に送信されてもよい。また、空き周波数帯域は、例えば、周波数帯域の上限の周波数と下限の周波数とによって示されてもよく、あるいは、あらかじめ周波数帯域ごとにインデックスが付与されており、そのインデックスによって示されてもよい。本実施の形態では、後者の場合について主に説明する。そのインデックスは、例えば、周波数インデックスやチャネルと呼ばれることもある。また、キャリアセンス部１２は、例えば、検出した空き周波数帯域を特定可能な情報（例えば、周波数そのものでもよく、周波数インデックス等でもよい）を図示しない記録媒体に蓄積してもよい。また、結果として、空き周波数帯域を知ることができるのであれば、キャリアセンス部１２が行う処理内容は問わない。例えば、キャリアセンス部１２は、使用中の周波数帯域を取得してもよい。その場合でも、結果として、空き周波数帯域を知ることができるからである。

制御部１３は、キャリアセンス部１２が検出した空き周波数帯域を用いて、通信部１１に通信データを通信させる。具体的には、制御部１３は、キャリアセンス部１２で検出された空き周波数帯域のうち、単数または複数の空き周波数帯域を選択し、その選択した空き周波数帯域で通信データを通信させる。その通信は、受信であってもよく、あるいは、送信であってもよい。その通信が受信である場合には、制御部１３は、例えば、通信先の装置に対して、選択した空き周波数帯域を示す情報を通信部１１に送信させてもよい。その結果、その通信先の装置から、その選択された複数の周波数帯域を用いた通信データが送信され、通信部１１によってその通信データの受信が行われるようになる。なお、その通信部１１による送信は、例えば、制御チャネルを用いて行われてもよい。また、制御部１３が選択した空き周波数帯域を用いて行われる通信が送信である場合には、制御部１３は、例えば、選択した空き周波数帯域を用いて通信部１１に通信データを送信させてもよい。その結果、その選択された周波数帯域を用いた送信が行われるようになる。なお、制御部１３による使用周波数帯域の選択については、ＤＳＡにおいて公知であり、その詳細な説明を省略する。

要求通信品質受付部１４は、要求通信品質を受け付ける。要求通信品質とは、要求される通信品質である。通信品質は、例えば、スループットであってもよく、ジッタであってもよく、遅延であってもよく、損失パケット数や損失パケット率であってもよく、その他の通信品質を示すものであってもよく、あるいは、それらの任意の２以上の組み合わせであってもよい。スループットは、値が高いほど、品質が高いことになる。ジッタ、遅延、損失パケット数や損失パケット率は、値が低いほど、品質が高いことになる。本実施の形態では、通信品質がスループットである場合について主に説明する。この要求通信品質の受け付けは、例えば、アプリケーション等の上位レイヤや他の構成要素からの受け付けであってもよく、それ以外の入力デバイスや、記録媒体等からの受け付け（例えば、ユーザ等からの受け付け）であってもよい。なお、要求通信品質受付部１４は、受け付けを行うためのデバイス（例えば、入力デバイスなど）を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、要求通信品質受付部１４は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは所定のデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。要求通信品質受付部１４が受け付けた要求通信品質は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

通信品質取得部１５は、通信データの通信に関する通信品質を取得する。その通信は、通信部１１によって行われる通信である。通信品質取得部１５は、通信品質の測定用の通信データの通信によって通信品質を測定してもよく、あるいは、そうではない通常の通信データの通信によって通信品質を測定してもよい。また、通信品質取得部１５は、その通信品質を通信相手の装置（例えば、ＡＰ等）から受信することによって取得してもよい。その場合には、通信品質の測定自体は、通信相手の装置によって行われてもよい。なお、通信品質の測定は、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤにおいて行われてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。

判断部１６は、通信品質取得部１５が取得した通信品質が、要求通信品質受付部１４が受け付けた要求通信品質をみたしているかどうか判断する。例えば、通信品質がスループット等のように値が高いほど高品質であるものである場合には、取得された通信品質が要求通信品質以上である場合に、要求通信品質をみたしていることになる。また、例えば、通信品質がジッタ、遅延、損失パケット数や損失パケット率等のように値が低いほど高品質であるものである場合には、取得された通信品質が要求通信品質以下である場合に、要求通信品質をみたしていることになる。

蓄積部１７は、要求通信品質ごとに、その要求通信品質に応じて通信中に用いられたキャリアセンス条件及び変調設定を蓄積する。変調設定については後述する。なお、蓄積されたキャリアセンス条件及び変調設定のうち、最新のものだけが有用であるため、蓄積部１７は、例えば、要求通信品質ごとに、上書きでキャリアセンス条件等を蓄積してもよく、あるいは、最新のものを特定可能なようにした上で、上書きでなくキャリアセンス条件等を蓄積してもよい。その要求通信品質は、要求通信品質受付部１４が受け付けた要求通信品質である。したがって、蓄積部１７は、要求通信品質受付部１４が新たな要求通信品質を受け付けた後には、その要求通信品質に対応付けて、後述するように、変更部１８が変更したキャリアセンス条件等を蓄積する。なお、キャリアセンス条件等の蓄積は、キャリアセンス条件等のそのものの蓄積であってもよく、あるいは、そのキャリアセンス条件等を識別する情報の蓄積であってもよい。後者の場合であったとしても、結果として、蓄積された情報によってキャリアセンス条件等を特定することができるため、蓄積部１７は、キャリアセンス条件等を蓄積していると考えることができる。なお、キャリアセンス条件等を識別する情報は、例えば、後述する「ＩＤ」であってもよい。蓄積部１７がキャリアセンス条件等を蓄積する記録媒体は、例えば、半導体メモリや、光ディスク、磁気ディスク等であり、蓄積部１７が有していてもよく、あるいは蓄積部１７の外部に存在してもよい。また、この記録媒体は、キャリアセンス条件等を一時的に記憶するものであってもよく、そうでなくてもよい。

変更部１８は、通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるようにキャリアセンス部１２におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように通信部１１における変調設定を変更する。なお、通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更し、ビットエラー率が下がるように変調設定を変更するとは、変更部１８による一回の変更により、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更し、ビットエラー率が下がるように変調設定を変更することであってもよく、あるいは、そうでなくてもよい。後者の場合には、一回の変更では、通信機会が高くなるようなキャリアセンス条件の変更と、ビットエラー率が下がるような変調設定の変更とのいずれか一方のみが行われ、その変更が繰り返されることによって、結果として、通信機会が高くなるようなキャリアセンス条件の変更と、ビットエラー率が下がるような変調設定の変更との両方が行われてもよい。また、変更部１８は、通信帯域を減らす場合に、通信機会が低くなるようにキャリアセンス部１２におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が上がるように通信部１１における変調設定を変更してもよい。その場合にも、通信機会が低くなるようなキャリアセンス条件の変更と、ビットエラー率が下がるような変調設定の変更とが一括して行われてもよく、あるいは、順次行われてもよい。

また、通信帯域を増やす場合とは、通信品質が要求通信品質をみたしていない場合であってもよい。すなわち、変更部１８は、通信品質が要求通信品質をみたしていないと判断部１６によって判断された場合に、キャリアセンス条件の変更及び変調設定の変更の少なくとも一方を行ってもよい。そのキャリアセンス条件の変更は、通信機会を高くする変更であり、その変調設定の変更は、伝送レートは下がるがビットエラー率を下げる変更である。なお、変更部１８は、通信品質が要求通信品質をみたしていないと判断部１６によって判断された場合に、すぐにその変更を行ってもよく、あるいは、その判断結果が確からしいことを確認した上で、その変更を行ってもよい。後者の場合には、例えば、判断結果に応じた品質スコアを用い、品質スコアが低しきい値（最小しきい値）以下となった場合に、変更部１８がその変更を行ってもよい。なお、品質スコアは、例えば、通信品質が要求通信品質をみたしていると判断部１６によって判断された場合に加算され（例えば、１だけ加算されてもよい）、通信品質が要求通信品質をみたしていないと判断部１６によって判断された場合に減算される（例えば、１だけ減算されてもよい）ものであってもよい。その品質スコアは、例えば、キャリアセンス条件等の変更が行われた際に、リセットされるものとする。

また、通信帯域を減らす場合とは、通信品質が要求通信品質をみたしている場合であってもよい。すなわち、変更部１８は、通信品質が要求通信品質をみたしていると判断部１６によって判断された場合に、キャリアセンス条件の変更及び変調設定の変更の少なくとも一方を行ってもよい。そのキャリアセンス条件の変更は、通信機会を低くする変更であり、その変調設定の変更は、伝送レートは上がるがビットエラー率を上げる変更である。なお、変更部１８は、通信品質が要求通信品質をみたしていると判断部１６によって判断された場合に、すぐにその変更を行ってもよく、あるいは、その判断結果が確からしいことを確認した上で、その変更を行ってもよい。後者の場合には、例えば、判断結果に応じた品質スコアを用い、品質スコアが高しきい値（最大しきい値）以上となった場合に、変更部１８がその変更を行ってもよい。なお、品質スコアについては、前述の通りである。また、その品質スコアは、例えば、キャリアセンス条件等の変更が行われた際に、リセットされるものとする。

また、変更部１８は、要求通信品質受付部１４が新たに受け付けた要求通信品質に応じた通信データの通信が開始される際に、その要求通信品質に応じて蓄積された最新のキャリアセンス条件及び最新の変調設定を初期値として設定してもよい。そのようにすることで、新たに受け付けられた要求通信品質に応じたキャリアセンス条件や変調設定の収束を早めることができると考えられる。なお、変更部１８によるキャリアセンス条件等の変更は、例えば、ＭＡＣレイヤにおいて行われてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。

ここで、キャリアセンス条件について説明する。キャリアセンス条件は、前述のように、キャリアセンスしきい値と、キャリアセンス期間との少なくとも一方を含むものである。そして、キャリアセンス条件にキャリアセンスしきい値が含まれる場合には、変更部１８が、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更することは、キャリアセンスしきい値を高くすることであってもよい。また、その場合には、変更部１８が、通信機会が低くなるようにキャリアセンス条件を変更することは、キャリアセンスしきい値を低くすることであってもよい。また、キャリアセンス条件にキャリアセンス期間が含まれる場合には、変更部１８が、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更することは、キャリアセンスを行う期間であるキャリアセンス期間を短くすることであってもよい。また、その場合には、変更部１８が、通信機会が低くなるようにキャリアセンス条件を変更することは、キャリアセンス期間を長くすることであってもよい。

次に、変調設定について説明する。変調設定は、変調方式、及び／または、符号化率の設定のことである。本実施の形態では、変調設定が変調方式及び符号化率である場合について主に説明する。したがって、本実施の形態では、変調設定は、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）と同様のものである。図５は、その変調設定の一例を示す図である。図５では、上の設定ほどビットエラー率が低くなり、下の設定ほどビットエラー率が高くなる。また、上の設定ほど送信シンボルあたりのビット数が少なくなり、下の設定ほど送信シンボルあたりのビット数が多くなる。なお、変調設定を変更する場合において、送信系１１ａの変調設定を変更するときには、変更部１８は、変調部３１の変調設定を変更し、受信系１１ｂの変調設定を変更するときには、変更部１８は、復調部５０の変調設定を変更することになる。

また、変更部１８によるキャリアセンス条件の変更は、例えば、あらかじめ複数のキャリアセンス条件が設定されており、キャリアセンス部１２で用いるキャリアセンス条件を、その設定されているものから、通信機会が高くなる方向に、または通信機会が低くなる方向に切り替えることによってなされてもよい。同様に、変更部１８による変調設定の変更も、例えば、あらかじめ複数の変調設定が設定されており、通信部１１で用いる変調設定を、その設定されているものから、ビットエラー率が上がる方向に、またはビットエラー率が下がる方向に切り替えることによってなされてもよい。さらに、後述するシミュレーションのように、キャリアセンス条件及び変調設定がセットとして設定されており、変更部１８は、キャリアセンス部１２等で用いられるセットを切り替えることにより、キャリアセンス条件等の切り替えを一括して行ってもよい。

次に、通信装置１の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。この図３のフローチャートでは、通信を開始する前に要求通信品質受付部１４が要求通信品質を受け付け、それに応じて通信が開始される場合について説明する。

（ステップＳ１０１）要求通信品質受付部１４は、要求通信品質を受け付けたかどうか判断する。そして、要求通信品質を受け付けた場合には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合には、要求通信品質を受け付けるまでステップＳ１０１の処理を繰り返す。なお、受け付けられた要求通信品質は、図示しない記録媒体に蓄積されてもよい。

（ステップＳ１０２）変更部１８は、受け付けられた要求通信品質に対応するキャリアセンス条件等が蓄積部１７によって蓄積されているかどうか判断する。そして、要求通信品質に対応するキャリアセンス条件等が蓄積されている場合には、ステップＳ１０３に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０４に進む。

（ステップＳ１０３）変更部１８は、キャリアセンス条件及び変調設定として、ステップＳ１０１で受け付けられた要求通信品質に対応して蓄積されたキャリアセンス条件等を初期値に設定する。なお、キャリアセンス条件は、キャリアセンス部１２に設定され、変調設定は、通信部１１に設定される。

（ステップＳ１０４）変更部１８は、あらかじめ設定されているデフォルトの値を、キャリアセンス条件等の初期値に設定する。なお、キャリアセンス条件は、キャリアセンス部１２に設定され、変調設定は、通信部１１に設定される。ここで、そのデフォルトの値は、１個の値であってもよく、あるいは、要求通信品質ごとに設定された複数の値であってもよい。後者の場合には、変更部１８は、ステップＳ１０１で受け付けられた要求通信品質に応じたデフォルトの値をキャリアセンス条件等の初期値に設定するものとする。そのようにすることで、キャリアセンス条件等が早く収束することになると考えられる。

（ステップＳ１０５）変更部１８は、品質スコアを０に設定する。

（ステップＳ１０６）キャリアセンス部１２は、キャリアセンスを行う。その際に、設定されているキャリアセンス条件を用いてキャリアセンスを行うものとする。

（ステップＳ１０７）制御部１３は、キャリアセンスの結果を用いて、通信に使用する空き周波数帯域を選択する。そして、通信部１１は、その選択された空き周波数帯域を用いて通信を行う。その際に、例えば、制御チャネル等を介して、通信で用いる周波数帯域や、通信で用いる変調設定等を通信相手に通知してもよい。

（ステップＳ１０８）通信部１１は、通信を終了するかどうか判断する。そして、通信を終了する場合には、ステップＳ１０１に戻り、そうでない場合には、ステップＳ１０９に進む。なお、通信部１１は、例えば、アプリケーション等から通信を終了する旨の指示を受け付けた場合に、通信を終了すると判断してもよく、通信対象の通信データが存在しなくなった場合に、通信を終了すると判断してもよく、あるいは、その他のタイミングで通信を終了すると判断してもよい。

（ステップＳ１０９）通信品質取得部１５は、通信品質に関する処理を行うかどうか判断する。そして、通信品質に関する処理を行う場合には、ステップＳ１１０に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０６に戻る。なお、通信品質取得部１５は、例えば、定期的に通信品質に関する処理を行うと判断してもよい。

（ステップＳ１１０）通信品質取得部１５等は、通信品質に関する処理を行う。そして、ステップＳ１０６に戻る。なお、この通信品質に関する処理の詳細については、図４のフローチャートを用いて後述する。

なお、ステップＳ１０２において、要求通信品質に対応するキャリアセンス条件等が蓄積されていないと判断された場合であっても、ステップＳ１０４において、変更部１８は、受け付けられた要求通信品質に最も近い要求通信品質に対応する、蓄積されたキャリアセンス条件等を初期値として設定してもよい。

また、図３のフローチャートにおいて、通信途中にアプリケーション等から要求通信品質を受け受けることができるようにしてもよい。そのように、通信途中にアプリケーション等から要求通信品質を受け付けた場合には、例えば、ステップＳ１０２に戻り、キャリアセンス条件等の初期値の設定の処理から行うようにしてもよい。また、図３のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。

図４は、図３のフローチャートにおける品質に関する処理（ステップＳ１１０）の詳細を示すフローチャートである。

（ステップＳ２０１）通信品質取得部１５は、通信品質を取得する。その取得された通信品質は、例えば、図示しない記録媒体に蓄積されてもよい。なお、その通信品質の取得は、前述のように、通信部１１によって行われる通常の通信を用いて取得されてもよく、その通信品質を測定するための通信を用いて取得されてもよく、あるいは、通信相手の装置から受信することによって行われてもよい。また、その通信品質の取得は、例えば、あらかじめ測定されたり受信されたりした通信品質の記憶されている記録媒体から、最新の通信品質を読み出すことであってもよい。

（ステップＳ２０２）判断部１６は、通信品質取得部１５が取得した通信品質が、要求通信品質受付部１４が受け付けた要求通信品質をみたすかどうか判断する。そして、要求通信品質をみたす場合には、ステップＳ２０３に進み、みたさない場合には、ステップＳ２０６に進む。

（ステップＳ２０３）変更部１８は、品質スコアを加算する。本実施の形態では、その加算は、それまでの品質スコアに対する「１」の加算であるとする。

（ステップＳ２０４）変更部１８は、その加算後の品質スコアが、高しきい値以上であるかどうか判断する。そして、高しきい値以上である場合には、ステップＳ２０５に進み、そうでない場合には、図３のフローチャートに戻る。

（ステップＳ２０５）変更部１８は、通信機会が低くなるキャリアセンス条件の変更と、ビットエラー率が上がるような変調設定の変更とのうち、少なくともいずれかを行う。なお、前述したように、ここでの変更は、キャリアセンス条件の変更と変調設定の変更とのいずれか一方でもよいが、このステップＳ２０５の処理が何回か繰り返された場合には、両方の変更が行われるようになっているものとする。

（ステップＳ２０６）変更部１８は、品質スコアを減算する。本実施の形態では、その減算は、それまでの品質スコアに対する「１」の減算であるとする。

（ステップＳ２０７）変更部１８は、その減算後の品質スコアが、低しきい値以下であるかどうか判断する。そして、低しきい値以下である場合には、ステップＳ２０８に進み、そうでない場合には、図３のフローチャートに戻る。

（ステップＳ２０８）変更部１８は、通信機会が高くなるキャリアセンス条件の変更と、ビットエラー率が下がるような変調設定の変更とのうち、少なくともいずれかを行う。なお、前述したように、ここでの変更は、キャリアセンス条件の変更と変調設定の変更とのいずれか一方でもよいが、このステップＳ２０８の処理が何回か繰り返された場合には、両方の変更が行われるようになっているものとする。

（ステップＳ２０９）蓄積部１７は、要求通信品質受付部１４が受け付けた最新の要求通信品質に対応付けて、変更部１８が設定した最新のキャリアセンス条件、及び／または、最新の変調設定を蓄積する。なお、この蓄積では、変更されたもののみを蓄積してもよい。

（ステップＳ２１０）変更部１８は、品質スコアを０にリセットする。そして、図３のフローチャートに戻る。

なお、図４のフローチャートにおける品質スコアの加算及び減算（ステップＳ２０３，Ｓ２０６）において、加算したり減算したりする値を同じにしてもよく、あるいは、異なるようにしてもよい。後者の場合には、高しきい値の絶対値と低しきい値の絶対値とが等しいのであれば、例えば、減算する値のほうを大きくすることにより、通信帯域を増やす方向（すなわち、通信機会を増やす方向）により容易に制御されることになり、加算する値のほうを大きくすることにより、通信帯域を減らす方向（すなわち、通信機会を減らす方向）により容易に制御されることになる。なお、同じことは、高しきい値と低しきい値とを変更することによっても行うことができる。加算する値と減算する値とが等しいのであれば、例えば、高しきい値の絶対値を、低しきい値の絶対値よりも大きくすることにより、通信帯域を増やす方向（すなわち、通信機会を増やす方向）により容易に制御されることになり、高しきい値の絶対値を、低しきい値の絶対値よりも小さくすることにより、通信帯域を減らす方向（すなわち、通信機会を減らす方向）により容易に制御されることになる。

また、図３、図４のフローチャートにおいて、品質スコアのリセット値が０である場合について説明したが、そうでなくてもよい。品質スコアは、０以外の値にリセットされてもよい。例えば、品質スコアのリセット値に正のオフセットを設けることによって、高しきい値の絶対値と低しきい値の絶対値とが等しく、加算する値と減算する値とが等しいのであれば、通信帯域を減らす方向（すなわち、通信機会を減らす方向）により容易に制御されることになる。また、例えば、品質スコアのリセット値に負のオフセットを設けることによって、高しきい値の絶対値と低しきい値の絶対値とが等しく、加算する値と減算する値とが等しいのであれば、通信帯域を増やす方向（すなわち、通信機会を増やす方向）により容易に制御されることになる。

また、図４のフローチャートでは、品質スコアを用いてキャリアセンス条件等を変更する場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、ステップＳ２０２において、要求通信品質をみたすと判断された場合に、ステップＳ２０５に進み、そうでない場合に、ステップＳ２０８に進むようにしてもよい。

次に、本実施の形態による通信装置１の動作について、具体例を用いて説明する。まず、要求通信品質受付部１４が、スループットである要求通信品質「ＡＡＡ（ｂｐｓ）」をアプリケーションから受け付けたとする（ステップＳ１０１）。すると、要求通信品質受付部１４は、その要求通信品質を判断部１６と、蓄積部１７と、変更部１８とに渡す。そして、判断部１６等は、受け取った要求通信品質「ＡＡＡ（ｂｐｓ）」を、それぞれ図示しない記録媒体に蓄積する。

また、変更部１８は、受け取った要求通信品質に対応するキャリアセンス条件等が蓄積されているかどうか判断する（ステップＳ１０２）。この場合には、蓄積されていなかったとする。すると、変更部１８は、あらかじめ設定されているデフォルトの値であるキャリアセンス条件及び変調設定を初期値に設定する（ステップＳ１０３）。具体的には、変更部１８は、キャリアセンスしきい値を−８０（ｄＢｍ）に設定し、変調方式を１６ＱＡＭに設定し、符号化率を１／２に設定したとする。また、変更部１８は、図示しない記録媒体で記憶されている品質スコアを「０」に設定する（ステップＳ１０５）。その後、キャリアセンス部１２は、キャリアセンスしきい値を−８０（ｄＢｍ）を用いてキャリアセンスを行い、検出された空き周波数帯域を制御部１３に渡す（ステップＳ１０６）。制御部１３は、受け取った空き周波数帯域から、通信で用いる周波数帯域を選択し、通信部１１に渡す。そして、通信部１１は、変調方式「１６ＱＡＭ」、符号化率「１／２」の設定の変調及び復調により、制御部１３が選択した周波数帯域を用いた通信を行う（ステップＳ１０７）。なお、その通信において、制御チャネル等を介して、通信データの通信で用いるチャネルや変調方式、符号化率を、通信先の装置にあらかじめ送信してもよい。そのようにして、通信データの通信が継続される（ステップＳ１０６〜Ｓ１１０）。

ここで、通信品質に関する処理を行うタイミングになったとする。すると、通信品質取得部１５は、そのタイミングになったと判断し（ステップＳ１０９）、通信品質に関する処理が実行される（ステップＳ１１０）。具体的には、通信品質取得部１５は、それまでに実行された通信から、スループットである通信品質「ＢＢＢ（ｂｐｓ）」を算出し、判断部１６に渡す（ステップＳ２０１）。判断部１６は、その通信品質を受け取ると、あらかじめ記憶している要求通信品質以上であるかどうか判断する（ステップＳ２０２）。この場合には、測定された通信品質が、要求通信品質以上であったとする。すると、変更部１８は、その判断結果に応じて、品質スコアを１だけインクリメントして「１」にする（ステップＳ２０３）。なお、この具体例において、高しきい値は「２」であり、低しきい値は「−３」であるとする。すると、変更部１８は、品質スコア「１」が高しきい値以上ではないと判断し（ステップＳ２０４）、キャリアセンス条件等の変更は行われない。

その後、再度、通信品質に関する処理を行うタイミングになったとする。すると、通信品質取得部１５は、前述のように、スループットである通信品質「ＣＣＣ（ｂｐｓ）」を算出し、判断部１６に渡す（ステップＳ１０９，Ｓ２０１）。この場合にも、判断部１６によって、その通信品質が要求通信品質以上であるかどうか判断されたとする（ステップＳ２０２）。すると、変更部１８は、品質スコアを１だけインクリメントして「２」にする（ステップＳ２０３）。そして、図６の時間Ｔ１で示されるように、品質スコア「２」が高しきい値「２」以上であると判断され（ステップＳ２０４）、変更部１８は、キャリアセンスしきい値を−８５（ｄＢｍ）に設定し、変調方式を６４ＱＡＭに設定し、符号化率を３／４に設定したとする（ステップＳ２０５）。また、蓄積部１７は、あらかじめ記憶している要求通信品質「ＡＡＡ（ｂｐｓ）」に対応付けて、キャリアセンス条件であるキャリアセンスしきい値「−８５（ｄＢｍ）」と、変調設定である変調方式「６４ＱＡＭ」及び符号化率「３／４」とを図示しない記録媒体に蓄積する（ステップＳ２０９）。その後、変更部１８は、品質スコアを０にリセットする（ステップＳ２１０）。

その後、図６で示されるように、時間Ｔ２となるまで、品質スコアが１ずつデクリメントされたとする（ステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０６，Ｓ２０７）。そして、時間Ｔ２となった際に、品質スコア「−３」が低しきい値「−３」以下であると判断され（ステップＳ２０７）、変更部１８は、キャリアセンスしきい値を−８０（ｄＢｍ）に設定し、変調方式を１６ＱＡＭに設定し、符号化率を１／２に設定したとする（ステップＳ２０８）。また、蓄積部１７は、あらかじめ記憶している要求通信品質「ＡＡＡ（ｂｐｓ）」に対応付けて、キャリアセンス条件であるキャリアセンスしきい値「−８０（ｄＢｍ）」と、変調設定である変調方式「１６ＱＡＭ」及び符号化率「１／２」とを図示しない記録媒体に上書きで蓄積する（ステップＳ２０９）。その後、変更部１８は、品質スコアを０にリセットする（ステップＳ２１０）。このようにして、品質スコアに応じたキャリアセンス条件等の変更が行われることになる。

次に、本実施の形態による通信装置１に関する３個のシミュレーションについて説明する。このシミュレーションにおいて、キャリアセンス条件は、キャリアセンスしきい値を含み、変調設定は、変調方式及び符号化率を含むものとする。また、このシミュレーションで用いた２．４ＧＨｚのＩＳＭ帯で運用するＤＳＡシステムの周波数チャネル構成について簡単に説明する。システム帯域幅は８０ＭＨｚであり、帯域幅１ＭＨｚの周波数チャネルを８０個設ける。その周波数チャネル番号の末尾が１または６となる１６個のチャネルは、制御チャネルに指定され、チャネル割当情報等の制御情報伝送に使用される。その他のチャネルはデータチャネルに指定され、ペイロードの伝送に利用される。制御チャネルは、ホッピングパタンに基づき、タイムフレーム単位で変更される。これは、一部の帯域が他システムによって占有されている場合にも、送信機会を確保するためである。また、使用する制御チャネルに応じて、データチャネル選択範囲を制限することにより、セル間干渉を回避する。ＤＳＡシステムのタイムフレームは、各周波数チャネルのスペクトラムセンシングに用いる長さ２００μｓの送信停止区間と、それに続く情報伝送に用いられる８個のスロット（各スロットは６００μｓ）とから構成される。スロットは、下りリンク・上りリンクにそれぞれ４個ずつ配分される。また、データ伝送を行うＭＳに対しては、下りリンク・上りリンク共に同数かつ同一番号のスロットが割り当てられる。ＡＰ，ＭＳ共に送信停止区間内においてセンシングを行い、制御チャネルとして使用予定の帯域が未使用と判定された場合にのみ、制御チャネルパケットを、その制御チャネルを介して送信する。制御チャネルパケットには、送信者側で実施した周波数チャネルにおけるセンシングの結果と、データチャネル選択情報、送信ペイロード長、使用する変調設定といったデータチャネルパケットの物理ヘッダに相当する情報、並びに一部のＭＡＣヘッダ情報が格納される。制御チャネルパケット送信と同時に使用可能なデータチャネルを適当数選択し、必要であればスペクトラム分割を行いつつペイロード送信用のデータチャネルパケットを送信する。なお、ＡＰは自身のセンシング結果のみに基づき、各周波数チャネルの使用可否を判断する。一方、ＭＳは、ＡＰから通知されたＡＰ側のセンシング結果、並びに自身が行ったセンシングの結果の双方で未使用と判定された周波数チャネルのみ使用可能と判断する。したがって、ＭＳは下りリンク制御チャネルパケットが正常受信されなかった場合は、自身のパケット伝送を行わない。

次に、シミュレーションエリアについて簡単に説明する。シミュレーションエリアは、一辺の長さ５０ｍの方形とする。システム間干渉が各システムに与える影響に注目するため、伝搬路については自由空間伝搬における減衰を想定し、各システムの送信スペクトラムマスク及び受信フィルタ特性は理想矩形とする。ＤＳＡシステムにおける受信ノードからのキャリアセンス条件等の変更通知は、伝送エラーや遅延なく理想的に送信ノードで受信できるものとする。また、無線ＬＡＮ、ＤＳＡシステムの諸元は次の通りである。
［無線ＬＡＮ］
送信スペクトラムマスク：理想矩形特性（幅１８ＭＨｚ）
受信フィルタ：理想矩形特性（幅１８ＭＨｚ）
送信電力：１６ｄＢｍ
物理層データレート：５４Ｍｂｐｓ
キャリアセンスしきい値電力：−５６ｄＢｍ
ＢＳＳ動作モード：インフラストラクチャモード

［ＤＳＡシステム］
送信スペクトラムマスク：理想矩形特性
受信フィルタ：理想矩形特性
送信電力：４ｄＢｍ
キャリアセンス時間：２００μｓ

また、シミュレーションごとの品質スコアの更新間隔（通信品質の取得間隔）、高しきい値、及び低しきい値は、次のようにした。
品質スコアの更新間隔 高しきい値 低しきい値
シミュレーション１ １ｓ ＋５ −１００
シミュレーション２ ０．１ｓ ＋５ −５
シミュレーション３ １ｓ ＋５ −５

［シミュレーション１］
シミュレーション１では、トラフィックが定常的な状況において、本実施の形態による通信装置１が、より適切なキャリアセンス条件等を動的に変更することで、アプリケーションが要求するスループット（通信品質）を達成できることを示す。シミュレーションのノード配置は、図７（ａ）で示される通りである。無線ＬＡＮのＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）をチャネル１，５，９，１３で運用し、ＡＰと、本実施の形態による通信装置１であるＭＳとを含むＤＳＡシステムのセルを１つ設置する環境を想定した。無線ＬＡＮは、ＡＰ，ＳＴＡ共にデータレート１６Ｍｂｐｓの固定ビットレート（ＣＢＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）トラフィック伝送を行うようにした。ＤＳＡシステムは、ＡＰ・ＭＳ間で相互にデータレート２．２Ｍｂｐｓの固定ビットレートトラフィック伝送を行うようにした。このアプリケーションの要求スループット（要求通信品質）は、１．８Ｍｂｐｓに設定した。なお、要求スループットは、制御手法を安定に動作させるためのマージンを見込んで、オファードロード（２．２Ｍｂｐｓ）より２割程度低めの値に設定した。ＤＳＡシステムのキャリアセンス条件（キャリアセンスしきい値）及び変調設定は、図８（ａ）で示されるようにした。すなわち、ＩＤ番号が大きくなるにつれて、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件が変化し、ビットエラー率が下がるように変調設定が変化するように設定した。なお、このシミュレーション１や他のシミュレーションにおいて、キャリアセンス条件及び変調設定の設定は、ＩＤ番号を選択することによって行うようにした。すなわち、ステップＳ２０５では、ＩＤ番号を１だけデクリメントした設定に変更し、ステップＳ２０８では、ＩＤ番号を１だけインクリメントした設定に変更することにした。なお、それ以上低いＩＤ番号がない場合や、それ以上高いＩＤ番号がない場合には、ＩＤ番号の変更は行われないようにした。

図９（ａ）は、本シミュレーションにおける、ＤＳＡシステムのＭＳである通信装置１における選択ＩＤの変化と、受信スループット特性の変化とを示すグラフである。時間の経過と共に、ＩＤ番号の大きいキャリアセンス条件等に移行し、そのキャリアセンス条件等の移行に応じてスループットが向上していることが分かる。２０秒以降においては、ＩＤ「３」のキャリアセンス条件等において要求スループットを達成し、定常状態となっている。このキャリアセンスしきい値は、ＤＳＡシステムノードから最も離れた場所で通信を行う無線ＬＡＮのＢＳＳ（Ｃｈ１で運用）からの干渉信号電力よりも大きな値となっている。つまり、ＤＳＡシステムは、スペクトラムセンシングにより、全帯域からそのＢＳＳの運用帯域を使用可能リソースとみなして通信帯域を確保すると共に、干渉信号の存在を考慮して低いＭＣＳ（ビットエラー率の低い変調設定）を選択することで、所望信号のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を確保した通信を行ったことになる。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、それぞれシミュレーション開始から６．５秒付近、１３秒付近の無線リソース利用状況を示す図である。図中の４個の縦の破線は、左から順番に無線ＬＡＮのＣｈ１，５，９，１３の中心周波数を示す（以降の図においても同様であるとする）。図１０（ａ）において、６．５秒付近では、４つの無線ＬＡＮのＢＳＳの信号が送信されており、キャリアセンスしきい値「−８０．０（ｄＢｍ）」でキャリアセンスを行っている通信装置１は、通信データのパケット伝送に利用可能なチャネルを確保できていない。一方、図１０（ｂ）において、キャリアセンスしきい値が「−７５．０（ｄＢｍ）」に上がった１３秒付近では、通信装置１は、無線ＬＡＮのＢＳＳにおけるＣｈ１の帯域を未使用リソースと判断し、通信データのパケット伝送に利用可能なチャネルを確保している。その後、２０秒以降において要求スループットを達成したことは、前述の通りである。

なお、本シミュレーションにおいて、ＤＳＡシステムがＣｈ１のＢＳＳに与える干渉電力は十分小さく、無線ＬＡＮ側のキャリアセンスレベル以下にとどまっているため、無線ＬＡＮの通信は阻害されていないことになる。

［シミュレーション２］
シミュレーション２では、ＤＳＡシステムをＩＥＥＥ８０２．１１ｇの無線ＬＡＮと同時に運用している場合であって、無線ＬＡＮ側のトラフィックが動的に増加する場合であっても、ＤＳＡシステムが状況に応じたキャリアセンス条件等を適切に選択し、通信を維持できることを示す。シミュレーションのノード配置と、基本的な設定は、シミュレーション１と同様である。Ｃｈ１，５，１３で運用する無線ＬＡＮのＢＳＳでは、ＡＰ，ＳＴＡ共にデータレート１６Ｍｂｐｓの固定ビットレートトラフィック伝送を行うようにした。また、Ｃｈ９で運用する無線ＬＡＮのＢＳＳでは、データレートが１０秒ごとに６０ｋｂｐｓと１６Ｍｂｐｓとの間で切り替わるトラフィック伝送を行うようにした。ＤＳＡシステムでは、ＡＰ，ＭＳ共にデータレート５．２Ｍｂｐｓの固定ビットレートトラフィックを伝送するようにした。また、アプリケーションの要求スループットは、高トラフィック状況下の通信を想定し、１．３Ｍｂｐｓに設定した。また、ＤＳＡシステムのキャリアセンス条件（キャリアセンスしきい値）及び変調設定は、図８（ｂ）で示されるようにした。すなわち、ＩＤ番号が大きくなるにつれて、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件が変化し、ビットエラー率が下がるように変調設定が変化するように設定した。

図９（ｂ）は、本シミュレーションにおける、ＤＳＡシステムのＭＳである通信装置１における選択ＩＤの変化と、受信スループット特性の変化とを示すグラフである。図９（ｂ）において、無線ＬＡＮのデータレートが高い時間帯を網掛けで示している。１０秒ごとに無線ＬＡＮのデータレートが高くなることに伴い、無線ＬＡＮのＣｈ９付近の帯域の未使用リソース量が大きく減少するが、そのような状況においてＤＳＡシステムは、大きい値のＩＤを選択することで通信を維持している。例えば、シミュレーション開始後１０秒過ぎまでの無線ＬＡＮのデータレートが低く未使用無線リソースが多い時間帯では、キャリアセンスしきい値「−８０．０（ｄＢｍ）」、変調方式「６４ＱＡＭ」、符号化率「３／４」であるＩＤ「０」を選択して通信を行っている。その後、１０秒過ぎから２０秒過ぎまでにおいて、無線ＬＡＮのデータレートが高く、未使用無線リソースが少なくなっている時間帯には、キャリアセンスしきい値「−７５．０（ｄＢｍ）」、変調方式「１６ＱＡＭ」、符号化率「１／２」であるＩＤ「２」を選択している。このとき、ＤＳＡシステムは、スペクトラムセンシングにより、全帯域から使用可能リソースを発見することで、低スループットながらも通信を維持することができている。

図１０（ｃ）、図１０（ｄ）は、それぞれシミュレーション開始から４．５秒付近、１９．５秒付近の無線リソース利用状況を示す図である。図１０（ｃ）において、Ｃｈ９で運用する無線ＬＡＮのＢＳＳにおけるデータレートが低い時間帯（４．５秒付近）においては、ＤＳＡシステムは、そのＢＳＳの帯域の未使用リソースを用いて通信を行っている。一方、図１０（ｄ）において、同帯域のデータレートが上がり、未使用無線リソースが少なくなっている時間帯（１９．５秒付近）においては、ＤＳＡシステムは、無線ＬＡＮのＣｈ１の帯域において、データ伝送を行っていることが分かる。それは、シミュレーション１の定常状態と同様の状況である。

未使用無線リソースに余裕のない状況においても、通信を維持し、データパケットの送受信を継続できることは、例えば、リモートマシン制御などのロバストな無線通信を要求するアプリケーションにとっては非常に重要な特性である。本シミュレーションの結果は、本実施の形態による通信装置１によって、キャリアセンス条件等を適応的に変更することで、そのようなアプリケーションの要求をみたす通信を実現可能なことを示している。

［シミュレーション３］
シミュレーション３では、ＤＳＡシステムのトラフィックが動的に変化する状況において、ＤＳＡシステムが動的なキャリアセンス条件等の選択を行うことで、無線ＬＡＮのスループットを大きく劣化させることなく、自身のスループットを確保できることを示す。シミュレーションのノード配置は、図７（ｂ）で示される通りである。無線ＬＡＮは、ＡＰ，ＳＴＡ共に、データレート１６Ｍｂｐｓの固定ビットレートトラフィック伝送を行うように設定した。ＤＳＡシステムは、ＡＰ，ＭＳ共にデータレート２５６ｋｂｐｓで１０秒間、２．３Ｍｂｐｓで１秒間のトラフィック伝送を繰り返すように設定した。このアプリケーションの要求スループットは、低レート時は、２００ｋｂｐｓ、高レート時は、２．０Ｍｂｐｓに設定した。ＤＳＡシステムのキャリアセンス条件（キャリアセンスしきい値）及び変調設定は、図８（ｃ）で示されるようにした。すなわち、ＩＤ番号が大きくなるにつれて、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件が変化し、ビットエラー率が下がるように変調設定が変化するように設定した。

図９（ｃ）は、本シミュレーションにおける、ＤＳＡシステムのＭＳである通信装置１における選択ＩＤの変化と、受信スループット特性の変化とを示すグラフである。図９（ｃ）において、ＤＳＡシステムのアプリケーションデータレートが高い時間帯を網掛けで示している。図９（ｃ）から、ＤＳＡシステムが、アプリケーションの要求する要求スループットの変動に対応して選択するＩＤを変更し、必要なスループットを確保していることが分かる。ＤＳＡシステムは、アプリケーションの要求スループットが上がった際に、現状のキャリアセンス条件では必要な帯域を確保できず、要求スループットを達成できないため、キャリアセンスしきい値「−７４．５（ｄＢｍ）」、変調方式「１６ＱＡＭ」、符号化率「１／２」であるＩＤ「１」を選択して通信を行っている。このキャリアセンスしきい値は、ＤＳＡシステムのノードから最も離れた場所において、Ｃｈ１３で運用される無線ＬＡＮのＢＳＳからの干渉信号受信電力よりも大きな値である。これは、シミュレーション１と同様の状況であり、ＤＳＡシステムは、Ｃｈ１３のＢＳＳの運用帯域を未使用リソースとみなしてチャネル数を確保し、同時に干渉信号の存在を考慮して低いＭＣＳ（ビットエラー率の低い変調設定）を選択することで、所望信号のＳＩＮＲを確保した通信を行ったことになる。また、無線ＬＡＮのＣｈ１３のノードにおける平均の受信スループットは１４．８Ｍｂｐｓであり、Ｃｈ１，５，９の無線ＬＡＮにおける受信スループットである１５．１Ｍｂｐｓに比べて２％程度減少している。これは、Ｃｈ１３で運用する無線ＬＡＮのＢＳＳでは、他のＢＳＳに比べて信号送信回数が同程度減少していることから、ＤＳＡシステムの送信号をＣＳＭＡ／ＣＡにより回避することで発生した信号送信機会の減少が原因だと思われる。

図１０（ｅ）、図１０（ｆ）は、それぞれシミュレーション開始から４．５秒付近、１１秒付近の無線リソース利用状況を示す図である。ＤＳＡのアプリケーションデータレートが１０．５秒付近を境に低レートから高レートに変化しており、これに対応してＤＳＡシステムが無線ＬＡＮのＣｈ１３に相当する帯域で信号を送信していることが分かる。この結果から、ＤＳＡシステムが時間的に変化するアプリケーションのデータを伝送する場合に、動的なキャリアセンス条件等の制御を行うことで、周囲の無線システムへの影響を最小限に抑えつつ、必要なスループットを確保できることを示している。このことは、例えば、医療信号などの優先度の高いトラフィックが一時的に発生するような状況においても、本実施の形態による通信装置１が、所望の通信品質をみたす通信を確保できる可能性を示している。

なお、本実施の形態による通信装置１の設定は、上記各シミュレーションの設定に限定されないものであることはいうまでもない。例えば、ＭＳにおいても、ＭＳのみのキャリアセンスの結果に応じて通信を行ってもよく、品質スコアの更新間隔や高しきい値、低しきい値の値が上述の通りでなくてもよい。

以上のように、本実施の形態による通信装置１によれば、通信帯域を増やす場合に、キャリアセンス条件を変更することによって通信機会を増やすことによって、所望の通信帯域を確保することができるようになる。また、ビットエラー率が下がるように変調設定を変更することによって、通信機会が増えた場合に、パケット伝送誤り率が低下することを防止することができ、通信帯域の確保と通信品質の維持とを両立することができるようになる。また、判断部１６による判断結果に応じてキャリアセンス条件等の変更を行うことによって、要求通信品質をみたすように制御することができる。また、要求通信品質ごとに蓄積された過去の設定値を初期値として用いることにより、キャリアセンス条件等の収束を早めることができると考えられる。

なお、本実施の形態では、通信品質が十分にみたされるようになった状況などにおいて通信帯域を減らす場合に、通信機会が低くなるようにキャリアセンス条件を変更したり、ビットエラー率が上がるように変調設定を変更したりすると説明したが、そうでなくてもよい。通信機会を確保するという観点からは、例えば、通信帯域を増やす場合に、キャリアセンス条件や変調設定の変更を行い、それ以外の場合に、キャリアセンス条件等の変更を行わなくてもよい。

また、本実施の形態では、蓄積部１７を備え、要求通信品質ごとに、過去のキャリアセンス条件等を蓄積しておき、新たに受け付けられた要求通信品質に応じた通信を開始する場合に、その蓄積されたキャリアセンス条件等を用いる場合について説明したが、そうでなくてもよい。新たな通信を開始する場合に、デフォルトで設定されているキャリアセンス条件等を用いるようにしてもよい。そのような場合には、通信装置１は、蓄積部１７を備えていなくてもよい。

また、本実施の形態では、要求通信品質受付部１４を備え、判断部１６が、その要求通信品質受付部１４が受け付けた要求通信品質を用いて判断処理を行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、判断部１６は、あらかじめ設定されている要求通信品質を用いて判断処理を行ってもよい。そのような場合には、通信装置１は、要求通信品質受付部１４を備えていなくてもよい。

また、本実施の形態では、通信品質取得部１５と判断部１６とを備え、判断部１６による判断結果に応じてキャリアセンス条件等を変更する場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、要求通信品質ごとにキャリアセンス条件及び変調設定があらかじめ設定されており、変更部１８は、受け付けられた要求通信品質に応じたキャリアセンス条件等を用いてキャリアセンス条件等の変更を行ってもよい。なお、そのような場合には、通信装置１は、通信品質取得部１５と判断部１６とを備えていなくてもよい。また、そのような場合には、要求通信品質が高くなるときが、通信帯域を増やすときとなり、そのようなときに、変更部１８は、通信機会が高くなるようにキャリアセンス部１２におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように通信部１１における変調設定を変更するようにしてもよく、要求通信品質が低くなるときが、通信帯域を減らすときとなり、そのようなときに、変更部１８は、通信機会が低くなるようにキャリアセンス部１２におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が上がるように通信部１１における変調設定を変更するようにしてもよい。

また、本実施の形態による通信は、例えば、ＩＳＭ帯において行われてもよく、あるいは、それ以外の帯域において行われてもよい。

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いるしきい値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していない場合であっても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していない場合であっても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。

また、上記実施の形態において、通信装置１に含まれる２以上の構成要素が通信デバイスや入力デバイス等を有する場合に、２以上の構成要素が物理的に単一のデバイスを有してもよく、あるいは、別々のデバイスを有してもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。なお、上記実施の形態における通信装置１を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、空き周波数帯域を用いて通信を行う通信装置として機能させるためのプログラムであって、キャリアセンスしきい値よりも低い信号強度の周波数帯域である空き周波数帯域を検出するキャリアセンス部、キャリアセンス部が検出した空き周波数帯域を用いて通信データを通信させる制御部、通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるようにキャリアセンス部におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように通信部における変調設定を変更する変更部として機能させるためのプログラムである。

なお、上記プログラムにおいて、上記プログラムが実現する機能には、ハードウェアでしか実現できない機能は含まれない。例えば、情報を取得する取得部などにおけるモデムやインターフェースカードなどのハードウェアでしか実現できない機能は、上記プログラムが実現する機能には少なくとも含まれない。

また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。

また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。

図１１は、上記プログラムを実行して、上記実施の形態による通信装置１を実現するコンピュータの外観の一例を示す模式図である。上記実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムによって実現されうる。

図１１において、コンピュータシステム９００は、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ９０５、ＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ（登録商標） Ｄｉｓｋ）ドライブ９０６を含むコンピュータ９０１と、キーボード９０２と、マウス９０３と、モニタ９０４とを備える。

図１２は、コンピュータシステム９００の内部構成を示す図である。図１２において、コンピュータ９０１は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ９０５、ＦＤドライブ９０６に加えて、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１１と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのＲＯＭ９１２と、ＭＰＵ９１１に接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶すると共に、一時記憶空間を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９１３と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するハードディスク９１４と、ＭＰＵ９１１、ＲＯＭ９１２等を相互に接続するバス９１５とを備える。なお、コンピュータ９０１は、前述の送信や受信の処理を行うためのハードウェア、例えば、ＤＡ変換器やＡＤ変換器、変調器や復調器等を含んでいてもよく、あるいは、それらのハードウェアに接続されていてもよい。また、コンピュータ９０１は、ＬＡＮやＷＡＮ等への接続を提供する図示しないネットワークカードを含んでいてもよい。

コンピュータシステム９００に、上記実施の形態による通信装置１の機能を実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ９２１、またはＦＤ９２２に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ９０５、またはＦＤドライブ９０６に挿入され、ハードディスク９１４に転送されてもよい。これに代えて、そのプログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ９０１に送信され、ハードディスク９１４に記憶されてもよい。プログラムは実行の際にＲＡＭ９１３にロードされる。なお、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ９２１やＦＤ９２２、またはネットワークから直接、ロードされてもよい。

プログラムは、コンピュータ９０１に、上記実施の形態による通信装置１の機能を実行させるオペレーティングシステム（ＯＳ）、またはサードパーティプログラム等を必ずしも含んでいなくてもよい。プログラムは、制御された態様で適切な機能（モジュール）を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいてもよい。コンピュータシステム９００がどのように動作するのかについては周知であり、詳細な説明は省略する。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明による通信装置等によれば、トラフィック量の多い状況においても、通信品質を考慮した通信を行うことができるという効果が得られ、空き周波数帯域を用いて通信を行う通信装置等として有用である。

１ 通信装置
２ アンテナ
１１ 通信部
１１ａ 送信系
１１ｂ 受信系
１２ キャリアセンス部
１３ 制御部
１４ 要求通信品質受付部
１５ 通信品質取得部
１６ 判断部
１７ 蓄積部
１８ 変更部
３１ 変調部
３２、４５ Ｓ／Ｐ変換部
３３、４６ フーリエ変換部
３４ スペクトラムマッピング部
３５、４８ 逆フーリエ変換部
３６、４９ Ｐ／Ｓ変換部
３７ ＤＡ変換部
３８、４３ 局部発信部
３９、４２ 周波数変換部
４０ 電力増幅部
４１ 低雑音増幅部
４４ ＡＤ変換部
４７ スペクトラムデマッピング部
５０ 復調部

Claims (7)

1. 空き周波数帯域を用いて通信を行う通信装置であって、
   通信データを通信する通信部と、
   キャリアセンスしきい値よりも低い信号強度の周波数帯域である空き周波数帯域を検出するキャリアセンス部と、
   前記キャリアセンス部が検出した空き周波数帯域を用いて通信データを通信させる制御部と、
   通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるように前記キャリアセンス部におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように前記通信部における変調設定を変更する変更部と、を備えた通信装置。
2. 前記変更部が、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更することは、前記キャリアセンスしきい値を高くすることを含む、請求項１記載の通信装置。
3. 前記変更部が、通信機会が高くなるようにキャリアセンス条件を変更することは、キャリアセンスを行う期間であるキャリアセンス期間を短くすることを含む、請求項１または請求項２記載の通信装置。
4. 通信データの通信に関する通信品質を取得する通信品質取得部と、
   前記通信品質取得部が取得した通信品質が、要求される通信品質である要求通信品質をみたしているかどうか判断する判断部と、をさらに備え、
   前記変更部は、前記通信品質が前記要求通信品質をみたしていないと前記判断部によって判断された場合に、キャリアセンス条件の変更及び変調設定の変更の少なくとも一方を行う、請求項１から請求項３のいずれか記載の通信装置。
5. 要求通信品質を受け付ける要求通信品質受付部と、
   要求通信品質ごとに、当該要求通信品質に応じて通信中に用いられたキャリアセンス条件及び変調設定を蓄積する蓄積部と、をさらに備え、
   前記変更部は、前記要求通信品質受付部が新たに受け付けた要求通信品質に応じた通信データの通信が開始される際に、当該要求通信品質に応じて蓄積された最新のキャリアセンス条件及び最新の変調設定を初期値として設定し、
   前記判断部は、前記通信品質取得部が取得した通信品質が、前記要求通信品質受付部が受け付けた要求通信品質をみたしているかどうか判断する、請求項４記載の通信装置。
6. 空き周波数帯域を用いて通信を行う通信方法であって、
   キャリアセンスしきい値よりも低い信号強度の周波数帯域である空き周波数帯域を検出するキャリアセンスステップと、
   前記キャリアセンスステップで検出した空き周波数帯域を用いて通信データを通信させる制御ステップと、
   通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるように前記キャリアセンスステップにおけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように通信データの通信における変調設定を変更する変更ステップと、を備えた通信方法。
7. コンピュータを、
   空き周波数帯域を用いて通信を行う通信装置として機能させるためのプログラムであって、
   キャリアセンスしきい値よりも低い信号強度の周波数帯域である空き周波数帯域を検出するキャリアセンス部、
   前記キャリアセンス部が検出した空き周波数帯域を用いて通信データを通信させる制御部、
   通信帯域を増やす場合に、通信機会が高くなるように前記キャリアセンス部におけるキャリアセンス条件を変更すると共に、ビットエラー率が下がるように前記通信部における変調設定を変更する変更部として機能させるためのプログラム。