JP2016127412A - 通信装置、通信方法および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】同一周波数帯においてセルラ通信と非セルラ通信との共存を可能にする。【解決手段】セルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、ＬＴＥ基地局１０は、セルラネットワークにおいて無線通信を実行する通信装置であって、無線通信の相手方のＬＴＥ端末２０に対して所定の信号を送信する送信部と、送信部によって送信した信号に対する応答信号をＬＴＥ端末２０から受信する受信部とを備え、送信部は、所定の信号の送信前に、少なくとも受信部において応答信号を受信するまでの所定の期間において、無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば、無線通信を行うための通信装置、通信方法および通信システムに関する。

近年、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、次世代移動通信システムの仕様検討の一環として、ＬＡＡ（Ｌｉｃｅｎｓｅｄ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ）についての議論がなされている（たとえば、非特許文献１を参照。）。ＬＡＡは、非ＬＴＥ通信で使われているアンライセンス周波数帯（Ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ ｂａｎｄ）においてＬＴＥ通信を実施する場合における両通信の効果を最大化するための技術であり、３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ １３（２０１４年１０月から仕様検討開始）における標準化対象技術の１つである。

３ＧＰＰ ＲＰ−１４１６６４ "Study on Licensed-Assisted Access using LTE" ２０１４年９月

しかしながら、セルラ通信システムであるＬＴＥ通信と、非セルラ通信システムである無線ＬＡＮ通信とが同一周波数帯において混在しうる場合、通信方式の異なるシステムを共存させるための仕組みが必要となる。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、同一周波数帯においてセルラ通信と非セルラ通信との共存を可能にする通信装置、通信方法および通信システムを提供することにある。

本発明のある態様は、通信装置に関する。この通信装置は、セルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、セルラネットワークにおいて無線通信を実行する通信装置であって、無線通信の相手方の通信装置に対して所定の信号を送信する送信部と、送信部によって送信した信号に対する応答信号を相手方から受信する受信部とを備える。送信部は、所定の信号の送信前に、少なくとも受信部において応答信号を受信するまでの所定の期間において、無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する。なお、セルラネットワークとは、３ｇｐｐで規定されているＬＴＥやＣＤＭＡを用いたネットワークであってもよいし、cdma2000やＧＳＭ（登録商標）あるいはこれらの拡張された方式であってもよい。また、無線ＬＡＮネットワークとは、ＩＥＥＥ８０２．１１系やＩＥＥＥ８０２．１６系などの非セルラ通信方式であってもよい。

このような態様によると、ＬＴＥ通信における応答信号と無線ＬＡＮ信号との衝突を回避することができるため、ＬＴＥ基地局または端末おいて応答信号を正確に受信することが可能になる。したがって、同一周波数帯においてＬＴＥベースの通信と無線ＬＡＮ通信とを共存させることが可能になる。

また、上記態様において、送信部は、応答信号の受信結果に応じて、無線通信の相手方の通信装置に対して所定の信号を再送し、受信部は、前記送信部によって再送した信号に対する応答信号を相手方から受信し、送信部は、送信禁止期間を少なくとも受信部において再送した信号に対する応答信号を受信するまでの期間としてもよい。

このような態様によると、再送に対する応答信号の受信のタイミングまで無線ＬＡＮ通信を停止させることによって、たとえば、上りリンク通信において、ＬＴＥ端末がＬＴＥ基地局からの応答信号をＮＡＣＫと判定した場合または応答信号が正しく受信できなかった場合でも、データの再送およびその応答信号を受信することが可能になるため、ＬＴＥ通信の信頼性を向上でき、同一周波数帯においてＬＴＥベースの通信と無線ＬＡＮ通信とを共存させることが可能になる。

また、送信部は、前記応答信号の受信結果に応じて、前記無線通信の相手方の通信装置に対して前記所定の信号を再送し、前記受信部は、前記送信部によって再送した信号に対する応答信号を前記相手方から受信し、前記送信部は、前記所定の信号の送信前に、少なくとも前記送信部によって送信した信号に対する応答信号の受信タイミングの直後のフレームまでの期間において、前記無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための第１の送信禁止期間に関する情報を含む第１の無線ＬＡＮフレームを送信し、前記応答信号の受信結果に応じて、少なくとも前記送信部によって再送した信号に対する応答信号を受信するまでの期間において、前記無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための第２の送信禁止期間に関する情報を含む第２の無線ＬＡＮフレームを送信する。

このような態様によると、たとえば、上りリンク通信において、ＬＴＥ端末がＬＴＥ基地局からの応答信号をＮＡＣＫと判定した場合または応答信号が正しく受信できなかった場合にのみ、改めて送信禁止期間を設定し再送のタイミングにおける無線ＬＡＮ通信を禁止させるようになる。これにより、再送の必要がある場合のみ、無線ＬＡＮ通信を禁止させるため、無線周波数帯の有効利用が可能になり、もって、同一周波数帯においてＬＴＥベースの通信と無線ＬＡＮ通信とを共存させることが可能になる。

送信部は、送信禁止期間を無線ＬＡＮフレーム内のＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに設定してもよい。このような態様によると、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１に定義されるＭＡＣフレームフォーマットのＤｕｒａｔｉｏｎフィールドを含む無線ＬＡＮフレームを受信した無線ＬＡＮ基地局および端末は、Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドに記載された時間だけ通信を禁止することになっているため、適切な値をＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに設定することで、容易にＬＴＥ通信と無線ＬＡＮ通信の共存が実現可能になる。

また、セルラネットワークはＦＤＤ方式である場合、送信部は、送信禁止期間として５ｍｓ以上の値が設定された無線ＬＡＮフレームを送信する。ＦＤＤ方式のＬＴＥ通信では、データ送信からその応答信号の受信までの時間は４ｍｓ（１サブフレームは１ｍｓ）と規定されているため、送信禁止期間として少なくとも５ｍｓ以上の値を設定することで確実にデータ送信に対する応答信号を受信可能になり、もって、同一周波数帯においてＬＴＥベースの通信と無線ＬＡＮ通信とを共存させることが可能になる。

また、本発明の他の態様は、通信方法である。この通信方法は、セルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、セルラネットワークにおいて無線通信を実行する複数の通信装置を含む通信システムに用いられる通信方法であって、送信側の通信装置において、無線通信の相手方の通信装置に対して所定の信号を送信する送信ステップと、送信ステップによって送信した信号に対する応答信号を相手方から受信する受信ステップとを有し、受信側の通信装置において、無線通信の送信側の通信装置から所定の信号を受信する受信ステップと、受信ステップによって受信した信号に対する応答信号を送信側の通信装置に送信する送信ステップとを有し、送信側の通信装置の送信ステップは、所定の信号の送信前に、少なくとも送信側の受信ステップにおいて応答信号を受信するまでの所定の期間において、無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する。

また、本発明の他の態様は、通信システムである。この通信システムは、セルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、セルラネットワークにおいて無線通信を実行する複数の通信装置を含む通信システムであって、送信側の通信装置は、無線通信の相手方の通信装置に対して所定の信号を送信する送信部と、送信部によって送信した信号に対する応答信号を相手方から受信する受信部とを備え、受信側の通信装置は、無線通信の送信側の通信装置から所定の信号を受信する受信部と、受信部によって受信した信号に対する応答信号を送信側の通信装置に送信する送信部とを備え、送信側の通信装置の送信部は、所定の信号の送信前に、少なくとも送信側の受信部において応答信号を受信するまでの所定の期間において、無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、同一周波数帯においてセルラ通信と非セルラ通信との共存を可能にする通信装置、通信方法および通信システムを提供できる。

本発明の一実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 図１のＬＴＥ基地局の構成例を示す図である。 図１のＬＴＥ端末の構成例を示す図である。 実施例１にかかる無線通信システムの動作例を示す図である。 無線ＬＡＮにおけるＣＴＳフレームの構成例を示す図である。 実施例１にかかる無線通信システムの変形例１の動作例を示す図である。 実施例１にかかる無線通信システムの変形例２の動作例を示す図である。 ＴＤＤシステムにおけるＬＴＥのサブフレームの構成例を示す図である。 実施例２にかかる無線通信システムの動作例を示す図である。 ＬＴＥにおけるデータ送受信と応答信号送受信のタイミングの一例を示す図である。 ＬＴＥ通信と非ＬＴＥ通信とが共存した場合の課題を示す図である。

（本発明の概要）
本発明の実施例を説明する前に、まず、本発明の概要を述べる。本発明は、たとえば、無線ＬＡＮで使われているアンライセンス周波数帯を利用してＬＴＥベースの無線通信を行うシステムにおいて、ＬＴＥ基地局またはＬＴＥ端末として動作する通信装置を提供するケースを想定している。たとえば、本発明にかかる通信装置は、セルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、セルラネットワークにおいて無線通信を実行する通信装置であって、無線通信の相手方の通信装置に対して所定の信号を送信する送信部と、送信部によって送信した信号に対する応答信号を相手方から受信する受信部とを備える。送信部は、所定の信号の送信前に、少なくとも受信部において応答信号を受信するまでの所定の期間において、無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する。

従来のＬＴＥ通信においては、上りリンクのデータを受信したＬＴＥ基地局または下りリンクのデータを受信したＬＴＥ端末は、一定時間経過後に応答信号として、受信の成功または失敗を通知するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を相手方に送信する。ＬＴＥ基地局および端末は、相手方からの応答信号の送受信タイミングを把握しているため、当該タイミングで応答信号を受信し復調することで、相手方においてデータが問題なく受信されたか否かを判定することができ、この結果を用いて再送制御を行うこととなる。例えば、図１０に示すように、ＦＤＤ方式の場合、下りリンクのデータ送信においては、端末は、下りリンクのデータを受信したサブフレームの４サブフレーム後に応答信号を送信することになっている。

一方、ＬＴＥ通信と無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）が同一周波数帯において実施されるシステムを想定する場合、このようなシステムにおいては、Ｌｉｓｔｅｎ Ｂｅｆｏｒｅ Ｔａｌｋ（ＬＢＴ）方式が適用される可能性がある。ここで、ＬＢＴ方式とは、無線ＬＡＮ通信等で採用されている技術であり、データ送信をする前に、周囲で通信が行われているかを確認、スキャン、あるいはキャリアセンスなどを実行し、周囲で通信が行われていると判断できる場合には、データ送信を行わない方式を指す。

ここで、例えばＬＴＥの下りリンク通信を想定した場合、図１１に示すように、無線ＬＡＮ通信が行われているタイミングにおいては、ＬＢＴ方式により、ＬＴＥの応答信号の送受信ができないため、ＬＴＥ基地局は無線ＬＡＮ信号を応答信号と誤認識して復調してしまう結果、再送制御の妨げとなる。なお、この事象は、上りリンク通信における再送制御においても同様に発生する。

本発明は、以上の課題を解決しており、ＬＴＥ基地局または端末によりデータ送信前に、少なくとも応答信号を受信するまでの所定の期間において無線ＬＡＮ通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信することにより、周囲の無線ＬＡＮ基地局または端末の送信動作が停止されるため、ＬＴＥ基地局または端末は所望のタイミングで、適切な応答信号を受信することが可能になる。

（無線通信システムの構成例）
図１は、本発明の一実施形態にかかる無線通信システム１００の構成例を示す図である。無線通信システム１００は、ＬＴＥ基地局１０と、ＬＴＥ端末２０と、無線ＬＡＮ基地局３０と、無線ＬＡＮ端末４０とを含む。無線通信システム１００は、ＬＴＥ基地局１０が形成するＬＴＥ通信のセルエリアと無線ＬＡＮ基地局３０が形成する無線ＬＡＮ通信のセルエリアとが重複して配置され、双方が重複したエリアにＬＴＥ端末２０と無線ＬＡＮ端末４０とが位置していることを想定したものであるが、これ以外の態様であっても本発明を適用できることは言うまでもない。

ここで、ＬＴＥ基地局１０は、たとえば無線ＬＡＮ基地局３０が使用するアンライセンス周波数帯（たとえば５ＧＨｚ帯）を利用してＬＴＥベースの無線通信を実施する。なお、アンライセンス周波数帯とは、ライセンス不要な周波数帯であり、また、所定のライセンスが必要な無線通信方式以外の無線通信方式を実施する場合には所定の電力以上の通信が制限されうることを指す。ここでは、ＬＴＥ通信がアンライセンス周波数帯においてなされ、それゆえに、無線ＬＡＮ通信との混信、干渉が発生し得る状況にあることを想定している。また、本明細書において、ＬＴＥ通信とは、ＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄあるいはそれらにもとづいて規定される後継の無線通信方式を含み、無線ＬＡＮ通信とは、たとえばＩＥＥＥ ８０２.１１ａやＩＥＥＥ ８０２.１１ｎ規格などで規定される５ＧＨｚ帯の無線通信を含む。

本形態においては、ＬＴＥ端末２０は、ＬＴＥ基地局１０の配下にあり、ＬＴＥ基地局１０との間でＬＴＥ通信を実施可能な状態にある。一方、無線ＬＡＮ基地局３０と無線ＬＡＮ端末４０との間では、ＬＢＴ方式を用いながら、無線ＬＡＮ通信を実施することができる。また、ＬＴＥ端末２０は、無線ＬＡＮ基地局３０が形成する無線ＬＡＮ通信のセルエリアに存在し、無線ＬＡＮ基地局３０または無線ＬＡＮ端末４０が送信する無線ＬＡＮ信号の影響を受ける状態にある。

また、ＬＴＥ基地局１０、ＬＴＥ端末２０、無線ＬＡＮ基地局３０、無線ＬＡＮ端末４０は、互いにフレーム同期が取れている状態であってもよい。同期の方法は、上位レイヤにおいてネゴシエートされていてもよいし、互いに同期情報を通信あるいは報知することによりなされていてもよく、あるいは、たとえば、ＬＴＥ装置に搭載された無線ＬＡＮ通信方式を実行可能な機能ブロックにより同期情報を取得し、当該ＬＴＥ通信を実行するための制御ブロックにその同期情報を内部バスを介して渡すことで、自己完結にて同期させてもよい。また、ＬＴＥ端末２０は、当該１台の端末をもって、システム帯域のすべてを使用していてもよい。

ここで、ＬＴＥ基地局１０からＬＴＥ端末２０への下りリンクのＬＴＥ通信を想定した場合、無線ＬＡＮ通信が行われているタイミングにおいては、ＬＴＥ端末２０は、無線ＬＡＮ通信により自己のＬＴＥ通信が干渉を受ける。また、ＬＴＥ端末２０がＬＢＴ方式を実施可能な場合、無線ＬＡＮ信号を検知することにより、ＬＴＥ基地局１０からのデータ送信に対する応答信号を送信できないこととなる。

そこで、本実施形態では、ＬＴＥ基地局１０は、データの送信前に、少なくともＬＴＥ端末２０からの応答信号を受信するまでの所定の期間において無線ＬＡＮ通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する。これは、上りリンクのＬＴＥ通信においても同様に適用できる。

送信禁止期間は、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１に定義されるＭＡＣフレームフォーマットのＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに設定することができる。Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドは、無線ＬＡＮ通信における送信禁止時間を決定する２ｂｙｔｅ領域である。Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドを含む無線ＬＡＮフレームを受信した無線ＬＡＮ基地局３０および無線ＬＡＮ端末４０は、Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドに記載された時間は通信を行わなくなるため、適切な値をＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに設定することで、ＬＴＥ基地局１０またはＬＴＥ端末２０は所望のタイミングで、適切な応答信号を受信することが可能になる。

（ＬＴＥ基地局の構成例）
図２は、図１のＬＴＥ基地局１０の構成例を示す図である。ＬＴＥ基地局１０は、通信部１２と、制御部１４と、記憶部１６とを含む。

通信部１２は、記憶部１６に記憶された情報を制御部１４が使用しながら、自局の通信エリアに属する端末との間で、ＬＴＥベースの無線通信を実行する。下りリンクの通信の場合は、通信部１２は、無線通信の相手方の端末に対して所定の信号を送信し、送信した信号に対する応答信号を相手方の端末から受信する。

このとき、通信部１２は、データの送信前に、少なくともＬＴＥ端末２０からの応答信号を受信するまでの所定の期間において無線ＬＡＮ通信の実行を禁止させるための送信禁止期間をＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに設定した無線ＬＡＮフレームを送信する。上りリンクの通信の場合は、通信部１２は、無線通信の相手方の端末から所定の信号を受信し、一定期間経過後にデータ送信に対する応答信号を相手方の端末に送信する。

なお、通信部１２は、ＦＤＤ方式またはＴＤＤ方式により通信を実行することができる。通信部１２は、図示しない送信部と受信部とを備えてもよく、送信部は送信に関する処理を実行し、受信部は受信に関する処理を実行してもよい。また、下りリンク、上りリンク、ＦＤＤ、ＴＤＤの別によらず、通信部１２は、相手方の通信装置から受信した無線ＬＡＮフレームについては無視してもよい。ＦＤＤ方式の場合は後述の実施例１において、ＴＤＤ方式の場合は後述の実施例２において、図面を用いて具体的に説明する。

制御部１４は、端末から送られてくる無線リソースの割当要求に応じて、無線リソースを割り当て、割り当てた無線リソースに関する情報を含む制御メッセージを、要求元の端末に対して送信する。また、制御部１４は、相手方からの応答信号の受信タイミングに応じて、上記通信部１２が送信する無線ＬＡＮフレームに含まれる送信禁止期間を設定してもよい。

ＦＤＤ方式の場合における送信禁止期間は、たとえば、下りリンクのデータ送信においては、端末は下りリンクのデータを受信したサブフレームの４サブフレーム後に応答信号を送信することと規定されていることから、５ｍｓ以上に設定するとよい。ＴＤＤ方式の送信禁止期間は、上りリンク／下りリンクのコンフィグレーションに応じて設定される。ＴＤＤ方式のＬＴＥ通信では、データの送信に対する応答信号の送信タイミングは、データ受信後４ｍｓ以降で、かつ送信可能なサブフレームで応答信号を送信することと規定されている。

また、送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームは、データを送信するサブフレームより前の下りリンク送信可能なサブフレームで送信されることになる。したがって、ＴＤＤ方式の場合における送信禁止期間は、少なくとも無線ＬＡＮフレームを送信するサブフレームの直後のサブフレームから応答信号を受信するサブフレームまでの期間に設定することになる。

（ＬＴＥ端末の構成例）
図３は、図１のＬＴＥ端末２０の構成例を示す図である。ＬＴＥ端末２０は、通信部２２と、制御部２４と、記憶部２６と、ユーザインタフェース（ユーザＩＦ）２８とを備える。

通信部２２は、ＬＴＥ基地局１０によって割り当てられた無線リソースを利用して、ＬＴＥ基地局１０との間で、ＬＴＥベースの無線通信を行う。下りリンクの通信の場合は、通信部２２は、ＬＴＥ基地局１０から所定の信号を受信し、一定期間経過後にデータ送信に対する応答信号をＬＴＥ基地局１０に送信する。上りリンクの通信の場合は、通信部２２は、ＬＴＥ基地局１０に対して所定の信号を送信し、送信した信号に対する応答信号をＬＴＥ基地局１０から受信する。

このとき、通信部２２は、データの送信前に、少なくともＬＴＥ基地局１０からの応答信号を受信するまでの所定の期間において、無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間をＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに設定した無線ＬＡＮフレームを送信する。通信部２２は、ＦＤＤ方式またはＴＤＤ方式により通信を実行することができる。なお、通信部２２は、図示しない送信部と受信部を備えてもよく、送信部は送信に関する処理を実行し、受信部は受信に関する処理を実行してもよい。

記憶部２６は、ＬＴＥ基地局１０から送信されたデータを記憶し、また、ＬＴＥ基地局１０に対して送信すべき、ユーザＩＦ２８を通じて得たデータを記憶してもよい。ユーザＩＦ２８は、画面インタフェースと、操作ボタンやタッチパネルなどのユーザからの入力を受け付ける入力インタフェースと、カメラなどの画像撮像手段を含んでもよい。

制御部２４は、例えば、ＣＰＵにより構成され、通信部２２から受信された情報、または記憶部２６に記憶された情報を用いて、各部を統括的に制御する。制御部２４は、通信開始時などにＬＴＥ通信に使用すべき無線リソースを要求する無線リソースの割当要求をＬＴＥ基地局１０に送信する。制御部２４は、ＬＴＥ基地局１０からＬＴＥ通信に使用すべき無線リソース情報を含む制御メッセージを受信すると、割り当てられた無線リソースを用いて、通信部２２によって相手方との間でＬＴＥ通信を実行する。

また、制御部２４は、相手方からの応答信号の受信タイミングに応じて、上記通信部２２が送信する無線ＬＡＮフレームに含まれる送信禁止期間を設定してもよい。ＦＤＤ方式の場合における送信禁止期間は、上りリンクのデータ送信においては、基地局は上りリンクのデータを受信したサブフレームの４サブフレーム後に応答信号を送信することと規定されていることから、５ｍｓ以上に設定するとよい。

ただし、ＬＴＥの上りリンク通信においては、基地局がデータを正しく受信できなかった（たとえば、端末が基地局からの応答信号をＮＡＣＫと判定した）場合や、基地局がデータを正しく受信したかどうか端末が判定できない（たとえば、端末が基地局からの応答信号を受信できない）場合には、端末は予め定められたタイミング（ＦＤＤ方式の場合、応答信号受信タイミングから４ｍｓ後）でデータの再送を行う。

この場合、再送のタイミングにおいても無線ＬＡＮ通信を停止させる必要があるため、再送を考慮し、制御部２４は、少なくとも再送に対する応答信号を受信するまでの期間とするように送信禁止期間を設定してもよい。または、制御部２４は、少なくともデータ送信に対する応答信号の受信タイミングの直後のサブフレームまでの期間を第１の送信禁止期間として設定した第１の無線ＬＡＮフレームを通信部２２に送信させ、応答信号の受信結果に応じて、少なくとも再送した信号に対する応答信号を受信するまでの期間において、無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための第２の送信禁止期間を設定した第２の無線ＬＡＮフレームを通信部２２に送信させるようにしてもよい。

ＴＤＤ方式の送信禁止期間は、上りリンク、下りリンクのコンフィグレーションに応じて設定される。ＴＤＤ方式のＬＴＥ通信では、データの送信に対する応答信号の送信タイミングは、データ受信後４ｍｓ以降で、かつ送信可能なサブフレームで応答信号を送信することと規定されている。

また、送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームは、データを送信するサブフレームより前の上りリンク通信可能なサブフレームで送信されることになる。したがって、ＴＤＤ方式の場合における送信禁止期間は、少なくとも無線ＬＡＮフレームを送信するサブフレームの直後のサブフレームから応答信号を受信するサブフレームまでの期間に設定することになる。

次に、このように構成された無線通信システムの動作について、以下の各実施例に従って説明する。なお、各実施例において、既出の構成、動作については、同じ符号を用いることによってその説明を簡略化する。以下、本明細書において同様である。

（実施例１）
実施例１では、ＦＤＤ方式によるセルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、セルラネットワークにおいて無線通信を実行する手法について説明する。

図４は、実施例１にかかる無線通信システムの動作例を示す図である。ここでは、下りリンク通信と上りリンク通信とで異なる周波数帯を使うＦＤＤシステムにおいて、下りリンク通信を想定する。ＬＴＥ基地局１０は、たとえば、ＬＴＥ端末２０宛てのデータを含む信号を送信する少なくとも１ｍｓ前に、図５に示すようなＭＡＣヘッダ内にＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄを含むＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレームからなる無線ＬＡＮフレームを送信する（ステップ１）。

Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄには、ＬＴＥ基地局１０からＬＴＥ端末２０へのデータ送信（ステップ２）から、ＬＴＥ基地局１０がＬＴＥ端末２０から応答信号を受信する（ステップ３）までの期間が記載される。ＦＤＤ方式のＬＴＥ通信では、データ送信からその応答信号の受信までの時間は４ｍｓと規定されているため、Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄには５ｍｓ以上の値が設定される。ステップ１で送信された無線ＬＡＮフレームを受信した無線ＬＡＮ基地局３０および無線ＬＡＮ端末４０は、Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄで設定された時間だけデータ送信を禁止するため、ＬＴＥ基地局１０はデータ送信に対する応答信号を確実に受信することが可能になる。なお、ステップ１で送信する無線ＬＡＮフレームは、Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄを持つフレームであればよく、たとえばＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレームであってもよい。

上りリンク通信を想定した場合についても、下りリンク通信の場合と同様に動作可能である。ただし、ＬＴＥの上りリンク通信においては、ＬＴＥ基地局１０がデータを正しく受信できなかった（たとえばＬＴＥ端末２０がＬＴＥ基地局１０からの応答信号をＮＡＣＫと判定した）場合や、ＬＴＥ基地局１０がデータを正しく受信したかどうかＬＴＥ端末２０が判定できない（たとえばＬＴＥ端末２０がＬＴＥ基地局１０からの応答信号を受信できない）場合には、ＬＴＥ端末２０は予め定められたタイミング（ＦＤＤ方式のＬＴＥ通信の場合、応答信号の受信タイミングから４ｍｓ後）でデータの再送を行う。この場合、再送の機会を確保するために、再送のタイミングにおいても無線ＬＡＮ通信を禁止させる必要がある。そこで、再送を考慮した場合の変形例１，２を以下に示す。

（実施例１の変形例１）
図６は、変形例１にかかる無線通信システムの動作例を示す図である。ＬＴＥ端末２０は、たとえば、ＬＴＥ基地局１０宛てのデータを含む信号を送信する少なくとも１ｍｓ前に、上記図５に示したようなＭＡＣヘッダ内にＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄを含む無線ＬＡＮフレームを送信する（ステップ１）。そして、ＬＴＥ端末２０は、ＬＴＥ基地局１０へのデータ送信（ステップ２）の４ｍｓ後に、ＬＴＥ基地局１０から応答信号を受信し（ステップ３）、応答信号をＮＡＣＫと判定した場合に、応答信号の受信タイミングから４ｍｓ後にデータ再送（１回目）を行い（ステップ３）、再送に対する応答信号をデータ再送から４ｍｓ後に受信する（ステップ４）。

ここで、図６に示すように、１回目の再送を考慮する場合、ステップ１で送信する無線ＬＡＮフレームにおいて、少なくともデータ送信（ステップ２）から再送に対する応答信号受信（ステップ４）までの間（送信→応答信号受信→再送→再送に対する応答信号の受信）を無線ＬＡＮ通信の送信禁止時間とするようにＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄの値（たとえば１３ｍｓ以上）を設定する。ステップ１で送信された無線ＬＡＮフレームを受信した無線ＬＡＮ基地局３０および無線ＬＡＮ端末４０は、Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄで設定された時間だけデータ送信を禁止する。２回目の再送まで考慮する場合は、ステップ１におけるＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄの値にさらに８ｍｓを加えて２１ｍｓ以上に設定すればよい。

（実施例１の変形例２）
図７は、変形例２にかかる無線通信システムの動作例を示す図である。図７に示すように、ＬＴＥ端末２０は少なくとも応答信号受信タイミングの直後のサブフレームまでを無線ＬＡＮ送信禁止時間とするようにＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄの値を設定し、応答信号の受信結果次第で改めてＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄをもつ無線ＬＡＮフレームを送信してもよい。つまり、再送の必要がある場合のみ、無線ＬＡＮ通信を禁止させるため、無線周波数帯の有効利用が可能になる。

ＬＴＥ端末２０は、たとえば、ＬＴＥ基地局１０宛てのデータを含む信号を送信する少なくとも１ｍｓ前に、上記図５に示したようなＭＡＣヘッダ内に第１のＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄを含む第１の無線ＬＡＮフレームを送信する（ステップ１）。そして、ＬＴＥ端末２０は、ＬＴＥ基地局１０へのデータ送信（ステップ２）の４ｍｓ後に、ＬＴＥ基地局１０から応答信号を受信する（ステップ３）。ここで、第１のＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄは、１回目の再送を考慮し、データ送信（ステップ２）から再送に対する応答信号受信タイミング（ステップ３）の直後のサブフレームまでの間を無線ＬＡＮ通信の送信禁止時間とするように例えば６ｍｓに設定しておく。

ＬＴＥ端末２０は、ステップ３で受信した応答信号をＮＡＣＫと判定した場合は、改めて第２のＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄを含む第２の無線ＬＡＮフレームを送信し（ステップ４）、応答信号の受信タイミングから４ｍｓ後にデータ再送（１回目）を行い（ステップ５）、再送に対する応答信号をデータ再送から４ｍｓ後に受信する（ステップ６）。第２のＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄは、２回目の再送を考慮し、第２の無線ＬＡＮフレームの送信（ステップ５）から再送に対する応答信号受信タイミング（ステップ６）の直後のサブフレームまでの間を無線ＬＡＮ通信の送信禁止時間とするように例えば８ｍｓに設定しておく。

ＬＴＥ端末２０は、ステップ６で受信した応答信号をＡＣＫと判定すると、第３の無線ＬＡＮフレームの送信は不要と決定する。なお、「第２の無線ＬＡＮフレームの送信（ステップ５）から再送に対する応答信号受信タイミング（ステップ６）の直後のサブフレームまでの間」ではなく、再送に対する応答信号受信タイミングの直前のサブフレームから、再送に対する応答信号受信タイミングの直後のサブフレームまでの間としてもよい。これにより、無線ＬＡＮ端末４０のデータ送信禁止期間が最小限に抑えることができる。

このように、Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄの値を、応答信号受信タイミングの直後のサブフレームまでの期間となるように設定することで、応答信号をＮＡＣＫと判定した場合または応答信号が正しく受信できなかった場合には、改めてＤｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄを含む無線ＬＡＮフレームを送信して無線ＬＡＮ基地局３０および無線ＬＡＮ端末４０のデータ送信を禁止させ、次回の再送機会を確保することができる。また、変形例１に比べて無線ＬＡＮ端末４０のデータ送信禁止期間が最小限に抑えられるため、効率的な通信環境を構成できることとなる。なお、次回の再送が不要な場合は、Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄの値を、応答信号受信タイミングまでの期間に設定してもよい。

以上述べたように、実施例１によれば、ＬＴＥ通信と無線ＬＡＮ通信が同一周波数帯で実施される場合に、ＦＤＤ方式によるＬＴＥ通信を行うＬＴＥ基地局またはＬＴＥ端末が、周囲の無線ＬＡＮ信号を応答信号として誤認識することなく、応答信号を正確に受信することが可能となる。

（実施例２）
実施例２では、ＴＤＤ方式によるセルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、セルラネットワークにおいて無線通信を実行する手法について説明する。

図８は、ＴＤＤシステムにおけるＬＴＥのサブフレームの構成例を示す図である。下りリンク通信と上りリンク通信とで同一の周波数帯を使うＴＤＤシステムにおいて、図８のようなサブフレーム構成を想定した場合、下りリンク通信はサブフレーム＃０，１，３，４，５，６，８，９で実施され、上りリンク通信はサブフレーム＃１，２，６，７で実施される。下りリンク通信に対する応答信号はサブフレーム＃２，７で送信され、上りリンク通信に対する応答信号はサブフレーム＃０，１，３，４，５，６，８，９で送信される。なお、図中においてＳで示されるサブフレーム＃１および＃６は、スペシャルサブフレームとも呼ばれ、上りパイロット送信時間スロット、下りパイロット送信時間スロット、ガードピリオドなどが含まれるサブフレームとなる。

図９に示すように、例えば、サブフレーム♯３におけるＬＴＥ基地局１０からＬＴＥ端末２０への下りリンクデータ送信（ステップ２）を行う場合、ＬＴＥ基地局１０がＬＴＥ端末２０から応答信号を受信するのは、ＬＴＥの規格に従って、データ送信後、４ｍｓ後以降かつ応答信号を送信可能なサブフレームと規定されているため、サブフレーム＃７となる。ここで、ＬＴＥ基地局１０は、応答信号を受信するまでの期間に無線ＬＡＮ基地局３０および無線ＬＡＮ端末４０のデータ送信を禁止させるために、データ送信を行うサブフレーム♯３より前のサブフレームのうち送信可能なサブフレーム＃１において、Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄをもつ無線ＬＡＮフレーム（例えば、図５に示すＣＴＳフレーム）を送信する（ステップ１）。したがって、Ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄには６ｍｓ以上の値が設定される。なお、ステップ１で送信する無線ＬＡＮフレームはＲＴＳフレームであってもよい。

上りリンク通信を想定した場合についても、下りリンク通信の場合と同様に動作可能である。ただし、ＬＴＥの上りリンク通信において、データの再送が必要となる場合は、上記実施例１の変形例１または変形例２と同様の動作を行うようにしてもよい。

以上述べたように、実施例２によれば、ＬＴＥ通信と無線ＬＡＮ通信が同一周波数帯で実施される場合に、ＴＤＤ方式によるＬＴＥ通信を行うＬＴＥ基地局またはＬＴＥ端末が、周囲の無線ＬＡＮ信号を応答信号として誤認識することなく、応答信号を正確に受信することが可能となる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。本発明は上述した実施例並びに各実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。上記実施例は例示であり、各実施例を組み合わせるなどして、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００…無線通信システム、１０…ＬＴＥ基地局、１２…通信部、１４…制御部、１６…記憶部、２０…ＬＴＥ端末、２２…通信部、２４…制御部、２６…記憶部、２８…ユーザＩＦ、３０…無線ＬＡＮ基地局、４０…無線ＬＡＮ端末。

Claims (7)

1. セルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、前記セルラネットワークにおいて無線通信を実行する通信装置であって、
   無線通信の相手方の通信装置に対して所定の信号を送信する送信部と、
   前記送信部によって送信した信号に対する応答信号を前記相手方から受信する受信部と
   を備え、
   前記送信部は、前記所定の信号の送信前に、少なくとも前記受信部において応答信号を受信するまでの所定の期間において、前記無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する
   ことを特徴とする通信装置。
2. 前記送信部は、前記応答信号の受信結果に応じて、前記無線通信の相手方の通信装置に対して前記所定の信号を再送し、
   前記受信部は、前記送信部によって再送した信号に対する応答信号を前記相手方から受信し、
   前記送信部は、無線ＬＡＮフレームに含める送信禁止期間を、少なくとも、前記受信部において前記再送した信号に対する応答信号を受信するまでの期間とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記送信部は、前記応答信号の受信結果に応じて、前記無線通信の相手方の通信装置に対して前記所定の信号を再送し、
   前記受信部は、前記送信部によって再送した信号に対する応答信号を前記相手方から受信し、
   前記送信部は、前記所定の信号の送信前に、少なくとも前記送信部によって送信した信号に対する応答信号の受信タイミングの直後のフレームまでの期間において、前記無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための第１の送信禁止期間に関する情報を含む第１の無線ＬＡＮフレームを送信し、前記応答信号の受信結果に応じて、少なくとも前記送信部によって再送した信号に対する応答信号を受信するまでの期間において、前記無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための第２の送信禁止期間に関する情報を含む第２の無線ＬＡＮフレームを送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 前記送信部は、送信禁止期間に関する情報を前記無線ＬＡＮフレーム内のＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記セルラネットワークがＦＤＤ方式である場合、
   前記送信部は、送信禁止期間として５ｍｓ以上の値が設定された無線ＬＡＮフレームを送信することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. セルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、前記セルラネットワークにおいて無線通信を実行する複数の通信装置を含む通信システムに用いられる通信方法であって、
   送信側の通信装置において、
   無線通信の相手方の通信装置に対して所定の信号を送信する送信ステップと、
   前記送信ステップによって送信した信号に対する応答信号を前記相手方から受信する受信ステップと
   を有し、
   受信側の通信装置において、
   無線通信の送信側の通信装置から所定の信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップによって受信した信号に対する応答信号を前記送信側の通信装置に送信する送信ステップと
   を有し、
   前記送信側の通信装置の送信ステップは、前記所定の信号の送信前に、少なくとも前記送信側の受信ステップにおいて応答信号を受信するまでの所定の期間において、前記無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する
   ことを特徴とする通信方法。
7. セルラネットワークと、周囲の通信状況に応じて無線通信を実行する無線ＬＡＮネットワークとが混在しうる無線環境において、前記セルラネットワークにおいて無線通信を実行する複数の通信装置を含む通信システムであって、
   送信側の通信装置は、
   無線通信の相手方の通信装置に対して所定の信号を送信する送信部と、
   前記送信部によって送信した信号に対する応答信号を前記相手方から受信する受信部と
   を備え、
   受信側の通信装置は、
   無線通信の送信側の通信装置から所定の信号を受信する受信部と、
   前記受信部によって受信した信号に対する応答信号を前記送信側の通信装置に送信する送信部と
   を備え、
   前記送信側の通信装置の送信部は、前記所定の信号の送信前に、少なくとも前記送信側の受信部において応答信号を受信するまでの所定の期間において、前記無線ＬＡＮネットワークにおける無線通信の実行を禁止させるための送信禁止期間に関する情報を含む無線ＬＡＮフレームを送信する
   ことを特徴とする通信システム。
   
   

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