JP2019205048A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいて同じ無線資源を用いる無線通信装置の間に生じる干渉を回避する。【解決手段】無線通信装置は、フレーム検出時刻決定部と、無線通信部とを備える。フレーム検出時刻決定部は、同期対象装置からのフレーム検出時刻を決定する。無線通信部は、フレーム検出時刻に基づいて同期対象装置からのフレームの拡散コードと直交する拡散コードにより符号化されたデータについて、他の無線通信装置と無線通信を行う。【選択図】図１

Description

本技術は、無線通信装置に関する。詳しくは、他の無線通信装置との干渉を避けて無線通信を行う無線通信装置、および、その処理方法に関する。

無線センサーネットワークにおいて、人や物に無線センサー端末（ＩｏＴ端末）を付与し、センサーから取得した情報を定期的に送信することにより、新たなサービスの創出が可能になる。例えば、加速度センサーや振動センサーを備える無線センサー端末を工場の機械に取り付け、機械の状態を定期的に送信することにより、人がいちいち見回ることなく設備の点検が実現可能となる。このような利用方法においては、無線システム内における無線センサー端末の数は膨大な数になりうるため、端末間の送信が干渉し、基地局における受信対雑音比（ＳＮ比）は低下する。したがって、安定した通信を行うためには無線システム内の干渉発生が少なくなるようにする必要がある。

また、ある工場にこのような設備機器の情報を取得する無線システムを導入した後、新たな機器の導入に伴い、新規設備機器の情報を取得する新たな無線システムを導入するケースも考えられる。この場合、既存無線システムに対して干渉とならないように、新規無線システムを導入する必要がある。この問題に対して、新規無線システムでは、既存無線システムとは時間や周波数といった異なる無線資源を用いてデータ送信を行うのが主なアプローチとして考えられる。しかし、無線資源は有限であり、無線システムや無線システムにおける無線センサー端末が増加すると無線資源が枯渇してしまう。そこで、従来、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調によるコード間干渉を回避する無線通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−３６３７２１号公報

上述の従来技術では、ＯＦＤＭ変調によりガードインターバルを付加し、ＯＦＣＤＭ（Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing）信号の受信タイミングずれを吸収して、拡散コードの直交性を確保することにより、コード間干渉を回避している。しかしながら、コード間干渉を回避しても、それに先立って送信されるプリアンブルにおいて衝突が生じてしまい、拡散コードにより拡散されたデータを正常に受信できなくなるおそれがある。

本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、同じ無線資源を用いる無線通信装置間の干渉を回避することを目的とする。

本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、同期対象装置からのフレーム検出時刻を決定するフレーム検出時刻決定部と、上記フレーム検出時刻に基づいて上記同期対象装置からのフレームの拡散コードと直交する拡散コードにより符号化されたデータについて他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信部とを具備する無線通信装置およびその無線通信方法である。これにより、同期対象装置からのフレームに同期させて、干渉を生じることなく無線通信を行うという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記無線通信部は、上記フレーム検出時刻から所定の遅延時間を経過したタイミングで上記無線通信を行うようにしてもよい。これにより、無線資源としての遅延時間に規定されるタイミングで無線通信を行うという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記遅延時間を予め決定する無線資源決定部をさらに具備し、上記無線通信部は、上記遅延時間を予め上記他の無線通信装置に対して通知するようにしてもよい。これにより、同期に必要な遅延時間を他の無線通信装置に対して通知するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記無線通信部は、上記同期対象装置からのフレームを予め受信し、上記無線資源決定部は、上記同期対象装置から受信したフレームに基づいて上記直交する拡散コードを決定し、上記無線通信部は、上記直交する拡散コードを予め上記他の無線通信装置に対して通知するようにしてもよい。これにより、無線通信に必要な拡散コードを他の無線通信装置に対して通知するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記無線通信部は、上記同期対象装置から受信したフレームのプリアンブルを予め上記他の無線通信装置に対して通知するようにしてもよい。これにより、無線通信に必要なプリアンブルを他の無線通信装置に対して通知するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記無線通信部は、予め決定された上記遅延時間を上記他の無線通信装置から受信するようにしてもよい。これにより、同期に必要な遅延時間を他の無線通信装置から受信するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記無線通信部は、上記直交する拡散コードを上記他の無線通信装置から受信するようにしてもよい。これにより、無線通信に必要な拡散コードを他の無線通信装置から受信するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記無線通信部は、送信するフレームのプリアンブルとしてチャネル推定のための１シンボルのみを送信するようにしてもよい。これにより、端末からのデータ送信の際、プリアンブルにおける衝突を最小限にするという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記他の無線通信装置から送信されて上記無線通信部によって受信されたフレームについて復調処理を行う復調部をさらに具備してもよい。これにより、端末から送信されたフレームを基地局が受信して復調するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記フレーム検出時刻決定部は、上記同期対象装置からフレームを検出した時刻を上記フレーム検出時刻として決定するようにしてもよい。これにより、同期対象装置からフレームを受信できる無線通信装置において、フレーム検出時刻を決定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記フレーム検出時刻決定部は、他の装置から通知されたタイミングを上記フレーム検出時刻として決定するようにしてもよい。これにより、同期対象装置からフレームを受信できない無線通信装置において、他の装置からの通知によりフレーム検出時刻を決定するという作用をもたらす。

本技術によれば、同じ無線資源を用いる無線通信装置間の干渉を回避することができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の第１の実施の形態における無線通信システムの構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）の構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）の構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における無線資源情報通知フレームのフィールド構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるデータ送信のタイミング例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における全体の処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 本技術の第１の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）の初期処理の処理手順例を示す流れ図である。 本技術の第１の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）の初期処理の処理手順例を示す流れ図である。 本技術の第１の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）の定期データ送信時の処理手順例を示す流れ図である。 本技術の第１の実施の形態における定期データ送信時の基地局＃Ｂ（２９０）の受信処理手順例を示す流れ図である。 本技術の第２の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）の構成例を示す図である。 本技術の第２の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）の構成例を示す図である。 本技術の第２の実施の形態における全体の処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 本技術の第３の実施の形態における無線通信システムの構成例を示す図である。 本技術の第３の実施の形態における全体の処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 本技術の第３の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）の初期処理の処理手順例を示す流れ図である。 本技術の第３の実施の形態における定期データ送信時の基地局＃Ｂ（２９０）の受信処理手順例を示す流れ図である。

以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（無線資源情報を端末が決定する例）
２．第２の実施の形態（無線資源情報を基地局が決定する例）
３．第３の実施の形態（フレーム検出時刻を基地局間で通知する例）

＜１．第１の実施の形態＞
［無線通信システムの構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態における無線通信システムの構成例を示す図である。

ここでは、既存システムであるシステム＃Ａが稼働している状態において、新規システムであるシステム＃Ｂを新たに導入する場合を想定している。システム＃Ａおよび＃Ｂは、それぞれ基地局および端末を備え、端末から基地局に対して定期的にデータ送信を行う。例えば、システム＃Ａは、端末＃Ａ１（１１０）および端末＃Ａ２（１２０）と、基地局＃Ａ（１９０）とを備える。また、システム＃Ｂは、端末＃Ｂ１（２１０）と、基地局＃Ｂ（２９０）とを備える。端末＃Ａ１（１１０）および端末＃Ａ２（１２０）は、基地局＃Ａ（１９０）の受信範囲１９に存在する。また、端末＃Ｂ１（２１０）は、基地局＃Ｂ（２９０）の受信範囲２９に存在する。

ただし、基地局＃Ａ（１９０）の受信範囲１９と、基地局＃Ｂ（２９０）の受信範囲２９は重複する範囲があり、その重複範囲に端末＃Ａ２（１２０）および端末＃Ｂ１（２１０）が存在する。したがって、端末＃Ａ２（１２０）および端末＃Ｂ１（２１０）から送信された信号は、基地局＃Ａ（１９０）および基地局＃Ｂ（２９０）の両者に受信される可能性がある。すなわち、両信号が基地局＃Ａ（１９０）および基地局＃Ｂ（２９０）において互いに干渉するおそれがある。

また、端末＃Ｂ１（２１０）の受信範囲２１には端末＃Ａ２（１２０）が含まれるため、端末＃Ｂ１（２１０）は端末＃Ａ２（１２０）から送信された信号を受信する可能性がある。そこで、この実施の形態においては、端末＃Ａ２（１２０）から送信された信号を受信した端末＃Ｂ１（２１０）が、その受信信号を利用して、基地局＃Ｂ（２９０）に送信するために必要な無線資源を決定する。

［端末の構成］
図２は、本技術の第１の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）の構成例を示す図である。

この端末＃Ｂ１（２１０）は、無線通信部２１１と、制御部２１２と、記憶部２１３と、センサー２１４と、フレーム検出時刻決定部２１５と、無線資源決定部２１６とを備える。

無線通信部２１１は、所定のフレームフォーマットに応じて、無線信号の送受信を行うものである。システム＃Ｂを新規に導入する際、端末＃Ｂ１（２１０）はプリアンブルがないためチャネル推定は行わない。そのため、情報が搬送波の位相によらない変調であればよく、例えば、周波数変調や振幅変調などの無線通信方式を用いることができる。一方、後述するように、情報を搬送波にのせる場合には、チャネル推定のためにデータの送信前に１シンボルだけ既知シンボルを送信して、差動位相変調方式を無線通信方式として用いることができる。

制御部２１２は、無線通信部２１１を制御して送信を実行させるとともに、送信フレームを生成するものである。

記憶部２１３は、端末＃Ｂ１（２１０）の動作に必要なデータを記憶するものである。例えば、既存システムであるシステム＃Ａの端末のデータを受信するために必要な情報を保持したデータベースを記憶することが想定される。

センサー２１４は、周囲の情報を取得するものである。例えば、ＧＰＳセンサーの場合は、ＧＰＳ信号を受信して、端末＃Ｂ１（２１０）の位置情報や時間情報を取得する。また、温度センサーの場合、端末＃Ｂ１（２１０）の周囲の温度を取得する。

フレーム検出時刻決定部２１５は、システム＃Ａの端末から送信されたフレームの検出時刻を決定するものである。

無線資源決定部２１６は、既存システムであるシステム＃Ａの端末の干渉にならないようにデータを送信する無線資源を決定するものである。

［基地局の構成］
図３は、本技術の第１の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）の構成例を示す図である。

この基地局＃Ｂ（２９０）は、無線通信部２９１と、制御部２９２と、記憶部２９３と、フレーム検出時刻決定部２９５と、復調部２９９とを備える。

無線通信部２９１は、所定のフレームフォーマットに応じて、無線信号の送受信を行うものである。

制御部２９２は、無線通信部２９１を制御して送受信を実行させるものである。

記憶部２９３は、基地局＃Ｂ（２９０）の動作に必要なデータを記憶するものである。例えば、システム＃Ｂに属する端末（例えば、端末＃Ｂ１（２１０））のフレーム検出に用いるプリアンブル情報、フレーム検出からデータを送信するまでの遅延時間α、拡散コードを保持したデータベースを記憶することが想定される。

フレーム検出時刻決定部２９５は、記憶部２９３から取得したプリアンブル情報に基づいて、フレームを検出し、フレーム検出時刻を決定するものである。

復調部２９９は、フレーム検出時刻決定部２９５によって取得したフレーム検出時刻に基づいて、受信信号からデータ部を取り出し、伝搬路特性の推定および補正を行った後、誤り訂正符号などの復調処理（復号化処理）を行うものである。この復調処理において、復調部２９９は、記憶部２９３に記憶された拡散コードを利用する。

［無線資源情報通知フレーム］
図４は、本技術の第１の実施の形態における無線資源情報通知フレームのフィールド構成例を示す図である。

この第１の実施の形態では、新規システムであるシステム＃Ｂにおいて、端末＃Ｂ１（２１０）のフレーム検出に必要な無線資源情報を、端末＃Ｂ１（２１０）から基地局＃Ｂ（２９０）に予め通知することを想定する。無線資源情報通知フレームは、その無線資源情報を通知するためのフレームである。

この無線資源情報通知フレームは、プリアンブル６１０と、ＰＨＹヘッダ６２０と、ＭＡＣヘッダ６３０と、ペイロード６４０と、ＣＲＣ６５０とから構成される。

プリアンブル６１０は、規格によって予め定められた固定パターンのビット列である。このプリアンブル６１０は、フレームの先頭に配置され、通常の場合、受信側において信号の検出やフレームの同期のために用いられる。この例においては、無線資源情報通知フレームのために固有のプリアンブルを割り当てて、検出したフレームが無線資源情報通知フレームであることも判断可能とする。

ＰＨＹヘッダ６２０は、物理層（Physical Layer）のフレームに関する情報を格納するヘッダである。この物理フレームに関する情報としては、例えば、ＰＨＹヘッダ６２０以降の部分のフィールドの長さや、変調方式がある。受信側は、このＰＨＹヘッダ６２０の情報に従って、以降のフィールド部分の受信を行うことができる。

ＭＡＣヘッダ６３０は、ＭＡＣ層（Media Access Control Layer）のヘッダである。このＭＡＣヘッダ６３０には、送信装置および受信装置のアドレス情報や、ペイロード６４０に格納される情報の種類などが含まれる。

ＣＲＣ６５０は、フレームの誤り検出を行うための巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）符号である。

ペイロード６４０は、送信されるデータ本体である。センサー２１４によるセンシングデータを送信する場合にはこのフィールドが用いられる。この無線資源情報通知フレームにおいては、端末識別子６４１と、プリアンブル情報６４２と、遅延情報６４３と、拡散コード６４４とが含まれる。端末識別子６４１は、送信側の端末（端末＃Ｂ１（２１０））を識別するための識別情報である。プリアンブル情報６４２は、フレーム検出に用いるプリアンブル情報である。遅延情報６４３は、フレーム検出からデータを送信するまでの遅延時間αである。拡散コード６４４は、端末（端末＃Ｂ１（２１０））からのデータを受信するための拡散コードである。

［データ送信］
図５は、本技術の第１の実施の形態におけるデータ送信のタイミング例を示す図である。

ここでは、端末＃Ａ２（１２０）を同期対象の端末として、端末＃Ｂ１（２１０）が基地局＃Ｂ（２９０）にデータを送信するタイミング例を示している。なお、横軸は時間方向を示している。

これに先立って、端末＃Ｂ１（２１０）は端末＃Ａ２（１２０）を同期対象の端末として決定し、上述の無線資源情報通知フレームにより基地局＃Ｂ（２９０）に、プリアンブル情報、遅延時間αおよび拡散コードを通知している。

既存システム＃Ａの端末＃Ａ２（１２０）が送信する信号のフレームフォーマットにおけるプリアンブル６６１は、予め決められた固定パターンである。受信側において信号の検出、フレームの同期、チャネル推定などに用いられる。

データ６６２は送信データである。具体的には、上述の無線資源情報通知フレームと同様に、ＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ペイロード、ＣＲＣなどが含まれる。この端末＃Ａ２（１２０）から送信されるフレームのペイロードには、センサーにおいて取得した情報を格納することが想定される。

同期対象である端末＃Ａ２（１２０）がフレームのプリアンブル６６１を送信すると、端末＃Ｂ１（２１０）はそのフレームを受信して、解析し、フレーム検出時刻を決定する。そして、フレーム検出時刻から遅延時間α後、先に通知した拡散コードによって拡散したデータ６７２を、基地局＃Ｂ（２９０）に送信開始する。

このとき、端末＃Ｂ１（２１０）は、端末＃Ａ２（１２０）の拡散コードと直交する拡散コードを用いる。これにより、同じ無線資源（時間および周波数）でデータを送信しても、信号を分離することができるため、既存システムの端末＃Ａ２（１２０）に対して干渉にならない。

また、端末＃Ｂ１（２１０）はチャネル推定のために、データ６７２の送信前に、１シンボルだけ既存システムの端末＃Ａ２（１２０）とは異なる既知シンボル６７１を送信する。

すなわち、本技術の実施の形態では、データ６７２を搬送波の位相にのせて送信する際の無線通信方式として差動位相変調方式を想定し、既存のシステム＃Ａの端末＃Ａ２（１２０）と新規のシステム＃Ｂの端末＃Ｂ１（２１０）では、互いに直交する拡散コードを用いるものとする。そして、端末＃Ｂ１（２１０）の無線資源決定部２１６において、既存システムであるシステム＃Ａの端末の干渉にならないようにデータを送信する無線資源が決定され、基地局＃Ｂ（２９０）に通知される。これにより、既知システムの端末＃Ａ２（１２０）のデータ送信に同期して、新規システムの端末＃Ｂ１（２１０）がデータ送信を行うことにより、同じ無線資源を用いる端末間の干渉を回避する。

［動作］
図６は、本技術の第１の実施の形態における全体の処理の流れの一例を示すシーケンス図である。

各端末は、定期データ送信時の処理として、センサーにより取得したデータを定期的に送信する。これに先立って、新規システムであるシステム＃Ｂにおいて、既存システムであるシステム＃Ａとの干渉が生じないように初期処理が行われる。

まず、新規システムであるシステム＃Ｂの端末＃Ｂ１（２１０）のデータ受信および復調を行うための初期処理について説明する。既存システムであるシステム＃Ａの端末＃Ａ１（１１０）や端末＃Ａ２（１２０）は、定期的にデータをブロードキャスト送信している（８１１、８１２）。端末＃Ｂ１（２１０）は一定時間受信処理を行い、既存システムであるシステム＃Ａの端末のデータを受信する。ここでは、端末＃Ｂ１（２１０）の受信範囲に位置する端末＃Ａ２（１２０）のデータが受信される。

端末＃Ｂ１（２１０）は、受信したシステム＃Ａの端末データより、送信タイミングを同期する端末を決定する。ここでは、同期対象の端末を、端末＃Ａ２（１２０）に決定する（８１３）。

さらに、端末＃Ｂ１（２１０）は、上述の無線資源情報通知フレームにより、送信タイミングを同期する端末のプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを基地局＃Ｂ（２９０）に通知する（８１４）。プリアンブルは、ここでは、端末＃Ａ２（１２０）のプリアンブルである。また、端末＃Ａ２（１２０）との拡散コードの直交性を保持するために、遅延時間αは、シンボル時間の倍数とする。また、拡散コードは、端末＃Ａ２（１２０）の拡散コードと直交する拡散コードである。

無線資源情報通知フレームを受信した基地局＃Ｂ（２９０）は、無線資源情報通知フレームに格納された情報を記憶部２９３に保持する。そして、無線資源情報通知フレームに格納されたプリアンブルで送信されるフレームが検出可能な場合は、確認応答信号（ＡＣＫ：ACKnowledgement）を返送する（８１５）。これにより、初期処理は終了する。

無線資源情報通知フレームに格納されたプリアンブルで送信されるフレームが検出可能か否かの判定は、無線資源情報通知フレームを受信してから、一定時間受信処理を行って判定してもよい。また、あらかじめ既存システムの様々なプリアンブルで受信処理を実施して、受信可能か否かのデータベースを作成しておいてもよい。

次に、 定期データ送信時の処理について説明する。まず、端末＃Ａ２（１２０）が送信したデータ（８１６）を、端末＃Ｂ１（２１０）および基地局＃Ｂ（２９０）が受信し、フレームの検出時刻を決定する。端末＃Ｂ１（２１０）は、端末＃Ａ２（１２０）のフレームを検出してから遅延時間α後、先に通知した拡散コードで拡散したデータを送信する（８１７）。

一方、基地局＃Ｂ（２９０）は、端末＃Ａ２（１２０）のフレームを検出してから遅延時間α後から受信信号を取り出して、データを復調する（８１８）。

図７は、本技術の第１の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）の初期処理の処理手順例を示す流れ図である。

端末＃Ｂ１（２１０）のフレーム検出時刻決定部２１５は、既存システムであるシステム＃Ａの端末からのデータを受信して、同期対象端末を決定する（ステップＳ９１１）。上述の例では、端末＃Ａ２（１２０）が同期対象端末として決定される。

そして、端末＃Ｂ１（２１０）の無線通信部２１１は、上述の無線資源情報通知フレームにより、端末＃Ａ２（１２０）のプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを基地局＃Ｂ（２９０）に通知する（ステップＳ９１２）。基地局＃Ｂ（２９０）からＡＣＫを受信しない場合には（ステップＳ９１３：Ｎｏ）、無線資源情報通知フレームを再送するようにしてもよい。

その後、基地局＃Ｂ（２９０）からＡＣＫを受信すると（ステップＳ９１３：Ｙｅｓ）、初期処理を終了する。その際、端末＃Ａ２（１２０）のプリアンブル、データ送信までの遅延時間α、および、拡散コードは、記憶部２１３に記憶される（ステップＳ９１４）。

図８は、本技術の第１の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）の初期処理の処理手順例を示す流れ図である。

基地局＃Ｂ（２９０）は、端末＃Ｂ１（２１０）から無線資源情報通知フレームを受信すると（ステップＳ９２１：Ｙｅｓ）、無線資源情報通知フレームに含まれる情報を記憶部２９３に記憶する（ステップＳ９２２）。すなわち、端末＃Ａ２（１２０）のプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを記憶部２９３に記憶する。そして、端末＃Ｂ１（２１０）に対してＡＣＫを返送する（ステップＳ９２３）。

図９は、本技術の第１の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）の定期データ送信時の処理手順例を示す流れ図である。

端末＃Ｂ１（２１０）は、記憶部２１３からフレーム検出のためのプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを取得する（ステップＳ９１５）。そして、フレームの受信を待機する（ステップＳ９１６）。端末＃Ｂ１（２１０）は、フレームを受信すると（ステップＳ９１６：Ｙｅｓ）、そのフレーム検出時刻を保持する（ステップＳ９１７）。

端末＃Ｂ１（２１０）は、フレーム検出時刻から遅延時間α経過したタイミングで（ステップＳ９１８：Ｙｅｓ）、データ６７２を送信する（ステップＳ９１９）。

図１０は、本技術の第１の実施の形態における定期データ送信時の基地局＃Ｂ（２９０）の受信処理手順例を示す流れ図である。

基地局＃Ｂ（２９０）は、記憶部２９３からフレーム検出のためのプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを取得する（ステップＳ９２５）。そして、フレームの受信を待機する（ステップＳ９２６）。基地局＃Ｂ（２９０）は、フレームを受信すると（ステップＳ９２６：Ｙｅｓ）、そのフレーム検出時刻を保持する（ステップＳ９２７）。

基地局＃Ｂ（２９０）は、フレーム検出時刻から遅延時間α経過したタイミングで（ステップＳ９２８：Ｙｅｓ）、データ６７２を受信して、復調処理を行う（ステップＳ９２９）。

このように、本技術の第１の実施の形態では、端末＃Ｂ１（２１０）の無線資源決定部２１６において、既存システムであるシステム＃Ａの端末の干渉にならないようにデータを送信する無線資源が決定され、基地局＃Ｂ（２９０）に通知される。これにより、既知システムの端末＃Ａ２（１２０）のデータ送信に同期して、新規システムの端末＃Ｂ１（２１０）がデータ送信を行うことにより、同じ無線資源を用いる端末間の干渉を回避することができる。

すなわち、新規のシステム＃Ｂの端末＃Ｂ１（２１０）は定期データ送信時にプリアンブルを送信せず、既存のシステム＃Ａの端末＃Ａ２（１２０）が送信するプリアンブルを用いてフレーム検出を行う。従来のように既存システム端末と新規システム端末が各々異なるプリアンブルを同時に送信すると干渉となり、パケット検出性能が悪化する。しかし、この実施の形態では、新規システムの端末＃Ｂ１（２１０）はチャネル推定用の１シンボルしか送信しないため、既存システムの干渉とならずにデータ送信が可能となる。したがって、既存システムの受信性能に影響を与えずに、新規システムを導入することが可能となる。

＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、無線資源情報を端末＃Ｂ１（２１０）から基地局＃Ｂ（２９０）に通知していたが、逆に、基地局＃Ｂ（２９０）から端末＃Ｂ１（２１０）に通知するようにしてもよい。この第２の実施の形態では、基地局＃Ｂ（２９０）が同期対象端末を決定して、無線資源情報を端末＃Ｂ１（２１０）に対して通知する例について説明する。なお、無線通信システムの全体構成については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

［端末の構成］
図１１は、本技術の第２の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）の構成例を示す図である。

この第２の実施の形態における端末＃Ｂ１（２１０）は、上述の第１の実施の形態と比べて、無線資源決定部２１６を備えない点において異なる。それ以外の点については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

［基地局の構成］
図１２は、本技術の第２の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）の構成例を示す図である。

この第２の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）は、上述の第１の実施の形態と比べて、無線資源決定部２９６を備える点において異なる。この無線資源決定部２９６は、既存システムであるシステム＃Ａの端末の干渉にならないようにデータを送信する無線資源を決定するものである。それ以外の点については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

［動作］
図１３は、本技術の第２の実施の形態における全体の処理の流れの一例を示すシーケンス図である。

まず、新規システムであるシステム＃Ｂの端末＃Ｂ１（２１０）のデータ受信および復調を行うための初期処理について説明する。既存システムであるシステム＃Ａの端末＃Ａ１（１１０）や端末＃Ａ２（１２０）は、定期的にデータをブロードキャスト送信している（８２１、８２２）。基地局＃Ｂ（２９０）は一定時間受信処理を行い、既存システムの端末のデータを受信する。ここでは、基地局＃Ｂ（２９０）の受信範囲に位置する端末＃Ａ２（１２０）のデータが受信される。

基地局＃Ｂ（２９０）は、受信した既存システムの端末データより、送信タイミングを同期する端末を決定する。ここでは、同期対象の端末を、端末＃Ａ２（１２０）に決定する（８２３）。

さらに、基地局＃Ｂ（２９０）は、第１の実施の形態と同様の無線資源情報通知フレームにより、送信タイミングを同期する端末のプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを端末＃Ｂ１（２１０）に通知する（８２４）。プリアンブルは、ここでは、端末＃Ａ２（１２０）のプリアンブルである。また、端末＃Ａ２（１２０）との拡散コードの直交性を保持するために、遅延時間αは、シンボル時間の倍数とする。また、拡散コードは、端末＃Ａ２（１２０）の拡散コードと直交する拡散コードである。

無線資源情報通知フレームを受信した端末＃Ｂ１（２１０）は、無線資源情報通知フレームに格納された情報を記憶部２１３に保持する。そして、無線資源情報通知フレームに格納されたプリアンブルで送信されるフレームが検出可能な場合は、ＡＣＫを返送する（８２５）。これにより、初期処理は終了する。

なお、定期データ送信時の処理（８２６乃至８２８）については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

このように、本技術の第２の実施の形態では、基地局＃Ｂ（２９０）の無線資源決定部２９６において、既存システムであるシステム＃Ａの端末の干渉にならないようにデータを送信する無線資源が決定され、端末＃Ｂ１（２１０）に通知される。これにより、既知システムの端末＃Ａ２（１２０）のデータ送信に同期して、新規システムの端末＃Ｂ１（２１０）がデータ送信を行うことにより、同じ無線資源を用いる端末間の干渉を回避することができる。

＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１および第２の実施の形態では、基地局＃Ｂ（２９０）は端末＃Ａ２（１２０）から送信されるフレームを自ら受信して、そのフレーム検出時刻を決定していた。しかし、その場合、端末＃Ａ２（１２０）が基地局＃Ｂ（２９０）の受信範囲に位置する必要があり、無線通信の状態によっては端末＃Ａ２（１２０）から送信されるフレームを受信できないこともあり得る。そこで、この第３の実施の形態では、基地局＃Ａ（１９０）と基地局＃Ｂ（２９０）が連携することによって、基地局＃Ｂ（２９０）の受信範囲外の端末＃Ａ２（１２０）にも送信タイミングを同期可能とする無線通信システムについて説明する。

［無線通信システムの構成］
図１４は、本技術の第３の実施の形態における無線通信システムの構成例を示す図である。

この例では、既存のシステム＃Ａの端末＃Ａ２（１２０）は、新規のシステム＃Ｂの端末＃Ｂ１（２１０）の受信範囲２１の範囲内に位置するが、新規のシステム＃Ｂの基地局＃Ｂ（２９０）の受信範囲２９の範囲外に位置している。このような場合にも基地局＃Ｂ（２９０）がフレーム検出タイミングを把握するために、基地局＃Ａ（１９０）と基地局＃Ｂ（２９０）との間に通信経路３００を設ける。

通信経路３００は、基地局＃Ａ（１９０）と基地局＃Ｂ（２９０）との間で、フレーム検出タイミングをやりとりするための通信経路である。この通信経路３００としては、例えば、クラウドサーバなどを利用することができる。基地局＃Ｂ（２９０）は、端末＃Ａ２（１２０）から送信されるフレームを受信できないため、通信経路３００を介してフレーム検出タイミングを基地局＃Ａ（１９０）に要求する。基地局＃Ａ（１９０）は、その要求に応じて、フレーム検出タイミングを基地局＃Ｂ（２９０）に通知する。

基地局＃Ｂ（２９０）にとって、端末＃Ａ２（１２０）から送信されるデータは不必要なものであり、端末＃Ｂ１（２１０）から送信されるデータを受信するためにフレーム検出タイミングが分かれば十分である。そのため、基地局＃Ｂ（２９０）は、通信経路３００を用いてフレーム検出タイミングの通知を受ければ、端末＃Ｂ１（２１０）からの送信データを受信することができる。

なお、端末＃Ｂ１（２１０）および基地局＃Ｂ（２９０）の構成については、基本的には上述の第１または第２の実施の形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

［動作］
図１５は、本技術の第３の実施の形態における全体の処理の流れの一例を示すシーケンス図である。

まず、新規システムであるシステム＃Ｂの端末＃Ｂ１（２１０）のデータ受信および復調を行うための初期処理について説明する。既存システムであるシステム＃Ａの端末＃Ａ１（１１０）や端末＃Ａ２（１２０）は、定期的にデータをブロードキャスト送信している（８３１、８３２）。基地局＃Ｂ（２９０）は一定時間受信処理を行うが、この例では、既存システムの端末のデータを受信できなかったものと想定する。一方、端末＃Ｂ１（２１０）は一定時間受信処理を行い、既存システムであるシステム＃Ａの端末のデータを受信する。ここでは、端末＃Ｂ１（２１０）の受信範囲に位置する端末＃Ａ２（１２０）のデータが受信される。端末＃Ｂ１（２１０）は、受信したシステム＃Ａの端末データより、送信タイミングを同期する端末を決定する。ここでは、同期対象の端末を、端末＃Ａ２（１２０）に決定する（８３３）。

さらに、端末＃Ｂ１（２１０）は、上述の無線資源情報通知フレームにより、送信タイミングを同期する端末のプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを基地局＃Ｂ（２９０）に通知する（８３４）。なお、この第３の実施の形態においては、通信経路３００を介してフレーム検出タイミングをリアルタイムに通知する必要があるため、上述の第１および第２の実施の形態と比べて、遅延時間αを長めに設定することが望ましい。

端末＃Ｂ１（２１０）からの無線資源情報通知フレームを受信した基地局＃Ｂ（２９０）は、無線資源情報通知フレームに格納されたプリアンブルで送信されるフレームを検出できなかったことを認識する。これにより、基地局＃Ｂ（２９０）は、通信経路３００を介して、基地局＃Ａ（１９０）にフレーム検出タイミングの通知要求を送信する（８４１）。これに対し、基地局＃Ａ（１９０）から通信経路３００を介して、通知要求に対するＡＣＫが返送された場合（８４２）、基地局＃Ｂ（２９０）は、受信の準備が整ったものとして、端末＃Ｂ１（２１０）に無線資源情報通知フレームに対するＡＣＫを返送する（８３５）。

次に、 定期データ送信時の処理について説明する。まず、端末＃Ａ２（１２０）が送信したデータ（８３６）を、基地局＃Ａ（１９０）が受信し、フレームの検出時刻を決定する。そして、基地局＃Ａ（１９０）は、通信経路３００を介して、基地局＃Ｂ（２９０）に対して、フレームを検出した時刻をフレーム検出タイミングとして通知する（８４３）。

端末＃Ｂ１（２１０）は、端末＃Ａ２（１２０）のフレームを検出してから遅延時間α後、先に通知した拡散コードで拡散したデータを送信する（８３７）。

一方、基地局＃Ｂ（２９０）は、通信経路３００を介して取得したフレーム検出タイミングから遅延時間α後から受信信号を取り出して、データを復調する（８３８）。

図１６は、本技術の第３の実施の形態における基地局＃Ｂ（２９０）の初期処理の処理手順例を示す流れ図である。

基地局＃Ｂ（２９０）は、端末＃Ｂ１（２１０）から無線資源情報通知フレームを受信すると（ステップＳ９４１：Ｙｅｓ）、無線資源情報通知フレームに格納されたプリアンブルで送信されるフレームを受信可能であるか否かを判断する（ステップＳ９４２）。すなわち、端末＃Ａ２（１２０）からのフレームを受信できなければ（ステップＳ９４２：Ｎｏ）、通信経路３００を介してフレーム検出タイミングの通知を基地局＃Ａ（１９０）に要求して（ステップＳ９４３）、基地局＃Ａ（１９０）からのＡＣＫを待機する（ステップＳ９４４）。

基地局＃Ａ（１９０）からＡＣＫが返送されると（ステップＳ９４４：Ｙｅｓ）、無線資源情報通知フレームに含まれる情報を記憶部２９３に記憶する（ステップＳ９４５）。すなわち、端末＃Ａ２（１２０）のプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを記憶部２９３に記憶する。そして、端末＃Ｂ１（２１０）に対してＡＣＫを返送する（ステップＳ９４６）。これにより、初期処理は終了する。

図１７は、本技術の第３の実施の形態における定期データ送信時の基地局＃Ｂ（２９０）の受信処理手順例を示す流れ図である。

基地局＃Ｂ（２９０）は、記憶部２９３からフレーム検出のためのプリアンブルと、データ送信までの遅延時間αと、拡散コードとを取得する（ステップＳ９５１）。そして、基地局＃Ａ（１９０）からのフレーム検出タイミング通知の受信を待機する（ステップＳ９５２）。基地局＃Ｂ（２９０）は、フレーム検出タイミング通知を受信すると（ステップＳ９５２：Ｙｅｓ）、そのフレーム検出タイミングを保持する（ステップＳ９５３）。

基地局＃Ｂ（２９０）は、フレーム検出タイミングから遅延時間α経過したタイミングで（ステップＳ９５４：Ｙｅｓ）、データ６７２を受信して、復調処理を行う（ステップＳ９５５）。

なお、この第３の実施の形態では、端末＃Ｂ１（２１０）が遅延時間αを決定して基地局＃Ｂ（２９０）に通知することを想定したが、遅延時間αは基地局＃Ｂ（２９０）が決定するようにしてもよい。その場合、無線資源情報通知フレームに対するＡＣＫ（８３５）に遅延時間αを格納して、返送することが考えられる。それに先立つ基地局＃Ａ（１９０）とのやりとり（８４１、８４２）により、通信経路３００の遅延が判明するため、基地局＃Ｂ（２９０）はその遅延を担保可能な遅延時間αを決定することが可能になる。例えば、端末＃Ｂ１（２１０）から無線資源情報通知フレームにより通知された遅延時間αが短すぎると判断された場合に、基地局＃Ｂ（２９０）が遅延時間αを決定するようにしてもよい。

このように、本技術の第３の実施の形態では、同期対象端末である端末＃Ａ２（１２０）が基地局＃Ｂ（２９０）の受信範囲に位置しない場合であっても、基地局＃Ｂ（２９０）が通信経路３００を介してフレーム検出タイミングを取得することができる。これにより、既知システムの端末＃Ａ２（１２０）のデータ送信に同期して、新規システムの端末＃Ｂ１（２１０）がデータ送信を行うことにより、同じ無線資源を用いる端末間における干渉を回避して、基地局＃Ｂ（２９０）において受信することができる。

［効果］
以上、説明したように、本技術の実施の形態によれば、 既存システムの端末と同じ無線資源（時間および周波数）を用いて送信しても、既存システムに対し干渉とならずに、新規システムを導入することが可能となる。また、 既存システムと新規システムで同じ無線資源（時間および周波数）を使用できるため、無線資源を有効に使用することが可能となる。さらに、既存システムの端末には変更が不要なため、無線システムのバージョンアップによる世代違いの端末同士にも適応可能となり、無線システムのバージョンアップを容易に行うことが可能となる。

なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。

また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray（登録商標）Disc）等を用いることができる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）同期対象装置からのフレーム検出時刻を決定するフレーム検出時刻決定部と、
前記フレーム検出時刻に基づいて前記同期対象装置からのフレームの拡散コードと直交する拡散コードにより符号化されたデータについて他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信部と
を具備する無線通信装置。
（２）前記無線通信部は、前記フレーム検出時刻から所定の遅延時間を経過したタイミングで前記無線通信を行う
前記（１）に記載の無線通信装置。
（３）前記遅延時間を予め決定する無線資源決定部をさらに具備し、
前記無線通信部は、前記遅延時間を予め前記他の無線通信装置に対して通知する
前記（２）に記載の無線通信装置。
（４）前記無線通信部は、前記同期対象装置からのフレームを予め受信し、
前記無線資源決定部は、前記同期対象装置から受信したフレームに基づいて前記直交する拡散コードを決定し、
前記無線通信部は、前記直交する拡散コードを予め前記他の無線通信装置に対して通知する
前記（３）に記載の無線通信装置。
（５）前記無線通信部は、前記同期対象装置から受信したフレームのプリアンブルを予め前記他の無線通信装置に対して通知する
前記（４）に記載の無線通信装置。
（６）前記無線通信部は、予め決定された前記遅延時間を前記他の無線通信装置から受信する前記（２）に記載の無線通信装置。
（７）前記無線通信部は、前記直交する拡散コードを前記他の無線通信装置から受信する
前記（６）に記載の無線通信装置。
（８）前記無線通信部は、送信するフレームのプリアンブルとしてチャネル推定のための１シンボルのみを送信する
前記（１）から（７）のいずれかに記載の無線通信装置。
（９）前記他の無線通信装置から送信されて前記無線通信部によって受信されたフレームについて復調処理を行う復調部をさらに具備する前記（１）から（７）のいずれかに記載の無線通信装置。
（１０）前記フレーム検出時刻決定部は、前記同期対象装置からフレームを検出した時刻を前記フレーム検出時刻として決定する
前記（１）から（８）のいずれかに記載の無線通信装置。
（１１）前記フレーム検出時刻決定部は、他の装置から通知されたタイミングを前記フレーム検出時刻として決定する
前記（１）から（９）のいずれかに記載の無線通信装置。
（１２）フレーム検出時刻決定部が、同期対象装置からのフレーム検出時刻を決定する手順と、
無線通信部が、前記フレーム検出時刻から所定の遅延時間を経過したタイミングで、前記同期対象装置からのフレームの拡散コードと直交する拡散コードにより符号化されたデータについて他の無線通信装置と無線通信を行う手順と
を具備する無線通信方法。

１１０、１２０、２１０ 端末
１９０、２９０ 基地局
２１１、２９１ 無線通信部
２１２、２９２ 制御部
２１３、２９３ 記憶部
２１４ センサー
２１５、２９５ フレーム検出時刻決定部
２１６、２９６ 無線資源決定部
２９９ 復調部
３００ 通信経路

Claims (12)

1. 同期対象装置からのフレーム検出時刻を決定するフレーム検出時刻決定部と、
   前記フレーム検出時刻に基づいて前記同期対象装置からのフレームの拡散コードと直交する拡散コードにより符号化されたデータについて他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信部と
   を具備する無線通信装置。
2. 前記無線通信部は、前記フレーム検出時刻から所定の遅延時間を経過したタイミングで前記無線通信を行う
   請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記遅延時間を予め決定する無線資源決定部をさらに具備し、
   前記無線通信部は、前記遅延時間を予め前記他の無線通信装置に対して通知する
   請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記無線通信部は、前記同期対象装置からのフレームを予め受信し、
   前記無線資源決定部は、前記同期対象装置から受信したフレームに基づいて前記直交する拡散コードを決定し、
   前記無線通信部は、前記直交する拡散コードを予め前記他の無線通信装置に対して通知する
   請求項３記載の無線通信装置。
5. 前記無線通信部は、前記同期対象装置から受信したフレームのプリアンブルを予め前記他の無線通信装置に対して通知する
   請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記無線通信部は、予め決定された前記遅延時間を前記他の無線通信装置から受信する請求項２記載の無線通信装置。
7. 前記無線通信部は、前記直交する拡散コードを前記他の無線通信装置から受信する
   請求項６記載の無線通信装置。
8. 前記無線通信部は、送信するフレームのプリアンブルとしてチャネル推定のための１シンボルのみを送信する
   請求項１記載の無線通信装置。
9. 前記他の無線通信装置から送信されて前記無線通信部によって受信されたフレームについて復調処理を行う復調部をさらに具備する請求項１記載の無線通信装置。
10. 前記フレーム検出時刻決定部は、前記同期対象装置からフレームを検出した時刻を前記フレーム検出時刻として決定する
    請求項１記載の無線通信装置。
11. 前記フレーム検出時刻決定部は、他の装置から通知されたタイミングを前記フレーム検出時刻として決定する
    請求項１記載の無線通信装置。
12. フレーム検出時刻決定部が、同期対象装置からのフレーム検出時刻を決定する手順と、
    無線通信部が、前記フレーム検出時刻に基づいて前記同期対象装置からのフレームの拡散コードと直交する拡散コードにより符号化されたデータについて他の無線通信装置と無線通信を行う手順と
    を具備する無線通信方法。

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