JP4095585B2 - 無線通信方法、無線通信装置、および無線通信システム - Google Patents

無線通信方法、無線通信装置、および無線通信システム Download PDF

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Description

本発明は複数の異なる周波数チャネルを共用し、複数の無線通信装置が高速に無線通信を行う無線通信方法、無線通信装置、および無線通信システムに関する。
従来、複数の異なる周波数チャネルを共用し、複数の無線通信装置が高速に無線通信を行う無線通信システムが提案されている（下記特許文献１参照）。この種の従来の無線通信システムでは、基地局が主体となって全ての周波数チャネルのフレーム交換を制御するようにしている。また、全ての周波数チャネルで行われる無線通信は、基地局と移動局との間の通信に限られている。
特開２００４−２３１４３号公報
基地局が主体で全ての周波数チャネルのフレーム交換を制御する場合、当然ながら基地局における制御は複雑なものとなる。また、ある移動局から別の移動局へデータを送信する場合、送信元の移動局からデータが先ず基地局に対して送信され、送信元の移動局からのデータを基地局が宛先の移動局へ送信することになる。つまり、移動局から移動局へ送信されるデータは必ず基地局を経由する。この場合、システム全体としてのデータ伝送効率は必ずしも良いとはいえない。
本発明は、周波数チャネルの帯域幅を拡大して高速無線通信が可能な端末と、そうでないレガシーの無線端末とが共存する無線通信システムにおいて、レガシー端末が通信可能な期間におけるチャネル使用効率を向上することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムは、複数の周波数チャネルのうち、少なくとも１つの周波数チャネルにおいて、端末局が基地局を介さない端末局間の直接通信を行えるよう構成される。
（１）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、２つの異なる周波数チャネルを共用して使用する無線通信システムにおける無線通信方法であって、第一の通信期間と第二の通信期間が交互に繰り返され、前記第一の通信期間に、少なくとも２台の無線端末局が第一乃至第二の周波数チャネルのいずれかにおいて無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信を開始することを特徴とする無線通信方法である。
上記（１）記載の無線通信方法によれば、20MHz期間に、一方の20MHz帯域において基地局と端末局が通信を行い、もう一方の20MHz帯域において端末間の直接通信を行うことにより、周波数チャネルを有効に使用することができる。
（２）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、前記無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記第一の通信期間に、少なくとも２台の第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルで前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信を行い、少なくとも１台の第二のグループに属する無線端末局または前記無線基地局が前記第一の周波数チャネルで通信を行うことを特徴とする無線通信方法である。
上記（２）記載の無線通信方法によれば、20MHz期間に、レガシー端末と基地局が片方の20MHz帯で通信を行い、ハイスループット端末がもう一方の20MHz帯で端末間の直接通信を行うことにより、周波数チャネルを有効に使用することができる。
（３）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルにおいて行う前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信は、前記第一の周波数チャネルにおいて前記無線基地局が直接通信の許可を示す内容を含んだフレームを送信した後に開始されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（３）記載の無線通信方法によれば、20MHz期間に、基地局が送信する直接通信許可フレームをトリガとして、レガシー端末と基地局が片方の20MHz帯で通信を行い、ハイスループット端末がもう一方の20MHz帯で端末間の直接通信を行うことにより、周波数チャネルの有効利用を効率良く行うことができる。
（４）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（３）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の周波数チャネルにおいて前記無線基地局が送信する直接通信の許可を示す内容を含んだフレームは、前記無線基地局が前記第一のグループに属する無線端末局から直接通信の要求を示す内容を含んだフレームを受信した後に送信されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（４）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が直接通信を行う必要がある場合のみ、基地局に直接通信の要求を出し、許可を得て直接通信を行うことにより、周波数チャネルの有効利用を効率良く行うことができる。
（５）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（４）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一のグループに属する無線端末局が前記無線基地局へ送信する直接通信の要求を示す内容を含んだフレームは、前記第一のグループに属する第一の無線端末局が直接通信を要求する前記第一のグループに属する第二の無線端末局へ直接通信の要求を示す内容を含んだフレームを送信し、前記第一のグループに属する前記第一の無線端末局が前記第一のグループに属する前記第二の無線端末局から直接通信の受け入れを示す内容を含んだフレームを受信した後に送信されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（５）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が直接通信を希望するハイスループット端末へ要求を行い、相手のハイスループット端末から許可を受けてから基地局に直接通信の要求を出すことにより、効率的に直接通信を行うことができる。
（６）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（５）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一のグループに属する第一の無線端末局が直接通信を要求する前記第一のグループに属する第二の無線端末局へ送信する直接通信の要求を示すフレームの内容に、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間、のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする無線通信方法である。
上記（６）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が直接通信を要求するハイスループット端末へ送信するフレームの内容に、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間を含めることにより、相手のハイスループット端末が承諾の判断を容易に行うことができる。
（７）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（４）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一のグループに属する前記無線端末局が前記無線基地局へ送信する直接通信の要求を示すフレームの内容に、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が行う直接通信の期間と、直接通信を行う少なくとも１台の前記第一のグループに属する無線端末局の識別子、のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする無線通信方法である。
上記（７）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が基地局へ送信する直接通信要求フレームに、直接通信を行いたい期間、直接通信を行いたい相手のアドレスを含めることにより、基地局は効率良く直接通信の許可判断を行うことができる。
（８）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（３）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の周波数チャネルにおいて前記無線基地局が送信する直接通信の許可を示すフレームの内容に、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が行う直接通信の開始時刻と、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が行う直接通信の期間と、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局の識別子、のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする無線通信方法である。
上記（８）記載の無線通信方法によれば、基地局が送信する直接通信許可フレームに、直接通信の開始時刻と、直接通信の期間と、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う端末のアドレスを含めることにより、確実に直接通信を行うことができると同時に、これを聞いた他の端末が、直接通信を行っている端末に関する情報を得ることができ、効率的にフレームの交換を行うことができる。
（９）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（３）記載の無線通信方法であって、かつ、前記無線基地局が送信する直接通信の許可を示すフレームは、前記第一の周波数チャネルと前記第二の周波数チャネルの両方において同時に送信されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（９）記載の無線通信方法によれば、第二の周波数チャネルに他の端末局が存在するような場合に、これから第二の周波数チャネルにおいてハイスループット端末間の直接通信が始まることを事前に示すことができる。
（１０）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（９）記載の無線通信方法であって、かつ、前記無線基地局が前記第一の周波数チャネルと前記第二の周波数チャネルの両方において同時に送信する直接通信の許可を示すフレームの、少なくとも前記第二の周波数チャネルにおいて送信される直接通信の許可を示すフレームは、直接通信を行う時間を予め予約する内容を含むことを特徴とする無線通信方法である。
上記（１０）記載の無線通信方法によれば、第二の周波数チャネルにおいて、ハイスループット端末間が行う直接通信の帯域を予約することにより、妨害なく直接通信を行うことができる。
（１１）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルにおいて行う前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信は、前記第一の周波数チャネルにおいて前記第一のグループに属する無線端末局が直接通信の宣言を示す内容を含んだフレームを送信した後に開始されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（１１）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が片方の20MHz帯で端末間の直接通信を行う前に、直接通信を行うことを宣言することにより、他の端末は直接通信を行っている端末の情報を把握することができ、効率のよいフレームの交換を行うことができる。
（１２）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１１）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の周波数チャネルにおいて前記第一の無線端末局が直接通信の宣言を示す内容を含んだフレームは、前記第一のグループに属する第一の無線端末局が直接通信を希望する前記第一のグループに属する第二の無線端末局へ直接通信の要求を示す内容を含んだフレームを送信し、前記第一のグループに属する前記第一の無線端末局が前記第一のグループに属する前記第二の無線端末局から直接通信の受け入れを示す内容を含んだフレームを受信した後に送信されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（１２）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が直接通信を希望するハイスループット端末へ要求を行い、相手のハイスループット端末から承諾を受けてから直接通信の宣言を行うことにより、確実に直接通信を行うことができる。
（１３）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一のグループに属する第一の無線端末局が直接通信を希望する前記第一のグループに属する第二の無線端末局へ送信する直接通信の希望を示すフレームの内容に、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間、を含むことを特徴とする無線通信方法である。
上記（１３）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が直接通信を希望するハイスループット端末へ送信するフレームの内容に、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間を含めることにより、相手のハイスループット端末が承諾の判断を容易に行うことができる。
（１４）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１１）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の周波数チャネルにおいて前記第一のグループに属する前記無線端末局が送信する直接通信の宣言を示すフレームの内容に、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が行う直接通信の開始時刻と、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が行う直接通信の期間と、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局の識別子、のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする無線通信方法である。
上記（１４）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が送信する直接通信宣言フレームに、直接通信の開始時刻と、直接通信の期間と、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う端末のアドレスを含めることにより、確実に直接通信を行うことができると同時に、これを聞いた他の端末が、直接通信を行っている端末に関する情報を得ることができ、効率的にフレームの交換を行うことができる。
（１５）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルで行う前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信は、少なくとも一つ前の第一の通信期間に行われた前記２台の第一のグループに属する無線端末局間の直接通信において、送信するデータが残っている場合に行われることを特徴とする無線通信方法である。
上記（１５）記載の無線通信方法によれば、前の20MHz期間における直接通信において、送信するデータが残っていた場合に、現20MHz期間に直接通信を行うことにより、効率的に周波数チャネルを使用することができる。
（１６）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルで行う前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信は、少なくとも一つ前の第二の通信期間に行われた前記２台の第一のグループに属する無線端末局間の直接通信において、送信するデータが残っている場合に行われることを特徴とする無線通信方法である。
上記（１６）記載の無線通信方法によれば、前の40MHz期間における直接通信において、送信するデータが残っていた場合に、20MHz期間に直接通信を行うことにより、効率的に周波数チャネルを使用することができる。
（１７）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルで行う前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信は、前記第一の通信期間に前記無線基地局が前記第一のグループに属する第一の無線端末局へ送信権を与え、送信権を与えられた前記第一のグループに属する前記第一の無線端末局が第一のグループに属する第二の無線端末局へ前記第二の周波数チャネルにおける無線端末局間の直接通信を要求し、前記第一のグループに属する前記第二の無線端末局が受け入れを示す内容のフレームを送信した後に開始されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（１７）記載の無線通信方法によれば、ハイスループット端末が20MHz期間に基地局からTXOPを与えられた時に、DLPをしたいハイスループット端末へDLP要求し、承諾された後にDLPを開始することにより、効率良く周波数チャネルの有効利用を実現できる。
（１８）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１７）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一のグループに属する前記第二の無線端末局が承諾を示す内容のフレームを送信した後に、前記無線基地局が第一の周波数チャネルにおいて前記第一のグループに属する前記第一の無線端末局へ与えた送信権を取り消す内容のフレームを送信することを特徴とする無線通信方法である。
上記（１８）記載の無線通信方法によれば、送信権を与えたハイスループット端末が第二の周波数チャネルにおいてDLPを開始した場合、第一の周波数チャネルにおけるハイスループット端末の送信権を取り消すことによって、第一の周波数チャネルを有効に使用することができる。
（１９）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルで行う前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信は、前記第一の通信期間に前記無線基地局が前記第一のグループに属する無線端末局或いは前記第二のグループへ属する無線端末局へ送信権を与え、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記無線基地局から送信権を与えられないと認識した後に開始されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（１９）記載の無線通信方法によれば、第一の周波数チャネルにおいて他の端末に送信権が与えられ、他の端末が送信を行っている間に、ハイスループット端末が第二の周波数チャネルにおいてDLPをすることにより、周波数チャネルを有効に利用することができる。
（２０）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１９）記載の無線通信方法であって、かつ、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記無線基地局から送信権を与えられないと認識した後に開始される前記第二の周波数チャネルにおける無線端末局間の直接通信は、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局間の事前の交渉において直接通信を行う取り決めがなされた後に開始されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（２０）記載の無線通信方法によれば、事前の交渉の後に直接通信を行うことにより、効率的に直接通信に移行できる。
（２１）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２０）記載の無線通信方法であって、かつ、少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局間の事前の交渉が、複数の前記第一のグループに属する無線端末局間で行われた場合に、前記無線基地局が特定の交渉に対して無線端末局間の直接通信の許可を与え、許可を与えられた少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルにおいて無線端末局間の直接通信を行うことを特徴とする無線通信方法である。
上記（２１）記載の無線通信方法によれば、複数の事前の交渉が行われた場合に、基地局が特定の端末に許可を与えることにより、効率的に直接通信を行うことができる。
（２２）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に少なくとも２台の前記第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルにおいて無線端末局間の直接通信を行っている期間に、前記第一の周波数チャネルにおいて前記無線基地局が前記第二の周波数チャネルにおいて直接通信を行っている前記第一のグループに属する前記無線端末局宛てのデータを受信した場合に、前記第一のグループに属する前記無線端末局宛ての前記データを保持することを特徴とする無線通信方法である。
上記（２２）記載の無線通信方法によれば、他の周波数チャネルでDLPを行っているハイスループット端末宛てのデータを基地局が受信した場合に、そのデータを基地局が保持することにより、次の機会に該当ハイスループット端末へ送信することができる。
（２３）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に、少なくとも２台の第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルで前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信を行い、少なくとも１台の第二のグループに属する無線端末局または前記無線基地局が前記第一の周波数チャネルで通信を行う場合には、少なくとも一方の周波数チャネルにおける無線通信は低速な伝送レートを用いて行われることを特徴とする無線通信方法である。
上記（２３）記載の無線通信方法のように、２つの周波数チャネルが隣接している場合には、隣接チャネル間干渉の影響を軽減するために低い伝送レートで送信を行うことが好ましい。
（２４）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間に、少なくとも２台の第一のグループに属する無線端末局が前記第二の周波数チャネルで前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信を行い、少なくとも１台の第二のグループに属する無線端末局または前記無線基地局が前記第一の周波数チャネルで通信を行う場合には、少なくとも一方の周波数チャネルにおける無線通信は複数アンテナを用いるビーム制御を用いて行われることを特徴とする無線通信方法である。
上記（２４）記載の無線通信方法によれば、２つの周波数チャネルが隣接している場合に、隣接チャネル間干渉の影響を軽減するため、複数アンテナを用いたビームフォーミング技術を用いるのが好適である。
（２５）本発明の実施形態に係る無線通信装置は、前記無線通信システムにおいて動作する無線端末局であって、少なくとも１台の第一のグループに属する無線端末局または無線基地局により第一の周波数チャネルと第二の周波数チャネルが同時に使用されない期間に、第二の周波数チャネルにおいて無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信を行うことを特徴とする無線通信装置である。
上記（２５）記載の無線通信方法によれば、20MHz期間に、レガシー端末と基地局が片方の20MHz帯で通信を行い、ハイスループット端末がもう一方の20MHz帯で端末間の直接通信を行うことにより、周波数チャネルを有効に使用することができる。
（２６）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１）乃至（２２）のいずれかに記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間と、前記第二の通信期間の組合せは、周期的に繰り返されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（２６）記載の無線通信方法によれば、40MHz通信期間と20MHz通信期間が周期的に繰り返されることにより、リアルタイムデータの伝送に対して好適となる。
（２７）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（２３）記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間の継続時間は、前記無線基地局が送信する報知情報フレームに含まれることを特徴とする無線通信方法である。
上記（２７）記載の無線通信方法によれば、その時々の状況に応じて、基地局が40MHz通信期間の長さをビーコンで変えることにより、適応的な制御が可能となる。
（２８）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１）乃至（２２）のいずれかに記載の無線通信方法であって、かつ、前記第二の通信期間は、前記第一の通信期間に、前記第一の周波数チャネルおよび前記第二の周波数チャネルにおいてキャリアセンスに基づいて送信権を得た後に開始されることを特徴とする無線通信方法である。
上記（２８）記載の無線通信方法によれば、40MHzの通信が必要な時のみ、キャリアセンスにより40MHz通信期間を獲得することにより、効率的に周波数チャネルを利用することができる。
（２９）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１）乃至（２５）のいずれかに記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一の通信期間は、少なくとも１台の第一のグループに属する無線端末局または無線基地局により第一の周波数チャネルと第二の周波数チャネルが同時に使用されない期間であり、前記第二の通信期間は、少なくとも１台の第一のグループに属する無線端末局または無線基地局により第一の周波数チャネルと第二の周波数チャネルが同時に使用される期間であることを特徴とする無線通信方法である。
上記（２９）記載の無線通信方法において、第一の通信期間は40MHzを用いる通信期間、第二の通信期間は20MHzを用いる通信期間である。
（３０）本発明の実施形態に係る無線通信方法は、上記（１）乃至（２６）のいずれかに記載の無線通信方法であって、かつ、前記第一のグループに属する無線端末局は、前記第一の周波数チャネルと前記第二の周波数チャネルを同時に使用し、かつ前記無線基地局の指示に拠らず前記第一の周波数チャネルと前記第二の周波数チャネルを切り替えて使用することを特徴とする無線通信方法である。
上記（３０）記載の無線通信方法において、第一のグループに属する無線端末局はハイスループット端末であり、第二のグループに属する無線端末局はレガシー端末である。
（３１）本発明の実施形態に係る無線通信システムは、２つの異なる周波数チャネルを共用して使用する無線通信システムであって、少なくとも１台の無線端末局または無線基地局により第一の周波数チャネルと第二の周波数チャネルが同時に使用されない期間に、少なくとも２台の無線端末局が前記第二の周波数チャネルにおいて前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信を行い、少なくとも１台の無線端末局または前記無線基地局が前記第一の周波数チャネルで通信を行うことを特徴とする無線通信システムである。
上記無線通信システムによれば、20MHz期間にレガシー端末と基地局が片方の20MHz帯で通信を行い、ハイスループット端末がもう一方の20MHz帯で端末間の直接通信を行うことにより、周波数帯域を有効に使用する無線通信システムを実現することができる。
本発明によれば、少なくとも１つの周波数チャネルにおいて、端末局が基地局を介さない端末局間の直接通信を行えることから、基地局が該チャネルにおけるフレーム構成を制御する必要がなく、基地局の制御が容易となる。また、端末局から端末局へ送信するデータを、基地局を介することなく端末局間で直接送受信を行うため、システム全体としてのデータ伝送の効率が向上する。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の一実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。無線通信システム４は、無線基地局１と、第一のグループに属する無線端末局２ａ、２ｂ、２ｃと、第二のグループに属する無線端末局３ａ、３ｂ、３ｃとから構成されている。なお、図１では、第一のグループに属する３台の無線端末局２と第二のグループに属する３台の無線端末局３を図示したが、無線端末局２および無線端末局３の数には特に制限はない。
無線基地局１は、第一のグループに属する無線端末局２および第二のグループに属する無線端末局３との間で、２つの異なる周波数チャネルを共用して無線通信を行う。また、無線通信システム４においては、第一のグループに属する無線端末局２および第二のグループに属する無線端末局３のいずれかの無線端末間において、無線基地局１を介さずに直接、無線通信が行われ得る。
図２は本実施形態における周波数チャネルの概略構成の一例を示すブロック図であり、周波数チャネル１から周波数チャネル４までの４チャネル分の例を示している。図２（ａ）に示す帯域１１は、周波数チャネル１つ分の帯域を示している。図１に示す無線通信システム４が共用する２つの異なる周波数チャネルは、図２（ｂ）に示すように隣接する２つの周波数チャネルを連続した帯域１２として用いてもよいし、図２（ｃ）に示すように隣接する２つの周波数チャネルを不連続な帯域１３として用いてもよいし、図２（ｄ）に示すように隣接しない２つの周波数チャネルを不連続な帯域１４として用いてもよい。
以下の実施の形態においては、図２（ａ）に示す周波数チャネル１つ分の帯域（１１）を２０ＭＨｚとして、即ち図１の無線通信システム４が共用する２つの異なる周波数チャネルを４０ＭＨｚとして説明する。
ここでは、無線基地局１および第一のグループに属する無線端末局２は、４０ＭＨｚの帯域を用いて高速な無線通信を行うことのできるハイスループット端末である。なお、ハイスループット端末は、２０ＭＨｚの帯域を１つのみ用いる無線通信も可能である。第二のグループに属する無線端末局３は、ここでは２０ＭＨｚの帯域を１つのみ用いることができ、４０ＭＨｚの帯域を用いた通信は行えないレガシー端末である。
図３は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第１例を示す図である。図３においては、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２１と２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２が交互に繰り返される例を示している。図３において、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２或いは第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを示している。図３に示すように、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に、周波数チャネル１において無線基地局１と無線端末局２或いは無線端末局３がパケットの交換を行い、周波数チャネル２において無線端末局２或いは無線端末局３が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信（ＤＬＰ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｌｉｎｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を行う。図３において、直接通信（ＤＬＰ）に係るパケットは、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２におけるパケット２（２４）であり、同図では３つ示されている。なお、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２において、無線基地局１が周波数チャネル２を用いている場合、直接通信は周波数チャネル１を用いて行われる。
図４は無線端末局２或いは無線端末局３の処理動作の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、無線端末局２或いは無線端末局３が、データを送信するための無線基地局１との間の認証の処理、無線基地局１への登録の処理、および送信するデータ種別の登録の処理等を終えた後の処理を示している。無線端末局２或いは無線端末局３は20MHz帯域を用いる通信期間か40MHz帯域を用いる通信期間かを判別し（ステップ３１）、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であれば４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う（ステップ３２）。ステップ３１において、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であればＤＬＰで送信するデータがあるかを判定する（ステップ３３）。ＤＬＰで送信するデータがあれば周波数チャネル２でＤＬＰによる通信を行い（ステップ３４）、ＤＬＰで送信するデータがなければ周波数チャネル１で通常の通信を行う（ステップ３５）。続いて、全ての通信を終了するか否かを判定し（ステップ３６）、全ての通信が終了であれば終了し、通信を継続する場合はステップ３１以降の処理を繰り返す。
このように、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に、一方の周波数チャネル１において無線基地局１と無線端末局２或いは無線端末局３が通信を行い、もう一方の周波数チャネル２において無線端末局２或いは無線端末局３が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信を行うことにより、周波数資源を有効に活用することができる。したがって、無線通信システム全体のデータ伝送効率を向上することができる。
（第２の実施形態）
図５は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第２例を示す図である。図５において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信するパケットを、４１は図１の第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを示している。ここで、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図５に示すように、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に、周波数チャネル１において無線基地局１と無線端末局２或いは無線端末局３がパケットの交換を行い、周波数チャネル２において周波数チャネルを自由に切り替えられる無線端末局２が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信（ＤＬＰ）を行う。なお、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に、図１の第一のグループに属する全ての無線端末局２がＤＬＰによる通信を行う必要はなく、ＤＬＰによる通信を必要とする無線端末局２のみが周波数チャネル２においてＤＬＰによる通信を行えばよい。
図６は無線端末局２の処理動作の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、無線端末局２が、データを送信するための無線基地局１との間の認証の処理、無線基地局１への登録の処理、および送信するデータ種別の登録の処理等を終えた後の処理を示している。無線端末局２は20MHz帯域を用いる通信期間か40MHz帯域を用いる通信期間かを判別し（ステップ３１）、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であれば周波数チャネルを切り替えて（ステップ５１）、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う（ステップ３２）。ステップ３１において、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であればＤＬＰで送信するデータがあるかを判定する（ステップ３３）。ＤＬＰで送信するデータがあれば周波数チャネル２へ切り替えて（ステップ５２）、周波数チャネル２でＤＬＰによる通信を行い（ステップ３４）、ＤＬＰで送信するデータがなければ周波数チャネル１で通常の通信を行う（ステップ３５）。続いて、全ての通信を終了するか否かを判定し（ステップ３６）、全ての通信が終了であれば終了し、通信を継続する場合はステップ３１以降の処理を繰り返す。
このように、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に、一方の周波数チャネル１において無線基地局１と無線端末局２或いは無線端末局３が通信を行い、もう一方の周波数チャネル２において無線端末局２が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信を行うことにより、周波数資源を有効に活用することができる。
また、上記の説明では、第一のグループに属する無線端末局２のみが周波数チャネル２において無線端末局間の直接通信を行う例を示したが、第二のグループに属する無線端末局３が周波数チャネル２において直接通信を行ってもよい。これは、無線端末局２に周波数チャネルの切り替えを指示する権限を与え、無線基地局１或いは無線端末局２により第二のグループに属する無線端末局３へ周波数チャネルの切り替えを指示することにより実現することができる。
このように、第一のグループに属する無線端末局２のみならず、第二のグループに属する無線端末局３も周波数チャネル２において直接通信を行うことにより、周波数チャネルを有効に利用することができる。
また、無線基地局１にデータバッファ機能を備えることにより、さらに効率の良いパケット交換を行うことができる。無線端末局２ａおよび無線端末局２ｂが周波数チャネル２において直接通信を行っている期間に、無線基地局１が周波数チャネル１において無線端末局２ａ或いは無線端末局２ｂ宛てのパケットを受信した場合に、該受信パケットをバッファリングし、無線端末局２ａおよび無線端末局２ｂが直接通信を終えた後に該パケットを無線端末局２ａ或いは無線端末局２ｂへ送信する。
このように、無線基地局１が直接通信を行っている無線端末局宛てのパケットをバッファリングすることにより、さらに効率の良いパケット交換を行うことができる。
また、上記周波数チャネル２における直接通信に、送信するパケットの伝送レートの制御を組合せて行ってもよい。図２（ｃ）に示すように、周波数チャネル１と周波数チャネル２が隣接する周波数チャネルである場合には、隣接する互いの周波数チャネルからの干渉によりパケットの受信成功確率が劣化する。したがって、２つの周波数チャネルが同時に使用される期間は、干渉によるパケットの受信成功確率の劣化が小さい低い伝送レートを用いてパケットを送信することにより、パケットの受信誤り率の劣化を小さく抑え、効率のよいパケット交換を行うことができる。
さらに、上記周波数チャネルにおける直接通信に、複数アンテナを用いたビーム制御を組合せて行ってもよい。この場合も同様に、周波数チャネル１と周波数チャネル２が隣接する周波数チャネルである場合には、隣接する互いの周波数チャネルからの干渉によりパケットの受信成功確率が劣化する。したがって、２つの周波数チャネルが同時に使用される期間は、複数のアンテナを用いたビーム制御を行うことにより、パケットの宛て先の無線端末局でのパケット受信成功確率が高くなるようにビーム制御を行うことにより、パケットの受信誤り率の劣化を小さく抑え、効率のよいパケット交換を行うことができる。
（第３の実施形態）
図７は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第３例を示す図である。図７において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信するパケットを、４１は図１の第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを、６１は無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットを、６２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間において無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケット送信の前に送信されるパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図７に示す例では、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に、例えば無線基地局１が無線端末局２へ送信するデータが残っているために、無線端末局２へパケット５（６２）を送信する。無線基地局１は無線端末局２宛てのデータを送信し終えると、ＤＬＰによる通信を許可する内容が示されたパケット４（６１）を送信する。無線基地局１によりパケット４（６１）が送信された後、周波数チャネル２において周波数チャネルを自由に切り替えられる無線端末局２が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信（ＤＬＰ）を行う。また、周波数チャネル１においては無線基地局１と周波数チャネル２におけるＤＬＰ通信を行わない無線端末局２或いは無線端末局３がパケットの交換を行う。
図８は無線端末局２の処理動作の一例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、無線端末局２が、データを送信するための無線基地局１との間の認証の処理、無線基地局１への登録の処理、および送信するデータ種別の登録の処理等を終えた後の処理を示している。無線端末局２は20MHz帯域を用いる通信期間か40MHz帯域を用いる通信期間かを判別し（ステップ３１）、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であれば周波数チャネルを切り替えて（ステップ５１）、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う（ステップ３２）。ステップ３１において、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であればＤＬＰで送信するデータがあるかを判定する（ステップ３３）。ＤＬＰで送信するデータがあれば、ＤＬＰ通信の許可を受信したか否かを判定し（ステップ７１）、ＤＬＰが許可されなければ周波数チャネル１で通常の通信を行い（ステップ７２）、ＤＬＰが許可されれば周波数チャネル２へ切り替えて（ステップ５２）、周波数チャネル２でＤＬＰによる通信を行う（ステップ３４）。ステップ３３において、ＤＬＰで送信するデータがなければ周波数チャネル１で通常の通信を行う（ステップ３５）。続いて、全ての通信を終了するか否かを判定し（ステップ３６）、全ての通信が終了であれば終了し、通信を継続する場合はステップ３１以降の処理を繰り返す。
上記実施形態では、無線基地局１が２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に直接通信を許可する内容が示されたパケットを送信する例について示したが、直接通信を許可する内容が示されたパケットは必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信される必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信されてもよい。
このように、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に、一方の周波数チャネル１において無線基地局１と無線端末局２或いは無線端末局３が通信を行い、もう一方の周波数チャネル２において無線基地局１の許可を得た後、無線端末局２が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信を行うことにより、データ送受信の効率を高めながら、周波数資源を有効に活用することができる。
また、上記の説明では、無線基地局１の許可により第一のグループに属する無線端末局２が周波数チャネル２において直接通信を行う例について示したが、無線基地局１が直接通信の許可を示すパケットの代わりに、各無線端末局２のベースとなる周波数チャネルを報知するパケットを送信し、該報知情報から無線端末局２が周波数チャネルを切り替えて直接通信を行ってもよい。各無線端末局２のベースとなる周波数チャネルに関する情報は、無線端末局２が無線基地局１への登録の処理を行う際に無線基地局１へ報告することにより、無線基地局１が作成することができる。
（第４の実施形態）
図９は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第４例を示す図である。図９において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信するパケットを、４１は図１の第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを、６１は無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットを、６２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間において無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケット送信の前に送信されるパケットを、８１は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図９に示す例では、第一のグループに属する無線端末局２が同じ第一のグループに属する無線端末局２宛てのデータ送信要求があるために、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａに無線基地局１へ直接通信を要求する内容が示されたパケット６（８１）を送信する。無線基地局１は直接通信を要求する無線端末局２宛てのデータを保持しているため、直接通信の許可を示す内容が示されたパケットの送信に先立ってパケット５（６２）を無線端末局２へ送信する。パケット５の送信を終えた後、ＤＬＰによる通信を許可する内容が示されたパケット４（６１）を送信する。無線基地局１によりパケット４（６１）が送信された後、周波数チャネル２において周波数チャネルを自由に切り替えられる無線端末局２が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信（ＤＬＰ）を行う。また、周波数チャネル１においては無線基地局１と周波数チャネル２におけるＤＬＰ通信を行わない無線端末局２或いは無線端末局３がパケットの交換を行う。また、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ｂにおいては、無線端末局２が無線基地局１へ直接通信を要求する内容が示されたパケット６（８１）を送信するが、無線基地局１は直接通信を要求する無線端末局２宛てのデータを保持していないため、直ちにＤＬＰによる通信を許可する内容が示されたパケット４（６１）を送信する。
図１０は無線端末局２の処理動作の一例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、無線端末局２が、データを送信するための無線基地局１との間の認証の処理、無線基地局１への登録の処理、および送信するデータ種別の登録の処理等を終えた後の処理を示している。無線端末局２は20MHz帯域を用いる通信期間か40MHz帯域を用いる通信期間かを判別し（ステップ３１）、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であれば周波数チャネルを切り替えて（ステップ５１）、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う（ステップ３２）。ステップ３１において、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であればＤＬＰで送信するデータがあるかを判定する（ステップ３３）。ＤＬＰで送信するデータがあれば、ＤＬＰ要求を示す内容を含んだパケットを送信した後（ステップ９１）、ＤＬＰ通信の許可を受信したか否かを判定し（ステップ７１）、ＤＬＰが許可されなければ周波数チャネル１で通常の通信を行い（ステップ７２）、ＤＬＰが許可されれば周波数チャネル２へ切り替えて（ステップ５２）、周波数チャネル２でＤＬＰによる通信を行う（ステップ３４）。ステップ３３において、ＤＬＰで送信するデータがなければ周波数チャネル１で通常の通信を行う（ステップ３５）。続いて、全ての通信を終了するか否かを判定し（ステップ３６）、全ての通信が終了であれば終了し、通信を継続する場合はステップ３１以降の処理を繰り返す。
上記実施形態では、無線端末局２が２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に直接通信を要求する内容が示されたパケットを送信する例について示したが、直接通信を要求する内容が示されたパケットは必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信される必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信されてもよい。また、無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットも、必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信される必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信されてもよい。
このように、無線端末局２がＤＬＰによる通信を行う必要がある場合にのみ、無線基地局１へＤＬＰの要求を示す内容のフレームを送信することにより、データ送受信の効率を高めながら、周波数資源を有効に活用することができる。
（第５の実施形態）
図１１は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第５例を示す図である。図１１において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信するパケットを、４１は図１の第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを、６１は無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットを、６２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間において無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケット送信の前に送信されるパケットを、８１は第一のグループに属する無線端末局２が無線基地局１へ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットを、１０１は前記第一のグループに属する無線端末局２ａが第一のグループに属する無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットを、１０２は直接通信を要求された前記第一のグループに属する無線端末局２ｂが直接通信を受け入れるか否かの内容が示されたパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図１１に示す例では、第一のグループに属する無線端末局２ａが同じ第一のグループに属する無線端末局２ｂ宛てのデータ送信要求があるために、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａに無線端末局２ｂへ直接通信を要求する内容が示されたパケット７（１０１）を送信する。無線端末局２ａから直接通信の要求を受けた無線端末局２ｂは、直接通信を受け入れるか否かを判断し、直接通信を受け入れるか否かの内容が示されたパケット８（１０２）を無線端末局２ａへ送信する。無線端末局２ａは無線端末局２ｂから直接通信受け入れの内容を示すパケットを受信した場合に、無線基地局１へ直接通信を要求する内容が示されたパケット６（８１）を送信する。無線端末局２ａから直接通信の要求を受けた無線基地局１は直接通信を許可するか否かを判断し、直接通信を許可する場合に直接通信を許可する内容が示されたパケット４（６１）を送信する。無線基地局１によりパケット４（６１）が送信された後、周波数チャネル２において周波数チャネルを自由に切り替えられる無線端末局２が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信（ＤＬＰ）を行う。また、周波数チャネル１においては無線基地局１と周波数チャネル２におけるＤＬＰ通信を行わない無線端末局２或いは無線端末局３がパケットの交換を行う。また、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ｂにおいては、無線端末局２ａが無線基地局２ｂへ直接通信を要求する内容が示されたパケット７（１０１）を送信するが、無線基地局２ｂは直接通信の受け入れ拒否を判断し、受け入れ拒否を示す内容のパケット８（１０２）を無線端末局２ａへ送信するため、無線端末局２ａは無線基地局１へ直接通信を要求する内容が示されたパケット６（８１）を送信しない例を示している。
図１２は無線端末局２ａの処理動作の一例を示すフローチャートである。図１２のフローチャートは、無線端末局２ａが、データを送信するための無線基地局１との間の認証の処理、無線基地局１への登録の処理、および送信するデータ種別の登録の処理等を終えた後の処理を示している。無線端末局２ａは20MHz帯域を用いる通信期間か40MHz帯域を用いる通信期間かを判別し（ステップ３１）、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であれば周波数チャネルを切り替えて（ステップ５１）、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う（ステップ３２）。ステップ３１において、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であればＤＬＰで送信するデータがあるかを判定する（ステップ３３）。ＤＬＰで送信するデータがあれば、ＤＬＰ要求を示す内容を含んだパケットを無線端末局２ｂへ送信する（ステップ１１１）。ＤＬＰ要求を示す内容を含んだパケットを無線端末局２ｂへ送信した後、無線端末局２ｂからＤＬＰ要求が受け入れられたか否かを判定し（ステップ１１２）、ＤＬＰが受け入れられなければ周波数チャネル１で通常の通信を行い（ステップ３５）、ＤＬＰが受け入れられれば無線基地局１へＤＬＰ要求を示す内容を含んだパケットを送信する（ステップ９１）。無線基地局１へＤＬＰ要求を示す内容を含んだパケットを送信した後、ＤＬＰ通信の許可を受信したか否かを判定し（ステップ７１）、ＤＬＰが許可されなければ周波数チャネル１で通常の通信を行い（ステップ７２）、ＤＬＰが許可されれば周波数チャネル２へ切り替えて（ステップ５２）、周波数チャネル２でＤＬＰによる通信を行う（ステップ３４）。ステップ３３において、ＤＬＰで送信するデータがなければ周波数チャネル１で通常の通信を行う（ステップ３５）。続いて、全ての通信を終了するか否かを判定し（ステップ３６）、全ての通信が終了であれば終了し、通信を継続する場合はステップ３１以降の処理を繰り返す。
上記の図１２に示すフローチャートでは、無線端末局２ａが無線端末局２ｂへＤＬＰ要求を送信した後に、無線端末局２ｂからＤＬＰを受け入れるか否かを示す内容を含んだパケットが受信される例について示したが、無線端末局２ａが無線端末局２ｂへＤＬＰ要求を送信した後にタイマーを設定し、該タイマーがタイムアウトした場合に、無線端末局２ｂからＤＬＰ受け入れ拒否と判断してもよい。
上記実施形態では、無線端末局２ａが２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に直接通信を要求する内容が示されたパケットを無線端末局２ｂへ送信する例について示したが、直接通信を要求する内容が示されたパケットは必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信される必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信されてもよい。また、無線基地局２ｂが送信する直接通信を受け入れるか否かの内容を示すパケットも、必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信される必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信されてもよい。
このように、無線端末局２ａがＤＬＰの相手先からＤＬＰを受け入れられた場合にのみ、無線基地局１へＤＬＰの要求を示す内容のフレームを送信することにより、データ送受信の効率を高めながら、周波数資源を有効に活用することができる。
上述の無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットに、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間を含めることによりさらに効果的となる。
図１３は無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図である。図１３において１２１はＭＡＣフレーム、１２２はＭＡＣヘッダー、１２３はＤＬＰを要求する周波数チャネルの番号、１２４はＤＬＰを要求する期間、１２５はＭＡＣフレームのエラーチェックシーケンスである。
無線端末局２ａからＤＬＰの要求を受けた無線端末局２ｂは、図１３に示すＭＡＣフレーム１２１のＤＬＰを要求する周波数チャネル番号１２３とＤＬＰ期間１２４を基に、ＤＬＰを受け入れるか否かを判断する。
このように、無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットに、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間を含めることにより、無線端末局２ｂが行う直接通信の受け入れの判断が容易となる。
また、上述の無線端末局２ａが無線基地局１へ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットに、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間と、直接通信を行う無線端末局２のアドレスを含めることによりさらに効果的となる。
図１４は無線端末局２ａが無線基地局１へ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図である。図１４において１２１はＭＡＣフレーム、１２２はＭＡＣヘッダー、１２３はＤＬＰを要求する周波数チャネルの番号、１２４はＤＬＰを要求する期間、１３１はＤＬＰを行う無線端末局２ｂのアドレス、１２５はＭＡＣフレームのエラーチェックシーケンスである。
無線端末局２ａからＤＬＰの要求を受けた無線基地局１は、図１４に示すＭＡＣフレーム１２１のＤＬＰを要求する周波数チャネル番号１２３と、ＤＬＰ期間１２４と、ＤＬＰを行う無線端末局２ｂのアドレスを基に、ＤＬＰを受け入れるか否かを判断する。
このように、無線端末局２ａが無線基地局１へ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットに、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間と、直接通信を行う相手のアドレスを含めることにより、無線基地局１が行う直接通信の許可判断が容易となる。
さらに、上述の無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットに、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信の開始時刻と、直接通信を行う期間と、直接通信を許可する無線端末局２のアドレスを含めることによりさらに効果的となる。
図１５は無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図である。図１５において１２１はＭＡＣフレーム、１２２はＭＡＣヘッダー、１４１はＤＬＰを許可する周波数チャネルの番号、１４２はＤＬＰの開始時刻、１４３はＤＬＰを許可する期間、１４４はＤＬＰを許可する無線端末局２ａのアドレス、１４４はＤＬＰを許可する無線端末局２ｂのアドレス、１２５はＭＡＣフレームのエラーチェックシーケンスである。
無線基地局１からＤＬＰの許可を受けた無線端末局２は、図１５に示すＭＡＣフレーム１２１のＤＬＰが許可された周波数チャネル番号１４１と、ＤＬＰ開始時刻１４２と、ＤＬＰ期間１４３と、ＤＬＰを許可された無線端末局２のアドレスを基に、ＤＬＰによる通信を行う。
このように、無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットに、直接通信を許可する周波数チャネルの番号と、直接通信の開始時刻と、直接通信を許可する期間と、直接通信を許可する無線端末局２のアドレスを含めることにより、無線端末局２は正確にＤＬＰによる通信を行うことができる。また、無線基地局１が送信したＤＬＰを許可するパケットを受信した他の無線端末局が、直接通信を行っている端末に関する情報を得ることができ、ＤＬＰを行っている無線端末局へパケットを送信しないようにすることにより、パケット交換が効率的になる。
（第６の実施形態）
無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットは、周波数チャネル１と周波数チャネル２において同時に送信されてもよい。図１６は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第６例を示す図である。図１６において、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信するパケットを、４１は図１の第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを、１５１は無線基地局１が周波数チャネル１と周波数チャネル２において同時に送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットを示している。
図１６に示す例では、無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットが、周波数チャネル１と周波数チャネル２において同時に送信されるため、周波数チャネル２において動作する無線端末局に対しても直接通信の開始を通知することができ、ＤＬＰを行っている無線端末局へパケットを送信しないようにすることにより、パケット交換が効率的になる。
また、無線基地局が２つの周波数チャネルで同時に送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットのうち、直接通信を許可する周波数チャネルで送信されるパケットに、ＤＬＰを許可する期間を帯域予約期間として設定することにより、直接通信を許可された無線端末局２以外の無線端末局は送信不可能となるため、妨害なく確実に直接通信を行うことができる。
（第７の実施形態）
図１７は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第７例を示す図である。図７において、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信するパケットを、４１は図１の第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを、１６１は無線端末局２が送信する直接通信を宣言する内容が示されたパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図１７に示す例では、例えば無線基地局２ａが無線端末局２ｂへ送信するデータを保持しているために、ＤＬＰによる通信を宣言する内容が示されたパケット１０（１６１）を送信する。無線端末局２ａによりパケット１０（１６１）が送信された後、周波数チャネル２において周波数チャネルを自由に切り替えられる無線端末局２ａおよび無線端末局２ｂが無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信（ＤＬＰ）を行う。また、周波数チャネル１においては無線基地局１と周波数チャネル２におけるＤＬＰ通信を行わない無線端末局２或いは無線端末局３がパケットの交換を行う。
図１８は無線端末局２ａの処理動作の一例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、無線端末局２ａが、データを送信するための無線基地局１との間の認証の処理、無線基地局１への登録の処理、および送信するデータ種別の登録の処理等を終えた後の処理を示している。無線端末局２は20MHz帯域を用いる通信期間か40MHz帯域を用いる通信期間かを判別し（ステップ３１）、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であれば周波数チャネルを切り替えて（ステップ５１）、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う（ステップ３２）。ステップ３１において、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であればＤＬＰで送信するデータがあるかを判定する（ステップ３３）。ＤＬＰで送信するデータがあれば、ＤＬＰ通信を宣言する内容を示したパケットを送信し（ステップ１７１）、周波数チャネル２へ切り替えて（ステップ５２）、周波数チャネル２でＤＬＰによる通信を行う（ステップ３４）。ステップ３３において、ＤＬＰで送信するデータがなければ周波数チャネル１で通常の通信を行う（ステップ３５）。続いて、全ての通信を終了するか否かを判定し（ステップ３６）、全ての通信が終了であれば終了し、通信を継続する場合はステップ３１以降の処理を繰り返す。
上記実施形態では、無線端末局が２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に直接通信を宣言する内容が示されたパケットを送信する例について示したが、直接通信を宣言する内容が示されたパケットは必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信される必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信されてもよい。
このように、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に、一方の周波数チャネル１において無線基地局１と無線端末局２或いは無線端末局３が通信を行い、もう一方の周波数チャネル２において直接通信の宣言をした後、無線端末局２が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信を行うことにより、データ送受信の効率を高めながら、周波数資源を有効に活用することができる。
（第８の実施形態）
図１９は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第８例を示す図である。図１９において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信するパケットを、４１は図１の第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを、１０１は前記第一のグループに属する無線端末局２が第一のグループに属する無線端末局２へ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットを、１０２は直接通信を要求された前記第一のグループに属する無線端末局２が直接通信を受け入れるか否かの内容が示されたパケットを、１６１は無線端末局２が送信する直接通信を宣言する内容が示されたパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図１９に示す例では、第一のグループに属する無線端末局２ａが同じ第一のグループに属する無線端末局２ｂ宛てのデータ送信要求があるために、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａに無線端末局２ｂへ直接通信を要求する内容が示されたパケット７（１０１）を送信する。無線端末局２ａから直接通信の要求を受けた無線端末局２ｂは、直接通信を受け入れるか否かを判断し、直接通信を受け入れるか否かの内容が示されたパケット８（１０２）を無線端末局２ａへ送信する。無線端末局２ａは無線端末局２ｂから直接通信受け入れの内容を示すパケットを受信した場合に、直接通信を宣言する内容が示されたパケット１０（１６１）を送信する。無線端末局２ａによりパケット１０（１６１）が送信された後、周波数チャネル２において周波数チャネルを自由に切り替えられる無線端末局２が無線基地局１を介さない無線端末局間の直接通信（ＤＬＰ）を行う。また、周波数チャネル１においては無線基地局１と周波数チャネル２におけるＤＬＰ通信を行わない無線端末局２或いは無線端末局３がパケットの交換を行う。また、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ｂにおいては、無線端末局２ａが無線基地局２ｂへ直接通信を要求する内容が示されたパケット７（１０１）を送信するが、無線基地局２ｂは直接通信の受け入れ拒否を判断し、受け入れ拒否を示す内容のパケット８（１０２）を無線端末局２ａへ送信するため、無線端末局２ａは直接通信を宣言する内容が示されたパケット１０（１６１）を送信しない例を示している。
図２０は無線端末局２ａの処理動作の一例を示すフローチャートである。図２０のフローチャートは、無線端末局２ａが、データを送信するための無線基地局１との間の認証の処理、無線基地局１への登録の処理、および送信するデータ種別の登録の処理等を終えた後の処理を示している。無線端末局２ａは20MHz帯域を用いる通信期間か40MHz帯域を用いる通信期間かを判別し（ステップ３１）、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であれば周波数チャネルを切り替えて（ステップ５１）、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行う（ステップ３２）。ステップ３１において、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間であればＤＬＰで送信するデータがあるかを判定する（ステップ３３）。ＤＬＰで送信するデータがあれば、ＤＬＰ要求を示す内容を含んだパケットを無線端末局２ｂへ送信する（ステップ１１１）。ＤＬＰ要求を示す内容を含んだパケットを無線端末局２ｂへ送信した後、無線端末局２ｂからＤＬＰ要求が受け入れられたか否かを判定し（ステップ１１２）、ＤＬＰが受け入れられなければ周波数チャネル１で通常の通信を行い（ステップ３５）、ＤＬＰが受け入れられればＤＬＰ通信を宣言する内容を示したパケットを送信し（ステップ１７１）、周波数チャネル２へ切り替えて（ステップ５２）、周波数チャネル２でＤＬＰによる通信を行う（ステップ３４）。ステップ３３において、ＤＬＰで送信するデータがなければ周波数チャネル１で通常の通信を行う（ステップ３５）。続いて、全ての通信を終了するか否かを判定し（ステップ３６）、全ての通信が終了であれば終了し、通信を継続する場合はステップ３１以降の処理を繰り返す。
上記の図２０に示すフローチャートでは、無線端末局２ａが無線端末局２ｂへＤＬＰ要求を送信した後に、無線端末局２ｂからＤＬＰを受け入れるか否かを示す内容を含んだパケットが受信される例について示したが、無線端末局２ａが無線端末局２ｂへＤＬＰ要求を送信した後にタイマーを設定し、該タイマーがタイムアウトした場合に、無線端末局２ｂからＤＬＰ受け入れ拒否と判断してもよい。
上記実施形態では、無線端末局２ａが２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に直接通信を要求する内容が示されたパケットを無線端末局２ｂへ送信する例について示したが、直接通信を要求する内容が示されたパケットは必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信される必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信されてもよい。また、無線基地局２ｂが送信する直接通信を受け入れるか否かの内容を示すパケットも、必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信される必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に送信されてもよい。
このように、無線端末局２ａがＤＬＰの相手先からＤＬＰを受け入れられた場合にのみ、ＤＬＰの宣言を示す内容のフレームを送信することにより、データ送受信の効率を高めながら、周波数資源を有効に活用することができる。
上述の無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットに、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間を含めることによりさらに効果的となる。
図２１は無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図である。図２１において１２１はＭＡＣフレーム、１２２はＭＡＣヘッダー、１２３はＤＬＰを要求する周波数チャネルの番号、１２４はＤＬＰを要求する期間、１２５はＭＡＣフレームのエラーチェックシーケンスである。
無線端末局２ａからＤＬＰの要求を受けた無線端末局２ｂは、図２１に示すＭＡＣフレーム１２１のＤＬＰを要求する周波数チャネル番号１２３とＤＬＰ期間１２４を基に、ＤＬＰを受け入れるか否かを判断する。
このように、無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットに、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信を行う期間を含めることにより、無線端末局２ｂが行う直接通信の受け入れの判断が容易となる。
さらに、上述の無線端末局２ａが送信する直接通信を宣言する内容が示されたパケットに、直接通信を行う周波数チャネルの番号と、直接通信の開始時刻と、直接通信を行う期間と、直接通信を許可する無線端末局２のアドレスを含めることによりさらに効果的となる。
図２２は無線端末局２ａが送信する直接通信を宣言する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図である。図２２において１２１はＭＡＣフレーム、１２２はＭＡＣヘッダー、１４１はＤＬＰを許可する周波数チャネルの番号、１４２はＤＬＰの開始時刻、１４３はＤＬＰを許可する期間、１４４はＤＬＰを許可する無線端末局２ａのアドレス、１４４はＤＬＰを許可する無線端末局２ｂのアドレス、１２５はＭＡＣフレームのエラーチェックシーケンスである。
無線端末局２ａによりＤＬＰの宣言を受けた無線端末局２は、図２２に示すＭＡＣフレーム１２１のＤＬＰが許可された周波数チャネル番号１４１と、ＤＬＰ開始時刻１４２と、ＤＬＰ期間１４３と、ＤＬＰを許可された無線端末局２のアドレスを基に、ＤＬＰによる通信を行う。
このように、無線端末局２ａが送信する直接通信を宣言する内容が示されたパケットに、直接通信を許可する周波数チャネルの番号と、直接通信の開始時刻と、直接通信を許可する期間と、直接通信を許可する無線端末局２のアドレスを含めることにより、無線端末局２は正確にＤＬＰによる通信を行うことができる。また、無線端末局２ａが送信したＤＬＰを宣言するパケットを受信した他の無線端末局が、直接通信を行っている端末に関する情報を得ることができ、ＤＬＰを行っている無線端末局へパケットを送信しないようにすることにより、パケット交換が効率的になる。
（第９の実施形態）
図２２は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第９例を示す図である。図２２において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間、２３は図１の無線基地局１が送信するパケットを、２４は図１の第一のグループに属する無線端末局２が送信するパケットを、４１は図１の第二のグループに属する無線端末局３が送信するパケットを、６１は無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットを、１８１および１８２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａにおける無線通信端末局２による直接通信のパケットを、１８３および１８４は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ｂにおける無線通信端末局２による直接通信のパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図２２に示す例では、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａにおいて無線端末局２ａと無線端末局２ｂが周波数チャネル２において直接通信を行っており、直接通信により送信するデータが残っている状態で４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間が始まる例を示している。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮのＭｏｒｅＤａｔａビットのように、パケットの制御フィールドに次に続くデータが存在することを示すフィールドがある場合には、該フィールドを用いて次に続くデータが存在することを示すことができる。ここでは、次に続くデータが存在することを示すパケットを最後に２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間が終了した場合に、次の２０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間が始まった時に自動的に周波数チャネル２に切り替えて直接通信の続きを行うことを予め決めているものとする。通信期間２２ａにおける直接通信による最後のパケット２（１８２）には次に続くデータが存在することが示されているため、次の２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ｂが始まると通信期間２２ａで直接通信を行っていた無線端末局２が周波数チャネル２へ切り替えて直接通信を行う。
このように、次に続くデータの存在が示された状態で２０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間が終了した場合に、次の２０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間に自動的に周波数チャネル２において直接通信を行うことにより、効率的にパケットの交換を行うことができる。
上記の例では、１回の２０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間において直接通信により次に続くデータを送信できない場合を示したが、必ずしも２０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間に限る必要はなく、４０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間において直接通信により次に続くデータを送信できない場合に２０ＭＨｚ帯域を用いた通信期間に直接通信の続きを行ってもよい。
（第１０の実施形態）
図２３は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第１０例を示す図である。図２３において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間を、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間を、１９１は無線基地局１が無線端末局２ａへ送信権を与えるパケットを、１９２は無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求するパケットを、１９３は無線端末局２ｂが無線端末局２ａへ送信する直接通信の要求に対する応答パケットを、１９４は無線基地局１が無線端末局２ａへ与えた送信権を取り消すパケットを、１９５および１９６は無線端末局２ａおよび無線端末局２ｂが周波数チャネル２で行う直接通信によるパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図２３に示す例では、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａにおいて無線端末局２ａは無線基地局１から送信権を与えられ、送信権を保持する期間に無線端末局２ｂへ直接通信を要求するパケット１９２を送信する。無線端末局２ａから直接通信を要求された無線端末局２ｂは、直接通信を受け入れる場合に直接通信受け入れを示す応答パケット１９３を無線端末局２ａへ送信する。直接通信受け入れを応答した無線端末局２ｂと直接通信受け入れ応答を受信した無線端末局２ａは、周波数チャネル２へ切り替え直接通信を行う。無線基地局１は、無線端末局２ａへ与えた送信権が周波数チャネル１に残っているため、無線端末局２ａの送信権を取り消すパケット１９４を送信し、周波数チャネル１における無線端末局２ａの送信権を取り消す。
このように、周波数チャネル１において送信権を与えられた無線端末局２ａが、直接通信を行う必要がある場合に送信権を保持する期間に周波数チャネル１において無線端末局２ｂへ直接通信の要求を行い、受け入れられた場合に周波数チャネル２において直接通信を行うことにより、周波数チャネルを有効に利用することができる。
また、無線端末局２ａが周波数チャネル２へ切り替えた後に、無線基地局１が周波数チャネル１における無線端末局２ａの送信権を取り消すことにより、周波数チャネルを有効に利用することができる。
（第１１の実施形態）
図２４は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第１１例を示す図である。図２４において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間を、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間を、２０１は無線基地局１が無線端末局３ａへ送信権を与えるパケットを、２０２は無線端末局３ａが無線基地局１から与えられた送信権の継続時間を、２０３および２０４は無線端末局２ａおよび無線端末局２ｂが周波数チャネル２で行う直接通信によるパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図２４に示す例では、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａにおいて無線端末局３ａは無線基地局１から送信権を与えられ、２０２で示した期間だけ送信権保持が継続する。周波数チャネル１において無線基地局１から送信権を与えられない無線端末局２ａおよび無線端末局２ｂは、無線端末局３ａに与えられた送信権継続時間２０２の間、周波数チャネル２へ切り替えて直接通信を行う。
上記の例では、無線基地局１が無線端末局３ａへ送信権を与える例について示したが、無線基地局１が送信権を与える無線端末局はいずれであってもかまわない。
このように、周波数チャネル１において第３の無線端末局に与えられた送信権継続期間に、周波数チャネル２において直接通信を行うことにより、周波数チャネルを有効に利用することができる。
上述の周波数チャネル２における直接通信は、事前の交渉の後に行われてもよい。図２５は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第１２例を示す図である。図２５において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間を、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間を、２１１は無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信の要求パケットを、２１２は無線端末局２ｂが無線端末局２ａへ送信する直接通信の要求に対する応答パケットを、２１３は無線基地局１が無線端末局３ａへ送信権を与えるパケットを、２１４は無線端末局３ａが無線基地局１から与えられた送信権の継続時間を、２１５および２１６は無線端末局２ａおよび無線端末局２ｂが周波数チャネル２で行う直接通信によるパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図２４に示す例では、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａにおいて無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ直接通信を要求するパケット２１１を送信する。無線端末局２ａから直接通信を要求された無線端末局２ｂは、直接通信を受け入れる場合に直接通信受け入れを示す応答パケット２１２を無線端末局２ａへ送信する。直接通信を受け入れない場合には直接通信拒否を示す応答パケットを無線端末局２ａへ送信する。直接通信受け入れを応答した無線端末局２ｂと直接通信受け入れ応答を受信した無線端末局２ａは、無線基地局１から無線端末局３ａに与えられた送信権継続時間２０２の間、周波数チャネル２へ切り替えて直接通信を行う。
上記の例では、無線基地局１が無線端末局３ａへ送信権を与える例について示したが、無線基地局１が送信権を与える無線端末局はいずれであってもかまわない。
また、無線端末局２ａと無線端末局２ｂの直接通信の交渉は、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に行われてもよいし、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間ｎ行われてもよい。
このように、事前に直接通信の交渉を行い、周波数チャネル１において第３の無線端末局に与えられた送信権継続期間に、周波数チャネル２において直接通信を行うことにより、周波数チャネルを有効に利用することができる。
上述の周波数チャネル２における直接通信のための事前の交渉が複数行われてもよい。図２６は本実施形態におけるパケットの送受信タイミングの第１３例を示す図である。図２６において、２１は４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間を、２２は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間を、２２１は無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信の要求パケットを、２２２は無線端末局２ｂが無線端末局２ａへ送信する直接通信の要求に対する応答パケットを、２２３は無線端末局２ｃが無線端末局２ｄへ送信する直接通信の要求パケットを、２２４は無線端末局２ｄが無線端末局２ｃへ送信する直接通信の要求に対する応答パケットを、２２５は無線基地局１が無線端末局２ｃと無線端末局２ｄへ直接通信の許可を与えるパケットを、２２６は無線基地局１が無線端末局３ａへ送信権を与えるパケットを、２２７は無線端末局３ａが無線基地局１から与えられた送信権の継続時間を、２２８および２２９は無線端末局２ｃおよび無線端末局２ｄが周波数チャネル２で行う直接通信によるパケットを示している。ここでは、第２の実施形態と同様に、図１の第一のグループに属する無線端末局２は４０ＭＨｚ帯域を用いた通信を行うことができ、かつ無線基地局１の指示なしに図２に示す周波数チャネルを自由に切り替えられるとする。また、図１の第二のグループに属する無線端末局３は２０ＭＨｚ帯域を用いる通信のみを行うことができ、かつ無線基地局１或いは無線端末局２の指示によって周波数チャネルを切り替えられるとする。
図２６に示す例では、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間２２ａにおいて無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ直接通信を要求するパケット２２１を送信する。無線端末局２ａから直接通信を要求された無線端末局２ｂは、直接通信を受け入れる場合に直接通信受け入れを示す応答パケット２２２を無線端末局２ａへ送信する。直接通信を受け入れない場合には直接通信拒否を示す応答パケットを無線端末局２ａへ送信する。続いて、無線端末局２ｃが無線端末局２ｄへ直接通信を要求するパケット２２３を送信する。無線端末局２ｃから直接通信を要求された無線端末局２ｄは、直接通信を受け入れる場合に直接通信受け入れを示す応答パケット２２４を無線端末局２ｃへ送信する。直接通信を受け入れない場合には直接通信拒否を示す応答パケットを無線端末局２ｃへ送信する。無線基地局１は直接通信のための複数の交渉の内容から直接通信を許可する無線端末局の組を決定し、直接通信の許可を示すパケット２２５を送信する。 無線基地局１により直接通信の許可を受けた無線端末局２ｃと無線端末局２ｄは、無線基地局１から無線端末局３ａに与えられた送信権継続時間２２７の間、周波数チャネル２へ切り替えて直接通信を行う。
上記の例では、無線基地局１が無線端末局３ａへ送信権を与える例について示したが、無線基地局１が送信権を与える無線端末局はいずれであってもかまわない。
また、無線端末局２ａと無線端末局２ｂの直接通信の交渉および無線端末局２ｃと無線端末局２ｄの直接通信の交渉は、２０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間に行われてもよいし、４０ＭＨｚ帯域を用いる通信期間行われてもよい。
このように、事前の直接通信の交渉が複数行われた場合でも、無線基地局１が交渉の内容から判断して許可を与えることにより、効率良く周波数チャネル２において直接通信を行うことができる。
（無線端末局の構成）
図２７は本発明の実施形態に係る無線端末局２の内部構成の一例を示すブロック図である。図２７の無線端末局２は、アンテナ３０３、送受信部３０１、および無線アクセス制御部３０２から構成され、送受信部３０１はキャリア周波数とベースバンド信号の周波数変換、フィルタ処理、電力増幅、ディジタル／アナログ、アナログ／ディジタル変換等の処理を行う無線送受信部３０４、ディジタル信号処理を行う信号処理部３０５から構成され、無線アクセス制御部３０２は、送受信パケットの生成およびパケット送受信の制御を行う送受信制御部３０６、端末局間の直接通信の判断を行う直接通信制御部３０７、周波数の帯域幅を制御する帯域幅制御部３０８、周波数の切り替えを行う周波数制御部３０９から構成される。
また、無線端末局２は図２８のように構成されてもよい。図２８と図２７の相違は、図２８の送受信部４０１は無線送受信部３０４を２系統備え、無線送受信部３０４を２系統備えることによる処理が追加された信号処理部４０２を備える点である。
（無線基地局の構成）
図２９は本発明の実施形態に係る無線基地局１の内部構成の一例を示すブロック図である。図２９の無線基地局１は、アンテナ５０３、送受信部５０１、および無線アクセス制御部５０２から構成され、送受信部５０１はキャリア周波数とベースバンド信号の周波数変換、フィルタ処理、電力増幅、ディジタル／アナログ、アナログ／ディジタル変換等の処理を行う無線送受信部５０４、ディジタル信号処理を行う信号処理部５０５から構成され、無線アクセス制御部５０２は、送受信パケットの生成およびパケット送受信の制御を行う送受信制御部５０６、端末局間の直接通信の許可を行う直接通信管理部５０７、周波数の帯域幅を制御する帯域幅制御部５０８、周波数の切り替えを行う周波数制御部５０９から構成される。
また、無線端末局２は図３０のように構成されてもよい。図３０と図２９の相違は、図３０の送受信部６０１は無線送受信部５０４を２系統備え、無線送受信部３０４を２系統備えることによる処理が追加された信号処理部６０２を備える点である。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明に係る無線基地局１と複数の無線端末局とを備えた無線ネットワークシステムの概略構成の一例を示すブロック図 本発明に係る周波数チャネルの概略構成の一例を示すブロック図 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第１例を示す図 無線端末局２或いは無線端末局３の処理動作の一例を示すフローチャート 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第２例を示す図 無線端末局２の処理動作の一例を示すフローチャート 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第３例を示す図 無線端末局２の処理動作の一例を示すフローチャート 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第４例を示す図 無線端末局２の処理動作の一例を示すフローチャート 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第５例を示す図 無線端末局２ａの処理動作の一例を示すフローチャート 無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図 無線端末局２ａが無線基地局１へ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図 無線基地局１が送信する直接通信を許可する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第６例を示す図 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第７例を示す図 無線端末局２ａの処理動作の一例を示すフローチャート 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第８例を示す図 無線端末局２ａの処理動作の一例を示すフローチャート 無線端末局２ａが無線端末局２ｂへ送信する直接通信を要求する内容が示されたパケットの構成要素の一例を示した図 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第９例を示す図 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第１０例を示す図 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第１１例を示す図 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第１２例を示す図 本発明に係るパケットの送受信タイミングの第１３例を示す図 本発明の実施形態に係る無線端末局２の内部構成の一例を示すブロック図 本発明の実施形態に係る無線端末局２の内部構成の別の例を示すブロック図 本発明の実施形態に係る無線基地局１の内部構成の一例を示すブロック図 本発明の実施形態に係る無線基地局１の内部構成の別の例を示すブロック図
符号の説明
１…無線基地局；
２ａ，２ｂ，２ｃ…無線端末局（ハイスループット端末）；
３ａ，３ｂ，３ｃ…無線端末局（レガシー端末）

Claims (12)

  1. 複数の異なる周波数チャネルを共用した無線通信及び一つの周波数チャネルを用いた無線通信が可能な無線基地局と、前記複数の異なる周波数チャネルを共用した無線通信及び前記一つの周波数チャネルを用いた無線通信が可能な第一のグループの無線端末局と、前記一つの周波数チャネルを用いた無線通信のみが可能な第二のグループの無線端末局とを有する無線通信システムが、前記複数の異なる周波数チャネルを共用した無線通信を行う第一の通信期間と前記一つの周波数チャネルを用いて周波数チャネル毎の無線通信を行う第二の通信期間とを交互に繰り返す無線通信方法において、
    前記第一の通信期間において、前記無線基地局と前記第一のグループに属する無線端末局との間で前記複数の異なる周波数チャネルを共用して無線通信を行い、
    前記第二の通信期間において、前記第一又は第二のグループに属する少なくとも一つの無線端末局と、前記無線基地局との間で第一の周波数チャネルを用いて通信を行い、
    前記第二の通信期間において、前記第一又は第二のグループに属する少なくとも二つの無線端末局の間で第二の周波数チャネルを用いて前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信を行うことを特徴とする無線通信方法。
  2. 前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信は、前記第一の周波数チャネルにおいて前記無線基地局が直接通信の許可を示す内容を含んだフレームを送信した後に開始されることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
  3. 前記直接通信の許可を示す内容を含んだフレームは、前記無線基地局が前記第一のグループに属する無線端末局から直接通信の要求を示す内容を含んだフレームを受信した後に送信されることを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
  4. 前記第一のグループに属する無線端末局が前記無線基地局へ送信する、直接通信の要求を示す内容を含んだフレームは、
    前記第一のグループに属する第一の無線端末局が、直接通信を要求する前記第一のグループに属する第二の無線端末局へ直接通信の要求を示す内容を含んだフレームを送信し、
    前記第一の無線端末局が、前記第二の無線端末局から直接通信の受け入れを示す内容を含んだフレームを受信した後に送信されることを特徴とする請求項３記載の無線通信方法。
  5. 前記第一の無線端末局が、直接通信を要求する前記第二の無線端末局へ送信する直接通信の要求を示すフレームの内容には、
    直接通信を行う周波数チャネルの番号および直接通信を行う期間のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項４記載の無線通信方法。
  6. 前記直接通信の要求を示すフレームの内容には、
    直接通信を行う周波数チャネルの番号と、
    前記第一のグループに属する無線端末局が行う直接通信の期間と、
    直接通信を行う前記第一のグループに属する無線端末局の識別子と、
    の少なくともいずれかが含まれることを特徴とする請求項３記載の無線通信方法。
  7. 前記第一の周波数チャネルにおいて前記無線基地局が送信する直接通信の許可を示すフレームの内容には、
    前記第一のグループに属する無線端末局が行う直接通信の開始時刻と、
    前記第一のグループに属する無線端末局が行う直接通信の期間と、
    前記第一のグループに属する無線端末局が直接通信を行う周波数チャネルの番号と、
    直接通信を行う前記第一のグループに属する無線端末局の識別子と、
    のうち少なくともいずれかが含まれることを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
  8. 前記無線基地局が送信する直接通信の許可を示すフレームは、
    前記第一の周波数チャネルと前記第二の周波数チャネルの両方において同時に送信されることを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
  9. 少なくとも前記第二の周波数チャネルにおいて送信される前記直接通信の許可を示すフレームは、直接通信を行う時間を予め予約する内容を含むことを特徴とする請求項８記載の無線通信方法。
  10. 前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信は、前記第一の周波数チャネルにおいて前記第一のグループに属する無線端末局が直接通信の宣言を示す内容を含んだフレームを送信した後に開始されることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
  11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の無線通信システムにおいて前記無線基地局を介さない直接通信を行う、前記第一のグループの無線端末局として用いられる無線通信端末。
  12. 複数の異なる周波数チャネルを共用した無線通信及び一つの周波数チャネルを用いた無線通信が可能な無線基地局と、前記複数の異なる周波数チャネルを共用した無線通信及び前記一つの周波数チャネルを用いた無線通信が可能な第一のグループの無線端末局と、前記一つの周波数チャネルを用いた無線通信のみが可能な第二のグループの無線端末局とを有し、前記複数の異なる周波数チャネルを共用した無線通信を行う第一の通信期間と前記一つの周波数チャネルを用いて周波数チャネル毎の無線通信を行う第二の通信期間とを交互に繰り返す無線通信システムにおいて、
    前記第一の通信期間において、前記無線基地局と前記第一のグループに属する無線端末局との間で前記複数の異なる周波数チャネルを共用して無線通信を行い、
    前記第二の通信期間において、前記第一又は第二のグループに属する少なくとも一つの無線端末局と、前記無線基地局との間で第一の周波数チャネルを用いて通信を行い、
    前記第二の通信期間において、前記第一又は第二のグループに属する少なくとも二つの無線端末局の間で第二の周波数チャネルを用いて前記無線基地局を介さない無線端末局間の直接通信を行うことを特徴とする無線通信システム。
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