JP5563498B2 - 通信装置、通信方法、及びプログラム - Google Patents

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におけるスペクトラム分割シングルキャリア変調方式では、複数の空き周波数帯域を用いて通信を行うため、通信を開始しようとした場合に、十分な空き周波数帯域が存在しないこともあり、適切な通信を行うことができないこともあった。

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、通信を開始する際にその通信で使用可能な周波数帯域が存在しうるようにできる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、複数の周波数帯域を用いて、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する送信部と、通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得部と、他の装置との間で通信するデータである実体通信データが通信されない場合に、通信帯域を予約するための予約通信データを、取得部が取得した複数の空き周波数帯域を用いて送信部に送信させ、実体通信データが通信される場合に、予約通信データの送信を終了させ、実体通信データが、予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする制御部と、を備えたものである。

このような構成により、実体通信データの通信前においても、予約通信データを送信することによって周波数帯域を確保しておくことができる。そのため、通信が開始される際に、その通信で用いる周波数帯域が存在しうることになり、通信を行うことができない事態を回避することができうる。

また、本発明による通信装置では、予約通信データの時間的な占有率に関する時間占有情報、及び、予約通信データの帯域幅を示す帯域幅情報が記憶される予約属性記憶部をさらに備え、制御部は、予約通信データを、予約属性記憶部で記憶されている、時間占有情報の示す時間的な占有率、及び、帯域幅情報の示す帯域幅で送信部に送信させてもよい。
このような構成により、時間占有情報や、帯域幅情報によって、予約通信データの送信の属性を決定することができる。

また、本発明による通信装置では、実体通信データの量に関するデータ属性情報が記憶されるデータ属性情報記憶部と、データ属性情報に応じて、実体通信データの量が多いほど、帯域幅が広くなるように帯域幅情報を決定して予約属性記憶部に蓄積する予約属性決定部と、をさらに備えてもよい。
このような構成により、実体通信データの量に応じて帯域幅情報が決定されることになり、実体通信データを送信する際に、十分な帯域幅が確保されているようにすることができる。

また、本発明による通信装置では、データ属性情報は、実体通信データの緊急度をも示すものであり、予約属性決定部は、データ属性情報に応じて、実体通信データの緊急度が高いほど、時間的な占有率が高くなるように時間占有情報を決定して予約属性記憶部に蓄積してもよい。
このような構成により、実体通信データの緊急度に応じて時間占有情報が決定されることになり、例えば、緊急度の高い実体通信データを通信する際に、その通信で用いる周波数帯域がより確実に確保されているようにすることができる。

また、本発明による通信装置では、時間占有情報を受信し、予約属性記憶部に蓄積する受信部をさらに備えてもよい。
このような構成により、例えば、他の装置で決定された時間占有情報に応じて予約通信データを送信することができるようになる。

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、通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得ステップと、他の装置との間で通信するデータである実体通信データを送信しない場合に、通信帯域を予約するための予約通信データを、取得ステップで取得した複数の空き周波数帯域を用いてスペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する予約送信ステップと、実体通信データが通信される場合に、予約通信データの送信を終了し、実体通信データが、予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする予約終了ステップと、を備えたものである。

本発明による通信装置等によれば、実体通信データの通信前においても、予約通信データを送信することによって、実体通信データの通信で使用される周波数帯域を確保しておくことができる。

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送信部及び受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 同実施の形態におけるセンシング等について説明するための図 同実施の形態におけるスペクトラム分割の具体例について説明するための図 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、予約用の通信データを送信することによって実体的な通信データの送信で使用する周波数帯域を確保しておくものである。

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を介して無線通信を行うものであり、送信部１１と、受信部１２と、取得部１３と、データ属性情報記憶部１４と、予約属性決定部１５と、予約属性記憶部１６と、制御部１７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。

送信部１１は、通信データを、複数の周波数帯域を用いて、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する。その複数の周波数帯域は、使用されていない空き周波数帯域であり、後述するように、制御部１７によって指定されるものである。

図２（ａ）は、送信部１１の詳細な構成を示すブロック図である。図２（ａ）において、送信部１１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、その通信データをデジタル変調する。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Ｎ個に分割し、分割後のＮ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１７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Ｎ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、Ｎ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、送信部１１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、送信部１１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、送信部１１の構成には任意性が存在する。また、送信部１１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。

受信部１２は、通信先の装置からスペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信された通信データを受信する。また、受信部１２は、後述する時間占有情報を含む通信データを受信し、その時間占有情報を予約属性記憶部１６に蓄積してもよい。この時間占有情報は、例えば、ＡＰから送信されたものであってもよい。また、受信部１２は、後述する帯域幅情報を含む通信データを受信し、その帯域幅情報を予約属性記憶部１６に蓄積してもよい。この帯域幅情報は、例えば、ＡＰから送信されたものであってもよい。時間占有情報と帯域幅情報とは一緒に送信されてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。また、時間占有情報や帯域幅情報は、制御チャネルを介して送信されたものであってもよい。

図２（ｂ）は、受信部１２の詳細な構成を示すブロック図である。図２（ｂ）において、受信部１２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Ｍ個の周波数帯域の信号に分割し、分割後のＭ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、Ｍ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、Ｍ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、Ｎ＝Ｍ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、受信部１２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、受信部１２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、受信部１２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、受信部１２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、受信部１２の構成には任意性が存在する。また、受信部１２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、送信部１１における局部発信部３８と、受信部１２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。

取得部１３は、通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する。取得部１３は、その複数の空き周波数帯域を検出（センシング）することにより取得してもよく、あるいは、他の装置（例えば、ＡＰなど）が送信した通信データに空き周波数帯域を示す情報が含まれる場合には、受信部１２が受信した通信データから取得してもよい。複数の空き周波数帯域を検出する場合には、取得部１３は、受信部１２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、取得部１３は、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、あらかじめ設定されているしきい値と比較し、その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、その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。本実施の形態では、このように取得部１３が複数の空き周波数帯域を検出する場合について説明する。また、複数の空き周波数帯域を受信された通信データから取得する場合には、他の装置から送信された通信データに空き周波数帯域を示す情報が含まれており、取得部１３は、デジタル復調後の通信データから、その空き周波数帯域を示す情報を取得してもよい。なお、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。そして、そのインデックスのことを周波数インデックスと呼ぶこともある。また、取得部１３は、例えば、取得した複数の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、取得部１３が行う処理内容は問わない。例えば、取得部１３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。

データ属性情報記憶部１４では、実体通信データの量に関するデータ属性情報が記憶される。ここで、予約通信データと、実体通信データとについて説明する。予約通信データは、通信帯域を予約するために送信される通信データである。したがって、通常、予約通信データには他の装置に伝送したい有意な情報が含まれていない。一方、実体通信データは、他の装置に伝送したい有意な情報（実体）を含むものである。実体通信データの量は、例えば、実体通信データの全体の容量（例えば、１００ＭＢ等）であってもよく、あるいは、実体通信データの時間当たりの容量、すなわち、転送速度（例えば、１００ｋｂｐｓ）であってもよい。また、データ属性情報は、実体通信データの緊急度をも示すものであってもよい。緊急度は、例えば、緊急度が高いほど大きな値となる数値（例えば、１から１０までの１０段階の数値でもよい）によって示されてもよく、「高」「中」「低」などによって示されてもよい。

データ属性情報記憶部１４にデータ属性情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介してデータ属性情報がデータ属性情報記憶部１４で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信されたデータ属性情報がデータ属性情報記憶部１４で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力されたデータ属性情報がデータ属性情報記憶部１４で記憶されるようになってもよい。データ属性情報記憶部１４での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。また、データ属性情報記憶部１４は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど）によって実現されうる。

予約属性決定部１５は、データ属性情報に応じて、実体通信データの量が多いほど、帯域幅が広くなるように帯域幅情報を決定して予約属性記憶部１６に蓄積してもよい。予約属性決定部１５は、例えば、実体通信データの量と、帯域幅とを対応付けるテーブル等の情報を用いて、データ属性情報の示す実体通信データの量に応じた帯域幅情報を決定してもよい。また、予約属性決定部１５は、例えば、実体通信データの量を引数として帯域幅を算出する関数を用いて、データ属性情報の示す実体通信データの量に応じた帯域幅情報を決定してもよい。その関数は、実体通信データの量に関する増加関数となる。また、その他の方法によって、帯域幅情報が決定されてもよいことは言うまでもない。また、データ属性情報が実体通信データの緊急度をも示すものである場合には、予約属性決定部１５は、データ属性情報に応じて、実体通信データの緊急度が高いほど、予約通信データの時間的な占有率が高くなるように時間占有情報を決定して予約属性記憶部１６に蓄積してもよい。予約通信データの時間的な占有率とは、予約通信データが送信されている期間に関する時間軸方向における占有率である。したがって、予約通信データが全く送信されない場合には、占有率は０％（あるいは０）となり、予約通信データが中断されることなく連続して送信される場合には、占有率は１００％（あるいは１）となる。時間占有情報は、予約通信データの時間的な占有率に関する情報であり、例えば、予約通信データの送信頻度（例えば、１回／５０ｍｓや１０回／ｓ等）と、予約通信データの時間的な長さ（例えば、１０ｍｓや５０ｍｓ等）とを示すものであってもよく、予約通信データの時間的な長さ（例えば、１０ｍｓや５０ｍｓ等）と、予約通信データを送信しないブランクの期間（ある予約通信データが送信されてから次の予約通信データが送信されるまでの期間）の時間的な長さ（例えば、１０ｍｓや５０ｍｓ等）とを示すものであってもよく、あるいは、予約通信データの時間的な占有率そのもの（例えば、５０％や８０％等）を示すものであってもよい。また、時間占有情報は、その他の情報によって示されるものであってもよい。例えば、送信頻度の代わりに、予約通信データの時間的な送信間隔（例えば、１００ｍｓ等）が時間占有情報によって示されてもよい。予約属性決定部１５は、例えば、実体通信データの緊急度と、時間占有情報とを対応付けるテーブル等の情報を用いて、データ属性情報の示す緊急度に応じた時間占有情報を決定してもよい。また、予約属性決定部１５は、例えば、実体通信データの緊急度を引数として時間占有情報を算出する関数を用いて、データ属性情報の示す実体通信データの緊急度に応じた時間占有情報を決定してもよい。その関数は、予約通信データの時間的な占有率について、緊急度の増加関数となるものである。例えば、その関数は、予約通信データの送信頻度や予約通信データの時間的な長さについては、緊急度の増加関数となり、予約通信データを送信しないブランクの期間の時間的な長さについては、緊急度の減少関数となってもよいが、必ずしもそうでなくてもよい。なぜなら、その関数は、例えば、送信頻度については緊急度の増加関数であり、予約通信データの時間的な長さについては緊急度の減少関数であるが、結果として、予約通信データの時間的な占有率について、緊急度の増加関数となることもできるからである。また、予約属性決定部１５は、他の装置の通信状況も考慮して時間占有情報を決定してもよい。例えば、予約属性決定部１５は、通信が混んでいる場合、すなわち、周波数方向及び時間方向において使用中の周波数帯域や使用時間割合が大きい（広い）場合には、占有率の小さい時間占有情報を決定してもよい。また、予約属性決定部１５は、通信が混んでいない場合、すなわち、周波数方向及び時間方向において使用中の周波数帯域や使用時間割合が小さい（狭い）場合には、占有率の大きい時間占有情報を決定してもよい。なお、予約属性決定部１５は、例えば、取得部１３によるセンシングの結果を受け取ることにより、他の装置の通信状況を取得してもよい。また、その他の方法によって、時間占有情報が決定されてもよいことは言うまでもない。また、予約属性決定部１５が関数を用いて時間占有情報等を決定する場合であって、引数に対応する情報が数値以外の情報（例えば、「高」「中」「低」など）である場合には、予約属性決定部１５は、その情報を数値に変換してから関数の値を算出してもよい。数値への変換は、例えば、数値以外の情報と、数値とを対応付けるテーブル等の情報を用いてなされてもよい。

予約属性記憶部１６では、予約通信データの時間的な占有率に関する時間占有情報、及び、予約通信データの帯域幅を示す帯域幅情報が記憶される。予約属性記憶部１６に時間占有情報や帯域幅情報が記憶される過程は問わない。例えば、予約属性決定部１５が、時間占有情報や帯域幅情報を予約属性記憶部１６に蓄積してもよく、あるいは、受信部１２が、受信した時間占有情報や帯域幅情報を予約属性記憶部１６に蓄積してもよい。本実施の形態では、時間占有情報は受信部１２によって蓄積され、帯域幅情報は予約属性決定部１５によって蓄積される場合について主に説明する。予約属性記憶部１６での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。予約属性記憶部１６は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど）によって実現されうる。

制御部１７は、他の装置との間で通信するデータである実体通信データが通信されない場合に、通信帯域を予約するための予約通信データを、取得部１３が取得した複数の空き周波数帯域を用いて送信部１１に送信させる。その予約通信データは、いわゆるダミーのデータである。また、制御部１７は、実体通信データが通信される場合に、予約通信データの送信を終了させ、その実体通信データが、予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする。すなわち、予約通信データによって周波数帯域をあらかじめ確保しておき、実体通信データによる実際の通信が行われる際には、その予約通信データによって確保されていた周波数帯域を用いて通信が行われるようになる。そのため、実体通信データの通信が開始されると、予約通信データの送信は終了される。なお、実体通信データの通信が終了すると、その実体通信データの通信で用いられていた周波数帯域を確保しておくため、制御部１７は、予約通信データの送信を送信部１１に再開させてもよい。また、予約通信データによって予約されていた通信帯域を用いた通信は、通信装置１から他の装置に実体通信データを送信することであってもよく、他の装置から通信装置１に実体通信データを送信することであってもよく、その両方であってもよい。予約されていた通信帯域を用いた通信が、通信装置１から他の装置に実体通信データを送信することである場合には、制御部１７は、その実体通信データを、予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて送信部１１に送信させる。また、予約されていた通信帯域を用いた通信が、他の装置から通信装置１に実体通信データを送信することである場合には、制御部１７が予約通信データの送信を終了させる処理を行い、その結果として、予約されていた複数の周波数帯域を用いた通信が行われるようになってもよい。なお、その場合には、受信部１２が、その予約されていた通信帯域を用いて送信された実体通信データを受信することになる。また、予約通信データによって予約されていた通信帯域を用いた通信が、他の装置から通信装置１に実体通信データを送信することである場合には、他の装置は、例えば、次のようにして、予約されている周波数帯域を知ることができる。他の装置は、例えば、制御チャネル等を介した通信装置１からの通知によって、予約されている周波数帯域を取得してもよい。また、予約通信データに通信装置１を識別する情報が含まれている場合には、他の装置は、例えば、その予約通信データを受信することによって、通信装置１によって予約されている周波数帯域を検出してもよい。その場合には、送信部１１が送信する予約通信データは、通信装置１の識別情報を含むものであり、また、他の装置によって予約通信データであると認識される特徴を有するもの（例えば、予約通信データであることを示す情報が含まれていてもよい）であることが好適である。

また、制御部１７は、予約通信データを、予約属性記憶部１６で記憶されている、時間占有情報の示す時間的な占有率、及び、帯域幅情報の示す帯域幅で送信部１１に送信させる。時間占有情報が、予約通信データの送信頻度と時間的な長さとを示す場合や、予約通信データの時間的な長さと、ブランクの期間の時間的な長さとを示す場合に、制御部１７は、厳密にその送信頻度等となるように予約通信データを送信させてもよく、あるいは、平均としてその送信頻度等となるように予約通信データを送信させてもよい。前者の場合には、予約通信データと同じ周波数帯域において、他の装置が、ちょうど同じ周期でブランクの期間に通信データを送信することを許容してしまうため、周波数帯域を適切に確保する観点から、後者のように予約通信データを送信させることが好適である。後者のように予約通信データを送信させる場合であり、例えば、送信頻度が１回／５０ｍｓである場合（すなわち、予約通信データの送信間隔は５０ｍｓである）には、制御部１７は、予約通信データの送信間隔を、４５ｍｓ、５０ｍｓ、５５ｍｓ、５０ｍｓ、４５ｍｓ、…と揺らがせながら予約通信データを送信させてもよい。また、時間占有情報が時間的な占有率を示す場合には、制御部１７は、その時間的な占有率となるように、予約通信データの送信頻度や時間的な長さを決定し、それに応じて予約通信データを通信させることになる。その送信頻度等の決定は、例えば、時間的な占有率と、送信頻度等とを対応付けるテーブル等の情報を用いて行われてもよく、あるいは、その他の方法によって行われてもよい。また、取得部１３が取得した空き周波数帯域を合計した帯域幅が、帯域幅情報の示す帯域幅よりも広い場合には、制御部１７は、適宜、帯域幅情報の示す帯域幅に応じた空き周波数帯域を選択し、その選択した空き周波数帯域を用いて予約通信データが送信されるようにしてもよい。その選択は、例えば、スペクトラムの分割数が少なくなり、各サブスペクトラムの帯域幅が均等となるように行われてもよい。また、例えば、通信データの通信で使用される単位となる単位帯域幅（例えば、一の周波数インデックスに対応した帯域幅でもよい）が決まっている場合には、制御部１７は、帯域幅情報の示す帯域幅を単位帯域幅で除算し、その結果に応じた個数の単位帯域幅を、空き周波数帯域において選択してもよい。また、取得部１３が取得した空き周波数帯域を合計した帯域幅が、帯域幅情報の示す帯域幅よりも狭い場合には、制御部１７は、取得部１３が取得したすべての空き周波数帯域を用いて予約通信データが送信されるようにしてもよい。

なお、データ属性情報記憶部１４と、予約属性記憶部１６とは、同一の記録媒体によって実現されてもよく、あるいは、別々の記録媒体によって実現されてもよい。前者の場合には、データ属性情報を記憶している領域がデータ属性情報記憶部１４となり、時間占有情報や帯域幅情報を記憶している領域が予約属性記憶部１６となる。

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。なお、図３のフローチャートでは、時間占有情報は受信部１２が受信して予約属性記憶部１６に蓄積し、帯域幅情報は予約属性決定部１５が決定して予約属性記憶部１６に蓄積する場合について説明する。

（ステップＳ１０１）制御部１７は、予約通信データの送信を行うかどうか判断する。そして、予約通信データの送信を行う場合には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合には、予約通信データの送信を行うまでステップＳ１０１の処理を繰り返す。なお、制御部１７は、例えば、通信装置１の電源がオンになった場合や、通信装置１の通信機能がオンになった場合に、予約通信データの送信を行うと判断してもよく、あるいは、その他のタイミングで予約通信データの送信を行うと判断してもよい。

（ステップＳ１０２）制御部１７は、時間占有情報の送信を要求する通信データをＡＰに送信するように送信部１１を制御する。その結果、送信部１１は、その通信データをＡＰに送信する。その通信データは、制御チャネルを介して送信される。

なお、図示しないＡＰは、その送信された通信データを受信し、その要求に応じて使用中の周波数帯域のセンシングを行う。そして、そのセンシングの結果に応じて、全体のＱｏＳが満たされるように時間占有情報を決定し、その時間占有情報を含む通信データを、制御チャネルを介して通信装置１に送信する。なお、ＡＰは、センシングの結果、例えば、周波数方向及び時間方向において使用中の周波数帯域や使用時間割合が大きい（広い）場合には、占有率の小さい時間占有情報を決定し、逆に周波数方向及び時間方向において使用中の周波数帯域や使用時間割合が小さい（狭い）場合には、占有率の大きい時間占有情報を決定してもよい。また、送信部１１は、ＡＰに送信する、時間占有情報の送信を要求する通信データに、緊急度を示す情報を含めてもよい。その緊急度は、例えば、データ属性情報記憶部１４で記憶されているデータ属性情報から取得したものであってもよい。送信部１１がＡＰに送信する通信データに緊急度を示す情報が含まれている場合には、ＡＰは、前述の予約属性決定部１５と同様に、緊急度が高いほど時間的な占有率が高くなるように時間占有情報を決定してもよい。

（ステップＳ１０３）受信部１２は、ＡＰから送信された時間占有情報を含む通信データを受信したかどうか判断する。そして、受信した場合にはステップＳ１０４に進み、そうでない場合には、受信するまでステップＳ１０３の処理を繰り返す。

（ステップＳ１０４）受信部１２は、受信した通信データに含まれる時間占有情報を予約属性記憶部１６に蓄積する。

（ステップＳ１０５）予約属性決定部１５は、データ属性情報記憶部１４で記憶されているデータ属性情報の示す実体通信データの量を用いて帯域幅情報を決定し、その決定した帯域幅情報を予約属性記憶部１６に蓄積する。

（ステップＳ１０６）取得部１３は、複数の空き周波数帯域を取得する。

（ステップＳ１０７）制御部１７は、取得部１３が取得した複数の空き周波数帯域のうち、予約属性記憶部１６で記憶されている帯域幅情報で示される帯域幅に応じた複数の周波数帯域を用いて、予約通信データを送信するように送信部１１を制御する。すなわち、制御部１７は、帯域幅情報で示される帯域幅に応じた複数の周波数帯域を、送信部１１が通信データを送信する周波数帯域に設定する。また、制御部１７は、予約属性記憶部１６で記憶されている時間占有情報に応じた予約通信データの時間的な長さを、送信部１１が送信する予約通信データの時間的な長さに設定する。その結果、送信部１１は、制御部１７によって設定された時間的な長さの予約通信データを、その設定された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。

（ステップＳ１０８）制御部１７は、実体通信データを送信するかどうか判断する。そして、実体通信データを送信する場合には、ステップＳ１０９に進み、そうでない場合には、ステップＳ１１０に進む。なお、制御部１７は、例えば、実体通信データを送信する旨の指示をアプリケーション等の上位レイヤ等から受け付けた場合に、実体通信データを送信すると判断してもよく、その他のタイミングで実体通信データを送信すると判断してもよい。

（ステップＳ１０９）制御部１７は、実体通信データを送信するように送信部１１を制御する。例えば、制御部１７は、実体通信データを送信部１１に渡してもよい。その結果、送信部１１は、あらかじめ設定されている予約通信データを送信する周波数帯域を用いて、予約通信データに代えて実体通信データを送信する。そして、ステップＳ１０８に戻る。なお、実体通信データの送信は、データチャネル、すなわち、予約通信データによって予約されていた周波数帯域を用いて行われる。実体通信データの受信も同様である。

（ステップＳ１１０）制御部１７は、予約通信データを送信するかどうか判断する。そして、予約通信データを送信する場合には、ステップＳ１０７に戻り、そうでない場合には、ステップＳ１１１に進む。なお、制御部１７は、送信対象の実体通信データが存在する場合には、予約通信データを送信すると判断しないものとする。また、制御部１７は、受信部１２が実体通信データを受信した場合には、予約通信データを送信すると判断しないものとする。すなわち、通信装置１が実体通信データの送信を開始した場合、あるいは、通信装置１が実体通信データの受信を開始した場合には、それに応じて、制御部１７が予約通信データを送信すると判断しないことにより、予約通信データの送信が終了されることになる。また、実体通信データの送信や受信が行われない場合には、制御部１７は、時間占有情報に応じて、予約通信データの送信タイミングかどうか判断し、送信タイミングである場合には、予約通信データを送信すると判断する。なお、実体通信データの送信や受信が終了した場合にも、制御部１７は、時間占有情報に応じて、予約通信データの送信タイミングかどうか判断し、送信タイミングである場合には、予約通信データを送信すると判断してもよい。このようにして、予約通信データの送信が再開されることになる。

（ステップＳ１１１）受信部１２は、通信データを受信したかどうか判断する。そして、通信データを受信した場合には、ステップＳ１１２に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０８に戻る。その通信データは、実体通信データであってもよい。

（ステップＳ１１２）受信部１２あるいはその他の構成要素によって、受信された通信データに応じた処理が行われる。そして、ステップＳ１０８に戻る。なお、通信装置１が予約通信データを送信している際に、他の装置から実体通信データを受信した場合には、その実体通信データの受信に応じて、予約通信データの送信が終了され、実体通信データが受信されることになる。
なお、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。

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。この具体例では、通信装置１がＭＳであり、ＡＰから時間占有情報を受信し、その時間占有情報と、通信装置１で決定した帯域幅情報とを用いて、予約通信データを送信する場合について説明する。なお、データ属性情報記憶部１４では、１から１０までの緊急度のうち、緊急度「５」が記憶されており、実体通信データの量として、「ＡＡＡ（ｂｐｓ）」が記憶されているものとする。なお、緊急度は数値が大きいほど緊急度が高いものとする。

通信装置１の電源が投入されると、制御部１７は、予約通信データの送信を行うと判断し（ステップＳ１０１）、図示しない経路を介してデータ属性情報記憶部１４から緊急度「５」を読み出し、その緊急度を含む時間占有情報の送信を要求する通信データを送信部１１に渡す。すると、送信部１１は、その通信データを、制御チャネルを介してＡＰに送信する（ステップＳ１０２）。ＡＰは、その通信データを受信すると、前述のように、その時点での周波数方向及び時間方向における通信状況の検出結果と、受け取った緊急度「５」とに応じて時間占有情報を決定する。その決定された時間占有情報は、送信頻度「ＢＢＢ（回／ｓ）」、予約通信データの時間的な長さ「ＣＣＣ（ｍｓ）」であったとする。その時間占有情報は、制御チャネルを介してＡＰから送信され、受信部１２で受信される（ステップＳ１０３）。そして、その時間占有情報は、予約属性記憶部１６に蓄積される（ステップＳ１０４）。次に、制御部１７は、図示しない経路を介して、予約属性決定部１５に、帯域幅情報の決定を行うように指示する。すると、予約属性決定部１５は、データ属性情報記憶部１４で記憶されている実体通信データの量「ＡＡＡ（ｂｐｓ）」を読み出す。また、予約属性決定部１５は、図示しない記録媒体で記憶されている、帯域幅情報を生成するための関数を読み出し、その関数に「ＡＡＡ」を代入することによって、帯域幅情報「ＤＤＤ（Ｈｚ）」を算出する。そして、予約属性決定部１５は、その算出した帯域幅情報を予約属性記憶部１６に蓄積する（ステップＳ１０５）。

次に、制御部１７は、取得部１３に空き周波数帯域を取得する旨を指示する。すると、取得部１３は、図４で示されるように、その時点（ｔ１）でのセンシングを行う。すなわち、受信部１２がその時点で受信した電波の高速フーリエ変換の結果を用いて、周波数インデックスごとに、周波数帯域が使用されているかどうか判断する。この場合には、センシングの結果、図４，図５（ａ）で示されるように、周波数インデックス＃３，＃５に応じた周波数帯域の使用されていることが検出されたとする（ステップＳ１０６）。すると、制御部１７は、その空き周波数帯域の取得結果と、帯域幅情報「ＤＤＤ（Ｈｚ）」とを用いて、その帯域幅情報の示す帯域幅を確保できるように、予約通信データの送信で使用する周波数インデックスを決定する。この場合には、周波数インデックス＃２，＃４，＃６に応じた周波数帯域を予約通信データの送信で用いるように決定されたとする。すると、制御部１７は、周波数インデックス＃２，＃４，＃６に応じた周波数帯域を予約通信データの送信で用いる周波数帯域に設定する。また、制御部１７は、送信部１１に「ＣＣＣ（ｍｓ）」の予約通信データを送信する旨の指示を渡す。すると、送信部１１は、図５（ｂ）で示されるように、予約通信データを設定された３個の周波数帯域に応じたサブスペクトラムに分割して送信する（ステップＳ１０７）。なお、その予約通信データの時間的な長さは「ＣＣＣ（ｍｓ）」である。その後、図４で示されるように、実体通信データの通信が行われるまで、送信頻度「ＢＢＢ（回／ｓ）」に応じて、「ＣＣＣ（ｍｓ）」の長さの予約通信データが、周波数インデックス＃２，＃４，＃６に応じた周波数帯域を用いて送信される（ステップＳ１１０，Ｓ１０７）。

その後、実体通信データを通信する必要が生じた場合には、制御部１７は、予約通信データの送信を終了するように送信部１１を制御する。その結果、予約通信データの送信で用いていた周波数インデックス＃２，＃４，＃６に応じた周波数帯域を用いた実体通信データの通信が可能となる。例えば、図５（ｃ）で示されるように、送信部１１は、周波数インデックス＃２，＃４，＃６に応じた周波数帯域を用いて、実体通信データを送信してもよい（ステップＳ１０８，Ｓ１０９）。なお、実体通信データの送信や受信が終了するまで、制御部１７は、予約通信データ行わないものとする。また、その実体通信データの通信が終了した場合には、制御部１７は、再度、送信部１１に予約通信データを送信させる（ステップＳ１１０，Ｓ１０７）。そのようにして、次の実体通信データの通信まで、周波数インデックス＃２，＃４，＃６に応じた周波数帯域を予約しておくことができる。

なお、この具体例では、時間占有情報が受信部１２によって受信されて予約属性記憶部１６に蓄積され、帯域幅情報が予約属性決定部１５によって決定されて予約属性記憶部１６に蓄積される場合について説明したが、そうでなくてもよいことは言うまでもない。時間占有情報が予約属性決定部１５によって決定されてもよく、また、帯域幅情報が受信部１２によって受信されてもよい。

また、時間の経過と共に、他の装置等による周波数帯域の使用状況も異なってくるため、通信装置１は、例えば、定期的にＡＰから時間占有情報を受信するようにしてもよい。そのため、例えば、ＡＰが定期的に時間占有情報を通信装置１に送信してもよく、あるいは、通信装置１が定期的に時間占有情報の送信要求をＡＰに送信し、それに応じて時間占有情報が通信装置１に送信されてもよい。また、実体通信データの量が変化する場合には、その変化に応じて、帯域幅情報も更新されてもよい。例えば、予約属性決定部１５は、データ属性情報の示す実体通信データの量が更新されたことを検知した場合には、その更新後の実体通信データの量を用いて帯域幅情報を決定し、その帯域幅情報を予約属性記憶部１６に上書きで蓄積してもよい。

また、予約通信データの時間的な占有率が低い場合には、実体通信データの通信を開始する際に、予約通信データを送信していた複数の周波数帯域において、他の装置が通信を行っていることもありうる。そのため、実体通信データの通信を開始する直前にセンシングを行い、予約されていた複数の周波数帯域が使用されていないことを確認してから実体通信データの通信を行うようにしてもよい。なお、センシングの結果、予約されていた複数の周波数帯域が使用されていることを検出した場合には、他の空き周波数帯域を用いて、あるいは、他の装置による通信が終了するのを待って、実体通信データの通信を開始してもよい。

以上のように、本実施の形態による通信装置１によれば、実体通信データの通信前においても、予約通信データを送信することによって周波数帯域を確保しておくことができる。そのため、通信を開始する際に、その通信で用いる周波数帯域が存在しうることになり、通信を行うことができない事態を回避することができるようになる。特に、自律分散システムが多数存在する場合にも、空き周波数帯域を予約することができるようになるメリットがある。本実施の形態による通信装置１と同一周波数を使用する、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等の無線ＬＡＮ方式は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ：搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）方式を採用しており、送信しようとする前に当該周波数の使用状況をＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を検出することで調べ、一定の電力の信号が存在する場合は送信しない。したがって、通信装置１が予約通信データを送信することで、無線ＬＡＮシステムの送信を抑え、その結果、周波数帯域を確保できることになる。

また、緊急度や、実体通信データの量に応じて、時間占有情報や帯域幅情報を決定することによって、送信対象の実体通信データの属性に応じた、適切な周波数帯域の確保を行うことができるようになる。例えば、医療通信や緊急通信のように優先度の高い通信に対して、無線リソースを優先的に確保することができるようになる。

なお、本実施の形態では、帯域幅情報を予約属性決定部１５が決定する場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。例えば、前述のように、時間占有情報や帯域幅情報は、受信部１２によって受信され、予約属性記憶部１６に蓄積されてもよい。その場合には、通信装置１は、データ属性情報記憶部１４や予約属性決定部１５を備えていなくてもよい。なお、その場合であっても、ＡＰに送信するための緊急度を示すデータ属性情報が記憶される図示しない記憶部が存在してもよく、あるいは、そうでなくてもよい。

また、本実施の形態では、時間占有情報及び帯域幅情報が予約属性記憶部１６で記憶され、両情報に応じて予約通信データの送信が行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、いずれか一方の情報のみに応じて予約通信データが送信されてもよく、あるいは、いずれの情報にも関係なく予約通信データが送信されてもよい。後者の場合には、例えば、ランダムな頻度や長さで予約通信データが送信されてもよく、全く途切れることのない連続した予約通信データが送信されてもよい。

また、本実施の形態では、通信装置１がＭＳである場合について主に説明したが、通信装置１がＡＰであってもよいことは言うまでもない。通信装置１がＡＰである場合には、通信装置１は、ＭＳとの通信のために、あらかじめ通信帯域を確保しておき、ＭＳとの通信を行う際に、その確保しておいた通信帯域を用いて通信を行うものであってもよい。
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。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、通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得部、他の装置との間で通信するデータである実体通信データが通信されない場合に、通信帯域を予約するための予約通信データを、取得部が取得した複数の空き周波数帯域を用いて、通信データを、複数の周波数帯域を用いて、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する送信部に送信させ、実体通信データが通信される場合に、予約通信データの送信を終了させ、実体通信データが、予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする制御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。すなわち、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ものとする。

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６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６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７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７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、あらかじめ通信帯域を予約する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 送信部
１２ 受信部
１３ 取得部
１４ データ属性情報記憶部
１５ 予約属性決定部
１６ 予約属性記憶部
１７ 制御部
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 (6)

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、複数の周波数帯域を用いて、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する送信部と、
   通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得部と、
   他の装置との間で通信するデータである実体通信データが通信されない場合に、通信帯域を予約するための予約通信データを、前記取得部が取得した複数の空き周波数帯域を用いて前記送信部に送信させ、実体通信データが通信される場合に、当該予約通信データの送信を終了させ、当該実体通信データが、当該予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする制御部と、
   予約通信データの時間的な占有率に関する時間占有情報、及び、予約通信データの帯域幅を示す帯域幅情報が記憶される予約属性記憶部と、
   実体通信データの量に関する情報であり、実体通信データの緊急度をも示す情報であるデータ属性情報が記憶されるデータ属性情報記憶部と、
   前記データ属性情報に応じて、実体通信データの量が多いほど、帯域幅が広くなるように帯域幅情報を決定して前記予約属性記憶部に蓄積し、実体通信データの緊急度が高いほど、時間的な占有率が高くなるように時間占有情報を決定して前記予約属性記憶部に蓄積する予約属性決定部と、を備え、
   前記制御部は、予約通信データを、前記予約属性記憶部で記憶されている、時間占有情報の示す時間的な占有率、及び、帯域幅情報の示す帯域幅で前記送信部に送信させる、通信装置。
2. 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、複数の周波数帯域を用いて、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する送信部と、
   通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得部と、
   他の装置との間で通信するデータである実体通信データが通信されない場合に、通信帯域を予約するための予約通信データを、前記取得部が取得した複数の空き周波数帯域を用いて前記送信部に送信させ、実体通信データが通信される場合に、当該予約通信データの送信を終了させ、当該実体通信データが、当該予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする制御部と、
   予約通信データの時間的な占有率に関する時間占有情報、及び、予約通信データの帯域幅を示す帯域幅情報が記憶される予約属性記憶部と、
   時間占有情報を受信し、前記予約属性記憶部に蓄積する受信部と、を備え、
   前記制御部は、予約通信データを、前記予約属性記憶部で記憶されている、時間占有情報の示す時間的な占有率、及び、帯域幅情報の示す帯域幅で前記送信部に送信させる、通信装置。
3. 空き周波数帯域を用いて通信を行う通信方法であって、
   他の装置との間で通信するデータである実体通信データの量に関する情報であり、実体通信データの緊急度をも示す情報であるデータ属性情報が記憶されるデータ属性情報記憶部で記憶されているデータ属性情報に応じて、実体通信データの量が多いほど、帯域幅が広くなるように、通信帯域を予約するための予約通信データの帯域幅を示す帯域幅情報を決定して、予約通信データの時間的な占有率に関する時間占有情報、及び、帯域幅情報が記憶される予約属性記憶部に蓄積し、実体通信データの緊急度が高いほど、時間的な占有率が高くなるように時間占有情報を決定して前記予約属性記憶部に蓄積する予約属性決定ステップと、
   通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得ステップと、
   実体通信データが通信されない場合に、予約通信データを、前記取得ステップで取得した複数の空き周波数帯域を用いてスペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する予約送信ステップと、
   実体通信データが通信される場合に、当該予約通信データの送信を終了し、当該実体通信データが、当該予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする予約終了ステップと、を備え、
   前記予約送信ステップでは、予約通信データを、前記予約属性記憶部で記憶されている、時間占有情報の示す時間的な占有率、及び、帯域幅情報の示す帯域幅で送信する、通信方法。
4. 空き周波数帯域を用いて通信を行う通信方法であって、
   通信帯域を予約するための予約通信データの時間的な占有率に関する時間占有情報を受信し、時間占有情報、及び、予約通信データの帯域幅を示す帯域幅情報が記憶される予約属性記憶部に蓄積する受信ステップと、
   通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得ステップと、
   他の装置との間で通信するデータである実体通信データが通信されない場合に、予約通信データを、前記取得ステップで取得した複数の空き周波数帯域を用いてスペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する予約送信ステップと、
   実体通信データが通信される場合に、当該予約通信データの送信を終了し、当該実体通信データが、当該予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする予約終了ステップと、を備え、
   前記予約送信ステップでは、予約通信データを、前記予約属性記憶部で記憶されている、時間占有情報の示す時間的な占有率、及び、帯域幅情報の示す帯域幅で送信する、通信方法。
5. 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、
   通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得部、
   他の装置との間で通信するデータである実体通信データが通信されない場合に、通信帯域を予約するための予約通信データを、前記取得部が取得した複数の空き周波数帯域を用いて、通信データを、複数の周波数帯域を用いて、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する送信部に送信させ、実体通信データが通信される場合に、当該予約通信データの送信を終了させ、当該実体通信データが、当該予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする制御部、
   実体通信データの量に関する情報であり、実体通信データの緊急度をも示す情報であるデータ属性情報が記憶されるデータ属性情報記憶部で記憶されている前記データ属性情報に応じて、実体通信データの量が多いほど、帯域幅が広くなるように、予約通信データの帯域幅を示す帯域幅情報を決定して、予約通信データの時間的な占有率に関する時間占有情報、及び、帯域幅情報が記憶される予約属性記憶部に蓄積し、実体通信データの緊急度が高いほど、時間的な占有率が高くなるように時間占有情報を決定して前記予約属性記憶部に蓄積する予約属性決定部として機能させ、
   前記制御部は、予約通信データを、前記予約属性記憶部で記憶されている、時間占有情報の示す時間的な占有率、及び、帯域幅情報の示す帯域幅で前記送信部に送信させる、プログラム。
6. 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、
   通信に用いられていない周波数帯域である複数の空き周波数帯域を取得する取得部、
   他の装置との間で通信するデータである実体通信データが通信されない場合に、通信帯域を予約するための予約通信データを、前記取得部が取得した複数の空き周波数帯域を用いて、通信データを、複数の周波数帯域を用いて、スペクトラム分割シングルキャリア変調方式により送信する送信部に送信させ、実体通信データが通信される場合に、当該予約通信データの送信を終了させ、当該実体通信データが、当該予約通信データによって予約されていた複数の周波数帯域を用いて通信されるようにする制御部、
   予約通信データの時間的な占有率に関する時間占有情報を受信し、時間占有情報、及び、予約通信データの帯域幅を示す帯域幅情報が記憶される予約属性記憶部に蓄積する受信部として機能させ、
   前記制御部は、予約通信データを、前記予約属性記憶部で記憶されている、時間占有情報の示す時間的な占有率、及び、帯域幅情報の示す帯域幅で前記送信部に送信させる、プログラム。

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