JPWO2014014094A1 - 無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

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Abstract

周波数資源の有効使用により、無線通信のスループットを改善することができる無線通信システムを提供するために、第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムであって、 前記第１の無線基地局は、送信すべきデータが生起するとアクセス権を獲得するアクセス権獲得手段と、前記アクセス権を獲得した期間において、前記第１のセル内で使用しないチャネルの使用許可を前記第２の無線基地局に対して送信する使用許可送信手段とを備え、前記第２の無線基地局は、前記使用許可を得たチャネルを使用して前記第２のセル内において前記無線端末と通信を行う通信手段を備えた。

Description

本発明は、周波数資源を有効利用して無線通信を行う無線通信システム及び無線通信方法に関する。
本出願は日本国への特許出願（特願２０１２−１６０８４３、特願２０１２−１６０８４４）に基づくものであり、当該日本出願の記載内容は本明細書の一部として取り込まれるものとする。
近年、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとしてＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格などの普及が目覚ましい。これらのシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓの物理層伝送速度を実現している（例えば、非特許文献１、４参照）。
ただし、ここでの伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度であり、実際にはＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるため、実際のスループットの上限値は３０Ｍｂｐｓ程度であり、情報を送信しようとする無線通信局が増えればこの特性は更に低下する。一方で、有線ＬＡＮ（Local Area Network）では、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の１００Ｂａｓｅ−Ｔインタフェースをはじめ、各家庭にも光ファイバを用いたＦＴＴＨ（Fiber to the home）の普及から、１００Ｍｂｐｓの高速回線の提供が普及しており、無線ＬＡＮにおいても更なる伝送速度の高速化が求められている。
高速化のための技術として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格ではチャネル帯域幅の拡大や空間多重技術（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output）が導入された。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格のドラフトでは、チャネル帯域幅の更なる拡大や、空間多重技術を拡張した空間分割多元接続技術（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）を適用したマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信方法が検討されている（例えば、非特許文献２参照）。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格のドラフトでは、グループＩＤ（ＧｒｏｕｐＩＤ：ＧＩＤ）という新しい概念が規定されている。グループＩＤを用いることで、フレームのＧＩＤフィールドで指定するグループに属する無線端末のすべて又は一部対して一斉にデータを送信することができる。
上記高速化技術のうち、空間多重技術や空間分割多元接続技術に比べ、チャネル帯域幅の拡大による高速化方法は実装が容易であるため、多くの装置に実装される機能となっている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格で２０ＭＨｚと固定されていたチャネル帯域幅をＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格では４０ＭＨｚまで拡大し高速化を図った。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ ＴＧａｃ（Ｔａｓｋ Ｇｒｏｕｐ ａｃ）において今現在規格化が進められているＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格のドラフトではチャネル幅を８０ＭＨｚや１６０ＭＨｚまで拡大する検討が行われている。ここで、例えば、４０ＭＨｚ幅を使用する場合は隣接する２つの２０ＭＨｚチャネルを用い、８０ＭＨｚ幅を使用する場合は隣接する４つの２０ＭＨｚチャネルを使用することになる。
ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮシステムでは、無線基地局装置（アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）と呼ばれる場合もある、以下、無線基地局と称する）が上記のように４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ又は１６０ＭＨｚなどの広帯域での送受信を行う能力・機能がある場合でも、実際の送受信で使用できるチャネル帯域幅は、この無線基地局配下の無線端末装置（以下、無線端末と称する）がサポートしているチャネル帯域幅に制限される。すなわち、無線端末が４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ又は１６０ＭＨｚなどの広帯域の信号を送受信できなければ、無線基地局は各々の無線端末が対応可能な範囲でのチャネル帯域幅を用いてデータの送受信を行う必要がある。
例えば、無線基地局はＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格（ドラフト）準拠で、８０ＭＨｚ帯域を用いたデータの送受信が可能な場合を考える。この時、この無線基地局配下の無線端末もＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格（ドラフト）準拠で８０ＭＨｚモードが使用可能であればこの無線基地局と無線端末間で全８０ＭＨｚ帯域でのデータ送受信が可能となる。しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格準拠の無線端末であれば、使用できるのが２０ＭＨｚであるので、上記無線基地局と無線端末間でのデータ送信は２０ＭＨｚの１つのチャネル上で行われることになる。
上記のように、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠システムでは、無線端末と無線基地局でサポートしているチャネル帯域幅に差があった場合は、無線基地局の能力を十分に発揮することができない。また、このような低機能・能力の無線端末が増えるにつれ、システム全体の周波数利用効率やスループット特性が劣化する。
次に、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムにおける無線によるデータの送受信方法を説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ＬＡＮシステムでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス）に基づくアクセス制御手順を採り入れて、各無線通信局（無線基地局と無線端末を総称して無線通信局と称する）は他の無線通信局との信号の衝突を回避する。送信要求が発生した無線通信局は、まず所定のセンシング期間（ＤＩＦＳ：Distributed Inter-Frame Space）だけ無線媒体の状態を監視し、この間に他の無線通信局による送信信号が存在しなければ、チャネルが未使用状態（アイドル状態ともいう）とみなし、ランダム・バックオフ手順（決められた範囲内での乱数を発生させ、その値をもとに衝突回避制御のための待ち時間を決定し、その時間の間だけ送信を待機する処理）を開始する。無線通信局は、引き続きランダム・バックオフ期間中も無線媒体を監視するが、この間にも他の無線通信局による送信信号が存在しない場合に、所定の期間に渡る排他的なチャネルの送信権（ＴＸＯＰ：Transmission Opportunity）を得る。このように送信権（ＴＸＯＰ）を得た無線通信局はＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒ（以下、送信権取得無線通信局と称する）と呼ばれる。送信権取得無線通信局となった無線通信局は、ＴＸＯＰ期間内で再びＣＳＭＡ／ＣＡを実施することなく、ＳＩＦＳ（Short Inter-Frame Space) と呼ばれる非常に短い時間間隔で連続的にフレームを送信することができる。
また、無線通信における隠れ端末問題を解決する方法として、「仮想キャリアセンス」が挙げられる。具体的には、無線通信局は、フレームを受信した際に無線媒体の使用時間を通知するＤｕｒａｔｉｏｎ（持続使用期間）情報が含まれている場合には、このＤｕｒａｔｉｏｎ情報に応じた期間はメディアが使用されているものとし（仮想キャリアセンス）、この期間を送信停止期間（ＮＡＶ（Network Allocation Vector）期間）として設定し、ＮＡＶ期間においてフレームの送信を行わないようにする。これによって、ＴＸＯＰ期間におけるチャネルの排他的利用が保証される。
無線通信局は、フレームを受信すると上述通り必要に応じてＮＡＶを設定すると同時に、受信したフレームはＴＸＯＰ期間を開始するフレームであれば、受信したフレームの送信元無線通信局、いわゆる、送信権取得無線通信局を識別する情報（例えば、ＭＡＣアドレス）を記録しておく（例えば、非特許文献３参照）。ＴＸＯＰ期間が終了すると記憶した送信権取得無線通信局を識別する情報を削除する。なお、ＴＸＯＰ期間を開始するフレームとは、特別なフレームではなく、例えばＲＴＳ（Request To Send：送信要求）フレームのようなコントロールフレームを送信することにより一定期間に渡ってチャネルを予約する信号である。
無線通信局は、ＴＸＯＰ期間内において再度フレームを受信すると、その受信フレームの送信元アドレスと、送信権取得無線通信局を識別する情報として記憶したＭＡＣアドレスとが同一であるか否か確認する。もし、同一であれば、受信フレームの送信元無線通信局は送信権取得無線通信局であると判断し、自局内のＮＡＶの設定有無に関わらず必要な返信フレームを送信する。これによって、送信権取得無線通信局は同一ＴＸＯＰ期間内で異なる複数の無線通信局とデータの送受信を行うことができる。
以下、図７２〜図７４を参照して、無線通信局間において行われるデータ送受信のためのフレームの送受信動作を説明する。図７２は、１台の無線基地局ＡＰ１及び３台の無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３から成る無線ＬＡＮのセルＡを示す図である。無線基地局ＡＰ１及び無線端末ＳＴＡ１３はＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ規格に準拠しており、送受信帯域幅として２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚの３種類をサポートしているものとする。また、無線端末ＳＴＡ１１はＩＥＥＥ ８０２．１１ａ規格、無線端末ＳＴＡ１２はＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ規格に準拠しており、それぞれ２０ＭＨｚ、ならびに２０ＭＨｚと４０ＭＨｚの送受信帯域幅をサポートしているものとする。
図７３は、送信権取得無線通信局がＴＸＯＰ内において他の無線通信局宛にフレームを複数送信する際に、フレームを送信するタイミングを示すタイムチャートである。この図において、横軸は時間を示している。フレーム内の（ＳＴＡ１１）等の記載は、宛先の無線通信局を表しており、例えば、（ＳＴＡ１１）は、宛先が無線端末ＳＴＡ１１であることを示している。またＮＡＶ（ＲＴＳ）は、自局宛ではないＲＴＳ受信後にＮＡＶを設定することを示している。ここでは、無線基地局ＡＰ１と無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３とが無線通信局として存在し、無線基地局ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３宛のデータを収容し、無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３宛のフレームを送信する例を示している。無線基地局ＡＰ１は、ＴＸＯＰを取得し、宛先端末の中で一番大きな帯域が使える無線端末ＳＴＡ１３に対して８０ＭＨｚチャネル上でデータを送信する。無線基地局ＡＰ１は無線端末ＳＴＡ１３とのデータ通信を終えると、宛先端末の中で２番目に大きな帯域が使える無線端末ＳＴＡ１２に対してデータを送信し、最後に宛先端末の中で一番小さい帯域が使える無線端末ＳＴＡ１１に対してデータを送信する。
以下、図７３を参照して、無線基地局ＡＰ１及び無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３の動作を説明する。まず、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３宛のデータが生起するとＣＳＭＡ／ＣＡを実施し、所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ時間に亘って他の無線通信局から送信された信号が検出されないことを確認して送信権（ＴＸＯＰ）を取得する。無線基地局ＡＰ１は送信権を取得したために送信権取得無線通信局（ＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒ）になり、フレームの送信を行う。無線基地局ＡＰ１は、データを送信しようとする宛先端末の中で一番大きな帯域が使える無線端末ＳＴＡ１３宛に、フレームシーケンスの開始を示す開始フレームとしてのＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ：送信要求）フレームを送信する（時刻ｔ１１１）。
無線端末ＳＴＡ１３は、受信したＲＴＳフレームの宛先が自局であり、また、自局内で送信停止期間が設定されていないため、無線基地局ＡＰ１宛にＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ：送信許可）フレームを返信する（時刻ｔ１１２）。これにより、無線端末ＳＴＡ１３はデータを受信できる状態にある旨を無線基地局ＡＰ１に対して通知する。
一方、無線基地局ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信した他の無線通信局である、無線端末ＳＴＡ１１及び無線端末ＳＴＡ１２はＲＴＳフレームの宛先が自局でないため、ＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報が示す期間をＮＡＶ期間（送信停止期間）に設定し、該当するＮＡＶ期間内においてフレームの送信を行わないようにする。また、無線基地局ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信したことにより、ＴＸＯＰ期間（利用送信権期間）が開始されたことを検出すると共に、無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３は、無線基地局ＡＰ１が送信権取得無線通信局（ＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒ）であることを記憶する。
続いて、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１３からＣＴＳフレームを受信すると、無線端末ＳＴＡ１３宛のフレームを送信する（時刻ｔ１１３）。無線端末ＳＴＡ１３は、自局宛のフレームを正しく受信すると、無線基地局ＡＰ１に対してＢＡ（Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫ）フレーム（又はＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：肯定応答）フレーム）を返信し（時刻ｔ１１４）、フレームの送受信を終える。
次に、無線基地局ＡＰ１は、宛先端末の中で２番目に大きな帯域が使える無線端末ＳＴＡ１２宛のデータを送信するため、宛先を無線端末ＳＴＡ１２としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ１１５）。ここで、無線端末ＳＴＡ１２は、自局内でＮＡＶが設定されているが、ＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒからのフレームを受信したため、送信権取得無線通信局ＡＰ１宛てにＣＴＳフレームを返信する（時刻ｔ１１６）。
無線端末ＳＴＡ１１及び無線端末ＳＴＡ１３は、他の無線端末宛のＲＴＳフレームを受信したことにより、ＮＡＶ期間を設定する。また、既にＮＡＶ期間が設定されている場合は、そのＮＡＶ値を更新する。無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１２からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＳＴＡ１２宛のフレームを送信する（時刻ｔ１１７）。無線端末ＳＴＡ１２は、無線基地局ＡＰ１からフレームを正しく受信すると、無線基地局ＡＰ１に対してＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ１１８）、フレームの送受信を終える。
次に、無線基地局ＡＰ１は、宛先端末の中で一番小さい帯域が使える無線端末ＳＴＡ１１宛のデータを送信するため、宛先を無線端末ＳＴＡ１１としたＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ１１９）。無線端末ＳＴＡ１１は、送信権取得無線通信局である無線基地局ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間内であるか否かに関わらず、送信権取得無線通信局宛にＣＴＳフレームを返信する（時刻ｔ１２０）。
一方、無線端末ＳＴＡ１２及び無線端末ＳＴＡ１３は、自局宛ではないＲＴＳフレームを受信したため、ＮＡＶ期間を設定する。既にＮＡＶ期間が設定されている場合は、ＮＡＶ値を更新する。無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１からＣＴＳフレームを正しく受信すると、無線端末ＳＴＡ１１宛のフレームを送信する（時刻ｔ１２１）。無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１からフレームを正しく受信すると、無線基地局ＡＰ１に対してＢＡフレーム（又はＡＣＫフレーム）を返信し（時刻ｔ１２２）、フレームの送受信を終える。
上記の説明は、データを送信する前にＲＴＳ／ＣＴＳ交換によるＭＡＣプロテクション手法を適用した場合におけるフレームシーケンスの例であるが、ＲＴＳ／ＣＴＳを交換せずにアクセス権を取得後すぐにデータ送信のためのフレームを送信するようにしてもよい。また、上記の説明は、同一ＴＸＯＰ区間内で複数の端末宛にフレームを送信する例である。ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格で規定されているＴＸＯＰの上限を超えない範囲で上述通り複数端末宛にフレームを送信できる。また、この場合は、このＴＸＯＰ期間内で一度使用したチャネル幅よりも大きなチャネル幅を使用した通信は行うことはできない。すなわち、該当するＴＸＯＰ区間内で使用するチャネルの幅を広げることはできないが、必要に応じてチャネル幅を狭めることはできる。図７３の例の場合は、無線端末ＳＴＡ１１はチャネル１（ＣＨ１）、無線端末ＳＴＡ１２はＣＨ１及びＣＨ２、また、無線端末ＳＴＡ１３はＣＨ１〜４が使用できるので、使用できるチャネル幅が大きい宛先の順にフレームを送信する。
次に、図７４を参照して、無線基地局ＡＰ１及び無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３間でのデータ送信の際に使用したチャネル帯域幅を説明する。図７４は、無線基地局ＡＰ１及び無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３間でのデータ送信の際に使用したチャネル帯域幅を示す図である。無線端末ＳＴＡ１１は２０ＭＨｚしか使用できないため無線基地局ＡＰ１がチャネル１（ＣＨ１）を用いて無線端末ＳＴＡ１１と通信する。
非特許文献３では、あるアクセスポイントと端末局で構成されるセル内で通信を行う際に、伝送帯域幅に係らず必ず用いなければならない単位チャネルが定義されており、これはプライマリーチャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれている。一方、通信を行う際に用いられるが、プライマリーチャネルではないチャネルはセカンダリーチャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）あるいは、非特許文献２ではセカンダリーｘＭＨｚチャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｘＭＨｚ Ｃｈａｎｎｅｌ、ｘは２０、４０、８０のうちのいずれかの数）と呼ばれている。本明細書では、セルが利用する全帯域のうち、プライマリーチャネルではない任意の単位チャネルをセカンダリーチャネルと呼ぶ。
単位チャネルが２０ＭＨｚ、セルが利用する全帯域が８０ＭＨｚの場合のプライマリーチャネルとセカンダリーチャネルの一例を図７５に示す。図７５では、セカンダリーチャネルが３個存在する例を示している。
無線端末ＳＴＡ１２は４０ＭＨｚまで対応できるので、無線基地局ＡＰ１と無線端末ＳＴＡ１２間での通信は２０ＭＨｚのプライマリーチャネルとプライマリーチャネル隣接の２０ＭＨｚ（セカンダリーチャネル）上で（つまり、ＣＨ１及びＣＨ２上で）行われる。また、無線端末ＳＴＡ１３は、８０ＭＨｚまで対応できるので、無線基地局ＡＰ１と無線端末ＳＴＡ１３間での通信はプライマリーチャネル及び３つのセカンダリーチャネル上で行われることになる。
守倉正博、久保田周治監修、「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」改訂三版、株式会社インプレスＲ＆Ｄ、２００８年４月１１日 IEEE 802.11ac Draft Standard, D3.0, June 2012. IEEE, "IEEE Std 802.11-2012" Eldad Perahia and Robert Stacey, "Next Generation Wireless LANs",Cambridge University Press, 2010.
図７４に示すように、無線基地局ＡＰ１と無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３間で送受信可能帯域幅が異なる場合は、無線基地局ＡＰ１が対応できる全周波数帯のうち一部の帯域が使われない場合がある。例えば、無線基地局ＡＰ１と無線端末ＳＴＡ１１が通信を行う場合はチャネルＣＨ２〜ＣＨ４が空きとなり、また、無線基地局ＡＰ１と無線端末ＳＴＡ１２が通信を行う際は、チャネルＣＨ３〜ＣＨ４は空きとなる。
このような場合、無線基地局ＡＰ１の能力が十分に活用されず、周波数資源が有効に使われないため、システム全体のスループットが低下したり、サービス品質が劣化してしまうという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、周波数資源の有効使用により、無線通信のスループットを改善することができる無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明は、第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムであって、前記第１の無線基地局は、送信すべきデータが生起するとアクセス権を獲得するアクセス権獲得手段と、前記アクセス権を獲得した期間において、前記第１のセル内で使用しないチャネルの使用許可を前記第２の無線基地局に対して送信する使用許可送信手段とを備え、前記第２の無線基地局は、前記使用許可を得たチャネルを使用して前記第２のセル内において前記無線端末と通信を行う通信手段を備えた無線通信システムである。
本発明は、前記使用許可送信手段は、プライマリーチャネルを使用して、使用予定のないセカンダリーチャネルの前記使用許可を送信する無線通信システムである。
本発明は、前記使用許可送信手段は、全てのチャネルを使用して、使用予定のないセカンダリーチャネルの前記使用許可を送信する無線通信システムである。
本発明は、前記使用許可送信手段は、全てのチャネルを使用して送信した送信要求に対して送信許可の返信のなかったチャネルの前記使用許可を送信する無線通信システムである。
本発明は、前記使用許可送信手段は、全てのチャネルを使用して送信した送信要求に対する送信許可の返信に基づき、使用予定のないチャネルの前記使用許可を送信する無線通信システムである。
本発明は、前記使用許可送信手段は、通信すべき無線端末が直交周波数分割多元接続を適用できない端末である場合に、セカンダリーチャネルの前記使用許可を送信する無線通信システムである。
本発明は、前記使用許可送信手段は、通信すべき無線端末が直交周波数分割多元接続を適用できない端末である場合に、セカンダリーチャネルの前記使用許可を送信し、前記使用許可を得た前記第２の無線基地局配下の前記無線端末は、使用可能なチャネルに応じて送信許可を返信する無線通信システムである。
本発明は、前記第１の無線基地局は、前記使用許可を与えることが可能なチャネルを確定させて前記使用許可送信手段によりプライマリーチャンネルを使用して前記使用許可を送信した後にデータ送信を行う無線通信システムである。
本発明は、前記第１の無線基地局は、前記使用許可を与えることが可能なチャネルを確定させて前記使用許可送信手段により全てのチャンネルを使用して前記使用許可を送信した後にデータ送信を行う無線通信システムである。
本発明は、前記第１の無線基地局は、前記使用許可を与えることが可能なチャネルを確定させて前記使用許可送信手段によりプライマリーチャンネルを使用して前記使用許可を送信し、該使用許可に対する肯定応答を受信した後にデータ送信を行う無線通信システムである。
本発明は、前記第１の無線基地局は、前記使用許可を与えることが可能なチャネルを確定させて前記使用許可送信手段により全てのチャンネルを使用して前記使用許可を送信し、該使用許可に対する肯定応答を受信した後にデータ送信を行う無線通信システムである。
本発明は、第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムであって、前記第１のセル内の無線端末は、前記直交周波数分割多元接続により複数の無線端末宛の異なるデータを異なるチャネル上で前記第１の無線基地局から送信されたデータを受信する第１のデータ受信手段と、前記第１のデータ受信手段により正しくデータを受信できた場合に、応答確認を送信する第１の応答確認送信手段とを備え、前記第２のセル内の無線端末は、前記第１の無線基地局から使用許可を得たチャネル上で前記直交周波数分割多元接続により前記第２の無線基地局から送信されたデータを受信する第２のデータ受信手段と、前記第２のデータ受信手段により正しくデータを受信できた場合に、応答確認を送信する第２の応答確認送信手段とを備えた無線通信システムである。
本発明は、前記第１の応答確認送信手段と前記第２の応答確認送信手段のそれぞれが返信する前記応答確認は、上りの直交周波数分割多元接続を用いて返信する無線通信システムである。
本発明は、前記第２の無線基地局は、アクセス権を獲得するアクセス権獲得手段を備え、前記アクセス権を獲得後に前記応答確認を送信する無線通信システムである。
本発明は、前記第１の応答確認送信手段と前記第２の応答確認送信手段のそれぞれが返信する前記応答確認は、前記第１の応答確認をプライマリーチャネルを用いて送信した後、前記第２の応答確認をプライマリーチャネルを用いて返信する無線通信システムである。
本発明は、第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記第１の無線基地局が、送信すべきデータが生起するとアクセス権を獲得するアクセス権獲得ステップと、前記第１の無線基地局が、前記アクセス権を獲得した期間において、前記第１のセル内で使用しないチャネルの使用許可を前記第２の無線基地局に対して送信する使用許可送信ステップと、前記第２の無線基地局が、前記使用許可を得たチャネルを使用して前記第２のセル内において前記無線端末と通信を行う通信ステップとを有する無線通信方法である。
本発明は、第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記第１のセル内の無線端末が、前記直交周波数分割多元接続により複数の無線端末宛の異なるデータを異なるチャネル上で前記第１の無線基地局から送信されたデータを受信する第１のデータ受信ステップと、前記第１のセル内の無線端末が、前記第１のデータ受信ステップにより正しくデータを受信できた場合に、応答確認を送信する第１の応答確認送信ステップと、前記第２のセル内の無線端末が、前記第１の無線基地局から使用許可を得たチャネル上で前記直交周波数分割多元接続により前記第２の無線基地局から送信されたデータを受信する第２のデータ受信ステップと、前記第２のセル内の無線端末が、前記第２のデータ受信ステップにより正しくデータを受信できた場合に、応答確認を送信する第２の応答確認送信ステップとを有する無線通信方法である。
本発明によれば、複数の無線通信局宛に、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）を用いてデータを伝送することで、セカンダリーチャネルの利用頻度を向上させ、システムスループットを改善する効果が得られる。また、プライマリーチャネルでレガシー（旧規格に対応した）端末に対してデータ送信を行いつつ、使用していないセカンダリーチャネルによってＯＦＤＭＡ対応端末に対してデータを同時に送信することが可能となり、周波数利用効率を改善するという効果がある。
本発明の一実施形態における無線基地局ならびに無線端末の構成を示すブロック図と、ネットワークの構成を示す図である。 図１に示す無線基地局ＡＰ１の送信処理動作を示すフローチャートである。 送信権取得無線通信局（無線基地局ＡＰ１）が他の無線通信局（無線端末）宛にフレームを複数送信する際のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 ＭＡＣプロテクションの分類を示す図である。 応答する無線端末数が１であり、ＣＴＳ返信する無線端末が１１ａｘ無線端末（ＯＦＤＭＡ対応）の場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末が全てＯＦＤＭＡ対応（１１ａｘ）端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末に中にＯＦＤＭＡ対応でないレガシー端末も含まれる場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 図７に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。 ＯＦＤＭＡで送信されたＲＴＳフレームに対して応答する無線端末数が２以上であり、それぞれが自身宛のＲＴＳを受信したチャネルにおいて予め決められた時刻でＣＴＳフレームが返信される場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 ＲＴＳフレームフォーマットを示す図である。 応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛にＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末であり、２つ目以降のＲＴＳフレームの送信帯域幅を直前に受信されたＣＴＳフレームで確認された帯域幅以下に設定する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛にＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末にはレガシー端末も含まれており、２つ目以降のＲＴＳフレームの送信帯域幅を直前に受信されたＣＴＳフレームで確認された帯域幅以下に設定する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末であり、ＣＴＳフレームはＯＦＤＭＡで送信する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末であり、ＣＴＳフレームはＭＵ−ＭＩＭＯで送信する場合の、フレームシーケンスを示すタイムチャートである。 １１ａ／ｎ／ａｃにおけるＣＴＳフレームのフォーマットを示す図である。 ４台の無線端末（ＳＴＡ）がＣＴＳフレームを空間多重伝送する際の送信フレームのフォーマットを示す図である。 応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末に中にレガシー端末も含まれる場合に、ＣＴＳフレームはＯＦＤＭＡで送信する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 図１７に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。 ＭＡＣプロテクションの分類のうち、拡張したＲＴＳ（ＥＲＴＳ）を用いる場合（Ａ２）をさらに細分化した図である。 応答する端末数が１であり、ＣＴＳ返信する無線端末は全て１１ａｘ無線端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 図２０に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。 ＯＦＤＭＡで送信されたＲＴＳフレームに対して応答する無線端末数が２以上であり、それぞれが予め決められた時刻でＣＴＳフレームを返信する無線端末は全て１１ａｘ無線端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の固定帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信する場合に、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に変動帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信する場合に、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合に、ＥＣＴＳフレームはＯＦＤＭＡで送信する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 図２５に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。 図２５に示すフレームシーケンスの他の変形例を示すタイムチャートである。 図２７に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。 データ送信の分類を示す図である。 ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用し、データの宛先にレガシー端末が含まれ、データ長が同じ場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 図３０に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。 図３０に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。 ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用し、データの宛先は全て１１ａｘ無線端末であり、データ長が異なる場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答確認の分類を示す図である。 応答する端末数が１であり、ＡＣＫ返信する無線端末が全て１１ａｘの端末であり、使用チャネルがセカンダリーチャネルである場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがプライマリーチャネルである場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがセカンダリーチャネルも使用する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがセカンダリーチャネルも使用する際にガードバンドを設ける場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する端末数が２以上であり、応答確認にＵＬ ＯＦＤＭＡを使用する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 応答する端末数が２以上であり、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯとＵＬ ＯＦＤＭＡを使用する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 組み合わせ可能なＭＡＣプロテクションのフレームシーケンスを図示したものである。 フレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンス例を示すタイムチャートである。 フレームシーケンスを組み合わせた他のフレームシーケンス例を示すタイムチャートである。 フレームシーケンスを組み合わせた他のフレームシーケンス例を示すタイムチャートである。 ＥＲＴＳを使用したＭＡＣプロテクションのフレームシーケンスの組み合わせを示す図である。 フレームシーケンスを組み合わせて、ＭＡＣプロテクション、データ送信、応答確認を行うシーケンスを示すタイムチャートである。 フレームシーケンスを組み合わせて、ＭＡＣプロテクション、データ送信、応答確認を行うシーケンスを示すタイムチャートである。 フレームシーケンスを組み合わせて、ＭＡＣプロテクション、データ送信、応答確認を行うシーケンスを示すタイムチャートである。 フレームシーケンスを組み合わせて、ＭＡＣプロテクション、データ送信、応答確認を行うシーケンスを示すタイムチャートである。 フレームシーケンスを組み合わせて、ＭＡＣプロテクション、データ送信、応答確認を行うシーケンスを示すタイムチャートである。 フレームシーケンスを組み合わせて、ＭＡＣプロテクション、データ送信、応答確認を行うシーケンスを示すタイムチャートである。 複数の無線基地局が連携して、互いのセルの中で使用しないチャネルをもう一方のセルに譲渡して無線通信を行う構成を示す図である。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携して応答確認を実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携して応答確認を実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携して応答確認を実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携する際のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携する際のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携する際のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携する際のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携する際のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 無線基地局が連携する際のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。 １台の無線基地局ＡＰ１及び５台の無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１５から成る無線ＬＡＮのセルＡを示す図である。 送信権取得無線通信局がＴＸＯＰ内において他の無線通信局宛にフレームを複数送信する際に、フレームを送信するタイミングを示すタイムチャートである。 無線基地局ＡＰ１及び無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３間でのデータ送信の際に使用したチャネル帯域幅を示す図である。 単位チャネルが２０ＭＨｚ、セルが利用する全帯域が８０ＭＨｚの場合のプライマリーチャネルとセカンダリーチャネルの一例を示す説明図である。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による無線通信システムを説明する。図１は、同実施形態における無線基地局ならびに無線端末の構成を示すブロック図と、ネットワークの構成を示す図である。本実施形態おける無線通信システムの特徴は、送信権取得無線通信局となった無線通信局は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）を用いて複数のチャネル上で複数の無線通信局宛にデータを送信する点にある。図１に示す無線通信システムのセルＡは、無線通信局である無線基地局ＡＰ１と５台の無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１５とを備えている。無線基地局ＡＰ１及び無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５はＯＦＤＭＡ対応の無線通信局であり、送受信帯域幅として最大８０ＭＨｚをサポートしているものとする。一方、ＳＴＡ１３はＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ規格に準拠しており、送受信帯域幅として２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚの３種類をサポートしているものとする。また、無線端末ＳＴＡ１１はＩＥＥＥ ８０２．１１ａ規格、無線端末ＳＴＡ１２はＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ規格に準拠しており、それぞれ２０ＭＨｚ、ならびに２０ＭＨｚと４０ＭＨｚの送受信帯域幅をサポートしているものとする。
本明細書の以下の説明において、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ無線端末（以下、１１ａｘ無線端末と称する）とは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ準拠無線通信局が有する機能に加えて、本実施形態を実現できる機能を有する無線通信局の総称である。また、レガシー端末とは、本明細書で規定される機能を持たない既存規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ）に準拠した無線通信局の総称である。以下、１１ａｘ無線端末と同様に、それぞれＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線端末を１１ａ無線端末、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に準拠した無線端末を１１ｎ無線端末、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に準拠した無線端末を１１ａｃ無線端末と称する。
本実施形態は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムにおいてデータを送受信する無線通信局に直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）動作をさせることで空きチャネルを有効利用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮにおいてＯＦＤＭＡ技術を用いると、例えば、図１に示す無線通信システムにおいて無線基地局ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１１にチャネル１を用いてデータを送信する際は、残りチャネル２〜４を用いて他の無線通信局（例えば、ＯＦＤＭＡ使用可能な無線端末ＳＴＡ１４）宛のデータを送信することができる。同様に、無線基地局ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１２とチャネル１及び２を用いてデータを送信する際は、残りのチャネル３、４を用いて他の無線通信局（例えば、無線端末ＳＴＡ１４）にデータを送信することができる。
なお、隣接チャネル間での干渉を回避するために使用可能全帯域でＯＦＤＭＡを実施せずに、チャネル間にガードバンド（ＧｕａｒｄＢａｎｄ：ＧＢ）を設けた上で残りの帯域を用いて同時に複数の無線通信局にフレームを送信するようにしてもよい。例えば、２０ＭＨｚのガードバンドを設ける場合、無線基地局ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１１にチャネル１を用いてフレームを送信する際は、チャネル２をガードバンドとして、残りのチャネル３、４を用いて他の無線通信局（例えば、無線端末ＳＴＡ１４）にフレームを送信する。同様に、無線基地局ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１２とチャネル１及び２を用いてフレームを送信する際は、チャネル３をガードバンドとし、チャネル４を用いて他の無線通信局（例えば、無線端末ＳＴＡ１４）にフレームを送信する。
ここで、説明を簡単にするために、アクセス権を取得した無線通信局が、プライマリーチャネル上でデータを送信する宛先無線通信局をプライマリー無線通信局（Ｐｒｉｍａｒｙ ＳＴＡ）と呼ぶ。また、アクセス権を取得した無線通信局が、プライマリーチャネルを含まない帯域の全体あるいは一部を用いてＯＦＤＭＡでデータを送信する端末（上記例の場合は無線端末ＳＴＡ１４）は、セカンダリー無線通信局（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＳＴＡ）と呼ぶ。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格では、プライマリー無線通信局は１台しか存在しないが、ＭＵ−ＭＩＭＯを使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格（ドラフト）では複数のプライマリー無線通信局が存在する場合もある。一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格（ドラフト）などこれまでの無線ＬＡＮシステムではセカンダリー無線通信局は存在しない。本実施形態のＯＦＤＭＡ無線ＬＡＮシステムでは、プライマリー無線通信局の存在の他にセカンダリー無線通信局は複数台存在しても良い。
送信権取得無線通信局は、複数のチャネルを用いてプライマリー無線通信局宛にデータを送信することができる。例えば、プライマリー無線通信局はＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格対応の端末であればデータ送信に使われるのは１つの２０ＭＨｚチャネル（プライマリーチャネル）のみであるが、プライマリー無線通信局はＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格又はＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格対応の端末であれば、それぞれ最大で２つ及び８つの２０ＭＨｚチャネルを使用してデータを送受信することができる。このように、プライマリー無線通信局との通信に使用するプライマリーチャネルを含むチャネル群をプライマリーチャネル群（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌｓ）とする。
同様に、送信権取得無線通信局は、プライマリー無線通信局と干渉しない範囲で、１つまたは複数のチャネルを用いてセカンダリー無線通信局宛にデータを送信することができる。このように、セカンダリー無線通信局との通信に使用するプライマリーチャネルを含まないチャネル群をセカンダリーチャネル群（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌｓ）と呼ぶ。
送信権取得無線通信局（上記の例の場合は無線基地局ＡＰ１）がＯＦＤＭＡを用いてプライマリー無線通信局及びセカンダリー無線通信局宛に同時に信号を送信する際は、必要に応じて、セカンダリーチャネル群上でもＲＴＳ／ＣＴＳなどのＭＡＣプロテクションを実施しても良い。また、セカンダリー無線通信局との通信期間の長さは、プライマリー無線通信局との通信期間（いわゆる、ＩＥＥＥ８０２．１１規格により取得し、設定したＴＸＯＰ期間）を上限とする。
図１に示す無線基地局ＡＰ１は、無線通信部１１と、送信権獲得部１２と、情報管理部１３と、制御部１４とを備えている。また、図１に示す無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１と同様の構成であり、無線通信部２１と、送信権獲得部２２と、情報管理部２３と、制御部２４とを備えている。無線端末ＳＴＡ１２〜ＳＴＡ１５は、使用帯域幅やＯＦＤＭＡ伝送のサポートの有無等の機能は異なるが、無線端末ＳＴＡ１１と類似の構成であるため、図１においては、詳細な図示を省略している。
無線通信部１１は、予め定められた周波数帯を用いて他の無線通信局（無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１５）とフレームの送受信を行う。自装置において、他の無線通信局に送信すべきデータが生起すると、制御部１４は送信権獲得部１２に対して送信権（ＴＸＯＰ）の獲得を要求する。情報管理部１３は、情報記憶を行う。制御部１４は、送信権獲得部１２からの送信権獲得状態や情報管理部１３に記録されている情報に基づいて、無線通信部１１が行うフレームの送受信を制御する。
無線通信部２１は、予め定められた周波数帯を用いて他の無線通信局（無線基地局ＡＰ１）とフレームの送受信を行う。自装置において、他の無線通信局に送信すべきデータが生起すると、制御部２４は送信権獲得部２２に対して送信権（ＴＸＯＰ）の獲得を要求する。情報管理部２３は、情報記憶を行う。制御部２４は、送信権獲得部２２からの送信権獲得状態や情報管理部２３に記録されている情報に基づいて、無線通信部２１が行うフレームの送受信を制御する。
次に、図２を参照して、図１に示す無線基地局ＡＰ１の送信処理動作を説明する。図２は、図１に示す無線基地局ＡＰ１の送信処理動作を示すフローチャートである。無線基地局ＡＰ１において、他の無線通信局（無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１５）に送信すべきデータが生起すると、制御部１４は、送信権獲得部１２に対して送信権の獲得を要求し、送信権獲得部１２は無線通信部１１を介して所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ時間に亘って他の無線通信局から送信された信号が検出されず、空き状態であることを確認して送信権を獲得する（ステップＳ１０１）。
次に、制御部１４は、送信しようとするフレームの宛先無線通信局（いわゆるプライマリー無線通信局）は自無線通信局と同じ帯域幅で信号の送受信が可能か否かを情報管理部３に記憶されている情報を参照して判定する（ステップＳ１０２）。
次に、ステップＳ１０２の判定において、プライマリー無線通信局は自無線通信局と同じ帯域幅で信号を受信できる能力をもつ無線通信局であると判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、制御部１４は、無線通信部１１に対してフレーム送信を要求し、この要求に応じて、無線通信部１１は、従来通りにフレーム送信を実施（ステップＳ１０５）し、送信を終える。
一方、ステップＳ１０２の判定の結果、プライマリー無線通信局は自無線通信局と同じ帯域幅で信号を受信できる能力をもつ無線通信局でない場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、制御部１４は、ＯＦＤＭＡを用いてセカンダリー無線通信局にデータを送信できるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。この判定の結果、ＯＦＤＭＡ実施不可能である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、制御部１４は、無線通信部１１に対してフレーム送信を要求し、この要求に応じて、無線通信部１１は、従来通りにフレーム送受信を実施（ステップＳ１０５）し、送信を終える。
一方、セカンダリー無線通信局に送信すべきデータがあり、またＯＦＤＭＡを実施可能である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部１４は、プライマリーチャネル群上でデータの送受信を行うプライマリー無線通信局とではなく、より大きな帯域でのデータ送受信可能なセカンダリー無線通信局と、その無線通信局において使用可能な全チャネル又は送信電力や送信に用いるＭＣＳ等に応じて一部のチャネル上において、必要に応じて、無線通信部１１を介してＮｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモードを用いてＲＴＳやＣＴＳフレームを交換、又は、ＣＴＳ−ｔｏ−Ｓｅｌｆフレームを送信し、ＭＡＣプロテクションをかける（ステップＳ１０４）。
そして、制御部１４は、無線通信部１１に対して、フレーム送信を要求し、この要求に応じて無線通信部１１は、プライマリーチャネル群上でプライマリー無線通信局宛にフレームを送信し、また、セカンダリーチャネル群上でセカンダリー無線通信局宛にフレームを送信し、ＴＸＯＰ期間を終える（ステップＳ１０６）。
次に、送信権取得無線通信局（無線基地局ＡＰ１）がフレームを送信するタイミングについて説明する。図３は、送信権取得無線通信局（無線基地局ＡＰ１）が他の無線通信局（無線端末）宛にフレームを複数送信する際のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。図３において、横軸は時間を示しており、無線通信局それぞれの縦軸はデータ伝送において使用するチャネルを表しており、各無線通信局毎に、下からチャネル１（ＣＨ１）、チャネル２（ＣＨ２）、チャネル３（ＣＨ３）、チャネル４（ＣＨ４）である。以下のフレームシーケンスを示す図においては、関係する無線端末のみ（図３においては、無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１４）を図示している。また、フレーム内の”（ＳＴＡ１４）”等の記載は、宛先の無線通信局を表しており、”（ＳＴＡ１４）”の場合は、宛先が無線端末ＳＴＡ１４であることを示している。
まず、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１４宛のデータが生起するとＣＳＭＡ／ＣＡ（キャリアセンス）を実施し、所定のセンシング期間及びランダム・バックオフ期間に亘って他の無線通信局（無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１５）から送信された信号が検出されないことを確認して送信権（ＴＸＯＰ）を取得する。無線基地局ＡＰ１は送信権を取得したために送信権取得無線通信局になり、フレームの送信を行う。
無線基地局ＡＰ１のパケットキュー（バッファ）内の先頭フレームの宛先は無線端末ＳＴＡ１１であるが、無線端末ＳＴＡ１１が使用できるチャネルはチャネル１（プライマリーチャネル）のみであるため、無線基地局ＡＰ１は、より多くのチャネルでの通信が可能な無線端末ＳＴＡ１４宛に開始フレームとしてのＲＴＳフレームＦ１〜Ｆ４を送信する（時刻ｔ１１１）。ここで、無線基地局ＡＰ１は、送信するＲＴＳフレームを、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格あるいは８０２．１１ａｃ規格で規定されるＤｕｐｌｉｃａｔｅモード、すなわち２０ＭＨｚチャネル帯域幅の信号を利用可能なすべての２０ＭＨｚ幅のチャネル（ここでは４つの２０ＭＨｚ幅チャネル）で送信する。
これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１４は、無線基地局ＡＰ１から送信されたＲＴＳフレームを受信する。無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３は自装置宛でないＲＴＳフレームを受信したことにより、受信したＲＴＳフレーム内に含まれる持続使用期間情報（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）が示す期間をＮＡＶ期間に設定し、該当するＮＡＶ期間においてフレームの送信を行わないようにする。また、無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１３は、受信ＲＴＳフレームの送信元端末（無線基地局ＡＰ１）がＴＸＯＰを取得した無線通信局であることも合わせて情報管理部２３に記憶しておく。
無線端末ＳＴＡ１４は、無線基地局ＡＰ１からＲＴＳフレームを受信すると、受信したＲＴＳフレームの宛先が自装置であることを検出し、ＮＡＶが設定されていない、もしくは、所定の期間に渡って信号が検出されていないチャネル上でＣＴＳフレームＦ５〜Ｆ８を無線基地局ＡＰ１に返信する（時刻ｔ１１２）。
無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１４からＣＴＳフレームを受信すると、ＯＦＤＭＡを用いて、無線端末ＳＴＡ１１及びＳＴＡ１４宛にフレームＦ９〜Ｆ１１を送信する（時刻ｔ１１３）。ここで、無線基地局ＡＰ１は、プライマリー無線通信局にはプライマリー無線通信局において使える全帯域を使用して該当するフレームを送信する。残りの帯域において、必要に応じてガードバンドを設けて残りのチャネル上でＳＴＡ１４宛にＳＴＡ１４のフレームを送信する。図３においては、無線端末ＳＴＡ１１宛にチャネル１上でフレームを送信し、チャネル２をガードバンドとして空けておき、チャネル３〜４上で無線端末ＳＴＡ１４にフレームを送信する。
無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１から自装置宛のフレームを正しく受信すると、無線基地局ＡＰ１に対してＢＡフレームＦ１２（又はＡＣＫフレーム）を送信し（時刻ｔ１１４）、フレームの送受信を終える。このとき、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１から受信した信号と同じチャネル上でＢＡを返信する。
一方、無線端末ＳＴＡ１４は、無線基地局ＡＰ１から自装置宛のフレームを正しく受信すると、無線基地局ＡＰ１に対してＢＡフレームＦ１３、Ｆ１４（又はＡＣＫフレーム）を送信し（時刻ｔ１１４）、フレームの送受信を終える。無線端末ＳＴＡ１４は、無線基地局ＡＰ１から受信した信号と同じセカンダリーチャネル群上でＢＡを返信する。
従来のＲＴＳ／ＣＴＳ交換は、他の端末によるアクセスを阻止するために用いたが、上記のＲＴＳ／ＣＴＳ交換では、他の端末によるアクセスを阻止することと、ＯＦＤＭＡで各無線端末毎に使用するべき帯域を確認することができる。
次に、図３に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。変形例の説明は、ＭＡＣプロテクションを実施する際のフレームシーケンス、データ送信を実施する際のフレームシーケンス、応答確認を実施する際のフレームシーケンスに分けて説明する。
＜ＭＡＣプロテクションを実施する際のフレームシーケンス＞
次に、ＭＡＣプロテクションを実施する際の図３に示すフレームシーケンスの変形例について説明する。まず、図４を参照して、ＭＡＣプロテクションの分類について説明する。図４は、ＭＡＣプロテクションの分類を示す図である。図４に示すように、ＭＡＣプロテクション（識別名をＡとする）は、通常のＲＴＳを用いる場合（識別名とＡ１とする）と、拡張したＲＴＳ（これをＥＲＴＳ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＲＴＳと称する）を用いる場合（識別名をＡ２とする）に分類できる。通常のＲＴＳを用いる場合（Ａ１）は、さらに、Ａ１−１、Ａ１−２、Ａ１−３、Ａ１−４、Ａ１−５、Ａ１−６、Ａ１−７、Ａ１−８に細分化できる。以下では、この分類に基づいて説明を行う。なお、ＥＲＴＳを用いる場合（Ａ２）については後述する。
＜Ａ１−１＞
始めに、図５を参照して、応答する無線端末数が１であり、ＣＴＳ返信する無線端末が１１ａｘ無線端末の場合（図４に示すＡ１−１）のフレームシーケンスを説明する。図５は、応答する無線端末数が１であり、ＣＴＳ返信する無線端末が１１ａｘ無線端末の場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。フレームシーケンスの変形例を説明する際に、前述した図３に示すフレームシーケンスの差分のみを説明し、図３に示すフレームシーケンスと同等の動作の詳細な説明を省略する。
応答する無線端末数が１であり、ＣＴＳ返信する無線端末が１１ａｘ無線端末の場合は、バッファの先頭パケットが１１ａ無線端末宛てであるが、無線端末ＡＰ１は、まず、１１ａｘ無線端末（無線端末ＳＴＡ１４）宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルを使用してＲＴＳフレームＦ２１〜Ｆ２４（ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモード、ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモード）を送信し、より大きな帯域を予約する（時刻ｔ１１１）。ここで、ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモードとは、２０ＭＨｚの信号を周波数軸上で複製して並列送信するモードであり、任意の２０ＭＨｚのみを受信することで全信号を復号可能である。また、Ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモードとは、ＲＴＳで通知されたチャネルのうち、ビジーではないチャネル上でＣＴＳを返信するモードである。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、全チャネルを使用してＣＴＳフレームＦ２５〜Ｆ２８の返信を行う（時刻ｔ１１２）。このフレームシーケンスは、図３に示すフレームシーケンスと同等である
＜Ａ１−２＞
次に、図６を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末が全てＯＦＤＭＡ対応（１１ａｘ）端末である場合（図４に示すＡ１−２）のフレームシーケンスを説明する。ここで、同一の帯域幅とは、当該ＴＸＯＰ区間において、ＭＡＣプロテクションをかける際に（ＲＴＳ送信の際に）使用した全帯域上で常にＭＡＣプロテクション用の信号を送信することである。図６は、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末が全てＯＦＤＭＡ対応（１１ａｘ）端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＲＴＳを用いてＯＦＤＭＡ対応の無線端末に対してチャネルの使用状況を問い合わせ、より大きな帯域でリソースを確保し、他の端末にリソースの再配分を行うものである。このとき、無線基地局ＡＰ１は、常に、最初のフレーム送信に用いたチャネルセット上でフレームを送信(固定帯域幅)する。なお、図６は、応答する端末数が２以上である場合のフレームシーケンスであるが、応答する無線端末を２台のみ図示したものである。応答する端末数が３台以上の場合においても同様のフレームシーケンスを適用可能である。これは以下の説明における応答する端末数が２以上のフレームシーケンスについても同様である。
まず、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルでＲＴＳフレームＦ３１〜Ｆ３４を（ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモード、ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモード）送信し、より大きな帯域を予約する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ３５〜Ｆ３７の返信を行う（時刻ｔ１１２）。無線基地局ＡＰ１は、一部の帯域でＣＴＳを受信（例えば、無線基地局ＳＴＡ１４においてＣＨ４の干渉を検知）したが、他の無線端末（ここでは、無線端末ＳＴＡ１５）宛に再度全帯域でＲＴＳフレームＦ３８〜Ｆ４１を送信する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１５は、ＣＴＳフレームＦ４２、Ｆ４３の返信を行う（時刻ｔ１１４）。
このように、ＲＴＳフレームの宛先通信局（無線端末ＳＴＡ１４）から一部のチャネル（ＣＨ４）上でＣＴＳ返信が無い場合、他の無線通信局（無線端末ＳＴＡ１５）に、直前のＲＴＳフレーム送信に使用した全チャネル上（固定帯域幅モード）でＲＴＳを送信し、ＣＴＳ返信の無かったチャネル上でのフレーム送信可否を再度確認することができる。
＜Ａ１−３（１）＞
次に、図７を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末に中にＯＦＤＭＡ対応でないレガシー端末も含まれる場合（図４に示すＡ１−３）のフレームシーケンスを説明する。図７は、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末に中にＯＦＤＭＡ対応でないレガシー端末も含まれる場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。
無線基地局ＡＰ１のパケットキューの先頭パケットが１１ａ無線端末宛てであるが、無線基地局ＡＰ１は、まず、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルを使用してＲＴＳフレームＦ５１〜Ｆ５４を（ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモード、ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモード）送信し、より大きな帯域を予約する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ５５〜Ｆ５７の返信を行う（時刻ｔ１１２）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末ＳＴＡ１１宛にデータを送信しても良いか否かを確認するＲＴＳフレームＦ５８〜Ｆ６１を送信する（時刻ｔ１１３）。１１ｅ、１１ｓ、１１ｎの対応端末はＮＡＶを設定する際にＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒも記憶するため、ＴＸＯＰ Ｈｏｌｄｅｒから呼び出しがあると、ＮＡＶが設定されていても応答を返すようになっている。このＲＴＳを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ６２の返信を行う（時刻ｔ１１４）。
このように、セカンダリー無線通信局に全チャネル上でＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信後に、プライマリー無線通信局に対しても再度ＲＴＳ／ＣＴＳ交換を実施する。プライマリー無線通信局は一部のチャネルしか使用できない（この例では、ＣＨ１のみ使用可）が、送信権取得通信局である無線基地局ＡＰ１は、プライマリー無線通信局に対しても全チャネル上でＲＴＳを送信し、第３の無線通信局によるセカンダリーチャネルへの割り込みが発生しないようにすることができる。
＜Ａ１−３（２）＞
次に、図８を参照して、図７に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図８は、図７に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。図８に示すフレームシーケンスは、先にレガシー端末に対して全チャネル上でＲＴＳを送信するものである。
無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末ＳＴＡ１１宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルを使用してＲＴＳフレームＦ７１〜Ｆ７４（ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモード）を送信し、より大きな帯域を予約する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ７５の返信を行う（時刻ｔ１１２）。次に、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４宛にＲＴＳフレームＦ７６〜Ｆ７９を送信（ｎｏｎ−ＨＴ ｄｕｐｌｉｃａｔｅ、ｄｙｎａｍｉｃモード）し、ＯＦＤＭＡで受信可能なセカンダリーチャネルがあるかを調べる（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ８０〜Ｆ８２の返信を行う（時刻ｔ１１４）。
このように、ＲＴＳフレームの宛先通信局から一部のチャネル上でＣＴＳ返信が無い場合、他の無線通信局に、直前のＲＴＳフレーム送信に使用した全チャネル上（固定帯域幅モード）でＲＴＳを送信し、ＣＴＳ返信の無かったチャネル上でのフレーム送信可否を再度確認することができる。
＜Ａ１−８＞
次に、図９を参照して、ＯＦＤＭＡで送信されたＲＴＳフレームに対して応答する無線端末数が２以上であり、それぞれが予め決められた時刻でＣＴＳフレームが返信される場合（図４に示すＡ１−８）のフレームシーケンスを説明する。図９は、ＯＦＤＭＡで送信されたＲＴＳフレームに対して応答する無線端末数が２以上であり、それぞれが予め決められた時刻でＣＴＳフレームが返信される場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、従来のＲＴＳを使ったスケジューリング型のＣＴＳ返信を行うものであり、１１ａｘ無線端末は、セカンダリー上でＲＴＳを受信すると、ＣＴＳ＋２ＳＩＦＳ期間後にＣＴＳを返信する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルをレガシー端末宛のＲＴＳフレームＦ９１とし、セカンダリーチャネルに１１ａｘ無線端末宛のＲＴＳフレームＦ９２〜Ｆ９４とし、ＯＦＤＭＡによりＲＴＳフレームを送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１はＣＴＳフレームＦ９５の返信を行い、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、プライマリーチャネルのＲＴＳフレームから、セカンダリーチャネルに１１ａｘ無線端末宛のＲＴＳフレームが存在するか否かを判定して、ＣＴＳフレームＦ９６〜Ｆ９８の返信を行う。
ここで、図１０を参照して、ＲＴＳフレームフォーマットを説明する。図１０は、ＲＴＳフレームフォーマットを示す図である。ＲＴＳフレームでは、無線フレームヘッダのＳｃｒａｍｂｌｅｒ Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎとペイロード部のＴＡを用いて、ＲＴＳフレームがコピーされているチャネル帯域幅とＳｔａｔｉｃ／Ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモードを通知する。
Ｓｃｒａｍｂｌｅｒ Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ部は、１１ａ／ｎの無線通信局では全て０、１１ａｃの無線通信局ではＴＡの先頭が０である場合、全て０に設定される。ＴＡの先頭が１である場合は表１に従い、ＲＴＳの帯域幅およびＳｔａｔｉｃ／Ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷの通知を行う。
Figure 2014014094
本実施形態において、プライマリーチャネルのＲＴＳを用いてセカンダリーチャネルにプライマリーチャネルと異なるＲＴＳフレームがＯＦＤＭＡ伝送されているか否かを通知する方法の一例として、Ｓｃｒａｍｂｌｅｒ Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ部のＢ１−Ｂ３を利用する。１１ａｘ無線端末において、ＴＡの先頭（Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ／Ｇｒｏｕｐ ｂｉｔ）が０である場合は全て０に設定する。ＴＡの先頭が１である場合は、以下のフォーマットに従い、ＲＴＳの帯域幅およびＳｔａｔｉｃ／Ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷ、セカンダリーチャネルのＲＴＳフレームがプライマリーチャネルのそれと異なるか否かを通知する。例えば、８０ＭＨｚの場合であれば、表２に示す拡張を行う。ＲＴＳフレームのＯＦＤＭＡ通信をサポートしないレガシー端末は、Ｂ０−Ｂ３の情報を参照せずに、プライマリーチャネルのＲＴＳフレームのみを復号しＮＡＶを設定するため、後方互換性が確保可能となる。
Figure 2014014094
次に、Ｂ１−Ｂ３のフォーマットの例を説明する。ＲＴＳフレームの全帯域の低い方から順に２０ＭＨｚ単位のサブチャネルに対して、プライマリーチャネルと同一のＲＴＳがＯＦＤＭＡ送信されている場合は１、そうでない場合（同じＲＴＳ ｆｒａｍｅが送信されている場合）は０を入力する。プライマリーチャネル以外の全てのセカンダリーチャネルに一つ以上のＲＴＳがあるか否かという１ｂｉｔ情報でも良い。
受信機側では、ＴＡの先頭アドレスが１であるＲＴＳフレームをプライマリーチャネルで受信した１１ａｘ無線端末は、Ｓｃｒａｍｂｌｅｒ Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ部のＢ１−３を参照し、セカンダリーチャネルにプライマリーチャネルと異なるＲＴＳフレームが存在するか否かを判定する。そして、存在する場合には、セカンダリーチャネルの情報も併せて復号し、自局宛のＲＴＳフレームである場合には当該チャネルの全体あるいは一部を用いてＣＴＳフレームを返信する。
このように、既存規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，１１ｎ，１１ａｃ）に準拠する宛先局についてはプライマリーチャネルを用いてＲＴＳフレームを送信しＣＴＳフレームを要求するとともに、セカンダリーチャネルを用いてＯＦＤＭＡ対応宛先局に対してＣＴＳフレームを要求することにより、単一のＲＴＳフレームで全ての宛先局に対するフレーム送信可否を確認し、無線チャネルのオーバヘッドを小さくすることができる。
＜Ａ１−４＞
次に、図１１を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛にＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末であり、２つ目以降のＲＴＳフレームの送信帯域幅を直前に受信されたＣＴＳフレームで確認された帯域幅以下に設定する場合（図４に示すＡ１−４）のフレームシーケンスを説明する。図１１は、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛にＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末であり、２つ目以降のＲＴＳフレームの送信帯域幅を直前に受信されたＣＴＳフレームで確認された帯域幅以下に設定する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、より大きな帯域でリソースを確保し、他の無線端末にリソースの再配分を行うものであり、無線基地局ＡＰ１は、ＣＴＳ返信の無いチャネルはビジーだと判断し、ビジーとなるチャネル上ではＲＴＳ送信しないようにすることにより変動帯域幅を実現する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルを使用してＲＴＳフレームＦ１０１〜Ｆ１０４（ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモード、ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモード）を送信し、より大きな帯域を予約する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ１０５〜Ｆ１０７の返信を行う（時刻ｔ１１２）。そして、無線基地局ＡＰ１は、ＣＴＳ返信の無いチャネルはビジーだと判断し、ビジーとなるチャネル上ではＲＴＳ送信しないようしてＲＴＳフレームＦ１０８〜Ｆ１１０を送信する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１５はＣＴＳフレームＦ１１１の返信を行う（時刻ｔ１１４）。
このように、Ａ１−２に比べて無線基地局ＡＰ１が使用するチャネル幅が縮小（限定）される変動帯域幅モードとすることができる。無線基地局ＡＰ１によるＲＴＳに対して、無線端末ＳＴＡ１４はチャネル１〜３上でのみＣＴＳを返信した場合、無線基地局ＡＰ１はチャネル１〜３上でのみ次のＲＴＳフレームを送信する。すなわち、ＣＴＳ返信の無いチャネルを使用せず、ＣＴＳ返信のあるチャネル上のみで再度異なる無線端末ＳＴＡ１５に対してＲＴＳフレームを送信する。
＜Ａ１−５＞
次に、図１２を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛にＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末にはレガシー端末も含まれており、２つ目以降のＲＴＳフレームの送信帯域幅を直前に受信されたＣＴＳフレームで確認された帯域幅以下に設定する場合（図４に示すＡ１−５）のフレームシーケンスを説明する。図１２は、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛にＲＴＳフレームを送信し、ＣＴＳ返信する無線端末にはレガシー端末も含まれており、２つ目以降のＲＴＳフレームの送信帯域幅を直前に受信されたＣＴＳフレームで確認された帯域幅以下に設定する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、Ａ１−４とほぼ同じであるが、ＯＦＤＭＡが使えない無線通信局（レガシー端末）が存在する場合のフレームシーケンスである。
無線基地局ＡＰ１のパケットキューの先頭パケットが１１ａ無線端末宛てであるが、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルを使用してＲＴＳフレームＦ１２１〜Ｆ１２４（ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモード、ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモード）を送信し、より大きな帯域を予約する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ１２５〜Ｆ１２７の返信を行う（時刻ｔ１１２）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末ＳＴＡ１１宛にデータを送信しても良いか否かを確認するＲＴＳフレームＦ１２８〜Ｆ１３０を送信する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１はＣＴＳフレームＦ１３１の返信を行う（時刻ｔ１１４）。
このように、シーケンスの前方において帯域を動的に設定した返信を行える宛先局に対してフレーム送信可否の確認を行い、確保されたリソースを他の端末に再配分を行う。帯域幅を可変設定可能なＯＦＤＭＡ対応宛先局と帯域幅が固定である既存規格（１１ａ，ｎ）の宛先局の双方に対してリソース再配分を行うことができる。
＜Ａ１−６（１）＞
次に、図１３を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末であり、ＣＴＳはＯＦＤＭＡで送信する場合（図４に示すＡ１−６）のフレームシーケンスを説明する。図１３は、応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末であり、ＣＴＳはＯＦＤＭＡで送信する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＵＬ−ＯＦＤＭＡを用いたＣＴＳ多重化を適用するものであり、無線端末にチャネルが紐付された形でＲＴＳ、ＣＴＳを交換するものである。ＵＬ−ＯＦＤＭＡは、文献「K. Kim, et. al., "Joint Subcarrier and Power Allocation in Uplink OFDMA Systems," IEEE Communications Letters, Vol. 9, No. 6, June 2005.」に記載されている公知の技術である。ＣＴＳフレームには、送信元端末を識別するフィールドがないが、無線基地局ＡＰ１は、ＣＴＳを受信するチャネルを参照して送信元無線端末を識別する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、ＯＦＤＭＡを用いて無線端末ＳＴＡ１４に対してＲＴＳフレームＦ１４３、Ｆ１４４を、ＳＴＡ１５に対してＲＴＳフレームＦ１４１、Ｆ１４２を同時に送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＣＴＳフレームＦ１４５〜Ｆ１４８の返信を行う（時刻ｔ１１２）。
このように、ＲＴＳフレームを下りＯＦＤＭＡを使用して異なる無線端末宛に送信する。ＲＴＳフレームを受信した無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５はそれぞれ上りＯＦＤＭＡを使用してＣＴＳを返信する。各々の無線通信局は、ＲＴＳフレームを受信したチャネル上でのみＣＴＳを返信するため、同時にＣＴＳフレームの送信を行うことができる。
＜Ａ１−６（２）＞
次に、図１４を参照して、図１３に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図１４は、応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末であり、ＣＴＳフレームはＭＵ−ＭＩＭＯで送信する場合の、フレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＵＬ−ＯＦＤＭＡ、ＳＤＭＡを用いたＣＴＳ多重化を行うものであり、ＣＴＳフレームには、送信元端末を識別するフィールドがないため、無線基地局ＡＰ１では、どの無線端末がＣＴＳを返信したか判別が難しいため、ＰＨＹでのＣＳＤを用いた信号処理で送信元無線端末を判別する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、ＯＦＤＭＡを用いて無線端末ＳＴＡ１４に対してＲＴＳフレームＦ１５３、Ｆ１５４を、ＳＴＡ１５に対してＲＴＳフレームＦ１５１、Ｆ１５２を同時に送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５のそれぞれは、空いている全チャネル上においてＣＴＳフレーム、Ｆ１５８〜Ｆ１６１、Ｆ１５５〜Ｆ１５７の返信を行う（時刻ｔ１１２）。
ここで、ＣＴＳ返信に用いるＣＴＳフレームについて説明する。図１５は、１１ａ／ｎ／ａｃにおけるＣＴＳフレームのフォーマットを示す図である。図１５に示すＣＴＳフレームを単に空間多重伝送に用いることはできない。その理由は、チャネル推定に用いる部分はＬ−ＬＴＦのみだが、実質１ＯＦＤＭシンボル分の情報しかないので、空間ストリーム間の直交性がなく、分離が不可能であり、ＭＩＭＯチャネルを推定することができないため、後続のペイロード部分も正しく復号することができないからである。Ｎｏｎ−ＨＴ ＰＰＤＵのヘッダ部分で識別を行うことはできないため、ここではヘッダ部分を変更する。具体的にはＶＨＴフレームフォーマットを活用する。
図１６は、４台の無線端末（ＳＴＡ）がＣＴＳフレームを空間多重伝送する際の送信フレームのフォーマットを示す図である。空間多重伝送を実現するために、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａには以下の２つの情報を含める。第１の情報は、同時送信する無線端末の一覧情報あるいはそれに準ずる情報（例えば、グループＩＤ）である。また、第２の情報は、各無線端末が送信する空間ストリーム数と番号である。図１６に示す例では、無線端末（ＳＴＡ−Ａ）は、１ストリーム（１番目の空間ストリーム）、無線端末（ＳＴＡ−Ｂ）は、１ストリーム（２番目の空間ストリーム）、無線端末（ＳＴＡ−Ｃ）は、１ストリーム（３番目の空間ストリーム）、無線端末（ＳＴＡ−Ｄ）は、１ストリーム（４番目の空間ストリーム）となる。ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａを全ての空間ストリーム間で同一情報とすることにより、複数信号が重畳された受信信号に対してＳＩＳＯ復号が可能となる。無線基地局では、この情報を参照し、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ信号の復号を行う。
また、ＶＨＴ−ＬＴＦ１１〜ＶＨＴ−ＬＴＦ４４の１６個から構成されるサブキャリア毎の４×４行列が逆行列を持つように各無線端末で規定のパターンを用いて送信を行う。図１６に対応する例は以下の通りである。
ＶＨＴ−ＬＴＦ１１＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ１２＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ１３＝−１
ＶＨＴ−ＬＴＦ１４＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ２１＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ２２＝−１
ＶＨＴ−ＬＴＦ２３＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ２４＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ３１＝−１
ＶＨＴ−ＬＴＦ３２＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ３３＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ３４＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ４１＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ４２＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ４３＝＋１
ＶＨＴ−ＬＴＦ４４＝−１
無線基地局では、上記ＶＨＴ−ＬＴＦを活用して、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の伝搬路状態を推定する。無線基地局は空間ストリームと無線端末の対応関係をＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａから読み取ることができるため、たとえペイロード部分に送信元アドレスが含まれておらず、かつ完全に同一のビット情報であったとしても、このＣＴＳフレームを送信した無線端末を判別することが可能となる。例えば、３番目のＣＴＳフレームの復号が成功した場合は、これは無線端末（ＳＴＡ−Ｃ）から送信されたＣＴＳフレームであるとみなす。
このように、ＲＴＳフレームを受信したチャネル上だけではなく、使用可能全チャネルのうち、ＮＡＶが設定されておらず、さらに、所定の期間に渡って信号を受信していない全チャネル上でＣＴＳを返信することができる。
＜Ａ１−７（１）＞
次に、図１７を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末に中にレガシー端末も含まれる場合に、ＣＴＳフレームはＯＦＤＭＡで送信する場合（図４に示すＡ１−７）のフレームシーケンスを説明する。図１７は、応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末に中にレガシー端末も含まれる場合に、ＣＴＳフレームはＯＦＤＭＡで送信する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＵＬ−ＯＦＤＭＡを用いたＣＴＳ多重化を適用するものであり、無線端末にチャネルが紐付された形でＲＴＳ、ＣＴＳを交換するものである。ＣＴＳフレームには、送信元端末を識別するフィールドがないが、無線基地局ＡＰ１は、ＣＴＳを受信するチャネルを参照して送信元無線端末を識別する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルをレガシー端末（無線端末ＳＴＡ１１）用のＲＴＳフレームＦ１７１とし、ＯＦＤＭＡを用いて同時に無線端末ＳＴＡ１４に対してＲＴＳフレームＦ１７２〜Ｆ１７４を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１、ＳＴＡ１４のそれぞれは、ＣＴＳフレームＦ１７５〜Ｆ１７８の返信を行う（時刻ｔ１１２）。
このように、ＯＦＤＭＡを使用してＲＴＳを送信する際に、より小さいチャネルしか使用できないレガシー端末には、プライマリーチャネル、それ以外の端末にはセカンダリーチャネル上でＲＴＳを送信することができる。
＜Ａ１−７（２）＞
次に、図１８を参照して、図１７に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図１８は、図１７に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。これは、ＵＬ−ＯＦＤＭＡ、ＳＤＭＡを用いたＣＴＳ多重化を行うものであり、ＣＴＳフレームには、送信元端末を識別するフィールドがないため、無線基地局ＡＰ１では、どの無線端末がＣＴＳを返信したか判別が難しいため、ＰＨＹでのＣＳＤを用いた信号処理で送信元ＳＴＡの判別を行う。
まず、無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルをレガシー端末（無線端末ＳＴＡ１１）用のＲＴＳフレームＦ１８１とし、ＯＦＤＭＡを用いて同時に無線端末ＳＴＡ１４に対してＲＴＳフレームＦ１８２〜Ｆ１８４を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５のそれぞれは、空いている全チャネル上においてＣＴＳフレームＦ１８６〜Ｆ１８８、Ｆ１８９〜Ｆ１９１の返信を行い、無線端末ＳＴＡ１１は、プライマリーチャネルを使用してＣＴＳフレームＦ１８５の返信を行う（時刻ｔ１１２）。
このように、レガシー端末が存在する場合はセカンダリーチャネル上でのＲＴＳはＯＦＤＭＡを用いて異なるセカンダリー無線通信局宛に送信することができる。
次に、拡張したＲＴＳ（ＥＲＴＳ）を用いる場合のＭＡＣプロテクションについて説明する。図１９は、ＭＡＣプロテクションの分類のうち、拡張したＲＴＳ（ＥＲＴＳ）を用いる場合（Ａ２）をさらに細分化したものである。以下では、図１９に示す分類に基づいて説明を行う。
＜Ａ２−１（１）＞
次に、図２０を参照して、応答する端末数が１であり、ＣＴＳ返信する無線端末は全て１１ａｘ無線端末である場合（図１９のＡ２−１）のフレームシーケンスを説明する。図２０は、応答する端末数が１であり、ＣＴＳ返信する無線端末は全て１１ａｘ無線端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、プライマリーチャネルがビジーでも空いているセカンダリーチャネル上でＣＴＳフレームを拡張したＥＣＴＳフレーム（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＣＴＳフレーム）を返信するものであり不連続のチャネル上でＥＣＴＳを送信する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１５に対して全チャネルを使用して、ＥＲＴＳフレームＦ２０１〜Ｆ２０４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報が含まれる。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１５は、空いているセカンダリーチャネル（チャネル２、チャネル４）上でＥＣＴＳフレームＦ２０５、Ｆ２０６を返信する（時刻ｔ１１２）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報が含まれる。
このように、拡張したＲＴＳフレームＥＲＴＳを定義してＥＲＴＳ／ＥＣＴＳ交換を行う。レガシー端末はＥＲＴＳフレームを復号できないため、ＥＲＴＳの宛先は常にＯＦＤＭＡ使用可能な無線通信局である。従来のＲＴＳに対してＣＴＳを返す条件のひとつにプライマリーチャネルがアイドルである必要があるが、ＥＲＴＳに対してＥＣＴＳを返すにはこのような条件は存在しない。ＥＲＴＳを受信したチャネルのうち、受信側無線端末においてアイドルであるチャネル上でＥＣＴＳを返信するため、不連続の複数のチャネル上でＥＣＴＳを返信することが可能である。
＜Ａ２−１（２）＞
次に、図２１を参照して、図２０に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図２１は、図２０に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。これは、無線基地局ＡＰ１において、プライマリーチャネルがビジーの場合でも、セカンダリーチャネルに空きがあればアクセス権を取得し、セカンダリーチャネルだけでの通信を行うものであり、空いているセカンダリーチャネルの一つを一時的にプライマリーチャネルとして使用し、さらに不連続チャネル上でＥＣＴＳを送信する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルがビジーの際に、無線端末ＳＴＡ１５に対してセカンダリーチャネル（チャネル２〜４）のみでＥＲＴＳフレームＦ２１１〜Ｆ２１３を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報とプライマリーチャネルとしてＤｕｒａｔｉｏｎフィールドに設定された時間内で一時的に使用するチャネル番号が含まれる。また、このときのＮＡＶ期間は、プライマリーチャネルに合わせる。
これを受けて、無線端末ＳＴＡ１５は、セカンダリーチャネル（チャネル２、４）を使用してＥＣＴＳフレームＦ２１４、Ｆ２１５を返信する（時刻ｔ１１２）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報が含まれる。無線端末ＳＴＡ１５は、プライマリーチャネルがビジー期間中は、このチャネルをプライマリーチャネルとして使用する。
このように、干渉などにより、プライマリーチャネルがビジーの場合は、セカンダリーチャネルのみでの通信可否を確認することができる。
＜Ａ２−２＞
次に、図２２を参照して、ＯＦＤＭＡで送信されたＲＴＳフレームに対して応答する無線端末数が２以上であり、それぞれが予め決められた時刻でＣＴＳフレームを返信する無線端末は全て１１ａｘ無線端末である場合（図１９に示すＡ２−２）のフレームシーケンスを説明する。図２２は、ＯＦＤＭＡで送信されたＲＴＳフレームに対して応答する無線端末数が２以上であり、それぞれが予め決められた時刻でＣＴＳフレームを返信する無線端末は全て１１ａｘ無線端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＧＩＤ（グループＩＤ）を用いてＥＲＴＳを複数の無線端末宛に送信するものであり、ＥＣＴＳの送信順は、ＥＲＴＳ内のＧＩＤ情報で通知する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、グループＩＤ（ＧＩＤ）を指定して１１ａｘ無線端末（ここでは、無線端末ＳＴＡ１４、無線端末ＳＴＡ１５）におけるチャネル空き状況を調べるために、ＥＲＴＳフレームＦ２２１〜Ｆ２２４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報と、データ送信候補となる無線端末グループの一覧情報（ＧＩＤ）と、ＥＣＴＳ返信順情報が含まれる。
これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、ＥＣＴＳフレームＦ２２５、Ｆ２２６を返信し（時刻ｔ１１２）、無線端末ＳＴＡ１５もＥＣＴＳフレームＦ２２７〜Ｆ２２９を返信する（時刻ｔ１１３）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報と、送信元無線端末のアドレスが含まれる。
このように、グループＩＤ（ＧＩＤ）概念を用いて複数の無線通信局宛にＥＲＴＳフレームを同時に送信する。このＥＲＴＳに対するＥＣＴＳの返信順番はＥＲＴＳフレーム内に明記しておく。これにより、単一のＥＲＴＳフレームにより複数のＯＦＤＭＡ対応端末に対してＥＣＴＳの返信を要求することが可能となり、無線区間のオーバヘッドを削減することができる。
＜Ａ２−３＞
次に、図２３を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の固定帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信する場合に、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合（図１９に示すＡ２−３）のフレームシーケンスを説明する。図２３は、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に同一の固定帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信する場合に、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、アクセス権を取得した無線基地局ＡＰ１は、固定帯域幅で複数の無線端末宛にＥＲＴＳを送信するものである。
まず、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１５宛にＥＲＴＳフレームＦ２３１〜Ｆ２３４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報が含まれる。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１５は、ＥＣＴＳフレームＦ２３５〜Ｆ２３７を返信する（時刻ｔ１１２）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報が含まれる。
次に、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１４宛にＥＲＴＳフレームＦ２３８〜Ｆ２４１を送信する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、ＥＣＴＳフレームＦ２４２〜Ｆ２４４を返信する（時刻ｔ１１４）。
このように、固定帯域幅を使用してＥＲＴＳフレーム複数の無線通信局に送信し、ＯＦＤＭＡや空間多重の可否を確認することができる。
＜Ａ２−４＞
次に、図２４を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に変動帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信する場合に、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合（図１９に示すＡ２−４）のフレームシーケンスを説明する。図２４は、応答する無線端末数が２以上であり、それぞれの無線端末宛に変動帯域幅を用いたＲＴＳフレームを送信する場合に、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、アクセス権を取得した無線基地局ＡＰ１は、変動帯域幅で複数の無線端末宛にＥＲＴＳを送信するものである。
まず、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１５宛にＥＲＴＳフレームＦ２５１〜Ｆ２５４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報が含まれる。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１５は、ＥＣＴＳフレームＦ２５５〜Ｆ２５７を返信する（時刻ｔ１１２）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報が含まれる。
次に、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１４宛にＥＲＴＳフレームＦ２５８〜Ｆ２６０を送信する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４は、ＥＣＴＳフレームＦ２６１、Ｆ２６２を返信する（時刻ｔ１１４）。
このように、複数の無線通信局との間でＥＲＴＳ／ＥＣＴＳフレーム交換を行うことにより、各無線通信局において使用可能な２０ＭＨｚ幅チャネルの情報を確認することができる。このＴＸＯＰ区間内では、ＥＣＴＳ返信の無いチャネルは使用しない。
＜Ａ２−５（１）＞
次に、図２５を参照して、応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合に、ＥＣＴＳフレームはＯＦＤＭＡで送信する場合（図１９に示すＡ２−５）のフレームシーケンスを説明する。図２５は、応答する無線端末数が２以上であり、ＣＴＳ返信する無線端末が全て１１ａｘ無線端末である場合に、ＥＣＴＳフレームはＯＦＤＭＡで送信する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＥＣＴＳの多重化するものであり、無線端末は紐付されたチャネル上でＥＣＴＳを返信する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、ＯＦＤＭＡを使用して無線端末ＳＴＡ１４と無線端末ＳＴＡ１５宛にＥＲＴＳフレームＦ２７１〜Ｆ２７４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報が含まれる。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４と無線端末ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＥＣＴＳフレームＦ２７５〜Ｆ２７６、Ｆ２７７〜Ｆ２７８をそれぞれ返信する（時刻ｔ１１２）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報が含まれる。
このように、ＥＲＴＳフレームをＯＦＤＭＡで異なる無線通信局宛に異なる２０ＭＨｚ幅チャネルの上で送信することで、無線端末はＥＣＴＳを返信するチャネルをＥＲＴＳに対応づけて決定することができる。
＜Ａ２−５（２）＞
次に、図２６を参照して、図２５に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図２６は、図２５に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。これは、ＥＣＴＳの多重化を行うものであり、ＥＲＴＳはＤｕｐｌｉｃａｔｅモードで送信する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、グループＩＤ（ＧＩＤ）を指定して、ＥＲＴＳフレームＦ２８１〜Ｆ２８４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報と、データ送信候補となる無線端末の一覧情報が含まれる。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４と無線端末ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＥＣＴＳフレームＦ２８５〜Ｆ２８８、Ｆ２８９〜Ｆ２９２を返信する（時刻ｔ１１２）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報と送信元無線端末のアドレスが含まれる。
このように、グループＩＤ概念を用いてＥＲＴＳをＤｕｐｌｉｃａｔｅモードで複数の無線通信局宛に一斉に送信することができ、またその応答から各無線通信局において利用可能なチャネルの情報を収集することができる。
＜Ａ２−５（３）＞
次に、図２７を参照して、図２５に示すフレームシーケンスの他の変形例を説明する。図２７は、図２５に示すフレームシーケンスの他の変形例を示すタイムチャートである。これは、ＥＣＴＳを多重化するものであり、ＥＲＴＳをＤｕｐｌｉｃａｔｅモードで送信する。受信無線端末はプライマリーチャネルが空いていなくてもＥＣＴＳを返信する。このＥＣＴＳはＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯで返信する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、グループＩＤ（ＧＩＤ）を指定して、ＥＲＴＳフレームＦ３０１〜Ｆ３０４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報と、データ送信候補となる無線端末の一覧情報が含まれる。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４と無線端末ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを使用してＥＣＴＳフレームＦ３０５、Ｆ３０６〜Ｆ３０８をそれぞれ返信する（時刻ｔ１１２）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報と送信元無線端末のアドレスが含まれる。
このように、ＥＲＴＳに対する返信（ＥＣＴＳ）は、上りＭＵ−ＭＩＭＯで送信する。これにより、プライマリーチャネルが空いていなくてもＥＣＴＳを送信することができる。
＜Ａ２−５（４）＞
次に、図２８を参照して、図２７に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図２８は、図２７に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。これは、ＥＣＴＳを多重化するものであり、ＥＲＴＳはＤｕｐｌｉｃａｔｅモードで送信する。受信無線端末はプライマリーチャネルが空いていなくてもＥＣＴＳを返信する。このＥＣＴＳはＵＬ ＯＦＤＭＡで返信する。
まず、無線基地局ＡＰ１は、グループＩＤ（ＧＩＤ）を指定して、ＥＲＴＳフレームＦ３１１〜Ｆ３１４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＥＲＴＳフレームには、データ送信に使用予定のチャネル番号の一覧情報と、データ送信候補となる無線端末の一覧情報が含まれる。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４と無線端末ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＵＬ ＯＦＤＭＡを使用してＥＣＴＳフレームＦ３１５、Ｆ３１６〜Ｆ３１７をそれぞれ返信する（時刻ｔ１１２）。このＥＣＴＳフレームには、ＥＲＴＳで通知されたチャネル番号のうち、利用可能なチャネル番号の一覧情報が含まれる。
このように、ＥＲＴＳに対する返信（ＥＣＴＳ）は、上りＯＦＤＭＡで送信する。これにより、プライマリーチャネルが空いていなくてもＥＣＴＳを送信することができる。
前述したフレームシーケンスにおいては、ＥＲＴＳに対する返信フレームをＥＣＴＳとして説明したが、ＥＣＴＳに含まれるべき情報が従来のＣＴＳを用いることで送信可能であれば、ＥＣＴＳではなく必要に応じて従来のＣＴＳを利用するようにしてもよい。例えば、Ａ２−１（１）の場合において、各無線端末が無線基地局へ送信するＥＣＴＳフレームは、各無線端末がどのチャネルにＣＴＳを送信したかを無線基地局側で判別可能な伝送形態である必要があるが、従来のＣＴＳの送信で実現可能である。
＜データ送信を実施する際のフレームシーケンス＞
次に、データ送信を実施する際の図３に示すフレームシーケンスの変形例について説明する。まず、図２９を参照して、データ送信の分類について説明する。図２９は、データ送信の分類を示す図である。図２９に示すように、データ送信（識別名をＢとする）は、ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用する場合において、Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３に細分化できる。その他の分類は、従来技術によるデータ送信に相当するものであるため、ここでは詳細な説明を省略する。以下では、この分類に基づいて説明を行う。
＜Ｂ−１（１）＞
始めに、図３０を参照して、ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用し、データの宛先にレガシー端末が含まれ、データ長（Ｆｒａｍｅ Ｌｅｎｇｔｈ）が同じ場合（図２９に示すＢ−１）のフレームシーケンスを説明する。図３０は、ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用し、データの宛先にレガシー端末が含まれ、データ長が同じ場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。ここで、データ長とは、フレーム(単位：ビット又はバイト)を無線媒体に送出するために必要な時間（単位：時間の単位）である。
まず、無線基地局ＡＰ１は、パケットキューに１１ａ／ｎ／ａｃ及び１１ａｘ無線端末宛のデータがある場合、レガシー端末（無線端末ＳＴＡ１１）には、プライマリーチャネルを割り当て、フレームＦ３２１を送信し、残りのセカンダリーチャネルを１１ａｘ無線端末宛てに割り当ててフレームＦ３２２〜Ｆ３２４の送信を行う（時刻ｔ１１１）。このとき、無線基地局ＡＰ１は、ｄｕｒａｔｉｏｎ値を全ての応答確認が完了するタイミングに設定する。そして、ＬＥＮＧＴＨの値もＯＦＤＭＡで送信するＰＰＤＵ時間長に合わせて設定する。すなわち、ＴＸＶＥＣＴＯＲから渡す数値をＯＦＤＭＡによるＭＵ−ＰＰＤＵのフレーム長に合わせることになる。
このように、レガシー端末宛のデータをプライマリーチャネル上で送信し、ＯＦＤＭＡでの受信可能な無線端末宛のデータをセカンダリーチャネル群上で送信することで、従来は浪費されていたセカンダリーチャネルを有効に利用することができる。
＜Ｂ−１（２）＞
次に、図３１を参照して、図３０に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図３１は、図３０に示すフレームシーケンスの変形例を示すタイムチャートである。これは、プライマリーチャネルをレガシー端末に割り当て、その上で、セカンダリーチャネルのサブチャネル毎にどの無線端末に何個のストリームを送信するか決定するものである。
まず、無線基地局ＡＰ１は、パケットキューに１１ａ／ｎ／ａｃ及び１１ａｘ無線端末宛のデータがある場合、レガシー端末（無線端末ＳＴＡ１１）には、プライマリーチャネルを割り当て、フレームＦ３３１の送信を行い、１１ａｘ無線端末のグループＩＤ（例えば、無線端末ＳＴＡ１３、ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５のグループＩＤ）を指定して、残りのセカンダリーチャネルを１１ａｘ無線端末宛てに割り当ててフレームＦ３３２〜Ｆ３３４の送信を行う（時刻ｔ１１１）。このとき、ＤＬ ＯＦＤＭＡとＤＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを組み合わせて、無線端末毎に送信ストリーム数を変更する。ある無線端末宛のストリーム数が０であれば、該当するチャネル上でその無線端末宛にデータが送信されないことになる。
このように、グループＩＤの概念を用いたＭＵ−ＭＩＭＯやＯＦＤＭＡにより、複数の無線通信局宛に複数のチャネル上でデータを周波数的、空間的に分離しながら同時に送信することができるため、高い周波数利用効率を得ることができる。
＜Ｂ−２＞
次に、図３２を参照して、ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用し、データの宛先の中にレガシー端末も含まれており、データ長（Ｆｒａｍｅ Ｌｅｎｇｔｈ）が異なる場合（図２９に示すＢ−２）のフレームシーケンスを説明する。図３２は、ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用し、データの宛先が全て１１ａｘ無線端末であり、データ長が異なる場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。
まず、無線基地局ＡＰ１は、各無線端末に送信するべきデータのデータ長が異なる場合、１１ａｘ無線端末のフレームＦ３４２〜Ｆ３４４のデータ長をレガシー端末（１１ａ無線端末）のフレームＦ３４１のデータ長に合わせてデータ送信を行う（時刻ｔ１１１）。データ長を合わせる方法として、（１）パディングビットの追加（２）伝送レート（ＭＣＳ）、ストリーム数、ＳＴＢＣの調整（３）フレームアグリゲーション（４）ＭＰＤＵの複製送信などが適用可能である。
このように、データ長（時間軸上の長さ）をプライマリー無線通信局のデータ長を上限にして、それに合わせてデータ送信を行うことで、データの信号処理における送信電力を一定に維持できるという効果がある。また、本操作を行わないと、フレーム長が短い宛先局のチャネルについては、チャネル上で無信号期間が発生し、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づくチャネルアクセスにおいて他の無線局がチャネルアクセス権を取得する可能性があるが、本発明によりデータの送信からレガシー端末を含めて必要な応答確認処理までを、獲得したＴＸＯＰの中の一連のシーケンスとして実施することができるため、応答確認の結果、再送が必要なデータは速やかに別のＴＸＯＰを獲得して実施することができ、データの伝送品質を向上することが可能である。
＜Ｂ−３＞
次に、図３３を参照して、ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用し、データの宛先の中にレガシー端末は含まれておらず、データ長（Ｆｒａｍｅ Ｌｅｎｇｔｈ）が異なる場合（図２９に示すＢ−３）のフレームシーケンスを説明する。図３３は、ＯＦＤＭＡ＋ＭＵ−ＭＩＭＯを使用し、データの宛先は全て１１ａｘ無線端末であり、データ長が異なる場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。
まず、無線基地局ＡＰ１は、各無線端末に送信するべきフレームＦ３５１〜Ｆ３５４のデータ長が異なる場合、最も長いフレームＦ３５３のデータ長に他のデータ長を合わせてデータ送信を行う（時刻ｔ１１１）。データ長を合わせる方法として、（１）パディングビットの追加（２）伝送レート（ＭＣＳ）、ストリーム数、ＳＴＢＣの調整（３）フレームアグリゲーション（４）ＭＰＤＵの複製送信などが適用可能である。
このように、最も長いフレームのデータ長（時間軸上の長さ）に他のデータ長を合わせてデータ送信を行うことで、データの信号処理における送信電力を一定に維持できるという効果がある。本操作を行わないと、フレーム長が短い宛先局のチャネルについては、無送信区間が発生し、ＣＡＭＡ／ＣＡに基づくチャネルアクセスにおいて他の無線局がチャネルアクセス権を取得する可能性があるが、本発明によりデータの送信から必要な応答確認処理までを、獲得したＴＸＯＰの中で一連のシーケンスとして実施することができるため、応答確認の結果、再送が必要なデータは速やかに別のＴＸＯＰを獲得して実施することができ、データの伝送品質を向上することが可能である。
＜応答確認を実施する際のフレームシーケンス＞
次に、応答確認を実施する際の図３に示すフレームシーケンスの変形例について説明する。まず、図３４を参照して、応答確認の分類について説明する。図３４は、応答確認の分類を示す図である。図３４に示すように、応答確認（識別名をＣとする）は、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、Ｃ−４、Ｃ−５に細分化できる。以下では、この分類に基づいて説明を行う。
＜Ｃ−１＞
始めに、図３５を参照して、応答する端末数が１であり、応答を返信する無線端末が１１ａｘの端末であり、使用チャネルがセカンダリーチャネルである場合（図３４に示すＣ−１）のフレームシーケンスを説明する。図３５は、応答する端末数が１であり、応答を返信する無線端末が１１ａｘの端末であり、使用チャネルがセカンダリーチャネルである場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、１１ａｘ無線端末がデータを受信したチャネル上で、受信した複数のフレームに対する応答を一括で返信するＢＡ（Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫ）を返信するものである。
まず、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、無線基地局ＡＰ１からセカンダリーチャネルのみでデータを受信した際に、セカンダリーチャネル（チャネル３、４）のみを使用してＢＡフレームＦ３６１、Ｆ３６２を無線基地局ＡＰ１に対して返信する（時刻ｔ１１１）。
このように、セカンダリー無線通信局はＤＡＴＡを受信したセカンダリーチャネル群上でＢＡ（Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫ）を返信する。これにより、プライマリーチャネルにおけるシーケンスとは独立に応答の返信を行うことができるため、プライマリーチャネル上で応答を返信する場合と比較して応答の返信を完了する時刻を早めることが可能となる。また、プライマリーチャネル上への干渉を防ぐことができるため、全チャネル上での周波数利用効率を高めることができる。
＜Ｃ−２＞
次に、図３６を参照して、応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがプライマリーチャネルである場合（図３４に示すＣ−２）のフレームシーケンスを説明する。図３６は、応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがプライマリーチャネルである場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、データ送信の部分でプライマリーチャネルで１１ａ無線端末である無線端末ＳＴＡ１１に対して、またセカンダリーチャネルで１１ａｘ無線端末である無線端末ＳＴＡ１４に対してデータ送信を同時に行った後に、セカンダリーチャネルを素早く開放し、プライマリーチャネルのみを使用して応答確認を行うものである。このとき、先に、レガシー端末の応答確認を実施した後に、ポーリングで１１ａｘ無線端末の応答を確認するものである。
まず、無線基地局ＡＰ１が１１ａ、１１ａｘ無線端末宛のデータ送信を行うと、無線端末ＳＴＡ１１は、ＡＣＫフレームＦ３７１を返信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線基地局ＡＰ１は、ＢＡＲ（Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームＦ３７２を１１ａｘ無線端末に送信する（時刻ｔ１１２）。これを受けて、１１ａｘ無線端末である無線端末ＳＴＡ１４は、ＢＡフレームＦ３７３を返信する（時刻ｔ１１３）。
このように、応答確認をプライマリーチャネル上だけで実施することにより、データ送信後にセカンダリーチャネル群をリリースすることができる。また、無線基地局ＡＰ１が送信したデータに対する応答確認はすべてプライマリーチャネル上で行われるため、シーケンスの途中で他の無線通信局による割り込みが発生する可能性が極めて低く、再送の必要性が生じた場合には、速やかに別のＴＸＯPを取得するという処理を開始することができ、フレームの伝送遅延減少が可能となる。
＜Ｃ−３＞
次に、図３７を参照して、応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがセカンダリーチャネルも使用する場合（図３４に示すＣ−３）のフレームシーケンスを説明する。図３７は、応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがセカンダリーチャネルも使用する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、データ送信に用いたセカンダリーチャネルだけではなく、プライマリーチャネルも使用して応答確認を行うものである。
まず、無線基地局ＡＰ１が１１ａ、１１ａｘ無線端末宛のデータ送信を行うと、無線端末ＳＴＡ１１は、ＡＣＫフレームＦ３８１を返信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線基地局ＡＰ１は、全チャネルを使用してＢＡＲ（Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームＦ３８２〜Ｆ３８５を１１ａｘ無線端末に送信する（時刻ｔ１１２）。これを受けて、１１ａｘ無線端末である無線端末ＳＴＡ１４は、ＢＡフレームＦ３８６〜Ｆ３８９を返信する（時刻ｔ１１３）。
このように、ＢＡＲを用いた応答確認の際は、セカンダリー無線通信局にプライマリーチャネル上でもＢＡＲを送信することができる。
＜Ｃ−４＞
次に、図３８を参照して、応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがセカンダリーチャネルも使用する際にガードバンドを設ける場合（図３４に示すＣ−４）のフレームシーケンスを説明する。図３８は、応答する端末数が２以上であり、応答確認の使用チャネルがセカンダリーチャネルも使用する際にガードバンドを設ける場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、レガシー端末がプライマリーチャネル上でＡＣＫ（又はＢＡ）を返信し、１１ａｘ無線端末は、フレームを受信したセカンダリーチャネルのうち、プライマリーチャネルとできるだけ離れたチャネルを用いてＢＡを返信するものである。これを実現するために、ＭＣＳ変更等でＡＣＫの送信時間に応じてＢＡの長さを調整し、１１ａｘ無線端末は、レガシー端末が使用する中心周波数（搬送波周波数）に合わせようにする。これによりチャネル間干渉問題を低減することができる。
まず、無線基地局ＡＰ１が、チャネル１を使用して１１ａ無線端末にデータ送信し、チャネル２、３、４を使用して１１ａｘ無線端末にデータ送信すると、１１ａ無線端末ＳＴＡ１１は、チャネル１（プライマリーチャネル）を使用してＡＣＫフレームＦ３９１を返信する（時刻ｔ１１１）。これと並行して１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、チャネル１とできるだけ離れたセカンダリーチャネルを使用してＢＡフレームＦ３９２を返信する（時刻ｔ１１１）。例えば、１１ａ無線端末がチャネル１を使用時に、１１ａｘ無線端末はチャネル４を使用する。
このように、セカンダリー無線通信局の応答確認は、プライマリーチャネル群にできるだけ離れた１つのチャネル上で応答確認を実施することで、レガシー端末の通信に影響を与えないようにすることができる。
＜Ｃ−５（１）＞
次に、図３９を参照して、応答する端末数が２以上であり、応答確認にＵＬ−ＯＦＤＭＡを使用する場合（図３４に示すＣ−５）のフレームシーケンスを説明する。図３９は、応答する端末数が２以上であり、応答確認にＵＬ ＯＦＤＭＡを使用する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＢＡＲ、ＢＡの送受信はデータ送信に使用したチャネル（必要に応じて、プライマリーチャネルも使用）上で行い応答確認を実施するものであり、ＢＡＲはＤＬ−ＯＦＤＭＡにより送信し、ＢＡは、ＵＬ−ＯＦＤＭＡにより送信する。
まず、無線基地局ＡＰ１が、１１ａ無線端末、１１ａｘ無線端末（無線端末ＳＴＡ１３、無線端末ＳＴＡ１４）宛にフレームを送信すると、１１ａ無線端末ＳＴＡ１１は、チャネル１を使用してＡＣＫフレームＦ４０１を返信する（時刻ｔ１１１）。次に、無線基地局ＡＰ１は、チャネル１、４を使用して、無線端末ＳＴＡ１４宛にＢＡＲを送信し、チャネル２、３を使用して無線端末ＳＴＡ１３宛にＢＡＲフレームＦ４０２〜Ｆ４０５を送信する（時刻ｔ１１２）。このとき、無線基地局ＡＰ１は、ＤＬ−ＯＦＤＭＡによりＢＡＲを送信する。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１３は、チャネル２、３を使用してＢＡフレームＦ４０６、Ｆ４０７を返信し、無線端末ＳＴＡ１４は、チャネル１、４を使用してＢＡフレームＦ４０８、Ｆ４０９を返信する（時刻ｔ１１３）。このとき、無線端末ＳＴＡ１３、ＳＴＡ１４は、ＵＬ−ＯＦＤＭＡを使用してＢＡを返信する。
このように、ＢＡＲフレームで複数のセカンダリー無線通信局を呼びだし、上りＯＦＤＭＡでＢＡを返信することができる。
＜Ｃ−５（２）＞
次に、図４０を参照して、応答する端末数が２以上であり、ＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯとＵＬ−ＯＦＤＭＡを使用する場合（図３４に示すＣ−５）のフレームシーケンスを説明する。図４０は、応答する端末数が２以上であり、ＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯとＵＬ ＯＦＤＭＡを使用する場合のフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＵＬ−ＯＦＤＭＡ、ＳＤＭＡを用いた応答確認であり、ＢＡＲはＤｕｐｌｉｃａｔｅモードで送信し、ＢＡは、ＵＬ−ＯＦＤＭＡ又はＵＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯで送信する。
まず、無線基地局ＡＰ１が、１１ａ無線端末、１１ａｘ無線端末（無線端末ＳＴＡ１３、無線端末ＳＴＡ１４）宛にフレームを送信すると、１１ａ無線端末ＳＴＡ１１は、チャネル１を使用してＡＣＫフレームＦ４１１を返信する（時刻ｔ１１１）。次に、無線基地局ＡＰ１は、グループＩＤを指定してすべてのチャネルを使用して、ＢＡＲフレームＦ４１２〜Ｆ４１５を送信する（時刻ｔ１１２）。このとき、無線基地局ＡＰ１は、Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモードを使用してＢＡＲフレームを送信する。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１３は、チャネル２、３を使用してＢＡフレームＦ４１６、Ｆ４１７を返信し、無線端末ＳＴＡ１４は、すべてのチャネルを使用してＢＡフレームＦ４１８〜Ｆ４２１を返信する（時刻ｔ１１３）。このとき、無線端末ＳＴＡ１３、ＳＴＡ１４は、ＵＬ−ＯＦＤＭＡとＵＬ ＭＵ−ＭＩＭＯを使用してＢＡを返信する。
このように、ＢＡを返信する通信局同士が互いに重なるチャネル上でＢＡを返信する際に、上りリンクＯＦＤＭＡと上りリンクＭＵ−ＭＩＭＯ使用して行うことができる。
次に、図４１を参照して、前述したＭＡＣプロテクションのフレームシーケンスの組み合わせについて説明する。図４１は、組み合わせ可能なＭＡＣプロテクションのフレームシーケンスを図示したものである。図４１において、◎、○は組み合わせ可能なフレームシーケンスを示し、×は組み合わせ不可能なフレームシーケンスを示している。組み合わせ可能なフレームシーケンスのうち、◎で示す組み合わせは特に有効な組み合わせを示している。−は、同じフレームシーケンスの組合せであり、組合せとして存在しないものを示している。
次に、図４２を参照して、フレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンス例を説明する。図４２は、フレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンス例を示すタイムチャートである。これは、レガシー端末を含めたＲＴＳ／ＣＴＳ交換が可能なシーケンスであり、１１ａｘ無線端末に対してはＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ ＣＴＳで時間的にＣＴＳを同時に返すことによりオーバヘッドをできるだけ小さくし、固定帯域幅でＲＴＳを送信する。図４２に示すフレームシーケンスは、前述したＡ１−３とＡ１−６（１）のフレームシーケンスを組み合わせたものである。
最初にレガシー端末である無線端末ＳＴＡ１１宛にＲＴＳ（ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモード、ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモード）フレームＦ４３１〜Ｆ４３４を送信してより大きな帯域を予約する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１はＣＴＳフレームＦ４３５を返信する（時刻ｔ１１２）。一方、１１ａｘ無線端末宛（無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５）にはＲＴＳフレームＦ４３６〜Ｆ４３９をＯＦＤＭＡで送信する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＣＴＳフレームＦ４４０〜Ｆ４４１、Ｆ４４２〜Ｆ４４３を返信する（時刻ｔ１１４）。
このように、ＲＴＳフレームの宛先通信局から一部のチャネル上でＣＴＳ返信が無い場合、他の無線通信局に、直前のＲＴＳフレーム送信に使用した全チャネル上（固定帯域幅モード）でＲＴＳを送信し、ＣＴＳ返信の無かったチャネル上でのフレーム送信可否を再度確認することができる。さらに、ＲＴＳフレームを下りＯＦＤＭＡを使用して異なる無線端末宛に送信する。ＲＴＳフレームを受信した無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５はそれぞれ上りＯＦＤＭＡを使用してＣＴＳを返信する。各々の無線通信局は、ＲＴＳフレームを受信したチャネル上でのみＣＴＳを返信するため、同時にＣＴＳフレームの送信を行うことができる。
次に、図４３を参照して、フレームシーケンスを組み合わせた他のフレームシーケンス例を説明する。図４３は、フレームシーケンスを組み合わせた他のフレームシーケンス例を示すタイムチャートである。これは、レガシー端末を含めたＲＴＳ／ＣＴＳ交換が可能なシーケンスであり、１１ａｘ無線端末に対してはＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ ＣＴＳで時間的にＣＴＳを同時に返すことによりオーバヘッドをできるだけ小さくし、変動帯域幅でＲＴＳを送信する。図４３に示すフレームシーケンスは、前述したＡ１−５とＡ１−６（１）のフレームシーケンスを組み合わせたものである。
パケットキューの先頭パケットがレガシー端末（１１ａ無線端末）宛てであるが、無線基地局ＡＰ１は、まず、１１ａｘ無線端末宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルでＯＦＤＭＡを使用したＲＴＳ（ｎｏｎ−ＨＴ Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモード、ｄｙｎａｍｉｃ ＢＷモード）フレームＦ４５１〜Ｆ４５４を送信し、より大きな帯域を予約する（時刻ｔ１１１）。ＲＴＳで呼び出された１１ａｘ無線端末はＵＬ−ＯＦＤＭＡで同時にＣＴＳフレームＦ４５５〜Ｆ４５６、Ｆ４５７を返信する（時刻ｔ１１２）。次に、１１ａ無線端末宛にＲＴＳフレームＦ４５８〜Ｆ４６０を送信し、データ送信しても良いか否かを確認する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ４６１を返信する（時刻ｔ１１４）。
このように、シーケンスの前方において帯域を動的に設定した返信を行える宛先局に対してフレーム送信可否の確認を行い、その後に返信帯域幅が固定である既存規格（１１ａ，ｎ）の宛先局に対してＲＴＳフレームを用いてフレーム送信可否の確認を行うことにより、全ての宛先局に対して共通して利用することができる送信帯域を確認することができる。さらに、ＲＴＳフレームを下りＯＦＤＭＡを使用して異なる無線端末宛に送信する。ＲＴＳフレームを受信した無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５はそれぞれ上りＯＦＤＭＡを使用してＣＴＳを返信する。各々の無線通信局は、ＲＴＳフレームを受信したチャネル上でのみＣＴＳを返信するため、同時にＣＴＳフレームの送信を行うことができる。
次に、図４４を参照して、フレームシーケンスを組み合わせた他のフレームシーケンス例を説明する。図４４は、フレームシーケンスを組み合わせた他のフレームシーケンス例を示すタイムチャートである。これは、レガシー端末を含めたＲＴＳ／ＣＴＳ交換が可能なシーケンスであり、１１ａｘ無線端末に対してはＥＲＴＳ／ＥＣＴＳを使用することによりチャネル情報など通常のＲＴＳ／ＣＴＳには含まれない情報の交換が可能となる。
レガシー端末である無線端末ＳＴＡ１１宛にＲＴＳフレームＦ４７１〜Ｆ４７４を送信し（時刻ｔ１１１）、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ４７５を返信する（時刻ｔ１１２）。そして、レガシー端末のＭＡＣプロテクション後に１１ａｘ無線端末（無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５）に対して、ＥＲＴＳフレームＦ４７６〜Ｆ４７９を送信し（時刻ｔ１１３）、これに対して無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５それぞれは、ＥＣＴＳフレームＦ４８０〜Ｆ４８１、Ｆ４８２〜Ｆ４８３を返信する（時刻ｔ１１４）。
このように、シーケンスの先頭において全帯域に対してＲＴＳフレームの送信を行い既存規格(１１ａ，ｎ)のみをサポートする宛先局がＣＴＳフレームの返信を行うことにより、既存規格のみをサポートする端末局の機能変更することなくシーケンスに収容することが可能となる。さらに、ＣＴＳフレームに続きＥＲＴＳフレームを用いてＯＦＤＭＡ対応宛先局にＵＬ ＯＦＤＭＡによるＥＣＴＳフレームの返信を要求することにより、複数のＯＦＤＭＡ対応宛先局がＥＣＴＳを送信する時間を短縮し、オーバヘッド削減を実現する。
また、図４５に示すように、ＥＲＴＳ／ＥＣＴＳのみを使用したＭＡＣプロテクションのフレームシーケンスの組み合わせも可能である。図４５は、ＥＲＴＳ／ＥＣＴＳのみを使用したＭＡＣプロテクションのフレームシーケンスの組み合わせを示す図である。図４５において、○は組み合わせ可能なフレームシーケンスを示し、×は組み合わせ不可能なフレームシーケンスを示している。−は、同じフレームシーケンスの組合せであり、組合せとして存在しないものを示している。
次に、図４６〜図５１を参照して、前述したフレームシーケンスを組み合わせて、ＭＡＣプロテクション、データ送信、応答確認を行うシーケンスについて説明する。
図４６は、Ａ１−３（１）（またはＡ１−５）とＢ−１（１）とＣ−３のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、１１ａ無線端末及び１１ａｘ無線端末宛てのデータがある場合、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘの無線基地局宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルでＲＴＳフレームＦ４９１〜Ｆ４９４を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ４９５〜Ｆ４９８を返信する（時刻ｔ１１２）。次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末宛にＲＴＳフレームＦ４９９〜Ｆ５０２を送信してデータを送信しても良いか否かを確認する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ５０３を返信する（時刻ｔ１１４）。そして、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末と１１ａｘ無線端末宛てにフレームＦ５０４〜Ｆ５０７を送信する（時刻ｔ１１５）。無線端末ＳＴＡ１１は、ＡＣＫフレームＦ５０８を返信する（時刻ｔ１１６）。また、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末に対して、ＢＡＲフレームＦ５０９〜Ｆ５１２を送信し（時刻ｔ１１７）、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＢＡフレームＦ５１３〜Ｆ５１６を返信する。
このように、本フレームシーケンスを用いることにより、既存規格のみをサポートする宛先局をプライマリーチャネルに配置し、ＯＦＤＭＡ対応端末はセカンダリーチャネルに配置するためのＭＡＣプロテクション・データ伝送・ＡＣＫ応答を実現可能となり、従来の既存規格のみをサポートする宛先局に対する伝送形態において活用されていなかったセカンダリーチャネルをデータ伝送に用いることが可能となり、伝送効率が向上する。
図４７は、Ａ１−１とＢ−１（１）とＣ−３のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、１１ａ無線端末及び１１ａｘ無線端末宛てのデータがある場合、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘの無線基地局宛てに２０ＭＨｚ毎の全チャネルでＲＴＳフレームＦ５１１〜Ｆ５２４を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ５２５〜Ｆ５２８を返信する（時刻ｔ１１２）。そして、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末宛にフレームＦ５２９、１１ａｘ無線端末宛てにフレームＦ５３０〜Ｆ５３２を送信する（時刻ｔ１１３）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＡＣＫフレームＦ５３３を返信する（時刻ｔ１１４）。そして、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末に対して、ＢＡＲフレームＦ５３４〜Ｆ５３７を送信する（時刻ｔ１１５）。これに対して、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＢＡフレームＦ５３８〜Ｆ５４１を返信する（時刻ｔ１１６）。
このように、本フレームシーケンスを用いて、ＯＦＤＭＡ対応端末に対してＭＡＣプロテクションを行った上で、プライマリーチャネル上で既存規格のみに対応する宛先局に対する無線フレームを送信し、セカンダリーチャネル上でＯＦＤＭＡ対応宛先局に対する無線フレームをそれぞれＯＦＤＭＡ伝送により送信し、応答確認については既存規格のみに対応する宛先局が最初にＡＣＫフレームを送信し、ＯＦＤＭＡ対応宛先局についてはＢＡＲフレームにより順次ＢＡフレームの送信要求を行う。これにより、既存規格のみに対応する宛先局に対して追加機能を必要とすることなく、既存規格のみに対応する宛先局とＯＦＤＭＡ対応宛先局とを組み合わせたＯＦＤＭＡ伝送が可能となり、セカンダリーチャネルの利用効率が改善する。
図４８は、ＣＴＳ−ｔｏ−ＳｅｌｆとＡ２−２とＢ−１（１）とＣ−５（２）のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、レガシー端末のＮＡＶを設定させるために、ＣＴＳ−ｔｏ−ＳｅｌｆのＣＴＳフレームＦ５５１〜Ｆ５５４を送信する（時刻ｔ１１１）。続いて、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末宛にＥＲＴＳフレームＦ５５５〜Ｆ５５８を送信する（時刻ｔ１１２）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＥＣＴＳフレームＦ５５９、Ｆ５６０を返信する（時刻ｔ１１３）。また、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１５は、ＥＣＴＳフレームＦ５６１〜Ｆ５６４を返信する（時刻ｔ１１４）。そして、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末と１１ａｘ無線端末宛にフレームＦ５６５〜Ｆ５６８を送信する（時刻ｔ１１５）。
次に、無線端末ＳＴＡ１１は、ＡＣＫフレームＦ５６９を返信する（時刻ｔ１１６）。続いて、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末宛にＢＡＲフレームＦ５７０〜Ｆ５７３を送信する（時刻ｔ１１７）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＢＡフレームＦ５７４〜Ｆ５７５、Ｆ５７６〜Ｆ５７９を返信する（時刻ｔ１１８）。
このように、本フレームシーケンスを用いることにより、シーケンス先頭で既存規格を含めた全ての端末が読み取れるＣＴＳフレームによりＮＡＶを設定した上で、ＥＲＴＳフレームを用いてＯＦＤＭＡ対応宛先局との間で利用可能チャネルを確認するため、より確実にＥＲＴＳやＥＣＴＳフレームのやりとりを行うことができる。また、既存規格のみをサポートする宛先局をプライマリーチャネルに配置し、ＯＦＤＭＡ対応端末はセカンダリーチャネルに配置するためのＭＡＣプロテクション・データ伝送・ＡＣＫ応答を実現可能となり、従来の既存規格のみをサポートする宛先局に対する伝送形態において活用されていなかったセカンダリーチャネルをデータ伝送に用いることが可能となり、伝送効率が向上する。
図４９は、ＣＴＳ−ｔｏ−ＳｅｌｆとＡ２−５（１）とＢ−１（１）とＣ−５（１）のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、レガシー端末のＮＡＶを設定させるために、ＣＴＳ−ｔｏ−ＳｅｌｆのＣＴＳフレームＦ５８１〜Ｆ５８４を送信する（時刻ｔ１１１）。続いて、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末宛にＥＲＴＳフレームＦ５８５〜Ｆ５８８を送信する（時刻ｔ１１２）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＥＣＴＳフレームＦ５８９、Ｆ５９０〜Ｆ５９２を返信する（時刻ｔ１１３）。そして、無線基地局ＡＰ１は、ＳＤＭＡ＋ＯＦＤＭＡ（チャネル４ではＳＤＭＡ）を使用して１１ａ無線端末と１１ａｘ無線端末宛にフレームＦ５９３〜Ｆ５９６を送信する（時刻ｔ１１４）。
次に、無線端末ＳＴＡ１１は、ＡＣＫフレームＦ５９７を返信する（時刻ｔ１１５）。続いて、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末宛にＢＡＲフレームＦ５９８〜Ｆ６０１を送信する（時刻ｔ１１６）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５のそれぞれは、ＢＡフレームＦ６０２〜Ｆ６０３、Ｆ６０４〜Ｆ６０５を返信する（時刻ｔ１１７）。
このように、本フレームシーケンスを用いることにより、シーケンス先頭で既存規格を含めた全ての端末が読み取れるＣＴＳフレームによりＮＡＶを設定した上で、ＥＲＴＳフレームを用いてＯＦＤＭＡ対応宛先局との間で利用可能チャネルを確認するため、より確実にＥＲＴＳフレーム・ＥＣＴＳフレームのやりとりを行うことができる。また、ＥＣＴＳフレームの返信において上りリンクＯＦＤＭＡ伝送を活用することにより、時分割で伝送する場合と比較して送信時間を短縮し、伝送効率改善を実現する。既存規格のみをサポートする宛先局をプライマリーチャネルに配置し、ＯＦＤＭＡ対応端末はセカンダリーチャネルに配置するためのＭＡＣプロテクション・データ伝送・ＡＣＫ応答を実現可能となり、従来の既存規格のみをサポートする宛先局に対する伝送形態において活用されていなかったセカンダリーチャネルをデータ伝送に用いることが可能となり、伝送効率が向上する。
図５０は、Ａ１−８とＢ−１（１）とＣ−３のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、１１ａ無線端末及び１１ａｘ無線端末宛てのデータがある場合、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末宛てにプライマリーチャネルを使用して、１１ａｘ無線端末宛てには残りのセカンダリーチャネルでＲＴＳフレームＦ６１１〜Ｆ６１４を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ６１５を返信する（時刻ｔ１１２）。また、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ６１６〜Ｆ６１９を返信する（時刻ｔ１１３）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末と１１ａｘ無線端末宛にフレームＦ６２０〜Ｆ６２３を送信する（時刻ｔ１１４）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＡＣＫフレームＦ６２４を返信する（時刻ｔ１１５）。続いて、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｘ無線端末宛にＢＡＲフレームＦ６２５〜Ｆ６２８を送信する（時刻ｔ１１６）。これを受けて、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＢＡフレームＦ６２９〜Ｆ６３２を返信する（時刻ｔ１１７）。
このように、本フレームシーケンスを用いることにより、ＭＡＣプロテクション・データ伝送・ＡＣＫ応答を実現可能となり、従来の既存規格のみをサポートする宛先局に対する伝送形態において活用されていなかったセカンダリーチャネルをデータ伝送に用いることが可能となり、伝送効率が向上する。また、既存規格のみをサポートする宛先局をプライマリーチャネルに配置し、ＯＦＤＭＡ対応端末はセカンダリーチャネルに配置した上で既存規格のみをサポートする宛先局が最初にＣＴＳフレームを返信し、その後にＯＦＤＭＡ対応宛先局が連続してＣＴＳフレームを返信するため、既存規格のみをサポートする宛先局を変更することなく実現可能であり、さらに、一度のＲＴＳフレーム送信で複数のＣＴＳフレームを要求するため伝送効率を高めることができる。
図５１は、Ａ１−７（１）とＢ−１（１）とＣ−４のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、１１ａ無線端末及び１１ａｘ無線端末宛てのデータがある場合、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末宛てにプライマリーチャネルを使用して、１１ａｘ無線端末宛てには残りのセカンダリーチャネルでＲＴＳフレームＦ６４１〜Ｆ６４４を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ６４５を、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＣＴＳフレームＦ６４６〜Ｆ６４８を同時に返信する（時刻ｔ１１２）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末と１１ａｘ無線端末宛にフレームＦ６４９〜Ｆ６５２を送信する（時刻ｔ１１４）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＡＣＫフレームＦ６５３を、１１ａｘ無線端末ＳＴＡ１４は、ＢＡフレームＦ６５４〜Ｆ６５６を同時に返信する（時刻ｔ１１４）。
このように、本フレームシーケンスを用いて、ＭＡＣプロテクションの部分に対して既存規格のみに対応する端末とＯＦＤＭＡ対応宛先局とを組み合わせて下りリンクおよび上りリンクの双方においてＯＦＤＭＡ伝送を行うことにより、制御フレームのオーバヘッドを削減することが可能となる。さらに、データ伝送の部分において従来の既存規格のみをサポートする宛先局に対する伝送形態において活用されていなかったセカンダリーチャネルをデータ伝送に用いることが可能となり、伝送効率が向上する。
以上説明したように、送信権取得無線通信局となった無線通信局は、複数のチャネルを用いて複数の無線通信局宛に同時にデータを送信することができるため、システムスループットを向上することができるとともに周波数利用効率も向上させることができる。
次に、複数の無線基地局が連携して、互いのセルの中で使用しないチャネルをもう一方のセルに譲渡することで、周波数資源を有効に使用する方法を説明する。図５２は、複数の無線基地局が連携して、互いのセルの中で使用しないチャネルをもう一方のセルに譲渡して無線通信を行う際のシステム構成を示す図である。無線通信システムのセル１は、無線通信局である無線基地局ＡＰ１と無線端末ＳＴＡ１１〜ＳＴＡ１２とを備えている。また、セル２は、無線通信局である無線基地局ＡＰ２と無線端末ＳＴＡ２１〜ＳＴＡ２３とを備えている。無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、互いにネットワークＮに接続されており、ネットワークＮに接続されたサーバＳを介して連携動作するための情報交換を行うことが可能である。なお、図５２においては、サーバＳを介して連携動作するための情報交換を行う構成を示したが、連携動作するための情報交換のみを行うのであれば、２つの無線基地局ＡＰ１、ＡＰ２が直接通信回線を確立して行う構成であってもよい。無線基地局及び無線端末の詳細な構成は、図１に示す構成と同等であるのでここでは詳細な説明を省略する。
次に、複数の無線基地局が連携して、互いのセルの中で使用しないチャネルをもう一方のセルに譲渡する際の前提条件を説明する。無線基地局ＡＰ１は無線基地局ＡＰ２に使用予定の無いチャネルを譲渡するためには、以下の４つの条件（１）〜（４）を満たしている必要がある。
（１）無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２は、互いに直接無線フレームの送受信が可能である。
（２）無線基地局ＡＰ１の連携相手が無線基地局ＡＰ２であることが事前に合意済みである。
（３）２つの無線基地局ＡＰ１、ＡＰ２は、同一のプライマリーチャネルを使用する。
（４）取得したＴＸＯＰ期間内において無線基地局ＡＰ１で使用予定の無いチャネルが１つ以上ある。
以下の説明では、無線基地局ＡＰ１がチャネルアクセス権を取得したものとして説明するが、チャネルアクセス権の取得は必ずしも無線基地局ＡＰ１が行うわけではない。
＜無線基地局連携の際のＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンス＞
次に、図面を参照して、無線基地局連携の際のＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスについて説明する。
＜無線基地局連携１（１）＞
図５３は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、２つの基地局装置ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２が互いに連携し、余っている（アクセス権を取得したセルで当該ＴＸＯＰ区間内で使用予定のない）チャネルをもう一方のセルに譲渡することで周波数の有効利用するものである。図５３においては、無線基地局ＡＰ１のパケットキュー内ではＯＦＤＭＡで送信可能な無線通信局宛に送信するフレームが無い。このため、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末や１１ｎ無線端末などのレガシー端末宛にデータを送信する際は、使用予定のないセカンダリーチャネル群を無線基地局ＡＰ２に譲渡し、無線基地局ＡＰ２のセル２においてこれらのチャネルを使用することで周波数利用効率を向上させる。
まず、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１宛のデータ送信のためにアクセス権を取得すると、無線端末ＳＴＡ１１に対して、無線端末ＳＴＡ１１において使用可能なチャネル（プライマリーチャネル）上でＲＴＳフレームＦ７０１を送信する（時刻ｔ１１１）。このＲＴＳに対して、無線端末ＳＴＡ１１からＣＴＳフレームＦ７０２の返信がある（時刻ｔ１１２）と、セカンダリーチャネル（この場合は、チャネル２〜４）を無線基地局ＡＰ２に譲渡するため、無線基地局ＡＰ２宛にＣ−ＰＯＬＬ（Cooperative Polling）フレームＦ７０３を送信する（時刻ｔ１１３）。このＣ−ＰＯＬＬフレームには、送信元アドレス（ＴＡ）、宛先アドレス（ＲＡ）、譲渡するチャネル番号の一覧情報、譲渡する期間の情報が含まれる。このとき、無線基地局ＡＰ１はガードバンド（ＧＢ）を設けるためにチャネル２を空けておき、チャネル３、４のみを無線基地局ＡＰ２に譲渡するようにしてもよい。
次に、無線基地局ＡＰ１からＣ−ＰＯＬＬを受信した無線基地局ＡＰ２は、プライマリーチャネル上で無線基地局ＡＰ１宛にＣ−ＡＣＫ（Cooperative ACK）フレームＦ７０４を送信する（時刻ｔ１１４）。このＣ−ＡＣＫは、セル全体に対してブロードキャスト送信するものである。また、Ｃ−ＡＣＫには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定チャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間の情報が含まれる。これにより、無線基地局ＡＰ２配下の無線端末のプライマリーチャネル上でＮＡＶを設定、レガシー端末により割り込みが行われないようにする。
このように、ＲＴＳ／ＣＴＳの交換によりチャネルへのアクセス権を取得した無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルを含む自身の送信に必要なチャネルを確保した上で、Ｃ−ＰＯＬＬを用いて連携する無線基地局（ここではＡＰ２）に対して自身が使用しないセカンダリーチャネルの使用を許可し、隣接セルからセカンダリーチャネルの使用許可を受けた無線基地局ＡＰ２は、プライマリーチャネルを用いてＣ−ＡＣＫを送信することにより、無線基地局ＡＰ１に対して自身がセカンダリーチャネルを使用することを伝えるとともに、無線基地局ＡＰ２のセル内の無線端末に対しては、無線基地局ＡＰ１から使用権を認められた時間の間だけ一時的にプライマリーチャネルとして使用するチャネルの情報と送受信を行う時間を伝えることができる。また、上記の手順により、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２に接続する無線端末にＮＡＶを設定させることができ、無線基地局ＡＰ１並びに無線基地局ＡＰ２が行うデータの送信を保護することが可能となる。
＜無線基地局連携１（２）＞
図５４は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、前述した無線基地局連携１−１にほぼ同じフレームシーケンスであるが、図５４に示すフレームシーケンスでは、無線基地局ＡＰ１は無線端末ＳＴＡ１１宛に、無線基地局ＡＰ２に対して譲渡予定のチャネルを含めてより大きなチャネル上においてもＤｕｐｌｉｃａｔｅモードを使用してＲＴＳフレームＦ７１１〜Ｆ７１４を送信する（時刻ｔ１１１）。
このＲＴＳに対して、無線端末ＳＴＡ１１からＣＴＳフレームＦ７１５の返信がある（時刻ｔ１１２）と、無線基地局ＡＰ２宛にＣ−ＰＯＬＬ（Cooperative Polling）フレームＦ７１６〜Ｆ７１９を送信する（時刻ｔ１１３）。このＣ−ＰＯＬＬには、送信元アドレス（ＴＡ）、宛先アドレス（ＲＡ）、譲渡するチャネル番号の一覧情報、譲渡する期間の情報が含まれる。続いて、無線基地局ＡＰ１からＣ−ＰＯＬＬを受信した無線基地局ＡＰ２は、全チャネル上で無線基地局ＡＰ１宛にＣ−ＡＣＫ（Cooperative ACK）フレームＦ７２０〜Ｆ７２３を送信する（時刻ｔ１１４）。このＣ−ＡＣＫには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定チャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間の情報が含まれる。
これにより、無線基地局は連携に必要なチャネルを含めて、データ送信を開始する可能性のあるすべてのチャネルに対してリソースの確保を行うことができる。また、無線基地局ＡＰ１がＲＴＳ／ＣＴＳによるリソースの確保を行っている間に、連携していない近隣のセルにセカンダリーチャネルの使用権を取られる可能性が低くなるため、セカンダリーチャネルを確保しやすくすることができるという利点がある。
＜無線基地局連携２＞
図５５は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。無線基地局ＡＰ１が無線端末ＳＴＡ１２（１１ａｃ無線端末）宛に４つのチャネル（８０ＭＨｚ帯域幅）上でデータを送信する予定で、Ｄｕｐｌｉｃａｔｅモードで全４チャネル上でＲＴＳフレームＦ７３１〜Ｆ７３４を送信し（時刻ｔ１１１）、無線端末ＳＴＡ１２は、使用可能なチャネル上でＣＴＳフレームＦ７３５〜Ｆ７３６を返信する（時刻ｔ１１２）。これを受けて、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ７３７を送信し（時刻ｔ１１３）、ＣＴＳ返信の無かったチャネルのみを無線基地局ＡＰ２に譲渡する。このＣ−ＰＯＬＬには、送信元アドレス（ＴＡ）、宛先アドレス（ＲＡ）、譲渡するチャネル番号の一覧情報、譲渡する期間の情報が含まれる。そして、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ７３８を返信する（時刻ｔ１１４）。このＣ−ＡＣＫには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定チャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間の情報が含まれる。
このように、アクセス権を取得した無線基地局ＡＰ１は、連携相手である隣接セルに対して、ＣＴＳ返信の無かったもしくはＣＴＳ返信に失敗したチャネルのみを譲渡することで、宛先無線端末（この場合はＳＴＡ１２）において使用可能なチャネルのみの送信権を確保し、一方無線端末ＳＴＡ１２において使用できない（すなわち、無線端末ＳＴＡ１２の周辺で別のセルが使用している可能性のある）チャネルはデータ送信に使用しないため、周辺のセルにおけるデータの送受信に対する干渉を抑制することができるという効果がある。また、無線基地局ＡＰ１は自身のセルで使用しないチャネルの送信権を連携相手である無線基地局ＡＰ２に対して譲渡し、無線基地局ＡＰ２のセルでは譲渡されたチャネル上でデータ通信を行うことができる。したがって、無線基地局ＡＰ１のセルで使用しないチャネルを連携する無線基地局ＡＰ２のセルで使用することができるため、高い周波数利用効率を得ることができる。そして、無線基地局ＡＰ１からセカンダリーチャネルの譲渡を受けた無線基地局ＡＰ２は、プライマリーチャネルを用いて無線基地局ＡＰ２に接続する無線端末のＮＡＶを設定させることができる。また、プライマリーチャネルを用いて無線基地局ＡＰ１から使用権を認められた時間の間だけ一時的にプライマリーチャネルとして使用するチャネルの情報と送受信を行う時間を伝えることができる。
＜無線基地局連携３＞
図５６は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、無線基地局連携２のフレームシーケンスとほぼ同じである。無線基地局ＡＰ１はＯＦＤＭＡ対応の無線端末ＳＴＡ１１、ＳＴＡ１２に対してＲＴＳフレームＦ７４１〜Ｆ７４４を送信し（時刻ｔ１１１）、無線端末ＳＴＡ１１、ＳＴＡ１２は、ＣＴＳフレームＦ７４５、Ｆ７４６〜Ｆ７４７を返信する（時刻ｔ１１２）。これを受けて、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ７４８を送信し（時刻ｔ１１３）、使用予定のないチャネルを無線基地局ＡＰ２に譲渡する。このＣ−ＰＯＬＬには、送信元アドレス（ＴＡ）、宛先アドレス（ＲＡ）、譲渡するチャネル番号の一覧情報、譲渡する期間の情報が含まれる。そして、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ７４９を返信する（時刻ｔ１１４）。このＣ−ＡＣＫには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定チャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間の情報が含まれる。
このように、無線基地局ＡＰ１がＲＴＳをＯＦＤＭＡで送信し，ＣＴＳが返ってきたチャネルのみで自身のエリア内のデータ送信を行うことで，宛先無線端末（この場合はＳＴＡ１１及びＳＴＡ１２）において使用可能なチャネルのみの送信権を確保し、一方無線端末ＳＴＡ１１及びＳＴＡ１２において使用できない（すなわち、無線端末ＳＴＡ１１又はＳＴＡ１２の周辺で別のセルが使用している可能性のある）チャネルはデータ送信に使用しないため、周辺のセルにおけるデータの送受信に対する干渉を抑制することができるという効果がある。また、無線基地局ＡＰ１は自身のセルで使用しないチャネルの送信権を連携相手である無線基地局ＡＰ２に対して譲渡し、無線基地局ＡＰ２のセルでは譲渡されたチャネル上でデータ通信を行うことができる。したがって、無線基地局ＡＰ１のセルで使用しないチャネルを連携する無線基地局ＡＰ２のセルで使用することができるため、高い周波数利用効率を得ることができる。
＜無線基地局連携４＞
図５７は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１がレガシー端末であり、隣接セルの無線基地局ＡＰ２にセカンダリーチャネルを譲渡すべき状態にあるため、無線基地局ＡＰ２に対してＣ−ＲＴＳ（Cooperative RTS）フレームＦ７５１〜Ｆ７５４を送信（時刻ｔ１１１）し、セカンダリーチャネルの譲渡を行う。このＣ−ＲＴＳには、譲渡するチャネル番号の一覧情報と譲渡する期間の情報が含まれる。これを受けて、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＲＴＳを受信したチャネル上でＣ−ＣＴＳ（Cooperative CTS）フレーム（この場合はＦ７５５〜Ｆ７５８）を返信する（時刻ｔ１１２）。このＣ−ＣＴＳには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定のチャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間が含まれる。
次に、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２からＣ−ＣＴＳ返信があると、自セル内の無線端末ＳＴＡ１１宛にＲＴＳフレームＦ７５９を送信し、これと同時に無線基地局ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ２１宛にＲＴＳフレームＦ７６０〜Ｆ７６２を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対してＣＴＳフレームＦ７６３を返信する。これと同時に無線端末ＳＴＡ２１は、無線基地局ＡＰ２に対してＣＴＳフレームＦ７６４〜Ｆ７６６を返信する（時刻ｔ１１４）。
次に、図５８を参照して、図５７に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図５８は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、図５７に示すフレームシーケンスとほぼ同じであるが、ＲＴＳの宛先における利用可能なチャネルに応じたＤｙｎａｍｉｃなＣＴＳの返信が可能になっている点が異なる。
無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対してＣ−ＲＴＳ（Cooperative RTS）フレームＦ７７１〜Ｆ７７４を送信（時刻ｔ１１１）し、セカンダリーチャネルの譲渡を行う。このＣ−ＲＴＳには、譲渡するチャネル番号の一覧情報と譲渡する期間の情報が含まれる。これを受けて、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＲＴＳを受信したチャネル上でＣ−ＣＴＳ（Cooperative CTS）フレーム（この場合はＦ７７５〜Ｆ７７８）を返信する（時刻ｔ１１２）。このＣ−ＣＴＳには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定のチャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間が含まれる。
次に、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１宛にＲＴＳフレームＦ７７９を送信する。これと同時に無線基地局ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ２１宛にＲＴＳフレームＦ７８０〜Ｆ７８２を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対してＣＴＳフレームＦ７８３を返信する。これと同時に無線端末ＳＴＡ２１は、無線基地局ＡＰ２に対してＥＣＴＳフレームＦ７８４〜Ｆ７８５を返信する（時刻ｔ１１４）。そして、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＣＴＳを返信後すぐにセカンダリーチャネル群を使用して自セル内で通信（ＭＡＣプロテクション、データ送信等）を開始する。
このように、無線基地局ＡＰ１は、自身の送信バッファの先頭がレガシー無線端末のデータであった場合であり、かつ自身エリア内にＯＦＤＭＡ対応の端末が存在しない、あるいは存在しても当該ＯＦＤＭＡ対応端末宛のデータが存在しなかった場合で、バッファの先頭のデータを送信する際に自身が利用可能なチャネルのすべてを使いきらないことが明らかな場合には、最初から連携を想定してチャネルの確保を行いつつ連携する無線基地局ＡＰ２に自身が使用する予定のないチャネルの送信権を譲渡することで、Ｃ−ＣＴＳ以降の各セルにおけるＲＴＳ／ＣＴＳの交換を異なるチャネル上で同時並行的に行うことができる。したがって、無線基地局ＡＰ１、ＡＰ２間の連携により周波数資源の浪費を抑制し、高い周波数利用効率を得ることができるのと同時に、Ｃ−ＲＴＳ／Ｃ−ＣＴＳやＲＴＳ／ＣＴＳといった制御シーケンスが実行される時間的な割合を削減することができるため、より効率的なデータ転送が可能となる。
＜無線基地局連携５＞
図５９は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、無線基地局連携４のフレームシーケンスとほぼ同じである。まず、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＲＴＳフレームＦ７９１を送信する（時刻ｔ１１１）。このＣ−ＲＴＳには、譲渡するチャネル番号の一覧情報と譲渡する期間の情報が含まれる。これを受けて、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＣＴＳフレームＦ７９２を返信する（時刻ｔ１１２）。このＣ−ＣＴＳには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定のチャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間が含まれる。続いて、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１に対してＲＴＳフレームＦ７９３を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ７９４を返信する（時刻ｔ１１４）。
無線端末ＳＴＡ１１からＣＴＳ返信があると、無線基地局ＡＰ１は、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ７９５を送信する（時刻ｔ１１５）。このＣ−ＰＯＬＬには、送信元アドレス（ＴＡ）、宛先アドレス（ＲＡ）、譲渡するチャネル番号の一覧情報、譲渡する期間の情報が含まれる。これにより無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対してチャネルの使用許可を与える。
次に、図６０を参照して、図５９に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図６０は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、図５９に示すフレームシーケンスとほぼ同じであるが、無線基地局ＡＰ１並びに無線基地局ＡＰ２が送信する制御用フレームがＤｕｐｌｉｃａｔｅになっている点が異なる。まず、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、全チャネルを使用してＣ−ＲＴＳフレームＦ８０１〜Ｆ８０４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＣ−ＲＴＳには、譲渡するチャネル番号の一覧情報と譲渡する期間の情報が含まれる。これを受けて、無線基地局ＡＰ２は、使用可能な全チャネルを使用してＣ−ＣＴＳフレームＦ８０５〜Ｆ８０８を返信する（時刻ｔ１１２）。このＣ−ＣＴＳには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定のチャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間が含まれる。
続いて、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１に対して使用可能と判断された全チャネルを使用してＲＴＳフレームＦ８０９〜Ｆ８１２を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ８１３を返信する（時刻ｔ１１４）。無線端末ＳＴＡ１１からＣＴＳ返信があると、無線基地局ＡＰ１は、使用可能と判断された全チャネルを使用してＣ−ＰＯＬＬフレームＦ８１４〜Ｆ８１７を送信する（時刻ｔ１１５）。このＣ−ＰＯＬＬには、送信元アドレス（ＴＡ）、宛先アドレス（ＲＡ）、譲渡するチャネル番号の一覧情報、譲渡する期間の情報が含まれる。これにより無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対してセカンダリーチャネルの使用許可を与える。
このように、本実施形態によると、無線基地局ＡＰ１が無線基地局ＡＰ２との連携を前提にチャネルの確保を行った後で、無線基地局ＡＰ１が自身のセルにおけるＲＴＳ／ＣＴＳの交換を通じて無線基地局ＡＰ２に譲渡可能なチャネルの情報を確定し、それをＣ−ＰＯＬＬにより無線基地局ＡＰ２通知してからデータの送信を開始することにより、例えば無線基地局ＡＰ１が送信権を獲得した後で宛先である無線端末ＳＴＡ１１のチャネルの一部あるいはすべてでＮＡＶが設定されており、無線基地局ＡＰ１が予定していたチャネルの幅で無線端末ＳＴＡ１１に対してデータを送信できないことが判明した場合に、無線基地局ＡＰ１が使用できないチャネルを無線基地局ＡＰ２に譲渡することができる。これにより、高い周波数利用効率を得ることができる。さらに図６０では無線基地局ＡＰ２の周りで使用されているかもしれないチャネルに対しては送信を行わないことで、周辺のセルへの干渉を抑えることができる。
＜無線基地局連携６＞
図６１は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、無線基地局連携５のフレームシーケンスとほぼ同じである。まず、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＲＴＳフレームＦ８２１を送信する（時刻ｔ１１１）。このＣ−ＲＴＳには、譲渡するチャネル番号の一覧情報と譲渡する期間の情報が含まれる。これを受けて、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＣＴＳフレームＦ８２２を返信する（時刻ｔ１１２）。このＣ−ＣＴＳには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定のチャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間が含まれる。続いて、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１に対してＲＴＳフレームＦ８２３を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ８２４を返信する（時刻ｔ１１４）。無線端末ＳＴＡ１１からＣＴＳ返信があると、無線基地局ＡＰ１は、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ８２５を送信する（時刻ｔ１１５）。このＣ−ＰＯＬＬには、送信元アドレス（ＴＡ）、宛先アドレス（ＲＡ）、譲渡するチャネル番号の一覧情報、譲渡する期間の情報が含まれる。無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１からのＣ−ＰＯＬＬに対して、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ８２６をプライマリーチャネル上で送信する（時刻ｔ１１６）。このＣ−ＡＣＫには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定チャネル番号の一覧情報、プライマリーとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間の情報が含まれる。これにより無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対してセカンダリーチャネルの使用許可を与える。
次に、図６２を参照して、図６１に示すフレームシーケンスの変形例を説明する。図６２は、無線基地局が連携してＭＡＣプロテクションを実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、図６１に示すフレームシーケンスとほぼ同じであるが、無線基地局ＡＰ１並びに無線基地局ＡＰ２が送信する制御用フレームがＤｕｐｌｉｃａｔｅになっている点が異なる。まず、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、全チャネルを使用してＣ−ＲＴＳフレームＦ８３１〜Ｆ８３４を送信する（時刻ｔ１１１）。このＣ−ＲＴＳには、譲渡するチャネル番号の一覧情報と譲渡する期間の情報が含まれる。これを受けて、無線基地局ＡＰ２は、全チャネルを使用してＣ−ＣＴＳフレームＦ８３５〜Ｆ８３８を返信する（時刻ｔ１１２）。このＣ−ＣＴＳには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定のチャネル番号の一覧情報、プライマリーチャネルとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間が含まれる。
続いて、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１１に対して全チャネルを使用してＲＴＳフレームＦ８９〜Ｆ８４２を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ８５１を返信する（時刻ｔ１１４）。無線端末ＳＴＡ１１からＣＴＳ返信があると、無線基地局ＡＰ１は、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ８４３〜Ｆ８４６を送信する（時刻ｔ１１５）。このＣ−ＰＯＬＬには、送信元アドレス（ＴＡ）、宛先アドレス（ＲＡ）、譲渡するチャネル番号の一覧情報、譲渡する期間の情報が含まれる。無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１からのＣ−ＰＯＬＬに対して、全チャネルを使用してＣ−ＡＣＫフレームＦ８４７〜Ｆ８５０を送信する（時刻ｔ１１６）。このＣ−ＡＣＫには、送信元無線基地局のアドレス、使用予定チャネル番号の一覧情報、プライマリーとして一時的に使用予定のチャネル番号、使用予定期間の情報が含まれる。これにより無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対してセカンダリーチャネルの使用許可を与える。
このように、本実施形態によると無線基地局連携５で無線基地局ＡＰ１が無線基地局ＡＰ２に対して送信しているＣ−ＰＯＬＬフレームに対する応答としてＣ−ＡＣＫを返していることで、送信権の譲渡に関して無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２の間で合意を確認した上でデータ送信を開始することにより、送信権の譲渡に処理の信頼性を向上し、周波数利用効率の向上に資することができる。また、無線基地局ＡＰ２は先にＣ−ＣＴＳで通知した一時的に使用するプライマリーチャネルを無線基地局ＡＰ１からのＣ−ＰＯＬＬを受けてその情報からＣ−ＡＣＫ送信時に変更することが可能となる。これにより無線基地局ＡＰ１の使用予定チャネルが途中で変更された場合でも無線基地局ＡＰ２の送信チャネル設定をやり直すことで高い周波数利用効率を得ることができる。
＜無線基地局連携の際の応答確認を実施するフレームシーケンス＞
次に、図面を参照して、無線基地局連携の際の応答確認を実施するフレームシーケンスについて説明する。
＜応答確認１＞
図６３は、無線基地局が連携して応答確認を実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。これは、ＵＬ ＯＦＤＭＡでＡＣＫ、ＢＡを返信するものである。無線基地局ＡＰ１配下の無線端末ＳＴＡ１１はプライマリーチャネル群上でＡＣＫフレームＦ８６１を送信して応答確認を行う（時刻ｔ１１１）。そして、無線基地局ＡＰ２配下の無線端末ＳＴＡ２１はセカンダリーチャネル群上でＢＡフレームＦ８６２〜Ｆ８６４を送信し応答確認を実施する（時刻ｔ１１１）。このとき、無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１のセル１の媒体使用期間に合わせて無線基地局ＡＰ２のセル２で送信するデータ長を調整する。
このように、応答であるＡＣＫやＢＡの送信にＵＬ ＯＦＤＭＡを適用することにより、応答確認に要する時間を短縮することができるため、周波数利用効率を向上することができる。
＜応答確認２＞
図６４は、無線基地局が連携して応答確認を実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対してＡＣＫフレームＦ８７１を送信して応答確認を行う（時刻ｔ１１１）。セカンダリーチャネルが譲渡された無線基地局ＡＰ２のセル２では、ＣＳＭＡ／ＣＡを実施し（時刻ｔ１１２）、アクセス権を取得すると、無線基地局ＡＰ２は無線端末ＳＴＡ２１に対してＢＡＲフレームＦ８７２を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ２１は、ＢＡフレームＦ８７３を返信することにより応答確認を実施する（時刻ｔ１１４）。
このように、無線基地局ＡＰ２のセルにおける応答確認処理を、無線基地局ＡＰ１が最初に確保したＴＸＯＰの終了後に無線基地局ＡＰ２が別に確保したＴＸＯＰで行うことにより、無線基地局ＡＰ２では無線基地局ＡＰ１から譲渡された周波数資源を、譲渡された期限の直前までデータ転送を行うことができるため、宛先無線端末に対して大量のデータが蓄積されている場合や許容伝送遅延時間が近づいたデータを保持している場合に、伝送効率や通信品質を向上することができる。また、応答確認をプライマリーチャネル上で行うために、隠れ端末等の影響を最小限にとどめることができるという利点もある。
＜応答確認３＞
図６５は、無線基地局が連携して応答確認を実施するフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、無線端末ＳＴＡ１２に対して、プライマリーチャネルを使用してＢＡＲフレームＦ８８１を送信する（時刻ｔ１１１）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１２は、ＢＡフレームＦ８８２を返信する（時刻ｔ１１２）。次に、無線基地局ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ２１に対して、プライマリーチャネルを使用して、ＢＡＲフレームＦ８８３を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ２１は、ＢＡフレームＦ８８４を返信する（時刻ｔ１１４）。無線基地局が連携を行うセルではすべてプライマリーチャネル上でのみ応答確認を実施する。
このように、無線基地局ＡＰ１並びに無線基地局ＡＰ２において、プライマリーチャネル上で応答要求（ＢＡＲ）／応答確認（ＢＡ）というシーケンスで応答確認処理を行うことで、最初に獲得し保護されたＴＸＯＰとそれに続く短い時間の中で、無線基地局ＡＰ１並びに無線基地局ＡＰ２からの下りデータ送信とそれらに対する応答確認までを一連のシーケンスとして実施できる。また、無線基地局ＡＰ２からのＢＡＲを最初に獲得し保護されたＴＸＯＰから短い時間にしておくことで他の無線基地局や無線端末に割り込まれる可能性が低くなり、一連のシーケンスとして確率しやすくなる。さらに、応答確認をすべてプライマリーチャネル上で行うことにより、同じチャネルで運用している別のセルからの影響を受けにくくなるという利点がある。
次に、図６６〜図７１を参照して、前述したフレームシーケンスを組み合わせて、無線基地局が連携する際のＭＡＣプロテクション、データ送信、応答確認を行うシーケンスについて説明する。
図６６は、無線基地局連携１（１）とＢ−１（１）と応答確認１のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末に対して、ＲＴＳフレームＦ８９１を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ８９２を返信する（時刻ｔ１１２）。そして、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ８９３を送信することによってセカンダリーチャネルの使用許可を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ８９４を返信する（時刻ｔ１１４）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末にフレームＦ８９５を送信する（時刻ｔ１１５）。一方、無線基地局ＡＰ２は、１１ａｘ無線端末に対して、ＲＴＳフレームＦ８９６〜Ｆ８９８を送信する（時刻ｔ１１５）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ２１は、ＣＴＳフレームＦ８９９〜Ｆ９００を返信する（時刻ｔ１１６）。そして、無線基地局ＡＰ２は、１１ａｘ無線端末に対して、フレームＦ９０１、Ｆ９０２を送信する（時刻ｔ１１７）。続いて、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対して、ＡＣＫフレームＦ９０３を返信する（時刻ｔ１１８）。これと並行して、無線端末ＳＴＡ２１は、無線基地局ＡＰ２に対して、ＢＡフレームＦ９０４、Ｆ９０５を返信する（時刻ｔ１１８）。
このように、ＲＴＳ／ＣＴＳの交換によりチャネルへのアクセス権を取得した無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルを含む自身の送信に必要なチャネルを確保した上で、Ｃ−ＰＯＬＬを用いて連携する無線基地局（ここでは無線基地局ＡＰ２）に対して自身が使用しないセカンダリーチャネルの使用を許可し、隣接セルからセカンダリーチャネルの使用許可を受けた無線基地局ＡＰ２は、プライマリーチャネルを用いてＣ−ＡＣＫを送信することにより、無線基地局ＡＰ１に対して自身がセカンダリーチャネルを使用することを伝えるとともに、無線基地局ＡＰ２のセル内の無線端末に対しは、無線基地局ＡＰ１から使用権を認められた時間の間だけ一時的にプライマリーチャネルとして使用するチャネルの情報と送受信を行う時間を伝えることができる。また、上記の手順により、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２に接続する無線端末にＮＡＶを設定させることができ、無線基地局ＡＰ１並びに無線基地局ＡＰ２が行うデータの送信を保護することが可能となる。また、データ転送時には、レガシー端末宛のデータをプライマリーチャネル上で送信し、ＯＦＤＭＡでの受信可能な無線端末宛のデータをセカンダリーチャネル群上で送信することで、従来は浪費されていたセカンダリーチャネルを有効に利用することができる。更に、応答確認処理においては、応答であるＡＣＫやＢＡの送信にＵＬ ＯＦＤＭＡを適用することにより、応答確認に要する時間を短縮することができるため、周波数利用効率を向上することができる。以上より、従来のシステムと比較して、大幅な周波数利用小売の向上が可能となる。
図６７は、無線基地局連携１（１）とＢ−１（１）と応答確認１のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末に対して、ＲＴＳフレームＦ９１１を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ９１２を返信する（時刻ｔ１１２）。そして、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ９１３を送信することによってセカンダリーチャネルの使用許可を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ９１４を返信する（時刻ｔ１１４）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末にフレームＦ９１５を送信する（時刻ｔ１１５）。一方、無線基地局ＡＰ２は、自身にＣＴＳフレームＦ９１６〜Ｆ９１８を送信した（時刻ｔ１１５）後、１１ａｘ無線端末に対して、フレームＦ９１９〜Ｆ９２１を送信する（時刻ｔ１１６）。続いて、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対して、ＡＣＫフレームＦ９２２を返信する（時刻ｔ１１８）。これと並行して、無線端末ＳＴＡ２１は、無線基地局ＡＰ２に対して、ＢＡフレームＦ９２３〜Ｆ９２５を返信する（時刻ｔ１１８）。
このように、ＲＴＳ／ＣＴＳの交換によりチャネルへのアクセス権を取得した無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルを含む自身の送信に必要なチャネルを確保した上で、Ｃ−ＰＯＬＬを用いて連携する無線基地局（ここでは無線基地局ＡＰ２）に対して自身が使用しないセカンダリーチャネルの使用を許可し、隣接セルからセカンダリーチャネルの使用許可を受けた無線基地局ＡＰ２は、プライマリーチャネルを用いてＣ−ＡＣＫを送信することにより、無線基地局ＡＰ１に対して自身がセカンダリーチャネルを使用することを伝えるとともに、無線基地局ＡＰ２のセル内の無線端末に対しは、無線基地局ＡＰ１から使用権を認められた時間の間だけ一時的にプライマリーチャネルとして使用するチャネルの情報と送受信を行う時間を伝えることができる。また、上記の手順により、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２に接続する無線端末にＮＡＶを設定させることができ、無線基地局ＡＰ１並びに無線基地局ＡＰ２が行うデータの送信を保護することが可能となる。また、データ転送時には、レガシー端末宛のデータをプライマリーチャネル上で送信し、ＯＦＤＭＡでの受信可能な無線端末宛のデータをセカンダリーチャネル群上で送信することで、従来は浪費されていたセカンダリーチャネルを有効に利用することができる。このとき、無線基地局ＡＰ２は送信権を与えられたセカンダリーチャネル上でのデータ転送を行うさいに、ＣＴＳ−ｔｏ−Ｓｅｌｆ手順で周波数リソースの確保を行うことで、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順を使用する場合と比較して、効率を改善することができる。更に、応答確認処理においては、応答であるＡＣＫやＢＡの送信にＵＬ ＯＦＤＭＡを適用することにより、応答確認に要する時間を短縮することができるため、周波数利用効率を向上することができる。これにより、従来のシステムと比較して、大幅な周波数利用小売の向上が可能となる。
図６８は、無線基地局連携１（１）とＢ−１（１）と応答確認１のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末に対して、ＲＴＳフレームＦ９３１を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ９３２を返信する（時刻ｔ１１２）。そして、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ９３３を送信することによってセカンダリーチャネルの使用許可を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ９１４を返信する（時刻ｔ１１４）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末にフレームＦ９３５を送信する（時刻ｔ１１５）。一方、無線基地局ＡＰ２は、１１ａｘ無線端末に対して、フレームＦ９３６〜Ｆ９３８を送信する（時刻ｔ１１５）。続いて、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対して、ＡＣＫフレームＦ９３９を返信する（時刻ｔ１１７）。これと並行して、無線端末ＳＴＡ２１は、無線基地局ＡＰ２に対して、ＢＡフレームＦ９４０〜Ｆ９４２を返信する（時刻ｔ１１７）。
このように、ＲＴＳ／ＣＴＳの交換によりチャネルへのアクセス権を取得した無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルを含む自身の送信に必要なチャネルを確保した上で、Ｃ−ＰＯＬＬを用いて連携する無線基地局（ここでは無線基地局ＡＰ２）に対して自身が使用しないセカンダリーチャネルの使用を許可し、隣接セルからセカンダリーチャネルの使用許可を受けた無線基地局ＡＰ２は、プライマリーチャネルを用いてＣ−ＡＣＫを送信することにより、無線基地局ＡＰ１に対して自身がセカンダリーチャネルを使用することを伝えるとともに、無線基地局ＡＰ２のセル内の無線端末に対しは、無線基地局ＡＰ１から使用権を認められた時間の間だけ一時的にプライマリーチャネルとして使用するチャネルの情報と送受信を行う時間を伝えることができる。また、上記の手順により、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２に接続する無線端末にＮＡＶを設定させることができ、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２が行うデータの送信を保護することが可能となる。また、データ転送時には、レガシー端末宛のデータをプライマリーチャネル上で送信し、ＯＦＤＭＡでの受信可能な無線端末宛のデータをセカンダリーチャネル群上で送信することで、従来は浪費されていたセカンダリーチャネルを有効に利用することができる。このとき、無線基地局ＡＰ２は送信権を譲渡されたセカンダリーチャネルは、無線基地局ＡＰ１がプライマリーチャネルでの送信権を確保したことで、これ以上のプロテクションは必要ないと判断し、Ｃ−ＡＣＫの返信後すぐにデータの送信を開始している。このため、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換によるプロテクションメカニズムを使用する場合と比較して、セカンダリーチャネルの利用効率を向上することができる。更に、応答確認処理においては、応答であるＡＣＫやＢＡの送信にＵＬ ＯＦＤＭＡを適用することにより、応答確認に要する時間を短縮することができるため、周波数利用効率を向上することができる。これにより、従来のシステムと比較して、大幅な周波数利用効率の向上が可能となる。
図６９は、無線基地局連携１（１）とＢ−１（１）と応答確認３のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末に対して、ＲＴＳフレームＦ９５１を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ９５２を返信する（時刻ｔ１１２）。そして、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ９５３を送信することによってセカンダリーチャネルの使用許可を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ９５４を返信する（時刻ｔ１１４）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末にフレームＦ９５５を送信する（時刻ｔ１１５）。一方、無線基地局ＡＰ２は、１１ａｘ無線端末に対して、フレームＦ９５６〜Ｆ９５８を送信する（時刻ｔ１１５）。続いて、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対して、ＡＣＫフレームＦ９５９を返信する（時刻ｔ１１７）。無線基地局ＡＰ２は、無線端末ＳＴＡ２１に対して、ＢＡＲフレームＦ９６０を送信する（時刻ｔ１１８）。これに対して、無線端末ＳＴＡ２１は、無線基地局ＡＰ２に対して、ＢＡフレームＦ９６１を返信する（時刻ｔ１１９）。この応答確認はプライマリーチャネルのみで実施する。
このように、ＲＴＳ／ＣＴＳの交換によりチャネルへのアクセス権を取得した無線基地局ＡＰ１は、プライマリーチャネルを含む自身の送信に必要なチャネルを確保した上で、Ｃ−ＰＯＬＬを用いて連携するＡＰ（ここではＡＰ２）に対して自身が使用しないセカンダリーチャネルの使用を許可し、隣接セルからセカンダリーチャネルの使用許可を受けた無線基地局ＡＰ２は、プライマリーチャネルを用いてＣ−ＡＣＫを送信することにより、無線基地局ＡＰ１に対して自身がセカンダリーチャネルを使用することを伝えるとともに、無線基地局ＡＰ２のセル内の無線端末に対しは、無線基地局ＡＰ１から使用権を認められた時間の間だけ一時的にプライマリーチャネルとして使用するチャネルの情報と送受信を行う時間を伝えることができる。また、上記の手順により、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２に接続する無線端末にＮＡＶを設定させることができ、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２が行うデータの送信を保護することが可能となる。また、データ転送時には、レガシー端末宛のデータをプライマリーチャネル上で送信し、ＯＦＤＭＡでの受信可能な無線端末宛のデータをセカンダリーチャネル群上で送信することで、従来は浪費されていたセカンダリーチャネルを有効に利用することができる。更に応答確認処理を行う際には、データ送信終了後にＳＩＦＳと呼ばれる非常に短い時間間隔でＡＣＫを返すというレガシーのプロトコルに配慮しつつ、無線基地局ＡＰ２が送信したデータに対する応答も、同じプライマリーチャネル上で時間的に続けて実施する。これにより、最初に獲得し保護されたＴＸＯＰとそれに続く短い時間の中で、無線基地局ＡＰ１および無線基地局ＡＰ２からの下りデータ送信とそれらに対する応答確認までを一連のシーケンスとして実施できる。応答確認をすべてプライマリーチャネル上で行うことにより、同じチャネルで運用している別のセルからの影響を受けにくくなるという利点がある。
図７０は、無線基地局連携６とＢ−１（１）と応答確認１のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＲＴＳフレームＦ９７１を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＣＴＳフレームＦ９７２を返信する（時刻ｔ１１２）。続いて、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末に対して、ＲＴＳフレームＦ９７３を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ９７４を返信する（時刻ｔ１１４）。そして、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、Ｃ−ＰＯＬＬフレームＦ９７５を送信することによってセカンダリーチャネルの使用許可を送信する（時刻ｔ１１５）。これに対して、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ９７６を返信する（時刻ｔ１１６）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａ無線端末に対してプライマリーチャネルを使用してフレームＦ９７７を送信する（時刻ｔ１１７）。一方、無線基地局ＡＰ２は、１１ａｘ無線端末に対して、セカンダリーチャネルを使用してフレームＦ９７８〜Ｆ９８０を同時に送信する（時刻ｔ１１７）。続いて、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対して、ＡＣＫフレームＦ９８１を返信する（時刻ｔ１１８）。また、無線端末ＳＴＡ２１は、無線基地局ＡＰ２に対して、ＢＡフレームＦ９８２〜Ｆ９８４を返信する（時刻ｔ１１８）。
このように、無線基地局ＡＰ１は、自身の送信バッファの先頭がレガシー無線端末のデータであった場合であり、かつ自身エリア内にＯＦＤＭＡ対応の端末が存在しない、あるいは存在しても当該ＯＦＤＭＡ対応端末宛のデータが存在しなかった場合で、バッファの先頭のデータを送信する際に自身が利用可能なチャネルのすべてを使いきらないことが明らかな場合には、最初から連携を想定してチャネルの確保を行いつつ連携する無線基地局ＡＰ２に自身が使用する予定のないチャネルの送信権を譲渡することで、無線基地局ＡＰ２ではセカンダリーチャネルでの送信に適切な無線端末の選択と送信の前処理を開始することができる。そして、無線基地局ＡＰ１はＣ−ＣＴＳを受信後にＲＴＳ/ＣＴＳ手順を用いて自身のエリア内のＴＸＯＰの確保と宛先無線端末における受信の可否を確認することができる。そしてそれに続くＣ−ＰＯＬＬとＣ−ＡＣＫの交換により、無線基地局ＡＰ１が無線基地局ＡＰ２に送信権を譲渡するチャネルを確定することができる。したがって、無線基地局ＡＰ１、ＡＰ２間の連携により周波数資源の浪費を抑制し、高い周波数利用効率を得ることができるのと同時に、Ｃ−ＲＴＳ／Ｃ−ＣＴＳやＲＴＳ／ＣＴＳといった制御シーケンスが実行される時間的な割合を削減することができるため、より効率的なデータ転送が可能となる。また、データ転送処理においては、レガシー端末宛のデータをプライマリーチャネル上で送信し、ＯＦＤＭＡでの受信可能な無線端末宛のデータをセカンダリーチャネル群上で送信することで、従来は浪費されていたセカンダリーチャネルを有効に利用することができる。更に応答確認処理においては、応答であるＡＣＫやＢＡの送信にＵＬ ＯＦＤＭＡを適用することにより、応答確認に要する時間を短縮することができるため、周波数利用効率を向上することができる。これにより、従来のシステムと比較して、大幅な周波数利用効率の向上が可能となる。
図７１は、無線基地局連携６の変形例とＢ−１（１）と応答確認１のフレームシーケンスを組み合わせたフレームシーケンスを示すタイムチャートである。まず、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、全チャネルを使用して、Ｃ−ＲＴＳフレームＦ９９１〜Ｆ９９４を送信する（時刻ｔ１１１）。これを受けて、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＲＴＳを受信したチャネル上でＣ−ＣＴＳフレーム（この場合はＦ９９５〜Ｆ９９８）を返信する（時刻ｔ１１２）。続いて、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｃ無線端末に対して、ＲＴＳフレームＦ９９９〜Ｆ１００２を送信する（時刻ｔ１１３）。これに対して、無線端末ＳＴＡ１１は、ＣＴＳフレームＦ１００３、Ｆ１００４を返信する（時刻ｔ１１４）。そして、無線基地局ＡＰ１は、無線基地局ＡＰ２に対して、使用可能と判断された全チャネルを使用してＣ−ＰＯＬＬフレームＦ１００５〜１００８を送信することによってセカンダリーチャネルの使用許可を送信する（時刻ｔ１１５）。これに対して、無線基地局ＡＰ２は、Ｃ−ＡＣＫフレームＦ１００９〜Ｆ１０１２を返信する（時刻ｔ１１６）。
次に、無線基地局ＡＰ１は、１１ａｃ無線端末に対して全チャネルを使用してフレームＦ１０１３〜Ｆ１０１４を送信する（時刻ｔ１１７）。一方、無線基地局ＡＰ２は、１１ａｘ無線端末に対して、セカンダリーチャネルを使用してフレームＦ１０１７〜Ｆ１０１８を同時に送信する（時刻ｔ１１７）。続いて、無線端末ＳＴＡ１１は、無線基地局ＡＰ１に対して、ＡＣＫフレームＦ１０１９、Ｆ１０２０を返信する（時刻ｔ１１８）。また、無線端末ＳＴＡ２１は、無線基地局ＡＰ２に対して、ＢＡフレームＦ１０２１〜Ｆ１０２２を返信する（時刻ｔ１１８）。
このように、本実施形態では図７０に示すフレームシーケンスにより得られる効果に加え、無線基地局ＡＰ１や無線基地局ＡＰ２が送信するＣ−ＲＴＳ、Ｃ−ＣＴＳ、ＲＴＳ、ＣＴＳ、Ｃ−ＰＯＬＬ，Ｃ−ＡＣＫといった制御信号をＤｕｐｌｉｃａｔｅモードで送信することにより、同じ周波数チャネル上で運用している周辺セルに対して使用するチャネルの情報をより明確に通知することができるため、周辺セルとの相互干渉を回避しやすくなるという効果が得られる。
以上説明したように、複数の無線基地局が連携して、互いのセルの中で使用しないチャネルをもう一方のセルに譲渡するようにしたため、周波数資源を有効に使用することができる。
なお、図１、図５２における無線基地局及び無線端末の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線通信処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。
周波数資源を有効利用して無線通信を行うことが求められる用途に適用できる。
ＡＰ１、ＡＰ２・・・無線基地局、１１・・・無線通信部、１２・・・送信権獲得部、１３・・・情報管理部、１４・・・制御部、ＳＴＡ１１、ＳＴＡ１２、ＳＴＡ１３、ＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５、ＳＴＡ２１、ＳＴＡ２２、ＳＴＡ２３・・・無線端末、２１・・・無線通信部、２２・・・送信権獲得部、２３・・・情報管理部、２４・・・制御部、Ｓ・・・サーバ、Ｎ・・・ネットワーク

Claims (17)

  1. 第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムであって、
    前記第１の無線基地局は、
    送信すべきデータが生起するとアクセス権を獲得するアクセス権獲得手段と、
    前記アクセス権を獲得した期間において、前記第１のセル内で使用しないチャネルの使用許可を前記第２の無線基地局に対して送信する使用許可送信手段とを備え、
    前記第２の無線基地局は、
    前記使用許可を得たチャネルを使用して前記第２のセル内において前記無線端末と通信を行う通信手段を備えた無線通信システム。
  2. 前記使用許可送信手段は、プライマリーチャネルを使用して、使用予定のないセカンダリーチャネルの前記使用許可を送信する請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 前記使用許可送信手段は、全てのチャネルを使用して、使用予定のないセカンダリーチャネルの前記使用許可を送信する請求項１に記載の無線通信システム。
  4. 前記使用許可送信手段は、全てのチャネルを使用して送信した送信要求に対して送信許可の返信のなかったチャネルの前記使用許可を送信する請求項１に記載の無線通信システム。
  5. 前記使用許可送信手段は、全てのチャネルを使用して送信した送信要求に対する送信許可の返信に基づき、使用予定のないチャネルの前記使用許可を送信する請求項１に記載の無線通信システム。
  6. 前記使用許可送信手段は、通信すべき無線端末が直交周波数分割多元接続を適用できない端末である場合に、セカンダリーチャネルの前記使用許可を送信する請求項１に記載の無線通信システム。
  7. 前記使用許可送信手段は、通信すべき無線端末が直交周波数分割多元接続を適用できない端末である場合に、セカンダリーチャネルの前記使用許可を送信し、
    前記使用許可を得た前記第２の無線基地局配下の前記無線端末は、使用可能なチャネルに応じて送信許可を返信する請求項１に記載の無線通信システム。
  8. 前記第１の無線基地局は、前記使用許可を与えることが可能なチャネルを確定させて前記使用許可送信手段によりプライマリーチャンネルを使用して前記使用許可を送信した後にデータ送信を行う請求項１に記載の無線通信システム。
  9. 前記第１の無線基地局は、前記使用許可を与えることが可能なチャネルを確定させて前記使用許可送信手段により全てのチャンネルを使用して前記使用許可を送信した後にデータ送信を行う請求項１に記載の無線通信システム。
  10. 前記第１の無線基地局は、前記使用許可を与えることが可能なチャネルを確定させて前記使用許可送信手段によりプライマリーチャンネルを使用して前記使用許可を送信し、該使用許可に対する肯定応答を受信した後にデータ送信を行う請求項１に記載の無線通信システム。
  11. 前記第１の無線基地局は、前記使用許可を与えることが可能なチャネルを確定させて前記使用許可送信手段により全てのチャンネルを使用して前記使用許可を送信し、該使用許可に対する肯定応答を受信した後にデータ送信を行う請求項１に記載の無線通信システム。
  12. 第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムであって、
    前記第１のセル内の無線端末は、
    前記直交周波数分割多元接続により複数の無線端末宛の異なるデータを異なるチャネル上で前記第１の無線基地局から送信されたデータを受信する第１のデータ受信手段と、
    前記第１のデータ受信手段により正しくデータを受信できた場合に、応答確認を送信する第１の応答確認送信手段とを備え、
    前記第２のセル内の無線端末は、
    前記第１の無線基地局から使用許可を得たチャネル上で前記直交周波数分割多元接続により前記第２の無線基地局から送信されたデータを受信する第２のデータ受信手段と、
    前記第２のデータ受信手段により正しくデータを受信できた場合に、応答確認を送信する第２の応答確認送信手段とを備えた無線通信システム。
  13. 前記第１の応答確認送信手段と前記第２の応答確認送信手段のそれぞれが返信する前記応答確認は、上りの直交周波数分割多元接続を用いて返信する請求項１２に記載の無線通信システム。
  14. 前記第２の無線基地局は、アクセス権を獲得するアクセス権獲得手段を備え、
    前記アクセス権を獲得後に前記応答確認を送信する請求項１２に記載の無線通信システム。
  15. 前記第１の応答確認送信手段と前記第２の応答確認送信手段のそれぞれが返信する前記応答確認は、前記第１の応答確認をプライマリーチャネルを用いて送信した後、前記第２の応答確認をプライマリーチャネルを用いて返信する請求項１２に記載の無線通信システム。
  16. 第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムが行う無線通信方法であって、
    前記第１の無線基地局が、送信すべきデータが生起するとアクセス権を獲得するアクセス権獲得ステップと、
    前記第１の無線基地局が、前記アクセス権を獲得した期間において、前記第１のセル内で使用しないチャネルの使用許可を前記第２の無線基地局に対して送信する使用許可送信ステップと、
    前記第２の無線基地局が、前記使用許可を得たチャネルを使用して前記第２のセル内において前記無線端末と通信を行う通信ステップと
    を有する無線通信方法。
  17. 第１のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第１の無線基地局と、前記第１の無線基地局との間で互いにキャリアセンス可能であり、第２のセル内において無線端末と直交周波数分割多元接続により通信を行う第２の無線基地局とが連携して動作する無線通信システムが行う無線通信方法であって、
    前記第１のセル内の無線端末が、前記直交周波数分割多元接続により複数の無線端末宛の異なるデータを異なるチャネル上で前記第１の無線基地局から送信されたデータを受信する第１のデータ受信ステップと、
    前記第１のセル内の無線端末が、前記第１のデータ受信ステップにより正しくデータを受信できた場合に、応答確認を送信する第１の応答確認送信ステップと、
    前記第２のセル内の無線端末が、前記第１の無線基地局から使用許可を得たチャネル上で前記直交周波数分割多元接続により前記第２の無線基地局から送信されたデータを受信する第２のデータ受信ステップと、
    前記第２のセル内の無線端末が、前記第２のデータ受信ステップにより正しくデータを受信できた場合に、応答確認を送信する第２の応答確認送信ステップと
    を有する無線通信方法。
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