JPWO2016121409A1 - 端末装置および基地局装置 - Google Patents

Abstract

ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とし、ＣＣＡ可変端末装置と、レガシー端末装置とが共存する環境において、ＣＣＡ可変端末装置がＣＣＡレベルを可変とすることにより、良好な通信を実現しつつ、レガシー端末の通信を保護する。基地局装置と無線通信を行なう端末装置であって、前記基地局装置から送信された無線信号を受信する受信部と、前記無線信号に含まれ、あるチャネルにおいて使用可能な、クリアチャネル評価に用いられるＣＣＡレベルの範囲に関する情報を含む第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を取得するＣＣＡ可変チャネル情報処理部と、前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、使用するチャネルの選択を行なう上位層部と、を備える。

Description

本発明は、キャリアセンスにより送信機会を制御する通信システムに適用される端末装置および基地局装置の技術に関する。

近年、無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格であるＩＥＥＥ８０２．１１のさらなる高速化を実現する、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃがＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.）により策定された。現在、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃの後継規格として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの標準化活動が開始されている。無線ＬＡＮデバイスの急速な普及に伴い、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ標準化においても、無線ＬＡＮデバイスの過密配置環境において、ユーザあたりのスループット向上の検討が行なわれている。

無線ＬＡＮシステムは、キャリアセンス（CS: Carrier Sense）に基づき送信可否判断を行なうシステムである。キャリアセンスにより受信干渉レベルがしきい値よりも低ければ、送信可能と判断し、しきい値よりも高い干渉電力を受信すれば、送信を回避する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ標準化において、キャリアセンスしきい値の変更、あるいは動的制御が議論されている。無線ＬＡＮデバイス過密配置環境下において、キャリアセンスしきい値を引き上げることによって、各デバイスの送信機会が向上することが期待される。しかし、キャリアセンスしきい値の引き上げには受信側の干渉レベルが増加する懸念もある。

非特許文献１では、キャリアセンスのためのしきい値（キャリアセンスレベル、CCAレベル: Clear Channel Assessmentレベル）を動的に変化させることにより、干渉制御が行なわれている。例えば、端末装置間距離が短い端末装置同士は、ＣＣＡレベルを引き上げることによって、送信機会を向上することができる仕組みである。ＣＣＡレベルを引き上げた場合、他端末装置に与える干渉量も増加することが想定されるが、送信端末装置のビームフォーミングや、ＭＵ−ＭＩＭＯ（Multi-User Multiple Input Multiple Output、SDMA: Spatial Division Multiple Access）や、受信端末装置の干渉抑圧技術を用いることにより、干渉による影響を低減可能である。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ標準化において、ＣＣＡレベルを可変とする機能に関する議論が行なわれている。そのため、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘに対応する端末装置（ax端末）は、従来のＣＣＡレベルと異なる値を用いることが想定される。

IEEE 802.11-14/0779r2 DSC Practical Usage

しかしながら、ＣＣＡレベルを可変とする機能により、ＣＣＡレベルを可変とする機能に対応した端末装置（以下、CCA可変端末装置。）は干渉制御の効果により良好な通信が可能と考えられるが、ＣＣＡレベルを可変する機能に対応していない端末装置（例えばIEEE802.11ax以前の規格IEEE802.11a，IEEE802.11b，IEEE802.11g，IEEE802.11n，IEEE802.11ac等に対応する端末装置。以下、レガシー端末装置とも呼称）は、干渉量の増大により通信機会が大幅に減少することが懸念されている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とし、ＣＣＡ可変端末装置と、レガシー端末装置とが共存する環境において、ＣＣＡ可変端末装置がＣＣＡレベルを可変とすることにより、良好な通信を実現しつつ、レガシー端末の通信を保護することができる端末装置および基地局装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の端末装置は、キャリアセンスにより送信機会を制御する通信システムに適用され、基地局装置と無線通信を行なう端末装置であって、前記基地局装置から取得した第１のＣＣＡ（Clear Channel Assessment）可変チャネル指示情報に基づいて、他のチャネルへの移行を指示するＣＣＡ可変チャネル情報処理部と、前記指示に基づいて、キャリアセンスを行なうチャネルを選択するＣＳＭＡ／ＣＡ部と、を備えることを特徴とする。

このように、基地局装置から取得した第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づいて、他のチャネルへの移行を指示する。例えば、ＣＣＡレベルを変更することができるチャネルへの移行を指示する。そして、その指示に基づいて、キャリアセンスを行なうチャネルを選択するので、各端末装置が使用する無線リソースを分離することができ、通信機会が減少する端末装置の発生が回避され、端末装置当たりのスループットを大幅に向上させることが可能となる。

本発明によれば、良好な通信を実現しつつ、端末装置当たりのスループットを大幅に向上させることが可能となる。

無線ＬＡＮシステム構成の一例を示した図である。 本実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。 ＢＳＳ３０１が使用可能なチャネルの一例を示した図である。 基地局装置１０１の装置構成の一例を示した図である。 端末装置２００の装置構成の一例を示した図である。 端末装置２００ａの装置構成を示した図である。 基地局装置１０１と、端末装置２００と、端末装置２００ａとの処理の流れの一例を示すタイミングチャートである。 チャネルアグリゲーションを用いる場合のチャネルの一例を示した図である。 本実施形態に係る無線通信システムの概略を示した図である。 端末装置２２００が、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるチャネルアグリゲーションを用いる場合のアクセスメカニズムの一例を示した図である。 本実施形態に係る基地局装置２１０１の装置構成の一例を示した図である。 本実施形態に係る端末装置２２００の装置構成の一例を示した図である。 ＤＢＯの手順の概略の一例を示した図である。 ＯＦＤＭＡにおける使用可能なチャネルの一例を示した図である。 本実施形態に係る無線通信システムの概略を示した図である。 本実施形態に係る基地局装置３１０１の装置構成の一例を示した図である。 本実施形態に係る端末装置３２００の装置構成の一例を示した図である。 ＵＬ−ＯＦＤＭＡの実施形態の一例を示した図である。 ＯＦＤＭＡ伝送時のアクセスメカニズムの一例を示す概略図である。 ＤＢＯに基づく、ＯＦＤＭＡ伝送時のアクセスメカニズムの一例を示す概略図である。 チャネルアグリゲーションを用いる場合のチャネルの一例を示した図である。

本実施形態における通信システムは、無線送信装置（アクセスポイント、AP: Access point、基地局装置）、および複数の無線受信装置（ステーション、STA: Station、端末装置）を備える。また、ＡＰとＳＴＡとで構成されるネットワークを基本サービスセット（BSS: Basic service set、管理範囲）と呼ぶ。また、無線送信装置と、無線受信装置をまとめて、無線ＬＡＮ（Local area network）装置とも呼称する。

ＢＳＳ内のＡＰおよびＳＴＡは、それぞれＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance）に基づいて、通信を行なうものとする。本実施形態においては、ＡＰが複数のＳＴＡと通信を行なうインフラストラクチャモードを対象とするが、本実施形態の方法は、ＳＴＡ同士が通信を直接行なうアドホックモードでも実施可能である。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、各装置は、共通のフレームフォーマットを持った複数のフレームタイプの送信フレームを送信することが可能である。送信フレームは、物理（Physical: PHY）層、媒体アクセス制御（Medium access control: MAC）層、論理リンク制御（LLC: Logical Link Control）層でそれぞれ定義されている。ＰＨＹ層の送信フレームは、物理プロトコルデータユニット（PPDU: PHY protocol data unit）と呼ばれる。ＰＰＤＵは、物理層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれる物理層ヘッダ（PHYヘッダ）と、物理層で処理されるデータユニットである物理サービスデータユニット（PSDU: PHY service data unit）等から構成される。ＰＳＤＵは無線区間における再送単位となるＭＡＣプロトコルデータユニット（MPDU: MAC protocol data unit）が複数集約された集約ＭＰＤＵ（A-MPDU: Aggregated-MPDU）で構成されることが可能である。

ＰＨＹヘッダには、信号の検出・同期等に用いられるショートトレーニングフィールド（STF: Short training field）、データ復調のためのチャネル情報を取得するために用いられるロングトレーニングフィールド（LTF: Long training field）などの参照信号と、データ復調のための制御情報が含まれているシグナル（Signal: SIG）などの制御信号が含まれる。また、ＳＴＦは、対応する規格に応じて、レガシーＳＴＦ（L-STF: Legacy-STF）や、高スループットＳＴＦ（HT-STF: High throughput-STF）や、超高スループットＳＴＦ（VHT-STF: Very high throughput-STF）等に分類され、ＬＴＦやＳＩＧも同様にＬ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦ、ＶＨＴ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ、ＶＨＴ−ＳＩＧに分類される。ＶＨＴ−ＳＩＧは更にＶＨＴ−ＳＩＧ−ＡとＶＨＴ−ＳＩＧ−Ｂに分類される。

ＰＰＤＵは対応する規格に応じて変調される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格であれば、直交周波数分割多重（OFDM: Orthogonal frequency division multiplexing）信号に変調される。

ＭＰＤＵはＭＡＣ層での信号処理を行なうためのヘッダ情報等が含まれるＭＡＣ層ヘッダ（MAC header）と、ＭＡＣ層で処理されるデータユニットであるＭＡＣサービスデータユニット（MSDU: MAC service data unit）もしくはフレームボディ、ならびにフレームに誤りがないかをどうかをチェックするフレーム検査部（Frame check sequence: FCS）で構成されている。また、複数のＭＳＤＵは集約ＭＳＤＵ（A-MSDU: Aggregated-MSDU）として集約されることも可能である。

ＭＡＣ層の送信フレームのフレームタイプは、装置間の接続状態などを管理するマネージメントフレーム、装置間の通信状態を管理するコントロールフレーム、および実際の送信データを含むデータフレームの３つに大きく分類され、それぞれは更に複数種類のサブフレームタイプに分類される。コントロールフレームには、受信完了通知（Ack: Acknowledge）フレーム、送信要求（RTS: Request to send）フレーム、受信準備完了（CTS: Clear to send）フレーム等が含まれる。マネージメントフレームには、ビーコン（Beacon）フレーム、プローブ要求（Probe request）フレーム、プローブ応答（Probe response）フレーム、認証（Authentication）フレーム、接続要求（Association request）フレーム、接続応答（Association response）フレーム等が含まれる。データフレームには、データ（Data）フレーム、ポーリング（CF-poll）フレーム等が含まれる。各装置は、ＭＡＣヘッダに含まれるフレームコントロールフィールドの内容を読み取ることで、受信したフレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプを把握することができる。

ビーコンフレームには、ビーコンが送信される周期（Beacon interval）やＡＰを識別する情報（SSID: Service set identifier等）を記載するフィールド（Field）が含まれる。ＡＰは、ビーコンフレームを周期的にＢＳＳ内に報知することが可能であり、ＳＴＡはビーコンフレームを受信することで、ＳＴＡ周辺のＡＰを把握することが可能である。ＳＴＡがＡＰより報知されるビーコンフレームに基づいてＡＰを把握することを受動的スキャニング（Passive scanning）と呼ぶ。一方、ＳＴＡがプローブ要求フレームをＢＳＳ内に報知することで、ＡＰを探査することを能動的スキャニング（Active scanning）と呼ぶ。ＡＰは該プローブ要求フレームへの応答としてプローブ応答フレームを送信することが可能であり、該プローブ応答フレームの記載内容は、ビーコンフレームと同等である。

ＳＴＡはＡＰを認識したあとに、該ＡＰに対して接続処理を行なう。接続処理は認証（Authentication）手続きと接続（Association）手続きに分類される。ＳＴＡは接続を希望するＡＰに対して、認証フレーム（認証要求）を送信する。ＡＰは、認証フレームを受信すると、該ＳＴＡに対する認証の可否などを示すステータスコードを含んだ認証フレーム（認証応答）を該ＳＴＡに送信する。ＳＴＡは、該認証フレームに記載されたステータスコードを読み取ることで、自装置が該ＡＰに認証を許可されたか否かを判断することができる。なお、ＡＰとＳＴＡは認証フレームを複数回やり取りすることが可能である。

ＳＴＡは認証手続きに続いて、ＡＰに対して接続手続きを行なうために、接続要求フレームを送信する。ＡＰは接続要求フレームを受信すると、該ＳＴＡの接続を許可するか否かを判断し、その旨を通知するために、接続応答フレームを送信する。接続応答フレームには、接続処理の可否を示すステータスコードに加えて、ＳＴＡを識別するためのアソシエーション識別番号（AID: Association identifier）が記載されている。ＡＰは接続許可を出したＳＴＡにそれぞれ異なるＡＩＤを設定することで、複数のＳＴＡを管理することが可能となる。

接続処理が行なわれたのち、ＡＰとＳＴＡは実際のデータ伝送を行なう。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、分散制御機構（DCF: Distributed Coordination Function）と集中制御機構（PCF: Point Coordination Function）、およびこれらが拡張された機構（拡張分散チャネルアクセス（EDCA: Enhanced distributed channel access）や、ハイブリッド制御機構（HCF: Hybrid coordination function）等）が定義されている。以下では、ＡＰがＳＴＡにＤＣＦで信号を送信する場合を例にとって説明する。

ＤＣＦでは、ＡＰおよびＳＴＡは、通信に先立ち、自装置周辺の無線チャネルの使用状況を確認するキャリアセンス（CS: Carrier sense）を行なう。例えば、送信局であるＡＰは予め定められたクリアチャネル評価レベル（CCAレベル: Clear channel assessment level）よりも高い信号を該無線チャネルで受信した場合、該無線チャネルでの送信フレームの送信を延期する。以下では、該無線チャネルにおいて、ＣＣＡレベル以上の信号が検出される状態をビジー（Busy）状態、ＣＣＡレベル以上の信号が検出されない状態をアイドル（Idle）状態と呼ぶ。このように、各装置が実際に受信した信号の電力に基づいて行なうＣＳを物理キャリアセンス（物理CS）と呼ぶ。なおＣＣＡレベルをキャリアセンスレベル（CS level）、もしくはＣＣＡ閾値（CCA threshold: CCAT）とも呼ぶ。なお、ＡＰおよびＳＴＡは、ＣＣＡレベル以上の信号を検出した場合は、少なくともＰＨＹ層の信号を復調する動作に入る。

ＡＰは送信する送信フレームに種類に応じたフレーム間隔（IFS: Inter frame space）だけキャリアセンスを行ない、無線チャネルがビジー状態かアイドル状態かを判断する。ＡＰがキャリアセンスする期間は、これからＡＰが送信する送信フレームのフレームタイプおよびサブフレームタイプによって異なる。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、期間の異なる複数のＩＦＳが定義されており、最も高い優先度が与えられた送信フレームに用いられる短フレーム間隔（SIFS: Short IFS）、優先度が比較的高い送信フレームに用いられるポーリング用フレーム間隔（PCF IFS: PIFS）、最も優先度の低い送信フレームに用いられる分散制御用フレーム間隔（DCF IFS: DIFS）などがある。ＡＰがＤＣＦでデータフレームを送信する場合、ＡＰはＤＩＦＳを用いる。

ＡＰはＤＩＦＳだけ待機したあとで、フレームの衝突を防ぐためのランダムバックオフ時間だけ更に待機する。ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおいては、コンテンションウィンドウ（CW: Contention window）と呼ばれるランダムバックオフ時間が用いられる。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ある送信局が送信した送信フレームは、他送信局からの干渉が無い状態で受信局に受信されることを前提としている。そのため、送信局同士が同じタイミングで送信フレームを送信してしまうと、フレーム同士が衝突してしまい、受信局は正しく受信することができない。そこで、各送信局が送信開始前に、ランダムに設定される時間だけ待機することで、フレームの衝突が回避される。ＡＰはキャリアセンスによって無線チャネルがアイドル状態であると判断すると、ＣＷのカウントダウンを開始し、ＣＷが０となって初めて送信権を獲得し、ＳＴＡに送信フレームを送信できる。なお、ＣＷのカウントダウン中にＡＰがキャリアセンスによって無線チャネルをビジー状態と判断した場合は、ＣＷのカウントダウンを停止する。そして、無線チャネルがアイドル状態となった場合、先のＩＦＳに続いて、ＡＰは残留するＣＷのカウントダウンを再開する。

受信局であるＳＴＡは、送信フレームを受信し、該送信フレームのＰＨＹヘッダを読み取り、受信した送信フレームを復調する。そして、ＳＴＡは復調した信号のＭＡＣヘッダを読み取ることで、該送信フレームが自装置宛てのものか否かを認識することができる。なお、ＳＴＡは、ＰＨＹヘッダに記載の情報（例えば、VHT-SIG-Aの記載されるグループ識別番号（GID: Group identifier））に基づいて、該送信フレームの宛先を判断することも可能である。

ＳＴＡは、受信した送信フレームが自装置宛てのものと判断し、そして誤りなく送信フレームを復調できた場合、フレームを正しく受信できたことを示すＡＣＫフレームを送信局であるＡＰに送信しなければならない。ＡＣＫフレームは、ＳＩＦＳ期間の待機だけ（ランダムバックオフ時間は取られない）で送信される最も優先度の高い送信フレームの一つである。ＡＰはＳＴＡから送信されるＡＣＫフレームの受信をもって、一連の通信を終了する。なお、ＳＴＡがフレームを正しく受信できなかった場合、ＳＴＡはＡＣＫを送信しない。よってＡＰは、フレーム送信後、一定期間（SIFS＋ACKフレーム長）の間、受信局からのＡＣＫフレームを受信しなかった場合、通信は失敗したものとして、通信を終了する。このように、ＩＥＥＥ８０２．１１システムの１回の通信（バーストとも呼ぶ）の終了は、ビーコンフレームなどの報知信号の送信の場合や、送信データを分割するフラグメンテーションが用いられる場合などの特別な場合を除き、必ずＡＣＫフレームの受信の有無で判断されることになる。

ＳＴＡは、受信した送信フレームが自装置宛てのものではないと判断した場合、ＰＨＹヘッダ等に記載されている該送信フレームの長さ（Length）に基づいて、ネットワークアロケーションベクタ（NAV: Network allocation vector）を設定する。ＳＴＡは、ＮＡＶに設定された期間は通信を試行しない。つまり、ＳＴＡは物理ＣＳによって無線チャネルがビジー状態と判断した場合と同じ動作をＮＡＶに設定された期間行なうことになるから、ＮＡＶによる通信制御は仮想キャリアセンス（仮想CS）とも呼ばれる。ＮＡＶは、ＰＨＹヘッダに記載の情報に基づいて設定される場合に加えて、隠れ端末問題を解消するために導入される送信要求（RTS: Request to send）フレームや、受信準備完了（CTS: Clear to send）フレームによっても設定される。

各装置がキャリアセンスを行ない、自律的に送信権を獲得するＤＣＦに対して、ＰＣＦは、ポイントコーディネータ（PC: Point coordinator）と呼ばれる制御局が、ＢＳＳ内の各装置の送信権を制御する。一般にＡＰがＰＣとなり、ＢＳＳ内のＳＴＡの送信権を獲得することになる。

ＰＣＦによる通信期間には、非競合期間（CFP: Contention free period）と競合期間（CP: Contention period）が含まれる。ＣＰの間は、前述してきたＤＣＦに基づいて通信が行なわれ、ＰＣが送信権を制御するのはＣＦＰの間となる。ＰＣであるＡＰは、ＣＦＰの期間（CFP Max duration）などが記載されたビーコンフレームをＰＣＦの通信に先立ちＢＳＳ内に報知する。なお、ＰＣＦの送信開始時に報知されるビーコンフレームの送信にはＰＩＦＳが用いられ、ＣＷを待たずに送信される。該ビーコンフレームを受信したＳＴＡは、該ビーコンフレームに記載されたＣＦＰの期間をＮＡＶに設定する。以降、ＮＡＶが経過する、もしくはＣＦＰの終了をＢＳＳ内に報知する信号（例えば、CF-endを含んだデータフレーム）が受信されるまでは、ＳＴＡはＰＣより送信される送信権獲得をシグナリングする信号（例えば、CF-pollを含んだデータフレーム）を受信した場合のみ、送信権を獲得可能である。なお、ＣＦＰの期間内では、同一ＢＳＳ内でのパケットの衝突は発生しないから、各ＳＴＡはＤＣＦで用いられるランダムバックオフ時間を取らない。

図１は、無線ＬＡＮシステム構成の一例を示した図である。無線ＬＡＮシステムは、一つ、または複数の基地局装置と、一つまたは複数の端末装置により構成される。図１の例では、基地局装置１と、端末装置２とがＢＳＳ３を構成している。基地局装置１が端末装置２にデータ送信を行なう場合を、ダウンリンク（DL: Downlink）と呼び、端末装置２が基地局装置１にデータ送信を行なう場合をアップリンク（UL: Uplink）と呼ぶ。

基地局装置１は、ビーコンを定期的に端末装置２に対して送信する。端末装置２は、基地局装置１のビーコンを受信することにより、無線通信に必要な情報（例えば、変調方式や誤り訂正符号の種類等）を取得する。

無線ＬＡＮ装置９９は、データ送信を行なう前にキャリアセンスを行ない、送信可否の判断を行なう。ここで無線ＬＡＮ装置９９とは、無線ＬＡＮ機能を有する装置のことであり、基地局装置１と端末装置２を含んだ呼び方である。無線ＬＡＮ装置９９は、キャリアセンスに基づき送信可否判断を行なう。無線ＬＡＮシステムでは、各無線ＬＡＮ装置９９がキャリアセンスに基づく自律分散制御により効率的な周波数再利用を実現している。

なお、以下では伝送方式としてＯＦＤＭ、またはＯＦＤＭＡを用いるものとして説明するが、これは本発明を限定するものではなく、伝送方式としては、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるその他の方式（周波数ホッピング等）でも良いし、それ以外の方式（CDMA: Code Division Multiple Access, FDMA: Frequency Division Multiple Access等）でも良い。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭを用いるものとして説明を行なう。

図２は、本実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。基地局装置１０１と端末装置２０１〜２０２と、端末装置２０１ａ〜２０２ａとが、ＢＳＳ３０１を構成している。ここで、端末装置２０１〜２０２は、ＣＣＡレベルを可変とする機能に対応した、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に準拠する端末装置（以下、CCA可変端末装置とも呼称する）であり、端末装置２０１ａ〜２０２ａは、ＣＣＡレベルを可変とする機能に未対応の端末装置（以下、レガシー端末とも呼称する）である。また、以下では端末装置２０１〜２０２と、端末装置２０１ａ〜２０２ａとをまとめて端末装置２０とも呼称し、端末装置２０１〜２０２を、端末装置２００とも呼称し、端末装置２０１ａ〜２０２ａを、端末装置２００ａとも呼称する。また、基地局装置１０１と端末装置２０を合わせて無線ＬＡＮ装置９９とも呼称する。

なお、端末装置２００ａは、ＢＳＳ３０１に属している（これは、例えばＢＳＳ３０１が形成する地理的領域に含まれている状態でも構わない）が、基地局１０１と接続されていない端末でも構わない。これには、例えば３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）が策定するＬＴＥ（Long Term Evolution）規格に対応する端末であっても良い。３ＧＰＰでは、現在ＬＴＥ−Ｕ（LTE-Unlicensed）が検討されており、無線ＬＡＮ装置９９と同じ周波数帯を用いて通信を行なう装置が考えられる。一般に無線ＬＡＮ装置９９はアンライセンスバンド（免許不要帯）である２．４ＧＨｚ帯周辺と５ＧＨｚ帯周辺のバンドを使用しており、ＬＴＥ−Ｕではアンライセンスバンドの利用が検討されている。ただし、周波数帯に関してはこれに限定するものではない。例えば、ＬＴＥシステムにおけるアンライセンスバンドの利用の形態として、ＬＡＡ（License Assisted Access）が検討されている。ＬＡＡは、ＬＴＥシステムで使用されるライセンスバンドでの通信のオフロード（負荷軽減）を目的としてアンライセンスバンドを使用したシステムを指す。本発明に係る通信システムは、端末装置２００ａの通信機会を保護するためのものであり、端末装置２００ａは上記のＬＴＥ規格に対応する端末装置（LAA対応端末装置含む）を含む。

なお、本実施形態に係るＢＳＳ３０１は、基地局装置１０１と、端末装置２００のみから構成されていても構わない。この場合でも、ＢＳＳ３０１が基地局装置１０１と、端末装置２００と、端末装置２００ａとで構成されている場合と同様に本発明を実施可能である。

図３は、ＢＳＳ３０１が使用可能なチャネル（帯域、Ch: Channel、バンド、BW: Bandwidth）の一例を示した図である。チャネル４０１〜４０４は、ＢＳＳ３０１が使用可能なチャネルを示す。以下では、チャネル４０１〜４０４をチャネル４００とも呼称する。基地局装置１０１は、ＢＳＳ３０１で使用可能なチャネルの中から最も良好なチャネルを選択することが望ましい。ここで、良好なチャネルとは、例えば、干渉レベルが最も小さいチャネルを指すが、これに限定されない。干渉レベルは、時間的に平均された平均電力でも良いし、瞬間的に測定された瞬時電力でも良い。また、良好なチャネルとは干渉レベルの大小ではなく、周囲の地理的情報によって判断されても良い。

基地局装置１０１は、複数のチャネル４００を使用して、端末装置２０に対して送信フレームの送信を行なっても良い。基地局装置１０１は、時間的に分割して複数のチャネル４００を使用しても良いし、時間的に同時に複数チャネル４００を使用したデータ送信を行なっても良い。例えば、時間的に同時に複数チャネル４００を使用する方法として、ＣＡ（Carrier Aggregation、チャネルボンディング、チャネルアグリゲーション）を用いても良いし、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用いても良い。ＯＦＤＭＡ伝送では、複数の端末装置２０に対して時間的に同時にデータ伝送を行なうことができるという利点がある。なお、本実施形態に係る無線通信システムは、基地局装置１０１は時間的に分割して複数チャネル４００を使用するシステムを前提とする。

基地局装置１０１は、端末装置２０それぞれに対して、どのチャネルを用いてデータ送信を行なうかに関して、スケジューリング（割り当て）を行なうことができる。例えば基地局装置１０１は、端末装置２００に対してチャネル４０１を割り当て、端末装置２００ａに対してチャネル４０２を割り当てても良い。

無線ＬＡＮ装置９９は、キャリアセンスに基づき、送信可否判断を行なう。ＣＣＡレベルは、無線ＬＡＮ装置９９で同じ値を使用しても良いし、基地局装置１０１と、端末装置２００と、端末装置２００ａとで異なる値を使用しても良い。なお、本実施形態に係る端末装置２００ａは、常に固定のＣＣＡレベルを用いてキャリアセンスを行なうが、基地局装置１０１と端末装置２００は、時間、周波数、空間等のリソースごとや、宛先端末ごとに別々のＣＣＡレベルを用いても良い。

一般に、ＣＣＡレベルを引き上げると、許容できる干渉レベルの範囲が広がるため、当該端末装置の送信機会が向上するが、受信側では干渉レベルが増大するため、通信品質が劣化し、受信エラーが増加する懸念がある。しかし、ある程度の干渉レベルであれば、適応変調やキャプチャ効果など、無線通信に特有の機能、効果により受信エラーの大幅な増加は緩和されるものと期待される。

本実施形態に係る無線通信システムでは、端末装置２００は引き上げられたＣＣＡレベルＣａｘを用いてキャリアセンスを行ない、端末装置２００ａはＣｌを用いてキャリアセンスするものとして説明を行なう。つまり、Ｃａｘ＞Ｃｌであるが、これは本実施形態に係る無線通信システムを限定するものではなく、端末装置２００と端末装置２００ａのＣＣＡレベルの関係は、上記以外の条件であっても良い。また、Ｃａｘは時間、周波数、空間等のリソースに依存して適応的に変化（CCAレベル動的制御）しても良い。また、端末装置２００がＣＣＡレベル動的制御を行なう場合、基地局装置１０１は、端末装置２００に対してＣＣＡ可変範囲に関する情報を通知することができる。

端末装置２００は、Ｃａｘでキャリアセンスを実施するため、送信機会を増加させることが可能であるが、同時にＢＳＳ３０１の干渉レベルを増加させる。端末装置２００ａは、Ｃｌでキャリアセンスするため、送信機会を増加することができず、かつ端末装置２００が及ぼす干渉レベル増加の影響を受け、さらに通信品質が劣化する。さらに言えば、端末装置２００が干渉レベルを増加させる影響により、送信機会獲得率もさらに減少することが懸念され、端末装置２００ａは著しくスループットが劣化するものと考えられる。本実施形態に係る無線通信システムは、ＢＳＳ３０１が使用可能なチャネル４００の一つまたは複数のチャネルのみを、ＣＣＡ可変チャネルに指定し、基地局装置１０１が端末装置２００に第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を通知することにより、上記の問題を解決する発明に関する。

なお、以下ではアップリンク送信を考慮するものとして説明するが、本実施形態の一態様は、これに限定されるものではなく、ダウンリンク送信においても同様の動作が可能である。

図４は、基地局装置１０１の装置構成の一例を示した図である。基地局装置１０１は、上位層部１００１と、ＣＣＡ可変チャネル決定部１００２と、送信部１００３と、受信部１００４と、アンテナ部１００５と、から構成される。

上位層部１００１は、他のネットワークと接続され、ＣＣＡ可変チャネル決定部１００２に情報を通知する機能を有する。ここで、上位層部１００１がＣＣＡ可変チャネル決定部１００２に通知する情報には、基地局１０１が所属するＢＳＳ３０１が使用可能なチャネルに関する情報や、端末装置２００と、端末装置２００ａの割合に関する情報等、ＣＣＡ可変チャネル決定に使用されうる情報が含まれることもできる。また、上位層部１００１は、端末装置２０から送信される送信フレーム内部のＭＡＣヘッダやデータを解析する機能をも持つ。

ＣＣＡ可変チャネル決定部１００２は、ＣＣＡ可変チャネルを決定し、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を生成し、送信部１００３に通知する。ＣＣＡ可変チャネル決定部１００２、および第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報については後述する。

送信部１００３は、通知フレーム生成部１００３ａと、無線送信部１００３ｂとから構成される。送信部１００３は、ＣＳＭＡ／ＣＡ部１００６から通知される送信可否判断情報に基づき、送信可否判断を行なう。

通知フレーム生成部１００３ａは、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を端末２００に通知するための通知フレームを生成する機能を有する。基地局装置１０１は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報通知に使用する通知フレームとして、ビーコン信号やプローブ応答信号（プローブレスポンス: Probe Response）等のマネージメントフレームや、ＲＴＳ／ＣＴＳ（Request to Send / Clear to Send）等の制御フレームや、送信データを送信するデータフレーム等を用いることができる。ビーコン信号は、基地局装置１０１が定期的に報知情報を端末装置２０に通知するためのマネージメントフレームであり、複数の情報要素から構成される。ビーコン信号が構成する情報要素には、変調方式のケイパビリティに関する情報要素や、電力制御に関する情報要素や、ＱｏＳ（Quality of Service）関連情報要素や、使用するチャネルの移動に関する情報要素等が含まれうる。なお、ビーコン信号は、上記の情報要素すべてを含んでいる必要はないし、上記以外の情報要素が含まれていても構わない。

通知フレーム生成部１００３ａは、通知フレームに（ビーコン信号、プローブ応答、認証応答、接続応答の情報要素内、または通知フレームのMACヘッダやPHYヘッダ内、またはデータフレーム内等）に第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を挿入できる。通知フレーム生成部１００３ａが生成した通知フレームは、プリコーディングフィルタ乗算、誤り訂正符号化、マッピング処理等が施された後、無線送信部１００３ｂに通知される。

無線送信部１００３ｂは、通知フレーム生成部１００３ａが生成する通知フレームを、無線周波数（RF: Radio Frequency）帯の信号に変換し、無線周波数信号を生成する。無線送信部１００３ｂが行なう処理には、デジタル・アナログ変換、フィルタリング、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換等が含まれる。

受信部１００４は、無線受信部１００４ａと、信号復調部１００４ｂとから構成される。受信部１００４は、アンテナ部１００５が受信する干渉信号から、干渉レベルに関する情報を生成し、ＣＳＭＡ／ＣＡ部１００６に通知する。

無線受信部１００４ａは、アンテナ部１００５が受信するＲＦ帯の信号を物理チャネル信号に変換し、ベースバンド信号を生成する。無線受信部１００４ａが行なう処理には、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換処理、フィルタリング、アナログ・デジタル変換が含まれる。

信号復調部１００４ｂは、無線受信部１００４ａが生成するベースバンド信号を復調し、ＭＡＣフレームを取り出す。信号復調部１００４ｂが行なう復調処理には、チャネル等化、デマッピング、誤り訂正復号化等が含まれる。

アンテナ部１００５は、無線送信部１００３ｂが生成する無線周波数信号をＳＴＡ２０に向けて、無線空間に送信する機能を有する。また、アンテナ部１００５は、ＳＴＡ２００から送信される無線周波数信号を受信する機能を有する。また、アンテナ部１００５は、ＡＰ１０１がキャリアセンスを実施する場合に、無線空間に存在する当該チャネルの信号を受信する機能を有する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ部１００６は、ＣＳＭＡ／ＣＡ動作機能を有する。ＣＳＭＡ／ＣＡ部１００６は、受信部１００４が生成する干渉レベルに関する情報を用いたキャリアセンスにより、基地局装置１０１の送信可否判断を行ない、送信可否判断情報を生成する。例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ部１００６は、干渉レベルに関する情報として、受信干渉電力ＩＣＡを取得したものとする。ＣＳＭＡ／ＣＡ部１００６は、ＣＣＡレベルＣｖａを用いて、ＩＣＡ＜Ｃｖａが真の場合、送信可能と判断し、偽の場合送信待機の判断を行なう。以下では、ＣＳＭＡ／ＣＡ部１００６はＣＣＡレベルを用いたキャリアセンスを実施するものとして説明を行なうが、これは本実施形態を限定するものではない。その他のキャリアセンスによる送信可否判断方法においても、本実施形態を適用可能である。

上記のＣＳＭＡ／ＣＡ部が実施するキャリアセンス動作の一例には、無線ＬＡＮ装置９９がＣＣＡレベルＣｖａまたはＣＣＡレベルＣｌを既知とすることが前提となる。例えば、従来のＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＣＣＡレベルは固定値Ｃｌが使用されている。ＩＥＥＥ８０２．１１規格が採用するキャリアセンス方法として、例えばＣＣＡ−ＳＤ（Clear Channel Assessment - Signal Detection）とＣＣＡ−ＥＤ（Clear Channel Assessment - Energy Detection）の２種類が存在する。ＣＣＡ−ＳＤは、干渉信号を復調できた場合に適用可能なアルゴリズムであり、２０ＭＨｚ帯域の伝送を実施する場合、ＣＣＡレベルとして−８２ｄＢｍが用いられる。ＣＣＡ―ＥＤは、干渉信号の復調可否に関係なく適用可能なアルゴリズムであり、２０ＭＨｚ帯域の伝送を実施する場合、ＣＣＡレベルとして−６２ｄＢｍが用いられる。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格等のように、無線通信装置が自律分散的に送信可否判断を行なうシステムにおいては、各無線通信装置が同時に送信を行なうことに起因する、送信の衝突（Collision）が発生しうる。この衝突を回避するため、データ送信しようとする無線通信装置が、ランダムバックオフだけ送信を待機する。

図５は、端末装置２００の装置構成の一例を示した図である。端末装置２００は上位層部２００１と、送信部２００２と、受信部２００３と、アンテナ部２００４と、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２００５と、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００６と、から構成される。ここで、送信部２００２、受信部２００３およびアンテナ部２００４は、無線部を構成する。

上位層部２００１は、上位層（Upper Layer、IP層、TCP層、セッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層等）データを生成する。上位層部２００１は、生成した送信データを送信部２００２へ通知する。また、上位層部２００１は、受信部２００３が復調した復調データを上位層へ通知する機能も有する。

送信部２００２は、さらに物理層フレーム生成部２００２１と、無線送信部２００２２と、から構成される。送信部２００２は、ＣＳＭＡ／ＣＡ部が生成する送信可否判断情報に基づき、送信可否判断を行なう。

物理層フレーム生成部２００２１は、送信データに対してプリコーディングフィルタ乗算、誤り訂正符号化、マッピング処理等を施し、物理層フレームを生成する。

無線送信部２００２２は、物理層フレーム生成部２００２１が生成する物理層フレームを、無線周波数（RF: Radio Frequency）帯の信号に変換し、無線周波数信号を生成する。無線送信部２００２２が行なう処理には、デジタル・アナログ変換、フィルタリング、ベースバンド帯からＲＦ帯への周波数変換等が含まれる。

受信部２００３は、無線受信部２００３１と、信号復調部２００３２と、から構成される。受信部２００３は、アンテナ部２００４が受信する干渉信号から、干渉レベルに関する情報を生成し、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２００５に通知する。

無線受信部２００３１は、アンテナ部２００４が受信するＲＦ帯の信号を物理チャネル信号に変換し、ベースバンド信号を生成する。無線受信部２００３１が行なう処理には、ＲＦ帯からベースバンド帯への周波数変換処理、フィルタリング、アナログ・デジタル変換が含まれる。

信号復調部２００３２は、無線受信部２００３１が生成するベースバンド信号を復調し、ＭＡＣフレームを取り出す。信号復調部２００３２が行なう復調処理には、チャネル等化、デマッピング、誤り訂正復号化等が含まれる。また、信号復調部は、復調したＭＡＣフレームから、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を抽出する機能も有する。

アンテナ部２００４は、無線送信部２００２２が生成する無線周波数信号を基地局装置１０１に向けて、無線空間に送信する機能を有する。また、基地局装置１０１から送信される無線周波数信号を受信する機能を有する。また、端末装置２０がキャリアセンスを実施する場合に、無線空間に存在する当該チャネルの信号を受信する機能を有する。

ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２００５は、信号復調部２００３２が抽出した第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、使用するチャネルの変更を行なう機能を有する。ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２００５動作の詳細は後述する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００６は、ＣＳＭＡ／ＣＡ動作機能を有する。ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００６は、受信部２００３が生成する干渉レベルに関する情報を用いたキャリアセンスにより、端末装置２００の送信可否判断を行ない、送信可否判断情報を生成する。ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００６が生成した送信可否判断情報は、送信部２００２と、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２００５に通知される。

図６は、端末装置２００ａの装置構成を示した図である。端末装置２００ａは、上位層部２００１ａと、送信部２００２ａと、受信部２００３ａと、アンテナ部２００４ａと、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００５ａと、から構成される。端末装置２００ａは、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部を持たない点が、端末装置２００と異なる。

上位層部２００１ａと、送信部２００２ａと、受信部２００３ａと、アンテナ部２００４ａと、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００５ａとは、それぞれ、端末装置２００に係る上位層部２００１と、送信部２００２と、受信部２００３と、アンテナ部２００４と、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００６と同様の機能を有する。

送信部２００２ａは、さらに物理層フレーム生成部２００２１ａと、無線送信部２００２２ａと、から構成される。物理層フレーム生成部２００２１ａと、無線送信部２００２２ａとは、それぞれ、端末装置２００に係る物理層フレーム生成部２００２１と、無線送信部２００２２と同様の機能を有する。

受信部２００３ａは、さらに無線受信部２００３１ａと、信号復調部２００３２ａと、から構成される。無線受信部２００３１ａと、信号復調部２００３２ａとは、それぞれ、端末装置２００に係る無線受信部２００３１と、信号復調部２００３２と同様の機能を有する。

以上、説明してきたように、ＢＳＳ３０１は、ＣＣＡレベルを可変とする機能を有する基地局装置１０１と、端末装置２００と、ＣＣＡレベルを可変とする機能を持たない端末装置２００ａから構成される。基地局装置１０１と、端末装置２００とは、ＣＣＡレベルを変更することによりスループット向上が期待されるが、端末装置２００ａはＣＣＡレベルを変更できないためにスループットを向上できず、端末間の不公平性が広がることが懸念される。例えば、基地局装置１０１と、端末装置２００がＣＣＡレベルを引き上げれば、送信機会をより多く獲得できることが期待される。

ＣＣＡレベルを引き上げることによって、干渉レベルが上昇し、通信品質が劣化することが予想されるものの、送信機会を多く獲得できることにより、スループットやＱｏＳが向上するものと考えられる。しかし、端末装置２００ａは、ＣＣＡレベルを変更できないことから、干渉レベルが増加することにより、通信品質が劣化するだけでなく、獲得可能な送信機会が減少するものと考えられる。

このような問題を解決するためには、端末装置２００と、端末装置２００ａとが使用する無線リソースを分離することが重要である。本発明は、基地局装置１０１が、端末装置２００ａに対してＣＣＡ可変チャネルを指定することに特徴を有する。端末装置２００は、基地局装置１０１より指定されたＣＣＡ可変チャネルを使用する場合のみ、ＣＣＡレベルを変更することができるものとする。

ＣＣＡ可変チャネル決定部１００２は、ＣＣＡ可変チャネルの決定を行なう。ＣＣＡ可変チャネルの決定方法は、例えばランダムに使用可能なチャネルを選択しても良いし、通信品質の良好なチャネルを選択するものとしても良い。また、例えば、各チャネルに配置されるＣＣＡ可変端末装置、またはレガシー端末装置の割合に関する情報に基づいても良い。他にも、基地局装置１０１は、隣接するＢＳＳに属する基地局装置が指定するＣＣＡ可変チャネルと同じチャネルを、ＢＳＳ３０１のＣＣＡ変更可能なチャネルに指定することもできるし、それ以外のチャネルをＣＣＡ可変チャネルに指定することもできる。また、ＣＣＡ可変チャネル決定部１００２は、ＣＣＡ可変チャネルを一つ、または複数選択しても良い。基地局装置１０１は、ＣＣＡ可変チャネルに関する情報から構成される第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を生成し、端末装置２００へ通知する。

なお、基地局装置１０１が指定するＣＣＡ可変チャネルに関して、ＣＣＡ可変範囲（CCA可変オフセット）に関する情報を設定しても良い。基地局装置１０１は、ＣＣＡ可変範囲に関する情報を用いて第１のＣＣＡ可変オフセット情報を生成し、端末装置２００に通知することができる。基地局装置１０１が複数チャネルをＣＣＡ可変チャネルに指定している場合、基地局装置１０１は、それぞれのチャネルに対して異なるＣＣＡ可変オフセットを設定することもできる。基地局装置１０１が第１のＣＣＡ可変オフセット情報を端末装置２００に通知することで、端末装置２００のＣＣＡレベルの可変範囲を制限することができるから、例えば、隣接するＢＳＳへの干渉の大幅な上昇を抑制することができる。また、基地局装置１０１が端末装置２００に、第１のＣＣＡ可変オフセット情報と第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報の両方を通知しても良いし、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報のみを通知しても良い。

なお、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、および第１のＣＣＡ可変オフセット情報は、端末装置２００それぞれに対して同じ値としても良いし、異なる値としても構わない。

ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２００５は、基地局装置１０１より通知されるＣＣＡ可変チャネル指示情報と、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００６が生成する送信可否判断情報を元に、周波数の切り替え制御を行なう機能を有する。

例えば、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２００５は、使用しているチャネルが、ＣＣＡ可変チャネルとして指定されていない場合、ＣＣＡ可変チャネルへの移動を、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００６に指示することができる。ＣＳＭＡ／ＣＡ部２００６は、指示されたチャネルのキャリアセンスを実施し、送信可否判断情報を生成する。ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２００５は、送信可否判断情報に基づき、ＣＣＡ可変チャネルへの移動を実施する。端末装置２００は、送信可否判断情報に基づかず、ＣＣＡ可変チャネルへの移動を行なうこともできる。ただし、移動先のＣＣＡ可変チャネルが、当該時間においてｂｕｓｙであった場合、送信を待機しなければならない。

以上、説明してきたように、基地局装置１０１は端末装置２００に対してＣＣＡ可変チャネルを通知することができる。しかし、端末装置２００ａは第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を解析する機能を持たない。そのため、基地局装置１０１は端末装置２００ａに対してＣＣＡ可変チャネルを通知できない。そこで、端末装置２００ａに対しては従来のＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されるＣｈａｎｎｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ情報要素を用いることで対応することができる。基地局装置１０１が報知するビーコン信号は、Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ情報要素を含みうる。基地局装置１０１は、Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ情報要素を用いることで端末装置２０に対するチャネル使用を管理することができる。

図７は、基地局装置１０１と、端末装置２００と、端末装置２００ａとの処理の流れの一例を示すタイミングチャートである。端末装置２００と、端末装置２００ａとが同一のチャネル（例えば、チャネル４０３）を使用している。基地局装置１０１は、端末装置２００と端末装置２００ａとが混在する環境を避けるため、まず、チャネル４０１をＣＣＡ可変チャネルに指定する。続いて基地局装置１０１は、ＣＣＡ可変チャネル以外のチャネル（例えば、チャネル４０２）への移動を指示するビーコン信号を送信する。

この時、基地局装置が送信するビーコン信号には、チャネル４０２への移動を指示するＣｈａｎｎｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ情報要素を含む。端末装置２００と端末装置２００ａとは、基地局装置１０１が送信するビーコン信号を受信し、チャネル４０２への移動処理を実行する。続いて、基地局装置１０１は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報の通知を行なう。端末装置２００は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、チャネル４０１への移動を実行する。その結果、端末装置２００は、チャネル４０１を用いてデータ送信を実施し、端末装置２００ａは、チャネル４０２を用いてデータ送信を実施する。上記の処理を実施することにより、端末装置２００と、端末装置２００ａとは、別のチャネルを用いて通信を実現するため、ＣＣＡ可変ができない端末装置２００ａを保護することが可能となる。

以上、説明してきたように、基地局装置１０１は、本実施形態を実施することにより、ＢＳＳ３０１内の端末装置２００と、端末装置２００ａとを異なるチャネルに配置することが可能となる。端末装置２００は、ＣＣＡ可変チャネルへ移動することにより、ＣＣＡ可変動作を実施することができる。そのため、端末装置２００はチャネルの利用効率を高めることによりスループット向上が期待される。また、ＣＣＡレベルの変更ができないチャネルに配置される端末装置２００ａは、ＣＣＡ可変端末装置に起因する干渉増加の影響が無くなるため、スループットの劣化回避が可能である。

基地局装置１０１は、ＢＳＳ３０１が管理するチャネル４００においてキャリアセンスを行なうためのＣＣＡレベルを変更できない、または、初期設定のＣＣＡレベルに変更を行なう、第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を端末装置２００に通知することができる。

例えば、基地局装置１０１が、ビーコン信号等を通して定期的に第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方を端末装置２００に通知している場合、基地局装置１０１が第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を端末装置２００に通知することにより、基地局装置１０１は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方の定期的な通知を終了することができる。端末装置２００は、基地局装置１０１により通知される第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、速やかにＣＣＡレベルを初期設定値に戻すことが可能となる。

［第２の実施形態］
本実施形態に係る無線通信システムは、チャネルアグリゲーションにより、複数のチャネルを時間的に同時に使用し（束ねて使用し）、一つの宛先に向けてデータを送信するシステムを想定する。従来ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、連続する複数のチャネルを束ねて使用することが可能である。但し、本実施形態においては、不連続な複数のチャネルを束ねてデータを送信しても構わない。

チャネルアグリゲーションでは、複数のチャネルを同時に用いるが、それらのチャネルは、一般的にプライマリチャネル（Primary Channel）、セカンダリチャネル（Secondary Channel）に分類される。

図８は、チャネルアグリゲーションを用いる場合のチャネルの一例を示した図である。図８のように、例えばチャネル２４０１をプライマリチャネルとし、チャネル２４０２、チャネル２４０３およびチャネル２４０４をセカンダリチャネルに設定することができる。以下では、チャネル２４０１、チャネル２４０２、チャネル２４０３およびチャネル２４０４を総称して、チャネル２４００とも呼ぶ。

図９は、本実施形態に係る無線通信システムの概略を示した図である。基地局装置２１０１と、端末装置２２０１〜２２０２と、端末装置２２０１ａ〜２２０２ａが、ＢＳＳ２３０１を構成する。以下では、端末装置２２０１〜２２０２を端末装置２２００とも呼称し、端末装置２２０１ａ〜２２０２ａを端末装置２２００ａとも呼称する。また、端末装置２２００と、端末装置２２００ａとを、まとめて端末装置２２０とも呼称する。本実施形態に係る基地局装置２１０１と、端末装置２２０の動作は、第１の実施形態に係る基地局装置１０１と端末装置２０の動作と同様である。ただし、本実施形態に係る端末装置２２００は、ＣＣＡレベルの変更が可能であり、かつチャネルアグリゲーション機能を有する端末装置であり、端末装置２２００ａは、端末装置２２００以外の端末装置である。なお、第１の実施形態に係る端末装置２００ａと同様、本実施形態に係る端末装置２２００ａは、ＬＴＥ規格に対応する端末装置を含む。

なお、本実施形態に係るＢＳＳ２３０１は、基地局装置２１０１と、端末装置２２００のみから構成されていても構わない。この場合でも、ＢＳＳ２３０１が基地局装置２１０１と、端末装置２２００と、端末装置２２００ａとで構成されている場合と同様に本発明を実施可能である。

図１０は、端末装置２２００が、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるチャネルアグリゲーションを用いる場合のアクセスメカニズムの一例を示した図である。図１０において、端末装置２２００のプライマリチャネルを、チャネル２４０１とし、端末装置２２００のセカンダリチャネルをチャネル２４０２〜２４０４とした場合の一例を説明する。端末装置２２００は、プライマリチャネルにおいて送信動作を行なう際、ＤＩＦＳに対応する期間だけ、送信を待機し、キャリアセンスを実施する。なお、端末装置２２００は、ＤＩＦＳの代わりに、送信フレームの優先度を示すパラメータ（AC: Access Category）に基づき異なる値をとる送信待機期間（AIFS: Attribution inter frame space）を用いても良い。続いて、端末装置２２００は、ランダムバックオフ時間だけ待機した後、プライマリチャネルがｉｄｌｅであれば、送信動作に移行する。

このとき、端末装置２２００は、平行してチャネル２４０２〜２４０４のキャリアセンスをＰＩＦＳに対応する期間だけ実施する。これは、端末装置２２００が、プライマリチャネルにおけるランダムバックオフ時間終了直前のＰＩＦＳ期間だけ、セカンダリチャネルにおいてキャリアセンスをすることである。図１０中では、チャネル２４０２とチャネル２４０４がｉｄｌｅであり、チャネル２４０３がｂｕｓｙを示している。ＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、不連続なチャネルを用いて同時に送信することは、一部を除いて（IEEE802.11ac規格では、80MHz+80MHzの不連続チャネルの使用がサポートされている）サポートされていないため、チャネル２４０１〜２４０２を用いてデータ送信を行なう。

図１０中では、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準じた動作について説明を行なったが、これは本実施形態を限定するものではない。本実施形態の動作は、不連続チャネルを用いたデータ通信でも構わない。不連続チャネルを用いた通信方式として、例えばＮｏｎ−Ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ ＯＦＤＭ等がある。

図１１は、本実施形態に係る基地局装置２１０１の装置構成の一例を示した図である。基地局装置２１０１は、上位層部２１００１と、ＣＣＡ可変チャネル決定部２１００２と、送信部２１００３と、受信部２１００４と、アンテナ部２１００５と、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２１００６とから構成される。

上位層部２１００１と、送信部２１００３と、受信部２１００４と、アンテナ部２１００５は、第１の実施形態に係る基地局装置１０１内の、上位層部１００１と、送信部１００３と、受信部１００４と、アンテナ部１００５と同様の動作である。

送信部２１００３を構成する通知フレーム生成部２１００３ａと、無線送信部２１００３ｂは、第１の実施形態に係る通知フレーム生成部１００３ａと、無線送信部１００３ｂと同様の動作である。

受信部２１００４を構成する無線受信部２１００４ａと、信号復調部２１００４ｂは、第１の実施形態に係る無線受信部１００４ａと、信号復調部１００４ｂと同様の動作である。

ＣＣＡ可変チャネル決定部２１００２は、ＣＣＡ可変チャネルの決定と、当該チャネルにおけるＣＣＡ可変範囲の決定を行なう。なお、本実施形態に係るＣＣＡ可変チャネル決定部２１００２は、主に基地局装置２１０１が属するＢＳＳ２３０１のプライマリチャネルと、セカンダリチャネルに対してＣＣＡ可変チャネルの決定を行なう。ＣＣＡ可変チャネル決定部２１００２の動作詳細は後述する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ部２１００６は、ＣＳＭＡ／ＣＡ機能を有する。ＣＳＭＡ／ＣＡ部２１００６は、受信部２１００４が生成する干渉レベルに関する情報を用いたキャリアセンスにより、基地局装置２１０１の送信可否判断を行ない、送信可否判断情報を生成する。本実施形態に係る無線通信システムは、チャネルアグリゲーションを想定しているため、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２１００６は、複数チャネルに対してキャリアセンスを実施し、各チャネルに対して送信可否判断を行ない、チャネルごとの送信可否判断情報を送信部２２００２に通知する。

図１２は、本実施形態に係る端末装置２２００の装置構成の一例を示した図である。端末装置２２００は、上位層部２２００１と、送信部２２００２と、受信部２２００３と、アンテナ部２２００４と、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２２００５と、ＣＳＭＡ／ＣＡ部２２００６と、から構成される。

上位層部２２００１と、送信部２２００２と、受信部２２００３と、アンテナ部２２００４は、第１の実施形態に係る上位層部２００１と、送信部２００２と、受信部２００３と、アンテナ部２００４と同様の動作である。

送信部２２００２を構成する物理層フレーム生成部２２００２１と、無線送信部２２００２２は、第１の実施形態に係る物理層フレーム生成部２００２１と、無線送信部２００２２と同様の動作である。

受信部２２００３を構成する無線受信部２２００３１と、信号復調部２２００３２は、第１の実施形態に係る無線受信部２００３１と、信号復調部２００３２と、同様の動作である。

ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２２００５は、基地局装置２１０１から通知される第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方を取得し、ＣＣＡ可変チャネルを決定する。ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２２００５は、端末装置２２００が所属するＢＳＳ２３０１におけるプライマリチャネルとセカンダリチャネルそれぞれのＣＣＡ可変チャネルに関する情報と、ＣＣＡ可変オフセットに関する情報とをＣＳＭＡ／ＣＡ部２２００６に通知する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ部２２００６は、ＣＳＭＡ／ＣＡ機能を有する。ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２２００５より通知されるＣＣＡ可変チャネルに関する情報と、ＣＣＡ可変オフセットに関する情報に基づき、各チャネルのキャリアセンスレベルを決定する。本実施形態に係る端末装置２２００は、キャリアセンスレベルの異なる複数チャネルを同時にキャリアセンスする。

端末装置２２００ａは、端末装置２２００と同様の装置構成を有するが、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部２２００５に関する機能を持たない点が端末装置２２００と異なる。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、チャネルアグリゲーションによる帯域確保の確実性を高めるための機能として、Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ（以下、DBOとも呼称する）が規定されている。

図１３は、ＤＢＯの手順の概略の一例を示した図である。図１３によれば、端末装置２２００がチャネル２４００を用いて基地局装置２１０１にデータ送信をしようとする場合、チャネル２４００全てを使用して、ＲＴＳを送信する。受信局である基地局装置２１０１は、チャネル２４００それぞれに対してキャリアセンスを行ない、ｉｄｌｅであるチャネル２４００のいずれかにおいてのみ、ＣＴＳを端末装置２２００に対して送信する。もし、基地局装置２１０１が、全てのチャネルでｉｄｌｅと判断し、チャネル２４００全てにおいてＣＴＳを送信した場合、端末装置２２００はチャネル２４００全てを用いてデータ送信を行なうことが可能である。

しかし、図１３のように、基地局装置２１０１がチャネル２４０３をｂｕｓｙと判断した場合、チャネル２４０３においてＣＴＳを送信しない。そのため、端末装置２２００はチャネル２４０１〜２４０２、チャネル２４０４のみが使用可能チャネルと判断する。現行のＩＥＥＥ８０２．１１規格では、不連続チャネルを使用してのデータ送信が、一部を除いてできないため、端末装置２２００はチャネル２４０１〜２４０２を用いてデータ送信を行なう、という動作が一般的である。ただし、本実施形態に係る端末装置２２００および、基地局装置２１０１は、不連続チャネルを用いたデータ送信を行なっても良い。

基地局装置２１０１が端末装置２２００に対してデータ送信を行なう場合も、図１３に示されるＤＢＯの動作が適用可能である。この時、基地局装置２１０１は、ＲＴＳの内部、あるいはＲＴＳに関連した機能を有する信号（管理信号（Management frame）、Action Frame等）に第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または、第１のＣＣＡ可変オフセット情報、あるいはその両方を含むことができる。端末装置２２００は、受信したＲＴＳ、あるいはＲＴＳに関連した機能を有する信号の第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、第１のＣＣＡ可変オフセット情報からキャリアセンスレベルを決定しても良い。

ＣＣＡ可変チャネル決定部２１００２は、ＣＣＡ可変チャネルや、ＣＣＡ可変オフセット情報の決定を行なう。以下では、レガシー端末装置である、端末装置２２００ａを保護する仕組みを一例として示す。

基地局装置２１０１は、プライマリチャネル２４０１と、セカンダリチャネル２４０２〜２４０３を使用可能である。基地局装置２１０１は、ビーコンフレーム等の報知信号を、プライマリチャネル２４０１を用いて送信する。そのため、端末装置２２００、および端末装置２２００ａはプライマリチャネル２４０１を介して、基地局装置２１０１に接続されている。また、端末装置２２００と基地局装置２１０１とは、プライマリチャネル２４０１と、セカンダリチャネル２４０２〜２４０４とをチャネルアグリゲーションすることにより、より広帯域なデータ伝送を実現可能である。

しかし、端末装置２２００ａは、プライマリチャネル２４０１のみを用いたデータ伝送しかできない。そのため、端末装置２２００ａを保護することを目的とする場合、プライマリチャネル２４０１のＣＣＡレベルを変更不可とする、あるいは、セカンダリチャネル２４０２〜２４０４のＣＣＡレベルよりも低く設定することが望ましい。つまり、基地局装置２１０１は、セカンダリチャネル２４０２〜２４０４のＣＣＡレベルを高く設定し、プライマリチャネル２４０１のＣＣＡレベルを低く設定するように、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、第１のＣＣＡ可変オフセット情報を設定することができる。

例えば、図２１に示すように、プライマリチャネル＃１をレガシー端末装置に割り当て、ＣＣＡレベルを低く設定する（-82dBm）。また、セカンダリチャネル＃２〜＃４をＩＥＥＥ８０２．１１ａｘに対応する端末装置に割り当て、ＣＣＡレベルをプライマリチャネルよりも高くし、かつ、可変とする。このような設定により、図８において、プライマリチャネル２４０１の送信機会獲得に関する端末装置２２００と端末装置２２００ａの間における公平性が保たれ、レガシー端末装置である端末装置２２００ａのスループット劣化回避が可能である。

なお、本実施形態の動作はこれに限定されるものではなく、基地局装置２１０１がプライマリチャネル２４０１をＣＣＡ可変チャネルに設定しても良いし、プライマリチャネル２４０１のＣＣＡレベルをセカンダリチャネル２４０２〜２４０４のＣＣＡレベルよりも低く設定しても良い。

基地局装置１０１は、ＢＳＳ３０１が管理するサブチャネル４００においてキャリアセンスの設定初期化（CCAレベルを変更不可に設定する、または、初期設定のＣＣＡレベルに変更を行なう等）を指示するために第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を端末装置２００に通知することができる。

例えば、基地局装置２１０１が、ビーコン信号等を通して定期的に第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方を端末装置２２００に通知している場合、基地局装置２１０１が第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を端末装置２２００に通知することにより、基地局装置２１０１は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方の定期的な通知を終了することができる。端末装置２２００は、基地局装置２１０１により通知される第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、速やかにＣＣＡレベルを初期設定値に戻すことが可能となる。

［第３の実施形態］
本実施形態に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭＡ方式を前提とする。ＯＦＤＭＡでは、一つのチャネルを複数のサブチャネルに分割し、それぞれのチャネルを複数のユーザに割り当て、マルチアクセスを実現する方式である。本実施形態に係るＯＦＤＭＡは大きく分けて二つに分類することが可能である。ＯＦＤＭＡの一つ目の方法は、一つの２０ＭＨｚチャネル（IEEE802.11規格では、20MHzチャネルが基準）を複数のサブチャネルに分割し、それぞれのサブチャネルを複数ユーザに割り当てる方法である。一つの２０ＭＨｚチャネルを、複数のサブチャネルに分割することにより、ＯＦＤＭＡに特有のマルチユーザダイバーシチ（Multi-user diversity）効果が期待される。ＯＦＤＭＡのもう一つの方法は、複数の２０ＭＨｚチャネルに対して、複数のユーザを割り当てる方法である。この場合、各ユーザは一つの２０ＭＨｚチャネルに割り当てられるため、ＭＵＤ効果は期待されないが、同時に複数ユーザを通信に割り当てることによるオーバーヘッドの減少や、不連続チャネルの使用によるチャネル利用効率の改善等が期待される。

なお、以下では、複数の２０ＭＨｚチャネルに対して複数ユーザを割り当てる場合でも、各ユーザに割り当てられる２０ＭＨｚチャネルをサブチャネルと呼称する。

図１４は、ＯＦＤＭＡにおける使用可能なチャネルの一例を示した図である。ＯＦＤＭＡでは、サブチャネル３４０１〜３４０４を複数のユーザに割り当てる方式である。サブチャネル３４０１〜３４０４を、サブチャネル３４００とも呼称する。

図１５は、本実施形態に係る無線通信システムの概略を示した図である。基地局装置３１０１と、端末装置３２０１〜３２０４と、端末装置３２０１ａ〜３２０２ａが、ＢＳＳ３３０１を構成する。以下では、端末装置３２０１〜３２０４を端末装置３２００とも呼称し、端末装置３２０１ａ〜３２０２ａを端末装置３２００ａとも呼称する。また、端末装置３２００と、端末装置３２００ａとを、まとめて端末装置３２０とも呼称する。本実施形態に係る基地局装置３１０１と、端末装置３２０の動作は、第１の実施形態に係る基地局装置１０１と端末装置２０の動作と同様である。ただし、本実施形態に係る端末装置３２００は、ＣＣＡレベルの変更が可能であり、ＯＦＤＭＡ機能を有する端末装置である。ＯＦＤＭＡ機能については後述する。なお、第１の実施形態に係る端末装置２００ａと同様、本実施形態に係る端末装置３２００ａは、ＬＴＥ規格に対応する端末装置を含む。

なお、本実施形態に係るＢＳＳ３３０１は、基地局装置３１０１と、端末装置３２００のみから構成されていても構わない。この場合でも、ＢＳＳ３３０１が基地局装置３１０１と、端末装置３２００と、端末装置３２００ａとで構成されている場合と同様に本発明を実施可能である。

基地局装置３１０１は、同一時間において、複数の端末装置３２００に対して同時にデータ伝送を実施する、ＤＬ−ＯＦＤＭＡ（Downlink OFDMA、ダウンリンクOFDMA）機能を有する。基地局装置３１０１は、複数のサブチャネルに対して、それぞれ異なる端末装置３２００を割り当てることにより、周波数リソースの直交性に基づく多重伝送が可能である。例えば、サブチャネル３４０１を端末装置３２０１に割り当て、サブチャネル３４０２を端末装置３２０２に割り当て、サブチャネル３４０３を端末装置３２０３に割り当て、サブチャネル３４０４を端末装置３２０４に割り当てることができる。また、端末装置３２００ごとに割り当てるサブチャネル数を変えることも可能である。例えば、サブチャネル３４０１〜３４０２を端末装置３２０１に割り当て、サブチャネル３４０３を端末装置３２０２に割り当て、サブチャネル３４０４を端末装置３２０３に割り当てることも可能である。

端末装置３２００は、同一時間に、複数の端末装置３２００が異なるチャネル３４００を用いて同時にデータ伝送を行なうＵＬ−ＯＦＤＭＡ（Uplink OFDMA: アップリンクOFDMA）機能を有する。ＵＬ−ＯＦＤＭＡ信号を受信する基地局装置３１０１は、複数の端末装置３２００からのデータフレームを同時に受信する。

以下では、まずＵＬ−ＯＦＤＭＡの動作を前提として、本実施形態の動作に関する説明を行なう。その後、ＤＬ−ＯＦＤＭＡの動作を前提とした説明を行なう。

図１６は、本実施形態に係る基地局装置３１０１の装置構成の一例を示した図である。基地局装置３１０１は、上位層部３１００１と、ＣＣＡ可変チャネル決定部３１００２と、送信部３１００３と、受信部３１００４と、アンテナ部３１００５と、ＣＳＭＡ／ＣＡ部３１００６と、から構成される。

上位層部３１００１と、ＣＣＡ可変チャネル決定部３１００２と、送信部３１００３と、受信部３１００４と、アンテナ部３１００５はそれぞれ、第２の実施形態に係る上位層部２１００１と、ＣＣＡ可変チャネル決定部２１００２と、送信部２１００３と、受信部２１００４と、アンテナ部２１００５と同様の機能を有する。

さらに、送信部３１００３を構成する通知フレーム生成部３１００３ａと、無線送信部３１００３ｂはそれぞれ、第２の実施形態に係る通知フレーム生成部２１００３ａと、無線送信部２１００３ｂと同様の機能を有する。

さらに、受信部３１００４を構成する無線受信部３１００４ａと、信号復調部３１００４ｂはそれぞれ、第２の実施形態に係る無線受信部２１００４ａと、信号復調部２１００４ｂと同様の機能を有する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ部３１００６は、ＣＳＭＡ／ＣＡ機能を有する。受信部３１００４が生成する、干渉レベルに関する情報に基づき、キャリアセンスを行なう。また、ＣＳＭＡ／ＣＡ部３１００６は、ＵＬ−ＯＦＤＭＡのためのユーザスケジューリング機能を有する。例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ部３１００６は、サブチャネルごとに、最も受信品質の良好な（受信電力が大きい、干渉レベルが小さい、Ack応答の受信比率が高い、スループットが大きい、等）端末装置３２００を選択することができる。

基地局装置３１０１は、サブチャネルごとのユーザ割り当てに関する情報（ユーザ割り当て情報）を、通知フレーム生成部３１００３ａが生成する通知フレーム（ビーコン信号の情報要素内、または通知フレームのMACヘッダやPHYヘッダ内等）を用いて、端末装置３２００に通知することができる。

図１７は、本実施形態に係る端末装置３２００の装置構成の一例を示した図である。端末装置３２００は、上位層部３２００１と、送信部３２００２と、受信部３２００３と、アンテナ部３２００４と、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部３２００５と、ＣＳＭＡ／ＣＡ部３２００６と、から構成される。

上位層部３２００１と、送信部３２００２と、受信部３２００３と、アンテナ部３２００４は、第１の実施形態に係る上位層部２００１と、送信部２００２と、受信部２００３と、アンテナ部２００４と同様の動作である。

送信部３２００２を構成する物理層フレーム生成部３２００２１と、無線送信部３２００２２は、第１の実施形態に係る物理層フレーム生成部２００２１と、無線送信部２００２２と同様の動作である。

受信部３２００３を構成する無線受信部３２００３１と、信号復調部３２００３２は、第１の実施形態に係る無線受信部２００３１と、信号復調部２００３２と、同様の動作である。

ＣＣＡ可変チャネル情報処理部３２００５は、基地局装置３１０１から通知される第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方を取得し、ＣＣＡ可変チャネルを決定する。ＣＣＡ可変チャネル情報処理部３２００５は、基地局装置３１０１が通知するユーザ割り当て情報を取得し、ＵＬ−ＯＦＤＭＡにおいて、当該端末装置が割り当てられるサブチャネルでの送信準備を行なう。

ＣＳＭＡ／ＣＡ部３２００６は、ＣＳＭＡ／ＣＡ機能を有する。ＣＣＡ可変チャネル情報処理部３２００５より通知されるＣＣＡ可変チャネルに関する情報と、ＣＣＡ可変オフセットに関する情報に基づき、各チャネルのキャリアセンスレベルを決定する。本実施形態に係る端末装置３２００は、キャリアセンスレベルの異なる複数チャネルを同時にキャリアセンスすることもできるが、基地局装置３１０１が通知するユーザ割り当て情報に基づき、キャリアセンスを実施するサブチャネルの選択を行なっても良い。

端末装置３２００ａは、端末装置３２００と同様の装置構成を有するが、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部３２００５に関する機能を持たない点が端末装置３２００と異なる。

図１８は、ＵＬ−ＯＦＤＭＡの実施形態の一例を示した図である。基地局装置３１０１は、ＵＬ−ＯＦＤＭＡに使用するサブチャネルにおいて、通知フレームを送信する。通知フレームは、ユーザ割り当て情報を含んでおり、端末装置３２００は、ユーザ割り当て情報を参照し、当該端末装置が割り当てられたサブチャネルを認識する。

基地局装置３１０１によりサブチャネルを割り当てられた端末装置３２００は、データ伝送の準備を行なう。ＵＬ−ＯＦＤＭＡでは、複数の端末装置３２００が同期し、同時送信を行なう必要がある。例えば、基地局装置３１０１が同期用のフレームを端末装置３２０１に送信しても良いし、同期用のフレームとして、通知フレームを用いても良い。例えば、基地局装置３１０１は、端末装置３２００に対して、通知フレーム受信後、定められた待機時間（例えば、SIFS、PIFS、DIFS等）経過した後、データ送信を開始する、という設定を行なうことにより、端末装置３２００の同時送信を行なうことができる。

端末装置３２００が同時に送信するＵＬ−ＯＦＤＭＡ信号を受信した基地局装置３１０１は、ＳＩＦＳ期間だけ待機した後、その確認応答として、Ｂｌｏｃｋ Ａｃｋ（またはAck）を送信する。

ＵＬ−ＯＦＤＭＡにおいて、基地局装置３１０１は、各端末装置３２００に対して、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または、第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方を通知することができる。例えば、レガシー端末装置である端末装置３２００ａが使用するチャネルが、サブチャネル３４０１（または、サブチャネル３４０１とオーバーラップしている）であると仮定すれば、サブチャネル３４０１のＣＣＡレベルを変更不可に設定する、または、サブチャネル３４０２〜サブチャネル３４０４で設定するＣＣＡレベルよりも低く設定することにより、レガシー端末３２００ａの送信機会を保護することが可能である。

なお、本実施形態の動作はこれに限定されるものではなく、基地局装置３１０１がサブチャネル３４０１をＣＣＡ可変チャネルに設定しても良いし、サブチャネル３４０１のＣＣＡレベルをサブチャネル３４０２〜３４０４のＣＣＡレベルよりも低く設定しても良い。

以下では、ＤＬ−ＯＦＤＭＡの動作を前提とした説明を行なう。ＤＬ−ＯＦＤＭＡでは、基地局装置３１０１が複数の端末装置３２００に対して、複数サブチャネル３４００を用いて同時送信可能なシステムである。

基地局装置３１０１の構成要素の一つである通知フレーム生成部３１００３ａは、端末装置３２０宛てのデータフレームから、物理層フレームを生成することができる。

基地局装置３１０１は、複数の端末装置３２００宛ての物理層フレームから、ＯＦＤＭＡ信号を生成することができる。また、基地局装置３１０１は、単一の端末装置３２０宛ての物理層フレームから、ＯＦＤＭ信号を生成することができるし、ＯＦＤＭ以外の方式（例えば、CDM（Code Division Multiplex）、DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum）等）の信号を生成しても良い。なお、基地局装置３１０１は、複数の端末装置３２００宛ての物理層フレームから、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ／ＯＦＤＭＡ信号を生成することもできる。

図１９は、ＯＦＤＭＡ伝送時のアクセスメカニズムの一例を示す概略図である。図１９は、４つの端末装置３２００宛てにデータ送信する場合の一例を示している。ただし、図１９に示されるアクセスメカニズムは、本実施形態を限定するものではなく、図１９に示されるアクセスメカニズム以外の方法でも構わない。例えば、基地局装置３１０１は、サブチャネル３４０１をＤＩＦＳ期間送信を待機し、その後ランダムバックオフだけ送信を待機する。基地局装置３１０１は、ランダムバックオフが終了する直前のＰＩＦＳ期間だけ、サブチャネル３４０２〜３４０４においてキャリアセンスを行なう。基地局装置３１０１は、ｉｄｌｅと判断したサブチャネル３４００において、ＯＦＤＭＡ信号を生成し、端末装置３２００へ送信することができる。図１９に示されるように、ＯＦＤＭＡ信号は不連続サブチャネルをまたがっても良い。

ＯＦＤＭＡ信号を受信した端末装置３２００は、基地局装置３１０１へＡｃｋを返しても良いし、Ａｃｋを返さなくても良い。

図２０は、ＤＢＯに基づく、ＯＦＤＭＡ伝送時のアクセスメカニズムの一例を示す概略図である。図２０は、４つの端末装置３２００宛てにデータ送信する場合の一例を示している。ただし、図２０に示されるアクセスメカニズムは、本実施形態を限定するものではなく、図２０に示されるアクセスメカニズム以外の方法でも構わない。

例えば、基地局装置３１０１は、各サブチャネル３４００においてＲＴＳの送信を行なう。または、基地局装置３１０１は、端末装置３２００に当該サブチャネルのキャリアセンスの実施を指示するための信号を送信する。端末装置は、ＲＴＳを受信し、ＳＩＦＳ期間だけ送信を待機し、キャリアセンスを行なう。端末装置３２００は、当該サブチャネルをｉｄｌｅと判断した場合、ＲＴＳの返答としてＣＴＳを基地局装置３１０１に対して送信する。

基地局装置３１０１は、ＣＴＳを受信したサブチャネルのみを用いてＯＦＤＭＡ信号を生成し、端末装置３２００へ送信することができる。

ＯＦＤＭＡ信号を受信した端末装置３２００は、基地局装置３１０１へＡｃｋを返しても良いし、Ａｃｋを返さなくても良い。

ＤＬ−ＯＦＤＭＡにおいて、基地局装置３１０１は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方を端末装置３２００に通知することが可能である。

端末装置３２００は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、チャネルの変更を行なうことができるし、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報と第１のＣＣＡ可変オフセット情報に基づき、キャリアセンスを実施する際のＣＣＡレベルの変更も可能である。

また、基地局装置３１０１は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方に基づき、キャリアセンスを行なうことができる。

例えば、レガシー端末装置である端末装置３２００ａが使用するチャネルが、サブチャネル３４０１（または、サブチャネル３４０１とオーバーラップしている）であると仮定すれば、サブチャネル３４０１のＣＣＡレベルを変更不可に設定する、または、サブチャネル３４０２〜サブチャネル３４０４で設定するＣＣＡレベルよりも低く設定することにより、レガシー端末３２００ａの送信機会を保護することが可能である。

なお、本実施形態の動作はこれに限定されるものではなく、基地局装置３１０１がサブチャネル３４０１をＣＣＡ可変チャネルに設定しても良いし、サブチャネル３４０１のＣＣＡレベルをサブチャネル３４０２〜３４０４のＣＣＡレベルよりも低く設定しても良い。

基地局装置３１０１は、ＢＳＳ３３０１が管理するサブチャネル３４００においてキャリアセンスの設定初期化（CCAレベルを変更不可に設定する、または、初期設定のCCAレベルに変更を行なう等）を指示するために第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を端末装置３２００に通知することができる。

例えば、基地局装置３１０１が、ビーコン信号等を通して定期的に第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方を端末装置３２００に通知している場合、基地局装置３１０１が第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を端末装置３２００に通知することにより、基地局装置３１０１は、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報、または第１のＣＣＡ可変オフセット情報、またはその両方の定期的な通知を終了することができる。端末装置３２００は、基地局装置３１０１により通知される第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、速やかにＣＣＡレベルを初期設定値に戻すことが可能となる。

（Ａ）なお、本発明は、以下のような態様を採ることも可能である。すなわち、本発明の端末装置は、キャリアセンスにより送信機会を制御する通信システムに適用され、基地局装置と無線通信を行なう端末装置であって、前記基地局装置から取得した第１のＣＣＡ（Clear Channel Assessment）可変チャネル指示情報に基づいて、ＣＣＡレベルを変更することができるチャネルへの移行を指示するＣＣＡ可変チャネル情報処理部と、前記指示に基づいて、キャリアセンスを行なうチャネルを選択するＣＳＭＡ／ＣＡ部と、を備えることを特徴とする。

（Ｂ）また、本発明の端末装置において、前記ＣＣＡ可変チャネル情報処理部は、前記基地局装置から取得した第１のＣＣＡ可変オフセット情報を前記ＣＳＭＡ／ＣＡ部に通知することを特徴とする。

（Ｃ）また、本発明の端末装置は、前記基地局装置から取得した第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づいて、キャリアセンスの設定を初期化することを特徴とする。

（Ｄ）また、本発明の基地局装置は、キャリアセンスにより送信機会を制御する通信システムに適用され、端末装置と無線通信を行なう基地局装置であって、前記端末装置に対してＣＣＡ（Clear Channel Assessment）レベルを変更することができるチャネルへの移行を指示するために用いる第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を生成するＣＣＡ可変チャネル決定部と、前記生成された第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を前記端末装置に対して通知するための通知フレームを生成する通知フレーム生成部と、前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を含む通知フレームを前記端末装置に送信する無線部と、を備えることを特徴とする。

（Ｅ）また、本発明の基地局装置において、前記ＣＣＡ可変チャネル決定部は、前記端末装置に対して、ＣＣＡレベルの可変範囲を制限するための第１のＣＣＡ可変オフセット情報を生成することを特徴とする。

（Ｆ）また、本発明の端末装置は、キャリアセンスにより送信機会を制御する通信システムに適用され、基地局装置と複数のチャネルを用いて通信を行なう端末装置であって、第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を取得し、ＣＣＡレベルを変更可能なチャネルへの移行を指示するＣＣＡ可変チャネル情報処理部と、ＣＣＡ可変チャネル情報処理部の指示に基づき、キャリアセンスを行なうチャネルを選択するＣＳＭＡ／ＣＡ部と、を備えることを特徴とする。

（Ｇ）また、本発明の端末装置において、前記ＣＣＡ可変チャネル情報処理部は、第１のＣＣＡ可変オフセット情報を取得し、ＣＣＡ可変範囲に関する情報を前記ＣＳＭＡ／ＣＡ部に通知することを特徴とする。

（Ｈ）また、本発明の端末装置において、前記端末装置は、第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を取得し、キャリアセンスの設定初期化を行なうことを特徴とする。

（Ｉ）また、本発明の基地局装置は、キャリアセンスにより送信機会を制御する通信システムに適用され、無線通信を行なう基地局装置であって、前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を生成するＣＣＡ可変チャネル決定部と、前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を前記端末装置に通知する、通知フレームを生成する通知フレーム生成部と、前記通知フレームを無線周波数帯の信号に変換する無線送信部と、前記無線周波数帯の信号を無線空間に送出するアンテナ部とを備えることを特徴とする。

（Ｊ）また、本発明の基地局装置において、前記ＣＣＡ可変チャネル決定部は、前記第１のＣＣＡ可変オフセット情報を生成することを特徴とする。

（Ｋ）また、本発明の基地局装置において、前記ＣＣＡ可変チャネル指示情報決定部は、複数の前記端末装置に対して、異なる前記第１のＣＣＡ可変オフセット情報を用いることを特徴とする。

（Ｌ）また、本発明の基地局装置において、前記ＣＣＡ可変チャネル決定部は、第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を生成することを特徴とする。

（Ｍ）また、本発明のチャネル変更方法は、キャリアセンスにより送信機会を制御する通信システムにおいて、前記基地局装置が前記端末装置に対して通知するＣＣＡレベル変更可能なチャネルに関する情報に基づきチャネルの変更を行なう、チャネル変更方法であって、前記基地局装置が前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を生成するステップと、前記基地局装置が前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を前記端末装置に通知するステップと、前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、前記端末装置はＣＣＡ可変チャネルへの変更を行なうステップと、を備えることを特徴とする。

以上説明したように、本実施形態によれば、基地局装置から取得した第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づいて、ＣＣＡレベルを変更することができるチャネルへの移行を指示し、前記指示に基づいて、キャリアセンスを行なうチャネルを選択するので、各端末装置が使用する無線リソースを分離することができ、通信機会が減少する端末装置の発生が回避され、端末装置当たりのスループットを大幅に向上させることが可能となる。

なお、本国際出願は、２０１５年１月２６日に出願した日本国特許出願第２０１５−０１２８３１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１５−０１２８３１号の全内容を本国際出願に援用する

１０１ 基地局装置（基地局）
２００ 端末装置
２００ａ 端末装置
２２０ 端末装置
３２０ 端末装置
１００１ 上位層部
１００２ ＣＣＡ可変チャネル決定部
１００３ 送信部
１００３ａ 通知フレーム生成部
１００３ｂ 無線送信部
１００４ 受信部
１００４ａ 無線受信部
１００４ｂ 信号復調部
１００５ アンテナ部
１００６ ＣＳＭＡ／ＣＡ部
２００１ 上位層部
２００１ａ 上位層部
２００２ 送信部
２００２ａ 送信部
２００３ 受信部
２００３ａ 受信部
２００４ アンテナ部
２００４ａ アンテナ部
２００５ ＣＣＡ可変チャネル情報処理部
２００５ａ ＣＳＭＡ／ＣＡ部
２００６ ＣＳＭＡ／ＣＡ部
２１０１ 基地局装置
２２００ 端末装置
２２００ａ 端末装置
３１０１ 基地局装置
３２００ 端末装置
３２００ａ 端末装置（レガシー端末）
３２０１ 端末装置
３２０２ 端末装置
３２０３ 端末装置
３２０４ 端末装置
２００２１ 物理層フレーム生成部
２００２１ａ 物理層フレーム生成部
２００２２ 無線送信部
２００２２ａ 無線送信部
２００３１ 無線受信部
２００３１ａ 無線受信部
２００３２ 信号復調部
２００３２ａ 信号復調部
２１００１ 上位層部
２１００２ ＣＣＡ可変チャネル決定部
２１００３ 送信部
２１００３ａ 通知フレーム生成部
２１００３ｂ 無線送信部
２１００４ 受信部
２１００４ａ 無線受信部
２１００４ｂ 信号復調部
２１００５ アンテナ部
２１００６ ＣＳＭＡ／ＣＡ部
２２００１ 上位層部
２２００２ 送信部
２２００３ 受信部
２２００４ アンテナ部
２２００５ ＣＣＡ可変チャネル情報処理部
２２００６ ＣＳＭＡ／ＣＡ部
３１００１ 上位層部
３１００２ ＣＣＡ可変チャネル決定部
３１００３ 送信部
３１００３ａ 通知フレーム生成部
３１００３ｂ 無線送信部
３１００４ 受信部
３１００４ａ 無線受信部
３１００４ｂ 信号復調部
３１００５ アンテナ部
３１００６ ＣＳＭＡ／ＣＡ部
３２００１ 上位層部
３２００２ 送信部
３２００３ 受信部
３２００４ アンテナ部
３２００５ ＣＣＡ可変チャネル情報処理部
３２００６ ＣＳＭＡ／ＣＡ部
２２００２１ 物理層フレーム生成部
２２００２２ 無線送信部
２２００３１ 無線受信部
２２００３２ 信号復調部
３２００２１ 物理層フレーム生成部
３２００２２ 無線送信部
３２００３１ 無線受信部
３２００３２ 信号復調部

Claims (6)

1. 基地局装置と無線通信を行なう端末装置であって、
   前記基地局装置から送信された無線信号を受信する受信部と、
   前記無線信号に含まれ、あるチャネルにおいて使用可能な、クリアチャネル評価に用いられるＣＣＡレベルの範囲に関する情報を含む第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を取得するＣＣＡ可変チャネル情報処理部と、
   前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき、使用するチャネルの選択を行なう上位層部と、を備えることを特徴とする端末装置。
2. 前記端末装置はさらに、前記ＣＣＡレベルとして第１のＣＣＡレベルあるいは前記第１のＣＣＡレベルとは異なる第２のＣＣＡレベルを当該端末装置に設定するＣＳＭＡ／ＣＡ部を備え、
   前記ＣＳＭＡ／ＣＡ部は、前記上位層部が前記使用するチャネルとして第１のチャネルを選択している場合に前記第１のＣＣＡレベルを設定し、前記上位層部が前記チャネルとして第２のチャネルを選択している場合に前記第２のＣＣＡレベルを設定する機能を備えることを特徴とする、請求項１に記載の端末装置。
3. 前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報は、前記上位層部が前記端末装置に対して設定可能な前記ＣＣＡレベルの上限値であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の端末装置。
4. 前記受信部は、前記チャネルにおいて使用される前記ＣＣＡレベルの変更を禁止する情報を含む第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を受信する機能を備え、
   前記上位層部は、前記第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき前記使用するチャネルを選択する機能を備え、
   前記ＣＳＭＡ／ＣＡ部は、前記上位層部が前記第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報に基づき前記使用するチャネルを選択した場合に前記第２のＣＣＡレベルの設定を行なわないことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の端末装置。
5. 端末装置と通信を行なう基地局装置であって、
   前記端末装置に対して、あるチャネルにおいて前記端末装置が設定することのできるクリアチャネル評価に用いられるＣＣＡレベルの範囲を指定する第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を生成する通知フレーム生成部と、
   前記端末装置に対して前記第１のＣＣＡ可変チャネル指示情報を送信する送信部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
6. 前記通知フレーム生成部はさらに、前記チャネルにおいて前記端末装置が前記ＣＣＡレベルの変更を許可しない情報を含む第２のＣＣＡ可変チャネル指示情報を生成することを特徴とする、請求項５に記載の基地局装置。

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