WO2017022092A1 - 基地局、端末、無線システムおよび無線処理方法 - Google Patents

基地局、端末、無線システムおよび無線処理方法 Download PDF

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WO2017022092A1
WO2017022092A1 PCT/JP2015/072146 JP2015072146W WO2017022092A1 WO 2017022092 A1 WO2017022092 A1 WO 2017022092A1 JP 2015072146 W JP2015072146 W JP 2015072146W WO 2017022092 A1 WO2017022092 A1 WO 2017022092A1
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frame
base station
network
terminal
time
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PCT/JP2015/072146
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Inventor
剛史 下村
Original Assignee
富士通株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA

Definitions

  • the present invention relates to a base station, a terminal, a wireless system, and a wireless processing method of a network sharing a frequency with an adjacent network.
  • ETSI defines a wireless system that has the same frame timing and shares the same frequency as the adjacent network by the LBT (Listen-Before-Talk) method.
  • LBT Listen-Before-Talk
  • CCA Car Channel Assessment
  • burst transmission is started at a fixed timing if the channel is idle for a certain period of time.
  • a node in one network continues to send frames, and In any case where a plurality of nodes in one network form a frame that is transmitted in sequence, the above block occurs.
  • the node of one network continues to transmit, but the communication of the node of the other network continues to be blocked, and the fair network use cannot be performed.
  • an object of the present invention is to enable fair network usage between adjacent networks sharing a frequency.
  • the frame in a base station that transmits data to a terminal with a fixed frame length including a first non-occupancy time using a frequency that is the same as or close to that of an adjacent network, the frame is inserted between frames of the frame length.
  • a control unit is provided that periodically or randomly inserts a second non-occupancy time having a length corresponding to the frame division section obtained by dividing the length.
  • FIG. 1 is a timing chart illustrating an example of frame transmission timing of the wireless system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram of a configuration example of a node of the wireless system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram of an example of a hardware configuration of the base station of the wireless system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a terminal of the wireless system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart of a transmission process example of a node of the wireless system according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a timing chart illustrating an example of frame transmission timing of one node of the wireless system according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a timing chart illustrating another example of the frame transmission timing of one node of the wireless system according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a timing chart illustrating an example of frame transmission timing of the wireless system according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart of a transmission process example of a node of the wireless system according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a timing chart illustrating an example of frame transmission timing of one node of the wireless system according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram of a configuration example of a node of the wireless system according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart of a transmission process example of a node in the wireless system according to the third embodiment.
  • Part 1 is a flowchart of a transmission process example of a node in the wireless system according to the third embodiment.
  • Part 2 Part 1
  • FIG. 1 is a timing chart illustrating an example of frame transmission timing of the wireless system according to the first embodiment.
  • FIG. 1A shows one network (Network # 1)
  • FIG. 1B shows the other network (Network # 2).
  • both of these networks are adjacent to each other in the communication area (cell) and have the same or close radio frequency, and the transmission of one network interferes with the transmission of the other network.
  • a base station as a node or a terminal transmits data within the network.
  • the node of one network (Network # 1) shown in FIG. 1A has a fixed frame length (1 to 10 ms in the standard) T determined by the network (Network # 1) from the frame start timing Tx and data. (Frame 101) is transmitted in bursts.
  • the frame length T includes a predetermined non-occupation time t0 (time of 5% or more of T in the standard) in which data transmission is not performed.
  • the frame length T and the unoccupied time (referred to as the first unoccupied time) t0 are standardized by ETSI (European Telecommunications Standards Institute).
  • the node transmits the frame 101 at the frame start timing Tx if it is idle, and does not transmit the frame 101 if it is busy.
  • At least one of the adjacent networks (Network # 1) has a non-occupied time period (t1) corresponding to the frame division interval (t1) between the frames 101 to be transmitted. (Second unoccupied time) t2 is inserted.
  • the second non-occupancy time t2 is inserted between the frames 101 as a section in which data transmission is not performed periodically or randomly. Further, a frame division section t1 obtained by dividing the frame length T is provided, and adjacent networks (Network # 1, # 2) perform CCA for each frame division section t1.
  • the second non-occupancy time t2 is inserted between the frames 101 periodically or randomly every time the frame division section t1 obtained by dividing the frame length T is multiplied by n.
  • the periodic insertion for example, the second non-occupancy time t2 is inserted every 3T (every 3 frames).
  • random insertion for example, the second non-occupancy time t2 is inserted after 3T and then inserted after 2T.
  • the second non-occupancy time t2 is not inserted between the frames 101b and 101c.
  • the first non-occupying time T1 of the frame 101b is included.
  • the CCA 102 is performed during the non-occupation time t0 (CCA start timing Tcca).
  • the second non-occupancy time t2 is inserted immediately before the frame 101b.
  • the CCA 102 is performed within the period of the second non-occupancy time t2.
  • ⁇ is a unit time of CCA, and in the example of FIG. 1, the required idle time is 2 ⁇ .
  • Network # 2 the other adjacent network shown in FIG. 1B performs CCA 112 for each frame division interval t1 during a period in which data cannot be transmitted, and waits for timing at which data can be transmitted.
  • the timing of data transmission is not synchronized between networks (Network # 1, # 2).
  • the frame start timing Tx at which data can be transmitted in the frame division section t1 does not match between networks (Network # 1, # 2).
  • Network # 1 In a state where the nodes of one network (Network # 1) are sequentially transmitting the frames 101, the other network (Network # 2) shown in FIG. The node cannot send data.
  • the second non-occupancy time t2 is provided periodically or randomly on one network (Network # 1) side.
  • Network # 2 when the other network (Network # 2) performs CCA 112 for each frame division interval t1, when Idle is detected, the frame 111 is transmitted at the frame start timing Tx. It can be sent.
  • Network # 1 the node of one network (Network # 1) waits for transmission of the next frame 101b. For example, data can be transmitted alternately between these adjacent networks (Network # 1 and Network # 2).
  • the frame immediately before the second non-occupancy time t2 is inserted (for example, the frame 101a in FIG. 1A) or the next frame is a frame in which transmission is not performed
  • the non-occupancy time t0 may not be provided.
  • the first unoccupied time t0 is not included in the frame length T, and the second unoccupied time t2 is inserted following the frame 101.
  • FIG. 2 is a block diagram of a configuration example of a node of the wireless system according to the first embodiment. This is a configuration example of a node that is included in a radio system and performs scheduling itself, and shows a configuration example of a base station or a terminal.
  • the node 200 includes a transmission signal processing unit 201, an LBT processing unit 202, a wireless transmitter 203, a wireless receiver 204, a reception signal processing unit 205, and a scheduler 206.
  • the transmission signal processing unit 201 performs baseband processing or the like on the input transmission data, and outputs the transmission data to the LBT processing unit 202.
  • the transmission signal processing unit 201 divides transmission data into a predetermined frame length T according to a predetermined transmission format (see FIG. 1 and the like) based on an instruction from the scheduler 206, and the first non-occupancy time t0 and the second Transmission data having a non-occupancy time t2 is generated.
  • the LBT processing unit 202 determines the transmission timing of transmission data according to the LBT standard.
  • the LBT processing unit 202 performs CCA at the designated timing of the LBT parameter input from the scheduler 206, and sends transmission data to the wireless transmitter 203 if idle (Idle).
  • the LBT parameter includes, for example, from which CCA start timing Tcca the CCA is performed, the required idle time (2 ⁇ ), and the like.
  • the wireless transmitter 203 converts the input transmission data into a radio frequency (RF) and transmits it from an antenna (not shown).
  • the radio receiver 204 converts radio frequency reception data received by the antenna into a baseband frequency and outputs the baseband frequency to the reception signal processing unit 205.
  • the reception signal processing unit 205 receives the received data and outputs it to other processing units in the node. Received signal processing section 205 outputs a resource allocation request from another node included in the received data to scheduler 206.
  • the scheduler 206 performs scheduling for transmission data and controls the transmission signal processing unit 201 and the LBT processing unit 202.
  • the scheduler 206 instructs the transmission signal processing unit 201 on the transmission format, and instructs resource allocation information to other nodes based on the resource allocation request.
  • the scheduler 206 instructs the LBT processing unit 202 of LBT parameters such as timing for performing CCA.
  • FIG. 3 is a diagram of an example of a hardware configuration of the base station of the wireless system according to the first embodiment.
  • the base station 300 shown in FIG. 3 implements the function of the node 200 shown in FIG.
  • the base station 300 includes a processor (control unit) 301, a main storage device 302, an auxiliary storage device 303, a network interface 304, and a wireless device 305.
  • the processor 301, the main storage device 302, the auxiliary storage device 303, the network interface 304, and the wireless device 305 are connected by a bus 306.
  • the main storage device 302 is, for example, a RAM (Random Access Memory).
  • the main storage device 302 is used as a work area for the processor 301.
  • the auxiliary storage device 303 is a nonvolatile memory such as a magnetic disk, an optical disk, or a flash memory.
  • the auxiliary storage device 303 stores various programs for operating the base station 300. The program stored in the auxiliary storage device 303 is loaded into the main storage device 302 and executed by the processor 301.
  • the network interface 304 is a communication interface that performs communication with the outside of the base station 300 (for example, another base station or a host device of a wireless network) by wire, for example.
  • the network interface 304 is controlled by the processor 301.
  • the wireless device 305 is a communication interface that performs communication with the outside of the base station 300 (for example, a terminal such as a mobile device) wirelessly.
  • the wireless device 305 is controlled by the processor 301.
  • the transmission signal processing unit 201, the LBT processing unit 202, the reception signal processing unit 205, and the scheduler 206 shown in FIG. 2 can be realized by executing a program by the processor 301 shown in FIG.
  • the wireless transmitter 203 and the wireless receiver 204 illustrated in FIG. 2 can be realized by the wireless device 305 illustrated in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a terminal of the wireless system according to the first embodiment.
  • a terminal 400 shown in FIG. 4 realizes the function of the node 200 shown in FIG.
  • the terminal 400 for example, a smart phone, a PDA, a tablet terminal, or a notebook PC can be used.
  • the terminal 400 includes a processor 401, a main storage device 402, an auxiliary storage device 403, a screen display device 404, and a wireless device 405.
  • the processor 401, main storage device 402, auxiliary storage device 403, screen display device 404, and wireless device 405 are connected by a bus 406.
  • a processor (CPU) 401 controls the entire terminal 400.
  • the main storage device 402 is a RAM, for example, and is used as a work area for the processor 401.
  • the auxiliary storage device 403 is a non-volatile memory such as a flash memory, for example.
  • the auxiliary storage device 403 stores various programs for operating the terminal 400. The program stored in the auxiliary storage device 403 is loaded into the main storage device 402 and executed by the processor 401.
  • the screen display device 404 displays, for example, data to be transmitted / received to / from the base station 300 and presents it to the user.
  • the screen display device 404 includes a touch panel and the like, and can accept user operation instructions.
  • the screen display is controlled by the processor 401, and user operations are transmitted to the processor 401.
  • the wireless device 405 is a communication interface that performs communication with the outside of the terminal 400 (for example, the base station 300) wirelessly.
  • the wireless device 405 is controlled by the processor 401.
  • the transmission signal processing unit 201, the LBT processing unit 202, the reception signal processing unit 205, and the scheduler 206 shown in FIG. 2 can be realized by executing a program by the processor 401 shown in FIG.
  • the wireless transmitter 203 and the wireless receiver 204 illustrated in FIG. 2 can be realized by the wireless device 405 illustrated in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart of a transmission process example of a node of the wireless system according to the first embodiment.
  • An example of data transmission processing in the node 200 (see FIG. 2) that performs scheduling itself will be described.
  • the processor 301 performs overall control of each functional unit in FIG. 3 and performs the processing in FIG.
  • both K and k are constants.
  • K is a constant and k is a variable.
  • the node 200 determines whether there is data to be transmitted in the transmission buffer (step S501).
  • a predetermined buffer is temporarily stored as transmission data in the transmission buffer, and the process shown in FIG. 5 is continuously performed until the predetermined packet is divided into a predetermined number of frames and transmitted.
  • the transmission buffer is included in the transmission signal processing unit 201 illustrated in FIG.
  • the LBT processing unit 202 determines the LBT parameter and performs CCA at the (n + 1) th closest CCA start timing Tcca after the previous transmitted frame 101 ends (step S504). ).
  • step S506 if the required idle time is reached by the nearest frame start timing (step S506: Yes), the wireless transmitter 203 transmits the frame 101 and updates the buffer (step S508). Thereafter, the process returns to step S501, and the process for the remaining frames of the predetermined packet is performed.
  • FIG. 6 is a timing chart illustrating an example of frame transmission timing of one node of the wireless system according to the first embodiment.
  • the second non-occupancy time t2 is inserted between the second frame 101b and the third frame 101c.
  • step S502 No.
  • the CCA 102a is performed at the closest CCA start timing Tcca after the end of the previous frame 101a (step S505).
  • step S502 Yes
  • the CCA 102b is performed at the second closest CCA start timing Tcca after the end of the previous frame 101b (step S504).
  • step S502 No
  • the CCA 102c is performed at the closest CCA start timing Tcca after the end of the previous frame 101c (step S505).
  • FIG. 7 is a timing chart showing another example of the frame transmission timing of one node of the wireless system according to the first embodiment.
  • T, t1, and t2 are all 1 ms.
  • At least one network-side node among adjacent networks inserts the second non-occupancy time periodically or randomly between frames to be transmitted.
  • the second non-occupancy time is provided in a period corresponding to the frame start timing interval.
  • nodes there are base stations or terminals as nodes in the network.
  • the configuration of the node according to the first embodiment it is possible to prevent a state in which data cannot be transmitted from another adjacent network node during data transmission.
  • the network can be used fairly between adjacent networks sharing the same frequency.
  • FIG. 8 is a timing chart illustrating an example of frame transmission timing of the wireless system according to the second embodiment.
  • FIG. 8 shows the frame transmission timing of one network (Network # 1).
  • the second unoccupied time t2 is inserted periodically or randomly as individual times between frames.
  • the second non-occupancy time t2 is provided by changing the required idle time between frames periodically or randomly.
  • the second embodiment can also be realized with the same node function (see FIG. 2) and hardware configuration (see FIGS. 3 and 4) as in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart of a transmission process example of a node of the wireless system according to the second embodiment.
  • An example of data transmission processing in the node 200 (see FIG. 2) that performs scheduling itself will be described.
  • the processor 301 performs overall control of each functional unit in FIG. 3 and performs the processing in FIG.
  • step S906 the LBT processing unit 202 starts CCA from the closest CCA start timing Tcca. Also, the frame 101 is transmitted at the frame start timing Tx closest to the timing at which the required idle time set in step S904 or step S905 ends (step S906). Thereafter, the process returns to step S901, and processing for the remaining frames of the predetermined packet is performed.
  • FIG. 10 is a timing chart illustrating an example of frame transmission timing of one node of the wireless system according to the second embodiment.
  • T 4 ms
  • t1 1 ms
  • ⁇ 0.1 ms.
  • step S902 No
  • step S905 the required idle time is x2 ⁇ ⁇ (step S905).
  • step S902 Yes
  • the required idle time is x1 ⁇ ⁇ (step S904).
  • the CCA 102b has the initial value 2 ⁇ at the CCA start timing Tcca immediately before the frame start timing Tx. Do. In this case, the CCA 102b is performed at a time of 2 ⁇ within the first unoccupied time t0 of the immediately preceding frame 101b, and the CCA 102b is performed at a time of 2 ⁇ at the start and end of the second unoccupied time t2.
  • Network # 2 starts transmission immediately before one network (Network # 1) transmits a frame at the frame start timing Tx.
  • one network (Network # 1) detects Busy in the CCA 102b when the transmission of Network # 2 starts, and does not transmit the frame 101c.
  • the length between the CCA start timing Tcca and the frame start timing Tx described above may be set longer than the required idle time (for example, 2 ⁇ ).
  • the required idle time (2 ⁇ ) is satisfied before the frame start timing Tx, a signal for securing a channel (for example, a sufficiently short dummy signal) may be supplementarily transmitted.
  • a time corresponding to the second unoccupied time according to the first embodiment is inserted between frames by changing the required idle time for each transmission frame periodically or randomly.
  • the required idle time is provided in a period corresponding to the frame start timing interval.
  • the state where only one adjacent network (Network # 1) side continuously transmits data is prevented, and the other network (Network # 2) side also transmits data. Will be given the opportunity to begin. This prevents only one of the adjacent networks sharing the same frequency from transmitting, and prevents the other from transmitting continuously, so that both can transmit data, and all adjacent networks can use the network fairly. become.
  • one node schedules the other node (for example, a terminal). Then, the other node (for example, terminal) receives resource allocation from one node (base station), and transmits a frame based on the transmission timing included in the resource allocation.
  • the functional configuration on the base station side in the third embodiment is a configuration including the scheduler 206 as in the first embodiment (FIG. 2).
  • the hardware configurations of the base station and the terminal in the third embodiment are the same as those in the first embodiment (FIGS. 3 and 4).
  • FIG. 11 is a block diagram of a configuration example of a node of the wireless system according to the third embodiment.
  • a function of the other node 1100 for example, a terminal
  • one node for example, a base station
  • the configuration of the transmission signal processing unit 1101 to the reception signal processing unit 1105 is the same as that of the transmission signal processing unit 201 to the reception of the node 200 in FIG. 2 except that the scheduler 206 (see FIG. 2) is not included. This is the same as the signal processing unit 205.
  • a transmission control unit 1106 is provided instead of the scheduler 206 of FIG.
  • the node 1100 receives a transmission request as well as transmission data in the transmission signal processing unit 1101, and transmits the transmission request to the one node 200 (for example, a base station) via the wireless transmitter 1103. Then, the transmission control unit 1106 controls the transmission timing of transmission data based on the transmission timing included in the resource allocation information received from one node 200 (for example, a base station) via the wireless receiver 1104.
  • this node 1100 transmits at the transmission timing scheduled by the node 200 (base station), the scheduling function can be omitted, and the processing load and power consumption can be reduced by applying it to a moving terminal or the like.
  • FIGS. 12 and 13 are flowcharts illustrating an example of transmission processing of a node in the wireless system according to the third embodiment.
  • each node can execute the processes shown in FIGS.
  • Base station 300 schedules transmission of data from terminal 400 as follows.
  • the scheduler 206 of the base station 300 determines whether unreceived data (frames) of the terminal 400 remains (step S1201). In advance, terminal 400 notifies the amount of data to be transmitted to base station 300. If unreceived data remains (step S1201: Yes), the scheduler 206 proceeds to the process of step S1202. On the other hand, when no unreceived data remains (step S1201: No), the above process is terminated.
  • step S1202 the scheduler 206 performs radio resource allocation for the terminal 400 (step S1202).
  • a radio resource including a transmission start timing of a frame that satisfies the above-described second non-occupancy time t2 is allocated to the terminal 400.
  • the resource allocation information includes information such as a modulation scheme and transmission power in addition to the frame transmission start timing.
  • the base station 300 transmits resource allocation information to the terminal 400 via the wireless transmitter 1103 according to scheduling by the scheduler 206 (step S1203), and ends the above processing. If unreceived data from the terminal 400 remains, the process returns to step S1201 and continues until there is no unreceived data.
  • terminal 400 performs data transmission to base station 300 based on the transmission timing scheduled in base station 300.
  • the terminal 400 receives resource allocation information including transmission start timing from the base station 300 (step S1301).
  • the terminal 400 calculates the CCA start timing Tcca from the frame start timing Tx, and performs CCA processing (step S1302).
  • the terminal 400 determines whether the idle time has reached the required idle time (2 ⁇ ) by the frame start timing Tx for transmitting data (step S1303). If the idle time has not reached the required idle time (2 ⁇ ) by the frame start timing Tx (step S1303: No), the above processing is terminated.
  • step S1303 if the idle time reaches the required idle time (2 ⁇ ) by the frame start timing Tx (step S1303: Yes), data (frame) is transmitted to the base station 300 based on the resource allocation information (step S1304). Terminate the process.
  • one node for example, a base station
  • the network allocates the radio resource of the other node (for example, the terminal), so that the terminal starts transmission included in the allocated radio resource.
  • Data transmission to the base station is performed based on the timing.
  • the terminal performs CCA based on the transmission start timing and can transmit data if it is idle. In this way, data transmission from the terminal to the base station can be performed without adding a special function on the terminal side.
  • the state where only one adjacent network (Network # 1) side continuously transmits data is prevented, and the other network (Network # 2) side also transmits data. Will be given the opportunity to begin. This prevents only one of the adjacent networks sharing the same frequency from transmitting, and prevents the other from transmitting continuously, so that both can transmit data, and all adjacent networks can use the network fairly. become.
  • each embodiment when communication ranges (cells) of networks having the same frequency are adjacent, at least one of the networks has a new second non-occupancy time individually between frames, or The required idle time is changed and provided. This prevents the state where only one adjacent network side continuously transmits data, and gives the other network side the opportunity to start data transmission.
  • the configuration described in the embodiment can cope with a case where a new node is additionally arranged adjacent to an existing network.
  • one of the networks (Network # 1) is an existing LBT method (configuration not having the second occupation time t2), and the other network (Network # 2) is a second occupation based on the embodiment.
  • the time t2 is inserted.
  • the second non-occupancy time t2 of Network # 2 to be added adjacent to Network # 1 may be set shorter than the first non-occupancy time t0 of the existing existing Network # 1 ( t0> t2).
  • the second non-occupancy time is inserted between frames according to the frame start timing interval.
  • carrier sense is started from an arbitrary time and transmission is started immediately when the required idle time is satisfied. In this case, if another network with the same frequency is in the transmission period at the time of carrier sense, it cannot be transmitted, and this state may continue. In addition, the number of carrier senses increases.
  • the embodiment can be applied to an LBT system in which a transmission start time and a transmission unit are frames (or subframes), such as an LTE wireless system.
  • a transmission start time and a transmission unit are frames (or subframes), such as an LTE wireless system.
  • a transmission start time and a transmission unit are frames (or subframes), such as an LTE wireless system.
  • the frame length is fixed, there is a high possibility that it will be a transmission interval of any frame in other networks during CCA.
  • a second unoccupied time is provided between the frames, and the second unoccupied time is inserted between the frames periodically or randomly.
  • Network # 1, # 2 an example in which there are two adjacent networks (Network # 1, # 2) has been described, but the present invention can be similarly applied to a wireless system having three or more adjacent networks.
  • the present invention can be applied to cases where the used frequency band of each network is the same or close to each other, and only a part of the nodes of the adjacent network can transmit, and a node of the plurality of other networks cannot transmit. It can be prevented from continuing. Then, all nodes in each network can transmit data, and a plurality of adjacent networks can use the network fairly.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

隣接するネットワーク（＃２）と同一または近い周波数を使用し、第１の非占有時間（ｔ０）を含む固定のフレーム長（Ｔ）で端末にデータを送信するネットワーク（＃１）の基地局は、フレーム（１０１ａ，１０１ｂ，…）間に、フレーム長（Ｔ）を分割したフレーム分割区間（ｔ１）に対応する長さの第２の非占有時間（ｔ２）を周期的またはランダムに挿入する制御部を備える。これにより、他方のネットワーク（＃２）では、フレーム分割区間（ｔ１）毎にＣＣＡを行い、第２の非占有時間（ｔ２）でデータ送信可能な機会が生じる。

Description

基地局、端末、無線システムおよび無線処理方法
　本発明は、隣接ネットワークと周波数を共用するネットワークの基地局、端末、無線システムおよび無線処理方法に関する。
　フレームタイミングが固定され、ＬＢＴ（Ｌｉｓｔｅｎ－Ｂｅｆｏｒｅ－Ｔａｌｋ）方式により隣接ネットワークと同じ周波数を共用する無線システムがＥＴＳＩで規定されている。ＬＢＴでは、固定長のフレーム区間に基づいて、固定タイミングでＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行い、チャネルが一定時間アイドルであれば、固定タイミングでバースト送信を開始する。
　例えば、ＬＢＴ方式により、共用チャネルが使用されていないときは、送信フレームを予め定めた最大割り当て時間まで継続して送信し、休眠期間を実行する技術がある（例えば、下記特許文献１参照。）。
特表２０１３－５１３３０３号公報
　しかしながら、隣接するネットワークが同じ周波数の場合、双方のネットワークが異なるフレームタイミングの場合、一方のネットワークのノードが送信し続けている間、他方のネットワークのノードの送信がブロックされることが生じる。
　例えば、１．一方のネットワークのノードがフレームを送信し続ける場合、および、２．一方のネットワークの複数のノードが順番に送信し続けてあるフレームを形成する場合、のいずれにおいても上記ブロックが生じる。
　また、双方のネットワークのオペレータ（キャリア運用者）が異なる場合、双方のネットワークのフレームタイミングが異なる。このため、固定長のフレーム（Ｆｉｘｅｄ　Ｆｒａｍｅ　Ｐｅｒｉｏｄ）間に設ける非占有時間（Ｉｄｌｅ　Ｐｅｒｉｏｄ）の値を単に大きくしても、互いのフレーム送信のタイミングが判らない状態では、送信がブロックされ続けることがある。
　このように、周波数を共用し隣接するネットワーク間では、一方のネットワークのノードが送信し続ける反面、他方のネットワークのノードの通信がブロックされ続けて、公平なネットワーク使用が行えない。
　一つの側面では、本発明は、周波数を共用して隣接するネットワーク間で公平なネットワーク使用が行えることを目的とする。
　一つの案では、隣接するネットワークと同一または近い周波数を使用し、第１の非占有時間を含む固定のフレーム長で端末にデータを送信する基地局において、前記フレーム長のフレーム間に、前記フレーム長を分割したフレーム分割区間に対応する長さの第２の非占有時間を周期的またはランダムに挿入する制御部を備える。
　一つの実施形態によれば、周波数を共用して隣接するネットワーク間で公平なネットワーク使用が行える。
図１は、実施の形態１にかかる無線システムのフレーム送信タイミングの例を示すタイミングチャートである。 図２は、実施の形態１にかかる無線システムのノードの構成例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１にかかる無線システムの基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。 図４は、実施の形態１にかかる無線システムの端末のハードウェア構成の一例を示す図である。 図５は、実施の形態１にかかる無線システムのノードの送信処理例を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態１にかかる無線システムの一方のノードのフレーム送信タイミングの例を示すタイミングチャートである。 図７は、実施の形態１にかかる無線システムの一方のノードのフレーム送信タイミングの他の例を示すタイミングチャートである。 図８は、実施の形態２にかかる無線システムのフレーム送信タイミングの例を示すタイミングチャートである。 図９は、実施の形態２にかかる無線システムのノードの送信処理例を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態２にかかる無線システムの一方のノードのフレーム送信タイミングの例を示すタイミングチャートである。 図１１は、実施の形態３にかかる無線システムのノードの構成例を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態３にかかる無線システム内のノードの送信処理例を示すフローチャートである。（その１） 図１３は、実施の形態３にかかる無線システム内のノードの送信処理例を示すフローチャートである。（その２）
　開示の基地局、端末、無線システムおよび無線処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１にかかる無線システムのフレーム送信タイミングの例を示すタイミングチャートである。図１（ａ）は、一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）であり、図１（ｂ）は、他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）である。
　これら双方のネットワークは、互いの通信領域（セル）が隣接し、無線周波数が同一または近く、一方のネットワークの送信が他方のネットワークの送信に干渉するものとする。そして、双方のネットワークは、例えば、ノードとしての基地局、あるいは端末がネットワーク内でデータを送信する。
　図１（ａ）に示す一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）のノードは、フレーム開始タイミングＴｘからネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）で定めた固定のフレーム長（規格では１～１０ｍｓ）Ｔを有してデータ（フレーム１０１）をバースト送信する。
　フレーム長Ｔは、データ送信を行わない所定の非占有時間ｔ０（規格ではＴの５％以上の時間）を含む。これらフレーム長Ｔと、非占有時間（第１の非占有時間と称す）ｔ０は、ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）により規格化されている。
　ノードは、第１の非占有時間ｔ０内でＣＣＡを実行した結果、アイドル（Ｉｄｌｅ）であればフレーム１０１をフレーム開始タイミングＴｘで送信し、ビジー（Ｂｕｓｙ）であればフレーム１０１を送信しない。
　そして、実施の形態１では、隣接するネットワークのうち、少なくとも一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）のノードは、送信するフレーム１０１間に、フレーム分割区間（ｔ１）に対応する長さの非占有時間（第２の非占有時間）ｔ２を挿入する。
　第２の非占有時間ｔ２は、フレーム１０１間に、周期的またはランダムにデータ送信を行わない区間として挿入する。また、フレーム長Ｔを分割したフレーム分割区間ｔ１を設け、隣接するネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１，＃２）は、このフレーム分割区間ｔ１毎にＣＣＡを行う。
　そして、フレーム長Ｔと、フレーム分割区間ｔ１、第２の非占有時間ｔ２の関係は、下記のように規定する。
　Ｔ＝ｍ×ｔ１
　ｔ２＝ｎ×ｔ１
　（ｍ，ｎは整数）
　この実施の形態１では、第２の非占有時間ｔ２は、フレーム長Ｔを分割したフレーム分割区間ｔ１をｎ倍した時間毎に、周期的またはランダムにフレーム１０１間に挿入する。周期的な挿入では、例えば、３Ｔ毎（３フレーム毎）に第２の非占有時間ｔ２を挿入する。ランダムな挿入では、例えば、第２の非占有時間ｔ２を３Ｔ後に挿入後、２Ｔ後に挿入する。
　図１（ａ）に示す例では、フレーム１０１ｂ，１０１ｃ間には、第２の非占有時間ｔ２を挿入していない状態であり、この非挿入時には、フレーム１０１ｂのフレーム長Ｔ内の第１の非占有時間ｔ０の間にＣＣＡ１０２を行う（ＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａ）。そして、フレーム１０１ｂの直前に第２の非占有時間ｔ２を挿入し、この第２の非占有時間ｔ２の挿入時には、第２の非占有時間ｔ２の期間内でＣＣＡ１０２を行う。τは、ＣＣＡの単位時間であり、図１の例では、所要アイドル時間は２τである。
　一方、図１（ｂ）に示す隣接する他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）側では、データを送信できない期間の間、フレーム分割区間ｔ１毎にＣＣＡ１１２を行い、データが送信可能となるタイミングを待つ。
　なお、ネットワーク間（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１，＃２）では、図１（ａ），（ｂ）に示すように、データ送信のタイミングは同期していない。例えば、フレーム分割区間ｔ１によるデータ送信可能なフレーム開始タイミングＴｘは、ネットワーク間（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１，＃２）では一致していない。
　そして、図１（ａ）に示すように、一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）のノードがフレーム１０１を順次送信している状態において、図１（ｂ）に示す他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）のノードでは、データを送信できない。
　しかし、図１（ａ）に示すように、一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）側で第２の非占有時間ｔ２を周期的またはランダムに設ける。これにより、図１（ｂ）に示すように、他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）は、フレーム分割区間ｔ１毎にＣＣＡ１１２を行った際、Ｉｄｌｅが検出されると、フレーム開始タイミングＴｘでフレーム１１１を送信できるようになる。
　この際、一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）のノードは、次のフレーム１０１ｂの送信を待つことになる。例えば、これら隣接するネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１とＮｅｔｗｏｒｋ＃２）とで交互にデータ送信することができる。
　なお、第２の非占有時間ｔ２が挿入される直前のフレーム（例えば、図１（ａ）のフレーム１０１ａ）や、次のフレームが送信を行わないフレームの場合、これらフレーム１０１内に第１の非占有時間ｔ０を設けないこととしてもよい。この場合、フレーム長Ｔに第１の非占有時間ｔ０が含まれず、フレーム１０１に続いて第２の非占有時間ｔ２が挿入される。
（ノードの構成例）
　図２は、実施の形態１にかかる無線システムのノードの構成例を示すブロック図である。無線システムに含まれ自らスケジューリングを行うノードの構成例であり、基地局あるいは端末の構成例を示す。
　ノード２００は、送信信号処理部２０１と、ＬＢＴ処理部２０２と、無線送信機２０３と、無線受信機２０４と、受信信号処理部２０５と、スケジューラ２０６と、を含む。
　送信信号処理部２０１には、入力される送信データに対してベースバンド処理等を行い、送信データをＬＢＴ処理部２０２に出力する。この送信信号処理部２０１は、スケジューラ２０６の指示に基づき、所定の送信フォーマット（図１等参照）にしたがい送信データを所定のフレーム長Ｔに分割し、第１の非占有時間ｔ０および第２の非占有時間ｔ２を有する送信データを生成する。
　ＬＢＴ処理部２０２は、ＬＢＴ方式の規格にしたがい、送信データの送信タイミングを判断する。ＬＢＴ処理部２０２は、スケジューラ２０６から入力されるＬＢＴパラメータの指定タイミングでＣＣＡを行いアイドル（Ｉｄｌｅ）であれば送信データを無線送信機２０３に送出する。ＬＢＴパラメータは、例えば、どのＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａからＣＣＡを行うか、および所要アイドル時間（２τ）、等を含む。
　無線送信機２０３は、入力された送信データを無線周波数（ＲＦ）に変換し、図示しないアンテナから送信する。無線受信機２０４は、アンテナが受信した無線周波数の受信データをベースバンド周波数に変換し、受信信号処理部２０５に出力する。
　受信信号処理部２０５は、受信データを受信処理し、ノード内の他の処理部に出力する。また、受信信号処理部２０５は、受信データに含まれる他ノードからのリソース割り当て要求をスケジューラ２０６に出力する。
　スケジューラ２０６は、送信データに対するスケジューリングを行い、送信信号処理部２０１およびＬＢＴ処理部２０２を制御する。スケジューラ２０６は、送信信号処理部２０１に対しては、送信フォーマットを指示し、また、リソース割り当て要求に基づき他ノードへのリソース割り当て情報を指示する。スケジューラ２０６は、ＬＢＴ処理部２０２に対しては、ＣＣＡを行うタイミング等のＬＢＴパラメータを指示する。
　図３は、実施の形態１にかかる無線システムの基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。図３に示す基地局３００は、図２に示したノード２００の機能を実現する。基地局３００は、プロセッサ（制御部）３０１と、主記憶装置３０２と、補助記憶装置３０３と、ネットワークインタフェース３０４と、無線機３０５と、を備える。プロセッサ３０１、主記憶装置３０２、補助記憶装置３０３、ネットワークインタフェース３０４、無線機３０５は、バス３０６によって接続される。
　制御部として機能するプロセッサ（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）３０１は、基地局３００の全体の制御を司る。主記憶装置３０２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）である。主記憶装置３０２は、プロセッサ３０１のワークエリアとして使用される。補助記憶装置３０３は、例えば磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助記憶装置３０３には、基地局３００を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助記憶装置３０３に記憶されたプログラムは、主記憶装置３０２にロードされてプロセッサ３０１によって実行される。
　ネットワークインタフェース３０４は、例えば、有線によって基地局３００の外部（例えば他の基地局や無線ネットワークの上位装置）との間で通信を行う通信インタフェースである。ネットワークインタフェース３０４は、プロセッサ３０１によって制御される。
　無線機３０５は、無線によって基地局３００の外部（例えば移動機等の端末）との間で通信を行う通信インタフェースである。無線機３０５は、プロセッサ３０１によって制御される。
　図２に示した送信信号処理部２０１、ＬＢＴ処理部２０２、受信信号処理部２０５、スケジューラ２０６は、図３に示すプロセッサ３０１がプログラム実行することによって実現することができる。図２に示した無線送信機２０３および無線受信機２０４は、図３に示す無線機３０５によって実現することができる。
　図４は、実施の形態１にかかる無線システムの端末のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示す端末４００は、図２に示したノード２００の機能を実現する。この端末４００は、例えば、スマートホンや、ＰＤＡ、タブレット端末、ノート型ＰＣを用いることができる。
　端末４００は、プロセッサ４０１と、主記憶装置４０２と、補助記憶装置４０３と、画面表示装置４０４と、無線機４０５と、を備える。プロセッサ４０１、主記憶装置４０２、補助記憶装置４０３、画面表示装置４０４、無線機４０５は、バス４０６によって接続される。
　プロセッサ（ＣＰＵ）４０１は、端末４００の全体の制御を司る。主記憶装置４０２は、例えばＲＡＭであり、プロセッサ４０１のワークエリアとして使用される。補助記憶装置４０３は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助記憶装置４０３には、端末４００を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助記憶装置４０３に記憶されたプログラムは、主記憶装置４０２にロードされてプロセッサ４０１によって実行される。
　画面表示装置４０４は、例えば、基地局３００との間で送受信するデータを画面表示しユーザに提示する。また、画面表示装置４０４は、タッチパネル等を含み、ユーザの操作指示を受け付けることができる。画面表示装置４０４は、プロセッサ４０１によって画面表示が制御され、また、ユーザ操作をプロセッサ４０１に伝える。
　無線機４０５は、無線によって端末４００の外部（例えば基地局３００）との間で通信を行う通信インタフェースである。無線機４０５は、プロセッサ４０１によって制御される。
　図２に示した送信信号処理部２０１、ＬＢＴ処理部２０２、受信信号処理部２０５、スケジューラ２０６は、図４に示すプロセッサ４０１がプログラム実行することによって実現することができる。図２に示した無線送信機２０３および無線受信機２０４は、図４に示す無線機４０５によって実現することができる。
（ノードの送信処理例）
　図５は、実施の形態１にかかる無線システムのノードの送信処理例を示すフローチャートである。自らスケジューリングを行うノード２００（図２参照）におけるデータの送信処理例について説明する。ノード２００が例えば、図３の基地局３００である場合、プロセッサ３０１が図３の各機能部を統括制御して図５の処理を行う。
　以下の処理において、周期的に第２の非占有時間ｔ２を挿入する場合、Ｋとｋは共に定数とする。また、ランダムに第２の非占有時間ｔ２を挿入する場合、Ｋは定数、ｋは変数とする。この場合のｋは、例えば、３０％の確率でｋ＝０，７０％の確率でｋ＝１とする。
　はじめに、ノード２００（スケジューラ２０６）は、送信バッファに送信すべきデータがあるか判断する（ステップＳ５０１）。送信バッファには、送信データとして所定パケットが一時保持され、この所定パケットを所定数のフレームに分割して送信し終わるまでの間、図５に示す処理が継続して行われる。例えば、送信バッファは、図２に示した送信信号処理部２０１が有する。
　そして、送信バッファに送信データがある場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、スケジューラ２０６は、ステップＳ５０２の処理に移行し、送信データがない場合（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、ｋ＝０（ステップＳ５０３）として、以上の処理を終了する。
　ステップＳ５０２では、スケジューラ２０６は、ｋ＝Ｋ（ｋとＫが一致）であるか判断する（ステップＳ５０２）。ｋ＝Ｋの場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、ＬＢＴ処理部２０２は、ＬＢＴパラメータを決定し、前の送信済フレーム１０１終了後から（ｎ＋１）番目に近いＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａでＣＣＡを行う（ステップＳ５０４）。この際、ｋ＝０とし、ステップＳ５０６に移行する。
　一方、ステップＳ５０２でｋ≠Ｋの場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、ＬＢＴ処理部２０２は、ＬＢＴパラメータを決定し、前の送信済フレーム１０１終了後から１番近い（最も近い）ＣＣＡ開始タイミングでＣＣＡを行う（ステップＳ５０５）。この際、ｋ＝ｋ＋１とし、ステップＳ５０６に移行する。
　ステップＳ５０６では、ＬＢＴ処理部２０２は、最も近いフレーム開始タイミングＴｘ（図１参照）までに所要アイドル時間（図１の２τ）に達したか判断する（ステップＳ５０６）。この際、最も近いフレーム開始タイミングまでに所要アイドル時間に達していなければ（ステップＳ５０６：Ｎｏ）、ｋ＝０とし（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０５の処理に戻る。
　一方、最も近いフレーム開始タイミングまでに所要アイドル時間に達すれば（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、無線送信機２０３は、フレーム１０１の送信を行い、バッファを更新する（ステップＳ５０８）。この後、ステップＳ５０１に戻り、所定パケットの残りフレーム分についての処理を行う。
　図６は、実施の形態１にかかる無線システムの一方のノードのフレーム送信タイミングの例を示すタイミングチャートである。一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）が図５の処理に基づき、周期的に第２の非占有時間ｔ２を挿入する場合の例を示す。図６の例では、Ｔ＝４ｍｓ、ｔ１＝１ｍｓである。
　図５の処理で用いるＫ＝２，ｋ＝１とした場合、２番目のフレーム１０１ｂと３番目のフレーム１０１ｃとの間に第２の非占有時間ｔ２が挿入される。
　また、ＣＣＡタイミングについて、図５の処理実行により、フレーム１０１ａ，１０１ｂ間では、ｋ＝１＜Ｋとなる（ステップＳ５０２：Ｎｏ）。この場合、前のフレーム１０１ａ終了後の１番近いＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａでＣＣＡ１０２ａを行う（ステップＳ５０５）。
　フレーム１０１ｂ，１０１ｃ間では、ステップＳ５０２でｋ＝２＝Ｋとなるため（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、前のフレーム１０１ｂ終了後の２番目に近いＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａでＣＣＡ１０２ｂを行う（ステップＳ５０４）。
　フレーム１０１ｃ，１０１ｄ間では、ｋ＝０＜Ｋとなるため（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、前のフレーム１０１ｃ終了後の１番近いＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａでＣＣＡ１０２ｃを行う（ステップＳ５０５）。
　図７は、実施の形態１にかかる無線システムの一方のノードのフレーム送信タイミングの他の例を示すタイミングチャートである。図７の例では、Ｔ＝ｔ１＝ｔ２＞ｔ０＞所要アイドル時間、の設定に基づき、ランダムに第２の非占有時間ｔ２を挿入した場合のフレーム送信タイミングを示す（ｍ＝ｎ＝１）。図７の例では、Ｔ，ｔ１，ｔ２はいずれも１ｍｓである。
　以上説明した実施の形態１によれば、隣接するネットワークのうち、少なくとも一方のネットワーク側のノードでは、送信するフレーム間に周期的またはランダムに第２の非占有時間を挿入する。第２の非占有時間は、フレーム開始タイミングの間隔に対応した期間で設ける。
　これにより、隣接する一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）側だけが継続してデータ送信する状態を防ぎ、他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）側もデータ送信を開始できる機会が与えられる。これにより、同一周波数を共用する隣接ネットワークの一方だけが送信し、他方が送信できない状態が継続することを防ぎ、いずれもデータ送信できるようになり、隣接するネットワークがいずれも公平にネットワーク使用できるようになる。
　また、ネットワーク内のノードとして例えば、基地局あるいは端末がある。実施の形態１のノードの構成をこれら基地局および端末に適用することにより、データ送信時に、隣接する他方のネットワークのノードで送信できない状態が継続することを防ぐことができる。
　そして、隣接するネットワークのオペレータが異なる場合、互いにフレーム送信のタイミング等の同期をとっておらず、また、フレーム送信のタイミングの同期を互いが判らない状態である。このような状況においても、実施の形態１によれば、同一周波数を共用する隣接ネットワーク間で公平にネットワーク使用できるようになる。
（実施の形態２）
　図８は、実施の形態２にかかる無線システムのフレーム送信タイミングの例を示すタイミングチャートである。図８には、一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）のフレーム送信タイミングを示す。
　上述した実施の形態１では、フレーム間に個別の時間として第２の非占有時間ｔ２を周期的にまたはランダムに挿入する構成とした。実施の形態２では、フレーム間の所要アイドル時間を周期的にまたはランダムに変化させることで、第２の非占有時間ｔ２を設ける。
　図８に示す例では、所要アイドル時間の初期値が２τであり、この所要アイドル時間を周期的にまたはランダムに変化させ（例えば１２τ）、フレーム１０１間に第２の非占有時間ｔ２相当の時間を設ける。フレーム１０１ａ，１０１ｂ間と、フレーム１０１ｄ，１０１ｅ間に第２の非占有時間ｔ２を挿入する。また、ｔ２＝ｎ×ｔ１であり、ｔ２＝ｔ１の例を示す。
　実施の形態２についても、実施の形態１同様のノードの機能（図２参照）、およびハードウェア構成（図３，図４参照）で実現できる。
（ノードの送信処理例）
　図９は、実施の形態２にかかる無線システムのノードの送信処理例を示すフローチャートである。自らスケジューリングを行うノード２００（図２参照）におけるデータの送信処理例について説明する。ノード２００として、例えば、図３の基地局３００が実行する場合、プロセッサ３０１が図３の各機能部を統括制御して図９の処理を行う。
　以下の処理では、周期的に第２の非占有時間ｔ２を挿入するに相当する処理を行うため、Ｋ，ｋ，ｘ１，ｘ２は定数とし、ｘ１＞ｘ２とする。
　はじめに、ノード２００（スケジューラ２０６）は、送信バッファに送信すべきデータがあるか判断する（ステップＳ９０１）。そして、送信バッファに送信すべきデータがある場合（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）、スケジューラ２０６は、ステップＳ９０２の処理に移行する。一方、送信すべきデータがない場合（ステップＳ９０１：Ｎｏ）、スケジューラ２０６は、ｋ＝０（ステップＳ９０３）として、以上の処理を終了する。
　ステップＳ９０２では、スケジューラ２０６は、ｋ＝Ｋ（ｋとＫが一致）であるか判断する（ステップＳ９０２）。ｋ＝Ｋの場合（ステップＳ９０２：Ｙｅｓ）、ＬＢＴ処理部２０２は、所要アイドル時間に定数ｘ１を用い、ｘ１×τとする。この際、ｋ＝０とし、ステップＳ９０６に移行する（ステップＳ９０４）。
　一方、ステップＳ９０２でｋ≠Ｋの場合（ステップＳ９０２：Ｎｏ）、ＬＢＴ処理部２０２は、所要アイドル時間に定数ｘ２を用い、ｘ２×τとする。この際、ｋ＝ｋ＋１とし、ステップＳ９０６に移行する（ステップＳ９０５）。
　ステップＳ９０６では、ＬＢＴ処理部２０２は、１番近いＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａからＣＣＡを開始する。また、ステップＳ９０４またはステップＳ９０５で設定した所要アイドル時間が終了したタイミングに最も近いフレーム開始タイミングＴｘでフレーム１０１の送信を行う（ステップＳ９０６）。この後、ステップＳ９０１に戻り、所定パケットの残りフレーム分についての処理を行う。
　図１０は、実施の形態２にかかる無線システムの一方のノードのフレーム送信タイミングの例を示すタイミングチャートである。一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）が図９の処理に基づき、周期的に第２の非占有時間ｔ２相当を挿入する場合の例を示す。図１０の例では、Ｔ＝４ｍｓ、ｔ１＝１ｍｓ，τ＝０．１ｍｓである。
　図９の処理で用いるＫ＝２，ｘ１＝６，ｘ２＝２とした場合、２番目のフレーム１０１ｂと３番目のフレーム１０１ｃとの間に第２の非占有時間ｔ２相当が挿入される。
　また、各所要アイドル時間について、図９の処理実行により、フレーム１０１ａ，１０１ｂ間では、ｋ＝１＜Ｋとなるため（ステップＳ９０２：Ｎｏ）、所要アイドル時間はｘ２×τとなる（ステップＳ９０５）。
　フレーム１０１ｂ，１０１ｃ間では、ステップＳ９０２でｋ＝２＝Ｋとなるため（ステップＳ９０２：Ｙｅｓ）、所要アイドル時間はｘ１×τとなる（ステップＳ９０４）。このように、所要アイドル時間（初期値２τ）を変更することで第２の非占有時間ｔ２を設ける場合においても、フレーム開始タイミングＴｘ直前のＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａで初期値２τを有してＣＣＡ１０２ｂを行う。この場合、直前のフレーム１０１ｂの第１の非占有時間ｔ０内にて２τの時間でＣＣＡ１０２ｂを行い、第２の非占有時間ｔ２開始時と終了時にそれぞれ２τの時間でＣＣＡ１０２ｂを行う。
　これにより、一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）がフレーム開始タイミングＴｘでフレーム送信する直前に他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）が送信開始する場合に対応できる。この場合、一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）は、Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２の送信開始によりＣＣＡ１０２ｂでＢｕｓｙを検出し、フレーム１０１ｃの送信を行わない。
　フレーム１０１ｃ，１０１ｄ間では、ｋ＝０＜Ｋとなるため（ステップＳ９０２：Ｎｏ）、所要アイドル時間はｘ２×τとなる（ステップＳ９０５）。
　上述したＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａと、フレーム開始タイミングＴｘの間の長さは、所要アイドル時間（例えば２τ）より長く設定してもよい。この場合、フレーム開始タイミングＴｘよりも以前に所要アイドル時間（２τ）を満足した場合、チャネルを確保するための信号（例えば、十分短いダミー信号）を補い送信してもよい。
　以上説明した実施の形態２によれば、送信フレーム毎の所要アイドル時間を周期的またはランダムに変化させることで、実施の形態１の第２の非占有時間に相当する時間をフレーム間に挿入する。所要アイドル時間は、フレーム開始タイミングの間隔に対応した期間で設ける。
　この実施の形態２においても、実施の形態１同様に、隣接する一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）側だけが継続してデータ送信する状態を防ぎ、他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）側もデータ送信を開始できる機会が与えられる。これにより、同一周波数を共用する隣接ネットワークの一方だけが送信し、他方が送信できない状態が継続することを防ぎ、いずれもデータ送信できるようになり、隣接するネットワークがいずれも公平にネットワーク使用できるようになる。
（実施の形態３）
　上述した実施の形態１，２では、自らスケジューリングを行うノード２００の構成例を説明したが、実施の形態３は、一つのネットワーク（例えばＮｅｔｗｏｒｋ＃１）内で相互に通信するノード、例えば、基地局と端末の構成についての変更例である。この実施の形態３は、実施の形態１で説明した第２の占有時間ｔ２を挿入する構成に適用できる。
　実施の形態３では、例えば、一方のノード（例えば基地局）が他方のノード（例えば端末）のスケジューリングを行う。そして、他方のノード（例えば端末）は一方のノード（基地局）からのリソース割り当てを受け、リソース割り当てに含まれる送信タイミングに基づき、フレームの送信を行う。
　実施の形態３の基地局側の機能構成は、実施の形態１（図２）同様にスケジューラ２０６を含む構成である。また、実施の形態３における基地局および端末のハードウェア構成は、実施の形態１（図３，図４）同様である。
　図１１は、実施の形態３にかかる無線システムのノードの構成例を示すブロック図である。一方のノード（例えば基地局）からのリソース割り当てを受けて送信を行う他方のノード１１００（例えば端末）の機能を示す。
　図１１に示すように、スケジューラ２０６（図２参照）を含まない点を除き、送信信号処理部１１０１～受信信号処理部１１０５の各構成は、図２のノード２００の送信信号処理部２０１～受信信号処理部２０５と同様である。そして、図２のスケジューラ２０６に代えて送信制御部１１０６が設けられる。
　このノード１１００は、送信信号処理部１１０１には、送信データとともに送信要求が入力され、一方のノード２００（例えば基地局）に無線送信機１１０３を介して送信要求を送信する。そして、送信制御部１１０６は、無線受信機１１０４を介して一方のノード２００（例えば基地局）から受信したリソース割り当て情報に含まれる送信タイミングに基づき送信データの送信タイミングを制御する。
　このノード１１００は、ノード２００（基地局）によってスケジューリングされた送信タイミングで送信するため、スケジュール機能を省くことができ、移動する端末等に適用することで、処理負担および消費電力を低減できる。
　図１２および図１３は、実施の形態３にかかる無線システム内のノードの送信処理例を示すフローチャートである。上述した実施の形態１で説明した隣接するネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１，＃２）は、それぞれのノードがこれら図１２および図１３に示す処理を実行することができる。
　図１２の処理について、ノード２００が図３の基地局３００である場合を例に説明する。以下のように、基地局３００は、端末４００からのデータの送信をスケジューリングする。
　はじめに、基地局３００のスケジューラ２０６は、端末４００の未受信データ（フレーム）が残っているか判断する（ステップＳ１２０１）。予め端末４００は、基地局３００に送信するデータ量を通知しておく。そして、未受信データが残っている場合（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、スケジューラ２０６は、ステップＳ１２０２の処理に移行する。一方、未受信データが残っていない場合（ステップＳ１２０１：Ｎｏ）、以上の処理を終了する。
　ステップＳ１２０２では、スケジューラ２０６は、端末４００に対する無線リソース割り当てを行う（ステップＳ１２０２）。このリソース割り当てにより、端末４００に対し、上述した第２の非占有時間ｔ２を満たすフレームの送信開始タイミングを含む無線リソースを割り当てる。また、このリソース割り当て情報には、フレームの送信開始タイミングの他、変調方式、送信電力等の情報を含む。
　次に、基地局３００は、スケジューラ２０６によるスケジューリングにより、無線送信機１１０３を介して端末４００にリソース割り当て情報を送信し（ステップＳ１２０３）、以上の処理を終了する。なお、端末４００からの未受信データが残っている場合には、ステップＳ１２０１に戻り未受信データが無くなるまで処理を継続する。
　次に、図１３の処理について、ノード１１００が図４の端末４００である場合を例に説明する。以下のように、端末４００は、基地局３００でスケジューリングされた送信タイミングに基づいて、基地局３００へのデータ送信を行う。
　はじめに、端末４００は、基地局３００から送信開始タイミングを含むリソース割り当て情報を受信する（ステップＳ１３０１）。次に、端末４００は、フレーム開始タイミングＴｘからＣＣＡ開始タイミングＴｃｃａを計算し、ＣＣＡ処理を行う（ステップＳ１３０２）。
　そして、端末４００は、データを送信するフレーム開始タイミングＴｘまでにアイドル時間が所要アイドル時間（２τ）に達したか判断する（ステップＳ１３０３）。フレーム開始タイミングＴｘまでにアイドル時間が所要アイドル時間（２τ）に達していなければ（ステップＳ１３０３：Ｎｏ）、以上の処理を終了する。
　一方、フレーム開始タイミングＴｘまでにアイドル時間が所要アイドル時間（２τ）に達すれば（ステップＳ１３０３：Ｙｅｓ）、リソース割り当て情報に基づいて基地局３００にデータ（フレーム）を送信し（ステップＳ１３０４）、以上の処理を終了する。
　以上説明した実施の形態３によれば、ネットワーク内で一方のノード（例えば基地局）が他方のノード（例えば端末）の無線リソースを割り当てることで、端末は割り当てられた無線リソースに含まれる送信開始タイミングに基づき、基地局へのデータ送信を行う。この際、端末は、送信開始タイミングに基づきＣＣＡを行いＩｄｌｅであればデータを送信できる。このように、端末側で特別な機能を追加しなくても、端末から基地局へのデータ送信が行えるようになる。
　この実施の形態３においても、実施の形態１同様に、隣接する一方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）側だけが継続してデータ送信する状態を防ぎ、他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）側もデータ送信を開始できる機会が与えられる。これにより、同一周波数を共用する隣接ネットワークの一方だけが送信し、他方が送信できない状態が継続することを防ぎ、いずれもデータ送信できるようになり、隣接するネットワークがいずれも公平にネットワーク使用できるようになる。
　以上のように、各実施の形態によれば、同一周波数のネットワークの通信範囲（セル）が隣接する場合、少なくとも一方のネットワークでは、フレーム間に新たに第２の非占有時間を個別に、あるいは所要アイドル時間を変化させて設ける。これにより、隣接する一方のネットワーク側だけが継続してデータ送信する状態を防ぎ、他方のネットワーク側もデータ送信を開始できる機会が与えられる。
　これにより、同一周波数を共用する隣接ネットワークのいずれもデータ送信できるようになり、隣接するネットワークがいずれも公平にネットワーク使用できるようになる。
　また、実施の形態で説明した構成は、既存のネットワークに隣接する形で新たにノードを追加配置する場合にも対応できる。例えば、ネットワークの一方（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１）が既存のＬＢＴ方式（第２の占有時間ｔ２を有さない構成）であり、他方のネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃２）が実施の形態に基づき、第２の占有時間ｔ２を挿入する構成とする。この場合、設置済の既存のＮｅｔｗｏｒｋ＃１が有する第１の非占有時間ｔ０に対し、Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１に隣接して追加するＮｅｔｗｏｒｋ＃２の第２の非占有時間ｔ２を短く設定すればよい（ｔ０＞ｔ２）。
　このように、実施の形態では、フレーム開始タイミングの間隔に応じて、フレーム間に第２の非占有時間を挿入している。既存のＷｉＦｉ等のＬＢＴ方式では任意の時間からキャリアセンス開始して所要アイドル時間を満たせば直ちに送信を開始する。この場合、キャリアセンス時に同一周波数の他のネットワークが送信区間であれば送信できず、この状態が継続する場合がある。また、キャリアセンスの回数が増加する。
　そして、実施の形態は、ＬＴＥの無線システム等のように、送信開始時間や送信単位がフレーム（またはサブフレーム）であるＬＢＴ方式に適用できる。フレーム長が固定の場合、ＣＣＡの際に他のネットワークではいずれかのフレームの送信区間となる可能性が高い。この点、実施の形態では、フレームの間に第２の非占有時間を設け、この第２の非占有時間を周期的あるいはランダムにフレーム間に挿入する。
　これにより、ＣＣＡの際に他のネットワークのノードが送信せずＩｄｌｅとなりデータ送信が可能な機会を向上できる。ＣＣＡは、間欠的にまたはランダムにフレーム間に挿入するため、ＣＣＡの回数の増加を抑えることができ、送信するフレームの割合の低下を抑えることができる。そして、隣接するネットワーク同士がフレーム送信タイミングを知らない状態であっても、隣接するネットワークのノードがいずれも公平にデータ送信できるようになる。
　また、各実施の形態では、隣接するネットワークが２つ（Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１，＃２）の例を説明したが、隣接するネットワークが３つ以上の無線システムにも同様に適用できる。この場合、各ネットワークの使用周波数帯域が同じ場合および近接する場合のいずれにも適用でき、隣接ネットワークのうち一部のネットワークのノードだけが送信し、他の複数のネットワークのノードが送信できない状態が継続することを防ぐことができる。そして、各ネットワークのノードがいずれもデータ送信できるようになり、隣接する複数のネットワークがいずれも公平にネットワーク使用できるようになる。
　１０１，１１１　フレーム
　１０２，１１２　ＣＣＡ
　２００，１１００　ノード
　２０１，１１０１　送信信号処理部
　２０２，１１０２　ＬＢＴ処理部
　２０３，１１０３　無線送信機
　２０４, １１０４　無線受信機
　２０５，１１０５　受信信号処理部
　２０６　スケジューラ
　３００　基地局
　３０１　プロセッサ
　４００　端末
　１１０６　送信制御部
　Ｔｃｃａ　ＣＣＡ開始タイミング
　Ｔｘ　フレーム開始タイミング
　ｔ０　第１の非占有時間
　ｔ１　フレーム分割区間
　ｔ２　第２の非占有時間

Claims (10)

  1. 　隣接するネットワークと同一または近い周波数を使用し、第１の非占有時間を含む固定のフレーム長で端末にデータを送信する基地局において、
    　前記フレーム長のフレーム間に、前記フレーム長を分割したフレーム分割区間に対応する長さの第２の非占有時間を周期的またはランダムに挿入する制御部を備えたことを特徴とする基地局。
  2. 　隣接する他方のネットワークの基地局は、
    　前記フレーム分割区間毎にＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行い、データ送信のタイミングを検出する制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  3. 　前記制御部は、
    　前記フレーム間でＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行い、当該ＣＣＡの所要アイドル時間を前記第１の非占有期間よりも大きくなるよう周期的にまたはランダムに変化させて、前記第２の非占有時間を形成することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
  4. 　前記制御部は、
    　前記フレームの送信開始タイミングの直前に前記所要アイドル時間を有して前記ＣＣＡを行うことを特徴とする請求項３に記載の基地局。
  5. 　前記制御部は、
    　前記フレーム長をＴ、前記第２の非占有時間の長さをｔ２、前記フレーム分割区間の長さをｔ１としたとき、
    　Ｔ＝ｍ×ｔ１
    　ｔ２＝ｎ×ｔ１
    　（周期的処理時：ｍ、ｎは定数、ランダム処理時：ｍは定数、ｎは変数）
    　として前記第２の非占有時間の長さを設定することを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の基地局。
  6. 　隣接するネットワークと同一または近い周波数を使用し、第１の非占有時間を含む固定のフレーム長で基地局にデータを送信する端末において、
    　前記フレーム長のフレーム間に、前記フレーム長を分割したフレーム分割区間に対応する長さの第２の非占有時間を周期的またはランダムに挿入する制御部を備えたことを特徴とする端末。
  7. 　隣接するネットワークと同一または近い周波数を使用し、第１の非占有時間を含む固定のフレーム長で基地局にデータを送信する端末において、
    　前記基地局のスケジューリングにより通知されるリソース割り当てに含まれる、前記基地局に送信するフレームのフレーム開始タイミングに基づき、前記基地局に送信するデータの送信開始タイミングを制御する制御部を備えたことを特徴とする端末。
  8. 　隣接するネットワークと同一または近い周波数を使用し、第１の非占有時間を含む固定のフレーム長でネットワーク内のノード間で相互にデータを送信する無線システムにおいて、
    　前記ノードは、
    　前記フレーム長のフレーム間に、前記フレーム長を分割したフレーム分割区間に対応する長さの第２の非占有時間を周期的またはランダムに挿入する制御部を備えたことを特徴とする無線システム。
  9. 　隣接するネットワークと同一または近い周波数を使用し、第１の非占有時間を含む固定のフレーム長でネットワーク内のノード間で相互にデータを送信する無線処理方法において、
    　前記ノードは、
    　前記フレーム長のフレーム間に、前記フレーム長を分割したフレーム分割区間に対応する長さの第２の非占有時間を周期的またはランダムに挿入する、
    　ことを特徴とする無線処理方法。
  10. 　スケジューリングにより前記ノードの基地局が前記ノードの端末のリソース割り当てを行う場合、前記端末が基地局に送信するフレームのフレーム開始タイミングを前記リソース割り当てに含ませて、前記端末に通知する、
    　ことを特徴とする請求項９に記載の無線処理方法。
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