WO2017131033A1 - 無線通信システム、無線通信端末および無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、無線通信端末および無線通信方法 Download PDF

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wireless
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笑子 篠原
井上　保彦
岩谷　純一
匡人 溝口
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日本電信電話株式会社
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    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system in which a wireless communication terminal supports a plurality of wireless communication standards and performs wireless communication by effectively using frequency resources.
  • the present invention also relates to a wireless communication terminal and a wireless communication method in the wireless communication system of the present invention.
  • the frequency resource is the same even if it is read as a frequency segment meaning a frequency block.
  • wireless communication standards for high-speed wireless communication such as wireless LAN and LTE have used different frequency bands and specified different access procedures.
  • the IEEE802.11 standard is widely used for wireless LANs.
  • the IEEE802.11b / g / n standard is used in the 2.4GHz band, which is an unlicensed unlicensed band, and IEEE802.11a / n is used in the 5GHz band, which is also an unlicensed band.
  • LAA Liense-Assisted Access
  • MuLTEfire using an unlicensed band used by a wireless LAN or the like
  • LAA is a method of performing communication using a license band and an unlicensed band.
  • frequency resources are used while competing with many wireless terminals.
  • a wireless terminal using LAA can communicate in an unlicensed band in addition to a license band in which users are limited, and can increase available frequency resources. Furthermore, it is expected that higher speeds can be realized if available frequency resources increase.
  • the new LAA and MuLTEfire compete with the conventional wireless LAN, Zigbee (registered trademark), Bluetooth® (registered trademark), and the like. Furthermore, in the unlicensed band, not only the number of wireless terminals that use the same frequency band but also the number of wireless communication standards that use the same frequency band increases, so that multiple wireless communication systems with different wireless communication standards have the same frequency. It is required to efficiently use limited frequency resources while competing in the band.
  • random access control based on CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) is executed.
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
  • the process waits until the channel is in a transmittable state without starting transmission. That is, in the random access control described above, frames are transmitted by time division for each wireless terminal.
  • IEEE802.11 which is a wireless LAN standard, uses a frequency division multiple access method (FDMA: Frequency Division Multiple Access) to simultaneously transmit multiple wireless LAN frames. How to do is being studied.
  • FDMA frequency division multiple access method
  • one frequency band can be divided and used at the same time. If it is determined that a channel can be used by a radio base station in downlink communication, different channels are addressed to a plurality of radio terminals. You can start sending all at once.
  • uplink communication after a wireless base station transmits a wireless LAN frame that controls the timing of a plurality of wireless terminals, the plurality of wireless terminals simultaneously start transmitting wireless LAN frames using different frequency resources.
  • Wireless LAN frames can be received from a plurality of wireless terminals at a time. Therefore, it is expected that communication with many wireless terminals can be performed and frequency utilization efficiency can be further improved as compared with a method of accessing one by one with CSMA / CA.
  • the random access procedure of the wireless LAN system performs frame transmission by time division. Therefore, as the number of wireless communication standards and wireless terminals competing in the same frequency band increases, the transmission standby time tends to increase.
  • wireless communication standards other than wireless LAN systems such as LAA systems become widely used, in addition to the increase in the number of wireless terminals of wireless LAN systems alone, traffic of wireless communication standards other than wireless LAN systems such as LAA systems will increase. Will be used in the unlicensed band, and the transmission waiting time will be longer.
  • there are wireless terminals that transmit in the unlicensed band with a maximum bandwidth of 160 MHz there is a concern that the effect of extending the transmission standby time may occur in a wide band.
  • FIG. 22 shows the relationship between two wireless communication standards competing in the same frequency band.
  • two wireless communication standards A and B competing in the same frequency band for example, a wireless LAN system and an LAA system are assumed.
  • the wireless communication terminal a1 of the wireless communication standard A and the wireless communication terminal b1 of the wireless communication standard B detect the wireless frames transmitted to each other and are regarded as interference partners.
  • the other is transmitted during the period during which either one is transmitting. It will wait for transmission. Therefore, the time for waiting for transmission is longer than when there is no interference partner.
  • FIG. 23 shows an example of a sequence in an interference wireless communication environment.
  • the wireless communication standard A uses four channels ch1 to ch4, and the wireless communication standard B uses one channel ch1, and performs transmission control based on CSMA / CA. That is, when it is detected that the other station is transmitting a frame and the transmission channel cannot be transmitted, it is necessary to wait for the transmission of the own station. For this reason, the wireless communication standard A is a reason that the channel ch1 cannot be transmitted on the vacant channels ch2, ch3, and ch4 during the transmission period of the wireless communication standard B, and the frequency utilization efficiency is significantly reduced. Become.
  • the wireless communication standards A and B are the same even if they are replaced with, for example, the IEEE802.11ac standard and the IEEE802.11ax standard when the wireless communication standards are different in the wireless LAN system, for example.
  • each of the wireless communication terminals a1 and b1 of the two wireless communication standards is accommodated in one housing, and as shown in FIG. 24, one wireless communication terminal is used as the wireless communication standard A control unit and the wireless communication standard B control unit.
  • the wireless communication standard A control unit and the wireless communication standard B control unit have different wireless communication standards, it is necessary to transmit at different transmission opportunities as shown in FIG. Become.
  • the transmission standby time becomes long and the frequency utilization efficiency is lowered.
  • the channel to be used can be changed or the bandwidth can be reduced.
  • a channel with few competing terminals is selected for communication.
  • a method of reducing the channel bandwidth and not including the subchannels in the communication channel is conceivable.
  • FIG. 25 shows an example of channel switching in the wireless communication standard A.
  • the wireless communication standard A can switch between four channels ch1 to ch4, and the wireless communication standard B uses one channel ch1.
  • the wireless communication standard B is wireless when the channel ch1 is being used.
  • Communication standard A uses channels ch3 and ch4, and channel ch2 may remain unused. Therefore, although the wireless communication standard A and the wireless communication standard B do not compete with each other for channel use, the frequency resources that can be used by channel switching cannot be used to the maximum extent.
  • Channels ch3 and ch4 have a high time rate used for frame transmission, but when the traffic load of the wireless communication standard B using channel ch1 is small, the channel ch1 usage time rate is compared with channels ch3 and ch4. Greatly reduced. That is, the use frequency varies among the channels being used, which causes a decrease in frequency use efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a wireless communication system, a wireless communication terminal, and a wireless communication method in which a wireless communication terminal manages and controls a plurality of wireless communication standards and simultaneously transmits a wireless frame of each wireless communication standard by FDMA. To do.
  • a wireless communication terminal including a plurality of wireless communication standard controllers respectively corresponding to a plurality of wireless communication standards sharing a frequency resource executes a random access procedure corresponding to each wireless communication standard
  • the wireless communication terminal performs random communication corresponding to the plurality of wireless communication standards with respect to the plurality of wireless communication standard control units.
  • a plurality of wireless communication standard control units are controlled by the simultaneous transmission management unit.
  • a random access procedure is executed by a plurality of radio communication standard controllers respectively corresponding to a plurality of radio communication standards sharing a frequency resource, and a transmission right is acquired with the frequency resource used for each radio communication standard.
  • a random access procedure parameter corresponding to each of a plurality of wireless communication standards is set for a plurality of wireless communication standard control units, and the frequency and transmission start timing of the plurality of wireless communication standards
  • a simultaneous transmission management unit that performs control to simultaneously transmit wireless frames of each wireless communication standard for which transmission rights have been acquired by FDMA, and a plurality of wireless communication standard control units are configured to control a plurality of wireless communication standard control units by controlling the simultaneous transmission management unit.
  • the radio frame of the radio communication standard is configured to simultaneously transmit the FDMA.
  • the simultaneous transmission management unit is configured to set parameters to be a random access procedure common to a plurality of wireless communication standards in the plurality of wireless communication standard control units.
  • the control unit may execute a common random access procedure and perform a process of simultaneously transmitting a wireless frame of a wireless communication standard that has acquired a transmission right by FDMA.
  • the simultaneous transmission management unit is configured to set parameters for each random access procedure of the plurality of wireless communication standards in the plurality of wireless communication standard control units, and the plurality of wireless communication standards
  • the control unit may execute each random access procedure, and may perform a process of simultaneously transmitting a wireless frame of a wireless communication standard satisfying a transmission right acquisition condition by FDMA.
  • the simultaneous transmission management unit may be configured to perform control so that each random access implementation period corresponding to a plurality of wireless communication standards is aligned with the longest or prescribed random access implementation period according to the wireless communication standard.
  • the simultaneous transmission management unit is configured to set a parameter to be a random access procedure of any of the plurality of wireless communication standards in the plurality of wireless communication standard control units, and
  • the standard control unit may execute a random access procedure and perform a process of simultaneously transmitting a wireless frame of a wireless communication standard that has acquired a transmission right by FDMA.
  • the plurality of wireless communication standard control units execute a random access procedure corresponding to the plurality of wireless communication standards, and when the wireless communication standard having acquired the transmission right is one, It may be configured to perform processing for transmitting a radio frame by switching to only the communication standard.
  • the plurality of wireless communication standard control units perform a period during which other wireless communication terminals prohibit transmission in a control sequence of a predetermined wireless communication standard and simultaneously before the simultaneous transmission by FDMA. It is good also as a structure which performs the process which notifies the information of the frequency resource used for transmission.
  • a wireless communication standard control unit other than the predetermined wireless communication standard executes a random access procedure corresponding to the wireless communication standard, acquires a transmission right, and A configuration may be adopted in which processing is performed for simultaneous transmission by a radio frame of a radio communication standard and FDMA.
  • a random access procedure is executed by a plurality of radio communication standard controllers respectively corresponding to a plurality of radio communication standards sharing a frequency resource, and a transmission right is acquired with the frequency resource used for each radio communication standard.
  • a simultaneous transmission management unit sets parameters of a random access procedure corresponding to each of a plurality of wireless communication standards for a plurality of wireless communication standard control units, and A step of controlling the frequency and the transmission start timing, and performing a control to simultaneously transmit the radio frame of each radio communication standard for which the transmission right is acquired by FDMA, and the plurality of radio communication standard control units are controlled by the simultaneous transmission management unit.
  • scan simultaneously transmits the radio frames of a plurality of wireless communication standards by FDMA.
  • the present invention provides a plurality of wireless communications using frequency resources obtained by executing a random access procedure corresponding to each wireless communication standard and acquiring a transmission right in an environment in which communications of a plurality of wireless communication standards sharing frequency resources are mixed.
  • frequency resources can be utilized to the maximum for each radio communication standard, compared with the case where time division is performed for each radio communication standard, thereby improving frequency utilization efficiency. Can do.
  • FIG. 4 shows Example 4 of the simultaneous transmission method by FDMA in this invention. It is a figure explaining the random access procedure example 1 of the radio
  • FIG. It is a figure explaining the example 1 of simultaneous transmission processing in the random access procedure of the radio
  • FIG. It is a figure explaining the example 2 of simultaneous transmission processing in the random access procedure of the radio
  • FIG. It is a figure explaining the example 3 of simultaneous transmission processing in the random access procedure of the radio
  • FIG. It is a figure explaining the example 4 of simultaneous transmission in the random access procedure of the radio
  • FIG. It is a figure explaining the simultaneous transmission process example 5 in the random access procedure of the radio
  • FIG. It is a figure explaining the example 6 of simultaneous transmission in the random access procedure of the radio
  • FIG. It is a figure explaining the example 7 of simultaneous transmission processing in the random access procedure of the radio
  • FIG. It is a figure explaining the example 8 of simultaneous transmission in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system of the present invention.
  • the wireless communication system of the present invention includes a wireless communication terminal 100 corresponding to wireless communication standards A and B, a wireless communication terminal 200A of wireless communication standard A communicating with the wireless communication terminal 100, and a wireless communication terminal 100. It is configured by a wireless communication terminal 200B of the wireless communication standard B that communicates.
  • the wireless communication terminal 100 includes, as main components, a wireless communication standard A control unit 110A that performs communication control of the wireless communication standard A, a wireless communication standard B control unit 110B that performs communication control of the wireless communication standard B, and each wireless communication And a simultaneous transmission management unit 120 which executes a random access procedure via the standard A / B control unit and performs simultaneous transmission control by FDMA in the wireless communication standards A and B.
  • the wireless communication standards A and B are, for example, a wireless LAN system and a LAA system that use the same unlicensed band, and one wireless communication standard that uses the unlicensed band.
  • a case corresponding to IEEE802.11ac standard, IEEE802.11ax standard, etc. is assumed.
  • IEEE802.11ac standard, IEEE802.11ax standard, etc. is assumed.
  • the former case where the random access procedure is almost common will be described as an example.
  • simultaneous transmission control is easier.
  • the wireless communication standard A for example, any or all of the channels ch1 to ch4 including the primary channel are used, and in the wireless communication standard B, for example, only the channel ch1 is used.
  • the radio communication standards A and B use a random access procedure based on the same rule, it is assumed that parameters necessary for acquiring a transmission right are shared.
  • the simultaneous transmission management unit 120 also suppresses the amount of interference between the wireless communication standards A and B even if the wireless communication standards A and B are simultaneously transmitted in parallel. Control to adjust the timing. Note that the control for matching the transmission start timing of radio frames transmitted in the wireless communication standards A and B includes a case where transmission is performed again after execution of the random access procedure in one of the wireless communication standards.
  • a configuration example of the wireless communication terminal is specifically shown below.
  • FIG. 2 shows a configuration example 1 of the wireless communication terminal of the present invention.
  • the wireless communication terminal 100 includes a wireless communication standard A control unit 110A, a wireless communication standard B control unit 110B, and a simultaneous transmission management unit 120 having the basic configuration shown in FIG.
  • Corresponding transmission / reception packet management units 130A and 130B, a diplexer connected to a plurality of antennas, and a switch 140 are configured.
  • the transmission / reception packet management units 130A and 130B perform packet transmission / reception processing and scheduling between the external network 300 and the wireless communication standard A control unit 110A and the wireless communication standard B control unit 110B. Exchange metadata such as the presence and size of packets.
  • the transmission packets of the wireless communication standards A and B are received via the diplexer and the switch 140 when the wireless communication standard A control unit 110A and the wireless communication standard B control unit 110B perform random access control and acquire the transmission right. Is transmitted as a radio frame.
  • the simultaneous transmission management unit 120 includes a frequency sharing simultaneous transmission control unit 121, a timing control unit 122, and a frequency control unit 123, and controls a random access procedure of the wireless communication standard A control unit 110A and the wireless communication standard B control unit 110B. Controls simultaneous transmission by FDMA.
  • the timing control unit 122 performs control for matching clock synchronization and transmission start timing.
  • the frequency control unit 123 performs control for frequency synchronization so that inter-subchannel interference or the like does not occur in signals of the wireless communication standards A and B when transmitting by FDMA.
  • the frequency sharing simultaneous transmission control unit 121 controls random access control and frequency resource scheduling when FDMA is performed.
  • Each control unit may be configured not only by hardware but also by software, and FIG. 2 shows the logical relationship of each control according to the role of each control unit.
  • the broken line is a path for transmitting control information
  • the solid line is a path for transmitting data.
  • FIG. 3 shows a configuration example 2 of the wireless communication terminal of the present invention.
  • the wireless communication terminal of Configuration Example 2 has a configuration in which the transmission / reception packet management units 130A and 130B of Configuration Example 1 are shared and accommodated in the simultaneous transmission management unit 120.
  • Other configurations are the same as those of the configuration example 1.
  • FIG. 4 shows a configuration example 3 of the wireless communication terminal of the present invention.
  • the wireless communication standards A and B of the configuration example 1 are assumed to be, for example, a wireless LAN system and an LAA system that use the same unlicensed band. It is assumed that a band is also used.
  • the wireless communication terminal 100 of the configuration example 3 includes a wireless communication standard B control unit 110B ′ that uses a license band, a diplexer, and a switch 140 ′.
  • Radio communication standard B control units 110B and 110B ′ are connected to the transmission / reception packet management unit 130B according to the channel to be transmitted and received.
  • FIG. 5 shows a configuration example 4 of the wireless communication terminal of the present invention.
  • the wireless communication terminal of the configuration example 4 has a configuration in which the transmission / reception packet management units 130 ⁇ / b> A and 130 ⁇ / b> B of the configuration example 3 are shared and accommodated in the simultaneous transmission management unit 120.
  • Other configurations are the same as those of the configuration example 3.
  • the wireless communication terminal 100 is configured so that the wireless communication standard A control unit 110A and the wireless communication standard B control unit 110B have the simultaneous transmission management unit according to the configuration shown in the configuration example 1 to FIG.
  • the random access procedure is executed under the control of 120 to acquire the transmission right, the frequency of each channel used for simultaneous transmission and the transmission start timing are controlled, and the wireless frames of the wireless communication standards A and B are simultaneously transmitted by FDMA. Send.
  • Examples 1 to 4 of the simultaneous transmission method by FDMA will be described below, then random access procedure examples 1 to 4 of the wireless communication standards A and B will be described, and then in the random access procedure of the wireless communication standards A and B Simultaneous transmission processing examples 1 to 8 will be described.
  • FIG. 6 shows a first embodiment of the simultaneous transmission method by FDMA in the present invention.
  • the radio communication terminal 100 performs the random access procedure of the radio communication standard A and the random access procedure of the radio communication standard B, and the channels ch1 to ch4 used in the radio communication standard A and the channels used in the radio communication standard B In ch1, carrier sense for a predetermined random access execution period is performed.
  • the radio frame of radio communication standard A uses channels ch2 to ch4, and the radio frame of radio communication standard B uses channel ch1. Used and transmitted simultaneously by FDMA. Since the simultaneous transmission management unit 120 of the wireless communication terminal 100 performs control to match the frequency and transmission start timing of signals transmitted in each wireless communication standard, even if they are simultaneously transmitted in parallel, the mutual interference amount is minimized. be able to.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of the simultaneous transmission method by FDMA in the present invention.
  • the radio communication terminal 100 performs the random access procedure of the radio communication standard A and the random access procedure of the radio communication standard B.
  • the radio frame of the radio communication standard A uses the channels ch2 to ch4 and the radio communication standard B
  • the radio frame is simultaneously transmitted by FDMA using channel ch1.
  • the frame time length of the wireless communication standard A is shorter than the frame time length of the wireless communication standard B
  • adjustment is performed to align the frame time length.
  • the frame time length can be adjusted by padding, frame extension, fragmentation, and transmission rate change.
  • Padding adjusts the frame time length by adding a bit string.
  • the frame extension adjusts the frame time length by continuing to transmit signals while maintaining the same transmission power level after completion of the frame.
  • Fragmentation refers to dividing a frame smaller than a block unit of a normal frame.
  • the frame time length is adjusted by adding the divided frame portion to the frame whose frame time length is desired to be extended.
  • the wireless communication standard B is an LAA system
  • the LTE frame symbol length, transmission slot time length, subframe time length and frame time length are specified, and information is obtained from a license band for exchanging control frames. Obtainable.
  • the wireless communication terminal 100 can grasp in advance the time for completing the transmission of the wireless frame of the LAA system, and can align the frame time length of the wireless LAN system that is the wireless communication standard A.
  • the frame time lengths do not have to be aligned. Inter-channel interference is less likely to occur even if another terminal transmits a frame on the channel on which the wireless communication standards A and B are communicating, and a wireless frame addressed to itself is not generated in the wireless communication standard with a shorter frame time length.
  • the channel time lengths may not be aligned, and the channel use may be immediately stopped for a channel for which frame transmission has been completed quickly, so that another wireless communication terminal existing in the same area can use the channel.
  • FIG. 8 shows a third embodiment of the simultaneous transmission method by FDMA in the present invention.
  • the wireless communication terminal 100 before performing simultaneous transmission with the wireless communication standards A and B, the wireless communication terminal 100 performs a NAV: Set the transmission prohibition period.
  • the control frame a frame that allows at least a terminal that performs communication of the wireless communication standard A or the wireless communication standard B to recognize the frame content is used.
  • an appropriate NAV setting can be performed for a terminal capable of recognizing the contents of the control frame, and interruption during frame transmission can be prevented.
  • the wireless communication standard A is a wireless LAN system
  • the wireless communication standard B is an LAA system
  • the control frame is a control frame of a wireless LAN frame.
  • the neighboring wireless LAN terminals execute the carrier sense of the LAA frame of channel ch1 at a value 20 dB higher than the carrier sense level of the wireless LAN signal. . Therefore, even if the transmission power density is the same between the channels ch2 to ch4 and the channel ch1, the carrier sense results are different, and the wireless LAN terminals in the vicinity may start transmission during the LAA frame transmission period on the channel ch1. There is.
  • the peripheral wireless LAN terminal starts transmission, the transmission quality of the LAA frame deteriorates, which may lead to a decrease in throughput.
  • FIG. 9 shows a fourth embodiment of the FDMA simultaneous transmission method according to the present invention.
  • the wireless communication terminal 100 transmits a control frame before simultaneous transmission with the wireless communication standards A and B as in the third embodiment, and sets a NAV: transmission prohibition period for peripheral wireless terminals. To do. Further, the wireless communication terminal 100 executes the random access procedure again based on the wireless communication standard B before starting transmission of the wireless communication standard B.
  • the random access procedure is independent between the wireless communication standard A and the wireless communication standard B
  • the NAV setting is performed in advance by the method of the third embodiment, and the transmission right is acquired after suppressing the number of competing wireless communication terminals.
  • FIG. 10 shows a random access procedure example 1 of the wireless communication standards A and B.
  • the simultaneous transmission management unit 120 performs the wireless communication standard A control unit 110A and the wireless communication standard B control unit 110B.
  • the same control is performed by setting common parameters necessary for acquiring the transmission right by random access.
  • the LAA system calculates a random access execution period required for carrier sense as a fixed time + random time, and the setting range of the fixed time and the random time differs depending on the frame transmission priority.
  • the fixed time and random time set in the LAA system are calculated as follows.
  • Tf 16 ⁇ sec and Ts is 9 ⁇ sec
  • the above formulas and fixed parameters are equivalent to IEEE802.11a / n / ac / ax of the wireless LAN system.
  • the setting values and setting ranges of mpm and CWp in the LAA system are very similar to the AIFSN (ArbitationbitInter Frame Space Number) and CW range of the wireless LAN system. Therefore, the wireless communication terminal 100 can determine that the wireless LAN system and the LAA system have the same random access procedure, and perform the simultaneous transmission control while sharing the same parameters.
  • the wireless communication standard A is a wireless LAN system
  • the wireless communication standard B is an LAA system.
  • the simultaneous transmission management unit 120 of the wireless communication terminal 100 selects the larger one when the AIFSN of the wireless LAN system and the mpLA of the LAA system are different values or the CW sizes are different. Based on the selected value, the wireless communication standard A control unit 110A and the wireless communication standard B control unit 110B calculate a common random access execution period and execute carrier sense.
  • the wireless LAN system performs carrier sense on all the channels ch1 to ch4 that can be transmitted including the primary channel ch4, and the LAA system executes only on the channel ch1 that can be transmitted. In this example, the LAA system does not perform multi-channel communication. As a result of each carrier sense, if the channel is idle after the random access execution period expires, the wireless LAN system uses channels ch2 to ch4, the LAA system uses channel ch1 and starts simultaneous transmission by FDMA.
  • the wireless communication standards A and B are, for example, the IEEE802.11ac standard and the IEEE802.11ax standard of the wireless LAN system, and the primary channel common to the wireless communication standards A and B is set to the channel ch1, for example, the same A random access procedure can be used.
  • the wireless communication standard A the secondary channels ch2 to ch4 are used, and in the wireless communication standard B, the primary channel ch1 is used, and simultaneous transmission is started by FDMA.
  • Such channel setting for each wireless communication standard can be notified to the wireless communication terminal on the receiving side through signaling processing.
  • FIG. 11 shows a random access procedure example 2 of the wireless communication standards A and B.
  • the wireless communication standard A control unit 110A and the wireless communication standard B control unit 110B of the wireless communication terminal 100 try to acquire a transmission right by a random access procedure based on each standard, and both can acquire the transmission right It is considered that the transmission right for simultaneous transmission is acquired for the first time when is established.
  • the wireless communication standard A is a wireless LAN system
  • the wireless communication standard B is an LAA system.
  • the wireless LAN system and the LAA system start carrier sense at the same timing.
  • the wireless LAN system performs carrier sense on all channels ch1 to ch4 that can be transmitted including the primary channel ch4, and the LAA system executes only on the channel ch1 that can be transmitted.
  • the LAA system expires the random access implementation period earlier than the wireless LAN system.
  • the LAA system does not transmit a wireless frame immediately after the random access execution period in order to perform simultaneous transmission with the wireless LAN system.
  • the wireless communication standard B control unit 110B obtains control information from the frequency sharing simultaneous transmission control unit 121 and continues to perform carrier sense until the random access implementation period in the wireless LAN system expires. If the channel is determined to be idle after the random access implementation period of the wireless LAN system expires, the wireless LAN system uses channels ch2 to ch4, the LAA system uses channel ch1, and starts simultaneous transmission by FDMA.
  • FIG. 12 shows a random access procedure example 3 of the wireless communication standards A and B.
  • the wireless communication standard A is a wireless LAN system
  • the wireless communication standard B is an LAA system
  • the LAA system performs burst communication on the channel ch1.
  • carrier sense is a rule that allows a time of 34 ⁇ sec or more. For this reason, the wireless LAN system performs carrier sense by setting a random access execution period of at least 34 ⁇ sec. On the other hand, the LAA system does not calculate the random access execution period, and performs carrier sense for the same time when the random access execution time of the wireless LAN system is 34 ⁇ sec or more.
  • FIG. 13 shows a random access procedure example 3 of the wireless communication standards A and B.
  • the wireless communication standards A and B may be a wireless LAN system and an LAA system, or may be different wireless communication standards of the wireless LAN system.
  • the wireless communication terminal 100 executes a random access procedure based on one of the wireless communication standards. However, when performing carrier sense, carrier sense is performed on all channels scheduled to be used including the other wireless communication standard.
  • the wireless LAN system uses channels ch2 to ch4 and the LAA system uses channel ch1
  • only the carrier sense of the wireless communication standard in which the carrier sense is the same or always longer between the wireless LAN system and the LAA system is channel ch1. Performed with ⁇ ch4.
  • only the wireless LAN system performs carrier sense on all channels. If the channel is determined to be idle after the random access implementation period of the wireless LAN system expires, the wireless LAN system uses channels ch2 to ch4, the LAA system uses channel ch1, and starts simultaneous transmission by FDMA.
  • FIG. 14 shows a simultaneous transmission processing example 1 in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • the channels ch2 to ch4 determined to be idle by the wireless communication standard A are used by FDMA. Send. That is, for example, when the channel ch1 is a primary channel, transmission is performed only on the secondary channel.
  • Such channel setting of the wireless communication standard A can be notified to the receiving wireless communication terminal by a signaling process.
  • FIG. 15 shows a simultaneous transmission process example 2 in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • the channels ch3 to ch4 determined as the idle state by the wireless communication standard A and the idle state is determined by the wireless communication standard B.
  • Simultaneous transmission by FDMA is performed using the channel ch1. That is, simultaneous transmission by FDMA enables transmission between discontinuous channels.
  • Such channel settings of the wireless communication standards A and B can be notified to the wireless communication terminal on the receiving side through signaling processing.
  • FIG. 16 shows a third example of simultaneous transmission processing in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • Communication standard A uses channels ch2 to ch4
  • wireless communication standard B uses channel ch1 to start simultaneous transmission by FDMA.
  • Such channel settings of the wireless communication standards A and B can be notified to the wireless communication terminal on the receiving side through signaling processing.
  • FIG. 17 shows a simultaneous transmission process example 4 in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • wireless communication standard A in which carrier sense of all channels is performed is determined to be idle in all channels
  • wireless communication standard B in which carrier sense of channel ch1 is performed is determined to be busy
  • Communication standard A starts transmission by FDMA using channels ch1 to ch4.
  • Such channel setting of the wireless communication standard A can be notified to the receiving wireless communication terminal by a signaling process.
  • the wireless communication standard A is a wireless LAN system that performs carrier sense on all channels, and the primary channel is ch4, and the wireless communication standard B is only the channel ch1.
  • FIG. 18 shows a fifth example of simultaneous transmission processing in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • the primary channel ch4 is a random access implementation period.
  • the secondary channels ch1 to ch3 need only be idle before the PIFS time from the scheduled transmission start.
  • channels ch2 to ch4 are idle during the random access implementation period, and channel ch1 is busy at the start of carrier sense, but is idle before PIFS time from the scheduled transmission start.
  • the channel ch1 needs to be idle in the random access implementation period.
  • the channel ch1 changes from busy to idle at the carrier sense level of the wireless communication standard B, but the time t until the scheduled transmission start is shorter than the random access implementation period of the wireless communication standard B.
  • the wireless communication terminal 100 since the wireless communication terminal 100 cannot acquire the transmission right in the wireless communication standard B, the wireless communication terminal 100 starts simultaneous transmission using the channels ch1 to ch4 in the wireless LAN system of the wireless communication standard A.
  • FIG. 19 shows a sixth example of simultaneous transmission processing in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • channels ch2 to ch4 are idle during the random access implementation period of the wireless communication standard A.
  • the channel ch1 is busy at the start of carrier sense and then becomes idle, but the time t that is idle before the start of transmission is less than the PIFS time. Therefore, the wireless communication terminal 100 cannot use the channel ch1 in the wireless LAN system of the wireless communication standard A, and starts transmission using the channels ch2 to ch4.
  • FIG. 20 shows a simultaneous transmission processing example 7 in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • channels ch2 to ch4 are idle during the random access implementation period of the wireless communication standard A.
  • the channel ch1 is busy at the start of carrier sense, but is idle before the PIFS time from the scheduled transmission start.
  • the channel ch1 becomes busy to idle at the carrier sense level of the wireless communication standard B, but the time t until the scheduled transmission start is longer than the random access implementation period of the wireless communication standard B. Therefore, wireless communication terminal 100 uses channels ch2 to ch4 in the wireless LAN system of wireless communication standard A and uses channel ch1 in wireless communication standard B, and starts simultaneous transmission by FDMA.
  • FIG. 21 shows a simultaneous transmission processing example 8 in the random access procedure of the wireless communication standards A and B.
  • the wireless communication standard B is an LAA system
  • the timing at which data transmission can be started is determined by the timing of the license band for exchanging control frames and the like.
  • the LAA system can obtain a transmission right by performing random access before the transmission start timing, only the reservation signal that does not perform data transfer is transmitted until the transmission start timing. As a result, the frequency utilization efficiency is also reduced by the reserved signal length.
  • the wireless communication standard A is transmitted without performing simultaneous transmission as shown here. Only send with. By this procedure, the frequency occupation time can be reduced, and the frequency utilization efficiency can be prevented from being lowered by the reservation signal.

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Abstract

周波数リソースを共用する複数の無線通信規格にそれぞれ対応する複数の無線通信規格制御部を備えた無線通信端末は、複数の無線通信規格制御部に対して、複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順のパラメータを設定し、複数の無線通信規格の周波数および送信開始タイミングを制御し、送信権を獲得した各無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信させる制御を行う同時送信管理部を備え、複数の無線通信規格制御部は、同時送信管理部の制御により複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得した周波数リソースで、複数の無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する構成である。

Description

無線通信システム、無線通信端末および無線通信方法
　本発明は、無線通信端末が複数の無線通信規格に対応し、周波数リソースを有効利用して無線通信を行う無線通信システムに関する。また、本発明の無線通信システムにおける無線通信端末および無線通信方法に関する。ここで、周波数リソースは、周波数ブロックを意味する周波数セグメントと読み替えても同様である。
　近年、急速な無線デバイスの普及により無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＬＴＥ（Long Term Evolution ）などの無線端末数の増大が目覚ましい。今後も無線端末数やトラヒックは増大するものと予想されている。増大する無線端末数やトラヒックに対応すべく、これまで無線ＬＡＮやＬＴＥなどの高速な無線通信を担う無線通信規格では別々の周波数帯域を利用し、別々のアクセス手順を規定していた。
　無線ＬＡＮはIEEE802.11標準規格が広く使われており、免許不要のアンライセンスバンドである 2.4ＧHz帯ではIEEE802.11b/g/n 規格、同じくアンライセンスバンドである５ＧHz帯ではIEEE802.11a/n/ac規格の無線ＬＡＮがある。
　また、ライセンスバンドを利用するＬＴＥはさらなる高速化を達成するために、無線ＬＡＮなどが利用しているアンライセンスバンドを活用したＬＡＡ（License-Assisted Access ）やＭｕＬＴＥfireが検討されている。ＬＡＡは、ライセンスバンドとアンライセンスバンドを利用して通信を行う方法であり、アンライセンスバンドでは多数の無線端末と競合しながら周波数リソースを使用する。ＬＡＡを活用する無線端末は、利用者が限定されているライセンスバンドに加えてアンライセンスバンドでも通信することが可能になり、利用可能な周波数リソースを増大させることができる。さらに、利用可能な周波数リソースが増大すれば、高速化を実現できると期待されている。
　しかし、アンライセンスバンドでは、従来の無線ＬＡＮ、Zigbee（登録商標）、Bluetooth （登録商標）などと、新たなＬＡＡやＭｕＬＴＥfireが競合することになる。さらに、アンライセンスバンドでは、同じ周波数帯域を利用する無線端末の台数だけでなく、同じ周波数帯域を利用する無線通信規格の数も増加するため、無線通信規格が異なる複数の無線通信システムが同じ周波数帯域で競合しながら、効率的に限られた周波数リソースを利用することが求められる。
　ここで、無線ＬＡＮでは複数台の無線端末で同じ周波数リソースを競合する際にはＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）に基づくランダムアクセス制御を実行する。ランダムアクセス制御ではキャリアセンスの結果、チャネルが送信可能な状態と判定され、さらに例えば規定の待ち時間後に送信を開始する制御である。一方、チャネルが送信可能な状態でないと判断された場合は、送信を開始せずにチャネルが送信可能な状態になるまで待機する。すなわち、以上のランダムアクセス制御では無線端末ごとに時間棲み分けでフレームが送信されている。
　ところで、多数の無線端末に対する通信を効率化させるため、無線ＬＡＮの標準規格であるIEEE802.11では周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ: Frequency Division Multiple Access）を利用し、複数の無線ＬＡＮフレームを同時に送信する方法が検討されている。ＦＤＭＡを用いることで１つの周波数帯域を分割して同時に使うことができるようになり、下りの通信では無線基地局でチャネルが利用可能と判断されれば、複数の無線端末宛にそれぞれ異なるチャネルを割り当ててまとめて送信を開始できる。上りの通信では、無線基地局が複数の無線端末のタイミングを制御する無線ＬＡＮフレームを送信した後、複数の無線端末が無線ＬＡＮフレームを異なる周波数リソースを使って同時に送信開始し、無線基地局は一度に複数の無線端末から無線ＬＡＮフレームを受け取ることができる。そのため、ＣＳＭＡ／ＣＡで１台１台アクセスする方法と比較すると、多くの無線端末との通信が可能になり、より周波数利用効率を高められることが期待されている。
"Specification Framework for TGax, " Robert Stacey et al., doc.:IEEE 802.11-15/0132r9, 22 September 2015 The LAN/MAN Standards Committee," IEEE Std 802.11TM  2012 IEEE standard for Information Technology - Telecommunications and information exchange between systems - Local and metropolitan area networks Specific requirements Part11:Wireless LAN Medium 3GPP TR 36.889 v13.0.0, "Study on licensed-assisted access to unlicensed spectrum, "2015 "Introduction of LAA (eNB Channel Acccess Procedure),"3GPP R1-157922, December 2015
　前述の通り、無線ＬＡＮシステムのランダムアクセス手順は時間棲み分けによるフレーム送信を実行する。そのため、同じ周波数帯域で競合する無線通信規格および無線端末の数が多いほど、送信待機する時間は長くなる傾向にある。ＬＡＡシステムなどの無線ＬＡＮシステム以外の無線通信規格が多用されるようになると、今後、無線ＬＡＮシステム単独の無線端末数の増加に加えて、ＬＡＡシステムなどの無線ＬＡＮシステム以外の無線通信規格のトラヒックがアンライセンスバンドで使用されることになり、ますます送信待機時間が長くなると考えられる。さらに、アンライセンスバンドでは最大 160ＭHz帯域幅で送信する無線端末も存在するため、送信待機時間の長期化の影響は広帯域で発生することが懸念される。
　図２２は、同じ周波数帯域で競合する２つの無線通信規格の関係を示す。
　図２２において、同じ周波数帯域で競合する２つの無線通信規格Ａ，Ｂとして、例えば無線ＬＡＮシステムとＬＡＡシステムを想定する。これらの無線通信システムが隣接する無線通信環境では、無線通信規格Ａの無線通信端末ａ１と無線通信規格Ｂの無線通信端末ｂ１が、互いに送信する無線フレームを検出して干渉相手とみてしまう。ここで、無線通信端末ａ１および無線通信端末ｂ１が送信する前にＣＳＭＡ／ＣＡのようなランダムアクセス制御を実施する場合に互いに無線フレームを検出すると、どちらか一方が送信している期間に他方は送信を待機することになる。そのため、干渉相手がいない場合と比較して送信を待機する時間が長くなる。
　図２３は、干渉無線通信環境でのシーケンスの一例を示す。
　図２３において、無線通信規格Ａは４つのチャネルｃｈ１～ｃｈ４を使用し、無線通信規格Ｂは１つのチャネルｃｈ１を使用し、それぞれＣＳＭＡ／ＣＡに基づく送信制御を行う。すなわち、他局がフレーム送信中であり送信チャネルが送信不可の状態と検出された場合、自局の送信を待機させる必要がある。そのため、無線通信規格Ａは、無線通信規格Ｂの送信期間はチャネルｃｈ１は当然のこと、空いているチャネルｃｈ２，ｃｈ３，ｃｈ４上で送信することができず、周波数利用効率が著しく低下する原因となる。
　また、無線通信規格Ａ，Ｂは、例えば無線ＬＡＮシステムの中で無線通信規格が異なる場合、例えばIEEE802.11ac規格とIEEE802.11ax規格に置き換えても同様である。さらに、２つの無線通信規格の各一方の無線通信端末ａ１，ｂ１が１つの筐体に収容され、図２４に示すように、無線通信規格Ａ制御部および無線通信規格Ｂ制御部として１つの無線通信端末である親機を構成する場合も同様である。すなわち、無線通信規格Ａ制御部および無線通信規格Ｂ制御部は、それぞれ無線通信規格が異なるため、図２３に示すように別々の送信機会で送信する必要があり、周波数利用効率が低下する原因となる。
　このように同じ周波数帯域を利用する複数の無線通信規格が存在する場合には、送信待機時間が長くなり、周波数利用効率が低下する例となっていた。一方、無線ＬＡＮシステムでは時間棲み分けで送信待機する時間が長くなる場合、使用するチャネルの変更もしくは帯域幅の縮小を行うことができる。フレーム衝突回避のためのチャネルの変更は例えば競合する端末が少ないチャネルを選択して通信する。また、使用しているチャネル帯域幅のうち、一部のサブチャネルのみでフレーム衝突が多発する場合はチャネル帯域幅を小さくし、当該サブチャネルを通信用チャネルに含まない方法が考えられる。
　図２５は、無線通信規格Ａにおけるチャネル切替例を示す。
　図２５において、無線通信規格Ａは４つのチャネルｃｈ１～ｃｈ４のチャネル切替が可能であり、無線通信規格Ｂは１つのチャネルｃｈ１を使用する。ただし、無線通信規格Ａが連続したチャネルのみ使用可能な場合や、利用可能なチャネル帯域幅が単位チャネル帯域幅の偶数倍のみである場合、無線通信規格Ｂがチャネルｃｈ１を使用中のときは無線通信規格Ａはチャネルｃｈ３，ｃｈ４を使用し、チャネルｃｈ２が使われないまま残ってしまうことがある。したがって、無線通信規格Ａと無線通信規格Ｂは、互いにチャネル利用で競合することはなくなるが、チャネル切り替えによって使用可能な周波数リソースを最大限利用できない。また、チャネルｃｈ３，ｃｈ４はフレーム送信に利用される時間率が高いが、チャネルｃｈ１を利用している無線通信規格Ｂのトラヒック負荷が小さい場合はチャネルｃｈ１の利用時間率はチャネルｃｈ３，ｃｈ４と比較して大幅に小さくなる。すなわち、使用されているチャネル間でも利用頻度にばらつきが発生し、周波数利用効率が低下する原因となる。
　本発明は、無線通信端末が複数の無線通信規格を管理および制御し、各無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する無線通信システム、無線通信端末および無線通信方法を提供することを目的とする。
　第１の発明は、周波数リソースを共用する複数の無線通信規格にそれぞれ対応する複数の無線通信規格制御部を備えた無線通信端末が、各無線通信規格に対応するランダムアクセス手順を実行し、無線通信規格ごとに用いる周波数リソースで送信権を獲得して無線フレームを送信する無線通信システムにおいて、無線通信端末は、複数の無線通信規格制御部に対して、複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順のパラメータを設定し、複数の無線通信規格の周波数および送信開始タイミングを制御し、送信権を獲得した各無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡ（周波数分割多元接続方式）により同時送信させる制御を行う同時送信管理部を備え、複数の無線通信規格制御部は、同時送信管理部の制御により複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得した周波数リソースで、複数の無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する構成である。
　第２の発明は、周波数リソースを共用する複数の無線通信規格にそれぞれ対応する複数の無線通信規格制御部でランダムアクセス手順を実行し、無線通信規格ごとに用いる周波数リソースで送信権を獲得して無線フレームを送信する無線通信端末において、複数の無線通信規格制御部に対して、複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順のパラメータを設定し、複数の無線通信規格の周波数および送信開始タイミングを制御し、送信権を獲得した各無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信させる制御を行う同時送信管理部を備え、複数の無線通信規格制御部は、同時送信管理部の制御により複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得した周波数リソースで、複数の無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する構成である。
　第２の発明の無線通信端末において、同時送信管理部は、複数の無線通信規格で共通のランダムアクセス手順となるパラメータを複数の無線通信規格制御部に設定する構成であり、複数の無線通信規格制御部は、共通のランダムアクセス手順を実行し、送信権を獲得した無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する処理を行う構成としてもよい。
　第２の発明の無線通信端末において、同時送信管理部は、複数の無線通信規格の各々のランダムアクセス手順となるパラメータを複数の無線通信規格制御部に設定する構成であり、複数の無線通信規格制御部は、各々のランダムアクセス手順を実行し、送信権獲得の条件が満たされた無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する処理を行う構成としてもよい。また、同時送信管理部は、複数の無線通信規格に対応する各々のランダムアクセス実施期間を、無線通信規格に応じて最長または規定のランダムアクセス実施期間に揃える制御を行う構成としてもよい。
　第２の発明の無線通信端末において、同時送信管理部は、複数の無線通信規格のいずれかのランダムアクセス手順となるパラメータを複数の無線通信規格制御部に設定する構成であり、複数の無線通信規格制御部は、いずれかのランダムアクセス手順を実行し、送信権を獲得した無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する処理を行う構成としてもよい。
　第２の発明の無線通信端末において、複数の無線通信規格制御部は、複数の無線通信規格に対応するランダムアクセス手順を実行し、送信権を獲得した無線通信規格が１つの場合に、当該無線通信規格のみに切り替えて無線フレームを送信する処理を行う構成としてもよい。
　第２の発明の無線通信端末において、複数の無線通信規格制御部は、ＦＤＭＡで同時送信する前に、所定の無線通信規格の制御用シーケンスで他の無線通信端末が送信を禁止する期間および同時送信に用いる周波数リソースの情報を通知する処理を行う構成としてもよい。また、所定の無線通信規格の制御用シーケンスの後に、所定の無線通信規格以外の無線通信規格制御部は、その無線通信規格に対応するランダムアクセス手順を実行し、送信権を獲得して所定の無線通信規格の無線フレームとＦＤＭＡにより同時送信する処理を行う構成としてもよい。
　第３の発明は、周波数リソースを共用する複数の無線通信規格にそれぞれ対応する複数の無線通信規格制御部でランダムアクセス手順を実行し、無線通信規格ごとに用いる周波数リソースで送信権を獲得して無線フレームを送信する無線通信方法において、複数の無線通信規格制御部に対して、同時送信管理部が複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順のパラメータを設定し、複数の無線通信規格の周波数および送信開始タイミングを制御し、送信権を獲得した各無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信させる制御を行うステップを有し、複数の無線通信規格制御部は、同時送信管理部の制御により複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得した周波数リソースで、複数の無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する。
　本発明は、周波数リソースを共用する複数の無線通信規格の通信が混在する環境下において、各無線通信規格に対応するランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得した周波数リソースで、複数の無線通信規格の無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信することにより、無線通信規格ごとに時間棲み分けを行う場合と比較して、無線通信規格ごとに周波数リソースを最大限活用できるため、周波数利用効率を向上させることができる。
　また、周波数リソースの切り替えとは異なり、常に全周波数リソースを使用可能な状態にあるため、一部の無線通信規格のトラヒック負荷が小さい場合に、他の無線通信規格が全周波数リソースを利用して高いデータレートで送信可能となる。
　また、従来手法では自律的にアクセス制御していた無線通信規格の通信に対して、複数の無線通信規格を同一のアクセス制御の下で動作させるため、複数の無線通信規格で周波数リソースの利用を集中制御することが可能になり、周波数リソースの配分最適化につなげることができる。さらに、異なる複数の無線通信規格を１つの無線通信端末で扱うことができるため、設備コストの低下や省電力化が可能となる。
本発明の無線通信システムの構成例を示す図である。 本発明の無線通信端末の構成例１を示す図である。 本発明の無線通信端末の構成例２を示す図である。 本発明の無線通信端末の構成例３を示す図である。 本発明の無線通信端末の構成例４を示す図である。 本発明におけるＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例１を示す図である。 本発明におけるＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例２を示す図である。 本発明におけるＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例３を示す図である。 本発明におけるＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例４を示す図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例１を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例２を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例３を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例４を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例１を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例２を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例３を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例４を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例５を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例６を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例７を説明する図である。 無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例８を説明する図である。 同じ周波数帯域で競合する２つの無線通信規格の関係を示す図である。 干渉無線通信環境でのシーケンスの一例を示す図である。 無線通信規格Ａ，Ｂに対応する無線通信端末の構成例を示す図である。 無線通信規格Ａにおけるチャネル切替例を示す図である。
　図１は、本発明の無線通信システムの構成例を示す。
　図１において、本発明の無線通信システムは、無線通信規格Ａ，Ｂに対応する無線通信端末１００と、無線通信端末１００と通信する無線通信規格Ａの無線通信端末２００Ａと、無線通信端末１００と通信する無線通信規格Ｂの無線通信端末２００Ｂにより構成される。無線通信端末１００は、主要な構成として、無線通信規格Ａの通信制御を行う無線通信規格Ａ制御部１１０Ａと、無線通信規格Ｂの通信制御を行う無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂと、各無線通信規格Ａ／Ｂ制御部を介してランダムアクセス手順を実行し、無線通信規格Ａ，ＢにおいてＦＤＭＡによる同時送信制御を行う同時送信管理部１２０とを備える。
　ここで、無線通信規格Ａ，Ｂは、同じアンライセンスバンドを使用する例えば無線ＬＡＮシステムとＬＡＡシステムに対応するケースと、アンライセンスバンドを使用する１つの無線通信規格の中で、例えば無線ＬＡＮシステムにおけるIEEE802.11ac規格とIEEE802.11ax規格などに対応するケースを想定する。以下、ランダムアクセス手順がほぼ共通である前者のケースを例に説明するが、後者のケースではランダムアクセス手順が共通であるので同時送信制御がより簡単である。
　無線通信規格Ａではプライマリチャネルを含む例えばチャネルｃｈ１～ｃｈ４のいずれかまたは全部を用い、無線通信規格Ｂでは例えばチャネルｃｈ１のみを用い、同時送信管理部１２０の制御によりそれぞれ共通のまたは個別のランダムアクセス手順を実行し、ＦＤＭＡによる同時送信を行う。ここで、無線通信規格Ａ，Ｂが同一の規定に基づくランダムアクセス手順を用いる場合には、送信権を獲得するために必要なパラメータを共有するものとする。また、同時送信管理部１２０では、無線通信規格Ａ，Ｂで並列に同時送信しても互いの干渉量を最小限に抑えるために、無線通信規格Ａ，Ｂで送信する信号の周波数および送信開始タイミングを合わせる制御を行っている。なお、無線通信規格Ａ，Ｂで送信する無線フレームの送信開始タイミングを合わせる制御では、一方の無線通信規格で再度ランダムアクセス手順の実行後に送信する場合も含まれる。以下に無線通信端末の構成例を具体的に示す。
　図２は、本発明の無線通信端末の構成例１を示す。
　図２において、無線通信端末１００は、図１に示す基本構成の無線通信規格Ａ制御部１１０Ａ、無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂ、同時送信管理部１２０に加えて、各無線通信規格Ａ，Ｂに対応する送信／受信パケット管理部１３０Ａ，１３０Ｂ、複数のアンテナに接続するダイプレクサおよびスイッチ１４０により構成される。
　送信／受信パケット管理部１３０Ａ，１３０Ｂは、外部ネットワーク３００と無線通信規格Ａ制御部１１０Ａおよび無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂとの間でパケットの送受信処理およびスケジューリングを行い、同時送信管理部１２０を介してパケットの有無やサイズなどのメタデータを交換する。各無線通信規格Ａ，Ｂの送信パケットは、無線通信規格Ａ制御部１１０Ａおよび無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂでランダムアクセス制御を行って送信権を獲得したときに、ダイプレクサおよびスイッチ１４０を介してアンテナから無線フレームとして送信される。
　同時送信管理部１２０は、周波数共用同時送信制御部１２１、タイミング制御部１２２、周波数制御部１２３により構成され、無線通信規格Ａ制御部１１０Ａおよび無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂのランダムアクセス手順を制御し、ＦＤＭＡによる同時送信を制御する。タイミング制御部１２２は、クロック同期や送信開始タイミングを一致させるための制御を行う。周波数制御部１２３は、ＦＤＭＡで送信する場合に各無線通信規格Ａ，Ｂの信号でサブチャネル間干渉などが発生しないように周波数同期のための制御を行う。周波数共用同時送信制御部１２１は、ＦＤＭＡを実施する場合のランダムアクセス制御や周波数リソースのスケジューリングの制御を行う。なお、各制御部はハードウェアで構成されるだけではなくソフトウェアで構成されてもよく、図２では各制御部の役割に応じて各制御の論理的な関係を示している。なお、破線は制御情報を伝えるパスであり、実線はデータを伝えるパスである。
　図３は、本発明の無線通信端末の構成例２を示す。
　図３において、構成例２の無線通信端末は、構成例１の送信／受信パケット管理部１３０Ａ，１３０Ｂを共通化し、同時送信管理部１２０に収容した構成である。その他の構成は構成例１と同様である。
　図４は、本発明の無線通信端末の構成例３を示す。
　図４において、構成例１の無線通信規格Ａ，Ｂは、同じアンライセンスバンドを使用する例えば無線ＬＡＮシステムとＬＡＡシステムを想定しているが、無線通信規格Ｂではアンライセンスバンドと別帯域のライセンスバンドも併用することを想定する。構成例３の無線通信端末１００は、構成例１の無線通信端末１００の構成に加えて、ライセンスバンドを使用する無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂ’と、ダイプレクサおよびスイッチ１４０’を備える。送信／受信パケット管理部１３０Ｂには、送受信するチャネルに応じて無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂ，１１０Ｂ’が接続される。
　図５は、本発明の無線通信端末の構成例４を示す。
　図５において、構成例４の無線通信端末は、構成例３の送信／受信パケット管理部１３０Ａ，１３０Ｂを共通化し、同時送信管理部１２０に収容した構成である。その他の構成は構成例３と同様である。
　本発明の無線通信端末１００は、以上示した図２の構成例１～図５の構成例４に示す構成により、無線通信規格Ａ制御部１１０Ａおよび無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂが同時送信管理部１２０の制御によりランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得し、同時送信に用いる各チャネルの周波数および送信開始タイミングを制御し、無線通信規格Ａおよび無線通信規格Ｂの各無線フレームをＦＤＭＡにより同時送信する。
　以下、ＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例１～４を説明し、次に無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例１～４を説明し、次に無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例１～８について説明する。
（ＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例１）
　図６は、本発明におけるＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例１を示す。
　図６において、無線通信端末１００は、無線通信規格Ａのランダムアクセス手順および無線通信規格Ｂのランダムアクセス手順を実施し、無線通信規格Ａで用いるチャネルｃｈ１～ｃｈ４と、無線通信規格Ｂで用いるチャネルｃｈ１で、それぞれ所定のランダムアクセス実施期間のキャリアセンスを行う。ランダムアクセス実施期間が終わって各チャネルがアイドルとなって送信権を獲得できた場合には、無線通信規格Ａの無線フレームはチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用い、無線通信規格Ｂの無線フレームはチャネルｃｈ１を用い、ＦＤＭＡにより同時送信する。無線通信端末１００の同時送信管理部１２０は、各無線通信規格で送信する信号の周波数および送信開始タイミングを合わせる制御を実施するため、並列に同時送信しても互いの干渉量を最小限に抑えることができる。
（ＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例２）
　図７は、本発明におけるＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例２を示す。
　図７において、無線通信端末１００は、無線通信規格Ａのランダムアクセス手順および無線通信規格Ｂのランダムアクセス手順を実施し、無線通信規格Ａの無線フレームはチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用い、無線通信規格Ｂの無線フレームはチャネルｃｈ１を用い、ＦＤＭＡにより同時送信する。
　ここで、無線通信規格Ａのフレーム時間長が無線通信規格Ｂのフレーム時間長よりも短い場合、フレーム時間長を揃える調整を行う。フレーム時間長の調整は、パディングやフレームエクステンションやフラグメンテーションおよび伝送レート変更によって実施できる。パディングは、ビット列を付加することによってフレーム時間長を調整する。フレームエクステンションは、フレーム完了後に同等の送信電力レベルを維持して信号を送信し続けることでフレーム時間長を調整する。フラグメンテーションは、通常のフレームのブロック単位よりも小さくフレームを分断することを指す。分断されたフレーム部分をフレーム時間長を延長したいフレームに対して付加することでフレーム時間長を調整する。
　また、無線通信規格ＢがＬＡＡシステムであった場合、ＬＴＥフレームのシンボル長や送信スロット時間長、サブフレーム時間長やフレーム時間長は規定であり、かつ制御フレームなどを交換するライセンスバンドから情報を得ることができる。無線通信端末１００は、この情報を活用してＬＡＡシステムの無線フレームが送信完了する時間を予め把握し、無線通信規格Ａである無線ＬＡＮシステムのフレーム時間長を揃えることができる。
　なお、一方の無線通信規格のフレーム時間長が他方の無線通信規格のフレーム時間長よりも短い場合、フレーム時間長を揃えなくてもよい。無線通信規格Ａ，Ｂが各々通信しているチャネル上で他端末がフレーム送信してもチャネル間干渉が生じにくく、フレーム時間長が短い方の無線通信規格で自端末宛の無線フレームが発生しない場合、フレーム時間長を揃えず、早くフレーム送信が完了したチャネルに対してはすぐにチャネル利用を停止して同一エリア内に存在する他の無線通信端末がチャネルを利用できる状態にしてもよい。
（ＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例３）
　図８は、本発明におけるＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例３を示す。
　図８において、無線通信端末１００は、無線通信規格Ａ，Ｂで同時送信を行う前に、制御用フレーム単体および制御用フレームの交換を含む制御用シーケンスにより、周辺の無線端末に対してＮＡＶ：送信禁止期間を設定する。制御用フレームは、少なくとも無線通信規格Ａまたは無線通信規格Ｂの通信を実施する端末がフレーム内容を認識可能なフレームを使用する。制御用フレームを予め送信しておくことで、制御用フレームの内容を認識可能な端末に対して適切なＮＡＶ設定が行うことができ、フレーム送信中の割り込みを防ぐことができる。また、制御フレームを利用して、無線通信規格Ａまたは無線通信規格Ｂの送受間の無線通信端末でデータ送信に利用する周波数リソース情報を予め交換することができる。
　例えば、無線通信規格Ａが無線ＬＡＮシステム、無線通信規格ＢがＬＡＡシステムとし、制御用フレームを無線ＬＡＮフレームの制御フレームとする。この場合、制御フレームを予め送信してＮＡＶを設定しておかないと、周辺の無線ＬＡＮ端末は無線ＬＡＮ信号のキャリアセンスレベルよりも20ｄＢ高い値で、チャネルｃｈ１のＬＡＡフレームのキャリアセンスを実行する。そのため、チャネルｃｈ２～ｃｈ４とチャネルｃｈ１で送信電力密度が同一であったとしてもキャリアセンス結果が異なり、チャネルｃｈ１でＬＡＡフレームの送信期間中に周辺の無線ＬＡＮ端末が送信を開始してしまう可能性がある。周辺の無線ＬＡＮ端末が送信を開始するとＬＡＡフレームの伝送品質が低下し、スループット低下に繋がる恐れがある。
（ＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例４）
　図９は、本発明におけるＦＤＭＡによる同時送信方法の実施例４を示す。
　図９において、無線通信端末１００は、実施例３と同様に無線通信規格Ａ，Ｂで同時送信を行う前に制御用フレームを送信し、周辺の無線端末に対してＮＡＶ：送信禁止期間を設定する。さらに、無線通信端末１００は、無線通信規格Ｂの送信を開始するまでに無線通信規格Ｂに基づいて再度ランダムアクセス手順を実行する。ランダムアクセス手順が無線通信規格Ａおよび無線通信規格Ｂで独立している場合、実施例３の方法によって事前にＮＡＶ設定を行い、競合する無線通信端末の数を抑えた上で送信権を獲得するため、無線通信規格Ｂの送信権獲得率が向上する効果が期待できる。すなわち、予め制御用フレームで周辺の無線端末に対してＮＡＶが設定されているため、無線通信規格Ｂのランダムアクセス実施期間で競合する周辺の無線端末数が減少し、送信権を得やすくなる。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例１）
　図１０は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例１を示す。
　図１０において、無線通信規格Ａ，Ｂが同一の規定に基づくランダムアクセス手順を用いて同時送信を行う場合は、同時送信管理部１２０が無線通信規格Ａ制御部１１０Ａと無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂに対して、ランダムアクセスで送信権を獲得するために必要な共通のパラメータを設定して同一の制御を実施する。例えば、ＬＡＡシステムは、キャリアセンスに必要とするランダムアクセス実施期間を一定時間＋ランダム時間で算出しており、この一定時間とランダム時間の設定範囲はフレーム送信の優先度で異なってくる。ＬＡＡシステムで設定される一定時間とランダム時間は次のように算出される。
　ランダムアクセス実施期間＝一定時間(defer duration)＋ランダム時間（random backoff）
　一定時間＝Ｔf ＋ｍp ＊Ｔs 
　ランダム時間＝ＣＷp ＊Ｔs 
　ここで、Ｔf は16μsec 、Ｔs は９μsec であり、上記の算出式や固定パラメータは無線ＬＡＮシステムのIEEE802.11a/n/ac/ax などと等しい。また、ＬＡＡシステムのｍp 、ＣＷp の設定値および設定範囲は、無線ＬＡＮシステムのＡＩＦＳＮ（Arbitation Inter Frame Space Number ）やＣＷ範囲と非常に似た設定値となっている。したがって、無線通信端末１００では、無線ＬＡＮシステムとＬＡＡシステムが同じランダムアクセス手順であると判断して、同一のパラメータを共有して同時送信制御を行うことができる。
　ここでは、無線通信規格Ａは無線ＬＡＮシステム、無線通信規格ＢはＬＡＡシステムとする。無線通信端末１００の同時送信管理部１２０は、無線ＬＡＮシステムのＡＩＦＳＮとＬＡＡシステムのｍp が異なる値であったり、ＣＷサイズが異なる場合は、いずれか大きい方の値を選択する。無線通信規格Ａ制御部１１０Ａおよび無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂは、選択された値に基づき、共通のランダムアクセス実施期間を算出してキャリアセンスを実行する。
　無線ＬＡＮシステムは、プライマリチャネルｃｈ４を含む送信しうる全てのチャネルｃｈ１～ｃｈ４でキャリアセンスを実行し、ＬＡＡシステムは送信可能なチャネルｃｈ１のみで実行する。本例ではＬＡＡシステムはマルチチャネル通信を行わないものとする。各々のキャリアセンスの結果、ランダムアクセス実施期間満了後にチャネルがアイドル判定ならば、無線ＬＡＮシステムはチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用い、ＬＡＡシステムはチャネルｃｈ１を用い、ＦＤＭＡにて同時送信を開始する。
　また、無線通信規格Ａ，Ｂが無線ＬＡＮシステムの例えばIEEE802.11ac規格とIEEE802.11ax規格であり、無線通信規格Ａ，Ｂで共通のプライマリチャネルが例えばチャネルｃｈ１に設定される場合でも、同様のランダムアクセス手順で対応することができる。例えば、無線通信規格Ａではセカンダリチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用い、無線通信規格Ｂではプライマリチャネルｃｈ１を用い、ＦＤＭＡにより同時送信を開始する。このような無線通信規格ごとのチャネル設定は、受信側の無線通信端末に対してシグナリング処理により通知することができる。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例２）
　図１１は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例２を示す。
　図１１において、無線通信端末１００の無線通信規格Ａ制御部１１０Ａおよび無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂは、それぞれの規格に基づくランダムアクセス手順による送信権獲得を試みて、双方ともに送信権を獲得できる条件が成立した場合に初めて同時送信のための送信権を獲得したとみなす。
　ここでは、無線通信規格Ａは無線ＬＡＮシステム、無線通信規格ＢはＬＡＡシステムとする。無線ＬＡＮシステムとＬＡＡシステムが同じタイミングでキャリアセンスを開始する。無線ＬＡＮシステムは、例えばプライマリチャネルｃｈ４を含む送信しうる全てのチャネルｃｈ１～ｃｈ４でキャリアセンスを実行し、ＬＡＡシステムは送信可能なチャネルｃｈ１のみで実行する。本例では、ＬＡＡシステムの方が無線ＬＡＮシステムよりも早くランダムアクセス実施期間を満了する。ただし、ＬＡＡシステムは、無線ＬＡＮシステムと同時送信を行うためにランダムアクセス実施期間後ただちには無線フレームを送信しない。無線通信規格Ｂ制御部１１０Ｂは、周波数共用同時送信制御部１２１から制御情報を得て、無線ＬＡＮシステムでのランダムアクセス実施期間が満了するまでは引き続きキャリアセンスを実行する。そして、無線ＬＡＮシステムのランダムアクセス実施期間の満了後に、チャネルがアイドルと判定されれば、無線ＬＡＮシステムはチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用い、ＬＡＡシステムはチャネルｃｈ１を用い、ＦＤＭＡによる同時送信を開始する。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例３）
　図１２は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例３を示す。
　ここでは、無線通信規格Ａは無線ＬＡＮシステム、無線通信規格ＢはＬＡＡシステムとし、ＬＡＡシステムがチャネルｃｈ１上でバースト通信を行っているものとする。
　バースト通信では、非特許文献４にあるように一度無線フレームを送信したのち、連続して無線フレームを送信する場合、キャリアセンスは34μsec 以上の時間を空ける規定である。そのため、無線ＬＡＮシステムは、少なくとも34μsec となるランダムアクセス実施期間を設定してキャリアセンスを実施する。一方、ＬＡＡシステムは、ランダムアクセス実施期間を計算せず、無線ＬＡＮシステムのランダムアクセス実施時間が34μsec 以上の場合に同じ時間だけキャリアセンスを実施するものとする。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例３）
　図１３は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例３を示す。
　ここでは、無線通信規格Ａ，Ｂは、無線ＬＡＮシステムとＬＡＡシステムでもよいし、無線ＬＡＮシステムの異なる無線通信規格であってもよい。無線通信端末１００は、いずれか一方の無線通信規格に基づくランダムアクセス手順を実行する。ただし、キャリアセンスを行う際は他方の無線通信規格も含めて利用予定の全チャネルをキャリアセンスする。
　例えば、無線ＬＡＮシステムがチャネルｃｈ２～ｃｈ４を使用し、ＬＡＡシステムがチャネルｃｈ１を使用するとき、無線ＬＡＮシステムとＬＡＡシステムのうちキャリアセンスが同等もしくは常に長くなる無線通信規格のキャリアセンスのみをチャネルｃｈ１～ｃｈ４で実施する。本例では、無線ＬＡＮシステムのみが全チャネルでキャリアセンスを実施する。そして、無線ＬＡＮシステムのランダムアクセス実施期間の満了後に、チャネルがアイドルと判定されれば、無線ＬＡＮシステムはチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用い、ＬＡＡシステムはチャネルｃｈ１を用い、ＦＤＭＡによる同時送信を開始する。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例１）
　図１４は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例１を示す。
　図１４において、無線通信規格Ａ，Ｂの各キャリアセンスレベルで、ともにチャネルｃｈ１がビジーであると判定された場合、無線通信規格Ａでアイドル状態と判定されたチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用いてＦＤＭＡによる送信を行う。すなわち、例えばチャネルｃｈ１がプライマリチャネルである場合、セカンダリチャネルのみで送信することになる。このような無線通信規格Ａのチャネル設定は、受信側の無線通信端末に対してシグナリング処理により通知することができる。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例２）
　図１５は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例２を示す。
　図１５において、無線通信規格Ａのキャリアセンスでチャネルｃｈ２がビジーであると判定された場合、無線通信規格Ａでアイドル状態と判定されたチャネルｃｈ３～ｃｈ４と、無線通信規格Ｂでアイドル状態と判定されたチャネルｃｈ１を用いてＦＤＭＡによる同時送信を行う。すなわち、ＦＤＭＡによる同時送信では不連続なチャネル間での送信を可能とする。このような無線通信規格Ａ，Ｂのチャネル設定は、受信側の無線通信端末に対してシグナリング処理により通知することができる。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例３）
　図１６は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例３を示す。
　図１６において、全チャネルのキャリアセンスを実施している無線通信規格Ａではチャネルｃｈ１がビジーと判定され、チャネルｃｈ１のキャリアセンスを実施している無線通信規格Ｂではアイドルと判定された場合、無線通信規格Ａはチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用い、無線通信規格Ｂはチャネルｃｈ１を用い、ＦＤＭＡによる同時送信を開始する。このような無線通信規格Ａ，Ｂのチャネル設定は、受信側の無線通信端末に対してシグナリング処理により通知することができる。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順例における同時送信処理例４）
　図１７は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例４を示す。
　図１７において、全チャネルのキャリアセンスを実施している無線通信規格Ａでは全チャネルでアイドルと判定され、チャネルｃｈ１のキャリアセンスを実施している無線通信規格Ｂではビジーと判定された場合、無線通信規格Ａはチャネルｃｈ１～ｃｈ４を用いてＦＤＭＡによる送信を開始する。このような無線通信規格Ａのチャネル設定は、受信側の無線通信端末に対してシグナリング処理により通知することができる。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例５）
　以下に示す同時送信処理例５～７では、無線通信規格Ａは全チャネルでキャリアセンスを行う無線ＬＡＮシステムでプライマリチャネルをｃｈ４とし、無線通信規格Ｂはチャネルｃｈ１のみを使用するものとする。
　図１８は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例５を示す。
　図１８において、無線通信規格Ａの無線ＬＡＮシステムにおいて送信権を獲得するには、プライマリチャネルｃｈ４がランダムアクセス実施期間である
　　一定時間ＤＩＦＳ＋ランダムBackoff 
でアイドルである必要があるが、セカンダリチャネルｃｈ１～ｃｈ３は送信開始予定からＰＩＦＳ時間前がアイドルであればよい。ここでは、チャネルｃｈ２～ｃｈ４がランダムアクセス実施期間中アイドルであり、チャネルｃｈ１がキャリアセンス開始時にビジーであるが、送信開始予定からＰＩＦＳ時間前がアイドルになっている。
　一方、無線通信規格Ｂにおいて送信権を獲得するには、チャネルｃｈ１がランダムアクセス実施期間でアイドルである必要がある。チャネルｃｈ１は、無線通信規格Ｂのキャリアセンスレベルでビジーからアイドルになるが、送信開始予定までの時間ｔが無線通信規格Ｂのランダムアクセス実施期間より短い。
　以上により、無線通信端末１００は、無線通信規格Ｂで送信権が獲得できないため、無線通信規格Ａの無線ＬＡＮシステムでチャネルｃｈ１～ｃｈ４を用いた同時送信を開始する。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例６）
　図１９は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例６を示す。
　図１９において、チャネルｃｈ２～ｃｈ４は、無線通信規格Ａのランダムアクセス実施期間中アイドルである。チャネルｃｈ１は、キャリアセンス開始時にビジーであり、その後にアイドルになるが、送信開始予定前のアイドルである時間ｔがＰＩＦＳ時間に満たない。したがって、無線通信端末１００は、無線通信規格Ａの無線ＬＡＮシステムでチャネルｃｈ１を使用できず、チャネルｃｈ２～ｃｈ４を用いた送信を開始する。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例７）
　図２０は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例７を示す。
　図２０において、チャネルｃｈ２～ｃｈ４は、無線通信規格Ａのランダムアクセス実施期間中アイドルである。チャネルｃｈ１は、キャリアセンス開始時にビジーであるが、送信開始予定からＰＩＦＳ時間前がアイドルになっている。また、チャネルｃｈ１は、無線通信規格Ｂのキャリアセンスレベルでビジーからアイドルになるが、送信開始予定までの時間ｔが無線通信規格Ｂのランダムアクセス実施期間より長い。したがって、無線通信端末１００は、無線通信規格Ａの無線ＬＡＮシステムでチャネルｃｈ２～ｃｈ４を用い、無線通信規格Ｂでチャネルｃｈ１を用い、ＦＤＭＡによる同時送信を開始する。
（無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例８）
　図２１は、無線通信規格Ａ，Ｂのランダムアクセス手順における同時送信処理例８を示す。
　ここでは、無線通信規格ＢがＬＡＡシステムであり、データ送信開始できるタイミングが制御フレームなどを交換するライセンスバンドのタイミングによって決定されている場合の例を示す。この場合、ＬＡＡシステムは送信開始タイミングまでにランダムアクセスを実施して送信権を獲得できたとしても、送信開始タイミングまではデータ転送を行わない予約信号のみが送信される。そのため、予約信号長分だけ周波数利用効率も低下してしまう。特に、無線通信規格Ａのフレーム時間長がアクセス権取得後の無線通信規格Ｂの送信開始タイミングまでに完了してしまう場合、ここに示すように同時送信を行わずに全チャネルを無線通信規格Ａのみで送信する。本手順によって周波数占有時間を小さくでき、予約信号により周波数利用効率を低下させないようにできる。
　１００　無線通信端末
　１１０Ａ　無線通信規格Ａ制御部
　１１０Ｂ　無線通信規格Ｂ制御部
　１２０　同時送信管理部
　１２１　周波数共用同時送信制御部
　１２２　タイミング制御部
　１２３　周波数制御部
　１３０，１３０Ａ，１３０Ｂ　送信／受信パケット管理部
　１４０　ダイプレクサおよびスイッチ
　２００Ａ　無線通信端末（無線通信規格Ａ）
　２００Ｂ　無線通信端末（無線通信規格Ｂ）
　３００　外部ネットワーク

Claims (10)

  1. 　周波数リソースを共用する複数の無線通信規格にそれぞれ対応する複数の無線通信規格制御部を備えた無線通信端末が、各無線通信規格に対応するランダムアクセス手順を実行し、無線通信規格ごとに用いる周波数リソースで送信権を獲得して無線フレームを送信する無線通信システムにおいて、
    　前記無線通信端末は、前記複数の無線通信規格制御部に対して、前記複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順のパラメータを設定し、前記複数の無線通信規格の周波数および送信開始タイミングを制御し、送信権を獲得した各無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信させる制御を行う同時送信管理部を備え、
    　前記複数の無線通信規格制御部は、前記同時送信管理部の制御により前記複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得した周波数リソースで、前記複数の無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信する構成である
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　周波数リソースを共用する複数の無線通信規格にそれぞれ対応する複数の無線通信規格制御部でランダムアクセス手順を実行し、無線通信規格ごとに用いる周波数リソースで送信権を獲得して無線フレームを送信する無線通信端末において、
    　前記複数の無線通信規格制御部に対して、前記複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順のパラメータを設定し、前記複数の無線通信規格の周波数および送信開始タイミングを制御し、送信権を獲得した各無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信させる制御を行う同時送信管理部を備え、
    　前記複数の無線通信規格制御部は、前記同時送信管理部の制御により前記複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得した周波数リソースで、前記複数の無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信する構成である
    　ことを特徴とする無線通信端末。
  3. 　請求項２に記載の無線通信端末において、
    　前記同時送信管理部は、前記複数の無線通信規格で共通のランダムアクセス手順となるパラメータを前記複数の無線通信規格制御部に設定する構成であり、
    　前記複数の無線通信規格制御部は、前記共通のランダムアクセス手順を実行し、送信権を獲得した無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信する処理を行う構成である
    　ことを特徴とする無線通信端末。
  4. 　請求項２に記載の無線通信端末において、
    　前記同時送信管理部は、前記複数の無線通信規格の各々のランダムアクセス手順となるパラメータを前記複数の無線通信規格制御部に設定する構成であり、
    　前記複数の無線通信規格制御部は、前記各々のランダムアクセス手順を実行し、送信権獲得の条件が満たされた無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信する処理を行う構成である
    　ことを特徴とする無線通信端末。
  5. 　請求項４に記載の無線通信端末において、
    　前記同時送信管理部は、前記複数の無線通信規格に対応する各々のランダムアクセス実施期間を、無線通信規格に応じて最長または規定のランダムアクセス実施期間に揃える制御を行う構成である
    　ことを特徴とする無線通信端末。
  6. 　請求項２に記載の無線通信端末において、
    　前記同時送信管理部は、前記複数の無線通信規格のいずれかのランダムアクセス手順となるパラメータを前記複数の無線通信規格制御部に設定する構成であり、
    　前記複数の無線通信規格制御部は、前記いずれかのランダムアクセス手順を実行し、送信権を獲得した無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信する処理を行う構成である
    　ことを特徴とする無線通信端末。
  7. 　請求項２に記載の無線通信端末において、
    　前記複数の無線通信規格制御部は、前記複数の無線通信規格に対応するランダムアクセス手順を実行し、送信権を獲得した無線通信規格が１つの場合に、当該無線通信規格のみに切り替えて無線フレームを送信する処理を行う構成である
    　ことを特徴とする無線通信端末。
  8. 　請求項２に記載の無線通信端末において、
    　前記複数の無線通信規格制御部は、前記周波数分割多元接続方式で同時送信する前に、所定の無線通信規格の制御用シーケンスで他の無線通信端末が送信を禁止する期間および同時送信に用いる周波数リソースの情報を通知する処理を行う構成である
    　ことを特徴とする無線通信端末。
  9. 　請求項８に記載の無線通信端末において、
    　前記所定の無線通信規格の制御用シーケンスの後に、前記所定の無線通信規格以外の無線通信規格制御部は、その無線通信規格に対応するランダムアクセス手順を実行し、送信権を獲得して前記所定の無線通信規格の無線フレームと周波数分割多元接続方式により同時送信する処理を行う構成である
    　ことを特徴とする無線通信端末。
  10. 　周波数リソースを共用する複数の無線通信規格にそれぞれ対応する複数の無線通信規格制御部でランダムアクセス手順を実行し、無線通信規格ごとに用いる周波数リソースで送信権を獲得して無線フレームを送信する無線通信方法において、
    　前記複数の無線通信規格制御部に対して、同時送信管理部が前記複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順のパラメータを設定し、前記複数の無線通信規格の周波数および送信開始タイミングを制御し、送信権を獲得した各無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信させる制御を行うステップを有し、
    　前記複数の無線通信規格制御部は、前記同時送信管理部の制御により前記複数の無線通信規格にそれぞれ対応するランダムアクセス手順を実行して送信権を獲得した周波数リソースで、前記複数の無線通信規格の無線フレームを周波数分割多元接続方式により同時送信する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
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