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无线通信系统、无线通信方法、协作控制装置、终端装置、以及许可频带基站装置

摘要

具备:多个终端装置,进行使用了进行基于随机存取方式的通信的第一频带和与第一频带不同的频率的第二频带的通信;第一基站装置,使用第一频带来进行通信;第二基站装置,使用第二频带来进行通信;以及协作控制装置,基于在第一基站装置和第二基站装置中取得的信息,选择多个终端装置之中经由第一基站装置传输用户数据的终端装置。协作控制装置针对经由该第一基站装置的用户数据的传输对所述第一基站装置和所述选择的终端装置哪一个装置取得存取权进行选择,将选择结果向所选择的终端装置和第一基站装置通知。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-03-06

    授权

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  • 2017-05-17

    实质审查的生效 IPC(主分类):H04W16/14 申请日:20150820

    实质审查的生效

  • 2017-04-19

    公开

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说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统、无线通信方法、协作控制装置、终端装置、以及许可频带基站装置。

本申请基于在2014年8月21日申请的特愿2014-168760号要求优先权,并将其内容引用于此。

背景技术

按照3GPP(注册商标,以下同样)(Third Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)规范的各种无线通信系统出现。

在按照由3GPP规定的LTE(注册商标,以下同样)(Long Term Evolution,长期演进)规范的无线通信系统中,用于用户数据的通信的逻辑上的通信路径(用户平面路径)经由服务网关和作为蜂窝基站的eNB(演进型节点B)在分组网关(PDN网关)与用户装置之间确立。由此,用户装置能够使用所确立的用户平面路径来执行与外部网络(因特网等)的通信。

在LTE规范的无线通信系统中使用的频带在无线信号的发送中需要执照。以下,将在无线信号的发送中需要执照的频带称为许可频带。

在LTE规范以外的无线通信系统中,存在在无线信号的发送中不需要执照的频带中进行基于随机存取方式的无线通信的系统。以下,将在无线信号的发送中不需要执照的频带称为共享频带。

在共享频带中混合存在多个无线通信系统和多个所有者(owner)的无线终端,与许可频带中的无线通信相比,共享频带中的无线通信存在通信品质不稳定的情况。可是,关于共享频带中的无线通信系统例如由IEEE802.11规定的无线LAN系统,吞吐量年年提高,普及为主要的无线接入(wireless access)之一。特别地,智能电话的普及使无线LAN系统的利用的机会显著地增大。此外,在共享频带中,在无线信号的发送中不需要执照,因此,多种多样的无线终端普及。

作为无线LAN系统能够使用的频带的共享频带被分配为2.4GHz、5GHz、60GHz。在微波带的2.4GHz和5GHz中,无线LAN系统在日本国内能够利用的频带大致为500MHz。此外,在日本国外,同等或其以上的频带也被分配为无线LAN系统能够利用的频带。

为了应付许可频带中的急剧的通信量的增大,考虑到通过使用共享频带来增加无线通信系统的通信容量是非常重要的。进行共享频带中的无线通信的基站装置进行指向性天线、大规模MIMO、OFDMA、模拟波束形成等高度的处理,由此,期待应付广泛的覆盖(coverage)或高吞吐量。此外,也讨论了利用多用户MIMO的上行线路和下行线路的吞吐量提高。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:3GPP TS 36.300 V10.6.0 (2011-12), 3rd Generation PartnershipProject; Technical Specification Group Radio Access Network; EvolvedUniversalTerrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal TerrestrialRadio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10);

非专利文献2:IEEE Std 802.11ac(TM)-2013, IEEE Standard for Informationtechnology -Telecommunications and information exchange between systems Localandmetropolitan area networks - Specific requirements, Part 11: Wireless LANMedium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, 2013年12月。

发明内容

发明要解决的课题

可是,在使用相同的共享频带进行基于随机存取方式的无线通信的其他的无线装置存在于利用共享频带的基站装置或无线终端的周边、并且利用这样的其他的无线装置的通信量使无线资源窘迫的情况下,存在由于隐藏终端问题(处于信号的到达范围外的终端彼此同时向另外的终端发送的数据冲突)而招致共享频带中的无线通信的吞吐量的显著降低或者多用户同时通信的高效率的活用困难这样的问题。

鉴于上述情况,本发明的目的在于提供提高共享频带中的无线通信的利用效率的无线通信系统、无线通信方法、协作控制装置、协作控制装置、终端装置、以及许可频带基站装置。

用于解决课题的方案

鉴于上述课题,本发明提供一种无线通信系统,其特征在于,具备:多个终端装置,进行使用了进行基于随机存取方式的无线通信的第一频带和与所述第一频带不同的第二频带的无线通信;第一基站装置,使用所述第一频带来与所述终端装置进行无线通信;第二基站装置,使用所述第二频带来与所述终端装置进行无线通信;以及协作控制装置,基于所述第一基站装置与所述终端装置进行的无线通信中的第一通信品质和所述第二基站装置与所述终端装置进行的无线通信中的第二通信品质的任一个或双方,从多个所述终端装置之中选择经由所述第一基站装置传输用户数据的终端装置,并且,针对该用户数据的传输对所述第一基站装置和所述选择的终端装置哪一个装置取得存取权进行选择,所述协作控制装置根据从所述第一基站装置和所述第二基站装置的任一个或双方输入的信息,决定至少包含取得存取权的装置的指定的、第一频带中的通信条件,并且,生成向所述第一基站装置和所述第二基站装置的任一个或双方通知所述通信条件的UC通信开始信号,并且,将所述UC通信开始信号向所述第一基站装置和所述第二基站装置输出,所述第一基站装置在所述选择的终端装置被指定为取得存取权的装置的情况下不进行针对该选择的终端装置的发送而进行待机直到接收用户数据或UC发送请求信号,并且,在所述选择的终端装置未被指定为取得存取权的装置的情况下,向该选择的终端装置进行用户数据的发送或者基于由所述UC通信开始信号通知的信息来使该选择的终端装置进行第一频带中的发送的UC发送请求信号的发送,所述第二基站装置收集与所述选择的终端装置中的等待发送的用户数据有关的信息,并且,将所述UC通信开始信号向该选择的终端装置发送,所述选择的终端装置基于从所述第二基站装置接收的所述UC通信开始信号,在被指定为取得存取权的装置的情况下,向所述第一基站装置发送用户数据或者用于使该第一基站装置进行发送的UC发送请求信号,在未被指定为取得存取权的装置的情况下,不进行针对所述第一基站装置的发送而进行待机直到接收用户数据或UC发送请求信号。

作为典型例,所述终端装置生成UC通信请求信号并向第二基站装置发送,所述UC通信请求信号对所述协作控制装置请求与第一基站装置进行指定取得存取权的装置来进行的用户数据的传输,所述第二基站装置将从所述终端装置接收的UC通信请求信号向所述协作控制装置输出,所述协作控制装置当从所述第二基站装置取得所述UC通信请求信号时,基于已经与所述第一基站装置使用所述第一频带进行无线通信的其他的所述终端装置使用所述第一频带接收的信号,判定是否许可根据所述UC通信请求信号的请求。

作为另一典型例,所述第一基站装置生成LC辅助请求信号并向所述协作控制装置输出,所述LC辅助请求信号请求将与使用所述第一频带来进行通信的特定的所述终端装置的通信作为指定取得存取权的装置来进行的通信,所述协作控制装置当从所述第一基站装置取得所述LC辅助请求信号时,判定是否许可特定的所述终端装置与所述第一基站装置之间的指定了取得存取权的装置的通信,在许可的情况下,将特定的所述终端装置和所述第一基站装置的任一个决定为取得存取权的装置。

作为优选例,所述协作控制装置在使在所述第一基站装置与多个所述终端装置之间使用所述第一频带来进行无线通信的情况下,使不能检测出彼此的信号的所述终端装置不进行该无线通信。

作为另一优选例,所述终端装置当结束使用了所述第一频带的与所述第一基站装置的无线通信时,经由所述第二基站装置向所述协作控制装置发送示出该无线通信的成功与否和其通信品质的任一个或双方的通信报告信息,所述协作控制装置将从所述终端装置接收的所述通信报告信息与在该无线通信中取得了存取权的装置对应起来存储。

作为另一典型例,在将所述第一基站装置作为取得存取权的装置而进行从所述终端装置向所述第一基站装置的发送的情况或者将所述终端装置作为取得存取权的装置而进行从所述第一基站装置向所述终端装置的发送的情况下,所述协作控制装置基于所述第一通信品质和在所述第一基站装置中想要发送的用户数据或在所述终端装置中想要发送的用户数据,对与该用户数据的传输所需要的帧长度有关的信息进行计算,以将所计算的与帧长度有关的信息包含在所述UC通信开始信号中的方式向所述第一基站装置或所述终端装置发送,所述第一基站装置或所述终端装置当接收到所述UC通信开始信号时,向对方发送包含使使用所述第一频带的发送禁止与所述帧长度对应的时间的信息的发送请求信号,取得所述第一频带中的存取权。

作为另一优选例,在将所述第一基站装置作为取得存取权的装置而进行从所述终端装置向所述第一基站装置的发送的情况或者将所述终端装置作为取得存取权的装置而进行从所述第一基站装置向所述终端装置的发送的情况下,所述协作控制装置基于在所述第一基站装置中想要发送的用户数据或在所述终端装置中想要发送的用户数据,决定指定了取得存取权的装置的通信的结束条件,以将所决定的结束条件包含在所述UC通信开始信号中的方式向所述第一基站装置或所述终端装置发送,所述第一基站装置或所述终端装置在满足由所述UC通信开始信号指定的结束条件之前继续仅所指定的取得存取权的装置具有该存取权的通信。

作为另一优选例,所述协作控制装置在所述UC通信开始信号中包含对从所述第一基站装置向多个所述终端装置的多用户同时发送或从多个所述终端装置向所述第一基站装置的多用户同时发送进行指定的信息。

本发明还提供一种无线通信方法,所述无线通信方法是无线通信系统中的无线通信方法,所述无线通信系统具备:多个终端装置,进行使用了进行基于随机存取方式的无线通信的第一频带和与所述第一频带不同的第二频带的无线通信;第一基站装置,使用所述第一频带来与所述终端装置进行无线通信;第二基站装置,使用所述第二频带来与所述终端装置进行无线通信;以及协作控制装置,基于所述第一基站装置与所述终端装置进行的无线通信中的第一通信品质和所述第二基站装置与所述终端装置进行的无线通信中的第二通信品质的任一个或双方,选择多个所述终端装置之中经由所述第一基站装置传输用户数据的终端装置,所述无线通信方法的特征在于,包含:第一步骤,所述协作控制装置针对所述用户数据的传输对所述第一基站装置和所述选择的终端装置哪一个装置取得存取权进行选择;第二步骤,所述协作控制装置生成对所决定的取得存取权的装置进行通知的UC通信开始信号并向所述第一基站装置和第二基站装置输出;第三步骤,所述第二基站装置将从所述协作控制装置输入的UC通信开始信号向所述终端装置发送;以及第四步骤,被通知为取得存取权的装置的所述第一基站装置或所述终端装置当从所述协作控制装置接收所述UC通信开始信号时,取得所述第一频带中的存取权,使用所述第一频带经由所述第一基站装置进行用户数据的传输。

本发明还提供一种协作控制装置,所述协作控制装置是具备多个终端装置、第一基站装置、第二基站装置、以及协作控制装置的无线通信系统中的所述协作控制装置,所述多个终端装置进行使用了进行基于随机存取方式的无线通信的第一频带和与所述第一频带不同的第二频带的无线通信,所述第一基站装置使用所述第一频带来与所述终端装置进行无线通信,所述第二基站装置使用所述第二频带来与所述终端装置进行无线通信,所述协作控制装置对所述终端装置的用户数据的传输进行控制,所述协作控制装置的特征在于,具有路径评价部,所述路径评价部基于所述第一基站装置与所述终端装置进行的无线通信中的第一通信品质和所述第二基站装置与所述终端装置进行的无线通信中的第二通信品质的任一个或双方,从多个所述终端装置之中选择经由所述第一基站装置传输用户数据的终端装置,并且,针对该用户数据的传输对所述第一基站装置和所述选择的终端装置哪一个装置取得存取权进行选择,将至少包含取得存取权的装置的指定的、第一频带中的通信条件向所述第一基站装置和第二基站装置输出。

本发明还提供一种终端装置,所述终端装置是无线通信系统中的被选择的终端装置,所述无线通信系统具备:多个终端装置,进行使用了进行基于随机存取方式的无线通信的第一频带和与所述第一频带不同的第二频带的无线通信;第一基站装置,使用所述第一频带来与所述终端装置进行无线通信;第二基站装置,使用所述第二频带来与所述终端装置进行无线通信;以及协作控制装置,基于所述第一基站装置与所述终端装置进行的无线通信中的第一通信品质和所述第二基站装置与所述终端装置进行的无线通信中的第二通信品质的任一个或双方,选择多个所述终端装置之中经由所述第一基站装置传输用户数据的终端装置,其中,所述终端装置具有:接收部,从所述第二基站装置接收包含所述协作控制装置决定的取得存取权的装置的指定的UC通信开始信号;以及发送部,在通过所述UC通信开始信号而被指定为取得存取权的装置的情况下,向所述第一基站装置发送用户数据或用于使该第一基站装置进行发送的UC发送请求信号。

本发明还提供一种许可频带基站装置,所述许可频带基站装置是无线通信系统中的许可频带基站装置,所述无线通信系统具备:多个终端装置,进行使用了进行基于随机存取方式的无线通信的第一频带和与所述第一频带不同的第二频带的无线通信;第一基站装置,使用所述第一频带来与所述终端装置进行无线通信;以及协作控制装置,对所述终端装置的用户数据的传输进行控制,所述许可频带基站装置的特征在于,具有:通信部,使用所述第二频带来与所述终端装置进行无线通信;收集部,经由所述通信部来收集与所述终端装置有关的信息;以及生成部,生成对至少包含取得存取权的装置的指定的、第一频带中的通信条件进行通知的UC通信开始信号,在向终端装置的下行线路的用户数据传输的情况下、从所述协作控制装置接收对多个所述终端装置之中经由所述第一基站装置传输用户数据的终端装置进行选择的信息的情况下,通过所述收集部收集与该选择的终端装置有关的信息,基于该收集的信息通过所述生成部生成UC通信开始信号,在来自终端装置的上行线路的用户数据传输的情况下、将关于所述终端装置而通过所述收集部收集的信息提供给所述协作控制装置并且从所述协作控制装置接收对多个所述终端装置之中经由所述第一基站装置传输用户数据的终端装置进行选择的信息的情况下,基于该接收的信息通过所述生成部生成UC通信开始信号,将所述生成的UC通信开始信号经由所述通信部向所述选择的终端装置发送。

发明效果

根据本发明,协作控制装置选择进行使用了作为第一频带的共享频带的无线通信的终端装置,使用与共享频带不同的第二频带的通信来控制共享频带中的存取权的取得,由此,能够防止共享频带中的由于隐藏终端问题造成的吞吐量降低或者增加存取权取得装置的数目或者高效率地进行多用户同时发送。由此,能够提高共享频带中的无线通信的利用效率。

附图说明

图1是示出第一实施方式中的无线通信系统的结构例的框图。

图2是示出第一实施方式中的终端装置1的结构的框图。

图3是示出第一实施方式中的终端装置1进行的终端通信处理的流程图。

图4是示出第一实施方式中的共享频带基站装置2的结构的框图。

图5是示出在第一实施方式中的情景(scenario)3和情景4下共享频带基站装置2进行的下行线路的通信处理的流程图。

图6是示出在第一实施方式中的情景1和情景2下共享频带基站装置2进行的上行线路的通信处理的流程图。

图7是示出第一实施方式中的许可频带(licensed band)基站装置3的结构的框图。

图8是示出第一实施方式中的情景3和情景4的情况下的许可频带基站装置3进行的控制处理的流程图。

图9是示出第一实施方式中的情景1和情景2的情况下的许可频带基站装置3进行的控制处理的流程图。

图10是示出在第二实施方式中的情景1和情景2下共享频带基站装置2进行的上行线路的通信处理的流程图。

图11是示出第一和第二实施方式中的LC-UC协作控制装置5的结构的框图。

图12是示出第一和第二实施方式中的无线通信系统的结构例的框图。

图13是示出第一和第二实施方式中的无线通信系统的不同的结构例的框图。

图14是示出第一实施方式的情景1下的上行线路的MAC序列(sequence)的一个例子的图。

图15是示出第一实施方式的情景2下的多用户上行线路的MAC序列的一个例子的图。

图16是示出第一实施方式的情景3下的下行线路的MAC序列的一个例子的图。

图17是示出第一实施方式的情景4下的多用户下行线路的MAC序列的一个例子的图。

图18是第二实施方式的情景2下的上行线路中的多用户通信的MAC序列的一个例子。

图19是示出作为模拟的对象的无线通信系统的模型的图。

图20是示出作为模拟的对象的三个MAC序列的图。

图21是示出图19所示的模型中的模拟结果的图表。

图22是示出作为模拟的对象的无线通信系统的模型的图。

图23是示出在图22所示的模型中使用了以往的随机存取(random access)方式的情况下的模拟结果的图表。

图24是示出在图22所示的模型中第一和第二实施方式的无线通信系统中的工作的模拟结果的图表。

具体实施方式

以下,参照附图来说明本发明的实施方式中的无线通信系统、无线通信方法、协作控制装置、终端装置、以及许可频带基站装置。

实施方式中的无线通信系统使用第一频带以外的第二频带中的无线通信来控制以无线LAN系统为首的作为不需要执照的频带的第一频带中的无线通信,由此,改善通信品质。

该情况下的第二频带中的无线通信能够确立为难以产生未预期的无线通信线路的切断或显著的吞吐量的变化等的无线通信是优选的。因此,作为第二频带,能够优选使用进行随机存取方式以外的无线通信的频带。例如,将以LTE为首的需要执照的频带即许可频带用于第二频带也可。

以下,将第一频带说明为共享频带,将第二频带说明为许可频带。

即,实施方式中的无线通信系统使用以许可频带(第二频带)收发的信号来控制使用共享频带(第一频带)的无线通信中的进行存取权(access right)取得的无线装置,由此,提高共享频带的利用效率。像这样控制进行存取权取得的终端装置,由此,能够使接收侧的装置取得存取权而向通信对象发送或者使取得了存取权的终端装置和其以外的终端装置同时发送信号。

以下,示出通过使终端装置取得存取权来提高通信品质的第一实施方式、以及通过使与终端装置进行无线通信的基站装置取得存取权来提高通信品质的第二实施方式。

(第一实施方式)

图1是示出第一实施方式中的无线通信系统的结构例的框图。

无线通信系统具备:多个终端装置1、共享频带基站装置2、许可频带基站装置3、网关(gateway)4、以及LC-UC协作控制装置5。

共享频带基站装置2、许可频带基站装置3、网关4、以及LC-UC协作控制装置5以能通信的方式连接。此外,网关4以能通信的方式连接于外部网络6例如因特网。无线通信系统所具备的装置与外部网络6进行收发的信号经由网关4。

无线通信系统所具备的各结构要素按照由3GPP规范规定的LTE/SAE(Long TermEvolution/System Architecture Evolution,长期演进/系统架构演进)等来进行无线通信。

如果按照3GPP规范的术语,则终端装置1被替换为用户装置(UE),许可频带基站装置3被替换为演进型节点B(Evolved Node B)。此外,网关4具有作为分组网关(packetgateway)或服务网关的功能,作为与外部网络6的连接点进行工作。

能够在实施需要的设计上的变更之后将其他的无线接入的技术应用于在无线通信系统中的许可频带基站装置3与终端装置1之间的无线接入。

在共享频带基站装置2与终端装置1之间进行通过作为无线LAN系统的标准化规范IEEE802.11、作为无线PAN(Personal Area Network,个域网)系统的标准化规范IEEE802.15或由3GPP规范确定的共享频带的活用规范LTE-LAA(Licensed AssistedAccess,授权辅助存取)确定的无线通信。

终端装置1能够与许可频带基站装置3和共享频带基站装置2的哪一个都进行无线通信。关于终端装置1与各基站装置的无线通信的方式,并不限于上述的例子,是任意的。

例如,使用CCK(Complementary Code Keying,补码键控)、以SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access,单载波频分多址)为首的SC(SingleCarrier,单载波)发送、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交频分多址)等哪一个方式都可以。

此外,用于上行线路的方式和用于下行线路的方式可以为同一方式,也可以为不同的方式。在此,下行线路是指从共享频带基站装置2或许可频带基站装置3向终端装置1传输用户数据信号。另一方面,上行线路是指从终端装置1向共享频带基站装置2或许可频带基站装置3传输用户数据信号。

作为无线通信系统中的各结构要素的节点的每一个具有固有的识别信息。对于识别信息,例如使用该节点的IP地址、隧道端点(tunnel endpoint)标识符、网络地址等。

此外,在许可频带基站装置3和共享频带基站装置2的识别信息中包含用于识别该基站装置所形成的通信小区的物理小区ID(Physical Cell ID)也可。

IP地址为在无线通信系统中唯一地识别节点的地址值。

隧道端点标识符(Tunnel Endpoint Identifier:TEID)为对逻辑上连接节点间的承载(bearer)(GTP(GPRS Tunneling Protocol,GPRS隧道协议)隧道)的端点进行识别的标识符。

网络地址为在无线通信系统被分割为多个子网的情况下对节点所属的子网进行识别的地址值。

无线通信系统内的节点能够基于其他的节点的识别信息来识别其他的节点,在与所识别的其他的节点之间收发信号。

终端装置1能够经由作为共享频带中的频道的未许可信道(Unlicense Channel:UC)与共享频带基站装置2进行无线通信。

此外,终端装置1能够经由作为许可频带中的频道的许可信道(License Channel:LC)与许可频带基站装置3进行无线通信。

许可频带基站装置3能够与网关4收发控制信号和用户数据信号。

共享频带基站装置2能够从许可频带基站装置3或网关4接收向终端装置1发送的信号。此外,共享频带基站装置2能够将从终端装置1接收的信号向许可频带基站装置3或网关4发送。

共享频带基站装置2也可以与许可频带基站装置3或网关4的任一个或双方连接。因此,在图1中,以虚线记载将共享频带基站装置2与许可频带基站装置3连接的线以及将共享频带基站装置2与网关4连接的线。

LC-UC协作控制装置5在传输向终端装置1发送的用户数据信号和从终端装置1接收的用户数据信号时选择使用UC和LC的哪一个或者使用双方,决定传输用户数据信号的路径,并且,决定是否进行本发明的取得存取权的装置(以下,称为存取权取得装置)的控制。

此外,在存在多个许可频带基站装置3和共享频带基站装置2的情况下,LC-UC协作控制装置5决定将来自哪一个基站装置的链路用于用户数据信号的传输也可。

以下,说明第一实施方式的无线通信系统中的终端装置1、共享频带基站装置2和许可频带基站装置3各自的结构。

图2是示出第一实施方式中的终端装置1的结构的框图。

如该图所示那样,终端装置1具备:许可信道(LC)用天线101、LC收发部102、LC发送信号调制部103、LC接收信号解码部104、未许可信道(UC)用天线105、UC收发部106、UC发送信号调制部107、UC接收信号解码部108、UC控制信号取得部109、随机存取控制电路110、终端控制部111、以及存储部112。

再有,终端装置1也能够具备用于LC和UC的共用的天线来代替针对LC和UC的个别的天线。此外,在LC收发部102和UC收发部106中,也可以采用共用一部分或全部电路的结构。

终端装置1将终端装置1的识别信息发送给许可频带基站装置3,使许可频带基站装置3存储识别信息。在该处理中,终端控制部111生成包含本装置的识别信息的信号,将所生成的信号向LC发送信号调制部103输出。LC发送信号调制部103将从终端控制部111输入的信号调制并向LC收发部102输出。LC收发部102在对从LC发送信号调制部103输入的信号实施向模拟信号的变换(A/D变换)和上变频(up-convert)之后进行放大并将其从LC用天线101发送。

许可频带基站装置3当从终端装置1接收包含识别信息的信号时存储该识别信息,将包含示出识别信息的存储完成的信息和许可频带基站装置3的识别信息的注册完成信号发送给终端装置1。

在终端装置1中,LC收发部102当经由LC用天线101接收注册完成信号时,对所接收的信号进行下变频(down-convert)和向数字信号的变换(A/D变换)。LC收发部102将通过下变频和A/D变换而得到的信号向LC接收信号解码部104输出。

LC接收信号解码部104对从LC收发部102输入的信号进行解调。LC接收信号解码部104将通过解调而得到的信息向终端控制部111和UC控制信号取得部109输出。

终端控制部111根据从LC接收信号解码部104输入的信息对许可频带基站装置3的识别信息进行检测。终端控制部111将检测出的许可频带基站装置3的识别信息存储在存储部112中。

像这样,通过在终端装置1与许可频带基站装置3之间的相互的识别信息的通知,在各个装置中存储连接目的地,确立LC的链路。

在终端装置1中,当确立LC的链路时,UC收发部106经由UC用天线105接收位于周边的共享频带基站装置2所发送的控制信号。UC收发部106对所接收的信号进行下变频和向数字信号的变换(A/D变换)。UC收发部106将通过下变频和A/D变换而得到的信号向UC接收信号解码部108输出。

UC接收信号解码部108对从UC收发部106输入的信号进行解调。UC接收信号解码部108将通过解调而得到的共享频带基站装置2的识别信息向终端控制部111输出。

终端控制部111将从UC接收信号解码部108输入的共享频带基站装置2的识别信息存储在存储部112中。

终端控制部111按照在存储部112中存储的共享频带基站装置2的每个识别信息将与取得该识别信息时的通信品质有关的参数对应起来存储也可。终端控制部111能够从UC收发部106或UC接收信号解码部108取得与这样的通信品质有关的参数。在与通信品质有关的参数中包含接收电平、信道的时间变动量、误码率、信道的空间相关性等。

此外,终端装置1也可以将位于周边的其他的终端装置1的识别信息与共享频带基站装置2的识别信息同样地取得并存储。此时,例如,终端装置1能够从位于周边的其他的终端装置1通过UC或LC发送的信号所包含的头(header)信息取得该其他的终端装置1的识别信息。

进而,终端装置1取得通过UC或LC接收的在来自位于周边的其他的终端装置1的发送信号中包含为接收地址的共享频带基站装置2或许可频带基站装置3的识别信息,将该识别信息与上述其他的终端装置1的识别信息对应起来存储也可。

终端装置1将所存储的共享频带基站装置2和其他的终端装置1的识别信息向许可频带基站装置3发送或者将是否检测出预先指定的共享频带基站装置2的识别信息向许可频带基站装置3发送。

在此,预先指定的共享频带基站装置2是指由具有终端装置1的用户所契约的操作员(operator)所使用的SSID(Service Set Identifier,服务集标识)识别的共享频带基站装置2或者在与许可频带基站装置3确立LC的链路时通知的许可频带基站装置3的通信小区内所存在的共享频带基站装置2。此外,这样的预先指定的共享频带基站装置2能够使用能够进行本发明的协作工作的共享频带来与终端装置1进行无线通信。

此外,将与利用上述的共享频带的通信装置的识别信息有关的信息向许可频带基站装置3发送时的、终端装置1中的各结构要素的工作与将本装置的识别信息向许可频带基站装置3发送时的工作同样地进行。

许可频带基站装置3对终端装置1经由LC发送UC信息请求信号也可。UC信息请求信号为对与终端装置1所存储的共享频带基站装置2和其他的终端装置1的识别信息有关的信息和终端装置1所测定的周边的UC的无线环境信息的任一个或双方的通知进行请求的信号。

接收了UC信息请求信号的终端装置1根据包含所存储的共享频带基站装置2和其他的终端装置1的识别信息和线路利用信息的UC信息生成向许可频带基站装置3发送的信息也可。在线路利用信息中包含终端装置1所测定的与UC中的无线通信的利用有关的信息例如UC中的无线通信的频度、UC的利用率、接收电平等。

终端装置1也能够通过接收上述UC信息请求信号而以打开本装置内的与使用UC的通信有关的电路的电源的方式进行控制。

此外,当在LC-UC协作控制装置5中决定与共享频带基站装置2进行终端装置1中的下行线路和上行线路的任一个或其双方的无线通信并且该共享频带基站装置2为待命(standby)状态时,终端装置1从许可频带基站装置3通过LC接收UC通信开始信号(UCTransmission Request for Uplink / for Downlink,针对上行链路/针对下行链路的UC传输请求)。

在终端装置1中,LC收发部102当经由LC用天线101从许可频带基站装置3接收UC通信开始信号时,通过LC收发部102中的下变频以及A/D变换和LC接收信号解码部104中的解码来解码UC通信开始信号。LC接收信号解码部104将UC通信开始信号向UC控制信号取得部109输出。使用该UC通信开始信号来(通过LC-UC协作控制装置5)指示使终端装置1进行存取权的取得,由此,与利用以往的随机存取的通信相比较,能够改善吞吐量。在本第一实施方式中,作为存取权取得控制的方式,考虑以下这4个情景。

[情景1]选择取得存取权来进行UC中的上行线路的单用户发送的多个终端装置1以使不会成为彼此隐藏终端的条件,由此,避免分组冲突(packet collision)。

[情景2]选择取得存取权来进行UC中的上行线路的多用户同时发送的多个终端装置1,通过上行线路发送请求信号的发送来使存取权(发送权)取得,从多个终端装置1进行使用了UC的多用户上行线路的发送,由此,省略该多用户上行线路发送用的控制信号的交换,高效率地利用UC。

[情景3] 选择取得存取权来进行UC中的下行线路的单用户接收的终端装置1,利用下行线路发送请求信号的发送来使存取权(接收权)取得,使共享频带基站装置2进行用户数据的发送,由此,避免从共享频带基站装置2出发成为隐藏终端状态的无线装置的发送信号在终端装置1中引起分组冲突的情况。

[情景4] 选择取得存取权来进行UC中的下行线路的多用户同时接收的多个终端装置1,利用下行线路发送请求信号的发送来使存取权(接收权)取得,使共享频带基站装置2进行用户数据的发送,由此,避免从共享频带基站装置2出发成为隐藏终端状态的无线装置的发送信号在终端装置1中引起分组冲突的情况,并且,省略使用了UC的多用户下行线路发送用的控制信号的交换,高效率地利用UC。

上述的UC通信开始信号能够指定从情景1到情景4的任一个,此外,能够包含示出使用UC来进行无线通信的终端装置1和共享频带基站装置2各自的识别信息、存取方法、存取定时、存取时间带、通信位数、以及结束UC的利用的结束条件的任一个的UC利用指定信息。

此外,在UC通信开始信号中包含与在指定了取得存取权的装置的UC的通信中传输的用户数据的帧长度有关的信息也可。帧长度基于每个帧的用户数据的位数、以及共享频带基站装置2与终端装置1之间的信道信息或调制方式或编码率(coding rate)或空间复用数目等MCS索引(Modulation Code Scheme Index,调制编码方案索引)等来计算。

UC控制信号取得部109将UC通信控制信号向终端控制部111输出。

在此,关于上行线路中的多用户同时发送的实现方法,考虑以下三个方法:通过OFDMA在该UC中在频率方向上将线路分割并将其分配给各终端装置1、或者通过码分复用技术将按照每个线路不同的码分配给各终端装置1、或者对使用空间复用技术通过空间信号处理以同时、同一频率发送的来自各终端装置1的信号进行检测。

LC-UC协作控制装置5和许可频带基站装置3在频率方向上分割线路的情况下能够通过UC通信开始信号向终端装置1通知终端装置1所使用的频道。

此外,LC-UC协作控制装置5和许可频带基站装置3在利用码分复用技术来分割线路的情况下能够通过UC通信开始信号向终端装置1通知分配给终端装置1的码。

此外,LC-UC协作控制装置5和许可频带基站装置3在利用空间(分割)复用技术来复用线路的情况下能够通过UC通信开始信号向终端装置1通知与各终端装置1的导频信号(pilot signal)的发送规则或数据分组长度有关的信息。

此外,关于下行线路中的多用户同时通信的实现方法,也考虑以下三个方法:通过OFDMA在频率方向上将线路分割并将其分配给各终端装置1、或者通过码分复用技术将按照每个线路不同的码分配给各终端装置1、或者使用空间复用技术通过空间信号处理抑制向各终端装置1的信号的干扰并进行以同时、同一频率的发送。

情景1至情景4的哪一个情景都能够通过隐藏终端问题的解决来期待针对特定的终端装置1的UC的吞吐量的提高。

关于情景1,能够在利用上行线路通信的存取权取得时防止终端装置1彼此成为隐藏终端关系而引起分组冲突。

关于情景2~4,能够选择终端装置1,以使防止终端装置1彼此成为隐藏终端关系而引起分组冲突,并且,终端装置1触发多用户同时通信,因此,能够防止与从共享频带基站装置2来看隐藏的使用UC的终端装置1的分组的冲突。

UC发送信号调制部107将从终端控制部111输入的信号调制并向UC收发部106输出。从终端控制部111向UC发送信号调制部107输入的信号为控制信号或用户数据信号等。

在未从随机存取控制电路110指示发送停止的情况下,UC收发部106在对从UC发送信号调制部107输入的信号进行向模拟信号的变换和向载波频率的上变频之后,将该信号放大并从UC用天线105发送。

随机存取控制电路110在UC收发部106所接收的信号的接收电平为预先确定的阈值以上的情况下,对UC收发部106指示发送的停止。此外,随机存取控制电路110在UC接收信号解码部108所解码的信号中包含指示禁止固定时间的发送的NAV(Network AllocationVector,网络分配向量)的设定等虚拟载波侦听(virtual carrier sense)的信号的情况下,对UC收发部106指示该信号所示的条件下的发送的停止。

当解除由随机存取控制电路110进行的发送的停止时,UC收发部106按照预先确定的随机存取方式的规则,进行从UC发送信号调制部107输入的信号的发送。

在终端装置1进行接收的情况下,在UC收发部106中对从UC用天线105取得的接收信号进行下变频并进行模拟数字变换而将数字信号向UC接收信号解码部108输出,在终端控制部111中能够得到所解码的信息。

在以往的无线系统中,只要想要进行发送的用户数据信号被终端控制部111生成,则按照随机存取方式的规则来进行发送,此外,想要接收的数据被从共享频带基站装置2发送,在接收之前进行待机。

在本发明的方式中,LC-UC协作控制装置5预先决定取得存取权的装置之处与以往不同。终端装置1在该存取权取得装置被指定为本(无线)装置1的情况下,通过在进行发送和接收的哪一个时都发送用户数据信号以及上行线路发送请求信号和下行线路发送请求信号的任一个信号,从而进行存取权的取得。

终端装置1在上述存取权取得装置为作为通信对象的共享频带基站装置2的情况下,即使在想要发送的数据处于本终端装置1时也进行待机直到接收从取得存取权的共享频带基站装置2指示发送的信号,由此,能够进行减少分组冲突的高效率的UC的利用。

此外,在根据下行线路发送请求信号而接收来自共享频带基站装置2的信号的情况下,终端装置1需要知晓想要接收的用户数据信号是否在共享频带基站装置2中被预先待机,能够使利用LC线路的UC通信开始信号具有该通知功能。

当进行第一实施方式的UC通信而满足预先确定的UC通信的条件时,终端控制部111能够生成示出由UC收发部106进行的通信(发送)的结果的UC通信报告信息,将所生成的UC通信报告信息向LC发送信号调制部103输出。

UC通信报告信息与共享频带基站装置2和其他的终端装置1的识别信息同样地被实施LC发送信号调制部103中的调制以及LC收发部102中的D/A变换、上变频和放大并被发送给许可频带基站装置3。

UC通信报告信息所包含的发送的结果例如为示出是否在不缺少的情况下传输应该传输的用户数据信号全部的信息。

再有,终端装置1在未从许可频带基站装置3接收UC通信开始信号的情况下,按照无线LAN通信那样的公知的随机存取方式的规则与共享频带基站装置2进行无线通信也可。或者,能够与公知的随机存取方式的规则并用,使用本发明的根据存取权取得的控制的存取,进行共享频带的通信。

此外,在终端装置1中,终端控制部111生成对通过受理用户的操作来进行使用了UC的无线通信或者进行本发明的根据存取权的控制的使用了UC的无线通信进行请求的UC通信请求信号,通过由LC发送信号调制部103和LC收发部102进行的发送处理或由UC发送信号调制部107和UC收发部106进行的发送处理将该UC通信请求信号向LC-UC协作控制装置5发送也可。

LC-UC协作控制装置5接受来自终端装置1的请求,从许可频带基站装置3向该终端装置1发送UC通信开始信号也可。

图3是示出第一实施方式中的终端装置1进行的终端通信处理的流程图。

当在终端装置1中开始终端通信处理时,经由由LC收发部102、LC发送信号调制部103和LC接收信号解码部104进行的信号处理,终端控制部111与许可频带基站装置3进行彼此的识别信息的收发和记录,由此,确立通信链路(步骤S101)。

当许可频带中的通信链路被确立时,UC收发部106和UC接收信号解码部108对本装置能够连接的共享频带基站装置2进行检测(步骤S102)。将在步骤S102中检测出的共享频带基站装置2的识别信息经由许可频带基站装置3向LC-UC协作控制装置5通知。

再有,终端装置1将在步骤S102中检测出的共享频带基站装置2的识别信息或示出是否检测出预先指定的识别信息的信息经由共享频带基站装置2向LC-UC协作控制装置5通知也可。

当LC-UC协作控制装置5决定终端装置1的第一实施方式的UC利用时,从许可频带基站装置3发送UC通信开始信号,LC收发部102接收UC通信开始信号(步骤S103)。

所接收的UC通信开始信号被实施LC收发部102和LC接收信号解码部104中的接收处理,并向终端控制部111输入。终端控制部111取得UC通信开始信号所包含的UC利用指定信息(步骤S104)。

终端控制部111、UC发送信号调制部107、以及UC收发部106基于上述UC利用指定信息生成所指定的形式的发送信号。当以前述的4个情景进行说明时,所谓所指定的形式的发送信号在情景1的情况下为上行线路的用户数据信号,在情景2的情况下为上行线路发送请求信号,在情景3和4的情况下为下行线路发送请求信号。

UC收发部106按照随机存取控制电路110的控制来进行使用了UC的发送(步骤S105)。

终端控制部111判定是否满足UC利用指定信息所包含的结束UC的利用的结束条件(步骤S106),在满足条件的情况(步骤S106:是)下,将处理前进到步骤S107。在不满足条件的情况(步骤S106:否)下,终端控制部111将处理返回到步骤S105,继续使用了UC的发送。

在满足上述结束条件的情况下,终端控制部111从UC收发部106取得利用了UC的发送的结果,生成包含所取得的发送的结果的UC通信报告信息。UC通信报告信息被实施LC发送信号调制部103和LC收发部102中的发送处理而被发送,经由许可频带基站装置3向LC-UC协作控制装置5传输(步骤S107)。

终端控制部111当向许可频带基站装置3发送UC通信报告信息时,结束终端通信处理。

在图3所示的终端通信处理中,也能够省略步骤S107。即,代替终端装置1未将UC通信报告信息向LC-UC协作控制装置5发送,而共享频带基站装置2也能够向LC-UC协作控制装置5直接输出UC通信报告信息或经由许可频带基站装置3向LC-UC协作控制装置5输出UC通信报告信息。

图4是示出第一实施方式中的共享频带基站装置2的结构的框图。

如该图所示那样,共享频带基站装置2具备:UC用天线205、UC收发部206、UC发送信号调制部207、UC接收信号解码部208、随机存取控制电路210、基站控制部211、存储部212、网络通信部214、以及存取控制管理部215。

共享频带基站装置2为了将本装置的识别信息向周围的终端装置1通知而进行利用包含识别信息的信标信号(beacon signal)的周期性的发送的广播。

基站控制部211生成包含本装置的识别信息和与本装置的功能有关的信息的信标信息。

UC发送信号调制部207输入基站控制部211所生成的信标信息,对信标信息进行调制。UC发送信号调制部207对调制信标信息而得到的信号赋予导频信号,并向UC收发部206输出。

UC收发部206对从UC发送信号调制部207输入的信号实施D/A变换、向载波频率的上变频和放大等并将其从UC用天线205发送。由UC收发部206进行的信号的发送为基于CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,载波侦听多路访问/冲突避免)的发送。

随机存取控制电路210对UC收发部206的发送定时进行控制。随机存取控制电路210与终端装置1的随机存取控制电路110同样地,在UC收发部206所接收的信号的接收电平为预先确定的阈值以上的情况或接收了对NAV的设定等虚拟载波侦听进行指示的信号的情况下对UC收发部206指示发送的停止。

UC收发部206在未从随机存取控制电路210指示发送的停止的期间发送信号。再有,在共享频带基站装置2不进行基于CSMA/CA的发送的情况下,共享频带基站装置2也可以不具备随机存取控制电路210。

UC收发部206经由UC用天线205接收终端装置1所发送的信号。UC收发部206将对所接收的信号实施放大、下变频和A/D变换等而得到的信号向UC接收信号解码部208输出。

UC接收信号解码部208对从UC收发部206输入的信号进行解码,将解码而得到的信息向基站控制部211输出。

基站控制部211使通过接收处理而得到的终端装置1的识别信息存储在存储部212中。基站控制部211在存储之后经过预先确定的时间之后删除存储在存储部212中的终端装置1的识别信息也可。此外,基站控制部211将存储在存储部212中的终端装置1的识别信息经由网络通信部214向LC-UC协作控制装置5发送也可。

在第一实施方式中,当LC-UC协作控制装置5决定在通信中利用UC时,共享频带基站装置2和终端装置1根据前述的4个情景来进行经由了UC的无线通信。

在情景1和情景2中,通过上行线路来接收来自终端装置1的用户数据。在该情况下,共享频带基站装置2不接收来自LC-UC协作控制装置5的信号,也不具备存取控制管理部215,采用利用通常的随机存取方式的接收来接收来自终端装置1的信号也可。

或者,共享频带基站装置2也能够经由网络通信部214从LC-UC协作控制装置5接收UC利用指定信息。在情景1和情景2的UC利用指定信息中能够包含进行上行线路的终端装置1的信息、在终端装置1中存储的等待发送的用户数据的信息、UC通信的结束条件。存取控制管理部215经由基站控制部211取得UC利用指定信息。

在情景3和情景4中,通过下行线路来发送向终端装置1的用户数据。

共享频带基站装置2经由网络通信部214从LC-UC协作控制装置5接收UC利用指定信息。在情景1和情景2的UC利用指定信息中能够包含进行上行线路的终端装置1的信息、对用户终端发送的用户数据的信息、UC通信的结束条件。存取控制管理部215经由基站控制部211取得UC利用指定信息。

进而,网络通信部214经由网关4接收来自外部网络6的发送给终端装置1的用户数据。基站控制部211将网络通信部214所接收的用户数据存储在存储部212中。

存取控制管理部215进行待机直到接收来自UC利用指定信息所包含的识别信息示出的终端装置1的下行线路发送请求信号。或者,在UC利用指定信息中,能够指定:在向所指定的终端装置1的用户数据发送时,共享频带基站装置2完全不进行存取权(发送权)的取得,或者,共享频带基站装置2也进行存取权(发送权)的取得并且终端装置1也进行存取权(接收权)的取得来进行用户数据的发送。

在共享频带基站装置2和终端装置1都取得存取权来进行下行线路的用户数据的发送的情况下,存取控制管理部215能够等待下行线路发送请求信号并取得存取权(发送权)来进行存储在存储部212中等待发送的用户数据的发送,而不是进行待机直到接收来自UC利用指定信息所包含的识别信息示出的终端装置1的下行线路发送请求信号。

此外,在情景2、情景3和情景4下,UC接收信号解码部208当检测出根据用户数据的接收地址的终端装置1的上行线路发送请求信号或下行线路发送请求信号时,将其向存取控制管理部215输出。

在情景2下,存取控制管理部215根据上行线路发送请求信号检测出进行来自多个终端装置1的上行线路的发送,进行解码用的需要的准备。需要的准备是指例如多用户同时通信的解码准备,可举出需要的模拟数字变换端口的启动、用户分离所需要的信号处理的待机、频带宽度的变更、不同的多个终端装置1的导频信号的解码的待机等。

在情景4的情况下,存取控制管理部215也需要向多个终端装置1的发送,因此,进行为了多用户同时通信而需要的准备。所谓需要的准备在利用OFDMA的多用户同时发送的情况下为向终端装置1的频带分配或对应的调制、带宽的准备,在利用编码的多用户复用的情况下为码的通知的准备,在利用空间复用的多用户同时发送的情况下可举出针对多个终端装置的信道信息取得的请求信号的生成或使用了针对多个终端装置1而估计的信道信息的发送权重的运算等。

当通过情景3或情景4向共享频带基站装置2输入下行线路发送请求时,基站控制部211从存储部211读出发送给被指定为下行线路发送请求的发送目的地的一个以上的终端装置1的用户数据。

基站控制部211将所读出的用户数据向UC发送信号调制部207输出。对该用户数据实施UC发送信号调制部207中的调制和导频信号的赋予。在此,通过作为通信对象的终端装置1进行存取权的取得和NAV的设定,因此,共享频带基站装置2能够在预先确定的SIFS(Short Interframe Space,短帧隙)等时间后立刻发送用户数据信号,而不是进行随机存取方式用的判定或待机。

UC发送信号调制部207将用户数据信号向UC收发部206输出,UC收发部206实施D/A变换、上变频和放大等并经由UC用天线205进行发送。在此,仅在情景1的情况下,与以往的无线系统同样地能够接收、解码来自终端装置1的信号。但是,如前述那样,能够降低终端装置1彼此的分组冲突的概率。

在情景1和情景2的情况下,在UC接收信号解码部208中取得由UC收发部206接收的用户数据的信息。

在情景3和情景4的情况下,UC接收信号解码部208当在UC收发部206将用户数据发送给终端装置1之后检测出在对来自该终端装置1的ACK或Block-ACK(块确认)进行解码后的信号中包含发送位时,取得该发送位。UC接收信号解码部208将所取得的发送位向基站控制部211输出。

基站控制部211基于从UC接收信号解码部208输入的发送位来判定再次发送的需要与否,如果需要再次发送,则也能够将该用户数据再次向UC发送信号调制部207输出。

在共享频带基站装置2中判定UC利用指定信息所包含的结束UC的利用的结束条件的情况下,通过存取控制管理部215收集与结束条件相关联的信息。

例如,在结束条件被确定为由终端装置1或共享频带基站装置2正常解码的用户数据的信息量的情况下,UC接收信号解码部208将与正常发送或接收的用户数据量有关的信息向存取控制管理部215输出,存取控制管理部215能够基于该信息和所取得的发送位来判定是否在向终端装置1的下行线路中继续UC的利用。

再有,在利用了UC的无线通信中进行利用OFDMA或空分复用方式的多用户同时发送的情况(情景4)下,UC收发部206同时对发送给多个终端装置1的用户数据进行发送。在像这样同时对发送给不同的终端装置1的用户数据进行发送的情况下,存取控制管理部215选择接收地址的终端装置1的组合。

例如,组合具有精度高的信道信息的终端装置1或者组合存取类别(accesscategory)(发送数据的种类)相同的终端装置1或者按照应该发送的用户数据的数据量多的顺序来组合终端装置1或者组合应该发送的用户数据的数据量的差少的终端装置1。

存取控制管理部215将所选择的各终端装置1的识别信息向基站控制部211输出。

基站控制部211当在从存储部212读出发送给终端装置1的用户数据时发送未完成的用户数据消除时,将示出没有下行线路的用户数据的剩余量的残留数据信息附加到用户数据中,并将其向UC发送信号调制部207输出也可。像这样,通过向该终端装置1通知在下行线路中没有发送给终端装置1的用户数据的情况,从而该终端装置1不需要发送下行线路发送请求,由此,能够防止利用效率降低。

终端装置1能够通过利用LC的通信经由许可频带基站装置3向LC-UC协作控制装置5通知本发明的UC中的无线通信的结束。

第一实施方式中的共享频带基站装置2也能够与终端装置1进行基于利用以往的使用共享频带的随机存取方式的无线系统(例如无线LAN规范)的无线通信。因此,在通过本发明的结构而在存取权取得装置被指定的上行线路和下行线路的任一个或双方中使用UC的情况下,也能够并用利用以往的无线系统的通信。

存取控制管理部215能够监控使用了UC的无线通信的通信品质。此外,存取控制管理部215也可以对使用了UC的无线通信中的异常的发生进行检测。此时,能够将通信品质与取得了存取权的终端装置1相关联。也就是说,在共享频带基站装置2中取得了存取权的通信和在终端装置1中进行了存取权取得的通信中,评价与吞吐量相关联的信息。与吞吐量相关联的信息是指调制方式或编码率或空间复用数目等MCS索引、频带宽度、分组误码率。

作为异常的检测方法,例如,将如下检测为异常:共享频带基站装置2和终端装置1取得存取权的通信的吞吐量所相关联的信息的偏差、上行线路中的通信对象即多个终端装置1彼此为隐藏终端状态的情况下的分组的冲突、或者与在下行线路中从共享频带基站装置2出发存在为隐藏终端状态的其他的终端装置1所发送的信号的分组冲突。

在共享频带基站装置2取得存取权的通信和终端装置1取得存取权的通信中存在较大的偏差的情况下,能够估计发生由于隐藏终端问题造成的分组冲突。

在共享频带基站装置2取得存取权的情况下吞吐量低的情况下,认为:从共享频带基站装置2出发成为隐藏终端状态的无线装置进行通信,在共享频带基站装置2中发生分组冲突。

此外,在终端装置1中发生分组冲突而终端装置1取得存取权的情况下吞吐量低的情况下,认为:从终端装置出发成为隐藏终端状态的无线装置进行通信,在共享频带基站装置2中发生分组冲突。

例如为共享频带基站装置2取得存取权的情况下的吞吐量与终端装置1取得存取权的情况下的吞吐量为α倍以上或1/α以下的情况,在预先设定α之后能够判定由于存取权取得装置的不同造成的吞吐量的偏差。像这样做,能够检测出容易发生分组冲突或吞吐量变低的存取权取得装置。

LC-UC协作控制装置5收集由于这样的存取权取得装置的不同造成的异常的信息,由此,能够决定在本发明中应该指定的存取权取得装置。

进而,存取控制管理部215也能够将通信异常与时间、周几、日期、周边的事件信息等相关联而向LC-UC协作控制装置5输出。

进而,存取控制管理部215与存取权取得装置对应起来评价分组冲突或分组的解码失败,在存取权取得装置的竞争窗口尺寸(contention window size)(对发送进行待机的隙(slot)数目)变大而判定为发生发送权的取得率降低或MAC(Medium Access Control,介质存取控制)效率降低的情况下,判定为利用该存取权取得装置的通信的异常发生。

存取控制管理部215将判定为异常的存取权取得装置(即本共享频带基站装置2或作为通信对象的终端装置1)的识别信息向LC-UC协作控制装置5通知。

此外,存取控制管理部215对UC的上行线路中的分组冲突进行检测,由此,对作为进行通信的对象的终端装置1彼此的分组冲突进行检测而对不能彼此检测出信号的终端装置1进行检测也可。存取控制管理部215将这些终端装置1的识别信息的组合作为不能检测出彼此的信号的终端装置1的组合向LC-UC协作控制装置5通知。

此外,在共享频带基站装置2取得存取权来进行发送之后ACK或Block-ACK等对应的信号未回信的比率比预先确定的值大的情况下,存取控制管理部215能够判定为在共享频带基站装置2取得存取权的通信中发生了异常。

进而,在交换RTS(Request To Send,请求发送)/CTS(Clear To Send,清除发送)的通信中虽然将RTS向终端装置1发送可是未回信CTS的情况或者通信的失败由于终端装置1中的分组冲突的情况下,存取控制管理部215能够判定为发生了下行线路的异常。

进而,存取控制管理部215比较在本装置和终端装置1能够检测的共享频带中使用相同的频道的其他的终端装置1的识别信息,由此,也能够判定为下行线路的异常发生的可能性高。具体地,在共享频带基站装置2检测出的识别信息示出的其他的终端装置1之中进行有意的通信的终端装置1的群组被包含在终端装置1检测出的识别信息所示的其他的终端装置1的群组中的情况下,存取控制管理部215判定为下行线路的异常发生的可能性高。

在通过与上述的异常有关的判定而异常发生或发生的可能性高的情况下,指定本发明的存取权取得装置,由此,能够提高共享频带中的吞吐量。具体地,存取控制管理部215生成LC辅助请求信号并经由网络通信部214向LC-UC协作控制装置5发送,由此,能够进行本发明的指定了存取权取得者的通信。

例如,如果在共享频带基站装置2取得存取权的无线通信中存在异常,则终端装置1取得存取权来进行通信,由此,能够期待吞吐量的提高,如果在终端装置1中取得存取权的无线通信中存在异常,则能够在共享频带基站装置2中进行取得存取权的无线津伸。

进而,为了判定是否输出上述的LC辅助请求信号,也能够从终端装置1预先取得示出终端装置1具有利用LC的通信线路或具有作为本发明的存取权取得装置的控制功能的信息。

图5是示出在第一实施方式中的情景3和情景4下共享频带基站装置2进行的下行线路的通信处理的流程图。

LC-UC协作控制装置5决定将终端装置1作为存取权取得装置而从共享频带基站装置2进行下行线路的通信,网络通信部214从许可频带基站装置3接收发送给终端装置1的用户数据。基站控制部211将网络通信部214所接收的用户数据存储在存储部212中(步骤S201)。

基站控制部211在正常取得用户数据之后,向LC-UC协作控制装置5或许可频带基站装置3通知正常取得也可。

当UC接收信号解码部208接收下行线路发送请求信号而检测出下行线路发送请求时(步骤S202),通过基站控制部211从存储部212读出发送了该下行线路发送请求的终端装置1的识别信息或由下行线路发送请求指定的1个以上的终端装置1的识别信息所对应的用户数据,对其实施UC发送信号调制部207和UC收发部206中的信号处理并发送(步骤S203)。

在步骤S203中,共享频带基站装置2在向终端装置1发送用户数据之前进行与对应的终端装置1对应的信道信息的收集也可。

当UC接收信号解码部208从所接收的信号检测出来自用户数据的接收地址的终端装置1的ACK或Block-ACK时(步骤S204),基站控制部211判定是否满足结束UC的利用的结束条件(步骤S205)。

在满足结束UC的利用的结束条件的情况下(步骤S205:是),基站控制部211使下行线路的通信处理结束。另一方面,在不满足结束UC的利用的结束条件的情况下(步骤S205:否),基站控制部211将处理向步骤S202返回,重复进行步骤S202以后的处理。

再有,在步骤S205结束后,基站控制部222也能够向LC-UC协作控制装置5通知本发明的通信正常结束了。

图6是示出在第一实施方式中的情景1和情景2下共享频带基站装置2进行的上行线路的通信处理的流程图。

LC-UC协作控制装置5当决定将终端装置1作为存取权取得装置而从共享频带基站装置2进行上行线路的通信时,UC接收信号解码部208从UC收发部206所接收的信号对来自终端装置1的用户数据进行检测(步骤S301)。

在步骤S301中,在情景2的情况下,接收上行线路发送请求信号,由此,也能够取得多用户同时接收的方式或对应的终端信息的识别信息。

基站控制部211生成ACK或Block-ACK,通过UC发送信号调制部207和UC收发部206向对应的终端装置1发送ACK或Block-ACK(步骤S302)。

基站控制部211将UC接收信号解码部208检测出的用户数据经由网络通信部214向外部网络6发送(步骤S303),使上行线路的通信处理结束。

图7是示出第一实施方式中的许可频带基站装置3的结构的图。

如该图所示,许可频带基站装置3具备:LC用天线301、LC收发部302、LC发送信号调制部303、LC接收信号解码部304、基站控制部311、存储部312、网络通信部314、UC信息提取部316、以及UC控制信号生成部317。

许可频带基站装置3在LC中与终端装置1确立链路,收发用于控制所属于彼此相同的通信小区的共享频带基站装置2和终端装置1之间的通信的控制信号。该控制信号例如为UC通信开始信号。

当从终端装置1发送的信号被LC用天线301接收时,所接收的信号被输入到LC收发部302中。LC收发部302对所输入的信号进行下变频和A/D变换,将所得到的信号向LC接收信号解码部304输出。LC接收信号解码部304对从LC收发部302输入的信号进行解码,将通过解码而得到的信息向基站控制部311输出。

基站控制部311基于从LC接收信号解码部304输入的信息所包含的终端装置1的识别信息进行认证、权限赋予和记账(Authentication, Authorization, Accounting:AAA)也可。基站控制部311经由网络通信部314取得AAA所需要的信息也可。

当在许可频带基站装置3与终端装置1之间确立使用了LC的链路时,LC接收信号解码部304或基站控制部311评价该链路中的通信品质。作为LC中的通信品质的LC通信品质基于许可频带基站装置3与终端装置1之间的信道增益、移动性(mobility)、终端装置1所具有的通信功能来评价。

基站控制部311按照确立了链路的每个终端装置1将LC通信品质与该终端装置1的识别信息对应起来存储在存储部312中。

基站控制部311将确立了链路的终端装置1的识别信息和LC通信品质向LC-UC协作控制装置5输出。基站控制部311将用于进行针对终端装置1的AAA时的控制的信息和本装置的识别信息向LC发送信号调制部303输出。

LC发送信号调制部303对从基站控制部311输入的信息进行调制,将通过调制而得到的信号向LC收发部302输出。LC收发部302对从LC发送信号调制部303输入的信号实施D/A变换、向载波频率的上变频和放大,并将其从LC用天线301发送。

此外,许可频带基站装置3将UC信息请求信号向终端装置1发送来作为控制信号也可。由此,许可频带基站装置3能够取得UC信息,所述UC信息包含位于各终端装置1的周边的共享频带基站装置2和其他的终端装置1的识别信息或与UC中的无线通信的利用有关的线路利用信息。

在许可频带基站装置3中,由LC用天线301接收的信号被输入到LC收发部302中。LC收发部302对从LC用天线301输入的信号实施下变频和A/D变换,将所得到的信号向LC接收信号解码部304输出。

LC接收信号解码部304将对从LC收发部302输入的信号进行解码而得到的信息向UC信息提取部316和基站控制部311输出。

UC信息提取部316将从LC接收信号解码部304输入的信息之中与UC有关的信息经由网络通信部314向LC-UC协作控制装置5发送。

然后,LC-UC协作控制装置5选择与共享频带基站装置2进行无线通信的一个或多个终端装置1并向许可频带基站装置3通知。

网络通信部314能够从LC-UC协作控制装置5取得所选择的终端装置1的识别信息和该终端装置1的识别信息或者从LC-UC协作控制装置5取得终端装置1的UC利用条件。此外,网络通信部314也可以取得成为该终端装置1进行通信的对象的共享频带基站装置2的识别信息。

在情景1和情景2的情况下,通过LC中的通信取得终端装置1中的、处于发送待机状态的用户数据的信息、在上行线路的通信中使用的应用的信息或者在上行线路中请求的吞吐量信息。所取得的与终端装置1的上行线路有关的信息经由网络通信部314向LC-UC协作控制装置5输出。

当LC-UC协作控制装置5决定将终端装置1作为存取权取得装置来开始UC的上行线路时,UC控制信号生成部317如前述那样取得该终端装置1的识别信息,生成对所指定的识别信息的终端装置1通知进行在UC中终端装置1取得存取权的上行线路的通信的UC通信开始信号。在该UC通信开始信号中包含示出使用UC来进行无线通信的终端装置1和共享频带基站装置2各自的识别信息、存取方法、存取定时、存取时间带、通信位数、以及结束UC的利用的结束条件之中的至少一个的UC利用指定信息。

UC控制信号生成部317将所生成的UC通信开始信号向LC发送信号调制部303输出。向LC发送信号调制部303输出的UC通信开始信号从LC收发部302向终端装置1发送。

再有,LC-UC协作控制装置5也可以将与决定为存取权取得装置的终端装置1的上行线路有关的信息与该终端装置1的识别信息一起向UC控制信号生成部317输出。此外,代替UC控制信号生成部317生成UC通信开始信号,而在LC-UC协作控制装置5中生成UC通信开始信号并向许可频带基站装置3输出也可。

在根据情景2而在上行线路中进行多用户同时通信的情况下,在终端装置1的任一个取得存取权之后,其以外的终端装置1也同时进行发送,因此,也能够在UC通信开始信号中包含OFDMA的频率分配、存取权取得后的发送的定时、码的分配信息、同步偏差补偿信息、指定为进行同时发送的终端装置1的识别信息之中的任一个。

在情景3和情景4的情况下,基站控制部311在估计在共享频带基站装置2中用户数据的发送准备完成之后,向终端装置1发送UC通信开始信号。在发送给所选择的终端装置1的用户数据被存储在存储部312中的情况下,将该用户数据向共享频带基站装置2经由网络通信部314输出。

生成对指定了存取权取得装置的UC的利用进行控制的信号的UC控制信号生成部317生成示出使在终端装置1中取得了存取权的下行线路通信开始的控制信号。UC控制信号生成部317将所生成的控制信号向LC发送信号调制部303输出。

向LC发送信号调制部303输出的控制信号作为UC通信开始信号从LC收发部302向终端装置1发送。

LC发送信号调制部303对从UC控制信号生成部317或基站控制部311输入的信息进行调制并向LC收发部302输出。向LC收发部302输出的信号经由LC用天线301向终端装置1发送。

许可频带基站装置3在接收了示出使用了UC的共享频带基站装置2与终端装置1的无线通信正常结束或异常结束的UC通信报告信息的情况下,能够将所接收的UC通信报告信息向LC-UC协作控制装置5发送。

图8是示出第一实施方式中的情景3和情景4的情况下的许可频带基站装置3进行的控制处理的流程图。

在LC-UC协作控制装置5中,当决定所属于许可频带基站装置3的通信小区的终端装置1之中的对存取权进行控制来进行UC通信的终端装置1时,许可频带基站装置3的网络通信部314从LC-UC协作控制装置5取得使用UC的终端装置1的识别信息和UC利用条件(步骤S401)。

网络通信部314也可以将该终端装置1使用UC来进行通信的共享频带基站装置2的识别信息与终端装置1的识别信息一起取得。

UC控制信号生成部317生成对由网络通信部314所接收的识别信息指定的终端装置1通知本发明的UC通信的UC通信开始信号(步骤S402)。

LC发送信号调制部303将UC控制信号生成部317所生成的UC通信开始信号调制并向LC收发部302输出。LC收发部302对所调制的控制信号实施D/A变换、上变频和放大,将其经由LC用天线301发送给终端装置1(步骤S403)。

在此,UC通信开始信号也可以发送为向许可频带基站装置3的通信小区整体广播的广播信号,也可以个别地发送给对应的终端装置1。

在终端装置1中判断本发明的通信结束的情况下,当满足结束本发明的UC的利用的结束条件时,许可频带基站装置3也能够经由LC接收从终端装置1发送的UC通信报告信息。即,在许可频带基站装置3中,UC信息提取部316当根据从LC接收信号解码部304输入的信息检测出来自终端装置1的UC通信报告信息时(步骤S404),将检测出的UC通信报告信息经由网络通信部314向LC-UC协作控制装置5发送(步骤S405),使控制处理结束。

图9是示出第一实施方式中的情景1和情景2的情况下的、许可频带基站装置3进行的控制处理的流程图。

许可频带基站装置3从通信小区内的终端装置1收集上行通信的发送信息例如与待机的用户数据有关的信息、在上行线路中使用的应用信息、继续进行的在此之前的上行线路的吞吐量实际成果信息、在上行线路中请求的吞吐量信息,并向LC-UC协作控制装置5输出(S801)。

LC-UC协作控制装置5当决定终端装置1取得存取权来进行上行线路的通信时,将该终端装置1的识别信息向许可频带基站装置3输出,许可频带基站装置3从网络通信部314取得识别信息(S802)。

UC控制信号生成部317生成UC通信开始信号,对所指定的终端装置1通知以使在UC中取得存取权,发送上行线路通信(S803)。

在终端装置1判定UC通信结束的情况下,许可频带基站装置3接收从终端装置1发送的UC通信报告信息,取得与UC通信有关的报告信息(S804),并将其向LC-UC协作控制装置5输出(S805)。

在进行图8和图9的控制流程之前,许可频带基站装置3也能够使终端装置1检测共享频带的无线环境信息、共享频带基站装置2的信息、周边的终端装置1的识别信息,并收集那些信息。

在第一实施方式的情景3和情景4下,使终端装置1取得存取权,由此,能够增加下行线路的存取权取得装置。使多个终端装置1进行下行线路的存取权的取得,由此,在利用随机存取方式的无线系统中也能够期待改善无线资源的取得比例。

(第二实施方式)

第二实施方式中的无线通信系统与第一实施方式中的无线通信系统同样地具备:多个终端装置1、共享频带基站装置2、许可频带基站装置3、网关4、以及LC-UC协作控制装置5。此外,各装置所具备的结构要素也相同。

在第二实施方式中,在共享频带的随机存取中,共享频带基站装置2取得存取权来进行上行线路或下行线路的通信,由此,谋求吞吐量的提高。在第二实施方式中也能够与第一实施方式同样地考虑4个情景(但是,存取权取得装置为共享频带基站装置2。)。

[情景1]取得存取权,使终端装置1进行UC中的上行线路的单用户发送。

[情景2]取得存取权,使多个终端装置1进行UC中的上行线路的多用户同时发送。

[情景3]取得存取权,进行UC中的下行线路的单用户发送。

[情景4]取得存取权,进行UC中的下行线路的多用户同时发送。

UC通信开始信号能够指定上述哪一个情景,能够包含示出使用UC来进行无线通信的终端装置1和共享频带基站装置2各自的识别信息、存取方法、存取定时、存取时间带、通信位数、以及结束UC的利用的结束条件的每一个的UC利用指定信息。

在第二实施方式的情景1和情景2下,与第一实施方式的情景1和情景2同样地,LC-UC协作控制装置5从许可频带基站装置3通过LC收集在终端装置1中由上行线路发送的数据是否存在。

共享频带基站装置2使用轮询信号(polling signal)等上行线路发送请求信号来向终端装置1请求上行线路的发送,由此,能够避免分组冲突。

在第二实施方式的情景2的上行线路多用户同时通信中,能够在不使用UC的情况下取得在终端装置1的上行线路中发送待机的用户数据的信息或向上行线路请求的吞吐量的信息,因此,能够高效率地削减多用户同时通信的开销(overhead),使用UC高效率地进行通信。

情景3和情景4为在共享频带基站装置2中取得存取权来进行发送的以往的随机存取方式的无线系统。

参照作为第一实施方式的控制流程的图3来对第二实施方式的终端装置1的控制流程进行说明。

在与图3对应的步骤S105的使用了UC的通信中,共享频带基站装置2进行取得了存取权的通信。在该情况下,能够省略步骤S103的经由LC的UC通信开始信号的接收,共享频带基站装置2经由网络通信部214取得所对应的信号也可。关于步骤S107的UC通信报告信息,也不从终端装置1发送而在共享频带基站装置2中判定,并将其从网络通信部214向LC-UC协作控制装置5输出,由此,能够省略步骤S107。

图10是示出在第二实施方式中的情景1和情景2下共享频带基站装置2进行的上行线路的通信处理的流程图。

第二实施方式的情景1和情景2与第一实施方式的图6对应,在步骤S301之前增加步骤。

首先,共享频带基站装置2从LC-UC协作控制装置5取得UC通信开始信号,被通知在取得UC的存取权之后进行上行线路通信(S311)。然后,共享频带基站装置2进行上行线路的存取权的取得,因此,进行轮询信号等上行线路发送请求信号的发送(S312)。

共享频带基站装置2通过上行线路发送请求信号对终端装置1请求用户数据的发送,从终端装置1发送用户数据,根据接收信号对用户数据进行解码(S301)。然后,共享频带基站装置2发送ACK或Block-ACK(S302),将用户数据向外部网络6输出(S303)。

共享频带基站装置2除了用户数据以外也能够将报告UC中的通信品质的UC通信报告信号向LC-UC协作控制装置5输出。

关于第二实施方式的情景3和情景4,在第一实施方式的图5中示出的流程进行对应,但是,不需要UC通信开始信号的接收(步骤S202),因此,与通信的UC中的下行线路通信没有较大的不同。

能够与第一实施方式的流程图(图9)对应地说明第二实施方式的情景1和情景2的许可频带基站装置3的控制流程。

许可频带基站装置3从通信小区内的终端装置1收集上行通信的发送信息例如与待机的用户数据有关的信息、在上行线路中使用的应用信息、继续进行的在此之前的上行线路的吞吐量实际成果信息、在上行线路中请求的吞吐量信息,并向LC-UC协作控制装置5输出(S801)。

LC-UC协作控制装置5决定共享频带基站装置2取得存取权来进行上行线路的通信,将该终端装置1的识别信息向许可频带基站装置3输出。由此,在许可频带基站装置3中,网络通信部314取得识别信息(S802)。

UC控制信号生成部317生成UC通信开始信号,对所指定的终端装置通知以使在不在UC中进行存取权的取得的情况下对来自成为通信对象的共享频带基站装置2的上行线路发送请求信号的接收进行待机(S803)。

在终端装置1判定UC通信结束的情况下,许可频带基站装置3接收从终端装置1发送的UC通信报告信号,取得与UC通信有关的报告信息(S804),并将其向LC-UC协作控制装置5输出(S805)。

再有,在共享频带基站装置2将UC通信报告信号向LC-UC协作控制装置5输出的情况下,能够省略S804和S805。

在第二实施方式的情景3和4下,共享频带基站装置2取得存取权来发送用户数据,因此,许可频带基站装置3也可以不进行特别的控制流程。

第二实施方式中的无线通信系统在终端装置1取得存取权来进行发送的通信中由于隐藏终端问题造成的分组冲突使吞吐量降低的情况(与情景1和情景2关联)和共享频带基站装置2具有上行线路多用户同时通信功能的情况(与情景2关联)这两个情况下,能够期待提高共享频带的利用效率。

图11是示出第一和第二实施方式中的LC-UC协作控制装置5的结构的框图。如该图所示那样,LC-UC协作控制装置5具备:LC通信管理部519、UC通信管理部520、路径评价部521、以及网络通信部514。但是,也能够省略LC通信管理部519。

LC通信管理部519取得连接于许可频带基站装置3的终端装置1的识别信息和该终端装置1的LC的通信品质、许可频带基站装置3的回程容量(backhaul capacity)、LC的无线链路容量的窘迫信息。LC通信管理部519也能够将所取得的终端装置1的识别信息和通信品质对应起来存储。

网络通信部514与外部的装置例如共享频带基站装置2、许可频带基站装置3、以及网关4进行信息的收发。

UC通信管理部520取得能够与共享频带基站装置2通信的终端装置1的识别信息、以及和该终端装置1与共享频带基站装置2之间的UC的通信品质有关的信息。UC通信管理部520将所取得的终端装置1的识别信息和由通信品质等构成的终端装置1的周边的无线环境信息对应起来存储。

例如,UC通信管理部520能够在终端装置1与共享频带基站装置2之间的使用了UC的通信中针对终端装置1取得了存取权的情况和共享频带基站装置2取得了存取权的情况的每一个对判定异常的条件进行存储。

路径评价部521为了增加无线通信系统中的通信容量而判定是否进行指定了存取权的UC通信。在此,路径评价部521判定终端装置1彼此是否能够彼此检测,也能够仅将成为彼此能够检测的关系的终端装置1的组合指定为进行第一实施方式的UC通信的终端装置1。

关于第一实施方式的终端装置1取得存取权的通信,特别地,为了解决成为所选择的终端装置1能够接收并检测的UC中的无线信号不能在作为通信对象的共享频带基站装置2中检测出的条件的隐藏终端问题而为有效的。因此,能够在UC通信管理部520中评价从共享频带基站装置2出发成为隐藏终端的条件的无线装置是否在终端装置1中引起分组冲突等问题。

关于是否产生隐藏终端问题,不需要判定是否严密地在该瞬间产生,能够根据在使终端装置1取得存取权的情况下吞吐量变高的可能性高等经验来使用本发明的UC通信利用。

在经验上,作为用于利用本发明的UC通信的方法,将与UC通信中的存取权取得装置对应地评价的吞吐量所有关的信息(分组误码率(packet error rate)、由调制方式等构成的物理层的数据速率等)和时间、日期、周几、进而事件的信息相关联地存储,也能够根据收集为大数据的信息组使用机器学习等算法,决定在当前能够期待在上行线路、下行线路或上下线路中相对于终端装置1高的吞吐量的存取权取得装置。

关于使哪个终端装置1使用UC通信、使多少终端装置1使用UC通信,能够使用在LC通信管理部519中评价的LC的通信信息。在能够判断为许可频带基站装置3的回程线路(中继线路)或无线资源窘迫的情况下能够通过终端装置1的位置或功能判定为利用LC的无线通信品质低的情况下,能够决定为使用UC通信。

作为决定UC利用的方法,也能够在LC的通信管理部中也存储终端装置1的契约方式并根据契约方式来判断UC利用或者通过对从终端装置1发送经由许可频带基站装置3接收的UC通信请求信号进行接收来决定为执行UC通信。

网络通信部514与外部的装置例如共享频带基站装置2、许可频带基站装置3、以及网关4进行信息的收发。

在共享频带基站装置2具有上行线路多用户同时通信功能的情况下,共享频带基站装置2向LC-UC协作控制装置5通知预先示出该情况的信息,由此,能够在LC-UC协作控制装置5进行路径选择时活用。

在将进行上行线路多用户同时通信作为目的而终端装置1使用UC的情况下,LC-UC协作控制装置5基于用户数据的应用的类别、终端装置1的位置、UC中的终端装置1与共享频带基站装置2之间的传播损耗级别(propagation loss level)通过多用户同时通信来判定预料吞吐量的提高的终端装置1的组合也可。

接着,对LC-UC协作控制装置5的工作进行说明。图12是示出第一和第二实施方式中的无线通信系统的结构例的框图。

在该图所示的结构例中,存在一个或多个终端装置1-1~1-M、一个或多个共享频带基站装置2-1~2-N、以及一个或多个许可频带基站装置3-1~3-L。即,在该图中,终端装置1、共享频带基站装置2和许可频带基站装置3各自的数目为M、N和L。M、N和L为1以上的整数。

LC-UC协作控制装置5从各许可频带基站装置3收集下面的终端装置1-1~1-M的识别信息和LC通信品质。此外,LC-UC协作控制装置5收集终端装置1-1~1-M的UC通信品质和成为各终端装置1-1~1-M的通信对象的共享频带基站装置2的识别信息。

LC-UC协作控制装置5经由许可频带基站装置3从各终端装置1取得UC通信品质和成为通信对象的共享频带基站装置2的识别信息也可,使各共享频带基站装置2-1~2-N估计UC通信品质和成为通信对象的共享频带基站装置2的识别信息而从共享频带基站装置2-1~2-N各自取得也可。

LC-UC协作控制装置5使终端装置1-1~1-M各自调查共享频带的利用状况,经由许可频带基站装置3或共享频带基站装置2收集其调查结果也可。

此外,终端装置1-1~1-M各自生成示出在共享频带中是否能够接收其他的终端装置1所发送的信号的、UC终端相互关系信息也可。这是因为,在UC的利用中,防止在终端装置1取得发送权(Transmission Opportunity:TXOP)或接收权(Reception Opportunity:RXOP)的存取权时的分组冲突较大地有助于系统容量的增加。

UC终端相互关系信息基于在利用GPS等的测位中得到的终端装置1的位置、根据与多个共享频带基站装置2之间的信号电平估计的终端装置1的位置或终端装置1彼此之间的信号电平来生成也可。

在基于终端装置1的位置来生成UC终端相互关系信息的情况下,例如,LC-UC协作控制装置5从终端装置1-1~1-M每一个取得终端装置1的位置信息,生成UC终端相互关系信息。在该情况下,针对以后使用的UC的频率,预先定义能够容许的终端装置1间的距离,位于所定义的距离的范围内的终端装置1彼此认为能够接收彼此的UC的信号。即,LC-UC协作控制装置5收集在利用GPS等的测位中得到的终端装置1各自的位置信息,基于所收集的各终端装置1的位置信息,估计能够检测出彼此的信号的终端装置1的组合和不能检测出彼此的信号的终端装置1的组合。

再有,LC-UC协作控制装置5基于终端装置1间的LC或UC的信道信息来计算终端装置1间的相对的位置,估计能够检测出彼此的信号的终端装置1的组合和不能检测出彼此的信号的终端装置1的组合也可。

此外,终端装置1-1~1-M各自进行UC中的无线信号的测定,对所接收的UC中的信号进行解码来取得发送源的识别信息,由此,生成UC终端相互关系信息也可。

此外,LC-UC协作控制装置5指定多个终端装置1,基于使所指定的多个终端装置1进行利用了UC的通信的结果,使终端装置1生成UC终端相互关系信息也可。

此外,共享频带基站装置2基于在与本装置进行使用了UC的无线通信的终端装置1的上行线路中发生的分组冲突的频度,判定为存在不能检测出该终端装置1的信号的其他的终端装置1(隐藏终端)也可。在该情况下,共享频带基站装置2向LC-UC协作控制装置5通知不能检测出彼此的信号的终端装置1的组合也可。

LC-UC协作控制装置5基于所取得的UC终端相互关系信息来决定与共享频带基站装置2进行使用了UC的无线通信的终端装置1的组合也可。此时,LC-UC协作控制装置5除去不能检测出彼此的信号的终端装置1的组合。由此,能够减少在取得存取权时的分组冲突的发生,能够提高共享频带中的无线通信的利用效率。

图13是示出第一和第二实施方式中的无线通信系统的不同的结构例的图。该图所示的结构例为许可频带基站装置3和共享频带基站装置2连接于不同的网关4的结构。即使为这样的结构,也能够使用LC来控制UC的利用。

即,在图13所示的结构例中,无线通信系统具备:网关4-1和4-2、许可频带基站装置3、LC-UC协作控制装置5、共享频带基站装置2、以及终端装置1。许可频带基站装置3和LC-UC协作控制装置5连接于网关4-1。另一方面,共享频带基站装置2连接于网关4-2。网关4-1和网关4-2能够经由外部网络6进行通信。

与终端装置1的UC有关的信息经由许可频带基站装置3向LC-UC协作控制装置5发送。与图1和图12所示的结构例不同,在图13所示的结构例中,存在如下情况:在从外部网络6向许可频带基站装置3的连接与从外部网关6向共享频带基站装置2的连接之间在应答速度产生偏差,在控制产生较大的延迟。因此,对于针对延迟的制约不严格的用户数据的传输,容易应用存取控制的协作。在该情况下,LC-UC协作控制装置5能够针对没有延迟时间要求或延迟时间要求不严的用户数据的传输来决定本发明的UC的利用。

返回到图11,在LC-UC协作控制装置5中,LC通信管理部519经由网络通信部514取得各终端装置1的识别信息和LC通信品质。LC通信管理部519所取得的LC通信品质为经由LC而连接于许可频带基站装置3的终端装置1的通信品质。

此时,LC通信管理部519从许可频带基站装置3或网关4取得上行线路和下行线路的通信量的信息也可。此外,LC通信管理部519也可以使用上行线路和下行线路的回程的通信量或无线资源的活用度。进而,LC通信管理部519也可以根据针对周几或时间带等的规则性来估计LC的通信量、在LC中有源(active)的终端装置1的数目、终端装置1的移动性、终端装置1的应用来作为统计信息。

UC通信管理部520收集并存储能够与共享频带基站装置2通信的终端装置1的识别信息和该终端装置1的通信品质。UC通信管理部520从许可频带基站装置3或共享频带基站装置2经由网络通信部514取得终端装置1的识别信息和通信品质。

在UC通信管理部520从许可频带基站装置3取得终端装置1的识别信息和通信品质的情况下,在许可频带基站装置3中,在UC信息提取部316中提取在LC的通信中从终端装置1收集的UC信息。由UC信息提取部316提取的UC信息经由网络通信部314向LC-UC协作控制装置5发送。

另一方面,在UC通信管理部520从共享频带基站装置2取得终端装置1的识别信息和通信品质的情况下,UC通信管理部520将在终端装置1中生成的UC信息经由共享频带基站装置2取得、或者取得包含共享频带基站装置2所取得的终端装置1的识别信息和共享频带基站装置2所估计的该终端装置1的通信品质的基站UC信息、或者取得该双方的与UC有关的信息。

此外,UC通信管理部520根据针对所收集的UC的无线环境的信息中的周几或时间带等的规则性来估计UC的通信量、在UC中有源的终端装置1的数目、终端装置1的移动性、终端装置1的应用也可。

此外,UC通信管理部520取得示出终端装置1彼此是否能够在UC中检测出彼此的信号的UC终端相互关系信息、示出使用UC进行的通信结果的UC通信报告信息也可。UC通信管理部520也能够基于每个终端装置1的UC通信报告信息,判定是否超过预先确定的频度地产生利用使用了UC的无线通信的用户数据传输的失败。

在此,在将分组损耗和存取权取得装置相关联而超过预先确定的频度地产生用户数据传输的失败的情况下,UC通信管理部520认为在该装置取得存取权的通信中发生异常,而决定存取权取得装置,以使产生用户数据传输的失败的存取权取得装置不会取得(与下一次通信有关的)存取权。

在对于共享频带基站装置2和终端装置1的哪一个都判定为取得了存取权的通信异常的情况下,UC通信管理部520也能够决定UC利用的停止,对产生用户数据传输的失败的终端装置1发送对UC利用的停止进行通知的控制信号。

此外,UC通信管理部520在从共享频带基站装置2取得对将用户数据的传输从LC切换为UC进行请求的LC辅助请求信号或者从许可频带基站装置3取得UC通信请求信号的情况下,将所取得的LC辅助请求信号或UC通信请求信号向路径评价部521输出。

路径评价部521为了增大无线通信系统中的系统容量,决定使用UC来传输用户数据的终端装置1和UC利用条件也可。路径评价部521能够如以下那样:在以下的1. ~7. 的情况下决定在用户数据的传输中利用指定了存取权的UC。

路径评价部521当决定在用户数据的传输中指定存取权的取得来利用UC时,生成UC通信开始信号,所述UC通信开始信号向终端装置1通知使用UC来进行取得了存取权的发送或接收或者在不取得存取权的情况下进行发送或接收。

路径评价部521经由网络通信部514将所生成的UC通信开始信号向许可频带基站装置3发送。许可频带基站装置3当从LC-UC协作控制装置5接收UC通信开始信号时,实施调制或频率变换等处理并将该信号向终端装置1发送。在UC通信开始信号中能够包含利用UC的终端装置1的识别信息和与该终端装置1进行使用了UC的无线通信的共享频带基站装置2的识别信息。

1. 按照每个终端装置1比较LC通信品质和指定了存取权的UC通信品质而存在能够通过使用UC来增大吞吐量的终端装置1的情况。

2. 在LC的传输中使用的回程或无线区间线路变得阻塞(bottleneck)而在LC中的用户数据的传输中可能产生延迟或吞吐量降低的情况。

3. 从共享频带基站装置2取得LC辅助请求信号的情况。

4. 从终端装置1取得UC通信请求信号的情况。

5. 通过选择指定存取权来进行UC通信的终端装置1而判断为多用户同时通信的效果变高的情况。

6. 关于进行利用以往的随机存取方式的UC利用的终端装置1而判断为通过指定存取权而能够期待吞吐量的提高的情况。

7. 判断为通过使终端装置1取得存取权来使下行线路的存取权取得装置的数目增大而能够期待从共享频带基站装置2发送的通信量增大的情况。

在上述1. 和2. 的情况下,路径评价部521决定利用UC的终端装置1的组合和其条件。

此外,在上述3. 和4. 的情况下,路径评价部521进行是否许可所指定的终端装置1的UC利用的判定。该判定能够通过在共享频带基站装置2或终端装置1取得存取权的上行线路或下行线路的通信中是否存在未报告异常或低吞吐量的存取权取得装置来判定。

在该情况下,当发送了LC辅助请求信号的共享频带基站装置2和能够进行使用了UC的无线通信的终端装置1之中未进行使用了UC的无线通信的终端装置1进行使用了UC的无线通信时,路径评价部521也能够判定吞吐量是否增大。路径评价部521也能够在吞吐量增大的情况下许可UC的利用而在吞吐量不增大的情况下不许可UC的利用。

此外,在上述4. 的情况下,路径评价部521根据发送了UC通信请求信号的终端装置1与成为对象的共享频带基站装置2之间的存取权取得装置所对应的通信的品质的信息,参照在该终端装置1或共享频带基站装置2在UC中取得了存取权的情况下的通信中报告异常或低吞吐量的信息等来指定适当的存取权取得装置,之后,使该终端装置1利用UC。

关于基于存取权取得装置的通信品质信息,也能够使用进行判断时的周几、日期、时间或终端装置1的种类或用户的行动预测等特定的信息来提高针对对于存取权取得装置的通信品质异常的判定的精度。

此外,在存在多个成为对象的共享频带基站装置2的情况下,路径评价部521也能够针对多个共享频带基站装置2各自而使用针对存取权取得装置的通信品质的信息,进行成为通信对象的共享频带基站装置2的指定和存取权取得装置的指定。

进而,与发送了UC通信请求信号的终端装置1进行使用了UC的无线通信的共享频带基站装置2也能够基于从已经进行利用指定了存取权取得装置的UC的无线通信的其他的终端装置1收集的UC信息来进行该判定。

例如,在其他的终端装置1能够检测出信号的终端装置1的群组中未包含发送了UC通信请求信号的终端装置1的情况下,由于隐藏终端问题造成的分组冲突发生的可能性高,因此,路径评价部521也能够不许可UC的利用。另一方面,在其他的终端装置1能够检测出信号的终端装置1的群组中包含发送了UC通信请求信号的终端装置1的情况下,由于隐藏终端问题造成的分组冲突发生的可能性低,因此,路径评价部521也可以许可UC的利用。

此外,在上述6. 的情况下,通过以往的随机存取方式与共享频带基站装置2继续进行通信,也测定与针对存取权取得装置的通信品质有关的信息,在能够通过进行本发明的存取权的指定来判定为能够提高吞吐量时,路径评价部521也能够指定本发明的取得存取权的装置来使UC通信开始。

此外,在上述7. 的情况下,通常在下行线路中存取权取得装置仅为共享频带基站装置2这1个,但是,路径评价部521使与共享频带基站装置2进行通信的多个终端装置1进行下行线路的存取权的取得(下行线路发送请求信号的发送)。由此,能够增加存取权取得装置的数目,针对共享相同的UC的其他的无线装置(为基站也可为终端装置也可)而增加能够确保无线资源的概率。

此外,路径评价部521基于利用UC的上行线路的空间复用的多用户同时发送的增益和利用UC的下行线路中的空间复用的多用户同时发送的增益来评价终端装置1的吞吐量,选择进行使用了UC的无线通信的终端装置1的组合也可。

进而,路径评价部521也能够按照每个终端装置1决定关于该通信的存取权取得装置。

例如,假设许可频带基站装置3进行通信的终端装置1为3个并且为终端装置1-1、1-2和1-3,在终端装置1-1的UC通信中上行和下行终端装置1-1都取得存取权,在终端装置1-2的UC通信中想要通过以往的随机存取方式发送的一方取得存取权(想要发送的终端装置1发送),在终端装置1-3的UC通信中上行和下行都能够控制为共享频带基站装置2取得存取权。

像这样按照每个终端装置1指定存取权取得装置,由此,防止由于隐藏终端问题造成的吞吐量降低并能够利用UC。进而,作为另一个效果,在下行线路通信中也能够增加存取权取得装置而使从共享频带基站装置2发送的通信量增加。

图14是示出第一实施方式的情景1下的上行线路的MAC序列的一个例子的图。

许可频带基站装置3利用LC向终端装置1-1和1-2发送对在上行线路中进行使用了UC的发送进行请求的UC通信通知信号(U)。UC通信开始信号(U)为基于从LC-UC协作控制装置5接收的请求信息的信号。

终端装置1-1和1-2在使用LC接收UC通信开始信号(U)时由于其他的无线装置(为基站也可为终端装置也可)使用UC进行通信所以进行待机。

当其他的无线装置的通信结束时,终端装置1-1和1-2按照随机存取方式进行用户数据的发送。例如,终端装置1-1基于无线LAN系统的CSMA/CA来进行与AIFS(ArbitrationInter Frame Space:帧的发送间隔)对应的时间待机,在随机时间(Backoff,退避)之后获得发送权。

当终端装置1-1结束发送而共享频带基站装置2发送ACK时,终端装置1-2也进行利用使用了UC的上行线路的通信。

LC-UC协作控制装置5选择进行使用了UC的上行线路的通信的终端装置1,由此,能够限制与共享频带基站装置2使用UC进行通信的终端装置1的数目,能够防止由于随机存取方式中的分组冲突造成的竞争窗口尺寸的上升和伴随其的MAC效率的降低。

此外,LC-UC协作控制装置5在选择多个进行使用了UC的上行线路的通信的终端装置1时,选择所选择的终端装置1能够检测出彼此的信号的终端装置1。由此,能够防止所选择的多个终端装置1彼此成为隐藏终端,削减共享频带基站装置2接收用户数据时的分组冲突。

图15是示出第一实施方式的情景2下的多用户上行线路的MAC序列的一个例子的图。

许可频带基站装置3利用LC向终端装置1-1和1-2发送UC通信开始信号(U)。在该UC通信开始信号中包含在使用了UC的上行线路中进行多用户通信的终端装置1-1和1-2的识别信息以及在上行线路中进行多用户通信时的同步信息也可。

再有,在共享频带基站装置2能够分离解码来自多个终端装置的非同步的接收信号的情况下,能够省略这些上行线路用的附加信息。在该情况下,LC-UC协作控制装置5将不能检测出彼此的信号的终端装置1组合,使组合后的终端装置1进行使用了UC的用户数据的传输也可。通过像这样组合终端装置1,从而能够使各终端装置1在不识别上行线路中的多用户通信的情况下进行发送。

在图15所示的例子中,终端装置1-1和1-2在接收UC通信开始信号(U)时由于其他的无线装置使用UC进行通信所以进行待机。当其他的无线装置的通信结束时,终端装置1-1和1-2按照随机存取方式进行用户数据的发送。

在多用户发送中,需要终端装置1-1和1-2同步地发送信号,因此,终端装置1-1和1-2使用UC发送上行线路发送请求信号(I)。具体地,终端装置1-1进行与AIFS对应的时间待机,在随机时间(Backoff,退避)之后,使用UC发送上行线路发送请求信号(I)。在终端装置1-1发送的上行线路发送请求信号中包含由UC通信开始信号(U)通知的其他的终端装置1-2的识别信息也可。通过包含其他的终端装置1的识别信息,从而进行多用户发送的终端装置1能够指定发送上行线路发送请求信号(I)的顺序。

终端装置1-2按照检测出终端装置1-1发送的上行线路发送请求信号(I)的定时或所接收的上行线路发送请求信号(I)所包含的发送上行线路发送请求信号的定时,发送上行线路发送请求信号(I)。

再有,终端装置1-2省略上行线路发送请求信号(I)的发送,通过终端装置1-1发送的上行线路发送请求信号(I)将发送用户数据的定时与终端装置1-1配合而在上行线路中发送用户数据也可。

此外,终端装置1-1和1-2基于针对终端装置1-1发送的上行线路发送请求信号(I)而从共享频带基站装置2回信的CTS,进行定时同步或频率同步的任一个或双方,使上行线路中的对用户数据进行发送的定时同步也可。

终端装置1-1和1-2同步地开始用户数据(D)的发送,当终端装置1-1和1-2的发送结束时,共享频带基站装置2向终端装置1-1和1-2发送ACK或Block-ACK(A)。

LC-UC协作控制装置5能够使用UC通信开始信号(U)来指定取得发送权的终端装置1。终端装置1-1和1-2以使独立地通过随机存取来取得发送权的方式工作,由此,能够增加发送权的取得概率。

此外,LC-UC协作控制装置5能够选择在使用了UC的上行线路中发送用户数据的终端装置1,并且,也考虑通过进行多用户通信而得到的增益。利用空间复用的多用户MIMO发送与同时发送的终端装置1的数目成比例,能够期待吞吐量的增加,因此,将多用户MIMO应用于UC的上行线路,由此,能够谋求系统容量的增加。

图16是示出第一实施方式的情景3下的下行线路的MAC序列的一个例子的图。

许可频带基站装置3利用LC向终端装置1-1和1-2发送对在下行线路中进行使用了UC的接收进行请求的UC通信开始信号(U)。UC通信开始信号(U)为基于从LC-UC协作控制装置5接收的请求信息的信号。

终端装置1-1和1-2在使用LC接收UC通信开始信号(U)时由于其他的无线装置使用UC进行通信所以进行待机。

当其他的无线装置的通信结束时,终端装置1-1按照随机存取方式的规则发送对下行线路的接收权进行请求的下行线路发送请求信号(I)。下行线路发送请求信号(I)包含向接收了该信号的周边的无线装置请求NAV的设定的信息,具有使发送了该信号的终端装置1获得接收权的作用。

在此,终端装置1-1基于无线LAN系统的CSMA/CA进行与AIFS对应的时间待机,在随机时间(Backoff,退避)之后发送下行线路发送请求信号(I)来获得接收权。

再有,下行线路发送请求信号(I)所包含的NAV(发送禁止期间)在LC-UC协作控制装置5中计算,并通过UC通信开始信号(U)从LC-UC协作控制装置5向终端装置1-1和1-2通知也可。

在LC-UC协作控制装置5中计算出NAV的时间长度的情况下,路径评价部521基于发送给终端装置1-1和1-2的各个用户数据的数据量和在共享频带基站装置2与终端装置1-1和1-2各自之间的UC通信品质,计算用户数据的传输所需要的通信时间。路径评价部521以将示出基于所计算的通信时间的发送禁止期间的信息包含在UC利用指定信息中的方式向许可频带基站装置3发送也可。UC利用指定信息所包含的NAV(发送禁止期间)向终端装置1通知。

共享频带基站装置2当接收到终端装置1-1所发送的下行线路发送请求信号(I)时,对发送给终端装置1-1的用户数据(D)进行发送。终端装置1-1当从共享频带基站装置2正常接收发送给本装置的用户数据时,将ACK或Block-ACK(A)向共享频带基站装置2发送。

终端装置1-2当通过ACK或Block-ACK(A)检测出UC中的发送给终端装置1-1的发送结束时,发送下行线路发送请求信号(I)来获得接收权。

共享频带基站装置2当接收到终端装置1-2所发送的下行线路发送请求信号(I)时,对发送给终端装置1-2的用户数据(D)进行发送。终端装置1-2当从共享频带基站装置2正常接收发送给本装置的用户数据时,将ACK或Block-ACK(A)向共享频带基站装置2发送。

终端装置1-1和1-2在未满足UC通信条件所示的结束UC通信的条件的情况下,按照随机存取方式的规则再次发送下行线路发送请求信号(I)来进行接收权的获得。

利用LC来接收了UC通信开始信号(U)的终端装置1进行NAV区间的设定,由此,与共享频带基站装置2使用RTS/CTS来取得发送权的情况等相比,能够提高共享频带中的无线通信的利用效率。

在通常的使用了RTS/CTS的通信中从发送侧出发隐藏的无线装置较多的情况下,存在在接收了RTS的定时能够正常地回信CTS的概率显著地降低的可能性。再有,在第一实施方式中的无线通信系统中,只要处于终端装置1能够检测出比共享频带基站装置2多的其他的无线装置的环境,则能够防止由于隐藏终端造成的吞吐量的降低。

进而,与上行线路的情况同样地,LC-UC协作控制装置5选择对下行线路发送请求信号(I)进行发送的终端装置1,因此,能够限制与共享频带基站装置2使用UC进行通信的终端装置1,能够防止由于随机存取中的分组冲突而竞争窗口尺寸上升和伴随其的MAC效率的降低。

进而,LC-UC协作控制装置5将能够检测出彼此的信号的终端装置1组合来使其进行使用了UC的通信,由此,能够防止在上行线路中终端装置1彼此成为隐藏终端而造成的共享频带基站装置2中的分组冲突。

图17是示出第一实施方式的情景4下的多用户下行线路的MAC序列的一个例子的图。

许可频带基站装置3利用LC向终端装置1-1和1-2发送UC通信开始信号(U)。在该下行线路发送请求信号中包含在使用了UC的下行线路中进行多用户通信的终端装置1-1和1-2的识别信息以及在下行线路中进行多用户通信时的同步信息。

在图17所示的例子中,终端装置1-1和1-2在接收UC通信开始信号(U)时由于其他的无线装置使用UC进行通信所以进行待机。

当其他的无线装置的通信结束时,终端装置1-1和1-2按照随机存取方式的规则尝试下行线路发送请求信号(I)的发送。在此,终端装置1-1取得接收权来发送下行线路发送请求信号(I)。

在下行线路中进行利用空间复用的多用户通信的情况下,从下行线路发送请求信号(I)取得发送了该信号的终端装置1与共享频带基站装置2之间的信道信息成为重要的。共享频带基站装置2能够利用TDD(Time Division Duplex,时分双工)系统中的上行线路和下行线路的对称性来能够将从下行线路发送请求信号取得的信道信息校正(calibration)为上行线路的信道信息。

即,在下行线路中进行利用空间复用的多用户通信的情况下,成为多用户通信的对象的终端装置1全部发送下行线路发送请求信号(I)或信道估计用的帧,由此,能够提高信道信息的精度。

在图17所示的例子中,将终端装置1-1所发送的下行线路发送请求信号(I)作为触发(trigger),在固定时间后,终端装置1-2也发送下行线路发送请求信号(I)。这能够通过在UC通信开始信号(U)中包含在接收到其他的终端装置1发送的下行线路发送请求信号的情况下在固定时间后发送下行线路发送请求信号的指示来实现。

此外,也可以通过如下实现:终端装置1-1以将接着发送下行线路发送请求信号的终端装置1-2的识别信息包含在下行线路发送请求信号中的方式发送,或者,各终端装置1基于由UC通信开始信号(U)指定的发送下行线路发送请求信号的顺序来发送下行线路发送请求信号。

此外,利用根据LC的通信,从终端装置1向许可频带基站装置3发送与共享频带基站装置2对应的信道信息,从许可频带基站装置3向共享频带基站装置2输出该信道信息也可。

进而,共享频带基站装置2在取得与终端装置1之间的信道信息之后经过的时间为固定期间以下的情况下,省略下行线路发送请求信号的发送。

此外,共享频带基站装置2在从终端装置1-1接收下行线路发送请求信号之后,对终端装置1-2发送对下行线路发送请求信号的发送进行请求的信号,使终端装置1-2发送下行线路发送请求信号也可。

为了在进行下行多用户同时发送之前从终端装置1发送下行线路发送请求信号或信道估计用的帧,也能够指定为在开头的终端装置1所发送的下行线路发送请求信号所设定的NAV中不在多用户同时发送所包含的其他的终端装置1中设定NAV。

或者,通过从共享频带基站装置2新发送在下行线路发送请求信号(I)中设定的NAV的信号来更新NAV的设定,由此,也能够设定为初次发送了下行线路发送请求信号(I)的终端装置以外的终端装置也能够发送信号。

共享频带基站装置2在使用频分复用或码分复用来向多个终端装置1进行用户数据的发送的情况下,在接收代表多个终端装置1的一个终端装置1(在图17中为终端装置1-1)的下行线路发送请求信号的定时,进行由下行线路发送请求信号示出的向多个终端装置1的发送也可。在该情况下,省略图17中的由终端装置1-2进行的下行线路发送请求信号的发送。

此外,能够通过LC-UC协作控制装置5对使用UC的下行线路的终端装置1进行选择的结构来指定取得接收权的终端装置1,使终端装置1-1和终端装置1-2独立地通过随机存取取得接收权,由此,能够增加接收权的取得概率。

例如,在共享频带基站装置2为一个且终端装置1为多个并且存在许多使用UC进行无线通信的其他的无线装置的情况下,在共享频带基站装置2尝试取得发送权时失败的可能性变高。可是,在本实施方式的无线通信系统中,为终端装置1取得接收权的结构,在下行线路中进行接收的多个终端装置1尝试取得接收权,因此,能够使接收权的取得失败的可能性低而使能进行UC中的通信的可能性高。可是,当使进行接收权的取得的终端装置1的数目大时,存在分组冲突发生或彼此不能检测出信号的终端装置1被组合而产生隐藏终端的可能性。因此,LC-UC协作控制装置5需要选择适当的数目的终端装置1。

进而,也可以根据用户数据的应用类别、物理层的吞吐量和每个帧的由位数得到的帧长度,选择利用UC的终端装置1,以使将多用户通信的增益最大化。

特别地,利用空间复用的多用户MIMO发送与同时发送的终端装置1的数目成比例,能够期待吞吐量的增大,因此,通过使多用户MIMO下行线路成功,从而也能够实现系统容量的增加。

图18是第二实施方式的情景2的上行线路中的多用户通信的MAC序列的一个例子。

许可频带基站装置3利用LC向终端装置1-1和1-2发送对基站触发UC上行线路通信的实施进行通知的UC通信开始信号(U)。在该UC通信开始信号中能够示出共享频带基站装置2进行存取权的取得或者指定为终端装置本身不进行存取权的取得或者包含在上行线路中以后进行多用户通信的终端装置1的识别信息。

在图18所示的例子中,在UC通信开始信号(U)中包含通知为共享频带基站装置2取得存取权的信息,终端装置1-1和1-2当接收其时进行待机直到从共享频带基站装置2接收上行线路发送请求。

另一方面,共享频带基站装置2通过回程的通信从LC-UC协作控制装置5利用UC通信开始信号接收终端装置1对使用UC的上行线路发送进行待机的通知。共享频带基站装置2当接收到来自LC-UC协作控制装置5的通知时,开始共享频带中的存取权的取得(图18中的定时A)。

在图18中,示出基于CSMA/CA的通信,但是,在不进行CSMA/CA中的先听候送(Listen Before Talk)的情况下取得存取权也可。

共享频带基站装置2当取得存取权时,向终端装置1-1和1-2发送上行线路发送请求信号(I)。终端装置1-1和1-2当从共享频带基站装置2接收上行线路发送请求信号(I)时,通过UC将用户数据(D)向共享频带基站装置2发送。

像这样,共享频带基站装置2能够在不进行使用了UC的通信的情况下取得与是否存在终端装置1中的待机数据和待机数据存在的终端装置1有关的信息,能够高效率地进行使用了UC的上行线路的通信。

此外,在图18中,在许可频带基站装置3发送UC通信开始信号(U)之前,从终端装置1在LC中向许可频带基站装置3发送与上行线路有关的信息(处于发送待机状态的用户数据量等),通过LC-UC协作控制装置5决定进行本发明的上行线路通信,由此,能够高效率地实现UC中的上行线路多用户同时发送。

为了示出本实施方式中的无线通信系统的效果,进行了由计算机进行的模拟(第一实施方式的情景3的例子)。图19是示出作为模拟的对象的无线通信系统的模型的图。

如该图所示那样,将从共享频带基站装置2向终端装置1的下行线路(以下,称为主链路)作为评价对象,共享频带基站装置2不能检测出的进行无线通信的无线装置91和92位于终端装置1的周边。无线装置91使用UC持续针对无线装置92的发送。

将从无线装置91向无线装置92的通信称为其他链路。在模拟中,使物理链路的吞吐量为130[Mbit/s]。这与空间复用数目为2且调制方式为64QAM且编码率为5/6且保护间隔(为了防止前后的数据间的干扰而插入的时间)为800[μs]的情况对应。

图20是示出作为模拟的对象的三个MAC序列的图。第一个为作为第一比较例的未使用RTS/CTS的帧发送。第二个为作为第二比较例的使用了RTS/CTS的帧发送。第三个为本实施方式中的帧发送,在终端装置1取得接收权之后共享频带基站装置2进行帧发送。

在三个MAC序列每一个中,使数据符号长度TD为1.520[ms]。当将发送一个帧所需要的时间长度设为Tf时,第一比较例、第二比较例和本实施方式每一个中的TD/Tf为>

图21是示出图19所示的模型中的模拟结果的图表。

图21所示的模拟结果是图表,所述图表示出在使主链路(链路A)的通信量为130[Mbit/s]时使从无线装置91向无线装置92的无线通信(其他链路:链路C)中的通信量从0[Mbit/s]变化到130[Mbit/s]时的、作为从共享频带基站装置2向终端装置1的利用UC的下行线路的主链路的吞吐量。

在图21的图表中,横轴示出从无线装置91向无线装置92的无线通信中的通信量,纵轴示出主链路(实线)和其他链路(虚线)的吞吐量。再有,在通信量从0到40,在上述三个MAC序列间在其他链路的吞吐量没有差(在图表上×、白色圆圈、黑色方形重叠)。

在第一和第二比较例中,根据无线装置91与无线装置92之间的通信量的增加,主链路中的吞吐量降低。当无线装置91与无线装置92之间的通信量到达130[Mbit/s]时,在第一比较例的方法(常规的存取 w/o RTS/CTS)中,不会得到吞吐量,在第二比较例的方法(常规的存取 w/ RTS/CTS)中也几乎不会得到吞吐量而为6.5[Mbit/s]左右。

另一方面,在本实施方式的方法(推荐的存取)中,终端装置1取得存取权,因此,不会产生隐藏终端问题。因此,当其他链接的通信量超过约60[Mbit/s]时,其他链路与主链路的吞吐量一致而收敛。这是示出其他链路和主链路大致相等地分享无线资源。

在其他链路的通信量为130[Mbit/s]的窘迫的无线通信环境中,本实施方式的方法中的主链路的吞吐量相对于第二比较例中的主链路的吞吐量为8.8倍的吞吐量。

为了示出本实施方式中的无线通信系统的效果,进而进行了不同的由计算机进行的模拟。示出通过并用第一实施方式和第二实施方式而按照每个终端装置1设定存取权的取得装置而得到的效果。

图22是示出作为模拟的对象的无线通信系统的模型的图。如该图所示那样,将从共享频带基站装置2向终端装置1-1、终端装置1-2和终端装置1-3每一个的下行线路(以下,称为主链路)作为评价对象。

此外,假设提供存在于与共享频带基站装置2、终端装置1-1、终端装置1-2和终端装置1-3分别大致相同的位置的无线装置90、无线装置91、无线装置92和无线装置93,无线装置90与共享频带基站装置2同样地进行向无线装置91、无线装置92和无线装置93每一个的下行线路的发送。

假设8个无线装置能够检测出除了例外之外其他全部无线装置的信号。例外是指终端装置1-1和无线装置91不能感测终端装置1-3以及无线装置93的通信、终端装置1-3和无线装置93不能感测终端装置1-1以及无线装置91的通信这2个条件。

在图22所示的结构中,为两端的无线装置彼此不会听见彼此的通信的条件。在模拟中,使物理链路的吞吐量为130[Mbit/s]。这与空间复用数目为2且调制方式为64QAM且编码率为5/6且保护间隔为800[μs]的情况对应。

图23是示出在图22所示的模型中使用了以往的随机存取方式的情况下的模拟结果的图表。

图23所示的结果示出:无线装置90和共享频带基站装置2利用以往的随机存取方式取得存取权来进行下行线路发送的情况下的、增加提供给无线装置90、共享频带基站装置2和各个3个通信对象的通信量时的、在各接收地址得到的吞吐量的结果。能够确认:在以往的随机存取方式中,相对于通信量的增大,当无线资源窘迫时,全部终端装置1得到相等的吞吐量。

图24是示出在图22所示的模型中第一和第二实施方式的无线通信系统中的工作的模拟结果的图表。

在图24所示的模拟结果中,将从共享频带基站装置2向终端装置1-1和终端装置1-2的下行线路通信中的存取权取得装置设为终端装置1-1和终端装置1-2,将从共享频带基站装置2向终端装置1-3的下行线路中的存取权取得装置设为共享频带基站装置2。

在作为其他的无线系统的无线装置90~无线装置93的通信中,存取权取得装置为无线装置90这一个,与此相对地,在进行本发明的工作的无线通信系统中,终端装置1-1、终端装置1-2和共享频带基站装置2这三个取得存取权,能够确认得到相对于其他的无线系统高的吞吐量。

在此,仅关于终端装置1-3而将存取权取得装置设为共享频带基站装置2是因为:终端装置1-1和终端装置1-3彼此为隐藏终端条件,当使两个装置取得存取权时,存在产生由于分组冲突造成的吞吐量降低的可能性。

通过像这样使终端装置1取得存取权,从而增加存取权取得装置的数目或者控制为不同时选择成为隐藏终端条件的终端装置1,由此,能够得到高的吞吐量。

如以上那样,上述的实施方式中的无线通信系统经由将作为第一基站装置的共享频带基站装置2和作为第二基站装置的许可频带基站装置3连接的回程线路以及许可频带基站装置3和终端装置1中的第二频带的LC来进行第一频带的UC中的通信的控制,由此,能够在不阻碍UC中的通信的情况下提高共享频带中的无线通信的利用效率。

再有,说明了在上述的实施方式中的无线通信系统中将LC-UC协作控制装置5作为独立的装置的结构,但是,也可以采用许可频带基站装置3在内部具备LC-UC协作控制装置5的结构。在该结构中,也可以省略LC-UC协作控制装置5的网络通信部514。在省略网络通信部514的情况下,LC通信管理部519、UC通信管理部520和路径评价部521经由许可频带基站装置3的网络通信部314进行通信。

也可以通过计算机实现上述的实施方式中的终端装置1、共享频带基站装置2、许可频带基站装置3、LC-UC协作控制装置5。

在该情况下,也可以通过将用于实现各装置所具有的结构要素每一个的程序记录在计算机可读取的记录介质中并使计算机系统读入记录在该记录介质中的程序并执行来实现。再有,在此所说的“计算机系统”包含OS、周围设备等硬件。

此外,“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等移动介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。

进而,“计算机可读取的记录介质”还包含像在经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间的期间动态地保持程序的记录介质、像在该情况下的成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样将程序保持固定时间的记录介质也可。

此外,上述程序也可以是用于实现前述的结构要素的一部分的程序,进而,还可以是能通过与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现前述的结构要素的程序,还可以为使用PLD(Programmable Logic Device,可编程逻辑器件)或FPGA(Field ProgrammableGate Array,现场可编程门阵列)等硬件来实现的程序。

以上,参照附图对该发明的实施方式详细地进行了描述,但是,具体的结构并不限于该实施方式,还包含不偏离本发明的主旨的范围的设计等。

产业上的可利用性

使用第二频带对终端装置1指示第一频带中的存取权(发送权或接收权)的取得,由此,能够抑制自从共享频带基站装置2发出成为隐藏终端的无线装置受到的影响,能够优选地应用于共享频带中的无线通信的利用效率的提高不可欠缺的用途。

附图标记的说明

1, 1-1, 1-2, 1-3, 1-M…终端装置

2, 2-1, 2-N…共享频带基站装置

3, 3-1, 3-L…许可频带基站装置

4, 4-1, 4-2…网关

5…LC-UC协作控制装置

6…外部网络

101, 301…LC用天线

102, 302…LC收发部

103, 303…LC发送信号调制部

104, 304…LC接收信号解码部

105, 205…UC用天线

106, 206…UC收发部

107, 207…UC发送信号调制部

108, 208…UC接收信号解码部

109…UC控制信号取得部

110, 210…随机存取控制电路

111…终端控制部

112, 212, 312…存储部

211, 311…基站控制部

214, 314, 514…网络通信部

215…存取控制管理部

316…UC信息提取部

317…UC控制信号生成部

519…LC通信管理部

520…UC通信管理部

521…路径评价部

90, 91, 92, 93…无线装置。

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