CN101124839A - 频率共用方法、接收站及发送站 - Google Patents

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Abstract

本发明的频率共用方法是在多个系统共用特定频率的频率共用无线系统中，在已经存在使用特定频率的第1系统的状态下，使用同一频率来新构筑第2系统时的频率共用方法，第1系统的第1RX(2)在从第1系统的第1TX(1)以特定的发送频率接收到信号时，以所述发送频率发送表示自身站的接收范围的信标信号，并且，第2系统的第2TX(3)进行其他系统的接收站发送的信标信号的检测处理，根据该检测结果判断可否发送信号。

Description

频率共用方法、接收站及发送站
技术领域
本发明涉及一种多个无线系统共用同一频率的频率共用无线系统中的频率共用方法，尤其是涉及一种在避免对已存系统的干扰的同时构筑新系统时的频率共用方法。
背景技术
作为谋求频率资源的有效利用的有效的现有技术，例如有频率共用无线。这是由多个系统共有一个频率、在频率未被其他用户使用时使用该频率进行通信的方法。
在下述专利文献1中，记载了用于实现上述频率共用无线的技术。在该专利文献1中，通过自身无线通信系统与其他无线通信系统的干扰测定来调查信道使用状况，根据该调查结果选择信道，实现频率共用无线。
另外，作为频率共用无线的使用方法，考虑下面的3种方法。
1、向单一用户分配频率
2、不进行分配，作为可自由利用的频带释放
3、向在利用中设定了优先顺序的多个用户分配频率
在上述2所示的频率共用无线系统中，在已存在正在利用频率的已存系统时，新建立的新系统必须避免对已存系统产生干扰。另外，即使在上述3所示的频率共用无线系统中，已存系统的与频率利用有关的优先顺序比新系统高时，新系统也必须避免对已存系统产生干扰。
专利文献1：特开2002-186019号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
可是，在现有的频率共用无线中存在如下问题：即无论已存系统是否正在使用频率，在新追加的系统中都不测定干扰，从而存在对上述已存系统产生干扰的情况。
下面，详细地说明该问题。例如，考虑作为已存系统具有第1系统，新建立第2系统作为新系统的情况。这时，第1系统具有优先权，要求第2系统不对第1系统产生干扰。另外，假设在第1系统中，发送侧第1通信装置正在发送，接收侧第1通信装置正在接收其电波，这时，在第2系统中，为了在接收侧第2通信装置中接收发送侧第2通信装置发送的电波，必须确认频率的空闲状况。
在该状态下，发送侧第2通信装置为了确认频率是否空闲，进行干扰测定。例如，在发送侧第1通信装置与发送侧第2通信装置的距离远时，发送侧第1通信装置的电波未到达发送侧第2通信装置，从而发送侧第2通信装置不能检测到干扰。结果，发送侧第2通信装置判断为在所测定的频率中没有其他系统的利用，从而在该频率中发送指向接收侧第2通信装置的电波。
可是，在上述情况下，例如，接收侧第1通信装置存在于发送侧第1通信装置与发送侧第2通信装置之间的情况下，接收侧第1通信装置有可能在接收发送侧第1通信装置的电波的同时，也接收发送侧第2通信装置的电波。即，发送侧第2通信装置的电波对于接收侧第1通信装置有可能成为干扰，这时，第1系统受到来自第2系统的干扰。
本发明鉴于上述问题作出，其目的在于提供一种频率共用方法，在频率共用无线系统中，不影响已存无线系统地构筑新的无线系统。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题、实现目的，本发明的频率共用方法是在多个系统共用特定频率的频率共用无线系统中，在已经存在使用特定频率的已存系统的状态下，使用同一频率来新构筑系统(新系统)时的频率共用方法，其特征在于，包含：信标发送步骤，在所述已存系统的接收站从该已存系统的发送站以特定的发送频率接收到信号时，以所述发送频率发送表示自身站的接收范围的信号(信标信号)；和信标接收步骤，所述新系统的发送站进行其他系统的接收站发送的信标信号的检测处理，根据该检测结果判断可否发送信号。
根据本发明，新系统的发送站检测已存系统的发送信号及信标信号。即，检测已存系统的接收站的接收范围。
发明效果
根据本发明，可以推定因新系统的发送站进行发送处理而产生的对已存系统的影响，所以可避免对已存系统产生的干扰。即，取得可以不影响已存系统地构筑新系统的效果。
附图说明
图1-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式1的结构例的图。
图1-2是模拟地表示第1TX的发送范围、第1RX的接收范围的图。
图1-3是表示第1TX的装置结构例的图。
图1-4是表示第1RX的装置结构例的图。
图1-5是表示第2TX的装置结构例的图。
图1-6是表示第2RX的装置结构例的图。
图2-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式2的结构例的图。
图2-2是表示第1RX的装置结构例的图。
图3-1是表示作为本发明的频率共同无线系统的实施方式3的特征的信标信号的结构的图。
图3-2是表示第2TX的装置结构例的图。
图4-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式4的结构例的图。
图4-2是表示第2TX的装置结构例的图。
图5-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式5的结构例的图。
图5-2是表示伴随第2TX移动的信标信号的变动的图。
图5-3是表示第2TX的装置结构例的图。
图6-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式6的结构例的图。
图6-2是表示第2TX接收的信标信号的变动的图。
图6-3是表示第1RX的装置结构例的图。
图7-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式7的结构例的图。
图7-2是表示第1RX的装置结构例的图。
图7-3是表示第1RX的装置结构例的图。
图8-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式8的特征的、信标信号的功率推定处理的一例的图。
图8-2是表示第2TX的装置结构例的图。
图9-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式9的特征的、信标信号及发送信号的频谱的一例的图。
图9-2是表示第2TX的装置结构例的图。
图10-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式10的特征的、信标信号及发送信号的频谱的一例的图。
图10-2是表示第2TX的装置结构例的图。
图11-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式11的特征的、信标信号及发送信号的频谱的一例的图。
图11-2是表示第2TX的装置结构例的图。
图12-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式12的结构例的图。
图12-2是表示第1RX的装置结构例的图。
符号说明
1：第1TX
1-A：第1ATX
1-B：第1BTX
2、2a-1、2a-2、2a、2e-1、2e-2、2f、2k-1、2k-2：第1RX
2-A：第1ARX
2-B：第1BRX
3、3d、5：第2TX
4、6：第2RX
11：发送控制电路
12：调制电路
15-1、15-2：第1信标站
21：解调电路
22：功率检测电路
23、23a、23e、23f：信标控制电路
24：信标生成电路
25a：发送功率控制电路
26e：初始相位赋予电路
27f：指向性天线
28f：多个天线
29f：接收天线控制电路
30f：发送天线控制电路
31、31b、31c：解调电路
32、32c：功率检测电路
32g：fk功率检测电路
33、33b、33c、33h、33i、33j：发送控制电路
34：调制电路
35c、35h：频带分割电路
36d：功率平均电路
37g：fx功率推定电路
38h：频带合成电路
39i：功率加法电路
40j：频带推定电路
41：解调电路
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的频率共用无线系统的实施方式。另外，本发明不限定于该实施方式。
(实施方式1)
图1-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式1的结构例的图。在图1-1中，第1系统表示已存系统，第2系统表示使用同一频率来新构筑系统的新系统。另外，第1TX1、第1RX2分别表示第1系统中的发送站、接收站。另外，第2TX3、第2RX4分别表示第2系统中的发送站、接收站。
另外，在本实施方式的频率共用无线系统中，不影响作为已存系统的第1系统地构筑作为新系统的第2系统。即，在本实施方式的频率共用无线系统中，第2TX3的发送信号不干扰第1系统的第1RX2。
接着，用图1-1说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。在第1系统中，第1RX2在从第1TX1接收到信号时(第1系统建立)，以第1TX1的发送频率发送表示本站的接收范围的信号。下面将该信号称为信标信号。第1TX1的发送信号和第1RX2的信标信号例如使用时间多路复用来进行多路复用发送。
另外，在第2系统中，第2TX3为了发送第2系统的信号，在特定期间内进行干扰检测。例如，在第2TX3中，通过进行一定期间的接收处理，检测其他系统中的发送站的发送信号和接收站的信标信号。然后，第2TX3推定在自身位置处发送时对第1TX1、第1RX2的影响，判断可否发送。例如，第2TX3使用接收功率非常小的频率，不影响第1系统，发送发送功率非常小的信号，第2RX4接收来自第2TX3的信号。
图1-2是模拟地表示出第1系统中的第1TX1的发送范围、第1RX2的接收范围的图，虚线表示的圆是第1TX1的发送范围(第1TX区域)，实线表示的圆是第1RX2的接收范围(第1RX信标区域)。在图1-2中，第2系统的第2TX3由于存在于第1RX2的接收范围中，即，在第2TX3发送时会对第1RX2产生干扰，所以这里例如不进行发送处理。
另外，图1-3～图1-6是分别表示第1TX1、第1RX2、第2TX3、第2RX4的装置结构例的图。
在图1-3中示出的第1TX1中，发送控制电路11向调制电路12输出与在自身系统中采用的调制有关的信息(调制信息)，调制电路12根据接收到的调制信息调制发送数据，形成发送信号。
另外，在图1-4中示出的第1RX2中，解调电路21向功率检测电路22输出接收信号，向信标控制电路23输出解调后的接收数据。功率检测电路22检测接收信号的功率，并向信标控制电路23输出功率检测信息。信标控制电路23根据接收数据和接收功率信息形成信标信息，向信标生成电路24输出该信标信息。例如，该信标控制电路23在本站接收数据、且接收功率信息超过特定的阈值时，形成用于进行信标发送指示的信标信息。信标生成电路24根据信标信息，在接收频率中间歇地发送与自身系统的发送信号相同形式的信标信号。
另外，在图1-5中示出的第2TX3中，解调电路31解调已存系统的信标信号，向功率检测电路32输出信标信号。功率检测电路32检测信标信号的功率，向发送控制电路输出信标功率信息。发送控制电路33根据信标功率信息，形成用于进行可否发送指示的发送控制信息，向调制电路34输出该发送控制信息。调制电路34根据发送控制信息调制发送数据，发送调制后的信号。
另外，在图1-6中示出的第2RX4中，调解电路41接收来自自身系统的发送站的信号并解调。
这样，在本实施方式中，第2系统的发送站检测第1系统的发送信号及信标信号。即，除了检测第1系统的发送站发送的信号的处理之外，还检测第1系统的接收站的接收范围。这样，由于可以推定因第2系统的发送站进行发送处理而产生的对第1系统的影响，所以可避免对第1系统的干扰。即，通过上述处理，可以不影响第1系统地构筑第2系统。
(实施方式2)
图2-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式2的结构例的图。在图2-1中，第1TX1、第1RX2a-1、第1RX2a-2表示已存系统(第1系统)，第2TX3、第2RX4、第2TX5、第2RX6表示使用同一频率新构筑系统的新系统(第2系统)。在已存系统中，由多个第1RX2a-1，第1RX2a-2接收从第1TX1发送的发送信号。另外，在本实施方式中，假定在新系统中在第2TX3、第2RX4之间及第2TX5、第2TX6之间进行通信。
在上述系统结构中，本实施方式除了上述实施方式1的处理外，还具有对应于来自自身系统的发送站的接收功率，接收站控制信标信号的功率的功能。
接着，用图2-1说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。第1RX2a-1、第1RX2a-2在可接收到第1TX1的信号时(第1系统建立)，以第1TX1的发送频率发送对应于该信号的接收功率的信标信号。这时，如图2-1所示，在第1RX2a-1中，由于第1TX1发送的信号的接收功率小，所以判定为离第1TX1的距离远，使用在第1TX1中可以充分接收的大功率来发送信标信号。因此，第1RX2a-1的接收范围(RX2a-1信标区域)为宽范围。另一方面，在第1RX2a-2中，由于第1TX1发送的信号的接收功率大，所以判定离第1TX1的距离近，使用在第1TX1中可以充分接收的小功率来发送信标信号。因此，第1RX2a-2的接收范围(RX2a-2信标区域)为窄范围。
另外，伴随上述第1系统的动作，由于第2系统的第2TX3存在于第1RX2a-1的接收范围内，所以不可发送。另一方面，由于第2系统的第2TX5存在于第1RX2a-1、第1RX2a-2的接收范围外，所以可发送。
图2-2是表示第1RX2a-1及第1RX2a-2的装置结构例的图。另外，其他的装置结构与上述实施方式1相同。并且，在第1RX2a-1及第1RX2a-2的结构中，对于与上述第1RX2相同的结构，附以相同符号并省略其说明。
在图2-2中，信标控制电路23a除了上述实施方式1的处理外，还根据接收数据和接收功率信息形成发送功率信息。例如，在第1系统的第1RX2a(相当于2a-1或2a-2)中接收功率大时，由于该第1RX2a抗干扰性能高，所以减小信标信号的发送功率，使利用信标信号向第2系统的发送站进行指示的接收范围变窄。另一方面，在第1RX2a中接收功率小时，由于该第1RX2a抗干扰性能低，所以增大信标信号的发送功率，使利用信标信号进行指示的接收范围变宽。即，在本实施方式中，通过适当地控制信标信号的发送功率，第1系统的接收站发送确保必要最小限度的接收范围的信标信号。
另外，发送功率控制电路25a根据从信标控制电路23a输出的发送功率信息，对从信标生成电路24输出的信标信号执行发送功率控制，并以适当的功率发送信标信号。
这样，在本实施方式中，除了上述实施方式1的特征之外，第1系统的接收站还对应于自身系统的发送站发送的信号的接收功率来执行信标信号的发送功率控制，并发送适当功率的信标信号。由此，可以使第1系统的接收站的信标信号所表示的接收范围处于必要最小限度，所以在构筑第2系统方面，可实现更高效率的频率共用无线系统。
(实施方式3)
图3-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式3的特征的信标信号的结构的图。在图3-1中，信标信号例如是对由包含调制多值数等的调制信息、发送功率信息、自身系统的优先级信息等构成的信标信息进行调制而得到的信号。在本实施方式中，其特征在于：使用调制了上述信标信息后的信号作为信标信号。另外，在本实施方式中，说明将上述信标信号适用于上述实施方式1或2的结构的情况。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。在上述实施方式1或2中，第1RX(2、2a-1、2a-2)发送图3-1示出的信标信号作为信标信号。然后，在第2TX3中，解调信标信号，得到上述信标信息。由于在信标信息中包含调制信息、发送功率信息、优先级信息等，所以在第2TX3中得到第1RX所属系统的信息。例如，可以从调制信息得知在第1系统中使用的调制多值数，从而可预测对干扰的鲁棒(robust)性。另外，可根据发送功率信息预测第2TX3允许的发送功率。另外，可从优先级信息得到第1系统的系统优先级，从而可以通过与自身系统优先级的比较，来判定可否发送。
接着，说明本实施方式的频率共用无线系统中的各装置的动作。另外，对于与上述实施方式1或2相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。这里，仅说明与上述实施方式1或2不同的处理。
在图1-4及图2-2中示出的信标控制电路(23，23a)中，作为信标信息，例如除了信标发送指示外，还将调制信息、发送功率信息、优先级信息通知给信标生成电路24。然后，信标生成电路24发送调制了上述信标信息后得到的信号作为信标信号。
另外，图3-2是表示第2TX3的装置结构例的图。解调电路31b解调信标信号，并将抽取出的信标信息通知给发送控制电路33。该信标信息中例如包含调制信息、发送功率信息、优先级信息等。然后，发送控制电路33b除了根据信标功率信息外，还根据包含调制信息、发送功率信息、优先级信息的信标信息，形成用于执行更高精度的可否发送判定和发送功率控制的发送控制信息。例如，可以从调制信息得到已存接收站中的耐噪音能力，从发送功率信息得到已存接收站中的接收功率，从优先级信息得到已存系统的优先级。
这样，在本实施方式中，第1系统的接收站通过发送调制了上述信标信息后得到的信标信号，向存在于接收范围内的其他站通知该接收站所属系统的信息。由此，可以针对每个信标信号发送系统信息，从而可以实现可针对每个信标变更系统信息的具有适应性的频率共用无线系统。
(实施方式4)
图4-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式4的结构例的图。第1ATX1-A、第1ARX2-A、第1BTX1-B、第1BRX2-B分别表示已存系统(第1系统)，第2TX3c、第2RX4表示新构筑系统的新系统(第2系统)。另外，在第1ATX1-A、第1BTX1-B中，分别以频率f1、f2进行发送。另外，对于与上述实施方式1、2或3相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。另外，第1ATX1-A、第1BTX1-B执行与上述实施方式1、2或3的第1TX相同的处理。另外，第1ARX2-A、第1BRX2-B执行与上述实施方式1、2或3的第1RX相同的处理。
在本实施方式中，第2系统的第2TX除了上述实施方式1、2或3的处理外，还接收多个频带的信标，执行可否发送判断以及信道选择。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。第1ATX1-A、第1BTX1-B分别以频率f1、f2发送。另外，第1ARX2-A、第1BRX2-B分别接收频率f1、f2的信号，以频率f1、f2发送信标信号。另一方面，在第2TX3c中，接收以频率f1、f2发送的信标信号，推定在频率f1、f2下对第1A系统、第1B系统的影响。第2TX3c根据该推定，使用可利用的频率，构筑第2系统。
例如，在图4-1中，第2TX3c在第1ARX2-A的接收范围内，但在第1BRX2-B的接收范围之外。因此，判断为不可利用频率f1发送，并判断为可利用频率f2发送。
图4-2是表示第2TX3c的装置结构例的图。该第2TX3c的特征在于，具备对接收信号进行频带分割的频带分割电路35c，发送控制电路33c除了发送控制信息外，还输出发送频率信息。另外，对于与上述实施方式1、2或3相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。这里，仅说明与上述实施方式1、2或3不同的处理。
频带分割电路35c对接收信号进行频带分割，分离以多个频率发送来的信标信号。解调电路31c分别解调由频带分割电路35c分割后的多个信标信号，并将多个信标信号输出至功率检测电路32c。
功率检测电路32c分别检测从解调电路31c接收到的多个信标信号的功率，将信标功率信息输出至发送控制电路33c。发送控制电路33c根据多个信标功率信息形成发送控制信息、发送频率信息，输出至调制电路34。作为发送控制电路33c的动作，例如考虑将信标功率最低的频率作为发送频率信息。另外，在可利用的频率有多个时，考虑使用多个频率来进行通信。
这样，在本实施方式中，第2系统的发送站形成可接收多个频带的信标信号的结构，执行可否发送判断及频率选择。由此，可实现更高效率的频率共用无线系统。
(实施方式5)
图5-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式5的结构例的图。在图5-1中，假定在产生多路径的环境下动作，并形成衰减区的情况。在本实施方式中，说明在衰减区中第2TX3d移动的情况。另外，构成第1系统的各装置以及第2系统的第2RX4执行与上述实施方式1、2或3相同的处理。
在本实施方式中，第2系统的第2TX3d除了上述实施方式1～4的处理外，还接收多次的信标信号，并检测信标信号的峰值功率。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。从第1系统的第1RX(相当于2、2a-1、2a-2)发送的信标信号利用多路径环境，在第2TX3d附近形成衰减区。第2TX3d在该衰减区内移动时，第1RX输出的信标信号根据第2TX3d的位置而变动。
图5-2是表示伴随第2TX3d的移动的信标信号的变动的图。第1次的信标信号虽然由于衰减下降几乎没有得到接收功率，但第2、3次的信标信号得到接收功率。在这种环境下，可知产生无法接收从第1RX发送来的信标信号的条件。因此，在本实施方式中，第2TX3d接收多次的信标信号，通过检测信标信号的峰值功率来检测第1RX。
图5-3是表示第2TX3d的装置结构例的图。该第2TX3d的特征在于具有功率平均电路36d。另外，对于与上述实施方式1～4的第2TX相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。这里，仅说明与上述实施方式1～4不同的处理。
功率平均电路36d将由功率检测电路32检测出的信标功率平均化。关于平均化的方法，例如考虑检测多个信标信号的峰值的方法或者取多个信标信号的移动平均的方法等。由此，即使在信标功率随时间变动的情况下，也可稳定地检测第1系统的第1RX的存在。
这样，在本实施方式中，第2系统的发送站执行多次的信标信号检测处理，并将其结果平均化。由此，即使在接收随时间变动的信标信号时，也可以不被信标信号的变动所左右，由第2系统的发送站检测第1系统的接收站，所以可避免对第1系统的干扰。
(实施方式6)
图6-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式6的结构例的图。在图6-1中，假定第1系统中存在多个接收站(相当于图示的第1RX2e-1、第1RX2e-2)，并且，在第1RX2e-1和第1RX2e-2的信标功率以几乎相同的振幅到来的环境中形成拍频(beat)区的情况。在本实施方式中，说明在拍频区中存在第2TX3d的情况。另外，第1系统的第1TX1及构成第2系统的各装置执行与上述实施方式5相同的处理。
在本实施方式中，除了上述实施方式5的处理外，第1系统的各第1RX还具有在每个信标信号发送中使用随机相位来发送的功能。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。例如，在从第1RX2e-1、第1RX2e-2发送的信标信号在拍频区中以几乎相同的振幅到达，并且2个信标信号的相位为反相的情况下，这些信标信号相互抵消，即使在该地点存在第2TX1时，也存在不能检测信标功率的情况。因此，在本实施方式中，第1RX2e-1、第1RX2e-2在每个信标信号发送中使用随机相位来执行发送处理。
图6-2是表示第2TX3d接收的信标信号的变动的图。第1次的信标信号在第1RX2e-1和第1RX2e-2之间为反相，几乎没有得到接收功率。另一方面，对于第2、3次的信标信号，第1RX2e-1、第1RX2e-2通过随机发送信标信号的初始相位，避免相位成为反相，从而在第2TX3d中得到接收功率。这样，第2TX1通过接收多次的信标信号、检测信标信号的峰值功率来检测第1RX。
图6-3是表示第1RX2e-1、第1RX2e-2的装置结构例的图。这些第1RX的特征在于，具备初始相位赋予电路26e，信标控制电路23e除了信标信息外，还输出初始相位信息。另外，对于与上述实施方式1的第1RX相同的结构，附以相同符号并省略其说明。另外，在本实施方式中，将上述信标控制电路23e以及初始相位赋予电路26e适用于实施方式1的第1RX的结构，但不限于此，也可同样适用于实施方式2或3的第1RX的结构。这里，仅说明与上述实施方式1、2或3不同的处理。
信标控制电路23e将初始相位信息与所述信标信息一起通知初始相位赋予电路26e。作为初始相位信息，例如考虑在每个信标发送中提供随机变化的初始相位。然后，初始相位赋予电路26e根据从信标控制电路23e通知的初始相位信息，向信标生成电路24输出的发送信号提供初始相位。
这样，在本实施方式中，第1系统的各接收站分别发送初始相位随机的信标信号，第2系统的发送站执行多次的信标信号检测处理，将其结果平均化。由此，即使在生成拍频区的情况下，由于不受信标信号的相位关系的左右，第2系统的发送站可以检测第1系统的接收站，所以可避免对第1系统的干扰。
(实施方式7)
图7-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式7的结构例的图。第1TX1、第1RX2f表示已存系统(第1系统)，第2TX(3、3c或3d)、第2RX4表示新系统(第2系统)。另外，在图7-1中，假定第1RX2f具备指向性天线的情况。另外，构成系统的第1RX2f以外的装置执行与上述实施方式1～6相同的处理。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。例如，第1RX2f具备指向性天线，如图所示，将第1TX1方向的接收范围设定得宽，将其他方向的接收范围设定得窄。然后，第1RX2f使用与接收时实现的指向性方向图(pattern)相同的指向性方向图来发送信标信号。另外，信标信号执行基于指向性方向图的电波传输。由此，信标信号实现图7-1示出的表示为第1RX信标区域的接收范围。因此，在图7-1中，第2TX处于具有指向性的第1RX2f的接收范围之外，从而可以发送。
图7-2是表示第1RX2f的装置结构例的图。该第1RX2f的特征在于，具有指向性天线27f作为天线。另外，对于与上述实施方式1的第1RX相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。另外，在本实施方式中，将指向性天线27f适用于实施方式1的第1RX的结构，但不限于此，也可以同样适用于实施方式2、3或6的第1RX的结构。这里，仅说明与上述实施方式1～6不同的处理。
例如，指向性天线27f具备使天线放射特性具有指向性方向图的功能，根据该指向性方向图，向解调电路21输出接收到的信号。另外，在信标生成电路24向指向性天线27f输出了发送信号时，指向性天线27f根据与接收相同的指向性方向图进行发送。即，在图7-2的结构中，使用与接收时实现的指向性方向图相同的指向性方向图来发送信标信号。
另外，图7-3是表示利用与上述图7-2不同的结构实现同等处理的第1RX2f的装置结构例的图。该第1RX2f的特征在于，作为天线，具备多个天线28f、接收天线控制电路29f和发送天线控制电路30f。
例如，多个天线28f向接收天线控制电路29f输出各个天线的接收信号。接收天线控制电路29f利用信号处理来合成从多个天线28f接收到的接收信号，从而生成指向性方向图，向解调电路21输出合成后的接收信号，并且，向信标控制电路23f输出用于信号处理的天线控制数据。
信标控制电路23f根据从接收天线控制电路29f接收的天线控制数据，将实现与接收时相同的指向性方向图的天线控制数据与上述接收数据以及接收功率信息一起，向发送天线控制电路30f输出。发送天线控制电路30f根据从信标控制电路23f接收到的天线控制数据，为信标生成电路24输出的发送信号形成指向性方向图，并输出到多个天线28f。
这样，在本实施方式中，第1系统的接收站具备具有指向性方向图的天线，使用与接收相同的指向性方向图来发送信标信号。由此，可以将第1系统的发送站以外的方向的接收范围设定得窄，所以可构筑第2系统的可能性增高。
(实施方式8)
图8-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式8的特征的信标信号的功率推定处理的一例的图。在图8-1中，f1、f2表示第2TX接收的信标信号的频率，fx表示第2TX发送的频率。在本实施方式中，在上述实施方式1～7中使用的信标信号与第2TX的发送频率不同的情况下，推定发送频率fx下的信标信号的功率。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。在上述实施方式1～7中，第1RX发送的信标信号的频率与第2TX的发送频率相同。在本实施方式中，说明第1RX发送的信标信号的频率fk(k＝1、2、...)与第2TX的发送频率fx不同的情况。这时，第2TX以第1RX在频率fk下发送的信标信号为基础，实现在第1TX和第2TX所使用的频率fk下的频率共用。在图8-1中，根据2个信标信号的频率f1、f2的功率，推定在发送频率f2下的信标信号的功率，使用推定信标功率信息，构筑与上述实施方式1～7相同的频率共用无线系统。
图8-2是表示本实施方式的第2TX的装置结构例的图。该第2TX的特征在于，具备fk功率检测电路32g和fx功率推定电路37g。另外，对于与上述实施方式1～7的第2TX相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。这里，仅说明与上述实施方式1～7不同的处理。另外，在本实施方式中，作为一例，记载适用于实施方式1的结构的情况，但通过使用相同的结构，在实施方式2～7中也可适用。
fk功率检测电路32g根据从解调电路31输出的接收信号，检测频率fk(k＝1、2、...)的信标信号的功率，向fx功率推定电路37g输出信标功率信息。fx功率推定电路37g根据从fk功率检测电路32g输出的信标功率信息，推定在频率fx下的信标功率。例如，在频率fk和频率fx之间不存在大的频率选择性时，可通过对频率fk(k＝1、2、...、n)的数据使用n次内插，唯一地推定频率fx的信标功率。之后，发送控制电路33通过与上述实施方式相同的处理，生成发送控制信息。
这样，在本实施方式中，在第1系统的接收站的信标频率与第2系统的发送站的发送频率不同时，第2系统的发送站根据接收到的信标功率来推定发送频率的信标功率。由此，可不影响第1系统地构筑第2系统。
(实施方式9)
图9-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式9的特征的信标信号及发送信号的频谱的一例的图。上段表示由第2TX接收到时的第1RX输出的信标信号，下段表示第2TX的发送信号。在本实施方式中，分割第1系统的频带，在各频带中接收信标信号，在第2系统中执行使用多个频带的发送。
作为一例，假定第1系统采用正交频分多路复用(OFDM)方式、多载波方式的情况。这时，第1系统的接收站针对每个副载波发送信标信号。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。例如，在从第1RX发送的信标信号是多载波信号的情况下，第2TX通过进行频带分割，接收各频带中的信标信号。例如，在假定频率衰减的情况下，如图9-1所示，第2TX在各频带中接收到的信标功率产生差异。这时，第2TX可执行使用信标功率足够小的多个频带的发送。
图9-2是表示本实施方式的第2TX的装置结构例的图。该第2TX的特征在于，具备频带分割电路35h及频带合成电路38h，由发送控制电路33h输出发送频率信息。另外，对于与上述实施方式1～8的第2TX相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。这里，仅说明与上述实施方式1～8不同的处理。另外，在本实施方式中，作为一例，记载适用于实施方式1的结构的情况，但通过使用同样的结构，在实施方式2～7中也可适用。
频带分割电路35h对接收信号进行频带分割，分离以多个频率接收的信标信号。例如，假定的接收信号为OFDM信号的情况下，频带分割电路35可利用傅立叶变换电路(FFT)来实现。
发送控制电路33h除了上述的发送控制信息外，还根据多个频率下的信标功率信息，算出第2系统可利用的频率，作为其结果，生成发送频率信息。将发送频率信息输出到频带合成电路38h，将发送控制信息输出到调制电路34。
频带合成电路38h根据从发送控制电路33h输出的发送频率信息，对由调制电路34生成的发送信号进行频带合成，生成多载波信号。在假定的调制方式为OFDM信号时，频带合成电路38h可利用傅立叶逆变换电路(IFFT)来实现。
这样，在本实施方式中，构成仅在第2系统可利用的频率下发送信号的发送站。即，在第1系统采用多载波方式、第1系统的接收站发送每个副载波的信标信号时，第2系统的发送站检测每个副载波的信标信号，检测出可利用的频带，使用该频带发送信号。由此，在产生频率选择性衰减时，可不影响第1系统地构筑第2系统。
(实施方式10)
图10-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式10的特征的、信标信号及发送信号的频谱的一例的图。上段表示由第2TX接收到时的第1RX输出的信标信号，下段表示第2TX的发送信号。在本实施方式中，第2系统的第2TX发送相对于第1系统的使用频带具有足够窄的频带、且功率足够小的信号。
作为一例，假定第1系统采用宽带调制方式(超宽带无线(UWB：UltraWideBand)、扩频(SS：Spread Spectrum)方式、跳频(FH：FrequencyHopping)、码分多路复用(CDM：Code DivisionMultiplexing)方式等)的情况。这时，第1系统的接收站发送系统的所有频带范围内的信标信号作为信标信号。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。例如，从第1RX发送的信标信号为宽带信号时，第2TX通过进行频带分割，接收各频带中的信标信号。然后，通过合成各频带中的信标信号，算出第1RX接收的总信号功率。第2TX发送相对于第1RX接收的宽带信号具有足够窄的频带、且与第1RX接收的总信号功率相比足够小的信号。这时，第2TX发送的窄带信号有可能与第1RX产生干扰。可是，由于该干扰与第1RX接收的总信号功率相比足够小，所以，第1系统可通过利用宽带信号的特征来避免干扰的影响。
图10-2是表示本实施方式的第2TX的装置结构例的图。该第2TX的特征在于具备功率加法电路39i。另外，对于与上述实施方式1～9的第2TX相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。这里，仅说明与上述实施方式1～9不同的处理。另外，在本实施方式中，作为一例，记载适用于实施方式1的结构的情况，但通过使用相同的结构，在实施方式2～7中也可适用。
功率加法电路39i使从功率检测电路32c输出的多个频率所对应的信标功率信息相加，并向发送控制电路33i输出信标功率合计信息。该信标功率合计信息相当于第1系统的第1RX接收的总信号功率。
发送控制电路33i根据从功率检测电路32c得到的多个频率所对应的信标功率信息，求出信标信号的频带，算出被允许的第2系统的频带。另外，根据从功率加法电路39i得到的信标功率合成信息，算出被允许的第2系统的发送功率。然后，根据得到的信息形成发送控制信息，输出至调制电路34。
这样，在本实施方式中，第2系统的发送站发送具有比第1系统足够窄的频带、并且与第1系统的接收站接收的总信号功率相比足够小的信号。即，在第1系统采用宽带调制方式、且第1系统的接收站发送宽带信号的信标信号时，第2系统的发送站检测信标的总信号功率，发送相对于第1系统的使用频带具有足够窄的频带、且比检测出的总信号功率足够小的信号。由此，在第1系统采用宽带调制方式的情况下，可不影响第1系统地构筑第2系统。
(实施方式11)
图11-1是表示作为本发明的频率共用无线系统的实施方式11的特征的、信标信号及发送信号的频谱的一例的图。上段表示由第2TX接收到时的第1RX输出的信标信号，下段表示第2TX的发送信号。在本实施方式中，第2系统的第2TX发送频带比第1系统的使用频带足够宽的信号。
作为一例，假设第2系统采用宽带调制方式(超宽带无线(UWB：UltraWideBand)、扩频(SS：Spread Spectrum)方式、跳频(FH：FrequencyHopping)、码分多路复用(CDM：Code DivisionMultiplexing)方式等)的情况。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。例如，在从第1RX发送的信标信号为窄带信号时，第2TX对执行发送的频带(宽带)进行频带分割，接收各频带中的信标信号。然后，根据包含在各频带中的信标信号，推定第1RX输出的信标信号的频带。第2TX以与第1RX接收的窄带信号(在第1系统中使用的频带)相比足够宽的频带来发送信号。这时，第2TX发送比第1RX接收的总信号功率足够小的信号。由此，虽然有可能不满足“第2TX的总发送功率比第1RX接收的总信号功率足够小”的条件，但在第1RX中，由于仅接收第1系统中使用的窄带，所以来自第2系统的宽带信号不成为干扰。
图11-2是表示本实施方式的第2TX的装置结构例的图。该第2TX的特征在于具备频带推定电路40j。另外，对于与上述实施方式1～10的第2TX相同的结构，附以相同的符号并省略其说明。这里，仅说明与上述实施方式1～10不同的处理。另外，在本实施方式中，作为一例，记载适用于实施方式1的结构的情况，但通过使用相同的结构，在实施方式2～7中也可适用。
频带推定电路40j根据从功率检测电路32c输出的多个频率所对应的信标功率信息，推定第1系统的信标信号的频带，作为其推定结果，向发送控制电路33j输出信标频带信息。
发送控制电路33j根据从功率检测电路32c得到的多个频率所对应的信标功率信息，推定可利用的频带。另外，根据从频带推定电路40j得到的信标频带信息，算出在第2系统中可发送的信号频带和信号功率。然后，根据这些信息形成发送控制信息，输出至调制电路34。
这样，在本实施方式中，第2系统的发送站在比第1系统足够宽的频带中，发送不对第1系统的接收站产生干扰的信号。即，在第2系统采用宽带调制方式时，第2系统的发送站在宽带范围内检测信标信号，推定第1系统的信标信号的频带，发送相对于第1系统的使用频带足够宽频带的信号。由此，在第1系统采用窄带调制方式时，可不影响第1系统地构筑第2系统。
(实施方式12)
图12-1是表示本发明的频率共用无线系统的实施方式12的结构例的图。第1RX2k-1、第1RX2k-2是不具有信标发送功能的第1系统的接收站，第1信标站15-1、第1信标15-2是具有信标发送功能的第1系统的接收站。在本实施方式中，其特征在于，还具备：不具有信标发送功能的第1系统的接收站；和具有信标发送功能的第1系统的接收站。另外，对于与上述实施方式1～11相同的结构，附以相同符号并省略说明。
作为一例，假设第1系统是电视广播等广播系统的情况。这时，第1RX2k-1、第1RX2k-2相当于各家庭中的电视等，假定不具有信标发送功能。这种情况下，例如，另外设置具有信标发送功能的第1信标站15-1、第1信标站15-2。
这里，说明本实施方式的频率共用无线系统的动作。例如，第1RX2k-1、第1RX2k-2虽然具有接收第1TX1的信号的功能，但不具有与之对应的信标信号的发送功能。另一方面，第1信标站15-1、第1信标站15-2具有接收第1TX1的信号、并发送与之对应的信标信号的功能。作为一例，考虑将具有这种信标发送功能的接收站设置在第1TX区域的区域端、不具有信标发送功能的接收站附近、第1TX区域内的随机位置等。
根据上述，第2TX无法检测不具有信标发送功能的第1RX2k-1、第1RX2k-2。可是，由于可以检测具有信标发送功能的第1信标站15-1、第1信标站15-2，所以，例如可通过使第1信标站按某一定比例分布，来实现频率共用系统。
另外，图12-2是表示第1RX2k-1、第1RX2k-2的装置结构例的图，作为接收处理，本实施方式的第1RX仅需要解调电路21，不需要功率检测电路、信标控制电路、信标生成电路等电路。另外，第1信标站15-1、第1信标站15-2与上述图1-4同样地构成。
这样，在本实施方式中，例如，在第1系统中，即使在存在第1TX区域内的不具有信标发送功能的接收站时，也使具有信标发送功能的接收站按某一定比例分布。这样，可提供不影响第1系统地实现第2系统的构筑的频率共用无线系统。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的频率共用方法适用于谋求频率资源的有效利用的频率共用无线系统，尤其是，适用于在避免对已存系统的干扰的同时构筑新系统的频率共用无线系统。

Claims (24)

1.一种频率共用方法，是在多个系统共用特定频率的频率共用无线系统中，在已经存在使用特定频率的已存系统的状态下，使用同一频率来新构筑系统(下面称为新系统)时的频率共用方法，其特征在于，包含：
信标发送步骤，在所述已存系统的接收站以特定的发送频率从该已存系统的发送站接收到信号时，以所述发送频率发送表示自身站的接收范围的信号(下面称为信标信号)；和
信标接收步骤，所述新系统的发送站进行其他系统的接收站发送的信标信号的检测处理，根据该检测结果判断可否发送信号。
2.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在所述信标发送步骤中，所述已存系统的接收站以对应于从该已存系统的发送站接收到的信号的接收功率的功率来发送信标信号。
3.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在所述信标发送步骤中，所述已存系统的接收站在信标信号中包含关于已存系统的信息(下面称为信标信息)来发送，
在所述信标接收步骤中，新系统的发送站使用从信标信号得到的信标信息，更高精度地进行发送控制。
4.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在存在多个使用不同频率的已存系统的情况下，
在所述信标接收步骤中，所述新系统的发送站进行多个频带的信标信号的检测处理，根据其结果，判断可否发送信号。
5.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在所述信标接收步骤中，所述新系统的发送站将多次进行信标信号检测处理后的结果平均化，根据其平均化的结果，判断可否发送信号。
6.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在所述信标发送步骤中，所述已存系统的接收站按发送单位以随机相位发送信标信号。
7.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在所述信标发送步骤中，所述已存系统的接收站形成将该已存系统的发送站方向的接收范围设定得宽、其他方向的接收范围设定得窄的特定的指向性方向图，并且，使用与接收时相同的指向性方向图发送信标信号。
8.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在所述已存系统的接收站以与所述新系统的发送站的发送频率不同的多个频率发送信标信号时，
在所述信标接收步骤中，所述新系统的发送站根据各信标信号推定自身站的发送频率中的信标信号的功率，根据其结果，判断可否发送信号。
9.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在从所述已存系统的接收站发送的信标信号是规定的多载波信号时，
在所述信标接收步骤中，所述新系统的发送站抽取副载波单位的信标信号，使用信标信号功率足够小的多个频带发送信号。
10.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在从所述已存系统的接收站发送的信标信号是规定的宽带信号时，
在所述信标接收步骤中，所述新系统的发送站根据宽带范围内的信标信号算出在新系统的发送中允许的频带和信标信号的总信号功率，根据其结果，发送相对于所述已存系统的使用频带具有足够窄的频带、且比算出的总信号功率足够小的信号。
11.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在从所述已存系统的接收站发送的信标信号为窄带信号时，
在所述信标接收步骤中，所述新系统的发送站推定信标信号的频带及功率，根据其结果，发送相对于所述已存系统的使用频带具有足够宽的频带、且比信标信号的功率足够小的信号。
12.根据权利要求1所述的频率共用方法，其特征在于：
在所述已存系统内存在不具有信标信号发送功能的接收站时，
在所述已存系统内以一定比例分布具有信标发送功能的所述接收站。
13.一种接收站，是在多个系统共用特定频率的频率共用无线系统中，在已经存在使用特定频率的已存系统的状态下，使用同一频率来新构筑系统(下面称为新系统)时的所述已存系统的接收站，其特征在于，具备：
信标控制部件，在从所述已存系统的发送站以特定的发送频率接收到信号时，根据接收到的信号的功率，形成用于执行表示自身站的接收范围的信号(下面称为信标信号)的发送指示的信标信息；和
信标生成部件，根据所述信标信息生成信标信号，以所述发送频率发送该信标信号。
14.根据权利要求13所述的接收站，其特征在于：
所述信标控制部件还形成用于以对应于从所述已存系统的发送站接收到的信号的接收功率的功率来发送信标信号的发送功率信息，
所述信标生成部件还根据所述发送功率信息执行所述信标信号的发送功率控制。
15.根据权利要求13所述的接收站，其特征在于：
在所述信标信号中包含关于已存系统的信息(下面称为信标信息)来发送。
16.根据权利要求13所述的接收站，其特征在于：
所述信标控制部件还形成用于按发送单位以随机的初始相位来发送信标信号的初始相位信息，
所述信标生成部件还根据所述初始相位信息，向所述信标信号提供初始相位。
17.根据权利要求13所述的接收站，其特征在于：
还具备天线部件，该天线部件可形成将所述已存系统的发送站方向的接收范围设定得宽、其他方向的接收范围设定得窄的特定的指向性方向图，
进而采用可以使用与接收时相同的指向性方向图来发送信标信号的结构。
18.一种发送站，是在多个系统共用特定频率的频率共用无线系统中，在已经存在使用特定频率的已存系统的状态下，使用同一频率来新构筑系统(下面称为新系统)时的所述新系统的发送站，其特征在于，具备：
发送控制部件，检测所述已存系统的接收站以该已存系统的使用频率发送的“表示自身站的接收范围的信号(下面称为信标信号)”，根据该检测结果判断可否发送信号，并生成包含该判断结果的发送控制信息；和
根据所述发送控制信息发送期望信号的发送部件。
19.根据权利要求18所述的发送站，其特征在于：
在存在多个使用不同频率的已存系统的情况下，
所述发送控制部件进行多个频带的信标信号的检测处理，根据其结果判断可否发送信号。
20.根据权利要求18所述的发送站，其特征在于：
所述发送控制部件将所述检测结果作为将多次的检测结果进行平均化后的值，根据该平均化结果来判断可否发送信号。
21.根据权利要求18所述的发送站，其特征在于：
在所述已存系统的接收站以与所述新系统的使用频率不同的多个频率发送信标信号的情况下，
所述发送控制部件根据各信标信号推定在自身站的发送频率下的信标信号的功率，根据其结果判断可否发送信号。
22.根据权利要求18所述的发送站，其特征在于：
在从所述已存系统的接收站发送的信标信号为规定的多载波信号时，
所述发送控制部件生成用于使用信标信号功率足够小的多个频带发送信号的所述发送控制信息。
23.根据权利要求18所述的发送站，其特征在于：
在从所述已存系统的接收站发送的信标信号为规定的宽带信号时，
所述发送控制部件生成用于发送相对于所述已存系统的使用频带具有足够窄的频带、且比算出的总信号功率足够小的信号的所述发送控制信息。
24.根据权利要求18所述的发送站，其特征在于：
在从所述已存系统的接收站发送的信标信号为窄带信号时，
所述发送控制部件生成用于发送相对于所述已存系统的使用频带具有足够宽的频带、且比信标信号的功率足够小的信号的所述发送控制信息。
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