JP2008072646A - 通信装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】システムスループットを向上させる。
【解決手段】送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第１の干渉特徴量を測定する測定手段２０４と、第１の干渉特徴量から送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定する干渉判定手段２０５と、測定の後に、送信周波数帯域のうちで干渉信号に直交する周波数帯域、干渉信号に直交する時間、干渉信号に直交する空間、および干渉信号に直交する拡散コードのうち少なくとも１つに該当する送信チャネルを、測定手段が測定する第２の干渉特徴量から求める干渉解析手段２０９と、送信周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合に送信周波数帯域で第１の送信をし、送信周波数帯域に干渉信号があると判定された場合に送信チャネルで第２の送信を行う送信手段２１１と、を具備する。
【選択図】図２

Description

この発明は、干渉検出および信号送信方法についての通信装置およびプログラムに関する。

従来の干渉測定および信号送信を行うシステムとして、自システムと同一の周波数を用いる他システムと共存するシステムを前提としたものがある。これは、干渉信号レベル判定回路を用いて干渉信号の有無を判定し、受信干渉信号レベルが閾値を超えたら、一定期間信号送信を停止させたのち、再度信号の送信を行うものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３３３０８１公報

従来では、狭帯域の時分割を用いた複数システム共存では問題ないが、広帯域で周波数分割等を含めた共存を考えた場合、短時間で干渉検出を行うと干渉の詳細な特徴が把握できないため、干渉信号に直交させた通信を行うことができず、通信が途絶えてしまう。

また、その周波数帯域におけるアンライセンスシステムの影響を受けて、スループットが極端に低下する恐れがある。さらに、干渉の詳細な特徴を把握しようとすると、干渉検出に時間がかかり、システムスループットが低下する。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、他システムへの与干渉確率を低いものに保ちつつ、自システムのシステムスループットを向上させる通信装置およびプログラムを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の通信装置は、送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第１の干渉特徴量を測定する測定手段と、前記第１の干渉特徴量から前記送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定する干渉判定手段と、前記測定の後に、前記送信周波数帯域のうちで前記干渉信号に直交する周波数帯域、前記干渉信号に直交する時間、前記干渉信号に直交する空間、および前記干渉信号に直交する拡散コードのうち少なくとも１つに該当する送信チャネルを、前記測定手段が測定する第２の干渉特徴量から求める干渉解析手段と、前記送信周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合に前記送信周波数帯域で第１の送信をし、前記送信周波数帯域に干渉信号があると判定された場合に前記送信チャネルで第２の送信を行う送信手段と、を具備することを特徴とする。

また、本発明の通信装置は、送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第１の干渉特徴量を測定する測定手段と、前記第１の干渉特徴量から前記送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定する干渉判定手段と、前記干渉判定手段で前記送信周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合、前記送信周波数帯域において、信号を送信する第１の送信手段と、前記干渉判定手段で前記送信周波数帯域に干渉信号があると判定された場合、前記送信周波数帯域において、前記干渉信号に直交する周波数帯域、前記干渉信号に直交する時間、前記干渉信号に直交する空間、および前記干渉信号に直交する拡散コードのうち少なくとも１つに該当する送信チャネルを、前記測定手段が測定する第２の干渉特徴量から見つける干渉解析手段と、前記干渉解析手段において、前記送信チャネルが見つかった場合、前記送信チャネルで信号の送信を行う第２の送信手段と、を具備することを特徴とする。

さらに、本発明の通信装置は、干渉信号の特徴量に対応するチャネル情報と、前記チャネル情報と関連付けられた優先権情報と、を記憶する優先権情報記憶手段と、送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第１の干渉特徴量を測定する測定手段と、前記第１の干渉特徴量から前記送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定する干渉判定手段と、前記干渉判定手段で前記送信周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合、前記送信周波数帯域で送信を行う第１の送信手段と、前記干渉判定手段で前記送信周波数帯域に干渉信号があると判定された場合、前記測定手段に測定され前記送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第２の干渉特徴量から干渉チャネル情報を求める干渉解析手段と、前記チャネル情報のうち、前記干渉チャネル情報に該当するものに関連付けられている優先権情報が自装置に優先権があると示している場合に、前記送信周波数帯域で送信を行う第２の送信手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の通信装置およびプログラムによれば、他システムへの与干渉確率を低いものに保ちつつ、自システムのシステムスループットを向上させることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る通信装置およびプログラムについて詳細に説明する。
まず、本実施形態における通信装置のシステム構成の一例について図１を参照して説明する。
端末（本実施形態の通信装置）１０１と端末１０２は本実施形態の通信システムに従い動作する。端末１０１と端末１０２は、ある周波数帯域を用いて通信を行っている。ここでは、時分割多重を用いて送受信しているものとして説明を行うが、周波数分割多重でも同様に考えることができる。

端末１０２の付近において、端末１０３と基地局１０４とのシステムが、端末１０１と端末１０２が通信を行っている周波数帯域において同時に通信を行うと、システム間で互いに干渉が発生する。ここで、端末１０３と基地局１０４は、この周波数帯域において、ライセンスされているシステムであり、通信の優先権を持つものとする。このライセンスされているシステムは、例えば、１．９ＧＨｚ帯域におけるＰＨＳ（personal handyphone system）、８００ＭＨｚ帯域におけるＰＤＣ（personal digital cellular）、２ＧＨｚ帯域におけるＷ−ＣＤＭＡ（wideband code division multiple access）、ＣＤＭＡ２０００のようなシステムであるものとする。端末１０１と端末１０２は、端末１０３と基地局１０４の通信が開始されたことを認識し、端末１０３と基地局１０４の通信に与える干渉を最小限にとどめなければならないものとする。

また、同じ周波数帯域において、端末１０５と端末１０６とのシステムが通信を開始しても、端末１０１と端末１０２のシステムとの間で、互いに干渉となる。ここで、端末１０５と端末１０６は、この周波数帯域において、ライセンスされていないアンライセンスシステムであり、通信の優先権を持たないものとする。例えば、２．４ＧＨｚ帯域におけるＢｌｕｅ ｔｏｏｔｈ、２．４ＧＨｚや５ＧＨｚ帯域におけるＷ−ＬＡＮ（wideband-code division multiple access）、３−１２ＧＨｚ付近の広帯域におけるＵＷＢ（ultra wide band modulation）のようなシステムであるとする。この場合、多少の干渉が存在しても、通信への影響が軽微であるならば、通信を継続しても差し支えはないものとする。

（第１の実施形態）
本実施形態の通信装置について図２を参照して説明する。本実施形態の通信装置は、図１の端末１０１または１０２に対応する。本実施形態の通信装置は、干渉を検出し、干渉の解析を行う。干渉の検出は、図２のＲＳＳＩ測定部２０４、干渉検出部２０５で行う。干渉の解析は、干渉解析部２０９が、ＤＦＴ２０６、変調方式推定部２０７、優先度データベース２０８から情報を受け取って行う。
本実施形態の通信装置は、アンテナ２０１、無線周波数処理部（ＲＦ部）２０２、ＡＤＣ（analog-to-digital converter）２０３、ＲＳＳＩ（received-signal intensity：受信信号強度）測定部２０４、干渉検出部２０５、ＤＦＴ（discrete Fourier transformer）２０６、変調方式推定部２０７、優先度データベース（ＤＢ）２０８、干渉解析部２０９、制御処理部２１０、信号送信処理部２１１、ＤＡＣ（digital-to-analog converter）２１２、ＲＦ部２１３を備えている。

ＲＦ部２０２は、アンテナ２０１で受け取った受信信号をベースバンド信号に変換する。ＡＤＣ２０３は、このベースバンド信号をデジタル信号に変換する。

ＲＳＳＩ測定部２０４は、ＡＤＣ２０３から受け取ったデジタル信号のＲＳＳＩを測定する。

干渉検出部２０５は、ある周波数帯域に干渉信号の存在があるか否かを検出する。干渉検出部２０５は、例えば、信号の送信を行う周波数帯域において受信電力と、熱雑音電力から求めた閾値とを比較し、受信電力が閾値より大きければ干渉信号が存在すると判定する。また、受信電力が閾値より小さければ、干渉信号は存在しないと判定する。干渉電力を特徴量として干渉の有無を判定することで、短時間で干渉の存在を把握することができる。
干渉検出部２０５は、ＲＳＳＩ測定部２０４から受け取るＲＳＳＩ測定値と閾値との比較を行う。ここで、閾値は、例えば、熱雑音電力（例えば、−１７４ｄＢｍ／Ｈｚ）と同等の電力を定めておく。ＲＳＳＩ測定値が閾値を下回った場合、信号を受信した帯域には干渉はないとみなして、信号送信処理部２１１に対して信号送信処理を許可するとともに、制御処理部２１０に対しても干渉検出の結果、干渉がない旨を報告する。また、ＲＳＳＩ測定値が閾値以上の場合、信号を受信した帯域に干渉を検出したとして、信号送信処理部２１１に対して信号送信停止の指示を通知するとともに、制御処理部２１０に対しても信号送信を停止した旨を報告する。
この場合、信号送信停止の指示を信号送信処理部２１１に通知したが、ＤＡＣ２１２に通知し送信信号の停止を行っても良い。また、ＲＦ部２１３に可変帯域通過フィルタを含めておき、干渉検出部２０５がＲＦ部２１３に通知して可変帯域通過フィルタの通過帯域を変更して、干渉検出部２０５が干渉を検出した周波数帯域の信号を通過しないようにしてもよい。さらに、ＲＦ部２１３に電力増幅回路（ＰＡ）を含めておき、干渉検出部２０５がＲＦ部２１３に通知してＰＡの電源を落として、干渉検出部２０５が干渉を検出した周波数帯域の信号を遮断してもよい。干渉検出部２０５は後に図３、図４を参照して説明する。

ＤＦＴ２０６は、干渉信号をサンプリングし、特徴量の一つとして、離散フーリエ変換処理を行うことで干渉信号の周波数特性を得る。ＡＤＣ２０３からデジタル信号を受け取り、この信号を離散フーリエ変換する。この離散フーリエ変換された値は、干渉信号の特徴量の一つとして、干渉信号の周波数毎の電力に対応する。ここでは、離散フーリエ変換を用いているが、ＤＦＴ２０６の代わりに、フィルタバンクや直交復調周波数のスイープにより周波数特性を得る装置を備えても良い。

変調方式推定部２０７は、ＡＤＣ２０３からデジタル信号を受け取り、振幅の分散や、位相の分散などの特徴量を用いて、干渉信号の変調方式を推定する。変調方式推定部２０７は、その他の特徴量として、干渉信号の到来方向、干渉信号の振幅の標準偏差、振幅絶対値の標準偏差、振幅の尖度、周波数成分の絶対値の標準偏差、周波数成分の尖度、位相の標準偏差、位相の絶対値の標準偏差、正規化した振幅絶対値の周波数成分、左右周波数成分の有無、周波数成分の左右非対称性、中心周波数電力、周波数成分の最大電力などを算出し、変調方式、シンボルレートを推定することができる。

優先度データベース２０８は、複数のシステムを示す情報（例えば、複数のシステムそれぞれが使用可能な周波数など）と、そのシステムが自システムより優先度が高いか低いかを示す情報とを関連付けて記憶している。システムの優先度の高低判断基準として、予めデータベースとして、送信可能な周波数帯域におけるシステムの優先度を保存する。優先度データベース２０８には周波数帯域とシステム優先度情報の他に、変調方式、シンボルレート、信号周波数帯域幅、信号電力、パイロットパターン、バースト長、Ｄｕｔｙ比等を保存しておき、干渉解析およびシステム推定の際に用いても良い。また、優先度データベース２０８は、ＲＯＭで構成されても良いし、リムーバブルなメモリや、報知された信号によって書き換えられるＲＡＭでも良い。

干渉解析部２０９は、どの周波数帯域に、どのような信号が干渉として存在しているかを解析によって得る。干渉解析部２０９は、干渉信号の周波数帯域および変調方式・シンボルレートを推定し、この情報と、その周波数帯域におけるシステムの変調方式、シンボルレートとを比較することにより、干渉信号のシステムを推定する。推定した干渉信号を送信しているシステムが、自システムより優先度が高い場合は、信号送信処理を再開せず、通信を切断するか、他の周波数帯域を用いて通信を継続するように制御処理部２１０に指示を出す。干渉解析部２０９は、ＤＦＴ２０６から干渉信号の周波数ごとの電力を受け取り、変調方式推定部２０７から推定された干渉信号の変調方式を受け取り、優先度データベース２０８から干渉信号を送信しているシステムの優先度を受け取り、制御処理部２１０に記憶されている前回の干渉解析処理の情報を受け取り、これらに基づいて信号送信処理を再開できるか否かを判断する。干渉解析部２０９は、ＤＦＴ２０６からは、どの周波数帯域に干渉信号が存在する（干渉信号の周波数特性）のかを確認する。干渉解析部２０９は、干渉解析処理の結果、信号送信を再開できると判断した場合、信号送信再開ができる旨の解析結果を制御処理部２１０に通知する。一方、干渉解析部２０９は、信号送信を再開できないと判断した場合は、信号送信再開ができない旨の解析結果を制御処理部２１０に通知する。

干渉解析部２０９は、干渉検出部２０５が前回の送信する直前に検出した干渉信号と同じ帯域に干渉信号があると検出した場合には、この前回に検出した干渉解析結果を利用して簡易的に少ない処理量で干渉解析を行い、干渉解析の時間を削減する。例えば、干渉信号の周波数帯域に関しては、離散フーリエ変換を行うサンプルポイント数を削減することで、前回の干渉解析の時と比較して、精度を荒くする。他に、干渉解析部２０９は、過去数回の干渉解析の履歴を制御処理部２１０のメモリに保存する。干渉解析部２０９はさらに、履歴に残された干渉信号と同じ周波数帯域に干渉信号があった場合に、過去の変調方式との比較を行ってもよい。また、前回の干渉解析処理が行われた時刻を履歴として制御処理部２１０のメモリに保存しておき、今回の干渉解析処理の時刻との差が閾値より大きい場合、前回の干渉信号と同じ周波数帯域に干渉信号があった場合においては、全候補から変調方式推定を行ってもよい。

ここでは、干渉解析部２０９は、干渉信号が送信されるシステムの推定を、測定した周波数帯域と推定した変調方式のみで行っているが、信号電力、信号周波数帯域幅、シンボルレート、パイロットパターン、バースト長、Ｄｕｔｙ比等によってシステム推定を行っても良いし、共通インジケータパターン、共通プロトコル等のブロードキャストによって、システムの通知を行っても良い。干渉解析部２０９の動作の詳細については、後に図６を参照して説明する。干渉解析部２０９については図３、図４を参照して説明する。

制御処理部２１０は、干渉解析部２０９からの通知に応じて信号送信処理部２１１に指示を通知する。例えば、制御処理部２１０は、干渉解析処理の結果を受けて、干渉信号の送信元システムの優先度が自システムより低い場合は信号送信を再開し、干渉信号の送信元システムの優先度が高い場合は、前回の通信周波数帯域とは別の周波数帯域で通信を行う手続きを開始する。また、制御処理部２１０は、干渉解析部２０９の干渉解析結果（例えば、干渉解析を行った周波数帯域、干渉信号の変調方式）を格納するメモリを有する。このメモリには、前回の送信処理時に干渉解析を行ったかどうかの情報も格納している。このメモリは、過去の所定の時刻での干渉検出結果も格納していてもよい。

信号送信処理部２１１は、制御処理部２１０からの指示に基づいて、データを送信する信号処理を行い、ＤＡＣ２１２に渡す。ＤＡＣ２１２は、受け取ったデータをアナログ信号に変換する。ＲＦ部２１３は、ＤＡＣ２１２から信号を受け取って、この信号を送信信号に変換しアンテナ２０１から送信信号を送信する。

次に、第１の実施形態における端末１０１の干渉検出処理および信号送信の一例について図３を参照して説明する。
端末１０１および端末１０２はすでに同期が取れているものとし、また、端末１０１がどの周波数帯域およびどのタイミングで信号を送信するかは、すでにお互いに既知であるものとする。これらの交渉は他の専用周波数帯域で通知してもよいし、ＵＷＢのような広い帯域を用いて他のシステムに干渉を与えないように通知を行ってもよい。

端末１０１は、本システムにおいて送信が可能な帯域からある周波数帯域を選択し、信号の送信を行うが、信号の送信を行う前に、信号の送信を行う周波数帯域を含む周波数帯域において、干渉検出処理（キャリアセンス：ＣＳ（carrier sense））を行う（３０１）。干渉検出処理は、ＲＳＳＩ測定部２０４、干渉検出部２０５が行う。干渉検出処理において干渉信号が存在しないと判定された場合は、信号送信処理部２１１、ＤＡＣ２１２、ＲＦ部２１３が信号の送信処理を行う（３０２）。連続して信号を送信したい場合は、同様にして干渉検出処理（３０３）を行い、その後、信号送信処理（３０４）を行う。このように、信号送信の前には干渉検出処理を行う。

次に、第１の実施形態における端末１０１の干渉検出処理、干渉解析処理および信号送信の一例について図４を参照して説明する。
端末１０１は、図３の場合と同様に、干渉検出処理（４０１）を行い、信号送信を行う周波数帯域において干渉信号がないことを確認した後、信号送信処理（４０２）を行う。続けて信号送信を行おうとして、干渉検出処理（４０３）を行ったとき、信号送信を行う周波数帯域において、干渉信号（４０５）が存在したものとする。このとき、干渉検出処理（４０３）では、電力の有無のみで干渉信号の存在を把握するため、どの周波数帯域に、どのような信号が干渉として存在しているかは判断することができない。

端末１０１は、干渉検出部２０５が、干渉信号（４０５）を検出したため、信号送信処理を停止し、干渉解析部２０９が干渉解析処理（４０４）を行う。干渉解析処理（４０４）では、干渉信号（４０５）がどのような特徴を持つかを解析する。干渉解析部２０９は、ＤＦＴ２０６による離散フーリエ変換処理を行うことで得た、干渉信号の周波数特性から、どの周波数帯域に干渉信号（４０５）が存在するのかを確認する。

干渉解析部２０９は、干渉信号（４０５）のシステムを推定する。干渉解析部２０９は、推定した干渉信号（４０５）を送信しているシステムが、自システムより優先度が高い場合は、端末１０１は信号送信処理を再開せず、通信を切断するか、他の周波数帯域を用いて通信を継続する指示を制御処理部２１０に通知する。例えば、干渉信号（４０５）を送信しているシステムが、図１の端末１０３および基地局１０４のように、その周波数帯域においてライセンスされているセルラシステムのような場合、端末１０１は、この周波数帯域において信号送信処理を再開しない。また、推定した干渉信号（４０５）を送信しているシステムが、自システムより優先度が低い場合、かつ、干渉電力が低く、自システムへの影響が低いと判断した場合、端末１０１は信号送信処理を再開する（４０６）。例えば、干渉信号（４０５）を送信しているシステムが、図１の端末１０５および端末１０６のように、その周波数帯域においてライセンスされていないシステムの場合、端末１０１は、この周波数帯域において信号送信処理を再開する。このとき、同一時間、同一周波数帯において、信号が重なるため、互いに干渉が発生するが、使用している変調方式に対して、干渉信号の電力が低ければ、通信が可能である。また、通信品質を向上させるために、送信電力制御、ビームフォーミング等を用いて干渉を低減しても良い。

さらに、続けて信号送信を行う要求が発生した場合、干渉検出処理（４０７）を行う。この時、前回の干渉解析（４０４）の時と同じ干渉信号（４０５）が存在したものとする。この場合、干渉検出処理（４０７）で干渉の存在が確認されているため、再び干渉解析処理（４０８）が行われるが、この時は前回の干渉解析（４０４）の時に解析した結果を用いて、干渉解析の際に用いる特徴量のデータ量を削減し、干渉解析に用いる時間を削減する。例えば、前回解析して求めた干渉信号の周波数帯域についての離散フーリエ変換用サンプルポイント数を今回は削減する（つまり前回の干渉解析（４０４）の時と比較して精度を荒くする）ことで、干渉解析（４０８）の時間を削減する。これは、前回の干渉解析（４０４）の時と同じ周波数帯域に干渉信号（４０５）が存在する確率が高いということを利用したものである。この時、精度を荒くし周波数帯域の干渉信号電力測定において、干渉が検出できなければ、前回の干渉解析（４０４）と同様な干渉解析を行う必要がある。

なお、サンプルポイント数を削減する他にも、例えば特徴量の種類を前回より少なくしたり、解析の桁数を少なくしたり、といったことで、特徴量のデータ量を削減することができることはいうまでもない。

また、変調方式推定に関して、多くの変調方式候補の中から、一つの変調方式を推定するためには、上記に記したような、多くの特徴量が必要となるが、前回の干渉解析（４０４）の結果と同じ変調方式であるか否かを判定する時には、すべての特徴量を使用する必要はない。例えば、変調方式｛ＡＭ（amplitude modulation），ＭＡＳＫ（M-ary amplitude shift keying），ＶＳＢ（vestigial side band），ＦＭ（frequency modulation），ＭＦＳＫ（M-ary Frequency shift keying），ＤＳＢ―ＳＣ（double side band suppressed carrier），ＳＳＢ−ＳＣ（single side band suppressed carrier），ＢＰＳＫ（binary phase shift keying），ＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying）｝の候補の中から、一つの変調方式を推定するためには、干渉信号の振幅の標準偏差、振幅絶対値の標準偏差、振幅の尖度、周波数成分の絶対値の標準偏差、周波数成分の尖度、位相の標準偏差、位相の絶対値の標準偏差、正規化した振幅絶対値の周波数成分、左右周波数成分の有無、周波数成分の左右非対称性、中心周波数電力、周波数成分の最大電力などを用いて推定を行うが、前回の干渉解析（４０４）の結果ＱＰＳＫと同じであるか否かを干渉解析（４０８）で確かめるとすると、位相の標準偏差、左右周波数成分の有無、位相の絶対値の標準偏差、周波数成分の最大電力のみを用いることで、判断できる。

干渉解析（４０８）の結果、前回の干渉解析（４０４）と同じ干渉信号（４０５）であると判断した場合、端末１０１の信号送信処理部２１１は信号送信処理（４０９）を行う。また、干渉解析部２０９は、干渉解析（４０８）の結果、前回の干渉解析（４０４）で解析した干渉信号（４０５）ではない判断した場合、再び詳細な干渉信号解析を行う。

次に、第１の実施形態における端末１０１の干渉検出、干渉解析および信号送信手順について図５を参照して説明する。
まず、ＲＳＳＩ測定部２０４が、信号を送信する周波数帯域に対して、特徴量の一つとして、ＲＳＳＩを測定する（ステップＳ５０１）。次に、干渉検出部２０５が、測定した受信電力と予め定められた閾値とを比較する（ステップＳ５０２）。この時、閾値は、例えば、熱雑音電力と同等の電力を定めておく。この時、受信電力が閾値を下回った場合（ステップＳ５０３のＮｏ）、通常動作として、信号送信処理部２１１、ＤＡＣ２１２、ＲＦ部２１３によって、端末１０１は信号を送信する（ステップＳ５０４）。

受信電力が閾値を上回った場合（ステップＳ５０３のＹｅｓ）、干渉検出部２０５は、信号を送信する周波数帯域内に干渉信号が存在すると判断し、信号送信処理部２１１に、信号の送信を停止する通知を行い、信号送信処理部２１１が信号の送信を停止する（ステップＳ５０５）。さらに、ＤＦＴ２０６と変調方式推定部２０７が、この周波数帯域内に存在する干渉信号の解析を行うために、干渉信号の特徴量を収集し（ステップＳ５０６）、干渉解析部２０９が、この特徴量を用いて干渉信号の解析を行い、干渉信号がどのようなシステムから送信されているかを推定する（ステップＳ５０７）。干渉解析部２０９は、干渉解析の結果から信号送信再開が可能であるかどうかを判断し（ステップＳ５０８）、信号送信可能であると判断すれば、制御処理部２１０を介して再開処理の指示を信号送信処理部２１１に通知し、信号送信処理部２１１が信号送信を行い（ステップＳ５０９）、再開できないと判断されれば、この周波数帯域での通信をあきらめて、別周波数帯域への通信変更手続きを開始する（ステップＳ５１０）。別周波数帯域への変更交渉は他の専用周波数帯域で通知してもよいし、ＵＷＢのような広い帯域を用いて他のシステムに干渉を与えないように通知を行ってもよい。

次に、第１の実施形態における干渉信号解析処理（ステップＳ５０７）および、信号送信再開判定処理（ステップＳ５０８）の詳細について図６を参照して説明する。図６は、干渉信号検出処理で干渉が存在すると判定され、信号の送信を停止した後のフローチャートである。
まず、ＤＦＴ２０６が、サンプリングした受信信号に対して離散フーリエ変換処理を行う（ステップＳ６０１）。この処理で、干渉解析部２０９は、干渉信号が測定した周波数帯域のどの周波数に存在するかを確認する。次に、干渉解析部２０９が、制御処理部２１０内のメモリを参照して、前回の送信時に干渉信号検出処理において、干渉信号が検出され、信号送信処理の前に干渉解析処理が行われたかどうかを判定する（ステップＳ６０２）。例えば、図４の干渉解析処理４０４は前回の干渉検出処理４０１において干渉が検出されていないため、前回の信号送信処理４０２の前には干渉解析処理は行われていない。また、図４の干渉解析処理４０８は前回の干渉検出処理４０３において、干渉が検出されているため、前回の信号送信処理４０６の前には、干渉解析処理４０４が行われている。ここで、前回の信号送信処理の前に干渉解析処理が行われていれば、次に、干渉解析部２０９が、制御処理部２１０内のメモリを参照して、その干渉信号が前回の変調解析の時と同じ周波数帯域に存在するか否かを判断する（ステップＳ６０３）。さらに、前回と同じ周波数帯域の干渉信号であると判断された場合、干渉解析部２０９が制御処理部２１０内のメモリを参照して前回解析された干渉信号と同じ変調方式であるか否かを推定する処理を行う（ステップＳ６０４）。ここでは、変調方式が同じかどうかを判定しているが、変調方式でなく、他の特徴量が同じかどうかを判定してもよい。ここで、干渉解析部２０９が、変調方式推定部２０７によって推定された干渉信号の変調方式が前回解析された干渉信号と同じ変調方式であると判断した場合、前回推定されたシステムと同一であると判断する（ステップＳ６０６）。また、前回の送信時に干渉信号の解析を行っていない場合（ステップＳ６０２のＮｏ）、または、前回の干渉解析と結果が異なる場合（ステップＳ６０３のＮｏ、６０５のＮｏ）は、変調方式推定部２０７が、すべての候補の中から変調方式の推定を行い（ステップＳ６０８）、干渉解析部２０９が、干渉信号の周波数帯域および推定された変調方式から、干渉信号のシステムを推定する（ステップＳ６０９）。

本実施形態では、前回の干渉信号と同じ周波数帯域に干渉信号があった場合に（ステップＳ６０３のＹｅｓ）に、前回の変調方式との比較（ステップＳ６０５）を行っているが、過去数回の干渉解析の履歴を保存し、履歴に残された干渉信号と同じ周波数帯域に干渉信号があった場合に、前回の変調方式との比較（ステップＳ６０５）を行ってもよい。また、前回の干渉解析処理が行われた時刻を履歴として保存しておき、今回の干渉解析処理の時刻との差が、閾値より大きい場合、前回の干渉信号と同じ周波数帯域に干渉信号があった場合でも、前候補から変調方式推定（ステップＳ６０８）を行ってもよい。ここでの閾値は、該当する周波数帯域において優先度を持つシステムや、干渉信号のシステムの送信サイクル周期に合わせて設定する必要がある。例えば、ＴＶ放送などは、深夜帯に放送が途絶えるとすると、サイクル周期は数時間単位と考えられるため、閾値は数分〜数時間であることが考えられる。レーダーなどはサイクル周期がｓ単位、また、無線ＬＡＮや携帯電話等は、サイクル周期がｍｓ単位と考えられるため、閾値は数ｕｓ〜数ｍｓであることが考えられる。

干渉信号のシステム推定が完了した後、干渉検出部２０５が送信する周波数帯域における干渉信号電力と閾値を比較する（ステップＳ６１０）。この閾値は干渉検出処理（４０３）で用いた熱雑音から計算された閾値とは異なり、通信中のデータのＱｏＳ（quality of service）によって可変となる閾値である。例えば、送信する信号の変調方式が干渉に強い方式（ＢＰＳＫ等）であれば、閾値は高く設定され、変調方式が干渉に弱い方式（６４ＱＡＭ等）であれば、閾値は低く設定される。誤り訂正符号の符号化率が高ければ、多くの誤りを訂正できるため、閾値を高く設定できる。制御信号のようにリアルタイム性が要求され、かつ、多くの誤りを許容できないデータに対しては、閾値は低く設定され、データのダウンロードのように再送が許容されるデータに対しては、閾値は高く設定される。

干渉信号電力が閾値より低いと判断された場合（ステップＳ６１０のＹｅｓ）、干渉解析部２０９は、ステップＳ６０６およびステップＳ６０９で推定された干渉信号の送信元のシステムと、自システムとの優先度を比較し、干渉信号を送信するシステムが、低い優先度をもっていると判断した場合（ステップＳ６１１のＹｅｓ）、信号送信処理を再開できると判断する（ステップＳ６１２）。もし、推定した干渉信号を送信するシステムが、自システムより優先度が高ければ（ステップＳ６１１のＮｏ）信号送信処理を再開できないと判断する（ステップＳ６１３）。

第１の実施形態によれば、干渉を検出した時点で信号の送信を一時停止させるため、他システムに干渉を与える確率を低く抑えることができるとともに、干渉解析の結果に応じて信号送信を再開できるため、自システムのスループットを向上することができる。

また、自システムより優先度が高いか低いかを合わせて複数のシステムを記憶しているので、アンライセンスシステムや、他のコグニティブ無線機が存在し、通信を行っている場合に、自システムのスループットが下がることを防止することができる。

さらに、ライセンスシステムが存在し、通信を行っている場合に、この通信を避けて通信を行うことで、ライセンスシステムへの干渉を抑圧するとともに、自システムのスループットが下がることを防止することができる。

またさらに、干渉検出手段で、連続して干渉信号が検出された場合、同一システムからのまたは同様な特徴を有した干渉信号である可能性が高いことを利用して、干渉解析に使用する特徴量を絞ることにより、２回目以降の干渉解析手段を短時間で終了させることができるため、自システムのスループットを向上させることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態の通信装置は、第１の実施形態とは干渉解析処理が異なる。本実施形態の通信装置は、第１の実施形態の通信装置とは異なり、変調方式推定部２０７、優先度データベース２０８を備えていない。また、本実施形態の干渉解析部と制御処理部は、第１の実施形態での干渉解析部２０９と制御処理部２１０の動作と異なる。以下、既に説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。

第２の実施形態の通信装置について図７を参照して説明する。
干渉解析部７０１は、ＤＦＴ２０６での離散フーリエ変換処理を用いて、干渉信号の特徴量の一つとして、干渉信号の周波数毎の電力を得て、現在使用している周波数帯域の中で、空き周波数帯域で通信再開が可能であるか否かを判断する。干渉解析部７０１の動作の詳細は後に図９を参照して説明する。

制御処理部７０２は、干渉解析部７０１の干渉解析処理の結果を受けて、別周波数帯域で通信を行う手続きを開始する。制御処理部７０２は、干渉信号を周波数空間的に避けて送信を行うよう送信を制御する。すなわち、送信する時間は干渉信号と重なることがあっても、干渉信号が送信されていない周波数帯域で、端末１０１が送信処理を行うように制御する。また、制御処理部７０２は、第１の実施形態の制御処理部２１０のように、干渉解析処理の結果、干渉解析部７０１が信号送信を再開できると判断した場合、信号送信再開ができる旨の通知を受け取り信号送信処理部２１１に通知し、信号送信を再開できないと判断した場合は、信号送信再開ができない旨の通知を受け取り信号送信処理部２１１に通知する。

次に、第２の実施形態における、端末１０１の干渉検出、干渉解析処理および信号送信の一例について図８を参照して説明する。
端末１０１および端末１０２はすでに同期が取れているものとし、また、端末１０１がどの周波数帯域およびどのタイミングで信号を送信するかは、すでにお互いに既知であるものとする。これらの交渉は他の専用周波数帯域で通知してもよいし、ＵＷＢのような広い帯域を用いて他のシステムに干渉を与えないように通知を行ってもよい。

端末１０１の干渉解析部２０９が、ＤＦＴ２０６による離散フーリエ変換処理を行うことで得た、干渉信号の周波数特性から、どの周波数帯域に干渉信号（４０５）が存在するのかを確認するまでは、第１の実施形態での図４での説明と同様である。

干渉解析部７０１が、干渉を解析した結果、干渉信号（４０５）の中心周波数および周波数帯域幅を確認した後、この干渉信号を避け、該干渉信号に対して互いに干渉が十分に小さく、互いの通信に影響を及ぼさない低干渉周波数帯域で、信号送信処理を再開するように制御処理部２１０に通知し、信号送信処理部２１１が送信処理を行う（８０１）。低干渉周波数帯域は、上記干渉信号とは異なる周波数帯域であり、例えば、上記干渉信号に直交する周波数帯域とすればより好ましい効果が得られることはいうまでもない。さらに、続けて送信を行う場合、再び送信する周波数帯域において、ＲＳＳＩ測定部２０４と干渉検出部２０５が干渉検出処理（８０２）を行い、干渉が存在しないことを確認した後、信号送信処理部２１１が信号送信処理（８０３）を行う。

第２の実施形態では、干渉信号の周波数成分という特徴量を用いて干渉解析を行ったが、干渉信号の到来方向という特徴量を用いて、アダプティブアレーアンテナで干渉信号の到来方向にヌルを向けた信号送信再開を行うことで、空間的な直交性を利用できる。また、干渉信号のバースト長、干渉信号のバーストサイクル周期、干渉信号のＤｕｔｙ比という特徴量を用いて、その時間的な隙間を利用して信号送信再開をすることで、時間的な直交性を利用できる。さらに、干渉信号がＤＳ−ＣＤＭＡであった場合、干渉信号の拡散コードという特徴量を用いて、干渉信号と直交する拡散コードを用いて信号送信再開をすることで、拡散コード的な直交性を利用できる。干渉信号が周波数ホッピングもしくは時間ホッピングを用いた通信であった場合、干渉信号のホッピングパターンという特徴量を用いて、干渉信号と直交するホッピングパターンを用いて信号送信を再開することで、ホッピングパターン的な直交性を利用できる。例えばこれらの、干渉信号に対して直交性を有する、周波数、空間、時間、信号パターンなどをここでは総称して、直交チャネルと呼ぶこととする。

次に、第２の実施形態における、端末１０１の干渉検出、解析および信号送信手順の一例について図９のフローチャートを参照して説明する。以下、既に説明したステップと同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。
ＲＳＳＩ測定部２０４が測定したＲＳＳＩ測定値が閾値を上回った場合（ステップＳ５０３のＹｅｓ）、信号を送信する周波数帯域内に、干渉信号が存在すると判断し、信号の送信を停止（ステップＳ５０５）した後に、この周波数帯域内に存在する干渉信号の解析を行うために、ＤＦＴ２０６が離散フーリエ変換処理を行い（ステップＳ９０１）、干渉解析部７０１が干渉信号の中心周波数および周波数帯域幅を確認する。このことにより、干渉解析部７０１が干渉信号のない空き周波数帯域を検出する（ステップＳ９０１）。空き周波数帯域であるか否かは、例えば、該当周波数帯域の受信電力が熱雑音電力と同等の閾値を下回った場合に、空き周波数帯域であると判断する。この結果から、空き周波数帯域が存在し（ステップＳ９０３のＹｅｓ）、かつ、検出した空き周波数帯域で通信の継続が可能であれば（ステップＳ９０４のＹｅｓ）、干渉解析部７０１が制御処理部７０２に再開処理を指示し信号送信処理部２１１が送信処理を行い（ステップＳ５０９）、再開できないと判断されれば、この周波数帯域での通信をあきらめて、別周波数帯域への通信変更手続きを開始する（ステップＳ５１０）。

第２の実施形態によれば、送信を再開できない場合に、送信周波数帯域を変更することにより、自システムのスループットが低下することを防止することができる。

（第３の実施形態）
本実施形態の通信装置は、第１の実施形態とは干渉解析処理が異なる。本実施形態の通信装置は、第１の実施形態の通信装置とは異なり、優先度データベース２０８を備えていない。本実施形態の通信装置は、新たに、バースト長Ｄｕｔｙ比サイクル周期推定部１００１を備えている。また、本実施形態の干渉解析部と制御処理部は、第１の実施形態での干渉解析部２０９と制御処理部２１０の動作と異なる。

第３の実施形態の通信装置について図１０を参照して説明する。
バースト長Ｄｕｔｙ比サイクル周期推定部１００１は、ＡＤＣ２０３から受け取ったデジタル信号に基づいて、干渉信号のバースト長、干渉信号のＤｕｔｙ比、干渉信号のサイクル周期を推定する。ここで、ある信号のＤｕｔｙ比とは、（信号が発生している時間）／（信号が発生していない時間）のことである。

干渉解析部１００２は、バースト長Ｄｕｔｙ比サイクル周期推定部１００１、変調方式推定部２０７、ＤＦＴ２０６からの情報と、制御処理部１００３に保存されている前回の干渉解析処理の情報とを用いて、信号送信処理を再開できるか否かを判断する。干渉解析処理の結果、信号送信を再開できると判断した場合、信号送信再開ができる旨を、制御処理部１００３に通知する。信号送信を再開できないと判断した場合は、信号送信再開ができない旨を、制御処理部１００３に通知する。干渉解析部１００２の動作の詳細は後に図１２を参照して説明する。

制御処理部１００３は、制御処理（１２１０）は干渉解析処理の結果を受けて、別周波数帯域で通信を行う手続きを開始する。制御処理部１００３は、干渉信号を時間的に避けて送信を行うよう送信を制御する。すなわち、使用する周波数帯域はほぼ同一であるが、干渉信号が送信されていない時間に、端末１０１が送信処理を行うように制御する。制御処理部１００３は、干渉解析部１００２からの通知を受けて、通知に応じて信号送信処理部２１１を制御する。

次に、第３の実施形態における端末１０１の干渉検出処理・干渉解析処理および信号送信の一例について図１１を参照して説明する。
端末１０１は図３の場合と同様に、干渉検出部２０５が干渉検出処理（４０１）を行い、信号送信を行う周波数帯域において干渉信号がないことを確認した後、信号送信処理部２１１が信号送信処理（４０２）を行う。続けて信号送信を行おうとして、干渉検出部２０５が干渉検出処理（４０３）を行ったとき、信号送信を行う周波数帯域において、干渉信号（１１０２）が存在したものとする。このとき、干渉検出処理（４０３）は、電力の有無のみで干渉信号の存在を把握するため、どの周波数帯域に、どのような信号が干渉として存在しているかは判断することができない。端末１０１は干渉信号（１１０２）を検出したため、信号送信処理部２１１が信号送信処理を停止し、干渉解析部１００２が干渉解析処理（１１０１）を行う。干渉解析処理（１１０１）では、干渉信号（１１０２）がどのような特徴を持つかを解析する。ここでは、ＤＦＴ２０６、変調方式推定部２０７、バースト長Ｄｕｔｙ比サイクル周期推定部１００１が、干渉信号（１１０２、１１０３、１１０４）をサンプリングし、特徴量の一部として、干渉信号の周波数特性、バースト長、Ｄｕｔｙ比、サイクル周期を得る。これにより、干渉解析部１００２が周波数的、時間的な空き領域を推定する。その他、干渉解析部１００２は、干渉信号の振幅の標準偏差、振幅絶対値の標準偏差、振幅の尖度、周波数成分の絶対値の標準偏差、周波数成分の尖度、位相の標準偏差、位相の絶対値の標準偏差、正規化した振幅絶対値の周波数成分、左右周波数成分の有無、周波数成分の左右非対称性、中心周波数電力、周波数成分の最大電力などを算出する。これらの特徴量により、干渉信号（１１０２、１１０３、１１０４）の周波数帯域および変調方式、シンボルレートが推定できる。干渉解析部１００２は、この情報と、その周波数帯域における優先度を持つシステムの変調方式、シンボルレートと比較することにより、干渉信号（１１０２、１１０３、１１０４）のシステムを推定できる。

干渉解析部１００２が、推定した干渉信号（１１０２、１１０３、１１０４）を送信するシステムが、周期的なバースト信号を送信するシステムであり、かつ、その空き時間領域をもちいて通信が継続できると判断した場合、端末１０１は、時間的空き領域を用いて、信号送信処理を再開する（１１０５）。例えば、干渉信号（１１０２、１１０３、１１０４）を送信しているシステムがＰＨＳの上り通信のように、時分割多重を行っている通信方式であれば、その変調方式、パイロット信号からシステムの推定をおこない、かつ、バースト長、サイクル周期から空き時間が推定できるため、この直交する時間を用いて通信を再開することが可能となる。ここで、直交する時間とは、信号が時間的にずれていて、互いの通信に影響を及ぼさない時間のことを示す。

さらに続けて信号送信を行う要求が発生した場合、干渉検出部２０５が干渉検出処理（１１０６）を行う。この時、前回の干渉解析（１１０１）の時と同じシステムからの干渉信号（１１０７）が存在したものとする。この場合、干渉検出処理（１１０６）で干渉の存在が確認されているため、再び干渉解析処理（１１０８）が行われるが、この時は前回の干渉解析（１１０１）の時に解析した結果を用いて、干渉解析の際に用いる特徴量を削減し、干渉解析に用いる時間を削減する。ここでは、干渉信号の変調方式推定を行い、干渉信号を送信するシステムが前回の干渉解析（１１０１）で推定された結果と等しいかどうかの確認を行い、さらに、サイクル周期の推定を省略して、送信バーストの終了を検出した後、信号送信処理（１１０９）を行う。

第３の実施形態における端末１０１の干渉検出処理、干渉解析処理および信号送信については第１の実施形態で参照した図５に示した動作と同様である。第３の実施形態の端末１０１は、図５に示したステップのうち、ステップＳ５０７とステップＳ５０８の詳細動作が第１の実施形態とは異なる。干渉信号解析処理（ステップＳ５０７）および、信号送信再開判定処理（ステップＳ５０８）での動作の一例について図１２を参照して説明する。

前回の送信時に干渉信号の解析を行っていない場合（ステップＳ６０２のＮｏ）、または、前回の干渉解析と結果が異なる場合（ステップＳ６０３のＮｏ、６０５のＮｏ）は、バースト長Ｄｕｔｙ比サイクル周期推定部１００１が干渉信号のバースト長、Ｄｕｔｙ比、サイクル周期を測定する（ステップＳ１２０１）。ここでは、干渉信号が送信されるシステムの推定を、推定した変調方式のみで行っているが、測定した信号電力、信号周波数帯域幅、シンボルレート、パイロットパターン、バースト長、Ｄｕｔｙ比等によってシステム推定を行っても良いし、共通インジケータパターン、共通プロトコル等のブロードキャストによって、システムの通知を行っても良い。

干渉解析部１００２が、干渉信号のシステム推定が完了した後、測定したバースト長、Ｄｕｔｙ比、サイクル周期から、通信継続のために使用できる空き時間を算出し、空き時間と閾値を比較する（ステップＳ１２０２）。この閾値は通信中のデータのＱｏＳによって可変となる閾値である。例えば、通信に要求されるデータ量が大きければ、閾値は大きくなるし、逆に、通信に要求されるデータ量が小さければ、閾値は小さくなる。空き時間が閾値より長いと判断された場合（ステップＳ１２０２のＹｅｓ）、干渉検出部２０５が、干渉信号の送信バーストの終了を検出し（ステップＳ１２０３）、その後、送信再開可能であると判断する（ステップＳ６１２）。

第３の実施形態によれば、送信を再開できない場合に、干渉信号が発生する時間を除いて送信信号を送信することにより、自システムのスループットが低下することを防止することができる。また、優先度や直交した空き領域が存在し、送信を再開したとしても、ＱｏＳが補償できない場合は、他の周波数帯域に移動して通信を行うことで、ＱｏＳの補償ができる。

（第４の実施形態）
本実施形態の通信装置は、第２の実施形態とは干渉検出処理、干渉解析処理が異なる。本実施形態の通信装置は、第２の実施形態とは異なり、信号受信処理部を新たに備える。また、本実施形態の信号送信処理部、干渉検出部、制御処理部は、第２の実施形態でのそれらの部とは動作が異なる。

第４の実施形態の通信装置について図１３を参照して説明する。
制御処理部１３０１は、干渉解析処理の結果、干渉解析部７０１が信号送信を再開できると判断した場合、干渉解析部７０１から空き周波数帯域の情報を受け取り、信号送信処理部１３０２に通知し、空き周波数帯域情報の送信を指示する。制御処理部１３０１は、干渉解析部７０１が信号送信を再開できないと判断した場合は、信号送信再開ができない旨を受け取り、干渉解析処理の結果を受けて、別周波数帯域で通信を行う手続きを開始する。
制御処理部１３０１は、信号受信処理に対しても、解析結果通知の後、信号が送信されてくると考えられる帯域において、信号を待ち受けるための指示をＲＦ部２０２、ＡＤＣ２０３、信号受信処理部１３０３に通知する。制御処理部１３０１は、信号受信処理において干渉検出通知が受信できた場合、信号送信処理部１３０２に信号送信停止を指示する。さらに、空き周波数帯域通知の待ち受け状態に入る。制御処理部１３０１は、干渉信号検出通知が受信できなかった場合、干渉検出部１３０４では入力されたＲＳＳＩと閾値の比較を行うよう制御する。制御処理部１３０１は、受信信号電力が閾値を下回った場合、干渉が無い旨の通知を受け、信号送信処理部１３０２は通常処理として、信号を送信するよう制御する。制御処理部１３０１は、受信信号電力が閾値を上回った場合、干渉が検出された旨の通知を受け取り、信号送信処理を停止するよう制御する。

信号送信処理部１３０２は、干渉検出通知、空き周波数帯域通知の送信を指示する。

信号受信処理部１３０３は、他の通信装置から、干渉検出通知、空き周波数帯域通知を受け取る。

干渉検出部１３０４は、受け取ったＲＳＳＩ測定値と閾値の比較を行う。ここで、閾値は、例えば、熱雑音電力と同等の電力を定めておく。干渉検出部１３０４は、受信信号電力が閾値を下回った場合、信号受信処理部１３０３に干渉が無い旨を通知する。また、干渉検出部１３０４は、受信信号電力が閾値より大きい場合、信号送信処理部１３０２に、干渉検出通知の送信を指示するとともに、制御処理部１３０１にも干渉が検出された旨を報告する。

次に、第４の実施形態における端末１０２の信号送信および干渉検出、干渉解析結果の受信の一例について図１４を参照して説明する。また、第４の実施形態における端末１０１の信号受信、干渉検出、干渉解析および干渉検出解析結果の通知の一例について図１５を参照して説明する。
端末１０１および端末１０２はすでに同期が取れているものとし、端末１０２がどの周波数帯域およびどのタイミングで信号を送信するかは、すでにお互いに既知であるものとする。これらの交渉は他の専用周波数帯域で通知してもよいし、ＵＷＢのような広い帯域を用いて他のシステムに干渉を与えないように通知を行ってもよい。

端末１０１は、端末１０２からの信号を受信する前に、干渉の有無を確かめるために、干渉検出部１３０４が干渉検出処理（１５０１）を行う。これと同時に、端末１０２は、送信を行う前に干渉検出部１３０４が干渉検出処理（１４０１）を行う。端末１０２が行う干渉検出処理（１４０１）は、後述する端末１０１からの干渉検出通知の受信処理を兼ねる。ここでは、端末１０１および端末１０２において干渉が検出されなかったため、端末１０２から端末１０１に対して信号を送信する（１４０２、１５０２）。

続けて、再び端末１０２から端末１０１に対して信号を送信する要求が発生した場合、双方の端末において再び干渉検出を行う（１４０３、１５０３）。ここで、端末１０１の近くに存在する端末１０３からの干渉信号（１５０６）が発生したものとする。この信号は端末１０１では検出できるものの、端末１０２では距離が遠く、検出できないものとする。端末１０２は干渉検出部１３０４が干渉検出処理（１５０３）で干渉信号（１５０６）を検出した場合、端末１０２に対して、信号送信処理部１３０２が干渉検出通知（１５０４）を送信する。この干渉検出通知（１５０４）は、端末１０２が干渉検出および干渉検出通知の受信処理（１４０３）を行っている周波数帯域および時間に行う。また、干渉検出通知（１５０４）は、十分に拡散されているか、端末１０２の方向にビームを向ける、端末１０３の方向にヌルを向ける等して、端末１０３および基地局１０４への通信に影響を与えない電力とすることが望ましい。なお、干渉検出通知（１５０４）は干渉検出および送信停止することのみを通知する。

端末１０２では、信号受信処理部１３０３が干渉検出処理および干渉検出通知の受信処理（１４０３）で干渉検出通知（１５０４）を受け取り、信号送信処理部１３０２が次に予定されていた信号の送信を停止する。端末１０１では、信号送信処理部１３０２が干渉検出通知（１５０４）を送信した後、干渉解析部７０１が干渉解析処理（１５０５）を行う。干渉解析処理（１５０５）は、干渉信号（１５０６）がどのような特徴を持つかを解析する。ここでは、干渉信号をサンプリングし、特徴量の一つとして、ＤＦＴ２０６が離散フーリエ変換処理を行うことで干渉信号の周波数特性を得る。この特徴量から、どの周波数帯域に干渉信号（１５０６）が存在するのかを確認する。干渉解析部７０１が、干渉を解析した結果、干渉信号（１５０６）の中心周波数および周波数帯域幅を確認した後、端末１０１は、この干渉信号を避け、直交する周波数帯域で、干渉解析結果通知（１５０７）を送信する。端末１０２は、どの周波数帯域で干渉解析結果通知が送信されてくるか分からないため、干渉解析結果通知（１５０７）は、冗長性が大きく、端末１０２がブラインド推定しやすい信号であることが望ましい。例えば、干渉解析結果通知（１５０７）は、周波数分割されたマルチキャリアの信号であり、周波数毎に同一の信号を送信し、端末１０２はすべてのキャリアで待ち受けても良い。また、干渉解析結果通知（１５０７）は、端末１０２が送信を再開するための空き周波数帯域の情報を通知する。この後、通知された空き周波数帯域において、端末１０１は干渉検出処理（１５０８）、端末１０２は干渉検出および干渉検出通知受信処理（１４０５）を行い、信号送信処理を再開する（１４０６、１５０９）。

次に、第４の実施形態における、端末１０１の干渉検出、干渉解析・干渉通知および信号受信手順について図１６を参照して説明する。図１６のフローチャートは、図９のフローチャートとほとんど同一であるが、新たに干渉検出を相手端末に通知すること、空き周波数帯域を相手端末に通知することが加わる。
まず、端末１０１は信号を受信する周波数帯域に対して、特徴量の一つとして、ＲＳＳＩ測定部２０４が受信電力（ＲＳＳＩ）を測定する（ステップＳ５０１）。干渉検出部１３０４がＲＳＳＩ測定値と閾値を比較し、受信電力が閾値を上回った場合（ステップＳ５０３のＹｅｓ）、干渉検出部１３０４が信号を受信する周波数帯域内に干渉信号が存在すると判断し信号送信処理部１３０２に指示し、信号送信処理部１３０２が干渉信号検出を端末１０２に通知する（ステップＳ１６０１）（図１５の１５０４）。

空き周波数帯域であるか否かは、例えば、端末１０１の干渉検出部１３０４が、該当周波数帯域の受信電力が熱雑音電力と同等の閾値を下回った場合に空き周波数帯域であると判断する。この結果から、空き周波数帯域が存在し（ステップＳ９０３のＹｅｓ）、かつ、検出した空き周波数帯域で通信の継続が可能であれば（ステップＳ９０４のＹｅｓ）、端末１０１は信号送信処理部１３０２によって空き周波数帯域の情報を端末１０２に通知し（ステップＳ１６０２）（図１４の１４０７）、その後、端末１０１は送信されてきた信号を受信する（ステップＳ１６０３）（図１５の１５０９）。

次に、第４の実施形態における、端末１０２の干渉検出、干渉解析、干渉通知受信および信号送信手順について図１７を参照して説明する。図１７のフローチャートは、図９のフローチャートとステップＳ１７０２以降は同一であるが、干渉検出通知に関してのフローが加わる。
まず、端末１０２は信号を送信する周波数帯域に対して、特徴量の一つとして、受信電力（ＲＳＳＩ）を測定する（ステップＳ５０１）。同時に、信号受信処理部１３０３が端末１０１からの干渉検出通知の受信処理（ステップＳ１７０１）も行う。端末１０１が送信した干渉検出通知を受信できた場合（ステップＳ１７０２のＹｅｓ）、次に送信する予定だった信号の送信を停止する（ステップＳ１７０３）。その後、端末１０１からの干渉解析結果（空き周波数帯域）の通知を待ち受ける（ステップＳ１７０４）。端末１０１からの干渉解析結果の通知が受信できない場合（ステップＳ１７０５のＮｏ）、現在行っている通信を別の周波数帯域で行うための手続きを開始する（ステップＳ１７０６）。

第４の実施形態によれば、干渉検出処理と同時に他の通信装置から干渉検出通知、送信停止通知、干渉解析結果通知、送信を再開するための空き周波数帯域の情報通知を受信することができるので、自システムのスループットを向上させることができる。

（ソフトウェアによる実施形態）
また、上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の通信装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述の実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータまたは組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の通信装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
さらに、本願発明における記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。

なお、本願発明におけるコンピュータまたは組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本実施形態の通信装置の通信システムと他の通信システムとの関係を説明するための図。 第１の実施形態の通信装置のブロック図。 図２の通信装置の干渉検出処理、信号送信処理の一例を示す図。 図２の通信装置の干渉検出処理、干渉解析処理および信号送信処理の一例を示す図。 図２の通信装置の動作の一例を示すフローチャート。 図５のステップＳ５０７およびステップＳ５０８の詳細の一例を示すフローチャート。 第２の実施形態の通信装置のブロック図。 図７の通信装置の干渉検出処理、干渉解析処理および信号送信処理の一例を示す図。 図７の通信装置の動作の一例を示すフローチャート。 第３の実施形態の通信装置のブロック図。 図１０の通信装置の干渉検出処理、干渉解析処理および信号送信処理の一例を示す図。 図１０の通信装置の干渉信号解析処理および信号送信再開判定処理での動作の一例を示すフローチャート。 第４の実施形態の通信装置のブロック図。 データ信号を送信する場合の図１３の通信装置の信号送信および干渉検出、干渉解析結果の受信の一例を示す図。 データ信号を受信する場合の図１３の通信装置の信号受信、干渉検出、干渉解析および干渉検出解析結果の通知の一例を示す図。 データ信号を受信する場合の図１３の通信装置の動作の一例を示すフローチャート。 データ信号を送信する場合の図１３の通信装置の動作の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１０１、１０２、１０３、１０５、１０６・・・端末、１０４・・・基地局、２０１・・・アンテナ、２０２・・・無線周波数処理部、２０３・・・ＡＤＣ、２０４・・・ＲＳＳＩ測定部、２０５、１３０４・・・干渉検出部、２０６・・・ＤＦＴ、２０７・・・変調方式推定部、２０８・・・優先度データベース、２０９、７０１、１００２・・・干渉解析部、２１０、７０２、１００３、１３０１・・・制御処理部、２１１、１３０２・・・信号送信処理部、２１２・・・ＤＡＣ、２１３・・・ＲＦ部、４０１、４０３・・・干渉検出処理、４０２、４０６・・・信号送信処理、４０４、４０８・・・干渉解析処理、１００１・・・バースト長Ｄｕｔｙ比サイクル周期推定部、１３０３・・・信号受信処理部。

Claims (7)

1. 送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第１の干渉特徴量を測定する測定手段と、
   前記第１の干渉特徴量から前記送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定する干渉判定手段と、
   前記測定の後に、前記送信周波数帯域のうちで前記干渉信号に直交する周波数帯域、前記干渉信号に直交する時間、前記干渉信号に直交する空間、および前記干渉信号に直交する拡散コードのうち少なくとも１つに該当する送信チャネルを、前記測定手段が測定する第２の干渉特徴量から求める干渉解析手段と、
   前記送信周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合に前記送信周波数帯域で第１の送信をし、前記送信周波数帯域に干渉信号があると判定された場合に前記送信チャネルで第２の送信を行う送信手段と、を具備することを特徴とする通信装置。
2. 送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第１の干渉特徴量を測定する測定手段と、
   前記第１の干渉特徴量から前記送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定する干渉判定手段と、
   前記干渉判定手段で前記送信周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合、前記送信周波数帯域において、信号を送信する第１の送信手段と、
   前記干渉判定手段で前記送信周波数帯域に干渉信号があると判定された場合、前記送信周波数帯域において、前記干渉信号に直交する周波数帯域、前記干渉信号に直交する時間、前記干渉信号に直交する空間、および前記干渉信号に直交する拡散コードのうち少なくとも１つに該当する送信チャネルを、前記測定手段が測定する第２の干渉特徴量から見つける干渉解析手段と、
   前記干渉解析手段において、前記送信チャネルが見つかった場合、前記送信チャネルで信号の送信を行う第２の送信手段と、を具備することを特徴とする通信装置。
3. 干渉信号の特徴量に対応するチャネル情報と、前記チャネル情報と関連付けられた優先権情報と、を記憶する優先権情報記憶手段と、
   送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第１の干渉特徴量を測定する測定手段と、
   前記第１の干渉特徴量から前記送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定する干渉判定手段と、
   前記干渉判定手段で前記送信周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合、前記送信周波数帯域で送信を行う第１の送信手段と、
   前記干渉判定手段で前記送信周波数帯域に干渉信号があると判定された場合、前記測定手段に測定され前記送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第２の干渉特徴量から干渉チャネル情報を求める干渉解析手段と、
   前記チャネル情報のうち、前記干渉チャネル情報に該当するものに関連付けられている優先権情報が自装置に優先権があると示している場合に、前記送信周波数帯域で送信を行う第２の送信手段と、を具備することを特徴とする通信装置。
4. 前記干渉解析手段は、前記送信チャネルを記憶し、
   前記測定手段は、前記第２の送信の後に、前記送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第３の干渉特徴量を測定し、
   前記干渉判定手段は、前記第３の干渉特徴量から前記送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定し、
   前記送信手段は、前記干渉解析手段が、該判定の後に前記送信周波数帯域内の干渉信号の状態を前記測定手段が測定した結果であってかつ前記第２の干渉特徴量よりも種類が少ない第４の干渉特徴量から求めた、前記第１の周波数帯域のうち干渉信号がないチャネルである簡易解析送信チャネルで、次の送信を、該判定の結果が前記送信周波数帯域に干渉信号があるというものであった場合に行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
5. 前記送信チャネルは、前記送信周波数帯域のうちで干渉信号に直交する周波数帯域である直交周波数帯域であり、
   前記干渉解析手段は、前記直交周波数帯域を記憶し、
   前記干渉判定手段は、前記第２の送信の後に、前記直交周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定し、
   前記送信手段は、該判定において前記直交周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合に、前記干渉解析手段の解析結果に関わらず前記直交周波数帯域で第３の送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
6. 前記干渉信号は、周期的バースト信号であり、
   前記送信チャネルは、前記干渉信号に直交する時間である直交時間に対応し、
   前記干渉解析手段は、前記第２の干渉特徴量から、前記直交時間を求めてこれを記憶し、
   前記送信手段は、前記干渉判定手段の判定を待たず、前記第２の送信の後に前記直交時間にて第３の送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
7. コンピュータを、
   送信周波数帯域における干渉信号の状態を示す第１の干渉特徴量を測定する測定手段と、
   前記第１の干渉特徴量から前記送信周波数帯域に干渉信号があるか否かを判定する干渉判定手段と、
   前記測定の後に、前記送信周波数帯域のうちで前記干渉信号に直交する周波数帯域、前記干渉信号に直交する時間、前記干渉信号に直交する空間、および前記干渉信号に直交する拡散コードのうち少なくとも１つに該当する送信チャネルを、前記測定手段が測定する第２の干渉特徴量から求める干渉解析手段と、
   前記送信周波数帯域に干渉信号がないと判定された場合に前記送信周波数帯域で第１の送信をし、前記送信周波数帯域に干渉信号があると判定された場合に前記送信チャネルで第２の送信を行う送信手段として機能させるための通信プログラム。

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