JP2008289056A - チャネル割当て方法、管理局装置、および無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無線周波数帯域を無駄なく、効率良く利用する無線通信方法を提供する。
【解決手段】利用するチャネルを変更することが可能な複数の無線通信装置と、それぞれの無線通信装置にチャネルを割当てる管理局装置とを用いた無線通信方法であって、無線通信装置は、自装置が送受信可能なチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報を管理局装置に送信し、管理局装置から、チャネル割当て情報を受信し、割当てられたチャネルによって無線通信を開始し、管理局装置は、無線通信装置より受信するチャネル要求情報と、予め記憶する無線環境情報とに基づいて、チャネル要求情報が含む複数のチャネル区分情報のうちひとつのチャネル区分情報をチャネル割当て情報として無線通信装置に送信する。
【選択図】図1
【解決手段】利用するチャネルを変更することが可能な複数の無線通信装置と、それぞれの無線通信装置にチャネルを割当てる管理局装置とを用いた無線通信方法であって、無線通信装置は、自装置が送受信可能なチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報を管理局装置に送信し、管理局装置から、チャネル割当て情報を受信し、割当てられたチャネルによって無線通信を開始し、管理局装置は、無線通信装置より受信するチャネル要求情報と、予め記憶する無線環境情報とに基づいて、チャネル要求情報が含む複数のチャネル区分情報のうちひとつのチャネル区分情報をチャネル割当て情報として無線通信装置に送信する。
【選択図】図1
Description
本発明は、管理局装置が、複数の無線通信装置に対して利用チャネルの割当てを行う無線通信システムにおいて、それぞれの無線通信装置に最適なチャネルを割当てるためのチャネル割当て方法、管理局装置、無線通信装置に関する。
近年、携帯電話や無線LANに代表される無線通信サービスは、一層の高度化、多様化が進んでおり、そのような無線通信に利用される周波数資源の需要は急激に増加している。一方、既にほぼ全ての周波数帯域において電波利用の用途は割当てが決められている。そのため、周波数資源は逼迫しており、この傾向は今後さらに加速すると予想される。そこで、限られた周波数資源をより効率的に利用可能な周波数資源の有効利用技術の重要性が高まっている。
周波数資源を有効に利用する技術の例としては、セルラシステムにおいて周波数を繰り返し利用したり、高度な通信方式によって周波数利用効率を向上したり、UWB(Ultra Wide Band)によって低電力密度で周波数帯域を共用したりする方法が挙げられる。
また、特定用途へ割当てが行われているにも拘らず時間帯によってはほとんど利用されていない周波数帯城を有効利用するために、そのような周波数帯域を借り受けて利用する2次利用技術の導入が効果的であると考えられ、研究が行われている。2次利用技術を実現するためには、優先的に利用可能なチャネル利用区分である1次利用チャネルと、利用されていない場合には借り受けて利用可能なチャネル利用区分である2次利用チャネルという、チャネル利用区分の違いを反映したチャネル割当て方法が必要である。
また、特定用途へ割当てが行われているにも拘らず時間帯によってはほとんど利用されていない周波数帯城を有効利用するために、そのような周波数帯域を借り受けて利用する2次利用技術の導入が効果的であると考えられ、研究が行われている。2次利用技術を実現するためには、優先的に利用可能なチャネル利用区分である1次利用チャネルと、利用されていない場合には借り受けて利用可能なチャネル利用区分である2次利用チャネルという、チャネル利用区分の違いを反映したチャネル割当て方法が必要である。
従来のチャネル割当て方法の一例を図14に示す。複数の無線通信装置と、その無線通信装置が利用するチャネルを管理可能な管理局装置が有線または無線により接続され、制御情報の通信が可能な構成において、無線通信装置が通信を開始する場合に、無線通信装置は管理局装置に対してチャネル割当てを要求し(ステップS13−1)、管理局装置は無線通信装置からのチャネル割当て要求を受信し、割当てチャネルの選定を行い(ステップS13−2)、チャネル割当て可否を判定し(ステップS13−4)、割当て可能なチャネルがあればチャネルの割当てを行い(ステップS13−5)、割当て可能なチャネルが無ければ割当て不可とする(ステップS13−6)。このような従来のチャネル割当て方法については、例えば、特許文献1に示されている。また、特許文献2に記載のチャネル割当て技術は、予め周波数を2次利用すると決められたシステムに、利用されていないチャネルの2次利用を可能とする技術である。
特開平7−212820号公報
特許第3583962号公報
しかしながら、上述の特許文献1に記載されたチャネル割当て方法は、セルラシステム等の単一システム内で適用される方法であり、1次利用や2次利用という優先順位に差のあるチャネル利用区分を考慮したチャネル割当て方法ではないため、チャネルを2次利用可能なチャネル割当て方法として使用することはできない。
また、特許文献2に記載されたチャネル割当て技術は、あらかじめ周波数を2次利用すると決められたシステムにのみ適用可能であるため、1次利用および2次利用の両方が可能な無線通信装置に対するチャネル割当てにおいて、1次利用可能なチャネルが無い場合は2次利用を行うといった柔軟なチャネル割当てを実現することはできない。
また、特許文献2に記載されたチャネル割当て技術は、あらかじめ周波数を2次利用すると決められたシステムにのみ適用可能であるため、1次利用および2次利用の両方が可能な無線通信装置に対するチャネル割当てにおいて、1次利用可能なチャネルが無い場合は2次利用を行うといった柔軟なチャネル割当てを実現することはできない。
すなわち、従来のチャネル割当て技術は単一システム内でのチャネル割当てを行うものや、チャネル利用区分が2次利用に限られたシステムにのみ適用可能なものであり、チャネル利用区分による割当て優先順位や無線通信装置の位置や干渉量などの条件に基づき、チャネル割当てを行う方法は存在しなかった。そのため、チャネルを優先的に利用可能な利用区分である1次利用と、チャネルが利用されていない場合に当該チャネルを借り受けて利用可能な利用区分である2次利用という、優先順位に差のあるチャネル利用区分が設定されている周波数帯において動作する無線通信システムにおいて、チャネル利用区分の違いを反映したチャネル割当てを行うことは出来なかった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、複数のチャネルを利用可能な無線通信装置が最適なチャネルを利用するためのチャネル割当て方法、管理局装置、および無線通信装置を提供する。
上述した課題を解決するために、本発明は、利用するチャネルを変更することが可能な複数の無線通信装置と、それぞれの無線通信装置にチャネルを割当てる管理局装置とを用いた無線通信方法であって、無線通信装置は、自装置が送受信可能なチャネルの識別情報を示すチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報を管理局装置に送信するチャネル要求送信過程と、管理局装置から、割当てられたチャネルのチャネル区分情報を含むチャネル割当て情報を受信し、割当てられたチャネルによって無線通信を開始するチャネル変更過程と、を具備し、管理局装置は、無線通信装置より受信するチャネル要求情報と、予め記憶する無線環境情報とに基づいて、チャネル要求情報が含む複数のチャネル区分情報のうちひとつのチャネル区分情報をチャネル割当て情報として判定するチャネル判定過程と、チャネル割当て情報を、無線通信装置に送信するチャネル割当て送信過程と、を具備することを特徴とする無線通信方法である。
上述の発明において、チャネル判定過程は、無線通信装置より受信するチャネル要求情報から抽出する1次利用チャネル情報が示すチャネルを、無線通信装置に利用させるか否かを判定する利用可否判定処理を行い、利用可と判定した1次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定する1次利用可否判定過程と、1次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定されなかった場合、チャネル要求情報から2次利用チャネル情報を抽出し、抽出した2次利用チャネル情報が示すチャネルを、無線通信装置に利用させるか否かを判定する利用可否判定処理を行い、利用可と判定した2次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定する2次利用可否判定過程と、を具備し、チャネル割当て送信過程は、1次利用可否判定過程または2次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定した場合、そのチャネル割当て情報を無線通信装置に送信することを特徴とする。
上述の発明において、無線通信装置が具備するチャネル要求送信過程は、1次利用チャネルのみを含むチャネル要求情報を送信し、管理局装置が具備するチャネル判定過程は、チャネル要求情報から抽出する1次利用チャネル情報が示すチャネルを、無線通信装置に利用させるか否かの利用可否判定処理を行い、利用可と判定した1次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定し、チャネル割当て送信過程は、1次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定した場合、そのチャネル割当て情報を無線通信装置に送信することを特徴とする。
上述の発明において、無線通信装置が具備するチャネル要求送信過程は、2次利用チャネルのみを含むチャネル要求情報を送信し、管理局装置が具備するチャネル判定過程は、チャネル要求情報から抽出する2次利用チャネル情報が示すチャネルを、無線通信装置に利用させるか否かの利用可否判定処理を行い、利用可と判定した2次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定し、チャネル割当て送信過程は、2次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定した場合、そのチャネル割当て情報を無線通信装置に送信することを特徴とする。
上述の発明において、1次利用可否判定過程にて行う利用可否判定処理は、チャネル要求情報から1または複数の1次利用チャネル情報を抽出し、無線環境情報とそれぞれの1次利用チャネル情報とに基づいて、それぞれの1次利用チャネル情報ごとに、無線通信装置がそのチャネルを利用する場合に受ける被干渉量を示す被干渉量情報を算出する被干渉推定過程と、算出された被干渉量情報と、その被干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた被干渉許容閾値とを比較して、許容可である被干渉量情報を有する1次利用チャネル情報を判定する被干渉判定過程と、被干渉判定過程にて許容可であると判定された1次利用チャネル情報と、無線環境情報とに基づいて、それぞれの1次利用チャネル情報ごとに、無線通信装置がそのチャネルを利用する場合に他の無線環境に与える与干渉量情報を算出する与干渉推定過程と、算出した与干渉量情報と、その与干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた与干渉許容閾値とを比較して、許容可である与干渉量情報を有する1次利用チャネル情報を判定する与干渉判定過程と、を具備し、許容可であると判定された1次利用チャネル情報を、利用可と判定することを特徴とする。
上述の発明において、2次利用可否判定過程にて行う利用可否判定処理は、チャネル要求情報から1または複数の2次利用チャネル情報を抽出し、無線環境情報とそれぞれの2次利用チャネル情報とに基づいて、それぞれの2次利用チャネル情報ごとに、無線通信装置がそのチャネルを利用する場合に受ける被干渉量を示す被干渉量情報を算出する被干渉推定過程と、算出された被干渉量情報と、その被干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた被干渉許容閾値とを比較して、許容可である被干渉量情報を有する2次利用チャネル情報を判定する被干渉判定過程と、被干渉判定過程にて許容可であると判定された2次利用チャネル情報と、無線環境情報とに基づいて、それぞれの2次利用チャネル情報ごとに、無線通信装置がそのチャネルを利用する場合に他の無線環境に与える与干渉量情報を算出する与干渉推定過程と、算出した与干渉量情報と、その与干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた与干渉許容閾値とを比較して、許容可である与干渉量情報を有する2次利用チャネル情報を判定する与干渉判定過程と、を具備し、許容可であると判定された2次利用チャネル情報を、利用可と判定することを特徴とする。
上述の発明において、管理局装置が具備する被干渉推定過程における被干渉量情報を算出する処理は、無線通信装置の識別情報と被干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて算出する被干渉量算出処理か、または、無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された被干渉量情報を無線通信装置から受信して算出する被干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出することを特徴とする。
上述の発明において、管理局装置が具備する与干渉過程における与干渉量情報を算出する処理は、無線通信装置の識別情報と与干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて算出する与干渉量算出処理か、または、無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された与干渉量情報を無線通信装置から受信して算出する与干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出することを特徴とする。
上述の発明において、管理局装置が具備する被干渉推定過程における被干渉量情報を算出する処理は、無線通信装置の識別情報と被干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて、その無線通信装置が他の無線通信装置から受ける被干渉量を示す被干渉量情報を加算し、加算された被干渉量情報が予め定められた被干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する被干渉量算出処理か、または、無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された被干渉量情報を無線通信装置から受信する被干渉量を加算し、加算された被干渉量情報が予め定められた被干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する被干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出することを特徴とする。
上述の発明において、本発明は、管理局装置が具備する与干渉過程における与干渉量情報を算出する処理は、無線通信装置の識別情報と与干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて、その無線通信装置が他の無線通信装置から受ける与干渉量を示す与干渉量情報を加算し、加算された与干渉量情報が予め定められた与干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する与干渉量算出処理か、または、無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された与干渉量情報を無線通信装置から受信する与干渉量を加算し、加算された与干渉量情報が予め定められた与干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する与干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出することを特徴とする。
上述の発明において、無線環境情報とは、各地域において各事業者が1次利用を認められているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、各地域において各事業者が2次利用を認められているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報、等の、特定の地域におけるチャネル利用区分に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納したチャネル利用区分表と、全ての無線通信装置について、与えられた固有番号を示す無線通信装置番号情報と、設置事業者を示す設置者情報と、利用する事業者がその無線通信装置設置地点で1次利用が許されているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、利用する事業者がその無線通信装置設置地点で2次利用が許されているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報と、利用中のチャネル番号を示す利用中チャネル情報と、その無線通信装置の位置を示す位置情報と、その無線通信装置の移動性有無や移動速度や移動範囲等を示すモビリティ情報と、その無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、その無線通信装置の送信特性を示す送信特性情報と、その無線通信装置の受信特性を示す受信特性情報と、その無線通信装置が最低限必要とする希望波と干渉波の比を示す所要DU比情報と、その無線通信装置の隣接チャネル干渉軽減係数(IRF)を示す隣接チャネルIRF情報と、その無線通信装置のチャネル利用開始時刻やチャネル利用終了予定時刻等を示す利用期間情報、等の、無線通信装置の設置状況や装置仕様や無線通信システムの条件に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む時報をシステムパラメータ情報として格納した無線局表と、全ての無線通信装置について、その無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、そのチャネル内で無線通信装置が受ける被干渉合計量を示す被干渉合計量情報と、そのチャネルが被干渉となるチャネル番号を示す干渉チャネル情報、それら干渉となるチャネルを利用中の他無線通信装置である相手局に与えられた固有番号を示す相手局番号情報と、無線通信装置が相手局から受ける被干渉量を示す被干渉量情報と、等の、無線通信装置の干渉に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納した干渉表とであることを特徴とする。
上述の発明において、利用するチャネルを変更することが可能な複数の無線通信装置にチャネルを割当てる管理局装置であって、無線通信装置から、無線通信装置が送受信可能なチャネルの識別情報を示すチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報を受信し、チャネル要求情報と、予め記憶する無線環境情報とに基づいて、チャネル要求情報が含む複数のチャネル区分情報のうちひとつのチャネル区分情報をチャネル割当て情報として判定するチャネル判定手段と、チャネル割当て情報を、無線通信装置に送信するチャネル割当て送信手段と、を具備することを特徴とする。
上述の発明において、チャネル判定手段は、無線通信装置より受信するチャネル要求情報から抽出する1次利用チャネル情報が示すチャネルを、無線通信装置に利用させるか否かを判定する利用可否判定処理を行い、利用可と判定した1次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定する1次利用可否判定手段と、1次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定されなかった場合、チャネル要求情報から2次利用チャネル情報を抽出し、抽出した2次利用チャネル情報が示すチャネルを、無線通信装置に利用させるか否かを判定する利用可否判定処理を行い、利用可と判定した2次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定する2次利用可否判定手段と、を具備し、チャネル割当て送信手段は、1次利用可否判定手段または2次利用可否判定手段にて、チャネル割当て情報が確定した場合、そのチャネル割当て情報を無線通信装置に送信することを特徴とする。
上述の発明において、管理局装置が具備するチャネル判定手段は、チャネル要求情報から抽出する1次利用チャネル情報が示すチャネルを、無線通信装置に利用させるか否かの利用可否判定処理を行い、利用可と判定した1次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定し、チャネル割当て送信手段は、1次利用可否判定手段にて、チャネル割当て情報が確定した場合、そのチャネル割当て情報を無線通信装置に送信することを特徴とする。
上述の発明において、管理局装置が具備するチャネル判定手段は、チャネル要求情報から抽出する2次利用チャネル情報が示すチャネルを、無線通信装置に利用させるか否かの利用可否判定処理を行い、利用可と判定した2次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定し、チャネル割当て送信手段は、2次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定した場合、そのチャネル割当て情報を無線通信装置に送信することを特徴とする。
上述の発明において、1次利用可否判定手段は、チャネル要求情報から1または複数の1次利用チャネル情報を抽出し、無線環境情報とそれぞれの1次利用チャネル情報とに基づいて、それぞれの1次利用チャネル情報ごとに、無線通信装置がそのチャネルを利用する場合に受ける被干渉量を示す被干渉量情報を算出する被干渉推定手段と、算出された被干渉量情報と、その被干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた被干渉許容閾値とを比較して、許容可である被干渉量情報を有する1次利用チャネル情報を判定する被干渉判定手段と、被干渉判定手段にて許容可であると判定された1次利用チャネル情報と、無線環境情報とに基づいて、それぞれの1次利用チャネル情報ごとに、無線通信装置がそのチャネルを利用する場合に他の無線環境に与える与干渉量情報を算出する与干渉推定手段と、算出した与干渉量情報と、その与干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた与干渉許容閾値とを比較して、許容可である与干渉量情報を有する1次利用チャネル情報を判定する与干渉判定手段と、を具備し、許容可であると判定された1次利用チャネル情報を利用可と判定することを特徴とする。
上述の発明において、2次利用可否判定手段は、チャネル要求情報から1または複数の2次利用チャネル情報を抽出し、無線環境情報とそれぞれの2次利用チャネル情報とに基づいて、それぞれの2次利用チャネル情報ごとに、無線通信装置がそのチャネルを利用する場合に受ける被干渉量を示す被干渉量情報を算出する被干渉推定手段と、算出された被干渉量情報と、その被干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた被干渉許容閾値とを比較して、許容可である被干渉量情報を有する2次利用チャネル情報を判定する被干渉判定手段と、被干渉判定手段にて許容可であると判定された2次利用チャネル情報と、無線環境情報とに基づいて、それぞれの2次利用チャネル情報ごとに、無線通信装置がそのチャネルを利用する場合に他の無線環境に与える与干渉量情報を算出する与干渉推定手段と、算出した与干渉量情報と、その与干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた与干渉許容閾値とを比較して、許容可である与干渉量情報を有する2次利用チャネル情報を判定する与干渉判定手段と、を具備し、許容可であると判定された2次利用チャネル情報を利用可と判定することを特徴とする。
上述の発明において、被干渉手段における被干渉量情報を算出する処理は、無線通信装置の識別情報と被干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて算出する被干渉量算出処理か、または、無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された被干渉量情報を無線通信装置から受信して算出する被干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出することを特徴とする。
上述の発明において、与干渉手段における与干渉量情報を算出する処理は、無線通信装置の識別情報と与干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて算出する与干渉量算出処理か、または、無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された与干渉量情報を無線通信装置から受信して算出する与干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出することを特徴とする。
上述の発明において、被干渉手段における被干渉量情報を算出する処理は、無線通信装置の識別情報と被干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて、その無線通信装置が他の無線通信装置から受ける被干渉量を示す被干渉量情報を加算し、加算された被干渉量情報が予め定められた被干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する被干渉量算出処理か、または、無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された被干渉量情報を無線通信装置から受信する被干渉量を加算し、加算された被干渉量情報が予め定められた被干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する被干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出することを特徴とする。
上述の発明において、与干渉手段における与干渉量情報を算出する処理は、無線通信装置の識別情報と与干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて、その無線通信装置が他の無線通信装置から受ける与干渉量を示す与干渉量情報を加算し、加算された与干渉量情報が予め定められた与干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する与干渉量算出処理か、または、無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された与干渉量情報を無線通信装置から受信する与干渉量を加算し、加算された与干渉量情報が予め定められた与干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する与干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出することを特徴とする。
上述の発明において、管理局装置が記憶する無線環境情報は、各地域において各事業者が1次利用を認められているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、各地域において各事業者が2次利用を認められているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報、等の、特定の地域におけるチャネル利用区分に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納したチャネル利用区分表と、全ての無線通信装置について、与えられた固有番号を示す無線通信装置番号情報と、設置事業者を示す設置者情報と、利用する事業者がその無線通信装置設置地点で1次利用が許されているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、利用する事業者がその無線通信装置設置地点で2次利用が許されているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報と、利用中のチャネル番号を示す利用中チャネル情報と、その無線通信装置の位置を示す位置情報と、その無線通信装置の移動性有無や移動速度や移動範囲等を示すモビリティ情報と、その無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、その無線通信装置の送信特性を示す送信特性情報と、その無線通信装置の受信特性を示す受信特性情報と、その無線通信装置が最低限必要とする希望波と干渉波の比を示す所要DU比情報と、その無線通信装置の隣接チャネル干渉軽減係数(IRF)を示す隣接チャネルIRF情報と、その無線通信装置のチャネル利用開始時刻やチャネル利用終了予定時刻等を示す利用期間情報、等の、無線通信装置の設置状況や装置仕様や無線通信システムの条件に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む時報をシステムパラメータ情報として格納した無線局表と、全ての無線通信装置について、その無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、そのチャネル内で無線通信装置が受ける被干渉合計量を示す被干渉合計量情報と、そのチャネルが被干渉となるチャネル番号を示す干渉チャネル情報、それら干渉となるチャネルを利用中の他無線通信装置である相手局に与えられた固有番号を示す相手局番号情報と、無線通信装置が相手局から受ける被干渉量を示す被干渉量情報と、等の、無線通信装置の干渉に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納した干渉表とであることを特徴とする。
上述の発明において、管理局装置から受信するチャネル割当て情報に基づいて、利用するチャネルを変更することが可能な複数の無線通信装置であって、自装置が送受信可能なチャネルの識別情報を示すチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報を管理局装置に送信するチャネル要求送信手段と、管理局装置から、割当てられたチャネルのチャネル区分情報を含むチャネル割当て情報を受信し、割当てられたチャネルによって無線通信を開始するチャネル変更手段と、を具備することを特徴とする。
上述の発明において、無線通信装置が具備するチャネル要求送信手段は、1次利用チャネルのみを含むチャネル要求情報を送信することを特徴とする。
上述の発明において、無線通信装置が具備するチャネル要求送信過程は、2次利用チャネルのみを含むチャネル要求情報を送信すること、を特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、優先的に利用する1次利用チャネルと、その1次利用チャネルが利用できない場合に利用する2次利用チャネルとの情報を、チャネル要求情報として、管理局装置に送信し、管理局装置は、受信したチャネル要求情報と、無線環境とに基づいて最適と思われるチャネルをその無線通信装置に割当てるようにしたので、無線周波数帯域を無駄なく、効率良く利用することができる。
また、管理局装置は、1次利用のみ、または2次利用のみのチャネル要求にも応じるようにしたので、無線通信装置を設置する事業者のニーズに合ったチャネル割当てを実施することができる。
また、管理局装置は、干渉量を予め記憶しておくか、または各無線通信装置が計測した干渉量を受信し、これらの干渉情報を考慮して割当てるチャネルを判定するようにしたので、より効率のよい快適な無線通信を柔軟に提供することができる。
また、管理局装置は、1次利用のみ、または2次利用のみのチャネル要求にも応じるようにしたので、無線通信装置を設置する事業者のニーズに合ったチャネル割当てを実施することができる。
また、管理局装置は、干渉量を予め記憶しておくか、または各無線通信装置が計測した干渉量を受信し、これらの干渉情報を考慮して割当てるチャネルを判定するようにしたので、より効率のよい快適な無線通信を柔軟に提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態では、ある特定のエリアにおいて、チャネルの利用区分として、チャネルを優先的に利用可能な利用区分である1次利用チャネルと、利用されていない場合にはチャネルを借り受けて利用可能な利用区分である2次利用チャネルという、優先順位に差のあるチャネル利用区分が設定されている周波数帯において動作する無線通信システムにおいて、無線通信装置が新設される場合を例にとって図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、ある特定のエリアにおいて、チャネルの利用区分として、チャネルを優先的に利用可能な利用区分である1次利用チャネルと、利用されていない場合にはチャネルを借り受けて利用可能な利用区分である2次利用チャネルという、優先順位に差のあるチャネル利用区分が設定されている周波数帯において動作する無線通信システムにおいて、無線通信装置が新設される場合を例にとって図面を参照しながら詳細に説明する。
<システム構成図の説明>
図1は、本実施形態による無線通信システムの構成例を示す図である。A事業者が設置する無線通信装置2−2と、A事業者の敷設する通信網であるA事業者網3−2を介して、無線通信装置が利用するチャネルを管理可能な管理局装置2−1とが、有線または無線により接続されている。管理局装置2−1と無線通信装置2−2とは、A事業者網3−2を介して制御情報の通信が可能である。
図1は、本実施形態による無線通信システムの構成例を示す図である。A事業者が設置する無線通信装置2−2と、A事業者の敷設する通信網であるA事業者網3−2を介して、無線通信装置が利用するチャネルを管理可能な管理局装置2−1とが、有線または無線により接続されている。管理局装置2−1と無線通信装置2−2とは、A事業者網3−2を介して制御情報の通信が可能である。
さらに、B事業者が設置する無線通信装置3−1が、B事業者網3−3を介して管理局装置2−1に接続されている。ここで、無線通信装置2−2または無線通信装置3−1は、固定設置型の無線通信装置のみならず、移動性を有する可搬型の無線通信装置であってもよく、複数の無線通信装置が各事業者網に接続されていても良い。また、管理局装置に接続される事業者網は2者のみならず多数の事業者網であっても良い。
<装置構成の説明>
図2、図3、図4、図5を用いて、システム各部の構成について詳細に説明する。
図2は各装置の構成と接続の一例を示す図である。
管理局装置2−1と無線通信装置2−2とは、図1と同じ形態でA事業者網3−2を介して接続されている。管理局装置2−1は、チャネル割当て希望メッセージ受信回路4−1と、利用チャネル決定回路4−2と、チャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3と、チャネル利用区分表4−6と、無線局表4−7と、干渉表4−8と、ネットワークインタフェース回路4−5とを少なくとも備えて構成される。また、利用チャネル決定回路4−2は、1次利用可否判定回路4−9と、2次利用可否判定回路4−10と、被干渉推定回路4−11と、与干渉推定回路4−12と、被干渉推定回路4−13と、与干渉推定回路4−14とを少なくとも備えて構成される。
<装置構成の説明>
図2、図3、図4、図5を用いて、システム各部の構成について詳細に説明する。
図2は各装置の構成と接続の一例を示す図である。
管理局装置2−1と無線通信装置2−2とは、図1と同じ形態でA事業者網3−2を介して接続されている。管理局装置2−1は、チャネル割当て希望メッセージ受信回路4−1と、利用チャネル決定回路4−2と、チャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3と、チャネル利用区分表4−6と、無線局表4−7と、干渉表4−8と、ネットワークインタフェース回路4−5とを少なくとも備えて構成される。また、利用チャネル決定回路4−2は、1次利用可否判定回路4−9と、2次利用可否判定回路4−10と、被干渉推定回路4−11と、与干渉推定回路4−12と、被干渉推定回路4−13と、与干渉推定回路4−14とを少なくとも備えて構成される。
また、無線通信装置2−2は、チャネル割当て希望メッセージ送信回路4−15、チャネル割当て通知メッセージ受信回路4−16、利用チャネル設定回路4−17、無線送受信回路4−18、ネットワークインタフェース回路4−19を少なくとも備えて構成される。無線通信装置2−2は、さらに干渉量測定回路4−20を備える場合もある。
管理局装置2−1のネットワークインタフェース回路4−5は、当該管理局装置2−1が事業者網3−2と接続して通信を行うためのインタフェース回路である。一方、無線通信装置2−2のネットワークインタフェース回路4−19は、当該無線通信装置2−2が管理局装置2−1と通信を行うためのインタフェース回路である。なお、管理局装置2−1のネットワークインタフェース回路4−5は、A事業者以外の事業者の通信網にも対応して配置されている。
<各装置の構成要素の説明>
次に、図2に示された各構成要素について、本発明による無線通信システムの第一実施形態における動作例とともに詳細に説明する。すなわち、ある事業者が無線通信装置2−2を新設したとき、管理局装置2−1がチャネル割当てを行ない無線通信装置2−2がチャネルを利用するまでの動作に沿って説明する。
次に、図2に示された各構成要素について、本発明による無線通信システムの第一実施形態における動作例とともに詳細に説明する。すなわち、ある事業者が無線通信装置2−2を新設したとき、管理局装置2−1がチャネル割当てを行ない無線通信装置2−2がチャネルを利用するまでの動作に沿って説明する。
無線通信装置2−2のチャネル割当て希望メッセージ送信回路4−15は、管理局装置2−1に対してネットワークインタフェース回路4−1を介しA事業者網3−2を経由して、チャネル割当て希望メッセージを送出する。
管理局装置2−1のチャネル割当て希望メッセージ受信回路4−1は、ネットワークインタフェース回路4−5を介しチャネル割当て希望メッセージを受信すると、チャネル割当て希望メッセージに含まれる各情報を抽出して保持する。
管理局装置2−1のチャネル割当て希望メッセージ受信回路4−1は、ネットワークインタフェース回路4−5を介しチャネル割当て希望メッセージを受信すると、チャネル割当て希望メッセージに含まれる各情報を抽出して保持する。
チャネル割当ての計算および判定処理を実行するための回路である利用チャネル決定回路4−2は、無線通信装置2−2の設置されている位置において無線通信装置2−2を利用する事業者のチャネル利用区分をチャネル利用区分表4−6から読出し、無線通信装置2−2が1次利用可能なチャネルと2次利用可能なチャネルを選出し、1次利用可否判定回路4−9および2次利用可否判定回路4−10においてチャネルの利用可否判定を行う。
ここで、1次利用の可否は、1次利用可否判定回路4−9に含まれる被干渉推定回路4−11と与干渉推定回路4−12における計算結果に基づき判定する。この計算を行う際にチャネル利用区分表4−6、無線局表4−7、干渉表4−8に含まれる情報を利用する。さらに、1次利用可否判定回路4−9は、測定によって得られた被干渉量および与干渉量を用いる場合もある。
1次利用可否判定回路4−9が用いる被干渉量は、無線通信装置2−2の干渉量測定回路4−20で測定され、その結果は管理局装置2−1に通知される。測定は管理局装置2−1からの指示を受信してから行うだけでなく、無線通信装置2−2が予め定められた時間間隔などの設定により行う場合もある。また、与干渉量は干渉相手となっている無線通信装置の干渉量測定回路を使用して測定され、事業者網を介して管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12へ送信される。上述の測定は管理局装置2−1の指示で行う。
また、2次利用の可否は、2次利用可否判定回路4−10に含まれる被干渉椎定回路4−13と与干渉推定回路4−14における計算結果に基づき判定する。この計算を行う際には、チャネル利用区分表4−6と、無線局表4−7と、干渉表4−8とに含まれる情報を利用する。さらに、2次利用可否判定回路4−10は、自装置の干渉量測定回路4−20で測定した被干渉量と、干渉相手となる無線通信装置が備える干渉量測定回路4−20が測定した与干渉量とを用いる場合もある。
2次利用可否判定回路4−10が用いる被干渉量は、無線通信装置2−2の干渉量測定回路4−20で測定され、その結果は管理局装置2−1に通知される。測定は管理局装置2−1の指示で行うだけでなく、無線通信装置2−2が予め定められた時間間隔などの設定により行う場合もある。また、与干渉量は干渉相手となっている無線通信装置の干渉量測定回路を使用して測定され、事業者網を介して管理局装置2−1の与干渉推定回路4−14へ送信される。測定は管理局装置2−1の指示で行う。
利用チャネル決定回路4−2は、1次利用可否判定回路4−9と2次利用可否判定回路4−10の判定結果に基づき、最終的なチャネル割当てを決定する。決定したチャネル割当ての情報はチャネル割当てメッセージとしてチャネル割当てメッセージ送信回路4−3からネットワークインタフェース回路4−5を介しA事業者網3−2を経由して無線通信装置2−2に対して送出される。無線通信装置2−2のチャネル割当で通知メッセージ受信回路4−16はネットワークインタフェース回路4−19を介してチャネル割当て通知メッセージを受信し、利用チャネル設定回路4−17はチャネル割当て通知メッセージの内容に従って無線送受信回路4−18の送受信チャネルを利用可能状態にし、無線通信装置2−2は割当てられたチャネルを利用する。
<データベース構成の説明>
チャネル利用区分表4−6は、図3に示すような以下の情報を記憶する。すなわち、各地域において各事業者が1次利用を認められているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、各地域において各事業者が2次利用を認められているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報、等の情報のうち1ないし複数の情報を少なくとも含む情報を、システムパラメータ情報として格納している。また、これらの情報は、事業者への利用区分の割当て変更等、チャネル利用環境の変化に対応して書き換えを行うことができる。
チャネル利用区分表4−6は、図3に示すような以下の情報を記憶する。すなわち、各地域において各事業者が1次利用を認められているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、各地域において各事業者が2次利用を認められているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報、等の情報のうち1ないし複数の情報を少なくとも含む情報を、システムパラメータ情報として格納している。また、これらの情報は、事業者への利用区分の割当て変更等、チャネル利用環境の変化に対応して書き換えを行うことができる。
無線局表4−7は、図4に示すように全ての無線通信装置に対応付けて、以下の情報を記憶する。すなわち、与えられた固有番号を示す無線局番号情報と、設置事業者を示す設置者情報と、利用する事業者がその無線通信装置設置地点で1次利用が許されているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、利用する事業者がその無線通信装置設置地点で2次利用が許されているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報と、利用中のチャネル番号を示す利用中チャネル情報とを記憶する。
無線局表4−7は、さらに、その無線通信装置の位置を示す位置情報と、その無線通信装置の移動性有無や移動速度や移動範囲等を示すモビリティ情報と、その無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、その無線通信装置の送信特性を示す送信特性情報と、その無線通信装置の受信特性を示す受信特性情報と、その無線通信装置が最低限必要とする希望波と干渉波の比を示す所要DU比情報と、その無線通信装置の隣接チャネル干渉軽減係数(以下、IRF)を示す隣接チャネルIRF情報と、その無線通信装置のチャネル利用開始時刻やチャネル利用終了予定時刻等を示す利用期間情報、等の情報を記憶する。
このように、無線局表4−7は、無線通信装置の設置状況や装置仕様や無線通信システムの条件に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納している。また、これらの情報は、無線通信装置の新設等、無線通信システムの変化に対応して書き換えを行うことができる。
上述の送信特性情報および受信特性情報とは、無線通信装置の主にRF(Radio Frequency)送受信特性を示す情報であり、送信特性情報は与干渉量の計算に、受信特性情報は被干渉量の計算に用いる。それぞれの具体例としては、次のようなものが挙げられる。すなわち、送信特性情報は、例えば、アンテナの指向性利得や、送信回路に使用されている電力増幅器の飽和電力などの特性である。受信特性情報は、例えば、アンテナの指向性利得や、受信回路に使用されている低雑音電力増幅器の飽和電力や雑音指数などの特性である。
干渉表4−8は、図5に示すように、各無線通信装置について、以下の情報を記憶する。すなわち、その無線通信装置の無線送受信回路4−18において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、そのチャネル内で無線通信装置が受ける被干渉合計量を示す被干渉合計量情報と、そのチャネルが被干渉となるチャネル番号を示す干渉チャネル情報と、それら干渉となるチャネルを利用中の他無線通信装置(以下、相手局)に与えられた固有番号を示す相手局番号情報と、無線通信装置が相手局から受ける被干渉量を示す被干渉量情報と、等の情報のうち1ないし複数の情報を少なくとも含む情報を、システムパラメータ情報として格納している。また、これらの情報は、無線通信装置の新設等、無線通信システムの変化や、建造物、樹木、地形等の障害物の出現、消失といった電波利用環境の変化などに対応して書き換えを行うことができる。
本実施形態では、このような構成によって、1次利用、2次利用というチャネル利用の優先度の異なる無線通信システムにおいて、状況に応じて最適なチャネルの利用区分でチャネル割当てを行い、柔軟で動的なチャネル割当てが可能となり、高い周波数利用効率の達成が可能となる。また、管理局装置2−1が無線通信装置から受信したチャネル割当て希望メッセージの内容を解析することで、チャネル割当てを要求する無線通信装置の希望を反映することができる。
<チャネル割当てを実施する際のシ−ケンスの説明>
以下、本実施形態による無線通信方法の動作例について説明する。
図6は、管理局装置2−1と無線通信装置2−2との間の処理シ−ケンスの一例を示す図である。A事業者網3−2に新たに無線通信装置2−2が設置されると、まず無線通信装置2−2が、管理局装置2−1に対して、チャネル割当て希望メッセージ2−3を送出する(ステップS2−20)。
以下、本実施形態による無線通信方法の動作例について説明する。
図6は、管理局装置2−1と無線通信装置2−2との間の処理シ−ケンスの一例を示す図である。A事業者網3−2に新たに無線通信装置2−2が設置されると、まず無線通信装置2−2が、管理局装置2−1に対して、チャネル割当て希望メッセージ2−3を送出する(ステップS2−20)。
チャネル割当て希望メッセージ2−3には、無線通信装置2−2を設置する事業者名を示す事業者情報2−7と、割当てチャネルの利用区分の希望および割当てを希望する特定の1次利用チャネル番号を示すことができる希望チャネル情報2−8と、その無線通信装置の装置仕様により電波の送受信が可能となっているチャネル番号を示す送受可能チャネル情報2−9と、無線通信装置2−2の送信電力やアンテナ特性や現在位置等の情報を示すその他情報2−10との情報が含まれている。
管理局装置2−1は無線通信装置2−2からチャネル割当て希望メッセージを受信すると、チャネル割当て希望メッセージに含まれる上述の各情報を抽出する(ステップS2−21)。次に、管理局装置2−1は、無線通信装置2−2を設置する事業者のチャネル利用区分に基づき、チャネル割当て処理を行う(ステップS2−22)。管理局装置2−1は、チャネル割当て処理が完了すると、無線通信装置2−2に対し、割当てチャネルまたは割当て不可を通知する内容のチャネル割当て通知メッセージ2−5を送出し(ステップS2−23)、無線通信装置2−2は、通信開始または通信開始不可という形で動作を決定する(ステップS2−24)。
(第一実施形態)
<チャネル割当てを実施する際の、各装置の動作説明>
図7は、本発明によるチャネル割当て方法の第一実施形態における一例を示す流れ図である。図1に示したような、管理局装置2−1と接続された通信ネットワークであるA事業者網に、無線通信装置2−2を新設した場合の、無線通信装置2−2が利用するチャネルの割当て方法の実施形態の一例を説明する。
<チャネル割当てを実施する際の、各装置の動作説明>
図7は、本発明によるチャネル割当て方法の第一実施形態における一例を示す流れ図である。図1に示したような、管理局装置2−1と接続された通信ネットワークであるA事業者網に、無線通信装置2−2を新設した場合の、無線通信装置2−2が利用するチャネルの割当て方法の実施形態の一例を説明する。
まず、無線通信装置2−2のチャネル割当て希望メッセージ装置回路4−15が、管理局装置2−1に対してチャネル割当て希望メッセージ2−3を送出する(ステップS1−1)。上述のように、チャネル割当て希望メッセージ2−3には、無線通信装置2−2を設置する事業者名を示す事業者情報2−7と、割当てチャネルの利用区分の希望および割当てを希望する特定の1次利用チャネル番号を示すことができる希望チャネル情報2−8と、その無線通信装置の装置仕様により電波の送受信が可能となっているチャネル番号を示す送受可能チャネル情報2−9と、無線通信装置2−2の送信電力やアンテナ特性や現在位置等の情報を示すその他情報2−10が含まれている。
ここで、希望チャネル情報2−8は、無線通信装置2−2が自装置にて送受信可能なチャネルの識別情報を示すチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報である。また、希望チャネル情報2−8は、1次利用チャネルのうち、特に優先的に割当てを希望する、予め定められた特定のチャネルを示すチャネル番号を含むチャネル要求情報としても良い。すなわち、希望チャネル情報2−8の具体的なデータ例としては、「1次利用または2次利用を希望」、「1次利用のみ希望」、「2次利用のみ希望」の3種類が考えられ、さらに割当てを希望する特定の1次利用チャネル番号を含む場合がある。管理局装置2−1のチャネル割当て希望メッセージ受信回路4−1は、無線通信装置2−2からチャネル割当て希望メッセージ2−3を受信すると、チャネル割当て希望メッセージ2−3に含まれる上述の各情報を抽出し(ステップS1−2)、記憶する。
次に、管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、各事業者の識別情報と、利用区分チャネルとを対応付けて予め記憶したチャネル利用区分表4−6から、無線通信装置2−2を設置する事業者のチャネル利用区分を読出し(ステップS1−3)、後述する1次利用可否判定過程(ステップS1−5)と後述する2次利用可否判定過程(ステップS1−7)とにおける判定対象のチャネルを選出する(ステップS1−4)。
ここで、希望チャネル情報2−8が「1次利用または2次利用を希望」の場合、管理局装置2−1の1次利用可否判定回路4−9は、全ての1次利用可能なチャネル、あるいは希望チャネル情報2−8で指定された1次利用チャネルのうち、1次利用可能なチャネルを判定するための1次利用可否判定を行う(ステップS1−5)。1次利用可否判定の詳細な処理内容は後述する。
管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、1次利用可否判定の処理結果に基づき、1次利用可と判定されたチャネルがあるか否かの最終判定を行い(ステップS1−6)、1次利用可と判定されたチャネルがある場合、管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、そのチャネルの1次利用割当てを決定する(ステップS1−11)。そして、管理局装置2−1のチャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3は、無線通信装置2−2に対して選定された1次利用チャネル番号を含んだチャネル割当て通知メッセージ2−5を送出する(ステップS1−9)。また、無線通信装置2−2のチャネル割当て通知メッセージ受信回路4−16は、チャネル割当て通知メッセージ2−5を受信し、通知された1次利用チャネル番号に対応するチャネルを利用開始する(ステップS1−10)。
一方、ステップS1−6での最終判定の処理結果にて、1次利用が不可能と判定した場合、管理局装置2−1の2次利用可否判定回路4−10は、2次利用可否判定を行う(ステップS1−7)。2次利用可否判定の詳細な処理内容は後述する。管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、2次利用可否判定の処理結果に基づき2次利用可能なチャネルがあるかどうか最終判定を行う(ステップS1−8)。
2次利用が可能であると判定した場合、管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、2次利用割当てを決定する(ステップS1−12)。そして、管理局装置2−1のチャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3は、無線通信装置2−2に対して、選定された2次利用チャネル番号を含んだチャネル割当て通知メッセージ2−5を送出する(ステップS1−9)。そして、無線通信装置2−2のチャネル割当て通知メッセージ受信回路4−16は、チャネル割当て通知メッセージ2−5を受信し、通知された2次利用チャネルを設定し利用開始する(ステップS1−10)。
このように、管理局装置2−1のチャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3は、チャネル割当て送信処理として、1次利用可否判定の処理または2次利用可否判定の処理にて、チャネル割当て情報が確定した場合、確定したチャネル割当て情報を無線通信装置2−2に送信する。また、1次利用可否判定の処理または2次利用可否判定の処理にて、チャネル割当て情報が確定しなかった場合には、割当て不可であることを示すチャネル割当て不可情報を送信する。具体的には、2次利用が不可能の場合、管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、割当て不可と判定し(ステップS1−13)、チャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3は、無線通信装置2−2に対してチャネル割当て不可を通知する内容のチャネル割当て通知メッセージ2−5を送出する(ステップS1−9)。無線通信装置2−2のチャネル割当て通知メッセージ受信回路4−16は、チャネル割当て通知メッセージ2−5を受信し、割当てられたチャネルが無いことを検出する(ステップS1−10)。
また、希望チャネル情報2−8が「1次利用のみ希望」の場合、管理局装置2−1の1次利用可否判定回路4−9は、全ての1次利用可能なチャネル、あるいは希望チャネル情報2−8で指定された、割当てを希望する特定の1次利用チャネル番号が示す1次利用チャネルに対し1次利用可否判定を行う(ステップS1−5)。管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、その結果に基づき1次利用可能なチャネルがあるかどうか最終判定を行う(ステップS1−6)。1次利用が可能の場合、管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、1次利用割当てを決定し(ステップS1−11)、チャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3が、無線通信装置2−2に対して、選定された1次利用チャネル番号を含んだチャネル割当て通知メッセージ2−5を送出する(ステップS1−9)。無線通信装置2−2のチャネル割当て通知メッセージ受信回路4−16は、チャネル割当て通知メッセージ2−5を受信し、通知された1次利用チャネルを利用開始する(ステップS1−10)。
一方、管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、1次利用が不可能の場合、2次利用を希望していないためステップS1−7の処理をスキップし、ステップS1−8では、2次利用不可であるためステップS1−13へ進む。管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、割当て不可を決定し(ステップS1−13)、無線通信装置2−2に対して割当て不可を通知する内容のチャネル割当て通知メッセージ2−5を送出する(ステップS1−9)。無線通信装置2−2のチャネル割当て通知メッセージ受信回路4−16は、チャネル割当て通知メッセージ2−5を受信し、割当てられたチャネルが無いことを検出する(ステップS1−10)。
また、管理局装置2−1の利用チャネル決定回路4−2は、希望チャネル情報2−8が「2次利用のみ希望」の場合、1次利用を希望していないため、ステップS1−5をスキップし、ステップS1−6からステップS1−7に進む。管理局装置2−1の2次利用可否判定回路4−10は、全ての2次利用可能なチャネルに対し2次利用可否判定を行い(ステップS1−7)、その結果に基づき2次利用可能なチャネルがあるかどうか最終判定を行う(ステップS1−8)。2次利用が可能であれば、チャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3は、無線通信装置2−2に対して選定された2次利用チャネル番号を含んだチャネル割当て通知メッセージ2−5を送出する(ステップS1−9)。無線通信装置2−2のチャネル割当て通知メッセージ受信回路4−16は、チャネル割当て通知メッセージ2−5を受信し、通知された2次利用チャネルを利用開始する(ステップS1−10)。
一方、管理局装置2−1のチャネル割当て通知メッセージ送信回路4−3は、2次利用が不可能の場合、無線通信装置2−2に対してチャネル割当て不可を通知するためのチャネル割当て通知メッセージ2−5を送出する(ステップS1−9)。無線通信装置2−2のチャネル割当て通知メッセージ受信回路4−16はチャネル割当て通知メッセージ2−5を受信し、割当てられたチャネルが無いことを検出する(ステップS1−10)。
<1次利用可否判定過程の説明>
次に、前述の1次利用可否判定過程S1−5の処理方法の一例について図8を用いて詳細に説明する。管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、まず1次利用可否判定の対象となっているすべてのチャネルに対して後述する被干渉推定を行い(ステップS5−1)、被干渉量が許容範囲内であるチャネルだけを選定し1次利用可否判定対象を絞り込む(ステップS5−2)。管理局装置2−1の1次利用可否判定回路4−9は、予め記憶された被干渉量の許容値と、上述の被干渉処理にて算出した被干渉量との比較を行う。すなわち、被干渉量が許容範囲内であるチャネルが存在するかどうか判定を行い(ステップS5−3)、存在しない場合、「1次利用の利用区分で利用可能チャネル無し」と判定する(ステップS5−10)。
次に、前述の1次利用可否判定過程S1−5の処理方法の一例について図8を用いて詳細に説明する。管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、まず1次利用可否判定の対象となっているすべてのチャネルに対して後述する被干渉推定を行い(ステップS5−1)、被干渉量が許容範囲内であるチャネルだけを選定し1次利用可否判定対象を絞り込む(ステップS5−2)。管理局装置2−1の1次利用可否判定回路4−9は、予め記憶された被干渉量の許容値と、上述の被干渉処理にて算出した被干渉量との比較を行う。すなわち、被干渉量が許容範囲内であるチャネルが存在するかどうか判定を行い(ステップS5−3)、存在しない場合、「1次利用の利用区分で利用可能チャネル無し」と判定する(ステップS5−10)。
一方、被干渉量が許容範囲内であるチャネルが存在する場合、管理局装置2−1の1次利用可否判定回路4−9は、判定対象となるチャネルの中で被干渉量の総和が最小のチャネルを選出し(ステップS5−4)、与干渉推定回路4−12は、そのチャネルにおける与干渉推定を行う(ステップS5−5)。与干渉推定は、与干渉量の総和を算出する処理であり、後に詳細に説明する。管理局装置2−1の1次利用可否判定回路4−9は、与干渉推定の結果、そのチャネルにおける与干渉量が許容範囲内であるかどうか判定を行い(ステップS5−6)、許容範囲内であると判定された場合、「1次利用の利用区分で利用可能なチャネル有り」と判定する(ステップS5−9)。
一方、そのチャネルにおける与干渉が許容範囲内ではないと判定された場合、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、被干渉量が許容範囲内で与干渉推定が行われていない判定対象チャネルが有るかどうか判定を行い(ステップS5−7)、判定対象チャネルが無い場合、「1次利用可能なチャネル無し」と判定する(ステップS5−10)。一方、与干渉推定が行われていない判定対象チャネルが有る場合、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、次に被干渉量の総和が小さいチャネルを与干渉推定対象として選定し(ステップS5−8)、与干渉推定を行う(ステップS5−5)。
<2次利用可否判定過程の説明>
前述の2次利用可否判定過程S1−7の処理方法の一例について図9を用いて詳細に説明する。まず、被干渉推定回路4−13は、2次利用可否判定の対象となっているすべてのチャネルに対して被干渉推定を行い(ステップS14−1)、被干渉量が許容範囲内であるチャネルだけを選定し2次利用可否判定対象を絞り込む(ステップS14−2)。管理局装置2−1の2次利用可否判定回路4−10は、被干渉量が許容範囲内であるチャネルが存在するかどうか判定を行い(ステップS14−3)、存在しない場合、「2次利用の利用区分で利用可能チャネル無し」と判定する(ステップS14−10)。
前述の2次利用可否判定過程S1−7の処理方法の一例について図9を用いて詳細に説明する。まず、被干渉推定回路4−13は、2次利用可否判定の対象となっているすべてのチャネルに対して被干渉推定を行い(ステップS14−1)、被干渉量が許容範囲内であるチャネルだけを選定し2次利用可否判定対象を絞り込む(ステップS14−2)。管理局装置2−1の2次利用可否判定回路4−10は、被干渉量が許容範囲内であるチャネルが存在するかどうか判定を行い(ステップS14−3)、存在しない場合、「2次利用の利用区分で利用可能チャネル無し」と判定する(ステップS14−10)。
一方、被干渉量が許容範囲内であるチャネルが存在する場合、管理局装置2−1の2次利用可否判定回路4−10は、判定対象となるチャネルの中で被干渉量の総和が最小のチャネルを選出し(ステップS14−4)、そのチャネルにおける与干渉推定を行う(ステップS14−5)。管理局装置2−1の2次利用可否判定回路4−10は、与干渉推定(ステップS14−5)の結果、そのチャネルにおける与干渉量が許容範囲内であるかどうか判定を行い(ステップS14−6)、許容範囲内であると判定された場合、「2次利用の利用区分で利用可能なチャネル有り」と判定する(ステップS14−9)。
一方、そのチャネルにおける与干渉が許容範囲内ではないと判定された場合、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−14は、被干渉量が許容範囲内で与干渉推定が行われていない判定対象チャネルが有るかどうか判定を行い(ステップS14−7)、判定対象チャネルが無い場合、「2次利用可能なチャネル無し」と判定する(ステップS14−10)。一方、与干渉推定が行われていない判定対象チャネルが有る場合、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−14は、次に被干渉量の総和が小さいチャネルを与干渉推定対象として選定し(ステップS14−8)、与干渉推定を行う(ステップS14−5)。
<被干渉推定過程の説明>
前述の被干渉推定過程(ステップS5−1およびステップS14−1)の一例について図10を用いて詳細に説明する。ここで説明する被干渉推定過程は、1次利用可否判定過程(ステップS1−5)または2次利用可否判定過程(ステップS1−7)で与えられたチャネル集合に対し、各チャネルにおける他無線通信装置からの被干渉量の総和を推定するための過程である。なお、この無線通信システムの全ての無線通信装置には固有番号が与えられているとする。
前述の被干渉推定過程(ステップS5−1およびステップS14−1)の一例について図10を用いて詳細に説明する。ここで説明する被干渉推定過程は、1次利用可否判定過程(ステップS1−5)または2次利用可否判定過程(ステップS1−7)で与えられたチャネル集合に対し、各チャネルにおける他無線通信装置からの被干渉量の総和を推定するための過程である。なお、この無線通信システムの全ての無線通信装置には固有番号が与えられているとする。
まず、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、最も若い(小さい)番号のチャネルを推定対象チャネルとし(ステップS6−0)、この推定対象チャネルに対し被干渉となる全てのチャネルを利用中の他無線通信装置(以下、相手局)で、最も若い番号の相手局を推定対象相手局とし(ステップS6−1)、推定対象相手局から受ける被干渉量を計算もしくは測定する(ステップS6−2)。次に、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、推定対象チャネルにおける被干渉量総和を求め、干渉表4−8に記憶させる(ステップS6−3)。管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、被干渉推定を完了していない相手局が残っているかどうか判定を行い(ステップS6−4)、残っていない場合、さらに被干渉量総和の推定を完了していないチャネルが残っているかどうか判定を行い(ステップS6−5)、推定を完了していないチャネルが残っていない場合、推定を終了する(ステップS6−8)。
一方、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、被干渉推定を完了していない相手局が残っている場合、次に若い番号の相手局を推定対象相手局に設定し(ステップS6−6)、被干渉の計算もしくは測定(ステップS6−2)を行う。一方、被干渉量総和の推定の完了していないチャネルが残っている場合は、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、次に若い番号のチャネルを推定対象チャネルに設定し(ステップS6−7)、推定対象相手局を設定する(ステップS6−1)。
<与干渉推定過程の説明>
前述の与干渉推定過程(ステップS5−5およびステップS14−5)の一例について図11を用いて詳細に説明する。与干渉とは、無線通信装置2−2が新設された場合、推定対象相手局に与えると推定される与干渉電力を指す。ここで説明する与干渉推定過程は、1次利用可否判定過程(ステップS1−5)、または2次利用可否判定過程(ステップS1−7)で与えられたチャネルにおける他無線通信装置への与干渉量を推定するための過程である。なお、この無線通信システムの全ての無線通信装置には固有番号が与えられているとする。
前述の与干渉推定過程(ステップS5−5およびステップS14−5)の一例について図11を用いて詳細に説明する。与干渉とは、無線通信装置2−2が新設された場合、推定対象相手局に与えると推定される与干渉電力を指す。ここで説明する与干渉推定過程は、1次利用可否判定過程(ステップS1−5)、または2次利用可否判定過程(ステップS1−7)で与えられたチャネルにおける他無線通信装置への与干渉量を推定するための過程である。なお、この無線通信システムの全ての無線通信装置には固有番号が与えられているとする。
まず、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、推定対象チャネルに対し与干渉となる全てのチャネルを利用中の他無線通信装置(以下、相手局)で、最も若い番号の相手局を推定対象相手局とし(ステップS8−1)、推定対象相手局に与える与干渉量を計算もしくは測定する(ステップS8−2)。次に、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、推定対象の相手局への与干渉量許容範囲を計算する(ステップS8−3)。なお、与干渉量許容範囲は推定対象相手局における被干渉量総和を推定対象相手局の干渉表4−8から読み出し、相手局との所要DU(Desired to Undesired signal ratio)比(無変調時の希望波と妨害波の搬送波電力の比)等の情報から計算することで求められる。
すなわち、与干渉量許容範囲は、推定対象相手局において、現状の被干渉量に加えて、さらに何W(ワット)までの被干渉量なら、受けたとしても所要DU比を満たすことができるかという値である。つまり、与干渉過程においてこの値は、新設される無線通信装置2−2が推定対象相手局に与えることを許容される与干渉量の範囲ということができる。
上述の与干渉許容範囲は、例えば、以下のようにして求めることができる。まず、推定対象相手局において、既設の無線通信装置から受ける被干渉量総和を推定対象相手局の干渉表から読み出し、これを例えばXとする。そして、推定対象相手局の所要DU比を無線局表から読み出し、その所要DU比から推定対象相手局に許容される被干渉量の上限値を求め、これをYとする。そして、上述の被干渉量総和と許容される被干渉量の上限値の差、すなわち(Y−X)を求め、この値(Y−X)以下を与干渉許容範囲とする。
次に、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、与干渉推定を完了していない相手局が残っているかどうか判定を行い(ステップS8−4)、残っていない場合、推定を終了する(ステップS8−6)。
一方、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、与干渉推定を完了していない相手局が残っている場合は、次に若い番号の相手局を与干渉推定の対象に設定し(ステップS8−5)、与干渉量の計算もしくは測定(ステップS8−2)を行う。
一方、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、与干渉推定を完了していない相手局が残っている場合は、次に若い番号の相手局を与干渉推定の対象に設定し(ステップS8−5)、与干渉量の計算もしくは測定(ステップS8−2)を行う。
(第二実施形態)
次に、本発明による第二実施形態の例について説明する。ここでは第一の実施形態との差分のみを説明する。
<被干渉計算過程(第二実施形態)の説明>
被干渉推定過程(ステップS5−1およびステップS14−1)の第二実施形態の一例について図12を用いて詳細に説明する。なお、この無線通信システム内で全ての無線通信装置には固有番号が与えられているとする。
次に、本発明による第二実施形態の例について説明する。ここでは第一の実施形態との差分のみを説明する。
<被干渉計算過程(第二実施形態)の説明>
被干渉推定過程(ステップS5−1およびステップS14−1)の第二実施形態の一例について図12を用いて詳細に説明する。なお、この無線通信システム内で全ての無線通信装置には固有番号が与えられているとする。
まず、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、最も若い番号のチャネルを推定対象チャネルとし(ステップS7−0)、この推定対象チャネルに対し被干渉となる全てのチャネルを利用中の他の無線通信装置(以下、相手局)で、最も若い番号の相手局を推定対象相手局とし(ステップS7−1)、推定対象相手局から受ける被干渉量を計算、もしくは測定する(ステップS7−2)。次に、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、推定対象チャネルにおける被干渉量総和を求め干渉表4−8に記録する(ステップS7−3)。次に、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、この被干渉量総和が許容範囲内であるかどうか判定を行い(ステップS7−4)、許容範囲内である場合、被干渉推定を完了していない相手局が残っているかどうか判定を行い(ステップS7−5)、残っていない場合、さらに被干渉量総和の推定を完了していないチャネルが残っているかどうか判定を行い(ステップS7−6)、推定を完了していないチャネルが残っていない場合、推定を終了する(ステップS7−9)。
一方、被干渉量総和が許容範囲を超える場合、この推定対象チャネルは被干渉があり利用不可であることがわかるので被干渉量総和の推定を完了していないチャネルが残っているかどうか判定を行う(ステップS7−6)。一方、被干渉推定を完了していない相手局が残っている場合、次に若い番号の相手局を推定対象相手局に設定し(ステップS7−7)、被干渉の計算もしくは測定(ステップS7−2)を行う。
一方、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、被干渉量総和の推定の完了していないチャネルが残っている場合は、次に若い番号のチャネルを推定対象チャネルに設定し(ステップS7−8)、推定対象相手局を設定する(ステップS7−1)。
このように、第二実施形態の被干渉推定過程においては、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、1つの相手局について被干渉量を推定するごとに被干渉量総和が許容範囲内であるかを判定し、許容範囲内ではないと判定された場合には推定を中断し不必要な推定を省略する。この方法は特に無線通信装置の数が多い揚合に計算量もしくは測定回数を削減することができる。
このように、第二実施形態の被干渉推定過程においては、管理局装置2−1の被干渉推定回路4−11は、1つの相手局について被干渉量を推定するごとに被干渉量総和が許容範囲内であるかを判定し、許容範囲内ではないと判定された場合には推定を中断し不必要な推定を省略する。この方法は特に無線通信装置の数が多い揚合に計算量もしくは測定回数を削減することができる。
<与干渉計算過程(第二実施形態)の説明>
与干渉推定過程(ステップS5−5およびステップS14−5)の第二実施形態の一例について図13を用いて詳細に説明する。なお、この無線通信システム内で全ての無線通信装置には固有番号が与えられているとする。
まず、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、推定対象チャネルに対し与干渉となる全てのチャネルを利用中の他の無線通信装置(以下、相手局)で、最も若い番号の相手局を推定対象相手局とし(ステップS9−1)、推定対象相手局に与える与干渉量を計算もしくは測定する(ステップS9−2)。次に、与干渉推定回路4−12は、推定対象の相手局への与干渉量許容範囲を計算する(ステップS9−3)。なお、与干渉量許容範囲は推定対象相手局における被干渉量総和を推定対象相手局の干渉表4−8から読み出し、相手局の所要DU比等の情報から計算することで求められる。そして、与干渉推定回路4−12は、与干渉量が許容範囲内であるかどうか判定を行う(ステップS9−4)。許容範囲内である場合、与干渉推定を完了していない相手局は残っているかどうか判定を行い(ステップS9−5)、残っていない場合、与干渉推定を終了する(ステップS9−7)。
与干渉推定過程(ステップS5−5およびステップS14−5)の第二実施形態の一例について図13を用いて詳細に説明する。なお、この無線通信システム内で全ての無線通信装置には固有番号が与えられているとする。
まず、管理局装置2−1の与干渉推定回路4−12は、推定対象チャネルに対し与干渉となる全てのチャネルを利用中の他の無線通信装置(以下、相手局)で、最も若い番号の相手局を推定対象相手局とし(ステップS9−1)、推定対象相手局に与える与干渉量を計算もしくは測定する(ステップS9−2)。次に、与干渉推定回路4−12は、推定対象の相手局への与干渉量許容範囲を計算する(ステップS9−3)。なお、与干渉量許容範囲は推定対象相手局における被干渉量総和を推定対象相手局の干渉表4−8から読み出し、相手局の所要DU比等の情報から計算することで求められる。そして、与干渉推定回路4−12は、与干渉量が許容範囲内であるかどうか判定を行う(ステップS9−4)。許容範囲内である場合、与干渉推定を完了していない相手局は残っているかどうか判定を行い(ステップS9−5)、残っていない場合、与干渉推定を終了する(ステップS9−7)。
一方、与干渉推定回路4−12は、与干渉量が許容範囲を超える場合、与干渉量の問題があり利用不可であることがわかるので、与干渉推定の行われていない相手局が残っているとしても直ちに推定を終了する(ステップS9−7)。一方、与干渉推定回路4−12は、与干渉推定を完了していない相手局が残っている場合は、次に若い番号の相手局を与干渉推定の対象に設定し(ステップS9−6)、与干渉量の計算もしくは測定(ステップS9−2)を行う。
このように、第二実施形態の与干渉推定過程においては、1つの相手局について与干渉量を推定するごとに与干渉量が許容範囲内であるかを判定し、許容範囲内ではないと判定された場合には推定を中断し不必要な推定を省略する。この方法は特に無線通信装置の数が多い場合に計算量もしくは測定回数を削減することができる。
以上説明したように、本発明によれば、チャネルを優先的に利用可能な利用区分である1次利用と、チャネルが利用されていない場合に当該チャネルを借り受けて利用可能な利用区分である2次利用という、優先順位に差のあるチャネル利用区分が設定されている周波数帯で動作する無線通信システムにおいて、チャネル利用区分の違いを反映したチャネル割当てを行うことができる。すなわち、1次利用可能なチャネルが無い場合は2次利用を行うといった柔軟なチャネル割当てを行うことができる。すなわち、利用されていない周波数帯域を借り受けて2次利用することができ、周波数資源を有効に利用できる。また、本発明により、無線通信装置がチャネルを1次利用する場合と2次利用する場合のいずれの場合においてもチャネル割当てを行うことができる。さらに、管理局装置が無線通信装置から受信したチャネル割当て希望メッセージの内容を解析することで、無線通信装置の希望を反映したチャネル割当てを行うことができる。
なお、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりチャネル割当てを行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハ−ドウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサ−バやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワ−ク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
2−1 管理局装置
2−2 無線通信装置
3−1 無線通信装置
3−2 A事業者網
3−3 B事業者網
4−1 チャネル割当て希望メッセージ受信回路
4−2 利用チャネル決定回路
4−3 チャネル割当て通知メッセージ送信回路
4−5 ネットワークインタフェース回路
4−6 チャネル利用区分数
4−7 無線局表
4−8 干渉表
4−9 1次利用可否判定回路
4−10 2次利用可否判定回路
4−11 被干渉推定回路
4−12 与干渉推定回路
4−13 被干渉推定回路
4−14 与干渉推定回路
4−15 チャネル割当て希望メッセージ送信回路
4−16 チャネル割当て通知メッセージ受信回路
4−17 利用チャネル設定回路
4−18 無線送受信回路
4−19 ネットワークインタフェース回路
4−20 干渉量測定回路
2−2 無線通信装置
3−1 無線通信装置
3−2 A事業者網
3−3 B事業者網
4−1 チャネル割当て希望メッセージ受信回路
4−2 利用チャネル決定回路
4−3 チャネル割当て通知メッセージ送信回路
4−5 ネットワークインタフェース回路
4−6 チャネル利用区分数
4−7 無線局表
4−8 干渉表
4−9 1次利用可否判定回路
4−10 2次利用可否判定回路
4−11 被干渉推定回路
4−12 与干渉推定回路
4−13 被干渉推定回路
4−14 与干渉推定回路
4−15 チャネル割当て希望メッセージ送信回路
4−16 チャネル割当て通知メッセージ受信回路
4−17 利用チャネル設定回路
4−18 無線送受信回路
4−19 ネットワークインタフェース回路
4−20 干渉量測定回路
Claims (25)
- 利用するチャネルを変更することが可能な複数の無線通信装置と、それぞれの前記無線通信装置にチャネルを割当てる管理局装置とを用いた無線通信方法であって、
前記無線通信装置は、
自装置が送受信可能なチャネルの識別情報を示すチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報を前記管理局装置に送信するチャネル要求送信過程と、
前記管理局装置から、割当てられたチャネルのチャネル区分情報を含むチャネル割当て情報を受信し、割当てられたチャネルによって無線通信を開始するチャネル変更過程と、を具備し、
前記管理局装置は、
前記無線通信装置より受信する前記チャネル要求情報と、予め記憶する無線環境情報とに基づいて、前記チャネル要求情報が含む複数のチャネル区分情報のうちひとつのチャネル区分情報をチャネル割当て情報として判定するチャネル判定過程と、
前記チャネル割当て情報を、前記無線通信装置に送信するチャネル割当て送信過程と、を具備する
ことを特徴とする無線通信方法。 - 前記チャネル判定過程は、
前記無線通信装置より受信する前記チャネル要求情報から抽出する1次利用チャネル情報が示すチャネルを、前記無線通信装置に利用させるか否かを判定する利用可否判定処理を行い、利用可と判定した1次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定する1次利用可否判定過程と、
前記1次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定されなかった場合、前記チャネル要求情報から2次利用チャネル情報を抽出し、抽出した2次利用チャネル情報が示すチャネルを、前記無線通信装置に利用させるか否かを判定する利用可否判定処理を行い、利用可と判定した2次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定する2次利用可否判定過程と、を具備し、
前記チャネル割当て送信過程は、
前記1次利用可否判定過程または前記2次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定した場合、該チャネル割当て情報を前記無線通信装置に送信すること
を特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 - 前記無線通信装置が具備する前記チャネル要求送信過程は、
1次利用チャネルのみを含むチャネル要求情報を送信し、
前記管理局装置が具備する前記チャネル判定過程は、
前記チャネル要求情報から抽出する1次利用チャネル情報が示すチャネルを、前記無線通信装置に利用させるか否かの利用可否判定処理を行い、利用可と判定した1次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定し、
前記チャネル割当て送信過程は、
前記1次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定した場合、該チャネル割当て情報を前記無線通信装置に送信すること
を特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記無線通信装置が具備する前記チャネル要求送信過程は、
2次利用チャネルのみを含むチャネル要求情報を送信し、
前記管理局装置が具備する前記チャネル判定過程は、
前記チャネル要求情報から抽出する2次利用チャネル情報が示すチャネルを、前記無線通信装置に利用させるか否かの利用可否判定処理を行い、利用可と判定した2次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定し、
前記チャネル割当て送信過程は、
前記2次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定した場合、該チャネル割当て情報を前記無線通信装置に送信すること
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記1次利用可否判定過程にて行う利用可否判定処理は、
前記チャネル要求情報から1または複数の1次利用チャネル情報を抽出し、前記無線環境情報とそれぞれの1次利用チャネル情報とに基づいて、それぞれの1次利用チャネル情報ごとに、前記無線通信装置が該チャネルを利用する場合に受ける被干渉量を示す被干渉量情報を算出する被干渉推定過程と、
算出された前記被干渉量情報と、該被干渉量情報が示す被干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた被干渉許容閾値とを比較して、許容可である被干渉量情報を有する1次利用チャネル情報を判定する被干渉判定過程と、
前記被干渉判定過程にて許容可であると判定された1次利用チャネル情報と、前記無線環境情報とに基づいて、それぞれの1次利用チャネル情報ごとに、前記無線通信装置が該チャネルを利用する場合に他の無線環境に与える与干渉量情報を算出する与干渉推定過程と、
算出した前記与干渉量情報と、該与干渉量情報が示す与干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた与干渉許容閾値とを比較して、許容可である与干渉量情報を有する1次利用チャネル情報を判定する与干渉判定過程と、
を具備し、許容可であると判定された1次利用チャネル情報を、利用可と判定する
ことを特徴とする請求項2または請求項3のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記2次利用可否判定過程にて行う利用可否判定処理は、
前記チャネル要求情報から1または複数の2次利用チャネル情報を抽出し、前記無線環境情報とそれぞれの2次利用チャネル情報とに基づいて、それぞれの2次利用チャネル情報ごとに、前記無線通信装置が該チャネルを利用する場合に受ける被干渉量を示す被干渉量情報を算出する被干渉推定過程と、
算出された前記被干渉量情報と、該被干渉量情報が示す被干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた被干渉許容閾値とを比較して、許容可である被干渉量情報を有する2次利用チャネル情報を判定する被干渉判定過程と、
前記被干渉判定過程にて許容可であると判定された2次利用チャネル情報と、前記無線環境情報とに基づいて、それぞれの2次利用チャネル情報ごとに、前記無線通信装置が該チャネルを利用する場合に他の無線環境に与える与干渉量情報を算出する与干渉推定過程と、
算出した前記与干渉量情報と、該与干渉量情報が示す与干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた与干渉許容閾値とを比較して、許容可である与干渉量情報を有する2次利用チャネル情報を判定する与干渉判定過程と、
を具備し、許容可であると判定された2次利用チャネル情報を、利用可と判定する
ことを特徴とする請求項2または請求項4のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記管理局装置が具備する前記被干渉推定過程における被干渉量情報を算出する処理は、
前記無線通信装置の識別情報と被干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて算出する被干渉量算出処理か、または、前記無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された被干渉量情報を前記無線通信装置から受信して算出する被干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出すること
を特徴とする請求項5または請求項6のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記管理局装置が具備する前記与干渉推定過程における与干渉量情報を算出する処理は、
前記無線通信装置の識別情報と与干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて算出する与干渉量算出処理か、または、前記無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された与干渉量情報を前記無線通信装置から受信して算出する与干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出すること
を特徴とする請求項5または請求項6のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記管理局装置が具備する前記被干渉推定過程における被干渉量情報を算出する処理は、
前記無線通信装置の識別情報と被干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて、該無線通信装置が他の無線通信装置から受ける被干渉量を示す被干渉量情報を加算し、加算された被干渉量情報が予め定められた被干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する被干渉量算出処理か、または、前記無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された被干渉量情報を前記無線通信装置から受信する被干渉量を加算し、加算された被干渉量情報が予め定められた被干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する被干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出すること
を特徴とする請求項5または請求項6のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記管理局装置が具備する前記与干渉推定過程における与干渉量情報を算出する処理は、
前記無線通信装置の識別情報と与干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて、該無線通信装置が他の無線通信装置から受ける与干渉量を示す与干渉量情報を加算し、加算された与干渉量情報が予め定められた与干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する与干渉量算出処理か、または、前記無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された与干渉量情報を前記無線通信装置から受信する与干渉量を加算し、加算された与干渉量情報が予め定められた与干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する与干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出すること
を特徴とする請求項5または請求項6のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記無線環境情報とは、
各地域において各事業者が1次利用を認められているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、各地域において各事業者が2次利用を認められているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報、等の、特定の地域におけるチャネル利用区分に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納したチャネル利用区分表と、
全ての無線通信装置について、与えられた固有番号を示す無線通信装置番号情報と、設置事業者を示す設置者情報と、利用する事業者が該無線通信装置設置地点で1次利用が許されているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、利用する事業者が該無線通信装置設置地点で2次利用が許されているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報と、利用中のチャネル番号を示す利用中チャネル情報と、該無線通信装置の位置を示す位置情報と、該無線通信装置の移動性有無や移動速度や移動範囲等を示すモビリティ情報と、該無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、該無線通信装置の送信特性を示す送信特性情報と、該無線通信装置の受信特性を示す受信特性情報と、該無線通信装置が最低限必要とする希望波と干渉波の比を示す所要DU比情報と、該無線通信装置の隣接チャネル干渉軽減係数(IRF)を示す隣接チャネルIRF情報と、該無線通信装置のチャネル利用開始時刻やチャネル利用終了予定時刻等を示す利用期間情報、等の、無線通信装置の設置状況や装置仕様や無線通信システムの条件に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む時報をシステムパラメータ情報として格納した無線局表と、
全ての無線通信装置について、該無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、該チャネル内で無線通信装置が受ける被干渉合計量を示す被干渉合計量情報と、該チャネルが被干渉となるチャネル番号を示す干渉チャネル情報、それら干渉となるチャネルを利用中の他無線通信装置である相手局に与えられた固有番号を示す相手局番号情報と、無線通信装置が相手局から受ける被干渉量を示す被干渉量情報と、等の、無線通信装置の干渉に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納した干渉表と
であることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 利用するチャネルを変更することが可能な複数の無線通信装置にチャネルを割当てる管理局装置であって、
前記無線通信装置から、前記無線通信装置が送受信可能なチャネルの識別情報を示すチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報を受信し、前記チャネル要求情報と、予め記憶する無線環境情報とに基づいて、前記チャネル要求情報が含む複数のチャネル区分情報のうちひとつのチャネル区分情報をチャネル割当て情報として判定するチャネル判定手段と、
前記チャネル割当て情報を、前記無線通信装置に送信するチャネル割当て送信手段と、を具備する
ことを特徴とする管理局装置。 - 前記チャネル判定手段は、
前記無線通信装置より受信する前記チャネル要求情報から抽出する1次利用チャネル情報が示すチャネルを、前記無線通信装置に利用させるか否かを判定する利用可否判定処理を行い、利用可と判定した1次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定する1次利用可否判定手段と、
前記1次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定されなかった場合、前記チャネル要求情報から2次利用チャネル情報を抽出し、抽出した2次利用チャネル情報が示すチャネルを、前記無線通信装置に利用させるか否かを判定する利用可否判定処理を行い、利用可と判定した2次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定する2次利用可否判定手段と、を具備し、
前記チャネル割当て送信手段は、
前記1次利用可否判定手段または前記2次利用可否判定手段にて、チャネル割当て情報が確定した場合、該チャネル割当て情報を前記無線通信装置に送信すること
を特徴とする請求項12に記載の管理局装置。 - 前記管理局装置が具備する前記チャネル判定手段は、
前記チャネル要求情報から抽出する1次利用チャネル情報が示すチャネルを、前記無線通信装置に利用させるか否かの利用可否判定処理を行い、利用可と判定した1次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定し、
前記チャネル割当て送信手段は、
前記1次利用可否判定手段にて、チャネル割当て情報が確定した場合、該チャネル割当て情報を前記無線通信装置に送信すること
を特徴とする請求項12または請求項13のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 前記管理局装置が具備する前記チャネル判定手段は、
前記チャネル要求情報から抽出する2次利用チャネル情報が示すチャネルを、前記無線通信装置に利用させるか否かの利用可否判定処理を行い、利用可と判定した2次利用チャネル情報を、チャネル割当て情報として確定し、
前記チャネル割当て送信手段は、
前記2次利用可否判定過程にて、チャネル割当て情報が確定した場合、該チャネル割当て情報を前記無線通信装置に送信すること
を特徴とする請求項13から請求項14のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 前記1次利用可否判定手段は、
前記チャネル要求情報から1または複数の1次利用チャネル情報を抽出し、前記無線環境情報とそれぞれの1次利用チャネル情報とに基づいて、それぞれの1次利用チャネル情報ごとに、前記無線通信装置が該チャネルを利用する場合に受ける被干渉量を示す被干渉量情報を算出する被干渉推定手段と、
算出された前記被干渉量情報と、該被干渉量情報が示す被干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた被干渉許容閾値とを比較して、許容可である被干渉量情報を有する1次利用チャネル情報を判定する被干渉判定手段と、
前記被干渉判定手段にて許容可であると判定された1次利用チャネル情報と、前記無線環境情報とに基づいて、それぞれの1次利用チャネル情報ごとに、前記無線通信装置が該チャネルを利用する場合に他の無線環境に与える与干渉量情報を算出する与干渉推定手段と、
算出した前記与干渉量情報と、該与干渉量情報が示す与干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた与干渉許容閾値とを比較して、許容可である与干渉量情報を有する1次利用チャネル情報を判定する与干渉判定手段と、
を具備し、許容可であると判定された1次利用チャネル情報を利用可と判定する
ことを特徴とする請求項13または請求項14のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 前記2次利用可否判定手段は、
前記チャネル要求情報から1または複数の2次利用チャネル情報を抽出し、前記無線環境情報とそれぞれの2次利用チャネル情報とに基づいて、それぞれの2次利用チャネル情報ごとに、前記無線通信装置が該チャネルを利用する場合に受ける被干渉量を示す被干渉量情報を算出する被干渉推定手段と、
算出された前記被干渉量情報と、該被干渉量情報が示す被干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた被干渉許容閾値とを比較して、許容可である被干渉量情報を有する2次利用チャネル情報を判定する被干渉判定手段と、
前記被干渉判定手段にて許容可であると判定された2次利用チャネル情報と、前記無線環境情報とに基づいて、それぞれの2次利用チャネル情報ごとに、前記無線通信装置が該チャネルを利用する場合に他の無線環境に与える与干渉量情報を算出する与干渉推定手段と、
算出した前記与干渉量情報と、該与干渉量情報が示す与干渉量を許容できるか否かを示すために予め定められた与干渉許容閾値とを比較して、許容可である与干渉量情報を有する2次利用チャネル情報を判定する与干渉判定手段と、
を具備し、許容可であると判定された2次利用チャネル情報を利用可と判定する
ことを特徴とする請求項13または請求項15のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 前記被干渉推定手段における被干渉量情報を算出する処理は、
前記無線通信装置の識別情報と被干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて算出する被干渉量算出処理か、または、前記無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された被干渉量情報を前記無線通信装置から受信して算出する被干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出すること
を特徴とする請求項16または請求項17のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 前記与干渉推定手段における与干渉量情報を算出する処理は、
前記無線通信装置の識別情報と与干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて算出する与干渉量算出処理か、または、前記無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された与干渉量情報を前記無線通信装置から受信して算出する与干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出すること
を特徴とする請求項16または請求項17のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 前記被干渉推定手段における被干渉量情報を算出する処理は、
前記無線通信装置の識別情報と被干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて、該無線通信装置が他の無線通信装置から受ける被干渉量を示す被干渉量情報を加算し、加算された被干渉量情報が予め定められた被干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する被干渉量算出処理か、または、前記無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された被干渉量情報を前記無線通信装置から受信する被干渉量を加算し、加算された被干渉量情報が予め定められた被干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する被干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出すること
を特徴とする請求項16または請求項17のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 前記与干渉推定手段における与干渉量情報を算出する処理は、
前記無線通信装置の識別情報と与干渉量とが対応付いて予め記憶された無線環境情報に基づいて、該無線通信装置が他の無線通信装置から受ける与干渉量を示す与干渉量情報を加算し、加算された与干渉量情報が予め定められた与干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する与干渉量算出処理か、または、前記無線通信装置が備える干渉量測定回路によって計測された与干渉量情報を前記無線通信装置から受信する与干渉量を加算し、加算された与干渉量情報が予め定められた与干渉許容閾値を超えた時点で、許容否と判定する与干渉量測定処理か、のいずれかまたは双方の処理によって算出すること
を特徴とする請求項16または請求項17のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 前記管理局装置が記憶する前記無線環境情報は、
各地域において各事業者が1次利用を認められているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、各地域において各事業者が2次利用を認められているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報、等の、特定の地域におけるチャネル利用区分に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納したチャネル利用区分表と、
全ての無線通信装置について、与えられた固有番号を示す無線通信装置番号情報と、設置事業者を示す設置者情報と、利用する事業者が該無線通信装置設置地点で1次利用が許されているチャネル番号を示す1次利用チャネル情報と、利用する事業者が該無線通信装置設置地点で2次利用が許されているチャネル番号を示す2次利用チャネル情報と、利用中のチャネル番号を示す利用中チャネル情報と、該無線通信装置の位置を示す位置情報と、該無線通信装置の移動性有無や移動速度や移動範囲等を示すモビリティ情報と、該無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、該無線通信装置の送信特性を示す送信特性情報と、該無線通信装置の受信特性を示す受信特性情報と、該無線通信装置が最低限必要とする希望波と干渉波の比を示す所要DU比情報と、該無線通信装置の隣接チャネル干渉軽減係数(IRF)を示す隣接チャネルIRF情報と、該無線通信装置のチャネル利用開始時刻やチャネル利用終了予定時刻等を示す利用期間情報、等の、無線通信装置の設置状況や装置仕様や無線通信システムの条件に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む時報をシステムパラメータ情報として格納した無線局表と、
全ての無線通信装置について、該無線通信装置の無線送受信回路において電波の送受信が可能なチャネルのチャネル番号を示す送受可能チャネル情報と、該チャネル内で無線通信装置が受ける被干渉合計量を示す被干渉合計量情報と、該チャネルが被干渉となるチャネル番号を示す干渉チャネル情報、それら干渉となるチャネルを利用中の他無線通信装置である相手局に与えられた固有番号を示す相手局番号情報と、無線通信装置が相手局から受ける被干渉量を示す被干渉量情報と、等の、無線通信装置の干渉に関する情報のうち、1ないし複数の情報を少なくとも含む情報をシステムパラメータ情報として格納した干渉表と
であることを特徴とする請求項12から請求項21のいずれか1項に記載の管理局装置。 - 管理局装置から受信するチャネル割当て情報に基づいて、利用するチャネルを変更することが可能な複数の無線通信装置であって、
自装置が送受信可能なチャネルの識別情報を示すチャネル区分情報である2次利用チャネル情報と、自装置が送受信可能なチャネルであり、かつ、予め定められた利用優先度の高いチャネルのチャネル区分情報である1次利用チャネル情報とを含むチャネル要求情報を前記管理局装置に送信するチャネル要求送信手段と、
前記管理局装置から、割当てられたチャネルのチャネル区分情報を含むチャネル割当て情報を受信し、割当てられたチャネルによって無線通信を開始するチャネル変更手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記無線通信装置が具備する前記チャネル要求送信手段は、
1次利用チャネルのみを含むチャネル要求情報を送信すること
を特徴とする請求項23に記載の無線通信装置。 - 前記無線通信装置が具備する前記チャネル要求送信過程は、
2次利用チャネルのみを含むチャネル要求情報を送信すること、
を特徴とする請求項23に記載の無線通信装置。
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