JP2009501474A - インカンベントの無線サービスを保護する方法、通信システム及び通信ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、現存のサービスにて、第１の通信手段の間で第１の帯域幅内の無線周波送信によって第１のプロトコルを用いて第１の情報を遣り取りするとともに、第２の通信手段の間で第１の帯域幅と重複し、且つ第１の帯域幅より大きい第２の帯域幅内の無線周波送信によって第２のプロトコルを用いて第２の情報を交換して、現存のサービスを保護する方法、通信システム及び通信ユニットに関する。問題は、現存のサービスに対する二次サービスの干渉を低減させるか、又は除去することにある。この問題を、前記第１の通信手段の間の全ての第１の情報の遣り取りの存在を知得し、少なくとも第１の情報の遣り取りの存在についてのプロテクション情報を少なくとも１つの第２の通信手段に送信し、第２の情報を送信するために前記少なくとも１つの第２の通信手段による第１の情報を遣り取りするのに用いられる無線周波数の使用を禁止し、第２の情報を送信するために前記第１の情報を遣り取りするのに用いられる無線周波数をノッチした周波数範囲内で第２の情報を送信することによって、解決する。

Description

本発明は、第１の通信手段の間では、第１のプロトコルを用いて、第１の帯域幅内での無線周波送信によって第１の情報がやりとりされ、第２の通信手段の間では、第２のプロトコルを用いて、第１の帯域幅と重複し、且つ第１の帯域幅より大きい第２の帯域幅内での無線周波送信によって第２の情報をやりとりする、インカンベントのサービスを保護する方法に関する。

また、本発明は、第１のプロトコルを用いて、第１の帯域幅内での無線周波送信によって第１の情報をやりとりする第１の通信手段を用いる一方で、第２の通信手段の間では、第２のプロトコルを用いて第１の帯域幅と重複し、且つ第１の帯域幅より大きい第２の帯域幅内での無線周波送信によって第２の情報をやりとりする第２の通信手段を備えている、インカンベントのサービスを保護する通信システムに関する。

更に、本発明は、第１のプロトコルを用いて、第１の帯域幅内での無線周波送信によって第１の情報をやりとりする第１の通信手段を用いる一方で、第２の通信手段の間では、第２のプロトコルを用いて第１の帯域幅と重複し、且つ第１の帯域幅より大きい第２の帯域幅内の無線周波送信によって第２の情報をやりとりする通信手段の１つとして、第２の通信手段の間で第２の情報と通信する、インカンベントのサービスを保護する通信ユニットに関する。

新たな無線アプリケーション（いわゆる二次サービス）は、他のアプリケーション、いわゆるインカンベント（即ち、一次）のサービスのために既に割り当てられるスペクトラムを再利用することになっている。二次サービスの例として、５ＧＨｚ帯のＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）及びＵＷＢ（超広帯域）通信がある。インカンベントのサービスは、一般的に認可されており、新たなアプリケーションの認可は免れるから、前者を、後者による干渉から保護する必要がある。これは、３．１〜１０．６ＧＨｚで動作することになるＵＷＢシステムにとっては、多くのインカンベントのサービスが悪影響を受けることになるので特に厄介である。

米国特許出願第２００４／０１９９６８６（Ａ１）号は、ピコネット内の通信機器の無線通信に関するものである。特に、ピコネット内で競合する機器の干渉を回避することに関するものである。この文献は、上述した問題を解決するものではない。

米国特許出願第２００５／００８３８９６（Ａ１）号は、ＵＷＢなどの多数のピコネットの共存について記載している。この文献は、他のネット又は無線サービスに対する干渉を除去するものではない。

英国特許第２３９９４７５Ａ号は、携帯電話のネットワークとＵＷＢとの間の干渉の回避に関するものである。これは、時分割によって解決されている。

許容チャネル及び最大送信電力などの規制情報を配信するスキームは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｄ−２００１：Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ Ｄｏｍａｉｎ，（ｈｔｔｐ：／／ｓｔａｎｄａｒｄｓ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｅｔｉｅｅｅ８０２／ｄｏｗｎｌｏａｄ／８０２．１１ｄ−２００１．ｐｄｆ）に記載されている。

５ＧＨｚ帯における重要なインカンベントのサービスであるレーダをＷＬＡＮの干渉から保護するスキームは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈ−２００３：Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｔｈｅ ５ ＧＨｚ ｂａｎｄ ｉｎ Ｅｕｒｏｐｅ，（ｈｔｔｐ：／／ｓｔａｎｄａｒｄｓ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｅｔｉｅｅｅ８０２／ｄｏｗｎｌｏａｄ／８０２．１１ｈ−２００３．ｐｄｆ）に記載されている。

ＭＢＯＡが提案したＵＷＢ方式は、ＩＥＥＥ Ｐ８０２．１５−０４／０４９３ｒｌ，“Ｍｕｌｔｉ−ｂａｎｄ ＯＦＤＭ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｐｒｏｐｏｓａｌ ｆｏｒ ＩＥＥＥ ８０２．１５ Ｔａｓｋ Ｇｒｏｕｐ ３ａ”，（ｆｔｐ：／／ｉｅｅｅ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ＠ｆｔｐ．８０２ｗｉｒｅｌｅｓｓｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／１５／０４／１５−０４−０４９３−０１−００３ａ−ｍｕｌｔｉ−ｂａｎｄ−ｏｆｄｍ−ｃｆｐ−ｄｏｃｕｍｅｎｔ−ｕｐｄａｔｅ．ｚｉｐ）に記載されている。

ＵＷＢ方式は、有効なレンジを得るために、所定の状況にはインカンベントのサービスに干渉を引き起こすかもしれない送信電力レベル（ＦＣＣは、−４１．３ｄＢｍ／ＭＨｚを許容する）で動作する必要がある。

解決すべき問題は、インカンベントのサービスに対する二次サービスの干渉を低減させるか、又は除去することである。

本課題は、請求項１に記載の方法によって解決される。本方法の好適な態様は、請求項２〜１０に記載した通りのものである。

上記課題は、請求項１１に記載の通信システムによっても解決される。この通信システムの好適例は、請求項１２〜２０に記載した通りのものである。

上記課題は、請求項２１に記載の通信ユニットによっても解決される。この好適例は、請求項２２〜２９に記載した通りのものである。

有効レンジを得るために、第１の情報をやりとりするための二次サービスは、所定の状況では第２の情報をやりとりするインカンベントのサービスに干渉を引き起こすかもしれない送信電力レベルで動作する必要がある。

典型的には、二次サービスは、インカンベントのサービスの帯域幅より多数倍大きい帯域幅を用いるため、二次サービスがインカンベントのサービスで用いられる小さい帯域で送信するのを避ける（ノッチする）ようにすれば、二次サービスの性能を著しく低減させることなく、干渉をかなり低減させることができる。

問題は、どの周波数をノッチしなければならないかを知ることである。幾つかのインカンベントのサービス、例えば固定無線アクセスのダウンリンクの自動判別は、受信信号レベルが低いために極めて困難である。

本発明は、どの周波数をノッチしなければならないかを第２の通信手段に“告げる”のに用いられる新たな信号スキームを導入することによって、自動判別問題を克服する。例えばＵＷＢピコネットにおけるような、少なくとも１つの第２の通信手段は、例えばＰＣ又はテレビ受像機などのように、なるべく固定的なものとすれば、保護すべきローカルのインカンベントのサービスを知ることができ、サービスの情報のやりとりの存在についての保護情報を他の第２の通信手段に配信することができる。

少なくとも１つの第２の通信手段は、この保護情報を“知る”ようにする。この認識の仕方は、システム構成、自動判別又はユーザによる手動構成による。

以下、本発明の一例を説明する。

二次サービスに対しては、幾つかのＵＷＢプロトコルが提案されている。 本発明は、これらのプロトコルの全てに適用可能である。

模範的な例として、ＷｉＭｅｄｉａ／ＭＢＯＡ ＭＡＣプロトコルを選定することにする（ＭＢＯＡ Ｄｒａｆｔ ＭＡＣ Ｓｔａｎｄａｒｄ ０．９５，２００５年４月１１日）。

この規格のセクション７．８では、管理フレームに存在させることができる数個の情報エレメント（ＩＥ）が特定されている。本発明を実施するためには、保護情報が利用可能である場合に、ビーコン及びプローブレスポンス・フレーム（Ｂｅａｃｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）に用いられることになる、新たなＩＥである“保護ＩＥ”を加えなければならない。

ＷｉＭｅｄｉａ／ＭＢＯＡは、ＯＦＤＭに基づいているので、図１に示すように、絶対周波数の代わりにＯＦＤＭサブキャリア番号における周波数レンジを特定するのが好適である。 周波数（ｆ）／サブキャリア（ｎ）の関係は、次式のように規定することができる。
ｆ＝３１６８ＭＨｚ＋ｎ＊４．１２５ＭＨｚ， ここに、ｎ＝０，１，．．．，１７９２

下側ｎ（ｎｌｏｗｅｒ）から上側ｎ（ｎｕｐｐｅｒ）までのサブキャリアは、ヌルにする（ノッチする）。

非ＯＦＤＭ方式の場合、絶対周波数の周波数レンジを特定するのが好適である。

図２は、ａ２―保護情報エレメント・フォーマット（ａ２−Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ ｆｏｒｍａｔ）を示す。この情報エレメントを受信する通信手段としての端末は、サブキャリアのレンジのリストで特定される全てのサブキャリアで送信するのを回避するようにする。

可能な保護情報エレメントのフォーマットを、図１及び図２に示してある。

本発明の更なる利点は、ノッチする情報を受信機によって用いることもでき、これにより、ノッチしたサブキャリアを無視することによってデコード性能を改善し得ることにある。

ＵＷＢ用の主な用途は、ＵＳＢを無線へと拡張したＷＵＳＢであると予想される。有線のＵＳＢとしての用途の中心はＰＣであるので、多くの場合、ＷＵＳＢは、保護すべきローカルのインカンベントのサービスを認識しそうな固定のデスクトップＰＣによって制御されることになる。

サブキャリアレンジのフォーマットを示す図である。 ａ２−保護情報エレメントのフォーマットを示す図である。

Claims (29)

1. 現存のサービスにて、第１の通信手段の間で第１の帯域幅内の無線周波送信によって第１のプロトコルを用いて第１の情報を遣り取りする一方で、第２の通信手段の間で前記第１の帯域幅と重複し、且つ前記第１の帯域幅より大きい第２の帯域幅内の無線周波送信によって第２のプロトコルを用いて第２の情報を遣り取りする、現存のサービスを保護する方法であって、
   前記第１の通信手段の間の全ての第１の情報の遣り取りの存在を知得するステップと、
   少なくとも第１の情報の遣り取りの存在についてのプロテクション情報を少なくとも１つの第２の通信手段に送信するステップと、
   前記第２の情報を送信するために前記少なくとも１つの第２の通信手段による前記第１の情報を遣り取りするのに用いられる無線周波数の使用を禁止するステップと、
   前記第２の情報を送信するために前記第１の情報を遣り取りするのに用いられる無線周波数をノッチした周波数範囲内で前記第２の情報を送信するステップと、
   を含む現存サービス保護方法。
2. 前記プロテクション情報を、前記第２のプロトコル内に与えて送信する、請求項０に記載の現存サービス保護方法。
3. 前記プロテクション情報を、１つの前記第２の通信手段から、他の第２の通信手段に送信する、請求項０又は０に記載の現存サービス保護方法。
4. 前記１つの第２の通信手段は、定置したステーションである、請求項０に記載の現存サービス保護方法。
5. 前記第１の情報の遣り取りに用いられる無線周波数を知得するステップと、
   前記知得した結果をプロテクション情報として送信するステップと、
   を更に含む、請求項０〜０のいずれか一項に記載の現存サービス保護方法。
6. 前記使用禁止の周波数は、前記少なくとも１つの第２の通信手段内で予め定められており、且つ前記プロテクション情報に対応して選定されている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の現存サービス保護方法。
7. 前記使用禁止の周波数を、前記少なくとも１つの第２の通信手段によって自動検出する、請求項０〜０のいずれか一項に記載の現存サービス保護方法。
8. 前記使用禁止の周波数は、前記少なくとも１つの第２の通信手段のユーザによって調整される、請求項０〜０のいずれか一項に記載の現存サービス保護方法。
9. 前記第２の情報の遣り取りは、ＵＷＢで行われる、請求項０〜０のいずれか一項に記載の現存サービス保護方法。
10. 前記第２の情報の遣り取りは、ＷＬＡＮで行われる、請求項０〜０のいずれか一項に記載の現存サービス保護方法。
11. 現存のサービスが、第１の帯域幅内の無線周波送信によって第１のプロトコルを用いて第１の情報を遣り取りする第１の通信手段を用いる一方で、第２の通信手段の間で前記第１の帯域幅と重複し、且つ前記第１の帯域幅より大きい第２の帯域幅内の無線周波送信によって第２のプロトコルを用いて第２の情報を遣り取りする第２の通信手段を備える、現存のサービスを保護する通信システムであって、
    前記第１の通信手段の間の全ての第１の情報の遣り取りの存在を知得する手段と、
    少なくとも第１の情報の遣り取りの存在についてのプロテクション情報を少なくとも１つの第２の通信手段に送信する手段と、
    前記第２の情報を送信するために前記第１の情報を遣り取りするのに用いられる無線周波数の使用を禁止する手段を設けた少なくとも１つの第２の通信手段と、
    前記第２の情報を送信するために前記第１の情報を遣り取りするのに用いられる無線周波数をノッチした周波数範囲内で前記第２の情報を送信する第２の通信手段と、
    を備える通信システム。
12. 前記第２の通信手段は、前記第２のプロトコルを処理して、前記プロテクション情報を前記第２のプロトコル内に含めて送信する、請求項０に記載の通信システム。
13. 前記プロテクション情報を、１つの前記第２の通信手段から、他の前記第２の通信手段に送信する、請求項０又は０に記載の通信システム。
14. 前記１つの第２の通信手段は、定置したステーションである、請求項０に記載の通信システム。
15. 前記第１の情報の遣り取りに用いられる無線周波数を知得する手段と、
    前記知得した結果をプロテクション情報として送信する手段と、
    を更に備える、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信システム。
16. 前記第１の情報の遣り取りの周波数は、前記少なくとも１つの第２の通信手段内で予め定められており、且つ前記プロテクション情報に対応して使用禁止の周波数として選定されている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信システム。
17. 少なくとも１つの第２の通信手段は、前記使用禁止の周波数を自動検出する手段を備えている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信システム。
18. 少なくとも１つの第２の通信手段は、ユーザによって前記使用禁止の周波数を調整する手段を備えている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信システム。
19. 前記第２の通信手段は、ＵＷＢで構成されている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信システム。
20. 前記第２の通信手段は、ＷＬＡＮで構成されている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信システム。
21. 現存のサービスが、第１の帯域幅内の無線周波送信によって第１のプロトコルを用いて第１の情報を遣り取りする第１の通信手段を用いる一方で、第２の通信手段の間で第１の帯域幅と重複し、且つ第１の帯域幅より大きい第２の帯域幅内の無線周波送信によって第２のプロトコルを用いて第２の情報を遣り取りする通信手段の１つとして、第２の通信手段の間で第２の情報と通信する、現存のサービスを保護する通信ユニットであって、前記第２の情報を送信するために前記第１の情報を遣り取りするのに用いられる無線周波数の使用を禁止する手段と、前記第２の情報を送信するために前記第１の情報を遣り取りするのに用いられる無線周波数をノッチした周波数範囲内で前記第２の情報を送信する手段とを備える通信ユニット。
22. 前記第１の通信手段の間の全ての第１の情報の遣り取りの存在を知得する手段と、少なくとも第１の情報の遣り取りの存在についてのプロテクション情報を少なくとも１つの第２の通信手段に送信する手段とを備える、請求項０に記載の通信ユニット。
23. 前記第２のプロトコルを処理して、前記プロテクション情報を前記第２のプロトコル内に含めて送信する、請求項０又は０に記載の通信ユニット。
24. 前記第１の情報の遣り取りに用いられる無線周波数を知得する手段と、
    前記知得した結果をプロテクション情報として送信する手段と、
    を更に備える、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信ユニット。
25. 前記第１の情報の遣り取りの周波数は、前記少なくとも１つの第２の通信手段内で予め定められており、且つ前記プロテクション情報に対応して使用禁止の周波数として選定されている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信ユニット。
26. 少なくとも１つの第２の通信手段は、前記使用禁止の周波数を自動検出する手段を備えている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信ユニット。
27. 少なくとも１つの第２の通信手段は、ユーザによって前記使用禁止の周波数を調整する手段を備えている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信ユニット。
28. 前記通信ユニットは、ＵＷＢで構成されている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信ユニット。
29. 前記通信ユニットは、ＷＬＡＮで構成されている、請求項０〜０のいずれか一項に記載の通信ユニット。

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