JP2010050935A - 無線通信システム及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】他のシステムとの間で干渉が生じる環境下において、利用用途に合わせて、周波数帯域を共用する。
【解決手段】当システムの装置が通信を行っても他のシステムの装置の通信が阻害されない許容干渉量を算出する手段と、当システム及び他のシステムの装置の位置情報に基づいて、当システムの装置が他のシステムの装置に与える干渉量を算出する手段と、当システムの装置で利用できる送受信アルゴリズム毎に、他のシステムの装置における許容干渉量と、他のシステムの装置に与える干渉量に基づいて、他のシステムにより利用されている周波数帯域を含む帯域における送信電力を算出し、送信電力を適用した場合の無線特性を評価する手段と、無線特性に基づいて、端末装置に適用する送受信アルゴリズムを選択する手段と、決定された送受信アルゴリズムに基づいて、帯域を割り当てる手段とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線ネットワーク装置、基地局装置及び端末装置を含む無線通信システム及び方法に関し、特に帯域を割り当てる装置に関する。
通信を高速化するためには広帯域が必要であるが、様々な無線通信システムが運用されているために広帯域を確保することが難しい場合もある。そのため、周波数利用の優先度を設け、該優先度に従って、複数の無線通信システムが同一周波数帯を利用する方法が検討されている。
例えば、周波数が共用される環境において、優先度の高い無線通信システム（以下、「優先システム」と呼ぶ）への干渉を与えないように同一の周波数帯域を利用しながら優先度の低い無線通信システム（以下、「付加システム」と呼ぶ）は送信する。この技術には、優先システムと付加システムとの間の伝搬損失を利用して優先システムへ与える干渉量を算出し認識する技術、及び認識した干渉量に応じて付加システムの送信電力を制御する技術が含まれる。さらに、優先システムの通信時におけるトラヒック量を考慮して許容可能である干渉量を算出し、付加システムの送信電力の制御を行うこともできる。例えば、優先システムのトラヒックの少ない時間帯においては許容可能干渉量を大きくし、優先システムのトラヒックが多い時間帯に比べて大きな最大送信電力で運用するように付加システムの制御を行うこともできる。
一方、各地域で運用されている無線通信システム全般に対して、該各地域内で利用している周波数や無線方式などの情報を配信するコグニティブパイロットチャネル(CPC: Cognitive Pilot Channel) が提案されている。コグニティブパイロットチャネルを適用することにより、端末装置が接続可能な無線通信システムの基本パラメータ情報をスキャニングする処理を無くすことができる。また、コグニティブパイロットチャネルを適用することにより、無線通信システムの一部のパラメータの変更の際にも上記の制御情報を変更することで対応可能である。また、コグニティブパイロットチャネルは、端末装置自体を変更することなく適用できる。
従って、本技術を採用することにより、端末装置の低価格化、及び無線通信システムパラメータの変更の際の対応が可能になる。また、無線通信システムパラメータの変更の際の対応が可能になることにより、周波数利用効率の向上を期待することが可能である。本技術では、基地局装置がカバーするエリア内を複数に分割する。該分割されたエリアは、メッシュと呼ばれてもよい。該基地局装置がカバーするエリアでは、制御信号が配信される。そして、該基地局装置は、メッシュ単位で、無線通信システムの基本パラメータ情報などの無線資源の利用方法が複数回にわたって通知される。通知される情報は同一であってもよい。また、制御信号の配信方法として、報知型配信方法とオンデマンド型配信方法の２種類がある。報知型配信方法では、基地局装置は、当該基地局装置が担当する地域内のメッシュに対応する制御情報を定期的に配信する。オンデマンド型配信方法では、基地局装置は、端末装置からの配信要求に応じて、該端末装置が要求したメッシュに対応する制御情報を配信する。また、配信する制御信号の一部を分割し、複数の配信局及び手段を利用した配信方法を提供するHierarchical Advertiser CPCが提案されている。
特開平１１−２８５０６２号公報 J. Perez-Romero、 at al.、 "A Novel On-Demand Cognitive Pilot Channel enabling Dynamic Spectrum Allocation、" IEEE Dyspan 2007.
周波数帯域を共用する複数の無線通信システムは、基本となる無線方式が異なる場合も含まれる。該基本となる無線方式には、CDMA(Code Division Multiple Access)方式やOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式が含まれる。さらに、各無線方式に対して、複数の無線通信技術が実用化されていてもよい。該無線通信技術はオプションとして、複数の運用方法を有していてもよい。該無線通信技術には、複数のアンテナを利用したマイモ(MIMO: Multiple Input Multiple Output)技術などが含まれる。MIMO技術では、複数のアンテナにより異なる信号が伝送される。このようにすることにより、高速伝送が行える。また、アンテナ間で同一の信号にウェイトを乗算して送信することにより、一部の地域に干渉を与えないように動作させることが可能である。
また、周波数帯域を共用する複数の無線通信システムには、伝送方式の高速化に加えて、トラヒックの質(Quality of Services: QoS)を考慮したスケジューラなどを搭載できる。このようにすることにより、サービスに適した運用が可能となる。
しかし、同一周波数を利用して、複数の無線通信システム（優先システムと付加システム）が運用される場合に、MIMO技術などのオプションとなる無線通信技術やトラヒック種別（QoS）の運用方法を含めた周波数利用方法については検討されていない。
そこで、本発明は、上述した問題点の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、その目的は、他の無線通信システムとの間で干渉が生じる環境下において、利用用途に合わせて、同一の周波数帯域を利用しながら該他の無線通信システムとの間で周波数帯域を共用できる無線通信システム及び方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本無線通信システムは、
他の無線通信システムと少なくとも一部の周波数帯域を共用する無線通信システムであって、
当該無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び該装置において利用できる無線送受信アルゴリズムを取得する無線ネットワーク情報取得手段と、
他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報，及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を取得する他無線ネットワーク情報取得手段と、
前記他無線ネットワーク情報取得手段において取得された他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報、及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を利用して、当該無線通信システムに含まれる装置が通信を行っても他の無線通信システムに含まれる装置の通信が阻害されない許容干渉量を算出する許容干渉量算出手段と、
当該無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報に基づいて、当該無線通信システムに含まれる装置が他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量を推定する与干渉量推定手段と、
当該無線通信システムに含まれる装置において利用できる無線送受信アルゴリズム毎に、前記許容干渉量算出手段において算出された他の無線通信システムに含まれる装置における許容干渉量と、前記算出する手段において算出された他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量に基づいて、他の無線通信システムにより利用されている周波数帯域を含む帯域における送信電力を算出し、該算出した送信電力を適用した場合の無線特性を評価する特性評価手段と、
前記特性評価手段において求められた無線特性に基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択する帯域利用方法選択手段と、
前記帯域利用方法選択手段において決定された無線送受信アルゴリズムに基づいて、帯域を割り当てる帯域割当手段と
を有する。
本方法は、
他の無線通信システムと少なくとも一部の周波数帯域を共用する無線通信システムにおける方法であって、
当該無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び該装置において利用できる無線送受信アルゴリズムを取得するステップと、
他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を取得するステップと、
前記他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報、及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を取得するステップおいて取得された他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報、及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を利用して、当該無線通信システムに含まれる装置が通信を行っても他の無線通信システムに含まれる装置の通信が阻害されない許容干渉量を算出するステップと、
当該無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報に基づいて、当該無線通信システムに含まれる装置が他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量を推定するステップと、
当該無線通信システムに含まれる装置において利用できる無線送受信アルゴリズム毎に、前記許容干渉量を算出するステップにおいて算出された他の無線通信システムに含まれる装置における許容干渉量と、前記推定するステップにおいて算出された他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量に基づいて、他の無線通信システムにより利用されている周波数帯域を含む帯域における送信電力を算出し、該算出した送信電力を適用した場合の無線特性を評価するステップと、
前記評価するステップにおいて求められた無線特性に基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択するステップと、
前記選択するステップにおいて決定された無線送受信アルゴリズムに基づいて、帯域を割り当てるステップと
を有する。
開示の無線通信システム及び方法によれば、他の無線通信システムとの間で干渉が生じる環境下において、利用用途に合わせて、同一の周波数帯域を利用しながら該他の無線通信システムとの間で周波数帯域を共用できる。
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
本実施例に係る無線通信システムについて、図１を参照して説明する。本実施例に係る無線通信システムは、無線ネットワークに含まれる。無線ネットワークは、複数の無線通信システムを含む。無線ネットワークでは、複数の無線通信システムが同一周波数帯域を利用して通信を行う。すなわち、複数の無線通信システムが少なくとも一部の周波数帯域を共用する。
本実施例では、一例として２つの無線通信システムが同一の周波数帯域を利用して通信を行う場合について説明する。３以上の無線通信システムが同一の周波数帯域を利用して通信を行う場合についても同様である。
無線ネットワークに含まれる複数の無線通信システムは優先度を有する。例えば、該優先度は、複数の無線通信システムが運用される地域における、利用する周波数帯域の優先順位を示す。
高い優先度を有する無線通信システム（以下、「優先システム」と呼ぶ）において許容される干渉の基準値（以下、「許容干渉基準値」と呼ぶ）を満たす範囲において、低い優先度を有する無線通信システム（以下、「付加システム」と呼ぶ）は運用可能である。例えば、許容干渉基準値には、干渉電力値、干渉占有時間、干渉帯域幅などが含まれる。
また、各無線通信システムが有する優先度は、地域や運用時間帯によって異なるようにしてもよい。また、各無線通信システムが有する許容干渉基準値は、地域や運用時間帯によって異なるようにしてもよい。
本実施例では、付加システムは無線通信技術を実装する。例えば、無線通信技術には、MIMO技術が含まれる。付加システムは、MIMO技術を適用した場合に、複数のアンテナを利用した送信アルゴリズムによる与干渉量及び無線特性に基づいて、当該付加システムにおけるスループットを最大化する。
特に、MIMO技術に含まれる空間多重技術(Spatial Division Multiplexing: SDM)では一度に多くのビットを配信することが可能である。該空間多重技術では、高い受信品質を確保することが必要なため、運用時には高い送信電力を与えるように制御される。これに対し、MIMO技術に含まれるアダプティブアレー技術（Adaptive Array Antenna: AAA）では複数のアンテナを利用してビームが形成される。該アダプティブアレー技術では、高い送信電力においても与干渉量を低減することが可能である。アダプティブアレー技術では、複数のアンテナを利用してビームを形成するため空間多重による高いスループットの実現を行うことが困難である。また、リアルタイム系サービスのトラヒックとノンリアルタイム系トラヒックのトラヒックとは種別は異なり、そのトラヒック量やトラヒック種別に依存して与える干渉量が異なる。
そこで、本実施例では、優先システムのトラヒック量だけでなく、付加システムのトラヒック量に基づいて、送信機会の制御を行う。また、本実施例では、優先システム及び付加システムのトラヒック種別に基づいて、無線送受信アルゴリズムの制御を行う。また、本実施例では、優先システム及び付加システムのトラヒック種別に基づいて、送信電力の制御を行う。これらは、組み合わせて制御されてもよい。このようにすることにより、スループットを最大化できる。
上述したように、本実施例では、説明の便宜上、優先システムと付加システムの２つのシステムが同一周波数帯域を利用して運用される場合について説明を行う。しかし、３つ以上の無線通信システムが同一周波数帯域を利用して運用される場合も同様である。また、無線通信システムが複数の優先度を有するようにしてもよい。
また、本実施例では、無線通信技術の一例として、MIMO技術について説明するが、他の無線通信技術が適用される場合についても同様である。以下、無線通信技術は、無線送受信アルゴリズムと呼ばれることもある。
本実施例に係る優先システムは、無線ネットワーク装置（優先システム無線ネットワーク装置）２００１と、優先システム無線局装置６００１及び６００２を有する。
本実施例に係る付加システムは、無線ネットワーク装置（付加システム無線ネットワーク装置）２００２と、基地局装置（付加システム基地局装置）４００１、４００２及び４００３と、端末装置（付加システム端末装置）５００（５００１−５００８）とを有する。
更に固定局７００を有するようにしてもよい。
無線ネットワーク装置（優先システム無線ネットワーク装置）２００１と、優先システム無線局装置６００１及び６００２との間は、上位ノード３００（３００１−３００５）を介して接続される。また、無線ネットワーク装置（付加システム無線ネットワーク装置）２００２と、基地局装置（付加システム基地局装置）４００１、４００２及び４００３との間は、上位ノード３００（３００１−３００５）を介して接続される。有線により接続されてもよいし、無線により接続されてもよい。上位ノード３００には、アクセスゲートウェイ装置が含まれてもよい。また、該アクセスゲートウェイは、MME/SGW(Mobility Management Entity/Serving Gateway)と呼ばれてもよい。また、該付加システムは、リモート基地局装置４００４−４００８を有するようにしてもよい。図１の例では、基地局装置４００２はリモート基地局装置４００４−４００６を有し、基地局装置４００３はリモート基地局装置４００７及び４００８を有する。
優先システム無線ネットワーク装置２００１は、付加システムに含まれる装置へ優先システム無線局装置６００１及び６００２の位置情報を通知する。例えば、後述する帯域割当制御装置１００に通知するようにしてもよい。該端末帯域割当装置１００が付加システム無線ネットワーク装置２００２に含まれる場合には、該付加システム無線ネットワーク装置２００２に通知し、該端末帯域割当装置１００が付加システム基地局装置４００１、４００２及び４００３のいずれかに含まれる場合には、該付加システム基地局装置４００１、４００２及び４００３のいずれかに通知するようにしてもよい。
また、優先システム無線ネットワーク装置２００１は、該位置情報に加えて、優先システムにおいて利用されている無線送受信アルゴリズム、トラック量及び種別、受信状況を通知するようにしてもよい。ここで、トラック種別には、QoS(Quality of Service)などが含まれる。また、受信状況には、優先システム無線局装置のパケット誤り率、受信CINR値などが含まれる。また、優先システムの利用が片方向通信である場合には、無線送受信アルゴリズムとして予め決定された映される場合の無線方式情報、トラック量及び種別については、予め決定された放映時間の情報などを利用してもよい。該片方向通信には、テレビ放送などが含まれる。
また、優先システムで利用されている無線送受信アルゴリズムやトラヒック情報（トラック量及び種別）については、該優先システムとは異なる別のシステムより配信されるようにしてもよい。例えば、国が定める免許の条件について配信するネットワーク装置を用意し、その情報を利用してもよい。
図１において、優先システムが運用されている地域は、優先システム及び付加システムの両方が運用されている地域を示す。また、優先システムが運用されていない地域では、
付加システムのみが運用され、優先システムを利用して通信を行っている無線装置がいない地域を示す。各地域の状況（優先システムが運用されている地域、優先システムが運用されていない地域）は、優先システム無線局装置の位置及び通信の有無に応じて時間的に変化してもよい。
本実施例に係る帯域割当制御装置１００について、図２を参照して説明する。本実施例に係る帯域割当制御装置１００は、付加システムに含まれる。具体的には、該帯域割当制御装置１００は、付加システム無線ネットワーク装置２００２に含まれるようにしてもよいし、付加システム基地局装置４００１、４００２及び４００２の少なくとも１つに含まれるようにしてもよい。帯域割当制御装置１００は、優先システムに与える干渉量が干渉基準値以下となるように送信アルゴリズム及び周波数帯域を付加システムの無線装置に割り当てる。
本実施例に係る帯域割当制御装置１００は、自無線ネットワーク情報取得部１０４を有する。
自無線ネットワーク情報取得部１０４は、当該帯域割当制御装置１００を有する付加システム（自無線ネットワーク）の基地局装置４００１、４００２及び４００３に関する情報と、端末装置５００１−５００８に関する情報とを取得し、該取得した自無線ネットワークの基地局装置４００１、４００２及び４００３に関する情報と、端末装置５００１−５００８に関する情報とを保持する。基地局装置４００１、４００２及び４００３に関する情報、端末装置５００１−５００８に関する情報には、装置の位置情報が含まれる。また、基地局装置４００１、４００２及び４００３に関する情報、端末装置５００１−５００８に関する情報には、利用可能な無線送受信アルゴリズム情報及び／又はトラヒック情報（トラック量及び種別）が含まれてもよい。また、自無線ネットワーク情報取得部１０４は、基地局装置４００１、４００２及び４００３と端末装置５００１−５００８との間の通信状況を取得し、該取得した通信状況を保持するようにしてもよい。該通信状況には、基地局装置４００１、４００２及び４００３と端末装置５００１−５００８との間のパケット誤り率特性、受信CINR値などが含まれる。
例えば、自無線ネットワーク情報取得部１０４は、当該無線ネットワークに属する基地局装置４００１、４００２及び４００３と、端末装置５００１−５００６へ、上記情報の要求を行うようにしてもよい。そして、自無線ネットワーク情報取得部１０４は、該要求に対する応答に含まれる情報を保持するようにしてもよい。
自無線ネットワーク情報取得部１０４は、定期的に上記した自無線ネットワークに属する無線基地局装置及び端末装置の情報を他無線ネットワークに属する他無線ネットワーク情報取得部に配信するようにしてもよい。この場合、後述する他無線ネットワーク情報取得部１０２は、他の帯域割当制御装置１００に属する自無線ネットワーク情報取得部１０４より配信された情報を取得するようにしてもよい。
また、自無線ネットワーク情報取得部１０４は、後述する他無線ネットワーク情報取得部１０２より送信される情報要求信号に応じて、上記した自無線ネットワークに属する無線基地局装置及び端末装置の情報を他無線ネットワークに属する他無線ネットワーク情報取得部に配信するようにしてもよい。
本実施例に係る帯域割当制御装置１００は、他無線ネットワーク情報取得部１０２を有する。
他無線ネットワーク情報取得部１０２では、当該帯域割当制御装置１００を有する付加システムと同一地域で運用される他のシステムにおける許容干渉基準値、基地局装置及び端末装置に関する情報を取得し、該取得した許容干渉基準値、基地局装置及び端末装置に関する情報を保持する。ここでは、他のシステムには、優先システムが含まれる。例えば、他無線ネットワーク情報取得部１０２は、他のシステムの無線局装置６００１及び６００２に関する情報を取得し、保持する。ここで、許容干渉基準値には、許容干渉電力値、許容干渉占有時間、許容干渉帯域幅などが含まれる。他のシステムの無線局装置に関する情報には、装置位置情報が含まれる。他のシステムの無線局装置に関する情報には、該他のシステムの無線局装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報、が含まれる。例えば、他のシステムの無線局装置に関する情報には、周波数利用状況が含まれる。
また、他のシステムの無線局装置に関する情報には、利用可能な無線送受信アルゴリズム情報及び／又はトラヒック情報が含まれてもよい。さらに、他無線ネットワーク情報取得部１０２は、他のシステムの通信状況を取得し、保持するようにしてもよい。通信状況には、他のシステムの無線局装置間のパケット誤り率特性、受信CINR値などが含まれてもよい。
他無線ネットワーク情報取得部１０２は、同一地域にて同一周波数を利用する他のシステムに含まれる自無線ネットワーク情報取得部１０４から配信される他のシステムの情報を取得し、保持する手段を有する。
また、他無線ネットワーク情報取得部１０２は、同一地域にて同一周波数を利用する他のシステムに含まれる自無線ネットワーク情報取得部１０４へ、他の無線システムの無線局に関する上記情報を要求し、取得するようにしてもよい。
帯域割当制御装置１００は、与干渉量推定部１０６を有する。
与干渉量推定部１０６は、自無線ネットワーク情報取得部１０４及び他無線ネットワーク情報取得部１０２に保持されている基地局装置情報及び端末装置情報に基づいて、付加システムが優先システムに与える干渉量（与干渉量）の推定を行う。
与干渉量推定部１０６における処理について、図３を参照して説明する。
与干渉量推定部１０６は、T［sec］間待機する（ステップＳ３０２）。
与干渉量推定部１０６は、基地局装置と端末装置との間の距離を算出する（ステップＳ３０４）。例えば、当該帯域割当制御装置１００を有する付加システムに含まれる基地局装置又は端末装置と、該付加システムと同一地域において同一周波数を利用する他のシステムに含まれる基地局装置又は端末装置との間の距離（装置間距離）を算出する。特に、該付加システムに含まれる装置と干渉を受ける端末装置（被干渉端末装置）との間の距離を求めるのが好ましい。例えば、与干渉量推定部１０６は、被干渉端末装置の位置及び／又は該被干渉端末装置の伝送するトラック種別に基づいて、端末装置を選択するようにしてもよい。そして、該選択した端末装置と該付加システムに含まれる装置との距離を求めるようにしてもよい。このようにすることにより、全装置間の距離を先に算出し、干渉量を求め、与干渉量が最大となる装置を選択する手法に比べ演算量を削減できる。
与干渉量推定部１０６は、距離減衰量（伝搬損失量）を算出する（ステップＳ３０６）。例えば、与干渉量推定部１０６は、ステップＳ３０４において算出した装置間距離に基づいて、伝搬損失量を算出する。例えば、装置間距離に対応して、伝搬損失量の算出方法が異なっていてもよい。
伝搬損失量算出方法の一例について示す。
優先システム側装置（以下、優先装置）と付加システム側装置（以下、付加装置）との位置情報に基づいて算出した距離に基づいて、伝搬損失量を推定する。伝搬損失量を推定する場合に、例えば、ITU-R(International Telecommunication Union Radiocommunication sector)で定められた干渉モデルを用いるようにしてもよい。また、伝搬損失量を推定する場合に、例えば、陸上無線システムの評価に利用されている伝搬モデルを用いるようにしてもよい。例えば、陸上無線システムの評価に利用されている伝搬モデルには、奥村・秦モデルなどが含まれる。ここで示したのは一例であり、他の伝搬モデルを利用して伝搬損失量を推定するようにしてもよい。
与干渉量推定部１０６は、最大送信電力Txmaxでの与干渉量を算出する（ステップＳ３０８）。例えば、与干渉量推定部１０６は、ステップＳ３０６において推定された伝搬損失量LB(d)(dB)と、付加装置の送信電力TxPower (dBm)及びアンテナ利得GTX(dB)と、優先装置指向性利得ARx(argRx)(dB)と付加装置指向性利得ATx(argTx)(dB)を利用して与干渉量PI(dBm)を算出するようにしてもよい。
優先装置指向性利得ARx(argRx)(dB)、付加装置指向性利得ATx(argTx)(dB)について、図４を参照して説明する。例えば、優先装置指向性利得ARx(argRx)(dB)は優先装置における付加システムへの指向性により得られる利得を示し、装置位置情報と付加システムに含まれる基地局装置の主ビーム方向との角度argRxから算出される。また、例えば、付加装置指向性利得ATx(argTx)(dB)は付加装置における優先システムへの指向性により得られる利得を示し、装置位置情報と付加システムに含まれる基地局装置の主ビーム方向との角度argTxから算出される。
与干渉量PI(dBm)は、例えば式(1)により求められてもよい。
PI = TxPower + GTX - ATX(argTX) - ARx(arg Rx) - LB (dBm) (1)
このように、本実施例によれば、指向性利得に基づいて与干渉量を算出することにより、アダプティブアレーを利用した場合の与干渉量を算出することが可能である。また、アダプティブアレーを利用した場合にヌルステアリングなどを利用した場合の与干渉量を算出するようにしてもよい。
アダプティブアレーを利用した際の与干渉量推定部１０６の処理について、図５を参照して説明する。与干渉量推定部１０６は、アンテナ数N（Nは、N＞０の整数）に対して（Ｎ−１）のアンテナから送信される電波が優先システムの装置へ与える干渉を除去できると仮定して、残留干渉量を主ビーム方向から数ｄＢ小さくなったものとして演算する。この残留干渉量は、最低干渉量と呼ばれてもよい。このようにすることにより、実環境との違いにより発生する誤差マージンを含めた与干渉量を推定することが可能である。実環境との違いには、例えばアンテナ構成やアンテナ間隔などが含まれる。
なお、実環境との違いにより発生する誤差マージンを含めた与干渉量を推定する場合には、指向性利得を変更しない無線送受信アルゴリズムに対しては一定又はセクタアンテナ固有のパラメータを設定することで推定可能である。このように、与干渉量を推定する際に、無線送受信アルゴリズム特有の情報（重み行列など）の情報も与干渉量推定部１０６に入力するようにしてもよい。そして、与干渉量推定部１０６は、入力された情報に基づいて、与干渉量を推定する。
与干渉量推定部１０６は、当該付加システムに含まれる端末装置の数だけ、上述した与干渉量を推定する処理を行う。好適には、ステップＳ３０４において算出された距離の数、上述した与干渉量を推定する。
与干渉量推定部１０６は、与干渉量の算出対象となる端末装置に対する算出が終了したかを判断する（ステップＳ３１０）。算出が終了していない場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、ステップＳ３０４に戻る。一方、算出が終了した場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、与干渉量推定部１０６は、その算出結果に基づいて、エリア内の与干渉量を推定する（ステップＳ３１２）。具体的には、与干渉量推定部１０６は、算出結果に基づいて統計量を求めるようにしてもよい。該統計量には、算出結果に対する最大値、最小値、平均値などが含まれるようにしてもよい。また、統計処理には、平均化処理が含まれてもよい。例えば、平均化処理において、重み付け平均が求められてもよい。
与干渉量推定部１０６は、与干渉量の推定を定期的に行うようにしてもよい。そして、与干渉量推定部１０６は、与干渉量の推定値の更新を行うようにしてもよい。例えば、与干渉量推定部１０６は、与干渉量の推定をシンボルレベルで行うようにしてもよいし、フレームレベルで行うようにしてもよい。与干渉量の更新時間の間隔をシンボルレベルとすることにより、端末装置単位の通信頻度に対応することが可能である。与干渉量の更新時間の間隔をフレームレベルとすることにより、端末装置位置単位の制御に対応することが可能である。
また、例えば、与干渉量推定部１０６は、与干渉量の更新をフレームレベルより長い時間間隔で行うようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、昼と夜とのトラヒック分布の変動などの長い時間区間の変動に対応することが可能となる。
また、与干渉量推定部１０６は、周波数帯域を細かく分割し、該分割した周波数帯域毎に与干渉量を推定するようにしてもよい。このようにすることにより、周波数方向で、細かく利用方法の変更を行うことができる。例えば、無線方式としてOFDMA方式が採用される場合に、サブキャリア単位又は複数のサブキャリアを含むリソースブロック(RB: Resource Block)単位で制御を行うことにより、サブキャリア、リソースブロックなどの特定バンド内における運用可能帯域幅の算出が可能である。このように、バンド単位で制御することにより帯域全体における運用方法の決定が可能である。
また、優先システムに含まれる基地局装置及び／又は端末装置は、通信が困難になった場合に、通信が困難になったことを該付加システムに通知するようにしてもよい。この場合、付加システムに含まれる帯域割当制御装置１００は、該通知に基づいて、与干渉量を小さくする補正を行うようにしてもよい。該通知は、他無線ネットワーク情報取得部１０２において取得される。そして、該通知は、与干渉量推定部１０６に入力される。そして、与干渉量推定部１０６は、該通知に基づいて、与干渉量を小さくする補正を行うようにしてもよい。
本実施例に係る帯域割当制御装置１００は、許容干渉量算出部１０８を有する。
許容干渉量算出部１０８は、他無線ネットワーク情報取得部１０２に保持される基地局装置情報及び端末装置情報に基づいて、優先システムにおいて許容できる干渉量（以下、許容干渉量と呼ぶ）を算出する。
許容干渉量算出部１０８における処理について、図６を参照して説明する。
許容干渉量算出部１０８は、T［sec］間待機する（ステップＳ６０２）。
許容干渉量算出部１０８は、他無線ネットワーク情報取得部１０２に保持されている許容干渉基準値PIBase(dBm)を取得する（ステップＳ６０４）。
許容干渉量算出部１０８は、許容干渉量を算出する対象となる端末装置を選択する（ステップＳ６０６）。例えば、許容干渉量算出部１０８は、被干渉端末装置の位置及び／又は該被干渉端末装置の伝送するトラック種別に基づいて、端末装置を選択するようにしてもよい。
許容干渉量算出部１０８は、他無線ネットワーク情報取得部１０２に保持されている許容干渉基準値PIBase(dBm)、アクティブ時間率T×100(%)及び通信されているトラック種別、例えばQoSの情報に基づいて、許容干渉量PIPermを算出する（ステップＳ６０８）。例えば、アクティブ時間率T×100(%)は、通信されているトラック量から算出されるようにしてもよい。例えば、許容干渉量算出部１０８は、式(2)により許容干渉量を算出するようにしてもよい。
PIPerm = PIBase + 10log10(T) + g(QoS) (dBm) (2)
ここで、PIPermは許容干渉量(dBm)であり、関数g(QoS)はQoSクラスに対応した補正項を算出するために予め定められた関数である。
許容干渉量算出部１０８は、許容干渉量の算出対象となる端末装置に対する算出が終了したかを判断する（ステップＳ６１０）。算出が終了していない場合（ステップＳ６１０：ＮＯ）、ステップＳ６０６に戻る。一方、算出が終了した場合（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）、許容干渉量算出部１０８は、その算出結果に基づいて、エリア内の許容干渉量を算出する（ステップＳ６１２）。そして、ステップＳ６０２に戻る。具体的には、許容干渉量算出部１０８は、算出結果に基づいて統計量を求めるようにしてもよい。該統計量には、算出結果に対する最大値、最小値、平均値などが含まれるようにしてもよい。また、統計処理には、平均化処理が含まれてもよい。平均化処理において、重み付け平均が求められてもよい。
許容干渉量算出部１０８は、許容干渉量の算出を定期的に行うようにしてもよい。そして、許容干渉量算出部１０８は、許容干渉量の更新を行うようにしてもよい。例えば、許容干渉量算出部１０８は、許容干渉量の算出をシンボルレベルで行うようにしてもよいし、フレームレベルで行うようにしてもよい。許容干渉量の更新時間の間隔をシンボルレベルとすることにより、端末装置単位の通信頻度に対応することが可能である。与干渉量の更新時間の間隔をフレームレベルとすることにより、端末装置位置単位の制御に対応することが可能である。
また、例えば、許容干渉量算出部１０８は、許容干渉量の算出をフレームレベルより長い時間間隔で行うようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、昼と夜とのトラヒック分布の変動などの長い時間区間の変動に対応することが可能となる。
また、許容干渉量算出部１０８は、周波数帯域幅を細かく分割し、該分割した周波数帯域毎に許容干渉量を算出するようにしてもよい。このようにすることにより、周波数方向で、細かく利用方法の変更を行うことができる。例えば、許容干渉量算出部１０８が属する無線方式としてOFDMA方式が採用される場合に、サブキャリア単位又は複数のサブキャリアを含むリソースブロック単位で制御を行うことにより、サブキャリア、リソースブロックなどの特定バンド内における運用可能帯域幅の算出が可能である。このように、バンド単位で制御することにより帯域全体における運用方法の決定が可能である。
本実施例に係る帯域割当制御装置１００は、特性評価部１１０を有する。
特性評価部１１０では、与干渉量推定部１０６において推定された自無線ネットワークに属する各端末装置が通信を行った際の与干渉量と、許容干渉量算出部１０８において算出された他無線ネットワークに属する各端末装置が通信の際の許容できる干渉量に基づいて、送信可能電力の算出及び無線特性の評価を行う。与干渉量は最大の与干渉量であってもよい。
特性評価部１１０における処理について、図７及び図８を参照して説明する。本実施例においては、トラヒック情報がない場合とある場合に分けて説明する。図７には、自無線システム内のトラヒック情報(QoS情報など)がない場合における特性評価部１１０における処理が示される。
特性評価部１１０は、付加システムにおける自無線システム内の利用可能な資源パターンを算出する（ステップＳ７０２）。例えば、特性評価部１１０は、自無線ネットワーク情報取得部１０４において取得された自無線ネットワークに属する端末装置と基地局装置との間の通信において、基地局装置と端末装置のペア毎に資源の利用方法を示すパターンの算出を行う。具体的には、資源の利用方法を示すパターンには、利用可能な周波数帯域、周波数帯域幅、無線送受信アルゴリズム、無線送信アルゴリズム特有の情報、最大送信電力などが含まれる。無線送信アルゴリズム特有の情報には、重み行列などが含まれる。
特性評価部１１０は、利用可能なパターンがあるかを判断する（ステップＳ７０４）。利用可能パターンがない場合（ステップＳ７０４：ＮＯ）、終了する。一方、利用可能なパターンがある場合（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、特性評価部１１０は、付加システムで利用可能なパターンを選択する（ステップＳ７０６）。
特性評価部１１０は、ステップＳ７０２において算出されたパターン群から、ステップＳ７０６において選択されたパターンを除去する（ステップＳ７０８）。
特性評価部１１０は、算出する帯域を選択する（ステップＳ７１０）。例えば、特性評価部１１０は、資源の利用方法を示すパターンに基づいて、算出する帯域を選択するようにしてもよい。また、特性評価部１１０は、優先システムにおける通信状況に基づいて、該優先システムにより利用されている周波数帯域を含む帯域を選択するようにしてもよい。
特性評価部１１０は、ステップＳ７０６において選択された利用可能パターンに対して、与干渉量推定部１０６において推定された与干渉量PI(dBm)を取得する（ステップＳ７１２）。特性評価部１１０は、最大送信電力TxMax(dBm)時の与干渉量PI(dBm)を取得する。
特性評価部１１０は、許容干渉量算出部１０８において算出された許容干渉量PIPermを取得する（ステップＳ７１４）。
特性評価部１１０は、ステップＳ７０６において選択された利用可能パターンに対して、ステップＳ７１２において取得された与干渉量PIと、ステップＳ７１４において取得された許容干渉量PIPermとを比較し、該比較結果に基づいて送信電力を決定する（ステップＳ７１６）。例えば、特性評価部１１０は、最大送信電力時の与干渉量PIと、許容干渉量PIPermとを比較し、その差分に基づいて決定される値だけ最大送信電力から小さい値を求め、該値を送信電力とするようにしてもよい。例えば、式(3)により算出されてもよい。
TxPerm = Txmax - func(PIPerm-PI) (3)
ここで、TxPermは許容される送信電力(dBm)である。ここでは、func(PIPerm-PI) という関数によりその差分が算出される。PIPermは、許容干渉量(dBm)であり、PIは最大与干渉量(dBm)である。具体的には、関数func(PIPerm-PI)は以下の式(4)ような出力を行うようにしてもよい。すなわち、許容干渉量が最大与干渉量を超える場合に、該超えた量が出力される。該関数funcは、資源の利用方法を示すパターンによって異なるようにしてもよい。
Figure 2010050935
 このようにすることで、付加システムに属する無線局が優先システムの無線局に与える最大与干渉量が優先システムの許容干渉量以下であった場合に、付加システムに属する無線局の最大送信電力以上の送信電力で送信しないように動作する。
特性評価部１１０は、許容される送信電力における特性評価を行い、利用可能な周波数帯域があるかを判断する（ステップＳ７１８）。評価項目には、平均スループット特性、カバレッジ特性などが含まれてもよい。
平均スループット特性とは無線ネットワーク内で運用されている帯域割当スケジューラ、伝搬モデル、シャドウィングなどを模擬し、単位時間当たりに通信可能なトラヒック量を算出したときの周波数利用効率としてもよい。平均スループット特性の算出には多くの演算が必要となるために、その概算方法として、無線伝搬モデルを仮定し、算出対象となる端末装置を選択するようにしてもよい。そして、選択した端末装置と基地局装置との間の距離減衰特性を算出し、送信可能電力で送信した際の受信電力を算出するようにしてもよい。また、受信電力に基づき受信可能な変調方式及び符号化率を算出し、伝送速度を決定する処理をいくつかの端末装置で行い平均化を行うことにより平均スループットを概算（以下、概算平均スループットと呼ぶ）するようにしてもよい。
カバレッジ特性とは、予め定められた最低伝送速度を実現可能な基地局装置と端末装置との間の装置間距離としてもよい。カバレッジ特性の算出には、無線伝搬路や各種マージンを仮定し、その数値に基づいて最低伝送速度を実現する最小受信電力となる距離をカバレッジ特性としてもよい。最低伝送速度を実現する規定受信電力以上を得られる距離を算出し、カバレッジ特性とするようにしてもよい。
これらの平均スループット特性、概算平均スループット、カバレッジ特性に優先度をつけてもよい。優先度のつけ方として、展開しているエリアでの運用方法（スループット重視、カバレッジ重視）に基づきつけるとしてもよい。
特性評価部１１０は、利用可能な周波数帯域が他にある場合（ステップＳ７１８：ＹＥＳ）、ステップＳ７１０に戻る。一方、利用可能な周波数帯域がない場合（ステップＳ７１８：ＮＯ）、特性評価部１１０は、選択した利用パターンにおける周波数帯域毎の無線特性を算出する（ステップＳ７２０）。そして、ステップＳ７０４に戻る。
特性評価部１１０は、特性評価を定期的に行うようにしてもよい。そして、特性評価部１１０は、特性評価値の更新を行うようにしてもよい。例えば、特性評価部１１０は、特性評価をシンボルレベルで行うようにしてもよいし、フレームレベルで行うようにしてもよい。特性評価値の更新時間の間隔をシンボルレベルとすることにより、端末装置単位の通信頻度に対応することが可能である。特性評価値の更新時間の間隔をフレームレベルとすることにより、端末装置位置単位の制御に対応することができる。
また、例えば、特性評価部１１０は、特性評価の更新をフレームレベルより長い時間間隔で行うようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、昼と夜とのトラヒック分布の変動などの長い時間区間の変動に対応することが可能となる。
また、特性評価部１１０は、周波数帯域幅を細かく分割し、該分割した周波数帯域毎に特性評価をするようにしてもよい。このようにすることにより、周波数方向で、細かく利用方法の変更を行うことができる。例えば、無線方式としてOFDMA方式が採用される場合に、サブキャリア単位又は複数のサブキャリアを含むリソースブロック単位で制御を行うことにより、サブキャリア、リソースブロックなどの特定バンド内における運用可能帯域幅の算出が可能である。このように、バンド単位で制御することにより帯域全体における運用方法の決定が可能である。
また、利用可能パターン毎に、与干渉量PIと許容干渉量PIPermの情報により求められる関数値が装置の内部に含まれるメモリ上に予め保持されるようにしてもよい。そして、特性評価部１１０は、同様の状況においては、該保持された情報を利用して同じような送信電力とするようにしてもよい。このようにすることにより、演算量を削減することが可能である。ここで、同様の状況には、時間帯に応じた平均的なトラヒックの地理的な分布などが含まれる。
自無線システム内のトラヒック情報(QoS情報など)がある場合における特性評価部１１０における処理について、図8を参照して説明する。
トラヒック情報がある場合におけるステップＳ８０２−ステップＳ８１４では、図７を参照して説明したステップＳ７０２−ステップＳ７１４と同様の処理が行われる。
ステップＳ８１６において、特性評価部１１０は、ステップＳ８０６において選択された利用可能パターンに対して、ステップＳ８１２において取得された与干渉量PIと、ステップＳ８１４において取得された許容干渉量PIPermとを比較し、該比較結果に基づいて送信電力を決定する。例えば、特性評価部１１０は、最大送信電力時の与干渉量PIと許容干渉量PIPermとの差分を求める。そして、特性評価部１１０は、該差分とトラヒック種別とに基づいて決定される値だけ最大送信電力から小さい値を求め、該値を送信電力とするようにしてもよい。例えば、式(5)により算出されてもよい。
TxPerm = Txmax - func(PIPerm-PI,QoS) (5)
ここで、TxPermは許容送信電力(dBm)である。ここでは、func(PIPerm-PI,QoS)という関数によりその差分が算出される。func(PIPerm-PI,QoS)では、端末が利用しているトラック種別、例えばQoSを引数として、トラック種別及び統計的な振る舞いを示すことができる。統計的な振る舞いには、パケットサイズに基づく振る舞いが含まれる。例えば、VoIP(Voice over Internet Protocol)では短いパケットサイズのパケットが定期的に配信され、FTP(File Transfer Protocol)などのデータ配信の場合には長いパケットが一定期間連続的に配信されることなどがあげられる。PIは最大与干渉量(dBm)であってもよい。
具体的には、特性評価部１１０は、送信電力を算出した後に、関数func(PIPerm-PI,QoS)により、補正を行うパラメータを追加する。例えば、関数func(PIPerm-PI,QoS)は以下の式(6)に示される出力を行うようにしてもよい。すなわち、許容干渉量が、最大与干渉量とトラヒック種別に応じて求められる補正量との和を超える場合に、該超えた量が出力される。該関数funcは、資源の利用方法を示すパターンによって異なるようにしてもよい。
Figure 2010050935
 式(6)において、関数Pr(QoS)は予め定められたQoSクラスに対応した補正項を算出する関数である。
特性評価部１１０は、許容される送信電力における特性評価を行い、利用可能な周波数帯域があるかを判断する（ステップＳ８１８）。評価項目には、上述したように平均スループット特性、カバレッジ特性などが含まれてもよい。
これらの平均スループット特性、概算平均スループット、カバレッジ特性に優先度をつけてもよい。優先度のつけ方として、展開しているエリアでの運用方法（スループット重視、カバレッジ重視）に基づきつけるとしてもよい。
特性評価部１１０は、利用可能な周波数帯域が他にある場合（ステップＳ８１８：ＹＥＳ）、ステップＳ８１０に戻る。一方、利用可能な周波数帯域がない場合（ステップＳ８１８：ＮＯ）、特性評価部１１０は、選択した利用パターンにおける周波数帯域毎の無線特性を算出する（ステップＳ８２０）。そして、ステップＳ８０４に戻る。
特性評価部１１０は、特性評価を定期的に行うようにしてもよい。そして、特性評価部１１０は、特性評価値の更新を行うようにしてもよい。例えば、特性評価部１１０は、特性評価をシンボルレベルで行うようにしてもよいし、フレームレベルで行うようにしてもよい。特性評価値の更新時間の間隔をシンボルレベルとすることにより、端末装置単位の通信頻度に対応することが可能である。特性評価値の更新時間の間隔をフレームレベルとすることにより、端末装置位置単位の制御に対応することができる。
また、例えば、特性評価部１１０は、特性評価の更新をフレームレベルより長い時間間隔で行うようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、昼と夜とのトラヒック分布の変動などの長い時間区間の変動に対応することが可能となる。
また、特性評価部１１０は、周波数帯域幅を細かく分割し、該分割した周波数帯域毎に特性評価をするようにしてもよい。このようにすることにより、周波数方向で、細かく利用方法の変更を行うことができる。例えば、無線方式としてOFDMA方式が採用される場合に、サブキャリア単位又は複数のサブキャリアを含むリソースブロック単位で制御を行うことにより、サブキャリア、リソースブロックなどの特定バンド内における運用可能帯域幅の算出が可能である。このように、バンド単位で制御することにより帯域全体における運用方法の決定が可能である。
また、利用可能パターン毎に、与干渉量PIと許容干渉量PIPermと補正量の情報により求められる関数値が装置の内部に含まれるメモリ上に予め保持されるようにしてもよい。そして、特性評価部１１０は、同様の状況においては、該保持された情報を利用して同じような送信電力とするようにしてもよい。このようにすることにより、演算量を削減することが可能である。ここで、同様の状況には、時間帯に応じた平均的なトラヒックの地理的な分布などが含まれる。
本実施例に係る帯域割当制御装置１００は、帯域利用方法選択部１１２を有する。
帯域利用方法選択部１１２では、特性評価部１１０により算出された評価値に基づいて、各基地局装置及び端末装置で利用する送信電力、送受信アルゴリズム及びQoSクラスの決定を行う。例えば、帯域利用方法選択部１１２は、特性評価値に基づき選択を行う。この場合、予め決定された基準に基づいて選択するようにしてもよい。例えば、カバレッジを重視する運用方法を基準とした場合には、特性評価値としてカバレッジ特性の数値を用いて（重視して）選択するようにしてもよい。また、スループットを重視する運用方法を基準とした場合には、平均スループット特性又は概算平均スループット特性を用いて（重視して）選択するようにしてもよい。
本実施例に係る帯域割当制御装置１００は、端末帯域割当部１１４を有する。
端末帯域割当部１１４では、帯域利用方法選択部１１２において決定された各帯域での利用方法に基づいて、各端末への資源の割り当てを行う。端末帯域割当部１１４は、無線リソースの利用方法が含まれる情報を出力する。
図９に本実施例における付加システムのチャネル利用方法の一例を示す。本実施例では、制御信号として付加システムのチャネル利用方法を通知する制御信号を含む帯域(Control Band)、干渉回避の送信アルゴリズムを利用することで優先システムへ影響を与えずに通信が可能と判断されたデータ信号を含む帯域（バンド１〜３）(Band1, Band2, Band3)により構成される。本実施例では、優先システムに割当てられた帯域と付加システムに割当てられた帯域が重なっており、付加システムに割当てられた帯域のうち、一部の帯域の与干渉量が許容干渉量を超えてしまうために複数の帯域（バンド１〜３）の利用が可能となった例である。この場合、破線で示される周波数帯域の与干渉量が大きく付加システムでの利用ができない。このようにすることにより、通常では付加システムで利用できない帯域を利用することが可能となり、優先システムへ与える干渉量を規定された干渉量におさめ通信品質を保証可能な範囲において、周波数利用効率を最大化できる。
本実施例における付加システムに含まれる端末装置及び基地局装置においてデータ通信を開始するまでの動作について、図１０を参照して説明する。
図１０には、付加システムの無線ネットワークは、CPC-BSと、バンド１を利用するBSと、バンド２を利用するBSと、バンド３を利用するBSとを有する。CPC-BSは、コグニティブパイロットチャネルなどの無線帯域の利用方法に関する制御情報を送信する手段を有する基地局装置である。
帯域割当制御装置１００は、被干渉移動通信システムの把握を行う。また、帯域割当制御装置１００は、与干渉無線通信システムの運用方法の選択を行う（ステップＳ１００２）。
CPC-BSに、与干渉システムの運用方法が通知される（ステップＳ１００４）。
CPC-BSは、制御信号バンドを利用して制御信号を送信する（ステップＳ１００６）。該制御情報には、展開する地域におけるセル構成や基地局構成、基地局で利用可能な周波数情報などが含まれる。具体的には、共通制御チャネルにより、制御情報が通知される。共通制御チャネルには、地域内で運用されるRAT(Radio Access Technology)、該RATにより利用される帯域情報、各無線通信方式における利用可能であるトラック種別(例えば、QoS)、各無線通信方式における同期手法などの情報が含まれる。
移動端末UEは、接続先の検索のため、共通制御チャネルの探索を開始する（ステップＳ１００８）。移動端末UEは、制御バンドで送信された共通制御チャネルを受信する。移動端末UEは、地域内で運用されるRAT、該RATにより利用される帯域情報、各無線通信方式における利用可能であるトラック種別(例えば、QoS)、各無線通信方式における同期手法などの情報を取得する（ステップＳ１０１０）。
端末装置UEは、干渉の影響が許容できると判断できるバンドに同期する（ステップＳ１０１２）。例えば、端末装置ＵＥは、バンド１に同期する。
基地局装置BS(Band１)は、バンド１によりBS制御報知チャネルを送信する（ステップＳ１０１４）。該報知チャネルには、基地局固有の情報が含まれる。
移動端末ＵＥは、報知チャネルを受信する。報知チャネルには、端末装置UEがバンド１に接続するために必要な上り回線の周波数情報や無線方式情報などが含まれる。
移動端末ＵＥは、バンド１に接続するために必要な上り回線の周波数情報や無線方式情報を獲得する（ステップＳ１０１６）。
報知情報を受信した端末装置ＵＥは、バンド１の帯域を利用してランダムアクセスチャネルを送信することにより、BS(Band1)に接続要求を行う（ステップＳ１０１８）。接続要求信号には、端末の必要帯域情報、端末装置の位置情報が含まれる。また、接続要求信号に、トラック種別、例えばQoSクラスなどの情報が含まれていてもよい。また、接続要求信号に、利用可能である無線送受信アルゴリズムなどの情報が含まれていてもよい。
接続要求信号を受信したBS(Band1)は、帯域割当制御装置１００へ接続要求信号の内容を通知する。帯域割当制御装置１００では、端末帯域割当部１１４において、端末装置UEに対する無線リソースの利用方法が決定される（ステップS１０２０）。例えば、端末帯域割当部１１４は、端末装置UEから送信された接続要求信号の内容と、帯域利用方法選択部１１２から通知された帯域利用方法とを比較し、与干渉による通信の妨害が許容される程度である利用方法の選択を行う。例えば、利用方法には、バンドの選択が含まれる。
ここでは、一例として、帯域割当制御装置１００がバンド２を選択する場合について説明する。他のバンドが選択された場合についても同様である。
無線リソースの利用方法が決定された場合、該無線リソースの利用方法は、BS(Band1)に通知される。BS(Band１)は、バンド１の下り回線を利用して、端末装置UEへ、無線リソースの利用方法（バンド２の利用方法）の通知を行う（ステップＳ１０２２）。該無線リソースの利用方法には、バンド２の帯域割当情報、通信に必要な情報、バンド２固有の情報が含まれる。
端末装置UEは、バンド１からの制御信号を受信して、バンド２を利用して通信を行うことを把握する(ステップＳ１０２４)。ここで、把握するとは、通信帯域を獲得すること、バンド２固有情報を獲得することを含む。
端末装置UEは、バンド２への同期処理を行う（ステップＳ１０２６）。
端末装置UEと基地局装置との間で、個別制御チャネルが設定される（ステップＳ１０２８）。具体的には、バンド２の利用に関する制御が行われる。
端末装置UEと基地局装置との間で、バンド２を利用した通信が行われる（ステップＳ１０３０）。
上述した実施例において、帯域割当制御装置に含まれる各機能ブロックはそれぞれ個別の装置であってもよい。この場合、各装置は無線により接続されてもよいし、有線により接続されてもよい。
また、上述した実施例において、付加システムに帯域割当制御装置が含まれる場合について説明したが、優先システムに含まれてもよい。
本実施例によれば、当該無線通信システムに含まれる装置において利用できる無線送受信アルゴリズム毎に、他の無線通信システムに含まれる装置において許容される干渉量と、他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量に基づいて、他の無線通信システムにより利用されている周波数帯域を含む帯域における送信電力を算出し、該算出した送信電力を適用した場合の無線特性を評価することができる。そして、無線特性に基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択し、該選択した無線送受信アルゴリズムに基づいて、帯域を割り当てることができる。このようにすることにより、他の無線通信システム（優先システム）へ与える与干渉量を規定された干渉量に収めながら、スループットを最大化するように制御することができる。
また、本実施例によれば、当該無線通信システム及び／又は他の無線通信システムで発生したトラヒック情報に基づいて、送信電力を補正する。このようにすることにより、トラヒック情報に基づいて、送信電力を補正することができる。
また、本実施例によれば、他の無線通信システムで発生したトラヒック情報に基づいて、該他の無線通信システム装置に含まれる装置において許容される干渉量を補正する。このようにすることにより、トラヒック情報に基づいて、他の無線通信システム装置に含まれる装置において許容される干渉量を補正することができる。
また、本実施例によれば、他の無線ネットワークに含まれる装置における通信状況に基づいて、他の無線通信システムにより利用されている周波数帯域を含む帯域における送信電力を算出し、該算出した送信電力を適用した場合の無線特性を評価する。このようにすることにより、無線特性を評価する帯域を選択できる。
また、本実施例によれば、当該無線通信システムのカバーするエリアが他の無線通信システムのカバーするエリアと重複している場合に、他の無線ネットワークは、無線ネットワークに対して、取得された情報を要求する。無線ネットワークは、他無線ネットワークによる要求に応じて、取得された情報を通知する。このようにすることにより、他の無線通信システムに含まれる帯域割当制御装置は、当該無線通信システムに含まれる帯域割当制御装置から、当該無線通信システムに含まれる装置の情報を取得できる。
また、本実施例によれば、他の通信システムに含まれる装置は、通信が困難になった場合に、該通信が困難になったことを通知する。当該通信システムに含まれる装置は、該通知に基づいて、与干渉量を小さくする補正を行う。このようにすることにより、当該無線通信システムにおける送信電力が小さく制御されるため、他の通信システムに与える干渉量を低減できる。
また、本実施例によれば、無線送受信アルゴリズム毎に算出された他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量と、他の無線通信システムに含まれる装置において許容される干渉量とに基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択する。このようにすることにより、規定された干渉量に収まる範囲で周波数利用効率を向上させることができる無線送受信アルゴリズムを選択できる。
また、本実施例によれば、装置には、無線ネットワーク装置、基地局装置及び端末装置の少なくとも１つが含まれる。このようにすることにより、少なくとも一部の周波数帯域を共用する無線通信システム間で、優先度の高いシステム（他の無線通信システム）へ与える干渉量を規定された干渉量におさめ、被干渉システム（他の無線通信システム）の運用を保証できる。
また、本実施例によれば、無線特性に応じて決定された優先順位に基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択する。このようにすることにより、優先順位に基づいて、帯域の利用方法を決定できる。
説明の便宜上、本発明を幾つかの例に分けて説明したが、各例の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の例が必要に応じて使用されてよい。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明したが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。
以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。
本実施例に係る無線通信システムが適用される環境を示す説明図である。 本実施例に係る帯域割当制御装置を示す機能ブロック図である。 本実施例に係る帯域割当制御装置の動作を示すフロー図である。 本実施例に係る帯域割当制御装置の動作を示す説明図である。 本実施例に係る帯域割当制御装置の動作を示す説明図である。 本実施例に係る帯域割当制御装置の動作を示すフロー図である。 本実施例に係る帯域割当制御装置の動作を示すフロー図である。 本実施例に係る帯域割当制御装置の動作を示すフロー図である。 本実施例に係る帯域割当制御装置の動作を示す説明図である。 本実施例に係る無線通信システムの動作を示すフロー図である。
符号の説明
１００ 帯域割当制御装置
１０２ 他無線ネットワーク情報取得部
１０４ 自無線ネットワーク情報取得部
１０６ 与干渉量推定部
１０８ 許容干渉量算出部
１１０ 特性評価部
１１２ 帯域利用方法選択部
１１４ 端末帯域割当部
２００ 無線ネットワーク装置
２００１ 優先システム無線ネットワーク装置
２００２ 付加システム無線ネットワーク装置
３００（３００１、３００２、３００３、３００４、３００５) 上位ノード
４００（４００１、４００２、４００３、４００４、４００５、４００６、４００７、４００８） 付加システム基地局装置
５００（５００１、５００２、５００３、５００４、５００５、５００６、５００７、５００８） 端末装置
６００（６００１、６００２） 優先システム無線局装置

Claims (10)

  1. 他の無線通信システムと少なくとも一部の周波数帯域を共用する無線通信システムであって、
    当該無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び該装置において利用できる無線送受信アルゴリズムを取得する無線ネットワーク情報取得手段と、
    他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報、及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を取得する他無線ネットワーク情報取得手段と、
    前記他無線ネットワーク情報取得手段において取得された他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報、及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を利用して、当該無線通信システムに含まれる装置が通信を行っても他の無線通信システムに含まれる装置の通信が阻害されない許容干渉量を算出する許容干渉量算出手段と、
    当該無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報に基づいて、当該無線通信システムに含まれる装置が他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量を推定する与干渉量推定手段と、
    当該無線通信システムに含まれる装置において利用できる無線送受信アルゴリズム毎に、前記許容干渉量算出手段において算出された他の無線通信システムに含まれる装置における許容干渉量と、前記算出する手段において算出された他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量に基づいて、他の無線通信システムにより利用されている周波数帯域を含む帯域における送信電力を算出し、該算出した送信電力を適用した場合の無線特性を評価する特性評価手段と、
    前記特性評価手段において求められた無線特性に基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択する帯域利用方法選択手段と、
    前記帯域利用方法選択手段において決定された無線送受信アルゴリズムに基づいて、帯域を割り当てる帯域割当手段と
    を有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    前記特性評価手段は、当該無線通信システム及び／又は他の無線通信システムで発生したトラヒック情報に基づいて、送信電力を補正することを特徴とする無線通信システム。
  3. 請求項１又は２に記載の無線通信システムにおいて、
    前記他無線ネットワーク情報取得手段は、他の無線通信システムで発生したトラヒック情報を取得し、
    前記他の無線通信システムで発生したトラヒック情報に基づいて、該他の無線通信システム装置に含まれる装置において許容される干渉量を補正する手段
    を有することを特徴とする無線通信装置。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
    前記他無線ネットワーク情報取得手段は、該他の無線ネットワークに含まれる装置における通信状況を示す情報を取得し、
    前記特性評価手段は、取得された通信状況に基づいて、他の無線通信システムにより利用されている周波数帯域を含む帯域における送信電力を算出し、該算出した送信電力を適用した場合の無線特性を評価することを特徴とする無線通信システム。
  5. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    当該無線通信システムのカバーするエリアは、他の無線通信システムのカバーするエリアの一部又は全てと重複し、
    前記他の無線通信システムに含まれる他無線ネットワーク情報取得手段は、前記無線ネットワーク情報取得手段に対して、該無線ネットワーク情報取得手段により取得された情報を要求し、
    前記無線ネットワーク情報取得手段は、前記他の無線通信システムに含まれる他無線ネットワーク情報取得手段よる要求に応じて、取得された情報を通知することを特徴とする無線通信システム。
  6. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    他の通信システムに含まれる装置は、通信が困難になった場合に、該通信が困難になったことを通知し、
    前記許容干渉量算出手段は、前記通知に基づいて、許容干渉量を小さくする補正を行うことを特徴とする無線通信システム。
  7. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    前記帯域利用方法選択手段は、前記与干渉量推定手段において無線送受信アルゴリズム毎に算出された他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量と、他の無線通信システムに含まれる装置において許容される干渉量とに基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択することを特徴とする無線通信システム。
  8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
    前記装置には、無線ネットワーク装置、基地局装置及び端末装置の少なくとも１つが含まれることを特徴とする無線通信システム。
  9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
    前記帯域利用方法選択手段は、無線特性に応じて決定された優先順位に基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択することを特徴とする無線通信システム。
  10. 他の無線通信システムと少なくとも一部の周波数帯域を共用する無線通信システムにおける方法であって、
    当該無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び該装置において利用できる無線送受信アルゴリズムを取得するステップと、
    他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報、及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を取得するステップと、
    前記他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報、及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を取得するステップおいて取得された他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報、及び該装置において許容される干渉量を算出するために必要となる情報を利用して、当該無線通信システムに含まれる装置が通信を行っても他の無線通信システムに含まれる装置の通信が阻害されない許容干渉量を算出するステップと、
    当該無線通信システムに含まれる装置の位置情報及び他の無線通信システムに含まれる装置の位置情報に基づいて、当該無線通信システムに含まれる装置が他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量を推定するステップと、
    当該無線通信システムに含まれる装置において利用できる無線送受信アルゴリズム毎に、前記許容干渉量を算出するステップにおいて算出された他の無線通信システムに含まれる装置における許容干渉量と、前記推定するステップにおいて算出された他の無線通信システムに含まれる装置に与える干渉量に基づいて、他の無線通信システムにより利用されている周波数帯域を含む帯域における送信電力を算出し、該算出した送信電力を適用した場合の無線特性を評価するステップと、
    前記評価するステップにおいて求められた無線特性に基づいて、端末装置に適用する無線送受信アルゴリズムを選択するステップと、
    前記選択するステップにおいて決定された無線送受信アルゴリズムに基づいて、帯域を割り当てるステップと
    を有することを特徴とする方法。
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