JP2010183224A - 無線通信システム、無線基地局、送受信方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】１次システムと２次システムの相互干渉を高精度に低減しつつ、２次システムのスループットを向上させる。
【解決手段】無線通信システムは、１次システム移動局１０４からの信号と２次システム移動局１０３からの信号に基づいて自システムと２次システムとのシステム間境界の測定情報を測定する１次システム基地局１０１と、１次システム移動局１０４からの信号と２次システム移動局１０３からの信号に基づいて１次システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定し、このシステム間境界測定情報と１次システム基地局１０１が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を１次システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行う２次システム基地局１０２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信の技術に係り、特に複数のシステムが同一の周波数帯を周波数共用する技術に関するものである。

次世代無線通信システムでは、伝送速度の広帯域化、システムの多様化に伴い、周波数資源の枯渇が懸念されている。近年、周辺の電波環境や利用者のニーズを認知し、自律的に最適な通信を行うコグニティブ無線が検討されており、既存の無線システムに割り当てられている周波数を２次利用するダイナミックスペクトルアクセスが周波数資源の有効利用の観点から注目を集めている。ダイナミックスペクトルアクセスは、既存の無線システムの１次システムに割り当てられたスペクトルの空きスペクトルを利用して２次システムが通信を行うものである。

ダイナミックスペクトルアクセスを適用した無線通信システムの一例として、図２６に１次システムの上り回線に割り当てられた周波数帯域を用いて２次システムの上り回線が周波数共用する形態を示す。
図２６の無線通信システムは、１次システム２１１０と２次システム２１２０とから構成される。

１次システム２１１０は、１次システム基地局２１１１と、１次システム移動局２１１２とから構成される。１次システム移動局２１１２は、１次システム基地局２１１１にデータを送信し、１次システム基地局２１１１は、１次システム移動局２１１２から送信されるデータを受信する。
２次システム２１２０は、２次システム基地局２１２１と、２次システム移動局２１２２とから構成される。２次システム移動局２１２２は、２次システム基地局２１２１にデータを送信し、２次システム基地局２１２１は、２次システム移動局２１２２から送信されるデータを受信する。

１次システムと２次システムの周波数共用の例として、ダイナミックスペクトルアクセスを適用した標準化規格ＩＥＥＥ８０２．２２ ＷＲＡＮ（Wireless Regional Area Network）がある。ＩＥＥＥ８０２．２２は、米国における既存の１次システムである地上波ＴＶ放送およびワイヤレスマイクの周波数帯を用いて、１次システムへの干渉を回避するように２次システムが１次システムの空き周波数を利用する規格である。

１次システムと２次システムの周波数共用の他の例として、２次システムが１次システムへの干渉が許容値以下になるように通信を行うＵＷＢ（Ultra Wide Band ）が知られている。ＵＷＢは、２次システムの送信データを極めて広い周波数帯に拡散させ、２次システムの送信電力密度を規定値よりも小さい電力密度で送信することにより、周波数共用を実現している。

図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）に１次システムと２次システムの周波数共用例を示す。図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）の横軸は周波数［Ｈｚ］、縦軸は電力密度［ｄＢｍ／Ｈｚ］を表す。図２７（Ａ）は、１次システムの空いた周波数スペクトルを用いて２次システムが通信を行うダイナミックスペクトルアクセスの適用例を示している。この例は、１次システムの周波数スペクトル２２１１−１，２２１１−２と２次システムの周波数スペクトル２２１２とが重複しないように周波数共用する例である。

図２７（Ｂ）は、１次システムへの干渉電力密度が許容値以下になるように２次システムが送信電力を制限して通信するＵＷＢの例を示している。この例は、１次システムの周波数スペクトル２２２１−１，２２２１−２と２次システムの周波数スペクトル２２２２とを重複させて周波数共用する例である。

１次システムと２次システムの周波数スペクトルが重複しないように周波数共用する図２７（Ａ）の例では、１次システムと２次システムの相互干渉が小さい条件、すわなち、２次システムの送信周波数スペクトルを１次システムの送信周波数スペクトルに重複させても干渉が小さい条件のときに周波数スペクトル重複していなかった。また、２次システムが受ける干渉を考慮して周波数共用していなかった。このように、図２７（Ａ）の例では、２次システムは１次システムの周波数資源を最大限に活用していないという問題点があった。

また、１次システムと２次システムの周波数スペクトルを重複させて周波数共用する図２７（Ｂ）の例では、２次システムがスペクトル拡散システムでない場合に２次システムの特性が大幅に劣化するという問題点があった。

また、１次システムと２次システムの周波数共用技術に関連するものとして、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５に開示された技術がある。
特許文献１に開示された技術は、複数のシステムが同一の周波数帯域で通信を行う周波数共存環境において、通信装置が自システムで観測した干渉量又は中心キャリア周波数の差に基づいて送受信フィルタの伝達特性を制御するものである。

特許文献２に開示された技術は、複数のキャリアを用いた周波数運用形態において、基地局が混雑度の低いキャリア情報を移動局に通知するものである。
特許文献３に開示された技術は、双方向通信を同一帯域において同時に行う通信環境において、基地局が自システムのチャネル推定値に基づいて、双方向の回線の特性を示すチャネル相関行列の固有値を移動局へ通知するものである。

特許文献４に開示された技術は、複数の周波数帯域を使用する通信環境において、基地局が各端末のＳＩＮＲ（Single to Interference and Noise Ratio）の順位に応じて各端末に帯域を割り当てるものである。
特許文献５に開示された技術は、移動通信の隣接セル間で同一周波数スペクトルを使用し、セル間干渉を抑圧するために移動局に割り当てられた周波数スペクトルを一様に送信電力制御するものである。

特開２００６−３５２８０７号公報 特開２００７−１２９５８８号公報 特開２００７−２６７３７６号公報 特開２００７−２７４０４２号公報 特開２００６−３５２３８０号公報

以上のように、１次システムと２次システムの周波数スペクトルが重複しないように周波数共用する技術では、２次システムは１次システムの周波数資源を最大限に活用していないという問題点があった。
また、１次システムと２次システムの周波数スペクトルを重複させて周波数共用する技術では、２次システムがスペクトル拡散システムでない場合に、２次システムの特性が大幅に劣化するという問題点があった。

また、特許文献１に開示された技術では、通信装置は自システムが他システムに与える干渉を考慮して送受信フィルタの伝達特性を制御することができないという問題点があった。
また、特許文献２に開示された技術では、周波数スペクトルの重複に伴うシステム間の相互干渉を低減することができないという問題点があった。

また、特許文献３および特許文献４に開示された技術では、システム間の相互干渉を低減することができないという問題点があった。
また、特許文献５に開示された技術では、他システムへの干渉低減と自システムのスループット向上とを両立させることが難しいという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、自システムと他システムの相互干渉を高精度に低減しつつ、自システムのスループットを向上させることができ、周波数資源を最大限に活用することができる無線通信システム、無線基地局、送受信方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、複数のシステムが周波数共用する無線通信システムにおいて、１次システム移動局からの信号と２次システム移動局からの信号に基づいて自システムと２次システムとのシステム間境界の測定情報を測定する１次システム基地局と、１次システム移動局からの信号と２次システム移動局からの信号に基づいて１次システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定し、測定したシステム間境界測定情報と前記１次システム基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を前記１次システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行う２次システム基地局とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の無線基地局は、他システムの移動局からの信号と自システムの移動局からの信号に基づいて前記他システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定し、測定したシステム間境界測定情報と前記他システムの基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を前記他システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行う手段を備えることを特徴とするものである。

また、本発明は、複数のシステムが周波数共用する送受信方法において、１次システム基地局が、１次システム移動局からの信号と２次システム移動局からの信号に基づいて自システムと２次システムとのシステム間境界の測定情報を測定する第１の測定ステップと、２次システム基地局が、１次システム移動局からの信号と２次システム移動局からの信号に基づいて１次システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定する第２の測定ステップと、２次システム基地局が、前記測定したシステム間境界測定情報と前記１次システム基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を前記１次システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行うスペクトル重複量制御ステップとを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の無線基地局プログラムは、他システムの移動局からの信号と自システムの移動局からの信号に基づいて前記他システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定する測定ステップと、前記測定したシステム間境界測定情報と前記他システムの基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を前記他システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行うスペクトル重複量制御ステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とするものである。

本発明によれば、１次システムと２次システムの相互干渉が小さい条件において１次システムと２次システムのスペクトルの一部を重複させ、お互いの干渉が小さくなるようにスペクトルの重複量を制御することにより、１次システムへの干渉量を許容値以下に維持しつつ、２次システムのスループットを向上させることができる。これにより、本発明では、周波数資源を最大限に活用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムにおける１次システム基地局の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムにおける２次システム基地局の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムにおける２次システム移動局の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムにおける受信電力密度とシステム間相互干渉との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムにおける情報の通知シーケンスを示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムにおけるスペクトル重複量制御の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムにおけるスペクトル重複量制御の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムにおける２次システム基地局の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムにおける２次システム移動局の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムにおける周波数リソース配置の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるスペクトル重複量の順位付けの例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る無線通信システムにおける周波数リソース配置の例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態におけるスペクトル重複量の順位付けの例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る無線通信システムにおける周波数リソース配置の例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態におけるスペクトル重複量の順位付けの例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る無線通信システムにおける１次システム基地局の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る無線通信システムにおける情報の通知シーケンスを示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る無線通信システムにおいて１次システム基地局と２次システム基地局とが観測対象とする信号を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る無線通信システムにおいて２次システム基地局と１次システム基地局との間の２次システム既知信号情報およびスケジューリング情報の通知シーケンスを示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る無線通信システムにおける１次システム基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態に係る無線通信システムにおける１次システム基地局と２次システム基地局との間、および２次システム基地局と２次システム移動局との間の情報の通知シーケンスを示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る無線通信システムにおける１次システム基地局と２次システム基地局との間、および２次システム基地局と２次システム移動局との間の情報の通知シーケンスを示す図である。 ダイナミックスペクトルアクセスを適用した無線通信システムの１構成例を示すブロック図である。 １次システムと２次システムの周波数共用例を示す図である。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。以下、本実施の形態では、ある周波数帯域を使用する無線通信システムを１次システム、この１次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を２次システムとする。本実施の形態の無線通信システムは、１次システムと２次システムとが上り回線を用いて周波数共用する例である。この無線通信システムは、１次システム基地局１０１と、２次システム基地局１０２と、２次システム移動局１０３と、１次システム移動局１０４とから構成される。

１次システム基地局１０１は、１次システム移動局１０４からの信号と２次システム移動局１０３からの信号とを受信し、１次システムと２次システムとのシステム間境界の受信信号を測定し、この測定信号を有線または無線によって２次システム基地局１０２へ出力する。

２次システム基地局１０２は、１次システム移動局１０４からの信号と２次システム移動局１０３からの信号とを受信し、１次システムと２次システムとのシステム間境界の受信信号を測定し、１次システム基地局１０１から通知されるシステム間境界の測定信号を考慮して、１次システムと２次システムとのスペクトル重複量を決定する。ここで、システム間境界の測定信号としては、例えば受信電力密度、チャネル推定値、受信電力、電界強度を用いることができる。２次システム基地局１０２は、決定したスペクトル重複量を無線回線を介して２次システム移動局１０３へ通知する。

２次システム移動局１０３は、２次システム基地局１０２から通知されるスペクトル重複量に基づいて、１次システムの周波数スペクトルと自システムの周波数スペクトルの一部を重複させて送信信号を出力する。

図２に、図１の無線通信システムにおける１次システム基地局１０１の詳細な構成を示す。１次システム基地局１０１は、システム間境界受信信号測定部１０１０と、通知部１０１１と、送信部１０１２と、受信部１０１３とから構成される。
システム間境界受信信号測定部１０１０は、自基地局（１次システム基地局１０１）において自システムと２次システムとのシステム間境界の受信信号を測定し、測定した受信信号を通知部１０１１へ出力する。

通知部１０１１は、測定されたシステム間境界測定信号を２次システム基地局１０２へ通知する。
送信部１０１２は、無線回線を介して１次システム移動局１０４へ信号を送信し、受信部１０１３は、無線回線を介して１次システム移動局１０４および２次システム移動局１０３からの信号を受信する。

図３に、図１の無線通信システムにおける２次システム基地局１０２の詳細な構成を示す。２次システム基地局１０２は、システム間境界受信信号測定部１０２０と、スペクトル重複量決定部１０２１と、送信部１０２２と、受信部１０２３とから構成される。
システム間境界受信信号測定部１０２０は、自基地局（２次システム基地局１０２）において１次システムと自システムとのシステム間境界の受信信号を測定し、測定した受信信号をスペクトル重複量決定部１０２１へ出力する。

スペクトル重複量決定部１０２１は、システム間境界受信信号測定部１０２０から通知されるシステム間境界測定信号と１次システム基地局１０１から通知されるシステム間境界測定信号とを用いて、１次システムと２次システムとのスペクトル重複量を決定し、決定したスペクトル重複量を送信部１０２２と受信部１０２３へ通知する。

送信部１０２２は、スペクトル重複量決定部１０２１から通知されるスペクトル重複量で決まる自システムの送受信帯域内で、無線回線を介して２次システム移動局１０３へ信号を送信する。この送受信帯域の制御は、具体的には、スペクトル重複量に基づいて、送信部１０２２内の図示しない送信フィルタのフィルタ係数を制御することにより実現される。また、送信部１０２２は、スペクトル重複量決定部１０２１から通知されるスペクトル重複量を、２次システム移動局１０３へ通知する。

受信部１０２３は、スペクトル重複量決定部１０２１から通知されるスペクトル重複量で決まる自システムの送受信帯域内で、２次システム移動局１０３から送信される信号を受信する。この送受信帯域の制御は、具体的には、スペクトル重複量に基づいて、受信部１０２３内の図示しない受信フィルタのフィルタ係数を制御することにより実現される。

図４に、図１の無線通信システムにおける２次システム移動局１０３の詳細な構成を示す。２次システム移動局１０３は、受信部１０３０と、送信部１０３１と、スペクトル重複量制御部１０３２とから構成される。
受信部１０３０は、無線回線を介して２次システム基地局１０２からの信号を受信し、送信部１０３１は、無線回線を介して２次システム基地局１０２へ信号を送信する。

スペクトル重複量制御部１０３２は、２次システム基地局１０２から通知されるスペクトル重複量で決まる自システムの送受信帯域内で、送信部１０３１に信号を送信させ、受信部１０３０に信号を受信させる。この送受信帯域の制御は、具体的には、スペクトル重複量に基づいて、送信部１０３１内の図示しない送信フィルタのフィルタ係数を制御すると共に受信部１０３０内の図示しない受信フィルタのフィルタ係数を制御することにより、実現される。

図５に本実施の形態の無線通信システムの全体動作の流れを示す。図５の説明では、図１の構成を参照して説明する。
１次システム基地局１０１と２次システム基地局１０２とは、１次システム移動局１０４から送信される既知信号又はデータを受信する（ステップＡ０１）。

１次システム基地局１０１と２次システム基地局１０２とは、１次システムの空いた周波数スペクトルを用いて２次システム移動局１０３から送信される既知信号又はデータを受信する（ステップＡ０２）。
１次システム基地局１０１と２次システム基地局１０２とは、それぞれ１次システム移動局１０４から受信した信号と２次システム移動局１０３から受信した信号とに基づいて、１次システムと２次システムとのシステム間境界における受信信号を測定する（ステップＡ０３）。

２次システム基地局１０２は、１次システム基地局１０１から通知されるシステム間境界測定信号と自基地局において測定したシステム間境界測定信号に基づいてスペクトル重複量を決定した後、決定したスペクトル重複量を２次システム移動局１０３へ通知する（ステップＡ０４）。
２次システム移動局１０３は、２次システム基地局１０２から通知されるスペクトル重複量に基づいて、１次システムの周波数スペクトルと自システムの周波数スペクトルの一部を重複させて信号を送信する（ステップＡ０５）。

図６は１次システム基地局１０１における１次システムの受信電力密度と２次システムの受信電力密度の大小の結果と、２次システム基地局１０２における１次システムの受信電力密度と２次システムの受信電力密度の大小の結果と、システム間相互干渉との関係を示す図である。

１次システム基地局１０１において２次システムの受信電力密度と比べ１次システムの受信電力密度が大きく、２次システム基地局１０２において２次システムの受信電力密度と比べ１次システムの受信電力密度が小さいとき、１次システムと２次システムの相互干渉は小さくなる。このとき、１次システムの周波数スペクトルと２次システムの周波数スペクトルとを重複させると、１次システムと２次システムの相互干渉は小さい。つまり、この場合はスペクトル重複に適した条件となっている。

１次システム基地局１０１において２次システムの受信電力密度と比べ１次システムの受信電力密度が小さく、２次システム基地局１０２において２次システムの受信電力密度と比べ１次システムの受信電力密度が大きいとき、１次システムと２次システムの相互干渉が大きくなる。このとき、１次システムの周波数スペクトルと２次システムの周波数スペクトルとを重複させると、１次システムと２次システムの相互干渉は大きい。つまり、この場合はスペクトル重複に適さない条件となっている。

図７に、図１に示した１次システム基地局１０１と２次システム基地局１０２と２次システム移動局１０３との間の情報の通知シーケンスを示す。
１次システム基地局１０１は、２次システム基地局１０２に対してシステム間境界測定信号５０１を通知する。
次に、２次システム基地局１０２は、２次システム移動局１０３に対してスペクトル重複量５０２を通知する。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本実施の形態のスペクトル重複量制御の例を示す図であり、１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１と１次システム移動局１０４−２の周波数スペクトル６０１−２とに挟まれた１次システムの空き周波数スペクトル６０２を用いて２次システム移動局１０３が信号を送信して通信する例を示している。図８（Ａ）、図８（Ｂ）において、横軸は周波数を表し、縦軸は受信電力密度を表している。また、図９（Ａ）、図９（Ｂ）において、横軸は周波数を表し、縦軸は送信電力密度を表している。

図８（Ａ）は、１次システム基地局１０１が受信電力密度を測定したとき、１次システム移動局１０４−１の受信電力密度と１次システム移動局１０４−２の受信電力密度が等しく、１次システム移動局１０４−１，１０４−２の受信電力密度と比べて２次システム移動局１０３の受信電力密度が小さい例を示している。この例では、１次システムにとっては２次システム移動局１０３が干渉源となる。ここで、Ｐ＿ＭＳ１_PBSは１次システム基地局１０１において測定した１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１の受信電力密度、Ｐ＿ＭＳ２_PBSは１次システム基地局１０１において測定した１次システム移動局１０４−２の周波数スペクトル６０１−２の受信電力密度、Ｓ＿ＭＳ１_PBSは１次システム基地局１０１において測定した２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２の受信電力密度である。

図８（Ｂ）は、２次システム基地局１０２が受信電力密度を測定したとき、１次システム移動局１０４−１の受信電力密度と比べて１次システム移動局１０４−２の受信電力密度が大きく、１次システム移動局１０４−２の受信電力密度と比べて２次システム移動局１０３の受信電力密度が大きい例を示している。この例では、２次システムにとっては１次システム移動局１０４−１，１０４−２が干渉源となる。ここで、Ｐ＿ＭＳ１_SBSは２次システム基地局１０２において測定した１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１の受信電力密度、Ｐ＿ＭＳ２_SBSは２次システム基地局１０２において測定した１次システム移動局１０４−２の周波数スペクトル６０１−２の受信電力密度、Ｓ＿ＭＳ１_SBSは２次システム基地局１０２において測定した２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２の受信電力密度である。

図９（Ａ）に、１次システムに対する２次システムのスペクトル重複例を示す。１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２の境界は、スペクトル重複させたときの相互干渉が小さい関係となるため、スペクトル重複量を大きくできる。

また、１次システム移動局１０４−２の周波数スペクトル６０１−２と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２の境界は、スペクトル重複させたときの相互干渉が、１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２の境界と比べて大きくなる。このため、１次システム移動局１０４−２の周波数スペクトル６０１−２と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２のスペクトル重複量は、１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２のスペクトル重複量と比べて小さくなるようにする。

次に、スペクトル重複量の計算例を示す。１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２のスペクトル重複量をＯＦ１とし、１次システム移動局１０４−２の周波数スペクトル６０１−２と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２のスペクトル重複量をＯＦ２とすると、スペクトル重複量ＯＦ１とＯＦ２は例えば次式で表される。

式（１）、式（２）において、α（０≦α≦１）は、１次システム基地局１０１における受信電力密度比と２次システム基地局１０２における受信電力密度比の重み加算係数である。重み加算係数αが大きいほど１次システム基地局１０１における受信電力密度比がスペクトル重複量ＯＦ１，ＯＦ２に大きく反映され、重み加算係数αが小さいほど２次システム基地局１０２における受信電力密度比がスペクトル重複量ＯＦ１，ＯＦ２に大きく反映されるようになる。

２次システム基地局１０２のスペクトル重複量決定部１０２１は、システム間境界受信信号測定部１０２０から通知されるシステム間境界測定信号（受信電力密度Ｐ＿ＭＳ１_SBS，Ｐ＿ＭＳ２_SBS，Ｓ＿ＭＳ１_SBS）と、１次システム基地局１０１から通知されるシステム間境界測定信号（受信電力密度Ｐ＿ＭＳ１_PBS，Ｐ＿ＭＳ２_PBS，Ｓ＿ＭＳ１_PBS）とを用いて、式（１）、式（２）により、１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２のスペクトル重複量ＯＦ１、１次システム移動局１０４−２の周波数スペクトル６０１−２と２次システム移動局１０３の周波数スペクトル６０２のスペクトル重複量ＯＦ２を計算する。

２次システム基地局１０２の送信部１０２２は、スペクトル重複量決定部１０２１から通知されるスペクトル重複量ＯＦ１，ＯＦ２で決まる自システムの送受信帯域内で、２次システム移動局１０３へ信号を送信する。また、送信部１０２２は、スペクトル重複量決定部１０２１から通知されるスペクトル重複量ＯＦ１，ＯＦ２を２次システム移動局１０３へ通知する。

２次システム移動局１０３のスペクトル重複量制御部１０３２は、２次システム基地局１０２から通知されるスペクトル重複量ＯＦ１，ＯＦ２で決まる自システムの送受信帯域内で、送信部１０３１に信号を送信させる。

２次システム基地局１０２の受信部１０２３は、スペクトル重複量決定部１０２１から通知されるスペクトル重複量ＯＦ１，ＯＦ２で決まる自システムの送受信帯域内で、２次システム移動局１０３から送信される信号を受信する。

以上のように、本実施の形態では、１次システム基地局１０１と２次システム基地局１０２で測定したシステム間境界の受信電力密度に応じてスペクトルの重複量を制御することにより、システム間の相互干渉が小さいときはシステム間のスペクトル重複量を大きくすることができ、システム間の相互干渉が大きいときはシステム間のスペクトル重複量を小さくすることができるので、１次システムへの干渉を規定値より小さく制御することができ、２次システムのスループットを向上させることができる。

図９（Ｂ）に、２次システムのスペクトル重複制御と同時に送信電力制御を行う例を示す。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）と同様にスペクトル重複量に従って２次システムの周波数スペクトルを１次システムの周波数スペクトルへ重複させると共に、２次システムのスペクトル重複成分の送信電力を制御する例を示している。スペクトル重複量の制御は、図９（Ａ）で説明したとおりである。
スペクトル重複部分の送信電力密度ＴＰＤ（Transmission Power Density）は、例えば式（３）、式（４）のいずれかで表される。

また、スペクトル重複部分の送信電力密度ＴＰＤを次式により求めても良い。

式（５）において、α（０≦α≦１）は、１次システム基地局１０１における１次システム移動局１０４−１と２次システム移動局１０３の受信電力密度比と、１次システム基地局１０１における１次システム移動局１０４−２と２次システム移動局１０３の受信電力密度比の重み加算係数である。重み加算係数αが大きいほど１次システム移動局１０４−１と２次システム移動局１０３の受信電力密度比が送信電力密度ＴＰＤに大きく反映され、重み加算係数αが小さいほど１次システム移動局１０４−２と２次システム移動局１０３の受信電力密度比が送信電力密度ＴＰＤに大きく反映されるようになる。

２次システム基地局１０２のスペクトル重複量決定部１０２１は、その内部に送信電力密度決定部（不図示）を有している。送信電力密度決定部は、式（３）、式（４）、式（５）のいずれかにより送信電力密度ＴＰＤを計算する。
２次システム基地局１０２の送信部１０２２は、送信電力密度決定部から通知される送信電力密度ＴＰＤを２次システム移動局１０３へ通知する。

２次システム移動局１０３のスペクトル重複量制御部１０３２は、その内部に送信電力制御部（不図示）を有している。送信電力制御部は、自システムの送受信帯域のうち、１次システム移動局１０４−１の周波数スペクトル６０１−１とのスペクトル重複部分および１次システム移動局１０４−２の周波数スペクトル６０１−２とのスペクトル重複部分の送信電力を、２次システム基地局１０２から通知される送信電力密度ＴＰＤに従って制御する。

以上のようにして、本実施の形態では、２次システムのスペクトル重複部分の送信電力を制御することにより、スペクトル重複部分の送信電力を制御しない場合と比べて、１次システムへの干渉を柔軟に制御することができ、１次システムへの干渉を低減することができる。

特許文献１に開示された技術では、通信装置は自システムが他システムに与える干渉を考慮して送受信フィルタの伝達特性を制御することができない。これに対して、本実施の形態では、２次システムが１次システムに与える干渉を考慮して２次システムの送受信帯域（送受信フィルタのフィルタ特性）を制御することができる。

また、特許文献２、特許文献３、特許文献４に開示された技術では、システム間の相互干渉を低減することができない。これに対して、本実施の形態では、システム間境界測定信号に応じてスペクトル重複量を決定し、スペクトル重複量に基づいて２次システムの送受信帯域を制御することにより、システム間の相互干渉を低減することができる。

また、特許文献５に開示された技術では、他システムへの干渉低減と自システムのスループット向上とを両立させることが難しい。これに対して、本実施の形態では、重複スペクトルと非重複スペクトルとを別々に送信電力制御できるため、１次システムへの干渉を抑えつつ、２次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の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。シングルキャリア伝送におけるロールオフフィルタを適用した伝送時は、ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）、タイミング誤差耐性、周波数誤差耐性の向上が利点として挙げられるが、帯域が広がることにより帯域効率を犠牲にする。そこで、本実施の形態では、ロールオフ伝送を適用した２次システムの送信スペクトルをシステム間境界のスペクトル重複量が大きい１次システムの空きスペクトルに配置する。

本実施の形態においても、無線通信システムの全体の構成および１次システム基地局１０１の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１の符号を用いて説明する。図１０は、ロールオフ伝送時においてシステム間境界測定信号を考慮して周波数リソース配置を行なう本実施の形態の２次システム基地局１０２の詳細な構成を示すブロック図である。

本実施の形態の２次システム基地局１０２は、システム間境界受信信号測定部１０２０と、スペクトル重複量決定部１０２１と、送信部１０２２ａと、受信部１０２３ａと、スペクトル重複量ランキング部１０２４と、周波数リソース配置決定部１０２５とから構成される。
システム間境界受信信号測定部１０２０とスペクトル重複量決定部１０２１と送信部１０２２ａと受信部１０２３ａの動作は、第１の実施の形態と同様であるため、スペクトル重複量ランキング部１０２４と周波数リソース配置決定部１０２５の構成および動作について説明する。

スペクトル重複量ランキング部１０２４は、スペクトル重複量決定部１０２１から通知されるスペクトル重複量を組み合わせてペアリングした後、ペアリングしたスペクトル重複量を順位付けする。そして、スペクトル重複量ランキング部１０２４は、順位付けの結果を周波数リソース配置決定部１０２５へ通知する。

周波数リソース配置決定部１０２５は、スペクトル重複量ランキング部１０２４から通知される順位付けの結果に基づいて、２次システムの周波数リソース配置を決定し、周波数リソース配置情報を送信部１０２２ａと受信部１０２３ａへ出力する。

図１１に、本実施の形態の無線通信システムにおける２次システム移動局１０３の詳細な構成を示す。２次システム移動局１０３は、受信部１０３０ａと、送信部１０３１ａと、周波数リソース配置制御部１０３３とから構成される。
周波数リソース配置制御部１０３３は、２次システム基地局１０２から通知される周波数リソース配置で決まる自システムの送受信帯域内で、送信部１０３１ａに信号を送信させ、受信部１０３０ａに信号を受信させる。この送受信帯域の制御は、具体的には、周波数リソース配置情報に基づいて、送信部１０３１ａ内の図示しない送信周波数変換部および送信フィルタのフィルタ係数を制御すると共に受信部１０３０ａ内の図示しない受信周波数変換部および受信フィルタのフィルタ係数を制御することにより、実現される。

図１２は、ロールオフフィルタを適用した伝送時の周波数リソース配置の例を示す図である。図１２は、１次システムの周波数スペクトル８０１−１〜８０１−４の空きスペクトルを利用して２次システムの周波数スペクトル８０２を配置する例を示している。

スペクトル重複量ランキング部１０２４の動作例を、図１２と図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）を参照して説明する。ここでは、１次システムと２次システムのシステム間境界において計算されるスペクトル重複量ＯＦ１〜ＯＦ７の順位付けの例を示す。図１２は、１次システムの周波数スペクトル８０１−１〜８０１−４の間に空きスペクトルがあるときに、この空きスペクトルの両側２つのスペクトル重複量をペアとして、スペクトル重複量をペアリングする例を示している。図１２の例では、スペクトル重複量ＯＦ１とＯＦ２、スペクトル重複量ＯＦ３とＯＦ４、スペクトル重複量ＯＦ５とＯＦ６が、それぞれペアとなる。

図１３（Ａ）に、ペアリングしたスペクトル重複量の順位付け方法として乗算ルールを用いた例を示す。乗算ルールでは、ペアリングした２つのスペクトル重複量を乗算し、この乗算値に基づいてスペクトル重複量を順位付けする。乗算ルールでは、ペアリングした２つのスペクトル重複量の両方が大きいときに、スペクトル重複量が上位に順位付けされる。図１３（Ａ）の例では、スペクトル重複量ＯＦ３とＯＦ４のペア、スペクトル重複量ＯＦ１とＯＦ２のペア、スペクトル重複量ＯＦ５とＯＦ６の順に順位付けされている。

図１３（Ｂ）に、ペアリングしたスペクトル重複量の順位付け方法として加算ルールを用いた例を示す。加算ルールでは、ペアリングした２つのスペクトル重複量を加算し、この加算値に基づいてスペクトル重複量を順位付けする。加算ルールでは、ペアリングした２つのスペクトル重複量のどちらか一方が小さくても残りの一方が大きいと上位に順序付けされる場合がある。図１３（Ｂ）の例では、スペクトル重複量ＯＦ３とＯＦ４のペア、スペクトル重複量ＯＦ１とＯＦ２のペア、スペクトル重複量ＯＦ５とＯＦ６の順に順位付けされている。

こうして、スペクトル重複量ランキング部１０２４は、スペクトル重複量をペアリングした後、ペアリングしたスペクトル重複量を順位付けし、スペクトル重複量の順位を周波数リソース配置決定部１０２５へ通知する。

次に、周波数リソース配置決定部１０２５の動作例を説明する。周波数リソース配置決定部１０２５は、スペクトル重複量ランキング部１０２４から通知されるペアリングされたスペクトル重複量の順位を参照し、１次システムの空きスペクトルのうち、順位が上位のスペクトル重複量のペアに挟まれた空きスペクトルに２次システムの周波数スペクトル８０２を配置する。

図１２、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）の例では、スペクトル重複量ＯＦ３とスペクトル重複量ＯＦ４から計算されるスペクトル重複量の乗算値および加算値が大きい。そこで、周波数リソース配置決定部１０２５は、周波数軸上においてスペクトル重複量ＯＦ３とスペクトル重複量ＯＦ４に該当するシステム間境界に挟まれた１次システムの空きスペクトルに２次システムの周波数スペクトル８０２が配置されるように、周波数リソース配置を決定する。周波数リソース配置決定部１０２５は、決定した周波数リソース配置を送信部１０２２と受信部１０２３へ通知する。

２次システム基地局１０２の送信部１０２２ａは、周波数リソース配置決定部１０２５から通知される周波数リソース配置で決まる自システムの送受信帯域内で、２次システム移動局１０３へ信号を送信する。この送受信帯域の制御は、具体的には、周波数リソース配置情報に基づいて、送信部１０２２ａ内の図示しない送信周波数変換部および送信フィルタのフィルタ係数を制御することにより実現される。また、送信部１０２２ａは、周波数リソース配置決定部１０２５から通知される周波数リソース配置を２次システム移動局１０３へ通知する。

２次システム移動局１０３の周波数リソース配置制御部１０３３は、２次システム基地局１０２から通知される周波数リソース配置で決まる自システムの送受信帯域内で、送信部１０３１ａに信号を送信させる。

２次システム基地局１０２の受信部１０２３ａは、周波数リソース配置決定部１０２５から通知される周波数リソース配置で決まる自システムの送受信帯域内で、２次システム移動局１０３から送信される信号を受信する。この送受信帯域の制御は、具体的には、周波数リソース配置情報に基づいて、受信部１０２３ａ内の図示しない受信周波数変換部および受信フィルタのフィルタ係数を制御することにより、実現される。

以上により、本実施の形態では、１次システムの周波数スペクトル８０１−２，８０１−３と２次システムの周波数スペクトル８０２の相互干渉を小さくすることができるので、２次システムの帯域効率の犠牲を小さくすることができ、ロールオフ適用時の利点を得ることができる。

特許文献１に開示された技術では、通信装置は自システムが他システムに与える干渉を考慮して送受信フィルタの伝達特性を制御することができない。これに対して、本実施の形態では、システム間境界測定信号に基づいて周波数リソース配置を行うことにより、２次システムによる１次システムへの干渉を高精度に低減することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、無線通信システムの全体の構成および１次システム基地局１０１の構成は第１の実施の形態と同様であり、２次システム基地局１０２と２次システム移動局１０３の構成は第２の実施の形態と同様であるので、図１、図１０、図１１の符号を用いて説明する。

本実施の形態は、第２の実施の形態で説明した周波数リソース配置の別の例を示すものである。本実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、２次システムの送信スペクトルをシステム間境界のスペクトル重複量が大きい１次システムの空きスペクトルに配置すると共に、２次システムの送受信フィルタ利得が小さい領域（送受信電力密度が低下している領域）のスペクトル成分を１次システムの周波数スペクトルに重複配置することにより、帯域効率の犠牲を小さくする。

図１４に、本実施の形態の周波数リソース配置の例を示す。図１４は、２次システムの周波数スペクトル１００２を周波数スペクトル１００２−１と１００２−２の２つのブロックに分解して周波数配置する例を示している。
図１５に、図１４の例におけるスペクトル重複量の順位を示す。本実施の形態の２次システム基地局１０２のスペクトル重複量ランキング部１０２４は、スペクトル重複量決定部１０２１から通知されるスペクトル重複量を、その大きさに応じて順位付けする。

図１５の例では、スペクトル重複量ＯＦ６が最も大きく、次にスペクトル重複量ＯＦ１が大きい。そこで、周波数リソース配置決定部１０２５は、周波数軸上においてスペクトル重複量ＯＦ６に該当するシステム間境界とスペクトル重複量ＯＦ１に該当するシステム間境界に、２つのブロックに分解した周波数スペクトル１００２−１，１００２−２を配置する。その際、周波数リソース配置決定部１０２５は、自システムの送受信フィルタのフィルタ利得が小さい領域の周波数スペクトル成分を、周波数軸上においてスペクトル重複量ＯＦ６，ＯＦ１に該当する１次システムの周波数スペクトルに重複させる。

図１４の例では、２次システムの送受信フィルタのフィルタ利得が小さくなっている低周波側の周波数スペクトル成分が、スペクトル重複量ＯＦ１に該当する１次システムの周波数スペクトルに重複配置され、２次システムの送受信フィルタのフィルタ利得が小さくなっている高周波側の周波数スペクトル成分が、スペクトル重複量ＯＦ６に該当する１次システムの周波数スペクトルに重複配置されている。

こうして、本実施の形態では、１次システム移動局の周波数スペクトル１００１−１と２次システム移動局の周波数スペクトル１００２−１と１次システム移動局の周波数スペクトル１００１−４と２次システム移動局の周波数スペクトル１００２−２の相互干渉を抑えつつ、２次システムの周波数帯域効率の犠牲を小さくすることができる。

図１６に、本実施の形態の周波数リソース配置の他の例を示す。図１６は、２次システムの周波数スペクトル１２０２を周波数スペクトル１２０２−１，１２０２−２，１２０２−３の３つのブロックに分解して周波数配置する例を示している。
図１７に、図１６の例におけるスペクトル重複量の順位を示す。

図１７の例では、スペクトル重複量ＯＦ１が最も大きく、次にスペクトル重複量ＯＦ６が大きい。そこで、周波数リソース配置決定部１０２５は、自システムの送受信フィルタのフィルタ利得が小さい領域の周波数スペクトル成分を、周波数軸上においてスペクトル重複量ＯＦ１，ＯＦ６に該当する１次システムの周波数スペクトルに重複させる。

すなわち、周波数リソース配置決定部１０２５は、２次システムの送受信フィルタのフィルタ利得が小さくなっている低周波側の周波数スペクトル成分が、スペクトル重複量ＯＦ１に該当する１次システムの周波数スペクトルに重複配置されるように、１次システムの周波数スペクトル１２０１−１と１２０１−２の間に２次システムの周波数スペクトル１２０２−１を配置する。また、周波数リソース配置決定部１０２５は、２次システムの送受信フィルタのフィルタ利得が小さくなっている高周波側の周波数スペクトル成分が、スペクトル重複量ＯＦ６に該当する１次システムの周波数スペクトルに重複配置されるように、１次システムの周波数スペクトル１２０１−３と１２０１−４の間に２次システムの周波数スペクトル１２０２−３を配置する。さらに、周波数リソース配置決定部１０２５は、１次システムの周波数スペクトル１２０１−２と１２０１−３の間に２次システムの残りの周波数スペクトル１２０２−２を配置する。

こうして、本実施の形態では、１次システム移動局の周波数スペクトル１２０１−１と２次システム移動局の周波数スペクトル１２０２−１と１次システム移動局の周波数スペクトル１２０１−４と２次システム移動局の周波数スペクトル１２０２−３の相互干渉を抑えつつ、２次システムの周波数帯域効率の犠牲を小さくすることができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、無線通信システムの全体の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１の符号を用いて説明する。
図１８に、本実施の形態の無線通信システムにおける１次システム基地局１０１の詳細な構成を示す。１次システム基地局１０１は、システム間境界受信信号測定部１０１０と、通知部１０１１ｂと、送信部１０１２と、受信部１０１３と、干渉量判断部１０１４とから構成される。

干渉量判断部１０１４は、１次システム基地局１０１において２次システムとのスペクトル重複により干渉量が大きく、自システムの所要品質を満たせないと判断した場合、干渉制限信号を出力する。
通知部１０１１ｂは、干渉量判断部１０１４から出力された干渉制限信号を２次システム基地局１０２へ出力する。
２次システム基地局１０２および２次システム移動局１０３の構成は、第１の実施の形態と同様である。

図１９に、本実施の形態における１次システム基地局１０１と２次システム基地局１０２と２次システム移動局１０３との間の情報の通知シーケンスを示す。
第１の実施の形態で説明したとおり、１次システム基地局１０１は、２次システム基地局１０２に対してシステム間境界測定信号５０１を通知し、２次システム基地局１０２は、２次システム移動局１０３に対してスペクトル重複量５０２を通知する。

次に、１次システム基地局１０１の干渉量判断部１０１４は、自システムと２次システムとの干渉量を測定する。干渉量を示す情報としては、例えばＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、ＩＮＲ（Interference to Noise Ratio）、ＢＥＲ（Bit Error Rate）、スループット劣化量がある。干渉量判断部１０１４は、測定した干渉量が所定の許容干渉量より大きく、自システムの所要品質を満たせないと判断した場合、２次システム基地局１０２へ干渉制限信号５０３を通知する。

２次システム基地局１０２のスペクトル重複量決定部１０２１は、１次システム基地局１０１から干渉制限信号５０３を受信すると、１次システムと２次システムとのスペクトル重複を小さくするようにスペクトル重複量を再決定する。２次システム基地局１０２の送信部１０２２は、スペクトル重複量決定部１０２１が再決定したスペクトル重複量５０４を、２次システム移動局１０３へ通知する。

２次システム移動局１０３のスペクトル重複量制御部１０３２は、２次システム基地局１０２から通知されるスペクトル重複量５０４で決まる自システムの送受信帯域内で、送信部１０３１に信号を送信させ、受信部１０３０に信号を受信させる。
２次システム基地局１０２の受信部１０２３は、スペクトル重複量決定部１０２１が再決定したスペクトル重複量５０４で決まる自システムの送受信帯域内で、２次システム移動局１０３から送信される信号を受信する。

以上の動作により、本実施の形態では、１次システムと２次システムのスペクトル重複量が過度に設定された場合に、１次システムから２次システムに対して干渉を制御することができ、１次システムの許容干渉量および所要通信品質を保障することができる。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図２０に本実施の形態のマルチセル環境の無線通信システムの構成を示す。本実施の形態は、第１〜第４の実施の形態をマルチセル環境に適用したものである。図２０では、無線通信システムは、１次システム１５１０と、２次システム１５２０と、２次システム１５３０と、２次システム１５４０とから構成される。

１次システム１５１０は、１次システム基地局１５１１と、１次システム移動局１５１２と、１次システム移動局１５１３とから構成される。
２次システム１５２０は、２次システム基地局１５２１と、２次システム移動局１５２２とから構成される。

２次システム１５３０は、２次システム基地局１５３１と、２次システム移動局１５３２とから構成される。
２次システム１５４０は、２次システム基地局１５４１から構成される。

マルチセル環境では、１次システム基地局１５１１は、所望信号である、１次システム移動局１５１２および１次システム移動局１５１３からの信号の他に、２次システム移動局１５２２および２次システム移動局１５３２からの信号を同時に受信する。１次システム基地局１５１１にとって、２次システム移動局１５２２および２次システム移動局１５３２からの信号は干渉信号となる。

また、２次システム基地局１５２１は、所望信号である、２次システム移動局１５２２からの信号の他に、１次システム移動局１５１２および２次システム移動局１５３２からの信号を同時に受信する。２次システム基地局１５２１にとって、１次システム移動局１５１２および２次システム移動局１５３２からの信号は干渉信号となる。

さらに、２次システム基地局１５３１は、所望信号である、２次システム移動局１５３２からの信号の他に、１次システム移動局１５１２および２次システム移動局１５２２からの信号を同時に受信する。２次システム基地局１５３１にとって、１次システム移動局１５１２および２次システム移動局１５２２からの信号は干渉信号となる。

マルチセル環境における動作の前提条件を以下に示す。
（ａ）２次システムは、１次システムおよび他の２次システムが使用していない周波数リソースを用いて通信する。
（ｂ）干渉を考慮すべき全ての１次システム移動局および全ての２次システム移動局の既知信号とスケジューリング情報とが１次システム基地局へ通知される。
（ｃ）干渉を考慮すべき全ての１次システム移動局および全ての２次システム移動局の既知信号が異なる。
（ｄ）１次システム基地局の処理において各２次システム移動局の既知信号に同期できる。

図２１に、マルチセル環境において１次システム基地局と２次システム基地局とが観測対象とする信号を示す。図２１は、観測対象の所望信号と干渉信号との信号判別の有無を示している。
１次システム基地局が観測する自システムの観測対象は、１次システム移動局からの信号である。１次システム基地局は、１次システム移動局以外の信号も受信するため、信号判別の必要がある。

１次システム基地局が観測する他システムの観測対象は、制御対象の２次システム移動局からの信号である。１次システム基地局は、制御対象の２次システム移動局以外の信号も受信するため、信号判別の必要がある。
２次システム基地局が観測する自システムの観測対象は、２次システム移動局からの信号である。２次システム移動局から信号が送信されている状態では他の受信信号が存在しないため、２次システム基地局は信号判別の必要がない。

２次システム基地局が観測する他システムの観測対象は、自システムの周波数スペクトルに隣接する周波数スペクトルの全信号である。２次システム基地局から見て全てが干渉成分となるため、２次システム基地局は信号判別の必要がない。
図２１に示した以上の関係から、マルチセル環境においては１次システム基地局は、１次システム移動局からの信号と制御対象の２次システム移動局からの信号とを判別する必要がある。

以降では、既知信号を用いて信号判別する場合を想定して説明する。既知信号を用いて信号判別するために、各２次システム基地局は、１次システム基地局に対して、２次システム移動局からの信号を判別するための既知信号情報と２次システム移動局からの信号のタイミングおよび使用している周波数リソースを表すスケジューリング情報とを通知する。

図２２に、２次システム基地局１５２１，１５３１，１５４１と１次システム基地局１５１１との間の２次システム既知信号情報およびスケジューリング情報の通知シーケンスを示す。
図２２に示すように、２次システム基地局１５２１，１５３１，１５４１は、それぞれ２次システム既知信号情報およびスケジューリング情報１７０１−１，１７０１−２，１７０１−３を１次システム基地局１５１１に通知する。

図２３に、１次システム基地局１５１１の動作を示す。１次システム基地局１５１１は、各２次システム基地局１５２１，１５３１，１５４１から受信したスケジューリング情報により、自身の処理を各２次システム移動局からの信号に同期させる（ステップＢ０１）。

１次システム基地局１５１１は、各２次システム基地局１５２１，１５３１，１５４１から受信した既知信号情報により、各２次システム移動局からの信号を判別する（ステップＢ０２）。
そして、１次システム基地局１５１１は、各２次システム基地局１５２１，１５３１，１５４１に信号判別後の測定情報を通知する（ステップＢ０３）。ここで、測定情報としては、第１の実施の形態で説明したシステム間境界測定信号、第４の実施の形態で説明した干渉制限信号がある。

図２４に、１次システム基地局１５１１と２次システム基地局１５２１，１５３１との間、および２次システム基地局１５２１，１５３１と２次システム移動局１５２２，１５２３，１５３２，１５３３との間の情報の通知シーケンスの例を示す。図２４は、第１の実施の形態をマルチセル環境に適用した例を示している。

１次システム基地局１５１１は、それぞれ２次システム基地局１５２１，１５３１に対してシステム間境界測定信号１９０１−１，１９０１−２を通知する。
２次システム基地局１５２１は、それぞれ２次システム移動局１５２２，１５２３に対してスペクトル重複量１９０２−１，１９０２−２を通知し、２次システム基地局１５３１は、それぞれ２次システム移動局１５３２，１５３３に対してスペクトル重複量１９０２−３，１９０２−４を通知する。

図２５に、１次システム基地局１５１１と２次システム基地局１５２１，１５３１との間、および２次システム基地局１５２１，１５３１と２次システム移動局１５２２，１５２３，１５３２，１５３３との間の情報の通知シーケンスの他の例を示す。図２５は、第４の実施の形態をマルチセル環境に適用した例を示している。

１次システム基地局１５１１は、それぞれ２次システム基地局１５２１，１５３１に対してシステム間境界測定信号２００１−１，２００１−２を通知する。
２次システム基地局１５２１は、それぞれ２次システム移動局１５２２，１５２３に対してスペクトル重複量２００２−１，２００２−２を通知し、２次システム基地局１５３１は、それぞれ２次システム移動局１５３２，１５３３に対してスペクトル重複量２００２−５，２００２−６を通知する。

１次システム基地局１５１１は、自システムの所要品質を満たせないと判断した場合、それぞれ２次システム基地局１５２１，１５３１に対して干渉制限信号２００３−１，２００３−２を出力する。
干渉制限信号２００３−１を受けた２次システム基地局１５２１は、それぞれ２次システム移動局１５２２，１５２３に対して、再決定したスペクトル重複量２００２−３，２００２−４を通知する。干渉制限信号２００３−２を受けた２次システム基地局１５３１は、それぞれ２次システム移動局１５３２，１５３３に対して、再決定したスペクトル重複量２００２−７，２００２−８を通知する。

なお、第１〜第５の実施の形態では、１次システムと２次システムを異なるシステムとして説明しているが、１次システムと２次システムが同一システムの構成も考えられる。１次システムと２次システムが同一システムの構成も、本発明に含まれる。
また、第１〜第５の実施の形態では、１次システムと２次システムの優先度が異なるシステムとして説明しているが、１次システムと２次システムが同じ優先度の構成も考えられる。１次システムと２次システムが同じ優先度の構成も、本発明に含まれる。

なお、第１〜第５の実施の形態において、１次システム基地局と１次システム移動局と２次システム基地局と２次システム移動局の少なくとも一部の構成は、それぞれＣＰＵ、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。１次システム基地局と１次システム移動局と２次システム基地局と２次システム移動局とを構成するそれぞれのコンピュータにおいて、本発明の送受信方法を実現させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供され、コンピュータの記憶装置に格納される。各々のコンピュータのＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第５の実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、複数のシステムが周波数共用する無線通信システムに適用することができる。

１０１…１次システム基地局、１０２…２次システム基地局、１０３…２次システム移動局、１０４…１次システム移動局、１０１０…システム間境界受信信号測定部、１０１１，１０１１ｂ…通知部、１０１２…送信部、１０１３…受信部、１０１４…干渉量判断部、１０２０…システム間境界受信信号測定部、１０２１…スペクトル重複量決定部、１０２２，１０２２ａ…送信部、１０２３，１０２３ａ…受信部、１０２４…スペクトル重複量ランキング部、１０２５…周波数リソース配置決定部、１０３０，１０３０ａ…受信部、１０３１，１０３１ａ…送信部、１０３２…スペクトル重複量制御部、１０３３…周波数リソース配置制御部、１５１０…１次システム、１５１１…１次システム基地局、１５１２，１５１３…１次システム移動局、１５２０，１５３０，１５４０…２次システム、１５２１，１５３１，１５４１…２次システム基地局、１５２２，１５３２…２次システム移動局。

Claims (32)

1. 複数のシステムが周波数共用する無線通信システムにおいて、
   １次システム移動局からの信号と２次システム移動局からの信号に基づいて自システムと２次システムとのシステム間境界の測定情報を測定する１次システム基地局と、
   １次システム移動局からの信号と２次システム移動局からの信号に基づいて１次システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定し、測定したシステム間境界測定情報と前記１次システム基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を前記１次システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行う２次システム基地局とを備え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１次システム基地局は、１つ又は複数の前記１次システム移動局からの信号と１つ又は複数の前記２次システム移動局からの信号をそれぞれ判別して、前記システム間境界測定情報を測定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１次システム基地局は、
   前記システム間境界測定情報を測定する第１のシステム間境界測定手段と、
   この第１のシステム間境界測定手段が測定したシステム間境界測定情報を前記２次システム基地局に通知する通知手段とを有し、
   前記２次システム基地局は、
   前記システム間境界測定情報を測定する第２のシステム間境界測定手段と、
   この第２のシステム間境界測定手段から通知されるシステム間境界測定情報と前記１次システム基地局から通知されるシステム間境界測定情報に基づいて、前記１次システムの周波数スペクトルに重複させる自システムの周波数スペクトルのスペクトル重複量を決定するスペクトル重複量決定手段と、
   このスペクトル重複量決定手段から通知されるスペクトル重複量を自システムに属する２次システム移動局に通知する基地局送信手段と、
   前記スペクトル重複量決定手段から通知されるスペクトル重複量に基づいて、前記２次システム移動局から送信される信号を受信する基地局受信手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
   前記２次システム移動局は、
   前記２次システム基地局へ信号を送信する移動局送信手段と、
   前記２次システム基地局からの信号を受信する移動局受信手段と、
   前記２次システム基地局から通知されるスペクトル重複量に基づいて、前記移動局送信手段に信号を送信させると共に前記移動局受信手段に信号を受信させるスペクトル重複量制御手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項１乃至４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２次システム基地局および２次システム移動局は、自システムの送受信帯域を制御することにより、前記１次システムの周波数スペクトルとのスペクトル重複量を制御することを特徴とする無線通信システム。
6. 請求項５に記載の無線通信システムにおいて、
   前記２次システム基地局および２次システム移動局は、自システムの送受信フィルタのフィルタ係数を制御することにより、自システムの送受信帯域を制御することを特徴とする無線通信システム。
7. 請求項６に記載の無線通信システムにおいて、
   前記送受信フィルタのフィルタ係数は、ロールオフ率であることを特徴とする無線通信システム。
8. 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２次システム基地局は、自局で測定した前記システム間境界測定情報と前記１次システム基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムと前記１次システムのスペクトル重複部分の送信電力を制御する手段を備えることを特徴とする無線通信システム。
9. 請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
   前記２次システム基地局は、さらに、前記第２のシステム間境界測定手段から通知されるシステム間境界測定情報と前記１次システム基地局から通知されるシステム間境界測定情報に基づいて、自システムと前記１次システムのスペクトル重複部分の送信電力密度を決定する送信電力密度決定手段を有し、
   前記２次システム基地局の基地局送信手段は、前記送信電力密度決定手段から通知される送信電力密度を自システムに属する２次システム移動局に通知することを特徴とする無線通信システム。
10. 請求項９に記載の無線通信システムにおいて、
    前記２次システム移動局は、
    前記２次システム基地局へ信号を送信する移動局送信手段と、
    前記２次システム基地局からの信号を受信する移動局受信手段と、
    前記２次システム基地局から通知されるスペクトル重複量に基づいて、前記移動局送信手段に信号を送信させると共に前記移動局受信手段に信号を受信させるスペクトル重複量制御手段と、
    自システムの送受信帯域のうち、自システムと前記１次システムのスペクトル重複部分の送信電力を、前記２次システム基地局から通知される送信電力密度に従って制御する送信電力制御手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
11. 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２次システム基地局は、自局で測定した前記システム間境界測定情報と前記１次システム基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、前記１次システムの周波数スペクトルに重複させる自システムの周波数スペクトルのスペクトル重複量を決定し、このスペクトル重複量を順位付けし、この順位付けの結果に従って自システムの周波数リソース配置を決定し、決定した周波数リソース配置に基づいて自システムの信号伝送を行う手段を備えることを特徴とする無線通信システム。
12. 請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
    前記２次システム基地局は、
    さらに、前記スペクトル重複量決定手段から通知されるスペクトル重複量を順位付けするスペクトル重複量ランキング手段と、
    前記順位付けの結果に基づいて自システムの周波数リソース配置を決定する周波数リソース配置決定手段とを有し、
    前記基地局送信手段は、前記スペクトル重複量を通知する代わりに、前記周波数リソース配置決定手段から通知される周波数リソース配置情報を自システムに属する２次システム移動局に通知し、
    前記基地局受信手段は、前記スペクトル重複量を用いる代わりに、前記周波数リソース配置決定手段から通知される周波数リソース配置情報に基づいて、前記２次システム移動局から送信される信号を受信することを特徴とする無線通信システム。
13. 請求項１２に記載の無線通信システムにおいて、
    前記２次システム移動局は、
    前記２次システム基地局へ信号を送信する移動局送信手段と、
    前記２次システム基地局からの信号を受信する移動局受信手段と、
    前記２次システム基地局から通知される周波数リソース配置情報に基づいて、前記移動局送信手段に信号を送信させると共に前記移動局受信手段に信号を受信させる周波数リソース配置制御手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
14. 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１次システム基地局は、自システムの所要品質を満たせないと判断したときに、前記２次システム基地局に干渉制限信号を出力する手段を有し、
    前記２次システム基地局は、前記１次システム基地局から干渉制限信号を受けたときに、自システムによる前記１次システムへの干渉を抑制制御する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
15. 請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
    前記１次システム基地局は、さらに、自システムと前記２次システムとの干渉量を測定した結果、自システムの所要品質を満たせないと判断したときに、干渉制限信号を出力する干渉量判断手段を有し、
    前記１次システム基地局の通知手段は、前記２次システム基地局に前記干渉制限信号を出力し、
    前記２次システム基地局のスペクトル重複量決定手段は、前記１次システム基地局から干渉制限信号を受信したときに、前記１次システムと自システムとのスペクトル重複を小さくするように前記スペクトル重複量を再決定し、
    前記２次システム基地局の基地局送信手段は、前記スペクトル重複量決定手段から再通知されるスペクトル重複量を自システムに属する２次システム移動局に通知し、
    前記２次システム基地局の基地局受信手段は、前記スペクトル重複量決定手段から再通知されるスペクトル重複量に基づいて、前記２次システム移動局から送信される信号を受信することを特徴とする無線通信システム。
16. 請求項１又は２に記載の無線通信システムにおいて、
    前記システム間境界測定情報は、受信電力密度であることを特徴とする無線通信システム。
17. 請求項１又は２に記載の無線通信システムにおいて、
    前記システム間境界測定情報は、チャネル推定値であることを特徴とする無線通信システム。
18. 他システムの移動局からの信号と自システムの移動局からの信号に基づいて前記他システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定し、測定したシステム間境界測定情報と前記他システムの基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を前記他システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行う手段を備えることを特徴とする無線基地局。
19. 請求項１８に記載の無線基地局において、
    前記システム間境界測定情報を測定するシステム間境界測定手段と、
    このシステム間境界測定手段から通知されるシステム間境界測定情報と前記他システムの基地局から通知されるシステム間境界測定情報に基づいて、前記他システムの周波数スペクトルに重複させる自システムの周波数スペクトルのスペクトル重複量を決定するスペクトル重複量決定手段と、
    このスペクトル重複量決定手段から通知されるスペクトル重複量を自システムの移動局に通知する送信手段と、
    前記スペクトル重複量決定手段から通知されるスペクトル重複量に基づいて、前記自システムの移動局から送信される信号を受信する受信手段とを有することを特徴とする無線基地局。
20. 請求項１８に記載の無線基地局において、
    自局で測定した前記システム間境界測定情報と前記他システムの基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムと前記他システムのスペクトル重複部分の送信電力を制御する手段を備えることを特徴とする無線基地局。
21. 請求項１９に記載の無線基地局において、
    さらに、前記システム間境界測定手段から通知されるシステム間境界測定情報と前記他システムの基地局から通知されるシステム間境界測定情報に基づいて、自システムと前記他システムのスペクトル重複部分の送信電力密度を決定する送信電力密度決定手段を有し、
    前記送信手段は、前記送信電力密度決定手段から通知される送信電力密度を自システムの移動局に通知することを特徴とする無線基地局。
22. 請求項１８に記載の無線基地局において、
    自局で測定した前記システム間境界測定情報と前記他システムの基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、前記他システムの周波数スペクトルに重複させる自システムの周波数スペクトルのスペクトル重複量を決定し、このスペクトル重複量を順位付けし、この順位付けの結果に従って自システムの周波数リソース配置を決定し、決定した周波数リソース配置に基づいて自システムの信号伝送を行う手段を備えることを特徴とする無線基地局。
23. 請求項１９に記載の基地局において、
    さらに、前記スペクトル重複量決定手段から通知されるスペクトル重複量を順位付けするスペクトル重複量ランキング手段と、
    前記順位付けの結果に基づいて自システムの周波数リソース配置を決定する周波数リソース配置決定手段とを有し、
    前記送信手段は、前記スペクトル重複量を通知する代わりに、前記周波数リソース配置決定手段から通知される周波数リソース配置情報を自システムの移動局に通知し、
    前記受信手段は、前記スペクトル重複量を用いる代わりに、前記周波数リソース配置決定手段から通知される周波数リソース配置情報に基づいて、前記自システムの移動局から送信される信号を受信することを特徴とする無線基地局。
24. 請求項１８に記載の無線基地局において、
    前記他システムの基地局から干渉制限信号を受けたときに、自システムによる前記他システムへの干渉を抑制制御する手段を有することを特徴とする無線基地局。
25. 請求項１９に記載の無線基地局において、
    前記スペクトル重複量決定手段は、前記他システムの基地局から干渉制限信号を受信したときに、前記他システムと自システムとのスペクトル重複を小さくするように前記スペクトル重複量を再決定し、
    前記送信手段は、前記スペクトル重複量決定手段から再通知されるスペクトル重複量を自システムの移動局に通知し、
    前記受信手段は、前記スペクトル重複量決定手段から再通知されるスペクトル重複量に基づいて、前記自システムの移動局から送信される信号を受信することを特徴とする無線基地局。
26. 請求項１８に記載の無線基地局において、
    前記システム間境界測定情報は、受信電力密度であることを特徴とする無線基地局。
27. 請求項１８に記載の無線基地局において、
    前記システム間境界測定情報は、チャネル推定値であることを特徴とする無線基地局。
28. 複数のシステムが周波数共用する送受信方法において、
    １次システム基地局が、１次システム移動局からの信号と２次システム移動局からの信号に基づいて自システムと２次システムとのシステム間境界の測定情報を測定する第１の測定ステップと、
    ２次システム基地局が、１次システム移動局からの信号と２次システム移動局からの信号に基づいて１次システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定する第２の測定ステップと、
    ２次システム基地局が、前記測定したシステム間境界測定情報と前記１次システム基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を前記１次システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行うスペクトル重複量制御ステップとを備えることを特徴とする送受信方法。
29. 請求項２８に記載の送受信方法において、
    前記１次システム基地局は、１つ又は複数の前記１次システム移動局からの信号と１つ又は複数の前記２次システム移動局からの信号をそれぞれ判別して、前記システム間境界測定情報を測定することを特徴とする送受信方法。
30. 請求項２８又は２９に記載の送受信方法において、
    前記１次システム基地局が、前記システム間境界測定情報を測定する第１の測定ステップと、
    前記１次システム基地局が、前記第１の測定ステップで測定したシステム間境界測定情報を前記２次システム基地局に通知する第１の通知ステップと、
    前記２次システム基地局が、前記システム間境界測定情報を測定する第２の測定ステップと、
    前記２次システム基地局が、前記第２の測定ステップで測定したシステム間境界測定情報と前記１次システム基地局から通知されるシステム間境界測定情報に基づいて、前記１次システムの周波数スペクトルに重複させる自システムの周波数スペクトルのスペクトル重複量を決定するスペクトル重複量決定ステップと、
    前記２次システム基地局が、前記スペクトル重複量決定ステップで決定したスペクトル重複量を自システムに属する２次システム移動局に通知する第２の通知ステップと、
    前記２次システム基地局が、前記スペクトル重複量決定ステップで決定したスペクトル重複量に基づいて、前記２次システム移動局から送信される信号を受信する受信ステップとを備えることを特徴とする送受信方法。
31. 請求項３０に記載の送受信方法において、
    さらに、前記２次システム基地局が、前記スペクトル重複量決定ステップで決定したスペクトル重複量を順位付けするスペクトル重複量ランキングステップと、
    前記順位付けの結果に基づいて自システムの周波数リソース配置を決定する周波数リソース配置決定ステップとを有し、
    前記第２の通知ステップは、前記スペクトル重複量を通知する代わりに、前記周波数リソース配置決定ステップで決定した周波数リソース配置情報を自システムに属する２次システム移動局に通知し、
    前記受信ステップは、前記スペクトル重複量を用いる代わりに、前記周波数リソース配置決定ステップで決定した周波数リソース配置情報に基づいて、前記２次システム移動局から送信される信号を受信することを特徴とする送受信方法。
32. 他システムの移動局からの信号と自システムの移動局からの信号に基づいて前記他システムと自システムとのシステム間境界の測定情報を測定する測定ステップと、
    前記測定したシステム間境界測定情報と前記他システムの基地局が測定したシステム間境界測定情報に基づいて、自システムの周波数スペクトルの一部を前記他システムの周波数スペクトルに重複させて自システムの信号伝送を行うスペクトル重複量制御ステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とする無線基地局プログラム。

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