JP2011004002A - 無線通信システム間の周波数共用方法及び周波数共用通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】被干渉システムにおいて与干渉システムからの影響を正確に把握して、与干渉システムの送信電力を適正に制御すること。
【解決手段】この周波数共用通信システムは、与干渉システムにおいて送信機となる与干渉局１１−１が、被干渉システムから指定されたセンシング期間にビジートーン信号を送信し、前記センシング期間に前記被干渉システムにおける信号送信を停止した状態で、前記被干渉システムにおいて受信機となる被干渉局１０が、前記センシング期間に同期してビジートーン信号を検出し、前記センシング期間に検出したビジートーン信号の検出結果に基づいて、前記与干渉局１１−１が共用周波数帯を使用して送信するための条件として少なくとも送信電力を含んだ共用条件を決定し、決定した前記共用条件を前記与干渉局１１−１へフィードバックすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯の一部を共用する周波数共用方法及び周波数共用通信システムに関する。

セルラーシステム等の無線通信システムは、固定的に周波数帯域が割り当てられているが、その使用状況は時間的・空間的に偏りがある。そこで、既存のセルラーシステム（一次システム）に影響を与えない時間・場所において、新規の無線通信システム（二次システム）が同一周波数帯を共用することで周波数利用効率を高めることができると期待される。

例えば、非特許文献１に記載の新旧システム間の周波数共用方法では、ＵＷＢのように、二次システムでの使用を屋内に空間的に限定し、さらに、一次システムに応じて、固定的に送信電力レベルを制限している。

また、非特許文献２に記載の周波数共用方法では、IEEE802.11h標準仕様のＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）のように、トラフィックデータの送信前の一定時間にわたって信号を検出し、一次システムがその帯域を使用しているか否かを確認し、既存システムが使用していない帯域を用いて送信を行うこととしている。

特開２００８−０１０９５４号公報 特開２００４−３３６３８７号公報

Ultra-wideband radio technology: potential and challenges ahead Porcino, D.; Hirt, W.;Communications Magazine, IEEE Volume 41, Issue 7, July 2003 Page(s):66 - 74 IEEE 802.11 WG, Part 11: Wireless LAN Media Access Control(MAC) and Phisical layer (PHY) specifications, Amendment 5: Spectrum and Transmit Power Management Extensions in 5 GHz band in Europe, Oct. 2003

ところで、既存セルラーシステム（一次システム）のセルエリア内に、スポット的なマイクロセル、フェムトセル又は中継器等の二次システムを設置し、二次システムが一次システムの使用周波数を二次利用することが考えられる。一次システムの使用周波数を二次システムで二次利用する場合、二次システムの送信機が一次システムの受信機に対して干渉を与えないことが望まれる。

ここで、一次システムが使用する周波数帯域を二次システムが共用する複合通信システムにおいて、一次システムの無線局が受信し、かつ二次システムの無線局が送信する場合、二次システムは一次システムに対して干渉を与える与干渉システムとなり、一次システムは二次システムから干渉を受ける被干渉システムとなる。逆に、二次システムの無線局が受信し、かつ一次システムの無線局が送信する場合、一次システムは二次システムに対して干渉を与える与干渉システムとなり、二次システムは一次システムから干渉を受ける被干渉システムということもできる。

ところが、被干渉システムが既存セルラーシステムで構成され、被干渉システムの使用周波数帯を二次利用する与干渉システムがマイクロセル等の無線通信システムで構成される場合、被干渉システムではシステム内干渉があるので与干渉システムからの干渉量を正確に把握するのは困難である。また、被干渉システムでは与干渉システムの送信機の状況（送信中、送信予定）を逐次把握することもできない。このため、与干渉システムの送信機の送信電力および送信タイミングを制御して、与干渉システムから受ける干渉量を許容干渉レベルに抑えるのには限界があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、被干渉システムにおいて与干渉システムからの影響を正確に把握して、与干渉システムの送信電力を適正に制御可能で、被干渉システムとなるセルラーシステムのエリア内に周波数を二次利用する与干渉システムを構築できる周波数共用方法及び周波数共用通信システムを提供することを目的とする。

本発明の周波数共用方法は、被干渉システムと与干渉システムの関係にある無線通信システム間で使用周波数帯を共用するための周波数共用方法であって、前記与干渉システムにおいて送信機となる与干渉局が、前記被干渉システムから指定されたセンシング期間にビジートーン信号を送信し、前記センシング期間に前記被干渉システムにおける信号送信を停止した状態で、前記被干渉システムにおいて受信機となる被干渉局が、前記センシング期間に同期してビジートーン信号を検出し、前記センシング期間に検出したビジートーン信号の検出結果に基づいて、前記与干渉局が共用周波数帯を使用して送信するための条件として少なくとも送信電力を含んだ共用条件を決定し、決定した前記共用条件を前記与干渉局へフィードバックすることを特徴とする。

この構成によれば、与干渉システムにおいて送信機となる与干渉局がセンシング期間にビジートーン信号を送信し、被干渉システムにおいて受信機となる被干渉局がセンシング期間に同期してビジートーン信号を検出するので、被干渉システムにおいて与干渉システムからの影響を正確に把握でき、与干渉システムの送信電力を適正に制御可能である。

本発明によれば、被干渉システムとなるセルラーシステムのエリア内に周波数を二次利用する与干渉システムを構築でき、被干渉システムにおいて与干渉システムからの影響を正確に把握して、与干渉システムの送信電力を適正に制御することができる。

被干渉システムのセルエリア内に与干渉システムを構築した状態を示すシステム構成図 本実施の形態の係る周波数共用方法における制御サイクルを示すタイミング図 本実施の形態における被干渉システム基地局の機能ブロック図 本実施の形態における被干渉システム端末の機能ブロック図 本実施の形態における与干渉システム基地局の機能ブロック図 本実施の形態における与干渉システム端末の機能ブロック図 本実施の形態における共用条件の一括フィードバック方法を説明するためのシステム構成図 一括フィードバック方法において用いられる共用条件フィードバック信号の信号フォーマット及びサブチャネル割り当てを示す図 （ａ）共用帯域を分割しないフレーム構成を示す図、（ｂ）共用帯域を分割しないフレーム構成を示す図 与干渉局及び被干渉システム基地局が共にビジートーン信号を送信する場合のフレーム構成を示す図 センシング帯域通知機能を備えた被干渉システム基地局の機能ブロック図 グループ化された与干渉局に対してグループ単位で送信タイミングを割り当てた概念図 自局が属するグループ（送信タイミング等）をランダムに選択する与干渉システム基地局の機能ブロック図 自局が属するグループ（送信タイミング等）を周辺与干渉局リストに基づいて選択する与干渉システム基地局の機能ブロック図 共用周波数帯域の割当て方法を説明するための図

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は被干渉システムのセルエリア内に与干渉システムを構築した状態を示すシステム構成図である。被干渉システムは、セルラーシステム（一次システム）を構成する被干渉システム基地局ＢＳ１と、被干渉システム基地局ＢＳ１の配下で通信する端末である被干渉システム端末１０とで構成されている。また、複数の与干渉システムＳＣ１〜ＳＣ３が被干渉システム基地局ＢＳ１を中心とするセルエリア内に配置されている。与干渉システムＳＣ１〜ＳＣ３は一次システムである被干渉システムの使用周波数帯を二次利用する。与干渉システムＳＣ１〜ＳＣ３はマイクロセル、フェムトセル又は中継器で構成される二次システムであっても良い。与干渉システムＳＣ１は、与干渉システム基地局１１−１と、与干渉システム基地局１１−１の配下で通信する端末である与干渉システム端末１２−１とで構成されている。他の与干渉システムＳＣ２、ＳＣ３も与干渉システムＳＣ１と同様に、与干渉システム基地局１１−２、１１−３と、与干渉システム基地局１１−２、１１−３の配下で通信する端末である与干渉システム端末１２−２、１２−３とで構成されている。被干渉システム及び与干渉システムは多数の端末を配下に持つことができるが、ここでは説明の便宜上、それぞれ１つの端末のみ図示している。

被干渉局とは、被干渉システムを構成する無線局（被干渉システム基地局ＢＳ１又は被干渉システム端末１０）の中で、受信機として動作する無線局のことである。また、与干渉局とは、与干渉システムを構成する無線局（与干渉システム基地局１１−１〜１１−３又は与干渉システム端末１２−１〜１２−３）の中で、送信機として動作する無線局のことである。

図１では、一次システムの下りリンクが被干渉側となり、二次システムの下りリンクが与干渉側となるケースについて例示するが、本発明における被干渉局と与干渉局の組み合わせはこのケースに限定されない。被干渉局と与干渉局の組み合わせとして、一次システム側の上り／下りリンクが被干渉側で、二次システム側の上り／下りリンクが与干渉側となる場合と、逆に一次システム側の上り／下りリンクが与干渉側で、二次システム側の上り／下りリンクが被干渉側となる場合とがあり得る。

本実施の形態に係る周波数共用方法では、与干渉局がデータ送信を止めてビジートーン信号を送信する期間と、一次システムのセルエリア内にいる無線局（与干渉局を除く）が信号送信を休止して被干渉局がビジートーン信号を受信及び検出する期間とを同期させ、被干渉局においてビジートーン信号検出結果に基づいて決定した共用条件を与干渉局へ通知し、与干渉局が被干渉システムから通知された共用条件に基づいて共用周波数にて信号送信する。

被干渉システムにおいて決定される共用条件は、与干渉局が被干渉システムの使用周波数帯と重複した共用周波数帯を使用して信号送信したとして、現在の被干渉システムの無線通信環境下において、許容干渉レベル以下に抑えるために与干渉局に課される条件であり、送信電力、共用条件適用期間、使用周波数帯域等のパラメータを含むことができる。予めシステム間で共用条件適用期間、使用周波数帯域等のパラメータが固定されている場合は、少なくとも送信電力情報を含むものとする。

例えば、図１に示すシステム構成において、被干渉システム端末１０が被干渉局となり、与干渉システム基地局１１−１が与干渉局となるケースについて説明する。

被干渉システム基地局ＢＳ１が、被干渉システム端末１０に対して直接通信でセンシング期間を報知し、与干渉システム基地局１１−１〜１１−３に対しては基地局間を結ぶ有線ネットワーク又は直接通信でセンシング期間を報知する。与干渉システム端末１２−１〜１２−３に対しては与干渉システム基地局１１−１〜１１−３を経由して又は直接通信でセンシング期間を報知する。

与干渉局１１−１は、被干渉システムから報知されたセンシング期間に、ビジートーン信号を送信する。一方、センシング期間の通知を受信した被干渉システムの無線局並びに与干渉システムの無線局（与干渉局を除く）は、センシング期間には信号送信を停止する。被干渉局１０は、与干渉局１１−１がビジートーン信号を送信しているセンシング期間に、ビジートーン信号の送信に割り当てられた周波数帯域のパワーを検出する。被干渉局１０は、ビジートーン検出結果に基づいて与干渉局１１−１から受ける与干渉量を許容干渉レベルに抑え得る共用条件（送信電力、共用条件適用期間、使用周波数帯域等）を決定する。

決定した共用条件を被干渉システムから与干渉システムへ通知する。被干渉システムから与干渉システムへの共用条件の通知は、被干渉システム基地局ＢＳ１と与干渉システム基地局１１−１とを結ぶ有線ネットワーク経由でも良いし、直接通信でも良い。与干渉局１１−１は、被干渉システムから通知された共用条件を受信し、その共用条件に指定された共用条件適用期間に、その共用条件で指定された送信電力及び使用周波数にて信号送信する。

図２は本実施の形態の周波数共用方法における制御サイクル（センシング期間、送受信可能期間）を示すタイミング図である。
センシング期間Ｔ１では、次の受信区間で受信を行う被干渉システムの無線局Ａ１が被干渉局となり、与干渉システムにおいてその受信区間と重複する区間で送信を行う予定の無線局Ｂ１が与干渉局となる。被干渉システムにおける他の無線局Ａ２及び与干渉システムにおける他の無線局Ｂ２は信号送信しない休止期間となる。または共用周波数に影響を与えない他の周波数帯でのみ信号送信する状態となる。休止期間とは、共用周波数での干渉レベル検出に影響を与える信号送信を行わない状態のことを意味し、共用周波数に影響を与えない範囲で他の周波数帯で信号送信する状態を含んでも良い。

センシング期間Ｔ１において、与干渉局（無線局Ｂ１）がビジートーン信号を送信し、被干渉局（無線局Ａ１）が送信休止した状態でビジートーン信号を検出している。センシング期間Ｔ１の終了後に、共用条件の決定および通知期間Ｔ２を経て、共用条件適用期間Ｔ３が開始する。共用条件適用期間Ｔ３において、与干渉局（無線局Ｂ１）は通知された送信電力及び使用周波数帯域を用いて信号送信する。共用条件適用期間Ｔ３では与干渉システムからの干渉量が抑えられているので、被干渉局（無線局Ａ１）は共用条件適用期間Ｔ３での信号受信では、与干渉局の信号送信の影響を許容干渉レベルに抑えた状態に維持することができる。

図２に示すように、センシング期間を所定のセンシング間隔Ｔａで繰り返しても良い。センシング期間Ｔ１から所定のセンシング間隔Ｔａで次のセンシング期間Ｔ４が到来する。センシング期間はセンシング間隔Ｔａで繰り返される。図２に示す例では、次のセンシング期間Ｔ４では被干渉システムの無線局Ａが被干渉局となり、次の受信区間と重複する区間で送信を行う与干渉システムの無線局Ｂが与干渉局となっている。

このように、センシング期間（Ｔ１，Ｔ４）では与干渉局以外の無線局を休止期間に設定すると共に、与干渉局からビジートーン信号を送信させて被干渉局で受信し、ビジートーン信号の受信パワーに基づいて与干渉局から受ける干渉量を判定するので、システム内干渉を受けることなく、かつ被干渉局において与干渉システムでこれから送信を行う与干渉局を特定することなく、与干渉局から受ける干渉量を正確に予測でき、許容干渉レベルに収まるように与干渉局の送信電力を決定できる。

次に、被干渉システム及び与干渉システムの各無線局の構成について説明する。
図３は被干渉システム基地局ＢＳ１が被干渉局となる場合の機能ブロック図である。
被干渉システム基地局ＢＳ１は、被干渉システムにおいて無線通信するための制御信号を生成する第１の制御信号生成部２１ａ、送信レートを制御する送信バッファ２２、制御信号及び送信データを所定形式の送信信号に変換する送信信号生成部２３、送信バッファ２２で検出されたトラフィックデータに応じて拡散率等の条件を送信バッファ２２に指示すると共に送信信号生成部２３に無線リソース情報を指示するリソース割当制御部２４、上りリンクで受信した受信信号から受信データ、システム内の制御信号（例えば受信品質情報）を検出する信号検出部２５を備える。

また、被干渉システム基地局ＢＳ１は、センシング期間報知信号を生成するセンシング期間報知信号生成部２６を備える。センシング期間報知信号には無線局で認識可能な形式でセンシング期間を特定する情報が含まれている。被干渉システム基地局ＢＳ１は、センシング期間制御部３１からセンシング期間が通知される。センシング期間報知信号生成部２６が生成したセンシング期間報知信号は送信信号生成部２３から送信信号に変換されて送信される。被干渉システム基地局ＢＳ１はセンシング期間報知信号を配下の端末となる被干渉システム端末１０の他に、与干渉システムＳＣ１〜ＳＣ３の与干渉システム基地局１１−１〜１１−３へ送信する（直接通信又は有線ネットワーク経由）。

また、センシング期間設定部２７に対して、センシング期間制御部３１から通知されたセンシング期間が設定される。センシング期間設定部２７は、センシング部２８に対してビジートーン信号のセンシング期間を指示する。センシング部２８は、センシング期間設定部２７から指示されたセンシング期間に受信された受信信号の所定帯域からビジートーン信号を検出する。ビジートーン信号の検出結果が共用条件計算部２９へ出力される。共用条件計算部２９は、ビジートーン信号の検出結果（干渉レベル）から供用条件を計算する。すなわち、次の受信区間に与干渉局が信号送信した場合に、被干渉局における干渉レベルを許容干渉レベルに抑えるための共用条件（送信電力、共用条件適用期間、使用周波数帯域等）を決定する。共用条件計算部２９で求められた共用条件は第２の制御信号生成部２１ｂへ与えられる。第２の制御信号生成部２１ｂは共用条件に定められた情報を含んだ制御信号（共用条件関連）を生成して送信信号生成部２３へ出力する。送信信号生成部２３から送信される制御信号（共用条件関連）は、与干渉システムの与干渉局へ送信される。なお、第２の制御信号生成部２１ｂで生成された制御信号（共用条件関連）は、送信信号生成部２３から与干渉局に対して直接通信する他に、基地局間通信を経由して与干渉局に伝えても良い。

図３に示すように、集中制御局３０から被干渉システム基地局ＢＳ１に対してセンシング期間を通知するシステム構成の場合、センシング期間を適応的に制御できる。センシング期間を適応的に制御する場合、近接する複数の被干渉システム基地局を同じクラスタに設定する。同じクラスタが設定された被干渉システム基地局は、同一のセンシング期間が適用される。同じクラスタに設定された基地局間で互いの信号を受信し、この情報からシステム内トラフィックを判定する。集中制御局３０は、システム内トラフィック情報を制御基準にしてセンシング期間を適応的に制御する。具体的には、システム内トラフィックが高トラフィックの場合には、センシング期間の間隔（図２のＴａ）を長い間隔に設定する。これにより、システム内トラフィックが高トラフィックの時には、与干渉局の送信機会を下げて、被干渉システム内の通信を優先させる。一方、システム内トラフィックが低トラフィックの場合には、センシング期間の間隔（図２のＴａ）を短い間隔に設定する。これにより、被干渉システムの無線リソースに余裕がある場合には、その分だけ与干渉局の送信機会を増大させることができる。

但し、本発明は、センシング期間を適応的に制御するだけでなく、予め固定された期間とする場合も含む。センシング期間を固定の期間とした場合、与干渉システムの無線局は、被干渉システムのフレーム先頭タイミングからセンシング期間を判断するようにしても良い。被干渉システム及び与干渉システムの各基地局は同期して動作するものとする。

図４は被干渉システム端末１０が被干渉局となる場合の機能ブロック図である。
被干渉システム端末１０は、被干渉システムの制御信号を生成する第１の制御信号生成部４１ａ、送信レートを制御する送信バッファ４２、制御信号及び送信データを所定形式の送信信号に変換する送信信号生成部４３、被干渉システム基地局ＢＳ１から指示されたリソース割当て情報にしたがって送信バッファ４２の拡散率等の条件を制御すると共に送信信号生成部４３に無線リソース情報を指示するリソース割当制御部４４、下りリンクで受信した受信信号から受信データ、システム内の制御信号（例えば受信品質情報）を検出する信号検出部４５を備える。

また、信号検出部４５が下りリンクで送られてきた制御信号からセンシング期間情報を検出する。信号検出部４５で検出されたセンシング期間情報はセンシング期間設定部４６に設定される。センシング期間設定部４６は、センシング部４７に対してビジートーン信号のセンシング期間を指示する。センシング部４７は、センシング期間設定部４６から指示されたセンシング期間に受信された受信信号の所定帯域からビジートーン信号を検出する。ビジートーン信号の検出結果が共用条件計算部４８へ出力される。共用条件計算部４８は、ビジートーン信号の検出結果に示された干渉レベルから供用条件を計算する。すなわち、被干渉局における許容干渉レベルに抑えることのできる共用条件（送信電力、共用条件適用期間、使用周波数帯域等）を決定する。共用条件計算部４８で求められた共用条件は第２の制御信号生成部４１ｂへ与えられる。第２の制御信号生成部４１ｂは共用条件に定められた情報を含んだ制御信号（共用条件関連）を生成して送信信号生成部４３へ出力する。送信信号生成部４３から送信される制御信号（共用条件関連）は、被干渉システム基地局ＢＳ１へ送信される。なお、第２の制御信号生成部４１ｂで生成された制御信号（共用条件関連）は、送信信号生成部２３から与干渉局に対して直接通信してもよい。

図５は与干渉システム基地局１１−１が与干渉局となる場合の機能ブロック図である。
基地局としての基本機能は、図３に示す被干渉システム基地局ＢＳ１と同様であり、与干渉システムにおいて無線通信するための制御信号を生成する制御信号生成部５１、送信レートを制御する送信バッファ５２、制御信号及び送信データを所定形式の送信信号に変換する送信信号生成部５３、送信バッファ５２で検出されたトラフィックデータに応じて拡散率等の条件を送信バッファ５２に指示すると共に送信信号生成部５３に無線リソース情報を指示するリソース割当制御部５４、上りリンクで受信した受信信号から受信データ、システム内の制御信号（例えば受信品質情報）を検出する信号検出部５５を備える。ここで、与干渉局における送信信号生成部５３は、被干渉システムから通知された共用条件に示された送信電力に制御される。

また、被干渉システムとの基地局間通信によって被干渉システム基地局ＢＳ１からセンシング期間情報が与干渉システム基地局１１−１に通知される。信号検出部５５は基地局間通信でセンシング期間情報を受け取る。信号検出部５５で検出されたセンシング期間情報はセンシング期間設定部５６に設定される。センシング期間設定部５６は、ビジートーン信号生成部５７に対してビジートーン信号のセンシング期間を指示すると共に、センシング期間情報をリソース割当制御部５４へ通知する。ビジートーン信号生成部５７は、指示されたセンシング期間になると、ビジートーン信号を生成して送信信号生成部５３へ出力する。送信信号生成部５３は、リソース割当制御部５４からセンシング期間にビジートーン信号を送信するための無線リソースが割り当てられており、センシング期間に所定電力でビジートーン信号を送信する。

また、信号検出部５５は、ビジートーン信号を送信した後、被干渉システムの基地局間通信で供用条件を通知する信号を検出する。信号検出部５５が受信信号から検出した共用条件は共用条件決定部５８へ与えられる。共用条件決定部５８は、被干渉システム側から通知された共用条件に含まれた送信電力情報を送信信号生成部５３に与え、共用条件適用期間、使用周波数帯域情報はリソース割当制御部５４へ与える。リソース割当制御部５４は、当該与干渉局の送信区間として共用条件適用期間を割当て、送信信号の周波数帯として共用条件に示された共用周波数帯域を割当てる。送信信号生成部５３は、リソース割当制御部５４から指示された無線リソース（送信タイミング、使用周波数帯）で、かつ共用条件に示された送信電力にて下りリンクの信号送信を行う。

図６は与干渉システム端末１２−１が与干渉局となる場合の機能ブロック図である。
端末としての基本機能は、図４に示す被干渉システム端末１０と同様であり、与干渉システム端末１２−１は、与干渉システムの制御信号を生成する制御信号生成部６１、送信レートを制御する送信バッファ６２、制御信号及び送信データを所定形式の送信信号に変換する送信信号生成部６３、与干渉システム基地局１１−１から指示されたリソース割当て情報にしたがって送信バッファ６２の送信レートを制御すると共に送信信号生成部６３に無線リソース情報を指示するリソース割当制御部６４、下りリンクで受信した受信信号から受信データ、システム内の制御信号（例えば受信品質情報）を検出する信号検出部６５を備える。

また、信号検出部６５が下りリンクで送られてきた制御信号からセンシング期間情報を検出する。信号検出部６５で検出されたセンシング期間情報はセンシング期間設定部６６に設定されると共にリソース割当制御部６４へ与えられる。センシング期間設定部６６は、ビジートーン信号生成部６７に対してビジートーン信号のセンシング期間を指示すると共に、センシング期間情報をリソース割当制御部６４へ通知する。ビジートーン信号生成部６７は、指示されたセンシング期間になると、ビジートーン信号を生成して送信信号生成部６３へ出力する。送信信号生成部６３は、リソース割当制御部６４からセンシング期間にビジートーン信号を送信するための無線リソースが割り当てられており、センシング期間に所定電力でビジートーン信号を送信する。

また、信号検出部６５は、ビジートーン信号を送信した後、与干渉システム基地局１１−１から下りリンクで送られた供用条件を通知する信号を検出する。信号検出部６５が受信信号から検出した共用条件は共用条件決定部６８へ与えられる。共用条件決定部６８は、被干渉システム側から通知された共用条件に含まれた送信電力情報を送信信号生成部６３に与え、共用条件適用期間、使用周波数帯域情報はリソース割当制御部６４へ与える。リソース割当制御部６４は、当該与干渉局の送信区間として共用条件適用期間を割当て、送信信号の周波数帯として共用条件に示された共用周波数帯域を割当てる。送信信号生成部６３は、リソース割当制御部６４から指示された無線リソース（送信タイミング、使用周波数帯）で、かつ共用条件に示された送信電力にて上りリンクの信号送信を行う。

次に、図１に示すように、被干渉システム端末１０が被干渉局となり、与干渉システム基地局１１−１が与干渉局となるケースについて、具体的な動作について説明する。被干渉システムを含む複数のセルラーシステムを管理する集中制御局３０がセンシング期間を通知することを前提に説明するが、上記した通り、センシング期間は予め固定された期間としても良い。

集中制御局３０においてセンシング期間制御部３１がシステムのトラフィックを基準にしてセンシング期間情報を決定し、決定したセンシング期間情報を被干渉システム基地局ＢＳ１及び隣接基地局へ送信する。隣接基地局においても被干渉システム基地局ＢＳ１と同様に動作するものとする。

被干渉システム基地局ＢＳ１は、センシング期間報知信号生成部２６が集中制御局３０から通知されたセンシング期間に基づいて当該センシング期間を配下の端末及び与干渉システムに報知するためのセンシング期間報知信号を生成する。送信信号生成部２３が制御信号送信用に割り当てられた無線リソースを使用して配下の被干渉システム端末１０へ送信すると共に、与干渉システム基地局１１−１〜１１−３へ直接通信で送信する。

被干渉システム端末１０では、信号検出部４５でセンシング期間を通知する信号が検出され、センシング期間設定部４６へ入力される。センシング期間設定部４６はセンシング部４７に対してビジートーン信号のセンシング期間が指示される。

与干渉システム基地局１１−１では、被干渉システム基地局ＢＳ１との直接通信でセンシング期間が通知される。信号検出部５５は、基地局間通信で受信した受信信号からセンシング期間を通知する信号を検出し、センシング期間設定部５６に入力してセンシング期間情報を設定する。被干渉システムにおける被干渉局以外の無線局、並びに与干渉システムにおける与干渉局以外の無線局へもセンシング期間が通知される。

与干渉システム基地局（与干渉局）１１−１のセンシング期間設定部５６は、設定されたセンシング期間になると、ビジートーン信号生成部５７に対してビジートーン信号の送信を支持する。その結果、ビジートーン信号生成部５７は、センシング期間になると、ビジートーン信号を生成して送信信号生成部５３からビジートーン信号が送信される。

このとき、被干渉システムにおける被干渉局以外の無線局、並びに与干渉システムにおける与干渉局以外の無線局は、通知されたセンシング期間には信号送信を行わないように動作制御さ、与干渉局以外は休止期間となる。

被干渉システム端末１０では、センシング期間設定部４６から指示されたセンシング期間に、受信信号の所定帯域からビジートーン信号を検出する。ビジートーン信号の検出結果が共用条件計算部４８へ与えられ、共用条件計算部４８においてビジートーン信号の検出結果に示された干渉レベルから供用条件が計算される。例えば、与干渉局の送信電力、共用条件適用期間、使用周波数帯域を共用条件として決定する。共用条件計算部４８で求められた共用条件は第２の制御信号生成部４１ｂへ与えられ、そこで共用条件に定められた情報を含んだ制御信号（共用条件関連）が生成され、送信信号生成部４３から送信される。制御信号（共用条件関連）は、被干渉システム基地局ＢＳ１経由で与干渉局へ送られる。又は送信信号生成部２３から与干渉局１１−１に対して直接通信される。

与干渉局１１−１では、信号検出部５５がビジートーン信号を送信した後、被干渉システムの基地局間通信で受信した受信信号から供用条件を通知する信号を検出する。信号検出部５５が受信信号から検出した共用条件は共用条件決定部５８へ与えられると共に、リソース割当制御部５４へ与えられる。共用条件決定部５８は、被干渉システム側から通知された送信電力情報に基づいて送信信号生成部５３での送信電力を指示し、リソース割当制御部５４が当該与干渉局の送信区間として割当てた共用条件適用期間に、支持された共用周波数帯を使用して信号送信する。

以上の説明では、被干渉システム端末１０を被干渉局とし、与干渉システム基地局１１−１を与干渉局としたが、被干渉システムにおける他の無線局が被干渉局となり、与干渉システムにおける他の無線局が与干渉局となる場合も、基本的には同様の周波数共用方法が適用可能である。

また、被干渉システム基地局ＢＳ１及び与干渉システム基地局１１−１〜１１−３はセンシング期間を、配下の被干渉システム端末１０、与干渉システム端末１２−１〜１２−３へシステム内制御信号を用いて報知しても良い。被干渉システム端末１０、与干渉システム端末１２−１〜１２−３は、システム内制御信号の一部としてセンシング期間情報を受信してセンシング期間設定部４６、６６に設定する。

次に、被干渉局の周囲に与干渉局が多数存在する場合において、被干渉局で決定した共用条件の与干渉局へどのようにフィードバックするかについて説明する。

第１に、被干渉局の周囲に存在する全ての与干渉局を特定できる場合に有効な共用条件フィードバック方法について説明する。被干渉局は、与干渉局毎に異なるビジートーン信号を送信させる。たとえば、与干渉局毎にビジートーン信号の送信タイミングを異ならせる。または、与干渉局毎に異なる符号化コードを割り当て、各与干渉局が自局に割り当てられた符号化コードでビジートーン信号を符号化して送信する。

被干渉局では、受信したビジートーン信号の受信タイミング又は符号化コードに基づいて与干渉局を特定し、与干渉局毎に共用条件を決定する。被干渉局は、周囲に存在する全ての与干渉局を特定できているので、各与干渉局に対して直接通信で決定した共用条件を通知する。

第２に、被干渉局の周囲に存在する与干渉局を特定できない場合に有効な一括フィードバック方法について説明する。

図７に示すように、ある被干渉システムのセルエリア内に被干渉局１０−１の周囲に多数の与干渉局１１−１〜１１−４、１２−１〜１２−４が存在するものとする。また、隣接被干渉システムのセルエリア内にも被干渉局１０−２の周囲に多数の与干渉局１１−１、１１−４、１１−５、１２−４が存在する。２つの被干渉局１０−１、１０−２間では、重複する与干渉局１１-１、１１−４が存在している。重複する与干渉局１１-１、１１−４には双方の被干渉局１０−１、１０−２から別々の共用条件がフィードバックされる。

本実施の形態における共用条件の一括フィードバック方法では、被干渉局１０−１、１０−２がそれぞれ決定した共用条件を、予め決められた一括フィードバック用の無線リソースを用いて与干渉局を特定せずに無線送信する（一括フィードバック）。

共用条件の一括フィードバック時に、与干渉システムにおけるシステム内干渉を抑制するため、共用条件のフィードバック信号は被干渉システムの専用帯域で送信しても良い。又は、共用条件のフィードバック信号は与干渉システムが使用可能な共用帯域を用いて送信するが、共用条件をフィードバックする期間では、与干渉システム側は信号送信しない休止期間となるように制御しても良い。

共用条件のフィードバック信号には、被干渉システム間で共通の信号フォーマットを使用する。図８に共用条件のフィードバック信号に関する信号フォーマットを示す。被干渉システム及び与干渉システムは、ＯＦＤＭ信号を送受信するシステム構成であるとする。共用条件のフィードバック信号の送信に使用するサブキャリア（無線リソース）を予め固定的に決めておき、被干渉局は論理サブチャネル／物理サブチャネルの位置で送信電力を指定する。たとえば、図８に斜線で示す論理サブチャネル／物理サブチャネルに信号が存在する場合は、基準送信電力から１０ｄＢ下げることを意味する。

図８に示すように、送信電力を基準送信電力からの上げ／下げで指定する場合、各与干渉局は自局で予定している送信電力でビジートーン信号を送信する。被干渉局は、受信したビジートーン信号に対して何ｄＢ上げる／下げるかといった送信電力情報を図８に示す信号フォーマットに従って送信する。基準送信電力から１０ｄＢ下げる場合には、該当する論理チャネル（射線部）に信号パワーを乗せたフィードバック信号を生成する。

たとえば、図３に示す被干渉システム基地局が被干渉局となる場合は、第２の制御信号生成部２１ｂが、図８に示す信号フォーマットで斜線部に信号パワーが乗る制御信号を生成することになる。また、図４に示す被干渉システム端末が被干渉局となる場合は、第２の制御信号生成部４１ｂが、図８に示す信号フォーマットで斜線部に信号パワーが乗る制御信号を生成することになる。

また、図５に示す与干渉システム基地局が与干渉局となる場合、信号検出部５５が共用条件のフィードバック信号に割り当てられたサブキャリアを検出し、図８に斜線で示す論理サブチャネル/物理サブチャネルから信号パワーを検出した場合には、共用条件決定部５８が基準送信電力から１０ｄＢ下げるように送信信号生成部５３を制御する。

上記した共用条件の一括フィードバック方法では、図７に示す与干渉局１１−１、１１−４には、２つの被干渉局１０−１、１０−２から異なるフィードバック信号が受信される。この場合は、共用条件決定部（図５では５８、図６では６８）が要求レベルの低い方を選択して送信信号生成部（図５では５３、図６では６３）へ送信電力を指示する。

また、被干渉局が決定した共用条件（送信電力）を、与干渉システム基地局毎又は被干渉システム基地局毎に集約して、与干渉局へフィードバックするようにしても良い。

与干渉システム毎に集約する場合、各被干渉局（１０−１，１０−２）が最寄の与干渉システム基地局に対して共用条件（送信電力）を通知し、各与干渉システム基地局が共用条件（送信電力）の最小値（送信電力が最小になる制御量）を選択し、自基地局配下の与干渉システム端末にその制御量を適用するように指示する。なお、与干渉システム基地局が与干渉局となる場合には配下の端末への制御量の通知は不要である。

このとき、被干渉局が、与干渉システムのセル境界付近に存在する場合も考慮し、与干渉システム基地局が隣接基地局の制御量を把握し、最小値を選択するようにしてもよい。

被干渉システム基地局が集約する場合も、上記と同様に、被干渉システム側から与干渉システム側に制御量を通知する。これには、以下の方法により実現することができる。

与干渉システム基地局は、被干渉システムの端末としての機能を持ち、被干渉システム基地局が被干渉システムのシステム内制御信号を用いたシグナリングにて与干渉システム基地局に制御量を送信できるようにする。もう１つは、被干渉システム基地局は、自局付近に存在する与干渉システム基地局を事前にデータベース化して把握し、有線回線を通して、上記制御量を通知する。

ところで、被干渉局の近傍に影響の大きい与干渉局が存在すると、与干渉局全体の送信電力が不必要に下げられる可能性がある。

そこで、与干渉局（送信機）は、事前に被干渉局からの信号を受信することで、自局から与える干渉量を推定し、この推定値よりビジートーン送信電力を予め適切と考えられる値に設定して送信する。これにより、与干渉局が不必要に送信電力を下げて信号を送信しなければならない状況を回避することができる。

被干渉局ＶＴの近くに影響の大きい与干渉局ＩＴ１が存在し、与干渉局ＩＴ１よりも遠方に影響の小さい与干渉局ＩＴ２が存在しているとする。被干渉局ＶＴは、与干渉局ＩＴ１から送信されたビジートーン信号を検出した結果、与干渉局ＩＴ１は１５ｄＢ送信電力を下げるべきと判定し、また与干渉局ＩＴ２から送信されたビジートーン信号を検出した結果、与干渉局ＩＴ２は５ｄＢ送信電力を下げるべきと判定したものとする。

このような状況において、被干渉局ＶＴが影響の大きい与干渉局ＩＴ１と影響の小さい与干渉局ＩＴ２からのビジートーン信号を区別できない場合、被干渉局ＶＴに隣接する与干渉局ＩＴ１は１５ｄＢ送信電力を下げるべきという結果を通知することになるが、このような判定により制御を行うと、影響の小さい与干渉局ＩＴ２は１０ｄＢも必要以上に電力を下げなければならなくなる。

そこで、各与干渉局が予め適切であると考えられる送信電力を設定してビジートーン信号を送信することにより（この場合は、与干渉局ＩＴ１が予め1５ｄＢ低い電力で、与干渉局ＩＴ２が５ｄＢ低い電力でビジートーン信号を送信する）、ある与干渉局が、他の与干渉局の影響により必要以上に送信電力を下げなければならない状況を回避することが可能となる。

また、被干渉システム基地局又は与干渉システム基地局が集約する際に、制御量が大きい被干渉局に対してその旨を通知し、この被干渉局から特別な制御信号を送信することにより、この被干渉局周辺の端末に対して、ビジートーン送信電力の抑制を促すようにしても良い。

これにより、与干渉システム全体として、大きな送信電力での送信を可能とし、全体の周波数利用効率を高めることができる。

次に、共用周波数を帯域分割して使用する場合について説明する。
センシング期間におけるビジートーン信号の送信方法として、図９（ａ）に示すように、共用周波数帯域の全域をビジートーン信号の送信に割当てるリソース割当て方法と、図９（ｂ）に示すように全共用周波数帯のうちの一部の領域だけをビジートーン信号の送信に割当てるリソース割当て方法とが考えられる。

図９（ｂ）に示すリソース割当て方法の場合、チャネルの周波数選択性に対応するため、共用周波数全帯域から、一定の間隔又はほぼ一定の間隔で選ばれることが望ましい。分割帯域の間隔は適応的に制御されても良い。分割帯域の間隔を制御することで、与干渉源（与干渉局）を効果的に分離することができる。

図９（ｂ）に示す共用周波数帯域を帯域分割するリソース割当て方法を適用する場合、ビジートーン信号送信／センシングは、個々の分割帯域で独立して行う。すなわち、ある分割帯域で受信を行う被干渉局（受信機）は、当該被干渉局に割り当てられた分割帯域（複数の分割帯域でもよい）でセンシングを行い、一方、信号送信に先立ってビジートーン送信を行う与干渉局（送信機）は、当該与干渉局に割り当てられた分割帯域でビジートーン信号の送信を行う。さらに、被干渉局で決定した共用条件の通知も分割帯域毎に行い、与干渉局が共用条件にしたがって信号送信する周波数帯もビジートーン信号送信に割り当てられた分割帯域で行う。

上記した共用周波数帯域を帯域分割してビジートーン信号送信／センシングのリソース割当てを行う場合、基地局であれば、自局で送信／受信予定帯域を決めて上記の処理を行えばよいが、端末は基地局からのリクエストに応じて分割帯域の選択を行う。または、端末が独自に分割帯域を選択して、基地局、さらには基地局を介して相手端末（被干渉局又は与干渉局）に通知する。

また、被干渉局においてビジートーン信号をセンシングする場合、ビジートーン信号の信号レベルが大きいほど検出精度が向上する。一般に共用周波数帯域の全体または分割帯域の全体に分散したサブキャリアを使用する場合よりも、一部のサブキャリアに帯域集中させると送信電力密度が高くなる。本実施の形態では、ビジートーン信号の送信に割当てるサブキャリアを一部の帯域に集中させることとする。ビジートーン信号の送信に割当てるサブキャリアの帯域集中によって空いた帯域は、データ通信に割り当てることができる。

また、図１０に示すように、センシング期間の一部のサブキャリアを用いて被干渉システム基地局からビジートーン信号を送信するようにしても良い。被干渉局は、被干渉システム基地局から送信されたビジートーン信号を検出し、ビジートーン信号から所望基地局からの受信電力を差し引くことで、システム内干渉を推定することができる。これにより、被干渉局はシステム内干渉を把握した上で、適切な共用条件を決定することができる。

次に、被干渉システム基地局においてセンシング帯域を決定して被干渉システム端末及び与干渉システムに報知する例について説明する。

図１１はセンシング帯域を報知する被干渉システム基地局の機能ブロック図である。なお、図３に示す被干渉システム基地局と共通する機能ブロックには同一符号を付しているが、リソース割当制御部２４及びセンシング期間設定部２７等はセンシング帯域の割り当てに関して一部追加機能を含む。

被干渉システム基地局のリソース割当制御部２４が共用周波数域の一部をセンシング帯域として選択する。センシング帯域の選択は予め決められた複数の分割帯域の中から選択しても良いし、複数の分割帯域を予め決めておくのではなく、適応的に共用周波数域から遂次適切な帯域をセンシング帯域として選択してもよい。

リソース割当制御部２４は、現在の被干渉システム端末との通信状況に応じてセンシング帯域を割り当てる。たとえば、被干渉システム基地局が被干渉局となる場合は、上りリンクにおいて、共用周波数帯域のチャネル状況を測定し、既に割り当てている帯域情報を考慮して、共用周波数帯域の中からチャネル状況が良好で、未割当ての分割帯域をセンシング帯域に割り当てる。また、被干渉システム端末が被干渉局となる場合は、被干渉システム端末が各分割帯域のチャネル状況（所望受信電力或いは、ＳＩＮＲ）を測定して、被干渉システム基地局にフィードバックし、リソース割当制御部２４がこれらの状況及び既に割り当てている分割帯域情報を考慮し、各被干渉システム端末に対して通信に適していると考えられる分割帯域を決定し、該当端末へ通知する。

リソース割当制御部２４は、上りリンクにおいては、共用周波数帯域の中から決定した分割帯域をセンシング帯域としてセンシング帯域通知信号生成部３２へ指示すると共に、センシング期間設定部２７に指示する。また下りリンクにおいては、被干渉システム基地局自体がセンシングはしないので、センシング帯域通知信号生成部３２へ指示するだけとなる。

センシング帯域通知信号生成部３２は、リソース割当制御部２４から通知されたセンシング帯域を報知するため、センシング帯域通知信号を生成して、送信信号生成部２３からセンシング期間報知信号と同様にして端末、与干渉システムへ報知する。センシング帯域通知信号とセンシング期間報知信号とを一つの制御信号に統合して同時に報知するようにしても良い。

被干渉システム基地局が被干渉局となる場合は、センシング期間設定部２７がセンシング部２８に対してセンシング期間の他に、センシング帯域を指示する。センシング部２８は、センシング期間にセンシング帯域に限定してビジートーン信号の検出を行い、検出結果を共用条件計算部２９へ伝える。共用条件計算部２９は、センシング帯域で検出されたビジートーン信号から供用条件を決定する。ここで決定される共用条件には使用周波数帯域としてビジートーン信号を検出したセンシング帯域（分割帯域）が含まれる。

被干渉システム端末の機能ブロックの構成は、図４に示す機能ブロック図と同様となる。なお、センシング期間設定部４６等はセンシング帯域の割り当てに関して一部追加機能を含む。被干渉システム端末は、被干渉局となる場合、被干渉システム基地局からセンシング期間報知信号及びセンシング帯域通知信号を受信する。または、センシング期間報知信号及びセンシング帯域通知信号を統合した制御信号を受信する。被干渉システム端末のセンシング期間設定部４６は、信号検出部４５で検出されたセンシング期間報知信号及びセンシング帯域通知信号にしたがってセンシング期間及びセンシング帯域が設定される。被干渉局となる場合は、センシング期間設定部４６がセンシング部４７に対してセンシング期間の他に、センシング帯域を指示する。センシング部４７は、センシング期間にセンシング帯域に限定してビジートーン信号の検出を行い、検出結果を共用条件計算部４８へ伝え、共用条件計算部４８がセンシング帯域で検出されたビジートーン信号から供用条件を決定する。

与干渉システム基地局及び与干渉システム端末においても、センシング帯域に関する追加機能を除いて、図５に示す与干渉システム基地局及び図６に示す与干渉システム端末の機能ブロックと同一構成となる。信号検出部５５、６５で検出されたセンシング帯域通知信号をリソース割当制御部５４，６４に入力する。リソース割当制御部５４，６４はセンシング帯域通知信号で指定された分割帯域をビジートーン信号及び共用条件適用期間での信号送信時の無線リソースに割り当てる。なお、与干渉システム端末に対しては与干渉システム基地局を経由してセンシング帯域通知信号を通知する。

このように、共用周波数帯域を帯域分割して一部の分割帯域をセンシング帯域として無線リソース割当てするので、常に共用周波数帯域の全域を使用してセンシング及び与干渉側の信号送信に使用する場合に比べて、共用周波数帯域の使用状況及び通信品質に応じて柔軟な無線リソース割り当てが可能になり、共用周波数帯域の有効活用が可能になる。

ところで、複数の与干渉局が一括（同じタイミング）してビジートーン信号を送信した場合、被干渉局において複数の与干渉源からの信号を分離することができないため、影響の大きい１つの与干渉源が近くにある場合と等価な状況となり、必要以上に送信電力を低く抑えるように制御してしまう問題があることは上述した通りである。

以下に、ビジートーン信号の送信期間を分割し、ビジートーン信号を送信する与干渉局に異なる送信タイミングを割り当て、ビジートーン信号の送信タイミングを時間的に分散することで、上記問題を解決するケースについて説明する。

図１２はビジートーン信号の送信期間を分割し、グループ化された与干渉局に対してグループ単位で送信タイミングを割り当てた概念図である。
被干渉局１０の周囲に多数の与干渉局１１−１〜１１−３、１２−１〜１２−３が存在する様子が示されている。このような状況で全ての与干渉局が同時にビジートーン信号を送信すると必要以上に送信電力を低く抑えるように制御してしまうこととなる。ビジートーン信号の送信期間を複数に分割し（同図には３分割を例示）、例えば与干渉システムＳＣ１に属する与干渉局１１−１、１２−１からなるグループには分割区間Ｔ１を割り当てる。同様に、与干渉システムＳＣ２に属する与干渉局１１−２、１２−２からなるグループには分割区間Ｔ２を割り当て、与干渉システムＳＣ３に属する与干渉局１１−３、１２−３からなるグループには分割区間Ｔ３を割り当てる。

被干渉局１０では、分割区間Ｔ１〜Ｔ３に同期させてセンシング期間を３つの区間に設定し、グループ単位でビジートーン信号を時間的にずらしてセンシングする。これにより、周囲に多数の与干渉局が存在する状況であっても、ビジートーン信号を同時に送信する与干渉局数を抑制でき、必要以上に送信電力を低く抑えるような制御を防止できる。

ここで、ビジートーン信号の送信期間の分割数の決定方法について説明する。
ビジートーン信号送信期間の分割数を固定する方法と、適応的に制御する方法とが考えられる。分割数を適応的に制御する場合、１つの被干渉局１０の周囲に存在する与干渉局数を推定し、推定値に応じて分割数を増減させる。与干渉局数を推定する方法は特に限定されないが、例えば通常通信時の信号変化に基づいて推定しても良い。

また、一定間隔で分割数を変化させた場合の規制量の変化に基づいて分割数を決定しても良い。たとえば、分割数を減らしてみて、規制量（送信電力のダウン量）が増えた場合は分割数を減らさないようにする。また、分割数を増やしてみて、規制量（送信電力のダウン量）が減った場合は分割数を増やす。

なお、ビジートーン信号の送信期間を分割するのではなく、ビジートーン信号がグループ単位で直交化するように、符号分割、周波数（サブキャリア）分割で対応しても良い。

以上のようにして決定したビジートーン用無線リソースの分割情報は、被干渉システム（基地局）から与干渉システム基地局へ通知される。分割情報の通知方法は、上述したセンシング期間報知信号による通知方法と同様の方法を適用できる。

与干渉システム基地局は、被干渉システムから通知されたビジートーン用無線リソースの分割情報から自局が属するグループ（送信タイミング、符号、又は周波数）を決定する。与干渉システム基地局は、自局が属するグループ（送信タイミング等）を分割情報の中からランダムに選択するようにしても良い。

図１３は自局が属するグループ（送信タイミング等）をランダムに選択する与干渉システム基地局の機能ブロック図である。なお、図５に示す与干渉システム基地局と同一部分には同一符号を付している。同図に示す与干渉システム基地局は、信号検出部５５が被干渉システムから通知された分割情報を検出し、その分割情報がセンシング期間設定部５６を介してビジートーン信号タイミング決定部５９に与えられる。ビジートーン信号タイミング決定部５９は、複数のグループ（送信タイミング等）からランダムにグループを選択する。ビジートーン信号生成部５７は、選択グループに割り当てられた区間にビジートーン信号を送信する。

また、グループ（送信タイミング等）をランダムに選択する方法以外にも、以下の方法が適用できる。すなわち、与干渉システムの各与干渉局がお互いに近い与干渉局を把握し、各与干渉局が各自で干渉局リストを管理し、自局が属するグループ（送信タイミング等）を決定する。グループ（送信タイミング等）は、ビジートーン信号送信タイミング毎に更新する。なお、各与干渉局がお互いに近い与干渉局を把握する方法として、自局がビジートーン信号を送信しない場合に、近隣に存在する与干渉局からのビジートーン信号を受信することにより、受信レベルから近い与干渉局を把握する。

図１４は自局が属するグループ（送信タイミング等）を周辺与干渉局リストに基づいて選択する与干渉システム基地局の機能ブロック図である。なお、図５に示す与干渉システム基地局と同一部分には同一符号を付している。同図に示す与干渉システム基地局は、信号検出部５５が被干渉システムから通知された分割情報を検出し、その分割情報がセンシング期間設定部５６を介してビジートーン信号タイミング決定部５９に与えられる。また、自局がビジートーン信号を送信しない時に、近隣に存在する与干渉局からのビジートーン信号を受信する。隣接与干渉局リスト管理部７１は、ビジートーン受信レベルは所定値以上の与干渉局を特定してリスト化し、隣接与干渉局リストを生成する。ビジートーン信号タイミング決定部５９は、隣接与干渉局リストを用いて自局が属するグループを選択する。

次に、共用周波数帯域の割当て方法について説明する。
図１５（ａ）は被干渉システムで使用可能な全ての帯域を、与干渉システムで使用する共用周波数帯とした場合を示している。与干渉システムで送信される送信電力は、被干渉システムの待ち受け端末も含め全ての端末で影響がない送信電力量に抑えられる必要がある。被干渉システムのシステム内制御信号を共用周波数帯域で通信することになるが、送信電力量の規制量が大きくなるとシステム内制御信号を送信できない問題が発生する。
そこで、図１５（ｂ）に示すように、被干渉システムの制御信号送信帯域を共用周波数帯域から分離して専有化することが望ましい。

また、待ち受け端末など、受信を行わない端末については、センシング対象から除外することとする。受信を行わない端末は、大きな干渉を受けても問題が生じないので、規制量の緩和を図ることができる。

また、図１５（ｃ）に示すように、被干渉システムの制御信号送信帯域を専有化すると共に、一部に被干渉システムのデータ送信帯を占有化する。被干渉システム内トラフィック量、被干渉システム端末における受信干渉電力の分布をベースに、占有帯域と共用帯域のリソース比率を制御しても良い。被干渉システム端末における受信干渉電力の分布をベースに制御を行う場合は、被干渉システム端末における受信干渉電力が少ないほど、専有化する帯域を少なくすることが好ましい。より具体的な方法としては、各端末に関する予想トラフィック量と受信干渉電力、システム内ＳＩＮＲなどから、必要な割当帯域の種別（占有帯域／共用帯域）および、その帯域に必要な所要リソース量を推測し、全体として必要となる占有帯域リソース量を決定すればよい。

これにより、被干渉システムの制御信号送信帯域及びデータ送信帯を専有化し、占有帯域と共用帯域のリソース比率を制御することで、与干渉システム側の許容送信電力を緩和することができる。

次に、与干渉局において、被干渉システム側の信号が受信できない場合の、与干渉局における制御について説明する。
被干渉システム側の信号が受信できない場合、与干渉局が送信を行おうとしている位置は、被干渉システムが周囲に存在しない可能性が高い。したがって、本来であれば大きな送信電力が許容される。

ところが、上述してきた共用周波数制御方法を適用すると、このような与干渉局（送信機）は、ビジートーン信号送信タイミングを特定できず、送信を行うことができなくなる。

そこで、与干渉局において、被干渉システムからの信号が受信できない場合は以下の方法に基づき、送信を行うこととする。すなわち、与干渉システムでは、ビジートーン信号の送信は行わずに、所定値で信号送信を開始すると共に、被干渉システムの微弱な信号を検出可能な高精度受信を繰り返す。たとえば、ＯＦＤＭ信号の場合、ガードインターバルとＯＦＤＭ信号の一部とに高い相関があるので、その相関検出を行う。高精度受信によって、被干渉システムの制御信号を受信可能であれば、上述したビジートーン信号送信による通信に切り替える。なお、被干渉システムの信号は検出できても、制御信号の内容までは特定できない場合は、与干渉システム専用バンドを使用して通信しても良い。

また、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、処理部や処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。

本発明は、空間的に通信エリアが一部重複する無線通信システム間で使用周波数帯の一部を共用する周波数共用方法に適用可能である。

１０ 被干渉局
１１−１〜１１−３ 与干渉システム基地局
１２−１〜１２−３ 与干渉システム端末
２１ａ、４１ａ 第１の制御信号生成部
２１ｂ、４１ｂ 第２の制御信号生成部
２２、４２、５２、６２ 送信バッファ
２３、４３、５３、６３ 送信信号生成部
２４、４４、５４、６４ リソース割当制御部
２５、４５、５５、６５ 信号検出部
２６ センシング期間報知信号生成部
２７、４６、５６、６６ センシング期間設定部
２８、４７ センシング部
２９、４８ 共用条件計算部
３０ 集中制御局
３１ センシング期間制御部
５７、６７ ビジートーン信号生成部

Claims (11)

1. 被干渉システムと与干渉システムの関係にある無線通信システム間で使用周波数帯を共用するための周波数共用方法であって、
   前記与干渉システムにおいて送信機となる与干渉局が、前記被干渉システムから指定されたセンシング期間にビジートーン信号を送信し、
   前記センシング期間に前記被干渉システムにおける信号送信を停止した状態で、前記被干渉システムにおいて受信機となる被干渉局が、前記センシング期間に同期してビジートーン信号を検出し、
   前記センシング期間に検出したビジートーン信号の検出結果に基づいて、前記与干渉局が共用周波数帯を使用して送信するための条件として少なくとも送信電力を含んだ共用条件を、決定し、
   決定した前記共用条件を前記与干渉局へフィードバックする、ことを特徴とする周波数共用方法。
2. 前記ビジートーン信号の送信期間を複数の送信タイミングに分割し、前記被干渉局の周囲に存在する各与干渉局が前記ビジートーン信号の送信タイミングが分散するように送信タイミングを選択することを特徴とする請求項１記載の周波数共用方法。
3. 前記共用周波数帯を複数の帯域に分割し、前記与干渉局に割当てた１つ又は複数の分割帯域を用いて前記被干渉局と前記与干渉局との間でビジートーン信号の送受信及び共用条件のフィードバックを行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の周波数共用方法。
4. 前記与干渉局は、前記ビジートーン信号を一部のサブキャリアに帯域集中させて送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の周波数共用方法。
5. 前記与干渉局は、前記被干渉システム側の信号を受信できない場合、ビジートーン信号を送信せずに所定送信電力で信号送信を開始する一方、前記被干渉システムから送信される信号の信号検出を繰り返し、前記被干渉システムの送信検出に成功したところで、ビジートーン信号の送信に切り替えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の周波数共用方法。
6. 前記被干渉システムの少なくとの制御信号送信帯域を共用帯域から分離して専用化したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の周波数共用方法。
7. 使用周波数帯域を前記被干渉システムの占有帯域と共用帯域とに分離し、前記占有帯域と前記共用帯域とのリソース比率を受信干渉電力の分布に基づいて制御することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の周波数共用方法。
8. 前記被干渉システムにおいて待ち受け状態の端末をセンシング対象から除外することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の周波数共用方法。
9. 複数の被干渉局は、前記与干渉システムの与干渉局に対して、個別に与干渉局を特定することなく、被干渉局間で共通の信号フォーマットを用いて各共用条件を一括してフィードバックすることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の周波数共用方法。
10. 個々の与干渉局にビジートーン信号送信用の無線リソースを割り当て、前記被干渉局において与干渉局を特定して共用条件を決定し、与干渉局毎に決定した共用条件を与干渉局を特定して個別フィードバックすることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の周波数共用方法。
11. 被干渉システムと与干渉システムの関係にある無線通信システム間で使用周波数帯を共用する周波数共用通信システムであって、
    前記与干渉システムにおいて送信機となる与干渉局が、前記被干渉システムから指定されたセンシング期間にビジートーン信号を送信し、
    前記センシング期間に前記被干渉システムにおける信号送信を停止した状態で、前記被干渉システムにおいて受信機となる被干渉局が、前記センシング期間に同期してビジートーン信号を検出し、
    前記センシング期間に検出したビジートーン信号の検出結果に基づいて、前記与干渉局が共用周波数帯を使用して送信するための条件として少なくとも送信電力を含んだ共用条件を、決定し、
    決定した前記共用条件を前記与干渉局へフィードバックする、ことを特徴とする周波数共用通信システム。

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