JP2012213071A - 通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、を備える通信制御装置を提供する。
【選択図】図7
Description
1.システムの概要
1−1.システムの全体的な構成
1−2.機能エンティティの説明
1−3.機能エンティティの配置例
1−4.一般的な近隣検出に関する処理の流れ
1−5.一実施形態に関する課題の説明
2.一実施形態に係る装置の構成例
2−1.CM
2−2.CDIS
2−3.データ例
3.一実施形態に係る処理の流れ
4.変形例
4−1.第1の変形例
4−2.第2の変形例
5.まとめ
[1−1.システムの全体的な構成]
図1は、本発明の一実施形態に関連する通信システムの概要について説明するための説明図である。
(1)CM(Coexistence Manager)
CMは、共存のための意思決定(decision-making)を行う機能エンティティである。CMは、一次システムに関する情報、利用可能なチャネルに関する情報及び二次システムに関する情報を取得する。CMによる情報の取得元は、CDIS、他のCM及び(CEを介してアクセスされる)二次利用ノードなどである。CMは、これら情報に基づいて、自らの制御下にある二次利用ノードがどの周波数チャネルを用いて二次システムを運用すべきかを決定する。CMは、各二次利用ノードについて、最大送信電力、推奨される無線アクセス方式、及び位置データの更新の周期などの追加的な制御パラメータをさらに決定してもよい。そして、CMは、決定したパラメータに従って、各二次利用ノードに二次システムを運用させ又は二次システムを再構成させる。
CEは、CMと二次利用ノードとの間の命令の伝達や情報の交換を仲介するインタフェースとなる機能エンティティである。例えば、CEは、二次利用ノードが有する情報をCMが使用し得る形式に変換し、変換した情報をCMへ伝達する。また、CEは、CMからの二次システムの共存についての命令を二次利用ノードが実行し得る形式に変換し、変換した命令を二次利用ノードに伝達する。
CDISは、複数の二次システムの情報を管理するサーバとなる機能エンティティである。例えば、CDISは、各二次利用ノードからCE及びCMを介して二次システムに関する情報を収集する。また、CDISは、一次システムに関する情報及び利用可能なチャネルに関する情報をデータサーバ20から収集する。そして、CDISは、収集した情報をデータベースに蓄積する。CDISにより蓄積された情報は、CMによる共存のための意思決定の際に使用される。CDISは、複数のCMの中からのマスタCM(複数のCMを統括し、集中的に意思決定を行うCM)の選択を行ってもよい。また、CDISは、互いに干渉する可能性のある近隣の二次システムを検出する近隣検出機能を有する。
上述した3つの機能エンティティは、例えば、図3に示すように各装置に配置され得る。なお、ここで説明する機能エンティティの配置は一例に過ぎず、他の配置もまた使用されてよい。
図3の例の通り機能エンティティが配置される場合、一般的な近隣検出に関する処理は図4に示すような流れで行われ得る。
図4に示した近隣検出に関する処理の流れでは、共存システム内のCDISが、配下の全ての二次システムを対象として、一元的に近隣検出を行う。近隣検出を行うためには、全ての二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをCDISが収集することが求められる。しかし、二次システムの数が増加すると、CDISによるパラメータ収集に伴うトラフィックの負荷がネットワークに悪影響を与える恐れがある。また、近隣検出のための計算処理の負荷がCDISの処理容量を超える恐れもある。
[2−1.CM]
図7は、本実施形態に係る通信制御装置30bの構成の一例を示すブロック図である。通信制御装置30bは、CMに相当する装置である。なお、ここでは、説明の簡明さの観点から、近隣検出に関する機能以外のCMの機能についての説明を省略する。図7を参照すると、通信制御装置30bは、第1通信部110、第2通信部120、記憶部130及び制御部140を備える。
図8は、本実施形態に係る通信制御装置30aの構成の一例を示すブロック図である。通信制御装置30aは、CDISに相当する装置である。なお、ここでは、説明の簡明さの観点から、近隣検出に関する機能以外のCDISの機能についての説明を省略する。図8を参照すると、通信制御装置30aは、通信部150、記憶部160及び制御部170を備える。
(1)カバレッジ情報
(1−1)第1の例
図9は、本実施形態において通信制御装置30bが生成するカバレッジ情報の第1の例について説明するための説明図である。図9の左上には、地理的領域を区分することにより形成される複数の区画が示されている。通信制御装置30bの計算部144は、各二次システムについて、このような1つ以上の区画にまたがって存在するサービスエリア44の範囲をカバレッジとして計算する。そして、計算部144は、算出したカバレッジに各区画が属するか否かを示すビットマップ形式のカバレッジ情報を生成する。図9の右下には、カバレッジに属しない区画をゼロ、カバレッジに属する区画を1、基準位置を含むカバレッジの中央の区画を2に設定した二次システムNiについてのカバレッジ情報が示されている。なお、図9の例に限定されず、各区画の形状は矩形以外のいかなる形状であってもよい(例えば、三角形又は六角形など)。
図11は、本実施形態において通信制御装置30bが生成するカバレッジ情報の第2の例について説明するための説明図である。第2の例において、カバレッジ情報は、各二次システムのカバレッジの基準位置と径とをリスト形式で示す情報である。
図12及び図13は、本実施形態において通信制御装置30aが生成する近隣システムリストの一例について説明するため説明図である。
−クラスC1:マスタデバイス同士が無線通信可能である
−クラスC2:マスタデバイス同士は直接通信できないがカバレッジが重なっている
−クラスC3:一方の二次システムのカバレッジが他方に含まれている
−クラスC4:カバレッジは重なっていないものの距離が近いため干渉の可能性がある
このようなクラス属性は、CMが干渉を抑制するために二次システムの構成を調整する際に利用され得る。例えば、クラスC1のペアについては、マスタデバイス(例えば、TV放送システムにおけるTVBD)同士が直接的に無線通信することができる。そのため、2つの二次システムに共通する周波数チャネルを割当てることで、マスタデバイス間でスケジューリング情報を交換させ又はメッシュネットワークを形成させて、互いに干渉を与えることなく2つの二次システムを運用することができる。クラスC2のペアについては、マスタデバイス同士が直接的に無線通信することはできない。そのため、2つの二次システムにメッシュネットワークを形成させる場合には、例えばCMが各マスタデバイスに同期信号を供給することが求められ得る。クラスC3のペアについては、例えば、よりカバレッジの広い二次システムのマスタデバイスが他方の二次システムにおける信号の送信をもスケジューリングすることで、2つの二次システムを共存させることができる。このようなクラス分類は、図9又は図11に例示したカバレッジ情報を用いて、通信制御装置30aの近隣検出部174により決定され得る。
図14は、本実施形態に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
[4−1.第1の変形例]
上述した実施形態では、二次システムの全ての組合せについて、CDISが干渉の可能性を判定する例を説明した。しかしながら、例えば、CMが、当該CMの配下の二次システムの各組合せについてカバレッジ情報を用いて干渉の可能性を判定し、CM内近隣システムを検出してもよい(即ち、通信制御装置30bもまた近隣検出部を備えてよい)。その場合には、CDISは、CMをまたがる二次システムの組合せについてのみ干渉の可能性を判定し、CM間近隣システムを検出する。それにより、CM内近隣システムの検出処理が複数のCMに分散されるため、CDISに掛かる負荷をより一層軽減することができる。
ここまで、CMが配置される装置とは異なる装置にCDISが配置される例について主に説明した。しかしながら、CMが配置される複数の装置のうちの1つにCDISが配置されてもよい。また、本明細書で開示した技術は、IEEE802.19以外の仕様(例えば、ETSI(European Telecommunications Standards Institute)のRRS(Reconfigurable Radio Systems)など)に基づく共存システムにも適用可能である。その場合にも、複数の二次システムの間の干渉の可能性を判定して近隣システムを検出する検出ノードとは別に、各二次システムから収集されるパラメータを用いて各二次システムのカバレッジを計算する論理的なノードが設けられる。そして、カバレッジを計算するノードから検出ノードへ、カバレッジ情報が通知される。
ここまで、図1〜図16を用いて、一実施形態及びその変形例について詳細に説明した。本明細書で開示した技術によれば、CMとしての機能を有する通信制御装置において、二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを用いて各二次システムのカバレッジが計算され、計算された各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報が近隣検出を行う検出ノードへ通知される。従って、データ量の多いカバレッジ計算用のパラメータが検出ノードへ送信されないため、ネットワーク上のトラフィックの負荷が軽減される。また、検出ノードにおいて多くの二次システムのカバレッジを計算しなくてよいため、検出ノードの計算処理の負荷も軽減される。従って、負荷の集中が回避されることで、複数の二次システムを円滑に運用することが可能となる。また、上述した実施形態によれば、複数の事業者によって様々な二次システムが運用される場合にも、各事業者は、システムの詳細なパラメータを検出ノードを有する事業者に公開しなくてよい。そのため、複数の事業者により運用されるシステムの円滑な共存も可能となる。
(1)
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、
を備える通信制御装置。
(2)
前記カバレッジ情報は、複数の地理的な区画の各々が前記カバレッジに属するか否かを示すマップ情報である、前記(1)に記載の通信制御装置。
(3)
前記カバレッジ情報は、前記カバレッジの基準位置と径とを示す情報である、前記(1)に記載の通信制御装置。
(4)
前記パラメータは、前記二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも1つを示す、前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の通信制御装置。
(5)
前記干渉制御部は、他の通信制御装置により制御される近隣の二次システムが前記検出ノードにより検出されると、当該他の通信制御装置との間で二次システム間の干渉を抑制するための交渉を行う、前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の通信制御装置。
(6)
前記干渉制御部は、前記交渉によって、前記二次システム又は前記近隣の二次システムの利用チャネル、無線アクセス方式及び最大送信電力のうち少なくとも1つを調整する、前記(5)に記載の通信制御装置。
(7)
前記通信制御装置は、自装置に属する複数の二次システムから近隣の二次システムを検出する近隣検出部、をさらに備え、
前記検出ノードは、異なる通信制御装置に属する近隣の二次システムを検出する、
前記(1)〜(6)に記載の通信制御装置。
(8)
前記検出ノードは、1つ以上の二次システムのカバレッジを計算する機能をそれぞれ有する複数の通信制御装置のうちの1つである、前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の通信制御装置。
(9)
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードにおける通信制御方法であって、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータ取得するステップと、
取得された前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算するステップと、
計算された前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知するステップと、
を含む通信制御方法。
(10)
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードと、
前記二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードと、
前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードと、
を含み、
前記制御ノードは、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部、及び
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を前記検出ノードへ通知する干渉制御部、
を備える、
通信制御システム。
30b 通信制御装置(制御ノード)
40 二次利用ノード
142 パラメータ取得部
144 計算部
146 干渉制御部
Claims (10)
- 一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、
を備える通信制御装置。 - 前記カバレッジ情報は、複数の地理的な区画の各々が前記カバレッジに属するか否かを示すマップ情報である、請求項1に記載の通信制御装置。
- 前記カバレッジ情報は、前記カバレッジの基準位置と径とを示す情報である、請求項1に記載の通信制御装置。
- 前記パラメータは、前記二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも1つを示す、請求項1に記載の通信制御装置。
- 前記干渉制御部は、他の通信制御装置により制御される近隣の二次システムが前記検出ノードにより検出されると、当該他の通信制御装置との間で二次システム間の干渉を抑制するための交渉を行う、請求項1に記載の通信制御装置。
- 前記干渉制御部は、前記交渉によって、前記二次システム又は前記近隣の二次システムの利用チャネル、無線アクセス方式及び最大送信電力のうち少なくとも1つを調整する、請求項5に記載の通信制御装置。
- 前記通信制御装置は、自装置に属する複数の二次システムから近隣の二次システムを検出する近隣検出部、をさらに備え、
前記検出ノードは、異なる通信制御装置に属する近隣の二次システムを検出する、
請求項1に記載の通信制御装置。 - 前記検出ノードは、1つ以上の二次システムのカバレッジを計算する機能をそれぞれ有する複数の通信制御装置のうちの1つである、請求項1に記載の通信制御装置。
- 一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードにおける通信制御方法であって、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータ取得するステップと、
取得された前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算するステップと、
計算された前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知するステップと、
を含む通信制御方法。 - 一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードと、
前記二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードと、
前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードと、
を含み、
前記制御ノードは、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部、及び
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を前記検出ノードへ通知する干渉制御部、
を備える、
通信制御システム。
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