JP2019054477A - Communication arbitration apparatus, program for causing a computer to execute, computer readable recording medium having recorded program, and data structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、通信調停装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体およびデータ構造に関する。 The present invention relates to a communication arbitration apparatus, a program for causing a computer to execute, a computer-readable recording medium storing the program, and a data structure.
第5世代移動通信システムにおける様々な通信性能に対する要求を満足するために、更なる周波数資源が必要になっている。その中で、時間や場所において利用のない周波数を共用する技術が注目を集めている(非特許文献1)。周波数を共用するためには、既存の無線システム(1次利用者)に干渉を与えないように、1次利用者の利用状況を逐次把握する必要がある。これに対して、移動機をセンサ端末として1次利用者の利用状況(電力分布)を推定するシステムが提案されている(非特許文献2)。また、移動機がデータをサーバに送る際のデータ量を軽減するために、移動機のすれ違い通信を利用したデータ集約方式についても提案されている(非特許文献3)。 In order to satisfy various communication performance requirements in the fifth generation mobile communication system, additional frequency resources are required. Among them, a technique for sharing a frequency that is not used in time and place is attracting attention (Non-Patent Document 1). In order to share the frequency, it is necessary to sequentially grasp the usage status of the primary user so as not to interfere with the existing wireless system (primary user). On the other hand, a system that estimates the usage status (power distribution) of a primary user using a mobile device as a sensor terminal has been proposed (Non-Patent Document 2). In addition, in order to reduce the amount of data when the mobile device sends data to the server, a data aggregation method using passing communication of the mobile device has also been proposed (Non-Patent Document 3).
しかし、従来の周波数を共用する技術においては、1次利用者に干渉を与えない通信条件を2次利用者側で判定し、1次利用者に干渉を与えないように2次利用者の通信条件を調停することが行われていない。その結果、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避することが困難である。 However, in the conventional technology that shares the frequency, the secondary user side determines communication conditions that do not interfere with the primary user, and the communication of the secondary user so as not to interfere with the primary user. There is no mediation of conditions. As a result, it is difficult to avoid interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication.
そこで、この発明の実施の形態によれば、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の通信条件を調停する通信調停装置を提供する。 Therefore, according to an embodiment of the present invention, a communication arbitration device that arbitrates secondary user communication conditions so as to avoid interference between primary user radio communication and secondary user radio communication is provided. To do.
また、この発明の実施の形態によれば、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の通信条件の調停をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。 In addition, according to the embodiment of the present invention, the computer executes mediation of the communication conditions of the secondary user so as to avoid interference between the wireless communication of the primary user and the wireless communication of the secondary user. Provide a program.
更に、この発明の実施の形態によれば、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の通信条件の調停をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, to cause the computer to adjust the communication condition of the secondary user so as to avoid interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication. A computer-readable recording medium on which the program is recorded is provided.
更に、この発明の実施の形態によれば、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の通信条件を調停するためのデータ構造を提供する。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, there is provided a data structure for arbitrating secondary user communication conditions so as to avoid interference between primary user wireless communication and secondary user wireless communication. provide.
(構成1)
この発明の実施の形態によれば、通信調停装置は、判定手段と、調停手段とを備える。判定手段は、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とに基づいて、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する。調停手段は、判定手段が2次利用者の無線通信が前記1次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の無線通信の通信条件を調停する。
(Configuration 1)
According to the embodiment of the present invention, the communication arbitration device includes a determination unit and an arbitration unit. The determination means determines whether or not the secondary user's wireless communication interferes with the primary user's wireless communication based on the primary user's communication range and the secondary user's communication range. The arbitration unit avoids interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication when the determination unit determines that the wireless communication of the secondary user interferes with the wireless communication of the primary user. As such, the communication conditions of the secondary user's wireless communication are arbitrated.
(構成2)
構成1において、1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、1次利用者の通信範囲の中心から2次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において1次利用者の通信範囲の中心から1次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第1の距離とし、直線に平行であり、かつ、2次利用者の通信範囲の中心から1次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において2次利用者の通信範囲の中心から2次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第2の距離とし、1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心との距離を第3の距離としたとき、判定手段は、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であるか否かを判定する第1の判定処理を行い、第1の判定処理において、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であると判定したとき、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉すると判定する。
(Configuration 2)
In
(構成3)
構成2において、判定手段は、1次利用者の無線通信に用いられる第1の周波数帯域と2次利用者の無線通信に用いられる第2の周波数帯域とが少なくとも一部で重なるか否かを判定する第2の判定処理を更に行い、第1の判定処理において、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であると判定し、かつ、第2の判定処理において、第1の周波数帯域と第2の周波数帯域とが少なくとも一部で重なると判定したとき、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉すると判定する。
(Configuration 3)
In
(構成4)
構成2または構成3において、第1の距離は、1次利用者の通信範囲を規定する円の半径であり、第2の距離は、2次利用者の通信範囲を規定する円の半径である。
(Configuration 4)
In the
(構成5)
構成1から構成4のいずれかにおいて、1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、1次利用者の通信範囲の中心から2次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において1次利用者の通信範囲の中心から1次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第1の距離とし、直線に平行であり、かつ、2次利用者の通信範囲の中心から1次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において2次利用者の通信範囲の中心から2次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第2の距離とし、1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心との距離を第3の距離としたとき、調停手段は、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であるか否かを判定し、その判定結果に応じて、2次利用者の無線通信の停止、2次利用者の無線通信における送信電力の調整および2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって2次利用者の無線通信の通信条件を調停する。
(Configuration 5)
In any one of
(構成6)
構成5において、調停手段は、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であると判定したとき、2次利用者の無線通信の停止によって2次利用者の無線通信の通信条件を調停し、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下でないと判定したとき、1次利用者の通信範囲の時間による軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通過するか否かを更に判定し、その判定結果に応じて、2次利用者の無線通信における送信電力の調整および2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって2次利用者の無線通信の通信条件を調停する。
(Configuration 6)
In the configuration 5, when the arbitration unit determines that the third distance is equal to or less than the sum of the first distance and the second distance, the wireless communication of the secondary user is stopped by stopping the wireless communication of the secondary user. When the communication conditions of communication are arbitrated and it is determined that the third distance is not less than or equal to the sum of the first distance and the second distance, the trajectory of the primary user's communication range is the secondary user's It is further determined whether or not it passes through the center of the communication range, and in accordance with the determination result, adjustment of transmission power in the secondary user's wireless communication and adjustment of radio wave directivity in the secondary user's wireless communication The communication condition of the secondary user's wireless communication is arbitrated by either.
(構成7)
構成6において、調停手段は、1次利用者の通信範囲の時間による軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通過すると判定したとき、2次利用者の無線通信における送信電力の調整によって2次利用者の無線通信の通信条件を調停し、1次利用者の通信範囲の時間による軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通過しないと判定したとき、2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整によって2次利用者の無線通信の通信条件を調停する。
(Configuration 7)
In the configuration 6, when the arbitration unit determines that the trajectory of the primary user's communication range passes through the center of the secondary user's communication range, the arbitration unit sets 2 by adjusting the transmission power in the secondary user's wireless communication. When the communication condition of the secondary user's wireless communication is arbitrated and it is determined that the trajectory of the primary user's communication range does not pass through the center of the secondary user's communication range, the secondary user's wireless communication The communication condition of the secondary user's wireless communication is adjusted by adjusting the directivity of the radio wave.
(構成8)
構成6または構成7において、調停手段は、2次利用者の無線通信における送信電力の調整および2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって2次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、マルチホップによる無線通信への変更によって2次利用者が1次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停し、2次利用者の無線通信の停止によって2次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、無線通信網の変更によって2次利用者が1次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停する。
(Configuration 8)
In the configuration 6 or the configuration 7, the arbitration unit performs the wireless communication of the secondary user by either adjusting the transmission power in the wireless communication of the secondary user or adjusting the directivity of the radio wave in the wireless communication of the secondary user. When the communication condition is adjusted, the secondary user is further adjusted to multi-hop wireless communication so that the secondary user can perform wireless communication sharing the frequency band with the primary user. When the communication condition of the secondary user's wireless communication is arbitrated by the stop, the secondary user is further arbitrated so that the secondary user can perform wireless communication sharing the frequency band with the primary user by changing the wireless communication network.
(構成9)
また、この発明の実施の形態によれば、プログラムは、判定手段が、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とに基づいて、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する第1のステップと、調停手段が、判定手段が2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の無線通信の通信条件を調停する第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
(Configuration 9)
Further, according to the embodiment of the present invention, the program determines whether the determination means uses the primary user's wireless communication based on the primary user's communication range and the secondary user's communication range. A first step of determining whether or not to interfere with the user's wireless communication, and the arbitrating means when the determining means determines that the secondary user's wireless communication interferes with the primary user's wireless communication A program for causing a computer to execute a second step of arbitrating communication conditions of secondary user wireless communication so as to avoid interference between the user wireless communication and the secondary user wireless communication.
(構成10)
構成9において、1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、1次利用者の通信範囲の中心から2次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において1次利用者の通信範囲の中心から1次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第1の距離とし、直線に平行であり、かつ、2次利用者の通信範囲の中心から1次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において2次利用者の通信範囲の中心から2次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第2の距離とし、1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心との距離を第3の距離としたとき、
判定手段は、第1のステップにおいて、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であるか否かを判定する第1の判定処理を行い、第1の判定処理において、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であると判定したとき、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉すると判定する。
(Configuration 10)
In
In the first step, the determination means performs a first determination process for determining whether or not the third distance is equal to or less than the sum of the first distance and the second distance, and the first determination process When it is determined that the third distance is less than or equal to the sum of the first distance and the second distance, it is determined that the secondary user's wireless communication interferes with the primary user's wireless communication.
(構成11)
構成10において、判定手段は、第1のステップにおいて、1次利用者の無線通信に用いられる第1の周波数帯域と2次利用者の無線通信に用いられる第2の周波数帯域とが少なくとも一部で重なるか否かを判定する第2の判定処理を更に行い、第1の判定処理において、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であると判定し、かつ、第2の判定処理において、第1の周波数帯域と第2の周波数帯域とが少なくとも一部で重なると判定したとき、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉すると判定する。
(Configuration 11)
In
(構成12)
構成10または構成11において、第1の距離は、1次利用者の通信範囲を規定する円の半径であり、第2の距離は、2次利用者の通信範囲を規定する円の半径である。
(Configuration 12)
In the
(構成13)
構成9から構成12のいずれかにおいて、1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、1次利用者の通信範囲の中心から2次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において1次利用者の通信範囲の中心から1次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第1の距離とし、直線に平行であり、かつ、2次利用者の通信範囲の中心から1次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において2次利用者の通信範囲の中心から2次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第2の距離とし、1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心との距離を第3の距離としたとき、
調停手段は、第2のステップにおいて、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であるか否かを判定し、その判定結果に応じて、2次利用者の無線通信の停止、2次利用者の無線通信における送信電力の調整および2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって2次利用者の無線通信の通信条件を調停する。
(Configuration 13)
In any one of
In the second step, the arbitration means determines whether or not the third distance is equal to or less than the sum of the first distance and the second distance, and the secondary user's The communication condition of the secondary user's wireless communication is adjusted by either stopping the wireless communication or adjusting the transmission power in the secondary user's wireless communication and adjusting the directivity of the radio wave in the secondary user's wireless communication.
(構成14)
構成13において、調停手段は、第2のステップにおいて、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下であると判定したとき、2次利用者の無線通信の停止によって2次利用者の無線通信の通信条件を調停し、第3の距離が、第1の距離と第2の距離との和以下でないと判定したとき、1次利用者の通信範囲の時間による軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通過するか否かを更に判定し、その判定結果に応じて、2次利用者の無線通信における送信電力の調整および2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって2次利用者の無線通信の通信条件を調停する。
(Configuration 14)
In the
(構成15)
構成14において、調停手段は、第2のステップにおいて、1次利用者の通信範囲の時間による軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通過すると判定したとき、2次利用者の無線通信における送信電力の調整によって2次利用者の無線通信の通信条件を調停し、1次利用者の通信範囲の時間による軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通過しないと判定したとき、2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整によって2次利用者の無線通信の通信条件を調停する。
(Configuration 15)
In the
(構成16)
構成14または構成15において、調停手段は、第2のステップにおいて、2次利用者の無線通信における送信電力の調整および2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって2次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、マルチホップによる無線通信への変更によって2次利用者が1次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停し、2次利用者の無線通信の停止によって2次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、無線通信網の変更によって2次利用者が1次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停する。
(Configuration 16)
In the
(構成17)
更に、この発明の実施の形態によれば、記録媒体は、構成9から構成16のいずれかに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
(Configuration 17)
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, the recording medium is a computer-readable recording medium in which the program according to any one of
(構成18)
更に、この発明の実施の形態によれば、データ構造は、p(pは正の整数)個の1次利用者のp個の送信電力と、q(qは正の整数)個の2次利用者のq個の位置情報と、q個の2次利用者において検出された電波のq個の受信電力と、q個の2次利用者のq個のアンテナ利得と、q個の2次利用者のq個の送信電力とを含むデータ構造であって、q個の位置情報およびq個の受信電力は、演算手段が受信電力を重みとしたq個の位置情報の加重平均からなる1次利用者の位置を演算するのに用いられ、q個の位置情報および1次利用者の位置は、演算手段が1次利用者の通信範囲の中心とq個の2次利用者のq個の通信範囲の中心との距離を演算するのに用いられ、p個の送信電力およびq個の受信電力は、演算手段がp個の1次利用者のp個の通信範囲を演算するのに用いられ、q個のアンテナ利得およびq個の送信電力は、演算手段がq個の2次利用者のq個の通信範囲を演算するのに用いられ、距離、p個の通信範囲およびq個の通信範囲は、判定手段が、距離が相互に干渉するp個の通信範囲のいずれかとq個の通信範囲のいずれかとの和以下であるか否かを判定する第1の判定処理を実行するために用いられ、判定手段は、第1の判定処理において距離が相互に干渉するp個の通信範囲のいずれかとq個の通信範囲のいずれかとの和以下であると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。
(Configuration 18)
Further, according to the embodiment of the present invention, the data structure includes p transmission powers of p (p is a positive integer) primary users and q (q is a positive integer) secondarys. Q position information of users, q received power of radio waves detected by q secondary users, q antenna gains of q secondary users, and q secondary powers It is a data structure including q transmission powers of users, and q position information and q reception powers are 1 consisting of a weighted average of q pieces of position information whose reception power is weighted by the calculation means. It is used to calculate the position of the next user, and the q pieces of position information and the position of the primary user are calculated by the calculation means by the center of the communication range of the primary user and q pieces of q secondary users. Is used to calculate the distance from the center of the communication range, and p transmission power and q reception power are calculated by the calculation means of p primary users. Q antenna gains and q transmission powers are used to calculate q communication ranges of q secondary users, and q antenna gains and q transmission powers are used to calculate q communication ranges. , P communication ranges and q communication ranges, the determination means determines whether the distance is less than or equal to the sum of any of the p communication ranges and the q communication ranges that interfere with each other The determination means is less than the sum of any of the p communication ranges and the q communication ranges whose distances interfere with each other in the first determination process. When it is determined that there is, it is determined that the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere with each other.
(構成19)
構成18において、p個の通信範囲およびq個の通信範囲の各々は、円形形状を有する通信範囲の半径からなる。
(Configuration 19)
In
(構成20)
構成18または構成19において、距離、p個の通信範囲およびq個の通信範囲は、更に、調停手段が1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の無線通信の通信条件を調停するのに用いられる。
(Configuration 20)
In the
(構成21)
構成18から構成20のいずれかにおいて、データ構造は、更に、p個の1次利用者から送信された電波のp個の周波数帯域と、q個の2次利用者から送信された電波のq個の周波数帯域とを含み、p個の周波数帯域およびq個の周波数帯域は、判定手段が、p個の周波数帯域のいずれかとq個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なるか否かを判定する第2の判定処理を更に実行するのに用いられ、判定手段は、第1の判定処理において距離が相互に干渉するp個の通信範囲のいずれかとq個の通信範囲のいずれかとの和以下であると判定し、かつ、第2の判定処理においてp個の周波数帯域のいずれかとq個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。
(Configuration 21)
In any one of
1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避して2次利用者が無線通信を行うことができる。 The secondary user can perform wireless communication while avoiding interference between the wireless communication of the primary user and the wireless communication of the secondary user.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による無線通信システム10は、通信調停装置1と、複数の端末装置2,6と、基地局3,4と、複数のセンサ5と、複数のロボット7と、有線ケーブル8とを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram of a radio communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
複数の端末装置2,6、基地局3,4、複数のセンサ5および複数のロボット7は、無線通信空間に配置される。図1において、波源Sは、既に周波数帯域が割り当てられている1次利用者であり、例えば、レーダおよび放送局等からなる。複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7は、2次利用者である。端末装置2は、例えば、スマートフォン等の携帯端末である。端末装置6は、例えば、テレメトリングを行う端末装置であり、より具体的には、遠隔地にある計測器などのデータを通信回線を使って収集する。センサ5は、例えば、固定センサである。
The plurality of
通信調停装置1は、有線ケーブル8を介して基地局3に接続される。通信調停装置1は、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々における位置情報および電波の受信電力等を含む端末情報を有線ケーブル8を介して基地局3から受信する。
The
そして、通信調停装置1は、複数の端末情報に基づいて、後述する方法によって、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する。通信調停装置1は、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、後述する方法によって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の無線通信の通信条件を調停する。
Then, the
複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々は、定期的に、GPS(Global Positioning System)を用いて自己の位置を示す位置情報[xi,yi](iは、正の整数)を検出し、波源Sからの電波を受信したときの周波数帯域bw_S、下限周波数f_S_lowおよび受信電力RSSIiを検出するとともに周波数帯域bw_S、下限周波数f_S_lowおよび受信電力RSSIiを検出したときの時刻tiを検出する。また、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々は、無線通信を行ったとき、位置情報[xi,yi]、送信開始時刻t_start、送信時間t_RF、送信電力POW_t、周波数帯域bw_Cおよび下限周波数f_C_lowを検出する。
Each of the plurality of
位置情報[xi,yi]のxiは、経度を表し、yiは、緯度を表す。時刻tiおよび送信開始時刻t_startは、YYYY/MM/DD/h/m/sによって表され、送信時間t_RFは、h/m/sによって表される。 In the position information [x i , y i ], x i represents longitude, and y i represents latitude. Time t i and the transmission start time t_start is represented by YYYY / MM / DD / h / m / s, transmission time t_RF is represented by h / m / s.
複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々は、自己の識別情報IDi、位置情報[xi,yi]、周波数帯域bw_Si、下限周波数f_S_lowi、受信電力RSSIi、および時刻tiを含む端末情報INFO_i=[IDi/[xi,yi]/bw_Si/f_S_lowi/RSSIi/ti]を生成し、その生成した端末情報INFO_i=[IDi/[xi,yi]/bw_Si/f_S_lowi/RSSIi/ti]を基地局3(または基地局4)へ送信する。
Each of the plurality of
また、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々は、無線通信を行ったとき、自己の識別情報IDi、自己の送信アンテナの利得gi、位置情報[xi,yi]、送信開始時刻t_starti、送信時間t_RFi、送信電力POW_ti,周波数帯域bw_Ciおよび下限周波数f_C_lowiを含む通信情報COM_i=[IDi/gi/[xi,yi]/t_starti/t_RFi/POW_ti/bw_Ci/f_C_lowi]を生成し、その生成した通信情報COM_i=[IDi/gi/[xi,yi]/t_starti/t_RFi/POW_ti/bw_Ci/f_C_lowi]を基地局3(または基地局4)へ送信する。
Also, each of the plurality of
複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々は、基地局3(または基地局4)を介して通信調停装置1から調停された通信条件を受信する。そして、例えば、複数の端末装置2および複数のロボット7は、その受信した通信条件に基づいて、領域REG1において共用周波数f1で無線通信を行い、複数の端末装置2およびセンサ5は、その受信した通信条件に基づいて、領域REG2において共用周波数f2で無線通信を行う。共用周波数f1は、共用周波数f2と同じであっても異なっていてもよい。
Each of the plurality of
基地局3は、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々から端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを受信し、その受信した端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを有線ケーブル8を介して通信調停装置1へ送信する。また、基地局3は、基地局4から端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを受信し、その受信した端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを有線ケーブル8を介して通信調停装置1へ送信する。
The
基地局4は、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々から端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを受信し、その受信した端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを有線ケーブル(図示せず)を介して基地局3へ送信する。
The
図2は、図1に示す通信調停装置1の概略図である。図2を参照して、通信調停装置1は、受信手段11と、記憶手段12と、作成手段13と、判定手段14と、調停手段15と、送信手段16とを含む。
FIG. 2 is a schematic diagram of the
受信手段11は、有線ケーブル8を介して基地局3から端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを受信し、その受信した端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを記憶手段12に格納する。
The receiving
記憶手段12は、受信手段11から受けた端末情報INFO_iおよび通信情報COM_iを記憶する。
The
作成手段13は、記憶手段12に記憶された端末情報INFO_iに基づいて、後述する方法によって、1次利用者の電力分布を推定し、その推定した電力分布推定結果を記憶手段12に格納する。
The
また、作成手段13は、記憶手段12に記憶された通信情報COM_iに基づいて、後述する方法によって、2次利用者の無線通信に関する決定情報を作成し、その作成した決定情報を記憶手段12に格納する。 Further, the creation means 13 creates decision information related to the secondary user's wireless communication based on the communication information COM_i stored in the storage means 12 by a method described later, and stores the created decision information in the storage means 12. Store.
判定手段14は、記憶手段12に記憶された1次利用者の電力分布推定結果および2次利用者の決定情報に基づいて、後述する方法によって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定し、その判定結果を調停手段15へ出力する。
Based on the primary user power distribution estimation result and secondary user determination information stored in the
調停手段15は、干渉の有無の判定結果を判定手段14から受ける。そして、調停手段15は、判定結果と、記憶手段12に記憶された1次利用者の電力分布推定結果および2次利用者の決定情報とに基づいて、後述する方法によって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の通信条件を調停する。そうすると、調停手段15は、その調停結果を送信手段16へ出力する。
The
送信手段16は、調停結果を調停手段15から受け、その受けた調停結果を有線ケーブル8および基地局3(および基地局4)を介して複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7へ送信する。
The
1次利用者の電力分布を推定する方法について説明する。作成手段13は、複数の端末情報INFO_iを記憶手段12から読み出し、その読み出した複数の端末情報INFO_iに含まれる複数の位置情報[xi,yi]および複数の受信電力RSSIiに基づいて波源位置を推定する。
A method for estimating the power distribution of the primary user will be described. The
波源位置の推定方法について説明する。 A method for estimating the wave source position will be described.
作成手段13は、次式によって、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の重心[xG,yG]を算出する。
The creation means 13 calculates the center of gravity [x G , y G ] of the plurality of
式(1)において、wiは、i番目の端末装置(複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)のウェイトを表し、i番目の端末装置における受信電力RSSIiからなる。
In Expression (1), w i represents the weight of the i-th terminal device (one of the plurality of
そして、作成手段13は、式(1)によって演算した重心(xG,yG)を波源位置として推定する。即ち、作成手段13は、受信電力RSSIiによって重み付けされた複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の重心[xG,yG]を波源位置として推定する。
The
図3は、受信電力と波源からの距離との関係を示す図である。図3において、縦軸は、受信電力を表し、横軸は、波源Sからの距離を表す。 FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the received power and the distance from the wave source. In FIG. 3, the vertical axis represents the received power, and the horizontal axis represents the distance from the wave source S.
図3を参照して、受信電力RSSIiは、波源Sからの距離に反比例して減衰する。その結果、受信電力RSSIiは、波源Sに近づくほど大きくなるので、波源Sの近傍の方が受信電力RSSIiによる重み付けの効果が大きい。従って、重心[xG,yG]を波源位置とする推定法によって推定された推定値は、波源近傍に近づく。 Referring to FIG. 3, received power RSSI i attenuates in inverse proportion to the distance from wave source S. As a result, the received power RSSI i increases as it approaches the wave source S, so that the weighting effect by the received power RSSI i is greater in the vicinity of the wave source S. Therefore, the estimated value estimated by the estimation method using the center of gravity [x G , y G ] as the wave source position approaches the vicinity of the wave source.
作成手段13は、波源位置[xG,yG]を推定すると、その推定した波源位置[xG,yG]を用いて1次利用者の通信範囲を推定する。
When the
より具体的には、作成手段13は、1次利用者から送信された電波の受信電力がある値(設定値)以下となる最大半径を1次利用者の通信範囲として推定する。設定値は、許容干渉電力および干渉マージン等を考慮して設定される。作成手段13は、記憶手段12に記憶された複数の端末情報INFO_iに含まれる複数の受信電力RSSIiのうち、設定値以下となる受信電力RSSIi_lowを検出し、その検出した受信電力RSSIi_lowを有する端末装置(複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7のうちの少なくとも1つ)の位置と、波源位置[xG,yG]との距離を演算し、その演算した距離の最大値を1次利用者の通信範囲として推定する。
More specifically, the
また、作成手段13は、1次利用者の送信電力が既知である場合、電波の伝搬モデルを用いて1次利用者の通信範囲を推定する。例えば、作成手段13は、電波の伝搬モデルとして自由空間伝搬モデルを用いる場合、次式に基づいて距離dprimaryを演算し、その演算した距離dprimaryを1次利用者の通信範囲として推定する。
In addition, when the transmission power of the primary user is known, the
式(2)において、PTは、1次利用者の送信電力であり、PRは、端末装置(複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)の受信電力RSSIiであり、λは、電波の波長である。なお、式(2)は、等方性アンテナを用いたときの関係式である。
In the formula (2), P T is the transmit power of the primary user, P R is the receiving terminal apparatus (a plurality of
作成手段13は、複数の端末情報INFO_iに含まれる複数の受信電力RSSIiと1次利用者の送信電力とをそれぞれ式(2)のPR,PTに代入し、複数の距離dprimaryを演算し、その演算した複数の距離dprimaryのうちの最大の距離を1次利用者の通信範囲として推定する。 Creating means 13 substitutes included in the plurality of terminal information INFO_i plurality of received power RSSI i and the primary user of the transmission power and the P R of each formula (2), the P T, a plurality of distances d primary The maximum distance among the calculated plurality of distances d primary is estimated as the communication range of the primary user.
図4は、1次利用者の電力状況の推定結果を示す表の概念図である。図4を参照して、表TBL−1は、1次利用者IDと、時刻と、下限周波数と、帯域幅と、経度と、緯度と、半径とを含む。1次利用者ID、時刻、下限周波数、帯域幅、経度、緯度および半径は、相互に対応付けられる。 FIG. 4 is a conceptual diagram of a table showing the estimation result of the power status of the primary user. Referring to FIG. 4, table TBL-1 includes a primary user ID, time, a lower limit frequency, a bandwidth, a longitude, a latitude, and a radius. The primary user ID, time, lower limit frequency, bandwidth, longitude, latitude, and radius are associated with each other.
作成手段13は、1次利用者の通信範囲の推定に用いた端末装置(複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)の端末情報INFO_i=[ID/[xi,yi]/bw_S/f_S_low/RSSIi/ti]を記憶手段12から読み出し、その読み出した端末情報INFO_i=[ID/[xi,yi]/bw_S/f_S_low/RSSIi/ti]から時刻ti、下限周波数f_S_lowおよび帯域幅bw_Sを検出し、その検出した時刻ti、下限周波数f_S_lowおよび帯域幅bw_Sをそれぞれ表TBL−1の時刻、下限周波数および帯域幅に格納する。
The
また、作成手段13は、1次利用者IDを表TBL−1の1次利用者IDに格納し、推定した波源位置[xG,yG]を表TBL−1の経度および緯度に格納し、推定した1次利用者の通信範囲(複数の距離dprimaryのうちの最大の距離)を表TBL−1の半径に格納する。 Further, the creation means 13 stores the primary user ID in the primary user ID of the table TBL-1, and stores the estimated wave source position [x G , y G ] in the longitude and latitude of the table TBL-1. The estimated communication range of the primary user (the maximum distance among the plurality of distances d primary ) is stored in the radius of the table TBL-1.
作成手段13は、全ての1次利用者について上記の処理を行い、表TBL−1を作成し、その作成した表TBL−1を記憶手段12に格納する。 The creation means 13 performs the above-described processing for all primary users, creates a table TBL-1, and stores the created table TBL-1 in the storage means 12.
図5は、2次利用者の決定情報を示す表の概略図である。図5を参照して、表TBL−2は、2次利用者IDと、送信開始時刻と、送信時間と、下限周波数と、帯域幅と、送信電力と、経度と、緯度と、送信アンテナ利得と、半径とを含む。2次利用者ID、送信開始時刻、送信時間、下限周波数、帯域幅、送信電力、経度、緯度、送信アンテナ利得および半径は、相互に対応付けられる。 FIG. 5 is a schematic diagram of a table showing determination information of secondary users. Referring to FIG. 5, Table TBL-2 shows secondary user ID, transmission start time, transmission time, lower limit frequency, bandwidth, transmission power, longitude, latitude, and transmission antenna gain. And radius. The secondary user ID, transmission start time, transmission time, lower limit frequency, bandwidth, transmission power, longitude, latitude, transmission antenna gain, and radius are associated with each other.
作成手段13は、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々の通信情報COM_iを記憶手段12から読み出し、その読み出した通信情報COM_iから2次利用者IDi、送信開始時刻t_starti、送信時間t_RFi、下限周波数f_C_lowi、帯域幅bw_Ci、送信電力POW_ti、位置情報[xi,yi](=経度、緯度)、および送信アンテナ利得giを検出する。
The
そして、作成手段13は、次式に基づいて、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の各々から送信された電波の受信電力Riが設定値になる距離を演算する。
Then, the
式(3)において、Ptは、端末装置(複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)の送信電力を表し、giは、アンテナ利得を表し、rは、端末装置(複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)からの距離を表し、λは、電波の波長を表す。
In Expression (3), P t represents the transmission power of the terminal device (one of the plurality of
作成手段13は、受信電力の設定値、送信電力POW_tiおよび送信アンテナ利得giをそれぞれ式(3)のRi、Ptおよびgiに代入して受信電力Riが設定値になる距離rを演算する。そして、作成手段13は、その演算した距離rを2次利用者の通信範囲を表す半径とする。
The creation means 13 substitutes the set value of the received power, the transmission power POW_t i, and the transmission antenna gain g i for R i , P t, and g i in Expression (3), respectively, and the distance at which the received power R i becomes the set value r is calculated. Then, the
そうすると、作成手段13は、2次利用者IDi、送信開始時刻t_starti、送信時間t_RFi、下限周波数f_C_lowi、帯域幅bw_Ci、送信電力POW_ti、位置情報[xi,yi]、送信アンテナ利得giおよび半径(=距離r)をそれぞれ表TBL−2の2次利用者ID、送信開始時刻、送信時間、下限周波数、帯域幅、送信電力、経度、緯度、送信アンテナ利得および半径に格納する。 Then, the creation means 13 uses the secondary user ID i , transmission start time t_start i , transmission time t_RF i , lower limit frequency f_C_low i , bandwidth bw_C i , transmission power POW_t i , position information [x i , y i ], transmit antenna gain g i and radius (= distance r), respectively table TBL-2 secondary user ID, transmission start time, transmission time, the lower limit frequency, bandwidth, transmit power, longitude, latitude, transmit antenna gain and the radius To store.
作成手段13は、複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7の全てについて上記の処理を行い、表TBL−2を作成し、その作成した表TBL−2を記憶手段12に格納する。
The
なお、式(3)の右辺の第3項は、電波の自由空間伝搬モデルに従ったときの電波の伝搬損失を示す項である。この発明の実施の形態においては、作成手段13は、自由空間伝搬モデル以外の伝搬モデルに従った伝搬損失を用いて距離rを求めてもよい。従って、自由空間伝搬モデル以外の伝搬モデルに従った伝搬損失が用いられる場合、式(3)の右辺の第3項は、実際に使用する伝搬モデルに従った伝搬損失に変えられる。 The third term on the right side of Equation (3) is a term indicating the propagation loss of radio waves when following the free space propagation model of radio waves. In the embodiment of the present invention, the creating means 13 may obtain the distance r using a propagation loss according to a propagation model other than the free space propagation model. Therefore, when a propagation loss according to a propagation model other than the free space propagation model is used, the third term on the right side of Equation (3) is changed to a propagation loss according to the actually used propagation model.
干渉の有無を判定する方法について説明する。図6は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する方法を説明するための図である。 A method for determining the presence or absence of interference will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining a method of determining whether or not the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere with each other.
判定手段14は、記憶手段12に記録された表TBL−1の経度および緯度を1次利用者の通信範囲の中心Center1として検出し、表TBL−1の半径を1次利用者の通信範囲を表す半径r1として検出する。また、判定手段14は、記憶手段12に記録された表TBL−2の経度および緯度を2次利用者の通信範囲の中心Center2として検出し、表TBL−2の半径を2次利用者の通信範囲を表す半径r2として検出する。そして、判定手段14は、中心Center1と中心Center2との距離Dを演算する。
The determination means 14 detects the longitude and latitude of the table TBL-1 recorded in the storage means 12 as the center Center1 of the communication range of the primary user, and determines the radius of the table TBL-1 as the communication range of the primary user. It is detected as the radius r 1 which represents. Further, the
そうすると、判定手段14は、次式が成立するか否かを判定することによって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する。
Then, the
より具体的には、判定手段14は、式(4)が成立すると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定し、式(4)が成立しないと判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する。
More specifically, when determining that the expression (4) is established, the
式(4)が成立するとき、1次利用者の通信範囲は、2次利用者の通信範囲と接するか交差する(図6の(a)参照)。1次利用者の通信範囲が2次利用者の通信範囲と接した場合、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲との接点に位置する端末装置(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)は、1次利用者から送信された電波と、2次利用者から送信された電波との両方を受信可能である。
When Expression (4) is established, the communication range of the primary user is in contact with or intersects with the communication range of the secondary user (see (a) of FIG. 6). When the communication range of the primary user is in contact with the communication range of the secondary user, a terminal device (a plurality of
また、1次利用者の通信範囲が2次利用者の通信範囲と交差した場合、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲との両方に存在する端末装置(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)は、1次利用者から送信された電波と、2次利用者から送信された電波との両方を受信可能である。
Further, when the communication range of the primary user intersects with the communication range of the secondary user, terminal devices (multiple terminal devices) that exist in both the communication range of the primary user and the communication range of the
このように、1次利用者の通信範囲が2次利用者の通信範囲と接するか交差する場合、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉する。 Thus, when the communication range of the primary user touches or intersects with the communication range of the secondary user, the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere.
従って、式(4)が成立するとき、即ち、距離Dが半径r1と半径r2との和(=r1+r2)以下であるとき、判定手段14は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。
Therefore, when the expression (4) is satisfied, that is, when the distance D is equal to or less than the sum of the radius r 1 and the radius r 2 (= r 1 + r 2 ), the
一方、式(4)が成立しないとき、1次利用者の通信範囲は、2次利用者の通信範囲と接することがなく、交差することもない(図6の(b)参照)。その結果、1次利用者の通信範囲内に存在する端末装置(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)は、2次利用者から送信された電波を受信せず、2次利用者の通信範囲内に存在する端末装置(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)は、1次利用者から送信された電波を受信しない。
On the other hand, when Expression (4) is not established, the communication range of the primary user does not touch or intersect with the communication range of the secondary user (see (b) of FIG. 6). As a result, a terminal device (a plurality of
このように、1次利用者の通信範囲が2次利用者の通信範囲と接することがなく、交差することもない場合、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とは干渉しない。 As described above, when the communication range of the primary user does not touch or intersect with the communication range of the secondary user, the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere with each other. do not do.
従って、式(4)が成立しない場合、即ち、距離Dが半径r1と半径r2との和(=r1+r2)よりも大きいとき、判定手段14は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する。
Therefore, when the expression (4) is not satisfied, that is, when the distance D is larger than the sum of the radius r 1 and the radius r 2 (= r 1 + r 2 ), the
判定手段14は、全ての1次利用者および全ての2次利用者(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7の全て)について、上述した方法によって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する。
The determination means 14 uses the above-described method for all primary users and all secondary users (a plurality of
上述した干渉の有無の判定方法は、1次利用者と2次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提とした場合の判定方法である。 The above-described method for determining the presence or absence of interference is a determination method when it is assumed that the primary user and the secondary user share the same frequency band.
1次利用者と2次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提としない場合、判定手段14は、上記の判定方法に加え、次の判定方法を実行し、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する。 When it is not assumed that the primary user and the secondary user share the same frequency band, the determination means 14 executes the following determination method in addition to the above determination method, and performs the primary user It is determined whether or not the wireless communication of the secondary user interferes with the wireless communication of the secondary user.
図7は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する別の方法を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining another method for determining whether or not the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere with each other.
図7を参照して、1次利用者の周波数帯域bw1が2次利用者の周波数帯域bw2内の一部の周波数帯域である場合、1次利用者の周波数帯域bw1と2次利用者の周波数帯域bw2とは、一部において重なる(図7の(a)参照)。 Referring to FIG. 7, when the frequency band bw1 of the primary user is a part of the frequency band bw2 of the secondary user, the frequency band bw1 of the primary user and the frequency of the secondary user The band bw2 partially overlaps (see (a) of FIG. 7).
また、2次利用者の周波数帯域bw2が1次利用者の周波数帯域bw1内の一部の周波数帯域である場合も、1次利用者の周波数帯域bw1と2次利用者の周波数帯域bw2とは、一部において重なる(図7の(b)参照)。 Further, when the frequency band bw2 of the secondary user is a part of the frequency band bw1 of the primary user, the frequency band bw1 of the primary user and the frequency band bw2 of the secondary user are also , Partially overlapping (see FIG. 7B).
更に、1次利用者の周波数帯域bw1が2次利用者の周波数帯域bw2と異なる周波数帯域である場合、1次利用者の周波数帯域bw1と2次利用者の周波数帯域bw2とは、重ならない(図7の(c)参照)。 Further, when the frequency band bw1 of the primary user is a frequency band different from the frequency band bw2 of the secondary user, the frequency band bw1 of the primary user and the frequency band bw2 of the secondary user do not overlap ( (See (c) of FIG. 7).
従って、判定手段14は、図6において説明した干渉の有無の判定方法において、距離Dが半径r1と半径r2との和(=r1+r2)以下であると判定したとき、更に、1次利用者の周波数帯域bw1および2次利用者の周波数帯域bw2が少なくとも一部で重なるか否かを判定する。そして、判定手段14は、1次利用者の周波数帯域bw1および2次利用者の周波数帯域bw2が少なくとも一部で重なると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。
Therefore, when the
一方、判定手段14は、1次利用者の周波数帯域bw1および2次利用者の周波数帯域bw2が少なくとも一部で重ならないと判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する。1次利用者の周波数帯域bw1および2次利用者の周波数帯域bw2が相互に異なるので、距離Dが半径r1と半径r2との和(=r1+r2)以下であっても、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉は、生じないからである。
On the other hand, when the
図8は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する更に別の方法を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining still another method for determining whether or not the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere with each other.
図8を参照して、図7において説明した干渉の有無の判定方法において、1次利用者の周波数帯域bw1および2次利用者の周波数帯域bw2が少なくとも一部で重なると判定されたとき、判定手段14は、更に、その重なった周波数帯域bw_overlap内において、1次利用者が使用しているサブ周波数帯域bw_sub_1,bw_sub_2が、2次利用者が使用しているサブ周波数帯域bw_sub_3と重なるか否かを判定する。 Referring to FIG. 8, when it is determined that the frequency band bw <b> 1 of the primary user and the frequency band bw <b> 2 of the secondary user overlap at least partially in the method for determining the presence or absence of interference described in FIG. 7. The means 14 further determines whether or not the sub frequency bands bw_sub_1 and bw_sub_2 used by the primary user overlap the sub frequency band bw_sub_3 used by the secondary user in the overlapped frequency band bw_overlap. Determine.
そして、判定手段14は、1次利用者が使用しているサブ周波数帯域bw_sub_1,bw_sub_2が、2次利用者が使用しているサブ周波数帯域bw_sub_3と重なると判定したとき(図8の(a)参照)、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。一方、判定手段14は、1次利用者が使用しているサブ周波数帯域bw_sub_1,bw_sub_2が、2次利用者が使用しているサブ周波数帯域bw_sub_3と重ならないと判定したとき(図8の(b)参照)、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する。
When the
複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)の通信方式によって無線通信を行うこともあり、そのような場合、図8に示す判定方法によって1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無を判定する意義がある。
The plurality of
図6から図8において説明した干渉の有無の判定方法をそれぞれ判定方法1〜判定方法3とした場合、判定手段14は、1次利用者と2次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提とするとき、判定方法1のみを用いて1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する。また、判定手段14は、1次利用者と2次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提としないとき、判定方法1,2を用いて1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定してもよく、判定方法1〜3を用いて1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定してもよい。
When the determination method of the presence / absence of interference described in FIGS. 6 to 8 is determined as
なお、図7に示す周波数帯域bw1,bw2および図8に示すサブ周波数帯域bw_sub_1〜bw_sub_3は、無線通信を行う周波数帯域を表す意味において同じである。従って、この発明の実施の形態においては、図7に示す周波数帯域bw1,bw2および図8に示すサブ周波数帯域bw_sub_1〜bw_sub_3は、「第1の周波数帯域」または「第2の周波数帯域」を構成する。 Note that the frequency bands bw1 and bw2 illustrated in FIG. 7 and the sub-frequency bands bw_sub_1 to bw_sub_3 illustrated in FIG. 8 are the same in terms of representing frequency bands for performing wireless communication. Therefore, in the embodiment of the present invention, the frequency bands bw1 and bw2 shown in FIG. 7 and the sub-frequency bands bw_sub_1 to bw_sub_3 shown in FIG. 8 constitute the “first frequency band” or the “second frequency band”. To do.
図9は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を示す表の概念図である。図9を参照して、表TBL−3は、1次利用者IDと2次利用者IDとを含む。そして、“1”は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉することを表し、“0”は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉しないことを表す。 FIG. 9 is a conceptual diagram of a table showing the determination result of the presence or absence of interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication. Referring to FIG. 9, table TBL-3 includes a primary user ID and a secondary user ID. “1” indicates that the wireless communication of the primary user and the wireless communication of the secondary user interfere, and “0” indicates the wireless communication of the primary user and the wireless communication of the secondary user. Represents no interference.
従って、“0”の1次利用者IDを有する1次利用者の無線通信は、“2”の2次利用者IDを有する2次利用者(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)の無線通信と干渉し、“3”の2次利用者IDを有する2次利用者(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)の無線通信と干渉しない。
Accordingly, the wireless communication of the primary user having the primary user ID of “0” is performed by the secondary user having the secondary user ID of “2” (the plurality of
また、“1”の1次利用者IDを有する1次利用者の無線通信は、“2”の2次利用者IDを有する2次利用者(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)の無線通信と干渉せず、“3”の2次利用者IDを有する2次利用者(複数の端末装置2,6.複数のセンサ5および複数のロボット7のいずれか)の無線通信と干渉する。
The wireless communication of the primary user having the primary user ID of “1” is performed by the secondary user having the secondary user ID of “2” (a plurality of
判定手段14は、上述した方法によって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定し、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を示す表TBL−3を作成し、その作成した表TBL−3を調停手段15へ出力する。
The
1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定された場合における干渉を回避するための調停方法について説明する。 An arbitration method for avoiding interference when it is determined that the primary user's radio communication and the secondary user's radio communication interfere with each other will be described.
調停手段15は、干渉の有無の判定結果を示す表TBL−3を判定手段14から受ける。そして、調停手段15は、表TBL−3を参照して、無線通信が干渉する1次利用者と2次利用者とを検出する。
The
そして、調停手段15は、無線通信が相互に干渉すると判定された1次利用者および2次利用者について、記憶手段12に記録された表TBL−1の経度および緯度を1次利用者の通信範囲の中心Center1として検出し、表TBL−1の半径を1次利用者の通信範囲を表す半径r1として検出する。また、判定手段14は、記憶手段12に記録された表TBL−2の経度および緯度を2次利用者の通信範囲の中心Center2として検出し、表TBL−2の半径を2次利用者の通信範囲を表す半径r2として検出する。そして、判定手段14は、中心Center1と中心Center2との距離Dを演算する。
Then, the
図10は、2次利用者の通信条件を調停する方法を説明するための図である。図10を参照して、調停手段15は、距離Dが半径r1および半径r2よりも大きいか否かを判定する。そして、調停手段15は、距離Dが半径r1および半径r2よりも大きいと判定したとき(図10の(a)参照)、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の通信パラメータを変更する。より具体的には、調停手段15は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の電力を調整し、または2次利用者から送信される電波の指向性を調整する。距離Dが半径r1および半径r2よりも大きいとき、2次利用者の中心位置が1次利用者の通信範囲外に存在しているので、2次利用者の電力または電波の指向性を調整することにより、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とを干渉を回避できるからである。
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of arbitrating communication conditions of secondary users. Referring to FIG. 10, arbitration means 15 determines whether distance D is greater than radius r 1 and radius r 2 . When the
一方、調停手段15は、距離Dが半径r1または半径r2よりも小さいと判定したとき(図10の(b)参照)、2次利用者の無線通信を停止するように調停する。距離Dが半径r1または半径r2よりも小さいとき、2次利用者の中心位置が1次利用者の通信範囲内に存在しているので、2次利用者の電力または電波の指向性を調整しても、2次利用者の通信範囲が1次利用者の通信範囲と一部で重なり、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避できない。従って、距離Dが半径r1または半径r2よりも小さいとき、2次利用者の無線通信を停止するように調停することにしたものである。
On the other hand, when it is determined that the distance D is smaller than the radius r 1 or the radius r 2 (see FIG. 10B), the arbitrating
図11は、2次利用者の通信条件を調停する方法を説明するための図である。図11を参照して、距離Dが半径r1および半径r2よりも大きいと判定されたとき、調停手段15は、一定時間観察して得られる1次利用者の通信範囲の軌跡(r1(t0)→r1(t))が2次利用者の通信範囲の中心を含むか否かを判定する。この場合、一定時間は、1次利用者の移動速度に依存するが、例えば、30秒である。 FIG. 11 is a diagram for explaining a method of arbitrating communication conditions of secondary users. Referring to FIG. 11, when it is determined that distance D is larger than radius r 1 and radius r 2 , arbitration means 15 tracks the primary user's communication range (r 1) obtained by observing for a certain period of time. It is determined whether (t 0 ) → r 1 (t)) includes the center of the communication range of the secondary user. In this case, the fixed time depends on the moving speed of the primary user, but is, for example, 30 seconds.
調停手段15は、1次利用者の通信範囲の軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を含むと判定したとき、2次利用者の通信範囲が狭くなるように2次利用者の電力(送信電力)を低下させる(図11の(a)参照)。これにより、2次利用者の通信範囲の半径は、半径r2から半径r’2に小さくなる。その結果、距離Dが半径r1(t)と半径r’2との和(=r1(t)+r’2)よりも大きくなり、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉が回避される。
When the
図11の(a)に示す調停方法によって調停することにより、2次利用者は、自己の電力の調整によって、できる限り長い時間、共用周波数を利用して無線通信を行うことができる。 By arbitrating by the arbitration method shown in FIG. 11A, the secondary user can perform wireless communication using the shared frequency for as long as possible by adjusting his / her power.
一方、調停手段15は、1次利用者の通信範囲の軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を含まないと判定したとき、2次利用者から送信される電波の指向性を調整する。これによって、2次利用者から送信される電波の形状は、円形状CIRから楕円形状ELLIPに変更される(図11の(b)参照)。その結果、距離Dが半径r1(t)と半径r”2との和(=r1(t)+r”2)よりも大きくなり、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉が回避される。
On the other hand, the
従って、2次利用者の電波の指向性の調整によって、ある方向に電波を送信する2次利用者は、自己の無線通信を維持したまま1次利用者への干渉を回避できる。 Therefore, by adjusting the directivity of the secondary user's radio wave, the secondary user who transmits the radio wave in a certain direction can avoid interference with the primary user while maintaining his / her wireless communication.
なお、指向性の調整方法としては、DCMP(Directionally Constrained Minimization of Power)法等のアダプティブアレー技術を利用できる。このDCMP法は、受信時に電波の到来方向の推定を行い、方向拘束付出力電力最小化法により最適ウェイトの導出を行い、ビーム形成を行う方法である。 As a directivity adjustment method, an adaptive array technology such as a DCMP (Directionally Constrained Minimization of Power) method can be used. This DCMP method is a method of estimating the direction of arrival of radio waves at the time of reception, deriving the optimum weight by the direction-constrained output power minimization method, and performing beam forming.
図12は、2次利用者の通信方法の変更を示す模式図である。図12を参照して、上述した方法によって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定されたとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避する方法として、2次利用者の通信条件の変更(電力または指向性の調整)と、2次利用者の無線通信の停止(停波)とがある。 FIG. 12 is a schematic diagram showing a change in the communication method of the secondary user. With reference to FIG. 12, when it is determined that the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere with each other by the above-described method, the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless are performed. As a method for avoiding interference with communication, there are a change in communication conditions of the secondary user (adjustment of power or directivity) and a stop of the secondary user's wireless communication (wave stop).
2次利用者の通信条件を変更した場合、2次利用者は、マルチホップによる無線通信が可能である場合、マルチホップによって基地局3と無線通信を行う。この場合、マルチホップに利用する周波数帯域は、Wi−Fi等のUnlicensed Bandまたは異なる共用周波数帯域である。マルチホップを利用することにより、既存の通信網への負荷の増大を軽減できる。
When the communication condition of the secondary user is changed, the secondary user performs wireless communication with the
2次利用者が停波した場合、またはマルチホップを利用できない場合、2次利用者は、既存の通信網(共用周波数帯域を用いた通信網、例えば、LTE(Long Term Evolution))に収容網を変更する。収容網を変更することにより、2次利用者は、できるだけ周波数を共用して無線通信を行うことができる。 When the secondary user stops or when the multi-hop cannot be used, the secondary user can accommodate the existing communication network (a communication network using a shared frequency band, for example, LTE (Long Term Evolution)). To change. By changing the accommodation network, the secondary user can perform radio communication by sharing the frequency as much as possible.
図13は、図1に示す通信調停装置1の動作を説明するためのフローチャートである。図13を参照して、通信調停装置1の動作が開始されると、通信調停装置1の判定手段14は、上述した方法によって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無を判定する(ステップS1)。
FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the
そして、判定手段14は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を調停手段15へ出力する。
Then, the
調停手段15は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を判定手段14から受け、その受けた判定結果に基づいて、無線通信が相互に干渉すると判定された1次利用者と2次利用者について、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の通信条件を調停する(ステップS2)。そして、通信調停装置1は、その調停結果を基地局3を介して複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7へ送信する。これによって、通信調停装置1の動作が終了する。
The
図14は、図13に示すステップS1の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図14を参照して、通信調停装置1の動作が開始されると、通信調停装置1の判定手段14は、記憶手段12に記憶された表TBL−1から1次利用者の通信範囲の中心を検出し、記憶手段12に記憶された表TBL−2から2次利用者の通信範囲の中心を検出する。そして、判定手段14は、その検出した1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心との距離Dを演算する(ステップS11)。
FIG. 14 is a flowchart for explaining the detailed operation of step S1 shown in FIG. Referring to FIG. 14, when the operation of
その後、判定手段14は、表TBL−1から1次利用者の通信範囲を表す半径r1を検出し、表TBL−2から2次利用者の通信範囲を表す半径r2を検出する(ステップS12)。
Thereafter, the
そうすると、判定手段14は、距離Dが半径r1と半径r2との和(r1+r2)以下であるか否かを判定する(ステップS13)。
Then, the
ステップS13において、距離Dが半径r1と半径r2との和(r1+r2)以下であると判定されたとき、判定手段14は、記憶手段12に記憶された表TBL−1から1次利用者の無線通信の周波数帯域bw1を検出し、記憶手段12に記憶された表TBL−2から2次利用者の無線通信の周波数帯域bw2を検出する(ステップS14)。
In step S13, when it is determined that the distance D is equal to or less than the sum (r 1 + r 2 ) of the radius r 1 and the radius r 2 , the
そして、判定手段14は、周波数帯域bw1および周波数帯域bw2が少なくとも一部で重なるか否かを判定する(ステップS15)。
Then, the
ステップS15において、周波数帯域bw1および周波数帯域bw2が少なくとも一部で重なると判定されたとき、判定手段14は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する(ステップS16)。
In step S15, when it is determined that the frequency band bw1 and the frequency band bw2 overlap at least partially, the
一方、ステップS13において、距離Dが半径r1と半径r2との和(r1+r2)以下でないと判定されたとき、またはステップS15において、周波数帯域bw1および周波数帯域bw2が少なくとも一部で重ならないと判定されたとき、判定手段14は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する(ステップS17)。
On the other hand, when it is determined in step S13 that the distance D is not less than or equal to the sum (r 1 + r 2 ) of the radius r 1 and the radius r 2 , or in step S15, the frequency band bw1 and the frequency band bw2 are at least partially. When it is determined that they do not overlap, the
ステップS16またはステップS17の後、判定手段14は、全ての2次利用者について干渉の有無を判定したか否かを判定する(ステップS18)。 After step S16 or step S17, the determination means 14 determines whether or not there is any interference for all secondary users (step S18).
ステップS18において、全ての2次利用者について干渉の有無を判定していないと判定されたとき、判定手段14は、記憶手段12に記憶された表TBL−2から別の2次利用者の通信範囲の中心と半径r2とを検出する(ステップS19)。
When it is determined in step S18 that the presence / absence of interference has not been determined for all secondary users, the
その後、一連の動作は、ステップS13へ移行し、ステップS18において、全ての2次利用者について干渉の有無を判定したと判定されるまで、ステップS13〜ステップS19が繰り返し実行される。 Thereafter, the series of operations proceeds to step S13, and steps S13 to S19 are repeatedly executed until it is determined in step S18 that the presence or absence of interference has been determined for all secondary users.
そして、ステップS18において、全ての2次利用者について干渉の有無を判定したと判定されると、判定手段14は、全ての1次利用者について干渉の有無を判定したか否かを判定する(ステップS20)。
If it is determined in step S18 that the presence / absence of interference has been determined for all secondary users, the
ステップS20において、全ての1次利用者について干渉の有無を判定していないと判定されたとき、判定手段14は、記憶手段12に記憶された表TBL−1から別の1次利用者の通信範囲の中心と半径r1とを検出する(ステップS21)。
In step S20, when it is determined that the presence / absence of interference has not been determined for all primary users, the
その後、一連の動作は、ステップS13へ移行し、ステップS20において、全ての1次利用者について干渉の有無を判定したと判定されるまで、ステップS13〜ステップS21が繰り返し実行される。 Thereafter, the series of operations proceeds to step S13, and steps S13 to S21 are repeatedly executed until it is determined in step S20 that the presence or absence of interference has been determined for all primary users.
そして、ステップS20において、全ての1次利用者について干渉の有無を判定したと判定されると、判定手段14は、全ての1次利用者および2次利用者について干渉の有無の判定結果(表TBL−3)を作成し(ステップS22)、その作成した判定結果(表TBL−3)を調停手段15へ出力する。その後、一連の動作は、図13のステップS2へ移行する。
When it is determined in step S20 that the presence or absence of interference has been determined for all primary users, the
ステップS13において距離Dが半径r1と半径r2との和(r1+r2)以下でないと判定されたとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する(ステップS17参照)のは、距離Dが半径r1と半径r2との和(r1+r2)以下でない場合、1次利用者の周波数帯域bw1と2次利用者の周波数帯域bw2とが少なくとも一部で重なっていても重なっていなくても、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉しないからである。 When it is determined in step S13 that the distance D is not less than or equal to the sum (r 1 + r 2 ) of the radius r 1 and the radius r 2 , the wireless communication of the primary user and the wireless communication of the secondary user do not interfere with each other. When the distance D is not less than the sum (r 1 + r 2 ) of the radius r 1 and the radius r 2 (see step S17), the primary user's frequency band bw1 and the secondary user's frequency band bw2 are determined. This is because the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication do not interfere with each other even if they overlap at least partially.
なお、図14に示すフローチャートは、1次利用者と2次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提としない場合における図13のステップS1の詳細な動作を示すが、1次利用者と2次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提とする場合には、図14のステップS14およびステップS15は、実行されず、ステップS13において、距離Dが半径r1と半径r2との和(r1+r2)以下であると判定されたとき、一連の動作は、ステップS16へ移行する。 The flowchart shown in FIG. 14 shows the detailed operation of step S1 in FIG. 13 when it is not premised that the primary user and the secondary user share the same frequency band. When it is assumed that the user and the secondary user share the same frequency band, step S14 and step S15 in FIG. 14 are not executed, and in step S13, the distance D has the radius r 1. When it is determined that the value is equal to or less than the sum (r 1 + r 2 ) of the value and the radius r 2 , the series of operations proceeds to step S16.
図15は、図13に示すステップS2の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図15を参照して、図13のステップS1の後、通信調停装置1の調停手段15は、干渉の有無の判定結果(表TBL−3)を判定手段14から受け、その受けた判定結果(表TBL−3)に基づいて、互いに干渉する1次利用者と2次利用者とを検出する(ステップS31)。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the detailed operation of step S2 shown in FIG. Referring to FIG. 15, after step S <b> 1 in FIG. 13, arbitration means 15 of
そして、調停手段15は、その検出した互いに干渉する1次利用者と2次利用者について、記憶手段12に記憶された表TBL−1から1次利用者の通信範囲の中心を検出し、記憶手段12に記憶された表TBL−2から2次利用者の通信範囲の中心を検出する。その後、調停手段15は、その検出した1次利用者の通信範囲の中心と2次利用者の通信範囲の中心との距離Dを演算する(ステップS32)。
Then, the
引き続いて、調停手段15は、互いに干渉する1次利用者と2次利用者について、表TBL−1から1次利用者の通信範囲を表す半径r1を検出し、表TBL−2から2次利用者の通信範囲を表す半径r2を検出する(ステップS33)。 Subsequently, the arbitrating means 15 detects the radius r 1 representing the communication range of the primary user from the table TBL- 1 and detects the secondary r from the table TBL-2 for the primary user and the secondary user that interfere with each other. detecting the radius r 2 representing the communication range of the user (step S33).
その後、調停手段15は、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とを推定する(ステップS34)。より具体的には、調停手段15は、半径r1を有する円を1次利用者の通信範囲と推定し、半径r2を有する円を2次利用者の通信範囲と推定する。
Thereafter, the arbitrating
そして、調停手段15は、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とが交差するか否かを判定する(ステップS35)。より具体的には、調停手段15は、距離Dが半径r1と半径r2との和(r1+r2)以下であるとき、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とが交差すると判定し、距離Dが半径r1と半径r2との和(r1+r2)以下でないとき、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とが交差しないと判定する。
Then, the arbitrating
ステップS35において、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とが交差しないと判定されたとき、一連の動作は、別の調停時へ移行し(ステップS36)、別の調停時になると、ステップS31へ移行する。 In step S35, when it is determined that the communication range of the primary user and the communication range of the secondary user do not intersect with each other, the series of operations shifts to another arbitration time (step S36). Then, the process proceeds to step S31.
一方、ステップS35において、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とが交差すると判定されたとき、調停手段15は、距離Dが半径r1または半径r2よりも小さいか否かを判定する(ステップS37)。
On the other hand, in step S35, when the communication range of the primary user of the communication range and the secondary user is determined to intersect, the
ステップS37において、距離Dが半径r1または半径r2よりも小さいと判定されたとき、調停手段15は、2次利用者の無線通信を停止するように調停する(ステップS38)。その後、調停手段15は、利用可能な別の通信網が有るか否かを判定する(ステップS39)。
In step S37, when the distance D is determined to be smaller than the radius r 1 or radius r 2, the
ステップS39において、利用可能な別の通信網が無いと判定されたとき、一連の動作は、ステップS38へ移行する。一方、ステップS39において、利用可能な別の通信網が有ると判定されたとき、2次利用者を別の通信網へ接続するように調停する(ステップS40)。 When it is determined in step S39 that there is no other communication network that can be used, the series of operations proceeds to step S38. On the other hand, when it is determined in step S39 that there is another usable communication network, the second user is arbitrated to connect to another communication network (step S40).
一方、ステップS37において、距離Dが半径r1または半径r2よりも小さくないと判定されたとき(即ち、、距離Dが半径r1および半径r2よりも大きいと判定されたとき)、調停手段15は、一定期間における1次利用者の通信範囲の軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通るか否かを更に判定する(ステップS41)。 On the other hand, in step S37, the distance (when it is determined that the words ,, the distance D is greater than the radius r 1 and the radius r 2) D is the time that is judged not to be less than the radius r 1 or radius r 2, arbitration The means 15 further determines whether or not the trajectory of the primary user's communication range during a certain period passes through the center of the secondary user's communication range (step S41).
ステップS41において、1次利用者の通信範囲の軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通ると判定されたとき、調停手段15は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の電力を調整するように調停する(ステップS42)。
In step S41, when it is determined that the trajectory of the primary user's communication range passes through the center of the secondary user's communication range, the
一方、ステップS41において、1次利用者の通信範囲の軌跡が2次利用者の通信範囲の中心を通らないと判定されたとき、調停手段15は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の電波の指向性を調整するように調停する(ステップS43)。
On the other hand, when it is determined in step S41 that the trajectory of the primary user's communication range does not pass through the center of the secondary user's communication range, the
そして、ステップS42またはステップS43の後、調停手段15は、2次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能か否かを判定する(ステップS44)。より具体的には、調停手段15は、調停対象の2次利用者の位置情報と、他の2次利用者の位置情報とに基づいて、他の2次利用者が調停対象の2次利用者の周囲に存在する場合、2次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能であると判定し、他の2次利用者が調停対象の2次利用者の周囲に存在しない場合、2次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能でないと判定する。また、調停手段15は、Wi−Fi等のUnlicensed Bandまたは異なる共用周波数帯域が有る場合、2次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能であると判定し、Wi−Fi等のUnlicensed Bandまたは異なる共用周波数帯域が無い場合、2次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能でないと判定する。
Then, after step S42 or step S43, the arbitrating means 15 determines whether or not the secondary user can use multi-hop wireless communication (step S44). More specifically, the
ステップS44において、マルチホップによる無線通信を利用可能であると判定されたとき、調停手段15は、マルチホップによる無線通信を行うように調停する(ステップS45)。
When it is determined in step S44 that multi-hop wireless communication is available, the arbitrating
一方、ステップS44において、マルチホップによる無線通信を利用可能でないと判定されたとき、調停手段15は、利用可能な別の通信網が有るか否かを判定する(ステップS46)。
On the other hand, when it is determined in step S44 that multi-hop wireless communication is not available, the arbitrating
ステップS46において、利用可能な別の通信網が無いと判定されたとき、調停手段15は、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者が電力または指向性を調整して無線通信を行うように調停する(ステップS47)。
When it is determined in step S46 that there is no other communication network that can be used, the
一方、ステップS46において、利用可能な別の通信網が有ると判定されたとき、一連の動作は、ステップS40へ移行する。 On the other hand, when it is determined in step S46 that there is another available communication network, the series of operations proceeds to step S40.
そして、ステップS40、ステップS45およびステップS47のいずれかの後、調停結果を複数の端末装置2,6、複数のセンサ5および複数のロボット7へ送信した後、一連の動作は、図13の“終了”へ移行する。
Then, after any of step S40, step S45, and step S47, the arbitration result is transmitted to the plurality of
通信調停装置1が、上述した図13に示すフローチャート(図14および図15に示すフローカートを含む)に従って、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定と、その干渉の有無の判定結果に基づく調停とを実行することによって、1次利用者に干渉を与えない2次利用者の通信条件を判定でき、1次利用者に干渉を与えないように2次利用者の通信条件を調停できる。その結果、2次利用者が1次利用者に干渉を与えないように無線通信を行うことができる。また、共用周波数帯域が用いられる場合、2次利用者が1次利用者に干渉を与えないように共用周波数帯域を用いて無線通信を行うことができる。
The
図16は、1次利用者および2次利用者の他の通信範囲の別の形状を示す図である。上記においては、1次利用者および2次利用者の通信範囲は、円形形状を有すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、1次利用者および2次利用者の通信範囲は、楕円形状であってもよく(図16の(a)参照)、四角形および五角形等の多角形であってもよく(図16の(b),(c)参照)、一般的には、任意の形状であってもよい(図16の(d)参照)。 FIG. 16 is a diagram illustrating another shape of another communication range of the primary user and the secondary user. In the above description, the communication range of the primary user and the secondary user has been described as having a circular shape. However, in the embodiment of the present invention, the primary user and the secondary user are not limited thereto. The communication range may be elliptical (see (a) in FIG. 16), or may be a polygon such as a quadrangle and pentagon (see (b) and (c) in FIG. 16). May have any shape (see FIG. 16D).
図17は、1次利用者および2次利用者の通信範囲が任意の形状を有する場合における1次利用者および2次利用者の通信範囲を表す指標を説明するための図である。 FIG. 17 is a diagram for explaining an index representing the communication range of the primary user and the secondary user when the communication range of the primary user and the secondary user has an arbitrary shape.
図17を参照して、1次利用者の通信範囲CM_REG1および2次利用者の通信範囲CM_REG2は、任意の形状を有する。1次利用者の通信範囲CM_REG1は、中心O1を有し、2次利用者の通信範囲CM_REG2は、中心O2を有する。 Referring to FIG. 17, the primary user communication range CM_REG1 and the secondary user communication range CM_REG2 have arbitrary shapes. The primary user communication range CM_REG1 has a center O1, and the secondary user communication range CM_REG2 has a center O2.
そして、中心O1と中心O2とを結ぶ線分Lineの長さが距離Dとして求められる。また、線分Lineと平行であり、かつ、中心O1から中心O2へ向かう方向において中心O1から、1次利用者の通信範囲CM_REG1を規定する線までの距離d1を1次利用者の通信範囲CM_REG1を表す指標とする。 The length of the line segment Line connecting the center O1 and the center O2 is obtained as the distance D. Further, the distance d 1 from the center O1 to the line defining the primary user communication range CM_REG1 in the direction from the center O1 to the center O2 in the direction parallel to the line Line is defined as the primary user communication range. This is an index representing CM_REG1.
また、線分Lineと平行であり、かつ、中心O2から中心O1へ向かう方向において中心O2から、2次利用者の通信範囲CM_REG2を規定する線までの距離d2を2次利用者の通信範囲CM_REG2を表す指標とする。 Also, is parallel to the line segment Line, and, from the center O2 in the direction from the center O2 to the center O1, to the line that defines the communication range CM_REG2 secondary user distance d 2 to the secondary user communication range The index represents CM_REG2.
そして、指標d1,d2は、それぞれ、上述した半径r1,r2に代えて用いられ、図14に示すフローチャートにおいて、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定に用いられ、図15に示すフローチャートにおいて、2次利用者の通信条件の調停に用いられる。 The indices d 1 and d 2 are used in place of the radii r 1 and r 2 described above, respectively. In the flowchart shown in FIG. 14, the primary user wireless communication and the secondary user wireless communication are performed. It is used to determine the presence or absence of interference, and is used to mediate communication conditions for secondary users in the flowchart shown in FIG.
また、好ましくは、中心O1から1次利用者の通信範囲CM_REG1を規定する線までの最大距離d1_maxを1次利用者の通信範囲CM_REG1を表す指標とし、中心O2かr2次利用者の通信範囲CM_REG2を規定する線までの最大距離d2_maxを2次利用者の通信範囲CM_REG2を表す指標する。最大距離d1_max,d2_maxをそれぞれ1次利用者の通信範囲CM_REG1および2次利用者の通信範囲CM_REG2を表す指標として用いることによって、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無を正確に判定できる。なお、最大距離d1_max,d2_maxは、それぞれ、上述した半径r1,r2に代えて用いられ、図14に示すフローチャートにおいて、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定に用いられ、図15に示すフローチャートにおいて、2次利用者の通信条件の調停に用いられる。
Preferably, the maximum distance d1_max from the center O1 to the line defining the primary user communication range CM_REG1 is used as an index representing the primary user communication range CM_REG1, and the communication range of the center O2 or rsecondary user is used. the maximum distance d 2_Max to the line defining the CM_REG2 to index representing the communication range CM_REG2 secondary user. Maximum distance d 1_max, by using as an index representing the communication range CM_REG1 and secondary use of the communication range CM_REG2 each primary user of d 2_max, the wireless communication of the primary user of the wireless communication and the secondary user The presence or absence of interference can be accurately determined. Note that the
なお、1次利用者の通信範囲CM_REG1および2次利用者の通信範囲CM_REG2は、相互に同じ形状を有していてもよく、相互に異なる形状を有していてもよい。 Note that the primary user communication range CM_REG1 and the secondary user communication range CM_REG2 may have the same shape or may have different shapes.
この発明の実施の形態においては、通信調停装置1の動作は、ソフトウェアによって実行されてもよい。この場合、通信調停装置1は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を備える。
In the embodiment of the present invention, the operation of the
ROMは、図13(図14に示すフローチャートおよび図15に示すフローチャートを含む)に示すフローチャートからなるプログラムProg_Aを格納する。そして、CPUは、プログラムProg_AをROMから読み出し、その読み出したプログラムProg_Aを実行して1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定と、その干渉の有無の判定結果に基づく2次利用者の通信条件の調停とを実行する。RAMは、半径r1,r2(指標d1,d2)、受信電力RSSIiおよび距離D等を一時的に記憶する。 The ROM stores a program Prog_A having the flowchart shown in FIG. 13 (including the flowchart shown in FIG. 14 and the flowchart shown in FIG. 15). Then, the CPU reads the program Prog_A from the ROM, executes the read program Prog_A, determines whether or not there is interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication, and whether or not the interference exists. The arbitration of the communication condition of the secondary user based on the determination result is executed. The RAM temporarily stores radii r 1 and r 2 (indexes d 1 and d 2 ), received power RSSI i, distance D, and the like.
また、プログラムProg_Aは、CD,DVD等の記録媒体に記録されて流通してもよい。この場合、CPUは、装着された記録媒体からプログラムProg_Aを読み出して実行し、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無の判定と、その干渉の有無の判定結果に基づく2次利用者の通信条件の調停とを行う。従って、プログラムProg_Aを記録したCD,DVD等の記録媒体は、コンピュータ(CPU)が読み取り可能な記録媒体である。 The program Prog_A may be recorded and distributed on a recording medium such as a CD or DVD. In this case, the CPU reads and executes the program Prog_A from the mounted recording medium, determines whether there is interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication, and determines whether there is interference. Based on the result, the communication condition of the secondary user is adjusted. Therefore, a recording medium such as a CD or a DVD in which the program Prog_A is recorded is a recording medium that can be read by a computer (CPU).
図18は、この発明の実施の形態によるデータ構造を示す概略図である。図18を参照して、この発明の実施の形態によるデータ構造D−STRは、1次利用者IDと、1次利用者の送信電力と、2次利用者IDと、2次利用者の位置情報と、2次利用者の受信電力と、2次利用者のアンテナ利得と、2次利用者の送信電力とを含む。 FIG. 18 is a schematic diagram showing a data structure according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 18, the data structure D-STR according to the embodiment of the present invention includes a primary user ID, a primary user transmission power, a secondary user ID, and a secondary user position. Information, secondary user's reception power, secondary user's antenna gain, and secondary user's transmission power are included.
1次利用者IDおよび1次利用者の送信電力は、相互に対応付けられる。2次利用者ID、2次利用者の位置情報、2次利用者の受信電力、2次利用者のアンテナ利得および2次利用者の送信電力は、相互に対応付けられる。 The primary user ID and the transmission power of the primary user are associated with each other. The secondary user ID, secondary user location information, secondary user received power, secondary user antenna gain, and secondary user transmission power are associated with each other.
1次利用者IDは、P(Pは正の整数)個の識別情報ID1_1〜ID1_Pからなり、1次利用者の送信電力は、P個の送信電力PT1_1〜PT1_Pからなる。 The primary user ID is P (P is a positive integer) a number of decision information ID1_1~ID1_P, transmission power of the primary user, consists of P number of transmission power P T 1_1~P T 1_P.
2次利用者IDは、Q(Qは正の整数)個の識別情報ID2_1〜ID2_Qからなり、2次利用者の位置情報は、Q個の位置情報Ps2_1〜Ps2_Qからなり、2次利用者の受信電力は、Q個の受信電力PR2_1〜PR2_Qからなり、2次利用者のアンテナ利得は、Q個のアンテナ利得g2_1〜g2_Qからなり、2次利用者の送信電力は、Q個の送信電力PT2_1〜PT2_Qからなる。
The secondary user ID is composed of Q (Q is a positive integer) pieces of identification information ID2_1 to ID2_Q, and the secondary user's location information is composed of Q pieces of location information Ps2_1 to Ps2_Q. received power is made the Q of the received power P R 2_1~P R 2_Q, antenna gain of the secondary user is made the Q of the
通信調停装置1の作成手段13は、上述した表TBL−1,TBL−2に基づいてデータ構造D−STRを作成し、その作成したデータ構造D−STRを記憶手段12に記憶する。
The
判定手段14は、データ構造D−STRに基づいて、上述した方法によって1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉の有無を判定し、相互に干渉すると判定されたp(pは、1≦p≦Pを満たす整数)個の1次利用者およびq(qは、1≦q≦Qを満たす整数)個の2次利用者を検出する。
Based on the data structure D-STR, the
そして、1次利用者と干渉すると判定された2次利用者のq個の位置情報Ps2_1〜Ps2_qおよびq個の受信電力PR2_1〜PR2_qは、判定手段14が受信電力PR2_1〜PR2_qを重みとしたq個の位置情報Ps2_1〜Ps2_qの加重平均(式(1)参照)からなる1次利用者の位置を演算するのに用いられる。ここで、1次利用者の位置を演算する判定手段14は、「演算手段」を構成する。
The primary user and interfere with the determined q-number of position of the secondary user information Ps2_1~Ps2_q and the q reception power P R 2_1~P R 2_q, the
また、q個の位置情報Ps2_1〜Ps2_qおよび1次利用者の位置は、判定手段14が1次利用者の通信範囲の中心とq個の2次利用者のq個の通信範囲の中心との距離D1〜Dqを演算するのに用いられる。ここで、1次利用者の通信範囲の中心は、式(1)によって演算された1次利用者の位置からなり、q個の2次利用者のq個の通信範囲の中心は、それぞれq個の位置情報Ps2_1〜Ps2_qからなる。また、距離D1〜Dqを演算する判定手段14は、「演算手段」を構成する。 Further, the q pieces of position information Ps2_1 to Ps2_q and the position of the primary user are determined by the determination means 14 between the center of the communication range of the primary user and the center of the q communication ranges of the q secondary users. Used to calculate the distances D1 to Dq. Here, the center of the communication range of the primary user is composed of the position of the primary user calculated by the equation (1), and the centers of the q communication ranges of the q secondary users are respectively q Each piece of position information Ps2_1 to Ps2_q. The determination means 14 for calculating the distances D1 to Dq constitutes “calculation means”.
更に、2次利用者と干渉すると判定されたp個の1次利用者のp個の送信電力PT1_1〜PT1_p、および1次利用者と干渉すると判定されたq個の2次利用者のq個の受信電力PR2_1〜PR2_qは、判定手段14がp個の1次利用者のp個の通信範囲(半径r1_1〜r1_p(=指標d1_1〜d1_p))を演算するのに用いられる。ここで、p個の通信範囲(半径r1_1〜r1_p(=指標d1_1〜d1_p))を演算する判定手段14は、「演算手段」を構成する。
Furthermore, the secondary user and interfere with the determined p number of primary users of p pieces of transmission power P T 1_1~P T 1_p, and the primary user and interfere with the determined q-number of secondary use q number of the received power P R 2_1~P R 2_q the user, the determination unit 14 p number of communication range of p number of primary users (radius r 1_1 ~r 1_p (= index d 1_1 ~d 1_p)) Is used to calculate Here, the
更に、1次利用者と干渉すると判定されたq個の2次利用者のq個のアンテナ利得g2_1〜g2_qおよびq個の送信電力PT2_1〜PT2_qは、判定手段14が式(3)を用いてq個の2次利用者のq個の通信範囲(指標d2−1〜d2−q)を演算するのに用いられる。ここで、q個の通信範囲(指標d2−1〜d2−q)を演算する判定手段14は、「演算手段」を構成する。
Furthermore, the primary user and interfere with the determined q-number of secondary users of
更に、距離D1〜Dq、p個の通信範囲(半径r1_1〜r1_p(=指標d1_1〜d1_p))およびq個の通信範囲(指標d2−1〜d2−q)は、判定手段14が、距離(D1〜Dqのいずれか)が相互に干渉するp個の通信範囲(半径r1_1〜r1_p(=指標d1_1〜d1_p))のいずれかとq個の通信範囲(指標d2−1〜d2−q)のいずれかとの和以下であるか否かを判定する第1の判定処理を実行するのに用いられる。
Furthermore, the distance D1~Dq, p-number of communication range (radius r 1_1 ~r 1_p (= index d 1_1 ~d 1_p)) and the q communication range (index d 2-1 ~d 2-q) is determined The
そして、判定手段14は、第1の判定処理において、相互に干渉するp個の通信範囲(半径r1_1〜r1_p(=指標d1_1〜d1_p))のいずれかとq個の通信範囲(指標d2−1〜d2−q)のいずれかとの和以下であると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。
Then, in the first determination process, the
好ましくは、p個の通信範囲およびq個の通信範囲の各々は、円形形状の半径(r1_1〜r1_pのいずれか)からなる。 Preferably, each of the p communication ranges and the q communication ranges includes a circular radius (any one of r 1 — 1 to r 1 — p ).
好ましくは、距離D1〜Dq、p個の通信範囲(半径r1_1〜r1_p(=指標d1_1〜d1_p))およびq個の通信範囲(指標d2−1〜d2−q)は、調停手段15が、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の通信条件を調停するのに用いられる。 Preferably, the distance D1~Dq, p-number of communication range (radius r 1_1 ~r 1_p (= index d 1_1 ~d 1_p)) and the q communication range (index d 2-1 ~d 2-q) is Arbitration means 15 is used to arbitrate the communication conditions of the secondary user so as to avoid interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication.
好ましくは、データ構造D−STRは、p個の1次利用者から送信された電波のp個の周波数帯域と、q個の2次利用者から送信された電波のq個の周波数帯域とを更に含む。そして、p個の周波数帯域およびq個の周波数帯域は、判定手段14が、p個の周波数帯域のいずれかとq個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なるか否かを判定する第2の判定処理を実行するのに用いられる。
Preferably, the data structure D-STR includes p frequency bands of radio waves transmitted from p primary users and q frequency bands of radio waves transmitted from q secondary users. In addition. Then, in the p frequency bands and the q frequency bands, the
そして、判定手段14は、第1の判定処理において距離(D1〜Dqのいずれか)が相互に干渉するp個の通信範囲(半径r1_1〜r1_p(=指標d1_1〜d1_p))のいずれかとq個の通信範囲(指標d2−1〜d2−q)のいずれかとの和以下であると判定し、かつ、第2の判定処理においてp個の周波数帯域のいずれかとq個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。 The determination means 14, (either D1~Dq) distance in the first determination process is mutually interfering p number of communication range (radius r 1_1 ~r 1_p (= index d 1_1 ~d 1_p)) It is determined that it is equal to or less than the sum of any one of the q communication ranges (indexes d 2-1 to d 2-q ), and any one of the p frequency bands and q pieces are included in the second determination process. When it is determined that at least a part of one of the frequency bands overlaps, it is determined that the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere with each other.
上述した実施の形態によれば、この発明の実施の形態による通信調停装置は、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とに基づいて、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する判定手段と、判定手段が2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の無線通信の通信条件を調停する調停手段とを備えていればよい。 According to the above-described embodiment, the communication arbitration device according to the embodiment of the present invention is configured so that the wireless communication of the secondary user is 1 based on the communication range of the primary user and the communication range of the secondary user. Determining means for determining whether or not to interfere with the wireless communication of the next user; and when the determining means determines that the wireless communication of the secondary user interferes with the wireless communication of the primary user, the wireless of the primary user Arbitration means for arbitrating communication conditions of the secondary user's wireless communication may be provided so as to avoid interference between the communication and the secondary user's wireless communication.
判定手段および調停手段を備えていれば、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避して2次利用者が無線通信を行うことができるからである。 This is because if the determination unit and the arbitration unit are provided, the secondary user can perform wireless communication while avoiding interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication.
また、この発明の実施の形態によるプログラムは、判定手段が、1次利用者の通信範囲と2次利用者の通信範囲とに基づいて、2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する第1のステップと、調停手段が、判定手段が2次利用者の無線通信が1次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避するように2次利用者の無線通信の通信条件を調停する第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであればよい。 Further, in the program according to the embodiment of the present invention, the determination means determines that the secondary user wireless communication is based on the primary user wireless communication based on the primary user communication range and the secondary user communication range. The first step of determining whether or not to interfere with communication, and the arbitrating means, when the determining means determines that the secondary user's wireless communication interferes with the primary user's wireless communication, the primary user's What is necessary is just a program for making a computer perform the 2nd step which mediates the communication condition of secondary user's radio | wireless communication so that interference with radio | wireless communication and radio | wireless communication of a secondary user may be avoided.
第1および第2のステップをコンピュータに実行させれば、1次利用者の無線通信と2次利用者の無線通信との干渉を回避して2次利用者が無線通信を行うことができるからである。 If the computer executes the first and second steps, the secondary user can perform wireless communication while avoiding interference between the primary user's wireless communication and the secondary user's wireless communication. It is.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、通信調停装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体およびデータ構造に適用される。 The present invention is applied to a communication arbitration device, a program for causing a computer to execute, a computer-readable recording medium storing the program, and a data structure.
1 通信調停装置、2,6 端末装置、3,4 基地局、5 センサ、7 ロボット、8 有線ケーブル、10 無線通信システム、11 受信手段、12 記憶手段、13 作成手段、14 判定手段、15 調停手段、16 送信手段。
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記判定手段が前記2次利用者の無線通信が前記1次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、前記1次利用者の無線通信と前記2次利用者の無線通信との干渉を回避するように前記2次利用者の無線通信の通信条件を調停する調停手段とを備える通信調停装置。 A determination unit for determining whether the wireless communication of the secondary user interferes with the wireless communication of the primary user based on the communication range of the primary user and the communication range of the secondary user;
When the determination means determines that the wireless communication of the secondary user interferes with the wireless communication of the primary user, the interference between the wireless communication of the primary user and the wireless communication of the secondary user is avoided. A communication arbitration device comprising arbitration means for arbitrating communication conditions for wireless communication of the secondary user.
前記判定手段は、前記第3の距離が、前記第1の距離と前記第2の距離との和以下であるか否かを判定する第1の判定処理を行い、前記第1の判定処理において、前記第3の距離が、前記第1の距離と前記第2の距離との和以下であると判定したとき、前記2次利用者の無線通信が前記1次利用者の無線通信と干渉すると判定する、請求項1に記載の通信調停装置。 It is parallel to a straight line connecting the center of the communication range of the primary user and the center of the communication range of the secondary user, and from the center of the communication range of the primary user, A distance from a center of the communication range of the primary user to a line defining the communication range of the primary user in a direction toward the center of the communication range is a first distance, and is parallel to the straight line; and From the center of the secondary user communication range to the line defining the communication range of the secondary user in the direction from the center of the communication range of the secondary user toward the center of the communication range of the primary user. When the distance is the second distance and the distance between the center of the primary user communication range and the center of the secondary user communication range is the third distance,
The determination means performs a first determination process for determining whether or not the third distance is equal to or less than a sum of the first distance and the second distance. In the first determination process, And when the third distance is less than or equal to the sum of the first distance and the second distance, the secondary user's wireless communication interferes with the primary user's wireless communication. The communication arbitration apparatus according to claim 1, wherein the determination is performed.
前記調停手段は、前記第3の距離が、前記第1の距離と前記第2の距離との和以下であるか否かを判定し、その判定結果に応じて、前記2次利用者の無線通信の停止、前記2次利用者の無線通信における送信電力の調整および前記2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって前記2次利用者の無線通信の通信条件を調停する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の通信調停装置。 It is parallel to a straight line connecting the center of the communication range of the primary user and the center of the communication range of the secondary user, and from the center of the communication range of the primary user, A distance from a center of the communication range of the primary user to a line defining the communication range of the primary user in a direction toward the center of the communication range is a first distance, and is parallel to the straight line; and From the center of the secondary user communication range to the line defining the communication range of the secondary user in the direction from the center of the communication range of the secondary user toward the center of the communication range of the primary user. When the distance is the second distance and the distance between the center of the primary user communication range and the center of the secondary user communication range is the third distance,
The arbitration unit determines whether or not the third distance is equal to or less than a sum of the first distance and the second distance, and according to the determination result, the second user's radio Arbitrate the communication conditions of the secondary user's wireless communication by either stopping the communication, adjusting the transmission power of the secondary user's wireless communication, or adjusting the directivity of the radio wave of the secondary user's wireless communication. The communication arbitration apparatus according to any one of claims 1 to 4.
調停手段が、前記判定手段が前記2次利用者の無線通信が前記1次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、前記1次利用者の無線通信と前記2次利用者の無線通信との干渉を回避するように前記2次利用者の無線通信の通信条件を調停する第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。 Based on the communication range of the primary user and the communication range of the secondary user, the determination unit determines whether the secondary user's wireless communication interferes with the primary user's wireless communication. A first step;
When the arbitrating means determines that the wireless communication of the secondary user interferes with the wireless communication of the primary user when the determining means determines that the wireless communication of the primary user and the wireless communication of the secondary user are A program for causing a computer to execute a second step of mediating communication conditions of wireless communication of the secondary user so as to avoid interference.
前記判定手段は、前記第1のステップにおいて、前記第3の距離が、前記第1の距離と前記第2の距離との和以下であるか否かを判定する第1の判定処理を行い、前記第1の判定処理において、前記第3の距離が、前記第1の距離と前記第2の距離との和以下であると判定したとき、前記2次利用者の無線通信が前記1次利用者の無線通信と干渉すると判定する、請求項9に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 It is parallel to a straight line connecting the center of the communication range of the primary user and the center of the communication range of the secondary user, and from the center of the communication range of the primary user, A distance from a center of the communication range of the primary user to a line defining the communication range of the primary user in a direction toward the center of the communication range is a first distance, and is parallel to the straight line; and From the center of the secondary user communication range to the line defining the communication range of the secondary user in the direction from the center of the communication range of the secondary user toward the center of the communication range of the primary user. When the distance is the second distance and the distance between the center of the primary user communication range and the center of the secondary user communication range is the third distance,
In the first step, the determination unit performs a first determination process for determining whether the third distance is equal to or less than a sum of the first distance and the second distance; In the first determination process, when it is determined that the third distance is less than or equal to the sum of the first distance and the second distance, the wireless communication of the secondary user is the primary use. The program for making the computer of Claim 9 determine that it interferes with a person's radio | wireless communication.
前記調停手段は、前記第2のステップにおいて、前記第3の距離が、前記第1の距離と前記第2の距離との和以下であるか否かを判定し、その判定結果に応じて、前記2次利用者の無線通信の停止、前記2次利用者の無線通信における送信電力の調整および前記2次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって前記2次利用者の無線通信の通信条件を調停する、請求項9から請求項12のいずれか1項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 It is parallel to a straight line connecting the center of the communication range of the primary user and the center of the communication range of the secondary user, and from the center of the communication range of the primary user, A distance from a center of the communication range of the primary user to a line defining the communication range of the primary user in a direction toward the center of the communication range is a first distance, and is parallel to the straight line; and From the center of the secondary user communication range to the line defining the communication range of the secondary user in the direction from the center of the communication range of the secondary user toward the center of the communication range of the primary user. When the distance is the second distance and the distance between the center of the primary user communication range and the center of the secondary user communication range is the third distance,
In the second step, the arbitration unit determines whether the third distance is equal to or less than a sum of the first distance and the second distance, and according to the determination result, The secondary user's wireless communication is stopped, the secondary user's wireless communication is adjusted for transmission power, or the secondary user's wireless communication is adjusted for radio wave directivity. The program for making a computer run in any one of Claims 9-12 which mediates the communication conditions of radio | wireless communication.
前記q個の位置情報および前記q個の受信電力は、演算手段が前記受信電力を重みとした前記q個の位置情報の加重平均からなる前記1次利用者の位置を演算するのに用いられ、
前記q個の位置情報および前記1次利用者の位置は、前記演算手段が前記1次利用者の通信範囲の中心と前記q個の2次利用者のq個の通信範囲の中心との距離を演算するのに用いられ、
前記p個の送信電力および前記q個の受信電力は、前記演算手段が前記p個の1次利用者のp個の通信範囲を演算するのに用いられ、
前記q個のアンテナ利得および前記q個の送信電力は、前記演算手段が前記q個の2次利用者のq個の通信範囲を演算するのに用いられ、
前記距離、前記p個の通信範囲および前記q個の通信範囲は、判定手段が、前記距離が相互に干渉する前記p個の通信範囲のいずれかと前記q個の通信範囲のいずれかとの和以下であるか否かを判定する第1の判定処理を実行するのに用いられ、
前記判定手段は、前記第1の判定処理において前記距離が相互に干渉する前記p個の通信範囲のいずれかと前記q個の通信範囲のいずれかとの和以下であると判定したとき、前記1次利用者の無線通信と前記2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する、データ構造。 p transmission powers of p primary users (p is a positive integer), q location information of q (q is a positive integer) secondary users, and the q secondarys Data structure including q received power of radio waves detected by a user, q antenna gains of the q secondary users, and q transmission powers of the q secondary users Because
The q pieces of position information and the q pieces of received power are used by the calculating means to calculate the position of the primary user comprising a weighted average of the q pieces of position information with the received power as a weight. ,
The q pieces of position information and the position of the primary user are calculated by calculating the distance between the center of the communication range of the primary user and the center of the q communication ranges of the q secondary users. Is used to calculate
The p transmission powers and the q reception powers are used by the calculating means to calculate p communication ranges of the p primary users,
The q antenna gains and the q transmission powers are used by the calculating means to calculate q communication ranges of the q secondary users,
The distance, the p communication ranges, and the q communication ranges are equal to or less than a sum of any one of the p communication ranges and the q communication ranges in which the distances interfere with each other. Is used to execute a first determination process for determining whether or not
When the determination unit determines in the first determination process that the distance is less than or equal to the sum of any of the p communication ranges and the q communication ranges that interfere with each other, the primary A data structure for determining that a user's wireless communication and the secondary user's wireless communication interfere with each other.
前記p個の周波数帯域および前記q個の周波数帯域は、前記判定手段が、前記p個の周波数帯域のいずれかと前記q個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なるか否かを判定する第2の判定処理を更に実行するのに用いられ、
前記判定手段は、前記第1の判定処理において前記距離が相互に干渉する前記p個の通信範囲のいずれかと前記q個の通信範囲のいずれかとの和以下であると判定し、かつ、前記第2の判定処理において前記p個の周波数帯域のいずれかと前記q個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なると判定したとき、前記1次利用者の無線通信と前記2次利用者の無線通信とが干渉すると判定する、請求項18から請求項20のいずれか1項に記載のデータ構造。 The data structure further includes p frequency bands of radio waves transmitted from the p primary users and q frequency bands of radio waves transmitted from the q secondary users. ,
For the p frequency bands and the q frequency bands, the determination unit determines whether at least a part of any of the p frequency bands overlaps with any of the q frequency bands. Used to further execute the second determination process,
The determination unit determines that the distance is less than or equal to a sum of any of the p communication ranges and the q communication ranges that interfere with each other in the first determination process; and When it is determined in the determination process 2 that at least a part of any one of the p frequency bands and any of the q frequency bands overlaps, the wireless communication of the primary user and the wireless of the secondary user The data structure according to any one of claims 18 to 20, wherein the data structure is determined to interfere with communication.
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