JP5610346B2 - Ｔｖｗｓチャネルの割り当てシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の無線通信デバイス並びに基地局とを有する無線通信ネットワークにＴＶＷＳ（TV White Space）のチャネルを割り当てるＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム及び方法に関する。

アナログテレビからデジタルテレビへの移行に伴い、ある程度の周波数が開放されてそれらの周波数帯域が移動通信に使用されるようになっている。特に、新しい通信サービスや様々なアプリケーションが次々に実用化されている昨今において、この無線帯域の割り当ては細分化され、複雑なものとなっている。このようにして割り当てられた各通信サービスが無線帯域において混在している中で、更に新たな通信サービスをこの無線帯域に割り当てるのは徐々に困難になりつつある。

このため、近年においてTV White Space（ＴＶＷＳ）を利用した無線通信ネットワークの標準化が進められており、ＩＥＥＥ８０２標準がＴＶＷＳにおいて共存するための手法の標準化も進められている（例えば、非特許文献１参照。）。このため、これら異なるＩＥＥＥ８０２標準の通信システムを同じ周波数帯においていかに共存させるかが特に重要になり、特に最近における無線通信機会の飛躍的な増大に伴い、その重要性はより増している。

このようなＴＶＷＳを利用した無線通信を具現化する上で、特にコグニティブ（Cognitive）無線通信技術が近年において注目されている。コグニティブ無線通信とは、限定された周波数リソースを再活用してより効率的に周波数リソースを使用する技術である。即ち、コグニティブ無線通信によれば、セカンダリネットワークに属するデバイスは、プライマリネットワークにおいて使用されていない周波数リソースを周期的または非周期的にセンシングして使用可能な周波数リソースを認知し、認知された使用可能な周波数リソースを利用してデータを送受信するものである。

コグニティブ無線では、もともとある通信帯域を使用する優先ネットワーク（プライマリネットワーク）と、プライマリネットワークが使用していない周波数帯域や時間などを監視して、この情報をもとに通信を行うコグニティブシステム(セカンダリネットワーク)が存在する。基本的にはプライマリネットワークは、優先的に与えられた通信帯域を常に使用することが可能であり、例えばテレビシステム等がある。セカンダリネットワークは、プライマリネットワークに干渉を与えることなく、自システム内に属するデバイスによる通信を行う。セカンダリネットワークは、上述したプライマリネットワークとしてのテレビシステムに割り当てられている周波数を使用することが前提となる。この中でも、特にこのセカンダリネットワークでは、自身が判断して周波数を利用して通信を行うデバイスがあり、例えば自らの位置情報と、当該位置において利用可能なプライマリネットワークの周波数に関する情報を取得することができるデバイスがある。また、このセカンダリネットワークでは、このような位置情報やプライマリネットワークの周波数情報を取得することができない場合には、他のデバイスによる制御の下で通信を行うものもある。

コグニティブ無線通信では、以下の手順により通信を行う。先ず、セカンダリネットワークは、プライマリネットワークが無線通信を行っていない時間や、利用していない周波数帯域を検出する。次に、セカンダリネットワークは、自システムに属するデバイスによる通信によりプライマリネットワークの各デバイスが通信を行う上で干渉を与えないか否かを確認し、問題ないと判断した場合には、上記検出した周波数帯域又は時間により無線通信を行う。

ちなみに、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において定められるものである。このＩＥＥＥ８０２．１１規格は、２．４／５ＧＨｚ帯域におけるＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）システムに関するものであるが、ＴＶＷＳに関しては特に研究が進展していない状況にあった。

FCC, "Second report and order and memorandum opinion and order," no. FCC 08-260, Nov. 2008.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ＷＬＡＮ等のような通信規格に基づいて、ＴＶＷＳチャネルを割り当てる上で好適なＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム及び方法に関するものである。

本発明に係るＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムは、上述した課題を解決するために、ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、複数の無線通信デバイス、並びに上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された基地局とを有する無線通信ネットワークとを備え、上記基地局は、実装された上記通信イネーブラーにより、無線通信デバイスから送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、上記ＴＶＷＳデータベースは、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを上記基地局へ送信し、上記基地局は、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御することを特徴とする。

本発明に係るＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムは、上述した課題を解決するために、ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、複数の無線通信デバイス、並びに通信イネーブラーが未実装の基地局とを有する無線通信ネットワークと、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された中継デバイスを備え、上記基地局は、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を、上記中継デバイスに送信し、上記中継デバイスに実装された上記通信イネーブラーにより、上記基地局から送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、当該ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、上記ＴＶＷＳデータベースは、その通知された位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出してこれを上記中継デバイスを介して上記基地局へ送信し、上記基地局は、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御することを特徴とする。

本発明に係るＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムは、上述した課題を解決するために、ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、複数の第１の無線通信デバイス、並びに上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された第１の基地局とを有する第１の無線通信ネットワークと、複数の第２の無線通信デバイス、並びに通信イネーブラーが未実装の第２の基地局とを有する第２の無線通信ネットワークとを備え、上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局は、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を、上記第１の基地局へ送信し、上記第１の基地局は、実装した上記通信イネーブラーにより、上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局から送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、当該ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、上記ＴＶＷＳデータベースは、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを上記第１の基地局へ送信し、上記チャネル空き情報を受信した上記第１の基地局は、ＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択して上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局へ送信し、上記他のＴＶＷＳのチャネルが送信された上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局は、これに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御することを特徴とする。

本発明に係るＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、上述した課題を解決するために、複数の無線通信デバイス並びに基地局とを有する無線通信ネットワークにＴＶＷＳ（TV White Space）のチャネルを割り当てるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を予めＴＶＷＳデータベースに記録し、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された基地局により、その実装された上記通信イネーブラーにより、無線通信デバイスから送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、 上記ＴＶＷＳデータベースにより、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを上記基地局へ送信し、上記基地局により、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御することを特徴とする。

本発明に係るＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、上述した課題を解決するために、複数の無線通信デバイス並びに基地局とを有する無線通信ネットワークにＴＶＷＳ（TV White Space）のチャネルを割り当てるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を予めＴＶＷＳデータベースに記録し、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが未実装の上記基地局により、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された中継デバイスへ送信し、上記中継デバイスに実装された上記通信イネーブラーにより、上記基地局から送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、当該ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、上記ＴＶＷＳデータベースにより、その通知された位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出してこれを上記中継デバイスを介して上記基地局へ送信し、上記基地局により、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御することを特徴とする。

本発明に係るＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、上述した課題を解決するために、複数の第１の無線通信デバイス、並びに第１の基地局とを有する第１の無線通信ネットワークと、複数の第２の無線通信デバイス並びに第２の基地局とを有する第２の無線通信ネットワークにＴＶＷＳ（TV White Space）のチャネルを割り当てるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を予めＴＶＷＳデータベースに記録し、上記第２の無線通信デバイス又は上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが未実装の第２の基地局により、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された第１の基地局へ送信し、上記第１の基地局は、実装した上記通信イネーブラーにより、上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局から送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、当該ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、 上記ＴＶＷＳデータベースにより、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを上記第１の基地局へ送信し、上記チャネル空き情報を受信した上記第１の基地局により、ＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択して上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局へ送信し、上記他のＴＶＷＳのチャネルが送信された上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局により、これに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御することを特徴とする。

本発明では、ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を予めＴＶＷＳデータベースに記録し、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された基地局により、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求をＴＶＷＳデータベースへ通知し、ＴＶＷＳデータベースにより、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを基地局へ送信し、基地局によりチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御する。

このため、本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の、２．４／５ＧＨｚ帯域におけるＷＬＡＮシステム等において、ＴＶＷＳチャネルを容易に、しかも効率的に割り当てることが可能となる。

本発明を適用したＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムの第１の構成図である。 ＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムの第１の構成のフローチャートである。 本発明を適用したＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムの第２の構成図である。 ＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムの第２の構成のフローチャートである。 本発明を適用したＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムの第３の構成図である。 ＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムの第３の構成のフローチャートである。 本発明を適用したＴＶＷＳチャネルの割り当てシステムの第４の構成図である。

以下、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。

図１は、本発明を適用したＴＶＷＳ（TV White Space）チャネルの割り当てシステム１の構成例を示している。このＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１は、ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベース２と、複数の無線通信デバイス３１、並びにＴＶＷＳデータベース２との間で通信可能な図示しない通信イネーブラーが実装された基地局３２とを有する無線通信ネットワーク３と、公衆通信網２５とを備えている。

この無線通信ネットワーク３は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準等によるＴＶＷＳを利用した無線ＬＡＮ規格に基づくものである。即ち、このＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１は、例えばＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）や、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）等をはじめとした無線通信ネットワーク３内にある各無線通信デバイス３１が、現時点において使用していないＴＶ帯域を選択的に利用することにより、当該ネットワーク内において無線通信を行うためものである。

無線通信デバイス３１は、例えばパーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）や、携帯電話等を初めとした各種携帯情報端末等で構成される。無線通信デバイス３１は、少なくともＷＰＡＮやＷＬＡＮ等の規格に基づき、無線通信ネットワーク３内において時分割で互いにアドホックな無線通信を直接的に行うこともでき、また基地局３２を介して間接的な無線通信を互いに行うことも可能となる。

基地局３２は、無線通信ネットワーク３内において存在する無線通信デバイス３１による無線アクセスポイントの役割を果たし、また公衆通信網２５間とのインターフェースの役割を担うものである。無線通信デバイス３１は、ゲートウェイルータとしてのこの基地局３２を介して公衆通信網２５との間でデータ通信を行うことが可能となる。また、この基地局３２には、図示しない通信イネーブラーが実装されている。この図示しない通信イネーブラーは、複数の無線通信デバイス３１と、ＴＶＷＳデータベース２との間で公衆通信網２５を介した通信を実現する上での翻訳手段としての役割を担う。図示しない通信イネーブラーは、無線通信デバイス３１と、ＴＶＷＳデータベース２との間における通信を中継する。

ちなみに、この図示しない通信イネーブラーは、無線通信デバイス３１から、ＰＡＦ（Public Action frame）、ＰＤＰＡＦ（Protected Dual of Public Action frame）、ＲＬＱＰ等の信号を受信した場合にイネーブル処理を開始するようにしてもよい。この図示しない通信イネーブラーが実際にイネーブル処理を行う際には、このイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつ実行する。

また公衆通信網２５は、ＴＶＷＳデータベース２と基地局３２とを電話回線を介して接続されるインターネット網を始め、ＴＡ／モデムと接続されるＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）／Ｂ（broadband）−ＩＳＤＮ等のように、情報の双方向送受信を可能としたネットワーク等である。

また、ＴＶＷＳデータベース２は、ＴＶＷＳの各チャネルにおける空き情報が記録されたデータベースである。即ち、例えばテレビシステムが現在使用している周波数チャネルの状況が分かれば、現時点において空いているチャネルに関する情報（以下、チャネル空き情報という。）も同時に知ることができる。ＴＶＷＳデータベース２には、かかるチャネル空き情報が、時間毎及び位置毎に記録される。このようなＴＶＷＳ２にアクセスすることにより、現時点においてどのＴＶＷＳのチャネルを、どの位置においていかなる時間において使用することが可能であるかを判別することができる。

上述の如き構成からなるＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１は、いわゆるコグニティブ無線通信システムを構成するものである。即ち、上述の例で言えば無線通信ネットワーク３がセカンダリネットワークであり、テレビシステムがプライマリネットワークであるとした場合に、かかるプライマリネットワークにおいて使用されていない周波数リソースを周期的または非周期的にセンシングしてこれをＴＶＷＳデータベース２へ記録する。そして、セカンダリネットワークからの要求を受けて、使用可能な周波数リソースを認知し、認知された使用可能な周波数リソースを利用して当該セカンダリネットワーク内で無線通信を行うものである。セカンダリネットワークは、プライマリネットワークに干渉を与えることなく、自システム内に属するデバイスによる通信を行う。セカンダリネットワークは、上述したプライマリネットワークとしてのテレビシステムに割り当てられている周波数を使用することが前提となる。

次に、本発明を適用したＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１の動作例について図２を用いて説明をする。

先ずステップＳ１１において、ＴＶＷＳデータベース２は、ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎のチャネル空き情報を予め記録する。このチャネル空き情報は随時スキャンされて、このＴＶＷＳデータベース２へ随時記録が更新されるものであってもよい。このステップＳ１１終了時において、ＴＶＷＳデータベース２には、例えばチャネルＡが何時から何時までにおいてどの位置で空いている、チャネルＢが何時から何時までにおいてどの位置で空いている、チャネルＣは、・・・等のようにチャネル毎にそれぞれチャネル空き情報が記録されている状態となっている。

次にステップＳ１２へ移行し、無線通信デバイス３１から実際にＴＶＷＳのチャネルを利用して、無線通信ネットワーク３内において無線通信の開始を行う旨の無線通信開始要求を基地局３２へと通知する。基地局３２は、かかる無線通信開始要求を受信することにより、自身が属する無線通信ネットワーク３内においてＴＶＷＳのチャネルを利用した無線通信の開始が求められていることを判別することができる。この基地局３２は、ステップＳ１３へ移行し、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を公衆通信網２を介してＴＶＷＳデータベース２へ送信する。このＴＶＷＳチャネル割り当て要求には、基地局３２自らが属する無線通信ネットワーク３の位置情報を少なくとも含むものとされている。ちなみに、基地局３２と、ＴＶＷＳデータベース２との間における通信は、基地局３２において実装された図示しない通信イネーブラーを介して実行する。

次にステップＳ１４へ移行し、ＴＶＷＳデータベース２は、チャネル空き情報の読み出しを行う。このチャネル空き情報の読み出しは、基地局３２から受信したＴＶＷＳチャネル割り当て要求に基づいて行われる。具体的には、このＴＶＷＳデータベース２は、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報を読み取ることにより、基地局３２が属する無線通信ネットワーク３の位置を識別する。次に、この識別した無線通信ネットワーク３の位置に対応するチャネル空き情報を読み出す。この読み出されたチャネル空き情報は、かかる無線通信ネットワーク３の位置においていかなるチャネルが、いかなる時間において空いているか、換言すれば無線通信ネットワーク３にとって有効なものか、が記述されるものである。ＴＶＷＳデータベース２は、ステップＳ１５において、かかる読み出した時間毎のチャネル空き情報のリストをＴＶＷＳチャネル割り当て応答というパケットデータに含めて、公衆通信網２５を介して基地局３２へ送信する。

基地局３２は、係るＴＶＷＳチャネル割り当て応答をＴＶＷＳデータベース２から受信し、そこに含まれているチャネル空き情報のリストを読み取る。その結果、この基地局３２は、自ら属する無線通信ネットワーク３の位置においていかなるチャネルが、いかなる時間において空いているかを識別することができる。

次にステップＳ１６に移行し、基地局３２は、読み取ったチャネル空き情報に基づいて、自らが属する無線通信ネットワーク３内においてこれから実行すべき無線通信のＴＶＷＳチャネルを選択する。ちなみに、このチャネルの選択は、時間毎にどのＴＶＷＳチャネルを使用するのかを選択していく。

次にステップＳ１７へ移行し、基地局３２は、選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて無線通信ネットワーク３内で通信を行うように制御することを行う。

上述した構成からなる本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の、２．４／５ＧＨｚ帯域におけるＷＬＡＮシステム等において、ＴＶＷＳチャネルを容易に、しかも効率的に割り当てることが可能となる。

なお、本発明を適用したＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば図３に示すような形態において適用可能である。この図３において上述した図１の同一の構成要素、部材に関しては同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。

この図３の形態において、ＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１は、ＴＶＷＳデータベース２と、複数の無線通信デバイス３１、並びにＴＶＷＳデータベース２との間で通信可能な通信イネーブラーが未実装の基地局３２を有する無線通信ネットワーク３と、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された中継デバイス３３とを備えている。

中継デバイス３３は、公衆通信網２５内に設置され、例えばゲートウェイルータ、又はパーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）や、携帯電話等を初めとした各種携帯情報端末等で構成される。この中継デバイス３３において実装されている図示しない通信イネーブラーは、ＴＶＷＳデータベース２との間で公衆通信網２５を介した通信を実現する上での翻訳手段としての役割を担うものである。

なお、基地局３２は、図示しない通信イネーブラーが実装されていないため、ＴＶＷＳデータベース２との間でデータを送受信する場合には、あくまで中継デバイス３３を介してＴＶＷＳデータベース２へとアクセスする必要がある。

このような中継デバイス３３を有する場合におけるフローチャートを図４に示す。この図４において、図２と同一内容のステップは、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。ステップＳ１３−１において、基地局３２は中継デバイス３３に対してＴＶＷＳチャネル割り当て要求を公衆通信網２を介して送信する。中継デバイス３３は、かかる基地局３２からのＴＶＷＳチャネル割り当て要求を受信し、ステップＳ１３−２において、これをＴＶＷＳデータベース２へと送信する。これにより、図示しない通信イネーブラーが実装されていない基地局３２であっても、これが実装されている中継デバイス３３を介してＴＶＷＳチャネル割り当て要求をＴＶＷＳデータベース２へ送信することが可能となる。

また、ステップＳ１５−１において、ＴＶＷＳデータベース２は中継デバイス３３に対してＴＶＷＳチャネル割り当て応答を公衆通信網２を介して送信する。中継デバイス３３は、かかるＴＶＷＳデータベース２からのＴＶＷＳチャネル割り当て応答を受信し、ステップＳ１５−２において、これを基地局３２へと送信する。これにより、図示しない通信イネーブラーが実装されていない基地局３２であっても、これが実装されている中継デバイス３３を介してＴＶＷＳチャネル割り当て応答をＴＶＷＳデータベース２から受信することが可能となる。

なお、本発明を適用したＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば図５に示すような形態において適用可能である。この図５において上述した図１の同一の構成要素、部材に関しては同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。

この図５の形態において、ＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１は、ＴＶＷＳデータベース２と、複数の無線通信デバイス３１ａ並びに基地局３２ａを有する無線通信ネットワーク３ａと、複数の無線通信デバイス３１ｂ並びに基地局３２ｂを有する無線通信ネットワーク３ｂと、公衆通信網２５とを備えている。

無線通信ネットワーク３ａと、無線通信ネットワーク３ｂは、互いに同時にＴＶＷＳチャネルの割り当てを要求するネットワークであるものと仮定する。なお、無線通信ネットワーク３ａにおける基地局３２ａは、ＴＶＷＳデータベース２との間で通信可能な通信イネーブラーが未実装である。これに対して、無線通信ネットワーク３ｂにおける基地局３２ｂは、ＴＶＷＳデータベース２との間で通信可能な通信イネーブラーが既に実装されている。

このため、無線通信ネットワーク３ａからＴＶＷＳデータベース２に対しては直接的にアクセスすることができず、あくまで他の無線通信ネットワーク３ｂにおける基地局３２ｂを介してデータを送受信する必要がある。また、無線通信ネットワーク３ａとこの基地局３２ｂとの間で無線通信を行う際には、無線通信ネットワーク３ａを構成する無線通信デバイス３１ａと基地局３２との間で直接的に通信を行うようにしてもよいし、基地局３２ａを介して間接的に通信を行うようにしてもよい。

次に、この図５に示す形態からなるＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム１のフローチャートを図６に示す。この図６において、図２と同一内容のステップは、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。ちなみに、以下では、無線通信ネットワーク３ａにおける無線通信デバイス３１ａからＴＶＷＳチャネルでの通信開始を要求する場合を例にとり説明をするが、無線通信ネットワーク３ｂにおける無線通信デバイス３１ｂからＴＶＷＳチャネルでの通信開始を要求する場合もあることは勿論である。

ステップＳ１３−１において、無線通信デバイス３１ａは、基地局３２ｂに対して直接的にＴＶＷＳチャネル割り当て要求を送信する。この基地局３２ｂに対する直接的なＴＶＷＳチャネル割り当て要求の送信は、特に無線通信ネットワーク３ａ、３ｂ間が公衆通信網２５を介することなく直接的に無線通信可能な距離にある場合において好適である。

一方、無線通信デバイス３１ａは、ステップＳ１３−１の代替として、Ｓ１２において自らの属する無線通信ネットワーク３ａにおける基地局３２ａに対して、無線通信開始要求を通知するようにしてもよい。基地局３２ａは、かかる無線通信開始要求を受信することにより、自身が属する無線通信ネットワーク３ａ内においてＴＶＷＳのチャネルを利用した無線通信の開始が求められていることを判別することができる。かかる場合に、基地局３２ａは、ステップＳ１３−２へ移行し、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を公衆通信網２を介して基地局３２ｂへ送信する。この基地局３２ｂに対して基地局３２ａを介したＴＶＷＳチャネル割り当て要求の送信は、特に無線通信ネットワーク３ａ、３ｂ間が公衆通信網２５を介さない限り通信できない距離にある場合において好適である。ちなみに、これら基地局３ａ、３ｂは互いに公衆通信網２５を介して通信する場合を想定しているが、これに限定されるものではない。

次にステップＳ１３−３へ移行し、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を受けた基地局３２ｂは、これをＴＶＷＳデータベース２へ送信する。このとき、基地局３２ｂは、自ら属する無線通信ネットワーク３ｂにおける位置情報を含めたＴＶＷＳチャネル割り当て要求を送信するようにしてもよい。基地局３２ｂは、ＴＶＷＳデータベース２との間で通信可能な通信イネーブラーが実装されていることから、これを使用してＴＶＷＳチャネル割り当て要求を送信することが可能となる。

次にステップＳ１４へ移行し、ＴＶＷＳデータベース２は、チャネル空き情報の読み出しを行う。このチャネル空き情報の読み出しは、基地局３２から受信したＴＶＷＳチャネル割り当て要求に基づいて行われる。具体的には、このＴＶＷＳデータベース２は、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている無線通信ネットワーク３ａ、並びに必要に応じて無線通信ネットワーク３ｂの位置情報を読み取ることにより、無線通信ネットワーク３ａ、３ｂの位置を識別する。次に、この識別した無線通信ネットワーク３ａ、３ｂの位置に対応するチャネル空き情報を読み出す。ＴＶＷＳデータベース２は、ステップＳ１５において、かかる読み出した時間毎のチャネル空き情報をＴＶＷＳチャネル割り当て応答に含めて、公衆通信網２５を介して基地局３２ｂへ送信する。

基地局３２ｂは、係るＴＶＷＳチャネル割り当て応答をＴＶＷＳデータベース２から受信し、そこに含まれているチャネル空き情報を読み取る。その結果、無線通信ネットワーク３ａ、３ｂの各位置においていかなるチャネルが、いかなる時間において空いているかを識別することができる。

次にステップＳ１６に移行し、基地局３２ｂは、読み取ったチャネル空き情報に基づいて、無線通信ネットワーク３ａ、３ｂ内においてこれから実行すべき無線通信のＴＶＷＳチャネルを選択する。ちなみに、このチャネルの選択は、時間毎にどのＴＶＷＳチャネルを使用するのかをそれぞれの無線通信ネットワーク３ａ、３ｂ毎に選択していく。ちなみに、基地局３２ｂは、このＴＶＷＳチャネルを選択する際において、無線通信ネットワーク３ａ、３ｂでＴＶＷＳチャネルが互いに相違するようにチャネルを選択する。即ち、この基地局３２ｂは、送信されてきたチャネル空き情報に基づいて、無線通信ネットワーク３ｂに割り当てるＴＶＷＳのチャネル以外の他のＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、これを無線通信ネットワーク３ａに対して割り当てる。

次にステップＳ２１−１へ移行し、基地局３２ａは、選択したＴＶＷＳのチャネルを基地局３２ａへ通知する。また、このステップＳ２１−１の代替として、ステップＳ２１−２において選択したＴＶＷＳのチャネルを無線通信デバイス３１ａに対して直接的に送信するようにしてもよい。

最後にステップＳ１７において、各無線通信ネットワーク３ａ、３ｂは、選択されたＴＶＷＳチャネルに基づいて各ネットワーク内の無線通信を開始する。

このように、図５、６の形態においては、同時にＴＶＷＳチャネルによる無線通信を行う無線通信ネットワーク３が複数に亘って存在している場合においても、またそのうち一方の無線通信ネットワーク３における基地局３２において図示しない通信イネーブラーが実装されていない場合においても、各無線通信ネットワーク３においてそれぞれＴＶＷＳチャネルを割り当てることが可能となる。このとき、複数の無線通信ネットワーク３間において互いに異なるチャネルを割り当てることにより、係る複数の無線通信ネットワーク３間において互いに干渉が生じないように無線通信をそれぞれが行うことが可能となる。

ちなみに、図７の形態は、上述した無線通信ネットワーク３ｂの代替として、ＴＶＷＳチャネルによる無線通信を行うことを意図していない、他の無線通信ネットワーク８が存在する場合の例である。この無線通信ネットワーク８は、複数のデバイス８１と、基地局８２とを有し、例えば２．４／５ＧＨｚにおいて通信を行うＷＬＡＮネットワーク等で具体化されるものである。仮にこの無線通信ネットワーク８を構成する基地局８２において、ＴＶＷＳデータベース２との間で通信可能な図示しない通信イネーブラーが実装されている場合であって、基地局３２においてかかる図示しない通信イネーブラーが未実装の場合には、基地局８２は、中継デバイス３３と同様に、無線通信デバイス３１又は基地局３２とＴＶＷＳデータベース２との間の中継点としての役割を担うこととなる。

かかる場合には、基地局３２によりＴＶＷＳチャネル割り当て要求を基地局８２を介してＴＶＷＳデータベース２へ通知し、ＴＶＷＳデータベース２により時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを基地局８２へ送信する。チャネル空き情報を受信した基地局８２により、ＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択して無線通信デバイス３１又は基地局３２へ送信して、そのチャネルに基づいて無線通信ネットワーク３内で通信を行うように制御されることになる。

１ ＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム
２ ＴＶＷＳデータベース
３ 無線通信ネットワーク
２５ 公衆通信網
３１ 無線通信デバイス
３２ 基地局
３３ 中継デバイス

Claims (8)

1. ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、
   複数の無線通信デバイス、並びに上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された基地局とを有する無線通信ネットワークとを備え、
   上記基地局は、実装された上記通信イネーブラーにより、無線通信デバイスから送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、
   上記ＴＶＷＳデータベースは、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを上記基地局へ送信し、
   上記基地局は、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御すること
   を特徴とするＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム。
2. ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、
   複数の無線通信デバイス、並びに通信イネーブラーが未実装の基地局とを有する無線通信ネットワークと、
   上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された中継デバイスを備え、
   上記基地局は、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を、上記中継デバイスに送信し、上記中継デバイスに実装された上記通信イネーブラーにより、上記基地局から送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、当該ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、
   上記ＴＶＷＳデータベースは、その通知された位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出してこれを上記中継デバイスを介して上記基地局へ送信し、
   上記基地局は、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御すること
   を特徴とするＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム。
3. ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、
   複数の第１の無線通信デバイス、並びに上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された第１の基地局とを有する第１の無線通信ネットワークと、
   複数の第２の無線通信デバイス、並びに通信イネーブラーが未実装の第２の基地局とを有する第２の無線通信ネットワークとを備え、
   上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局は、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を、上記第１の基地局へ送信し、上記第１の基地局は、実装した上記通信イネーブラーにより、上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局から送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、当該ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、
   上記ＴＶＷＳデータベースは、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを上記第１の基地局へ送信し、
   上記チャネル空き情報を受信した上記第１の基地局は、ＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択して上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局へ送信し、
   上記他のＴＶＷＳのチャネルが送信された上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局は、これに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御すること
   を特徴とするＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム。
4. 上記チャネル空き情報を受信した上記第１の基地局は、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいて、第１の無線通信ネットワークに割り当てるＴＶＷＳのチャネル以外の他のＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択して上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局に送信すること
   を特徴とする請求項３記載のＴＶＷＳチャネルの割り当てシステム。
5. 複数の無線通信デバイス並びに基地局とを有する無線通信ネットワークにＴＶＷＳ（TV White Space）のチャネルを割り当てるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、
   ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を予めＴＶＷＳデータベースに記録し、
   上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された基地局により、その実装された上記通信イネーブラーにより、無線通信デバイスから送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、 上記ＴＶＷＳデータベースにより、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを上記基地局へ送信し、
   上記基地局により、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御すること
   を特徴とするＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
6. 複数の無線通信デバイス並びに基地局とを有する無線通信ネットワークにＴＶＷＳ（TV White Space）のチャネルを割り当てるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、
   ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を予めＴＶＷＳデータベースに記録し、
   上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが未実装の上記基地局により、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された中継デバイスへ送信し、上記中継デバイスに実装された上記通信イネーブラーにより、上記基地局から送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、当該ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、
   上記ＴＶＷＳデータベースにより、その通知された位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出してこれを上記中継デバイスを介して上記基地局へ送信し、
   上記基地局により、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択し、この選択したＴＶＷＳのチャネルに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御すること
   を特徴とするＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
7. 複数の第１の無線通信デバイス、並びに第１の基地局とを有する第１の無線通信ネットワークと、複数の第２の無線通信デバイス並びに第２の基地局とを有する第２の無線通信ネットワークにＴＶＷＳ（TV White Space）のチャネルを割り当てるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、
   ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を予めＴＶＷＳデータベースに記録し、
   上記第２の無線通信デバイス又は上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが未実装の第２の基地局により、自らが属する無線通信ネットワークの位置情報を含むＴＶＷＳチャネル割り当て要求を、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された第１の基地局へ送信し、上記第１の基地局は、実装した上記通信イネーブラーにより、上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局から送信されてきたイネーブル信号によって指示される最大通信電力を確認しつつイネーブル処理を実行した上で、当該ＴＶＷＳチャネル割り当て要求を上記ＴＶＷＳデータベースへ通知し、 上記ＴＶＷＳデータベースにより、ＴＶＷＳチャネル割り当て要求に含まれている位置情報に対応した時間毎のチャネル空き情報を読み出し、これを上記第１の基地局へ送信し、
   上記チャネル空き情報を受信した上記第１の基地局により、ＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択して上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局へ送信し、
   上記他のＴＶＷＳのチャネルが送信された上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局により、これに基づいて上記無線通信ネットワーク内で通信を行うように制御すること
   を特徴とするＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
8. 上記チャネル空き情報を受信した上記第１の基地局により、上記送信されてきたチャネル空き情報に基づいて、第１の無線通信ネットワークに割り当てるＴＶＷＳのチャネル以外の他のＴＶＷＳのチャネルを時間毎に選択して上記第２の無線通信デバイス又は上記第２の基地局に送信すること
   を特徴とする請求項７記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。

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