JP5674134B2 - 管理装置 - Google Patents
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Description
このような、直接通信することのできない異なる無線システム間での情報の授受を可能にし、互いに異なるホワイトスペース周波数を選択する等により混信を防止できるシステムとして、共存システム(Coexistence System)が提案されている。図2に示す例では、共存システムは、共存イネーブラ(CE:Coexistence Enabler)、共存マネージャ(CM:Coexistence Manager)および共存発見情報サーバ(CDIS:Coexistence Discovery and Information Server)の機能要素を有している。共存システムは、ホワイトスペース周波数(プライマリ無線システムに混信を与えない周波数)に関する情報を提供するTVホワイトスペースデータベース(TVWS−DB)と協働して、ホワイトスペース周波数における混信のないリコンフィギュラブル無線機(RR:Reconfigurable Radio、以下「無線機RR」と称する。)の運用を可能にする。なお、以下の説明において、「周波数」を「チャネル」と呼ぶことがある。
以下、図面を参照して、実施形態に係る無線システムについて詳細に説明する。図1に示すように、この実施形態の無線システムは、免許を要し正式に所定の周波数(帯)が割当てられたプライマリ無線システムPSが使用する周波数帯と重複する周波数帯を用いている。プライマリ無線システムPSは、例えば正規に免許されたテレビ放送システムなどであり、電波を送信する送信装置PSTXと、当該電波を受信する受信装置PSCLとにより構成されている。プライマリ無線システムが実際に利用する周波数(帯)あるいは監督官庁によりプライマリ無線システムに割当てられている周波数(帯)は、周波数サーバ60(TVWS−DB60)により管理され、インターネットなどのネットワークNWを介して一般に提供されている。
続いて、図1ないし図3を参照して、実施形態に係るシステムの機能構成を詳細に説明する。図3に示すように、この実施形態のシステムでは、無線装置10および40、共存マネージャ20および30、無線局サーバ50および周波数サーバ60が、インターネットなどのネットワークNWを介して相互に接続されている。
無線装置10は、プライマリ無線システムPSの周波数帯と重複した周波数(帯)を利用するセカンダリ無線システムに属し、図2に示す無線機RR11および共存イネーブラCE11の機能を持った無線LAN(WLAN)のアクセスポイント装置である。無線装置10は、受信部11、送信部12、インタフェース部(I/F部)13およびアクセスポイント管理部(AP管理部)14を備えており、図1の基地局BS11に対応するアクセスポイント機能(図2に示す無線機RRに対応する機能)を提供する。併せて、無線装置10は、CRS情報管理部15(CRS管理部15)、隣接CRS取得部16、チャネル(Ch)取得部17、CRS設定部18および記憶部19を備えており、図2の共存イネーブラCE11に対応する機能を提供する。
共存マネージャ20は、無線装置10に対応する共存イネーブラCE11および無線装置40に対応する共存イネーブラCE21を収容する共存管理装置である。共存マネージャ20は、フレーム処理部21、CE管理部22、チャネル管理部23(Ch管理部23)、隣接CRS管理部24および記憶部25を備えており、図2の共存マネージャCM1に対応する管理機能を提供する。
無線局サーバ50は、プライマリ無線システムPSの周波数帯と重複する周波数(帯)についてプライマリ無線システムPSよりも利用の優先順位の低いセカンダリ無線システムに関する情報を管理するデータベースサーバである。無線局サーバ50は、データベースエンジンとして機能するデータベース(DB)管理部51、共存マネージャの代わりにセカンダリ無線システムとしての無線装置10や40が利用可能なチャネルをTVWS−DBから取得するチャネル取得部52、およびセカンダリ無線システムに関する情報を格納した無線局データベース53を備えており、図2の共存発見情報サーバ(CDIS)に対応するサーバ機能を提供する。
共存マネージャ20は、収容した無線装置10の利用周波数等を決定するに当たって、他の無線装置や共存マネージャなどと情報を交換する。以下、共存マネージャが交換する情報要素の例を説明する。
実施形態のシステムでは、電源投入などにより無線装置10が起動すると、ホワイトスペース周波数の利用を開始する手順として、無線装置10に配設された共存イネーブラを共存マネージャに登録する必要がある。図4Aは、無線装置10のCRS管理部15(CE11)が、共存マネージャ20(CM1)に自己を登録する手順を示している。
実施形態のシステムでは、共存マネージャが配下の無線装置(共存イネーブラ)から無線システムの共存に資する情報を取得することができる。図5Aは、共存マネージャ20が、無線装置10(CE11)から無線装置10の各種情報を取得する手順を示している。
実施形態のシステムでは、共存マネージャが配下の無線装置(共存イネーブラ)から無線装置の運用状況を測定(measurement)することができる。図6Aは、共存マネージャ20が無線装置40(CE21)から運用状況に関する情報(運用情報)を取得する手順を示している。すなわち、無線装置40の運用状況を用いて無線装置10のチャネル選択や送信電力決定を実現することができる。
実施形態のシステムでは、共存マネージャが配下の無線装置(共存イネーブラ)へ無線通信パラメータの再設定を指示することができる。図7Aは、共存マネージャ20が無線装置10(CE11)へ無線通信パラメータの再設定を指示する手順を示している。
実施形態のシステムでは、共存マネージャが配下の無線装置(共存イネーブラ)から利用可能なチャネルを取得することができる。図8Aは、共存マネージャ20が無線装置10(CE11)から利用可能なチャネルを取得する手順を示している。
実施形態のシステムでは、共存マネージャが、自己の管理する配下の無線装置を共存発見情報サーバ(CDIS)に登録し、当該配下の無線装置をホワイトスペース周波数で利用可能とする必要がある。すなわち、ホワイトスペース周波数を利用する無線装置は、自己のIDを共存マネージャを介してCDISに登録する。図9Aは、共存マネージャ20が、配下の無線装置10(CE11)が属する無線システムの情報をCDISに登録する手順を示している。
実施形態のシステムでは、共存マネージャ20は、無線局サーバ50が通知する隣接した共存マネージャの配下の無線装置に関する情報(隣接CRS情報)を受け取ることができる。図10Aは、共存マネージャ20が無線局サーバ50(CDIS)から隣接CRS情報を受け取る手順を示している。
実施形態のシステムでは、共存マネージャが、配下の無線装置(共存イネーブラ)が利用可能なチャネルを取得することができる。図11Aは、共存マネージャ20が無線局サーバ50(CDIS)から利用可能なチャネルを取得する手順を示している。
次に、図1ないし図15を参照して、実施形態に係る無線システムの動作を詳細に説明する。図12および図13に示すように、この実施形態の共存マネージャ20は、無線装置10(CE11)や無線局サーバ50(CDIS)から送られるメッセージに応じて動作を開始して、アイドル状態からアクティブ状態となる。その後、所定のメッセージ処理や決定処理を実行した後に、アクティブ状態からアイドル状態に戻り、メッセージ受信を待機する状態となる。
共存マネージャが受信するメッセージは、前述した各種フレームのうち、無線装置10(CE11)が送信するCE登録要求フレームや、無線装置10(CE11)、無線局サーバ50(CDIS)、周波数サーバ60(TVWS−DB)などが送信する利用可能チャネル通知フレーム、無線局サーバ50(CDIS)が送信するCM隣接通知フレームなどがある。図14Aは、共存マネージャ20がCE登録要求フレームを受信した場合の動作例、図14Bは、共存マネージャ20が利用可能チャネル通知フレームを受信した場合の動作例、図14Cは、共存マネージャ20がCM隣接通知フレームを受信した場合の動作例を示すフローチャートである。
共存マネージャによるメッセージ処理のうち、図14Bに示す利用可能チャネル通知フレームを受信した場合や、図14Cに示すCM隣接通知フレームを受信した場合、共存マネージャは、新しい(または更新された)利用可能チャネルの情報および隣接CRS情報を取得する。例えば、共存マネージャ20が無線装置10を図14Aに示すCE登録要求することにより、利用可能チャネル通知フレームやCM隣接通知フレームを受け取った場合は、利用可能チャネルや隣接CRS情報などを用いて無線装置10の利用可能チャネル等を選択することになる。一方、無線装置10に新たな利用可能チャネルを選択することに伴い、既に運用を行っている他の無線装置(例えば無線装置40)に対して、当該無線装置が利用する周波数や送信電力等を調整させる必要が生ずる場合がある。以下、図15を参照して無線装置10の周波数等の設定とそれに伴い必要となる調整に関する共存処理について説明する。
無線装置10のCRS設定部18は、受け取った再設定要求フレームを解析し、受入可能であればAP管理部14を介して無線装置10のCRS情報を再設定する。再設定に成功すると、CRS管理部15は、再設定確認フレームを生成して共存マネージャ20に送信する。これにより、無線装置10は新たな周波数等で運用が可能となる(S454)。
なお、チャネル管理部23によるCRS情報の更新の要否判定は、無線装置10だけではなく、無線装置40について行ってもよい。すなわち、チャネル管理部23は、記憶部25に格納された隣接CRS情報と比較して、他の無線装置(例えば無線装置40)のCRS情報の再設定が必要か否かを判定してもよい(S450)。例えば、無線装置10から無線装置40への混信が最小となる周波数および送信電力を無線装置10に対して選択したとしても、無線装置40から無線装置10に対する混信が依然として生じる可能性がある。このような場合(S450のYes)、隣接CRS管理部24は、無線装置10との関係で混信を生じうる無線装置(例えば無線装置40)を特定し、無線装置10への混信が最小となる無線装置40のチャネルや送信電力を算出する。フレーム処理部21は、チャネル管理部23による算出結果を用いて再設定要求フレームを生成し、無線装置40に送信する(S452)。
共存マネージャ20のチャネル管理部23は、周波数サーバ60(TVWS−DB)が提供する利用可能チャネル情報、無線局サーバ50(CDIS)が提供する隣接CRS情報、無線装置10の利用可能チャネル情報などに基づいて、プライマリ無線システムPSとの間で混信を生じず、かつ隣接するセカンダリ無線システム(例えば無線装置40)との間でも混信を生じないチャネルを決定する。しかし、図1に示すように、無線装置10の周囲に他の無線装置が存在する場合があり、ホワイトスペース周波数であってプライマリ無線システムPSとの間では利用可能であっても、他のセカンダリ無線システムとの間では周波数が重複し混信を生ずる可能性が生じる場合がある。
Claims (9)
- 第1の無線システムに属する第1の無線装置が運用する周波数情報を管理する周波数サーバ、および、使用する周波数帯が前記第1の無線システムと重複し該重複した周波数帯を使用する優先順位が前記第1の無線システムよりも低い第2および第3の無線システムそれぞれに属する第2および第3の無線装置それぞれが運用する周波数情報を管理する無線局サーバが接続された前記第2の無線装置を管理する管理装置であって、
記憶部と、
前記第2の無線装置から自己の識別情報および所属する無線システムの種別を含む第1の登録情報を受け付けて前記記憶部に格納する登録情報受付部と、
前記第1の登録情報に基づき、自己が管理する無線装置の識別情報および所属する無線システムの種別を含む第2の登録情報を前記無線局サーバに送信して該第2の登録情報を登録する設定情報管理部と、
前記第2の登録情報の登録に応じて前記無線局サーバから送信された、前記第2の無線装置との間で混信を生ずるおそれのある前記第3の無線装置が利用する周波数情報を含む隣接システム情報を取得して前記記憶部に格納する隣接システム情報取得部と、
前記第2の無線装置から自己が運用可能な周波数を示す設定情報を取得して前記記憶部に格納する設定情報取得部と、
前記第3の無線装置が利用する周波数の占有率を含む運用情報を前記第3の無線装置から取得して前記記憶部に格納する運用情報測定部と、
前記記憶部に格納した前記隣接システム情報、前記設定情報および前記運用情報に基づいて、前記第2の無線装置の運用周波数を決定する運用周波数決定部と、
前記運用周波数決定部が決定した前記運用周波数を前記第2の無線装置に与える運用周波数提供部と、
前記第2の無線装置及び前記第3の無線装置の少なくとも一方に対して、運用周波数または送信電力の少なくとも一方について再設定を要求する再設定要求部と
を具備したことを特徴とする管理装置。 - 前記周波数サーバから送信された前記第2の無線装置が使用可能な周波数情報を含む許可周波数情報を取得して前記記憶部に格納する周波数情報取得部をさらに備え、
前記運用周波数決定部は、さらに、前記記憶部に格納した許可周波数情報に基づいて前記第2の無線装置の運用周波数を決定することを特徴とする請求項1記載の管理装置。 - 前記周波数情報取得部は、前記第2の無線装置を介して前記許可周波数情報を取得することを特徴とする請求項2記載の管理装置。
- 前記周波数情報取得部は、前記無線局サーバを介して前記許可周波数情報を取得することを特徴とする請求項2記載の管理装置。
- 前記第1の登録情報は、ネットワークID、ネットワークタイプ、運用チャネル、サービスエリア、および混信エリアの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の管理装置。
- 前記隣接システム情報は、ネットワークID、ネットワークタイプ、および運用チャネルの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の管理装置。
- 前記許可周波数情報は、規制ドメイン、チャネル番号、および送信電力制限の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の管理装置。
- 前記設定情報は、利用可能なチャネル、利用可能なチャネル数、利用可能な送信スケジュール、および所要バンド幅の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の管理装置。
- 前記運用情報は、チャネルの占有率または混信レベルのいずれかを含むことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の管理装置。
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