JP5674134B2 - 管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用する周波数帯を共用する無線システムにおいて、混信を予め防止する管理装置に関する。

無線通信に利用される電波の周波数は、非常に限られた資源である。しかし、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）の調査によると、９０％もの時間帯において、割当済の周波数帯のうちの多くが使われていない（非特許文献１）。そこで、周波数の利用率向上の観点から、こうした未利用の周波数を検知し、当該周波数を一時的に利用することが可能な無線システムについて検討が進められている。このような無線システムを実現するには、所定の周波数帯のうち未利用の部分を検知し一時的に利用する能力が必要であり、コグニティブ無線システムにより実現可能である。

コグニティブ無線システムは、「その運用や地理的環境、定められたポリシーやその内部状態の情報を取得すること、予め定義された方針を達成するため、動的かつ自発的に当該取得した情報に基づいてその運用パラメータやプロトコルを調整すること、および取得した結果から学習すること、を可能にする技術を採用する無線システム」として定義される（非特許文献２）。具体的には、動的かつ自発的に、送信電力、運用周波数や周波数帯、変調型式、無線アクセス技術のような運用パラメータや、通信プロトコルなどを調整することができる無線システムである。また、コグニティブ無線システムは、運用環境に関する情報、例えば、割当済周波数帯のうち一時的に未利用となっている部分に関する情報などを取得することができる。さらに、所定のポリシー、例えば、一時的に未利用となっている周波数にて運用するために従うべき無線規則に関する情報を取得可能としてもよい。

正式に免許され割当済みの周波数帯のうち一時的に未利用となっている周波数（帯）、すなわち、コグニティブ無線システムに対して一時的な運用が認められた周波数（帯）を、一般に「ホワイトスペース周波数（帯）」と呼んでいる。正式に免許されホワイトスペース周波数（帯）が割当てられている無線システムは、「プライマリ（一次）無線システム」や「プライマリユーザ」などと呼ばれている。一方、ホワイトスペース周波数で一時的に運用するコグニティブ無線システムは、「セカンダリ（二次）無線システム」や「セカンダリユーザ」などと呼ばれている。米国無線規則を例にとると（非特許文献３）、ＴＶ放送システムはプライマリ無線システムであり、当該ＴＶバンドで一時的に運用するコグニティブ無線システムはセカンダリユーザとなる。

ホワイトスペース周波数帯で運用するコグニティブ無線システムは、通常の機能（本来免許された周波数でのトラフィック伝送）に加えて、プライマリ無線システムの保護機能および他のセカンダリユーザとの共存機能を持つ必要がある。

ホワイトスペースでのコグニティブ無線システムの運用は、あくまで二次的ユーザとしての運用であるから、プライマリ無線システムの保護は、無線規則により要求される義務的機能である。コグニティブ無線システムは、ホワイトスペースでの電波を検知し、与えられた場所および与えられた時刻において運用しようとする周波数を必要とするプライマリ無線システムが存在しないことを確認しなければならない。

プライマリ無線システムを保護する機能は、例えば、ホワイトスペース周波数をリストしたホワイトスペースデータベースへのアクセスと、周波数センシングとの組み合わせによって実現される。コグニティブ無線システムは、運用に先立って、例えばインターネット接続などを用いてホワイトスペースデータベースへアクセスする。コグニティブ無線システムは、コグニティブ無線システムの位置情報を含む要求信号をホワイトスペースデータベースに対して送る。ホワイトスペースデータベースは、コグニティブ無線システムの所在地におけるホワイトスペース周波数帯での現時点の未利用部分を示すレスポンスを返す。ホワイトスペースデータベースから当該レスポンスを受信すると、コグニティブ無線システムは、ホワイトスペースデータベースにより示されたホワイトスペースの中で運用の準備が整うことになる。加えて、コグニティブ無線システムは、運用開始に先だって、運用を開始しようとするホワイトスペースにおいて周波数センシング（スペクトラムセンシング）を実行する。周波数センシングの結果、当該ホワイトスペースにおいてプライマリ無線システムが検出されなかった場合、コグニティブ無線システムは当該ホワイトスペースにおける運用開始が許可される。

同様に、コグニティブ無線システムは、運用しているホワイトスペースにおいてプライマリ無線システムの運用の検出が可能でなければならない。もしプライマリ無線システムがホワイトスペースにおいて検出されたら、コグニティブ無線システムは直ちに当該ホワイトスペースにおける運用を停止しなければならない。プライマリ無線システムの検出もまた、ホワイトスペースデータベースへのアクセスと周波数センシングとの組み合わせにより行われる。

共通のホワイトスペース周波数帯で運用する他のコグニティブ無線システムとの共存については無線規則上の要求ではないが、ホワイトスペースが特定のコグニティブ無線システムに独占的に割当てられるものではないことから求められる機能である。すなわち、他のコグニティブ無線システムとの混信やパフォーマンスの低下により、運用ができなくなってしまうことを避けるものである。セカンダリユーザ同士の混信防止、すなわちコグニティブ無線システム同士が共存するためのメカニズムは、「共存メカニズム（Coexistence mechanisms）」と呼ばれている。共存メカニズムは、二つのカテゴリーに分類することができる。

一つ目は、同一または類似したコグニティブ無線システム間の共存メカニズムであり、「自己共存メカニズム（Self-coexistence）」と呼ばれる。同一または類似のコグニティブ無線システムとは、同一の無線通信標準に従って運用されるコグニティブ無線システムを意味する。ホワイトスペース周波数での運用が可能な無線システムを規定する無線通信標準としては、IEEE 802.22やIEEE 802.11af、ECMA 392などが一例として挙げられる。自己共存メカニズムは、一般的な無線通信標準に組み込まれている。特許文献１は、フレームの自己共存ウィンドウ部や共存ビーコンプロトコルに基づき802.22無線システムでの異なる基地局の共存を可能にする方法が開示されている。特許文献２は、送信電力制御や動的な周波数の選択、オンデマンドスペクトラム競争の組み合わせに基づき異なる802.22基地局の共存を可能にする方法が開示されている。しかし、こうしたメカニズムは、異なる無線通信標準に従って運用するコグニティブ無線システムの共存問題を解決することはできない。

特許文献３は、共用周波数帯において異なる通信標準に従って送受信する異なる無線デバイスの共存を可能にするシステムや方法を開示している。特許文献３記載の方法およびシステムは、非協力的で自立的な共存ソリューションを可能とする。また、特許文献４は割当のない周波数帯において異なる通信標準に従って送受信する異なる無線システムの共存を可能にする方法が開示されている。特許文献４記載の方法は、自立的な共存ソリューションのみを可能とする特許文献３記載の方法よりも、よりよい結果の協力的な共存ソリューションを可能とする。

しかしながら、特許文献４記載の方法は、共存のために必要な情報を交換するため、ユーザの通信のために用いられ得る周波数資源をある程度消費する。また、このような周波数は常に使用可能なわけではない。さらに、特許文献４記載の方法は、全てのコグニティブ無線システムが共用のブロードキャストチャネルのフォーマットをサポートするソフトウェアやハードウェアを備えなければならず、これはコグニティブ無線システムの無線装置のコストを上昇させてしまう。

米国公開公報第20100008297号 米国公開公報第20080089279号 米国特許第7424268号明細書 米国特許第7480490号明細書

FCC Spectrum Policy Task Force, "Report of the Spectrum Efficiency Working Group", Nov. 2002, http://www.fcc.gov/sptf/files/SEWGFinalReport_1.pdf. Definitions of Software Defined Radio (SDR) and Cognitive Radio System (CRS), Report ITU-R SM.2152, September 2009. FCC 08-260, "Second Report and Order and Memorandum Opinion and Order in the Matter of Unlicensed Operation in the TV Broadcast Bands", Nov. 14, 2008.

このように、従来の技術では、周波数資源を消費し装置コストを上昇させるという問題がある。以下に説明する実施形態はかかる課題を解決するためになされたもので、新たな周波数資源を用いずコストを抑えて異なる無線システムの共存を図ることが可能な管理装置を提供することを目的としている。

上記した課題を解決するため、実施形態に係る管理装置は、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第２の無線装置を管理する管理装置であって、記憶部と、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記憶部に格納する登録情報受付部と、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、第２の登録情報の登録に応じて無線局サーバから送信された、第２の無線装置との間で混信を生ずるおそれのある第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記憶部に格納する隣接システム情報取得部と、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記憶部に格納する設定情報取得部と、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第３の無線装置から取得して記憶部に格納する運用情報測定部と、記憶部に格納した隣接システム情報、設定情報および運用情報に基づいて、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、運用周波数決定部が決定した運用周波数を第２の無線装置に与える運用周波数提供部とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、新たな周波数資源を用いずコストを抑えて異なる無線システムの共存を図ることが可能な管理装置を提供することができる。

実施形態に係る無線システムの概要を示す図である。 実施形態に係る共存システムの概念を示す図である。 実施形態に係る無線システムの機能構成を示すブロック図である。 実施形態に係る無線システムにおいて交換するメッセージ例を示す図である。 図４Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図４Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 実施形態に係る無線システムにおいて交換するメッセージ例を示す図である。 図５Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図５Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 実施形態に係る無線システムにおいて交換するメッセージ例を示す図である。 図６Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図６Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図６Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 実施形態に係る無線システムにおいて交換するメッセージ例を示す図である。 図７Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図７Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 実施形態に係る無線システムにおいて交換するメッセージ例を示す図である。 図８Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図８Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図８Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 実施形態に係る無線システムにおいて交換するメッセージ例を示す図である。 図９Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図９Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 実施形態に係る無線システムにおいて交換するメッセージ例を示す図である。 図１０Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 実施形態に係る無線システムにおいて交換するメッセージ例を示す図である。 図１１Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図１１Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 図１１Ａに示すメッセージ例における情報要素の例を示す図である。 実施形態に係る管理装置の動作状態を示す概念図である。 実施形態に係る管理装置の動作例を示すフローチャートである。 実施形態に係る管理装置のメッセージ処理の例を示すフローチャートである。 実施形態に係る管理装置のメッセージ処理の例を示すフローチャートである。 実施形態に係る管理装置のメッセージ処理の例を示すフローチャートである。 実施形態に係る管理装置の共存処理の例を示すフローチャートである。

図１を参照して、コグニティブ無線システムとカバレッジエリアとの関係について説明する。図１は、カバレッジエリアが異なる３つのコグニティブ無線システムの例を示している。カバレッジエリアとは、無線システムがユーザにサービスを提供することができる領域である。具体的には、当該領域内の基地局の信号を当該領域内の端末が確実に受信できる強度、かつ、当該領域内の端末の信号を当該領域内の基地局が確実に受信できる強度となる領域がカバレッジエリアとなる。これは同時に、他の無線システムが存在した場合に混信を生じうる領域を示していることにもなる。

図１に示すカバレッジエリアＣＡ１およびＣＡ２のシステムには、それぞれ基地局ＢＳ１１およびＢＳ１２が存在し、それぞれの基地局が端末Ｔ１１・Ｔ１２およびＴ１３・Ｔ１４を収容している。カバレッジエリアＣＡ３のシステムには、端末Ｔ２１・Ｔ２２を収容する基地局ＢＳ２１が存在している。

カバレッジエリアＣＡ１は、カバレッジエリアＣＡ２の一部と重複しているから、同一のホワイトスペース周波数を用いると、基地局ＢＳ１１のシステムとＢＳ１２のシステムは混信を生じうる関係になる（特に端末Ｔ１３）。同様に、カバレッジエリアＣＡ２は、カバレッジエリアＣＡ３の一部と重複しているから、同一のホワイトスペース周波数を用いると、基地局ＢＳ１２のシステムとＢＳ２１のシステムは混信を生じ売る関係になる（特に端末Ｔ１４）。すなわち、図１に示す基地局ＢＳ１１・ＢＳ１２・ＢＳ２１の各システムは、なにがしかの共存策を採らなければならない。

ここで、基地局ＢＳ１１およびＢＳ１２のシステムが、同一または類似の無線通信標準に準拠したものであれば、当該無線通信標準に規定された方法により、混信を防止することができる。しかし、基地局ＢＳ１１およびＢＳ２１のシステムが、異なる無線通信標準に準拠したものである場合は、それぞれ異なるホワイトスペース周波数を利用する等の手段を採らなければならない。

ここで、基地局ＢＳ１１・ＢＳ１２のシステムがカバレッジエリアの広いＩＥＥＥ８０２．２２に準拠するシステムであり、基地局ＢＳ２１のシステムが比較的カバレッジエリアの狭いＩＥＥＥ８０２．１１ａｆに準拠するシステムであると仮定する。ＩＥＥＥ８０２．２２に準拠するシステムとＩＥＥＥ８０２．１１ａｆに準拠するシステムとでは、規格上の互換性がないため、互いに直接通信することができない。また異なる無線通信標準に準拠することから、各々の無線通信標準に規定された混信防止策では混信を防ぐことができない。

（共存システム）
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。

無線機ＲＲ（ＲＲ１１・１２・２１）は、送受信周波数および送信電力などの無線通信の技術諸元を、ソフトウェアにより調節可能に構成されている。すなわち、外部からの指示信号に基づき動的に周波数や送信電力を変更することができる。無線機ＲＲは、前述の通りＩＥＥＥ８０２．２２やＩＥＥＥ８０２．１１ａｆなどの無線通信標準に準拠した無線装置により実現することができる。従って、無線機ＲＲは、ＴＶバンドなど正規に免許され周波数が割当てられているホワイトスペース周波数（帯）において運用する能力を有している。

共存イネーブラＣＥ（ＣＥ１１・１２・２１）は、無線機ＲＲとインタフェースＡ（Ａ１１・１２・２１）を介して接続され、共存システムの他の機能要素と情報を交換して、ホワイトスペース周波数（帯）のうちプライマリ無線システムとの関係で無線機ＲＲが利用可能な周波数や、他のコグニティブ無線システムとの関係で無線機ＲＲが利用可能な周波数情報を無線機ＲＲに与える機能要素である。すなわち、共存イネーブラＣＥは、無線機ＲＲが、コグニティブ無線システムを構成する無線装置として、他のシステムと共存可能なパラメータを受け取ることを可能にする。共存イネーブラＣＥは、無線機ＲＲの内部や無線機ＲＲが収容されるコグニティブ無線システム内に配設される。すなわち、共存イネーブラＣＥは、対応する無線機ＲＲと有線または無線により直接接続される。図１に示す例では、共存イネーブラＣＥは、基地局ＢＳ１１・ＢＳ１２・ＢＳ２１内に配設されている。共存イネーブラＣＥは、コグニティブ無線システムに関する情報（ＣＲＳ情報）を無線機ＲＲから抽出して共存システム側に登録したり、異なるコグニティブ無線システム間で情報を交換したりする機能を有する。さらに、共存イネーブラＣＥは、共存システムが要求し無線機ＲＲを利用した電波環境の測定を実行する機能なども有している。すなわち、無線機ＲＲが周波数や送信電力などを決定するにあたり必要な情報を外部と交換する機能を提供する。

ＣＲＳ情報は、無線機ＲＲの無線通信に必要な技術諸元に関する情報であり、例えば、ネットワークＩＤ、ネットワークタイプ、運用チャネル、通信のカバレッジエリア、混信を生ずる混信エリアなどの情報を含むことができる。

共存マネージャＣＭ（ＣＭ１・２）は、無線機ＲＲが接続された共存イネーブラＣＥとインタフェースＢ（Ｂ１−１１・１−１２・１−２１）を介して接続され、無線機ＲＲとプライマリ無線システムとの共存要求（利用周波数の共有要求）や共存許可（利用周波数の共有許可）などの制御通信を行う管理装置である。すなわち、共存マネージャＣＭは、無線装置ＲＲのＣＲＳ情報を交換して無線装置ＲＲの各パラメータの設定を可能にする。共存マネージャＣＭは、一以上のＣＥと接続される。すなわち、共存マネージャＣＭは、無線機ＲＲおよび共存イネーブラＣＥからなるコグニティブ無線システムを少なくとも一つ収容する。共存マネージャＣＭは、収容したコグニティブ無線システムがホワイトスペース周波数を使用する場合に、プライマリ無線システムおよびその周波数に関する情報を管理するＴＶＷＳ−ＤＢや、他の共存マネージャと情報の授受および調整を行うインタフェースとして機能する。共存マネージャＣＭは、インターネットなどのネットワークＮＷ上に配設されるが、共存マネージャとしての機能を実現するソフトウェアを無線装置個々に導入して実現してもよい。共存マネージャＣＭは、プライマリ無線システムと共存するセカンダリユーザたるコグニティブ無線システムを管理するＣＤＩＳに自己のＣＲＳ情報の登録、配下の共存イネーブラＣＥ、ＣＤＩＳ、他の共存マネージャＣＭなどとの情報交換、コグニティブ無線システム（共存イネーブラが接続された無線機ＲＲ）に対する共存に必要な測定の依頼、無線機ＲＲの設定に関する共存の可否決定、これらの決定に従い無線機ＲＲへの設定要求、ＴＶＷＳデータベースからの情報取得などの諸機能を有している。

共存発見情報サーバ（Coexistence Discovery and Information Server：ＣＤＩＳ）は、カバレッジエリアが隣接しホワイトスペース周波数（帯）にて運用するコグニティブ無線システムの発見に関する共存の判定を実現するサーバである。共存発見情報サーバは、プライマリ無線システムと利用する周波数（帯）が重複し当該プライマリ無線システムよりも当該周波数（帯）を利用する優先順位が低いシステム、すなわちセカンダリユーザたるコグニティブ無線システムを登録したデータベースサーバである。共存発見情報サーバは、例えばインターネットなどと接続され、共存マネージャＣＭからの問い合わせに応じて、対応する無線装置の位置等におけるセカンダリユーザの周波数利用状況を回答する機能を有する。すなわち、共存発見情報サーバは、プライマリ無線システムの周波数帯と重複する周波数（帯）を利用するセカンダリユーザの情報を蓄積し、問い合わせに応じて当該情報を提供する機能を有している。また、共存マネージャＣＭを用いた共存に関する情報の交換や、ＴＶＷＳデータベースから情報を取得する機能を有していてもよい。図２に示す例では、共存発見情報サーバは、インタフェースＢ２（Ｂ２−１・２−２）を介して共存マネージャＣＭ（ＣＭ１・２）と接続され、インタフェースＣを介してＴＶＷＳデータベースと接続されている。

（実施形態の概要）
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ＰＳ_ＴＸと、当該電波を受信する受信装置ＰＳ_ＣＬ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。

プライマリ無線システムＰＳのカバレッジエリアには、カバレッジエリアＣＡ１を持つコグニティブ無線システム、カバレッジエリアＣＡ２を持つコグニティブ無線システムおよびカバレッジエリアＣＡ３を持つコグニティブ無線システムが存在している。カバレッジエリアＣＡ１を持つシステムには、端末Ｔ１１およびＴ１２を収容した基地局ＢＳ１１が配設されている。カバレッジエリアＣＡ２を持つシステムには、端末Ｔ１３およびＴ１４を収容した基地局ＢＳ１２が配設されている。同様に、カバレッジエリアＣＡ３を持つシステムには、端末Ｔ２１およびＴ２２を収容した基地局ＢＳ２１が配設されている。ネットワークＮＷには、基地局ＢＳ１１・ＢＳ１２・ＢＳ２１のシステムを収容する共存マネージャＣＭ１と、図示しない他の基地局を収容する共存マネージャＣＭ２と、共存発見情報サーバＣＤＩＳと、ホワイトスペースデータベースＴＶＷＳ−ＤＢが接続されている。

図２は、図１に示す概念図を機能構成で表したものである。すなわち、基地局ＢＳ１１は、コグニティブ無線システムの無線機能を提供する無線機ＲＲ１１と、無線機ＲＲ１１と共存システムとを論理的に接続する共存イネーブラＣＥ１１と有している。同様に、基地局ＢＳ１２は、無線機ＲＲ１２および共存イネーブラＣＥ１２を有しており、基地局２１は、無線機ＲＲ２１と共存イネーブラＣＥ２１を有している。また図２に示すように、この実施形態のシステムでは、共存イネーブラＣＥ１１・ＣＥ１２・ＣＥ２１を収容する共存マネージャＣＭ１と、図示しない他の共存イネーブラを収容する共存マネージャＣＭ２が配設され、それぞれが共存発見情報サーバＣＤＩＳおよびＴＶＷＳ−ＤＢに接続されている。

（実施形態の具体的構成）
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］
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。

受信部１１は、アンテナＡＮＴを介してクライアント装置Ｔ１１からの電波を受信し、所定の方式で復調してインタフェース部１３を介してネットワークＮＷに送る。一方、ネットワークＮＷからの情報は、インタフェース部１３を介して送信部１２に送られ、送信部１２は、当該情報を無線信号に変換してアンテナＡＮＴを介してクライアント装置Ｔ１１に送信する。すなわち、受信部１１、送信部１２およびインタフェース部１３は、クライアント装置Ｔ１１を収容するＷＬＡＮのアクセスポイントとして機能し、アクセスポイント管理部１４は、これらの機能を制御する。受信部１１および送信部１２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２規格に準拠したシステムを用いて実現することができる。なお、受信部１１および送信部１２が使用する周波数帯は、プライマリ無線システムＰＳが使用する周波数帯と少なくとも一部が重複している。そのため、ＡＰ管理部１４は、プライマリ無線システムＰＳが実際には使用していないか割当てのない周波数（帯）を利用周波数として選択する。また、アクセスポイント管理部１４は、プライマリ無線システムＰＳに妨害を与えないため、送信部１２の周波数（帯）および送信電力を制御する機能をも有している。

ＣＲＳ管理部１５は、ＡＰ管理部１４を介して無線装置１０の運用や送受信に関係する情報を読出して共存マネージャＣＭ１に提供したり、共存マネージャＣＭ１から受け取ったりする情報処理ユニットである。ＣＲＳ管理部１５が管理するＣＲＳ情報は、前述したとおり、ネットワークＩＤ、ネットワークタイプ、運用チャネル、通信のカバレッジエリア、混信を生ずる混信エリアなどの情報である。ＣＲＳ情報には、送信部１２の送信電力情報を含めてもよい。

隣接ＣＲＳ取得部１６は、カバレッジエリアが重複する等により混信を生じうる他のセカンダリ無線システム（他のコグニティブ無線システム、例えば無線装置４０）のＣＲＳ情報を取得する情報処理ユニットである。隣接ＣＲＳ取得部１６は、主として送信部１２の送信周波数（帯）や送信電力、受信部１１の受信周波数（帯）を決定するに際して、他の無線装置における無線通信に関する情報を参考情報として取得し、予め混信を予防する作用をする。

チャネル取得部１７は、プライマリ無線システムＰＳとの関係で運用が可能なチャネル情報を取得する情報処理ユニットである。チャネル取得部１７が取得するチャネル情報は、プライマリ無線システムとの関係で運用可能なものであるから、ホワイトスペース周波数を運用する際に必要な機能構成となる。チャネル取得部１７は、周波数サーバ６０（ＴＶＷＳ−ＤＢ）から直接利用可能なチャネル情報を取得してもよいし、共存マネージャ２０を介して取得しても構わない。ＣＲＳ設定部１８は、ＣＲＳ管理部１５が管理する無線装置１０のＣＲＳ情報をＡＰ管理部１４を介して受信部１１や送信部１２のパラメータを制御する情報処理ユニットである。すなわち、ＣＲＳ設定部１８は、無線機ＲＲの機能要素と共存イネーブラの機能要素とを結ぶインタフェースの役割をする。記憶部１９は、ＣＲＳ管理部１５や隣接ＣＲＳ取得部１６、チャネル取得部１７が授受する情報を記憶するメモリである。記憶部１９は、例えばフラッシュメモリやハードディスクドライブなどにより実現することができる。

無線装置４０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ＲＲ２１および共存イネーブラＣＥ２１の機能を持ったＷＬＡＮのアクセスポイント装置である。無線装置４０は、無線装置１０とは異なる無線通信標準の無線システムに属し、無線装置１０と同じ共存マネージャ２０に収容されている。無線装置４０は、無線装置１０の受信部１１、送信部１２、インタフェース部１３およびアクセスポイント管理部１４にそれぞれ対応し共通の機能を有する受信部４１、送信部４２、インタフェース部（Ｉ／Ｆ部）４３およびアクセスポイント管理部（ＡＰ管理部）４４を備えており、図１に示す基地局ＢＳ２１のアクセスポイント機能を提供する。併せて、無線装置４０は、無線装置１０の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に対応し、共通の機能を有するＣＲＳ管理部４５、隣接ＣＲＳ取得部４６、チャネル（Ｃｈ）取得部４７、ＣＲＳ設定部４８および記憶部４９を備えており、図２の共存イネーブラＣＥ２１に対応する機能を提供する。

無線装置１０および無線装置４０は、基本的に共通の構成を有しているが、異なる無線通信標準の無線システムに属している。この実施形態では、無線装置１０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２規格に準拠したシステムを用いて実現することができ、無線装置４０は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠したシステムを用いて実現することができる。すなわち、無線装置１０および無線装置４０は、どちらも使用する周波数帯がプライマリ無線システムＰＳの使用する周波数帯と少なくとも一部が重複しており、互いに直接通信することができない。すなわち、無線装置１０と無線装置４０は、自己共存メカニズムを用いることができない。

［共存マネージャ］
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。

フレーム処理部２１は、共存マネージャ２０が送信する情報要素を所定のフレームフォーマットに成形して送信データを生成したり、共存マネージャ２１が受信した信号のフレームから情報要素を抽出したりする信号演算ユニットである。ＣＥ管理部２２は、ネットワークＮＷを介して接続された無線装置１０（共存マネージャＣＥ１１）を管理し、管理下にある無線装置１０からの要求や回答を処理する演算ユニットである。チャネル取得部２３は、管理下の無線装置１０が利用可能なホワイトスペース周波数のチャネルをＴＶＷＳ−ＤＢから取得する演算ユニットである。チャネル取得部２３は、周波数サーバ６０（ＴＶＷＳ−ＤＢ）から利用可能なチャネル情報を直接取得してもよいし、無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）や無線装置１０（ＣＥ１１）を介して取得しても構わない。隣接ＣＲＳ管理部２４は、カバレッジエリアが重複する等により混信を生じうる他のセカンダリ無線システム（他のコグニティブ無線システム、例えば無線装置４０）のＣＲＳ情報を取得して管理する情報処理ユニットである。隣接ＣＲＳ管理部２４は、主として送信部１２の送信周波数（帯）や送信電力、受信部１１の受信周波数（帯）を決定するに際して、他の無線装置における無線通信に関する情報を参考情報として取得し、予め混信を予防する作用をする。記憶部２５は、通信可能な他の共存マネージャのネットワークアドレスや、提供または交換する情報、フレーム処理部２１が用いるフレームフォーマットの定義情報などを格納するメモリである。

共存マネージャ３０は、図示しない他の無線装置に対応する共存イネーブラを収容する共存管理装置である。共存マネージャ３０は、共存マネージャ２０のフレーム処理部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に対応し共通の機能を有するフレーム処理部３１、ＣＥ管理部３２、チャネル管理部３３（Ｃｈ管理部３３）、隣接ＣＲＳ管理部３４および記憶部３５を備えており、図２の共存マネージャＣＭ２に対応する管理機能を提供する。共存マネージャ２０および共存マネージャ３０は、基本的に共通の構成を有している。

［サーバ群］
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。

周波数サーバ（ＴＶＷＳ−ＤＢ）６０は、プライマリ無線システムＰＳおよび当該プライマリ無線システムＰＳに割当てられた周波数（帯）を管理するデータベースサーバである。周波数サーバ６０は、データベースエンジンとして機能するアクセス部６１およびプライマリ無線システムＰＳおよび割当てられた周波数等を格納した周波数データベース６２を備えており、図２のＴＶＷＳ−ＤＢに対応するサーバ機能を提供する。周波数サーバ６０は、位置や周波数などを特定するクエリを受けると、対応する位置でのプライマリ無線システムが使用する周波数の情報や、当該プライマリ無線システムとの関係でセカンダリ無線システムが利用可能な周波数の情報などを提供する。

（共存システムにおいて交換する情報要素）
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。

［ＣＥの登録に用いる要素］
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。

図４Ｂは、無線装置１０のＣＲＳ管理部１５が共存マネージャ２０に自己の登録を要求する際に送る情報要素の例である。図４Ｂに示すように、ＣＲＳ管理部１５は、発信元たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとするＣＥ登録要求フレーム（CE_Registration_Request）を生成する。ＣＥ登録要求フレームは、登録の種別を示す要素（OperationCode）、ネットワークＩＤの種類を示す要素（NetworkID）、ネットワークタイプを示す要素（NetworkType）、運用チャネルを示す要素（OperatingChannels）、サービスエリアを示す要素（ServiceAreaInfo）、および混信エリアを示す要素（InterferenceAreaInfo）などを含んでいる。

図４Ｃは、登録要求フレームに応じて共存マネージャ２０が無線装置１０へ送る情報要素の例である。図４Ｃに示すように、共存マネージャ２０のフレーム処理部２１は、発信元たる共存マネージャ２０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする登録応答フレーム（Registration_Response）を生成する。登録応答フレームは、登録の正否を示す要素（Status）などを含んでいる。

［ＣＥの情報取得に用いる要素］
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。

図５Ｂは、共存マネージャ２０のＣＥ管理部２２が無線装置１０から情報を取得する際に送る情報要素の例である。図４Ｂに示すように、ＣＥ管理部２２は、発信元たる共存マネージャ２０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする情報取得要求フレーム（InfoAcquiring_Request）を生成する。情報取得要求フレームは、要求する情報ＩＤを示す要素（ReqInfoDescr）などを含んでいる。ここで、要求される情報ＩＤは、例えば運用チャネルの能力（利用可能なチャネル・チャネル数等）、サポートされる送信スケジュール（タイムスロット）の能力、所要バンド幅などを含むことができる。

図５Ｃは、情報取得要求フレームに応じて無線装置１０（ＣＥ１１）が共存マネージャ２０へ送る情報要素の例である。図５Ｃに示すように、ＣＲＳ管理部１５は、発信元たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする情報取得応答フレームを生成する。情報取得応答フレームは、要求された情報の値を示す要素（ReqInfo）などを含んでいる。

［ＲＲの運用状況測定に用いる要素］
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。

図６Ｂは、共存マネージャ２０のＣＥ管理部２２が無線装置４０の運用情報を測定する際に送る情報要素の例である。図６Ｂに示すように、ＣＥ管理部２２は、発信元たる共存マネージャ２０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる無線装置４０（ＣＥ２１）を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする測定要求フレーム（Measurement_Request）を生成する。測定要求フレームは、チャネル番号を示す要素（ChannelNumber）、測定内容を示す要素（MeasDescr）、報告の方法を示す要素（ReportingMode）などを含んでいる。ここで、測定内容（運用情報）は、選択されたチャネルの占有状況（占有率）や混信レベルなどを含むことができる。

図６Ｃは、測定要求フレームに応じて無線装置４０（ＣＥ２１）が共存マネージャ２０へ送る情報要素（または測定情報に応じて共存マネージャ２０が無線装置４０へ送る情報要素）の例である。図６Ｃに示すように、ＣＲＳ管理部１５は、発信元たる無線装置４０（ＣＥ２１）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする測定確認フレーム（Measurement_Confirm）を生成する。測定確認フレームは、測定状況を示す要素（Status）などを含んでいる。

同様に、図６Ｄは、無線装置４０（ＣＥ２１）が共存マネージャ２０へ送る情報要素の例である。図６Ｄに示すように、ＣＲＳ管理部４５は、発信元たる無線装置４０（ＣＥ２１）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする測定報告フレーム（Measurement_Report）を生成する。測定報告フレームは、測定結果を示す要素（MeasResult）などを含んでいる。

［ＲＲのパラメータ再設定に用いる要素］
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。

図７Ｂは、共存マネージャ２０のＣＥ管理部２２が無線装置１０にパラメータ再設定を指示する際に送る情報要素の例である。図７Ｂに示すように、ＣＥ管理部２２は、発信元たる共存マネージャ２０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする再設定要求フレーム（Reconfiguration_Request）を生成する。再設定要求フレームは、再設定の内容を示す要素（ReconfigRequest）などを含んでいる。ここで、再設定内容は、運用チャネル、送信電力制限、ＴＶ帯を利用する他の無線ネットワークと当該運用チャネルを共有しているか否か、送信スケジュール（フレーム開始時刻、フレーム継続時間、フレーム数、フレーム内の送信開始時刻およびフレーム内の送信継続時間などからなる情報）などのリストを含むことができる。

図７Ｃは、再設定要求フレームに応じて無線装置１０（ＣＥ１１）が共存マネージャ２０へ送る情報要素の例である。図７Ｃに示すように、ＣＲＳ管理部１５は、発信元たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする再設定確認フレーム（Reconfiguration_Confirm）を生成する。再設定確認フレームは、再設定状況を示す要素（Status）などを含んでいる。

［ＲＲの利用可能チャネル取得に用いる要素］
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。

図８Ｂは、共存マネージャ２０のＣＥ管理部２２が無線装置１０に対して、無線装置１０が利用可能なチャネルを回答するよう指示する際に送る情報要素の例である。図８Ｂに示すように、ＣＥ管理部２２は、発信元たる共存マネージャ２０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする利用可能チャネル要求フレーム（GetAvailableChannels_Request）を生成する。利用可能チャネル要求フレームは、トリガーとなるフレームであり、特段の情報要素を有していなくてもよい。

図８Ｃは、利用可能チャネル要求フレームに応じて無線装置１０（ＣＥ１１）が共存マネージャ２０へ送る情報要素の例である。図８Ｃに示すように、ＣＲＳ管理部１５は、発信元たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする利用可能チャネル応答フレーム（GetAvailableChannels_Response）を生成する。利用可能チャネル応答フレームは、無線を主管する官庁や国などの規制ドメインを示す要素（RegDomain）、チャネル番号を示す要素（ChannelNumber）および送信電力制限を示す要素（TransmitPowerLimit）などを含んでいる。

図８Ｄは、無線装置１０（ＣＥ１１）が共存マネージャ２０へ送る情報要素の例である。図８Ｄに示すように、ＣＲＳ管理部１５は、発信元たる無線装置１０（ＣＥ１１）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする利用可能チャネル通知フレーム（AvailableChannels_Announcement）を生成する。利用可能チャネル通知フレームは、無線を主管する官庁や国などの規制ドメインを示す要素（RegDomain）、チャネル番号を示す要素（ChannelNumber）および送信電力制限を示す要素（TransmitPowerLimit）などを含んでいる。

［ＣＭの登録に用いる要素］
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。

図９Ｂは、共存マネージャ２０のチャネル管理部２３が無線局サーバ５０に対して、無線装置１０の無線システムに関する情報を登録する際に送る情報要素の例である。図９Ｂに示すように、チャネル管理部２３は、発信元たる共存マネージャ２０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる無線局サーバ５０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとするＣＭ登録要求フレーム（CM_Registration_Request）を生成する。ＣＭ登録要求フレームは、ネットワークを識別する要素（NetworkID）、ネットワークタイプを示す要素（NetworkType）、運用チャネルを示す要素（OperatingChannel）、サービスエリアを示す要素（ServiceAreaInfo）および混信エリアを示す要素（InterferenceAreaInfo）などを含んでいる。

図９Ｃは、ＣＭ登録要求フレームに応じて無線局サーバ５０が共存マネージャ２０へ送る情報要素の例である。図９Ｃに示すように、無線局サーバ５０のデータベース管理部５１は、発信元たる無線局サーバ５０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする登録応答フレーム（Registration_Response）を生成する。登録応答フレームは、登録の成否など登録状況を示す要素（Status）などを含んでいる。

［隣接ＣＭ情報の通知に用いる要素］
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。

図１０Ｂは、共存マネージャ２０が無線局サーバ５０から受け取る隣接ＣＲＳ情報に関する情報要素の例である。図１０Ｂに示すように、無線局サーバ５０のデータベース管理部５１は、発信元たる無線局サーバ５０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとするＣＭ隣接通知フレーム（CM_NeighbourList_Announcement）を生成する。ＣＭ隣接通知フレームは、隣接ＣＲＳ情報を提供した隣接する共存マネージャ（例えば共存マネージャ３０）のＩＤを示す要素（NeighbourCMID）、隣接する共存マネージャの配下で利用されているネットワークのＩＤを示す要素（NetworkID）、同じくネットワークタイプを示す要素（NetworkType）、同じく運用チャネルを示す要素（OperatingChannel）などを含んでいる。

［ＣＤＩＳからの利用可能チャネル取得に用いる要素］
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。

図１１Ｂは、共存マネージャ２０のチャネル管理部２３が無線局サーバ５０に対して、無線装置１０のシステムが利用可能なチャネルを回答するよう要求する際に送る情報要素の例である。図１１Ｂに示すように、チャネル管理部２３は、発信元たる共存マネージャ２０を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする利用可能チャネル要求フレーム（GetAvailableChannels_Request）を生成する。無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）に対して送られる利用可能チャネル要求フレームは、利用可能チャネルを特定するために必要なネットワークＩＤを示す要素（NetworkID）などを含んでいる。

図１１Ｃは、利用可能チャネル要求フレームに応じて無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）が共存マネージャ２０へ送る情報要素の例である。図１１Ｃに示すように、データベース管理部５１は、発信元たる無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする利用可能チャネル応答フレーム（GetAvailableChannels_Response）を生成する。利用可能チャネル応答フレームは、無線を主管する官庁や国などの規制ドメインを示す要素（RegDomain）、チャネル番号を示す要素（ChannelNumber）および送信電力制限を示す要素（TransmitPowerLimit）などを含んでいる。

図１１Ｄは、無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）が共存マネージャ２０へ送る情報要素の例である。図１１Ｄに示すように、データベース管理部５１は、発信元たる無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）を識別する発信元ＩＤ（SourceIdentifier）および宛先たる共存マネージャ２０を識別する宛先ＩＤ（DestinationIdentifier）をヘッダとする利用可能チャネル通知フレーム（AvailableChannels_Announcement）を生成する。利用可能チャネル通知フレームは、無線を主管する官庁や国などの規制ドメインを示す要素（RegDomain）、チャネル番号を示す要素（ChannelNumber）および送信電力制限を示す要素（TransmitPowerLimit）などを含んでいる。

（実施形態の共存マネージャの動作例）
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。

すなわち、実施形態の共存マネージャ２０は、アイドル状態においてメッセージの受信を待機している（図１３：ステップ１００のＮｏ。以下「Ｓ１００のＮｏ」のように称する。）。メッセージを受信すると（Ｓ１００のＹｅｓ）、共存マネージャ２０は、送られたメッセージに従った処理を実行する（Ｓ２００）。

メッセージ処理の結果、共存マネージャ２０の配下の無線装置などに周波数や電力の変更が必要ない場合（Ｓ３００のＮｏ）、共存マネージャ２０は、再びメッセージ受信を待機する（Ｓ１００）。

メッセージ処理の結果、共存マネージャ２０の配下の無線装置などに周波数や電力の変更が必要となる場合、すなわち、メッセージ処理の結果新たな混信問題が生じる場合（Ｓ３００のＹｅｓ）、共存マネージャ２０は、配下の無線装置がホワイトスペース周波数においてプライマリ無線システムＰＳや他のセカンダリ無線システムと共存できるよう、周波数の再選択や送信電力の制限などの処理（共存処理）を実行する（Ｓ４００）。共存処理が終了すると、共存マネージャ２０は、再びメッセージ受信を待機する。

すなわち、実施形態の共存マネージャ２０は、配下の無線装置やプライマリ無線システムＰＳの運用状況が変更されたり、新たな無線装置やプライマリ無線システムＰＳが登場したりした場合に、配下の無線装置のＣＲＳ情報の変更の有無を解析し、変更が必要な無線装置等に対して再設定を指示する機能を有している。

（共存マネージャによるメッセージ処理の動作例）
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。

まず、図１４Ａを参照してＣＥ登録要求について説明する。ユーザが無線装置１０の電源をオンにすると、無線装置１０のＡＰ管理部１４は、自己のＩＤやＣＲＳ情報を記憶部１９に保存して共存処理の準備を開始する。ＣＲＳ管理部１５は、自己のＩＤとＣＲＳ情報を記憶部１９から読出してＣＥ登録要求フレームを生成し、無線装置１０を管理する共存マネージャ２０に対して送信する。共存マネージャ２０は、ネットワークＮＷを介してＣＥ登録要求フレームを受け取る（Ｓ２１０）。

ＣＥ登録要求フレームを受け取ると、フレーム処理部２１は、ＣＥ登録要求フレームから無線装置１０のＩＤやＣＲＳ情報などを抽出し、記憶部２５に記録された無線装置１０に関する情報を更新する（Ｓ２１２）。

続いて、フレーム処理部２１は、自己が管理する無線装置のＩＤや更新されたＣＲＳ情報などを記憶部２５から読出してＣＭ登録要求フレームを生成し、無線局サーバ５０に送信する（Ｓ２１４）。

無線局サーバ５０は、ネットワークＮＷを介して共存マネージャ２０からのＣＭ登録要求フレームを受け取る。データベース管理部５１は、受け取ったＣＭ登録要求フレームの内容を無線局データベース５３に登録する。無線局データベース５３に登録されたＣＭ登録要求フレームの内容は、当該無線局データベースに登録されることで、隣接する共存マネージャ３０などからの問い合わせ対象（検索対象）となる。共存マネージャ２０からのＣＭ登録要求フレームの内容が無線局データベース５３に登録されると、データベース管理部５１は、登録の成否を示す登録応答フレームを生成し、共存マネージャ２０に送信する。共存マネージャ２０は、ネットワークＮＷを介して登録応答フレームを受け取る（Ｓ２１６）。

共存マネージャ２０が登録応答フレームを受け取ると、フレーム処理部２１は、登録応答フレームをＣＥ管理部２２に渡し、ＣＥ管理部２２は、受け取った登録応答フレームを無線装置１０に送信する（Ｓ２１８）。無線装置１０が登録成功の内容を含む登録応答フレームを受け取ると、無線装置１０は、利用可能チャネルを受け取る準備が整うことになる。

続いて、図１４Ｂを参照して、利用可能チャネルの通知を受け取る動作について説明する。共存マネージャ２０が無線装置１０のＣＲＳ情報などを無線局サーバ５０に登録した後、共存マネージャ２０は、無線局サーバ５０や無線装置１０、あるいは周波数サーバ６０から利用可能チャネルに関する情報を受け取る準備が整う。例えば、無線装置１０のＣＲＳ情報などが無線局サーバ５０に登録された後、無線局サーバ５０が無線装置１０の利用可能チャネルを含む利用可能チャネル通知フレームを送信すると、共存マネージャ２０のフレーム処理部２１が当該利用可能チャネル通知フレームを解析する（Ｓ２２０）。チャネル管理部２３は、解析された利用可能チャネル通知フレームの内容を記憶部２５に格納（または更新）する（Ｓ２２２）。

利用可能チャネル通知フレームが無線装置１０を経由して送られた場合や、周波数サーバ６０から直接送られる場合も同様である。

続いて、図１４Ｃを参照して、ＣＭ隣接通知を受け取る動作について説明する。図１４Ａに示すＣＥ登録要求を行うと、無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）は、登録した当該ＣＥが接続された無線装置１０の無線システムと混信を生じうる、隣接した他の無線システム（例えば無線装置４０）を検索することが可能になる。そして、検索して得られた他の無線装置のＣＲＳ情報は「隣接ＣＲＳ情報」として、無線装置１０へ提供される。データベース管理部５１は、隣接ＣＲＳ情報に基づいてＣＭ隣接通知フレームを生成して共存マネージャ２０に送信する。共存マネージャ２０のフレーム処理部２１は、受け取ったＣＭ隣接通知フレームを解析して隣接ＣＲＳ管理部２４に渡す（Ｓ２３０）。

隣接ＣＲＳ管理部２４は、解析されたＣＭ隣接通知フレームの内容を用いて記憶部２５に格納された隣接ＣＲＳ情報を更新する（Ｓ２３２）。

この段階で、共存マネージャ２０は、利用可能チャネルおよび隣接ＣＲＳ情報を取得するので、配下の無線装置１０が現実に利用できる周波数および送信電力などを決定する準備が整うことになる。

（共存マネージャによる共存処理の動作例）
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。

共存マネージャ２０がメッセージを受信し、所定のメッセージ処理を実行すると（図１３のＳ２００）、ＣＥ管理部２２は、メッセージ処理の結果として得られた情報を解析する（Ｓ４０２）。解析の結果、共存処理が必要ない場合、例えば定期的に受信する利用可能チャネル通知フレームの処理のような場合（Ｓ４０４のＮｏ）、他の無線装置との関係で共存処理は必要ないから、そのまま処理を終了する。

共存処理の必要がある場合（Ｓ４０４のＹｅｓ）、チャネル管理部２３は、新たに利用可能チャネルの取得が必要か否かを判定する（Ｓ４１０）。例えば、ＣＥ登録要求の結果、無線装置１０が移動しているような場合は新たな利用可能チャネルの取得が必要である。このような場合（Ｓ４１０のＹｅｓ）、チャネル管理部２３は、利用可能チャネル要求フレームを生成して無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）や周波数サーバ６０（ＴＶＷＳ−ＤＢ）、無線装置１０（ＣＥ１１）などに送信する（Ｓ４１２）。無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）、周波数サーバ６０（ＴＶＷＳ−ＤＢ）、無線装置１０（ＣＥ１１）は、利用可能チャネル要求フレームに応じて利用可能チャネル応答フレームを返す。

共存マネージャ２０は、無線局サーバ５０（ＣＤＩＳ）や周波数サーバ６０（ＴＶＷＳ−ＤＢ）、無線装置１０（ＣＥ１１）などから送られた利用可能チャネル応答フレームを受信する（Ｓ４１４）。利用可能チャネル応答フレームを受信すると、チャネル管理部２３は、記憶部２５に格納された利用可能チャネルに関する情報を更新する（Ｓ４１６）。更新した結果、ＣＥ管理部２２は、ステップ４０２からの処理を繰り返す。

新たな利用可能チャネルの取得が必要ない場合（Ｓ４１０のＮｏ）、チャネル管理部２３は、無線装置１０のチャネル設定に関して他の無線装置４０の運用情報を測定する必要があるか否か判定する（Ｓ４２０）。例えば、利用可能チャネルの全てについてセカンダリ無線システムの無線装置が使用している場合、無線装置４０のチャネル占有率等を測定することで、チャネル共用の可能性を判定できる。すなわち、チャネル占有率が高い無線装置と低い無線装置が存在した場合、チャネル占有率が低い無線装置であれば周波数を共用できる可能性が高い。このような場合（Ｓ４２０のＹｅｓ）、ＣＥ管理部２２は、測定要求フレームを生成して無線装置４０（ＣＥ２１）に送信する（Ｓ４２２）。

無線装置４０が測定要求フレームを受信すると、無線装置４０のＣＲＳ管理部４５は、測定要求フレームに規定された測定内容をＡＰ管理部４４を介して取得し、測定応答フレームを生成する。ＣＲＳ管理部４５は、生成した測定応答フレームを共存マネージャ２０へ送る。

共存マネージャ２０は、ネットワークＮＷを介して測定応答フレームを受信する（Ｓ４２４）。フレーム処理部２１は、受信した測定応答フレームを解析してその内容を記憶部２５に保存する（Ｓ４２６）。保存した後、ＣＥ管理部２２は、ステップ４０２からの処理を繰り返す。

他の無線装置の運用状況を測定する必要がない場合（Ｓ４２０のＮｏ）、ＣＥ管理部２２は、無線装置１０のＣＲＳ情報が必要か否かを判定する（Ｓ４３０）。例えば、無線装置１０が利用可能なチャネル（キャパシティ）が増減したり、位置が刻々変化するような事情が存在したりする場合、共存マネージャ２０が周波数等を選択する際にこれらの情報が必要となる。このような場合（Ｓ４３０のＹｅｓ）、ＣＥ管理部２２は、情報取得要求フレームを生成して無線装置１０に送信する（Ｓ４３２）。

無線装置１０が情報取得要求フレームを受信すると、無線装置１０のＣＲＳ管理部１５は、情報取得要求フレームに含まれる要求される情報ＩＤに基づいて所定の情報をＡＰ管理部１４を介して取得し、情報取得応答フレームを生成する。ＣＲＳ管理部１５は、生成した情報取得応答フレームを共存マネージャ２０に送信する。

共存マネージャ２０は、ネットワークＮＷを介して情報取得応答フレームを受信する（Ｓ４３４）。フレーム処理部２１は、受信した情報取得応答フレームを解析してその内容を記憶部２５に保存する（Ｓ４３６）。保存した後、ＣＥ管理部２２は、ステップ４０２からの処理を繰り返す。

無線装置１０のＣＲＳ情報が必要ない場合（Ｓ４３０のＮｏ）、共存マネージャ２０は、無線装置１０の運用周波数決定などに必要な情報は全て記憶部２５に取得している状態にある。共存マネージャ２０のチャネル管理部２３は、これらの情報を用いて無線装置１０の共存設定処理、すなわち、記憶部２５から読出した利用可能チャネル情報、隣接ＣＲＳ情報、他の無線装置の運用情報、無線装置１０の設定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（混信が最小限となるチャネル）を決定する処理を実行する（Ｓ４４０）。

共存設定処理が終わると、チャネル管理部２３は、無線装置１０のＣＲＳ情報の更新が必要か否かを判定する（Ｓ４５０）。新たな運用周波数を選択したり、運用周波数を更新したり、送信電力の制限が必要な場合（Ｓ４５０のＹｅｓ）、ＣＥ管理部２２は、再設定要求フレームを生成して無線装置１０に送信する（Ｓ４５２）。
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）。

無線装置４０のＣＲＳ設定部４８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４４を介して無線装置４０のＣＲＳ情報を再設定する。再設定に成功すると、ＣＲＳ管理部４５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。

共存マネージャ２０は、ネットワークＮＷを介して再設定確認フレームを受信し、共存処理を終了する（Ｓ４５４）。

このように、この実施形態のシステムでは、セカンダリ無線システムのＣＲＳ情報を管理する無線局サーバおよびプライマリ無線システムの周波数情報（あるいはプライマリ無線システムとの関係で利用可能なホワイトスペース周波数のチャネル情報）を管理する周波数サーバと情報を交換しつつ無線装置の周波数や電力などを決定するので、他のセカンダリ無線システムと直接通信することができなくても、混信のない通信を実現することができる。特に、この実施形態の無線システムでは、共存マネージャ２０が、互いに異なる無線通信標準に準拠した無線装置１０および無線装置４０の情報交換をサポートする場合、セカンダリ無線システム間の混信を未然に防止することができる。

（共存設定処理の具体例）
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。

かかる場合、共存マネージャ２０の隣接ＣＲＳ管理部２４は、まず、無線局サーバ５０から取得した隣接ＣＲＳ情報などに基づいて、周波数が重複する無線装置を収容する共存マネージャのＩＤを取得する。次いで、隣接ＣＲＳ管理部２４は、取得したＩＤの共存マネージャ（例えば共存マネージャ３０）と周波数共用のための調整を行う。例えば、隣接ＣＲＳ管理部２４は、共存マネージャ３０の配下の無線装置が利用するホワイトスペース周波数のタイムスロットを共存マネージャ３０を介して取得し、共存マネージャ３０が示したタイムスロットと異なるタイムスロットを無線装置１０の利用タイムスロットとして選択する。

このように、混信を生ずる無線装置が異なる共存マネージャに収容されている場合、共存マネージャ２０の隣接ＣＲＳ管理部２４は、当該混信を生ずる無線装置が利用する周波数や電力、タイムスロットに関する情報を取得し、無線装置１０の周波数決定や送信電力決定に用いることができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。そして、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０…無線装置、１１…受信部、１２…送信部、１３…インタフェース部、１４…アクセスポイント管理部、１５…ＣＲＳ情報管理部、１６…隣接ＣＲＳ情報取得部、１７…チャネル取得部、１８…ＣＲＳ設定部、１９…記憶部、２０…共存マネージャ、２１…フレーム処理部、２２…共存イネーブラ管理部、２３…チャネル管理部、２４…隣接ＣＲＳ情報管理部、２５…記憶部、５０…無線局サーバ、５１…データベース管理部、５２…チャネル取得部、５３…無線局データベース、６０…周波数サーバ、６１…データベース管理部、６２…周波数データベース。

Claims (9)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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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