JP5729629B2 - 無線装置、通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、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無線装置、通信方法に関する。

無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）は、産業科学医療用バンド（ＩＳＭバンド：Industry-Science-Medical）において最もうまく稼働しているシステムといえる。８０２．１１に関係する製品は広く普及し、大きなマーケットを形成している。しかし、ＩＳＭバンド利用の増加により、ＷＬＡＮにとって高スループットを得られる周波数資源が不足している。

そこで、レーダーバンド（３６５０−３７００ＭＨｚ）のように、特定の用途に免許された周波数帯において、ＷＬＡＮなど免許を必要としない無線装置の運用を行うことが検討されている。特に、ＴＶホワイトスペース（ＴＶＷＳ）として知られるＴＶバンド内の未利用チャネル（未利用周波数）については、免許を必要としない当該周波数の利用に対する規制に関して具体的な検討が進められており、近々ＴＶバンドにおいてＷＬＡＮなどの運用が可能になる見込みである。

ところで、免許を必要としない無線装置と免許された無線装置とが利用する周波数帯を共用する場合、免許を必要としない無線装置は、当該周波数帯の利用について優先順位が低いから、免許された無線装置に対して混信を与えてはならない。しかし、免許された無線装置と免許を必要としない無線装置とは、互いに通信手順や諸元が異なるため、利用する周波数帯が重複すると混信が発生してしまう。

米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）、"Second report and order and memorandum opinion and order"、Ｎｏ．ＦＣＣ０８−２６０、２００８年１１月 ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｙ（登録商標）―２００８ ＩＥＥＥ標準８０２．１１（登録商標）―２００７ ＩＥＥＥ標準案８０２．１１ａｆ Ｄ０．０３

このように、従来の無線装置、通信方法では、周波数帯を共用する無線システム（特に自己よりも優先順位の高い無線システム）の間で混信が発生しうるという問題があった。本発明の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、周波数帯を共用する無線装置において混信を抑えることのできる無線装置、通信方法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、実施態様に係る無線装置は、使用する周波数帯が第１の無線システムと重複する該第１の無線システムとは異なる第２の無線システムに属する無線装置であって、第２の無線システムに属する他の無線装置と通信する送受信部と、第１の無線システムが使用する周波数帯に属し利用を求める周波数を示す情報および自己の位置情報を含む要求情報を生成し、第１の無線システムに属する無線装置の周波数および位置を示す情報を検索可能に管理するマスタ装置に対して要求情報を送る要求送信部と、前記マスタ装置が前記利用を求める周波数のうち第１の無線システムに属する無線装置に混信を与える周波数のリストと前記利用を求める周波数のうち前記第１の無線システムに属する無線装置に混信を与えない周波数のリストとの少なくとも一方のリストと、前記第１の無線システムが使用する周波数帯に属し前記要求情報とに基づき利用を許可した周波数を示す周波数許可情報を受け取る応答受信部と、周波数許可情報に基づき利用を許可された周波数において第１の無線システムに属する無線装置の電波の有無を検出する検出部と、検出部が第１の無線システムに属する無線装置の電波を検出しない場合に、利用を許可された周波数における送受信部の送信を開始させる送信制御部とを備えている。

本発明の実施形態は、周波数帯を共用する無線装置において混信を抑えることのできる無線装置、通信方法を提供することを目的としている。

第１の実施形態の無線システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の無線システムで用いる情報の要素を示す図である。 第１の実施形態の無線システムで用いる情報の要素の具体例を示す図である。 図３Ａに示す情報の要素のうちアクション値の具体例を示す図である。 第１の実施形態の無線システムで用いる情報の要素の具体例を示す図である。 図４Ａに示す情報の要素のうち情報ＩＤの具体例を示す図である。 第１の実施形態の無線システムの動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態の無線システムの具体例を示す概念図である。 第１の実施形態の無線システムの具体例を示す概念図である。 第１の実施形態の無線システムの具体例を示す概念図である。 第１の実施形態の無線システムの具体例を示す概念図である。 第１の実施形態の無線システムの具体例を示す概念図である。 第２の実施形態の無線システムの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の無線システムの具体例を示す概念図である。 第２の実施形態の無線システムの変形例を示す概念図である。 第２の実施形態の無線システムの動作を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）以下、図面を参照して、実施形態に係る無線装置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、空きチャネル判定を行うマスタ装置１、マスタ装置１が許可したチャネルで通信を行うアクセスポイント（ＡＰ）装置２、ＡＰ装置２と通信するＳＴＡ装置３を有している。

図１において、プライマリシステムＰＳは、所定の周波数帯の特定のチャネルにおいて免許され、当該チャネルの利用につき他の無線局よりも優先順位が高い無線装置である。プライマリシステムＰＳは、例えばテレビ用バンドのうち特定チャネルの利用を免許されたテレビ放送局の無線装置などが該当する。マスタ装置１は、プライマリシステムＰＳが利用する周波数帯のうち、プライマリシステムＰＳに混信を与えるおそれがなく配下のＡＰ装置２が利用可能なチャネル（周波数）を選択する無線装置である。ＡＰ装置２は、プライマリシステムＰＳが利用する周波数帯の周波数を利用して通信可能な無線装置である。ＡＰ装置２は、ＳＴＡ装置３と通信することができる。

この実施形態のＡＰ装置２は、ＳＴＡ装置３と無線通信するアクセスポイントとして機能し、プライマリシステムＰＳと重複する周波数帯の周波数を利用可能に構成されている。プライマリシステムＰＳは、ＡＰ装置２およびＳＴＡ装置３（さらにはマスタ装置１）よりも当該周波数帯を使用する優先順位が高く、マスタ装置１・ＡＰ装置２・ＳＴＡ装置３は、プライマリシステムＰＳに対して混信妨害を与えてはならない状態にある。以下に説明する例では、プライマリシステムＰＳは、テレビジョン放送用バンドの特定チャネルを免許された無線装置であり、マスタ装置１、ＡＰ装置２およびＳＴＡ装置３は、カバー範囲が限定された無線ＬＡＮシステム（ＷＬＡＮ）として機能しうる無線装置であるものとして説明する。また、中心周波数および周波数帯域幅により規定され、プライマリシステムＰＳに割り当てられＷＬＡＮ装置が通信に用いる周波数帯を「ネットワークチャネル」と呼ぶ。

図１に示すように、この実施形態のマスタ装置１は、受信部１２、送信部１３、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４を有している。受信部１２は、通信相手から送られる電波をアンテナ１１を介して受信し、所定の方式で復調する。送信部１３は、通信相手に対する情報を変調して無線信号を生成し、アンテナ１１を介して通信相手に送信する。Ｉ／Ｆ１４は、受信部１２および送信部１３と、インターネットなどのネットワーク（ＮＷ）１５とを接続する。

受信部１２は、通信相手からの電波をアンテナ１１を介して受信し、所定の方式で復調してＩ／Ｆ１４を経由してＮＷ１５に送る。一方、ＮＷ１５からの情報は、Ｉ／Ｆ１４を介して送信部１３に送られ、送信部１３は、当該情報を無線信号に変換してアンテナ１１を介して通信相手に送信する。すなわち、受信部１２、送信部１３およびＩ／Ｆ１４は、クライアントたる通信相手を収容するＷＬＡＮのアクセスポイントとして機能する。受信部１２および送信部１３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。なお、受信部１２および送信部１３が使用する周波数帯は、プライマリシステム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。

また、マスタ装置１は、要求解析部１６、混信判定部１７、応答生成部１８を備えている。要求解析部１６は、ＡＰ装置２から送られる周波数割当要求の内容を解析する。混信判定部１７は、要求解析部１６が解析したＡＰ装置２の要求内容に基づき、Ｉ／Ｆ１４を介してＮＷ１５に接続されたデータベースＤＢにアクセスし、要求内容を許可できるか判定する。すなわち、混信判定部１７は、ＡＰ装置２からの要求内容がプライマリシステムＰＳに混信を与え得るか否かを判定する。応答生成部１８は、混信判定部１７の判定結果に基づいてＡＰ装置２への応答情報を生成し、送信部１３を介してＡＰ装置２に送信する。

この実施形態のＡＰ装置２は、受信部２２、送信部２３、Ｉ／Ｆ２４を有している。ＡＰ装置２における受信部２２、送信部２３およびＩ／Ｆ２４は、マスタ装置１における受信部１２、送信部１３およびＩ／Ｆ１４と共通する機能を有している。なお、Ｉ／Ｆ２４は、インターネットなどのネットワーク（ＮＷ）２５と接続されるが、ＮＷ２５はＮＷ１５と共通するネットワークであっても、異なるネットワークであってもよい。

また、ＡＰ装置２は、送信制御部２６、要求生成部２７、応答解析部２８およびサービス検出部２９を有している。送信制御部２６は、送信部２３の送信の制御や、送信周波数、送信電力などの制御をする。要求生成部２７は、ＡＰ装置２およびその配下のＳＴＡ装置３が利用するチャネルや送信電力を選択して要求情報を生成し、送信部２３を介してマスタ装置１に送信する。応答解析部２８は、マスタ装置１に要求情報を送信した結果得られた応答情報の内容を解析する。送信制御部２６は、この解析された応答情報の内容に基づいてＡＰ装置２の利用チャネルおよび送信電力を決定し、送信部２３を制御する。サービス検出部２９は、受信部２２を介してプライマリシステムＰＳの電波を監視し、プライマリシステムＰＳのサービスが開始されているか（あるいは開始されたか）を検出する。送信制御部２６は、この検出結果に基づいて送信停止制御を行う。

ＳＴＡ装置３は、ＡＰ装置２とＷＬＡＮを構成する無線装置である。ＳＴＡ装置３は、ＡＰ装置２と共通の構成を有している。

データベースＤＢは、プライマリシステムＰＳの位置情報、周波数情報、送信電力情報その他のＰＳ基本情報を格納している。データベースＤＢは、マスタ装置１からのクエリに応じてＰＳ基本情報群から該当するプライマリシステムＰＳの基本情報を取得し、マスタ装置１に返答する機能を有する。図１に示す例では、データベースＤＢとマスタ装置１とはネットワーク１５により接続されるものとしているが、これには限定されない。マスタ装置１に備えられた記憶装置などにデータベースＤＢが構築されても構わない。データベースＤＢの登録内容は、プライマリシステムＰＳの許認可権者などにより随時更新される。

（要求情報と応答情報）ここで、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂを参照して、ＡＰ装置２が発する要求情報およびマスタ装置１が発する応答情報について説明する。

ＡＰ装置２は、プライマリシステムＰＳの周波数帯に属するネットワークチャネルを利用するに先立ち、マスタ装置１に要求情報を送り、ＡＰ装置２の位置およびその周辺において当該ネットワークチャネルの利用がプライマリシステムＰＳに混信を与えるか否か照会する。図２に示すように、この実施形態のＡＰ装置２は、要求者アドレス（Requester STA address）、応答者アドレス（Responder STA address）、データ長（Length）、理由／結果コード（Reason Result code）、ネットワークチャネル許可ＩＤ（Network Channel Enablement Identifier）、運用クラス（Operating class）、チャネル番号（Channel number）および最大送信電力（Maximum Transmit power）の各要素を要求情報としてマスタ装置１に送る。同様に、マスタ装置１は、ＡＰ装置２からの要求情報に応じて応答情報を発する。応答情報は、要求情報と共通の要素を有しており、要求者アドレス、応答者アドレス、データ長、理由／結果コード、ネットワークチャネル許可ＩＤ、運用クラス、チャネル番号および最大送信電力を要素として含んでいる。

要求者アドレスは、この手順を開始する要求者であるＡＰ装置２のアドレスである。例えば、ＡＰ装置２のＭＡＣアドレスのような論理アドレスや、物理的な位置情報などである。応答者アドレスは、チャネル許可を与えるマスタ装置１のアドレスである。要求者アドレスと同様に、応答者アドレスは、マスタ装置１のＭＡＣアドレスのような論理アドレスや、物理的な位置情報などである。データ長は、要求情報を構成する総フレーム長である。

理由／結果コードは、マスタ装置１が要求情報に基づきデータベースＤＢを検索した結果、要求したネットワークチャネルが利用可能かどうか、利用できない場合はその理由などが定義される。ネットワークチャネル許可ＩＤは、マスタ装置１からＡＰ装置２へ割り当てられるＩＤである。運用クラスは、ＡＰ装置２が利用を求めるネットワークチャネルのセット（組）であり、チャネル番号は、対応するチャネルの番号である。運用クラスおよびチャネル番号は、当該ネットワークチャネルが利用可能かどうかを判定するためのチャネル周波数および周波数帯域幅を特定する。運用クラスの例としては、例えばドラフト標準であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｆの付録Ｊに示されるものが挙げられる。チャネル番号は、要求情報に含まれる場合は利用を要求するネットワークチャネルのチャネル番号であり、応答情報に含まれる場合は利用が許可されたネットワークチャネルのチャネル番号を意味することになる。最大送信電力は、要求情報に含まれる場合は利用を要求する最大送信電力であり、応答情報に含まれる場合は利用が許可された送信電力である。ただし、最大送信電力の情報はなくても構わない。

図３Ａおよび図３Ｂに示すのは、要求情報および応答情報を、ＩＥＥＥ８０２．１１にて規定されるパブリックアクションフレーム（Public Action Frame）を用いて伝送する場合のフレーム構成の例である。図３Ａに示すように、要求情報および応答情報をパブリックアクションフレームを用いて伝送する場合、例えば、カテゴリ、アクション値、要求者アドレス、応答者アドレス、データ長、理由／結果コード、ネットワークチャネル許可ＩＤ、運用クラス、チャネル番号および最大送信電力を要素として含めることができる。

図３Ａに示す要求情報および応答情報の各要素のうち、カテゴリは、ＩＥＥＥ８０２．１１−２００７における表７−２４にて規定されるパブリックアクションに対応する値が１オクテットで定義される。アクション値は、図３Ｂに示す表にて定義される各機能に対応する値が１オクテットで定義される。この実施形態の例では、「ネットワークチャネル使用可能化」に対応する「９」がアクション値として設定される。理由／要求コードは、応答情報が生成された理由が１オクテットで定義される。このコードは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｙ−２００８における表７−５７ｆ１にて規定されるものである。

要求者アドレスおよび応答者アドレスは、それぞれ６オクテットで定義される。ネットワークチャネル許可ＩＤは、１６ビットの番号が割り当てられる。最大送信電力は、ＴＶバンド運用のための送信電力が［ｄＢｍ］の単位で定義される。

一方、図２に示すネットワークチャネル使用可能化要素は、プロトコルを用いて伝送することもできる。図４Ａおよび図４Ｂに示すのは、要求情報および応答情報を、ＧＡＳプロトコル（Generic Advertisement Serviceプロトコル）を用いて伝送する場合の、登録された位置クエリプロトコル要素（Registered Location Query Protocol element：ＲＬＱＰ）の例である。図４Ａに示すように、要求情報および応答情報をＧＡＳプロトコルのＲＬＱＰにより伝送する場合、情報ＩＤ、要求者アドレス、応答者アドレス、データ長、理由／結果コード、ネットワークチャネル許可ＩＤ、運用クラス、チャネル番号および最大送信電力を要素として含めることができる。これらの要素のうち情報ＩＤは、図４Ｂに示す表にて定義される情報名に対応する情報ＩＤの値が１オクテットで定義される。図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、「ネットワークチャネル使用可能化」に対応する「３」が情報ＩＤとして設定される。
このように、要求情報および応答情報は、混信の有無を判定する際に有益な情報が含まれている。

（第１の実施形態の動作）続いて、図１ないし図５を参照して、第１の実施形態に係る無線システムの動作を説明する。

ＡＰ装置２（およびＳＴＡ装置３）がプライマリシステムＰＳに割り当てられた周波数帯に属するネットワークチャネルを利用する場合、要求生成部２７は、必要な運用クラス、チャネル番号および最大送信電力を一組以上含む要求情報を設定し、要求フレームを生成する（ステップ１０１。以下「Ｓ１０１」のように称する。）。例えば、図３Ａに示すように、カテゴリとして所定の値、アクション値は「９」、要求者アドレスはＡＰ装置２のＭＡＣアドレス、応答者アドレスはマスタ装置１のＭＡＣアドレス、データ長は所定の値、理由／結果コードおよびネットワークチャネル許可ＩＤは空欄、運用クラスは所定のクラス、チャネル番号を１ないし３、最大送信電力を１００［ｍＷ］として「２０」［ｄＢｍ］のようなパラメータが定義された要求フレームが生成される。要求情報は、アプリケーション上の要請、ＡＰ装置２のハードウェア上の要請、サービス検出部によるチャネル測定結果などに基づき生成することができる。

要求フレームが生成されると、送信部２３は、要求フレームを変調しアンテナ２１を介してマスタ装置１に送信する（Ｓ１０２）。

マスタ装置１の受信部１２がＡＰ装置２からの要求フレームを受信すると（Ｓ１０３）、要求解析部１６は、要求フレームを解析して要求情報を取り出す（Ｓ１０４）。

要求情報が取り出されると、混信判定部１７は、要求情報に含まれるＡＰ装置２のアドレスおよびマスタ装置１自身の地理的な位置情報の少なくとも一方に基づいて、ＡＰ装置２の位置するエリアにおいて利用可能なネットワークチャネルの検索をデータベースＤＢに要求するクエリを生成する（Ｓ１０５）。なお、ＡＰ装置２の地理的位置情報は、ＡＰ装置２のＭＡＣアドレスやＡＰ装置２の設置者情報などから検索等により得ることができるものとする。

クエリが生成されると、混信判定部１７は、Ｉ／Ｆ１４を介してデータベースＤＢに当該クエリを発出する（Ｓ１０６）。

クエリを受け取ると（Ｓ１０７）、データベースＤＢは、クエリの内容を解析して（Ｓ１０８）、マスタ装置１およびＡＰ装置２のうち少なくとも一方の地理的位置情報に基づき混信を生じうるプライマリシステムＰＳのリストを生成し、該リストに基づきＡＰ装置２が利用可能なネットワークチャネルのチャネルリストを生成する。データベースＤＢは、生成したチャネルリストをマスタ装置１に返答する（Ｓ１１０）。ここで、データベースＤＢがマスタ装置１に送るチャネルリストは、混信を与えうるプライマリシステムＰＳのリストおよびＡＰ装置２が利用可能なネットワークチャネルのリストのうち少なくとも一方を含むものとする。

チャネルリストを受け取ると、混信判定部１７は、チャネルリストと要求情報とを比較し、ＡＰ装置２が要求したチャネルの中からＡＰ装置２が利用可能なチャネルを抽出した許可チャネルリストを生成する（Ｓ１１１）。すなわち、チャネルリストには、混信を与えうるプライマリシステムＰＳのリストおよびＡＰ装置２が利用可能なネットワークチャネルのリストのうち少なくとも一方が含まれているから、このリストとＡＰ装置２が要求したネットワークチャネルの情報とを比較することで、混信問題が生じないネットワークチャネルを得ることができる。

許可チャネルリストが生成されると、混信判定部１７は、許可した運用クラス、チャネル番号および最大送信電力に基づき図３Ａに示すような応答情報を生成し、応答生成部１８は、応答情報に基づいて応答フレームを生成する（Ｓ１１２）。送信部１３は、生成された応答フレームをＡＰ装置２に対して送信する。

受信部２２が応答フレームを受信すると（Ｓ１１３）、応答解析部２８は、応答フレームを解析して応答情報を取り出す（Ｓ１１４）。取り出された応答情報は送信制御部２６に送られる。

応答情報を得ると、送信制御部２６は、応答情報に記述された許可された運用クラス、チャネル番号および最大送信電力に基づき送信部２３のネットワークチャネル（送信周波数）および送信電力を設定する（Ｓ１１５）。これにより、送信部２３の送信準備が整うことになる。

送信準備が整うと、サービス検出部２９は、受信部２２を制御してプライマリシステムＰＳの電波が受信できるか確認する（Ｓ１１６）。受信部２２がプライマリシステムＰＳの電波を受信した場合（Ｓ１１７のＹｅｓ）、設定したネットワークチャネルを利用することができないから、送信制御部２６は、応答情報に記述された許可されたネットワークチャネルの中から他のチャネル番号および送信電力を選択して送信部２３の送信周波数および送信電力を再設定する（Ｓ１１５）。

受信部２２がプライマリシステムＰＳの電波を受信しなかった場合（Ｓ１１７のＮｏ）、送信制御部２６は、送信部２３に送信許可を発する。送信部２３は、設定した運用クラス、チャネル番号および送信電力によりＳＴＡ装置３との通信を開始する（Ｓ１１８）。通信に際して、送信部２３は、マスタ装置１から受け取った応答フレーム（あるいは許可チャネルリスト）をＳＴＡ装置３に転送して、ＳＴＡ装置３が転送された情報に基づきネットワークチャネル設定および電波検出を行ってもよい。また、ＳＴＡ装置３は、マスタ装置１からの応答フレーム（あるいは許可チャネルリスト）を直接受信して、チャネル設定および電波検出を自ら行っても構わない。

サービス検出部２９は、所定のタイミングで受信部２２を制御してプライマリシステムＰＳの電波が受信できるか監視している（Ｓ１１９）。プライマリシステムＰＳの電波が受信できない間は（Ｓ１１９のＮｏ）、送信部２３はそのままの条件で通信を続ける。

受信部２２がプライマリシステムＰＳの電波を受信した場合（Ｓ１１９のＹｅｓ）、送信制御部２６は、応答情報に記述された許可されたチャネルの中から他のチャネル番号および送信電力を選択して送信部２３の送信周波数および送信電力を再設定する（Ｓ１１５）。以後、この動作を繰り返し行う。

図６ないし図１０に示すのは、第１の実施形態に係る無線システムの具体例を示す概念図である。図６は、マスタ装置１が、固定の無線装置により構成され、ＡＰ装置２が、ＷＬＡＮを構成するアクセスポイント装置により構成された例を示している。ＡＰ装置２が要求フレームをマスタ装置１に送ると（Ｓ１０２）、マスタ装置１はクエリをデータベースＤＢに送り（Ｓ１０６）、データベースＤＢはチャネルリストをマスタ装置１に返す（Ｓ１１０）。その後、マスタ装置１は、応答フレームをＡＰ装置２に送る（Ｓ１１２）。応答フレームは、適宜ＳＴＡ装置３に転送される。あるいは、ＳＴＡ装置３がマスタ装置１から直接応答フレームを受信してもよい。図７は、図６に示す例と同様に、マスタ装置１が、マスタ装置としての機能を有するＳＴＡ装置により構成され、ＡＰ装置２が、ＷＬＡＮを構成するアクセスポイント装置により構成された例を示している。なお、図６ないし図１０、図１２および図１３に示すように、マスタ装置１とデータベースＤＢとの間の通信は、有線ネットワークを介して実現してももよいし、無線ネットワークを介して実現もよい。

図８および図９は、第１の実施形態におけるＡＰ装置２が配下のＳＴＡ装置３を有さず、ＡＰ装置２どうしでアドホックにＷＬＡＮを構成する場合の例である。図８に示す例では、マスタ装置１は固定の無線装置により構成され、図９に示す例では、マスタ装置１はマスタ装置としての機能を有するＳＴＡ装置により構成されている。

図１０は、アクセスポイントとして機能するＡＰ装置２ＡＰと、ＡＰ装置２ＡＰの配下に属するＳＴＡ装置２ＣＬが、ともにマスタ装置１から直接許可チャネルリストを得る例を示している。

すなわち、この実施形態の無線システムでは、プライマリシステムＰＳのＰＳ基本情報と要求情報を元に許可チャネルリストを発行するマスタ装置と、その許可チャネルリストに基づいて利用するネットワークチャネルを設定するＳＴＡ装置とを有するので、プライマリシステムＰＳに混信を与えうるネットワークチャネルや送信電力などを設定候補から外すことができる。ＰＳ基本情報はプライマリシステムＰＳの許認可権者が更新する情報であるから、混信を予め防ぐことが可能になる。特に、プライマリシステムＰＳが、レーダーのように割り当てられた周波数帯全域を一様に利用するシステムではなく、テレビ放送のように割り当てられた周波数帯のうち一定の帯域（チャネル）単位で利用されるシステムにおいて有効であり、きめ細かい混信予防を実現することができる。

また、この実施形態のＡＰ装置２（およびＳＴＡ装置３）は、サービス検出部を備えてプライマリシステムＰＳの電波の受信の有無を監視し、応答情報の許可チャネルリストと併せて送信の可否を判定するので、より確実に混信を防ぐことができる。

なお、上記実施形態では、マスタ装置１がデータベースＤＢに地理的位置情報を送り、データベースＤＢが当該位置情報に基づきプライマリシステムＰＳの周波数帯の中から利用可能なチャネルリストを生成しているが、これには限定されない。マスタ装置１が地理的位置情報に加えて要求情報に含まれる送信電力情報をも送るように構成して、データベースＤＢが地理的位置情報および送信電力情報に基づいてチャネルリストを生成してもよい。あるいは、マスタ装置１が、データベースＤＢから送られたチャネルリストおよび要求情報に含まれる送信電力情報に基づいて、許可チャネルリストを生成するように構成してもよい。さらに、許可チャネルリストは、免許されたユーザであるプライマリシステムＰＳへ混信を与える可能性や、マスタ装置１のチャネル管理のキャパシティなどにより決定してもよい。

また、上記実施形態では、マスタ装置１はサービス検出動作を行っていないが、ＡＰ装置２と同様にサービス検出部を備えてもよい。すなわち、電波を発射する前に応答情報およびプライマリシステムＰＳの電波が発射されていないことを確認した上で、マスタ装置１が電波を発射可能とするように構成してもよい。

このように、この実施形態の無線システムでは、ＡＰ装置が、マスタ装置にプライマリシステムＰＳの周波数帯の中から利用可能なチャネルを確認した上で当該チャネルを利用するので、プライマリシステムＰＳに混信を与える可能性を低くすることができる。

（第２の実施形態）続いて、図１１、図１２および図１４を参照して、第２の実施形態に係る無線システムについて説明する。この実施形態の無線システムは、第１の実施形態におけるマスタ装置１がＷＬＡＮのアクセスポイントＡＰの機能を有し、同じくＡＰ装置２がＷＬＡＮのクライアントの機能を有するように構成したものである。以下の説明において、第１の実施形態と共通する機能構成や動作については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

図１１および図１２に示すように、この実施形態の無線システムは、アクセスポイントとして機能するマスタ装置１ａと、マスタ装置１ａの配下でＷＬＡＮを構成するクライアントとして機能するＳＴＡ装置２ａを有している。この実施形態の無線システムでは、クライアントたるＳＴＡ装置２ａからの要求フレームを待たずに、アクセスポイントたるマスタ装置１ａが自ら要求情報を生成してクエリを発出する。

この実施形態のマスタ装置１ａは、受信部１２、送信部１３、Ｉ／Ｆ１４、混信判定部１７を有しており、これらの要素は第１の実施形態と共通する。マスタ装置１ａは、要求生成部１６ａおよび許可生成部１８ａを有している。要求生成部１６ａは、第１の実施形態における要求生成部２７と対応し、要求生成部２７は、マスタ装置１ａおよび配下のＳＴＡ装置２ａが利用するネットワークチャネルや送信電力を選択して要求情報を生成する。許可生成部１８ａは、第１の実施形態における応答生成部１８に対応し、混信判定部１７の判定結果に基づいてＳＴＡ装置２ａへの許可情報を生成し、送信部１３を介してクライアント装置２ａに送信する。ここで、許可情報は、第１の実施形態における応答情報に相当するものである。

一方、この実施形態のＳＴＡ装置２ａは、受信部２２、送信部２３、Ｉ／Ｆ２４、送信制御部２６、要求生成部２７、およびサービス検出部２９を有している。これらの構成要素は、第１の実施形態におけるＡＰ装置２と共通する。さらに、ＳＴＡ装置２ａは、許可解析部２８ａを有している。許可解析部２８ａは、第１の実施形態における応答解析部２８と対応し、マスタ装置１ａから送られる許可フレームの内容を解析する。

（第２の実施形態の動作）続いて、図１４を参照して、この実施形態の無線システムの動作を説明する。図１４に示すように、この実施形態の無線システムでは、マスタ装置１ａが要求情報の生成およびクエリの発出を行い、プライマリシステムＰＳに混信を与えないネットワークチャネルを示すチャネルリストを得た後は、許可チャネルリストを許可情報として配下のＳＴＡ装置２ａに転送する。

アクセスポイントたるマスタ装置１ａ（およびＳＴＡ装置２ａ）が、プライマリシステムＰＳに割り当てられた周波数帯に属するネットワークチャネルを利用する場合、要求生成部１６ａは、必要な運用クラス、チャネル番号および最大送信電力を一組以上含む要求情報を設定する（Ｓ２０１）。このとき、図３Ａに示すフレーム形式に沿った要求情報とすることができる。

要求情報が生成されると、混信判定部１７は、マスタ装置１ａ自身の地理的位置情報に基づいて、マスタ装置１ａおよび配下のＳＴＡ装置２ａが位置するエリアにおいて利用可能なネットワークチャネルの検索をデータベースＤＢに要求するクエリを生成する（Ｓ１０５）。

クエリが生成されると、混信判定部１７は、Ｉ／Ｆ１４を介してデータベースＤＢに当該クエリを発出する（Ｓ１０６）。以後、クエリに基づいてデータベースＤＢが検索処理を行い、チャネルリストが返答されるまでは第１の実施形態のステップ１０７から１１０までと共通する（Ｓ１０７〜Ｓ１１０）。

チャネルリストを受け取ると、混信判定部１７は、チャネルリストと要求情報とを比較し、自ら生成した要求情報のチャネルの中からマスタ装置１ａおよび配下のＳＴＡ装置２ａが利用可能なチャネルを抽出した許可チャネルリストを生成する（Ｓ１１１）。

許可チャネルリストが生成されると、混信判定部１７は、許可した運用クラス、チャネル番号および最大送信電力に基づき図３Ａに示すような許可情報を生成し、許可生成部１８ａは、許可情報に基づいて許可フレームを生成する（Ｓ２１２）。送信部１３は、生成された許可フレームをＳＴＡ装置２ａに対して送信する。

受信部２２が許可フレームを受信すると（Ｓ２１３）、許可解析部２８ａは、許可フレームを解析して許可情報を取り出す（Ｓ２１４）。取り出された許可情報は送信制御部２６に送られる。

許可情報を得ると、送信制御部２６は、許可情報に記述された許可された運用クラス、チャネル番号および最大送信電力に基づき、送信部２３のネットワークチャネル（送信周波数）および送信電力を設定する（Ｓ１１５）。これにより、送信部２３の送信準備が整うことになる。以後、プライマリシステムＰＳの電波検出、通信開始制御等のステップは、第１の実施形態におけるステップ１１６ないしＳ１１９と共通する。

なお、図１１、図１２および図１４に示す例では、マスタ装置１ａはサービス検出動作を行っていないが、アクセスポイントとして電波を発射する場合には、ＳＴＡ装置２ａと同様にサービス検出部を備えてもよい。すなわち、電波を発射する前に許可情報およびプライマリシステムＰＳの電波が発射されていないことを確認した上で、マスタ装置１ａが電波を発射可能とするように構成してもよい。これにより、プライマリシステムＰＳに対して混信を与える可能性を低くすることができる。

このように、この実施形態の無線システムによれば、プライマリシステムＰＳに割り当てられた周波数帯から利用するネットワークチャネルの許可を発するマスタ装置が、ＷＬＡＮのアクセスポイントとしても機能する。従って、ＷＬＡＮ全体が利用するネットワークチャネルの許可をアクセスポイントたるマスタ装置１ａが代表して得ることができる。これは、通信シーケンスを簡略化するとともに通信トラフィックを抑えることに寄与するものである。

（第２の実施形態の変形例）続いて、図１１、図１３および図１４を参照して、第３の実施形態に係る無線システムについて説明する。この実施形態の無線システムは、第２の実施形態におけるマスタ装置１ａを、アクセスポイント機能を持つアクセスポイントＡＰとデータベースＤＢからチャネルリストを得て許可情報を生成する演算部ＰＣとに分離して構成したものであり、基本的動作は第２の実施形態と共通する。

この変形例の無線システムによれば、マスタ装置１ａの構成を柔軟にすることができる。例えば、アクセスポイントＡＰと演算部ＰＣとを地理的に離れた場所に設置することができる。

なお、本発明は上記実施形態およびその動作例のみに限定されるものではない。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。また、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。さらに、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。

１…マスタ装置、１１…アンテナ、１２…受信部、１３…送信部、１４…インタフェース部、１５…ネットワーク、１６…要求解析部、１７…混信判定部、１８…応答生成部、２…ＡＰ装置、２１…アンテナ、２２…受信部、２３…送信部、２４…インタフェース部、２５…ネットワーク、２６…送信制御部、２７…要求生成部、２８…応答解析部、２９…サービス検出部、３…ＳＴＡ装置、ＰＳ…プライマリシステム、ＤＢ…データベース。

Claims (7)

1. 使用する周波数帯が第１の無線システムと重複する該第１の無線システムとは異なる第２の無線システムに属する無線装置であって、
   前記第２の無線システムに属する他の無線装置と通信する送受信部と、
   前記第１の無線システムが使用する周波数帯に属し利用を求める周波数を示す情報および自己の位置情報を含む要求情報を生成し、前記第１の無線システムに属する無線装置の周波数および位置を示す情報を検索可能に管理するマスタ装置に対して前記要求情報を送る要求送信部と、
   前記マスタ装置が前記利用を求める周波数のうち第１の無線システムに属する無線装置に混信を与える周波数のリストと前記利用を求める周波数のうち前記第１の無線システムに属する無線装置に混信を与えない周波数のリストとの少なくとも一方のリストと、前記第１の無線システムが使用する周波数帯に属し前記要求情報とに基づき利用を許可した周波数を示す周波数許可情報を受け取る応答受信部と、
   前記周波数許可情報に基づき利用を許可された周波数において前記第１の無線システムに属する無線装置の電波の有無を検出する検出部と、
   前記検出部が前記第１の無線システムに属する前記無線装置の電波を検出しない場合に、前記利用を許可された周波数における前記送受信部の送信を開始させる送信制御部と、
   を具備したことを特徴とする無線装置。
2. 使用する周波数帯が第１の無線システムと重複する該第１の無線システムとは異なる第２の無線システムに属する無線装置であって、
   前記第２の無線システムに属する他の無線装置と通信する送受信部と、
   前記第１の無線システムが使用する周波数帯に属し利用を求める周波数を示す情報および自己の位置情報を含む要求情報を生成し、前記第１の無線システムに属する無線装置の周波数および位置を示す情報を検索可能に管理するデータベースに対して前記要求情報を送る要求送信部と、
   前記データベースが生成した、前記利用を求める周波数のうち第１の無線システムに属する無線装置に混信を与える周波数のリストと前記利用を求める周波数のうち前記第１の無線システムに属する無線装置に混信を与えない周波数のリストとの少なくとも一方のリストと、前記要求情報とに基づく、前記第１の無線システムに属する無線装置に混信を与えない周波数を示す周波数許可情報を受け取る許可受信部と、
   前記許可受信部が受け取った前記周波数許可情報を前記第２の無線システムに属する他の無線装置に転送する転送部と
   を具備したことを特徴とする無線装置。
3. 前記応答受信部が受け取った前記周波数許可情報を前記第２の無線システムに属する他の無線装置に転送する転送部をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
4. 前記要求情報は、利用を求める送信電力を示す情報をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の無線装置。
5. 前記利用を求める周波数を示す情報および前記周波数許可情報は、所定の帯域幅を有するチャネル単位で表されることを特徴とする請求項１または２記載の無線装置。
6. 前記第１の無線システムは、特定の用途に割り当てられた周波数帯に属し特定のチャネルを利用する無線装置から構成され、前記第２の無線システムは、前記特定の用途に割り当てられた周波数帯を共用することを特徴とする請求項１または２記載の無線装置。
7. 使用する周波数帯が第１の無線システムと重複する該第１の無線システムとは異なる第２の無線システムに属する無線装置を用いた通信方法であって、
   前記第１の無線システムが使用する周波数帯に属し利用を求める周波数を示す情報および自己の位置情報を含む要求情報を生成し、
   前記第１の無線システムに属する無線装置の周波数および位置を示す情報を検索可能に管理するマスタ装置に対して前記要求情報を送信し、
   前記マスタ装置が前記利用を求める周波数のうち第１の無線システムに属する無線装置に混信を与える周波数のリストと前記利用を求める周波数のうち前記第１の無線システムに属する無線装置に混信を与えない周波数のリストとの少なくとも一方のリストと、前記第１の無線システムが使用する周波数帯に属し前記要求情報とに基づき利用を許可した周波数を示す周波数許可情報を受信し、
   前記周波数許可情報に基づき利用を許可された周波数において前記第１の無線システムに属する無線装置の電波の有無を検出し、
   前記検出部が前記第１の無線システムに属する前記無線装置の電波を検出しない場合に、前記利用を許可された周波数における送信を開始すること
   を有することを特徴とする通信方法。

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