JP5949758B2 - スペクトル制御システム、スペクトル制御方法、無線通信システム、及びスペクトル制御プログラム - Google Patents

スペクトル制御システム、スペクトル制御方法、無線通信システム、及びスペクトル制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムの基地局に対して、それぞれの基地局が通常使用している周波数帯域に加えて一時的に新たな周波数帯域（追加帯域）を割り当てるスペクトル制御システム及びスペクトル制御方法に関する。また、当該スペクトル制御方法に関するスペクトル制御プログラム及び当該スペクトル制御方法を用いる無線通信システムに関する。
携帯電話コンテンツのリッチ化や料金定額制の普及により、無線通信のトラフィック量は増加の一途を辿っている。こうしたトラフィック増に対処するためには、無線通信システムが利用する周波数帯域を拡大することが必要となる。しかしながら、移動通信に適したＵＨＦ帯などの周波数帯域は、既に様々な無線システムに対して免許が付与されている。従って、既存の無線通信システムに対して新たな周波数帯域の免許を付与することは難しい。
一方で、既に特定の無線システムに割り当てられた周波数帯域であっても、一部の地域や特定の時刻では使用されていないものもある。こうした空き周波数帯域（ホワイトスペース）や、どの無線システムにも免許が付与されていない共用帯域を、トラフィック需要が大きい無線通信システムが一時的に利用する利用形態が検討されている。これにより、当該無線通信システムの通信速度を向上させると共に、周波数利用を効率化させることが可能となる。
しかしながら、このような周波数帯域の共用においては、他の無線システムや同一システム内の他の基地局に対して有害な干渉を与えないことが求められる。特に、免許帯域を二次的に利用する場合、免許が付与されたシステム（プライマリシステム）を確実に保護することが求められる。
これを実現する技術としてスペクトル制御システムがある。図８は、当該スペクトル制御システムを利用した無線システムの概念図である。スペクトル制御システム１０は、無線通信システムを含む複数の無線システムに接続されており、無線通信システム１０００の基地局１０１１、１０１２や、他の無線システム２０００の送信局２０１１などの周波数利用状況を把握する。
無線通信システム１０００の基地局１０１１、１０１２は、それぞれに付与された免許帯域ｆ１、ｆ２を用いて、配下の端末との間で無線通信を行っている。ここで、基地局１０１１の通信負荷が一時的に増大し、所望の通信容量を満足できなくなったとする。この時、スペクトル制御システム１０は、他の無線システムや同一システム内の他の基地局に対する干渉や、当該地域での周波数利用に関する規制などを考慮しながら、基地局１０１１に追加で割り当てる周波数帯域や送信出力、利用期間などを決定する。
基地局１０１１は、スペクトル制御システム１０からの割り当てに従い、前述の免許帯域に加えて、他の無線システム２０００に対して免許が付与された周波数帯域ｆ３を二次的に利用したり、どの無線システムにも免許が付与されていない共用帯域ｆ４を利用したりする。これにより、通信容量の増大を図ることができる。
このようなスペクトル制御システムにおける制御方法としては、非特許文献１に開示された手法がある。図９は、非特許文献１に開示された無線通信システムのシステム構成図である。
ネットワーク監視部９００は、無線通信システムのサービス品質を監視する。必要帯域評価部９１０は、ネットワーク監視部９００で取得された現状のサービス品質が、要求値に対してどれ程であるかを評価することにより、追加帯域がどれ程必要であるかを評価する。利用可能帯域データベース（ＤＢ）９０は、送信局の位置に応じて、利用可能な周波数帯域の一覧が格納されたデータベースである。追加帯域調停部９２０は、利用可能帯域ＤＢ９０に、送信局の位置情報を含むパラメータを送付することで、当該送信局において利用可能な周波数帯域を取得する。追加帯域調停部９２０は、当該利用可能周波数帯域を基に、基地局１００９が利用する追加帯域を決定し、決定した追加帯域の情報をネットワーク設定部９３０に通知する。ネットワーク設定部９３０は、追加帯域調停部９２０から通知される追加帯域の情報を基に、通知された追加帯域が、当該無線通信システムのサービスレベル要求値を満足するのに十分であれば、基地局１００９に追加帯域を割り当てる。追加帯域がサービスレベル要求値を満足するのに十分でない場合、ネットワーク設定部９３０は、必要帯域評価部９１０にさらなる追加帯域の割り当てを要求する。
非特許文献１のスペクトル制御システムは、無線通信システムに付与された免許帯域が全て使用中である場合などに、所定の品質を満たせなくなった基地局に対して、追加帯域の割り当てを行っている。しかしながら、実際の利用環境では、所定の品質を満たせなくなった基地局に対して追加帯域の割り当てを行ったとしても、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができない場合がある。
例えば、所定の品質を満たせなくなった基地局が、当該追加帯域における通信機能を備えていない場合などには、スペクトル制御システムが当該基地局に追加帯域を割り当てても、当該基地局は当該追加帯域を利用できないため特性を改善することができなかった。
本発明は、上記課題を鑑み、無線通信システムの基地局で通常使用している周波数帯域に加えて、限られた基地局に対して一時的に追加帯域を割り当てる利用形態において、当該無線通信システムの特性を大きく改善するためのスペクトル制御システム、スペクトル制御方法、無線通信システム、スペクトル制御プログラム、を提供することを目的とする。
本発明のスペクトル制御システムは、ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定手段と、前記特定された基地局又はセル以外の基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出手段と、前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当て手段と、を備える。
また、本発明のスペクトル制御方法は、ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定ステップと、前記特定された基地局又はセル以外の基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出ステップと、前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当てステップと、を有する。
また、本発明の無線通信システムは、ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定ステップと、前記特定された基地局又はセル以外の基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出ステップと、前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当てステップと、を有するスペクトル制御方法を用いる。
また、本発明のスペクトル制御プログラムは、ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定処理と、前記特定された基地局又はセル以外の基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出処理と、前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当て処理と、を計算機に実行させる。
本発明によれば、無線通信システムの基地局で通常使用している周波数帯域に加えて、限られた基地局に対して一時的に追加帯域を割り当てる利用形態において、当該無線通信システムの特性を大きく改善するためのスペクトル制御システム、スペクトル制御方法、無線通信システム、及び、スペクトル制御プログラムを提供することができる。
実施の形態１にかかるスペクトル制御システムの構成図である。 実施の形態２にかかるスペクトル制御システムの構成図である。 実施の形態２にかかるスペクトル制御システムの動作を示すフローチャート図である。 ヘテロジニアスネットワークにおける本発明の適用例を説明するための図である。 実施の形態３にかかるスペクトル制御システムの構成図である。 実施の形態３にかかるスペクトル制御システムの動作の一部を示すフローチャート図である。 実施の形態３にかかるスペクトル制御システムの動作の一部を示すフローチャート図である。 実施の形態３にかかるスペクトル制御システムの動作の一部を示すフローチャート図である。 一つの基地局が複数セルを構成する形態における本発明の適用例を説明するための図である。 背景技術にかかるスペクトル制御システムを利用した無線システムの概念図である。 背景技術にかかるスペクトル制御システムのシステム構成図である。
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るスペクトル制御システム１１の構成図である。スペクトル制御システム１１は、少なくとも一つの無線通信システムと接続されている。無線通信システムに属する各基地局は、予め割り当てられた免許帯域を用いて配下の通信端末と無線通信を行っている。以下、スペクトル制御システム１１の構成について詳細に説明する。
スペクトル制御システム１１は、情報収集部１００と、ネットワーク品質解析部１１０と、割り当て候補抽出部１２０と、追加帯域割り当て部１３０と、を備える。
情報収集部１００は、スペクトル制御システム１１が制御対象とする無線通信システムから現状のネットワーク状態に関する情報を収集する。情報収集部１００は、収集したネットワーク状態に関する情報を集約してネットワーク品質解析部１１０へ送付する。
なお、ここでいう「現状」とは、検討対象としている追加帯域を割り当てる前を表し、その時点では、無線通信システムは、当該無線通信システムは免許帯域のみ、あるいは、免許帯域に加えてその時点で既に割り当てられていた追加帯域を使用していることになる。
また、ネットワーク状態に関する情報とは、ネットワークの通信品質を表す情報であり、具体的には、基地局毎のトラフィック量、無線リソースの利用率、呼の異常切断率などのＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、システムスループットのほか、基地局の配下の端末におけるスループットや遅延、受信信号電力や信号対雑音干渉比などの統計値（たとえば平均値や下位５％値、無線品質毎のヒストグラムなど）といった情報が含まれる。これらの情報を総称してネットワーク品質情報と呼ぶ。
また、ネットワーク状態に関する情報には、基地局配下の端末において追加帯域を用いた通信が可能か否かに関する情報が更に含まれていてもよい。この情報を端末能力情報と呼ぶ。
ネットワーク品質解析部１１０は、情報収集部１００より受け取ったネットワーク状態に関する情報に基づいて、例えば所望の通信容量を満足していない基地局又はセル等、所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する。具体的には、ネットワーク品質解析部１１０は、前記ネットワーク状態に関する情報に基づいて特定される各基地局又はセルのネットワーク品質の現状値と予め定められた基準となる要求値との比較処理を行う。ネットワーク品質解析部１１０は、当該比較の結果、所定の基地局又はセルに関して上記現状値が要求値を下回っている場合は、当該基地局又はセルは所定の品質を満たせなくなったと判断する。以下、所定の品質を満たしていない基地局又はセルを共に品質劣化基地局と呼ぶ。
ネットワーク品質解析部１１０は、上記比較処理の結果、品質劣化基地局がネットワークに存在し、追加帯域の割り当てが必要と判断した場合には、割り当て候補抽出部１２０に対して追加帯域割り当て要求を行う。ネットワーク品質解析部１１０は、当該追加帯域割り当て要求を行うに際し、品質劣化基地局に関する情報の他、情報収集部１００で収集されたネットワーク状態に関する情報等を合わせて割り当て候補抽出部１２０へ送付する。なお、品質劣化基地局に関する情報には、例えば品質劣化基地局を識別するための基地局ＩＤなどが含まれる。
ここで、追加帯域とは、無線通信システムに対して予め免許が付与されている帯域（免許帯域）とは異なる帯域であり、スペクトル制御システム１１が、当該無線通信システムに対して追加で割り当てる帯域のことを言う。このような帯域としては、一部の地域や特定の時刻では使用されていない空き周波数帯域（ホワイトスペース）や、どの無線システムにも免許が付与されていない共用帯域がある。
割り当て候補抽出部１２０は、ネットワーク品質解析部１１０より追加帯域割り当て要求を受け取ると、追加帯域を割り当てる候補となる基地局又はセルを抽出する。
具体的には、割り当て候補抽出部１２０は、ネットワーク品質解析部１１０より受け取った品質劣化基地局に関する情報に基づいて、前記品質劣化基地局含む複数の基地局又はセルを、追加帯域を割り当てる基地局（セル）の候補である追加帯域割り当て候補として抽出する。すなわち、割り当て候補抽出部１２０は、品質劣化基地局だけではなく、当該品質劣化基地局以外の基地局（セル）も合わせて追加帯域割り当て候補として抽出する。従って、所望の通信品質を満たしている基地局（セル）であっても、品質劣化基地局との関係上必要に応じて、追加帯域割り当て候補として抽出されることになる。
ここで、割り当て候補抽出部１２０が追加帯域割り当て候補として抽出する基地局（セル）には、例えば品質劣化基地局の周辺基地局（周辺セル）が選ばれる。具体的には、割り当て候補抽出部１２０は、品質劣化基地局及び当該品質劣化基地局に隣接する基地局又はセルを前記追加帯域割り当て候補として抽出することができる。
また、割り当て候補抽出部１２０は、カバーエリアが品質劣化基地局のカバーエリアとオーバラップする基地局又はセルを、当該品質劣化基地局と合わせて追加帯域割り当て候補として抽出することもできる。このような環境としては、電波搭の上や建物屋上にアンテナが設置されたマクロセル・マイクロセル基地局と、電信柱等の低い位置にアンテナが設置されたピコセル基地局が同一のエリアに配置されることで両者のカバーエリアがオーバラップしている環境がある。このような環境は、ヘテロジニアスネットワークと呼ばれている。割り当て候補抽出部１２０は上記マイクロセル・マイクロ基地局又はピコセル・ピコ基地局のいずれか一方が品質劣化基地局としてネットワーク品質解析部１１０から通知されている場合には、上記マイクロセル・マイクロ基地局及びピコセル・ピコ基地局の両方を追加帯域割り当て候補として抽出することができる。
割り当て候補抽出部１２０は、上記抽出を行うにあたり、各基地局（セル）についての詳細な情報である基地局情報を参照することで、追加帯域割り当て候補となる複数の基地局（セル）を求める。このような基地局情報は、割り当て候補抽出部１２０内部に設けられた記憶部に格納されていても良いし、外部に設置された基地局ＤＢに格納されていても良い。割り当て候補抽出部１２０は、例えば品質劣化基地局に関する情報として、ネットワーク品質解析部１１０より通知された品質劣化基地局の基地局ＩＤを検索ワードとして基地局情報の中から当該品質劣化基地局についての詳細な情報を取得し、追加帯域割り当て候補とする基地局（セル）を求めても良い。
割り当て候補抽出部１２０は、抽出した追加帯域割り当て候補に関する情報を、追加帯域割り当て部１３０に送付する。この時、割り当て候補抽出部１２０は、ネットワーク品質解析部１１０より受け取ったネットワーク状態に関する情報も合わせて追加帯域割り当て部１３０に送付する。
追加帯域割り当て部１３０は、割り当て候補抽出部１２０で抽出された割り当て候補となる基地局（セル）の中から所定の条件を満たす基地局（セル）に対して実際に追加帯域の割り当てを行う。
ここで、上記所定の条件としては、基地局（セル）に追加帯域による通信機能が備わっていることを条件とすることができる。すなわち、追加帯域割り当て部１３０は、割り当て候補抽出部１２０で抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域における通信機能が備わっている基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる。
品質劣化基地局が追加帯域による通信機能を備えていない場合でも、追加帯域割り当て部１３０は、追加帯域割り当て候補の中から当該通信機能を有する基地局（セル）に追加帯域を割り当てるため、無線通信システムの特性を大きく改善することができる。例えば、基地局が所定の品質を満たせなくなったが、当該基地局に追加帯域による通信の機能が備わっていない場合であっても、その近傍にある別の基地局に追加帯域が割り当てられることで、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。
また、上記所定の条件としては、配下の端末の数あるいは割合が所定の値を超えることを条件とすることができる。すなわち、追加帯域割り当て部１３０は、割り当て候補抽出部１２０で抽出された複数の基地局又はセルの内、前記追加帯域による通信機能が備わっている配下の端末の数あるいは割合が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる。
品質劣化基地局の配下には追加帯域による通信機能を備える端末がほとんどない場合でも、追加帯域割り当て部１３０は、追加帯域割り当て候補の中から配下の端末の数あるいは割合が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てるため、無線通信システムの特性を大きく改善することができる。例えば、基地局が所定の品質を満たせなくなったが、当該基地局の配下に追加帯域による通信機能を備える端末がほとんどない場合でも、その近傍にある別の基地局に追加帯域が割り当てられることで、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。
また、その他の所定の条件としては、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が所定の値を超えることを条件とすることができる。すなわち、追加帯域割り当て部１３０は、割り当て候補抽出部１２０で抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる。
追加帯域の利用に関する規制においては、基地局の設置状況（送信アンテナの設置高や固定局・移動局の種別）によって、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が異なる場合が挙げられる。たとえば、基地局の送信アンテナの設置高が高いほど、送信出力が小さく制限される場合が考えられる。この場合、例えば、品質劣化基地局が地面から高い位置に設置されている場合には、当該基地局が追加帯域を利用したとしても、送信出力が小さく制限されるため、特性を大きく改善することができない。
一方、追加帯域割り当て部１３０が上記条件に基づいて適切な基地局（セル）に追加帯域を割り当てることで、基地局の設置状況によって、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が異なる場合であっても、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。例えば、基地局が所定の品質を満たせなくなったが、当該基地局が地面から高い位置に設置されている場合であっても、その近傍にある地面近くの位置に設置された別の基地局に追加帯域を割り当てることで、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。
また、その他の所定の条件としては、基地局またはセルに追加帯域を割り当てた際に別のシステムに与える干渉量の推定値が所定の値を下回ることを条件とすることができる。すなわち、追加帯域割り当て部１３０は、割り当て候補抽出部１２０で抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域を割り当てた際に、前記基地局またはセルとは別のシステム（例えばプライマリシステム）に与える干渉量の推定値が、所定の値を下回る前記基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる。
追加帯域の利用に関する規制においては、追加帯域を利用する前に、基地局で当該追加帯域を利用したときのプライマリシステムに与える想定干渉量を推定し、推定された干渉量が規定値以下となるように許容送信出力が規定される場合が挙げられる。この場合、例えば、品質劣化基地局とプライマリシステムの受信機とが見通し内となる場合や、品質劣化基地局のアンテナの主軸がプライマリシステムの受信機の方角を向いている場合には、当該基地局が追加帯域を利用したとしても、送信出力が小さく制限されるため、特性を大きく改善することができない。
一方、追加帯域割り当て部１３０が上記条件に基づいて、適切な基地局（セル）に追加帯域を割り当てることで、上記の追加帯域の利用に関する規制下においても、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。例えば、基地局が所定の品質を満たせなくなったが、当該基地局とプライマリシステムの受信機とが見通し内となる場合や、品質劣化基地局のアンテナの主軸がプライマリシステムの受信機の方角を向いている場合であっても、該無線通信システムの特性を大きく改善できる。上記品質劣化基地局近傍にある別の基地局に追加帯域を割り当てることで、負荷の分散や干渉の低減が期待できるためである。
なお、所定の条件としてはこれらに限るものではなく、例えば、基地局（セル）が追加帯域を利用した際に推定される対応可能範囲が所定の値を超えることを条件としても良い。また所定の条件として、追加帯域を利用する前には所定の通信品質を満たしていない基地局（セル）の配下にある端末であって、追加帯域を利用した際には、前記追加帯域で通信を行うと推定される端末の数あるいは割合が所定の値を超えることを条件としても良い。また、所定の条件としてこれらの条件を組み合わせたものを実際に追加帯域の割り当てを行うための条件としても良い。
追加帯域割り当て部１３０は、上述した所定の条件を満たすかどうかを１つの判断基準として追加帯域割り当て候補となる基地局（セル）の中から実際に追加帯域の割り当てを行う基地局（セル）を決定し、決定した基地局（セル）に対して追加帯域を割り当てる。
以上説明したように、本実施の形態１のスペクトル制御システムでは、品質劣化基地局だけではなく、当該品質劣化基地局における通信品質の改善に貢献し得る他の基地局（セル）も含めて追加帯域割り当て候補とする。このような基地局としては、品質劣化基地局と干渉関係にある基地局（セル）等が挙げられる。このように追加帯域を割り当てる基地局（セル）について一定の自由度を設ける構成とすることで、柔軟に追加帯域の割り当てが可能となる。従って、例えば品質劣化基地局自身には追加帯域を割り当てても品質改善が望めない場合でも、他の基地局（セル）に追加帯域を割り当てることで品質改善を行うことが可能となる。
なお、上記説明したスペクトル制御システム１１において、情報収集部、ネットワーク品質解析部、割り当て候補抽出部、追加帯域割り当て部、の全部または一部は、１つのスペクトル制御装置内に、当該装置を構成する機能ブロックとして実装されていても良い。また、上記各部は、それぞれ異なる独立した装置としてスペクトル制御システム内に配置される構成であっても良い。すなわち、情報収集装置、ネットワーク品質解析装置、割り当て候補抽出装置、追加帯域割り当て装置がお互い接続されることでスペクトル制御システムが構成されてもよい。
また、割り当て候補抽出部が行う抽出処理は、追加帯域割り当て部が行う割り当て処理の一部に組み込まれていても良い。この場合、追加帯域割り当て部の中に割り当て候補抽出部が設けられ、当該追加帯域割り当て部は、追加帯域割り当て候補を抽出する抽出処理と、抽出した追加帯域割り当て候補の中から実際に追加帯域を割り当てる基地局又はセルを決定する決定処理を行う構成であっても良い。
（実施の形態２）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係るスペクトル制御システム２１の構成を示す図である。スペクトル制御システム２１は、基地局１００１〜１００３を具備する無線通信システム１０００と接続されている。
スペクトル制御システム２１は、利用可能帯域ＤＢ２０と、基地局ＤＢ３０と、情報収集部１００と、ネットワーク品質解析部２１０と、割り当て候補抽出部１２０と、追加帯域割り当て部２３０と、を備える。また、ネットワーク品質解析部２１０は、品質劣化基地局特定部２１１及び必要帯域評価部２１２を備える。また、追加帯域割り当て部２３０は、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１及びネットワーク設定部２３２を備える。以下、各ブロックについて詳細に説明する。但し、実施の形態１で説明したブロックについては一部説明を省略する。
利用可能帯域ＤＢ２０は、送信局の位置に応じて、利用可能な周波数帯域の一覧が格納されたデータベースである。ここで言う送信局には、無線通信システムで用いられる基地局の他、他の無線システムにおけるアクセスポイントや放送局等も含まれる。利用可能帯域ＤＢ２０を用いることで、追加帯域の利用を希望する送信局の位置情報を基に、当該送信局において利用可能な周波数帯域を取得することができる。
基地局ＤＢ３０は、基地局１００１〜１００３を含む、スペクトル制御システム２１が制御対象とする基地局についての詳細な情報である基地局情報が格納されたデータベースである。本実施の形態では、基地局ＤＢ３０には、各基地局において追加帯域を用いた通信が可能か否かに関する情報が、少なくとも格納されている。
情報収集部１００は、スペクトル制御システム２１が制御対象とする基地局から、現状のネットワーク状態に関する情報を収集する。ネットワーク状態に関する情報には上述したネットワーク品質情報が含まれる。情報収集部１００は、収集した情報を集約してネットワーク品質解析部２１０に送付する。
ネットワーク品質解析部２１０は、情報収集部１００よりネットワーク状態に関する情報を受け取ると、当該情報に含まれるネットワーク品質情報を内部に備えた品質劣化基地局特定部２１１に出力する。品質劣化基地局特定部２１１は、当該ネットワーク品質情報に基づいて、品質劣化基地局を特定する。具体的には、品質劣化基地局特定部２１１は、評価対象の基地局毎に、前記ネットワーク品質情報に基づいてネットワーク品質の現状値と予め定められた基準となる要求値との比較処理を行う。品質劣化基地局特定部２１１は当該比較の結果、所定の基地局又はセルに関して上記現状値が要求値を下回っている場合は、当該基地局又はセルは所定の品質を満たしていないと判断し、品質劣化基地局として特定する。
必要帯域評価部２１２は、ネットワーク品質の現状値が、要求値に対してどれ程であるかを評価することにより、追加帯域がどれ程必要であるかを評価する。具体的には、必要帯域評価部２１２は、品質劣化基地局特定部２１１における基地局毎のネットワーク品質の現状値と要求値との比較処理によって特定された品質劣化基地局の分だけ、追加帯域が必要であると判断し、必要となる追加帯域量を求める。
品質劣化基地局特定部２１１で特定された品質劣化基地局に関する情報及び必要帯域評価部２１２で求められた追加帯域量に関する情報は、情報収集部１００で収集されたネットワーク状態に関する情報と共に追加帯域の割り当て要求という形で割り当て候補抽出部１２０へ送られる。
割り当て候補抽出部１２０は、実施の形態１と同様送られてきた品質劣化基地局に関する情報に基づいて、基地局ＤＢ３０に格納されている基地局情報を参照して追加帯域を割り当てる基地局（セル）の候補を抽出する。割り当て候補抽出部１２０は、どれだけの基地局（セル）を追加帯域割り当て候補として抽出するかにあたっては、必要帯域評価部２１２より受け取った追加帯域量に関する情報に基づいて決定する構成であっても良い。品質劣化基地局における品質劣化が激しく、必要となる追加帯域の量が多ければ、割り当て候補抽出部１２０は、追加帯域割り当て候補となる基地局（セル）を多く抽出してもよい。抽出された追加帯域割り当て候補に関する情報は、ネットワーク品質解析部２１０より受け取ったその他の情報と合わせて追加帯域割り当て部２３０へ送られる。
追加帯域割り当て部２３０内に設けられた追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、割り当て候補抽出部１２０から送られた各種情報に基づき、利用可能帯域ＤＢ２０と、基地局ＤＢ３０を参照しながら、実際に追加帯域を割り当てる基地局及び追加帯域を後述する割り当て手順に従って決定する。追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、決定した追加帯域を割り当てる基地局や追加帯域の情報を、ネットワーク設定部２３２に通知する。
ネットワーク設定部２３２は、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１で決定した追加帯域割当基地局に、追加帯域を割り当てるためのネットワーク設定の変更を行う。また、ネットワーク設定部２３２は、非特許文献１におけるネットワーク設定部と同様に、割り当てられた追加帯域が、ネットワーク品質の要求値を満足するのに十分でない場合、必要帯域評価部２１２にさらなる追加帯域の割り当てを要求してもよい。
基地局１００１〜１００３は、当該無線通信システム１０００の基地局である。基地局１００１〜１００３は、自身のネットワーク品質情報や端末能力情報といったネットワーク状態に関する情報を情報収集部１００に通知する。また、ネットワーク設定部２３２が行う設定に従って追加帯域を利用して配下の通信端末と通信を行う。
なお、図２に示すシステム構成図では、スペクトル制御システム２１は、利用可能帯域ＤＢ２０と、基地局ＤＢ３０と、情報収集部１００と、品質劣化基地局特定部２１１と、必要帯域評価部２１２と、割り当て候補抽出部１２０と、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１と、ネットワーク設定部２３２とを含むものとして説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。たとえば、利用可能帯域ＤＢ２０は、利用可能帯域を調査するためのデータベースとして、誰もがアクセス可能なインターネット上に配置されてもよい。また、基地局ＤＢ３０と、情報収集部１００と、品質劣化基地局特定部２１１と、必要帯域評価部２１２と、ネットワーク設定部２３２とは、当該ネットワークのサービス事業者が管理可能な運用管理システム内に配置されてもよい。
次に、上述したスペクトル制御システム２１の動作について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係るスペクトル制御システム２１の動作を表すフローチャートであり、具体的には、スペクトル制御システム２１が制御対象とする基地局に対して追加帯域の割り当てを行うスペクトル制御に関するフローチャートである。
本実施の形態のスペクトル制御システムにおいて、まず、情報収集部１００が、スペクトル制御システム２１が制御対象とする基地局から、現状のネットワーク状態に関する情報を収集する（ステップＳ１０１）。具体的には、ネットワーク状態に関する情報として、ネットワーク品質情報や端末能力情報を収集する。
次に、品質劣化基地局特定部２１１は、ステップＳ１０１で取得された各基地局（セル）のネットワーク品質の現状値が要求値を満たしているかの比較を行うことにより、品質劣化基地局を特定する（ステップＳ１０２）。
次に、必要帯域評価部２１２が、ステップＳ１０１で取得された各基地局（セル）のネットワーク品質の現状値が要求値に対してどれ程であるかを評価することにより、追加帯域がどれ程必要であるかを評価する（ステップＳ１０３）。
必要帯域評価部２１２は、ステップＳ１０３における評価結果に基づいて、追加帯域の割り当てが必要であるかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。
品質劣化基地局が存在し、追加帯域が必要である場合（ステップＳ１０４がｙｅｓの場合）は、必要帯域評価部２１２は、割り当て候補抽出部１２０に対して追加帯域の割り当て要求を行う（ステップＳ１０５）。一方、追加帯域が必要でない場合には（ステップＳ１０４がｎｏの場合）、本動作は終了する。
割り当て候補抽出部１２０は、ステップＳ１０５における追加帯域の割り当て要求に基づき、ネットワーク品質の現状値が要求値を満たさない品質劣化基地局を含むエリアの中から複数の基地局を、追加帯域割り当て候補（候補基地局）として抽出する（ステップＳ１０６）。このとき、割り当て候補抽出部１２０は、品質劣化基地局だけでなく、要求値を満たしている基地局も候補基地局の中に含めておく。抽出された候補基地局の情報は追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１に出力される。この時、ステップＳ１０１で収集されたネットワーク状態に関する情報とステップＳ１０４で判定された必要とされる追加帯域量に関する情報も合わせて追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１に出力される。
次に、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、割り当て候補抽出部１２０で抽出された複数の候補基地局の中から実際に追加帯域を割り当てる基地局と追加帯域を決定する（ステップＳ１０７からステップＳ１１５）。当該決定における詳細なフローは以下の通りである。
追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、複数の候補基地局の中から一つの基地局を選択する（ステップＳ１０７）。さらに、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、利用可能帯域ＤＢ２０を参照し、当該選択した基地局の基地局位置を基に、当該基地局で利用可能な周波数帯域の一覧を取得し、この一覧から一つの帯域を選択する（ステップＳ１０８）。
次に、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、基地局ＤＢ３０を参照し、ステップＳ１０７で選択された基地局（対象基地局）に、ステップＳ１０８で選択された帯域（対象帯域）を割り当てることが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。具体的には、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、対象基地局に、対象帯域を用いて通信する機能が備わっているか否かを判定する。
対象基地局に上記機能が備わっている場合（ステップＳ１０９がｙｅｓの場合）、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、ステップＳ１０１で収集された端末能力情報を基に、対象基地局の配下の端末の中で、対象帯域を用いて通信する機能が備わった端末が、所定以上存在するかを判定する（ステップＳ１１０）。
上記機能が備わった端末が所定以上存在する場合（ステップＳ１１０がｙｅｓの場合）、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、この対象基地局と対象帯域のペアを、追加帯域割当候補ペアとして選択する（ステップＳ１１１）。
さらに、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、ステップＳ１１１で選択された対象基地局が対象帯域を利用した際の対応可能範囲を推定する（ステップＳ１１２）。
具体的には、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、情報収集部１００で収集されるネットワーク品質情報のうち、特に配下の端末における受信信号電力または信号対雑音干渉比のヒストグラム（無線品質情報）を用いる。こうしたヒストグラムを用いることで、基地局配下の端末が、対象基地局が対象帯域を利用する前の時点で利用していた帯域、つまり、免許帯域あるいは既に割り当てられていた追加帯域において、どのような品質分布になっているかが分かる。これらの帯域と、現在評価中の対象帯域とは、同一の送信源から信号が放射されると想定できるので、前述のヒストグラム（無線品質情報）に対して、周波数の違いに起因する差分を加えることにより、対象基地局が対象帯域を利用した際の端末における受信信号電力を求めることができる。ここで、周波数の違いに起因する差分とは、具体的には以下の手法で算出可能である。秦式などの伝搬モデルを仮定したときに、周波数に依存する項がｇ（ｆ）であるとする。このとき、周波数ｆ１における受信信号電力がＰ１であった場合、周波数ｆ２における受信信号電力Ｐ２は、以下の式１で表される。
（式１） Ｐ２＝Ｐ１−ｇ(ｆ２)＋ｇ(ｆ１)
追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、こうして得られた受信信号電力を用いて、対象基地局が対象帯域を利用した際の受信信号電力または信号対雑音干渉比のヒストグラムを求めることができる。このヒストグラムを用いて、受信信号電力または信号対雑音干渉比が所定の値を超える端末数やその割合を求め、対象基地局が対象帯域を利用した際の対応可能範囲を求めることが出来る。
なお、対象基地局が対象帯域を利用した際の受信信号電力または信号対雑音干渉比のヒストグラムを求めるにあたっては、情報収集部１００で収集される端末能力情報を考慮し、対象帯域を用いて通信する機能が備わっている端末のみのヒストグラムを求めることが好ましい。また、情報収集部１００で収集されるネットワーク品質情報を参照し、対象基地局が対象帯域を利用する前には、品質劣化基地局で通信を行っていた端末であって、対象基地局が対象帯域を利用した際には、対象帯域で通信を行うと推定される端末を特定し、その数や割合によって、対象基地局が対象帯域を利用した際の対応可能範囲を求めることが好ましい。
ステップＳ１１２で対応可能範囲の推定が完了すると、対象基地局において利用可能な帯域の一覧のうち、全ての利用可能帯域で調査が完了したかを判定する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１０９において、対象基地局の基地局に、対象帯域を用いて通信する機能が備わっていない場合（ステップＳ１０９がｎｏの場合）や、ステップＳ１１０において、対象基地局の配下の端末の中で、対象帯域を用いて通信する機能が備わった端末が、所定以上存在しない場合（ステップＳ１１０がｎｏの場合）にも、ステップＳ１１３を実施する。
対象基地局において利用可能な帯域の一覧のうち、全ての利用可能帯域で調査が完了していない場合（ステップＳ１１３がｎｏの場合）は、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、利用可能帯域の一覧から、これまで選択されていない帯域の一つを選択する（ステップＳ１０８に戻る）。
全ての利用可能帯域で調査が完了した場合（ステップＳ１１３がｙｅｓの場合）は、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、ステップＳ１０６で抽出された全ての対象基地局で調査が完了したかを判定する（ステップＳ１１４）。調査が完了していない場合（ステップＳ１１４がｎｏの場合）は、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、候補基地局の中から、これまで選択されていない基地局の一つを選択する（ステップＳ１０７に戻る）。
全ての候補基地局で調査が完了した場合（ステップＳ１１４がｙｅｓの場合）は、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、ステップＳ１１１で選択された基地局と帯域のペアの中から、実際に追加帯域を割り当てる基地局（追加帯域割当基地局）と割り当てる追加帯域を決定する（ステップＳ１１５）。このとき、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、ステップＳ１１２の結果を参照し、対象基地局が対象帯域を利用した際の対応可能範囲が所定の値を超えるペアを、最終的な追加帯域割当基地局と追加帯域として決定する。
最後に、ネットワーク設定部２３２は、ステップＳ１１５で決定された追加帯域割当基地局に追加帯域を割り当てるためのネットワーク設定を変更する（ステップＳ１１６）。
なお、上記説明では、基地局の配下の端末の中で、追加帯域を用いて通信する機能が備わった端末が所定以上存在するか否かによって、追加帯域割当基地局とするか否かを判定したが、この判定処理は無くても構わない。その場合、情報収集部１００で端末能力情報を取得する必要は無くなる。また、動作においても、ステップＳ１１０は不要となる。
また、上記説明では、追加帯域の利用に関する規制において、追加帯域を利用する基地局の位置によって利用可能な帯域が決まるという場合を想定した。そのため、利用可能帯域ＤＢ２０は、送信局の位置に応じて、利用可能な周波数帯域の一覧が格納されたデータベースであるとした。しかしながら、本発明はこの形態に限定されるものではない。
たとえば、追加帯域の利用に関する規制において、基地局の設置状況（送信アンテナの設置高や固定局・移動局の種別）によって、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が異なる場合が挙げられる。こうしたケースに対応するためには、利用可能帯域ＤＢ２０は、送信局の位置に加えて、送信アンテナの設置高や固定局・移動局の種別に応じて、利用可能帯域と許容送信出力の一覧が格納されたデータベースとなる。
この場合、ステップＳ１０８において、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、当該基地局の設置位置に加えて送信アンテナの設置高を基に利用可能な周波数帯域と許容送信出力の一覧を取得し、この一覧から一つの帯域を選択する。さらに、ステップＳ１１２では、この許容送信出力に基づいて、対象基地局が対象帯域を利用した際の対応可能範囲を推定する。
許容送信出力を用いる場合、ステップＳ１１５では、ステップＳ１１２で推定された対応可能範囲に基づいて、追加帯域割当基地局と追加帯域を決定してもよいが、より簡単に、許容送信出力に基づいて、追加帯域割当基地局と追加帯域を決定してもよい。具体的には、ステップＳ１１１で選択された基地局と帯域のペアの中で、許容送信出力が所定値以上のペアを、追加帯域割当基地局と追加帯域とする。あるいは、ステップＳ１１１で選択された基地局と帯域のペアの中で、許容送信出力が最大となるペアを、追加帯域割当基地局と追加帯域とする。許容送信出力を用いる場合、ステップＳ１１２は不要となる。
本実施の形態によれば、無線通信システムの基地局あるいは端末に、追加帯域による通信の機能が備わっていない場合であっても、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。たとえば、基地局が所定の品質を満たせなくなったが、当該基地局に追加帯域による通信の機能が備わっていない場合であっても、その近傍にある別の基地局に追加帯域を割り当てることで、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。また、基地局が所定の品質を満たせなくなったが、当該基地局の配下に追加帯域による通信の機能が備わった端末がほとんど無い場合であっても、その近傍にある別の基地局に追加帯域を割り当てることにより、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。
また、上述した形態によれば、追加帯域の利用に関する規制において、基地局の設置状況（送信アンテナの設置高や固定局・移動局の種別）によって、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が異なる場合であっても、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。たとえば、基地局が所定の品質を満たせなくなったが、当該基地局が地面から高い位置に設置されている場合であっても、その近傍にある別の基地局に追加帯域を割り当てることで、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。
この効果は、電波搭の上や建物屋上にアンテナが設置されたマクロセル・マイクロセル基地局と、電信柱等の低い位置にアンテナが設置されたピコセル基地局が同一のエリアに配置され、両者のカバーエリアがオーバラップしているヘテロジニアスネットワーク環境において特に有効である。
図４は、ヘテロジニアスネットワークにおける本発明の適用例を説明するための図である。図４において、基地局１０１３、１０１４、１０１５は、プライマリシステム２００１に対して免許が付与された帯域を、自身の追加帯域として利用しようとしている。ここで、基地局１０１３はマクロセル基地局であり、基地局１０１４、１０１５はピコセル基地局である。図４に示す環境において、マクロセル基地局１０１３が所定の品質を満たせなくなったとしても、送信出力が制限されているマクロセル基地局１０１３の代わりに、ピコセル基地局１０１４あるいは１０１５に追加帯域を割り当てることで、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。
（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施形態に係るスペクトル制御システム３１を含む無線通信システムのシステム構成図である。本実施の形態では、第２の実施形態と比較して、地図ＤＢ４０と、帯域利用状況ＤＢ５０と、電波伝搬推定部３３３とを更に含む。本実施の形態では、追加帯域の利用に関する規制において、追加帯域を利用する前に、基地局で当該追加帯域を利用したときのプライマリシステムに与える干渉量を推定し、推定された干渉量が規定値以下となるように許容送信出力が規定される場合を想定している。そのため、干渉量の推定などに用いる電波伝搬推定部３３３、地図ＤＢ４０、帯域利用状況ＤＢ５０が新たに必要となる。一方で、第２の実施形態で具備されていた利用可能帯域ＤＢ２０は不要となる。
本実施の形態における基地局ＤＢ３０には、各基地局において追加帯域を用いた通信が可能か否かに関する情報のほか、少なくとも、各基地局における送信アンテナの設置位置や設置高、利得や放射パタンに関する情報が、基地局情報として格納されている。
地図ＤＢ４０は、電波伝搬推定を行う際に使用する地図情報が格納されたデータベースである。具体的には、メッシュ状に区切られた地点毎の標高を表す標高情報や、限られた区域毎における土地の利用状況に関する土地利用情報が格納されている。さらには、各建物の頂点毎の場所、高さや階層といった建物情報が格納されていてもよい。
帯域利用状況ＤＢ５０は、スペクトル制御システム３１が制御対象とする帯域を利用する無線システムの帯域利用状況が格納されたデータベースである。具体的には、帯域毎に、利用する無線システムの送信局の送信出力、送信信号形式、アンテナの設置位置や設置高、利得や放射パタン、当該帯域の利用時間といった情報が格納されている。また、許容される干渉量に関する情報が格納されている。好ましくは、当該無線システムのサービスエリアや、サービスエリア内にある受信局のアンテナの位置や設置高、利得や放射パタンに関する情報なども合わせて格納さている。
ここで、対象となる無線システムにはプライマリシステムが含まれる。プライマリシステムについては、自身の免許帯域の利用予定があらかじめ定まっている場合は、その情報が帯域利用状況ＤＢ５０に格納されていればよい。一方、他の無線システムに対して免許が付与された周波数帯域を二次的に利用する無線システムや、どの無線システムにも免許が付与されていない共用帯域を利用する無線システムは、帯域の空き状況を認識しながら帯域を利用する。従って、このような場合は、帯域を利用する際にその情報を帯域利用状況ＤＢ５０に登録し、利用を停止する際に破棄するか、利用停止した旨を登録すればよい。
電波伝搬推定部３３３は、指定された送信点と受信点との間の電波の伝搬状況を解析し、伝搬利得や受信電力などを算出する。電波の伝搬状況の解析には、秦式やＩＴＵ−Ｒ勧告のＰ．１５４６モデルなどの一般的な統計モデルが適用可能である。こうした統計モデルでは、送信点と受信点の間の距離、アンテナの設置高、利得や放射パタンの他、都市部や郊外部などの種別を与える土地利用情報が用いられる。
また、電波の伝搬状況を解析するための別の方法として、山岳による回折や大地による反射などを考慮した幾何学モデルを適用してもよい。こうした幾何学モデルでは、送信点と受信点の設置位置と、利得や放射パタンの他、送受信点の間の標高情報が用いられる。
また、電波の伝搬状況を解析するためのさらに別の方法として、レイトレーシング法などの決定論モデルを適用してもよい。こうした決定論モデルでは、送信点と受信点の設置位置と、利得や放射パタンの他、送受信点を含む領域の建物情報と標高情報が用いられる。
なお、第２の実施の形態でも述べたが、図５に示すシステム構成図では、スペクトル制御システム３１は、基地局ＤＢ３０と、地図ＤＢ４０と、帯域利用状況ＤＢ５０と、情報収集部１００と、品質劣化基地局特定部２１１と、必要帯域評価部２１２と、割り当て候補抽出部１２０と、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１と、ネットワーク設定部２３２と、電波伝搬推定部３３３とを含むものとして図示したが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
例えば、地図ＤＢ４０や帯域利用状況ＤＢ５０は、利用可能帯域を調査するためのデータベースとして、誰もがアクセス可能なインターネット上に配置されてもよい。また、基地局ＤＢ３０と、情報収集部１００と、品質劣化基地局特定部２１１と、必要帯域評価部２１２と、ネットワーク設定部２３２とは、当該ネットワークのサービス事業者が管理可能な運用管理システム内に配置されてもよい。
次に、本実施の形態におけるスペクトル制御システムの動作について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、本発明の第３の実施形態に係るスペクトル制御システムの動作を表すフローチャートである。具体的には、スペクトル制御システム３１が制御対象とする基地局に対して、追加帯域の割り当てを行うスペクトル制御に関するフローチャートである。
本実施の形態におけるステップＳ２０１からステップＳ２１１までの動作は、第２の実施の形態におけるステップＳ１０１からステップＳ１１１までと同一であるため、ここでは説明を省略する。
本実施の形態では、ステップＳ２１１の後に、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１と電波伝搬推定部３３３において、対象基地局が対象帯域を利用した際のプライマリシステムに与える干渉量を推定し、干渉量を許容値以下とするための許容送信出力を算出する。そして、電波伝搬推定部３３３において、算出された許容送信出力を基に対象基地局が対象帯域を利用した際の対応可能範囲を推定する（ステップＳ２１２からステップＳ２２０）。その詳細なフローは以下の通りである。
はじめに、電波伝搬推定部３３３は、対象基地局が対象帯域を利用した際の与干渉量を評価するプライマリシステムの帯域（評価プライマリ帯域）を１つ選択する（ステップＳ２１２）。プライマリシステムに与える干渉においては、対象帯域と同一帯域を使用するプライマリ受信局ではなく、隣接帯域を使用するプライマリ受信局の方により強い干渉を与える場合がある。このことから、電波伝搬推定部３３３は、同一帯域だけではなく、周辺の帯域に対しても干渉評価を実施しておくことが好ましい。そこで、対象帯域とその周辺帯域を、干渉評価を実施する帯域（干渉評価対象帯域）として定義しておき、電波伝搬推定部３３３は、その中から１つの帯域を評価プライマリ帯域として選択する。
次に、評価プライマリ帯域を利用するプライマリシステムの受信局の全部または一部を、干渉評価を実施する受信局（干渉評価対象受信局）として定義しておき、電波伝搬推定部３３３は、その中から与干渉量を評価する受信局（評価プライマリ受信局）を１つ選択する（ステップＳ２１３）。
ここでは、当該帯域を利用する受信局は複数存在するものと仮定する。帯域利用状況ＤＢ５０内に、プライマリシステムのサービスエリア内にある受信局の情報が格納されている場合、電波伝搬推定部３３３は、その中から一つの受信局を評価プライマリ受信局として選択すればよい。
帯域利用状況ＤＢ５０内に、プライマリシステムのサービスエリアの情報は格納されているが、受信局の情報が格納されていない場合、電波伝搬推定部３３３は、プライマリシステムが提供するサービスに応じて受信局の位置を推定し、干渉評価対象受信局とすることができる。たとえば、プライマリシステムがテレビ放送システムの場合、受信アンテナはサービスエリア内の各建物の屋上に設置されていると想定することができるため、電波伝搬推定部３３３は、各建物の重心で、建物高に数ｍを加えた高さの位置に、干渉評価対象受信局があると想定すればよい。
帯域利用状況ＤＢ５０内に、プライマリシステムのサービスエリアの情報が格納されていない場合、電波伝搬推定部３３３は、送信局からその周辺のエリアに対する電波伝搬状況を推定し、エリア内の受信点における受信電力を算出する。その際、電波伝搬推定部３３３は、帯域利用状況ＤＢ５０内に格納されている送信局の送信出力、送信信号形式、アンテナの設置位置や設置高、利得や放射パタンと、地図ＤＢ４０内に格納されている当該送信局周辺の地図情報を用いる。その後、電波伝搬推定部３３３は、算出した受信電力が、プライマリシステムが提供するサービスを享受するために十分であるか否かを判定し、十分であると判定される領域を、当該プライマリシステムのサービスエリアとする。電波伝搬推定部３３３は、このサービスエリアを基に、上記と同様に、プライマリシステムが提供するサービスに応じて受信局の位置を推定し、干渉評価対象受信局とすることができる。
次に、電波伝搬推定部３３３は、対象基地局が対象帯域を用いて通信を行った場合に、評価プライマリ帯域を利用する評価プライマリ受信局に与える干渉量を推定し、その干渉量が所定値以下となるように、送信出力の許容値を決定する（ステップＳ２１４）。
電波伝搬推定部３３３は、与干渉量を推定する際は、対象基地局の送信アンテナから評価プライマリ受信局の受信アンテナに至る電波伝搬状況を推定し、送受信アンテナ間の伝搬利得を算出する。その際、電波伝搬推定部３３３は、基地局ＤＢ３０内に格納された対象基地局の送信アンテナの設置位置や設置高、利得や放射パタンと、帯域利用状況ＤＢ５０内に格納されたプライマリシステムの受信局のアンテナの位置や設置高、利得や放射パタンと、地図ＤＢ４０内に格納された送信アンテナと受信アンテナとの間の地図情報とを用いて、アンテナ利得を考慮した伝搬利得を算出する。電波伝搬推定部３３３は、算出した伝搬利得を用いて、評価プライマリ受信局における干渉量が、帯域利用状況ＤＢ５０内に格納された許容干渉量以下となるように、当該基地局における送信出力の許容値を決定する。
その後、電波伝搬推定部３３３は、干渉評価対象受信局のうち、全ての受信局で調査が完了したかを判定する（ステップＳ２１５）。全ての受信局で調査が完了していない場合（ステップＳ２１５がｎｏの場合）は、電波伝搬推定部３３３は、干渉評価対象受信局から、これまで選択されていない受信局の１つを評価プライマリ受信局として選択する（ステップＳ２１３に戻る）。全ての受信局で調査が完了した場合（ステップＳ２１５がｙｅｓの場合）は、電波伝搬推定部３３３は、各評価プライマリ受信局における許容送信出力の算出結果から、許容送信出力が最小のもの、あるいは所定の割合（たとえば下位５％）となるものを、判定対象の受信局（判定対象受信局）とする（ステップＳ２１６）。
その後、電波伝搬推定部３３３は、干渉評価対象帯域のうち、全ての帯域で調査が完了したかを判定する（ステップＳ２１７）。調査が完了していない場合（ステップＳ２１７がｎｏの場合）は、干渉評価対象帯域から、これまで選択されていない帯域の１つを評価プライマリ帯域として選択する（ステップＳ２１２に戻る）。全ての帯域で調査が完了した場合（ステップＳ２１７がｙｅｓの場合）は、電波伝搬推定部３３３は、判定対象受信局における許容送信出力の算出結果から、許容送信出力が最小のものを、判定対象の帯域（判定対象帯域）とする（ステップＳ２１８）。これらの結果を受けて、電波伝搬推定部３３３は、判定対象受信局における判定対象帯域での許容送信出力を、対象基地局が対象帯域を利用した際の許容送信出力とする（ステップＳ２１９）。
続いて、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、対象基地局が、ステップＳ２１９で得られた許容送信出力を用いて対象帯域を利用した場合の対応可能範囲を推定する（ステップＳ２２０）。ここでは、第１の実施の形態のステップＳ１１２のように、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、受信信号電力または信号対雑音干渉比が所定の値を超える端末数やその割合によって、対象基地局が対象帯域を利用した際の対応可能範囲を求めても良いが、ここでは別な手法を説明する。
具体的には、電波伝搬推定部３３３は、対象基地局の送信局からその周辺のエリアに対する電波伝搬状況を推定し、エリア内の受信点における受信電力を算出する。その際、電波伝搬推定部３３３は、許容送信出力と、基地局ＤＢ３０内に格納されているアンテナの設置位置や設置高、利得や放射パタンと、地図ＤＢ４０内に格納されている当該送信局周辺の地図情報を用いる。その後、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、電波伝搬推定部３３３で算出された受信電力が、所定の品質で無線通信を実施するのに十分であるか否かを判定し、十分であると判定される領域を、対象基地局が対象帯域を利用した場合の対応可能範囲とする。なお、ここで、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１は、単純な面積あるいは体積で対応可能範囲を算出してもよいし、地図ＤＢ４０内に格納された土地利用情報や人口分布を用いて、利用者の多少に応じて重み付けを行った指標を用いて対応可能範囲を算出してもよい。
その後のステップＳ２２１からステップＳ２２４までの動作は、第１の実施の形態におけるステップＳ１１３からステップＳ１１６までと同一であるため、ここでは説明を省略する。
なお、上記では、プライマリシステムに与える干渉量から許容送信出力を算出し、それをもとに対応可能範囲を推定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第２の実施の形態のように、許容送信出力は利用可能帯域ＤＢ２０によって規定され、それをもとに対応可能範囲を推定してもよい。この場合、利用可能帯域ＤＢ２０が必要となる一方、ステップＳ２１４は不要となる。
また、上記では、ステップＳ２２３にて追加帯域割当基地局と追加帯域を決定する際、対応可能範囲を参照するとしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ステップＳ２１９で算出された許容送信出力を参照し、許容送信出力があらかじめ規定された所定値を超えるような対象基地局と対象帯域のペアや、許容送信出力が最大となるようなペアを、追加帯域割当基地局と追加帯域としてもよい。あるいは、その前段階で算出されるプライマリシステムへの与干渉量を参照し、与干渉量があらかじめ規定された所定値を下回るような対象基地局と対象帯域のペアや、与干渉量が最小となるようなペアを、追加帯域割当基地局と追加帯域としても構わない。
本実施の形態によれば、追加帯域の利用に関する規制において、基地局を利用する前に、当該基地局で追加帯域を利用したときのプライマリシステムに与える想定干渉量を推定し、推定された干渉量が規定値以下となるように許容送信出力が規定される場合であっても、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。たとえば、基地局が所定の品質を満たせなくなったが、当該基地局とプライマリシステムの受信機とが見通し内となる場合や、品質劣化基地局のアンテナの主軸がプライマリシステムの受信機の方角を向いている場合であっても、その近傍にある別の基地局に追加帯域を割り当てることで、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。
なお、本発明の第１または第３の実施形態では、情報収集部１００が取得するネットワーク品質情報を用いて、ネットワーク品質解析部が品質劣化基地局の特定及び追加帯域の必要性を評価し、その結果に基づいて追加帯域の割り当てを要求したが、本発明はこの形態に限定されない。たとえば、基地局自身がネットワーク品質を監視し、ネットワーク品質の現状値が要求値に対してどれ程であるかを評価する構成であっても良い。この場合、各基地局が、追加帯域の必要性を判断し、追加帯域の割り当てが必要であると判断した場合に、スペクトル制御システムに対して追加帯域の要求を実施する。従って、スペクトル制御システムには、基地局１００１〜１００３から送信される追加帯域の割り当て要求を受信する機能が必要になる。一方、ネットワーク品質解析部は不要となる。また、動作においても、ステップＳ１０１（２０１）からステップＳ１０４（２０４）までは不要となり、代わりに、基地局１００１〜１００３から、追加帯域の割り当て要求を受信するステップが加わる。
また、本発明の第２又は第３の実施形態では、ネットワーク設定部２３２が、追加帯域割当基地局に追加帯域を割り当てるためにネットワーク設定の変更を行った。一方、本発明によれば、所望の通信容量を満足できなくなった品質劣化基地局ではなく、その周辺にある基地局に追加帯域を割り当てることが起こりえる。こうすることで、効率的に負荷の分散や干渉の低減を実現するものだが、こうした効果をより増大させるためには、追加帯域の割り当てに際して、もともと品質劣化基地局に帰属していた端末の一部を、追加帯域割当基地局でまかなうように制御することが好ましい。これを実現するため、ネットワーク設定部２３２に、端末の帰属に係る基地局パラメータを変更する機能を設けてもよい。端末の帰属に係る基地局パラメータとは、具体的には、追加帯域割当基地局や品質劣化基地局の送信出力やアンテナチルト角、ハンドオーバに関するセル固有オフセット（ＣＩＯ：Cell Individual Offset）などがある。たとえば、追加帯域割当基地局のＣＩＯを調整することで、当該基地局のカバーエリアを仮想的に大きくすることで、もともと品質劣化基地局に帰属していた端末の一部を、追加帯域割当基地局でまかなう。
また、本発明の第２または第３の実施形態では、情報収集部１００におけるネットワーク品質情報や端末能力情報の収集、必要帯域評価部２１２における追加帯域の必要性判断、追加帯域割当基地局・追加帯域決定部２３１における割り当て対象の決定、ネットワーク設定部２３２におけるネットワーク設定の変更といった一連の処理は、全て基地局単位で実施されるものとしたが、本発明はこの形態に限定されない。たとえば、基地局の配下が複数のセルで構成されている場合には、セル単位で全ての処理を行うことが好ましい。
図７は、一つの基地局が複数セルで構成されている形態における本発明の適用例を説明するための図である。図７において、基地局１０１６は、プライマリシステム２００１に対して免許が付与された帯域を、自身の追加帯域として利用しようとしている。ここで、基地局１０１６はセル１０１７と１０１８の２セル構成になっている。セル１０１７は、送信アンテナの主軸がプライマリシステムの方角を向いており、セル１０１８は、プライマリシステムとは逆の方角を向いている。図７に示す環境において、セル１０１７が所定の品質を満たせなくなったとしても、送信アンテナの主軸がプライマリシステムの方角を向いているため送信出力が制限されているセル１０１７の代わりに、セル１０１８に追加帯域を割り当てることで、負荷の分散や干渉の低減が期待でき、当該無線通信システムの特性を大きく改善することができる。
また、上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。 また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明は以下の形態を取ることも可能である。
（１）無線通信システムのネットワーク状態に関する情報を収集する収集手段と、前記ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定手段と、前記特定された基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出手段と、前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当て手段と、を備えるスペクトル制御システム。
（２）前記ネットワーク状態に関する情報に基づいて前記追加帯域がどれ程必要であるかを評価する評価手段を更に備え、前記割り当て手段は、前記評価手段で求められた量の追加帯域を前記所定の条件を満たす基地局又はセルに対して割り当てる、（１）に記載のスペクトル制御システム。
（３）前記評価手段は、前記ネットワーク状態に関する情報に基づいてネットワーク品質の現状値と要求値とを比較することで割り当てる追加帯域の量を求める、（２）に記載のスペクトル制御システム。
（４）前記抽出手段は、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル及びその周辺基地局又は周辺セルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する、（１）乃至（３）のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
（５）前記抽出手段は、基地局又はセルのカバーエリアが、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルのカバーエリアとオーバラップする基地局又はセルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する、（１）乃至（３）のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
（６）前記割り当て手段は、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域における通信機能が備わっている基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１）乃至（５）のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
（７）前記割り当て手段は、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１）乃至（６）のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
（８）前記割り当て手段は、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、前記追加帯域による通信の機能が備わっている配下の端末の数あるいは割合が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１）乃至（７）のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
（９）前記割り当て手段は、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、前記基地局又はセルが追加帯域を利用した際に推定される対応可能範囲が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１）乃至（８）のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
（１０）前記割り当て手段は、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域を利用する前には、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルの配下にある端末であって、追加帯域を利用した際には、前記追加帯域で通信を行うと推定される端末の数あるいは割合が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（９）に記載のスペクトル制御システム。
（１１）前記割り当て手段は、前記追加帯域とは別の帯域で測定された無線品質情報に対して、前記追加帯域と前記別の帯域との周波数の違いに起因する伝搬損失の差分が付与された無線品質情報を用いて前記端末が追加帯域で通信を行えるか否かの推定を行う、（１０）に記載のスペクトル制御システム。
（１２）前記割り当て手段は、基地局又はセルに追加帯域を割り当てた際に、前記基地局又はセルとは別のシステムに与える干渉量の推定値が、所定の値を下回る前記基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１）乃至（１１）のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
（１３）前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル、あるいは、前記割り当て手段が実際に追加帯域を割り当てる基地局又はセルにおいて、端末の帰属に係るパラメータを変更する変更手段を更に具備し、前記変更手段は、前記割り当て手段が前記追加帯域を割り当てる前には、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルに帰属していた端末の一部を、前記割り当て手段が前記追加帯域を割り当てる際には、前記実際に追加帯域を割り当てる基地局又はセルに帰属させるように前記パラメータを変更することを特徴とする、（１）乃至（１２）のいずれか1項に記載のスペクトル制御システム。
（１４）無線通信システムのネットワーク状態に関する情報を収集する収集ステップと、前記ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定ステップと、前記特定された基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出ステップと、前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当てステップと、を備えるスペクトル制御方法。
（１５）前記ネットワーク状態に関する情報に基づいて前記追加帯域がどれ程必要であるかを評価する評価ステップを更に備え、前記割り当てステップは、前記評価手段で求められた量の追加帯域を前記所定の条件を満たす基地局又はセルに対して割り当てる、（１４）に記載のスペクトル制御方法。
（１６）前記評価ステップは、前記ネットワーク状態に関する情報に基づいてネットワーク品質の現状値と要求値とを比較することで割り当てる追加帯域の量を求める、（１５）に記載のスペクトル制御方法。
（１７）前記抽出ステップは、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル及びその周辺基地局又は周辺セルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する、（１４）乃至（１６）のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
（１８）前記抽出ステップは、基地局又はセルのカバーエリアが、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルのカバーエリアとオーバラップする基地局又はセルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する、（１４）乃至（１６）のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
（１９）前記割り当てステップは、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域における通信機能が備わっている基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１４）乃至（１８）のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
（２０）前記割り当てステップは、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１４）乃至（１９）のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
（２１）前記割り当てステップは、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、前記追加帯域による通信の機能が備わっている配下の端末の数あるいは割合が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１４）乃至（２０）のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
（２２）前記割り当てステップは、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、前記基地局又はセルが追加帯域を利用した際に推定される対応可能範囲が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１４）乃至（２１）のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
（２３）前記割り当てステップは、前記抽出された複数の基地局又はセルの内、追加帯域を利用する前には、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルの配下にある端末であって、追加帯域を利用した際には、前記追加帯域で通信を行うと推定される端末の数あるいは割合が所定の値を超える基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（２２）に記載のスペクトル制御方法。
（２４）前記割り当てステップは、前記追加帯域とは別の帯域で測定された無線品質情報に対して、前記追加帯域と前記別の帯域との周波数の違いに起因する伝搬損失の差分が付与された無線品質情報を用いて前記端末が追加帯域で通信を行えるか否かの推定を行う、（２３）に記載のスペクトル制御方法。
（２５）前記割り当てステップは、基地局又はセルに追加帯域を割り当てた際に、前記基地局又はセルとは別のシステムに与える干渉量の推定値が、所定の値を下回る前記基地局又はセルに対して前記追加帯域を割り当てる、（１４）乃至（２４）のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
（２６）前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル、あるいは、前記割り当てステップにおいて実際に追加帯域が割り当てられる基地局又はセルにおいて、端末の帰属に係るパラメータを変更する変更ステップを更に備え、前記変更ステップは、前記割り当てステップにおいて前記追加帯域が割り当てられる前には、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルに帰属していた端末の一部を、前記割り当てステップにおいて前記追加帯域が割り当てられる際には、前記実際に追加帯域が割り当てられる基地局又はセルに帰属させるように前記パラメータを変更することを特徴とする、（１４）乃至（２５）のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
（２７）無線通信システムのネットワーク状態に関する情報を収集する収集処理と、前記ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定処理と、前記特定された基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出処理と、前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当て処理と、を計算機に実行させるスペクトル制御プログラム。
（２８）（１４）から（２６）のいずれか１項に記載されたスペクトル制御方法を用いた無線通信システム。
（２９）前記追加帯域とは別に、免許が付与された、あるいは優先的な利用が認められた帯域を有していることを特徴とする（２８）に記載の無線通信システム。



以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１１年５月１９日に出願された日本出願特願２０１１−１１２８１４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本発明は、移動体通信システムを初めとする様々な無線通信システムに利用することが可能である。
１００１-１００３ 基地局
１０ スペクトル制御システム
１１ スペクトル制御システム
２１ スペクトル制御システム
３１ スペクトル制御システム
２０ 利用可能帯域ＤＢ
３０ 基地局ＤＢ
４０ 地図ＤＢ
５０ 帯域利用状況ＤＢ
９０ 利用可能帯域ＤＢ
１００ 情報収集部
１１０ ネットワーク品質解析部
１２０ 割り当て候補抽出部
１３０ 追加帯域割り当て部
２１０ ネットワーク品質解析部
２１１ 品質劣化基地局特定部
２１２ 必要帯域評価部
２３０ 追加帯域割り当て部
２３１ 追加帯域割当基地局・追加帯域決定部
２３２ ネットワーク設定部
３３０ 追加帯域割り当て部
３３３ 電波伝搬推定部
９００ ネットワーク監視部
９１０ 必要帯域評価部
９２０ 追加帯域調停部
９３０ ネットワーク設定部
１０００ 無線通信システム
１００９ 基地局
１０１１ 基地局
１０１３ マクロセル基地局
１０１４ ピコセル基地局
１０１６ 基地局
１０１７ セル
１０１８ セル
２０００ 無線システム
２００１ プライマリシステム
２０１１ 送信局

Claims (27)

  1. ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定手段と、
    前記特定された基地局又はセル以外の基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出手段と、
    前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当て手段と、
    を備え、
    前記抽出手段は、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル及びその周辺基地局又は周辺セルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する
    スペクトル制御システム。
  2. 前記抽出手段は、基地局又はセルのカバーエリアが、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルのカバーエリアとオーバラップする基地局又はセルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する、
    請求項１に記載のスペクトル制御システム。
  3. 前記所定の条件として、前記追加帯域における通信機能が備わっていることを条件とする、
    請求項１又は２に記載のスペクトル制御システム。
  4. 前記所定の条件として、前記追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が所定の値を超えることを条件とする、
    請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
  5. 前記所定の条件として、前記追加帯域における通信機能が備わっている配下の端末の数あるいは割合が所定の値を超えることを条件とする、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
  6. 前記所定の条件として、前記基地局又はセルが追加帯域を利用した際に推定される対応可能範囲であって、前記基地局又はセルが追加帯域を利用した場合に所定の通信品質で無線通信に対応可能な端末又は領域の量に関する対応可能範囲が所定の値を超えることを条件とする、
    請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
  7. 前記所定の条件として、前記追加帯域を利用する前には、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルの配下にある端末であって、追加帯域を利用した際には、前記追加帯域で通信を行うと推定される端末の数あるいは割合が所定の値を超えることを条件とする、
    請求項６に記載のスペクトル制御システム。
  8. 前記割り当て手段は、前記追加帯域とは別の帯域で測定された無線品質情報に対して、前記追加帯域と前記別の帯域との周波数の違いに起因する伝搬損失の差分が付与された無線品質情報を用いて前記端末が追加帯域で通信を行えるか否かの推定を行う、
    請求項７に記載のスペクトル制御システム。
  9. 前記所定の条件として、基地局又はセルに追加帯域を割り当てた際に、前記基地局又はセルとは別のシステムに与える干渉量の推定値が、所定の値を下回ることを条件とする、
    請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
  10. 前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル、あるいは、前記割り当て手段が実際に追加帯域を割り当てる基地局又はセルにおいて、端末の帰属に係るパラメータを変更する変更手段を更に具備し、
    前記変更手段は、前記割り当て手段が前記追加帯域を割り当てる前には、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルに帰属していた端末の一部を、前記割り当て手段が前記追加帯域を割り当てる際には、前記実際に追加帯域を割り当てる基地局又はセルに帰属させるように前記パラメータを変更することを特徴とする、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
  11. 前記ネットワーク状態に関する情報に基づいて前記追加帯域がどれ程必要であるかを評価する評価手段を更に備え、
    前記割り当て手段は、前記評価手段で求められた量の追加帯域を前記所定の条件を満たす基地局又はセルに対して割り当てる、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のスペクトル制御システム。
  12. 前記評価手段は、前記ネットワーク状態に関する情報に基づいてネットワーク品質の現状値と要求値とを比較することで割り当てる追加帯域の量を求める、
    請求項１１に記載のスペクトル制御システム。
  13. ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定ステップと、
    前記特定された基地局又はセル以外の基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出ステップと、
    前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当てステップと、
    を有し、
    前記抽出ステップは、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル及びその周辺基地局又は周辺セルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する
    スペクトル制御方法。
  14. 前記抽出ステップは、基地局又はセルのカバーエリアが、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルのカバーエリアとオーバラップする基地局又はセルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する、
    請求項１３に記載のスペクトル制御方法。
  15. 前記所定の条件として、前記追加帯域における通信機能が備わっていることを条件とする、
    請求項１３又は１４に記載のスペクトル制御方法。
  16. 前記所定の条件として、追加帯域を利用する際に遵守すべき許容送信出力が所定の値を超えることを条件とする、
    請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
  17. 前記所定の条件として、前記追加帯域における通信機能が備わっている配下の端末の数あるいは割合が所定の値を超えることを条件とする、
    請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
  18. 前記所定の条件として、前記基地局又はセルが追加帯域を利用した際に推定される対応可能範囲であって、前記基地局又はセルが追加帯域を利用した場合に所定の通信品質で無線通信に対応可能な端末又は領域の量に関する対応可能範囲が所定の値を超えることを条件とする、
    請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
  19. 前記所定の条件として、前記追加帯域を利用する前には、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルの配下にある端末であって、前記追加帯域を利用した際には、前記追加帯域で通信を行うと推定される端末の数あるいは割合が所定の値を超えることを条件とする、
    請求項１８に記載のスペクトル制御方法。
  20. 前記割り当てステップにおいて、前記追加帯域とは別の帯域で測定された無線品質情報に対して、前記追加帯域と前記別の帯域との周波数の違いに起因する伝搬損失の差分が付与された無線品質情報を用いて前記端末が追加帯域で通信を行えるか否かの推定が行われることを特徴とする、
    請求項１９に記載のスペクトル制御方法。
  21. 前記所定の条件として、前記基地局又はセルとは別のシステムに与える干渉量の推定値が、所定の値を下回ることを条件とする、
    請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載のスペクトル制御方法。
  22. 前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル、あるいは、前記割り当てステップにおいて実際に追加帯域が割り当てられる基地局又はセルにおいて、端末の帰属に係るパラメータを変更する変更ステップを更に有し、
    前記変更ステップにおいて、前記割り当てステップにおいて前記追加帯域が割り当てられる前には、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルに帰属していた端末の一部を、前記割り当てステップにおいて前記追加帯域が割り当てられる際には、前記実際に追加帯域が割り当てられる基地局又はセルに帰属させるように前記パラメータが変更されることを特徴とする、
    請求項１３乃至２１のいずれか1項に記載のスペクトル制御方法。
  23. 前記ネットワーク状態に関する情報に基づいて前記追加帯域がどれ程必要であるかを評価する評価ステップを更に有し、
    前記評価ステップにおいて求められた量の追加帯域が、前記割り当てステップにおいて前記所定の条件を満たす基地局又はセルに対して割り当てられることを特徴とする、
    請求項１３に記載のスペクトル制御方法。
  24. 前記評価ステップにおいて、前記ネットワーク状態に関する情報に基づいてネットワーク品質の現状値と要求値とが比較されることで割り当てられる追加帯域の量が求められることを特徴とする、
    請求項２３に記載のスペクトル制御方法。
  25. ネットワーク状態に関する情報に基づいて所定の通信品質を満たしていない基地局又はセルを特定する特定処理と、
    前記特定された基地局又はセル以外の基地局又はセルを含む複数の基地局又はセルを追加帯域割り当て候補として抽出する抽出処理と、
    前記抽出された複数の基地局又はセルの中から所定の条件を満たす基地局又はセルに対して追加帯域を割り当てる割り当て処理と、
    を計算機に実行させ、
    前記抽出処理は、前記所定の通信品質を満たしていない基地局又はセル及びその周辺基地局又は周辺セルを前記追加帯域割り当て候補として抽出する
    スペクトル制御プログラム。
  26. 請求項１３から請求項２４のいずれか１項に記載されたスペクトル制御方法を用いた無線通信システム。
  27. 前記追加帯域とは別に、免許が付与された、あるいは優先的な利用が認められた帯域を有していることを特徴とする、
    請求項２６に記載の無線通信システム。
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