JP7220440B2

JP7220440B2 - 通信調停装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体およびデータ構造

Info

Publication number: JP7220440B2
Application number: JP2017178592A
Authority: JP
Inventors: 宏己松野; 達哉吉岡; 信雄鈴木
Original assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Current assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2023-02-10
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: JP2019054477A

Description

この発明は、通信調停装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体およびデータ構造に関する。

第５世代移動通信システムにおける様々な通信性能に対する要求を満足するために、更なる周波数資源が必要になっている。その中で、時間や場所において利用のない周波数を共用する技術が注目を集めている（非特許文献１）。周波数を共用するためには、既存の無線システム（１次利用者）に干渉を与えないように、１次利用者の利用状況を逐次把握する必要がある。これに対して、移動機をセンサ端末として１次利用者の利用状況（電力分布）を推定するシステムが提案されている（非特許文献２）。また、移動機がデータをサーバに送る際のデータ量を軽減するために、移動機のすれ違い通信を利用したデータ集約方式についても提案されている（非特許文献３）。

総務省，"電波政策２０２０懇談会報告書"，June 2016. 松野，他，"第５世代移動通信システムにおける異無線システム間の周波数共用に向けた取り組み，"信学技法，RCS116，Oct.2016．玉井，他，"参加型センシングにおけるセルラ通信の負荷軽減のための端末間データ収集方式，"第２４回マルチメディア通信と分散処理ワークショップ論文集，pp.84-91，Oct. 2016．

しかし、従来の周波数を共用する技術においては、１次利用者に干渉を与えない通信条件を２次利用者側で判定し、１次利用者に干渉を与えないように２次利用者の通信条件を調停することが行われていない。その結果、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避することが困難である。

そこで、この発明の実施の形態によれば、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の通信条件を調停する通信調停装置を提供する。

また、この発明の実施の形態によれば、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の通信条件の調停をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

更に、この発明の実施の形態によれば、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の通信条件の調停をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。

更に、この発明の実施の形態によれば、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の通信条件を調停するためのデータ構造を提供する。

（構成１）
この発明の実施の形態によれば、通信調停装置は、判定手段と、調停手段とを備える。判定手段は、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とに基づいて、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する。調停手段は、判定手段が２次利用者の無線通信が前記１次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の無線通信の通信条件を調停する。

（構成２）
構成１において、１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、１次利用者の通信範囲の中心から２次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において１次利用者の通信範囲の中心から１次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第１の距離とし、直線に平行であり、かつ、２次利用者の通信範囲の中心から１次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において２次利用者の通信範囲の中心から２次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第２の距離とし、１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心との距離を第３の距離としたとき、判定手段は、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であるか否かを判定する第１の判定処理を行い、第１の判定処理において、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であると判定したとき、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉すると判定する。

（構成３）
構成２において、判定手段は、１次利用者の無線通信に用いられる第１の周波数帯域と２次利用者の無線通信に用いられる第２の周波数帯域とが少なくとも一部で重なるか否かを判定する第２の判定処理を更に行い、第１の判定処理において、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であると判定し、かつ、第２の判定処理において、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とが少なくとも一部で重なると判定したとき、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉すると判定する。

（構成４）
構成２または構成３において、第１の距離は、１次利用者の通信範囲を規定する円の半径であり、第２の距離は、２次利用者の通信範囲を規定する円の半径である。

（構成５）
構成１から構成４のいずれかにおいて、１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、１次利用者の通信範囲の中心から２次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において１次利用者の通信範囲の中心から１次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第１の距離とし、直線に平行であり、かつ、２次利用者の通信範囲の中心から１次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において２次利用者の通信範囲の中心から２次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第２の距離とし、１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心との距離を第３の距離としたとき、調停手段は、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であるか否かを判定し、その判定結果に応じて、２次利用者の無線通信の停止、２次利用者の無線通信における送信電力の調整および２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって２次利用者の無線通信の通信条件を調停する。

（構成６）
構成５において、調停手段は、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であると判定したとき、２次利用者の無線通信の停止によって２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下でないと判定したとき、１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通過するか否かを更に判定し、その判定結果に応じて、２次利用者の無線通信における送信電力の調整および２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって２次利用者の無線通信の通信条件を調停する。

（構成７）
構成６において、調停手段は、１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通過すると判定したとき、２次利用者の無線通信における送信電力の調整によって２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通過しないと判定したとき、２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整によって２次利用者の無線通信の通信条件を調停する。

（構成８）
構成６または構成７において、調停手段は、２次利用者の無線通信における送信電力の調整および２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって２次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、マルチホップによる無線通信への変更によって２次利用者が１次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停し、２次利用者の無線通信の停止によって２次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、無線通信網の変更によって２次利用者が１次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停する。

（構成９）
また、この発明の実施の形態によれば、プログラムは、判定手段が、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とに基づいて、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する第１のステップと、調停手段が、判定手段が２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の無線通信の通信条件を調停する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

（構成１０）
構成９において、１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、１次利用者の通信範囲の中心から２次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において１次利用者の通信範囲の中心から１次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第１の距離とし、直線に平行であり、かつ、２次利用者の通信範囲の中心から１次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において２次利用者の通信範囲の中心から２次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第２の距離とし、１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心との距離を第３の距離としたとき、
判定手段は、第１のステップにおいて、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であるか否かを判定する第１の判定処理を行い、第１の判定処理において、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であると判定したとき、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉すると判定する。

（構成１１）
構成１０において、判定手段は、第１のステップにおいて、１次利用者の無線通信に用いられる第１の周波数帯域と２次利用者の無線通信に用いられる第２の周波数帯域とが少なくとも一部で重なるか否かを判定する第２の判定処理を更に行い、第１の判定処理において、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であると判定し、かつ、第２の判定処理において、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とが少なくとも一部で重なると判定したとき、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉すると判定する。

（構成１２）
構成１０または構成１１において、第１の距離は、１次利用者の通信範囲を規定する円の半径であり、第２の距離は、２次利用者の通信範囲を規定する円の半径である。

（構成１３）
構成９から構成１２のいずれかにおいて、１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、１次利用者の通信範囲の中心から２次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において１次利用者の通信範囲の中心から１次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第１の距離とし、直線に平行であり、かつ、２次利用者の通信範囲の中心から１次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において２次利用者の通信範囲の中心から２次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第２の距離とし、１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心との距離を第３の距離としたとき、
調停手段は、第２のステップにおいて、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であるか否かを判定し、その判定結果に応じて、２次利用者の無線通信の停止、２次利用者の無線通信における送信電力の調整および２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって２次利用者の無線通信の通信条件を調停する。

（構成１４）
構成１３において、調停手段は、第２のステップにおいて、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下であると判定したとき、２次利用者の無線通信の停止によって２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、第３の距離が、第１の距離と第２の距離との和以下でないと判定したとき、１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通過するか否かを更に判定し、その判定結果に応じて、２次利用者の無線通信における送信電力の調整および２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって２次利用者の無線通信の通信条件を調停する。

（構成１５）
構成１４において、調停手段は、第２のステップにおいて、１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通過すると判定したとき、２次利用者の無線通信における送信電力の調整によって２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通過しないと判定したとき、２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整によって２次利用者の無線通信の通信条件を調停する。

（構成１６）
構成１４または構成１５において、調停手段は、第２のステップにおいて、２次利用者の無線通信における送信電力の調整および２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって２次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、マルチホップによる無線通信への変更によって２次利用者が１次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停し、２次利用者の無線通信の停止によって２次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、無線通信網の変更によって２次利用者が１次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停する。

（構成１７）
更に、この発明の実施の形態によれば、記録媒体は、構成９から構成１６のいずれかに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

（構成１８）
更に、この発明の実施の形態によれば、データ構造は、ｐ（ｐは正の整数）個の１次利用者のｐ個の送信電力と、ｑ（ｑは正の整数）個の２次利用者のｑ個の位置情報と、ｑ個の２次利用者において検出された電波のｑ個の受信電力と、ｑ個の２次利用者のｑ個のアンテナ利得と、ｑ個の２次利用者のｑ個の送信電力とを含むデータ構造であって、ｑ個の位置情報およびｑ個の受信電力は、演算手段が受信電力を重みとしたｑ個の位置情報の加重平均からなる１次利用者の位置を演算するのに用いられ、ｑ個の位置情報および１次利用者の位置は、演算手段が１次利用者の通信範囲の中心とｑ個の２次利用者のｑ個の通信範囲の中心との距離を演算するのに用いられ、ｐ個の送信電力およびｑ個の受信電力は、演算手段がｐ個の１次利用者のｐ個の通信範囲を演算するのに用いられ、ｑ個のアンテナ利得およびｑ個の送信電力は、演算手段がｑ個の２次利用者のｑ個の通信範囲を演算するのに用いられ、距離、ｐ個の通信範囲およびｑ個の通信範囲は、判定手段が、距離が相互に干渉するｐ個の通信範囲のいずれかとｑ個の通信範囲のいずれかとの和以下であるか否かを判定する第１の判定処理を実行するために用いられ、判定手段は、第１の判定処理において距離が相互に干渉するｐ個の通信範囲のいずれかとｑ個の通信範囲のいずれかとの和以下であると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。

（構成１９）
構成１８において、ｐ個の通信範囲およびｑ個の通信範囲の各々は、円形形状を有する通信範囲の半径からなる。

（構成２０）
構成１８または構成１９において、距離、ｐ個の通信範囲およびｑ個の通信範囲は、更に、調停手段が１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の無線通信の通信条件を調停するのに用いられる。

（構成２１）
構成１８から構成２０のいずれかにおいて、データ構造は、更に、ｐ個の１次利用者から送信された電波のｐ個の周波数帯域と、ｑ個の２次利用者から送信された電波のｑ個の周波数帯域とを含み、ｐ個の周波数帯域およびｑ個の周波数帯域は、判定手段が、ｐ個の周波数帯域のいずれかとｑ個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なるか否かを判定する第２の判定処理を更に実行するのに用いられ、判定手段は、第１の判定処理において距離が相互に干渉するｐ個の通信範囲のいずれかとｑ個の通信範囲のいずれかとの和以下であると判定し、かつ、第２の判定処理においてｐ個の周波数帯域のいずれかとｑ個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。

１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避して２次利用者が無線通信を行うことができる。

この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。図１に示す通信調停装置の概略図である。受信電力と波源からの距離との関係を示す図である。１次利用者の電力状況の推定結果を示す表の概念図である。２次利用者の決定情報を示す表の概略図である。１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する方法を説明するための図である。１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する別の方法を説明するための図である。１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する更に別の方法を説明するための図である。１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を示す表の概念図である。２次利用者の通信条件を調停する方法を説明するための図である。２次利用者の通信条件を調停する方法を説明するための図である。２次利用者の通信方法の変更を示す模式図である。図１に示す通信調停装置の動作を説明するためのフローチャートである。図１３に示すステップＳ１の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図１３に示すステップＳ２の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。１次利用者および２次利用者の他の通信範囲の別の形状を示す図である。１次利用者および２次利用者の通信範囲が任意の形状を有する場合における１次利用者および２次利用者の通信範囲を示す指標を説明するための図である。この発明の実施の形態によるデータ構造を示す概略図である。

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。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による無線通信システム１０は、通信調停装置１と、複数の端末装置２，６と、基地局３，４と、複数のセンサ５と、複数のロボット７と、有線ケーブル８とを備える。

複数の端末装置２，６、基地局３，４、複数のセンサ５および複数のロボット７は、無線通信空間に配置される。図１において、波源Ｓは、既に周波数帯域が割り当てられている１次利用者であり、例えば、レーダおよび放送局等からなる。複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７は、２次利用者である。端末装置２は、例えば、スマートフォン等の携帯端末である。端末装置６は、例えば、テレメトリングを行う端末装置であり、より具体的には、遠隔地にある計測器などのデータを通信回線を使って収集する。センサ５は、例えば、固定センサである。

通信調停装置１は、有線ケーブル８を介して基地局３に接続される。通信調停装置１は、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々における位置情報および電波の受信電力等を含む端末情報を有線ケーブル８を介して基地局３から受信する。

そして、通信調停装置１は、複数の端末情報に基づいて、後述する方法によって、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する。通信調停装置１は、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、後述する方法によって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の無線通信の通信条件を調停する。

複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々は、定期的に、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を用いて自己の位置を示す位置情報［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］（ｉは、正の整数）を検出し、波源Ｓからの電波を受信したときの周波数帯域ｂｗ＿Ｓ、下限周波数ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗおよび受信電力ＲＳＳＩ_ｉを検出するとともに周波数帯域ｂｗ＿Ｓ、下限周波数ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗおよび受信電力ＲＳＳＩ_ｉを検出したときの時刻ｔ_ｉを検出する。また、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々は、無線通信を行ったとき、位置情報［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］、送信開始時刻ｔ＿ｓｔａｒｔ、送信時間ｔ＿ＲＦ、送信電力ＰＯＷ＿ｔ、周波数帯域ｂｗ＿Ｃおよび下限周波数ｆ＿Ｃ＿ｌｏｗを検出する。

位置情報［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］のｘ_ｉは、経度を表し、ｙ_ｉは、緯度を表す。時刻ｔ_ｉおよび送信開始時刻ｔ＿ｓｔａｒｔは、ＹＹＹＹ／ＭＭ／ＤＤ／ｈ／ｍ／ｓによって表され、送信時間ｔ＿ＲＦは、ｈ／ｍ／ｓによって表される。

複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々は、自己の識別情報ＩＤ_ｉ、位置情報［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］、周波数帯域ｂｗ＿Ｓ_ｉ、下限周波数ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗ_ｉ、受信電力ＲＳＳＩ_ｉ、および時刻ｔ_ｉを含む端末情報ＩＮＦＯ＿ｉ＝［ＩＤ_ｉ／［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］／ｂｗ＿Ｓ_ｉ／ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗ_ｉ／ＲＳＳＩ_ｉ／ｔ_ｉ］を生成し、その生成した端末情報ＩＮＦＯ＿ｉ＝［ＩＤ_ｉ／［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］／ｂｗ＿Ｓ_ｉ／ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗ_ｉ／ＲＳＳＩ_ｉ／ｔ_ｉ］を基地局３（または基地局４）へ送信する。

また、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々は、無線通信を行ったとき、自己の識別情報ＩＤ_ｉ、自己の送信アンテナの利得ｇ_ｉ、位置情報［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］、送信開始時刻ｔ＿ｓｔａｒｔ_ｉ、送信時間ｔ＿ＲＦ_ｉ、送信電力ＰＯＷ＿ｔ_ｉ，周波数帯域ｂｗ＿Ｃ_ｉおよび下限周波数ｆ＿Ｃ＿ｌｏｗ_ｉを含む通信情報ＣＯＭ＿ｉ＝［ＩＤ_ｉ／ｇ_ｉ／［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］／ｔ＿ｓｔａｒｔ_ｉ／ｔ＿ＲＦ_ｉ／ＰＯＷ＿ｔ_ｉ／ｂｗ＿Ｃ_ｉ／ｆ＿Ｃ＿ｌｏｗ_ｉ］を生成し、その生成した通信情報ＣＯＭ＿ｉ＝［ＩＤ_ｉ／ｇ_ｉ／［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］／ｔ＿ｓｔａｒｔ_ｉ／ｔ＿ＲＦ_ｉ／ＰＯＷ＿ｔ_ｉ／ｂｗ＿Ｃ_ｉ／ｆ＿Ｃ＿ｌｏｗ_ｉ］を基地局３（または基地局４）へ送信する。

複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々は、基地局３（または基地局４）を介して通信調停装置１から調停された通信条件を受信する。そして、例えば、複数の端末装置２および複数のロボット７は、その受信した通信条件に基づいて、領域ＲＥＧ１において共用周波数ｆ１で無線通信を行い、複数の端末装置２およびセンサ５は、その受信した通信条件に基づいて、領域ＲＥＧ２において共用周波数ｆ２で無線通信を行う。共用周波数ｆ１は、共用周波数ｆ２と同じであっても異なっていてもよい。

基地局３は、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々から端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを受信し、その受信した端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを有線ケーブル８を介して通信調停装置１へ送信する。また、基地局３は、基地局４から端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを受信し、その受信した端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを有線ケーブル８を介して通信調停装置１へ送信する。

基地局４は、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々から端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを受信し、その受信した端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを有線ケーブル（図示せず）を介して基地局３へ送信する。

図２は、図１に示す通信調停装置１の概略図である。図２を参照して、通信調停装置１は、受信手段１１と、記憶手段１２と、作成手段１３と、判定手段１４と、調停手段１５と、送信手段１６とを含む。

受信手段１１は、有線ケーブル８を介して基地局３から端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを受信し、その受信した端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを記憶手段１２に格納する。

記憶手段１２は、受信手段１１から受けた端末情報ＩＮＦＯ＿ｉおよび通信情報ＣＯＭ＿ｉを記憶する。

作成手段１３は、記憶手段１２に記憶された端末情報ＩＮＦＯ＿ｉに基づいて、後述する方法によって、１次利用者の電力分布を推定し、その推定した電力分布推定結果を記憶手段１２に格納する。

また、作成手段１３は、記憶手段１２に記憶された通信情報ＣＯＭ＿ｉに基づいて、後述する方法によって、２次利用者の無線通信に関する決定情報を作成し、その作成した決定情報を記憶手段１２に格納する。

判定手段１４は、記憶手段１２に記憶された１次利用者の電力分布推定結果および２次利用者の決定情報に基づいて、後述する方法によって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定し、その判定結果を調停手段１５へ出力する。

調停手段１５は、干渉の有無の判定結果を判定手段１４から受ける。そして、調停手段１５は、判定結果と、記憶手段１２に記憶された１次利用者の電力分布推定結果および２次利用者の決定情報とに基づいて、後述する方法によって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の通信条件を調停する。そうすると、調停手段１５は、その調停結果を送信手段１６へ出力する。

送信手段１６は、調停結果を調停手段１５から受け、その受けた調停結果を有線ケーブル８および基地局３（および基地局４）を介して複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７へ送信する。

１次利用者の電力分布を推定する方法について説明する。作成手段１３は、複数の端末情報ＩＮＦＯ＿ｉを記憶手段１２から読み出し、その読み出した複数の端末情報ＩＮＦＯ＿ｉに含まれる複数の位置情報［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］および複数の受信電力ＲＳＳＩ_ｉに基づいて波源位置を推定する。

波源位置の推定方法について説明する。

作成手段１３は、次式によって、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の重心［ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ］を算出する。

式（１）において、ｗ_ｉは、ｉ番目の端末装置（複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）のウェイトを表し、ｉ番目の端末装置における受信電力ＲＳＳＩ_ｉからなる。

そして、作成手段１３は、式（１）によって演算した重心（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を波源位置として推定する。即ち、作成手段１３は、受信電力ＲＳＳＩ_ｉによって重み付けされた複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の重心［ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ］を波源位置として推定する。

図３は、受信電力と波源からの距離との関係を示す図である。図３において、縦軸は、受信電力を表し、横軸は、波源Ｓからの距離を表す。

図３を参照して、受信電力ＲＳＳＩ_ｉは、波源Ｓからの距離に反比例して減衰する。その結果、受信電力ＲＳＳＩ_ｉは、波源Ｓに近づくほど大きくなるので、波源Ｓの近傍の方が受信電力ＲＳＳＩ_ｉによる重み付けの効果が大きい。従って、重心［ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ］を波源位置とする推定法によって推定された推定値は、波源近傍に近づく。

作成手段１３は、波源位置［ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ］を推定すると、その推定した波源位置［ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ］を用いて１次利用者の通信範囲を推定する。

より具体的には、作成手段１３は、１次利用者から送信された電波の受信電力がある値（設定値）以下となる最大半径を１次利用者の通信範囲として推定する。設定値は、許容干渉電力および干渉マージン等を考慮して設定される。作成手段１３は、記憶手段１２に記憶された複数の端末情報ＩＮＦＯ＿ｉに含まれる複数の受信電力ＲＳＳＩ_ｉのうち、設定値以下となる受信電力ＲＳＳＩ_ｉ＿ｌｏｗを検出し、その検出した受信電力ＲＳＳＩ_ｉ＿ｌｏｗを有する端末装置（複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７のうちの少なくとも１つ）の位置と、波源位置［ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ］との距離を演算し、その演算した距離の最大値を１次利用者の通信範囲として推定する。

また、作成手段１３は、１次利用者の送信電力が既知である場合、電波の伝搬モデルを用いて１次利用者の通信範囲を推定する。例えば、作成手段１３は、電波の伝搬モデルとして自由空間伝搬モデルを用いる場合、次式に基づいて距離ｄ_{ｐｒｉｍａｒｙ}を演算し、その演算した距離ｄ_{ｐｒｉｍａｒｙ}を１次利用者の通信範囲として推定する。

式（２）において、Ｐ_Ｔは、１次利用者の送信電力であり、Ｐ_Ｒは、端末装置（複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）の受信電力ＲＳＳＩ_ｉであり、λは、電波の波長である。なお、式（２）は、等方性アンテナを用いたときの関係式である。

作成手段１３は、複数の端末情報ＩＮＦＯ＿ｉに含まれる複数の受信電力ＲＳＳＩ_ｉと１次利用者の送信電力とをそれぞれ式（２）のＰ_Ｒ，Ｐ_Ｔに代入し、複数の距離ｄ_{ｐｒｉｍａｒｙ}を演算し、その演算した複数の距離ｄ_{ｐｒｉｍａｒｙ}のうちの最大の距離を１次利用者の通信範囲として推定する。

図４は、１次利用者の電力状況の推定結果を示す表の概念図である。図４を参照して、表ＴＢＬ－１は、１次利用者ＩＤと、時刻と、下限周波数と、帯域幅と、経度と、緯度と、半径とを含む。１次利用者ＩＤ、時刻、下限周波数、帯域幅、経度、緯度および半径は、相互に対応付けられる。

作成手段１３は、１次利用者の通信範囲の推定に用いた端末装置（複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）の端末情報ＩＮＦＯ＿ｉ＝［ＩＤ／［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］／ｂｗ＿Ｓ／ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗ／ＲＳＳＩ_ｉ／ｔ_ｉ］を記憶手段１２から読み出し、その読み出した端末情報ＩＮＦＯ＿ｉ＝［ＩＤ／［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］／ｂｗ＿Ｓ／ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗ／ＲＳＳＩ_ｉ／ｔ_ｉ］から時刻ｔ_ｉ、下限周波数ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗおよび帯域幅ｂｗ＿Ｓを検出し、その検出した時刻ｔ_ｉ、下限周波数ｆ＿Ｓ＿ｌｏｗおよび帯域幅ｂｗ＿Ｓをそれぞれ表ＴＢＬ－１の時刻、下限周波数および帯域幅に格納する。

また、作成手段１３は、１次利用者ＩＤを表ＴＢＬ－１の１次利用者ＩＤに格納し、推定した波源位置［ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ］を表ＴＢＬ－１の経度および緯度に格納し、推定した１次利用者の通信範囲（複数の距離ｄ_{ｐｒｉｍａｒｙ}のうちの最大の距離）を表ＴＢＬ－１の半径に格納する。

作成手段１３は、全ての１次利用者について上記の処理を行い、表ＴＢＬ－１を作成し、その作成した表ＴＢＬ－１を記憶手段１２に格納する。

図５は、２次利用者の決定情報を示す表の概略図である。図５を参照して、表ＴＢＬ－２は、２次利用者ＩＤと、送信開始時刻と、送信時間と、下限周波数と、帯域幅と、送信電力と、経度と、緯度と、送信アンテナ利得と、半径とを含む。２次利用者ＩＤ、送信開始時刻、送信時間、下限周波数、帯域幅、送信電力、経度、緯度、送信アンテナ利得および半径は、相互に対応付けられる。

作成手段１３は、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々の通信情報ＣＯＭ＿ｉを記憶手段１２から読み出し、その読み出した通信情報ＣＯＭ＿ｉから２次利用者ＩＤ_ｉ、送信開始時刻ｔ＿ｓｔａｒｔ_ｉ、送信時間ｔ＿ＲＦ_ｉ、下限周波数ｆ＿Ｃ＿ｌｏｗ_ｉ、帯域幅ｂｗ＿Ｃ_ｉ、送信電力ＰＯＷ＿ｔ_ｉ、位置情報［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］（＝経度、緯度）、および送信アンテナ利得ｇ_ｉを検出する。

そして、作成手段１３は、次式に基づいて、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の各々から送信された電波の受信電力Ｒ_ｉが設定値になる距離を演算する。

式（３）において、Ｐ_ｔは、端末装置（複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）の送信電力を表し、ｇ_ｉは、アンテナ利得を表し、ｒは、端末装置（複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）からの距離を表し、λは、電波の波長を表す。

作成手段１３は、受信電力の設定値、送信電力ＰＯＷ＿ｔ_ｉおよび送信アンテナ利得ｇ_ｉをそれぞれ式（３）のＲ_ｉ、Ｐ_ｔおよびｇ_ｉに代入して受信電力Ｒ_ｉが設定値になる距離ｒを演算する。そして、作成手段１３は、その演算した距離ｒを２次利用者の通信範囲を表す半径とする。

そうすると、作成手段１３は、２次利用者ＩＤ_ｉ、送信開始時刻ｔ＿ｓｔａｒｔ_ｉ、送信時間ｔ＿ＲＦ_ｉ、下限周波数ｆ＿Ｃ＿ｌｏｗ_ｉ、帯域幅ｂｗ＿Ｃ_ｉ、送信電力ＰＯＷ＿ｔ_ｉ、位置情報［ｘ_ｉ，ｙ_ｉ］、送信アンテナ利得ｇ_ｉおよび半径（＝距離ｒ）をそれぞれ表ＴＢＬ－２の２次利用者ＩＤ、送信開始時刻、送信時間、下限周波数、帯域幅、送信電力、経度、緯度、送信アンテナ利得および半径に格納する。

作成手段１３は、複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７の全てについて上記の処理を行い、表ＴＢＬ－２を作成し、その作成した表ＴＢＬ－２を記憶手段１２に格納する。

なお、式（３）の右辺の第３項は、電波の自由空間伝搬モデルに従ったときの電波の伝搬損失を示す項である。この発明の実施の形態においては、作成手段１３は、自由空間伝搬モデル以外の伝搬モデルに従った伝搬損失を用いて距離ｒを求めてもよい。従って、自由空間伝搬モデル以外の伝搬モデルに従った伝搬損失が用いられる場合、式（３）の右辺の第３項は、実際に使用する伝搬モデルに従った伝搬損失に変えられる。

干渉の有無を判定する方法について説明する。図６は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する方法を説明するための図である。

判定手段１４は、記憶手段１２に記録された表ＴＢＬ－１の経度および緯度を１次利用者の通信範囲の中心Ｃｅｎｔｅｒ１として検出し、表ＴＢＬ－１の半径を１次利用者の通信範囲を表す半径ｒ_１として検出する。また、判定手段１４は、記憶手段１２に記録された表ＴＢＬ－２の経度および緯度を２次利用者の通信範囲の中心Ｃｅｎｔｅｒ２として検出し、表ＴＢＬ－２の半径を２次利用者の通信範囲を表す半径ｒ_２として検出する。そして、判定手段１４は、中心Ｃｅｎｔｅｒ１と中心Ｃｅｎｔｅｒ２との距離Ｄを演算する。

そうすると、判定手段１４は、次式が成立するか否かを判定することによって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する。

より具体的には、判定手段１４は、式（４）が成立すると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定し、式（４）が成立しないと判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する。

式（４）が成立するとき、１次利用者の通信範囲は、２次利用者の通信範囲と接するか交差する（図６の（ａ）参照）。１次利用者の通信範囲が２次利用者の通信範囲と接した場合、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲との接点に位置する端末装置（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）は、１次利用者から送信された電波と、２次利用者から送信された電波との両方を受信可能である。

また、１次利用者の通信範囲が２次利用者の通信範囲と交差した場合、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲との両方に存在する端末装置（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）は、１次利用者から送信された電波と、２次利用者から送信された電波との両方を受信可能である。

このように、１次利用者の通信範囲が２次利用者の通信範囲と接するか交差する場合、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉する。

従って、式（４）が成立するとき、即ち、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（＝ｒ_１＋ｒ_２）以下であるとき、判定手段１４は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。

一方、式（４）が成立しないとき、１次利用者の通信範囲は、２次利用者の通信範囲と接することがなく、交差することもない（図６の（ｂ）参照）。その結果、１次利用者の通信範囲内に存在する端末装置（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）は、２次利用者から送信された電波を受信せず、２次利用者の通信範囲内に存在する端末装置（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）は、１次利用者から送信された電波を受信しない。

このように、１次利用者の通信範囲が２次利用者の通信範囲と接することがなく、交差することもない場合、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とは干渉しない。

従って、式（４）が成立しない場合、即ち、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（＝ｒ_１＋ｒ_２）よりも大きいとき、判定手段１４は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する。

判定手段１４は、全ての１次利用者および全ての２次利用者（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７の全て）について、上述した方法によって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する。

上述した干渉の有無の判定方法は、１次利用者と２次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提とした場合の判定方法である。

１次利用者と２次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提としない場合、判定手段１４は、上記の判定方法に加え、次の判定方法を実行し、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する。

図７は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する別の方法を説明するための図である。

図７を参照して、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１が２次利用者の周波数帯域ｂｗ２内の一部の周波数帯域である場合、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１と２次利用者の周波数帯域ｂｗ２とは、一部において重なる（図７の（ａ）参照）。

また、２次利用者の周波数帯域ｂｗ２が１次利用者の周波数帯域ｂｗ１内の一部の周波数帯域である場合も、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１と２次利用者の周波数帯域ｂｗ２とは、一部において重なる（図７の（ｂ）参照）。

更に、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１が２次利用者の周波数帯域ｂｗ２と異なる周波数帯域である場合、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１と２次利用者の周波数帯域ｂｗ２とは、重ならない（図７の（ｃ）参照）。

従って、判定手段１４は、図６において説明した干渉の有無の判定方法において、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（＝ｒ_１＋ｒ_２）以下であると判定したとき、更に、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１および２次利用者の周波数帯域ｂｗ２が少なくとも一部で重なるか否かを判定する。そして、判定手段１４は、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１および２次利用者の周波数帯域ｂｗ２が少なくとも一部で重なると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。

一方、判定手段１４は、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１および２次利用者の周波数帯域ｂｗ２が少なくとも一部で重ならないと判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する。１次利用者の周波数帯域ｂｗ１および２次利用者の周波数帯域ｂｗ２が相互に異なるので、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（＝ｒ_１＋ｒ_２）以下であっても、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉は、生じないからである。

図８は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する更に別の方法を説明するための図である。

図８を参照して、図７において説明した干渉の有無の判定方法において、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１および２次利用者の周波数帯域ｂｗ２が少なくとも一部で重なると判定されたとき、判定手段１４は、更に、その重なった周波数帯域ｂｗ＿ｏｖｅｒｌａｐ内において、１次利用者が使用しているサブ周波数帯域ｂｗ＿ｓｕｂ＿１，ｂｗ＿ｓｕｂ＿２が、２次利用者が使用しているサブ周波数帯域ｂｗ＿ｓｕｂ＿３と重なるか否かを判定する。

そして、判定手段１４は、１次利用者が使用しているサブ周波数帯域ｂｗ＿ｓｕｂ＿１，ｂｗ＿ｓｕｂ＿２が、２次利用者が使用しているサブ周波数帯域ｂｗ＿ｓｕｂ＿３と重なると判定したとき（図８の（ａ）参照）、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。一方、判定手段１４は、１次利用者が使用しているサブ周波数帯域ｂｗ＿ｓｕｂ＿１，ｂｗ＿ｓｕｂ＿２が、２次利用者が使用しているサブ周波数帯域ｂｗ＿ｓｕｂ＿３と重ならないと判定したとき（図８の（ｂ）参照）、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する。

複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）の通信方式によって無線通信を行うこともあり、そのような場合、図８に示す判定方法によって１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無を判定する意義がある。

図６から図８において説明した干渉の有無の判定方法をそれぞれ判定方法１～判定方法３とした場合、判定手段１４は、１次利用者と２次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提とするとき、判定方法１のみを用いて１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定する。また、判定手段１４は、１次利用者と２次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提としないとき、判定方法１，２を用いて１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定してもよく、判定方法１～３を用いて１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定してもよい。

なお、図７に示す周波数帯域ｂｗ１，ｂｗ２および図８に示すサブ周波数帯域ｂｗ＿ｓｕｂ＿１～ｂｗ＿ｓｕｂ＿３は、無線通信を行う周波数帯域を表す意味において同じである。従って、この発明の実施の形態においては、図７に示す周波数帯域ｂｗ１，ｂｗ２および図８に示すサブ周波数帯域ｂｗ＿ｓｕｂ＿１～ｂｗ＿ｓｕｂ＿３は、「第１の周波数帯域」または「第２の周波数帯域」を構成する。

図９は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を示す表の概念図である。図９を参照して、表ＴＢＬ－３は、１次利用者ＩＤと２次利用者ＩＤとを含む。そして、“１”は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉することを表し、“０”は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉しないことを表す。

従って、“０”の１次利用者ＩＤを有する１次利用者の無線通信は、“２”の２次利用者ＩＤを有する２次利用者（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）の無線通信と干渉し、“３”の２次利用者ＩＤを有する２次利用者（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）の無線通信と干渉しない。

また、“１”の１次利用者ＩＤを有する１次利用者の無線通信は、“２”の２次利用者ＩＤを有する２次利用者（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）の無線通信と干渉せず、“３”の２次利用者ＩＤを有する２次利用者（複数の端末装置２，６．複数のセンサ５および複数のロボット７のいずれか）の無線通信と干渉する。

判定手段１４は、上述した方法によって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉するか否かを判定し、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を示す表ＴＢＬ－３を作成し、その作成した表ＴＢＬ－３を調停手段１５へ出力する。

１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定された場合における干渉を回避するための調停方法について説明する。

調停手段１５は、干渉の有無の判定結果を示す表ＴＢＬ－３を判定手段１４から受ける。そして、調停手段１５は、表ＴＢＬ－３を参照して、無線通信が干渉する１次利用者と２次利用者とを検出する。

そして、調停手段１５は、無線通信が相互に干渉すると判定された１次利用者および２次利用者について、記憶手段１２に記録された表ＴＢＬ－１の経度および緯度を１次利用者の通信範囲の中心Ｃｅｎｔｅｒ１として検出し、表ＴＢＬ－１の半径を１次利用者の通信範囲を表す半径ｒ_１として検出する。また、判定手段１４は、記憶手段１２に記録された表ＴＢＬ－２の経度および緯度を２次利用者の通信範囲の中心Ｃｅｎｔｅｒ２として検出し、表ＴＢＬ－２の半径を２次利用者の通信範囲を表す半径ｒ_２として検出する。そして、判定手段１４は、中心Ｃｅｎｔｅｒ１と中心Ｃｅｎｔｅｒ２との距離Ｄを演算する。

図１０は、２次利用者の通信条件を調停する方法を説明するための図である。図１０を参照して、調停手段１５は、距離Ｄが半径ｒ_１および半径ｒ_２よりも大きいか否かを判定する。そして、調停手段１５は、距離Ｄが半径ｒ_１および半径ｒ_２よりも大きいと判定したとき（図１０の（ａ）参照）、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の通信パラメータを変更する。より具体的には、調停手段１５は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の電力を調整し、または２次利用者から送信される電波の指向性を調整する。距離Ｄが半径ｒ_１および半径ｒ_２よりも大きいとき、２次利用者の中心位置が１次利用者の通信範囲外に存在しているので、２次利用者の電力または電波の指向性を調整することにより、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とを干渉を回避できるからである。

一方、調停手段１５は、距離Ｄが半径ｒ_１または半径ｒ_２よりも小さいと判定したとき（図１０の（ｂ）参照）、２次利用者の無線通信を停止するように調停する。距離Ｄが半径ｒ_１または半径ｒ_２よりも小さいとき、２次利用者の中心位置が１次利用者の通信範囲内に存在しているので、２次利用者の電力または電波の指向性を調整しても、２次利用者の通信範囲が１次利用者の通信範囲と一部で重なり、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避できない。従って、距離Ｄが半径ｒ_１または半径ｒ_２よりも小さいとき、２次利用者の無線通信を停止するように調停することにしたものである。

図１１は、２次利用者の通信条件を調停する方法を説明するための図である。図１１を参照して、距離Ｄが半径ｒ_１および半径ｒ_２よりも大きいと判定されたとき、調停手段１５は、一定時間観察して得られる１次利用者の通信範囲の軌跡（ｒ_１（ｔ_０）→ｒ_１（ｔ））が２次利用者の通信範囲の中心を含むか否かを判定する。この場合、一定時間は、１次利用者の移動速度に依存するが、例えば、３０秒である。

調停手段１５は、１次利用者の通信範囲の軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を含むと判定したとき、２次利用者の通信範囲が狭くなるように２次利用者の電力（送信電力）を低下させる（図１１の（ａ）参照）。これにより、２次利用者の通信範囲の半径は、半径ｒ_２から半径ｒ’_２に小さくなる。その結果、距離Ｄが半径ｒ_１（ｔ）と半径ｒ’_２との和（＝ｒ_１（ｔ）＋ｒ’_２）よりも大きくなり、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉が回避される。

図１１の（ａ）に示す調停方法によって調停することにより、２次利用者は、自己の電力の調整によって、できる限り長い時間、共用周波数を利用して無線通信を行うことができる。

一方、調停手段１５は、１次利用者の通信範囲の軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を含まないと判定したとき、２次利用者から送信される電波の指向性を調整する。これによって、２次利用者から送信される電波の形状は、円形状ＣＩＲから楕円形状ＥＬＬＩＰに変更される（図１１の（ｂ）参照）。その結果、距離Ｄが半径ｒ_１（ｔ）と半径ｒ”_２との和（＝ｒ_１（ｔ）＋ｒ”_２）よりも大きくなり、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉が回避される。

従って、２次利用者の電波の指向性の調整によって、ある方向に電波を送信する２次利用者は、自己の無線通信を維持したまま１次利用者への干渉を回避できる。

なお、指向性の調整方法としては、ＤＣＭＰ（Directionally Constrained Minimization of Power）法等のアダプティブアレー技術を利用できる。このＤＣＭＰ法は、受信時に電波の到来方向の推定を行い、方向拘束付出力電力最小化法により最適ウェイトの導出を行い、ビーム形成を行う方法である。

図１２は、２次利用者の通信方法の変更を示す模式図である。図１２を参照して、上述した方法によって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定されたとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避する方法として、２次利用者の通信条件の変更（電力または指向性の調整）と、２次利用者の無線通信の停止（停波）とがある。

２次利用者の通信条件を変更した場合、２次利用者は、マルチホップによる無線通信が可能である場合、マルチホップによって基地局３と無線通信を行う。この場合、マルチホップに利用する周波数帯域は、Ｗｉ－Ｆｉ等のUnlicensed Bandまたは異なる共用周波数帯域である。マルチホップを利用することにより、既存の通信網への負荷の増大を軽減できる。

２次利用者が停波した場合、またはマルチホップを利用できない場合、２次利用者は、既存の通信網（共用周波数帯域を用いた通信網、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution））に収容網を変更する。収容網を変更することにより、２次利用者は、できるだけ周波数を共用して無線通信を行うことができる。

図１３は、図１に示す通信調停装置１の動作を説明するためのフローチャートである。図１３を参照して、通信調停装置１の動作が開始されると、通信調停装置１の判定手段１４は、上述した方法によって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無を判定する（ステップＳ１）。

そして、判定手段１４は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を調停手段１５へ出力する。

調停手段１５は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定結果を判定手段１４から受け、その受けた判定結果に基づいて、無線通信が相互に干渉すると判定された１次利用者と２次利用者について、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の通信条件を調停する（ステップＳ２）。そして、通信調停装置１は、その調停結果を基地局３を介して複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７へ送信する。これによって、通信調停装置１の動作が終了する。

図１４は、図１３に示すステップＳ１の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図１４を参照して、通信調停装置１の動作が開始されると、通信調停装置１の判定手段１４は、記憶手段１２に記憶された表ＴＢＬ－１から１次利用者の通信範囲の中心を検出し、記憶手段１２に記憶された表ＴＢＬ－２から２次利用者の通信範囲の中心を検出する。そして、判定手段１４は、その検出した１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心との距離Ｄを演算する（ステップＳ１１）。

その後、判定手段１４は、表ＴＢＬ－１から１次利用者の通信範囲を表す半径ｒ_１を検出し、表ＴＢＬ－２から２次利用者の通信範囲を表す半径ｒ_２を検出する（ステップＳ１２）。

そうすると、判定手段１４は、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（ｒ_１＋ｒ_２）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３において、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（ｒ_１＋ｒ_２）以下であると判定されたとき、判定手段１４は、記憶手段１２に記憶された表ＴＢＬ－１から１次利用者の無線通信の周波数帯域ｂｗ１を検出し、記憶手段１２に記憶された表ＴＢＬ－２から２次利用者の無線通信の周波数帯域ｂｗ２を検出する（ステップＳ１４）。

そして、判定手段１４は、周波数帯域ｂｗ１および周波数帯域ｂｗ２が少なくとも一部で重なるか否かを判定する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５において、周波数帯域ｂｗ１および周波数帯域ｂｗ２が少なくとも一部で重なると判定されたとき、判定手段１４は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定する（ステップＳ１６）。

一方、ステップＳ１３において、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（ｒ_１＋ｒ_２）以下でないと判定されたとき、またはステップＳ１５において、周波数帯域ｂｗ１および周波数帯域ｂｗ２が少なくとも一部で重ならないと判定されたとき、判定手段１４は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１６またはステップＳ１７の後、判定手段１４は、全ての２次利用者について干渉の有無を判定したか否かを判定する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１８において、全ての２次利用者について干渉の有無を判定していないと判定されたとき、判定手段１４は、記憶手段１２に記憶された表ＴＢＬ－２から別の２次利用者の通信範囲の中心と半径ｒ_２とを検出する（ステップＳ１９）。

その後、一連の動作は、ステップＳ１３へ移行し、ステップＳ１８において、全ての２次利用者について干渉の有無を判定したと判定されるまで、ステップＳ１３～ステップＳ１９が繰り返し実行される。

そして、ステップＳ１８において、全ての２次利用者について干渉の有無を判定したと判定されると、判定手段１４は、全ての１次利用者について干渉の有無を判定したか否かを判定する（ステップＳ２０）。

ステップＳ２０において、全ての１次利用者について干渉の有無を判定していないと判定されたとき、判定手段１４は、記憶手段１２に記憶された表ＴＢＬ－１から別の１次利用者の通信範囲の中心と半径ｒ_１とを検出する（ステップＳ２１）。

その後、一連の動作は、ステップＳ１３へ移行し、ステップＳ２０において、全ての１次利用者について干渉の有無を判定したと判定されるまで、ステップＳ１３～ステップＳ２１が繰り返し実行される。

そして、ステップＳ２０において、全ての１次利用者について干渉の有無を判定したと判定されると、判定手段１４は、全ての１次利用者および２次利用者について干渉の有無の判定結果（表ＴＢＬ－３）を作成し（ステップＳ２２）、その作成した判定結果（表ＴＢＬ－３）を調停手段１５へ出力する。その後、一連の動作は、図１３のステップＳ２へ移行する。

ステップＳ１３において距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（ｒ_１＋ｒ_２）以下でないと判定されたとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉しないと判定する（ステップＳ１７参照）のは、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（ｒ_１＋ｒ_２）以下でない場合、１次利用者の周波数帯域ｂｗ１と２次利用者の周波数帯域ｂｗ２とが少なくとも一部で重なっていても重なっていなくても、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉しないからである。

なお、図１４に示すフローチャートは、１次利用者と２次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提としない場合における図１３のステップＳ１の詳細な動作を示すが、１次利用者と２次利用者とが同じ周波数帯域を共用していることを前提とする場合には、図１４のステップＳ１４およびステップＳ１５は、実行されず、ステップＳ１３において、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（ｒ_１＋ｒ_２）以下であると判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ１６へ移行する。

図１５は、図１３に示すステップＳ２の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図１５を参照して、図１３のステップＳ１の後、通信調停装置１の調停手段１５は、干渉の有無の判定結果（表ＴＢＬ－３）を判定手段１４から受け、その受けた判定結果（表ＴＢＬ－３）に基づいて、互いに干渉する１次利用者と２次利用者とを検出する（ステップＳ３１）。

そして、調停手段１５は、その検出した互いに干渉する１次利用者と２次利用者について、記憶手段１２に記憶された表ＴＢＬ－１から１次利用者の通信範囲の中心を検出し、記憶手段１２に記憶された表ＴＢＬ－２から２次利用者の通信範囲の中心を検出する。その後、調停手段１５は、その検出した１次利用者の通信範囲の中心と２次利用者の通信範囲の中心との距離Ｄを演算する（ステップＳ３２）。

引き続いて、調停手段１５は、互いに干渉する１次利用者と２次利用者について、表ＴＢＬ－１から１次利用者の通信範囲を表す半径ｒ_１を検出し、表ＴＢＬ－２から２次利用者の通信範囲を表す半径ｒ_２を検出する（ステップＳ３３）。

その後、調停手段１５は、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とを推定する（ステップＳ３４）。より具体的には、調停手段１５は、半径ｒ_１を有する円を１次利用者の通信範囲と推定し、半径ｒ_２を有する円を２次利用者の通信範囲と推定する。

そして、調停手段１５は、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とが交差するか否かを判定する（ステップＳ３５）。より具体的には、調停手段１５は、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（ｒ_１＋ｒ_２）以下であるとき、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とが交差すると判定し、距離Ｄが半径ｒ_１と半径ｒ_２との和（ｒ_１＋ｒ_２）以下でないとき、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とが交差しないと判定する。

ステップＳ３５において、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とが交差しないと判定されたとき、一連の動作は、別の調停時へ移行し（ステップＳ３６）、別の調停時になると、ステップＳ３１へ移行する。

一方、ステップＳ３５において、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とが交差すると判定されたとき、調停手段１５は、距離Ｄが半径ｒ_１または半径ｒ_２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３７）。

ステップＳ３７において、距離Ｄが半径ｒ_１または半径ｒ_２よりも小さいと判定されたとき、調停手段１５は、２次利用者の無線通信を停止するように調停する（ステップＳ３８）。その後、調停手段１５は、利用可能な別の通信網が有るか否かを判定する（ステップＳ３９）。

ステップＳ３９において、利用可能な別の通信網が無いと判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ３８へ移行する。一方、ステップＳ３９において、利用可能な別の通信網が有ると判定されたとき、２次利用者を別の通信網へ接続するように調停する（ステップＳ４０）。

一方、ステップＳ３７において、距離Ｄが半径ｒ_１または半径ｒ_２よりも小さくないと判定されたとき（即ち、、距離Ｄが半径ｒ_１および半径ｒ_２よりも大きいと判定されたとき）、調停手段１５は、一定期間における１次利用者の通信範囲の軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通るか否かを更に判定する（ステップＳ４１）。

ステップＳ４１において、１次利用者の通信範囲の軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通ると判定されたとき、調停手段１５は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の電力を調整するように調停する（ステップＳ４２）。

一方、ステップＳ４１において、１次利用者の通信範囲の軌跡が２次利用者の通信範囲の中心を通らないと判定されたとき、調停手段１５は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の電波の指向性を調整するように調停する（ステップＳ４３）。

そして、ステップＳ４２またはステップＳ４３の後、調停手段１５は、２次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能か否かを判定する（ステップＳ４４）。より具体的には、調停手段１５は、調停対象の２次利用者の位置情報と、他の２次利用者の位置情報とに基づいて、他の２次利用者が調停対象の２次利用者の周囲に存在する場合、２次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能であると判定し、他の２次利用者が調停対象の２次利用者の周囲に存在しない場合、２次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能でないと判定する。また、調停手段１５は、Ｗｉ－Ｆｉ等のUnlicensed Bandまたは異なる共用周波数帯域が有る場合、２次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能であると判定し、Ｗｉ－Ｆｉ等のUnlicensed Bandまたは異なる共用周波数帯域が無い場合、２次利用者がマルチホップによる無線通信を利用可能でないと判定する。

ステップＳ４４において、マルチホップによる無線通信を利用可能であると判定されたとき、調停手段１５は、マルチホップによる無線通信を行うように調停する（ステップＳ４５）。

一方、ステップＳ４４において、マルチホップによる無線通信を利用可能でないと判定されたとき、調停手段１５は、利用可能な別の通信網が有るか否かを判定する（ステップＳ４６）。

ステップＳ４６において、利用可能な別の通信網が無いと判定されたとき、調停手段１５は、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者が電力または指向性を調整して無線通信を行うように調停する（ステップＳ４７）。

一方、ステップＳ４６において、利用可能な別の通信網が有ると判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ４０へ移行する。

そして、ステップＳ４０、ステップＳ４５およびステップＳ４７のいずれかの後、調停結果を複数の端末装置２，６、複数のセンサ５および複数のロボット７へ送信した後、一連の動作は、図１３の“終了”へ移行する。

通信調停装置１が、上述した図１３に示すフローチャート（図１４および図１５に示すフローカートを含む）に従って、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定と、その干渉の有無の判定結果に基づく調停とを実行することによって、１次利用者に干渉を与えない２次利用者の通信条件を判定でき、１次利用者に干渉を与えないように２次利用者の通信条件を調停できる。その結果、２次利用者が１次利用者に干渉を与えないように無線通信を行うことができる。また、共用周波数帯域が用いられる場合、２次利用者が１次利用者に干渉を与えないように共用周波数帯域を用いて無線通信を行うことができる。

図１６は、１次利用者および２次利用者の他の通信範囲の別の形状を示す図である。上記においては、１次利用者および２次利用者の通信範囲は、円形形状を有すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、１次利用者および２次利用者の通信範囲は、楕円形状であってもよく（図１６の（ａ）参照）、四角形および五角形等の多角形であってもよく（図１６の（ｂ），（ｃ）参照）、一般的には、任意の形状であってもよい（図１６の（ｄ）参照）。

図１７は、１次利用者および２次利用者の通信範囲が任意の形状を有する場合における１次利用者および２次利用者の通信範囲を表す指標を説明するための図である。

図１７を参照して、１次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ１および２次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ２は、任意の形状を有する。１次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ１は、中心Ｏ１を有し、２次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ２は、中心Ｏ２を有する。

そして、中心Ｏ１と中心Ｏ２とを結ぶ線分Ｌｉｎｅの長さが距離Ｄとして求められる。また、線分Ｌｉｎｅと平行であり、かつ、中心Ｏ１から中心Ｏ２へ向かう方向において中心Ｏ１から、１次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ１を規定する線までの距離ｄ_１を１次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ１を表す指標とする。

また、線分Ｌｉｎｅと平行であり、かつ、中心Ｏ２から中心Ｏ１へ向かう方向において中心Ｏ２から、２次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ２を規定する線までの距離ｄ_２を２次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ２を表す指標とする。

そして、指標ｄ_１，ｄ_２は、それぞれ、上述した半径ｒ_１，ｒ_２に代えて用いられ、図１４に示すフローチャートにおいて、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定に用いられ、図１５に示すフローチャートにおいて、２次利用者の通信条件の調停に用いられる。

また、好ましくは、中心Ｏ１から１次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ１を規定する線までの最大距離ｄ_{１＿ｍａｘ}を１次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ１を表す指標とし、中心Ｏ２かｒ２次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ２を規定する線までの最大距離ｄ_{２＿ｍａｘ}を２次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ２を表す指標する。最大距離ｄ_{１＿ｍａｘ}，ｄ_{２＿ｍａｘ}をそれぞれ１次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ１および２次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ２を表す指標として用いることによって、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無を正確に判定できる。なお、最大距離ｄ_{１＿ｍａｘ}，ｄ_{２＿ｍａｘ}は、それぞれ、上述した半径ｒ_１，ｒ_２に代えて用いられ、図１４に示すフローチャートにおいて、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定に用いられ、図１５に示すフローチャートにおいて、２次利用者の通信条件の調停に用いられる。

なお、１次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ１および２次利用者の通信範囲ＣＭ＿ＲＥＧ２は、相互に同じ形状を有していてもよく、相互に異なる形状を有していてもよい。

この発明の実施の形態においては、通信調停装置１の動作は、ソフトウェアによって実行されてもよい。この場合、通信調停装置１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）を備える。

ＲＯＭは、図１３（図１４に示すフローチャートおよび図１５に示すフローチャートを含む）に示すフローチャートからなるプログラムＰｒｏｇ＿Ａを格納する。そして、ＣＰＵは、プログラムＰｒｏｇ＿ＡをＲＯＭから読み出し、その読み出したプログラムＰｒｏｇ＿Ａを実行して１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定と、その干渉の有無の判定結果に基づく２次利用者の通信条件の調停とを実行する。ＲＡＭは、半径ｒ_１，ｒ_２（指標ｄ_１，ｄ_２）、受信電力ＲＳＳＩ_ｉおよび距離Ｄ等を一時的に記憶する。

また、プログラムＰｒｏｇ＿Ａは、ＣＤ，ＤＶＤ等の記録媒体に記録されて流通してもよい。この場合、ＣＰＵは、装着された記録媒体からプログラムＰｒｏｇ＿Ａを読み出して実行し、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無の判定と、その干渉の有無の判定結果に基づく２次利用者の通信条件の調停とを行う。従って、プログラムＰｒｏｇ＿Ａを記録したＣＤ，ＤＶＤ等の記録媒体は、コンピュータ（ＣＰＵ）が読み取り可能な記録媒体である。

図１８は、この発明の実施の形態によるデータ構造を示す概略図である。図１８を参照して、この発明の実施の形態によるデータ構造Ｄ－ＳＴＲは、１次利用者ＩＤと、１次利用者の送信電力と、２次利用者ＩＤと、２次利用者の位置情報と、２次利用者の受信電力と、２次利用者のアンテナ利得と、２次利用者の送信電力とを含む。

１次利用者ＩＤおよび１次利用者の送信電力は、相互に対応付けられる。２次利用者ＩＤ、２次利用者の位置情報、２次利用者の受信電力、２次利用者のアンテナ利得および２次利用者の送信電力は、相互に対応付けられる。

１次利用者ＩＤは、Ｐ（Ｐは正の整数）個の識別情報ＩＤ１＿１～ＩＤ１＿Ｐからなり、１次利用者の送信電力は、Ｐ個の送信電力Ｐ_Ｔ１＿１～Ｐ_Ｔ１＿Ｐからなる。

２次利用者ＩＤは、Ｑ（Ｑは正の整数）個の識別情報ＩＤ２＿１～ＩＤ２＿Ｑからなり、２次利用者の位置情報は、Ｑ個の位置情報Ｐｓ２＿１～Ｐｓ２＿Ｑからなり、２次利用者の受信電力は、Ｑ個の受信電力Ｐ_Ｒ２＿１～Ｐ_Ｒ２＿Ｑからなり、２次利用者のアンテナ利得は、Ｑ個のアンテナ利得ｇ_２＿１～ｇ_２＿Ｑからなり、２次利用者の送信電力は、Ｑ個の送信電力Ｐ_Ｔ２＿１～Ｐ_Ｔ２＿Ｑからなる。

通信調停装置１の作成手段１３は、上述した表ＴＢＬ－１，ＴＢＬ－２に基づいてデータ構造Ｄ－ＳＴＲを作成し、その作成したデータ構造Ｄ－ＳＴＲを記憶手段１２に記憶する。

判定手段１４は、データ構造Ｄ－ＳＴＲに基づいて、上述した方法によって１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉の有無を判定し、相互に干渉すると判定されたｐ（ｐは、１≦ｐ≦Ｐを満たす整数）個の１次利用者およびｑ（ｑは、１≦ｑ≦Ｑを満たす整数）個の２次利用者を検出する。

そして、１次利用者と干渉すると判定された２次利用者のｑ個の位置情報Ｐｓ２＿１～Ｐｓ２＿ｑおよびｑ個の受信電力Ｐ_Ｒ２＿１～Ｐ_Ｒ２＿ｑは、判定手段１４が受信電力Ｐ_Ｒ２＿１～Ｐ_Ｒ２＿ｑを重みとしたｑ個の位置情報Ｐｓ２＿１～Ｐｓ２＿ｑの加重平均（式（１）参照）からなる１次利用者の位置を演算するのに用いられる。ここで、１次利用者の位置を演算する判定手段１４は、「演算手段」を構成する。

また、ｑ個の位置情報Ｐｓ２＿１～Ｐｓ２＿ｑおよび１次利用者の位置は、判定手段１４が１次利用者の通信範囲の中心とｑ個の２次利用者のｑ個の通信範囲の中心との距離Ｄ１～Ｄｑを演算するのに用いられる。ここで、１次利用者の通信範囲の中心は、式（１）によって演算された１次利用者の位置からなり、ｑ個の２次利用者のｑ個の通信範囲の中心は、それぞれｑ個の位置情報Ｐｓ２＿１～Ｐｓ２＿ｑからなる。また、距離Ｄ１～Ｄｑを演算する判定手段１４は、「演算手段」を構成する。

更に、２次利用者と干渉すると判定されたｐ個の１次利用者のｐ個の送信電力Ｐ_Ｔ１＿１～Ｐ_Ｔ１＿ｐ、および１次利用者と干渉すると判定されたｑ個の２次利用者のｑ個の受信電力Ｐ_Ｒ２＿１～Ｐ_Ｒ２＿ｑは、判定手段１４がｐ個の１次利用者のｐ個の通信範囲（半径ｒ_１＿１～ｒ_１＿ｐ（＝指標ｄ_１＿１～ｄ_１＿ｐ））を演算するのに用いられる。ここで、ｐ個の通信範囲（半径ｒ_１＿１～ｒ_１＿ｐ（＝指標ｄ_１＿１～ｄ_１＿ｐ））を演算する判定手段１４は、「演算手段」を構成する。

更に、１次利用者と干渉すると判定されたｑ個の２次利用者のｑ個のアンテナ利得ｇ_２＿１～ｇ_２＿ｑおよびｑ個の送信電力Ｐ_Ｔ２＿１～Ｐ_Ｔ２＿ｑは、判定手段１４が式（３）を用いてｑ個の２次利用者のｑ個の通信範囲（指標ｄ_２－１～ｄ_２－ｑ）を演算するのに用いられる。ここで、ｑ個の通信範囲（指標ｄ_２－１～ｄ_２－ｑ）を演算する判定手段１４は、「演算手段」を構成する。

更に、距離Ｄ１～Ｄｑ、ｐ個の通信範囲（半径ｒ_１＿１～ｒ_１＿ｐ（＝指標ｄ_１＿１～ｄ_１＿ｐ））およびｑ個の通信範囲（指標ｄ_２－１～ｄ_２－ｑ）は、判定手段１４が、距離（Ｄ１～Ｄｑのいずれか）が相互に干渉するｐ個の通信範囲（半径ｒ_１＿１～ｒ_１＿ｐ（＝指標ｄ_１＿１～ｄ_１＿ｐ））のいずれかとｑ個の通信範囲（指標ｄ_２－１～ｄ_２－ｑ）のいずれかとの和以下であるか否かを判定する第１の判定処理を実行するのに用いられる。

そして、判定手段１４は、第１の判定処理において、相互に干渉するｐ個の通信範囲（半径ｒ_１＿１～ｒ_１＿ｐ（＝指標ｄ_１＿１～ｄ_１＿ｐ））のいずれかとｑ個の通信範囲（指標ｄ_２－１～ｄ_２－ｑ）のいずれかとの和以下であると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。

好ましくは、ｐ個の通信範囲およびｑ個の通信範囲の各々は、円形形状の半径（ｒ_１＿１～ｒ_１＿ｐのいずれか）からなる。

好ましくは、距離Ｄ１～Ｄｑ、ｐ個の通信範囲（半径ｒ_１＿１～ｒ_１＿ｐ（＝指標ｄ_１＿１～ｄ_１＿ｐ））およびｑ個の通信範囲（指標ｄ_２－１～ｄ_２－ｑ）は、調停手段１５が、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の通信条件を調停するのに用いられる。

好ましくは、データ構造Ｄ－ＳＴＲは、ｐ個の１次利用者から送信された電波のｐ個の周波数帯域と、ｑ個の２次利用者から送信された電波のｑ個の周波数帯域とを更に含む。そして、ｐ個の周波数帯域およびｑ個の周波数帯域は、判定手段１４が、ｐ個の周波数帯域のいずれかとｑ個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なるか否かを判定する第２の判定処理を実行するのに用いられる。

そして、判定手段１４は、第１の判定処理において距離（Ｄ１～Ｄｑのいずれか）が相互に干渉するｐ個の通信範囲（半径ｒ_１＿１～ｒ_１＿ｐ（＝指標ｄ_１＿１～ｄ_１＿ｐ））のいずれかとｑ個の通信範囲（指標ｄ_２－１～ｄ_２－ｑ）のいずれかとの和以下であると判定し、かつ、第２の判定処理においてｐ個の周波数帯域のいずれかとｑ個の周波数帯域のいずれかとの少なくとも一部が重なると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信とが干渉すると判定する。

上述した実施の形態によれば、この発明の実施の形態による通信調停装置は、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とに基づいて、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する判定手段と、判定手段が２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の無線通信の通信条件を調停する調停手段とを備えていればよい。

判定手段および調停手段を備えていれば、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避して２次利用者が無線通信を行うことができるからである。

また、この発明の実施の形態によるプログラムは、判定手段が、１次利用者の通信範囲と２次利用者の通信範囲とに基づいて、２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する第１のステップと、調停手段が、判定手段が２次利用者の無線通信が１次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避するように２次利用者の無線通信の通信条件を調停する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであればよい。

第１および第２のステップをコンピュータに実行させれば、１次利用者の無線通信と２次利用者の無線通信との干渉を回避して２次利用者が無線通信を行うことができるからである。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、通信調停装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体およびデータ構造に適用される。

１通信調停装置、２，６端末装置、３，４基地局、５センサ、７ロボット、８有線ケーブル、１０無線通信システム、１１受信手段、１２記憶手段、１３作成手段、１４判定手段、１５調停手段、１６送信手段。

Claims

基地局以外の通信調停装置であって、
１次利用者の通信範囲と、基地局以外の通信装置であって前記基地局と無線通信を行う通信装置からなる２次利用者の通信範囲とに基づいて、前記２次利用者の無線通信が前記１次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が前記２次利用者の無線通信が前記１次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、前記１次利用者の無線通信と前記２次利用者の無線通信との干渉を回避するように前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停する調停手段とを備え、
前記１次利用者の通信範囲の中心と前記２次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、前記１次利用者の通信範囲の中心から前記２次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において前記１次利用者の通信範囲の中心から前記１次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第１の距離とし、前記直線に平行であり、かつ、前記２次利用者の通信範囲の中心から前記１次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において前記２次利用者の通信範囲の中心から前記２次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第２の距離とし、前記１次利用者の通信範囲の中心と前記２次利用者の通信範囲の中心との距離を第３の距離としたとき、
前記判定手段は、前記第３の距離が、前記第１の距離と前記第２の距離との和以下であるか否かを判定する第１の判定処理を行い、
前記調停手段は、前記判定手段による前記第１の判定処理における判定結果に応じて、前記２次利用者の無線通信の停止、前記２次利用者の無線通信における送信電力の調整および前記２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、前記判定手段が、前記第１の判定処理において、前記第３の距離が、前記第１の距離と前記第２の距離との和以下であると判定したとき、前記２次利用者の無線通信の停止によって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、前記判定手段が、前記第１の判定処理において、前記第３の距離が、前記第１の距離と前記第２の距離との和以下でないと判定し、前記１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が前記２次利用者の通信範囲の中心を通過するか否かを更に判定したとき、その判定結果に応じて、前記２次利用者の無線通信における送信電力の調整および前記２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停する、通信調停装置。
前記判定手段は、前記１次利用者の無線通信に用いられる第１の周波数帯域と前記２次利用者の無線通信に用いられる第２の周波数帯域とが少なくとも一部で重なるか否かを判定する第２の判定処理を更に行い、前記第１の判定処理において、前記第３の距離が、前記第１の距離と前記第２の距離との和以下であると判定し、かつ、前記第２の判定処理において、前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域とが少なくとも一部で重なると判定したとき、前記２次利用者の無線通信が前記１次利用者の無線通信と干渉すると判定する、請求項１に記載の通信調停装置。
前記第１の距離は、前記１次利用者の通信範囲を規定する円の半径であり、前記第２の距離は、前記２次利用者の通信範囲を規定する円の半径である、請求項１または請求項２に記載の通信調停装置。
前記調停手段は、前記判定手段が前記第１の判定処理において前記１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が前記２次利用者の通信範囲の中心を通過すると判定したとき、前記２次利用者の無線通信における送信電力の調整によって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、前記判定手段が前記第１の判定処理において前記１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が前記２次利用者の通信範囲の中心を通過しないと判定したとき、前記２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整によって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信調停装置。
前記調停手段は、前記２次利用者の無線通信における送信電力の調整および前記２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、マルチホップによる無線通信への変更によって前記２次利用者が前記１次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停し、前記２次利用者の無線通信の停止によって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、無線通信網の変更によって前記２次利用者が前記１次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の通信調停装置。
基地局以外の通信調停装置においてコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
判定手段が、１次利用者の通信範囲と、基地局以外の通信装置であって前記基地局と無線通信を行う通信装置からなる２次利用者の通信範囲とに基づいて、前記２次利用者の無線通信が前記１次利用者の無線通信と干渉するか否かを判定する第１のステップと、
調停手段が、前記判定手段が前記２次利用者の無線通信が前記１次利用者の無線通信と干渉すると判定したとき、前記１次利用者の無線通信と前記２次利用者の無線通信との干渉を回避するように前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停する第２のステップとをコンピュータに実行させ、
前記１次利用者の通信範囲の中心と前記２次利用者の通信範囲の中心とを結んだ直線に平行であり、かつ、前記１次利用者の通信範囲の中心から前記２次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において前記１次利用者の通信範囲の中心から前記１次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第１の距離とし、前記直線に平行であり、かつ、前記２次利用者の通信範囲の中心から前記１次利用者の通信範囲の中心へ向かう方向において前記２次利用者の通信範囲の中心から前記２次利用者の通信範囲を規定する線までの距離を第２の距離とし、前記１次利用者の通信範囲の中心と前記２次利用者の通信範囲の中心との距離を第３の距離としたとき、
前記判定手段は、前記第１のステップにおいて、前記第３の距離が、前記第１の距離と前記第２の距離との和以下であるか否かを判定する第１の判定処理を行い、
前記調停手段は、前記第２のステップにおいて、前記第１のステップにおける前記判定手段による前記第１の判定処理の判定結果に応じて、前記２次利用者の無線通信の停止、前記２次利用者の無線通信における送信電力の調整および前記２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、前記判定手段が、前記第１のステップの前記第１の判定処理において、前記第３の距離が、前記第１の距離と前記第２の距離との和以下であると判定したとき、前記２次利用者の無線通信の停止によって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、前記判定手段が、前記第１のステップの前記第１の判定処理において、前記第３の距離が、前記第１の距離と前記第２の距離との和以下でないと判定し、前記１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が前記２次利用者の通信範囲の中心を通過するか否かを更に判定したとき、その判定結果に応じて、前記２次利用者の無線通信における送信電力の調整および前記２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停する、コンピュータに実行させるためのプログラム。
前記判定手段は、前記第１のステップにおいて、前記１次利用者の無線通信に用いられる第１の周波数帯域と前記２次利用者の無線通信に用いられる第２の周波数帯域とが少なくとも一部で重なるか否かを判定する第２の判定処理を更に行い、前記第１の判定処理において、前記第３の距離が、前記第１の距離と前記第２の距離との和以下であると判定し、かつ、前記第２の判定処理において、前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域とが少なくとも一部で重なると判定したとき、前記２次利用者の無線通信が前記１次利用者の無線通信と干渉すると判定する、請求項６に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
前記第１の距離は、前記１次利用者の通信範囲を規定する円の半径であり、前記第２の距離は、前記２次利用者の通信範囲を規定する円の半径である、請求項６または請求項７に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
前記調停手段は、前記第２のステップにおいて、前記判定手段が前記第１のステップの前記第１の判定処理において前記１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が前記２次利用者の通信範囲の中心を通過すると判定したとき、前記２次利用者の無線通信における送信電力の調整によって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停し、前記判定手段が前記第１のステップの前記第１の判定処理において前記１次利用者の通信範囲の時間による軌跡が前記２次利用者の通信範囲の中心を通過しないと判定したとき、前記２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整によって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停する、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
前記調停手段は、前記第２のステップにおいて、前記２次利用者の無線通信における送信電力の調整および前記２次利用者の無線通信における電波の指向性の調整のいずれかによって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、マルチホップによる無線通信への変更によって前記２次利用者が前記１次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停し、前記２次利用者の無線通信の停止によって前記２次利用者の無線通信の通信条件を調停したとき、更に、無線通信網の変更によって前記２次利用者が前記１次利用者と周波数帯域を共用した無線通信を行えるように調停する、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。