JPWO2006085471A1 - 周波数共用方法、受信局および送信局 - Google Patents
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Abstract
Description
1.単一ユーザへの周波数割り当て
2.割り当てを行わず、自由に利用可能な周波数帯域として解放
3.利用に優先順位を設定した複数ユーザへの周波数割り当て
1−A 1stATX
1−B 1stBTX
2,2a−1,2a−2,2a,2e−1,2e−2,2f,2k−1,2k−2 1stRX
2−A 1stARX
2−B 1stBRX
3,3d,5 2ndTX
4,6 2ndRX
11 送信制御回路
12 変調回路
15−1,15−2 1stビーコン局
21 復調回路
22 電力検出回路
23,23a,23e,23f ビーコン制御回路
24 ビーコン生成回路
25a 送信電力制御回路
26e 初期位相付与回路
27f 指向性アンテナ
28f 複数のアンテナ
29f 受信アンテナ制御回路
30f 送信アンテナ制御回路
31,31b,31c 復調回路
32,32c 電力検出回路
32g fk電力検出回路
33,33b,33c,33h,33i,33j 送信制御回路
34 変調回路
35c,35h 帯域分割回路
36d 電力平均回路
37g fx電力推定回路
38h 帯域合成回路
39i 電力加算回路
40j 帯域推定回路
41 復調回路
図1−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態1の構成例を示す図である。図1−1において、1stシステムは既存システムを表し、2ndシステムは新規に同一周波数を使用してシステムを構築する新システムを表している。また、1stTX1,1stRX2は、それぞれ1stシステムにおける送信局,受信局を表している。また、2ndTX3,2ndRX4は、それぞれ2ndシステムにおける送信局,受信局を表している。
図2−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態2の構成例を示す図である。図2−1において、1stTX1,1stRX2a−1,1stRX2a−2は既存システム(1stシステム)を表し、2ndTX3,2ndRX4,2ndTX5,2ndRX6は新規に同一周波数を使用してシステムを構築する新システム(2ndシステム)を表している。既存システムにおいて、1stTX1から送信される送信信号は、複数の1stRX2a−1,1stRX2a−2により受信される。また、本実施の形態では、新システムにおいて、2ndTX3,2ndRX4間、および2ndTX5,2ndRX6間で、通信を行うことを想定する。
図3−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態3の特徴であるビーコン信号の構成を示す図である。図3−1において、ビーコン信号は、たとえば、変調多値数等を含む変調情報,送信電力情報,自システムの優先度情報等から構成されたビーコン情報を変調した信号である。本実施の形態においては、ビーコン信号として、上記ビーコン情報を変調した信号を用いることを特徴とする。なお、本実施の形態においては、上記ビーコン信号を前述した実施の形態1または2の構成に適用した場合について説明する。
図4−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態4の構成例を示す図である。1stATX1−A,1stARX2−A,1stBTX1−B,1stBRX2−Bは、それぞれ既存システム(1stシステム)を表し、2ndTX3c,2ndRX4は、新規にシステムを構築する新システム(2ndシステム)を表す。また、1stATX1−A,1stBTX1−Bにおいては、それぞれ周波数f1,f2で送信を行うこととする。なお、前述した実施の形態1、2または3と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、1stATX1−A,1stBTX1−Bは、前述した実施の形態1、2または3の1stTXと同様の処理を行う。また、1stARX2−A,1stBRX2−Bは、前述した実施の形態1、2または3の1stRXと同様の処理を行う。
図5−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態5の構成例を示す図である。図5−1においては、マルチパスが生じている環境で動作し、フェージングゾーンが形成されている場合を想定する。本実施の形態では、フェージングゾーンにおいて、2ndTX3dが移動する場合について説明する。なお、1stシステムを構成する各装置および2ndシステムの2ndRX4は、前述した実施の形態1、2または3と同様の処理を行う。
図6−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態6の構成例を示す図である。図6−1においては、1stシステムに複数の受信局(図示の1stRX2e−1,1stRX2e−2に相当)が存在し、さらに、1stRX2e−1と1stRX2e−2のビーコン電力がほぼ同振幅で到来する環境で、ビートゾーンが形成される場合を想定する。本実施の形態では、ビートゾーンに2ndTX3dが存在する場合について説明する。なお、1stシステムの1stTX1および2ndシステムを構成する各装置は、前述した実施の形態5と同様の処理を行う。
図7−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態7の構成例を示す図である。1stTX1,1stRX2fは既存システム(1stシステム)を表し、2ndTX(3、3c、または3d),2ndRX4は新システム(2ndシステム)を表す。また、図7−1においては、1stRX2fが指向性アンテナを備える場合を想定する。なお、システムを構成する1stRX2f以外の装置については、前述した実施の形態1〜6と同様の処理を行う。
図8−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態8の特徴であるビーコン信号の電力推定処理の一例を示す図である。図8−1において、f1,f2は2ndTXが受信するビーコン信号の周波数を示し、fxは2ndTXが送信する周波数を示している。本実施の形態においては、前述した実施の形態1〜7において用いているビーコン信号が2ndTXの送信周波数と異なる場合において、送信周波数fxにおけるビーコン信号の電力を推定する。
図9−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態9の特徴であるビーコン信号および送信信号のスペクトルの一例を示す図である。上段は、2ndTXで受信したときの1stRX出力のビーコン信号を示し、下段は、2ndTXの送信信号を示している。本実施の形態では、1stシステムの周波数帯域を分割し、各周波数帯域においてビーコン信号を受信し、2ndシステムにおいて複数の周波数帯域を用いた送信を行う。
図10−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態10の特徴であるビーコン信号および送信信号のスペクトルの一例を示す図である。上段は、2ndTXで受信したときの1stRX出力のビーコン信号を示し、下段は、2ndTXの送信信号を示している。本実施の形態では、2ndシステムの2ndTXが、1stシステムの使用周波数帯域に対して、十分狭帯域かつ電力が十分小さい信号を送信する。
図11−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態11の特徴であるビーコン信号および送信信号のスペクトルの一例を示す図である。上段は、2ndTXで受信したときの1stRX出力のビーコン信号を示し、下段は、2ndTXの送信信号を示している。本実施の形態では、2ndシステムの2ndTXが、1stシステムの使用帯域よりも十分広帯域な信号を送信する。
図12−1は、本発明にかかる周波数共用無線システムの実施の形態12の構成例を示す図である。1stRX2k−1,1stRX2k−2は、ビーコン送信機能を保有しない1stシステムの受信局であり、1stビーコン局15−1,1stビーコン15−2は、ビーコン送信機能を保有する1stシステムの受信局である。本実施の形態では、さらに、ビーコン送信機能を保有しない1stシステムの受信局と、ビーコン送信機能を保有する1stシステムの受信局と、を備えることを特徴としている。なお、前述した実施の形態1〜11と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
Claims (24)
- 特定の周波数を複数のシステムが共有する周波数共用無線システムにおいて、既に特定の周波数を使用している既存システムが存在する状態で、同一周波数を使用して新規にシステム(以下、新システムと呼ぶ)を構築する場合の周波数共用方法であって、
前記既存システムの受信局が、当該既存システムの送信局から特定の送信周波数で信号を受信した場合に、自局の受信範囲を示す信号(以下、ビーコン信号と呼ぶ)を前記送信周波数で送信するビーコン送信ステップと、
前記新システムの送信局が、他のシステムの受信局が送信するビーコン信号の検出処理を行い、当該検出結果に基づいて信号送信の可否を判断するビーコン受信ステップと、
を含むことを特徴とする周波数共用方法。 - 前記ビーコン送信ステップでは、前記既存システムの受信局が、当該既存システムの送信局から受信した信号の受信電力に応じた電力でビーコン信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。
- 前記ビーコン送信ステップでは、前記既存システムの受信局が、ビーコン信号に既存システムに関する情報(以下、ビーコン情報と呼ぶ)を含めて送信し、
前記ビーコン受信ステップでは、新システムの送信局が、ビーコン信号から得られるビーコン情報を用いてより高精度に送信制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。 - 異なる周波数を使用している既存システムが複数存在する場合、
前記ビーコン受信ステップでは、前記新システムの送信局が、複数帯域のビーコン信号の検出処理を行い、その結果に基づいて信号送信の可否を判断することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。 - 前記ビーコン受信ステップでは、前記新システムの送信局が、ビーコン信号の検出処理を複数回にわたって行った結果を平均化し、その平均化結果に基づいて信号送信の可否を判断することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。
- 前記ビーコン送信ステップでは、前記既存システムの受信局が、ビーコン信号を送信単位にランダムな位相で送信することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。
- 前記ビーコン送信ステップでは、前記既存システムの受信局が、当該既存システムの送信局方向の受信範囲を広く設定し、その他の方向の受信範囲を狭く設定する、特定の指向性パターンを作成し、さらに受信時と同一の指向性パターンを用いてビーコン信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。
- 前記既存システムの受信局が前記新システムの送信局の送信周波数と異なる複数の周波数でビーコン信号を送信する場合、
前記ビーコン受信ステップでは、前記新システムの送信局が、各ビーコン信号に基づいて自局の送信周波数におけるビーコン信号の電力を推定し、その結果に基づいて信号送信の可否を判断することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。 - 前記既存システムの受信局から送信されるビーコン信号が所定のマルチキャリア信号の場合、
前記ビーコン受信ステップでは、前記新システムの送信局が、サブキャリア単位のビーコン信号を抽出し、ビーコン信号電力が十分に小さい複数の周波数帯域を用いて信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。 - 前記既存システムの受信局から送信されるビーコン信号が所定の広帯域信号の場合、
前記ビーコン受信ステップでは、前記新システムの送信局が、広帯域にわたるビーコン信号から新システムの送信に許容される帯域とビーコン信号の全信号電力とを算出し、その結果に基づいて、前記既存システムの使用帯域に対して十分狭い帯域でかつ算出した全信号電力に比べて十分小さい、信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。 - 前記既存システムの受信局から送信されるビーコン信号が狭帯域信号の場合、
前記ビーコン受信ステップでは、前記新システムの送信局が、ビーコン信号の帯域および電力を推定し、その結果に基づいて、前記既存システムの使用帯域に対して十分広い帯域でかつビーコン信号の電力に比べて十分小さい、信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。 - 前記既存システム内にビーコン信号の送信機能を持たない受信局が存在する場合、
ビーコン送信機能を保有する前記受信局を、前記既存システム内に一定の割合で分布させることを特徴とする請求項1に記載の周波数共用方法。 - 特定の周波数を複数のシステムが共有する周波数共用無線システムにおいて、既に特定の周波数を使用している既存システムが存在する状態で、同一周波数を使用して新規にシステム(以下、新システムと呼ぶ)を構築する場合の、前記既存システムの受信局において、
前記既存システムの送信局から特定の送信周波数で信号を受信した場合に、受信した信号の電力に基づいて、自局の受信範囲を示す信号(以下、ビーコン信号と呼ぶ)の送信指示を行うためのビーコン情報を作成するビーコン制御手段と、
前記ビーコン情報に基づいてビーコン信号を生成し、当該ビーコン信号を前記送信周波数で送信するビーコン生成手段と、
を備えることを特徴とする受信局。 - 前記ビーコン制御手段は、さらに、前記既存システムの送信局から受信した信号の受信電力に応じた電力でビーコン信号を送信させるための送信電力情報を作成し、
前記ビーコン生成手段は、さらに、前記送信電力情報に基づいて前記ビーコン信号の送信電力制御を行うことを特徴とする請求項13に記載の受信局。 - 前記ビーコン信号に既存システムに関する情報(以下、ビーコン情報と呼ぶ)を含めて送信することを特徴とする請求項13に記載の受信局。
- 前記ビーコン制御手段は、さらに、ビーコン信号を送信単位にランダムな初期位相で送信させるための初期位相情報を作成し、
前記ビーコン生成手段は、さらに、前記所期位相情報に基づいて前記ビーコン信号に初期位相を与えることを特徴とする請求項13に記載の受信局。 - さらに、前記既存システムの送信局方向の受信範囲を広く設定し、その他の方向の受信範囲を狭く設定する、特定の指向性パターンを作成可能なアンテナ手段、
を備え、
さらに受信時と同一の指向性パターンを用いてビーコン信号を送信可能な構成とすることを特徴とする請求項13に記載の受信局。 - 特定の周波数を複数のシステムが共有する周波数共用無線システムにおいて、既に特定の周波数を使用している既存システムが存在する状態で、同一周波数を使用して新規にシステム(以下、新システムと呼ぶ)を構築する場合の、前記新システムの送信局において、
前記既存システムの受信局が当該既存システムの使用周波数で送信した「自局の受信範囲を示す信号(以下、ビーコン信号と呼ぶ)」を検出し、当該検出結果に基づいて信号送信の可否を判断し、その判断結果を含む送信制御情報を生成する送信制御手段と、
前記送信制御情報に基づいて所望の信号を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信局。 - 異なる周波数を使用している既存システムが複数存在する場合、
前記送信制御手段は、複数帯域のビーコン信号の検出処理を行い、その結果に基づいて信号送信の可否を判断することを特徴とする請求項18に記載の送信局。 - 前記送信制御手段は、前記検出結果を、複数回にわたる検出結果を平均化した値とし、当該平均化結果に基づいて信号送信の可否を判断することを特徴とする請求項18に記載の送信局。
- 前記既存システムの受信局が前記新システムの使用周波数と異なる複数の周波数でビーコン信号を送信する場合、
前記送信制御手段は、各ビーコン信号に基づいて自局の送信周波数におけるビーコン信号の電力を推定し、その結果に基づいて信号送信の可否を判断することを特徴とする請求項18に記載の送信局。 - 前記既存システムの受信局から送信されるビーコン信号が所定のマルチキャリア信号の場合、
前記送信制御手段は、ビーコン信号電力が十分に小さい複数の周波数帯域を用いて信号を送信させるための、前記送信制御情報を生成することを特徴とする請求項18に記載の送信局。 - 前記既存システムの受信局から送信されるビーコン信号が所定の広帯域信号の場合、
前記送信制御手段は、前記既存システムの使用帯域に対して十分狭い帯域でかつ算出した全信号電力に比べて十分小さい信号を送信させるための、前記送信制御情報を生成することを特徴とする請求項18に記載の送信局。 - 前記既存システムの受信局から送信されるビーコン信号が狭帯域信号の場合、
前記送信制御手段は、前記既存システムの使用帯域に対して十分広い帯域でかつビーコン信号の電力に比べて十分小さい信号を送信させるための、前記送信制御情報を生成することを特徴とする請求項18に記載の送信局。
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