JPWO2013160979A1 - 管理装置、基地局、共用周波数の使用制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

一実施形態において、無線通信システム（１００）で使用される基地局（１）は、処理部（１０）を有する。処理部（１０）は、無線通信システム（１００）を含む複数の無線システムで共用される共用周波数の基地局（１）による使用状態に関係する負荷情報を管理エンティティ（３）に送信するよう動作する。ここで、管理エンティティ（３）は、無線通信システム（１００）による共用周波数の使用を管理する。これにより、例えば、複数の無線システムで共用される共用周波数の基地局による使用状態を周波数管理エンティティにおいて把握できる。

Description

本発明は、無線通信システムによる共用周波数の使用制御に関する。

周囲の無線環境を認知し、その無線環境に応じて通信パラメータの最適化を行うコグニティブ無線が知られている。コグニティブ無線の例として、複数の無線システムが周波数帯域を共用するケースを挙げることができる。例えば、ある無線システム（プライマリシステムと呼ばれる）が優先的に利用可能な周波数帯域を他の無線システム（セカンダリシステムと呼ばれる）が二次利用するケースがある。Institute of Electrical and Electronic Engineers（IEEE）802.22では、プライマリシステムとしてのTV放送システムにライセンスされた周波数帯域（ＴＶチャネル）を二次利用するセカンダリシステムとしての地域無線ネットワーク（Wireless Regional Area Network：WRAN）の標準化が議論されている。

プライマリシステムにライセンスされた周波数帯域をセカンダリシステムが二次利用する際、セカンダリシステムは、プライマリシステムが提供するサービスに影響を及ぼさないようにする必要がある。したがって、セカンダリシステムは、プライマリシステムへの干渉を回避するために、プライマリシステムによって時間的若しくは空間的に使用されていない周波数帯域を使用するか、又はプライマリシステムに与える干渉が許容レベルを下回るように送信電力を調整する（例えば特許文献１を参照）。

コグニティブ無線の一例として、プライマリシステムがＴＶ放送システムであり、セカンダリシステムがセルラシステムである場合を想定した検討が盛んに行われている。なお、TV放送システムで時間的又は空間的に使用されていない周波数帯域は、TVホワイトスペース（White Space：WS）と呼ばれる（例えば非特許文献１を参照）。

未使用の周波数帯域を特定するためのコグニティブ無線技術として、Geo-location Database（GDB）、周波数センシング、及びビーコン（又はCognitive Pilot Channel (CPC)）が知られている。これらのうち２つ以上、例えばGDBと周波数センシング、又はGDBとビーコン、が組み合わせて用いられる場合もある。GDBは、地理的位置に応じた共用周波数帯域（e.g. TV band）の使用状況、又は二次利用可能な（つまり未使用の）周波数帯域（e.g. TVWS）の情報を提供する。

図１は、非特許文献１に記載されたシーケンス図であり、セルラシステムへのTVWSの割り当て手順を示している。なお、Third Generation Partnership Project（3GGP）においてLong Term Evolution（LTE） Release 10の一部として標準化されているキャリアアグリゲーション（carrier aggregation（CA））を利用する例を示している。つまり、セルラシステムは、複数のコンポーネントキャリア（component carrier（CC））の１つとしてTV bandスペクトラムを使用する。典型的には、セルラシステムにライセンスされた周波数帯域（i.e. ライセンスバンド）がプライマリキャリア（又はプライマリセル）として使用され、TV bandスペクトラムがセカンダリキャリア（又はセカンダリセル）として使用される。

図１のステップ１〜７について以下に説明する。
ステップ１：基地局は、TVWSリソースの割り当てを依頼するために、TVWS Allocation Request を Central Control Point（CCP）に送る。TVWS Allocation Requestは、基地局の位置情報を含み、TVWSのセンシング結果を含んでもよい。CCPは、GDBに接続することができ、TV bandの使用状況、又は使用可能なTVWSの情報をGDBから取得する。CCPは、周波数管理エンティティ、運用管理装置、運用管理システム、Operation Administration and Maintenance （OAM）システム、Spectrum Manager（SM）、周波数管理装置、又は周波数管理システムと呼ぶこともできる。
ステップ２：CCPは、当該基地局の位置において利用可能なTVWS周波数帯域が存在するか否かをGDBに問い合わせる。
ステップ３：CCPは、GDBから取得した情報、及び自身が把握している周辺の無線使用状況に基づいて、基地局に対するTVWS周波数の割り当てを決定する。CCPは、例えば、同一セルラシステム内の隣接セル間における干渉マネジメントを行う。
ステップ４：もし基地局の位置において利用可能なTVWS周波数が存在するなら、CCPは、TVWS Allocation Responseを基地局に送る。TVWS Allocation Responseは、基地局に割り当てられたTVWSの情報を含む。他の設定情報（e.g.複数の候補周波数情報、レギュレーションにより制限される送信電力）が同様に基地局に送信されてもよい。そうでなければ、CCPは、基地局の位置において利用可能なTVWS周波数が存在しないことを基地局に通知する。
ステップ５：基地局は、CCPからのTVWSの通知に基づいて、キャリアアグリゲーションを行うためのコンポーネントキャリアとして使用されるTV bandスペクトラムを決定する。そして、基地局は、CAを行うために自身を設定する。
ステップ６：基地局は、更新された設定情報を含むBS Configuration UpdateメッセージをCCPに送信する。CCPは、BS Configuration Update ACKメッセージを基地局に返信する。
ステップ７：基地局は、例えばライセンスバンドにおけるシステム情報を用いて、移動局（User Equipment（UE））にキャリアアグリゲーションのステイタスを通知する。接続モード（connected mode）のUEに関して、基地局は、ライセンスバンドのトラフィックをオフロードするために、追加されたTVバンドへ当該UEをリダイレクトしてもよい。

また、図示は省略するが、非特許文献１は、GDBからの要求に応じて、基地局によるTVWSの使用を停止する手順を開示している。

特開２０１１−１６６７２１号公報

ETSI TR 102 907 V1.1.1 (2011-10), "Reconfigurable Radio Systems (RRS); Use Cases for Operation in White Space Frequency Bands", 2011年10月

特許文献１は、プライマリシステムへの干渉レベルが許容レベルを下回るように、セカンダリシステムに含まれる複数の基地局の送信電力を決定することを開示している。しかしながら、特許文献１に開示された手法は、基地局数と伝搬損失に応じて、複数の基地局に送信電力を単純に分配するのみである。つまり、特許文献１の手法は、各基地局による共用周波数の使用状態を考慮していない。このため、特許文献１に開示された手法は、共用周波数を効率的に使用できないおそれがある。

例えば、既に共用周波数を割り当てられている基地局が当該共用周波数における無線リソース（e.g. 周波数リソース又は送信出力リソース）を十分に使用していないことが把握できれば、余剰なリソースを他の基地局に割り当てることができる。したがって、本発明の目的の１つは、基地局による共用周波数の使用状態を周波数管理エンティティにおいて把握できるようにするための管理装置、基地局、共用周波数の使用制御方法、及びプログラムを提供することである。

第１の態様では、管理装置は、第１及び第２の基地局を含む無線通信システムによる第１の周波数の使用を制御する制御部を有する。ここで、前記第１の周波数は、前記無線通信システムを含む複数の無線システムで共用される。また、前記制御部は、前記第１の基地局による前記第１の周波数の使用状態に関係する負荷情報を受信するよう動作するとともに、前記第１の周波数の割り当てに関する設定情報を前記第１及び第２の基地局の少なくとも一方に送信するよう動作する。

第２の態様では、無線通信システムで使用される基地局が提供される。前記基地局は、前記基地局による第１の周波数の使用状態に関係する負荷情報を管理エンティティに送信するよう動作する処理部を有する。ここで、前記第１の周波数は、前記無線通信システムを含む複数の無線システムで共用される。また、前記管理エンティティは、前記無線通信システムによる前記第１の周波数の使用を管理する。

第３の態様では、周波数の使用制御方法が提供される。前記方法は、以下の（ａ）及び（ｂ）を含む。
（ａ）無線通信システムを含む複数の無線システムで共用される第１の周波数の第１の基地局による使用状態に関係する負荷情報を受信すること、及び
（ｂ）前記第１の周波数の割り当てに関する設定情報を前記第１の基地局及び第２の基地局の少なくとも一方に送信すること。

第４の態様では、無線通信システムで使用される基地局に実装される方法が提供される。前記方法は、前記基地局による第１の周波数の使用状態に関係する負荷情報を管理エンティティに送信することを含む。ここで、前記第１の周波数は、前記無線通信システムを含む複数の無線システムで共用される。また、前記管理エンティティは、前記無線通信システムによる前記第１の周波数の使用を管理する。

第５の態様では、上述した第３の態様に係る方法をコンピュータに行わせるためのプログラムが提供される。

第６の態様では、上述した第４の態様に係る方法をコンピュータに行わせるためのプログラムが提供される。

上述した各態様によれば、基地局による共用周波数の使用状態を周波数管理エンティティにおいて把握できるようにするための管理装置、基地局、共用周波数の使用制御方法、及びプログラムを提供できる。

背景技術に係るシーケンス図である。 第１の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態における負荷情報の送信手順を示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係る無線通信システムの他の構成例を示す図である。 第２の実施形態における負荷情報の送信手順を示すシーケンス図である。 第２の実施形態に係る基地局の動作の具体例を示すフローチャートである。 第３の実施形態における負荷情報の送信手順を示すシーケンス図である。 第４の実施形態における共用周波数の使用制御手順の具体例を示すシーケンス図である。 第４の実施の形態に係る周波数管理エンティティによる共用周波数の使用制御手順の具体例を示すフローチャートである。 第５の実施形態における共用周波数の使用制御手順の具体例を示すシーケンス図である。 第５の実施の形態に係る周波数管理エンティティの動作の具体例を示すフローチャートである。 第６の実施形態における共用周波数の使用制御手順の具体例を示すシーケンス図である。 第７の実施形態における共用周波数の使用制御手順の具体例を示すシーケンス図である。

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜第１の実施形態＞
図２は、本実施形態に係るネットワークの構成例を示している。図２のネットワークは、無線通信システム１００及び周波数管理エンティティ３を含む。無線通信システム１００は、セルラシステム（e.g. LTEシステム、Universal Mobile Telecommunications System（UMTS）、CDMA2000システム（EV-DO、1xRTT、HPRD）、又はGlobal System for Mobile Communications （GSM）システム）であってもよい。また、無線通信システム１００は、非セルラシステム（e.g. WiMAXシステム、無線Local Area Network（LAN）システム）であってもよい。

無線通信システム１００は、基地局１及び移動局２を含む。基地局１は、例えば、基地局、中継局（Relay Node（RN））、又はアクセスポイントと呼ばれる。移動局２は、例えば、移動局、User Equipment（UE）、又はWireless Transmit/Receive Unit（WTRU）と呼ばれる。セル１１は、基地局１のカバレッジエリアを意味する。セル１１は、セクタ・セルであってもよい。

図２の例は、２つの基地局１Ａ及び１Ｂを含む。基地局１Ａは、セル１１Ａを運用し、セル１１Ａに帰属する移動局２Ａと通信する。同様に、基地局１Ｂは、セル１１Ｂを運用し、セル１１Ｂに帰属する移動局２Ｂと通信する。なお、図２では、２つの基地局１を示しているが、無線通信システム１００は、少なくとも１つの基地局１を含めばよい。つまり、無線通信システム１００は、１つの基地局１のみを含んでもよいし、３つ以上の基地局１を含んでもよい。

周波数管理エンティティ３は、無線通信システム１００に含まれる少なくとも１つの基地局１による共用周波数の使用を管理する。共用周波数は、無線通信システム１００を含む複数の無線システムで共用されるとともに、無線通信システム１００にライセンスされた周波数に追加して基地局１において使用される。なお、周波数管理エンティティ３は、無線通信システム１００を含む複数の無線通信システムを管理してもよい。１つの例では、複数の無線通信システムは、１つのオペレータによって管理されるシステムであってもよい。また、他の例では、複数の無線通信システムは、異なるオペレータによって運用されるシステムを含んでもよい。周波数管理エンティティ３は、運用管理装置、運用管理システム、Operation Administration and Maintenance （OAM）システム、Spectrum Manager（SM）、周波数管理装置、又は周波数管理システムと呼ぶこともできる。周波数管理エンティティ３は、背景技術で述べたCentral Control Point（CCP）であってもよい。

共用周波数は、例えばTVWSのように、プライマリシステムにライセンスされた周波数帯域であってもよい。この場合、セカンダリシステムとしての無線通信システム１００は、例えば、共用周波数がプライマリシステムによって時間的又は空間的に使用されていない場合に共用周波数を二次利用することができる。言い換えると、無線通信システム１００は、無線通信システム１００にライセンスされた周波数を利用できるだけでなく、無線通信システム１００にライセンスされていない共用周波数（e.g. TVWS）を二次利用することができる。なお、プライマリシステムは存在しなくてもよい。この場合、共用周波数は、複数の無線通信システム、例えば、異なるオペレータによって運用される複数の無線通信システムによって平等に共用されてもよい。複数の無線通信システムは、同じ無線アクセス技術（e.g. LTE）を用いるシステムのみを含んでもよいし、異なる無線アクセス技術（e.g. LTE、CDMA2000、GSM、WiMAX）を用いるシステムを含んでもよい。

周波数管理エンティティ３は、制御部３０を有する。制御部３０は、無線通信システム１００に含まれる複数の基地局１による共用周波数の使用を制御する。制御部３０によって行われる共用周波数の使用制御は、例えば、以下の（ａ）〜（ｅ）のうち少なくとも１つを含む。
（ａ）基地局１による共用周波数の使用を許可すること；
（ｂ）共用周波数の無線リソース（e.g. 周波数リソース、送信電力リソース）を基地局１に割り当てること；
（ｃ）基地局１に割り当て済みの共用周波数の無線リソースを更新すること（e.g. リソースの増減）；
（ｄ）基地局１による共用周波数の使用を停止すること；及び
（ｅ）基地局１への共用周波数の無線リソースの割り当てを解放すること。

さらに、本実施形態に係る基地局１（e.g. １Ａ及び１Ｂ）は、処理部１０を有する。処理部１０は、基地局１による共用周波数の使用状態に関係する負荷情報（以下、ホワイトスペース（WS）負荷情報）を周波数管理エンティティ３に送信するよう動作する。WS負荷情報は、周波数管理エンティティ３から基地局１に割り当てられた共用周波数の無線リソース（e.g. 周波数リソース及び送信電力リソースの少なくとも一方）を基地局１がどの程度使用しているかを直接的に又は間接的に示す情報を含めばよい。負荷情報の具体例は、例えば、以下の（ａ）〜（ｈ）のうち少なくとも１つを含む。
（ａ）割り当てられた周波数リソースの使用量又は使用率；
（ｂ）割り当てられた送信電力リソースの使用量又は使用率；
（ｃ）割り当てられた共用周波数におけるリソースブロック使用量又は使用率；
（ｄ）共用周波数を使用する移動局２の数；
（ｅ）共用周波数を用いて運用されるセル１１に帰属する移動局２の数；
（ｆ）共用周波数を用いて運用されるセル１１に帰属する移動局２の総トラフィック量
（ｇ）上述した（ａ）〜（ｆ）の少なくとも１つが所定の閾値を超えることを示す通知；及び
（ｈ）上述した（ａ）〜（ｆ）の少なくとも１つが所定の閾値を下回ることを示す通知。

図３は、本実施形態に係る基地局１によるWS負荷情報の送信手順を示すシーケンス図である。ステップＳ１０１では、基地局１は、WS負荷情報を周波数管理エンティティ３に送信する。WS負荷情報の送信をトリガーする条件は、特に限定されない。つまり、基地局１は、WS負荷情報を周期的に送信してもよいし、非周期的に送信してもよい。非周期的な送信は、周波数管理エンティティ３からの非周期的な送信要求に応答して行われてもよい。また、非周期的な送信は、所定の送信条件を満足したことに応じて、基地局１により自発的に行われてもよい。

上述したように、本実施の形態では、基地局１は、自身による共用周波数の使用状態を表すWS負荷情報を周波数管理エンティティ３に送信する。したがって、周波数管理エンティティ３は、共用周波数を割り当て済みの基地局１による共用周波数の使用状態を考慮して、無線通信システム１００による共用周波数の使用を制御することができる。周波数管理エンティティ３は、基地局１から受信したWS負荷情報に基づいて、当該情報の送信元の基地局１による共用周波数の使用を制御してもよい。また、周波数管理エンティティ３は、WS負荷情報の送信元とは異なる他の基地局１による共用周波数の使用を制御してもよい。

例えば、周波数管理エンティティ３は、基地局１からのWS負荷情報を参照することによって、当該情報の送信元の基地局１が割り当て済みの無線リソース（e.g. 周波数リソース又は送信出力リソース）を十分に使用していないことを把握できる。周波数管理エンティティ３は、例えば、その基地局１から余剰なリソースを回収して他の基地局１に割り当てることができる。

なお、基地局１は、WS負荷情報だけでなく、無線通信システム１００の専有周波数としてライセンスされた周波数（i.e. ライセンスバンド）の基地局１による使用状態を示す負荷情報を周波数管理エンティティ３に送信してもよい。これにより、周波数管理エンティティ３は、基地局１による共用周波数（i.e. WS）及びライセンスバンドの使用状態を考慮して、無線通信システム１００による共用周波数の使用を制御することができる。例えば、周波数管理エンティティ３は、基地局１に割り当てられた共用周波数の無線リソースの使用率が所定値以下であり、かつ基地局１によるライセンスバンドの無線リソースの使用率も所定値以下である場合に、その基地局１から余剰な共用周波数の無線リソースを回収するように共用周波数の割り当て設定を更新してもよい。

本実施形態は、図４に示すように、無線通信システム１００がTVWSを二次利用する場合に適用されてもよい。図４のネットワーク構成例は、TV放送システム２００を含む。TV放送システム２００は、共用周波数を使用する他の無線システムの具体例である。Geo-location Database（GDB）４は、TV放送システム２００にライセンスされた周波数帯域（i.e. TV band）の使用状況を管理し、二次利用可能な周波数帯域（e.g. TVWS）の情報を提供する。

周波数管理エンティティ３は、GDB４と通信し、共用周波数情報をGDB４から受信する。共用周波数情報は、使用可能な共用周波数（i.e. 少なくとも１つの候補周波数）を示す。なお、周波数管理エンティティ３は、他のシステムを介して共用周波数情報を受信してもよい。例えば、周波数管理エンティティ３が無線通信システム１００を管理するOAMシステムである場合、OAMシステムとしての周波数管理エンティティ３は、Spectrum Manager（SM）を介して共用周波数情報を受信してもよい。

以下の第２〜第７の実施形態では、基地局１によるWS負荷情報の非周期的な送信の具体例、および周波数管理エンティティ３による共用周波数の使用制御の具体例などについて説明する。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態で述べた基地局１によるWS負荷情報の非周期的な送信の具体例の１つを説明する。本実施形態に係る無線通信システム１００を含むネットワークの構成例は、図２又は図４に示した通りである。本実施形態に係る基地局１は、予め定められた条件が成立したことに応じて自発的にWS負荷情報を送信する。例えば、基地局１は、周波数管理エンティティ３から割り当てられた共用周波数の自身による使用状態が閾値より低いことに応じて、WS負荷情報を送信してもよい。この場合、送信されるWS負荷情報は、基地局１による共用周波数の使用状態が低いことを示す。

既に述べたように、共用周波数の使用状態は、割り当てられた無線リソース（e.g. 周波数リソース、送信電力リソース、及びリソースブロックのうち少なくとも１つ）の使用状態によって表されてもよい。例えば、基地局１は、割り当てられた共用周波数におけるリソースブロック使用率が閾値より低いことに応じて、WS負荷情報を送信してもよい。また、基地局１は、割り当てられた共用周波数におけるリソースブロック使用率が閾値より低いことに応じて、WS負荷情報を送信してもよい。

また、共用周波数の使用状態は、共用周波数を用いて運用されるセル１１に帰属する移動局２の数又はトラフィック量によって表されてもよい。例えば、基地局１は、自身のセル１１において共用周波数を利用する移動局２の数が閾値より低いことに応じて、WS負荷情報を送信してもよい。

図５は、本実施形態に係る基地局１によるWS負荷情報の送信手順を示すシーケンス図である。ステップＳ２０１では、基地局１は、共用周波数の使用状態を報告するか否かを判定する。基地局１は、上述した所定の条件の成立を判定すればよい。報告必要と判定した場合、基地局１は、WS負荷情報を送信する（ステップＳ１０１）。

図６は、基地局１によるWS負荷情報の送信動作の具体例を示すフローチャートである。図６の例では、基地局１は、共用周波数の使用状態（e.g. 周波数リソース、送信電力リソース、又はリソースブロックの使用率）が閾値以下である場合に（ステップＳ１１でＹＥＳ）、WS負荷情報を送信する（ステップＳ１２）。

本実施の形態では、基地局１が、自発的に、共用周波数の使用状態の報告（つまり、WS負荷情報の送信）を行う例を示した。これにより、基地局１は、例えば、割り当てられた共用周波数を十分に使用していないこと、又は使用率が著しく高いこと等を自発的に通知できる。したがって、周波数管理エンティティ３は、基地局１からのWS負荷情報の受信をトリガーとして、送信元の基地局１又は他の基地局１の共用周波数の割り当てを見直すことによって、無線通信システム１００による共用周波数の利用を効率化できる。

また、基地局１は、例えば、共用周波数を適切に使用している場合、又は以前に報告したときから共用周波数の使用状態に変化がない場合には、WS使用負荷情報の送信を抑制することができる。これにより、無駄なシグナリングを抑制できる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態で述べた基地局１によるWS負荷情報の非周期的な送信の他の例について説明する。本実施形態に係る無線通信システム１００を含むネットワークの構成例は、図２又は図４に示した通りである。図７は、本実施形態に係る基地局１によるWS負荷情報の送信手順を示すシーケンス図である。本実施形態に係る基地局１は、周波数管理エンティティ３からの報告要求に応答して（ステップＳ３０１）、WS負荷情報を送信する（ステップＳ１０１）。

周波数管理エンティティ３は、報告要求を周期的に送信してもよい。この場合、基地局１もWS負荷情報を周期的に送信する。

一方、周波数管理エンティティ３は、報告要求を非周期的に送信してもよい。この場合、基地局１もWS負荷情報を非周期的に送信する。例えば、周波数管理エンティティ３は、複数の基地局１に対する共用周波数の割り当てを見直す必要があるときに、報告要求を送信してもよい。これにより、周波数管理エンティティ３は、基地局１による最新の使用状態を把握することができ、基地局１による最新の使用状態に基づいて共用周波数の割り当てを見直すことができる。

例えば、周波数管理エンティティ３は、いずれの基地局にも未だ割り当てていない、つまり割り当て可能な共用周波数の無線リソース（e.g. 周波数リソース、送信電力リソース）が少なくなった場合に、共用周波数の使用状態の報告を少なくとも１つの基地局１に対して要求してもよい。例えば、周波数管理エンティティ３は、割り当て可能な共用周波数の無線リソースが閾値以下になったことに応じて、WS負荷情報の報告要求を送信してもよい。

また、周波数管理エンティティ３は、いずれかの基地局１から共用周波数の割当要求（以下、WS割当要求）を受信したことに応じて、共用周波数を既に割り当て済みの他の基地局１に対して報告要求を送信してもよい。

また、周波数管理エンティティ３は、上述した２つの条件を共に満たす場合に、報告要求を送信してもよい。つまり、周波数管理エンティティ３は、いずれかの基地局１から共用周波数の割当要求（以下、WS割当要求）を受信したものの、割り当て可能な共用周波数の無線リソースが当該WS割当要求に応えるために十分でない場合に、共用周波数を既に割り当て済みの他の基地局１に対して報告要求を送信してもよい。

＜第４の実施形態＞
本実施形態では、周波数管理エンティティ３による共用周波数の使用制御の具体例について説明する。具体的には、本実施形態では、基地局１からのWS負荷情報に基づいて、そのWS負荷情報の送信元の基地局１に対する共用周波数の割り当てを更新する例について説明する。本実施形態に係る無線通信システム１００を含むネットワークの構成例は、図２又は図４に示した通りである。

図８は、本実施形態における共用周波数の使用制御手順の具体例を示すシーケンス図である。図８のステップＳ１０１では、基地局１はWS負荷情報を送信し、周波数管理エンティティ３はこれを受信する。既に述べた通り、ステップＳ１０１におけるWS負荷情報の送信は、周期的又は非周期的に行われ、報告要求に応答して又は自発的に行われる。

ステップＳ４０２では、周波数管理エンティティ３は、基地局１から受信したWS負荷情報に基づいて、そのWS負荷情報の送信元の基地局１に対する共用周波数の無線リソース割り当てを更新する。周波数管理エンティティ３は、更新されたWS設定情報を生成する。WS設定情報は、共用周波数の無線リソース（e.g. 周波数リソース及び送信電力リソースの少なくとも一方）の設定情報を含む。

ステップＳ４０２における処理は、周期的又は非周期的に行われる。例えば、周波数管理エンティティ３は、基地局１からのWS負荷情報の受信に応じて、ステップＳ４０２の処理を行なってもよい。また、周波数管理エンティティ３は、いずれかの基地局１からWS割当要求を受信したことに応じて、ステップＳ４０２の処理を行なってもよい。また、周波数管理エンティティ３は、いずれかの基地局１からWS割当要求を受信したものの、割り当て可能な共用周波数の無線リソースが当該WS割当要求に応えるために十分でない場合に、ステップＳ４０２の処理を行なってもよい。

ここで、ステップＳ４０２における共用周波数の無線リソース割り当ての更新のいくつかの例について説明する。周波数管理エンティティ３は、割り当てた無線リソースが基地局１によって適切に使用された状態を目標とすればよい。そのために、周波数管理エンティティ３は、基地局１から余剰リソースを回収するようにしてもよい。例えば、周波数管理エンティティ３は、基地局１による周波数リソース又はリソースブロックの使用率が閾値以上となるように、基地局１に対する周波数リソース又はリソースブロックの割り当てを減少させてもよい。また、周波数管理エンティティ３は、移動局２当たりの平均送信電力と移動局２の数の積を用いて、基地局１に割り当てる送信電力リソースを決定してもよい。

なお、周波数管理エンティティ３は、基地局１による共用周波数の無線リソースの使用状態が良好である場合や、割り当て可能な共用周波数の無線リソースが十分に残っている場合等には、WS負荷情報の送信元の基地局１に対する共用周波数の割り当てを更新しなくてもよい。

ステップＳ４０３では、周波数管理エンティティ３は、更新されたWS設定情報を基地局１に送信する。基地局１に対する共用周波数の割り当てを更新しない場合、周波数管理エンティティ３は、更新しないことを示す通知を基地局１に送信してもよい。基地局１は、周波数管理エンティティ３からWS設定情報を受信する。

ステップＳ４０４では、基地局１は、受信したWS設定情報に従って自身の設定を行う。つまり、基地局１は、WS設定情報に示された共用周波数の無線リソース（e.g. 周波数リソース及び送信電力リソースの少なくとも一方）の設定情報に従って、セル１１を設定して運用する。

図９は、周波数管理エンティティ３によるWS設定情報の送信動作の具体例を示すフローチャートである。図９の例では、周波数管理エンティティ３は、共用周波数の割り当て設定（図９におけるWS設定）の更新条件を満足する場合に（ステップＳ２１でＹＥＳ）、更新されたWS負荷情報を基地局１に送信する（ステップＳ２２）。

＜第５の実施形態＞
本実施形態では、周波数管理エンティティ３による共用周波数の使用制御の他の例について説明する。具体的には、本実施形態では、基地局１からのWS負荷情報に基づいて、そのWS負荷情報の送信元とは異なる他の基地局１に対する共用周波数の無線リソースの割り当てを行う例について説明する。なお、周波数管理エンティティ３は、WS負荷情報の送信元の基地局１に対する共用周波数の無線リソースの割り当ても必要に応じて更新してもよい。本実施形態に係る無線通信システム１００を含むネットワークの構成例は、図２又は図４に示した通りである。

図１０は、本実施形態における共用周波数の使用制御手順の具体例を示すシーケンス図である。図１０のステップＳ１０１では、周波数管理エンティティ３は、基地局１ＡからWS負荷情報を受信する。既に述べた通り、ステップＳ１０１におけるWS負荷情報の送信は、周期的又は非周期的に行われ、報告要求に応答して又は自発的に行われる。

ステップＳ５０２では、周波数管理エンティティ３は、基地局１Ａから受信したWS負荷情報に基づいて、他の基地局１Ｂに対する共用周波数の無線リソースの新規割り当て又は割り当ての更新を行う。ステップＳ５０２では、基地局１ＢからのWS負荷情報も併せて考慮されてもよい。ステップＳ５０２における処理は、周期的又は非周期的に行われる。例えば、周波数管理エンティティ３は、基地局１Ａ又は基地局１ＢからのWS負荷情報の受信に応じて、ステップＳ５０２の処理を行なってもよい。また、周波数管理エンティティ３は、共用周波数の無線リソースの新規割当要求を基地局１Ｂから受信したことに応じて、ステップＳ５０２の処理を行なってもよい。

なお、ステップＳ５０２において、周波数管理エンティティ３は、WS負荷情報の送信元である基地局１Ａに対する共用周波数の無線リソースの割り当て更新を併せて行なってもよい。例えば、周波数管理エンティティ３は、基地局１ＢからWS割当要求を受信したものの、割り当て可能な共用周波数の無線リソースが当該WS割当要求に応えるために十分でない場合に、基地局１Ａに対する無線リソース割り当ての更新を併せて行えばよい。例えば、周波数管理エンティティ３は、基地局１Ｂに再割当てするために、基地局１Ａから余剰リソースを回収するようにしてもよい。

周波数管理エンティティ３は、基地局１Ｂに対するWS設定情報を生成する。また、必要に応じて、周波数管理エンティティ３は、基地局１Ａに対するWS設定情報を生成する。WS設定情報は、共用周波数の無線リソース（e.g. 周波数リソース及び送信電力リソースの少なくとも一方）の設定情報を含む。

ステップＳ５０３では、周波数管理エンティティ３は、WS設定情報を基地局１Ｂに送信する。基地局１Ｂは、周波数管理エンティティ３からWS設定情報を受信する。ステップＳ５０４では、基地局１Ｂは、受信したWS設定情報に従って自身の設定を行う。つまり、基地局１Ｂは、WS設定情報に示された共用周波数の無線リソース（e.g. 周波数リソース及び送信電力リソースの少なくとも一方）の設定情報に従って、セル１１Ｂを設定して運用する。

なお、図１０のステップＳ４０３及びＳ４０４は、基地局１Ａに対するWS設定情報が更新されたことに応じて行われる。

図１１は、周波数管理エンティティ３によるWS設定情報の送信動作の具体例を示すフローチャートである。図１１のステップＳ３１では、周波数管理エンティティ３は、共用周波数の無線リソースを割り当て済みの基地局１Ａによるその無線リソースの使用状態を考慮して、他の基地局１Ｂへの共用周波数の無線リソースの割り当てを決定する。

ステップＳ３２では、周波数管理エンティティ３は、基地局１Ｂへの無線リソース割り当てのために基地局１Ａに対する無線リソース割り当て設定の更新が必要であるか否かを判定する。基地局１Ａに対する無線リソース割り当て設定の更新が必要である場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、周波数管理エンティティ３は、更新されたWS設定情報を基地局１Ａに送信する（ステップSＳ３３）。例えば、周波数管理エンティティ３は、基地局１Ｂに割り当可能な共用周波数の無線リソースが十分に残っておらず、かつ割り当て済みの無線リソースの基地局１Ａによる使用状態に余裕がある場合に、余剰リソースを回収するために、基地局１ＡにWS設定情報を送信してもよい。

ステップＳ３４では、周波数管理エンティティ３は、基地局１ＢにWS設定情報を送信する。上述したことから理解されるように、ステップＳ３４で送信されるWS設定情報は、基地局１Ａから回収された余剰リソースの再割当てを示してもよい。

＜第６の実施形態＞
本実施形態では、共用周波数の無線リソースの割り当て設定の更新トリガーの具体例について説明する。第４及び第５の実施形態で既に述べたように、共用周波数の無線リソースの割り当て設定の更新（i.e. ステップＳ４０２又はＳ５０２）は、基地局１からのWS割当要求によってトリガーされてもよい。

図１２は、本実施形態における共用周波数の使用制御手順の具体例を示すシーケンス図である。なお、図１２は、既に説明した図１０の変形例として記載されている。図１２と図１１の比較から明らかであるように、図１２はステップＳ６０１を含む。ステップＳ６０１では、基地局１Ｂは、WS割当要求を周波数管理エンティティ３に送信する。そして、周波数管理エンティティ３は、WS割当要求を基地局１Ｂから受信したことに応じて、ステップ５０２の処理を行う。ステップＳ５０２では、周波数管理エンティティ３は、基地局１Ｂに対する共用周波数の無線リソースの新規割り当てを行うとともに、必要に応じて他の基地局１Ａに対する無線リソース割り当てを更新する。

＜第７の実施形態＞
本実施の形態では、周波数管理エンティティ３は、基地局１（基地局１Ｂ）からの新たなWS割当要求の受信に応じて、既に共用周波数の無線リソースを割り当て済みである他の基地局（基地局１Ａ）に対してWS負荷情報の報告要求を送信する。そして、周波数管理エンティティ３は、報告要求への応答として受信した基地局１ＡのWS負荷情報（つまり共用周波数の無線リソースの使用状態）を考慮して、基地局１Ｂに対する共用周波数の無線リソースの割り当てを行う。このとき、必要に応じて、周波数管理エンティティ３は、基地局１Ａに対する無線リソース割り当てを更新してもよい。

図１３は、本実施形態における共用周波数の使用制御手順の具体例を示すシーケンス図である。ステップＳ７０１では、基地局１Ｂは、WS割当要求を周波数管理エンティティ３に送信する。そして、ステップＳ７０２では、周波数管理エンティティ３は、WS割当要求を基地局１Ｂから受信したことに応じて、既に共用周波数の無線リソースを割り当て済みの基地局１ＡからWS負荷情報を取得するか否かを判定する。例えば、周波数管理エンティティ３は、以前に基地局１ＡのWS負荷情報を取得してから所定時間が経過している場合に、新たに基地局１ＡからWS負荷情報を取得してもよい。また、周波数管理エンティティ３は、割り当て可能な共用周波数の無線リソースが不足する場合に、基地局１ＡからWS負荷情報を取得してもよい。

ステップＳ７０２において基地局１ＡからWS負荷情報を取得することを決定した場合、周波数管理エンティティ３は、報告要求を基地局１Ａに送信し（ステップＳ３０１）、WS負荷情報を基地局１Ａから受信する（ステップＳ１０１）。図１３のステップＳ５０２、Ｓ４０３〜Ｓ４０４、Ｓ５０３〜Ｓ５０４における処理は、図１０に示した対応するステップ群における処理と同様である。

＜その他の実施形態＞
第１〜第７の実施形態は、適宜組み合わせて使用されてもよい。

第１〜第７の実施形態で説明した基地局１（処理部１０）及び周波数管理エンティティ３（制御部３０）により行われる処理は、Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）を含む半導体処理装置を用いて実現されてもよい。また、これらの処理は、少なくとも１つのプロセッサ（e.g. マイクロプロセッサ、ＭＰＵ、Digital Signal Processor（ＤＳＰ））を含むコンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現してもよい。具体的には、第１〜第６の実施形態で示された処理部１０又は制御部３０に関するアルゴリズムをコンピュータシステムに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータに供給すればよい。

このプログラムは、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）、Compact Disc Read Only Memory（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、Programmable ROM（ＰＲＯＭ）、Erasable PROM（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、Random Access Memory（ＲＡＭ））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。

さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、２０１２年４月２７日に出願された日本出願特願２０１２−１０２３３４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。

１、１Ａ、１Ｂ 基地局
２、２Ａ、２Ｂ 移動局
３ 周波数管理エンティティ
４ Geo-location Database（GDB）
１０ 処理部
１１、１１Ａ、１１Ｂ セル
３０ 制御部
２００ 無線システム（e.g. TV放送システム）

Claims (50)

1. 第１及び第２の基地局を含む無線通信システムによる第１の周波数の使用を制御する制御部を備え、
   前記第１の周波数は、前記無線通信システムを含む複数の無線システムで共用され、
   前記制御部は、前記第１の基地局による前記第１の周波数の使用状態に関係する負荷情報を受信するよう動作するとともに、前記第１の周波数の割り当てに関する設定情報を前記第１及び第２の基地局の少なくとも一方に送信するよう動作する、
   管理装置。
2. 前記制御部は、前記負荷情報を受信した場合に、前記設定情報を送信するよう動作する、請求項１に記載の管理装置。
3. 前記制御部は、前記第２の基地局に前記設定情報を送信するよう動作する、請求項１又は２に記載の管理装置。
4. 前記制御部は、前記第２の基地局からの周波数割当要求に応答して、前記設定情報を前記第２の基地局に送信するよう動作する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管理装置。
5. 前記制御部は、前記第２の基地局からの周波数割当要求に応答して、前記第１の基地局に前記負荷情報の送信要求を送信するよう動作する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の管理装置。
6. 前記制御部は、前記負荷情報に基づいて前記設定情報を決定する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の管理装置。
7. 前記制御部は、前記第１の基地局に前記設定情報を送信するよう動作する、請求項１又は２に記載の管理装置。
8. 前記設定情報は、前記負荷情報に基づいて更新された設定を含む、請求項７に記載の管理装置。
9. 前記制御部は、前記第１の基地局による前記第１の周波数の使用状態が閾値より低いことに応じて、更新された設定を含む前記設定情報を前記第１の基地局に送信するよう動作する、請求項７又は８に記載の管理装置。
10. 前記第１の周波数の使用状態は、少なくとも、前記第１の周波数のリソースブロック使用率に関する請求項９に記載の管理装置。
11. 前記制御部は、前記第１の基地局による前記第１の周波数のリソースブロック使用率が閾値以上となるように前記設定情報を決定する、請求項１０に記載の管理装置。
12. 前記第１の周波数の使用状態は、少なくとも、前記第１の周波数を利用する移動局の数に関する、請求項９に記載の管理装置。
13. 前記負荷情報は、前記第１の基地局による前記第１の周波数の使用状態が閾値より低いことに応じて送信される、請求項７〜１２のいずれか１項に記載の管理装置。
14. 前記設定情報は第１及び第２の設定情報を含み、
    前記制御部は、前記第１の基地局に前記第１の設定情報を送信し、前記第２の基地局に前記第２の設定情報を送信するよう動作する、
    請求項１又は２に記載の管理装置。
15. 前記第１の設定情報は、前記第１の周波数における前記第１の基地局への割り当てリソースの減少を示し、
    前記第２の設定情報は、前記第１の周波数における前記第２の基地局への新規なリソースの割り当て又は割り当てリソースの増加を示す、
    請求項１４に記載の管理装置。
16. 前記リソースは、周波数リソース及び送信電力リソースの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の管理装置。
17. 前記設定情報は、前記第１の周波数における送信電力の設定情報を含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の管理装置。
18. 前記負荷情報は、さらに、前記無線通信システムにライセンスされた第２の周波数の前記第１の基地局による使用状態を示す、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の管理装置。
19. 前記制御部は、周期的又は非周期的に、前記負荷情報の送信要求を前記第１の基地局に送信するよう動作する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の管理装置。
20. 前記負荷情報は、前記第１の基地局から自発的に送信される、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の管理装置。
21. 前記第１の周波数は、プライマリシステムが優先的に利用可能であり、前記無線通信システムによって二次利用される、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の管理装置。
22. 前記制御部は、前記第１及び第２の基地局を含む複数の基地局による他の無線システムへの干渉が所定の閾値以下となるように、送信電力の設定を含む前記設定情報を決定するよう動作する、請求項２１に記載の管理装置。
23. 無線通信システムで使用される基地局であって、
    前記基地局による第１の周波数の使用状態に関係する負荷情報を管理エンティティに送信するよう動作する処理部を備え、
    前記第１の周波数は、前記無線通信システムを含む複数の無線システムで共用され、
    前記管理エンティティは、前記無線通信システムによる前記第１の周波数の使用を管理する、
    基地局。
24. 前記負荷情報は、さらに、前記無線通信システムにライセンスされた第２の周波数の前記基地局による使用状態を示す、請求項２３に記載の基地局。
25. 前記負荷情報は、前記管理エンティティにおいて、前記基地局とは異なる他の基地局への前記第１の周波数の割り当てを制御するために使用される、請求項２３又は２４に記載の基地局。
26. 前記処理部は、前記基地局による前記第１の周波数の使用状態が閾値より低いことに応じて、前記負荷情報を送信するよう動作する、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の基地局。
27. 前記処理部は、さらに、前記第１の周波数の割り当てに関する設定情報を前記管理エンティティから受信するよう動作する、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の基地局。
28. 前記設定情報は、前記負荷情報に応答して前記管理エンティティから送信される、請求項２７に記載の基地局。
29. 前記設定情報は、前記負荷情報に基づいて更新された設定を含む、請求項２７又は２８に記載の基地局。
30. 前記設定情報は、前記基地局による前記第１の周波数の使用状態が閾値以上となるように決定される、請求項２７〜２９のいずれか１項に記載の基地局。
31. 前記設定情報は、前記第１の周波数における送信電力の設定情報を含む、請求項２７〜３０のいずれか１項に記載の基地局。
32. 前記第１の周波数の使用状態は、少なくとも、前記第１の周波数のリソースブロック使用率に関する請求項２３〜３１のいずれか１項に記載の基地局。
33. 前記第１の周波数の使用状態は、少なくとも、前記第１の周波数を利用する移動局の数に関する、請求項２３〜３２のいずれか１項に記載の基地局。
34. 前記第１の周波数は、プライマリシステムが優先的に利用可能であり、前記無線通信システムによって二次利用される、請求項２３〜３３のいずれか１項に記載の基地局。
35. 無線通信システムを含む複数の無線システムで共用される第１の周波数の第１の基地局による使用状態に関係する負荷情報を受信すること、及び
    前記第１の周波数の割り当てに関する設定情報を前記第１の基地局及び第２の基地局の少なくとも一方に送信すること、
    を備える、
    周波数の使用制御方法。
36. 前記送信することは、前記負荷情報を受信した場合に前記設定情報を送信することを含む、請求項３５に記載の方法。
37. 前記送信することは、前記第２の基地局に前記設定情報を送信することを含む、請求項３５又は３６に記載の方法。
38. 前記第２の基地局からの周波数割当要求に応答して、前記第１の基地局に前記負荷情報の送信要求を送信することをさらに備える、請求項３５〜３７のいずれか１項に記載の方法。
39. 前記負荷情報に基づいて前記設定情報を決定することをさらに備える、請求項３５〜３８のいずれか１項に記載の方法。
40. 前記送信することは、前記第１の基地局に前記設定情報を送信することを含む、請求項３５又は３６に記載の方法。
41. 前記設定情報は、前記負荷情報に基づいて更新された設定を含む、請求項４０に記載の方法。
42. 前記送信することは、前記第１の基地局による前記第１の周波数の使用状態が閾値より低いことに応じて、更新された設定を含む前記設定情報を前記第１の基地局に送信することを含む、請求項４０又は４１に記載の方法。
43. 無線通信システムで使用される基地局に実装される方法であって、
    前記基地局による第１の周波数の使用状態に関係する負荷情報を管理エンティティに送信することを備え、
    前記第１の周波数は、前記無線通信システムを含む複数の無線システムで共用され、
    前記管理エンティティは、前記無線通信システムによる前記第１の周波数の使用を管理する、
    方法。
44. 前記負荷情報は、さらに、前記無線通信システムにライセンスされた第２の周波数の前記基地局による使用状態を示す、請求項４３に記載の方法。
45. 前記負荷情報は、前記管理エンティティにおいて、前記基地局とは異なる他の基地局への前記第１の周波数の割り当てを制御するために使用される、請求項４３又は４４に記載の方法。
46. 前記送信することは、前記基地局による前記第１の周波数の使用状態が閾値より低いことに応じて、前記負荷情報を送信することを含む、請求項４３〜４５のいずれか１項に記載の方法。
47. 前記第１の周波数の割り当てに関する設定情報を前記管理エンティティから受信することをさらに備える、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
48. 前記設定情報は、前記負荷情報に応答して前記管理エンティティから送信される、請求項４７に記載の方法。
49. 周波数の使用制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
    前記方法は、
    無線通信システムを含む複数の無線システムで共用される第１の周波数の第１の基地局による使用状態に関係する負荷情報を受信するよう制御すること、及び
    前記第１の周波数の割り当てに関する設定情報を前記第１の基地局及び第２の基地局の少なくとも一方に送信するよう制御こと、
    を含む、
    非一時的なコンピュータ可読媒体。
50. 無線通信システムで使用される基地局に実装される方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
    前記方法は、無線通信システムで使用される基地局による第１の周波数の使用状態に関係する負荷情報を管理エンティティに送信するよう制御することを備え、
    前記第１の周波数は、前記無線通信システムを含む複数の無線システムで共用され、
    前記管理エンティティは、前記無線通信システムによる前記第１の周波数の使用を管理する、
    非一時的なコンピュータ可読媒体。

Images