WO2006085471A1

WO2006085471A1 - 周波数共用方法、受信局および送信局

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Publication number: WO2006085471A1
Application number: PCT/JP2006/301761
Authority: WO
Inventors: Akihiro Okazaki
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2006-08-17
Also published as: CN101124839A; CN101124839B; EP2421296B1; US20080186938A1; EP2421296A3; US8036676B2; JP4510075B2; EP2421296A2; EP1850609A1; JPWO2006085471A1; EP1850609A4

Abstract

　本発明にかかる周波数共用方法は、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１ｓｔ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２ｎｄシステムを構築する場合の周波数共用方法であって、１ｓｔシステムの１ｓｔＲＸ（２）が、１ｓｔシステムの１ｓｔＴＸ（１）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ビーコン信号を前記送信周波数で送信し、さらに、２ｎｄシステムの２ｎｄＴＸ（３）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。

Description

明細書

周波数共用方法、受信局および送信局

技術分野

[0001] 本発明は、同一周波数を複数の無線システムが共用する周波数共用無線システムにおける周波数共用方法に関するものであり、特に、既存のシステムへの干渉を回避しつつ新規のシステムを構築する場合の周波数共用方法に関するものである。背景技術

[0002] 周波数資源の有効利用を図る効果的な従来技術として、たとえば、周波数共用無線がある。これは、 1つの周波数を複数のシステムが共有し、周波数が他ユーザに使用されてヽな、場合に、その周波数を用いて通信を行う手法である。

[0003] 下記特許文献 1には、上記周波数共用無線を実現するための技術が記載されている。この特許文献 1においては、自無線通信システムと他無線通信システムの干渉測定によりチャネル使用状況を調査し、この調査結果に基づいてチャネルを選択し、周波数共用無線を実現して、る。

[0004] また、周波数共用無線の使用法としては、次の 3つの方法が考えられる。

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

[0005] 上記 2に示す周波数共用無線システムでは、既に周波数を利用している既存システムが存在する場合、新たに設営する新システムは、既存システムに対して干渉を与えることを避ける必要がある。また、 3に示す周波数共用無線システムにおいても、既存システムが新システムより周波数利用に関する優先順位が上の場合、新システムは、既存システムに対して干渉を与えることを避ける必要がある。

[0006] 特許文献 1 :特開 2002— 186019号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力しながら、従来の周波数共用無線にお!、ては、既存システムが周波数を使用中であるにも関わらず、新規に追加されるシステムにおいて干渉が測定されず、上記既存システムに対して干渉を与える場合がある、という問題があった。

[0008] 以下、この問題を詳細に説明する。たとえば、既存システムとして 1stシステムがあり、新システムとして 2ndシステムを新たに設営する場合を考える。この場合、優先権は 1stシステムが保有することになり、 2ndシステムは 1stシステムに干渉を与えないことが要求される。また、 1stシステムにおいて、送信側 1st通信装置が送信中で、受信側 1st通信装置がその電波を受信中であることを想定し、この場合、 2ndシステムでは、送信側 2nd通信装置が送信した電波を受信側 2nd通信装置にお、て受信するために、周波数の空き状況を確認する必要がある。

[0009] この状態で、送信側 2nd通信装置は、周波数が空!、て、るかどうかを確認するため、干渉測定を行う。たとえば、送信側 1st通信装置と送信側 2nd通信装置の距離が遠い場合、送信側 1st通信装置の電波は送信側 2nd通信装置には届かず、送信側 2n d通信装置は干渉を検知できない。その結果、送信側 2nd通信装置は、測定した周波数にお、て他システムの利用がな、と判断することになり、その周波数にぉヽて受信側 2nd通信装置に向けた電波を送信することになる。

[0010] し力しながら、上記の場合において、たとえば、受信側 1st通信装置が送信側 1st 通信装置と送信側 2nd通信装置との間に存在する場合には、受信側 1st通信装置は、送信側 1st通信装置の電波とともに、送信側 2nd通信装置の電波をも受信する可能性がある。すなわち，送信側 2nd通信装置の電波は、受信側 1st通信装置にとつて干渉となる可能性があり、この場合、 1stシステムは 2ndシステムからの干渉を受けることになる。

[0011] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、周波数共用無線システムにおいて

、既存無線システムに対して影響を与えないように、新無線システムを構築するための周波数共用方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる周波数共用方法は、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 (新システム）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力当該既存システムの送信局力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 (ビーコン信号)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。

[0013] この発明によれば、新システムの送信局力既存システムの送信信号およびビーコン信号を検知することとした。すななち、既存システムの受信局の受信範囲を検出することとした。

発明の効果

[0014] この発明によれば、新システムの送信局が送信処理を行うことによって生じる既存システムへの影響を推定できるので、既存システムに与える干渉を回避することができる。すなわち、既存システムに影響を与えることなく新システムを構築することができる、という効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0015] [図ト 1]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 1-2]図 1—2は、 IstTXの送信範囲， IstRXの受信範囲を模擬的に表した図である。

[図 1-3]図 1—3は、 IstTXの装置構成例を示す図である。

[図 1-4]図 1—4は、 IstRXの装置構成例を示す図である。

[図ト 5]図 1— 5は、 2ndTXの装置構成例を示す図である。

[図ト 6]図 1— 6は、 2ndRXの装置構成例を示す図である。

[図 2-1]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 2-2]図 2— 2は、 IstRXの装置構成例を示す図である。

[図 3-1]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 3-2]図 3— 2は、 2ndTXの装置構成例を示す図である。

[図 4-1]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。

[図 4-2]図 4— 2は、 2ndTXの装置構成例を示す図である。

[図 5-1]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 5-2]図 5— 2は、 2ndTXの移動に伴うビーコン信号の変動を示す図である。

[図 5-3]図 5— 3は、 2ndTXの装置構成例を示す図である。

[図 6-1]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 6-2]図 6— 2は、 2ndTXが受信するビーコン信号の変動を示す図である。

[図 6-3]図 6— 3は、 IstRXの装置構成例を示す図である。

[図 7-1]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。

[図 7- 2]図 7— 2は、 IstRXの装置構成例を示す図である。

[図 7- 3]図 7— 3は、 IstRXの装置構成例を示す図である。

[図 8-1]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 8-2]図 8— 2は、 2ndTXの装置構成例を示す図である。

[図 9-1]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。

[図 9-2]図 9— 2は、 2ndTXの装置構成例を示す図である。

[図 10-1]図 10— 1は、本発明に力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。

[図 10-2]図 10— 2は、 2ndTXの装置構成例を示す図である。

[図 11-1]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。

[図 11-2]図 11— 2は、 2ndTXの装置構成例を示す図である。 [図 12- 1]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。

[図 12- 2]図 12— 2は、 1 stRXの装置構成例を示す図である。

符号の説明

1 IstTX

1 A 1st ATX

1 B IstBTX

2, 2a— 1， 2a— 2, 2a, 2e— 1, 2e— 2， 2f, 2k— 1, 2k— 2 IstRX

2— A IstARX

2-B IstBRX

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 '14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 f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 f電力推定回路

38h 帯域合成回路

391 電力加算回路

40j 帯域推定回路

41 復調回路

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下に、本発明に力かる周波数共用無線システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

[0018] 実施の形態 1.

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、る。また、 IstTXl, lstRX2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。

[0019] なお、本実施の形態の周波数共用無線システムにおいては、既存システムである 1 stシステムに影響を与えずに、新システムである 2ndシステムを構築する。すなわち、本実施の形態の周波数共用無線システムにおいては、 2ndTX3の送信信号が、 1st システムの lstRX2の干渉とならな!/、ようにする。

[0020] つづいて、図 1 1を用いて、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。 1stシステムにおいて、 lstRX2は、 IstTXlから信号を受信した場合（Is tシステム成立）、自局の受信範囲を示す信号を IstTXlの送信周波数にて送信する。以下、この信号をビーコン信号と呼ぶ。 IstTXlの送信信号と lstRX2のビーコン信号は、たとえば、時間多重を用いて多重送信される。 [0021] 一方、 2ndシステムにおいて、 2ndTX3は、 2ndシステムの信号を送信するために、特定期間にわたって干渉検知を行う。たとえば、 2ndTX3では、一定期間の受信処理を行うことによって、他システムにおける送信局の送信信号と受信局のビーコン信号とを検知する。そして、 2ndTX3が自局位置で送信した場合における、 IstTXl, 1 stRX2への影響を推定し、送信の可否を判断する。たとえば、 2ndTX3は、受信電力が十分小さい周波数を使用して、 1stシステムに影響を与えない、送信電力が十分小さい信号を送信し、 2ndRX4力 2ndTX3からの信号を受信する。

[0022] 図 1—2は、 1stシステムにおける IstTXlの送信範囲， lstRX2の受信範囲を模擬的に表した図であり、破線で示される円が IstTXlの送信範囲（IstTXエリア）であり、実線で示される円が lstRX2の受信範囲（IstRXビーコンエリア）である。図 1—2 において、 2ndシステムの 2ndTX3は、 lstRX2の受信範囲に存在するため、すなわち、 2ndTX3が送信した場合には lstRX2に干渉を与えるため、ここでは、たとえば、送信処理を行わない。

[0023] また、図 1—3〜図 1—6は、それぞれ IstTXl, lstRX2, 2ndTX3, 2ndRX4の装置構成例を示す図である。

[0024] 図 1—3に示す IstTXlでは、送信制御回路 11が、自システムにおいて採用している変調に関する情報 (変調情報)を変調回路 12に対して出力し、変調回路 12が、受け取った変調情報に基づヽて送信データを変調し、送信信号を作成して!/ヽる。

[0025] また、図 1—4に示す lstRX2では、復調回路 21が、受信信号を電力検出回路 22 に対して出力し、復調後の受信データをビーコン制御回路 23に対して出力する。電力検出回路 22は、受信信号の電力を検出し、電力検出情報をビーコン制御回路 23 に対して出力する。ビーコン制御回路 23は、受信データと受信電力情報に基づいてビーコン情報を作成し、そのビーコン情報をビーコン生成回路 24に対して出力する。たとえば、このビーコン制御回路 23は、自局がデータを受信し、かつ受信電力情報が特定のしき、値を超えて、る場合に、ビーコン送信指示を行うためのビーコン情報を作成する。ビーコン生成回路 24は、ビーコン情報に基づいて自システムの送信信号と同一形式のビーコン信号を受信周波数において間欠的に送信する。

[0026] また、図 1— 5に示す 2ndTX3は、復調回路 31が、既存システムのビーコン信号を復調し、ビーコン信号を電力検出回路 32に対して出力する。電力検出回路 32は、ビーコン信号の電力を検出し、ビーコン電力情報を送信制御回路に対して出力する。送信制御回路 33は、ビーコン電力情報に基づいて送信可否指示を行うための送信制御情報を作成し、その送信制御情報を変調回路 34に対して出力する。変調回路 34は、送信制御情報に基づいて送信データを変調し、変調後の信号を送信する。

[0027] また、図 1— 6に示す 2ndRX4は、復調回路 41が、自システムの送信局力もの信号を受信し、復調する。

[0028] このように、本実施の形態においては、 2ndシステムの送信局力 1stシステムの送信信号およびビーコン信号を検知することとした。すななち、 1stシステムの送信局が送信する信号を検出する処理に加えて、さらに、 1stシステムの受信局の受信範囲を検出することとした。これにより、 2ndシステムの送信局が送信処理を行うことによって生じる 1stシステムへの影響を推定できるので、 1stシステムに与える干渉を回避することができる。すなわち、上記処理により、 1stシステムに影響を与えることなく 2ndシステムを構築することができる。

[0029] 実施の形態 2.

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、 IstTXl, lstRX2a- l, lstRX2a— 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）を表してヽる。既存システムにおいて、 IstTXlから送信される送信信号は、複数の lstRX2a—l, Is tRX2a— 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、 2ndT X3, 2ndRX4間、および 2ndTX5, 2ndRX6間で、通信を行うことを想定する。

[0030] 上記システム構成にぉ、て、本実施の形態では、前述した実施の形態 1の処理にカロえて、さらに、自システム力の送信局の受信電力に応じて、受信局がビーコン信号の電力を制御する機能を有する。

[0031] つづいて、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を、図 2— 1を用いて説明する。 lstRX2a— 1, lstRX2a— 2は、 IstTXlの信号が受信できた場合（1st システム成立）、その信号の受信電力に応じたビーコン信号を IstTXlの送信周波数で送信する。このとき、図 2— 1〖こ示すよう〖こ、 lstRX2a— 1では、 IstTXlが送信した信号の受信電力が小さいため、 IstTXlからの距離が遠いと判断し、 IstTXlにおいて十分受信可能な大きな電力を用いてビーコン信号を送信する。したがって、 1 stRX2a— 1の受信範囲（RX2a— 1ビーコンエリア）は広範囲となる。一方、 lstRX2 a— 2では、 IstTXlが送信した信号の受信電力が大きいため、 IstTXlからの距離が近、と判断し、 IstTXlにお、て十分受信可能な小さな電力を用いてビーコン信号を送信する。したがって、 lstRX2a— 2の受信範囲（RX2a— 2ビーコンエリア）は狭範囲となる。

[0032] また、上記 1stシステムの動作に伴って、 2ndシステムの 2ndTX3は、 lstRX2a— 1 の受信範囲に存在するため、送信が不可となる。一方、 2ndシステムの 2ndTX5は、 lstRX2a- l, lstRX2a— 2の受信範囲外に存在するため、送信が可能となる。

[0033] 図 2— 2は、 lstRX2a— 1および lstRX2a— 2の装置構成例を示す図である。なお、その他の装置構成については、前述した実施の形態 1と同様である。また、 IstRX 2a— 1および lstRX2a— 2の構成において、前述した lstRX2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。

[0034] 図 2— 2において、ビーコン制御回路 23aは、前述した実施の形態 1の処理に加えて、受信データと受信電力情報に基づいて送信電力情報を作成する。たとえば、 1st システムの 1 stRX2a (2a - 1または 2a - 2に相当 )にお!/、て受信電力が大き!/、場合、この 1 stRX2aは干渉に対する耐性が高、ため、ビーコン信号の送信電力を小さくし、ビーコン信号を用いて 2ndシステムの送信局に対して指示する受信範囲を狭くする。一方、 lstRX2aにおいて受信電力が小さい場合、この lstRX2aは干渉に対する耐性が低いため、ビーコン信号の送信電力を大きくし、ビーコン信号を用いて指示する受信範囲を広くする。すなわち、本実施の形態では、適切にビーコン信号の送信電力を制御することによって、 1stシステムの受信局が、必要最小限の受信範囲を確保するビーコン信号を送信する。

[0035] また、送信電力制御回路 25aは、ビーコン制御回路 23aから出力される送信電力情報に基づいて、ビーコン生成回路 24から出力されるビーコン信号に対して送信電力制御を行、、適切な電力でビーコン信号を送信する。 [0036] このように、本実施の形態においては、前述した実施の形態 1の特徴に加えて、さらに、 1stシステムの受信局が、自システムの送信局が送信した信号の受信電力に応じてビーコン信号の送信電力制御を行ヽ、適切な電力のビーコン信号を送信することとした。これにより、 1stシステムの受信局のビーコン信号が示す受信範囲を必要最小限にすることができるため、 2ndシステムを構築する上で、より高効率な周波数共用無線システムを実現できる。

[0037] 実施の形態 3.

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。

[0038] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。前述した実施の形態 1または 2において、 lstRX(2, 2a— 1, 2a— 2)は、ビーコン信号として、図 3—1に示すビーコン信号を送信する。そして、 2ndTX3においては、ビーコン信号を復調し、上記ビーコン情報を得る。ビーコン情報には、変調情報，送信電力情報 ,優先度情報等が含まれるため、 2ndTX3では、 IstRXの属するシステムの情報が得られる。たとえば、変調情報から、 1stシステムにおいて用いられている変調多値数を知ることが可能であり、干渉に対するロバスト性が予測可能となる。また、送信電力情報から、 2ndTX3に許容される送信電力を予測することが可能となる。また、優先度情報から、 1stシステムのシステム優先度を得ることができ、自システム優先度との比較により送信の可否の判断が可能となる。

[0039] つづいて、本実施の形態の周波数共用無線システムにおける各装置の動作について説明する。なお、前述した実施の形態 1または 2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。ここでは、前述した実施の形態 1または 2と異なる処理につ!、てのみ説明する。 [0040] 図 1 4および図 2— 2に示すビーコン制御回路（23, 23a)では、ビーコン情報として、たとえば、ビーコン送信指示に加えて、変調情報，送信電力情報，優先度情報をビーコン生成回路 24に通知する。そして、ビーコン生成回路 24は、上記ビーコン情報を変調した信号をビーコン信号として送信する。

[0041] また、図 3— 2は、 2ndTX3の装置構成例を示す図である。復調回路 31bは、ビーコン信号を復調し、抽出したビーコン情報を送信制御回路 33に通知する。このビーコン情報には、たとえば、変調情報，送信電力情報，優先度情報等が含まれている。そして、送信制御回路 33bは、ビーコン電力情報に加え、変調情報，送信電力情報 ,優先度情報を含むビーコン情報に基づいて、より高精度な送信可否判定，送信電力制御を行うための送信制御情報を作成する。たとえば、変調情報から既存受信局における耐雑音能力、送信電力情報力も既存受信局における受信電力、優先度情報力既存システムの優先度、を得ることができる。

[0042] このように、本実施の形態においては、 1stシステムの受信局力上記ビーコン情報を変調したビーコン信号を送信することによって、この受信局が属するシステムの情報を、受信範囲に存在する他局に対して通知することとした。これにより、システム情報をビーコン信号毎に送信することが可能となり、ビーコン毎にシステム情報を変更可能な適応性を有する周波数共用無線システムを実現できる。

[0043] 実施の形態 4.

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。 IstATXl— A, lstARX2-A, IstBTXl— B, lstBRX2— 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、 IstATXl— A, IstBTXl - Bにおいては、それぞれ周波数 f , fで送信を行うこととする。なお、前述した実施の

1 2

形態 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、 IstATXl— A, IstBTXl—Bは、前述した実施の形態 1、 2または 3の 1st TXと同様の処理を行う。また、 lstARX2— A, lstBRX2— Bは、前述した実施の形態 1、 2または 3の IstRXと同様の処理を行う。

[0044] 本実施の形態では、 2ndシステムの 2ndTX力前述した実施の形態 1、 2または 3 の処理に加えて、複数周波数帯域のビーコンを受信し、送信可否判断およびチヤネル選択を行う。

[0045] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。 lstATXl - A, IstBTXl— Bは、それぞれ周波数 f , fで送信する。また、 lstARX2— A, IstB

1 2

RX2— Bは、それぞれ周波数 f , fの信号を受信し、周波数 f , fでビーコン信号を送

1 2 1 2

信する。一方、 2ndTX3cにおいては、周波数 f , fで送信されたビーコン信号を受信

1 2

し、周波数 f， f における IstAシステム， IstBシステムへの影響を推定する。 2ndTX

1 2

3cでは、この推定に基づいて利用可能な周波数を用いて 2ndシステムを構築する。

[0046] たとえば、図 4—1において、 2ndTX3cは、 lstARX2— Aの受信範囲であるが、 1 stBRX2— Bの受信範囲外である。そのため、周波数 f による送信は不可能であると

1

判断し、周波数 f

2による送信が可能であると判断する。

[0047] 図 4— 2は、 2ndTX3cの装置構成例を示す図である。この 2ndTX3cは、受信信号を帯域分割する帯域分割回路 35cを備え、送信制御回路 33cが、送信制御情報に加えて送信周波数情報を出力することを特徴としている。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。ここでは、前述した実施の形態 1、 2または 3と異なる処理についてのみ説明する。

[0048] 帯域分割回路 35cは、受信信号を帯域分割し、複数の周波数で送られてくるビーコン信号を分離する。復調回路 31cでは、帯域分割回路 35cで分割された複数のビーコン信号をそれぞれ復調し、また、複数のビーコン信号を電力検出回路 32cへ出力する。

[0049] 電力検出回路 32cでは、復調回路 31cから受け取った複数のビーコン信号の電力をそれぞれ検出し、ビーコン電力情報を送信制御回路 33cに出力する。送信制御回路 33cでは、複数のビーコン電力情報に基づいて送信制御情報，送信周波数情報を作成し、変調回路 34に出力する。送信制御回路 33cの動作としては、たとえば、最もビーコン電力が低い周波数を送信周波数情報とすることが考えられる。また、利用可能な周波数が複数ある場合は、複数の周波数を用いて通信を行うことが考えられる。

[0050] このように、本実施の形態においては、 2ndシステムの送信局力複数の周波数帯域のビーコン信号を受信可能な構成とし、送信可否判断および周波数選択を行うこととした。これにより、さらに高効率な周波数共用無線システムを実現できる。

[0051] 実施の形態 5.

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。

[0052] 本実施の形態では、 2ndシステムの 2ndTX3dが、前述した実施の形態 1〜4の処理に加えて、さらに、複数回のビーコン信号を受信し、ビーコン信号のピーク電力を検出する。

[0053] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。 1stシステムの lstRX(2, 2a— 1, 2a— 2に相当）から送信されるビーコン信号は、マルチパス環境により、 2ndTX3d近辺においてフェージングゾーンを形成する。このフェージングゾーン内を 2ndTX3dが移動する場合、 2ndTX3dの位置により、 IstRX出力のビーコン信号が変動する。

[0054] 図 5— 2は、 2ndTX3dの移動に伴うビーコン信号の変動を示す図である。 1回目のビーコン信号は、フェージングの落ち込みによりほぼ受信電力が得られていないが、 2, 3回目のビーコン信号は、受信電力が得られている。このような環境では、 IstRX 力も送られてくるビーコン信号が受信できない条件が発生していることがわかる。したがって、本実施の形態では、 2ndTX3dが、複数回のビーコン信号を受信し、ビーコン信号のピーク電力を検出することにより 1 stRXを検知する。

[0055] 図 5— 3は、 2ndTX3dの装置構成例を示す図である。この 2ndTX3dは、電力平均回路 36dを有することを特徴としている。なお、前述した実施の形態 1〜4の 2ndTX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。ここでは、前述した実施の形態 1〜4と異なる処理についてのみ説明する。

[0056] 電力平均回路 36dは、電力検出回路 32で検出されたビーコン電力を平均化する。平均化の手法に関しては、たとえば、複数のビーコン信号のピークを検出する方法や、複数のビーコン信号の移動平均をとる方法等が考えられる。これにより、時間的にビーコン電力が変動する場合であっても、 1stシステムの lstRXの存在を安定して検知することができる。

[0057] このように、本実施の形態においては、 2ndシステムの送信局力複数回のビーコン信号検出処理を行い、その結果を平均化することとした。これにより、時間とともに変動するビーコン信号を受信する場合であっても、ビーコン信号の変動に左右されずに、 2ndシステムの送信局が 1stシステムの受信局を検知できるので、 1stシステムへの干渉を回避することができる。

[0058] 実施の形態 6.

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 lstRX2e - 1, lstRX2e— 2に相当）が存在し、さらに、 lstRX2e— 1と lstRX2e— 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 IstTXl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。

[0059] 本実施の形態では、前述した実施の形態 5の処理にカ卩えて、 1stシステムの各 1st RXが、ビーコン信号送信毎にランダムな位相を用いて送信する機能を有する。

[0060] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。たとえば、 Is tRX2e - l, lstRX2e— 2から送信されるビーコン信号がビートゾーンにおいてほぼ同振幅で到来し、 2つのビーコン信号の位相が逆相となる場合、それらのビーコン信号は打ち消しあい、その地点に 2ndTXlが存在する場合であっても、ビーコン電力の検知ができない場合がある。そこで、本実施の形態では、 lstRX2e— 1, lstRX2 e - 2が、ビーコン信号送信毎にランダムな位相を用いて送信処理を行う。

[0061] 図 6— 2は、 2ndTX3dが受信するビーコン信号の変動を示す図である。 1回目のビーコン信号は、 lstRX2e— 1と lstRX2e— 2との間で逆相となりほぼ受信電力が得られな \ヽ。一方、 2, 3回目のヒ、、ーコン信号【こつ!/ヽて ίま、 lstRX2e- l, lstRX2e— 2 力 Sビーコン信号の初期位相をランダムに送信することによって、位相が逆相となることが回避され、 2ndTX3dにおいて受信電力が得られる。このように、 2ndTXlは、複数回のビーコン信号を受信し、ビーコン信号のピーク電力を検出することによって、 1 stRXを検知する。

[0062] 図 6— 3は、 lstRX2e— 1, lstRX2e— 2の装置構成例を示す図である。これらの 1 stRXは、初期位相付与回路 26eを備え、ビーコン制御回路 23eが、ビーコン情報にカロえて、初期位相情報を出力することを特徴としている。なお、前述した実施の形態 1の IstRX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、本実施の形態では、上記ビーコン制御回路 23eおよび初期位相付与回路 26eを実施の形態 1の IstRXの構成に適用している力これに限らず、実施の形態 2または 3の IstRXの構成に対しても同様に適用可能である。ここでは、前述した実施の形態 1、 2または 3と異なる処理についてのみ説明する。

[0063] ビーコン制御回路 23eは、前述したビーコン情報とともに、初期位相情報を初期位相付与回路 26eに通知する。初期位相情報としては、たとえば、ビーコン送信毎にランダムに変化する初期位相を与えることが考えられる。そして、初期位相付与回路 26 eは、ビーコン制御回路 23eから通知された初期位相情報に基づいて、ビーコン生成回路 24出力の送信信号に対して初期位相を与える。

[0064] このように、本実施の形態においては、 1stシステムの各受信局力それぞれ初期位相がランダムなビーコン信号を送信し、 2ndシステムの送信局力複数回のビーコン信号検出処理を行い、その結果を平均化することとした。これにより、ビートゾーンが生成される場合であっても、ビーコン信号の位相関係に左右されずに、 2ndシステムの送信局が 1stシステムの受信局を検知できるので、 1stシステムへの干渉を回避することができる。

[0065] 実施の形態 7.

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。 IstTXl, lstRX2f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、 lstRX2f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 lstRX2f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

[0066] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。たとえば、 Is tRX2fは、指向性アンテナを備え、図示のように、 IstTXl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。そして、 lstRX2fでは、受信時に実現する指向性パターン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。また、ビーコン信号は、指向性パターンに基づいた電波伝搬を行う。これにより、ビーコン信号は、図 7— 1に示す IstRXビーコンエリアと示す受信範囲を実現する。したがって、図 7— 1において、 2ndTXは、指向性を有する lstRX2fの受信範囲外となり、送信可能となる。

[0067] 図 7— 2は、 lstRX2fの装置構成例を示す図である。この lstRX2fは、アンテナとして指向性アンテナ 27fを有することを特徴としている。なお、前述した実施の形態 1 の IstRX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、本実施の形態では、指向性アンテナ 27fを実施の形態 1の IstRXの構成に適用しているが、これに限らず、実施の形態 2、 3または 6の IstRXの構成に対しても同様に適用可能である。ここでは、前述した実施の形態 1〜6と異なる処理についてのみ説明する。

[0068] たとえば、指向性アンテナ 27fは、アンテナ放射特性に指向性パターンを持たせる機能を備え、この指向性パターンに基づいて受信した信号を復調回路 21に対して出力する。また、ビーコン生成回路 24が指向性アンテナ 27fに送信信号を出力した場合、指向性アンテナ 27fは、受信と同一の指向性パターンに基づいて送信を行う。すなわち、図 7— 2の構成においては、受信時に実現する指向性パターン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。

[0069] また、図 7— 3は、上記図 7— 2とは異なる構成で同等の処理を実現する、 lstRX2f の装置構成例を示す図である。この lstRX2fは、アンテナとして複数のアンテナ 28f と、受信アンテナ制御回路 29fと、送信アンテナ制御回路 30fと、を備えることを特徴としている。

[0070] たとえば、複数のアンテナ 28fは、それぞれのアンテナの受信信号を受信アンテナ制御回路 29fに対して出力する。受信アンテナ制御回路 29fでは、複数のアンテナ 2 8fから受け取った受信信号を信号処理により合成することによって指向性パターンを生成し、合成した受信信号を復調回路 21に対して出力し、さらに、信号処理に用いたアンテナ制御データをビーコン制御回路 23fに対して出力する。

[0071] ビーコン制御回路 23fでは、前述した受信データおよび受信電力情報とともに、受信アンテナ制御回路 29fから受け取ったアンテナ制御データに基づいて、受信時と同一の指向性パターンを実現するアンテナ制御データを送信アンテナ制御回路 30f に対して出力する。送信アンテナ制御回路 30fでは、ビーコン制御回路 23fから受け取ったアンテナ制御データに基づいて、ビーコン生成回路 24出力の送信信号に指向性パターンを作成し、複数のアンテナ 28fに出力する。

[0072] このように、本実施の形態においては、 1stシステムの受信局力指向性パターンを有するアンテナを備え、受信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とした。これにより、 1stシステムの送信局以外の方向の受信範囲を狭く設定することができるので、 2ndシステムを構築できる可能性が高くなる。

[0073] 実施の形態 8.

図 8— 1は、本発明に力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、 f , f は 2n

1 2 dTXが受信するビーコン信号の周波数を示し、 f 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 f におけるビーコン信号の電力を推定する。

[0074] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。前述した実施の形態 1〜7において、 IstRXが送信するビーコン信号の周波数は、 2ndTXの送信周波数と同一であった。本実施の形態においては、 IstRXが送信するビーコン信号の周波数 f (k= l, 2, ···)が、 2ndTXの送信周波数 fと異なる場合について説明 k

する。この場合、 2ndTXは、 IstRXが周波数 f において送信するビーコン信号をもと k

に、 IstTXと 2ndTXが用いる周波数 f における周波数共用を実現する。図 8—1においては、 2つのビーコン信号の周波数 f , fの電力に基づいて、送信周波数 f にお

1 2 けるビーコン信号の電力を推定し、推定ビーコン電力情報を用いて、前述した実施の形態 1〜7と同様の周波数共用無線システムを構築する。

[0075] 図 8— 2は、本実施の形態の 2ndTXの装置構成例を示す図である。この 2ndTXは、 f電力検出回路 32gと、 f電力推定回路 37g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 1〜7の 2ndTX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。ここでは、前述した実施の形態 1〜7と異なる処理についてのみ説明する。また、本実施形態においては、一例として、実施の形態 1の構成に適用する場合について記載するが、同様の構成を用いることにより実施の形態 2〜7においても適用可能である。

[0076] f電力検出回路 32gは、復調回路 31から出力される受信信号に基づいて、周波数 f (k= l, 2, ···)のビーコン信号の電力を検出し、ビーコン電力情報を f電力推定回路 37gへ出力する。 f電力推定回路 37gでは、 f電力検出回路 32gから出力されるビーコン電力情報に基づいて、周波数 f におけるビーコン電力を推定する。たとえば、周波数 f と周波数 fの間に大きな周波数選択性が存在しない場合、周波数 f (k= l,

2, · ··, n)のデータに対して n次補間を用いることによって周波数 ί_χのビーコン電力を一意に推定することができる。以降、送信制御回路 33では、前述した実施の形態と同様の処理で送信制御情報を生成する。

[0077] このように、本実施の形態においては、 1stシステムの受信局のビーコン周波数と、 2ndシステムの送信局の送信周波数が異なる場合にぉ、て、 2ndシステムの送信局力受信したビーコン電力から送信周波数のビーコン電力を推定することとした。これにより、 1stシステムに影響を与えることなく 2ndシステムを構築することができる。

[0078] 実施の形態 9.

図 9— 1は、本発明に力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 IstRX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、てビーコン信号を受信し、 2ndシステムにお、て複数の周波数帯域を用いた送信を行う。 [0079] 一例として、 1stシステムが、直交周波数分割多重（OFDM)方式，マルチキャリア方式を採用する場合を想定する。この場合、 1stシステムの受信局は、サブキャリア毎にビーコン信号を送信する。

[0080] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。たとえば、 Is tRXから送信されるビーコン信号がマルチキャリア信号の場合、 2ndTXでは、帯域分割を行うことによって各周波数帯域におけるビーコン信号を受信する。たとえば、周波数フージングを想定する場合、図 9 1に示すように、 2ndTXが各周波数帯域において受信したビーコン電力に差が生じる。このとき、 2ndTXでは、ビーコン電力の十分小さい複数の周波数帯域を用いた送信が可能となる。

[0081] 図 9 2は、本実施の形態の 2ndTXの装置構成例を示す図である。この 2ndTXは、帯域分割回路 35hおよび帯域合成回路 38hを備え、送信制御回路 33hにより送信周波数情報を出力することを特徴としている。なお、前述した実施の形態 1〜8の 2nd TX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。ここでは、前述した実施の形態 1〜8と異なる処理についてのみ説明する。また、本実施の形態においては、一例として、実施の形態 1の構成に適用する場合について記載するが、同様の構成を用いることにより実施の形態 2〜7においても適用可能である。

[0082] 帯域分割回路 35hは、受信信号を帯域分割し、複数の周波数で受信されるビーコン信号を分離する。たとえば、想定する受信信号が OFDM信号の場合、帯域分割回路 35はフーリエ変換回路 (FFT)により実現できる。

[0083] 送信制御回路 33hは、前述した送信制御情報に加えて、さらに、複数の周波数におけるビーコン電力情報に基づ、て 2ndシステムで利用可能な周波数を算出し、その結果として送信周波数情報を生成する。送信周波数情報は帯域合成回路 38h〖こ出力され、送信制御情報は変調回路 34に出力される。

[0084] 帯域合成回路 38hは、送信制御回路 33hから出力される送信周波数情報に基づいて、変調回路 34により生成される送信信号を帯域合成し、マルチキャリア信号を生成する。想定する変調方式を OFDM信号とする場合、帯域合成回路 38hは逆フーリェ変換回路 (IFFT)により実現できる。

[0085] このように、本実施の形態においては、 2ndシステムで利用可能な周波数のみに信号を送信する送信局を構成することとした。すなわち、 1stシステムがマルチキャリア方式を採用し、 1stシステムの受信局がサブキャリア毎のビーコン信号を送信する場合、 2ndシステムの送信局が、サブキャリア毎のビーコン信号を検出し、利用可能な周波数帯域を検出し、この周波数帯域を用いて信号を送信することとした。これにより、周波数選択性フェージングが発生する場合において、 1stシステムに影響を与えることなく 2ndシステムを構築することができる。

[0086] 実施の形態 10.

図 10— 1は、本発明に力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、 2nd TXで受信したときの IstRX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力 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。

[0087] 一例として、 1stシステムが、広帯域変調方式 (超広帯域無線 (UWB： UltraWideBa nd) ,周波数拡散（SS： Spread Spectrum)方式，周波数ホッピング（FH： FrequencyH opping) ,符号分割多重（CDM : Code Division Multiplexing)方式等）を採用する場合を想定する。この場合、 1stシステムの受信局は、ビーコン信号としてシステムの全帯域にわたるビーコン信号を送信する。

[0088] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。たとえば、 Is tRXから送信されるビーコン信号が広帯域信号の場合、 2ndTXでは、帯域分割を行うことによって各周波数帯域におけるビーコン信号を受信する。そして、各周波数帯域におけるビーコン信号を合成することによって IstRXが受信する全信号電力を算出する。 2ndTXでは、 IstRXが受信する広帯域信号に対して十分狭い帯域で、かつ、 IstRXが受信する全信号電力に比べて十分小さい、信号を送信する。このとき、 2ndTXが送信する狭帯域信号は、 IstRXへの干渉となる可能性がある。しかしながら、この干渉は、 IstRXが受信する全信号電力に比べて十分小さいので、 1stシステムでは、広帯域信号の特徴を利用することによって干渉の影響を回避することができる。

[0089] 図 10— 2は、本実施の形態の 2ndTXの装置構成例を示す図である。この 2ndTX は、電力加算回路 39i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〜 9の 2ndTX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。ここでは、前述した実施の形態 1〜9と異なる処理についてのみ説明する。また、本実施形態においては、一例として、実施の形態 1の構成に適用する場合について記載するが、同様の構成を用いることにより実施の形態 2〜7においても適用可能である。

[0090] 電力加算回路 39iは、電力検出回路 32cから出力される複数の周波数に対応するビーコン電力情報を加算し、送信制御回路 33iへビーコン電力合計情報を出力する。このビーコン電力合計情報は、 1stシステムの IstRXが受信する全信号電力に相当する。

[0091] 送信制御回路 33iは、電力検出回路 32cから得られる複数の周波数に対応するビーコン電力情報に基づ、てビーコン信号の帯域を求め、許容される 2ndシステムの帯域を算出する。また、電力加算回路 39 も得られるビーコン電力合成情報に基づいて、許容される 2ndシステムの送信電力を算出する。そして、得られた情報から送信制御情報を作成し、変調回路 34へ出力する。

[0092] このように、本実施の形態においては、 2ndシステムの送信局が、 1stシステムより十分狭い帯域で、かつ、 1stシステムの受信局が受信する全信号電力に比べて十分小さい、信号を送信することとした。すなわち、 1stシステムが広帯域変調方式を採用し、 1stシステムの受信局が広帯域信号のビーコン信号を送信する場合、 2ndシステムの送信局力ビーコンの全信号電力を検出し、 1stシステムの使用帯域に対して十分狭い帯域で、かつ、検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とした。これにより、 1stシステムが広帯域変調方式を採用する場合において、 1st システムに影響を与えることなく 2ndシステムを構築することができる。

[0093] 実施の形態 11.

図 11— 1は、本発明に力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、 2nd TXで受信したときの IstRX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力 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。 [0094] 一例として、 2ndシステム力広帯域変調方式 (超広帯域無線 (UWB： UltraWideBa nd) ,周波数拡散（SS： Spread Spectrum)方式，周波数ホッピング（FH： FrequencyH opping) ,符号分割多重（CDM : Code Division Multiplexing)方式等）を採用する場合を想定する。

[0095] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。たとえば、 Is tRXから送信されるビーコン信号が狭帯域信号の場合、 2ndTXでは、送信を行う帯域 (広帯域）に対して帯域分割を行い、各周波数帯域におけるビーコン信号を受信する。そして、各周波数帯域に含まれるビーコン信号に基づいて IstRX出力のビーコン信号の帯域を推定する。 2ndTXでは、 IstRXが受信する狭帯域信号（1stシステムにおいて使用する帯域)と比較して十分広い帯域で信号を送信する。このとき、 2 ndTXは、 IstRXが受信する全信号電力に比べて十分小さい信号を送信する。これにより、「2ndTXの全送信電力力 IstRXが受信する全信号電力に比べて十分小さい」という条件を満たさない可能性はある力 IstRXにおいては、 1stシステムで使用する狭帯域のみを受信するため、 2ndシステムからの広帯域信号は干渉とならな、。

[0096] 図 11 2は、本実施の形態の 2ndTXの装置構成例を示す図である。この 2ndTX は、帯域推定回路 40j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〜 10の 2ndTX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。ここでは、前述した実施の形態 1〜： L0と異なる処理についてのみ説明する。また、本実施形態においては、一例として、実施の形態 1の構成に適用する場合について記載するが、同様の構成を用いることにより実施の形態 2〜7においても適用可能である。

[0097] 帯域推定回路 40jは、電力検出回路 32cから出力される複数の周波数に対応するビーコン電力情報に基づいて、 1stシステムのビーコン信号の帯域を推定し、その推定結果としてビーコン帯域情報を送信制御回路 3¾に対して出力する。

[0098] 送信制御回路 3¾は、電力検出回路 32cから得られる複数の周波数に対応するビーコン電力情報に基づいて、利用可能な周波数帯域を推定する。また、帯域推定回路 40jから得られるビーコン帯域情報に基づ、て、 2ndシステムにお、て送信可能な信号帯域と信号電力を算出する。そして、これらの情報に基づいて送信制御情報を作成し、変調回路 34へ出力する。 [0099] このように、本実施の形態においては、 2ndシステムの送信局が、 1stシステムより十分広、帯域で、 1stシステムの受信局に干渉を与えな、信号を送信することとした。すなわち、 2ndシステムが広帯域変調方式を採用する場合、 2ndシステムの送信局力広帯域にわたってビーコン信号を検出し、 1stシステムのビーコン信号の帯域を推定し、 1stシステムの使用帯域に対して十分広い帯域の信号を送信することとした。これにより、 1stシステムが狭帯域変調方式を採用する場合において、 1stシステムに影響を与えることなく 2ndシステムを構築することができる。

[0100] 実施の形態 12.

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。 lstRX2k- l, lstRX2k—2は、ビーコン送信機能を保有しない 1 st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 Is t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。

[0101] 一例として、 1stシステムが、テレビ放送等の放送系のシステムである場合を想定する。その場合、 lstRX2k- l, lstRX2k— 2は、各家庭にあるテレビ等に相当し、ビーコン送信機能を保有しないことが予想される。このような場合には、たとえば、ビーコン送信機能を保有する 1 stビーコン局 15— 1 , 1 stビーコン局 15— 2を別途設置する。

[0102] ここで、本実施の形態の周波数共用無線システムの動作を説明する。たとえば、 Is tRX2k- l, lstRX2k—2は、 IstTXlの信号を受信する機能はある力それに対応するビーコン信号の送信機能を持っていない。一方、 1stビーコン局 15— 1, 1stビ一コン局 15— 2は、 IstTXlの信号を受信し、それに対応するビーコン信号を送信する機能を持っている。このようなビーコン送信機能を保有する受信局は、一例として、 IstTXエリアのエリア端，ビーコン送信機能を保有しない受信局の近辺， IstTX エリア内ランダム位置、等に設置することが考えられる。

[0103] 上記から、 2ndTXでは、ビーコン送信機能を保有しない lstRX2k— 1, lstRX2k 2について検知することができない。しかしながら、ビーコン送信機能を保有する Is tビーコン局 15— 1, 1stビーコン局 15— 2の検知は可能であることから、たとえば、 Is tビーコン局をある一定の割合で分布させることにより、周波数共有システムが実現可能となる。

[0104] なお、図 12— 2は、 lstRX2k— 1, lstRX2k— 2の装置構成例を示す図であり、本実施の形態の IstRXは、受信処理としては復調回路 21だけが必要となり、電力検出回路，ビーコン制御回路，ビーコン生成回路等の回路を必要としない。また、 1stビーコン局 15— 1, 1stビーコン局 15— 2は、前述した図 1—4と同様に構成される。

[0105] このように、本実施の形態においては、たとえば、 1stシステムにおいて、ビーコン送信機能を保有しな!ヽ受信局が存在する場合であっても、ビーコン送信機能を保有する受信局を IstTXエリア内にある一定の割合で分布させることとした。これにより、 1st システムに影響を与えることなく 2ndシステムの構築を実現した周波数共用無線システムを提供することができる。

産業上の利用可能性

[0106] 以上のように、本発明にかかる周波数共用方法は、周波数資源の有効利用を図る周波数共用無線システムに有用であり、特に、既存のシステムへの干渉を回避しながら新規のシステムを構築する周波数共用無線システムに適して!/ヽる。

Claims

請求の範囲

[1] 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。

[2] 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力当該既存システムの送信局力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。

[3] 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。

[4] 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。

[5] 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。

[6] 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力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。

[7] 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。

[8] 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

[9] 前記既存システムの受信局力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。

[10] 前記既存システムの受信局力送信されるビーコン信号が所定の広帯域信号の場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力ゝ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。

[11] 前記既存システムの受信局カゝ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!、帯域でかつビーコン信号の電力に比べて十分小さ!/、、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。

[12] 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。

[13] 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カゝ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。

[14] 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力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。

[15] 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。

[16] 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。

[17] 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。

[18] 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 1§ Jにお、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 Vヽ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。

[19] 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。

[20] 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。

[21] 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、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。

[22] 前記既存システムの受信局力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 V、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。

[23] 前記既存システムの受信局力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。

[24] 前記既存システムの受信局カゝ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 1、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。