WO2012056828A1 - 通信制御装置、通信制御方法、通信装置、通信方法及び通信システム - Google Patents

通信制御装置、通信制御方法、通信装置、通信方法及び通信システム Download PDF

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WO2012056828A1
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communication
transmission power
power allocation
unit
secondary system
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亮太 木村
亮 澤井
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ソニー株式会社
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    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/541—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication control device, a communication control method, a communication device, a communication method, and a communication system.
  • the secondary use of the frequency means that another system secondary uses a part or all of the frequency channel preferentially assigned to a certain system.
  • a system to which a frequency channel is preferentially assigned is called a primary system, and a system that secondary uses the frequency channel is called a secondary system.
  • TV white space is an example of a frequency channel for which secondary use is being discussed (see Non-Patent Documents 1 and 2).
  • the TV white space refers to a channel that is not used by the TV broadcast system according to the region among frequency channels assigned to the TV broadcast system as the primary system. By opening up this TV white space to the secondary system, efficient use of frequency resources can be realized.
  • Standards for the physical layer (PHY) and MAC layer for enabling secondary use of TV white space include, for example, IEEE 802.22, IEEE 802.11af, and ECMA (European Computer Manufacturer Association) -392 (CogNea). , See Non-Patent Document 3 below).
  • Patent Document 1 calculates the path loss to the receiving device of the primary system and the separation frequency width between frequency channels in the base station of the secondary system, and the maximum transmission power of the secondary system based on the calculation result
  • communication is performed with one or more secondary communication nodes that operate a secondary system using at least one of a frequency channel assigned to the primary system and a frequency channel near the frequency channel.
  • the determination unit for determining the upper limit number of secondary systems or secondary communication nodes to which transmission power is to be allocated, the determined upper limit number and the allowable interference amount of the primary system,
  • a communication control device including a power allocation unit that allocates transmission power to each secondary system or each secondary communication node of each secondary system.
  • the determination unit may determine the upper limit number based on communication quality requirements of each secondary system.
  • the determination unit determines the upper limit number by evaluating a difference between an interference amount to the primary system estimated from a communication quality requirement of each secondary system and an allowable interference amount of the primary system. May be.
  • the power allocating unit when a plurality of frequency channels are used by one or more secondary systems, the total amount of interference to the primary system due to the secondary use of the plurality of frequency channels is Transmission power may be allocated to each secondary system or each secondary communication node of each secondary system so as not to exceed the allowable interference amount of the primary system.
  • the determination unit determines a first upper limit number for the frequency channel allocated to the primary system and a second upper limit number for another frequency channel, and the power allocation unit determines the first upper limit number. Transmission power may be allocated to each secondary system or each secondary communication node of each secondary system using the upper limit number and the second upper limit number.
  • the power allocating unit tentatively allocates transmission power to the secondary system that uses the frequency channel for each frequency channel used by the secondary system, and then, based on the temporarily allocated transmission power.
  • the transmission power may be redistributed between secondary systems that use different frequency channels.
  • the power allocation unit distributes or redistributes transmission power between the secondary systems, and then compares the allowable interference amount with the interference amount at the point where the total sum of interference amounts in the primary system service area is the highest. Based on this, the transmission power to be allocated to each secondary system may be modified.
  • the communication unit receives priority information defining priority for the secondary system from another device, and the power allocation unit is provisionally allocated to the secondary system having a higher priority. After the transmission power is allocated based on the transmission power, the transmission power may be redistributed to the remaining secondary systems.
  • the communication unit receives priority information defining priority for the secondary system from another device, and the power allocation unit uses each of the secondary systems or the weights according to the priority. You may weight the transmission power allocated to each secondary communication node of each secondary system.
  • the power allocation unit may request the secondary system having a surplus transmission power among the existing secondary systems to reduce the transmission power when a new secondary system is started to operate.
  • the determination unit may determine the position of the reference point of the primary system when estimating the amount of interference with the primary system using information received from the data server of the primary system.
  • the power allocation unit determines transmission power allocation based on the allowable interference amount of the primary system and a path loss according to a distance between the primary system and each secondary system, and the primary power
  • the distance between the system and each secondary system may be the shortest distance from the location of each secondary system to the perimeter of the service area of the primary system or the node of the primary system.
  • the power allocation unit determines transmission power allocation based on the allowable interference amount of the primary system and a path loss according to a distance between the primary system and each secondary system, and the primary power
  • the distance between the system and each secondary system may be a distance from the location of each secondary system to a specific point on or within the outer periphery of the service area of the primary system.
  • the power allocation unit may ignore the secondary system in which the distance to the primary system or the path loss corresponding to the distance exceeds a predetermined threshold in the calculation of the transmission power allocation.
  • the threshold value may be set for each frequency channel.
  • the power allocation unit may notify the secondary communication node of the power allocation result in response to a request from the secondary communication node received by the communication unit.
  • the power allocation unit may notify the secondary communication node of the power allocation result without depending on a request from the secondary communication node.
  • the power allocation unit includes a margin for reducing the risk of interference when allocating transmission power
  • the communication control device includes the number of secondary systems or the number of secondary communication nodes in operation for each frequency channel, or A margin setting unit that sets the margin based on the maximum number of secondary systems or secondary communication nodes that can be operated may be further provided.
  • the margin setting unit may set the margin for each frequency channel so that the margin of the frequency channel at the center of the band is relatively larger than the margin of the frequency channel at the end.
  • a communication control method using a communication control apparatus that communicates between, determining an upper limit number of secondary systems or secondary communication nodes to which transmission power is to be assigned, and determining the upper limit number and the above Assigning transmission power to each secondary system or each secondary communication node of each secondary system based on the allowable interference amount of the primary system.
  • a communication device that operates a secondary system using at least one of a frequency channel assigned to the primary system and a frequency channel in the vicinity of the frequency channel. Control for allocating transmission power to each secondary system or each secondary communication node of each secondary system based on the upper limit number of secondary systems or secondary communication nodes to be subject to and the allowable interference amount of the primary system Based on the transmission power allocation result received by the communication unit that receives the transmission power allocation result from the device and the communication unit, the transmission power for communication with other secondary communication nodes is limited. And a communication device including a control unit.
  • a communication method by a communication apparatus that operates a secondary system using at least one of a frequency channel assigned to the primary system and a frequency channel near the frequency channel. Based on the upper limit number of secondary systems or secondary communication nodes to which power is allocated and the allowable interference amount of the primary system, transmission power is transmitted to each secondary communication node of each secondary system or each secondary system. Receiving a transmission power allocation result from the communication control device to be allocated, and limiting transmission power for communication with another secondary communication node based on the transmission power allocation result. A communication method is provided.
  • one or more secondary communication nodes that operate the secondary system using at least one of a frequency channel assigned to the primary system and a frequency channel in the vicinity of the frequency channel;
  • a communication control device that controls communication by the one or more secondary communication nodes, wherein the communication control device communicates with the one or more secondary communication nodes;
  • a determination unit for determining an upper limit number of secondary systems or secondary communication nodes to which transmission power is to be allocated, and each secondary system based on the determined upper limit number and the allowable interference amount of the primary system.
  • a power allocation unit that allocates transmission power to each secondary communication node of each secondary system, and each of the one or more secondary communication nodes transmits transmission power from the communication control device.
  • a communication unit that receives the allocation result of the transmission, and a control unit that limits transmission power for communication with another secondary communication node based on the received transmission power allocation result.
  • the communication control device As described above, according to the communication control device, the communication control method, the communication device, the communication method, and the communication system according to the technology according to the present disclosure, there are a plurality of secondary systems in the secondary usage of the frequency band. In addition, it is possible to avoid fatal interference on the primary system.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining interference received by a node of the primary system when the frequency is secondarily used.
  • a primary transmitting station 10 that provides a service for a primary system and a primary receiving station 20 that is located within a boundary 12 of a service area of the primary system are shown.
  • the primary transmitting station 10 may be, for example, a TV broadcasting station, or a wireless base station or relay station of a cellular communication system.
  • the primary receiving station 20 is a receiver having a TV broadcasting receiving antenna and a tuner.
  • the primary transmitting station 10 is a wireless base station of a cellular communication system
  • the primary receiving station 20 is a wireless terminal that operates according to the cellular communication system.
  • the channel F ⁇ b> 1 is assigned to the primary transmission station 10.
  • the primary transmitting station 10 can provide a TV broadcast service, a wireless communication service, or some other wireless service (hereinafter referred to as a primary service) by transmitting a wireless signal on the channel F1.
  • FIG. 1 further shows a plurality of secondary system communication nodes (hereinafter referred to as secondary communication nodes) 200a, 200b, 200c, and 200d.
  • Each secondary communication node operates the secondary system using the channel F1 assigned to the primary system or the nearby channel F2 or F3.
  • the secondary communication node 200a located outside the guard area between the boundary 12 and the boundary 14 uses the channel F1.
  • Secondary communication nodes 200b and 200c located inside the guard area use channels F2 and F3 in the vicinity of channel F1, respectively.
  • the secondary communication node 200d located outside the guard area uses the channel F2.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for describing intra-channel (in-band) interference and inter-channel interference.
  • the channel F1 is a usage channel of the primary system.
  • the secondary communication node 200a in FIG. 1 secondary uses the channel F1, interference within the same channel may occur.
  • Channel F2 is a channel adjacent to channel F1.
  • the channel F3 is a channel adjacent to the channel F2.
  • a guard band is provided between the channel F1 and the channel F2 and between the channel F2 and the channel F3.
  • the primary system is not subject to interference when other systems utilize these channels F2 and F3.
  • non-negligible interference from nearby channels may occur due to out-of-band radiation.
  • each secondary communication node shown in FIG. 1 suppresses interference given to the primary system by controlling its own transmission power in a one-to-one relationship with the primary system. I can.
  • multiple secondary systems are operated by multiple secondary communication nodes, there is a risk that the primary system will receive fatal interference as a result of the accumulation of interference caused by individual secondary systems.
  • Exists. Existing methods have not yet been able to sufficiently control these risks and ensure safe operation of the primary system.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a configuration of the communication system 1 according to the embodiment.
  • the communication system 1 includes a primary transmission station 10, a data server 30, a communication control device 100, and secondary communication nodes 200a and 200b.
  • the secondary communication nodes 200a and 200b are shown as the secondary communication nodes, but more secondary communication nodes may actually exist.
  • the secondary communication nodes 200a and 200b and other secondary communication nodes
  • the data server 30 is a server device having a database that stores data relating to secondary usage.
  • the data server 30 receives access from the secondary communication node 200 and provides the secondary communication node 200 with data representing a channel that can be used secondaryly, the location data of the transmission station 10 of the primary system, and the like. Further, the secondary communication node 200 registers information related to the secondary system in the data server 30 when starting secondary usage. Communication between the data server 30 and the secondary communication node 200 may be performed via an arbitrary network such as the Internet, for example. For an example of the specification of such a data server, refer to Non-Patent Document 1 describing secondary use of TV white space.
  • the communication control apparatus 100 adjusts the transmission power used by each secondary communication node 200 so that interference caused by operation of a plurality of secondary systems does not have a fatal effect on the primary system.
  • the communication control apparatus 100 can access the data server 30 via a network such as the Internet, and acquires data used for adjustment of transmission power from the data server 30.
  • Communication control device 100 is also communicably connected to each secondary communication node 200. And the communication control apparatus 100 adjusts the transmission power of a some secondary system according to the request
  • the communication control device 100 may be mounted on the same physical device as the data server 30 or any secondary communication node 200 without being limited to the example of FIG.
  • FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an example of a schematic flow of an interference control process executed in the communication system 1.
  • the secondary communication node 200 registers information related to the secondary system in the data server 30 when starting secondary usage (step S10).
  • the information registered here may include, for example, the ID, class, and position data of the device that starts secondary use.
  • the data server 30 obtains information for the configuration of the secondary system such as a list of channel numbers of frequency channels that can be used secondaryly, allowable maximum transmission power, and spectrum mask. , Notify the secondary communication node 200. It should be noted that the period of access to the data server 30 by the secondary communication node 200 may be determined based on the provisions of laws relating to frequency usage regulations.
  • the access cycle to the data server 30 may be set to a longer cycle (for example, an integral multiple of a prescribed cycle). Further, the access period may be dynamically set according to the number of active nodes (for example, when the number of nodes is small, the period may be set longer because the risk of interference is low). The access cycle may be instructed to the secondary communication node 200 by the data server 30 at the time of initial registration of information related to the secondary system, for example.
  • the communication control device 100 periodically receives information related to the primary system from the data server 30, and updates the information stored in the own device using the received information (step S11).
  • Information received here includes position data of the transmitting station 10 of the primary system, antenna height, guard area width, frequency channel channel number list, allowable interference amount of the primary system, and interference calculation described later. Reference point position data, registered secondary communication node 200 ID list and other parameters (eg, Adjacent Channel Leakage Ratio (ACLR), fading margin, shadowing margin, protection ratio, ACS ( Adjacent Channel Selection) etc.).
  • the communication control apparatus 100 may receive all or part of the information related to the primary system (for example, a list of channel numbers) indirectly from the secondary communication node 200.
  • the communication control apparatus 100 receives parameters used for setting the allocation margin from the data server 30. May be.
  • the parameters used to set the allocation margin may include, for example, the number of active secondary systems or secondary communication nodes for each channel, or a representative value thereof (such as a maximum value between channels).
  • the secondary communication node 200 configures the secondary system based on the information notified from the data server 30 (step S12). For example, the secondary communication node 200 selects one or a plurality of channels from the secondary available frequency channels, and transmits a beacon around its own device on the selected channels. Then, the secondary communication node 200 establishes communication with the device that responds to the beacon.
  • a request for interference control is transmitted from the secondary communication node 200 to the communication control apparatus 100 or from the communication control apparatus 100 to the secondary communication node 200 (step S13).
  • the request for interference control may be transmitted from the secondary communication node 200 when the secondary communication node 200 detects a radio signal from a secondary system different from the secondary system operated by the secondary communication node 200, for example.
  • the request for interference control may be actively transmitted from the communication control apparatus 100 to each secondary communication node 200, for example.
  • a request for interference control may be transmitted before the configuration of the secondary system in step S12.
  • step S14 When a response to the interference control request is returned, mutual authentication and application level information exchange are performed between the communication control device 100 and the secondary communication node 200 (step S14). Further, information related to the secondary system is transmitted from the secondary communication node 200 to the communication control apparatus 100 (step S15).
  • the information transmitted here includes, for example, the ID, class, location data of the secondary communication node 200, the channel number of the frequency channel (utilization channel) selected by the secondary communication node 200, and communication quality requirements (QoS (Quality of service) requirements), priority information, communication history, and the like.
  • QoS Quality of service
  • the communication control device 100 executes a power adjustment process based on the information acquired from the data server 30 and the secondary communication node 200 (step S16).
  • the power adjustment processing by the communication control device 100 here will be described in detail later.
  • the communication control apparatus 100 notifies the secondary communication node 200 of the result of power allocation, and requests reconfiguration of the secondary system (step S17).
  • the secondary communication node 200 reconfigures the secondary system based on the result of power allocation notified from the communication control device 100 (step S18).
  • the secondary communication node 200 reports the result of the reconfiguration to the communication control device 100 (step S19).
  • the communication control apparatus 100 updates the information regarding the secondary system which the self apparatus has memorize
  • the power adjustment process by the communication control apparatus 100 in step S16 may be a process based on an interference control model described below, for example.
  • this interference control model can also cope with the decibel value expression by converting the mathematical expression.
  • a reference point (reference point) for interference calculation is i
  • a frequency channel assigned to the primary system is f j
  • an acceptable interference amount of the primary system is I acceptable (i, f j ).
  • a single secondary system k that secondary uses the channel f j is located on the outer periphery of the guard area.
  • the maximum transmission power P max (f j , k) of the secondary system, the path loss L (i, f j , k) for the minimum separation distance (guard area width), and the allowable interference amount I acceptable i, The following relational expression holds during f j ).
  • the position of the reference point can be determined based on information received from the data server 30 by the communication control device 100 in step S11 of FIG.
  • position data for example, latitude and longitude
  • the communication control apparatus 100 uses the position data of the primary system received from the data server 30, the position data of the service area or the guard area, and the position data received from each of the secondary communication nodes 200. May be determined dynamically.
  • Equation (2) represents the sum of the interference amounts caused by the secondary system that secondary uses the same channel as the channel f j allocated to the primary system.
  • M j is the number of secondary systems that secondary use the same channel
  • P (f j , k) is the k-th secondary system (or the secondary communication node that is the master that manages the secondary system, or the master
  • L (i, f j , k) is the path loss between the kth secondary system and the reference point i of the primary system
  • G (f j , k) is a gain component.
  • the second term represents the total amount of interference caused by a secondary system that secondary uses a nearby channel different from channel f j .
  • O j is the number of neighboring channels
  • jj is the index of neighboring channels
  • N jj is the number of secondary systems that secondary use neighboring channels
  • kk is the index of secondary systems that secondary use neighboring channels
  • H (f j , F jj , kk) is the loss component for the secondary system kk from the neighboring channel f jj to the channel f j .
  • M j and N jj may be the number of active secondary systems (or secondary communication nodes).
  • the gain component G in Equation (2) can be determined mainly based on the factors shown in Table 1 below.
  • the following concept can be applied to the protection ratio PR in Table 1. That is, the allowable amount of interference from the secondary system to the secondary use of the channel f CR to the primary system utilizing a channel f BS and I Acceptable. Also, let the required received power of the primary system be P req (f BS ). The following formula is established between these parameters.
  • the loss component H in Equation (2) depends on, for example, the selectivity and leakage ratio of neighboring channels. For details of these gain and loss components, for example, “Technical and operational requirements for the possible operation of cognitive radio systems in the" white spaces “of the frequency band 470-790 MHz” (ECC Report 159, 2010) Please refer.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the communication control apparatus 100 according to the present embodiment.
  • the communication control apparatus 100 includes a communication unit 110, a data acquisition unit 120, a storage unit 130, an upper limit number determination unit 140, and a power allocation unit 150.
  • the communication unit 110 operates as a communication interface for communication between the data server 30 and the secondary communication node 200 by the communication control device 100.
  • Communication between the communication control apparatus 100 and the data server 30 and the secondary communication node 200 may be realized by any of wired communication, wireless communication, or a combination thereof.
  • the data acquisition unit 120 acquires, from the data server 30 and the secondary communication node 200, various data used by the communication control apparatus 100 for adjusting the transmission power among the plurality of secondary systems. For example, the data acquisition unit 120 receives information related to the primary system from the data server 30. For example, the data acquisition unit 120 receives information on the secondary system from the secondary communication node 200. Then, the data acquisition unit 120 causes the storage unit 130 to store the acquired data.
  • the storage unit 130 stores a program and data used for adjusting transmission power using a storage medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the storage unit 130 stores information defined in advance by a protocol, regulation, and the like, and the above-described information acquired by the data acquisition unit 120. Data stored in the storage unit 130 is output to each unit during processing by the upper limit number determination unit 140 and the power allocation unit 150. Further, the storage unit 130 stores the result of power allocation by the power allocation unit 150.
  • the upper limit number determination unit 140 determines the upper limit number of transmission power allocation targets.
  • the number of transmission power allocation targets may be counted as the number of secondary systems, or may be counted as the number of secondary communication nodes participating in the secondary system. For example, when communication is multiplexed in a time division manner in the secondary system, there is one secondary communication node that transmits a radio signal in one secondary system at a certain timing. Therefore, in that case, the number of secondary systems and the number of secondary communication nodes need not be distinguished.
  • the upper limit number determined by the upper limit number determination unit 140 can be used by the power allocation unit 150 described later as the number of secondary systems M j and N jj on the right side of the above-described equation (2).
  • the upper limit number determination unit 140 determines the upper limit number of transmission power allocation targets based on, for example, the communication quality requirements of each secondary system. More specifically, for example, the upper limit number determination unit 140 estimates the amount of interference with the primary system when transmission power that satisfies the communication quality requirements of each secondary system is assigned to the secondary system. Next, the upper limit number determination unit 140 evaluates a difference between the estimated interference amount and the allowable interference amount of the primary system. Then, upper limit number determination section 140 determines the maximum number of secondary systems in a range not exceeding the allowable interference amount of the primary system as the upper limit number of transmission power allocation targets. An example of processing by the upper limit number determination unit 140 will be described more specifically later.
  • the power allocation unit 150 allocates transmission power to each secondary system or each secondary communication node of each secondary system based on the upper limit number determined by the upper limit number determination unit 140 and the allowable interference amount of the primary system. In this case, when a plurality of frequency channels are used by one or more secondary systems (for example, the situation as shown in FIG. 1), the power allocation unit 150 may use the primary system resulting from the use of the plurality of frequency channels. The transmission power is distributed between the secondary systems so that the total sum of the interference amounts does not exceed the allowable interference amount of the primary system (I acceptable (i, f j ) in equation (1)). An example of processing by the power allocation unit 150 will be described in more detail later.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an outline of the flow of the power adjustment process in step S16 of FIG.
  • the power adjustment process by the communication control apparatus 100 is divided into three stages.
  • the first stage is an upper limit number determination process (step S110) by the upper limit number determination unit 140.
  • the second stage is selection of a secondary system to be allocated power (step S130).
  • the third stage is power allocation processing (step S140) by the power allocation unit 150.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the upper limit number determination process performed by the upper limit number determination unit 140.
  • the upper limit number determination unit 140 acquires information about the primary system provided from the data server 30 from the storage unit 130 (step S111).
  • the information acquired here includes data on the allowable interference amount of the primary system and the position of the boundary between the service area and the guard area of the primary system.
  • the upper limit number determination unit 140 acquires information on the secondary system collected from the secondary communication node 200 from the storage unit 130 (step S112).
  • the information acquired here includes information on communication quality requirements for each secondary system and location data of the secondary communication node 200.
  • the information related to the communication quality requirement may include, for example, a minimum required SNR (Signal-to-Noise Ratio) or SINR (Signal-to-Interference and Noise Ratio), or required transmission power.
  • the upper limit number determination unit 140 determines provisional transmission power corresponding to the required communication quality for each secondary system (step S113).
  • the provisional transmission power corresponding to the required communication quality may be, for example, the minimum transmission power required to satisfy the required minimum SIR. Instead, the provisional transmission power corresponding to the required communication quality may be the requested transmission power.
  • a fixed maximum transmission power is defined for each authentication class of a device. Therefore, the upper limit number determination unit 140 determines the maximum transmission power defined for the authentication class of the secondary communication node 200 instead of determining provisional transmission power according to the required communication quality as in the example of FIG. May be determined as provisional transmission power.
  • the upper limit number determination unit 140 determines a path loss for each secondary system according to the position of the secondary communication node 200 (step S114).
  • the method of calculating the path loss may be a method using a propagation curve described in the following document 1 or document 2, for example.
  • Reference 1 “BPR-10: Application Procedures and Rules for Digital Television (DTV) Undertakings” (Industry Canada, BPR-10, Issue 1, August 2010)
  • Reference 2 “Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 3 000 MHz” (Recommendation ITU-R P.1546-4, October 2009)
  • a reference table representing the propagation curve is stored in advance by the storage unit 130.
  • the upper limit number determination unit 140 determines a path loss corresponding to the distance between the secondary communication node 200 and the reference point of the primary system by referring to the propagation curve. Note that the upper limit number determination unit 140 is not the position of the secondary communication node 200 but the position of the node closest to the reference point among the slave nodes of the secondary system operated by the secondary communication node 200 to the reference point. Depending on the distance, the path loss may be determined. In addition, in the calculation, only slave nodes estimated to have an interference level higher than that of the secondary communication node 200 from parameters such as antenna height or antenna gain of each node may be considered.
  • the upper limit number determination unit 140 calculates an estimated interference amount expected to be given to the primary system by obtaining a product of provisional transmission power and path loss for each secondary system (step S115). .
  • the upper limit number determination unit 140 initializes a variable t for storing the number of secondary systems to 1 (step S116).
  • the upper limit number determination unit 140 selects t secondary systems (step S117).
  • the selection of the secondary system here may be performed in accordance with an arbitrary criterion such as, for example, the time order of starting operation of the secondary system, the priority order, or the random method.
  • the upper limit number determination unit 140 calculates the total sum of the estimated interference amounts of the selected t secondary systems (step S118).
  • the upper limit number determination unit 140 determines whether or not the calculated sum of the estimated interference amounts is larger than the allowable interference amount of the primary system (step S119). Here, if the total sum of the estimated interference amounts is not larger than the allowable interference amount of the primary system, t + 1 is substituted for t (that is, t is incremented) in step S120, and the process returns to step S117. On the other hand, if the sum of the estimated interference amounts is larger than the allowable interference amount of the primary system, the process proceeds to step S121.
  • the upper limit number determination unit 140 determines the upper limit number of power allocation targets for each frequency channel based on the use channels of the t ⁇ 1 secondary systems (step S121). For example, if the usage channel of t 1 secondary system among t ⁇ 1 secondary systems is equal to the frequency channel allocated to the primary system, the upper limit number determination unit 140 sets the upper limit number for the same channel to t. 1 is determined. Similarly, upper limit number determination section 140 also determines upper limit numbers for other frequency channels.
  • the upper limit number determination unit 140 may select a plurality of combinations of t secondary systems when selecting a secondary system in step S117. In that case, the process branch of step S119 can transit to step S121 when, for example, the total sum of the estimated interference amounts is larger than the allowable interference amount of the primary system for any selected combination.
  • the upper limit number of power allocation targets determined by the upper limit number determination unit 140 is the upper limit number of secondary systems or secondary communication nodes that are allowed to perform secondary usage at the same time.
  • “Simultaneous” in this case may be “simultaneous” in a broad sense including a deviation within a certain time range, instead of “simultaneous” in a narrow sense that strictly indicates the same time point on the time axis.
  • FIG. 8 shows an example of the simultaneous usage number in the narrow sense and the simultaneous usage number in the broad sense. In the example of FIG. 8, the number of simultaneous uses in a narrow sense does not exceed 3 at any point in time.
  • the number of simultaneous use in a broad sense is 4 in the first section T1, 5 in the second section T2, 2 in the third section T3, and 4 in the fourth section T4.
  • the power allocation unit 150 transmits transmission power among secondary systems operated by the secondary communication node 200 registered in the data server 30.
  • a secondary system to be assigned is selected (step S130).
  • the secondary system to which transmission power is to be allocated is the number of secondary systems that do not exceed the upper limit number determined in the first stage among secondary systems that may cause a non-negligible level of interference to the primary system. The next system.
  • the power allocating unit 150 changes to the secondary system operated by the secondary communication node 200. It is determined that the resulting interference can be ignored.
  • the secondary system determined to be able to ignore the interference is excluded from the transmission power allocation target.
  • the threshold for determining whether interference can be ignored may be a common threshold for all frequency channels, or may be a different threshold for each frequency channel. Further, instead of the threshold related to the distance, a threshold related to the path loss according to the distance may be used.
  • FIG. 9A shows a threshold D1 common to all frequency channels regarding the distance from the boundary 12 of the service area of the primary system.
  • the positions of the five secondary communication nodes 200 are also shown in a simplified manner.
  • the first, third, and fourth secondary communication nodes 200 are separated from the service area boundary 12 of the primary system outside the threshold D1. No. Accordingly, the first, third, and fourth secondary communication nodes 200 can be transmission power allocation targets by the power allocation unit 150.
  • the distance which should be compared with the threshold value D1 may be considered as zero.
  • the distance between the second and fifth secondary communication nodes 200 and the boundary 12 exceeds the threshold value D1. Therefore, the interference given to the primary system by the radio signals transmitted from the second and fifth secondary communication nodes 200 is negligible, and the second and fifth secondary communication nodes 200 are determined by the power allocation unit 150. Excluded from transmission power allocation.
  • FIG. 9B shows two threshold values D2 and D3 for the distance from the boundary 12.
  • the threshold D2 is a threshold applied to the secondary system that secondary uses the same channel (channel F1 in the example of FIG. 9B) as the frequency channel assigned to the primary system.
  • the threshold value D3 is a threshold value applied to a secondary system that secondary uses a frequency channel different from the channel F1.
  • the second and fifth secondary communication nodes 200 secondary use the channel F1.
  • the second secondary communication node 200 is not separated from the boundary 12 outside the threshold D2.
  • the distance between the fifth secondary communication node 200 and the boundary 12 exceeds the threshold D2.
  • the fifth secondary communication node 200 is excluded from transmission power allocation targets by the power allocation unit 150.
  • the first, third, and fourth secondary communication nodes 200 secondary use the channel F2.
  • the first and fourth secondary communication nodes 200 are not separated beyond the threshold value D3 from the boundary 12 to the outside.
  • the distance between the third secondary communication node 200 and the boundary 12 exceeds the threshold value D3. Therefore, the third secondary communication node 200 is excluded from transmission power allocation targets by the power allocation unit 150.
  • the threshold D2 can be set larger than the threshold D3 because interference from the same channel is usually more serious than interference from neighboring channels.
  • the power allocation unit 150 compares the number of secondary systems that remain without being excluded with the upper limit number determined by the upper limit number determination unit 140. Then, when the number of secondary systems exceeds the upper limit number, the power allocation unit 150 determines to reject allocation of transmission power to the number of secondary systems corresponding to the difference. For example, the power allocation unit 150 may determine a secondary system that rejects transmission power allocation based on the priority of the secondary system, communication history, or communication quality requirements. Here, the secondary communication node 200 of the secondary system to which transmission power allocation is rejected can wait until transmission power is allocated again. Then, the power allocation unit 150 performs a power allocation process described below for a secondary system that is equal to or less than the upper limit number determined by the upper limit number determination unit 140.
  • FIG. 10A is a flowchart illustrating a first example of the flow of power allocation processing by the power allocation unit 150.
  • the power allocation unit 150 tentatively allocates transmission power to a secondary system that secondary uses the frequency channel for each frequency channel, and then temporarily considers the influence between different frequency channels. Reallocate the transmission power that is allocated in a distributed manner. Then, the power allocation unit 150 corrects the transmission power after distribution or redistribution so as to satisfy Expression (2) in the above-described interference control model.
  • the power allocation unit 150 acquires information on the primary system provided from the data server 30 from the storage unit 130 (step S141). Further, the power allocation unit 150 acquires information on the secondary system collected from the secondary communication node 200 from the storage unit 130 (step S142). Next, the power allocation unit 150 repeats the process of step S143 for each frequency channel used by the secondary system.
  • step S143 the power allocation unit 150 tentatively allocates transmission power between secondary systems using a certain channel of interest (step S143).
  • the provisional distribution of transmission power may be performed, for example, according to any of the three types of methods described below: a fixed margin method, an equal method, and an unequal method.
  • the first method is a fixed margin method.
  • the transmission power distributed to each secondary system is easily calculated using a distribution margin MI (and safety margin SM) that is fixedly set in advance. In this case, the calculation cost for transmission power distribution is reduced.
  • the transmission power P (f j , k) provisionally distributed to the k-th secondary system using the frequency channel f j is derived by the following equation.
  • the second method is a uniform method.
  • the transmission power distributed to each secondary system is equal to each other. That is, transmission power is distributed fairly to a plurality of secondary systems.
  • the transmission power P (f j , k) provisionally distributed to the k-th secondary system using the frequency channel f j is derived by the following equation.
  • the third method is an unequal method.
  • more transmission power is allocated to the secondary system having a larger distance from the primary system. Thereby, the opportunity of secondary use can be further increased as a whole.
  • the transmission power P (f j , k) provisionally distributed to the k-th secondary system using the frequency channel f j is derived by the following equation.
  • the equal method and the unequal method may be combined with an interference margin reduction method described below.
  • the interference margin reduction method is a method of adding a safety margin SM for reducing the risk of interference, and can be used in combination with the above-described equal method or non-uniform method.
  • the transmission power P (f j , k) is derived from the following equation (8) for the combination with the equal method and the following equation (9) for the combination with the unequal method.
  • SM represents a safety margin set in advance or notified from the secondary communication node 200.
  • each method described above may be combined with a weighted distribution method described below.
  • the weighting distribution method is a method of weighting transmission power distribution according to the priority of each secondary system.
  • the transmission power P (f j , k) is derived by the following equation (10) for the combination with the equal method, and by the following equation (11) for the combination with the unequal method.
  • the transmission power P (f j , k) is the following equation (10 ′) for the combination with the equal method and the interference margin reduction method, and the following for the combination with the unequal method and the interference margin reduction method: It is derived by the equation (11 ′).
  • w k represents a weight according to the priority.
  • the weight w j for each frequency channel may be used instead of the weight w k for each secondary system.
  • the power allocation unit 150 further calculates the interference between channels and redistributes the transmission power between the secondary systems (step S144). ).
  • the redistribution of transmission power in the equal method may be performed according to the following equation (12) (equation (12 ′) in the case of a combination with the interference margin reduction method).
  • Equation (12) means that the allowable interference amount remaining after subtracting the interference amount caused by the use of the neighboring channel from the allowable interference amount of the primary system is redistributed among the remaining secondary systems.
  • the transmission power redistribution in the unequal scheme may be performed according to the following equation (13) (equation (13 ′) in the case of a combination with the interference margin reduction method).
  • weights in the weighted distribution method may be further applied to the above-described equations for redistribution.
  • the power allocation unit 150 searches for a point in the primary system service area where the interference amount evaluated based on the redistributed transmission power is the most severe (step S145). For example, the point i ′ with the most severe interference amount is searched for as in the following Expression (14) or Expression (14 ′).
  • the power allocation unit 150 calculates the power distribution correction coefficient ⁇ based on the total interference amount at the point i ′ and the allowable interference amount I acceptable (i, f j ) as shown in the following equation (step) S146).
  • the power allocation unit 150 corrects the transmission power to be allocated to the secondary system using the calculated correction coefficient ⁇ according to the following equation (step S147).
  • FIG. 10B is a flowchart illustrating a second example of the flow of power allocation processing by the power allocation unit 150.
  • the power allocation unit 150 tentatively allocates transmission power to the secondary system that secondary uses the frequency channel for each frequency channel, and then between the different frequency channels. Considering the impact, redistribute the temporarily allocated transmission power.
  • the power allocation unit 150 determines the transmission power temporarily allocated in a stepwise manner, for example, according to the priority for each secondary system or each frequency channel.
  • the power allocation unit 150 first tentatively allocates transmission power for each channel for all frequency channels used by the secondary system in the same manner as in the first example (step S141). To Step S143). Next, the power allocation unit 150 determines whether or not the temporarily allocated transmission power satisfies the above-described equation (2) in the interference control model (step S149). Here, when the formula (2) is not satisfied, the process proceeds to step S150.
  • step S150 the power allocation unit 150 determines the power distribution of the secondary system having higher priority among the secondary systems for which power distribution has not been determined (step S150). For example, the power allocation unit 150 may determine the transmission power temporarily allocated to the secondary system with higher priority as the transmission power allocated to the secondary system as it is. Instead, the power allocation unit 150 may determine, for example, a value obtained by multiplying the temporarily allocated transmission power by the weight according to the priority as the transmission power allocated to the secondary system. .
  • the power allocation unit 150 takes into account interference between channels and redistributes transmission power to the remaining secondary systems for which power allocation is not yet determined (step S151).
  • the redistribution calculation formula may be the same as the formula (12) or the formula (13) described above.
  • the power allocation unit 150 uses the tentatively allocated transmission power or the redistributed transmission power as the secondary system for all the secondary systems. Is determined as the transmission power to be assigned to (step S152).
  • the power allocation unit 150 tentatively allocates transmission power for each frequency channel.
  • the transmission power allocation is determined without going through the above.
  • Equation (2) can be expressed as follows.
  • the coefficient a s, j related to the transmission power P s of the s-th secondary system for the j-th frequency channel that appears in Equation (18) is the path loss L, gain component G, and loss component in the above-described interference control model. It can be calculated based on H. Therefore, the power allocation unit 150 can calculate the transmission power vector (P 1 ,..., P Mj + Njj ) by calculating the coefficient matrix of Expression (18) and then deriving the solution of Expression (18). .
  • the acceptable interference amount vector be I acceptable
  • the transmission power vector be P tx
  • the coefficient matrix be A.
  • Formula (18) is represented as follows.
  • the element of the vector D corresponding to the margin may be a fixed value or zero.
  • the power allocation unit 150 uses the inverse matrix of the coefficient matrix A that is a square matrix to transmit power as follows: A vector (P 1 ,..., P Mj + Njj ) can be calculated.
  • the power allocation unit 150 determines one transmission power vector selected from a plurality of transmission power vector solutions, It may be determined as a solution of transmission power to be assigned to each secondary system.
  • the solution of equation (18) may be an approximate solution.
  • a number obtained by integrating the number of secondary systems to be considered for each channel as in the following equation may be handled as the number of dimensions of the transmission power vector.
  • FIG. 10C is a flowchart illustrating a third example of the flow of power allocation processing by the power allocation unit 150.
  • the power allocation unit 150 acquires information on the primary system provided from the data server 30 from the storage unit 130 (step S141).
  • the information acquired here includes the allowable interference amount vector I acceptable of Expression (18).
  • the power allocation unit 150 acquires information on the secondary system collected from the secondary communication node 200 from the storage unit 130 (step S142).
  • the power allocation unit 150 calculates a coefficient matrix A of a relational expression between the transmission power vector P tx and the allowable interference amount vector I acceptable according to the above-described interference control model (step S154). Accordingly, a relational expression between the transmission power vector P tx and the allowable interference amount vector I acceptable is formed as in Expression (18). Then, the power allocation unit 150 determines transmission power distribution by solving the formed relational expression (step S155).
  • the communication control apparatus 100 determines allocation of transmission power to the secondary system according to the above-described method, the transmission power allocated in the reconfiguration request to the secondary communication node 200 is determined. Notify the value of. Thereafter, the operation of the secondary system by the new secondary communication node 200 may be started. In this case, the communication control apparatus 100 may re-execute the power adjustment process illustrated in FIG. 6 and assign transmission power again to the existing secondary system and the new secondary system. Instead, as described below, the communication control apparatus 100 may readjust the transmission power already allocated to the existing secondary system and allocate additional transmission power to the new secondary system.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the flow of the power readjustment process performed by the communication control apparatus 100.
  • the power allocation unit 150 waits for the start of operation of a new secondary system (step S161). For example, when the communication unit 110 receives an interference control request from the secondary communication node 200, the power allocation unit 150 recognizes the start of operation of a new secondary system. Then, the process proceeds to step S162.
  • step S162 the power allocation unit 150 calculates a surplus for the required communication quality of the communication quality corresponding to the allocated transmission power for each existing secondary system (step S162).
  • the communication distance between the secondary communication nodes in the k-th secondary system in the frequency channel f j is R
  • the required communication quality is SINR req (f j , k, R).
  • the communication quality corresponding to the allocated transmission power is assumed to be SINR est (f j , k, R).
  • the surplus rate ⁇ fj, k of the transmission power for the secondary system is derived as follows:
  • the power allocation unit 150 determines whether there is a surplus of transmission power for each secondary system (step S163). For example, when the surplus rate ⁇ fj, k calculated according to Equation (22) is greater than 1.0, the power allocation unit 150 can determine that there is a surplus of transmission power for the secondary system. Next, the power allocation unit 150 recalculates the transmission power for the secondary system determined to have a surplus of the transmission power according to the following equation (step S164).
  • P (f j , k) is the assigned transmission power
  • P opt (f j , k) is the recalculated transmission power
  • the power allocation unit 150 determines whether or not the transmission power can be distributed to the new secondary system (step S165). For example, when an existing secondary system in which a surplus of transmission power exists can accept a new secondary system by reducing the transmission power, the power allocating unit 150 assigns the new secondary system to the new secondary system. It is determined that the transmission power can be distributed.
  • the transmission power readjustment process in FIG. 11 ends without assigning the transmission power to the new secondary system.
  • the process proceeds to step S166.
  • step S166 the power allocation unit 150 transmits a reconfiguration request to at least one of the secondary communication nodes 200 of the existing secondary system, and requests a reduction in transmission power (step S166). Then, when there is room to accept a new secondary system, the power allocation unit 150 allocates transmission power to the new secondary system and notifies the secondary communication node 200 of the secondary system of the value of transmission power. (Step S167).
  • Such a transmission power readjustment process can start the operation of a new secondary system at a lower calculation cost than the re-execution of the transmission power adjustment process for all secondary systems.
  • the storage unit 130 of the communication control apparatus 100 holds a secondary system management table as illustrated in FIG. 12, and stores information such as required quality of each secondary system, calculation result of surplus rate, and transmission power allocation. You may remember.
  • the ID (identifier) of the secondary system is held for each channel number, and the latest allocation of required quality, surplus rate, and transmission power for each secondary system is stored in the secondary system management table. ing.
  • the communication control apparatus 100 may reject or hold the start of operation of a new secondary system according to the predetermined maximum number of secondary systems or secondary communication nodes.
  • FIG. 13A is a flowchart showing a first example of the flow of processing when the operation start of the secondary system is denied.
  • the power allocation unit 150 waits for the start of operation of a new secondary system (step S161). For example, when the communication unit 110 receives an interference control request from the secondary communication node 200, the power allocation unit 150 recognizes the start of operation of a new secondary system. Then, the process proceeds to step S170.
  • step S170 the power allocation unit 150 determines whether or not the number of secondary systems or secondary communication nodes exceeds a predetermined maximum number that can be registered by starting operation of a new secondary system. (Step S170). If it is determined that the maximum number that can be registered is not exceeded, power allocation processing (or power readjustment processing as illustrated in FIG. 11) by the power allocation unit 150 is performed (step S171). On the other hand, when it is determined that the maximum number that can be registered is exceeded, the power allocation unit 150 notifies the secondary communication node 200 of the secondary system that the registration of the new secondary system is rejected (Step S1). S172).
  • FIG. 13B is a flowchart illustrating an example of a process flow when the operation start of the secondary system is suspended.
  • the power allocation unit 150 waits for the start of operation of a new secondary system (step S161). For example, when the communication unit 110 receives an interference control request from the secondary communication node 200, the power allocation unit 150 recognizes the start of operation of a new secondary system. Then, the process proceeds to step S170.
  • step S170 the power allocation unit 150 determines whether or not the number of secondary systems or secondary communication nodes exceeds a predetermined maximum number that can be registered by starting operation of a new secondary system. (Step S170). If it is determined that the maximum number that can be registered is not exceeded, power allocation processing (or power readjustment processing as illustrated in FIG. 11) by the power allocation unit 150 is performed (step S171). On the other hand, when it is determined that the maximum number that can be registered is exceeded, the power allocation unit 150 registers only data related to the secondary system without allocating transmission power to the new secondary system (that is, the The secondary system is provisionally registered) (step S173).
  • the power allocation unit 150 notifies the secondary communication node 200 of the secondary system that registration is suspended without power being allocated (step S174). Thereafter, for example, when an existing secondary system stops operation, transmission power is preferentially allocated to the secondary system whose registration is suspended.
  • FIG. 13C is a flowchart illustrating a second example of the processing flow when the start of operation of the secondary system is rejected.
  • the third example it is assumed that the maximum number of secondary systems or secondary communication nodes that can be registered in the data server 30 or the communication control device 100 is determined in advance for each frequency channel.
  • the power allocation unit 150 waits for the start of operation of a new secondary system (step S161). For example, when the communication unit 110 receives an interference control request from the secondary communication node 200, the power allocation unit 150 recognizes the start of operation of a new secondary system. Then, the process proceeds to step S170.
  • step S170 the power allocation unit 150 determines whether or not the number of secondary systems or secondary communication nodes exceeds the maximum number that can be registered for the target channel by starting operation of a new secondary system. (Step S170). If it is determined that the maximum number that can be registered is not exceeded, power allocation processing (or power readjustment processing as illustrated in FIG. 11) by the power allocation unit 150 is performed (step S171).
  • step S170 determines whether another channel is available (step S175).
  • the power allocation unit 150 recommends the use of the available channel to the secondary communication node 200 of the new secondary system (step S176).
  • the power allocation unit 150 notifies the secondary communication node 200 of the secondary system that the registration of the new secondary system is rejected (step S177).
  • the distance between the primary system and each secondary system may be defined, for example, according to any example described below.
  • the distance between the primary system and each secondary system is the shortest distance from the position of each secondary system to the outer periphery of the service area of the primary system.
  • FIG. 14A shows a boundary 12 corresponding to the outer periphery of the service area of the primary system and four secondary systems (secondary communication nodes 200).
  • the first, second and third secondary systems are located outside the service area of the primary system.
  • the shortest distances from the first, second and third secondary systems to the outer periphery of the service area of the primary system are d01, d02 and d03, respectively.
  • the fourth secondary system is located inside the service area of the primary system. In deriving path loss for the fourth secondary system, the distance between the primary system and the secondary system may be considered zero. In that case, the path loss is maximized.
  • the shortest distance from the fourth secondary system to the boundary 12 may be treated as the distance between the primary system and the fourth secondary system.
  • the distance between the primary system and each secondary system is specified on the outer periphery of the service area of the primary system or within the outer periphery from the position of each secondary system. It is the distance to one point.
  • the specific one point may be, for example, a point on the outer periphery of the service area of the primary system closest to a certain secondary system. Further, the specific one point may be, for example, a point where the sum of distances from a plurality of secondary systems is minimized. This point can be considered as a point where a virtual receiving station of the primary system that receives interference from the secondary system is located.
  • the boundary 12 and the four secondary systems are shown again.
  • the first, second and third secondary systems are located outside the service area of the primary system.
  • the point on the boundary 12 closest to the first secondary system is defined as P1.
  • the distances between the first, second and third secondary systems and the primary system are the distances d11, d12 between the respective positions of the first, second and third secondary systems and the point P1 and It corresponds to d13.
  • the fourth secondary system is located inside the service area of the primary system.
  • the distance between the primary system and the secondary system may be considered as zero, as in the first example. Instead, the distance between the fourth secondary system and the point P1 may be treated as the distance between the primary system and the fourth secondary system.
  • point P2 is a point on the boundary 12 where the sum of the distances from the first, second, and third secondary systems is minimized. Such a point P2 may be used instead of the point P1. It should be noted that, for example, when many secondary systems are located away from the guard area of the primary system, when it is known that the primary receiving station exists only in a narrow geographical area, or at a certain point, allowable interference In a case where the amount is extremely severe, a predetermined point determined in advance may be used as a reference point for distance calculation. In addition, when a plurality of different allowable interference amounts are defined for each modulation method, the reference point may be selected in consideration of not only the distance but also the modulation method or the plurality of allowable interference amounts.
  • the first example in the case of the first example, it is easier to calculate the distance, but the value of the path loss may be estimated to be excessively small. Such a situation can arise, for example, when two secondary systems are located on opposite sides of the primary system. In that case, the transmission power allocated to the secondary system is a smaller value. Therefore, the first example can be said to be a safer definition from the viewpoint of preventing interference because the calculation cost is lower. On the other hand, in the second example, since the possibility that the path loss value is estimated to be excessively small is small, the opportunity for secondary use can be further increased.
  • the distance between the primary system and each secondary system is the distance from the position of each secondary system to the nearest primary receiving station.
  • FIG. 14C shows three secondary systems and three primary receiving stations.
  • the first primary receiving station is located closest to the first secondary system.
  • the distance between the first secondary system and the first primary receiving station is d21.
  • a second primary receiving station is located closest to the second secondary system.
  • the distance between the second secondary system and the second primary receiving station is d22.
  • a third primary receiving station is located closest to the third secondary system.
  • the distance between the third secondary system and the third primary receiving station is d23. Therefore, d21 as the distance between the first secondary system and the primary system, d22 as the distance between the second secondary system and the primary system, and the distance between the third secondary system and the primary system. D23 can be used respectively.
  • the distance between the primary system and each secondary system is the distance to the primary receiving station with the smallest sum of the distances from the positions of all the secondary systems. It is.
  • FIG. 14D three secondary systems and three primary receiving stations are shown again.
  • the primary receiving station having the smallest sum of the distances from the positions of the three secondary systems is the second primary receiving station.
  • the distance between the first secondary system and the second primary receiving station is d31.
  • the distance between the second secondary system and the second primary receiving station is d32.
  • the distance between the third secondary system and the second primary receiving station is d33. Therefore, d31 as the distance between the first secondary system and the primary system, d32 as the distance between the second secondary system and the primary system, and the distance between the third secondary system and the primary system. D33 can be used respectively.
  • the position of the reference point on the secondary system side may simply be the position of the secondary communication node 200 that is the master of the secondary system.
  • the position of the reference point on the secondary system side is the position of the node closest to the guard area of the primary system or any primary receiving station among the nodes (master node and slave node) of the secondary system. May be.
  • a plurality of distances may be calculated based on the positions of a plurality of nodes in the secondary system, and a total path loss may be calculated according to the plurality of distances.
  • These secondary system side reference point setting methods may be combined with any of the primary system side reference point setting methods illustrated in FIGS. 14A to 14D.
  • the reference point on the secondary system side may be set stepwise as follows, for example. First, the reference point on the secondary system side is temporarily set as the secondary communication node 200 which is the master of the secondary system. Next, one point on the outer periphery of the service area of the primary system closest to the secondary communication node 200 or the point of the nearest primary receiving station is set as a reference point on the primary system side. Next, the interference given to the reference point on the primary system side is estimated for each node (master node and slave node) of the secondary system. Then, the position of the node on the secondary system side that gives the maximum interference to the reference point on the primary system side is set as the final reference point on the secondary system side. When estimating the interference for each node of the secondary system, different transmission power may be considered depending on the type of node (master node or slave node node).
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the secondary communication node 200 that operates the secondary system using the transmission power allocated by the communication control apparatus 100 described above.
  • the secondary communication node 200 includes a communication unit 210, a control unit 220, a storage unit 230, and a wireless communication unit 240.
  • the communication unit 210 operates as a communication interface for communication between the data server 30 and the communication control apparatus 100 by the secondary communication node 200.
  • the communication unit 210 transmits information on the secondary system to the data server 30 under the control of the control unit 220, for example, at the start of secondary usage. Further, the communication unit 210 receives information notified from the data server 30. In addition, the communication unit 210 transmits and receives interference control requests and responses to and from the communication control apparatus 100. Then, when transmission power allocation is determined by the communication control apparatus 100, the communication unit 210 receives the transmission power allocation result (step S17 in FIG. 4).
  • the control unit 220 has a role of controlling the overall operation of the secondary communication node 200.
  • the control unit 220 cooperates with the communication control apparatus 100 according to the sequence illustrated in FIG. 4 to suppress interference with the primary system when the secondary system is operated. More specifically, when the transmission power allocation result by the communication control device 100 is received by the communication unit 210, the control unit 220 receives another secondary by the wireless communication unit 240 based on the transmission power allocation result. Limit transmission power for communication with the communication node.
  • the control unit 220 may further distribute, for example, the transmission power assigned to the secondary system operated by the own device among the secondary communication nodes participating in the secondary system.
  • the secondary communication node 200 can serve as a master that manages the transmission power of the nodes that participate in one secondary system.
  • the secondary communication node 200 as a master controls the transmission power of the slave node so that the communication by the slave node does not give a fatal interference to the primary system.
  • the safety margin SM described above, it is possible to avoid the occurrence of fatal interference in the primary system due to an error in transmission power control.
  • the secondary communication node 200 may recognize the duty cycle of the slave node and dynamically set the safety margin according to the recognized duty cycle. In that case, the secondary communication node 200 reports the dynamically set safety margin to the communication control apparatus 100 via the data server 30 or directly. Instead, the communication control apparatus 100 may dynamically set the safety margin according to the duty cycle reported from the secondary communication node 200.
  • the storage unit 230 stores a program and data used for cooperation with the communication control apparatus 100 and operation of the secondary system using a storage medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the wireless communication unit 240 operates as a wireless communication interface for wireless communication between the secondary communication node 200 and other secondary communication nodes.
  • the radio communication unit 240 transmits / receives radio signals to / from other secondary communication nodes participating in the secondary system according to, for example, IEEE 802.22, IEEE 802.11af, or ECMA-392.
  • the transmission power of the wireless signal transmitted by the wireless communication unit 240 is limited by the control unit 220 based on the transmission power allocation result by the communication control apparatus 100.
  • a distribution margin MI that is fixedly set in advance is included in transmission power distribution.
  • the values of these distribution margins MI may be arbitrary values within a range of 3 dB to 6 dB, for example. Since the calculation for transmission power distribution is simplified by fixedly setting the value of the distribution margin MI, the fixed margin method has an advantage of facilitating implementation. However, for example, when a fixed allocation margin of 6 dB is introduced, the number of operable secondary systems per channel is about four at most. The number of secondary systems is not necessarily sufficient from the viewpoint of increasing the opportunity for secondary use of frequencies.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the communication control apparatus 300 according to a modification of the above-described embodiment.
  • the communication control device 300 includes a communication unit 110, a data acquisition unit 320, a storage unit 130, an upper limit number determination unit 140, a margin setting unit 345, and a power allocation unit 350.
  • the data acquisition unit 320 supplies data used by the margin setting unit 345 to dynamically set the margin, and the data server 30 and the second data acquisition unit 320. Obtained from the next communication node 200.
  • the data used for setting the margin is, for example, the number of secondary systems or secondary communication nodes that are in operation (that is, currently registered), or operable (registered). (Possible) may include the maximum number of secondary systems or the maximum number of nodes. Then, the data acquisition unit 320 causes the storage unit 130 to store the acquired data.
  • Margin setting section 345 uses the data acquired by data acquisition section 320 to set a margin for reducing the risk of interference when assigning transmission power.
  • the margin can be set for each frequency channel, for example.
  • the distribution margin for the frequency channel f i is MI i
  • the distribution margin MI i is conceptually expressed as the sum of the component for interference in the channel and the component for inter-channel interference as Can be expressed as:
  • the first term on the right side is a component for interference within the channel
  • the second term is a component for interference between channels.
  • the allocation margin MI i is calculated as follows using the number of secondary systems in operation or the number of secondary communication nodes U i that are secondarily using the frequency channel f i. Can be calculated to:
  • the allocation margin MI i is calculated as follows using, for example, the maximum number of secondary systems or the maximum number of secondary communication nodes X i that can secondarily use the frequency channel f i. obtain:
  • Equation (27) When the maximum number of secondary systems or the maximum number of secondary communication nodes X i can be used as the margin value as it is, Equation (27) is used.
  • the correction coefficient ⁇ i is calculated as shown in Expression (28).
  • the correction coefficient ⁇ i may also be equal to the safety margin SM in the above equation (5).
  • X i is not a value that changes from moment to moment, unlike U i in equations (25) and (26). Therefore, in the second example, it is possible to reduce traffic for acquiring information as compared with the first example.
  • the margin value is a common value across a plurality of frequency channels.
  • the allocation margin MI i can be calculated as follows using the maximum value between channels of the number of operating secondary systems or the number of secondary communication nodes U i :
  • the allocation margin MI i can be calculated as follows using the maximum number of secondary systems per channel or the maximum value between channels of the maximum number of secondary communication nodes X i :
  • the margin setting unit 345 may set the margin for each frequency channel so that the margin of the frequency channel at the center of the band is relatively larger than the margin of the frequency channel at the end.
  • a radio signal from a further frequency channel can be an interference source.
  • four neighboring channels can be interference sources, whereas for the frequency channels F1 and F9 at the end of the band, two frequency channels F2 and F8 For, only three neighboring channels can be sources of interference.
  • the margin setting unit 345 sets the margin so that the margin of the frequency channel at the center of the band is larger than the channel at the end as illustrated in the lower graph of FIG.
  • the opportunity for secondary use can be increased efficiently in the department.
  • the calculation of the margin according to the position of the frequency channel is realized by defining, for example, the correction coefficient ⁇ i in Expression (26) or the correction coefficient ⁇ i in Expression (28) as shown in the graph of FIG. May be.
  • the margin setting unit 345 may include a value corresponding to a transmission spectrum mask (or an adjacent channel leakage ratio (ACLR)) of the secondary system in setting the allocation margin for each frequency channel.
  • a transmission spectrum mask or an adjacent channel leakage ratio (ACLR)
  • ACLR adjacent channel leakage ratio
  • the power allocation unit 350 like the power allocation unit 150 of the communication control apparatus 100 described above, is based on the upper limit number determined by the upper limit number determination unit 140 and the allowable interference amount of the primary system. A transmission power is allocated to each secondary communication node of the next system. At this time, the power allocation unit 350 uses a value adaptively set by the margin setting unit 345 as the value of the distribution margin MI.
  • Equation (25) to Equation (33) is for calculating MI ′ of the first term or MI ′′ of the second term on the right side of Equation (24). May be used.
  • the embodiment has been described with reference to FIGS.
  • the upper limit number of secondary systems or secondary communication nodes that are targets of transmission power allocation is determined by the communication control device that communicates with the secondary communication node that operates the secondary system. Based on the upper limit number and the allowable interference amount of the primary system, transmission power for secondary use is assigned. As a result, even when there are multiple secondary systems, avoiding fatal interference on the primary system while giving secondary usage opportunities to secondary systems that do not exceed the upper limit. Can do. Therefore, it is possible to increase the use efficiency of frequency resources in an appropriate and safe manner.
  • the upper limit number of transmission power allocation targets is the difference between the interference amount to the primary system estimated from the communication quality requirement of each secondary system and the allowable interference amount of the primary system. Determined by evaluation. Thereby, about the secondary system given the opportunity of secondary use, the required communication quality can be ensured and the purpose of communication can be achieved.
  • the total amount of interference caused by the secondary use of these frequency channels is the primary system.
  • the transmission power is allocated so as not to exceed the allowable interference amount. Thereby, interference between channels due to out-of-band radiation is also prevented from having a fatal effect on the primary system.
  • transmission power can be redistributed between secondary systems using different frequency channels after being tentatively distributed to secondary systems using the frequency channel for each frequency channel. . According to such a gradual transmission power distribution, it is possible to calculate the transmission power allocation with fewer calculation resources. As a result, the load of transmission power allocation when the number of frequency channels to be considered or the number of secondary systems increases is reduced.
  • each device described in this specification may be realized using any of software, hardware, and a combination of software and hardware.
  • a program constituting the software is stored in advance in a storage medium provided inside or outside each device.
  • Each program is read into a RAM (Random Access Memory) at the time of execution and executed by a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit).

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Abstract

【課題】周波数帯の二次利用に際して、複数の二次システムが存在する場合にも一次システムに致命的な干渉が及ぶことを回避すること。 【解決手段】一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する１つ以上の二次通信ノードとの間で通信する通信部と、送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数を決定する決定部と、決定された上記上限数と上記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる電力割当て部と、を備える通信制御装置を提供する。

Description

通信制御装置、通信制御方法、通信装置、通信方法及び通信システム
　本開示は、通信制御装置、通信制御方法、通信装置、通信方法及び通信システムに関する。
　将来の周波数リソースの枯渇を緩和するための対策の１つとして、周波数の二次利用についての議論が進められている。周波数の二次利用とは、あるシステムに優先的に割り当てられている周波数チャネルの一部又は全部を、他のシステムが二次的に利用することをいう。一般的に、周波数チャネルが優先的に割り当てられているシステムは一次システム（Primary　System）、当該周波数チャネルを二次利用するシステムは二次システム（Secondary　System）と呼ばれる。
　ＴＶホワイトスペースは、二次利用が議論されている周波数チャネルの一例である（非特許文献１及び２参照）。ＴＶホワイトスペースは、一次システムとしてのＴＶ放送システムに割り当てられている周波数チャネルのうち、地域に応じて当該ＴＶ放送システムにより利用されていないチャネルを指す。このＴＶホワイトスペースを二次システムに開放することで、周波数リソースの効率的な活用が実現され得る。ＴＶホワイトスペースの二次利用を可能とするための物理層（ＰＨＹ）及びＭＡＣ層のための標準規格として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆ、及びＥＣＭＡ（European　Computer　Manufacturer　Association）－３９２（ＣｏｇＮｅａ，下記非特許文献３参照）が挙げられる。
　周波数帯の二次利用に際して、通常、二次システムには、一次システムに致命的な干渉を与えることのないような運用が求められる。そのための重要な技術の１つが、送信電力制御である。例えば、下記特許文献１は、二次システムの基地局において一次システムの受信装置までの経路損失と周波数チャネル間の離隔周波数幅とを算出し、その算出結果に基づいて二次システムの最大送信電力を決定する、という手法を提案している。
「SECOND　REPORT　AND　ORDER　AND　MEMORANDUM　OPINION　AND　ORDER」、［online］、［２０１０年１０月１２日検索］、インターネット＜URL：http://hraunfoss.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/FCC-08-260A1.pdf＞ 「SE43－Cognitive　radio　systems－White　spaces　(470－790MHz)」、［online］、［２０１０年１０月１２日検索］、インターネット＜URL：http://www.cept.org/0B322E6B-375D-4B8F-868B-3F9E5153CF72.W5Doc?frames=no&＞ 「Standard　ECMA-392　MAC　and　PHY　for　Operation　in　TV　White　Space」、［online］、［２０１０年１０月１２日検索］、インターネット＜URL：http://www.ecma-international.org/publications/standards/Ecma-392.htm＞
特開２００９－１００４５２号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載された手法では、二次システムの基地局が他の二次システムの存在の可能性を計算に入れていないため、複数の二次システムが存在する場合に一次システムへの干渉が許容量を超える恐れがある。
　そこで、周波数帯の二次利用に際して、複数の二次システムが存在する場合にも一次システムに致命的な干渉が及ぶことを回避することのできる仕組みが提供されることが望ましい。
　ある実施形態によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する１つ以上の二次通信ノードとの間で通信する通信部と、送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数を決定する決定部と、決定された上記上限数と上記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる電力割当て部と、を備える通信制御装置が提供される。
　また、上記決定部は、各二次システムの通信品質の要件に基づいて上記上限数を決定してもよい。
　また、上記決定部は、各二次システムの通信品質の要件から推定される上記一次システムへの干渉量と上記一次システムの許容干渉量との差を評価することにより、上記上限数を決定してもよい。
　また、上記電力割当て部は、複数の周波数チャネルが１つ以上の二次システムにより利用される場合に、当該複数の周波数チャネルの二次利用に起因する上記一次システムへの干渉量の総和が上記一次システムの上記許容干渉量を超えないように、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当ててもよい。
　また、上記決定部は、上記一次システムに割り当てられた周波数チャネルについての第１の上限数と他の周波数チャネルについての第２の上限数とを決定し、上記電力割当て部は、上記第１の上限数及び上記第２の上限数を用いて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当ててもよい。
　また、上記電力割当て部は、二次システムにより利用される周波数チャネルごとに当該周波数チャネルを利用する二次システムに送信電力を暫定的に配分した後、暫定的に配分された送信電力に基づいて、異なる周波数チャネルを利用する二次システム間で送信電力を再配分してもよい。
　上記電力割当て部は、二次システム間で送信電力を配分又は再配分した後、上記許容干渉量と一次システムのサービスエリア内で干渉量の総和が最も多くなる地点での干渉量との比較に基づいて、各二次システムに割り当てるべき送信電力を修正してもよい。
　また、上記通信部は、二次システムについての優先度を定義する優先度情報を他の装置から受信し、上記電力割当て部は、より高い優先度を有する二次システムに上記暫定的に配分された送信電力に基づいて送信電力を割当てた後、残る二次システムに送信電力を再配分してもよい。
　また、上記通信部は、二次システムについての優先度を定義する優先度情報を他の装置から受信し、上記電力割当て部は、上記優先度に応じた重みを用いて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに割り当てる送信電力を重み付けしてもよい。
　上記電力割当て部は、新たな二次システムが運用開始される場合に、既存の二次システムのうち送信電力の余剰分を有する二次システムに送信電力の引き下げを要求してもよい。
　上記決定部は、上記一次システムへの干渉量を推定する際の上記一次システムの基準点の位置を、上記一次システムのデータサーバから受信される情報を用いて決定してもよい。
　また、上記電力割当て部は、上記一次システムの上記許容干渉量、及び上記一次システムと各二次システムとの間の距離に応じた経路損失に基づいて、送信電力の割当てを決定し、上記一次システムと各二次システムとの間の距離は、各二次システムの位置から上記一次システムのサービスエリアの外周又は上記一次システムのノードまでの最短距離であってもよい。
　また、上記電力割当て部は、上記一次システムの上記許容干渉量、及び上記一次システムと各二次システムとの間の距離に応じた経路損失に基づいて、送信電力の割当てを決定し、上記一次システムと各二次システムとの間の距離は、各二次システムの位置から上記一次システムのサービスエリアの外周上又は当該外周内の特定の地点までの距離であってもよい。
　また、上記電力割当て部は、上記一次システムとの間の距離又は当該距離に応じた経路損失が所定の閾値を超える二次システムを、送信電力の割当ての計算において無視してもよい。
　また、上記閾値は、周波数チャネルごとに設定されてもよい。
　また、上記電力割当て部は、上記通信部により受信される二次通信ノードからの要求に応じて、二次通信ノードに電力割当て結果を通知してもよい。
　また、上記電力割当て部は、二次通信ノードからの要求に依存することなく、二次通信ノードに電力割当て結果を通知してもよい。
　また、上記電力割当て部は、送信電力の割当てに際して干渉のリスクを低減するためのマージンを算入し、上記通信制御装置は、周波数チャネルごとの運用中の二次システム数若しくは二次通信ノード数又は運用可能な最大の二次システム数若しくは二次通信ノード数に基づいて、上記マージンを設定するマージン設定部、をさらに備えてもよい。
　また、上記マージン設定部は、帯域の中央部の周波数チャネルのマージンが端部の周波数チャネルのマージンよりも相対的に大きくなるように、上記マージンを周波数チャネルごとに設定してもよい。
　また、別の実施形態によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する１つ以上の二次通信ノードとの間で通信する通信制御装置を用いた通信制御方法であって、送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数を決定することと、決定された上記上限数と上記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てることと、を含む通信制御方法が提供される。
　また、別の実施形態によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する通信装置であって、送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数と上記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる通信制御装置から、送信電力の割当て結果を受信する通信部と、上記通信部により受信される送信電力の割当て結果に基づいて、他の二次通信ノードとの間の通信のための送信電力を制限する制御部と、を備える通信装置が提供される。
　また、別の実施形態によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する通信装置による通信方法であって、送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数と上記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる通信制御装置から、送信電力の割当て結果を受信することと、上記送信電力の割当て結果に基づいて、他の二次通信ノードとの間の通信のための送信電力を制限することと、を含む通信方法が提供される。
　また、別の実施形態によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する１つ以上の二次通信ノードと、当該１つ以上の二次通信ノードによる通信を制御する通信制御装置とを含む通信システムであって、上記通信制御装置は、上記１つ以上の二次通信ノードとの間で通信する通信部と、送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数を決定する決定部と、決定された上記上限数と上記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる電力割当て部と、を備え、上記１つ以上の二次通信ノードの各々は、上記通信制御装置から送信電力の割当て結果を受信する通信部と、受信された上記送信電力の割当て結果に基づいて、他の二次通信ノードとの間の通信のための送信電力を制限する制御部と、を備える、通信システムが提供される。
　以上説明したように、本開示に係る技術に係る通信制御装置、通信制御方法、通信装置、通信方法及び通信システムによれば、周波数帯の二次利用に際して、複数の二次システムが存在する場合にも一次システムに致命的な干渉が及ぶことを回避することができる。
周波数の二次利用に際して一次システムのノードが受ける干渉について説明するための説明図である。 チャネル内の干渉及びチャネル間の干渉について説明するための説明図である。 一実施形態に係る通信システムの構成について説明するための説明図である。 一実施形態に係る通信システムにおいて実行される干渉制御処理の概略的な流れの一例を示すシーケンス図である。 一実施形態に係る通信制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る通信制御装置による電力調整処理の流れの概要を示すフローチャートである。 一実施形態に係る上限数決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 狭義の同時利用数及び広義の同時利用数の一例について説明するための説明図である。 一次システムとの間の距離に応じた電力割当て対象の除外の第１の例について説明するための説明図である。 一次システムとの間の距離に応じた電力割当て対象の除外の第２の例について説明するための説明図である。 一実施形態に係る電力割当て処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る電力割当て処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る電力割当て処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る電力再調整処理の流れ一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る二次システム管理テーブルの構成の一例を示す説明図である。 一実施形態において二次システムの運用開始が拒否される場合の処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。 一実施形態において二次システムの運用開始が保留される場合の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 一実施形態において二次システムの運用開始が拒否される場合の処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。 一次システムと各二次システムとの間の距離の定義の第１の例について説明するための説明図である。 一次システムと各二次システムとの間の距離の定義の第２の例について説明するための説明図である。 一次システムと各二次システムとの間の距離の定義の第３の例について説明するための説明図である。 一次システムと各二次システムとの間の距離の定義の第４の例について説明するための説明図である。 一実施形態に係る二次通信ノードの構成の一例を示すブロック図である。 一変形例に係る通信制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 帯域内の周波数チャネルの位置に依存するマージンの設定について説明するための説明図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
　また、以下の順序にしたがって当該「発明を実施するための形態」を説明する。
　　１．システムの概要
　　２．基本的な干渉制御モデル
　　３．通信制御装置（マネージャ）の構成例
　　４．通信装置（二次通信ノード）の構成例
　　５．適応的なマージンの設定
　　６．まとめ
　＜１．システムの概要＞
　まず、図１～図４を参照しながら、一実施形態に関連する課題及び通信システムの概要を説明する。
　　［１－１．一実施形態に関連する課題］
　図１は、周波数の二次利用に際して一次システムのノードが受ける干渉について説明するための説明図である。図１を参照すると、一次システムのサービスを提供する一次送信局１０、及び当該一次システムのサービスエリアの境界１２の内部に位置する一次受信局２０が示されている。一次送信局１０は、例えば、ＴＶ放送の放送局であってもよく、又はセルラ通信方式の無線基地局若しくは中継局であってもよい。一次送信局１０がＴＶ放送の放送局である場合には、一次受信局２０は、ＴＶ放送の受信用アンテナ及びチューナを有する受信機である。また、一次送信局１０がセルラ通信方式の無線基地局である場合には、一次受信局２０は、当該セルラ通信方式に従って動作する無線端末である。図１の例において、一次送信局１０には、チャネルＦ１が割り当てられている。一次送信局１０は、このチャネルＦ１上で無線信号を送信することにより、ＴＶ放送サービス、無線通信サービス又はその他の何らかの無線サービス（以下、一次サービスという）を提供することができる。
　図１には、さらに、複数の二次システムの通信ノード（以下、二次通信ノードという）２００ａ、２００ｂ、２００ｃ及び２００ｄが示されている。各二次通信ノードは、一次システムに割り当てられたチャネルＦ１又は近傍のチャネルＦ２若しくはＦ３を利用して、それぞれ二次システムを運用する。図１の例において、境界１２と境界１４との間のガードエリアの外に位置する二次通信ノード２００ａは、チャネルＦ１を利用している。ガードエリアの内部に位置する二次通信ノード２００ｂ及び２００ｃは、それぞれ、チャネルＦ１の近傍のチャネルＦ２及びＦ３を利用している。ガードエリアの外に位置する二次通信ノード２００ｄは、チャネルＦ２を利用している。
　図１のような状況下で、一次受信局２０は、一次サービスの提供を受けるに際して、各二次通信ノードから送信される無線信号に起因する干渉の影響を受ける可能性がある。図２は、チャネル内の（In-band）干渉及びチャネル間の干渉について説明するための説明図である。図２の例において、チャネルＦ１は、一次システムの利用チャネルである。このチャネルＦ１を図１の二次通信ノード２００ａが二次利用することにより、同一チャネル内での干渉が生じ得る。チャネルＦ２は、チャネルＦ１に隣接するチャネルである。チャネルＦ３は、チャネルＦ２に隣接するチャネルである。チャネルＦ１とチャネルＦ２との間、及びチャネルＦ２とチャネルＦ３との間には、保護帯域（Guard　Band）が設けられる。これらチャネルＦ２及びＦ３を他のシステムが利用した場合に、一次システムが干渉を受けないことが理想的である。しかし、実際には、図２に例示しているように、帯域外輻射を原因として、近傍のチャネル（チャネルＦ２、Ｆ３及び他のチャネルなど）からの無視できない干渉が生じ得る。
　既存の手法によれば、図１に示した各二次通信ノードは、一次システムとの間の１対１の関係において、自らの送信電力を制御することにより、一次システムに与える干渉を抑制することはできる。しかしながら、複数の二次通信ノードにより複数の二次システムが運用される場合には、個々の二次システムに起因する干渉が積み重なることで、結果的に一次システムが致命的な干渉を受けるリスクが存在する。既存の手法は、こうしたリスクを十分に抑制して一次システムの安全な運用を確保するまでには至っていない。
　　［１－２．通信システムの概要］
　図３は、一実施形態に係る通信システム１の構成について説明するための説明図である。図３を参照すると、通信システム１は、一次送信局１０、データサーバ３０、通信制御装置１００、並びに二次通信ノード２００ａ及び２００ｂを含む。なお、図３の例では、二次通信ノードとして、二次通信ノード２００ａ及び２００ｂのみを示しているが、実際にはより多くの二次通信ノードが存在してもよい。本明細書の以降の説明において、特に二次通信ノード２００ａ及び２００ｂ（並びにその他の二次通信ノード）を相互に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略することによりこれらを二次通信ノード２００と総称する。
　データサーバ３０は、二次利用に関するデータを記憶するデータベースを有するサーバ装置である。データサーバ３０は、二次通信ノード２００からのアクセスを受け、二次利用可能なチャネルを表すデータ、及び一次システムの送信局１０の位置データなどを二次通信ノード２００に提供する。また、二次通信ノード２００は、二次利用の開始に際して、二次システムに関する情報をデータサーバ３０に登録する。データサーバ３０と二次通信ノード２００との間の通信は、例えば、インターネットなどの任意のネットワークを介して行われてよい。このようなデータサーバの仕様の一例については、ＴＶホワイトスペースの二次利用について記述した非特許文献１を参照されたい。
　通信制御装置１００は、複数の二次システムの運用に起因する干渉が一次システムに致命的な影響を与えないように、各二次通信ノード２００が使用する送信電力を調整する、二次システムマネージャとしての役割を有する。通信制御装置１００は、例えばインターネットなどのネットワークを介してデータサーバ３０にアクセス可能であり、送信電力の調整のために使用するデータを、データサーバ３０から取得する。また、通信制御装置１００は、各二次通信ノード２００とも通信可能に接続される。そして、通信制御装置１００は、二次通信ノード２００若しくは一次システムからの要求に応じて、又は周期的に、複数の二次システムの送信電力を調整する。なお、図３の例に限定されず、通信制御装置１００は、データサーバ３０又はいずれかの二次通信ノード２００と物理的に同一の装置上に実装されてもよい。
　図４は、通信システム１において実行される干渉制御処理の概略的な流れの一例を示すシーケンス図である。
　まず、二次通信ノード２００は、二次利用の開始に際して、二次システムに関する情報をデータサーバ３０に登録する（ステップＳ１０）。ここで登録される情報には、例えば、二次利用を開始する装置のＩＤ、クラス及び位置データなどが含まれ得る。また、二次システムに関する情報の登録に応じて、データサーバ３０は、二次利用可能な周波数チャネルのチャネル番号のリスト、許容最大送信電力及びスペクトラムマスクなどの二次システムの構成のための情報を、二次通信ノード２００に通知する。なお、二次通信ノード２００によるデータサーバ３０へのアクセスの周期は、周波数利用規制に関する法律の規定に基づいて決定されてもよい。例えば、ＦＣＣ（Federal　Communications　Commission）において、二次通信ノードの位置が変化する場合には位置データの更新を少なくとも６０秒ごとに行うべき、という要件が検討されている。また、利用可能なチャネル番号のリストの確認を二次通信ノードにより少なくとも３０秒ごとに行うことが推奨されている。但し、データサーバ３０へのアクセスの増加は、オーバヘッドの増加をもたらす。そこで、データサーバ３０へのアクセス周期は、より長い周期（例えば、規定される周期の整数倍など）に設定されてもよい。また、アクセス周期は、アクティブなノード数に応じて動的に設定されてもよい（例えば、ノード数が少ない場合には、干渉のリスクが低いため、周期はより長く設定され得る）。アクセス周期は、例えば、二次システムに関する情報の初期登録の際に、データサーバ３０により二次通信ノード２００へ指示されてもよい。
　また、通信制御装置１００は、例えば周期的に、データサーバ３０から一次システムに関する情報を受信し、受信した情報を用いて自装置が記憶している情報を更新する（ステップＳ１１）。ここで受信される情報は、一次システムの送信局１０の位置データ、アンテナ高さ、ガードエリアの幅、周波数チャネルのチャネル番号のリスト、一次システムの許容干渉量、後に説明する干渉計算のための基準点の位置データ、登録済みの二次通信ノード２００のＩＤのリスト及びその他のパラメータ（例えば、近傍チャネル漏れ率（ＡＣＬＲ：Adjacent　Channel　Leakage　Ratio）、フェージングマージン、シャドウイングマージン、保護比率、ＡＣＳ（Adjacent　Channel　Selection）など）のうちの１つ以上を含み得る。なお、通信制御装置１００は、二次通信ノード２００から間接的に一次システムに関する情報の全部又は一部（例えば、チャネル番号のリストなど）を受信してもよい。また、後に説明するように、送信電力の配分のための配分マージンが適応的に設定される場合には、通信制御装置１００は、配分マージンを設定するために使用するパラメータをデータサーバ３０から受信してもよい。配分マージンを設定するために使用されるパラメータは、例えば、チャネルごとのアクティブな二次システム数若しくは二次通信ノード数、又はそれらの代表値（チャネル間の最大値など）を含み得る。
　次に、二次通信ノード２００は、データサーバ３０から通知された情報に基づいて、二次システムを構成する（ステップＳ１２）。例えば、二次通信ノード２００は、二次利用可能な周波数チャネルから１つ又は複数のチャネルを選択し、選択したチャネル上で自装置の周囲にビーコンを送信する。そして、二次通信ノード２００は、ビーコンに応答した装置との間で通信を確立する。
　その後、二次通信ノード２００から通信制御装置１００へ、又は通信制御装置１００から二次通信ノード２００へ、干渉制御の要求が送信される（ステップＳ１３）。干渉制御の要求は、例えば、二次通信ノード２００が自ら運用する二次システムとは別の二次システムからの無線信号を検知したことを契機として、二次通信ノード２００から送信されてもよい。その代わりに、干渉制御の要求は、例えば、通信制御装置１００から能動的に各二次通信ノード２００へ送信されてもよい。なお、ステップＳ１２の二次システムの構成の前に干渉制御の要求が送信されてもよい。
　干渉制御の要求に対して応答が返されると、通信制御装置１００と二次通信ノード２００との間で相互認証及びアプリケーションレベルの情報の交換が行われる（ステップＳ１４）。また、二次通信ノード２００から通信制御装置１００へ、二次システムに関する情報が送信される（ステップＳ１５）。ここで送信される情報には、例えば、二次通信ノード２００のＩＤ、クラス、位置データ、二次通信ノード２００が選択した周波数チャネル（利用チャネル）のチャネル番号、通信品質の要件（ＱｏＳ（Quality　of　Service）要件など）に関する情報、優先度情報及び通信履歴などが含まれ得る。
　次に、通信制御装置１００は、データサーバ３０及び二次通信ノード２００から取得した情報に基づいて、電力調整処理を実行する（ステップＳ１６）。ここでの通信制御装置１００による電力調整処理について、後に詳細に説明する。次に、通信制御装置１００は、電力割当ての結果を二次通信ノード２００に通知し、二次システムの再構成を要求する（ステップＳ１７）。
　次に、二次通信ノード２００は、通信制御装置１００から通知された電力割当ての結果に基づいて、二次システムを再構成する（ステップＳ１８）。次に、二次通信ノード２００は、二次システムの再構成を終了すると、再構成の結果を通信制御装置１００へレポートする（ステップＳ１９）。そして、通信制御装置１００は、二次通信ノード２００からのレポートに応じて、自装置が記憶している二次システムに関する情報を更新する（ステップＳ２０）。
　＜２．基本的な干渉制御モデル＞
　上述したシーケンスのうち、ステップＳ１６における通信制御装置１００による電力調整処理は、例えば、以下に説明する干渉制御モデルに基づく処理であってよい。なお、ここでは真値表現を用いて干渉制御モデルの数式を記述するが、本干渉制御モデルは、数式を変換することでデシベル値表現にも対応可能である。
　まず、干渉計算上の基準点（リファレンスポイント）をｉ、一次システムに割り当てられた周波数チャネルをｆｊ、一次システムの許容干渉量をＩacceptable（ｉ，ｆｊ）とする。また、チャネルｆｊを二次利用する単一の二次システムｋがガードエリアの外周上に位置しているとする。すると、二次システムの最大送信電力Ｐmax（ｆｊ，ｋ）、最小離隔距離（ガードエリアの幅）についての経路損失Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）、及び許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊ）の間に次の関係式が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、基準点の位置は、図４のステップＳ１１において通信制御装置１００がデータサーバ３０から受信する情報に基づいて決定され得る。基準点が予め定義される場合には、当該基準点の位置を表す位置データ（例えば、緯度及び経度など）がデータサーバ３０から受信されてもよい。また、通信制御装置１００は、データサーバ３０から受信される一次システムのノード、サービスエリア又はガードエリアの位置データ、及び各二次通信ノード２００から受信される位置データを用いて、基準点の位置を動的に決定してもよい。
　二次システムが複数存在する場合には、各二次システムへの送信電力の割当ては、式（１）を拡張することにより得られる次の関係式を満たしていることが求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  
　ここで、式（２）の右辺の第１項は、一次システムに割り当てられたチャネルｆｊと同一のチャネルを二次利用する二次システムに起因する干渉量の総和を表す。Ｍｊは同一チャネルを二次利用する二次システムの数、Ｐ（ｆｊ，ｋ）はｋ番目の二次システム（又は当該二次システムを管理するマスタである二次通信ノード、若しくはマスタ・スレーブを含む全ての二次通信ノード）に割り当てられる電力、Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）はｋ番目の二次システムと一次システムの基準点ｉとの間の経路損失、Ｇ（ｆｊ，ｋ）は利得成分である。また、第２項は、チャネルｆｊとは異なる近傍のチャネルを二次利用する二次システムに起因する干渉量の総和を表す。Ｏｊは近傍チャネルの数、ｊｊは近傍チャネルのインデックス、Ｎｊｊは近傍チャネルを二次利用する二次システムの数、ｋｋは近傍チャネルを二次利用する二次システムのインデックス、Ｈ（ｆｊ，ｆｊｊ，ｋｋ）は近傍チャネルｆｊｊからチャネルｆｊへの二次システムｋｋについての損失成分である。なお、上記Ｍｊ及びＮｊｊは、アクティブな二次システム（若しくは二次通信ノード）の数であってもよい。
　式（２）における利得成分Ｇは、主に次の表１に示す要因に基づいて決定され得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　例えば、表１の保護比率ＰＲについては、次のような考え方が適用され得る。即ち、チャネルｆＣＲを二次利用する二次システムからチャネルｆＢＳを利用する一次システムへの許容干渉量をＩacceptableとする。また、一次システムの所要受信電力をＰreq（ｆＢＳ）とする。これらパラメータの間には、次のような式が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　なお、保護比率がデシベル表記である場合には、上記式（３）の代わりに、次のような式が用いられ得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　式（２）における損失成分Ｈは、例えば、近傍チャネルの選択性（selectivity）及び漏洩率（leakage　ratio）に依存する。なお、これら利得成分及び損失成分の詳細については、例えば"Technical　and　operational　requirements　for　the　possible　operation　of　cognitive　radio　systems　in　the　"white　spaces"　of　the　frequency　band　470-790　MHz"（ECC　Report　159,　2010）を参照されたい。
　＜３．通信制御装置（マネージャ）の構成例＞
　次に、上述した干渉制御モデルに従って二次システム間で送信電力を調整する通信制御装置１００の構成の一例を説明する。
　　［３－１．全体的な構成］
　図５は、本実施形態に係る通信制御装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図５を参照すると、通信制御装置１００は、通信部１１０、データ取得部１２０、記憶部１３０、上限数決定部１４０及び電力割当て部１５０を備える。
　通信部１１０は、通信制御装置１００によるデータサーバ３０及び二次通信ノード２００との間の通信のための通信インタフェースとして動作する。通信制御装置１００とデータサーバ３０及び二次通信ノード２００との間の通信は、それぞれ、有線通信若しくは無線通信又はそれらの組合せのいずれにより実現されてもよい。
　データ取得部１２０は、通信制御装置１００が複数の二次システム間での送信電力の調整のために使用する様々なデータを、データサーバ３０及び二次通信ノード２００から取得する。例えば、データ取得部１２０は、データサーバ３０から一次システムに関する情報を受信する。また、例えば、データ取得部１２０は、二次通信ノード２００から二次システムに関する情報を受信する。そして、データ取得部１２０は、取得したデータを記憶部１３０に記憶させる。
　記憶部１３０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、送信電力の調整のために使用されるプログラム及びデータを記憶する。例えば、記憶部１３０は、プロトコル及びレギュレーションなどにより予め定義される情報、並びにデータ取得部１２０により取得される上述した情報を記憶する。記憶部１３０により記憶されるデータは、上限数決定部１４０及び電力割当て部１５０による処理に際して、各部に出力される。また、記憶部１３０は、電力割当て部１５０による電力割当ての結果を記憶する。
　上限数決定部１４０は、送信電力の割当て対象の上限数を決定する。送信電力の割当て対象の数は、二次システムの数としてカウントされてもよく、又は二次システムに参加する二次通信ノードの数としてカウントされてもよい。例えば、二次システム内で時分割方式で通信が多重化される場合には、あるタイミングで１つの二次システム内で無線信号を送信する二次通信ノードは１つである。従って、その場合、二次システムの数と二次通信ノードの数とは区別されなくてよい。上限数決定部１４０により決定される上限数は、上述した式（２）の右辺の二次システムの数Ｍｊ及びＮｊｊとして、後述する電力割当て部１５０により使用され得る。
　本実施形態において、上限数決定部１４０は、例えば、各二次システムの通信品質の要件に基づいて、送信電力の割当て対象の上限数を決定する。より具体的には、例えば、上限数決定部１４０は、各二次システムの通信品質の要件を充足する送信電力を当該二次システムに割り当てた場合の一次システムへの干渉量を推定する。次に、上限数決定部１４０は、推定した干渉量と一次システムの許容干渉量との差を評価する。そして、上限数決定部１４０は、一次システムの許容干渉量を超過しない範囲の最大の二次システムの数を、送信電力の割当て対象の上限数と決定する。上限数決定部１４０による処理の例について、後にさらに具体的に説明する。
　電力割当て部１５０は、上限数決定部１４０により決定される上限数と一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる。その際、複数の周波数チャネルが１つ以上の二次システムにより利用される場合（例えば、図１のような状況）には、電力割当て部１５０は、複数の周波数チャネルの利用に起因する一次システムへの干渉量の総和が一次システムの許容干渉量（式（１）のＩacceptable（ｉ，ｆｊ））を超えないように、二次システム間で送信電力を配分する。電力割当て部１５０による処理の例について、後にさらに具体的に説明する。
　　［３－２．処理の詳細］
　図６は、図４のステップＳ１６における電力調整処理の流れの概要を示すフローチャートである。図６を参照すると、通信制御装置１００による電力調整処理は、３つの段階に分けられる。第１段階は、上限数決定部１４０による上限数決定処理（ステップＳ１１０）である。第２段階は、電力割当て対象の二次システムの選択（ステップＳ１３０）である。第３段階は、電力割当て部１５０による電力割当て処理（ステップＳ１４０）である。これら３つの段階の各々について、以下に詳細に説明する。
　　（１）上限数決定処理
　図７は、上限数決定部１４０による上限数決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　図７を参照すると、まず、上限数決定部１４０は、データサーバ３０から提供された一次システムに関する情報を、記憶部１３０から取得する（ステップＳ１１１）。ここで取得される情報には、一次システムの許容干渉量、並びに一次システムのサービスエリア及びガードエリアの境界の位置に関するデータが含まれる。また、上限数決定部１４０は、二次通信ノード２００から収集された二次システムに関する情報を、記憶部１３０から取得する（ステップＳ１１２）。ここで取得される情報には、二次システムごとの通信品質の要件に関する情報及び二次通信ノード２００の位置データが含まれる。通信品質の要件に関する情報とは、例えば、最小の所要ＳＮＲ（Signal-to-Noise　Ratio）若しくはＳＩＮＲ（Signal-to-Interference　and　Noise　Ratio）、又は要求送信電力などを含み得る。
　次に、上限数決定部１４０は、各二次システムについて、所要の通信品質に対応する暫定的な送信電力を決定する（ステップＳ１１３）。所要の通信品質に対応する暫定的な送信電力とは、例えば、所要最小ＳＩＲを充足するために要する最小の送信電力であってもよい。その代わりに、所要の通信品質に対応する暫定的な送信電力とは、要求送信電力であってもよい。なお、例えばＦＣＣのルールでは、デバイスの認証クラスごとに固定的な最大送信電力が定義されている。そこで、上限数決定部１４０は、図７の例のように所要の通信品質に応じて暫定的な送信電力を決定する代わりに、二次通信ノード２００の認証クラスについて定義されている最大送信電力を暫定的な送信電力として決定してもよい。
　次に、上限数決定部１４０は、各二次システムについて、二次通信ノード２００の位置に応じて経路損失を決定する（ステップＳ１１４）。ここでの経路損失の算出の手法は、例えば、次の文献１又は文献２に記載された伝播カーブを利用する手法であってよい。
・文献１：「BPR-10：Application　Procedures　and　Rules　for　Digital　Television　(DTV)　Undertakings」（Industry　Canada，BPR-10，Issue　1，August　2010）
・文献２：「Method　for　point-to-area　predictions　for　terrestrial　services　in　the　frequency　range　30　MHz　to　3　000　MHz」（Recommendation　ITU-R　P.1546-4，October　2009）
伝播カーブが利用される場合には、伝播カーブを表す参照テーブルが記憶部１３０により予め記憶される。そして、上限数決定部１４０は、二次通信ノード２００と一次システムの基準点との間の距離に対応する経路損失を、伝播カーブを参照することにより決定する。なお、上限数決定部１４０は、二次通信ノード２００の位置ではなく、二次通信ノード２００により運用される二次システムのスレーブノードのうち上記基準点に最も近いノードの位置から上記基準点までの距離に応じて、経路損失を決定してもよい。また、その計算に際して、各ノードのアンテナ高さ又はアンテナ利得などのパラメータから二次通信ノード２００よりも干渉レベルが大きいと推定されるスレーブノードのみが考慮されてもよい。
　次に、上限数決定部１４０は、各二次システムについて、暫定的な送信電力と経路損失との積を求めることにより、一次システムに与えることが見込まれる推定干渉量を算出する（ステップＳ１１５）。
　次に、上限数決定部１４０は、二次システムの数を格納するための変数ｔを１に初期化する（ステップＳ１１６）。次に、上限数決定部１４０は、ｔ個の二次システムを選択する（ステップＳ１１７）。ここでの二次システムの選択は、例えば、二次システムの運用開始の時間順、優先度順又はランダム方式など、任意の基準に従って行われてよい。次に、上限数決定部１４０は、選択したｔ個の二次システムの推定干渉量の総和を算出する（ステップＳ１１８）。
　次に、上限数決定部１４０は、算出した推定干渉量の総和が一次システムの許容干渉量よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１９）。ここで、推定干渉量の総和が一次システムの許容干渉量よりも大きくない場合には、ステップＳ１２０においてｔにｔ＋１が代入され（即ちｔがインクリメントされ）、処理はステップＳ１１７へ戻る。一方、推定干渉量の総和が一次システムの許容干渉量よりも大きい場合には、処理はステップＳ１２１へ進む。
　ステップＳ１２１において、上限数決定部１４０は、ｔ－１個の二次システムの利用チャネルに基づいて、周波数チャネルごとの電力割当て対象の上限数を決定する（ステップＳ１２１）。例えば、ｔ－１個の二次システムのうちｔ１個の二次システムの利用チャネルが一次システムに割り当てられた周波数チャネルと等しければ、上限数決定部１４０は、同一チャネルについての上限数をｔ１と決定する。同様に、上限数決定部１４０は、他の周波数チャネルについての上限数も決定する。
　なお、上限数決定部１４０は、ステップＳ１１７における二次システムの選択に際し、ｔ個の二次システムの複数の組合せを選択してもよい。その場合、ステップＳ１１９の処理分岐は、例えば、選択されたいずれの組合せについても推定干渉量の総和が一次システムの許容干渉量より大きいときに、ステップＳ１２１へ遷移し得る。
　ここで、上限数決定部１４０により決定される電力割当て対象の上限数は、同時に二次利用を行うことを許可される二次システム又は二次通信ノードの上限数であると言うことができる。その場合の「同時」とは、時間軸上の同じ時点を厳密に指し示す狭義の「同時」ではなく、一定の時間的範囲内のズレを包含する広義の「同時」であってもよい。図８は、狭義の同時利用数と広義の同時利用数の一例を示している。図８の例において、狭義の同時利用数は、いずれの時点においても３を超えることがない。一方、広義の同時利用数は、第１区間Ｔ１では４、第２区間Ｔ２では５、第３区間Ｔ３では２、第４区間Ｔ４では４である。このような広義の同時利用数を扱うことで、干渉制御の時間分解能は下がるものの、制御処理のための負荷は抑制され得る。
　　（２）電力割当て対象の二次システムの選択
　図６の第２段階において、電力割当て部１５０は、データサーバ３０に登録済みの二次通信ノード２００により運用される二次システムのうち、送信電力の割当て対象とする二次システムを選択する（ステップＳ１３０）。送信電力の割当て対象とする二次システムとは、一次システムに対して無視できないレベルの干渉を与える可能性のある二次システムのうち、第１段階において決定された上限数を超えない数の二次システムをいう。
　例えば、電力割当て部１５０は、各二次通信ノード２００と一次システムとの間の距離が所定の閾値を超える二次通信ノード２００については、当該二次通信ノード２００により運用される二次システムに起因する干渉は無視できると判定する。ここで干渉が無視できると判定された二次システムは、送信電力の割当て対象から除外される。これら二次システムは、通信制御装置１００による電力割当てに従うことなく、自らの要求送信電力を用いて二次システムを運用することが可能である。
　干渉を無視できるか否かの判定のための閾値は、全ての周波数チャネルに共通の閾値であってもよく、又は周波数チャネルごとに異なる閾値であってもよい。また、距離に関する閾値の代わりに、距離に応じた経路損失に関する閾値が使用されてもよい。
　例えば、図９Ａには、一次システムのサービスエリアの境界１２からの距離についての全ての周波数チャネルに共通の閾値Ｄ１が示されている。また、５つの二次通信ノード２００の位置も簡略的に示されている。図９Ａの例において、５つの二次通信ノード２００のうち、第１、第３及び第４の二次通信ノード２００は、一次システムのサービスエリアの境界１２から外側に閾値Ｄ１を超えて離れてはいない。従って、これら第１、第３及び第４の二次通信ノード２００は、電力割当て部１５０による送信電力の割り当て対象となり得る。なお、一次システムのサービスエリア内に位置する第４の二次通信ノード２００については、閾値Ｄ１と比較すべき距離はゼロとみなされてよい。一方、第２及び第５の二次通信ノード２００と境界１２との間の距離は、閾値Ｄ１を超えている。従って、これら第２及び第５の二次通信ノード２００から送信される無線信号が一次システムに与える干渉は無視できるレベルであり、第２及び第５の二次通信ノード２００は電力割当て部１５０による送信電力の割り当て対象から除外される。
　図９Ｂには、境界１２からの距離についての２つの閾値Ｄ２及びＤ３が示されている。閾値Ｄ２は、一次システムに割り当てられた周波数チャネルと同一のチャネル（図９Ｂの例ではチャネルＦ１）を二次利用する二次システムに適用される閾値である。閾値Ｄ３は、上記チャネルＦ１とは異なる周波数チャネルを二次利用する二次システムに適用される閾値である。図９Ｂの例において、５つの二次通信ノード２００のうち、第２及び第５の二次通信ノード２００は、チャネルＦ１を二次利用する。そして、第２の二次通信ノード２００は、境界１２から外側に閾値Ｄ２を超えて離れてはいない。一方、第５の二次通信ノード２００と境界１２との間の距離は、閾値Ｄ２を超えている。従って、第５の二次通信ノード２００は、電力割当て部１５０による送信電力の割り当て対象から除外される。また、第１、第３及び第４の二次通信ノード２００は、チャネルＦ２を二次利用する。そして、第１及び第４の二次通信ノード２００は、境界１２から外側に閾値Ｄ３を超えて離れてはいない。一方、第３の二次通信ノード２００と境界１２との間の距離は、閾値Ｄ３を超えている。従って、第３の二次通信ノード２００は、電力割当て部１５０による送信電力の割り当て対象から除外される。なお、送信電力及び経路損失が同じ条件下では、通常、同一チャネルからの干渉の方が近傍チャネルからの干渉よりも重大であるため、閾値Ｄ２は閾値Ｄ３よりも大きく設定され得る。
　このように、干渉を無視できる二次システムを送信電力の割当て対象から除外することで、後に説明する電力割当て処理の計算量を低減することができる。また、周波数チャネルごとに異なる閾値を用いることで、干渉の影響のより精度の高い評価が可能である。
　次に、電力割当て部１５０は、除外されずに残る二次システムの数を、上限数決定部１４０により決定された上限数と比較する。そして、電力割当て部１５０は、二次システムの数が上限数を超える場合には、差分に相当する数の二次システムへの送信電力の割当てを拒否することを決定する。例えば、電力割当て部１５０は、二次システムの優先度、通信履歴又は通信品質の要件などに基づいて、送信電力の割当てを拒否する二次システムを決定してよい。ここで送信電力の割当てが拒否された二次システムの二次通信ノード２００は、あらためて送信電力が割り当てられるまで待機し得る。そして、電力割当て部１５０は、上限数決定部１４０により決定された上限数以下の二次システムを対象として、次に説明する電力割当て処理を行う。
　　（３）電力割当て処理
　　　（３－１）第１の例
　図１０Ａは、電力割当て部１５０による電力割当て処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。第１の例において、電力割当て部１５０は、周波数チャネルごとに当該周波数チャネルを二次利用する二次システムに送信電力を暫定的に配分した後、異なる周波数チャネル間の影響を考慮して、暫定的に配分した送信電力を再配分する。そして、電力割当て部１５０は、配分後又は再配分後の送信電力を、上述した干渉制御モデルにおける式（２）を充足するように修正する。
　図１０Ａを参照すると、まず、電力割当て部１５０は、データサーバ３０から提供された一次システムに関する情報を、記憶部１３０から取得する（ステップＳ１４１）。また、電力割当て部１５０は、二次通信ノード２００から収集された二次システムに関する情報を、記憶部１３０から取得する（ステップＳ１４２）。次に、電力割当て部１５０は、二次システムにより利用される周波数チャネルごとに、ステップＳ１４３の処理を繰り返す。
　ステップＳ１４３において、電力割当て部１５０は、ある１つの注目チャネルを利用する二次システム間で、送信電力を暫定的に配分する（ステップＳ１４３）。送信電力の暫定的な配分は、例えば、以下に説明する固定マージン方式、均等方式及び不均等方式の３種類の方式のいずれかに従って行われてよい。
　　　（固定マージン方式）
　第１の方式は、固定マージン方式である。固定マージン方式の場合、予め固定的に設定される配分マージンＭＩ（及びセーフティマージンＳＭ）を用いて、各二次システムに配分される送信電力が簡易に算出される。この場合、送信電力の配分のための計算コストが小さくなる。周波数チャネルｆｊを利用するｋ番目の二次システムに暫定的に配分される送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、次式により導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　　　（均等方式）
　第２の方式は、均等方式である。均等方式の場合、各二次システムに配分される送信電力は互いに等しくなる。即ち、複数の二次システムに公平に送信電力が配分される。周波数チャネルｆｊを利用するｋ番目の二次システムに暫定的に配分される送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、次式により導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　　　（不均等方式）
　第３の方式は、不均等方式である。不均等方式の場合、一次システムとの間の距離が大きい二次システムほど多くの送信電力が配分される。それにより、全体として二次利用の機会をより高めることができる。周波数チャネルｆｊを利用するｋ番目の二次システムに暫定的に配分される送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、次式により導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　また、均等方式及び不均等方式は、次に説明する与干渉マージン低減方式と組合せられてもよい。
　　　（与干渉マージン低減方式）
　与干渉マージン低減方式は、干渉のリスクを低減するためのセーフティマージンＳＭを算入する方式であり、上述した均等方式又は不均等方式と組合せて用いられ得る。送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、均等方式との組合せについては次の式（８）、不均等方式との組合せについては次の式（９）により導かれる。なお、ＳＭは、予め設定され又は二次通信ノード２００から通知されるセーフティマージンを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　さらに、上述した各方式は、次に説明する重み付け配分方式と組合せられてもよい。
　　　（重み付け配分方式）
　重み付け配分方式は、二次システムごとの優先度に応じて送信電力の配分を重み付けする方式である。送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、均等方式との組合せについては次の式（１０）、不均等方式との組合せについては次の式（１１）により導かれる。また、送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、均等方式及び与干渉マージン低減方式との組合せについては次の式（１０´）、不均等方式及び与干渉マージン低減方式との組合せについては次の式（１１´）により導かれる。なお、ｗｋは、優先度に応じた重みを表す。なお、二次システムごとの重みｗｋの代わりに、周波数チャネルごとの重みｗｊが用いられてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
  
　二次システムにより利用される全ての周波数チャネルについてステップＳ１４３の処理を終了すると、電力割当て部１５０は、さらにチャネル間の干渉を算入して、二次システム間で送信電力を再配分する（ステップＳ１４４）。例えば、均等方式における送信電力の再配分は、次の式（１２）（与干渉マージン低減方式との組合せの場合には式（１２´））に従って行われ得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　式（１２）は、一次システムの許容干渉量から近傍チャネルの利用に起因する干渉量を差し引いた後に残る許容干渉量が残りの二次システム間で再配分されることを意味する。同様に、不均等方式における送信電力の再配分は、次の式（１３）（与干渉マージン低減方式との組合せの場合には式（１３´））に従って行われ得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　なお、当然ながら、再配分のための上述した各数式に、重み付け配分方式における重みがさらに適用されてもよい。
　次に、電力割当て部１５０は、再配分後の送信電力に基づいて評価される干渉量が最も厳しい地点を、一次システムのサービスエリア内で探索する（ステップＳ１４５）。例えば、干渉量が最も厳しい地点ｉ´は、次の式（１４）又は式（１４´）のように探索される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　次に、電力割当て部１５０は、地点ｉ´での総干渉量と許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊ）とに基づいて、電力配分の修正係数Δを次式のように計算する（ステップＳ１４６）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　なお、上記式（１５´）は、電力配分に際して与干渉マージン低減方式が適用される場合に使用され得る。
　そして、電力割当て部１５０は、算出した修正係数Δを用いて、二次システムに割り当てるべき送信電力を次式に従って修正する（ステップＳ１４７）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　　　（３－２）第２の例
　図１０Ｂは、電力割当て部１５０による電力割当て処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。第２の例において、電力割当て部１５０は、第１の例と同様、周波数チャネルごとに当該周波数チャネルを二次利用する二次システムに送信電力を暫定的に配分した後、異なる周波数チャネル間の影響を考慮して、暫定的に配分した送信電力を再配分する。但し、第２の例においては、電力割当て部１５０は、暫定的に配分した送信電力を、例えば二次システムごと又は周波数チャネルごとの優先度に応じて、段階的に確定させていく。
　図１０Ｂの例において、電力割当て部１５０は、まず、第１の例と同様にして、二次システムにより利用される全ての周波数チャネルについて、チャネルごとに送信電力を暫定的に配分する（ステップＳ１４１～ステップＳ１４３）。次に、電力割当て部１５０は、暫定的に配分された送信電力が上述した干渉制御モデルにおける式（２）を充足するか否かを判定する（ステップＳ１４９）。ここで、式（２）が充足されない場合には、処理はステップＳ１５０へ進む。
　ステップＳ１５０では、電力割当て部１５０は、電力配分が未確定の二次システムのうち、より優先度の高い二次システムの電力配分を確定させる（ステップＳ１５０）。例えば、電力割当て部１５０は、より優先度の高い二次システムに暫定的に配分された送信電力を、そのまま当該二次システムに割り当てる送信電力として確定してもよい。その代わりに、電力割当て部１５０は、例えば、暫定的に配分された送信電力に優先度に応じた重みを乗算して得た値を、当該二次システムに割り当てる送信電力として確定してもよい。
　次に、電力割当て部１５０は、チャネル間の干渉を算入して、電力配分が未確定の残りの二次システムに送信電力を再配分する（ステップＳ１５１）。ここでの再配分の計算式は、上述した式（１２）又は式（１３）などと同様であってよい。
　その後、ステップＳ１４９において式（２）が充足される場合には、電力割当て部１５０は、全ての二次システムについて、暫定的に配分された送信電力又は再配分された送信電力を、二次システムに割り当てるべき送信電力として確定する（ステップＳ１５２）。
　　　（３－３）第３の例
　電力割当て処理の第３の例では、電力割当て部１５０は、第１の例及び第２の例と異なり、周波数チャネルごとに送信電力を暫定的に配分する処理を経ることなく、送信電力の割当てを決定する。
　まず、式（２）の左辺と右辺との差をＤｊとすると、式（２）を次のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　ここで、各周波数チャネルについての許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊ）（ｊ＝１，…，Ｏｊ）が与えられるものと仮定する。また、Ｍｊ＋Ｎｊｊ個の二次システムの各々に割り当てられる送信電力をＰｓ（ｓ＝１，…，Ｍｊ＋Ｎｊｊ）とする。すると、式（１７）を拡張することにより、Ｏｊ次元の許容干渉量ベクトルとＭｊ＋Ｎｊｊ次元の送信電力ベクトルとの間に、次の関係式が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　式（１８）に現れる、ｊ番目の周波数チャネルについてのｓ番目の二次システムの送信電力Ｐｓにかかる係数ａｓ，ｊは、上述した干渉制御モデルにおける経路損失Ｌ、利得成分Ｇ及び損失成分Ｈに基づいて算出され得る。従って、電力割当て部１５０は、式（１８）の係数行列を算出した後、式（１８）の解を導出することにより、送信電力ベクトル（Ｐ１，…，ＰＭｊ＋Ｎｊｊ）を算出することができる。
　許容干渉量ベクトルをＩacceptable、送信電力ベクトルをＰｔｘ、係数行列をＡとする。すると、式（１８）は次のように表される。なお、マージンに相当するベクトルＤの要素は、固定値又はゼロであってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　例えば、二次システムの数Ｍｊ＋Ｎｊｊが周波数チャネルの数Ｏｊと等しい場合には、電力割当て部１５０は、正方行列となる係数行列Ａの逆行列を用いて、次のように送信電力ベクトル（Ｐ１，…，ＰＭｊ＋Ｎｊｊ）を算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　なお、二次システムの数Ｍｊ＋Ｎｊｊと周波数チャネルの数Ｏｊとが等しくない場合には、電力割当て部１５０は、送信電力ベクトルの複数の解から選択される１つの送信電力ベクトルを、各二次システムに割り当てるべき送信電力の解として決定してもよい。また、式（１８）の解は、近似的な解であってもよい。また、二次システムの数Ｍｊ＋Ｎｊｊの代わりに、次式の通りチャネルごとに考慮すべき二次システムの数を積算した数を、送信電力ベクトルの次元数として扱ってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　図１０Ｃは、電力割当て部１５０による電力割当て処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。
　図１０Ｃを参照すると、まず、電力割当て部１５０は、データサーバ３０から提供された一次システムに関する情報を、記憶部１３０から取得する（ステップＳ１４１）。ここで取得される情報には、式（１８）の許容干渉量ベクトルＩacceptableが含まれる。また、電力割当て部１５０は、二次通信ノード２００から収集された二次システムに関する情報を、記憶部１３０から取得する（ステップＳ１４２）。
　次に、電力割当て部１５０は、上述した干渉制御モデルに従って、送信電力ベクトルＰｔｘと許容干渉量ベクトルＩacceptableとの間の関係式の係数行列Ａを算出する（ステップＳ１５４）。それにより、式（１８）のような送信電力ベクトルＰｔｘと許容干渉量ベクトルＩacceptableとの間の関係式が形成される。そして、電力割当て部１５０は、形成された関係式を解くことにより、送信電力の配分を決定する（ステップＳ１５５）。
　　（４）送信電力の再調整
　通信制御装置１００は、上述した手法に従って二次システムへの送信電力の割当てを決定すると、二次通信ノード２００への再構成要求の中で、それぞれ割り当てた送信電力の値を通知する。その後、新たな二次通信ノード２００による二次システムの運用が開始される可能性がある。その場合、通信制御装置１００は、図６に例示した電力調整処理を再実行して、既存の二次システム及び新たな二次システムに再度送信電力を割り当ててもよい。その代わりに、通信制御装置１００は、以下に説明するように、既存の二次システムに既に割り当てた送信電力を再調整し、新たな二次システムへ追加的に送信電力を割り当ててもよい。
　図１１は、通信制御装置１００による電力再調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１１を参照すると、まず、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用開始を待ち受ける（ステップＳ１６１）。そして、例えば、通信部１１０が二次通信ノード２００からの干渉制御要求を受信することで、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用開始を認識する。すると、処理はステップＳ１６２へ進む。
　ステップＳ１６２において、電力割当て部１５０は、既存の各二次システムについて、割当て済みの送信電力に応じた通信品質の所要の通信品質に対する余剰分を計算する（ステップＳ１６２）。例えば、周波数チャネルｆｊにおけるｋ番目の二次システム内の二次通信ノード間の通信距離をＲ、所要の通信品質をＳＩＮＲreq（ｆｊ，ｋ，Ｒ）とする。また、割当て済みの送信電力に応じた通信品質をＳＩＮＲest（ｆｊ，ｋ，Ｒ）とする。すると、当該二次システムについての送信電力の余剰率αｆｊ，ｋは、次式のように導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
　次に、電力割当て部１５０は、各二次システムについて送信電力の余剰分が存在するか否かを判定する（ステップＳ１６３）。例えば、式（２２）に従って算出される余剰率αｆｊ，ｋが１．０よりも大きい場合には、電力割当て部１５０は、当該二次システムについて送信電力の余剰分が存在すると判定し得る。次に、電力割当て部１５０は、送信電力の余剰分が存在すると判定した二次システムについての送信電力を、次式に従って再計算する（ステップＳ１６４）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
　なお、式（２３）において、Ｐ（ｆｊ，ｋ）は割当て済みの送信電力、Ｐopt（ｆｊ，ｋ）は再計算された送信電力である。
　電力割当て部１５０は、このように既存の二次システムについての送信電力の再計算を終了すると、新たな二次システムに送信電力を配分可能か否かを判定する（ステップＳ１６５）。例えば、送信電力の余剰分が存在している既存の二次システムが送信電力を下げることで新たな二次システムを受け入れることができる場合には、電力割当て部１５０は、新たな二次システムに送信電力を配分可能であると判定する。ここで、新たな二次システムに送信電力を配分可能でないと判定された場合には、新たな二次システムに送信電力が割り当てられることなく、図１１の送信電力再調整処理は終了する。一方、新たな二次システムに送信電力を配分可能であると判定された場合には、処理はステップＳ１６６へ進む。
　ステップＳ１６６において、電力割当て部１５０は、既存の二次システムの二次通信ノード２００の少なくとも１つへ再構成要求を送信し、送信電力の引き下げを要求する（ステップＳ１６６）。そして、電力割当て部１５０は、新たな二次システムを受け入れる余地が生じると、新たな二次システムに送信電力を割当てると共に、当該二次システムの二次通信ノード２００へ送信電力の値を通知する（ステップＳ１６７）。
　このような送信電力再調整処理により、全ての二次システムを対象として送信電力調整処理を再実行するよりも少ない計算コストで、新たな二次システムの運用を開始させることができる。
　なお、通信制御装置１００の記憶部１３０は、図１２に例示するような二次システム管理テーブルを保持し、各二次システムの所要品質、余剰率の計算結果及び送信電力の割当てなどの情報を記憶してもよい。図１２の例では、チャネル番号ごとに二次システムのＩＤ（識別子）が保持され、各二次システムについての所要品質、余剰率及び送信電力の最新の割当てが二次システム管理テーブル内に記憶されている。
　　（５）運用開始の拒否又は保留
　上述した例では、新たな二次通信ノード２００による二次システムの運用が開始される場合に、通信制御装置１００により既存の二次システムに既に割り当てた送信電力が再調整される。これに対し、通信制御装置１００は、予め決定される二次システム又は二次通信ノードの最大数に応じて、新たな二次システムの運用の開始を拒否し又は保留してもよい。
　図１３Ａは、二次システムの運用開始が拒否される場合の処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。図１３Ａを参照すると、まず、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用開始を待ち受ける（ステップＳ１６１）。そして、例えば、通信部１１０が二次通信ノード２００からの干渉制御要求を受信することで、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用開始を認識する。すると、処理はステップＳ１７０へ進む。
　ステップＳ１７０において、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用を開始することで二次システム又は二次通信ノードの数が予め決定される登録可能な最大数を超えるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、登録可能な最大数を超えないと判定された場合には、電力割当て部１５０による電力割当て処理（又は図１１に例示したような電力再調整処理）が行われる（ステップＳ１７１）。一方、登録可能な最大数を超えると判定された場合には、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの登録を拒否することを当該二次システムの二次通信ノード２００へ通知する（ステップＳ１７２）。
　図１３Ｂは、二次システムの運用開始が保留される場合の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１３Ｂを参照すると、まず、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用開始を待ち受ける（ステップＳ１６１）。そして、例えば、通信部１１０が二次通信ノード２００からの干渉制御要求を受信することで、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用開始を認識する。すると、処理はステップＳ１７０へ進む。
　ステップＳ１７０において、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用を開始することで二次システム又は二次通信ノードの数が予め決定される登録可能な最大数を超えるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、登録可能な最大数を超えないと判定された場合には、電力割当て部１５０による電力割当て処理（又は図１１に例示したような電力再調整処理）が行われる（ステップＳ１７１）。一方、登録可能な最大数を超えると判定された場合には、電力割当て部１５０は、新たな二次システムに送信電力を割り当てることなく、当該二次システムに関するデータのみを登録する（即ち、当該二次システムを仮登録する）（ステップＳ１７３）。そして、電力割当て部１５０は、電力が割り当てられることなく登録が保留されていることを当該二次システムの二次通信ノード２００へ通知する（ステップＳ１７４）。その後、例えば既存の二次システムが運用を停止すると、登録が保留されている二次システムに優先的に送信電力が割り当てられる。
　図１３Ｃは、二次システムの運用開始が拒否される場合の処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。第３の例においては、データサーバ３０又は通信制御装置１００に登録可能な二次システム又は二次通信ノードの最大数が、周波数チャネルごとに予め決定されているものとする。
　図１３Ｃを参照すると、まず、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用開始を待ち受ける（ステップＳ１６１）。そして、例えば、通信部１１０が二次通信ノード２００からの干渉制御要求を受信することで、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用開始を認識する。すると、処理はステップＳ１７０へ進む。
　ステップＳ１７０において、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの運用を開始することで二次システム又は二次通信ノードの数が対象のチャネルについての登録可能な最大数を超えるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、登録可能な最大数を超えないと判定された場合には、電力割当て部１５０による電力割当て処理（又は図１１に例示したような電力再調整処理）が行われる（ステップＳ１７１）。
　一方、ステップＳ１７０において、登録可能な最大数を超えると判定された場合には、電力割当て部１５０は、他のチャネルが空いているか否かを判定する（ステップＳ１７５）。ここで、他のチャネルが空いている場合には、電力割当て部１５０は、空いているチャネルの利用を新たな二次システムの二次通信ノード２００に推奨する（ステップＳ１７６）。一方、他のチャネルも空いていない場合には、電力割当て部１５０は、新たな二次システムの登録を拒否することを当該二次システムの二次通信ノード２００へ通知する（ステップＳ１７７）。
　　（６）一次システムと二次システムとの間の距離
　図６に示した上限数決定処理及び電力割当て処理においては、二次システムごとの経路損失を導出するために、一次システムと各二次システムとの間の距離を決定することが求められる。一次システムと各二次システムとの間の距離は、例えば、以下に説明するいずれかの例に従って定義され得る。
　　　（６－１）第１の例
　第１の例において、一次システムと各二次システムとの間の距離は、各二次システムの位置から一次システムのサービスエリアの外周までの最短距離である。
　例えば、図１４Ａには、一次システムのサービスエリアの外周に相当する境界１２と４つの二次システム（二次通信ノード２００）とが示されている。第１、第２及び第３の二次システムは、一次システムのサービスエリアの外部に位置する。第１、第２及び第３の二次システムから一次システムのサービスエリアの外周までの最短距離は、それぞれｄ０１、ｄ０２及びｄ０３である。一方、第４の二次システムは、一次システムのサービスエリアの内部に位置する。第４の二次システムについて経路損失を導出する際には、一次システムと二次システムとの間の距離はゼロとみなされてもよい。その場合、経路損失は最大となる。その代わりに、第４の二次システムから境界１２までの最短距離が、一次システムと第４の二次システムとの間の距離として扱われてもよい。
　　　（６－２）第２の例
　第２の例において、一次システムと各二次システムとの間の距離は、各二次システムの位置から一次システムのサービスエリアの外周上又は当該外周内の特定の１点までの距離である。特定の１点とは、例えば、ある１つの二次システムから最も近い一次システムのサービスエリアの外周上の地点であってもよい。また、特定の１点とは、例えば、複数の二次システムからの距離の和が最小となる地点などであってもよい。この地点は、二次システムからの干渉を受ける一次システムの仮想的な受信局が位置する地点であると考えられ得る。
　例えば、図１４Ｂには、境界１２と４つの二次システムとが再び示されている。第１、第２及び第３の二次システムは、一次システムのサービスエリアの外部に位置する。ここで、第１の二次システムから最も近い境界１２上の点をＰ１とする。第１、第２及び第３の二次システムと一次システムとの間の距離は、第１、第２及び第３の二次システムのそれぞれの位置と点Ｐ１との間の距離ｄ１１、ｄ１２及びｄ１３に相当する。一方、第４の二次システムは、一次システムのサービスエリアの内部に位置する。第４の二次システムについて経路損失を取得する際には、第１の例と同様、一次システムと二次システムとの間の距離はゼロとみなされてもよい。その代わりに、第４の二次システムと点Ｐ１との間の距離が一次システムと第４の二次システムとの間の距離として扱われてもよい。
　図１４Ｂにおいて、点Ｐ２は、境界１２上で第１、第２及び第３の二次システムからの距離の和が最小となる点である。このような点Ｐ２が点Ｐ１の代わりに使用されてもよい。なお、例えば、二次システムの多くが一次システムのガードエリアから離れた位置にある場合、一次受信局が狭い地理的領域内にのみ存在することが既知である場合、又は特定の地点において許容干渉量が著しく厳しい場合などにおいては、予め決定される特定の地点が距離算出のための基準点として使用されてもよい。また、変調方式ごとに異なる複数の許容干渉量が規定されている場合には、距離だけではなく変調方式又は複数の許容干渉量を考慮して基準点が選択されてもよい。
　第１の例と第２の例とを比較すると、第１の例の場合には、距離の算出がより容易である一方で、経路損失の値が過剰に小さく見積もられる可能性がある。例えば、２つの二次システムが一次システムを挟んで反対側に位置する場合に、そのような状況は生じ得る。その場合、二次システムに割り当てられる送信電力は、より小さい値となる。従って、第１の例は、計算コストがより低く、干渉防止の観点でより安全な定義と言える。一方、第２の例では、経路損失の値が過剰に小さく見積もられる可能性が少ないため、二次利用の機会をより高めることができる。
　　　（６－３）第３の例
　第３の例において、一次システムと各二次システムとの間の距離は、各二次システムの位置から最も近傍の一次受信局までの距離である。例えば、図１４Ｃには、３つの二次システム及び３つの一次受信局が示されている。第１の二次システムの最も近傍には、第１の一次受信局が位置する。第１の二次システムと第１の一次受信局との間の距離はｄ２１である。第２の二次システムの最も近傍には、第２の一次受信局が位置する。第２の二次システムと第２の一次受信局との間の距離はｄ２２である。第３の二次システムの最も近傍には、第３の一次受信局が位置する。第３の二次システムと第３の一次受信局との間の距離はｄ２３である。従って、第１の二次システムと一次システムとの間の距離としてｄ２１、第２の二次システムと一次システムとの間の距離としてｄ２２、第３の二次システムと一次システムとの間の距離としてｄ２３がそれぞれ使用され得る。
　　　（６－４）第４の例
　第４の例において、一次システムと各二次システムとの間の距離は、全ての二次システムの位置からの距離の総和が最も小さい一次受信局までの距離である。例えば、図１４Ｄには、３つの二次システム及び３つの一次受信局が再び示されている。このうち、３つの二次システムの位置からの距離の総和が最も小さい一次受信局は、第２の一次受信局である。第１の二次システムと第２の一次受信局との間の距離はｄ３１である。第２の二次システムと第２の一次受信局との間の距離はｄ３２である。第３の二次システムと第２の一次受信局との間の距離はｄ３３である。従って、第１の二次システムと一次システムとの間の距離としてｄ３１、第２の二次システムと一次システムとの間の距離としてｄ３２、第３の二次システムと一次システムとの間の距離としてｄ３３がそれぞれ使用され得る。
　第３及び第４の例の例においては、実際の一次受信局の位置が距離の算出のための基準点となるため、より現実に即した干渉量の見積もりが可能となる。
　　　（６－５）二次システム側の基準点
　図１４Ａ～図１４Ｄの例では、一次システムと二次システムとの間の距離の算出にあたって主に一次システム側の基準点をどのように設定すべきかについて説明した。これに対し、二次システム側の基準点についても、様々な設定の手法が考えられる。例えば、二次システム側の基準点の位置は、単純に二次システムのマスタである二次通信ノード２００の位置であってもよい。その代わりに、二次システム側の基準点の位置は、二次システムのノード（マスタノード及びスレーブノード）のうち一次システムのガードエリア又はいずれかの一次受信局の最も近くのノードの位置であってもよい。また、計算が複雑になるものの、二次システムの複数のノードの位置を基準として複数の距離が算出され、当該複数の距離に応じて総合的な経路損失が計算されてもよい。これら二次システム側の基準点の設定の手法は、それぞれ、図１４Ａ～図１４Ｄに例示したどの一次システム側の基準点の設定の手法と組み合わせられてもよい。
　また、例えば、二次システム側の基準点は、例えば、次のように段階的に設定されてもよい。まず、二次システム側の基準点を暫定的に二次システムのマスタである二次通信ノード２００とする。次に、二次通信ノード２００から最も近くの一次システムのサービスエリアの外周上の１点又は最も近くの一次受信局の地点を一次システム側の基準点とする。次に、一次システム側の上記基準点に与える干渉を、二次システムのノード（マスタノード及びスレーブノード）の各々について見積もる。そして、一次システム側の上記基準点に最大の干渉を与える二次システム側のノードの位置を、二次システム側の最終的な基準点に設定する。二次システムのノードごとの干渉の見積もりに際しては、ノードの種類（マスタノード又はスレーブノードノード）に応じて異なる送信電力が考慮されてもよい。
　＜４．通信装置（二次通信ノード）の構成例＞
　図１５は、上述した通信制御装置１００により割り当てられる送信電力を用いて二次システムを運用する二次通信ノード２００の構成の一例を示すブロック図である。図１５を参照すると、二次通信ノード２００は、通信部２１０、制御部２２０、記憶部２３０及び無線通信部２４０を備える。
　通信部２１０は、二次通信ノード２００によるデータサーバ３０及び通信制御装置１００との間の通信のための通信インタフェースとして動作する。通信部２１０は、制御部２２０による制御の下、例えば、二次利用の開始に際して、二次システムに関する情報をデータサーバ３０に送信する。また、通信部２１０は、データサーバ３０から通知される情報を受信する。また、通信部２１０は、通信制御装置１００との間で、干渉制御の要求及び応答を送受信する。その後、通信制御装置１００により送信電力の割当てが決定されると、通信部２１０は、送信電力の割当て結果を受信する（図４のステップＳ１７）。
　制御部２２０は、二次通信ノード２００の動作全般を制御する役割を有する。例えば、制御部２２０は、図４に例示したシーケンスに従って通信制御装置１００と連携することで、二次システムの運用に際しての一次システムへの干渉を抑制する。より具体的には、制御部２２０は、通信制御装置１００による送信電力の割当て結果が通信部２１０により受信されると、当該送信電力の割当て結果に基づいて、無線通信部２４０による他の二次通信ノードとの間の通信のための送信電力を制限する。
　制御部２２０は、例えば、自装置が運用する二次システムに割り当てられた送信電力を、当該二次システムに参加する二次通信ノードの間でさらに配分してもよい。これは、二次通信ノード２００が１つの二次システムに参加するノード群の送信電力を管理するマスタとしての役割を有し得ることを意味する。この場合、マスタとしての二次通信ノード２００は、スレーブノードによる通信が一次システムに致命的な干渉を与えないように、スレーブノードの送信電力を制御する。一般的には、送信電力の制御には誤差が伴う。しかし、例えば、上述したセーフティマージンＳＭが導入されることで、送信電力の制御の誤差によって一次システムに致命的な干渉が生じることが回避される。例えば、二次通信ノード２００は、スレーブノードのデューティサイクルを認識し、認識したデューティサイクルに応じてセーフティマージンを動的に設定してもよい。その場合には、二次通信ノード２００は、動的に設定されるセーフティマージンを、データサーバ３０を介して又は直接、通信制御装置１００へ報告する。その代わりに、通信制御装置１００が二次通信ノード２００から報告されるデューティサイクルに応じてセーフティマージンを動的に設定してもよい。
　記憶部２３０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、通信制御装置１００との連携及び二次システムの運用のために使用されるプログラム及びデータを記憶する。
　無線通信部２４０は、二次通信ノード２００と他の二次通信ノードとの間の無線通信のための無線通信インタフェースとして動作する。無線通信部２４０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆ又はＥＣＭＡ－３９２に従って、二次システムに参加する他の二次通信ノードとの間で、無線信号を送受信する。無線通信部２４０により送信される無線信号の送信電力は、通信制御装置１００による送信電力の割当て結果に基づいて、制御部２２０により制限される。
　＜５．適応的なマージンの設定＞
　上述した実施形態における固定マージン方式では、送信電力の配分に際して、予め固定的に設定される配分マージンＭＩが算入される。これら配分マージンＭＩの値は、一例として、３ｄＢ～６ｄＢなどの範囲内の任意の値であってよい。配分マージンＭＩの値を固定的に設定することで送信電力の配分のための計算が簡略されることから、固定マージン方式は、実装を容易にするという利点を有する。しかしながら、例えば、６ｄＢの固定的な配分マージンを導入すると、チャネル当たりの動作可能な二次システムの数は、多くとも４つ程度となる。この二次システム数は、周波数の二次利用の機会を高めるという観点では、必ずしも十分でない。また、値の大きい固定的なマージンを設定すると、想定された数よりも二次システム数が少ない場合に、個々の送信電力が過剰に抑制されてしまうという問題点がある。さらに、二次システム数がチャネルごとに異なる可能性があることからも、固定マージン方式よりもむしろマージンの値を動的に設定する方が望ましい状況があり得る。そこで、本節では、マージンの値を動的に設定する構成を有する通信制御装置について説明する。
　図１６は、上述した実施形態の一変形例に係る通信制御装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図１６を参照すると、通信制御装置３００は、通信部１１０、データ取得部３２０、記憶部１３０、上限数決定部１４０、マージン設定部３４５及び電力割当て部３５０を備える。
　データ取得部３２０は、上述した通信制御装置１００のデータ取得部１２０により取得されるデータに加えて、マージン設定部３４５がマージンを動的に設定するために使用するデータを、データサーバ３０及び二次通信ノード２００から取得する。マージンを設定するために使用されるデータとは、後に説明するように、例えば、運用中の（即ち、現在登録されている）二次システム数若しくは二次通信ノード数、又は運用可能な（登録可能な）最大二次システム数若しくは最大ノード数を含み得る。そして、データ取得部３２０は、取得したデータを記憶部１３０に記憶させる。
　マージン設定部３４５は、データ取得部３２０により取得されるデータを用いて、送信電力の割当てに際して干渉のリスクを低減するためのマージンを設定する。マージンは、例えば、周波数チャネルごとに設定され得る。例えば、周波数チャネルｆｉについての配分マージンをＭＩｉとすると、配分マージンＭＩｉは、概念的には、チャネル内の干渉のための成分とチャネル間干渉のための成分との和として、次式のように表現され得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
　式（２４）において、右辺の第１項がチャネル内の干渉のための成分、第２項がチャネル間干渉のための成分である。具体的には、第１の例において、配分マージンＭＩｉは、周波数チャネルｆｉを二次利用している運用中の二次システム数又は二次通信ノード数Ｕｉを用いて、次のように計算され得る：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
　運用中の二次システム数又は二次通信ノード数Ｕｉをそのままマージンの値として利用できる場合には、式（２５）が使用される。一方、Ｕｉを修正する場合には、式（２６）のように修正係数αｉが算入される。修正係数αｉは、上述した式（５）のセーフティマージンＳＭと等しくてもよい。
　第２の例において、配分マージンＭＩｉは、例えば、周波数チャネルｆｉを二次利用可能な最大の二次システム数又は最大の二次通信ノード数Ｘｉを用いて、次のように計算され得る：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
　最大の二次システム数又は最大の二次通信ノード数Ｘｉをそのままマージンの値として利用できる場合には、式（２７）が使用される。一方、Ｘｉを修正する場合には、式（２８）のように修正係数βｉが算入される。修正係数βｉもまた、上述した式（５）のセーフティマージンＳＭと等しくてもよい。Ｘｉは、式（２５）及び式（２６）のＵｉとは異なり、時々刻々と変化する値ではない。そのため、第２の例では、第１の例と比較して情報の取得のためのトラフィックをより少なくすることができる。
　次の第３の例及び第４の例では、マージンの値は、複数の周波数チャネルにわたって共通の値となる。第３の例において、配分マージンＭＩｉは、運用中の二次システム数又は二次通信ノード数Ｕｉのチャネル間の最大値を用いて、次のように計算され得る：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
　第４の例において、配分マージンＭＩｉは、チャネルごとの最大の二次システム数又は最大の二次通信ノード数Ｘｉのチャネル間の最大値を用いて、次のように計算され得る：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
　また、マージン設定部３４５は、帯域の中央部の周波数チャネルのマージンが端部の周波数チャネルのマージンよりも相対的に大きくなるように、周波数チャネルごとにマージンを設定してもよい。図１７の例では、帯域全体の中に、９つの周波数チャネルＦ１～Ｆ９が存在する。このようなチャネル構成において、例えば、隣り合うチャネルに加えて、さらに１つ先の周波数チャネルからの無線信号が干渉源となり得るものとする。そうすると、例えば、帯域の中央部の周波数チャネルＦ３～Ｆ７については４つの近傍のチャネルが干渉源となり得るのに対し、帯域の端部の周波数チャネルＦ１及びＦ９については２つ、周波数チャネルＦ２及びＦ８については３つの近傍チャネルのみが干渉源となり得る。従って、マージン設定部３４５は、図１７の下部のグラフに例示したように、帯域の中央部の周波数チャネルのマージンがより端部のチャネルよりも大きくなるようにマージンを設定することで、特に端部において二次利用の機会を効率的に高めることができる。このような周波数チャネルの位置に応じたマージンの計算は、例えば、式（２６）の修正係数αｉ又は式（２８）の修正係数βｉを図１７のグラフのように定義することにより実現されてもよい。
　なお、マージン設定部３４５は、周波数チャネルごとの配分マージンを設定するにあたり、二次システムの送信スペクトルマスク（又は近傍チャネル漏れ率（ＡＣＬＲ：Adjacent　Channel　Leakage　Ratio））に相当する値を算入してもよい。例えば、チャネルＦｊｊからチャネルＦｉへの帯域外の損失をＨ（ｉ，ｊｊ，ｋｋ）とすると、送信スペクトルマスクに相当する値を算入することにより、配分マージンＭＩｉは、次式のように更新され得る：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
　電力割当て部３５０は、上述した通信制御装置１００の電力割当て部１５０と同様、上限数決定部１４０により決定される上限数と一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる。その際、電力割当て部３５０は、配分マージンＭＩの値として、マージン設定部３４５により適応的に設定される値を使用する。
　このような変形例に係る構成によれば、マージンの値が適応的に設定されるため、一次システムに致命的な干渉を及ぼすことなく、二次利用の機会を一層効率的に高めることができる。なお、式（２５）～式（３３）に示したＭＩ又はＭＩ´´´の計算式は、式（２４）の右辺の第１項のＭＩ´又は第２項のＭＩ´´の計算のために利用されてもよい。
　＜６．まとめ＞
　ここまで、図１～図１７を用いて、一実施形態について説明した。本実施形態によれば、二次システムを運用する二次通信ノードとの間で通信する通信制御装置により、送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数が決定され、当該上限数と一次システムの許容干渉量とに基づいて、二次利用のための送信電力がそれぞれ割り当てられる。それにより、複数の二次システムが存在する場合にも、上限数を超えない範囲内の二次システムに二次利用の機会を与えながら、一次システムに致命的な干渉が及ぶことを回避することができる。従って、周波数リソースの利用効率を、適切かつ安全な形で高めることが可能となる。
　また、本実施形態によれば、送信電力の割当て対象の上限数は、各二次システムの通信品質の要件から推定される一次システムへの干渉量と、一次システムの許容干渉量との差を評価することにより決定される。それにより、二次利用の機会を与えられた二次システムについては、所要の通信品質を確保して通信の目的を達成することができる。
　また、本実施形態によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネルのみならず近傍の周波数チャネルが二次利用される場合に、それら周波数チャネルの二次利用に起因する干渉量の総和が一次システムの許容干渉量を超えないように、送信電力が割り当てられる。それにより、帯域外輻射を原因とするチャネル間の干渉が一次システムに致命的な影響を及ぼすことも回避される。
　また、本実施形態によれば、送信電力は、周波数チャネルごとに当該周波数チャネルを利用する二次システムに暫定的に配分された後、異なる周波数チャネルを利用する二次システム間で再配分され得る。このような段階的な送信電力の配分によれば、送信電力の割当ての計算をより少ない計算リソースで行うことが可能となる。その結果、考慮すべき周波数チャネルの数又は二次システムの数が増えた場合の送信電力の割当ての負荷が軽減される。
　なお、本明細書において説明した各装置による処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、実行時にＲＡＭ（Random　Access　Memory）に読み込まれ、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）などのプロセッサにより実行される。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　１００，３００　　通信制御装置
　１１０　　　　　　通信部
　１４０　　　　　　（上限数）決定部
　３４５　　　　　　マージン設定部
　１５０，３５０　　電力割当て部
　２００　　　　　　通信装置（二次通信ノード）
　２１０　　　　　　通信部
　２２０　　　　　　制御部
 

Claims (23)

  1. 　一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する１つ以上の二次通信ノードとの間で通信する通信部と、
    　送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数を決定する決定部と、
    　決定された前記上限数と前記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる電力割当て部と、
    　を備える通信制御装置。
  2. 　前記決定部は、各二次システムの通信品質の要件に基づいて前記上限数を決定する、請求項１に記載の通信制御装置。
  3. 　前記決定部は、各二次システムの通信品質の要件から推定される前記一次システムへの干渉量と前記一次システムの許容干渉量との差を評価することにより、前記上限数を決定する、請求項２に記載の通信制御装置。
  4. 　前記電力割当て部は、複数の周波数チャネルが１つ以上の二次システムにより利用される場合に、当該複数の周波数チャネルの二次利用に起因する前記一次システムへの干渉量の総和が前記一次システムの前記許容干渉量を超えないように、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる、請求項１に記載の通信制御装置。
  5. 　前記決定部は、前記一次システムに割り当てられた周波数チャネルについての第１の上限数と他の周波数チャネルについての第２の上限数とを決定し、
    　前記電力割当て部は、前記第１の上限数及び前記第２の上限数を用いて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる、
    　請求項４に記載の通信制御装置。
  6. 　前記電力割当て部は、二次システムにより利用される周波数チャネルごとに当該周波数チャネルを利用する二次システムに送信電力を暫定的に配分した後、暫定的に配分された送信電力に基づいて、異なる周波数チャネルを利用する二次システム間で送信電力を再配分する、請求項５に記載の通信制御装置。
  7. 　前記電力割当て部は、二次システム間で送信電力を配分又は再配分した後、前記許容干渉量と一次システムのサービスエリア内で干渉量の総和が最も多くなる地点での干渉量との比較に基づいて、各二次システムに割り当てるべき送信電力を修正する、請求項６に記載の通信制御装置。
  8. 　前記通信部は、二次システムについての優先度を定義する優先度情報を他の装置から受信し、
    　前記電力割当て部は、より高い優先度を有する二次システムに前記暫定的に配分された送信電力に基づいて送信電力を割当てた後、残る二次システムに送信電力を再配分する、
    　請求項６に記載の通信制御装置。
  9. 　前記通信部は、二次システムについての優先度を定義する優先度情報を他の装置から受信し、
    　前記電力割当て部は、前記優先度に応じた重みを用いて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに割り当てる送信電力を重み付けする、
    　請求項６に記載の通信制御装置。
  10. 　前記電力割当て部は、新たな二次システムが運用開始される場合に、既存の二次システムのうち送信電力の余剰分を有する二次システムに送信電力の引き下げを要求する、請求項１に記載の通信制御装置。
  11. 　前記決定部は、前記一次システムへの干渉量を推定する際の前記一次システムの基準点の位置を、前記一次システムのデータサーバから受信される情報を用いて決定する、請求項３に記載の通信制御装置。
  12. 　前記電力割当て部は、前記一次システムの前記許容干渉量、及び前記一次システムと各二次システムとの間の距離に応じた経路損失に基づいて、送信電力の割当てを決定し、
    　前記一次システムと各二次システムとの間の距離は、各二次システムの位置から前記一次システムのサービスエリアの外周又は前記一次システムのノードまでの最短距離である、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  13. 　前記電力割当て部は、前記一次システムの前記許容干渉量、及び前記一次システムと各二次システムとの間の距離に応じた経路損失に基づいて、送信電力の割当てを決定し、
    　前記一次システムと各二次システムとの間の距離は、各二次システムの位置から前記一次システムのサービスエリアの外周上又は当該外周内の特定の地点までの距離である、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  14. 　前記電力割当て部は、前記一次システムとの間の距離又は当該距離に応じた経路損失が所定の閾値を超える二次システムを、送信電力の割当ての計算において無視する、請求項１に記載の通信制御装置。
  15. 　前記閾値は、周波数チャネルごとに設定される、請求項１４に記載の通信制御装置。
  16. 　前記電力割当て部は、前記通信部により受信される二次通信ノードからの要求に応じて、二次通信ノードに電力割当て結果を通知する、請求項１に記載の通信制御装置。
  17. 　前記電力割当て部は、二次通信ノードからの要求に依存することなく、二次通信ノードに電力割当て結果を通知する、請求項１に記載の通信制御装置。
  18. 　前記電力割当て部は、送信電力の割当てに際して干渉のリスクを低減するためのマージンを算入し、
    　前記通信制御装置は、
    　周波数チャネルごとの運用中の二次システム数若しくは二次通信ノード数又は運用可能な最大の二次システム数若しくは二次通信ノード数に基づいて、前記マージンを設定するマージン設定部、
    　をさらに備える、請求項１に記載の通信制御装置。
  19. 　前記マージン設定部は、帯域の中央部の周波数チャネルのマージンが端部の周波数チャネルのマージンよりも相対的に大きくなるように、前記マージンを周波数チャネルごとに設定する、請求項１８に記載の通信制御装置。
  20. 　一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する１つ以上の二次通信ノードとの間で通信する通信制御装置を用いた通信制御方法であって、
    　送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数を決定することと、
    　決定された前記上限数と前記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てることと、
    　を含む通信制御方法。
  21. 　一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する通信装置であって、
    　送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数と前記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる通信制御装置から、送信電力の割当て結果を受信する通信部と、
    　前記通信部により受信される送信電力の割当て結果に基づいて、他の二次通信ノードとの間の通信のための送信電力を制限する制御部と、
    　を備える通信装置。
  22. 　一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する通信装置による通信方法であって、
    　送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数と前記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる通信制御装置から、送信電力の割当て結果を受信することと、
    　前記送信電力の割当て結果に基づいて、他の二次通信ノードとの間の通信のための送信電力を制限することと、
    　を含む通信方法。
  23. 　一次システムに割り当てられた周波数チャネル及び当該周波数チャネルの近傍の周波数チャネルの少なくとも一方を利用して二次システムを運用する１つ以上の二次通信ノードと、当該１つ以上の二次通信ノードによる通信を制御する通信制御装置とを含む通信システムであって、
    　前記通信制御装置は、
    　前記１つ以上の二次通信ノードとの間で通信する通信部と、
    　送信電力の割当ての対象とする二次システム又は二次通信ノードの上限数を決定する決定部と、
    　決定された前記上限数と前記一次システムの許容干渉量とに基づいて、各二次システム又は各二次システムの各二次通信ノードに送信電力を割り当てる電力割当て部と、
    　を備え、
    　前記１つ以上の二次通信ノードの各々は、
    　前記通信制御装置から送信電力の割当て結果を受信する通信部と、
    　受信された前記送信電力の割当て結果に基づいて、他の二次通信ノードとの間の通信のための送信電力を制限する制御部と、
    　を備える、
    　通信システム。
     
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