WO2013031337A1 - 通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システム - Google Patents

通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システム Download PDF

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WO2013031337A1
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wireless communication
master node
communication system
communication
distance
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PCT/JP2012/065483
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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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    • H04W72/0473—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being transmission power
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication control device, a communication control method, and a communication control system.
  • Secondary use of a frequency channel means that another system secondary uses a part or all of a 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 Document 1).
  • the TV white space refers to a channel that is not used by the TV broadcast system according to a region among frequency channels allocated 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 2 below).
  • Patent Literature 1 calculates a path loss to a receiving device of a primary system and a separation frequency width between frequency channels in a base station that is a master node of the secondary system, and determines the maximum of the secondary system based on the calculation result. A method of determining transmission power is proposed.
  • the secondary system includes a master node that is a device that mainly operates the secondary system and a slave node that is a device that joins the secondary system by connecting to the master node.
  • a master node that is a device that mainly operates the secondary system
  • a slave node that is a device that joins the secondary system by connecting to the master node.
  • second operation is performed using the first information related to the position of the guard area of the first wireless communication system and the frequency channel used by the first wireless communication system.
  • the information acquisition unit that acquires second information related to the position of the master node of the second wireless communication system, and the first information and the second information acquired by the information acquisition unit, Determining whether an interval between a reference point of the first wireless communication system and the master node satisfies a condition corresponding to a width of the guard area and a communication distance assumed for the second wireless communication system
  • a control unit that operates the second wireless communication system with a given transmission power when the interval is determined to satisfy the condition by the determination unit. Your device is provided.
  • the first radio Obtaining first information related to a position of a guard area of the communication system and second information related to a position of a master node of the second wireless communication system; and the acquired first information and Using the second information, the distance between the reference point of the first wireless communication system and the master node depends on the width of the guard area and the communication distance assumed for the second wireless communication system.
  • the second wireless communication system is operated with a given transmission power when it is determined that the interval satisfies the condition.
  • the communication control method comprising is provided.
  • a master node of a second radio communication system that is secondarily operated using a frequency channel used by the first radio communication system, and the second node by the master node
  • a communication control device that controls operation of a radio communication system, wherein the communication control device is related to first information related to a position of a guard area of the first radio communication system and a position of the master node.
  • An information acquisition unit that acquires second information, a reference point of the first wireless communication system, and the master node using the first information and the second information acquired by the information acquisition unit, A determination unit that determines whether an interval between the two conditions satisfies a condition corresponding to a width of the guard area and a communication distance assumed for the second wireless communication system; And a control unit that causes the master node to operate the second wireless communication system with a given transmission power when the unit determines that the interval satisfies the condition. .
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining interference received by a node of the primary system during secondary usage.
  • a primary transmitting station 10 that provides a service of a primary system and a primary receiving station 20 that is located inside the 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 a relay station of a cellular communication system.
  • the cellular communication scheme may include GSM, UMTS, WCDMA, CDMA2000, LTE, LTE-Advanced, IEEE 802.16, WiMAX or WiMAX2.
  • 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 F1 is assigned to the primary transmitting station 10.
  • the primary transmitting station 10 provides a TV broadcast service, a wireless communication service, or some other wireless service by transmitting a wireless signal on the channel F1.
  • FIG. 1 also shows the service area boundary 12 and the guard area outer edge 14 of the primary system.
  • FIG. 1 further shows master nodes 200a, 200b, and 200c that respectively operate the secondary systems.
  • Each master node operates the secondary system using the channel F1 assigned to the primary system or a nearby channel (for example, channel F2).
  • the slave node 202a participates in the secondary system operated by the master node 200a on the channel F1.
  • Slave nodes 202b and 202c participate in the secondary system operated by the master node 200b on the channel F1.
  • the slave node 202d participates in the secondary system operated by the master node 200c on the channel F2.
  • the master node of the secondary system may be a wireless access point that complies with or partially uses a wireless communication scheme such as IEEE 802.22, IEEE 802.11, or ECMA, or that conforms to a cellular communication scheme. Alternatively, it may be a radio base station or a relay station that partially uses the standard.
  • the secondary system When the secondary system is operated according to the cellular communication system, the cellular communication system may be the same system as the primary system or a different system.
  • the slave node of the secondary system is a wireless communication terminal that supports the same wireless communication method as the master node.
  • the master nodes 200a, 200b, and 200c may operate the secondary system according to the same wireless communication method, or may operate the secondary system according to different wireless communication methods. At least the master node of the secondary system is normally prohibited from operating inside the guard area of the primary system by regulation. Further, there are cases where operation inside the guard area of the slave node is also prohibited.
  • 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.
  • 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.
  • these channels F2 and F3 are used by the secondary stem, as illustrated in FIG. 2, due to out-of-band radiation, from the neighboring channels (channels F2, F3, and other channels).
  • Non-negligible interference can occur.
  • the slave node 202a is located closer to the primary receiving station 20 than the master node 200a. Therefore, when the slave node 202a uses transmission power equivalent to that of the master node 200a, the radio signal from the slave node 202a can give excessive interference to the primary receiving station 20.
  • the slave nodes 202b and 202c are located farther from the primary receiving station 20 than the master node 200b. Therefore, even if the slave nodes 202b and 202c use transmission power equivalent to that of the master node 200b, the radio signal from each slave node 202 does not give excessive interference to the primary receiving station 20. The same applies to the slave node 202d.
  • each master node of the secondary system controls the transmission power used by the master node and the slave node in the secondary system in order to suppress interference given to the primary system.
  • the position of the slave node is unknown at the start of operation of the secondary system, or if the slave node moves, etc., try to dynamically control the transmission power of the slave node according to the appearance, movement, and disappearance of the slave node. Then, the control mechanism becomes extremely complicated. Also, signaling overhead increases. Therefore, it is desirable to provide a mechanism that can stably avoid interference with the primary system with a simpler mechanism.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for describing a configuration of the communication control system 1 according to an embodiment of the technology according to the present disclosure.
  • the communication control system 1 includes a primary transmission station 10, a data server 30, a secondary system manager (SSM) 100, and a master node 200. Note that although only one master node 200 is shown in the example of FIG. 3, more master nodes may actually exist. One or more slave nodes 202 participate in the secondary system operated by the master node 200.
  • SSM secondary system manager
  • 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 master node 200 and provides the master node 200 with data representing a channel that can be used secondarily and the location data of the transmission station 10 of the primary system.
  • the master 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 master node 200 may be performed via an arbitrary network such as the Internet, for example.
  • Non-Patent Document 1 describing secondary use of TV white space.
  • the secondary system manager (SSM) 100 is a communication control device having a role as a manager that manages secondary use of frequency channels.
  • the SSM 100 allocates transmission power to each secondary system so that interference caused by operation of the secondary system does not excessively affect the primary system.
  • the SSM 100 can access the data server 30 via a network such as the Internet, and acquires data used for transmission power allocation from the data server 30.
  • the SSM 100 is also communicably connected to each master node 200. Then, the SSM 100 allocates transmission power to the secondary system in response to a request from the master node 200 or the primary system or periodically.
  • the SSM 100 may be mounted on the same physical device as the data server 30 or any one of the master nodes 200 without being limited to the example of FIG.
  • FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an example of a schematic flow of communication control processing executed in the communication control system 1.
  • the master node 200 registers information about the secondary system in the data server 30 at the start of 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 stores the information for the configuration of the secondary system such as the list of channel numbers of the frequency channels that can be used secondarily, the maximum allowable transmission power, and the spectrum mask. The node 200 is notified.
  • the SSM 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 primary transmitting station 10, antenna height, guard area width, frequency channel channel number list, allowable interference amount of the primary system, and registered master node 200 ID list. And one or more of the other parameters.
  • the SSM 100 may receive all or part of the information related to the primary system (for example, a list of channel numbers) indirectly from the master node 200.
  • a request for power allocation is transmitted from the master node 200 to the SSM 100 (step S12).
  • mutual authentication and application level information exchange are performed between the SSM 100 and the master node 200 (step S13).
  • information related to the secondary system is transmitted from the master node 200 to the SSM 100 (step S14).
  • the information transmitted here may include, for example, the ID of the master node 200, the class, the position data, the channel number of the frequency channel (used channel) selected by the master node 200, the desired communication distance, and the like.
  • the SSM 100 executes power allocation based on the information acquired from the data server 30 and the master node 200 (step S15).
  • the power allocation processing by the SSM 100 here will be described in detail later.
  • the SSM 100 notifies the master node 200 of the result of power allocation (step S16).
  • the master node 200 configures the secondary system based on the result of power allocation notified from the SSM 100, and starts operation of the secondary system (step S17). Further, the master node 200 reports the result of the configuration of the secondary system to the SSM 100 (step S18). In response to the report from the master node 200, the SSM 100 updates the information related to the secondary system stored in the own device (step S19).
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the secondary system manager (SSM) 100 illustrated in FIG.
  • the SSM 100 includes a communication unit 110, a control unit 120, and a storage unit 180.
  • the control unit 120 includes an information acquisition unit 130, a determination unit 140, and a secondary control unit 150.
  • the communication unit 110 is a communication interface for communication between the data server 30 and the master node 200 by the SSM 100. Communication between the SSM 100 and the data server 30 and the master node 200 may be realized by either wired communication, wireless communication, or a combination thereof.
  • the information acquisition unit 130 acquires various information used by the SSM 100 to allocate transmission power to the secondary system from the data server 30 and the master node 200 of the secondary system.
  • the information acquisition unit 130 receives information related to the primary system from the data server 30.
  • the information related to the primary system includes first information related to the position of the guard area of the primary system.
  • the information acquisition unit 130 receives information related to the secondary system from the master node 200 of the secondary system.
  • the information related to the secondary system includes second information related to the position of the master node 200. Then, the information acquisition unit 130 outputs the acquired information to the determination unit 140.
  • the determination unit 140 uses the first information and the second information acquired by the information acquisition unit 130 to determine the interval between the reference point (reference point) of the primary system and the master node 200. Then, it is determined whether a condition corresponding to the width of the guard area of the primary system and the communication distance assumed for the secondary system is satisfied. Then, the determination unit 140 outputs the determination result to the secondary control unit 150.
  • the reference point of the primary system may typically be the closest point from the master node 200 on the outer edge 14 of the guard area. Instead, the reference point may be any point defined within the service area or guard area of the primary system.
  • the condition used by the determination unit 140 can be expressed using a parameter relating to the distance illustrated in FIG.
  • the distance D 1 represents the width of the guard area.
  • the distance D 2 represents the distance between the reference point and the master node 200. In this specification, such a distance D 2 of the marginal distance (Marginal Distance).
  • FIG. 6 also shows the communication distance (for example, the radius of the service area) R prm of the primary system and the communication distance R sec assumed for the secondary system.
  • the communication distance R sec assumed for the secondary system may be a desired communication distance for the secondary system notified from the master node 200 to the SSM 100, for example. Instead, the communication distance R sec assumed for the secondary system may be held in advance in the SSM 100.
  • the communication distance R sec held in advance in the SSM 100 may be an allowable communication distance for the secondary system, for example.
  • conditional expression (1) is established between the guard area width D 1 , the surplus distance D 2, and the communication distance R sec .
  • an inequality sign may be used instead of an equal sign.
  • the radio signal (SIG in the figure) transmitted from the slave node is substantially the same as that of the primary system. It does not reach the service area. Therefore, the slave node can easily use the same transmission power as that of the master node, and does not require complicated transmission power control for the slave node.
  • the guard area width D 1 0.
  • the reference point may be an arbitrary point on the outer edge 12 of the service area of the primary system (typically, the closest point from the master node 200).
  • the first information related to the position of the guard area of the primary system may include information indicating that the primary system has no guard area.
  • a weighting factor may be introduced into conditional expression (1) as in the following expression.
  • conditional expression (2) When the right side of conditional expression (2) becomes larger due to the weighting factor in conditional expression (2), the risk of interference is further reduced. Instead, for example, when there is no primary receiving station near the edge of the service area of the primary system, the weighting factor may be set so that the right side of the conditional expression (2) becomes smaller.
  • conditional expressions may be expressed by the following functions.
  • the determination unit 140 uses the first information and second information, thresholds marginal distance D 2 is set according to the width D 1 and the communication distance R sec guard area Determine whether Th 1 is exceeded.
  • the determination unit 140 replaces the conditional expressions (1) to (3) with the following conditional expressions (4) or (5 ) May be used.
  • conditional expression (1) described above is always satisfied. Therefore, even in these cases, even if the slave node located near the edge of the service area of the secondary system uses the same transmission power as the master node, the radio signal transmitted from the slave node is substantially the service of the primary system. Not reach the area
  • the secondary control unit 150 controls the operation of the secondary system by the master node 200 through signaling with the master node 200.
  • the secondary control unit 150 when satisfying the marginal distance D 2 for the master node 200 is described above, the secondary system is operating at a given transmit power to the master node 200.
  • the given transmission power typically corresponds to the communication distance R sec (can achieve the communication distance R sec) may be transmission power.
  • the given transmission power here can be applied not only to the master node 200 but also to the slave nodes.
  • the secondary control unit 150 may perform any of the corresponding three ways described below. That is, first, the secondary control unit 150 can instruct the master node 200 to use transmission power lower than the transmission power corresponding to the communication distance Rsec . Second, the secondary control unit 150 can recommend the use of another frequency channel to the master node 200. Thirdly, the secondary control unit 150 may reject the operation of the secondary system. According to the first correspondence, although the service area of the secondary system becomes smaller, the operation of the secondary system can be secured. According to the second countermeasure, the operation of the secondary system can be secured while maintaining the service area of the secondary system. However, the second correspondence is effective only when there is another frequency channel that can be used. According to the third countermeasure, the control of the secondary system becomes extremely simple.
  • the secondary control unit 150 uses the storage unit 180 to manage information such as the position of the master node 200, the use channel, the transmission power allocated to the secondary system, and the corresponding communication distance for each operated secondary system. .
  • the master node 200 of each secondary system reports the configuration of the secondary system to the SSM 100.
  • the secondary control unit 150 transmits the managed secondary system. Update power and communication distance to lower (shorter) values. This makes it possible to allocate more transmission power to other secondary systems in the vicinity.
  • the secondary control unit 150 treats the violation of the protection of the primary system (for example, warning or violation). Registration of the device to the data server 30).
  • the secondary control unit 150 may notify the master node 200 of the assumed value of the communication distance R sec and the guard area width D 1 .
  • the value of the communication distance R sec here can be held in advance in the SSM 100. Thereby, for example, when the master node 200 is movable to move the master node 200 so as to satisfy the condition marginal distance D 2 is described above, is possible to ensure the operation of voluntarily secondary system by the master node 200 it can.
  • the storage unit 180 stores a program and data for the operation of the SSM 100 using a storage medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the SSM 100 may additionally include components not shown, and some components may be omitted from the configuration of the SSM 100.
  • FIG. 7A is a flowchart showing a first scenario of power allocation processing by the SSM 100 according to the present embodiment.
  • the information acquisition unit 130 acquires information on the primary system received from the data server 30 by the communication unit 110 (step S101).
  • the information related to the primary system includes first information related to the position of the guard area of the primary system.
  • the information acquisition unit 130 acquires information on the secondary system received by the communication unit 110 from the master node 200 of the secondary system (step S102).
  • the information related to the secondary system includes second information related to the position of the master node 200.
  • the determination unit 140 using the first and second information obtained, the marginal distance D 2 is in accordance with the communication distance R sec envisaged for the width D 1 and the secondary system of the guard area for the primary system It is determined whether the above-described predetermined condition (for example, any one of conditional expressions (1) to (5)) is satisfied (step S103).
  • the value of the marginal distance D 2 is calculated as the distance between the reference point and the master node 200 of the primary system.
  • the reference point of the primary system can be determined using the first and second information as a point closest to the master node 200 on the outer edge of the guard area, for example.
  • the secondary control unit 150 allocates a given transmission power corresponding to the communication distance R sec in the secondary system (step S104). Then, the secondary control unit 150 permits the master node 200 to operate the secondary system (step S105).
  • the secondary control unit 150 acquires a report on the configuration of the secondary system from the master node 200 that configures the secondary system (step S106). Then, the secondary control unit 150 verifies whether there is a violation of the protection of the primary system (step S107). If there is no violation of protection of the primary system, the secondary control unit 150 updates information on the secondary system managed in the storage unit 180 (step S108). On the other hand, when there is a violation of the protection of the primary system, the secondary control unit 150 performs a countermeasure for the violation (step S109).
  • the secondary control unit 150 notifies to reject the operation of the secondary system to the master node 200 ( Step S110). In this case, the operation of the secondary system is not started by the master node 200.
  • FIG. 7B is a flowchart showing a second scenario of power allocation processing by the SSM 100 according to the present embodiment.
  • the processing from step S101 to step S109 in the second scenario is the same as in the first scenario.
  • the marginal distance D 2 is determined not to satisfy the predetermined condition in step S103, the secondary control unit 150, the use of other different frequency channel than the frequency channel assigned to a primary system
  • the master node 200 is recommended (step S111).
  • the master node 200 accepts the use of another frequency channel, the operation of the secondary system is started on the other frequency channel.
  • FIG. 7C is a flowchart showing a third scenario of power allocation processing by the SSM 100 according to the present embodiment.
  • the processes from step S101 to step S109 in the third scenario are the same as those in the first scenario and the second scenario.
  • the secondary control unit 150 calculates the assignable transmission power to the secondary system (step S112).
  • the assignable transmission power is such that even when the slave node is located near the edge of the service area of the secondary system, the reception power of the radio signal from the slave node at the reference point of the primary system is less than the allowable interference amount.
  • the transmission power that can be calculated here is a value lower than the transmission power corresponding to the communication distance Rsec .
  • the secondary control unit 150 instructs the master node 200 to use the calculated transmission power (step S113). When the master node 200 accepts the use of the instructed transmission power, the operation of the secondary system is started using the transmission power.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the master node 200 of the secondary system.
  • the master node 200 includes a network communication unit 210, a wireless communication unit 215, a control unit 220, and a storage unit 280.
  • the control unit 220 includes a power control unit 250, an information acquisition unit 260, and a determination unit 270.
  • the network communication unit 210 is a communication interface for communication between the data server 30 and the SSM 100 by the master node 200. Communication between the master node 200, the data server 30, and the SSM 100 may be realized by either wired communication, wireless communication, or a combination thereof.
  • the radio communication unit 215 is a communication interface that performs radio communication with one or more slave nodes participating in the secondary system operated by the master node 200.
  • the wireless communication unit 215 broadcasts a control signal such as a beacon or a reference signal with transmission power set by the power control unit 250 described later.
  • the control signal includes control information indicating a set value of transmission power.
  • the slave node can participate in the secondary system operated by the master node 200 using the same transmission power as that of the master node 200.
  • the power control unit 250 controls the transmission power of the secondary system operated by the master node 200.
  • the power control unit 250 registers information related to the secondary system in the data server 30 before starting the operation of the secondary system. Then, the power control unit 250 selects a channel to be used for the secondary system, for example, from a list of channel numbers of frequency channels that can be used secondarily provided from the data server 30. Then, the power control unit 250 requests the SSM 100 to allocate transmission power.
  • the power control unit 250 provides the SSM 100 with information regarding the secondary system used by the SSM 100 for transmission power allocation.
  • the information provided to the SSM 100 may include position information of the master node 200 measured by a positioning sensor (not shown) such as a GPS (Global Positioning System) sensor or held in advance by the storage unit 280.
  • the information provided to the SSM 100 may include a desired communication distance for the secondary system to be operated. Then, when the operation of the secondary system is permitted by the SSM 100 and the assigned transmission power is notified, the power control unit 250 sets the transmission power in the wireless communication unit 215 and starts the operation of the secondary system.
  • the power control unit 250 may configure the secondary system with lower transmission power instead of the transmission power allocated by the SSM 100. In that case, the power control unit 250 notifies the SSM 100 of the value of transmission power actually used in the report of the configuration of the secondary system.
  • the power control unit 250 determines whether to accept these instructions or recommendations. To do. If the desired communication service cannot be realized when these instructions or recommendations are accepted, the operation of the secondary system can be stopped. On the other hand, if the desired communication service can be realized even if these instructions or recommendations are accepted, the power control unit 250 may start the operation of the secondary system with the instructed transmission power or on another frequency channel. .
  • information acquisition unit information acquisition unit 260 and the determination unit 270 may be provided arbitrarily for the determination of the conditions in the master node 200 for the marginal distance D 2.
  • the information acquisition unit 260 acquires first information related to the position of the guard area of the primary system from the SSM 100. Further, the information acquisition unit 260 acquires second information related to the position of the master node 200 measured by the positioning sensor or held in advance by the storage unit 280. Then, the information acquisition unit 260 outputs the acquired information to the determination unit 270.
  • the communication distance R sec assumed for the secondary system here may be a desired communication distance for the secondary system, for example. Instead, the communication distance R sec assumed for the secondary system may be a communication distance (for example, an allowable communication distance) for the secondary system notified from the SSM 100 to the master node 200.
  • the condition used by the determination unit 270 may be, for example, a condition represented by any one of the conditional expressions (1) to (5) described above.
  • the determination unit 270 determines whether using the first information and second information, exceeds a threshold marginal distance D 2 is set according to the width D 1 and the communication distance R sec of the guard area. Then, the determination unit 270 outputs the determination result to the power control unit 250.
  • the power control unit 250, the marginal distance D 2 is determined by the determination unit 270 and the condition is satisfied, it may constitute a secondary system by using the transmission power corresponding to the communication distance R sec.
  • the power control unit 250, the marginal distance D 2 is determined by the determination unit 270 does not satisfy the above conditions, after the master node 200 has moved, or in terms of a shortened communication distance, again to the determination unit 270 to perform the determination of the conditions for the marginal distance D 2.
  • the determination conditions for the marginal distance D 2 is carried out in the master node 200, determination of the marginal distance D 2 in SSM100 may be omitted.
  • the storage unit 280 stores a program and data for the operation of the master node 200 using a storage medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a first example of the flow of communication control processing by the master node 200.
  • the power control unit 250 requests the SSM 100 to allocate transmission power (step S201), and transmits information on the secondary system to the SSM 100 (step S202).
  • the information transmitted here may include information such as the location information of the master node 200, a desired communication distance for the secondary system, and a usage channel.
  • the power control unit 250 determines whether the operation of the secondary system is permitted (step S203). When the operation of the secondary system is permitted, the power control unit 250 further determines whether the allocated transmission power is appropriate (step S204). For example, when excessive transmission power is allocated, the power control unit 250 can set a unique transmission power that achieves a desired communication distance in the wireless communication unit 215 (step S205). On the other hand, when the assigned transmission power is appropriate, the power control unit 250 sets the assigned transmission power in the wireless communication unit 215 (step S206).
  • the power control unit 250 determines whether to operate the secondary system with a lower transmission power or on another frequency channel (step S207). When operating the secondary system with lower transmission power or on another frequency channel, the power control unit 250 sets lower transmission power or a new frequency channel in the wireless communication unit 215 (step S208).
  • step S205 When the transmission power and frequency channel are set in step S205, step S206, or step S208, the master node 200 starts operation of the secondary system (step S209). Then, the power control unit 250 reports the configuration of the secondary system to the SSM 100 (step S210).
  • FIG. 10 is a flowchart showing a second example of the flow of communication control processing by the master node 200.
  • the information acquisition unit 260 acquires first information related to the position of the guard area of the primary system from the SSM 100 (step S221).
  • the information acquisition unit 260 acquires second information related to the position of the master node 200 (step S222).
  • the determination unit 270 using the first information and the second information acquired, the communication distance R to the marginal distance D 2 for the master node 200 is assumed for the width D 1 and the secondary system of the guard area It is determined whether a condition corresponding to sec is satisfied (step S223).
  • the power control unit 250 sets the transmission power corresponding to the communication distance R sec to the wireless communication unit 215 (step S224). Then, the master node 200 starts operation of the secondary system (step S225).
  • the marginal distance D 2 in step S223 is if the above condition is not met is changed communication distance R sec is shorter value, or the position of the master node 200 in response to movement of the master node 200 may be updated ( Step S226). Thereafter, the determination in step S223 can be performed again by the determination unit 270.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for describing an example of a parameter related to a distance used for interference control between secondary systems.
  • the communication distance R secA and secondary system in the vicinity of the secondary system is envisaged for allocation target secondary system transmission power (hereinafter, referred to as nearby system) has been shown communication distance R SECB of.
  • the distance D 3 represents the width of the guard area which is tentatively set for the vicinity of the system. Width D 3 of the guard area for the vicinity of the system may be predefined as a fixed value. Alternatively, the width D 3 of the guard area for the proximity system, for example, by multiplying the ratio of the constant communication distance R SECB of the proximity system, it may be variably determined.
  • the slave node uses the same transmission power as that of the master node. However, the radio signal transmitted from the slave node does not substantially reach the service area of the nearby system.
  • the slave node can easily use the same transmission power as the master node, and does not require complicated transmission power control for the slave node. Further, a weighting factor may be introduced into the conditional expression (6) as in the following expression.
  • conditional expressions may be expressed by the following functions.
  • the determination unit 140 of the SSM 100 uses the threshold Th 3 set according to the guard area width D 3 and the communication distance R sec in which the surplus distance D 2 is provisionally set in the neighboring system. It is judged whether it exceeds.
  • the secondary control unit 150 the secondary system is operating at a given transmit power to the master node 200.
  • the given transmission power may typically be a transmission power corresponding to the communication distance Rsec .
  • the given transmission power here can be applied not only to the master node 200 but also to the slave nodes.
  • the determination unit 140 may use the following conditional expression (9) or (10) instead of the conditional expressions (6) to (8) when D 3 > 0.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the flow of power allocation processing by the SSM 100 for interference control between secondary systems.
  • the information acquisition unit 130 acquires information on the secondary system from the master node 200 to which transmission power is assigned (step S301).
  • the information acquired here includes second information related to the position of the master node 200.
  • the information acquisition unit 130 acquires information about the neighboring system managed in the storage unit 180 (step S302).
  • the information acquired here includes first information related to the position of the service area used for setting the guard area in the neighboring system (for example, information indicating the position of the master node and the communication distance of the neighboring system). Is included.
  • the determination unit 140 provisionally sets a guard area in the neighboring system (step S303).
  • the determination unit 140, the predetermined condition of the marginal distance D 2 is described above in accordance with the communication distance R sec envisaged the width D 3 and the secondary system of the guard area near the system for the master node 200 (e.g., conditions It is determined whether any one of formulas (6) to (10) is satisfied (step S304).
  • the secondary control unit 150 allocates a given transmission power corresponding to the communication distance R sec in the secondary system (step S305). Then, the secondary control unit 150 permits the master node 200 to operate the secondary system (step S306).
  • the secondary control unit 150 calculates the assignable transmission power (step S306).
  • the transmission power that can be allocated is such that even when the slave node is located near the edge of the service area of the secondary system, the reception power of the radio signal from the slave node at the reference point of the nearby system is less than the allowable interference amount.
  • the transmission power that can be calculated here is a value lower than the transmission power corresponding to the communication distance Rsec .
  • the secondary control unit 150 instructs the master node 200 to use the calculated transmission power (step S307). Instead of steps S306 and S307, use of another frequency channel different from the frequency channel assigned to the neighboring system may be recommended, or the operation of the secondary system may be rejected.
  • the secondary control unit 150 acquires a report of the configuration of the secondary system from the master node 200 that configures the secondary system (step S308). And the secondary control part 150 updates the information regarding the secondary system managed in the memory
  • the surplus distance corresponding to the distance between the reference point of the primary system or a nearby system and the master node of the secondary system depends on the width of the guard area and the communication distance assumed for the secondary system. Whether the condition is satisfied is determined, and when the condition is satisfied, the secondary system is operated with a given transmission power. Thereby, even if the slave node of the secondary system uses transmission power equivalent to that of the master node, the radio signal transmitted from the slave node is prevented from causing excessive interference. Therefore, it is possible to easily cause the slave node to use transmission power equivalent to the transmission power allocated to the master node.
  • the above assumed communication distance may be a desired distance notified from the master node to the secondary system manager. In this case, when the above condition is satisfied, transmission power corresponding to a desired communication distance for the master node can be easily assigned to the secondary system. Further, the assumed communication distance may be a communication distance stored in advance using a storage medium in the secondary system manager. In that case, when the above condition is satisfied, transmission power corresponding to the communication distance can be easily assigned to the secondary system.
  • the master node When it is determined that the above condition is not satisfied, the master node can be instructed to use transmission power lower than the transmission power corresponding to the assumed communication distance. Therefore, the secondary system manager can execute a detailed calculation of the transmission power in consideration of the position of the master node and the path loss only when the above conditions are not satisfied. That is, the calculation load of the secondary system manager can be suppressed.
  • the determination of the surplus distance may be performed by the master node of the secondary system instead of the secondary system manager.
  • the master node or the operator installing the master node
  • the master node can independently adjust the configuration of the secondary system.
  • the load on the secondary system manager can be suppressed, and the signaling overhead between the manager and the master node can be reduced.
  • a series of control processing by 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).
  • a second wireless communication system that is secondarily operated using first information related to a position of a guard area of the first wireless communication system and a frequency channel used by the first wireless communication system
  • An information acquisition unit for acquiring second information related to the position of the master node; Using the first information and the second information acquired by the information acquisition unit, the interval between the reference point of the first wireless communication system and the master node is the width of the guard area and A determination unit that determines whether or not a condition corresponding to a communication distance assumed for the second wireless communication system is satisfied; When the determination unit determines that the interval satisfies the condition, the control unit causes the second wireless communication system to operate with a given transmission power;
  • a communication control device comprising: (2) The communication control device is a manager that manages secondary usage of the frequency channel, The communication distance is a desired distance notified from the master node to the manager.
  • the communication control device is a manager that manages secondary usage of the frequency channel,
  • the communication distance is a communication distance for a secondary system held in advance in the communication control device.
  • the communication control device according to (1).
  • the control unit instructs the master node to use transmission power lower than the transmission power corresponding to the communication distance when the determination unit determines that the condition is not satisfied,
  • the communication control device according to (3).
  • the communication control device is the master node;
  • the communication distance is a communication distance for a secondary system notified from the manager that manages secondary usage of the frequency channel to the master node.
  • the communication control device according to (1).
  • the communication control device is a manager that manages secondary usage of the frequency channel, In a case where the control unit is notified from the master node that the given transmission power is excessive for the second wireless communication system after the determination unit determines that the condition is satisfied. Updating the given transmit power to a lower value,
  • the communication control apparatus according to any one of (1) to (6).
  • the first wireless communication system is a primary system;
  • the second wireless communication system is a secondary system.
  • the communication control apparatus according to any one of (1) to (8).
  • Each of the first wireless communication system and the second wireless communication system is a secondary system that is secondarily operated by using a frequency channel assigned to the primary system.
  • the communication control device according to any one of the above.
  • (11) The communication control device according to (10), wherein a width of the guard area of the first wireless communication system is a fixed value or a variable value determined according to a communication distance of the first wireless communication system. .
  • (12) The reference point exists on the outer edge of the guard area, or on the outer edge of the service area of the first wireless communication system when the first wireless communication system does not have a guard area, (1) The communication control device according to any one of (11) to (11).
  • a master node of a second wireless communication system that is secondarily operated using a frequency channel used by the first wireless communication system;
  • the communication control device includes: An information acquisition unit that acquires first information related to a position of a guard area of the first wireless communication system and second information related to a position of the master node; Using the first information and the second information acquired by the information acquisition unit, the interval between the reference point of the first wireless communication system and the master node is the width of the guard area and A determination unit that determines whether or not a condition corresponding to a communication distance assumed for the second wireless communication system is satisfied; When the determination unit determines that the interval satisfies the condition, the control unit causes the master no
  • Communication control system 30 Data server 100 Communication control device (secondary system manager) 130 Information Acquisition Unit 140 Determination Unit 150 Control Unit 200 Communication Control Device (Master Node) 250 Control Unit 260 Information Acquisition Unit 270 Determination Unit 202 Slave Node

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Abstract

【課題】セカンダリシステムの運用に際して、スレーブノードから送信される無線信号が過剰な干渉を引き起こすことを未然に防止すること。 【解決手段】第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報、及び前記第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムのマスタノードの位置に関連する第２の情報を取得する情報取得部と、前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が、前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定する判定部と、前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させる制御部と、を備える通信制御装置を提供する。

Description

通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システム
　本開示は、通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システムに関する。
　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、周波数チャネルの二次利用についての議論が進められている。周波数チャネルの二次利用とは、あるシステムに優先的に割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当てられているシステムはプライマリシステム、当該周波数チャネルを二次利用するシステムはセカンダリシステムと呼ばれる。
　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１参照）。ＴＶホワイトスペースは、プライマリシステムとしてのＴＶ放送システムに割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セカンダリ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２参照）が挙げられる。
　周波数チャネルの二次利用に際して、通常、セカンダリシステムには、プライマリシステムに過剰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、セカンダリシステムのマスタノードである基地局においてプライマリ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セカンダリ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］、［２０１１年８月１５日検索］、インターネット＜URL：http://hraunfoss.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/FCC-08-260A1.pdf＞ 「Standard　ECMA-392　MAC　and　PHY　for　Operation　in　TV　White　Space」、［online］、［２０１１年８月１５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
　一般的には、セカンダリシステムは、セカンダリシステムを主体的に運用する装置であるマスタノードと、マスタノードに接続することによりセカンダリシステムに参加する装置であるスレーブノードとを含む。当然ながら、マスタノードから送信される無線信号のみならず、スレーブノードから送信される無線信号もまたプライマリシステムに干渉を与え得る。しかし、セカンダリシステムの運用開始時にスレーブノードの位置が未知である場合、又はスレーブノードが移動する場合などにおいては、スレーブノードから送信される無線信号の影響を正確に予測することは困難である。また、スレーブノードごとに別々に送信電力を制御しようとすれば、送信電力の制御のための仕組みが複雑化する。
　従って、セカンダリシステムの運用に際して、スレーブノードから送信される無線信号が過剰な干渉を引き起こすことを未然に防止できる簡易な仕組みが提供されることが望ましい。
　本開示によれば、第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報、及び前記第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムのマスタノードの位置に関連する第２の情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部により取得される前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が、前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定する判定部と、前記判定部により前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させる制御部と、を備える通信制御装置が提供される。
　また、本開示によれば、第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムを制御する通信制御装置において、前記第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報、及び前記第２の無線通信システムのマスタノードの位置に関連する第２の情報を取得することと、取得された前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定することと、前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させることと、を含む通信制御方法が提供される。
　また、本開示によれば、第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムのマスタノードと、前記マスタノードによる前記第２の無線通信システムの運用を制御する通信制御装置と、を含み、前記通信制御装置は、前記第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報及び前記マスタノードの位置に関連する第２の情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部により取得される前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が、前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定する判定部と、前記判定部により前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記マスタノードに前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させる制御部と、を備える、通信制御システムが提供される。
　本開示によれば、セカンダリシステムの運用に際して、スレーブノードから送信される無線信号が過剰な干渉を引き起こすことを未然に防止することができる。
二次利用に際してプライマリ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制御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制御システムにおいて実行される通信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。 一実施形態に係るセカンダリシステムマネージャの構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態において利用される距離に関するパラメータの一例について説明するための説明図である。 セカンダリシステムマネージャによる電力割当て処理の例示的な第１のシナリオを示すフローチャートである。 セカンダリシステムマネージャによる電力割当て処理の例示的な第２のシナリオを示すフローチャートである。 セカンダリシステムマネージャによる電力割当て処理の例示的な第３のシナリオを示すフローチャートである。 一実施形態に係るセカンダリシステムのマスタノードの構成の一例を示すブロック図である。 マスタノードによる通信制御処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。 マスタノードによる通信制御処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。 セカンダリシステム間の干渉制御のために利用される距離に関するパラメータの一例について説明するための説明図である。 セカンダリシステム間の干渉制御のためのセカンダリシステムマネージャによる電力割当て処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　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、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　また、以下の順序で説明を行う。
　　１．システムの概要
　　　１－１．一実施形態に関連する課題
　　　１－２．通信制御システムの概要
　　２．セカンダリシステムマネージャの構成例
　　　２－１．各部の説明
　　　２－２．処理の流れ
　　３．マスタノードの構成例
　　　３－１．各部の説明
　　　３－２．処理の流れ
　　４．セカンダリシステム間の干渉制御への応用
　　５．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制御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、二次利用に際してプライマリ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、プライマリシステムのサービスを提供するプライマリ送信局１０、及び当該プライマリシステムのサービスエリアの内部に位置するプライマリ受信局２０が示されている。プライマリ送信局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。セルラ通信方式とは、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＷｉＭＡＸ又はＷｉＭＡＸ２などを含み得る。プライマリ送信局１０がＴＶ放送の放送局である場合には、プライマリ受信局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、プライマリ送信局１０がセルラ通信方式の無線基地局である場合には、プライマリ受信局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、プライマリ送信局１０には、チャネルＦ１が割当てられている。プライマリ送信局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を提供する。図１には、プライマリシステムのサービスエリアの境界１２及びガードエリアの外縁１４も示されている。
　図１には、さらに、セカンダリシステムをそれぞれ運用するマスタノード２００ａ、２００ｂ及び２００ｃが示されている。各マスタノードは、プライマリシステムに割当てられたチャネルＦ１又は近傍のチャネル（例えば、チャネルＦ２）を利用して、それぞれセカンダリシステムを運用する。図１の例において、チャネルＦ１上でマスタノード２００ａにより運用されるセカンダリシステムに、スレーブノード２０２ａが参加している。チャネルＦ１上でマスタノード２００ｂにより運用されるセカンダリシステムに、スレーブノード２０２ｂ及び２０２ｃが参加している。チャネルＦ２上でマスタノード２００ｃにより運用されるセカンダリシステムに、スレーブノード２０２ｄが参加している。ここで、セカンダリシステムのマスタノードは、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１１又はＥＣＭＡなどの無線通信方式に準拠し若しくはそれらを部分的に利用する無線アクセスポイントであってもよく、又はセルラ通信方式に準拠し若しくはその規格を部分的に利用する無線基地局若しくは中継局であってもよい。セカンダリシステムがセルラ通信方式に従って運用される場合、そのセルラ通信方式は、プライマリシステムと同じ方式であってもよく又は異なる方式であってもよい。セカンダリシステムのスレーブノードは、マスタノードと同じ無線通信方式をサポートする無線通信端末である。マスタノード２００ａ、２００ｂ及び２００ｃは、同じ無線通信方式に従ってセカンダリシステムを運用してもよく、又は互いに異なる無線通信方式に従ってセカンダリシステムを運用してもよい。セカンダリシステムの少なくともマスタノードは、通常、レギュレーションによってプライマリシステムのガードエリアの内部での動作を禁じられる。また、スレーブノードのガードエリアの内部での動作も禁じられる場合もある。
　図１のような状況下で、プライマリ受信局２０は、セカンダリ送信局（マスタノード及びスレーブノードの双方）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、プライマリシステムの利用チャネルである。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。しかし、これらチャネルＦ２及びＦ３をセカンダリステムが利用した場合にも、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。
　図１の例では、スレーブノード２０２ａは、マスタノード２００ａよりもプライマリ受信局２０の近くに位置する。そのため、マスタノード２００ａと同等の送信電力をスレーブノード２０２ａが使用すると、スレーブノード２０２ａからの無線信号がプライマリ受信局２０に過剰な干渉を与え得る。一方、スレーブノード２０２ｂ及び２０２ｃは、マスタノード２００ｂよりもプライマリ受信局２０から遠くに位置する。そのため、マスタノード２００ｂと同等の送信電力をスレーブノード２０２ｂ及び２０２ｃが使用しても、各スレーブノード２０２からの無線信号はプライマリ受信局２０に過剰な干渉を与えない。スレーブノード２０２ｄについても同様である。
　既存の手法によれば、セカンダリシステムの各マスタノードは、プライマリシステムに与える干渉を抑制するために、セカンダリシステム内のマスタノード及びスレーブノードにより使用される送信電力を制御する。しかし、セカンダリシステムの運用開始時にスレーブノードの位置が未知である場合、又はスレーブノードが移動する場合などにおいて、スレーブノードの出現、移動及び消滅に応じて動的にスレーブノードの送信電力を制御しようとすると、制御の仕組みが極めて複雑になる。また、シグナリングのオーバヘッドも増加してしまう。従って、より簡易な仕組みでプライマリシステムへの干渉を安定的に回避できる仕組みが提供されることが望ましい。
　　［１－２．通信制御システムの概要］
　図３は、本開示に係る技術の一実施形態に係る通信制御システム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、通信制御システム１は、プライマリ送信局１０、データサーバ３０、セカンダリシステムマネージャ（ＳＳＭ）１００、並びにマスタノード２００を含む。なお、図３の例では１つのマスタノード２００のみを示しているが、実際にはより多くのマスタノードが存在してもよい。マスタノード２００により運用されるセカンダリシステムに、１つ以上のスレーブノード２０２が参加する。
　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、マスタノード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、及びプライマリシステムの送信局１０の位置データなどをマスタノード２００に提供する。また、マスタノード２００は、二次利用の開始に際して、セカンダリ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とマスタノード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。
　セカンダリシステムマネージャ（ＳＳＭ）１００は、周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャとしての役割を有する通信制御装置である。ＳＳＭ１００は、セカンダリシステムの運用に起因する干渉がプライマリシステムに過剰な影響を与えないように、各セカンダリシステムに送信電力を割当てる。ＳＳＭ１００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、送信電力の割当て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、ＳＳＭ１００は、各マスタノード２００とも通信可能に接続される。そして、ＳＳＭ１００は、マスタノード２００若しくはプライマリシステムからの要求に応じて、又は周期的に、セカンダリシステムに送信電力を割当てる。なお、図３の例に限定されず、ＳＳＭ１００は、データサーバ３０又はいずれかのマスタノード２００と物理的に同一の装置上に実装されてもよい。
　図４は、通信制御システム１において実行される通信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、マスタノード２００は、二次利用の開始に際して、セカンダリ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、セカンダリ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セカンダリシステムの構成のための情報を、マスタノード２００に通知する。
　また、ＳＳＭ１００は、例えば周期的に、データサーバ３０からプライマリ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、プライマリ送信局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、プライマリシステムの許容干渉量、登録済みのマスタノード２００のＩＤのリスト及びその他のパラメータのうちの１つ以上を含み得る。なお、ＳＳＭ１００は、マスタノード２００から間接的にプライマリ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。
　次に、マスタノード２００からＳＳＭ１００へ電力割当ての要求が送信される（ステップＳ１２）。電力割当ての要求に対して応答が返されると、ＳＳＭ１００とマスタノード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Ｓ１３）。また、マスタノード２００からＳＳＭ１００へ、セカンダリシステムに関する情報が送信される（ステップＳ１４）。ここで送信される情報には、例えば、マスタノード２００のＩＤ、クラス、位置データ、マスタノード２００が選択した周波数チャネル（利用チャネル）のチャネル番号及び所望の通信距離などが含まれ得る。
　次に、ＳＳＭ１００は、データサーバ３０及びマスタノード２００から取得した情報に基づいて、電力の割当てを実行する（ステップＳ１５）。ここでのＳＳＭ１００による電力割当て処理について、後に詳細に説明する。次に、ＳＳＭ１００は、電力割当ての結果をマスタノード２００に通知する（ステップＳ１６）。
　次に、マスタノード２００は、ＳＳＭ１００から通知された電力割当ての結果に基づいてセカンダリシステムを構成し、セカンダリシステムの運用を開始する（ステップＳ１７）。また、マスタノード２００は、セカンダリシステムの構成の結果をＳＳＭ１００へ報告する（ステップＳ１８）。ＳＳＭ１００は、マスタノード２００からの報告に応じて、自装置が記憶しているセカンダリシステムに関する情報を更新する（ステップＳ１９）。
　＜２．セカンダリシステムマネージャの構成例＞
　図５は、図３に例示したセカンダリシステムマネージャ（ＳＳＭ）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、ＳＳＭ１００は、通信部１１０、制御部１２０及び記憶部１８０を備える。制御部１２０は、情報取得部１３０、判定部１４０及びセカンダリ制御部１５０を含む。
　　［２－１．各部の説明］
　　（１）通信部
　通信部１１０は、ＳＳＭ１００によるデータサーバ３０及びマスタノード２００との間の通信のための通信インタフェースである。ＳＳＭ１００とデータサーバ３０及びマスタノード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。
　　（２）情報取得部
　情報取得部１３０は、ＳＳＭ１００がセカンダリシステムに送信電力を割当てるために使用する様々な情報を、データサーバ３０及びセカンダリシステムのマスタノード２００から取得する。例えば、情報取得部１３０は、データサーバ３０からプライマリシステムに関する情報を受信する。プライマリシステムに関する情報には、プライマリシステムのガードエリアの位置に関連する第１の情報が含まれる。また、例えば、情報取得部１３０は、セカンダリシステムのマスタノード２００からセカンダリシステムに関する情報を受信する。セカンダリシステムに関する情報には、マスタノード２００の位置に関連する第２の情報が含まれる。そして、情報取得部１３０は、取得した情報を判定部１４０へ出力する。
　　（３）判定部
　判定部１４０は、情報取得部１３０により取得される第１の情報及び第２の情報を用いて、プライマリシステムのリファレンスポイント（基準点）とマスタノード２００との間の間隔が、プライマリシステムのガードエリアの幅及びセカンダリシステムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定する。そして、判定部１４０は、判定の結果をセカンダリ制御部１５０へ出力する。プライマリシステムのリファレンスポイントとは、典型的には、ガードエリアの外縁１４上のマスタノード２００から最も近い地点であってよい。その代わりに、リファレンスポイントは、プライマリシステムのサービスエリア又はガードエリア内で定義される任意の地点であってもよい。
　判定部１４０により使用される上記条件は、図６に例示する距離に関するパラメータを用いて表現され得る。図６の例において、距離Ｄ１は、ガードエリアの幅を表す。距離Ｄ２は、上記リファレンスポイントとマスタノード２００との間の間隔を表す。本明細書では、かかる間隔Ｄ２を余剰距離（Marginal　Distance）という。図６には、プライマリシステムの通信距離（例えば、サービスエリアの半径）Ｒｐｒｍ、及びセカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃも示されている。セカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃとは、例えば、マスタノード２００からＳＳＭ１００へ通知されるセカンダリシステムのための所望の通信距離であってもよい。その代わりに、セカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃは、ＳＳＭ１００において予め保持されてもよい。ＳＳＭ１００において予め保持される通信距離Ｒｓｅｃとは、例えばセカンダリシステムについての許容通信距離であってよい。
　図６の例において、ガードエリアの幅Ｄ１、余剰距離Ｄ２及び通信距離Ｒｓｅｃの間に、例えば次の条件式（１）が成り立つものとする。なお、本明細書において例示する様々な条件式において、等号の代わりに不等号が用いられてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　この場合、セカンダリシステムのサービスエリアのエッジ付近に位置するスレーブノードがマスタノードと同じ送信電力を使用したとしても、スレーブノードから送信される無線信号（図中のＳＩＧ）は実質的にプライマリシステムのサービスエリアまで届かない。従って、スレーブノードはマスタノードと同じ送信電力を簡易に使用することができ、スレーブノードのために複雑な送信電力の制御を要しない。
　なお、プライマリシステムがガードエリアを有しない場合には、ガードエリアの幅Ｄ１＝０となる。この場合、リファレンスポイントは、プライマリシステムのサービスエリアの外縁１２上の任意の地点（典型的には、マスタノード２００から最も近い地点）であってよい。プライマリシステムのガードエリアの位置に関連する第１の情報は、プライマリシステムがガードエリアを有しないことを示す情報を含み得る。
　また、次式のように条件式（１）に重み係数が導入されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　条件式（２）における重み係数によって条件式（２）の右辺がより大きくなる場合には、干渉のリスクがより低減される。その代わりに、例えばプライマリシステムのサービスエリアのエッジ付近にプライマリ受信局が存在しない場合には、条件式（２）の右辺がより小さくなるように重み係数が設定されてもよい。
　より一般的には、これら条件式は次のような関数で表現されてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　条件式（３）によれば、判定部１４０は、第１の情報及び第２の情報を用いて、余剰距離Ｄ２がガードエリアの幅Ｄ１及び通信距離Ｒｓｅｃに応じて設定される閾値Ｔｈ１を上回るかを判定する。なお、判定部１４０は、プライマリシステムがガードエリアを有する（即ち、Ｄ１＞０である）場合に、条件式（１）～（３）の代わりに、次の条件式（４）又は（５）を用いてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　条件式（４）又は（５）が満たされる場合には、上述した条件式（１）は必ず満たされる。よって、これらの場合にも、セカンダリシステムのサービスエリアのエッジ付近に位置するスレーブノードがマスタノードと同じ送信電力を使用したとしても、スレーブノードから送信される無線信号は実質的にプライマリシステムのサービスエリアまで届かない
　　（４）セカンダリ制御部
　セカンダリ制御部１５０は、マスタノード２００との間のシグナリングを通じて、マスタノード２００によるセカンダリシステムの運用を制御する。例えば、本実施形態において、セカンダリ制御部１５０は、マスタノード２００についての余剰距離Ｄ２が上述した条件を満たす場合に、マスタノード２００にセカンダリシステムを所与の送信電力で運用させる。所与の送信電力とは、典型的には、上記通信距離Ｒｓｅｃに対応する（上記通信距離Ｒｓｅｃを達成し得る）送信電力であってよい。ここでの所与の送信電力は、マスタノード２００のみならずスレーブノードにも適用され得る。
　セカンダリ制御部１５０は、マスタノード２００についての余剰距離Ｄ２が上述した条件を満たさない場合には、以下に説明する３通りの対応のいずれかを遂行し得る。即ち、第１に、セカンダリ制御部１５０は、上記通信距離Ｒｓｅｃに対応する送信電力よりも低い送信電力の使用をマスタノード２００に指示し得る。第２に、セカンダリ制御部１５０は、他の周波数チャネルの利用をマスタノード２００に推奨し得る。第３に、セカンダリ制御部１５０は、セカンダリシステムの運用を拒否し得る。第１の対応によれば、セカンダリシステムのサービスエリアはより小さくなるものの、セカンダリシステムの運用を確保することができる。第２の対応によれば、セカンダリシステムのサービスエリアを維持したまま、セカンダリシステムの運用を確保することができる。但し、第２の対応は、利用可能な他の周波数チャネルが存在する場合にのみ有効である。第３の対応によれば、セカンダリシステムの制御が極めて簡易になる。
　セカンダリ制御部１５０は、記憶部１８０を用いて、運用されている各セカンダリシステムについて、マスタノード２００の位置、利用チャネル、当該セカンダリシステムに割当てた送信電力及び対応する通信距離などの情報を管理する。各セカンダリシステムのマスタノード２００は、セカンダリシステムの構成を完了すると、セカンダリシステムの構成をＳＳＭ１００へ報告する。そして、セカンダリ制御部１５０は、セカンダリシステムに割当てた上記所与の送信電力が当該セカンダリシステムにとって過剰であることがマスタノード２００から通知された場合には、管理している当該セカンダリシステムについての送信電力及び通信距離をより低い（より短い）値に更新する。それにより、より多くの送信電力を近傍の他のセカンダリシステムに割当てることが可能となる。一方、セカンダリ制御部１５０は、構成されたセカンダリシステムにおいて使用される送信電力が当該セカンダリシステムに割当てた送信電力よりも大きい場合には、プライマリシステムの保護への違反に対する処置（例えば、警告又は違反デバイスのデータサーバ３０への登録など）を遂行する。
　セカンダリ制御部１５０は、マスタノード２００に、想定される通信距離Ｒｓｅｃの値及びガードエリアの幅Ｄ１を通知してもよい。ここでの通信距離Ｒｓｅｃの値は、ＳＳＭ１００において予め保持され得る。それにより、例えばマスタノード２００が移動可能である場合に、余剰距離Ｄ２が上述した条件を満たすようにマスタノード２００を移動させ、マスタノード２００によって主体的にセカンダリシステムの運用を確保させることができる。
　　（５）記憶部
　記憶部１８０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、ＳＳＭ１００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。
　なお、図５に示したＳＳＭ１００のこれら構成要素は、一例に過ぎない。即ち、ＳＳＭ１００は、図示されていない構成要素を追加的に備えてもよく、一部の構成要素がＳＳＭ１００の構成から省略されてもよい。
　　［２－２．処理の流れ］
　本項では、ＳＳＭ１００による電力割当て処理の例示的な３つのシナリオについて説明する。
　　　（１）第１のシナリオ
　図７Ａは、本実施形態に係るＳＳＭ１００による電力割当て処理の第１のシナリオを示すフローチャートである。
　第１のシナリオにおいて、まず、情報取得部１３０は、データサーバ３０から通信部１１０により受信されたプライマリシステムに関する情報を取得する（ステップＳ１０１）。プライマリシステムに関する情報には、プライマリシステムのガードエリアの位置に関連する第１の情報が含まれる。次に、情報取得部１３０は、セカンダリシステムのマスタノード２００から通信部１１０により受信されたセカンダリシステムに関する情報を取得する（ステップＳ１０２）。セカンダリシステムに関する情報には、マスタノード２００の位置に関連する第２の情報が含まれる。
　次に、判定部１４０は、取得された第１及び第２の情報を用いて、余剰距離Ｄ２がプライマリシステムのガードエリアの幅Ｄ１及びセカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃに応じた上述した所定の条件（例えば、条件式（１）～（５）のいずれか）を満たすかを判定する（ステップＳ１０３）。余剰距離Ｄ２の値は、プライマリシステムのリファレンスポイントとマスタノード２００との間の間隔として計算される。プライマリシステムのリファレンスポイントは、例えば、ガードエリアの外縁上のマスタノード２００から最も近い地点として、第１及び第２の情報を用いて決定され得る。
　ステップＳ１０３において余剰距離Ｄ２が所定の条件を満たすと判定されると、セカンダリ制御部１５０は、セカンダリシステムに通信距離Ｒｓｅｃに対応する所与の送信電力を割当てる（ステップＳ１０４）。そして、セカンダリ制御部１５０は、マスタノード２００にセカンダリシステムの運用を許可する（ステップＳ１０５）。
　次に、セカンダリ制御部１５０は、セカンダリシステムを構成したマスタノード２００から、セカンダリシステムの構成の報告を取得する（ステップＳ１０６）。そして、セカンダリ制御部１５０は、プライマリシステムの保護への違反がないかを検証する（ステップＳ１０７）。プライマリシステムの保護への違反がない場合には、セカンダリ制御部１５０は、記憶部１８０において管理しているセカンダリシステムに関する情報を更新する（ステップＳ１０８）。一方、プライマリシステムの保護への違反がある場合には、セカンダリ制御部１５０は、違反に対する処置を遂行する（ステップＳ１０９）。
　また、第１のシナリオでは、ステップＳ１０３において余剰距離Ｄ２が所定の条件を満たさないと判定されると、セカンダリ制御部１５０は、セカンダリシステムの運用を拒否することをマスタノード２００に通知する（ステップＳ１１０）。この場合、マスタノード２００によってセカンダリシステムの運用は開始されない。
　　　（２）第２のシナリオ
　図７Ｂは、本実施形態に係るＳＳＭ１００による電力割当て処理の第２のシナリオを示すフローチャートである。第２のシナリオにおけるステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理は、第１のシナリオと同様である。
　第２のシナリオでは、ステップＳ１０３において余剰距離Ｄ２が所定の条件を満たさないと判定されると、セカンダリ制御部１５０は、プライマリシステムに割当てられた周波数チャネルとは異なる他の周波数チャネルの利用を、マスタノード２００に推奨する（ステップＳ１１１）。マスタノード２００が他の周波数チャネルの利用を受け入れる場合には、当該他の周波数チャネル上でセカンダリシステムの運用が開始される。
　　　（３）第３のシナリオ
　図７Ｃは、本実施形態に係るＳＳＭ１００による電力割当て処理の第３のシナリオを示すフローチャートである。第３のシナリオにおけるステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理は、第１のシナリオ及び第２のシナリオと同様である。
　第３のシナリオでは、ステップＳ１０３において余剰距離Ｄ２が所定の条件を満たさないと判定されると、セカンダリ制御部１５０は、セカンダリシステムに割当て可能な送信電力を計算する（ステップＳ１１２）。例えば、割当て可能な送信電力は、セカンダリシステムのサービスエリアのエッジ付近にスレーブノードが位置する場合にも、プライマリシステムのリファレンスポイントにおいて当該スレーブノードからの無線信号の受信電力が許容干渉量以下となるように計算され得る。ここで計算され得る送信電力は、上記通信距離Ｒｓｅｃに対応する送信電力よりも低い値となる。そして、セカンダリ制御部１５０は、計算した送信電力の使用をマスタノード２００に指示する（ステップＳ１１３）。指示された送信電力の使用をマスタノード２００が受け入れる場合には、当該送信電力を用いて、セカンダリシステムの運用が開始される。
　＜３．マスタノードの構成例＞
　図８は、セカンダリシステムのマスタノード２００の構成の一例を示すブロック図である。図８を参照すると、マスタノード２００は、ネットワーク通信部２１０、無線通信部２１５、制御部２２０及び記憶部２８０を備える。制御部２２０は、電力制御部２５０、情報取得部２６０及び判定部２７０を含む。
　　［３－１．各部の説明］
　　（１）ネットワーク通信部
　ネットワーク通信部２１０は、マスタノード２００によるデータサーバ３０及びＳＳＭ１００との間の通信のための通信インタフェースである。マスタノード２００とデータサーバ３０及びＳＳＭ１００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。
　　（２）無線通信部
　無線通信部２１５は、マスタノード２００により運用されるセカンダリシステムに参加する１つ以上のスレーブノードとの間で無線通信を行う通信インタフェースである。例えば、無線通信部２１５は、後述する電力制御部２５０により設定される送信電力で、ビーコン又はリファレンス信号などの制御信号をブロードキャストする。当該制御信号には、送信電力の設定値を示す制御情報が含められる。スレーブノードは、当該制御信号を受信すると、マスタノード２００と同じ送信電力を使用して、マスタノード２００により運用されるセカンダリシステムに参加し得る。
　　（３）電力制御部
　電力制御部２５０は、マスタノード２００により運用されるセカンダリシステムの送信電力を制御する。本実施形態において、電力制御部２５０は、セカンダリシステムの運用を開始する前に、データサーバ３０にセカンダリシステムに関する情報を登録する。そして、電力制御部２５０は、例えばデータサーバ３０から提供される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から、セカンダリシステムのために利用するチャネルを選択する。そして、電力制御部２５０は、ＳＳＭ１００に送信電力の割当てを要求する。電力制御部２５０は、送信電力の割当てのためにＳＳＭ１００により使用されるセカンダリシステムに関する情報を、ＳＳＭ１００に提供する。ＳＳＭ１００に提供される情報には、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）センサなどの測位センサ（図示せず）により測定され又は記憶部２８０により予め保持されるマスタノード２００の位置情報が含まれ得る。また、ＳＳＭ１００に提供される情報には、運用しようとするセカンダリシステムのための所望の通信距離が含まれてもよい。そして、電力制御部２５０は、ＳＳＭ１００によりセカンダリシステムの運用が許可され、割当てられた送信電力が通知されると、無線通信部２１５に当該送信電力を設定し、セカンダリシステムの運用を開始する。
　電力制御部２５０は、ＳＳＭ１００により割当てられた送信電力が過剰である場合には、ＳＳＭ１００により割当てられた送信電力の代わりに、より低い送信電力でセカンダリシステムを構成してもよい。その場合には、電力制御部２５０は、セカンダリシステムの構成の報告において、実際に使用される送信電力の値をＳＳＭ１００に通知する。
また、電力制御部２５０は、ＳＳＭ１００から所望の通信距離に対応する送信電力よりも低い送信電力の使用が指示され、又は利用チャネルの変更が推奨されると、これら指示又は推奨を受け入れるかを判定する。これら指示又は推奨を受け入れた場合に所望の通信サービスを実現できない場合には、セカンダリシステムの運用は中止され得る。一方、これら指示又は推奨を受け入れても所望の通信サービスを実現できる場合には、電力制御部２５０は、指示された送信電力で又は他の周波数チャネル上で、セカンダリシステムの運用を開始してよい。
　　（４）情報取得部
　情報取得部２６０及び判定部２７０は、余剰距離Ｄ２についてのマスタノード２００における条件の判定のために任意に設けられ得る。情報取得部２６０は、ＳＳＭ１００から、プライマリシステムのガードエリアの位置に関連する第１の情報を取得する。また、情報取得部２６０は、測位センサにより測定され又は記憶部２８０により予め保持されるマスタノード２００の位置に関連する第２の情報を取得する。そして、情報取得部２６０は、取得した情報を判定部２７０へ出力する。
　　（５）判定部
　判定部２７０は、情報取得部２６０により取得される第１の情報及び第２の情報を用いて、マスタノード２００についての余剰距離Ｄ２がガードエリアの幅Ｄ１及びセカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃに応じた条件を満たすかを判定する。ここでのセカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃとは、例えば、セカンダリシステムのための所望の通信距離であってもよい。その代わりに、セカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃとは、ＳＳＭ１００からマスタノード２００へ通知されるセカンダリシステムについての通信距離（例えば、許容通信距離）であってもよい。判定部２７０により使用される上記条件は、例えば、上述した条件式（１）～（５）のいずれかにより表される条件であってよい。即ち、判定部２７０は、第１の情報及び第２の情報を用いて、余剰距離Ｄ２がガードエリアの幅Ｄ１及び通信距離Ｒｓｅｃに応じて設定される閾値を上回るかを判定する。そして、判定部２７０は、判定の結果を電力制御部２５０へ出力する。
　電力制御部２５０は、余剰距離Ｄ２が上記条件を満たすと判定部２７０により判定されると、通信距離Ｒｓｅｃに対応する送信電力を用いてセカンダリシステムを構成し得る。一方、電力制御部２５０は、余剰距離Ｄ２が上記条件を満たさないと判定部２７０により判定されると、マスタノード２００が移動した後に、又は通信距離を短縮した上で、判定部２７０に再度余剰距離Ｄ２についての条件の判定を行わせる。このように、余剰距離Ｄ２についての条件の判定がマスタノード２００において行われる場合には、ＳＳＭ１００における余剰距離Ｄ２についての判定は省略されてもよい。
　　（６）記憶部
　記憶部２８０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、マスタノード２００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。
　　［３－２．処理の流れ］
　本項では、上述したマスタノード２００による通信制御処理の流れの２つの例を説明する。第１の例では、余剰距離Ｄ２についての判定がＳＳＭ１００により行われる。第２の例では、余剰距離Ｄ２についての判定がマスタノード２００により行われる。
　　　（１）ＳＳＭによる条件判定
　図９は、マスタノード２００による通信制御処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。まず、電力制御部２５０は、送信電力の割当てをＳＳＭ１００に要求し（ステップＳ２０１）、セカンダリシステムに関する情報をＳＳＭ１００に送信する（ステップＳ２０２）。ここで送信される情報には、マスタノード２００の位置情報、セカンダリシステムのための所望の通信距離及び利用チャネルなどの情報が含まれ得る。
　次に、電力制御部２５０は、ＳＳＭ１００からの応答が受信されると、セカンダリシステムの運用が許可されたかを判定する（ステップＳ２０３）。セカンダリシステムの運用が許可された場合には、電力制御部２５０は、さらに、割当てられた送信電力は適切であるかを判定する（ステップＳ２０４）。例えば、電力制御部２５０は、過剰な送信電力が割当てられた場合には、所望の通信距離を達成する独自の送信電力を無線通信部２１５に設定し得る（ステップＳ２０５）。一方、電力制御部２５０は、割当てられた送信電力が適切である場合には、当該割当てられた送信電力を無線通信部２１５に設定する（ステップＳ２０６）。
　ステップＳ２０３において、セカンダリシステムの運用が許可されなかった場合には、電力制御部２５０は、より低い送信電力で又は他の周波数チャネル上でセカンダリシステムを運用するかを判定する（ステップＳ２０７）。より低い送信電力で又は他の周波数チャネル上でセカンダリシステムを運用する場合には、電力制御部２５０は、より低い送信電力又は新たな周波数チャネルを無線通信部２１５に設定する（ステップＳ２０８）。
　ステップＳ２０５、ステップＳ２０６又はステップＳ２０８において送信電力及び周波数チャネルが設定されると、マスタノード２００は、セカンダリシステムの運用を開始する（ステップＳ２０９）。そして、電力制御部２５０は、セカンダリシステムの構成をＳＳＭ１００へ報告する（ステップＳ２１０）。
　　　（２）マスタノードによる条件判定
　図１０は、マスタノード２００による通信制御処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。まず、情報取得部２６０は、ＳＳＭ１００からプライマリシステムのガードエリアの位置に関連する第１の情報を取得する（ステップＳ２２１）。また、情報取得部２６０は、マスタノード２００の位置に関連する第２の情報を取得する（ステップＳ２２２）。
　次に、判定部２７０は、取得された第１の情報及び第２の情報を用いて、マスタノード２００についての余剰距離Ｄ２がガードエリアの幅Ｄ１及びセカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃに応じた条件を満たすかを判定する（ステップＳ２２３）。ここで、余剰距離Ｄ２が上記条件を満たす場合には、電力制御部２５０は、通信距離Ｒｓｅｃに対応する送信電力を無線通信部２１５に設定する（ステップＳ２２４）。そして、マスタノード２００は、セカンダリシステムの運用を開始する（ステップＳ２２５）。一方、ステップＳ２２３において余剰距離Ｄ２が上記条件を満たさない場合には、通信距離Ｒｓｅｃがより短い値に変更され、又はマスタノード２００の移動に応じてマスタノード２００の位置が更新され得る（ステップＳ２２６）。その後、判定部２７０により再度ステップＳ２２３の判定が行われ得る。
　＜４．セカンダリシステム間の干渉制御への応用＞
　上述した実施形態では、プライマリシステムのリファレンスポイントとマスタノード２００との間の間隔に相当する余剰距離Ｄ２についての条件判定を経て、マスタノード及びスレーブノードにより共通的に使用可能な送信電力がセカンダリシステムに簡易に割当てられる。それにより、スレーブノードから送信される無線信号がプライマリ受信局に過剰な干渉を与えることが未然に防止される。このような仕組みは、本節で説明するように、セカンダリシステム間の干渉の防止のためにも応用可能である。
　図１１は、セカンダリシステム間の干渉制御のために利用される距離に関するパラメータの一例について説明するための説明図である。図１１には、送信電力の割当て対象のセカンダリシステムについて想定される通信距離ＲｓｅｃＡ及び当該セカンダリシステムの近傍のセカンダリシステム（以下、近傍システムという）の通信距離ＲｓｅｃＢが示されている。距離Ｄ３は、近傍システムについて暫定的に設定されるガードエリアの幅を表す。近傍システムについてのガードエリアの幅Ｄ３は、固定値として予め定義されてもよい。その代わりに、近傍システムについてのガードエリアの幅Ｄ３は、例えば当該近傍システムの通信距離ＲｓｅｃＢに一定の割合を乗じることにより、可変的に決定されてもよい。距離Ｄ２は、暫定的に設定されるガードエリアの外縁上（Ｄ３＝０とする場合には、サービスエリアの外縁上）のリファレンスポイントとマスタノード２００との間の間隔に相当する余剰距離である。
　図１１の例において、余剰距離Ｄ２、ガードエリアの幅Ｄ３及び通信距離Ｒｓｅｃの間に次の条件式（６）が成り立つ場合には、スレーブノードがマスタノードと同じ送信電力を使用したとしても、当該スレーブノードから送信される無線信号は実質的に近傍システムのサービスエリアまで届かない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　従って、スレーブノードはマスタノードと同じ送信電力を簡易に使用することができ、スレーブノードのために複雑な送信電力の制御を要しない。また、次式のように条件式（６）に重み係数が導入されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　より一般的には、これら条件式は次のような関数で表現されてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　条件式（８）によれば、ＳＳＭ１００の判定部１４０は、余剰距離Ｄ２が近傍システムに暫定的に設定されるガードエリアの幅Ｄ３及び通信距離Ｒｓｅｃに応じて設定される閾値Ｔｈ３を上回るかを判定する。そして、余剰距離Ｄ２が閾値Ｔｈ３を上回る場合には、セカンダリ制御部１５０は、マスタノード２００にセカンダリシステムを所与の送信電力で運用させる。所与の送信電力とは、典型的には、上記通信距離Ｒｓｅｃに対応する送信電力であってよい。ここでの所与の送信電力は、マスタノード２００のみならずスレーブノードにも適用され得る。なお、判定部１４０は、Ｄ３＞０である場合に、条件式（６）～（８）の代わりに、次の条件式（９）又は（１０）を用いてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　図１２は、セカンダリシステム間の干渉制御のためのＳＳＭ１００による電力割当て処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　図１２を参照すると、まず、情報取得部１３０は、送信電力の割当て対象のマスタノード２００から、セカンダリシステムに関する情報を取得する（ステップＳ３０１）。ここで取得される情報には、マスタノード２００の位置に関連する第２の情報が含まれる。次に、情報取得部１３０は、記憶部１８０において管理されている近傍システムに関する情報を取得する（ステップＳ３０２）。ここで取得される情報には、近傍システムにガードエリアを設定するために使用されるサービスエリアの位置に関連する第１の情報（例えば、近傍システムのマスタノードの位置及び通信距離を示す情報）が含まれる。そして、判定部１４０は、近傍システムに暫定的にガードエリアを設定する（ステップＳ３０３）。
　次に、判定部１４０は、マスタノード２００についての余剰距離Ｄ２が近傍システムのガードエリアの幅Ｄ３及びセカンダリシステムについて想定される通信距離Ｒｓｅｃに応じた上述した所定の条件（例えば、条件式（６）～（１０）のいずれか）を満たすかを判定する（ステップＳ３０４）。
　ステップＳ３０４において余剰距離Ｄ２が所定の条件を満たすと判定されると、セカンダリ制御部１５０は、セカンダリシステムに通信距離Ｒｓｅｃに対応する所与の送信電力を割当てる（ステップＳ３０５）。そして、セカンダリ制御部１５０は、マスタノード２００にセカンダリシステムの運用を許可する（ステップＳ３０６）。
　一方、ステップＳ３０４において余剰距離Ｄ２が所定の条件を満たさないと判定されると、セカンダリ制御部１５０は、割当て可能な送信電力を計算する（ステップＳ３０６）。例えば、割当て可能な送信電力は、セカンダリシステムのサービスエリアのエッジ付近にスレーブノードが位置する場合にも、近傍システムのリファレンスポイントにおいて当該スレーブノードからの無線信号の受信電力が許容干渉量以下となるように計算され得る。ここで計算され得る送信電力は、上記通信距離Ｒｓｅｃに対応する送信電力よりも低い値となる。そして、セカンダリ制御部１５０は、計算した送信電力の使用をマスタノード２００に指示する（ステップＳ３０７）。なお、ステップＳ３０６及びＳ３０７の代わりに、近傍システムに割当てられた周波数チャネルとは異なる他の周波数チャネルの利用が推奨されてもよく、又はセカンダリシステムの運用が拒否されてもよい。
　その後、セカンダリ制御部１５０は、セカンダリシステムを構成したマスタノード２００から、セカンダリシステムの構成の報告を取得する（ステップＳ３０８）。そして、セカンダリ制御部１５０は、記憶部１８０において管理しているセカンダリシステムに関する情報を更新する（ステップＳ３０９）
　＜５．まとめ＞
　ここまで、図１～図１２を用いて、本開示に係る技術の一実施形態及びその応用例について詳細に説明した。本実施形態によれば、プライマリシステム又は近傍システムのリファレンスポイントとセカンダリシステムのマスタノードとの間の間隔に相当する余剰距離が、ガードエリアの幅及び当該セカンダリシステムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかが判定され、当該条件が満たされる場合にセカンダリシステムが所与の送信電力で運用される。それにより、セカンダリシステムのスレーブノードがマスタノードと同等の送信電力を使用したとしても、当該スレーブノードから送信される無線信号が過剰な干渉を引き起こすことが防止される。従って、マスタノードに割当てられる送信電力と同等の送信電力をスレーブノードに簡易に使用させることが可能となる。これは、マスタノード及びスレーブノードのそれぞれのために複雑な送信電力の計算の仕組みを設ける必要性がなくなることを意味する。よって、セカンダリシステムの導入は容易となる。また、セカンダリシステムの運用開始時にスレーブノードの位置が未定であっても、スレーブノードから送信される無線信号が過剰な干渉を引き起こすことを防止することができる。
　上記想定される通信距離は、マスタノードからセカンダリシステムマネージャへ通知される所望の距離であってもよい。その場合には、上記条件が満たされる場合に、マスタノードにとっての所望の通信距離に対応する送信電力をセカンダリシステムに簡易に割当てることができる。また、上記想定される通信距離は、セカンダリシステムマネージャにおいて記憶媒体を用いて予め記憶される通信距離であってもよい。その場合には、上記条件が満たされる場合に、当該通信距離に対応する送信電力をセカンダリシステムに簡易に割当てることができる。
　上記条件が満たされないと判定された場合には、上記想定される通信距離に対応する送信電力よりも低い送信電力の使用がマスタノードに指示され得る。従って、セカンダリシステムマネージャは、上記条件が満たされない場合にのみ、マスタノードの位置及び経路損失等を考慮した送信電力の詳細な計算を実行することができる。即ち、セカンダリシステムマネージャの計算の負荷が抑制され得る。
　また、上記余剰距離についての判定は、セカンダリシステムマネージャの代わりにセカンダリシステムのマスタノードが行ってもよい。その場合には、マスタノード（又はマスタノードを設置する事業者）が主体的にセカンダリシステムの構成を調整することができる。また、セカンダリシステムマネージャの負荷を抑制し、マネージャとマスタノードとの間のシグナリングのオーバヘッドを低減することができる。
　なお、本明細書において説明した各装置による一連の制御処理は、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。本開示の技術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。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報、及び前記第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムのマスタノードの位置に関連する第２の情報を取得する情報取得部と、
　前記情報取得部により取得される前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が、前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定する判定部と、
　前記判定部により前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させる制御部と、
　を備える通信制御装置。
（２）
　前記通信制御装置は、前記周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャであり、
　前記通信距離は、前記マスタノードから前記マネージャへ通知される所望の距離である、
　前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
　前記通信制御装置は、前記周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャであり、
　前記通信距離は、前記通信制御装置において予め保持されるセカンダリシステムについての通信距離である、
　前記（１）に記載の通信制御装置。
（４）
　前記制御部は、前記判定部により前記条件が満たされないと判定された場合には、前記通信距離に対応する送信電力よりも低い送信電力の使用を前記マスタノードに指示する、前記（２）又は前記（３）に記載の通信制御装置。
（５）
　前記制御部は、前記判定部により前記条件が満たされないと判定された場合には、他の周波数チャネルの利用を前記マスタノードに推奨する、前記（２）又は前記（３）に記載の通信制御装置。
（６）
　前記制御部は、前記判定部により前記条件が満たされないと判定された場合には、前記第２の無線通信システムの運用を許可しない、前記（２）又は前記（３）に記載の通信制御装置。
（７）
　前記通信制御装置は、前記マスタノードであり、
　前記通信距離は、前記周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャから前記マスタノードへ通知されるセカンダリシステムについての通信距離である、
　前記（１）に記載の通信制御装置。
（８）
　前記通信制御装置は、前記周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャであり、
　前記制御部は、前記判定部により前記条件が満たされると判定された後、前記所与の送信電力が前記第２の無線通信システムにとって過剰であることが前記マスタノードから通知された場合には、前記所与の送信電力をより低い値に更新する、
　前記（１）～（６）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（９）
　前記第１の無線通信システムは、プライマリシステムであり、
　前記第２の無線通信システムは、セカンダリシステムである、
　前記（１）～（８）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１０）
　前記第１の無線通信システム及び前記第２の無線通信システムの各々は、プライマリシステムに割当てられた周波数チャネルを利用して二次的に運用されるセカンダリシステムである、前記（１）～（８）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１１）
　前記第１の無線通信システムの前記ガードエリアの幅は、固定値又は前記第１の無線通信システムの通信距離に応じて決定される可変の値である、前記（１０）に記載の通信制御装置。
（１２）
　前記リファレンスポイントは、前記ガードエリアの外縁上、又は前記第１の無線通信システムがガードエリアを有しない場合には前記第１の無線通信システムのサービスエリアの外縁上に存在する、前記（１）～（１１）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１３）
　前記条件は、前記間隔と前記第２の無線通信システムについて想定される前記通信距離の２倍から前記ガードエリアの幅を引いた差との比較に基づく条件である、前記（１２）に記載の通信制御装置。
（１４）
　第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムを制御する通信制御装置において、
　前記第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報、及び前記第２の無線通信システムのマスタノードの位置に関連する第２の情報を取得することと、
　取得された前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定することと、
　前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させることと、
　を含む通信制御方法。
（１５）
　第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムのマスタノードと、
　前記マスタノードによる前記第２の無線通信システムの運用を制御する通信制御装置と、
　を含み、
　前記通信制御装置は、
　前記第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報及び前記マスタノードの位置に関連する第２の情報を取得する情報取得部と、
　前記情報取得部により取得される前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が、前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定する判定部と、
　前記判定部により前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記マスタノードに前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させる制御部と、
　を備える、
　通信制御システム。
　１　　　　通信制御システム
　３０　　　データサーバ
　１００　　通信制御装置（セカンダリシステムマネージャ）
　１３０　　情報取得部
　１４０　　判定部
　１５０　　制御部
　２００　　通信制御装置（マスタノード）
　２５０　　制御部
　２６０　　情報取得部
　２７０　　判定部
　２０２　　スレーブノード
 

Claims (15)

  1. 　第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報、及び前記第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムのマスタノードの位置に関連する第２の情報を取得する情報取得部と、
    　前記情報取得部により取得される前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が、前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定する判定部と、
    　前記判定部により前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させる制御部と、
    　を備える通信制御装置。
  2. 　前記通信制御装置は、前記周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャであり、
    　前記通信距離は、前記マスタノードから前記マネージャへ通知される所望の距離である、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  3. 　前記通信制御装置は、前記周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャであり、
    　前記通信距離は、前記通信制御装置において予め保持されるセカンダリシステムについての通信距離である、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記判定部により前記条件が満たされないと判定された場合には、前記通信距離に対応する送信電力よりも低い送信電力の使用を前記マスタノードに指示する、請求項２に記載の通信制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記判定部により前記条件が満たされないと判定された場合には、他の周波数チャネルの利用を前記マスタノードに推奨する、請求項２に記載の通信制御装置。
  6. 　前記制御部は、前記判定部により前記条件が満たされないと判定された場合には、前記第２の無線通信システムの運用を許可しない、請求項２に記載の通信制御装置。
  7. 　前記通信制御装置は、前記マスタノードであり、
    　前記通信距離は、前記周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャから前記マスタノードへ通知されるセカンダリシステムについての通信距離である、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  8. 　前記通信制御装置は、前記周波数チャネルの二次利用を管理するマネージャであり、
    　前記制御部は、前記判定部により前記条件が満たされると判定された後、前記所与の送信電力が前記第２の無線通信システムにとって過剰であることが前記マスタノードから通知された場合には、前記所与の送信電力をより低い値に更新する、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  9. 　前記第１の無線通信システムは、プライマリシステムであり、
    　前記第２の無線通信システムは、セカンダリシステムである、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  10. 　前記第１の無線通信システム及び前記第２の無線通信システムの各々は、プライマリシステムに割当てられた周波数チャネルを利用して二次的に運用されるセカンダリシステムである、請求項１に記載の通信制御装置。
  11. 　前記第１の無線通信システムの前記ガードエリアの幅は、固定値又は前記第１の無線通信システムの通信距離に応じて決定される可変の値である、請求項１０に記載の通信制御装置。
  12. 　前記リファレンスポイントは、前記ガードエリアの外縁上、又は前記第１の無線通信システムがガードエリアを有しない場合には前記第１の無線通信システムのサービスエリアの外縁上に存在する、請求項１に記載の通信制御装置。
  13. 　前記条件は、前記間隔と前記第２の無線通信システムについて想定される前記通信距離の２倍から前記ガードエリアの幅を引いた差との比較に基づく条件である、請求項１２に記載の通信制御装置。
  14. 　第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムを制御する通信制御装置において、
    　前記第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報、及び前記第２の無線通信システムのマスタノードの位置に関連する第２の情報を取得することと、
    　取得された前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定することと、
    　前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させることと、
    　を含む通信制御方法。
  15. 　第１の無線通信システムにより使用される周波数チャネルを利用して二次的に運用される第２の無線通信システムのマスタノードと、
    　前記マスタノードによる前記第２の無線通信システムの運用を制御する通信制御装置と、
    　を含み、
    　前記通信制御装置は、
    　前記第１の無線通信システムのガードエリアの位置に関連する第１の情報及び前記マスタノードの位置に関連する第２の情報を取得する情報取得部と、
    　前記情報取得部により取得される前記第１の情報及び前記第２の情報を用いて、前記第１の無線通信システムのリファレンスポイントと前記マスタノードとの間の間隔が、前記ガードエリアの幅及び前記第２の無線通信システムについて想定される通信距離に応じた条件を満たすかを判定する判定部と、
    　前記判定部により前記間隔が前記条件を満たすと判定された場合に、前記マスタノードに前記第２の無線通信システムを所与の送信電力で運用させる制御部と、
    　を備える、
    　通信制御システム。
     
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