WO2013111442A1 - 通信制御装置、送信電力割当て方法及びプログラム - Google Patents

通信制御装置、送信電力割当て方法及びプログラム Download PDF

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WO2013111442A1
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primary system
interference
transmission power
group
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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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    • H04W52/243—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account interferences
    • H04W52/244—Interferences in heterogeneous networks, e.g. among macro and femto or pico cells or other sector / system interference [OSI]

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication control device, a transmission power allocation method, and a program.
  • 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 frequency channels are preferentially assigned is called a primary system, and a system that secondary uses the frequency channels 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 Document 1 proposes a method of determining the maximum transmission power of the secondary system according to the path loss on the path between the base station of the secondary system and the receiving device of the primary system.
  • a power allocation unit that allocates transmission power for secondary use of a frequency channel protected for a primary system to a secondary system, and the power allocation unit has a distance from the primary system.
  • a communication control device that switches a power allocation method between a secondary system of a first group that is below a predetermined threshold and a secondary system of a second group that has a distance from the primary system that is above the predetermined threshold.
  • a method for allocating transmission power for secondary use of a frequency channel protected for a primary system to a secondary system the distance of the secondary system from the primary system being acquired. And, when the acquired distance is below a predetermined threshold, allocating transmission power to the secondary system in a first power allocation scheme, and when the acquired distance is above the predetermined threshold, Allocating transmission power to the secondary system in a second power allocation scheme that has a lower computational cost than the first power allocation scheme.
  • a program for causing a computer of a communication control device to function as a power allocation unit that allocates transmission power for secondary use of a frequency channel protected for a primary system to a secondary system includes: a first group of secondary systems whose distance from the primary system is less than a predetermined threshold; and a second group of secondary systems whose distance from the primary system is greater than the predetermined threshold;
  • a program is provided that switches between power allocation schemes.
  • the technique according to the present disclosure can appropriately prevent harmful interference to the primary system while suppressing a load for calculating the transmission power of the secondary system.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining interference received by a node of the primary system during secondary use of a frequency.
  • a primary transmitting station 10 that provides a service of a primary system and a primary receiving station 20 that is located inside 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 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 can provide a TV broadcast service, a wireless communication service, or some other wireless service by transmitting a wireless signal on the channel F1.
  • a some frequency channel may be allocated to a primary system.
  • FIG. 1 further shows master nodes 200a, 200b, 200c, and 200d that respectively operate the secondary systems.
  • Each master node operates the secondary system using the channel F1 assigned to the primary system or the neighboring channel F2 or F3.
  • Each master node 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 complies with or conforms to a cellular communication scheme. It may be a wireless base station or a relay station that is partially used.
  • 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 supports the same wireless communication method as the master node that is the connection partner.
  • the master node 200a located outside the boundary 14 of the guard area uses the channel F1.
  • Master nodes 200b and 200c located inside the guard area use channels F2 and F3 in the vicinity of channel F1, respectively.
  • the master node 200d located outside the boundary 14 of 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 master 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 use these channels F2 and F3.
  • non-negligible interference from nearby channels such as channels F2, F3, and other channels
  • the transmission power of the secondary system can be controlled in the system illustrated in FIG. 3 so that such interference caused by the radio signal from the secondary system does not adversely affect the primary system to be protected.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the communication control system 1 according to an embodiment.
  • the communication control system 1 includes a primary transmission station 10, a data server 30, a communication control device 100, and master nodes 200a and 200b.
  • master nodes 200a and 200b are shown as master nodes that operate the secondary system, but more master nodes may actually exist.
  • the master node 200 particularly when the master nodes 200a and 200b (and other master nodes) do not need to be distinguished from each other, they are referred to as the master node 200 by omitting the alphabet at the end of the reference numerals.
  • 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 communication control apparatus 100 has a role as a secondary system manager that allocates transmission power for secondary use of the frequency channel to the secondary system so that interference from the secondary system does not adversely affect the primary system.
  • the communication control apparatus 100 can access the data server 30 via a network such as the Internet, for example, and acquires data used for transmission power allocation from the data server 30.
  • Communication control device 100 is also communicably connected to each master node 200. And the communication control apparatus 100 adjusts the transmission power of a 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 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 related to the secondary system in the data server 30 before starting the operation of the secondary system (step S10).
  • the information registered here may include, for example, the device ID, class, and position data of the master node 200.
  • 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. It should be noted that the cycle of access to the data server 30 by the master 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 master 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 apparatus 100 receives information on the primary system from the data server 30, and updates the information stored in the own apparatus 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 master node 200 ID list and other parameters (for example, adjacent channel leakage rate (ACLR: Adjacent Channel Leakage Ratio), fading margin, shadowing margin, protection ratio, ACS (Adjacent Channel 1) or the like).
  • ACLR Adjacent Channel Leakage Ratio
  • fading margin for example, fading margin
  • shadowing margin protection ratio
  • ACS Adjacent Channel 1
  • the communication control apparatus 100 may receive all or part of the information related to the primary system indirectly (for example, a list of channel numbers) from the master node 200.
  • the master node 200 configures a secondary system based on the information notified from the data server 30 (step S12). For example, the master node 200 selects one or a plurality of channels from the secondary available frequency channels as the usage channels of the secondary system. Then, a power allocation request is transmitted from the master node 200 (or the data server 30) to the communication control apparatus 100 (step S13).
  • step S14 When a response is returned to the request for power allocation, mutual authentication and application level information exchange are performed between the communication control device 100 and the master node 200 (step S14).
  • information about the secondary system is transmitted from the master node 200 to the communication control apparatus 100 (step S15).
  • the information transmitted here includes, for example, the device ID, class, location data of the master node 200, the channel number of the frequency channel (used channel) selected by the master node 200, and communication quality requirements (QoS (Quality of Service)). Information), priority information, communication history, and the like.
  • the communication control apparatus 100 executes power allocation processing based on the information acquired from the data server 30 and the master node 200 (step S16).
  • the power allocation processing by the communication control apparatus 100 here will be described in detail later.
  • the communication control apparatus 100 transmits a power notification message for notifying the newly allocated transmission power to the master node 200 (step S17).
  • the master node 200 When the master node 200 receives the power notification message, the master node 200 sets the output level of the transmission circuit of its own device according to the notified transmission power value (step S18). Further, the master node 200 may instruct a value of transmission power to be used to a slave node connected to the own device.
  • the master node 200 finishes setting the transmission power, the master node 200 reports the configuration of the secondary system to the communication control device 100 (step S19). And the communication control apparatus 100 updates the information regarding the secondary system which the self apparatus has memorize
  • the first viewpoint is path loss for each secondary system.
  • the greater the path loss on the path from the secondary system to the primary system the lower the interference level received by the primary system. Therefore, the throughput of the secondary system can be increased by assigning a larger transmission power to the secondary system located farther from the primary system.
  • the output power that can be output from the nodes of the secondary system both master node and slave node
  • path loss will no longer be considered. Is no longer meaningful.
  • the second viewpoint is cumulative interference from a plurality of secondary systems to the primary system.
  • the transmission power is reduced so that the cumulative interference from the multiple secondary systems does not adversely affect the primary system. It is desirable to be controlled.
  • calculating the cumulative interference up to the secondary system whose interference level is sufficiently small compared with the allowable interference level of the primary system also brings a demerit of an increase in calculation load.
  • the third viewpoint is interference between channels.
  • the transmission power is controlled so that interference from the secondary system does not adversely affect the primary system after adequately evaluating the interference between channels. It is desirable. However, when only the interference on the same channel is considered, it is possible to easily calculate the transmission power independent for each channel. On the other hand, when considering the interference between channels, different channels are used. It is required to comprehensively distribute transmission power over a plurality of secondary systems that are used secondary. As the number of channels increases, the number of combinations of channels that can cause inter-channel interference also increases. Therefore, the calculation load becomes very large. Therefore, for secondary systems with low interference levels, it is also a useful option not to consider inter-channel interference.
  • the communication control apparatus 100 switches the power allocation method according to the distance from the primary system of the secondary system, thereby suppressing the calculation load and detrimental to the primary system. Prevent interference.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the communication control apparatus 100 (ie, the secondary system manager) illustrated in FIG.
  • the communication control apparatus 100 includes a communication unit 110, a storage unit 120, and a control unit 130.
  • Control unit 130 includes a power allocation unit 140.
  • the communication unit 110 is a communication interface for communication between the data server 30 and the master node 200 by the communication control apparatus 100. Communication between the communication control apparatus 100 and the data server 30 and the master node 200 may be realized by any of wired communication, wireless communication, or a combination thereof.
  • the storage unit 120 stores a program and data for the operation of the communication control apparatus 100 using a storage medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the storage unit 120 stores information about the primary system received from the data server 30 and information about the secondary system received from the master node 200 of each secondary system.
  • the control unit 130 corresponds to a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor).
  • the control unit 130 operates various functions of the communication control apparatus 100 by executing a program stored in the storage unit 120 or another storage medium.
  • the power allocation unit 140 allocates transmission power for secondary use of the frequency channel protected for the primary system to the secondary system.
  • the frequency channels protected for the primary system may include one or more frequency channels assigned to the primary system and nearby frequency channels.
  • the power allocation unit 140 includes a first group of secondary systems in which the distance from the primary system is less than a predetermined distance threshold, and a second group of secondary systems in which the distance from the primary system is greater than the distance threshold. Switch the power allocation method.
  • the distance from the primary system of the secondary system may be, for example, the distance from the center of the service area of the primary system, or may be the distance from the outer edge of the service area or the guard area.
  • Example of power allocation method In this specification, the following four methods are mainly described as the power allocation method by the power allocation unit 140. However, these are only examples, and other power allocation methods may be used.
  • First method fixed power allocation
  • Second method Considering path loss
  • Third method Considering accumulated interference
  • Fourth method Considering inter-channel interference
  • a fixed transmission power value or a transmission power value requested from the secondary system is assigned to each secondary system.
  • the fixed transmission power value may be defined in common for all secondary systems, or may be defined for each attribute such as a device type or class. In this case, the calculation cost required for calculating the transmission power is substantially close to zero.
  • Second Method In the second method, a larger transmission power value is assigned to each secondary system as the path loss from the secondary system to the primary system increases.
  • the calculation formula of the transmission power allocated to each secondary system may be, for example, the calculation formula described in Patent Document 1. Another example of the calculation formula will be described later. In this case, the calculation cost required for calculating the transmission power is not zero, but is relatively small.
  • transmission power is transmitted to each secondary system so that the cumulative interference amount on the same channel from a plurality of secondary systems to the primary system does not exceed the allowable interference amount of the primary system. Is allocated.
  • the third method may be a method based on an interference control model described below, for example.
  • 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) in 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, f
  • the following relational expression holds during 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 moves the position of the reference point using the primary system node, the service area or guard area position data received from the data server 30, and the position data received from each master node 200. May be determined automatically.
  • the transmission power allocation to each secondary system is as follows by expanding equation (1) for each frequency channel: It is required to satisfy (evaluation formula for cumulative interference amount).
  • Equation (2) represents the total amount of interference caused by the secondary system that secondarily 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 power allocated to the kth secondary system
  • L (i, f j , k) is the primary of the kth secondary system and primary A path loss to the reference point i of the system, G (f j , k), is a gain component.
  • M j may be the number of active secondary systems (or master nodes).
  • the power allocation unit 140 tentatively allocates transmission power to the secondary system that secondary uses the frequency channel for each frequency channel, and then distributes the allocated transmission power to the cumulative interference. Modify so that the quantity evaluation formula is satisfied.
  • the provisional distribution of transmission power may be performed according to any of the three types of methods, for example, the fixed margin method, the equal method, and the unequal method described below. Note that the power distribution formula in these methods may be used as a transmission power calculation formula for the second power allocation scheme.
  • the first method is a fixed margin method.
  • the transmission power distributed to each secondary system is calculated using a distribution margin MI (and safety margin SM) fixedly set in advance.
  • the transmission power P (f j , k) allocated to the kth secondary system using the frequency channel f j is derived by the following equation.
  • the second method is an equal 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) allocated to the kth 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 a 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) allocated to the kth 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 (6) for the combination with the equal method and the following equation (7) for the combination with the unequal method.
  • SM represents a safety margin set in advance or notified from the master 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 from the following equation (8) for the combination with the equal method and the following equation (9) for the combination with the unequal method.
  • the transmission power P (f j , k) is the following equation (8 ′) for the combination with the equal method and the interference margin reduction method, and It is derived by the equation (9 ′).
  • w k represents a weight according to the priority. Instead of the weight w k for each secondary system, the weight w j for each frequency channel may be used.
  • the allowable interference amount I acceptable (i, f jj ) of the frequency channel f jj is defined and the allowable interference amount of the nearby frequency channel f j is not defined.
  • I acceptable i, f jj
  • the allowable interference amount of the nearby frequency channel f j is not defined.
  • such a case may occur when the frequency channel f jj is a channel assigned to the primary system and its neighboring channel f j is a channel that is not used by the primary system but is protected.
  • allocation type for allocating transmit power to the secondary system to the secondary use of near channel f j in each allocation type described above, the allowable interference amount I acceptable (i, f j) the I Acceptable (i, is replaced with the f jj), section L (i pathloss and gain component, f j, k) ⁇ G (f j, term shall be included loss component k) L (i, f j , k) ⁇ G ( f j , k) / H (f jj , f j , k).
  • the allocation method of the fixed margin method can be modified as follows.
  • the power allocation unit 140 searches for a point where the interference amount evaluated based on the allocated transmission power is the strictest in the service area of the primary system. For example, the point i ′ with the most severe interference amount is searched for as in the following equation (10) or equation (10 ′).
  • the power allocation unit 140 calculates a 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 follows:
  • the power allocation unit 140 corrects the transmission power using the calculated correction coefficient ⁇ according to the following equation, and derives the allowable transmission power P ′ (f j , k) of the secondary system k.
  • the total interference amount on the same channel from a plurality of secondary systems to the primary system and the sum of the cumulative interference amounts between channels are the allowable interference amount of the primary system. Transmission power is distributed to each secondary system so as not to exceed.
  • the evaluation formula for the cumulative interference amount in the fourth scheme may be the following formula in which the term of interchannel interference is introduced on the right side of the formula (2) in the third scheme.
  • Equation (13) represents the total amount of interference caused by the 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 of the secondary system kk from neighboring channel f jj to the channel f j.
  • N jj may be the number of active secondary systems (or master nodes).
  • the gain component G in Equation (13) 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 (13) depends on, for example, the selectivity and leakage ratio of neighboring channels. For details of these gain components and loss components, see Non-Patent Document 1 above.
  • the power allocation unit 140 tentatively allocates the transmission power to the secondary system that secondary uses the frequency channel for each frequency channel, and then considers the influence of inter-channel interference and temporarily Reallocate the transmission power that is allocated in a distributed manner. Then, the power allocation unit 140 corrects the transmission power after redistribution so that the evaluation formula is satisfied.
  • the power allocation unit 140 performs one of the methods described in relation to the third power allocation method (for example, Equations (3) to (3)) for each frequency channel used by the secondary system.
  • the transmission power is provisionally allocated.
  • the power allocation unit 140 redistributes transmission power among the secondary systems by taking into account inter-channel interference.
  • the redistribution of transmission power in the equal method may be performed according to the following equation (16) (equation (16 ′) in the case of a combination with the interference margin reduction method).
  • Equation (16) means that the allowable interference amount remaining after subtracting the interference amount due to 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 (17) (equation (17 ′) 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 140 searches for a point in the service area of the primary system where the interference amount evaluated based on the redistributed transmission power is the strictest. For example, the point i ′ with the most severe interference amount is searched for as in the following equation (18) or equation (18 ′).
  • the power allocation unit 140 calculates a 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 follows:
  • the power allocation unit 140 corrects the transmission power using the calculated correction coefficient ⁇ according to the following equation, and derives the allowable transmission power P ′′ (f j , k) of the secondary system k.
  • the power allocation unit 140 applies, for example, any one of the second to fourth power allocation methods to a group of secondary systems whose distance from the primary system is less than the distance threshold, and applies the first method to other secondary systems. May be applied. Further, the power allocation unit 140 applies the third or fourth method to a group of secondary systems whose distance from the primary system is below the distance threshold, and applies the first or second method to other secondary systems. May be. In addition, the power allocation unit 140 applies the fourth method to a group of secondary systems whose distance from the primary system is less than the distance threshold, and applies any one of the first to third power allocation methods to other secondary systems. May be applied.
  • the table below shows examples of combinations of power allocation schemes that can be respectively applied to two groups of secondary systems. Combinations circled in the table may be selected by the power allocation unit 140.
  • the allowable interference amount is the distance or path loss from a certain reference point to the representative system of each group. It may be distributed to each group according to.
  • the reference point used for allocating the allowable interference amount between the groups may be defined in advance or may be dynamically determined according to the position of the secondary system.
  • the correction of the allowable transmission power in Expression (10) to Expression (12) may be omitted.
  • the correction of the allowable transmission power in Expression (18) to Expression (20) may be omitted.
  • a method in which correction of the allowable transmission power is omitted is adopted, and the method is applied to a group closer to or farther from the primary system. May be.
  • the power allocation unit 140 may group the secondary systems into three or more groups using a plurality of distance thresholds, and select different power allocation methods for the three or more groups.
  • the distance threshold used by the power allocation unit 140 may be fixedly defined. Instead, the distance threshold may be set dynamically depending on parameters such as the primary system status (eg, service area size, primary receiving station location or number of primary receiving stations) or the number of secondary systems. Good.
  • the power allocation unit 140 is a method that is selected according to the distance to the primary system, and thus calculates the value of transmission power allocated to each secondary system, and the calculated transmission power value is transmitted to the communication unit 110. To each secondary system.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the flow of power allocation processing by the communication control apparatus 100.
  • secondary systems are grouped into two groups using one distance threshold.
  • the power allocation unit 140 acquires information about the primary system provided from the data server 30 (step S110). In addition, the power allocation unit 140 acquires information on the secondary system collected from the master node 200 (step S120). Next, the power allocation unit 140 repeats the processing of steps S132 to S138 for each secondary system to which power is allocated (step S130).
  • the power allocation unit 140 calculates the distance of the target secondary system from the primary system (step S132). Next, the power allocation unit 140 compares the calculated distance with a predetermined distance threshold (step S134). Here, when the distance from the primary system of the target secondary system is below the distance threshold, the power allocation unit 140 classifies the target secondary system into the first group (step S136). On the other hand, when the distance from the primary system of the target secondary system does not exceed the distance threshold value, the power allocation unit 140 classifies the target secondary system into the second group (step S138).
  • the power allocation unit 140 calculates the transmission power allocated to the secondary system belonging to the first group by a method with a higher calculation cost (step S140).
  • the power allocation method selected here may be any of the second to fourth methods described above.
  • the power allocation unit 140 calculates (or determines) the transmission power allocated to the secondary system belonging to the second group by a method having a calculation cost lower than that selected in step S140 (step S150).
  • the power allocation method selected here may be any of the first to third methods described above.
  • the power allocation unit 140 notifies the master node 200 of the secondary system via the communication unit 110 of the transmission power value calculated in steps S140 and S150 (step S160).
  • the notification in step S160 in FIG. 6 may correspond to the transmission of the power notification message in step S17 in FIG.
  • the notification of the transmission power value may be omitted.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the master node 200 that is a communication device that operates the secondary system using the transmission power allocated by the communication control device 100 described above.
  • the master 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 device 100 by the master 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.
  • the communication unit 210 transmits and receives a power allocation request and response to and from the communication control apparatus 100. Further, the communication unit 210 receives a power notification message from the communication control apparatus 100 and outputs the received message to the control unit 220.
  • the control unit 220 corresponds to a processor such as a CPU or a DSP.
  • the control unit 220 operates various functions of the master node 200 by executing a program stored in the storage unit 230 or another storage medium.
  • 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.
  • the control unit 220 wirelessly transmits transmission power within the range of transmission power assigned to the master node 200 (or a secondary system operated by the master node 200) notified from the communication control device 100.
  • the control unit 220 may further distribute the allocated transmission power among the nodes participating in the secondary system.
  • 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 master node 200 and a slave node connected to the master node 200.
  • the radio communication unit 240 transmits / receives radio signals to / from one or more slave nodes according to, for example, IEEE 802.22, IEEE 802.11af, or ECMA-392.
  • the transmission power of the radio signal transmitted by the radio communication unit 240 can be controlled by the control unit 220 within the range of the allocated transmission power described above.
  • the simple power allocation method may be a method that does not depend on path loss on the path from the secondary system to the primary system, for example. In that case, the transmission power to be allocated to the secondary system can be determined for the secondary system farther away without accompanying a substantial calculation load.
  • the simple power allocation method may be a method that does not consider cumulative interference with the primary system. In that case, transmission power can be easily assigned to a secondary system farther away by an independent calculation formula for each secondary system.
  • the simple power allocation method may be a method that does not consider interference between channels from the secondary system to the primary system. In that case, transmission power can be allocated independently for each frequency channel for a distant secondary system.
  • 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.
  • RAM Random Access Memory
  • a power allocation unit that allocates transmission power for secondary use of a frequency channel protected for the primary system to the secondary system; With The power allocating unit is configured such that the distance from the primary system is less than a predetermined threshold value between the first group of secondary systems and the distance from the primary system is greater than the predetermined threshold value between the second group of secondary systems. Switch the power allocation method, Communication control device.
  • the power allocation scheme selected for the first group is a scheme that depends on the path loss for each secondary system;
  • the power allocation scheme selected for the second group is a scheme that does not depend on path loss for each secondary system,
  • the communication control device according to (1).
  • the power allocation scheme selected for the first group is a scheme that considers cumulative interference from a plurality of secondary systems to the primary system
  • the power allocation scheme selected for the second group is a scheme that does not consider cumulative interference from a plurality of secondary systems to the primary system.
  • the communication control device according to (1).
  • the power allocation scheme selected for the first group is a scheme that considers both co-channel interference and inter-channel interference from the secondary system to the primary system
  • the power allocation method selected for the second group is a method that does not consider interference between channels from the secondary system to the primary system.
  • the communication control device according to (1).
  • the power allocation method selected for the second group is a method for allocating a fixed value or a value requested from each secondary system to each secondary system as a transmission power value, and any one of (2) to (4) above
  • the power allocation method selected for the second group is a method for allocating a larger transmission power value to each secondary system as the path loss from the secondary system to the primary system increases.
  • the power allocation method selected for the second group is such that each secondary system has a cumulative interference amount on the same channel from a plurality of secondary systems to the primary system so as not to exceed the allowable interference amount of the primary system.
  • the communication control apparatus according to (4), wherein the communication power is distributed.
  • the power allocation method selected for the first group is such that the cumulative amount of interference on the same channel from a plurality of secondary systems to the primary system and the sum of cumulative amounts of interference between the channels are allowed by the primary system.
  • the communication control device according to any one of (2) to (4), wherein the transmission power is distributed to each secondary system so as not to exceed an amount of interference.
  • the power allocation method selected for the first group is such that the cumulative amount of interference on the same channel from a plurality of secondary systems to the primary system does not exceed the allowable amount of interference of the primary system.
  • the communication control apparatus according to (2) or (3), wherein the transmission power is distributed.
  • Control device (11) A method for allocating transmission power to a secondary system for secondary use of a frequency channel protected for a primary system, comprising: Obtaining a distance of the secondary system from the primary system; Allocating transmission power to the secondary system in a first power allocation scheme when the acquired distance is below a predetermined threshold; Allocating transmission power to the secondary system by a second power allocation method having a calculation cost lower than that of the first power allocation method when the acquired distance exceeds the predetermined threshold; Including methods.
  • the computer of the communication control device A power allocation unit that allocates transmission power for secondary use of a frequency channel protected for the primary system to the secondary system; Is a program for functioning as The power allocating unit is configured such that the distance from the primary system is less than a predetermined threshold value between the first group of secondary systems and the distance from the primary system is greater than the predetermined threshold value between the second group of secondary systems. Switch the power allocation method, program.

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Abstract

プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、を備え、前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、通信制御装置を提供する。

Description

通信制御装置、送信電力割当て方法及びプログラム
　本開示は、通信制御装置、送信電力割当て方法及びプログラムに関する。
　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（Primary　System）、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（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。
　周波数帯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有害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基地局とプライマリシステムの受信装置との間の経路上の経路損失に応じてセカンダリシステムの最大送信電力を決定する手法を提案している。
Electronic　Communications　Committee　(ECC)　within　the　European　Conference　of　Postal　and　Telecommunications　Administrations　(CEPT),　"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,　Cardiff,　January　2011 「Standard　ECMA-392　MAC　and　PHY　for　Operation　in　TV　White　Space」、［online］、［２０１１年１２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
　セカンダリシステムが複数存在し得る状況では、複数のセカンダリシステムからの累積的な干渉がプライマリシステムにより許容される範囲内に収まるように各セカンダリシステムの送信電力を制御することが有益である。また、セカンダリシステムの送信電力が小さくない場合には、チャネル間干渉をも考慮する必要性が生じ得る。しかし、全てのセカンダリシステムについてこのような様々な要因を正確に評価しようとすれば、送信電力の割当てのための計算コストが増加し、二次利用を制御する制御ノードに過剰な負荷が掛かってしまう。
　従って、セカンダリシステムの送信電力を計算するための負荷を抑制しつつ、プライマリシステムへの有害な干渉を適切に防止することのできる仕組みが提供されることが望ましい。
　本開示によれば、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、を備え、前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、通信制御装置が提供される。
　また、本開示によれば、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる方法であって、前記セカンダリシステムの前記プライマリシステムからの距離を取得することと、取得された前記距離が所定の閾値を下回る場合に、第１の電力割当て方式で前記セカンダリシステムに送信電力を割当てることと、取得された前記距離が前記所定の閾値を上回る場合に、前記第１の電力割当て方式よりも計算コストの低い第２の電力割当て方式で前記セカンダリシステムに送信電力を割当てることと、を含む方法が提供される。
　また、本開示によれば、通信制御装置のコンピュータを、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、として機能させるためのプログラムであって、前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、プログラムが提供される。
　本開示に係る技術によれば、セカンダリシステムの送信電力を計算するための負荷を抑制しつつ、プライマリシステムへの有害な干渉を適切に防止することができる。
周波数の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。 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。
　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
　　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
　　４．まとめ
　＜１．システムの概要＞
　まず、図１～図４を参照しながら、一実施形態に係る通信制御システムの概要を説明する。
　図１は、周波数の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境界１２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ことができる。なお、図１の例に限定されず、プライマリシステムには複数の周波数チャネルが割当てられてもよい。
　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、２００ｃ及び２００ｄ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Ｆ２若しくはＦ３を利用して、それぞれセカンダリシステムを運用する。各マスタノードは、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。各マスタノードの周囲には、セカンダリシステムの１つ以上のスレーブノード（図示せず）が存在し得る。スレーブノードは、接続相手であるマスタノードと同じ無線通信方式をサポートする。図１の例において、ガードエリアの境界１４の外に位置するマスタノード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マスタノード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。ガードエリアの境界１４の外に位置するマスタノード２００ｄは、チャネルＦ２を利用している。
　図１のような状況下で、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。このチャネルＦ１を図１のマスタノード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、プライマリ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。
　セカンダリシステムからの無線信号に起因するこうした干渉が保護されるべきプライマリシステムに有害な影響を与えないように、セカンダリシステムの送信電力は、図３に例示するようなシステムにおいて制御され得る。
　図３は、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、通信制御装置１００、並びにマスタノード２００ａ及び２００ｂを含む。なお、図３の例では、セカンダリシステムを運用するマスタノードとしてマスタノード２００ａ及び２００ｂのみを示しているが、実際にはより多くのマスタ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、特にマスタノード２００ａ及び２００ｂ（並びにその他のマスタノード）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マスタノード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、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。
　通信制御装置１００は、セカンダリシステムからの干渉がプライマリシステムに有害な影響を与えないように、周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる、セカンダリ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、通信制御装置１００は、各マスタノード２００とも通信可能に接続される。そして、通信制御装置１００は、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、セカンダリシステムの運用を開始する前に、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、マスタノード２００の装置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。なお、マスタノード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、マスタ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マスタ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、セカンダリ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によりマスタノード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、プライマリ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、登録済みのマスタノード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、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は、データサーバ３０から通知された情報に基づいて、セカンダリシステムを構成する（ステップＳ１２）。例えば、マスタノード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セカンダリシステムの利用チャネルとして選択する。そして、マスタノード２００（又はデータサーバ３０）から通信制御装置１００へ、電力割当ての要求が送信される（ステップＳ１３）。
　電力割当ての要求に対して応答が返されると、通信制御装置１００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Ｓ１４）。また、マスタノード２００から通信制御装置１００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Ｓ１５）。ここで送信される情報には、例えば、マスタノード２００の装置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、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及びマスタノード２００から取得した情報に基づいて、電力割当て処理を実行する（ステップＳ１６）。ここでの通信制御装置１００による電力割当て処理について、後に詳細に説明する。そして、通信制御装置１００は、新たに割当てられる送信電力を通知する電力通知メッセージをマスタノード２００へ送信する（ステップＳ１７）。
　マスタノード２００は、電力通知メッセージを受信すると、通知された送信電力の値に従って自装置の送信回路の出力レベルを設定する（ステップＳ１８）。さらに、マスタノード２００は、自装置に接続するスレーブノードへ使用すべき送信電力の値を指示してもよい。マスタノード２００は、送信電力の設定を終了すると、セカンダリシステムの構成を通信制御装置１００へレポートする（ステップＳ１９）。そして、通信制御装置１００は、マスタノード２００からのレポートに応じて、自装置が記憶しているセカンダリシステムに関する情報を更新する（ステップＳ２０）。
　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による電力割当て処理において、状況に応じて考慮されるべきいくつかの観点が存在する。
　第１の観点は、各セカンダリシステムについての経路損失である。一般的には、セカンダリシステムからプライマリシステムまでの経路上の経路損失が大きいほど、プライマリシステムが受ける干渉レベルは低くなる。従って、プライマリシステムからより遠くに位置するセカンダリシステムにより大きい送信電力を割当てることで、セカンダリシステムのスループットを高めることができる。しかし、セカンダリシステムのノード（マスタノード及びスレーブノードの双方）の出力可能な送信電力には上限があるため、セカンダリシステムのプライマリシステムからの距離がある値を超えると、もはや経路損失を考慮することは有意義ではなくなる。
　第２の観点は、複数のセカンダリシステムからプライマリシステムへの累積的な干渉である。一般的に、プライマリシステムを適切に保護するためには、複数のセカンダリシステムが存在する場合、それら複数のセカンダリシステムからの累積的な干渉がプライマリシステムに有害な影響を与えないように送信電力が制御されることが望ましい。しかし、プライマリシステムの許容干渉レベルと比較して十分に干渉レベルの小さいセカンダリシステムについてまで累積的な干渉を計算することは、計算の負荷の増大というデメリットをももたらす。
　第３の観点は、チャネル間の干渉である。一般的に、プライマリシステムを適切に保護するためには、チャネル間の干渉をも適切に評価した上で、セカンダリシステムからの干渉がプライマリシステムに有害な影響を与えないように送信電力が制御されることが望ましい。しかし、同一チャネル上の干渉のみを考慮する場合には、チャネルごとに独立した簡易な送信電力の計算が可能であるのに対し、チャネル間の干渉をも考慮する場合には、互いに異なるチャネルを二次利用する複数のセカンダリシステムにわたって包括的に送信電力を配分することが求められる。チャネル数が多くなればチャネル間干渉を生じ得るチャネルの組合せも増加するため、このような計算の負荷は非常に大きくなる。従って、干渉レベルの小さいセカンダリシステムについては、チャネル間の干渉を考慮しないことも有益な選択肢である。
　そこで、通信制御装置１００は、セカンダリシステムに送信電力を割当てる際、セカンダリシステムのプライマリシステムからの距離に応じて電力割当て方式を切替えることにより、計算の負荷を抑制しつつ、プライマリシステムへの有害な干渉を防止する。
　＜２．セカンダリシステムマネージャの構成例＞
　図５は、図３に例示した通信制御装置１００（即ち、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。図５を参照すると、通信制御装置１００は、通信部１１０、記憶部１２０及び制御部１３０を備える。制御部１３０は、電力割当て部１４０を含む。
　　［２－１．各部の説明］
　通信部１１０は、通信制御装置１００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。通信制御装置１００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。
　記憶部１２０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の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。例えば、記憶部１２０は、データサーバ３０から受信されるプライマリシステムに関する情報、及び各セカンダリシステムのマスタノード２００から受信されるセカンダリシステムに関する情報を記憶する。
　制御部１３０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）又はＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などのプロセッサに相当する。制御部１３０は、記憶部１２０又は他の記憶媒体に記憶されるプログラムを実行することにより、通信制御装置１００の様々な機能を動作させる。
　電力割当て部１４０は、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力を、セカンダリシステムに割当てる。プライマリシステムのために保護される周波数チャネルとは、プライマリシステムに割当てられた１つ以上の周波数チャネル及びその近傍の周波数チャネルを含み得る。本実施形態において、電力割当て部１４０は、プライマリシステムからの距離が所定の距離閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムとプライマリシステムからの距離が当該距離閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える。セカンダリシステムのプライマリシステムからの距離とは、例えば、プライマリシステムのサービスエリアの中央からの距離であってもよく、又は当該サービスエリア若しくはガードエリアの外縁からの距離であってもよい。
　　（電力割当て方式の例）
　本明細書では、電力割当て部１４０による電力割当て方式として、主に次の４つの方式を説明する。但し、これらは一例に過ぎず、他の電力割当て方式が用いられてもよい。
　　（１）第１の方式：固定的な電力割当て
　　（２）第２の方式：経路損失を考慮
　　（３）第３の方式：累積干渉を考慮
　　（４）第４の方式：チャネル間干渉を考慮
　　（１）第１の方式
　第１の方式では、各セカンダリシステムに、固定の送信電力値、又は当該セカンダリシステムから要求された送信電力値が割当てられる。固定の送信電力値は、全てのセカンダリシステムについて共通的に定義されてもよく、又はデバイスのタイプ若しくはクラスなどの属性ごとに定義されてもよい。この場合に送信電力の計算に要する計算コストは、実質的にゼロに近い。
　　（２）第２の方式
　第２の方式では、各セカンダリシステムに、当該セカンダリシステムからプライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値が割当てられる。各セカンダリシステムに割当てられる送信電力の計算式は、例えば、上記特許文献１に記載されている計算式であってもよい。計算式の他の例を後にさらに示す。この場合に送信電力の計算に要する計算コストは、ゼロではないものの、比較的小さい。
　　（３）第３の方式
　第３の方式では、複数のセカンダリシステムからプライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量がプライマリシステムの許容干渉量を超えないように、各セカンダリシステムに送信電力が配分される。
　第３の方式は、例えば、以下に説明する干渉制御モデルに基づく方式であってよい。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、プライマリシステムに割当てられた周波数チャネルをｆｊ、プライマリ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セカンダリシステム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、セカンダリ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から受信されるプライマリシステムのノード、サービスエリア又はガードエリアの位置データ、及び各マスタノード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。
　同じ周波数チャネルを利用する同じグループのセカンダリシステムが複数存在する場合には、各セカンダリシステムへの送信電力の割当ては、各周波数チャネルについて、式（１）を拡張することにより得られる次の関係式（累積的な干渉量の評価式）を満たしていることが求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、式（２）の右辺は、プライマリシステムに割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セカンダリ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セカンダリシステムの数、Ｐ（ｆｊ，ｋ）はｋ番目のセカンダリシステムに割当てられる電力、Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）はｋ番目のセカンダリシステムとプライマリシステムの基準点ｉとの間の経路損失、Ｇ（ｆｊ，ｋ）は利得成分である。なお、Ｍｊは、アクティブなセカンダリシステム（若しくはマスタノード）の数であってもよい。
　第３の電力割当て方式において、電力割当て部１４０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セカンダリシステムに送信電力を暫定的に配分した後、配分された送信電力を上記累積的な干渉量の評価式が満たされるように修正する。
　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種類の手法のいずれかに従って行われてよい。なお、これらの手法における電力配分式は、第２の電力割当て方式のための送信電力の計算式として使用されてもよい。
　　　（固定マージン方式）
　第１の手法は、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、各セカンダリシステムに配分される送信電力が算出される。周波数チャネルｆｊを利用するｋ番目のセカンダリシステム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-M000003
　　　（均等方式）
　第２の手法は、均等方式である。均等方式の場合、各セカンダリ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、複数のセカンダリ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番目のセカンダリシステム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-M000004
　　　（不均等方式）
　第３の手法は、不均等方式である。不均等方式の場合、プライマリシステムとの間の距離が大きいセカンダリ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番目のセカンダリシステム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-M000005
　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（６）、不均等方式との組合せについては次の式（７）により導かれる。なお、ＳＭは、予め設定され又はマスタノード２００から通知されるセーフティマージンを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　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、セカンダリ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（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。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（８´）、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（９´）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、セカンダリ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-M000007
　なお、プライマリシステムにおいて周波数チャネルｆｊｊの許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊｊ）のみが定義され、近傍の周波数チャネルｆｊの許容干渉量が定義されないケースがあり得る。例えば、周波数チャネルｆｊｊがプライマリシステムに割当てられたチャネルであり、その近傍チャネルｆｊはプライマリシステムにより利用されないものの保護されるチャネルである場合には、そのようなケースが生じ得る。その場合、近傍チャネルｆｊを二次利用するセカンダリシステムに送信電力を配分するための配分式は、上述した各配分式において、許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊ）をＩacceptable（ｉ，ｆｊｊ）に置き換えると共に、経路損失及び利得成分の項Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）・Ｇ（ｆｊ，ｋ）を損失成分を算入する項Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）・Ｇ（ｆｊ，ｋ）／Ｈ（ｆｊｊ，ｆｊ，ｋ）に置き換えることで導かれる。一例として、固定マージン方式の配分式は次のように変形され得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　次に、電力割当て部１４０は、配分された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、プライマリシステムのサービスエリア内で探索する。例えば、干渉量が最も厳しい地点ｉ´は、次の式（１０）又は式（１０´）のように探索される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　次に、電力割当て部１４０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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　なお、上記式（１１´）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１４０は、算出した修正係数Δを用いて送信電力を次式に従って修正し、セカンダリシステムｋの許容送信電力Ｐ´（ｆｊ，ｋ）を導出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　　（４）第４の方式
　第４の方式では、複数のセカンダリシステムからプライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量及びチャネル間の累積的な干渉量の総和がプライマリシステムの許容干渉量を超えないように、各セカンダリシステムに送信電力が配分される。第４の方式における累積的な干渉量の評価式は、第３の方式における上記式（２）の右辺にチャネル間干渉の項を導入した次のような式であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
式（１３）の右辺の第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セカンダリ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セカンダリシステムの数、ｋｋは近傍チャネルを二次利用するセカンダリ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へのセカンダリシステムｋｋについての損失成分である。なお、Ｎｊｊは、アクティブなセカンダリシステム（若しくはマスタノード）の数であってもよい。
　式（１３）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-T000013
　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を二次利用するセカンダリシステムからチャネルｆＢＳを利用するプライマリシステムへの許容干渉量をＩacceptableとする。また、プライマリ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-M000014
　なお、保護比率がデシベル表記である場合には、上記式（１４）の代わりに、次のような式が用いられ得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　式（１３）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、上記非特許文献１を参照されたい。
　第４の電力割当て方式において、電力割当て部１４０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セカンダリシステムに送信電力を暫定的に配分した後、チャネル間干渉の影響を考慮して、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１４０は、再配分後の送信電力を、上記評価式が満たされるように修正する。
　より具体的には、まず、電力割当て部１４０は、セカンダリシステムにより利用される周波数チャネルの各々について、第３の電力割当て方式に関連して説明したいずれかの手法（例えば、式（３）～（９´））に従って暫定的に送信電力を配分する。さらに、電力割当て部１４０は、チャネル間干渉を算入して、セカンダリシステム間で送信電力を再配分する。例えば、均等方式における送信電力の再配分は、次の式（１６）（与干渉マージン低減方式との組合せの場合には式（１６´））に従って行われ得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　式（１６）は、プライマリ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セカンダリ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（１７）（与干渉マージン低減方式との組合せの場合には式（１７´））に従って行われ得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　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１４０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、プライマリシステムのサービスエリア内で探索する。例えば、干渉量が最も厳しい地点ｉ´は、次の式（１８）又は式（１８´）のように探索される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　次に、電力割当て部１４０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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　なお、上記式（１９´）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１４０は、算出した修正係数Δを用いて送信電力を次式に従って修正し、セカンダリシステムｋの許容送信電力Ｐ´´（ｆｊ，ｋ）を導出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　　（電力割当て方式の組合せ）
　電力割当て部１４０は、例えば、プライマリシステムからの距離が距離閾値を下回るセカンダリシステムのグループに上記第２～第４のいずれかの電力割当て方式を適用し、その他のセカンダリシステムに上記第１の方式を適用してもよい。また、電力割当て部１４０は、プライマリシステムからの距離が距離閾値を下回るセカンダリシステムのグループに上記第３又は第４の方式を適用し、その他のセカンダリシステムに上記第１又は第２の方式を適用してもよい。また、電力割当て部１４０は、プライマリシステムからの距離が距離閾値を下回るセカンダリシステムのグループに上記第４の方式を適用し、その他のセカンダリシステムに上記第１～第３のいずれかの電力割当て方式を適用してもよい。下表は、セカンダリシステムの２つのグループにそれぞれ適用され得る電力割当て方式の組合せの例を示している。表中で丸印を付された組合せが、電力割当て部１４０により選択され得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
　第３及び第４の電力割当て方式のように、許容干渉量に基づく電力割当て方式が各グループに適用される場合、許容干渉量は、ある基準点から各グループの代表システムまでの距離又は経路損失に応じて各グループに配分されてもよい。グループ間の許容干渉量の配分のために利用される基準点は、予め定義されていてもよく、又はセカンダリシステムの位置に応じて動的に決定されてもよい。
　なお、上述した第３の電力割当て方式において、式（１０）～式（１２）の許容送信電力の修正が省略されてもよい。同様に、上述した第４の電力割当て方式において、式（１８）～式（２０）の許容送信電力の修正が省略されてもよい。また、第３及び第４の電力割当て方式とは別の電力割当て方式として、これら許容送信電力の修正が省略された方式が採用され、当該方式がプライマリシステムからより近いグループ又はより遠いグループに適用されてもよい。
　また、電力割当て部１４０は、複数の距離閾値を用いてセカンダリシステムを３つ以上のグループにグループ分けし、３つ以上のグループについてそれぞれ異なる電力割当て方式を選択してもよい。電力割当て部１４０により使用される距離閾値は、固定的に定義されてもよい。その代わりに、距離閾値は、プライマリシステムの状況（例えばサービスエリアのサイズ、プライマリ受信局の位置若しくはプライマリ受信局の数）又はセカンダリシステムの数などのパラメータに応じて、動的に設定されてもよい。
　電力割当て部１４０は、プライマリシステムとの間の距離に応じて選択される方式で、このように各セカンダリシステムに割当てられる送信電力の値を計算し、算出された送信電力値を通信部１１０を介して各セカンダリシステムに通知する。
　　［２－２．処理の流れ］
　次に、図６を用いて、本実施形態に係る通信制御装置１００による処理の流れについて説明する。図６は、通信制御装置１００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。なお、ここでは一例として、セカンダリシステムが１つの距離閾値を用いて２つのグループにグルーピングされるものとする。
　図６を参照すると、まず、電力割当て部１４０は、データサーバ３０から提供されるプライマリシステムに関する情報を取得する（ステップＳ１１０）。また、電力割当て部１４０は、マスタノード２００から収集されるセカンダリシステムに関する情報を取得する（ステップＳ１２０）。次に、電力割当て部１４０は、電力を割当てる対象のセカンダリシステムごとに、ステップＳ１３２～Ｓ１３８の処理を繰り返す（ステップＳ１３０）。
　セカンダリシステムごとの繰り返し処理において、電力割当て部１４０は、対象のセカンダリシステムのプライマリシステムからの距離を計算する（ステップＳ１３２）。次に、電力割当て部１４０は、計算された距離を所定の距離閾値と比較する（ステップＳ１３４）。ここで、対象のセカンダリシステムのプライマリシステムからの距離が距離閾値を下回る場合には、電力割当て部１４０は、当該対象のセカンダリシステムを第１のグループに分類する（ステップＳ１３６）。一方、対象のセカンダリシステムのプライマリシステムからの距離が距離閾値を上回らない場合には、電力割当て部１４０は、当該対象のセカンダリシステムを第２のグループに分類する（ステップＳ１３８）。
　セカンダリシステムの分類が終了すると、電力割当て部１４０は、第１のグループに属するセカンダリシステムに割当てられる送信電力を、より計算コストの高い方式で計算する（ステップＳ１４０）。ここで選択される電力割当て方式は、上述した第２～第４の方式のいずれかであってよい。
　また、電力割当て部１４０は、第２のグループに属するセカンダリシステムに割当てられる送信電力を、ステップＳ１４０において選択された方式よりも計算コストの低い方式で計算（あるいは決定）する（ステップＳ１５０）。ここで選択される電力割当て方式は、上述した第１～第３の方式のいずれかであってよい。
　そして、電力割当て部１４０は、ステップＳ１４０及びＳ１５０において算出された送信電力値を、通信部１１０を介してセカンダリシステムのマスタノード２００に通知する（ステップＳ１６０）。なお、図６のステップＳ１６０の通知は、図４のステップＳ１７における電力通知メッセージの送信に相当し得る。通知済みの値から割当て送信電力が更新されないセカンダリシステムについては、送信電力値の通知は省略されてもよい。
　＜３．マスタノードの構成例＞
　図７は、上述した通信制御装置１００により割当てられる送信電力を用いてセカンダリシステムを運用する通信装置であるマスタノード２００の構成の一例を示すブロック図である。図７を参照すると、マスタノード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、マスタノード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、セカンダリ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、電力割当ての要求及び応答を送受信する。さらに、通信部２１０は、通信制御装置１００から電力通知メッセージを受信し、受信したメッセージを制御部２２０へ出力する。
　制御部２２０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどのプロセッサに相当する。制御部２２０は、記憶部２３０又は他の記憶媒体に記憶されるプログラムを実行することにより、マスタノード２００の様々な機能を動作させる。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、セカンダリシステムの運用に際してのプライマリ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から通知される、マスタノード２００（あるいはマスタノード２００により運用されるセカンダリシステム）に割当てられた送信電力の範囲内の送信電力を、無線通信部２４０に設定する。制御部２２０は、例えば、割当て送信電力をセカンダリシステムに参加するノードの間でさらに配分してもよい。
　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との連携及びセカンダリ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、マスタノード２００と当該マスタノード２００に接続するスレーブ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、１つ以上のスレーブノードとの間で、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、上述した割当て送信電力の範囲内で制御部２２０により制御され得る。
　＜４．まとめ＞
　ここまで、図１～図７を用いて本開示に係る技術の一実施形態について詳細に説明した。上述した実施形態によれば、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルを二次利用するセカンダリシステムに送信電力を割当てる際、プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムとプライマリシステムからの距離が当該閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式が切替えられる。従って、プライマリシステムからより遠いセカンダリシステムについては計算コストの低い簡易な電力割当て方式を採用して、電力割当てのための計算の負荷を抑制することができる。また、プライマリシステムからの距離が遠く、低いレベルの干渉しか引き起こさないセカンダリシステムについて、簡易な方式で送信電力を割当てたとしても、プライマリシステムへの有害な干渉は防止される。
　上述した実施形態によれば、簡易な電力割当て方式とは、例えば、セカンダリシステムからプライマリシステムへの経路上の経路損失に依存しない方式であってよい。その場合には、より遠いセカンダリシステムについて、実質的な計算の負荷を伴うことなく、当該セカンダリシステムに割当てるべき送信電力を決定することができる。また、簡易な電力割当て方式とは、プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮しない方式であってもよい。その場合には、より遠いセカンダリシステムについて、セカンダリシステムごとに独立した計算式で送信電力を容易に割当てることができる。また、簡易な電力割当て方式とは、セカンダリシステムからプライマリシステムへのチャネル間の干渉を考慮しない方式であってもよい。その場合には、より遠いセカンダリシステムについて、周波数チャネルごとに独立して送信電力を配分することができる。
　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）
　プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、
　を備え、
　前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、
　通信制御装置。
（２）
　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムについての経路損失に依存する方式であり、
　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムについての経路損失に依存しない方式である、
　前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮する方式であり、
　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮しない方式である、
　前記（１）に記載の通信制御装置。
（４）
　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の干渉及びチャネル間の干渉の双方を考慮する方式であり、
　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、セカンダリシステムから前記プライマリシステムへのチャネル間の干渉を考慮しない方式である、
　前記（１）に記載の通信制御装置。
（５）
　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、送信電力値として固定値又は各セカンダリシステムから要求された値を各セカンダリシステムに割当てる方式である、前記（２）～（４）のいずれか１項に記載の通信御装置。
（６）
　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムに当該セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値を割当てる方式である、前記（３）又は前記（４）に記載の通信御装置。
（７）
　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、前記（４）に記載の通信御装置。
（８）
　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量及びチャネル間の累積的な干渉量の総和が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、前記（２）～（４）のいずれか１項に記載の通信御装置。
（９）
　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、前記（２）又は前記（３）に記載の通信御装置。
（１０）
　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムに当該セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値を割当てる方式である、前記（２）に記載の通信御装置。
（１１）
　プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる方法であって、
　前記セカンダリシステムの前記プライマリシステムからの距離を取得することと、
　取得された前記距離が所定の閾値を下回る場合に、第１の電力割当て方式で前記セカンダリシステムに送信電力を割当てることと、
　取得された前記距離が前記所定の閾値を上回る場合に、前記第１の電力割当て方式よりも計算コストの低い第２の電力割当て方式で前記セカンダリシステムに送信電力を割当てることと、
　を含む方法。
（１２）
　通信制御装置のコンピュータを、
　プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、
　として機能させるためのプログラムであって、
　前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、
　プログラム。
　１　　　　通信制御システム
　１０　　　プライマリ送信局
　２０　　　プライマリ受信局
　１００　　通信制御装置
　１４０　　電力割当て部
　２００　　セカンダリシステムのマスタノード
 

Claims (12)

  1. 　プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、
    　を備え、
    　前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、
    　通信制御装置。
  2. 　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムについての経路損失に依存する方式であり、
    　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムについての経路損失に依存しない方式である、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  3. 　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮する方式であり、
    　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮しない方式である、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  4. 　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の干渉及びチャネル間の干渉の双方を考慮する方式であり、
    　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、セカンダリシステムから前記プライマリシステムへのチャネル間の干渉を考慮しない方式である、
    　請求項１に記載の通信制御装置。
  5. 　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、送信電力値として固定値又は各セカンダリシステムから要求された値を各セカンダリシステムに割当てる方式である、請求項２に記載の通信御装置。
  6. 　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムに当該セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値を割当てる方式である、請求項３に記載の通信御装置。
  7. 　前記第２のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、請求項４に記載の通信御装置。
  8. 　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量及びチャネル間の累積的な干渉量の総和が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、請求項２に記載の通信御装置。
  9. 　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、請求項２に記載の通信御装置。
  10. 　前記第１のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムに当該セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値を割当てる方式である、請求項２に記載の通信御装置。
  11. 　プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる方法であって、
    　前記セカンダリシステムの前記プライマリシステムからの距離を取得することと、
    　取得された前記距離が所定の閾値を下回る場合に、第１の電力割当て方式で前記セカンダリシステムに送信電力を割当てることと、
    　取得された前記距離が前記所定の閾値を上回る場合に、前記第１の電力割当て方式よりも計算コストの低い第２の電力割当て方式で前記セカンダリシステムに送信電力を割当てることと、
    　を含む方法。
  12. 　通信制御装置のコンピュータを、
    　プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、
    　として機能させるためのプログラムであって、
    　前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第１のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第２のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、
    　プログラム。
     
     
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