WO2014007156A1 - 無線通信システム、周波数チャネル共用方法、ネットワークコントローラ装置 - Google Patents

Abstract

ホワイトスペースを活用する時分割複信の無線通信システムにて隣接セル間で周波数チャネルの共用を行う場合において、より効率的な通信が可能となる。時間的、空間的に空いている周波数であるホワイトスペースを活用して無線通信を行い、下りサブフレームと上りサブフレームが時間軸上で交互に配置されるフレームを有する時分割複信の無線通信システムにおいて、ネットワークコントローラは、周波数共用トリガを契機として、収集した情報から周波数を共用する複数の基地局間で同期して利用される共通スプリット位置を計算し、決定されたスプリット位置を基地局間で同期することにより周波数チャネルを共用する。

Description

無線通信システム、周波数チャネル共用方法、ネットワークコントローラ装置

本発明は、無線通信システム、周波数チャネル共用方法、ネットワークコントローラ装置に係り、ホワイトスペースを活用した無線通信システムにおいて、複数の基地局が単一の周波数チャネルを共有しても互いに干渉を与えないよう通信を行うための通信制御技術に関する。

現在、様々な分野で広く電波利用が進み、特に場所や時間に囚われずに利用が可能な無線ブロードバンドシステムに関しては今後も大きなニーズが期待されている。これらのニーズに応えるためには新たな周波数を確保する必要があるが、無線ブロードバンドで使い勝手の良い６ＧＨｚ以下の周波数帯は既に周密に利用されてしまっている。そのため、今後は既に割当済みの周波数であっても時間、空間、技術的に利用可能である周波数帯（いわゆるホワイトスペース）について、既存システムへの干渉を十分に回避した上で柔軟に利用していくことが必要となってくる。

この流れを受けて、ホワイトスペースを活用した無線通信システムの研究開発や標準化が世界各国で進められている。日本では、総務省がホワイトスペースの活用など新たな電波の有効利用や促進に向け「新たな電波の活用ビジョンに関する検討チーム」において、新たな電波利用の方向性やその実現方法に向けた制度的・技術的課題等の具体的な検討を行っている。２０１０年７月に纏められた報告書では「スペクトラムセンシング技術やダイナミックスペクトラムアクセス技術等、複数の周波数帯を動的に使用することを可能とし、既存システム等との混信防止を確立するような技術を開発するための研究開発を促進し、更なる電波の有効利用を図ることが必要」との提言を行い、２０１１年４月にホワイトスペースを活用したサービスやシステムの制度化・ビジネス展開を促進するためホワイトスペース特区２５件を選出し、研究開発や実証実験が進められている。一方、国外では米国においては２００８年１１月にホワイトスペースの利用を認める指令を採択し、ＦＣＣ　（Ｆｅｄｅｒａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）において具体的な技術基準の策定やデータベースの構築を含む作業を行うなど、諸外国においてもホワイトスペースの活用を目指した新たな無線技術に関する研究開発が行われている。また、ＩＥＥＥ　ＳＣＣ４１、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１９等の標準化団体において、ホワイトスペースを高度に活用する技術の標準化に関する取り組みが活発に行われている。

この様にホワイトスペースに対しては多くの関心が寄せられているが、その中でもＴＶ帯周波数を用いて無線ブロードバンドを実現する地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ：　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準化仕様であるＩＥＥＥ８０２．２２が大きな期待を集めている（非特許文献１）。ＴＶ帯ではチャネル間の干渉を防ぐために地域毎に余裕を持ってチャネルが配置されているため、実際には使用していない周波数チャネル（ホワイトスペース）が数多く存在する。また深夜の時間帯には放送の停波などにより、割り当てられている周波数チャネルであっても実際には使用していない時間もある。使用していない周波数チャネルや、使用していない時間帯が事前に定まっているため、場所毎のこれらの情報をデータベース化することで、比較的容易に既存システムに対する与干渉を回避することが可能である。
ＩＥＥＥ８０２．２２システムではＴＶ帯周波数への干渉を回避するために、上述したデータベースであるＤａｔａｂａｓｅ機能の他にＧｅｏｌｏｃａｔｉｏｎ機能、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｓｅｎｓｉｎｇ機能、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｍａｎａｇｅｒ機能、Ｓｅｌｆ－Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ機能のような機能を有している。

Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｍａｎａｇｅｒ機能は基地局に実装され、Ｇｅｏｌｏｃａｔｉｏｎ機能により得られる自局位置情報やＤａｔａｂａｓｅ機能により得られる周波数情報やポリシなどから、隣接セル間で周波数チャネルが重ならないよう、即ちお互いに干渉を与えないように、Ｅｔｉｑｕｅｔｔｅ　Ｍｏｄｅというチャネル割り当てアルゴリズムに従って使用する周波数チャネルを決定する。また、本機能ではＳｐｅｃｔｒｕｍ　Ｓｅｎｓｉｎｇ機能により基地局や端末において地上デジタル放送のような既存システムの使用が検出された場合に、事前に定めておいた他のバックアップチャネルに移行する仕組み（ＩＤＲＰ：　Ｉｎｃｕｍｂｅｎｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）も提供している。Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｍａｎａｇｅｒ機能では極力、隣接セル間で周波数チャネルが重ならないように制御を行うが、周波数チャネルが足りず、互いに干渉を与え合う距離に設置された基地局間で周波数チャネルを共用しなくてはならない場合にはＳｅｌｆ－Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ機能が利用される。Ｓｅｌｆ－Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ機能はＩＥＥＥ８０２．２２システム内の隣接セル間であっても、互いに干渉を与えることなく同一の周波数チャネルを共有するために必要な機能である。
 

図１に、８０２．２２システムのＳｅｌｆ－Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ機能のフローチャートを示す。
ＢＳ（基地局）は電源が投入される（１０１）と、既に使用されている周波数チャネルなど、隣接セル情報を取得する（１０２）。Ｅｔｉｑｕｅｔｔｅ　Ｍｏｄｅに従って使用するチャネルの取得を試み（１０３、１０４）、使用できるチャネルがあった場合にはそのチャネルを使用してＮｏｒｍａｌ　Ｍｏｄｅで通信を行う（１０５）。使用可能なチャネルがなかった場合には、Ｓｅｌｆ－Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　Ｍｏｄｅに入り、隣接セルで使用しているチャネルを共用して利用することになる。Ｓｅｌｆ－Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　Ｍｏｄｅでは、隣接セルと周波数を共用した場合に、生じる干渉が基地局間だけであるか、隣接ＢＳに属するＣＰＥ（端末）にも干渉を与えてしまうのか、により場合分けを行う（１０７）。
 

図２は、ｓｅｌｆ－ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　ｍｏｄｅの場合分けの概要を示す図である。上述の場合分けの様子を図２に示す。図２において、楕円（２０６、２０７）はそれぞれＢＳ１（２０３）およびＢＳ２（２０４）が干渉を与える範囲を示している。ＢＳ１（２０３）とＢＳ２（２０４）は干渉を与え合う位置に設置されている。図２（ｂ）（２０２）に示すようにＢＳ間干渉だけでなく、ＣＰＥにも干渉を及ぼす場合にはＯＤＦＣ（Ｏｎ－Ｄｅｍａｎｄ　Ｆｒａｍｅ　Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ）（１０８）に、図２（ａ）（２０１）に示すようにＢＳ間干渉だけの場合にはＤＵＳＡ（ＤＳ／ＵＳ　Ｓｐｌｉｔ　Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）（１１１）に移行する。
次に、ＯＤＦＣとＤＵＳＡの説明を行う。
 

図３は８０２．２２システムのフレーム構成を示している。図中、実線は割り当てられた周波数チャネルを示す。また、横軸は時間を表す。３つのＢＳ（ＢＳ１～ＢＳ３）が隣接してそれぞれが排他的に周波数チャネル（Ｃｈａｎｎｅｌ１～Ｃｈａｎｎｅｌ３）を割り当てられているＮｏｒｍａｌ　Ｍｏｄｅ（３０１）と、１つの周波数チャネル（Ｃｈａｎｎｅｌ１）を共有するＯＤＦＣ（３０２）の状況を示している。Ｎｏｒｍａｌ　Ｍｏｄｅでは各基地局に与えられた周波数チャネルにおいて、スーパーフレームに属する１６個のフレーム全てを利用できるが（３０１）、ＯＤＦＣでは共有するＣｈａｎｎｅｌ１の１６フレームを各ＢＳで分け合い、通信時間が重ならないように利用することになる（３０２、１０９）。ＯＤＦＣにおける各基地局間のフレームのコンテンション方法やｅｔｉｑｕｅｔｔｅ　ｍｏｄｅによる周波数割当方法の詳細は非特許文献１を参照されたい。
一方でＤＵＳＡでは、通信時間が重ならないように制御するのではなく、周波数チャネルを共用する複数の基地局間でダウンストリーム（ＤＳ）とアップストリーム（ＵＳ）のスプリット位置を共通化することによって互いに干渉を与えないようする。
 

図４に、ＤＵＳＡの模式図、図５に、その際のフレーム構成例を示す。図４において、楕円（２０４、２０５）は各ＢＳが干渉を与える範囲を示している。ＢＳ１（２０３）とＢＳ２（２０４）は干渉を与え合う位置に設置され、かつＣＰＥ（２０５）はＢＳ１（２０３）と通信を行うがＢＳ２（２０４）からは干渉を受けない位置にいるとする。ＩＥＥＥ８０２．２２システムでは、図５に示す通り１フレームはダウンストリーム（ＤＳ）サブフレームとアップストリーム（ＵＳ）サブフレームにより構成されている。Ｎｏｒｍａｌ　ＭｏｄｅではＤＳとＵＳのスプリット位置（ＤＳとＵＳの比率を決める位置）は各セル内の基地局や端末からの要求によりセル毎に独自に決定される。図４（ａ）（４０１）はＣＰＥ（２０５）がＢＳ１（２０３）に向かって送信（ＵＳ）する際にＢＳ２（２０４）からの送信（ＤＳ）により干渉を受けている様子を示している。その時のフレーム構成は図５（ａ）（５０１）に示した例のように、各ＢＳのＤＳ量とＵＳ量が異なって、つまりＤＳ／ＵＳのスプリット位置が異なっており、ＤＳ量の多いＢＳ２（２０４）のＤＳがＢＳ１（２０３）のＵＳに干渉を与えてしまっている。一方で、図４（ｂ）（４０１）はＢＳ１（２０３）がＣＰＥ（２０５）に向かって送信（ＤＳ）している際にＢＳ２（２０４）が送信（ＤＳ）しても、ＣＰＥ（２０５）はＢＳ２（２０４）からの干渉を受けない（ＣＰＥ（２０５）はＢＳ２（２０４）からの干渉を受けない位置にいると仮定しているため）様子を示している。図５（ｂ）（５０２）に示すように各ＢＳのＤＳ／ＵＳのスプリットが同じ位置であれば、図５（ａ）（５０１）のような干渉を与えることはない。つまり各ＢＳのＤＳ／ＵＳのスプリット位置が共通化されていれば、隣接するセル間でフレームを同時に利用しても、干渉を与えずに周波数チャネルを共用することが可能なことを示している。ＩＥＥＥ８０２．２２のＤＵＳＡでは、ＤＳ比率の一番大きいスプリット位置に、周波数を共有する全てのセルが同期することにより、互いに干渉を与えずに周波数チャネルを共用する。特許文献１では、図４（ａ）および図５（ａ）で示したＢＳ１（２０３）に属するＣＰＥ（２０５）のＵＳが、周波数を共用するＢＳ２（２０４）からのＤＳによって受ける干渉を抑制する方法が記載されている。

新たなＢＳからの周波数共用の要求があった場合（１０６）には、新たなＢＳも加えた上で再度ｅｔｉｑｕｅｔｔｅ　ｍｏｄｅによるチャネルの割り当てを行う（１０３）。またＯＤＦＣ　ｍｏｄｅの際に内部のＢＳやＣＰＥから新たな要求があった場合（１１０）には、再度ｅｔｉｑｕｅｔｔｅ　ｍｏｄｅによるチャネル割り当て（１０３）に戻る。
 

特開２００８－１６７０１０号公報

ＩＥＥＥ　８０２．２２ＴＭ－２０１１　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　Ｐａｒｔ　２２：　Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ＲＡＮ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　（ＭＡＣ）　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：　Ｐｏｌｉｃｉｅｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｆｏｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＴＶ　Ｂａｎｄｓ．

特許文献１では、あるＢＳ１に属する端末のＵＳが、周波数を共用するＢＳ２からのＤＳによって受ける干渉を抑制する方法が記載されている。ＤＳにはＢＳ１に属する複数のＣＰＥにスロットが割り当てられるが、ＢＳ１に近いＣＰＥにＵＳの先頭スロットを割り当ててしまうと、ＢＳ２からのＤＳの伝搬遅延時間が大きい場合には、遅れてきたＢＳ２からのＤＳにより干渉を受けてしまう可能性がある。そこで特許文献１では、ＢＳ１から遠いＣＰＥから順にスロットの先頭から割り当てることで、ＤＳからの干渉を抑制する。しかし、特許文献１では各セルのＤＳとＵＳは同期している、つまりＤＳ／ＵＳのスプリット位置が一致していることを前提としており、複数のセルのＤＳ／ＵＳのスプリット位置を調整する方法に関しては書かれていない。
また、前述した非特許文献１では、ＤＳ／ＵＳのスプリット位置を同期する際に、ＤＳ比率の一番大きいスプリット位置に周波数チャネルを共有する全てのセルが同期する。この方式では周波数を共有するセル数が増えれば増えるほど周波数利用効率が落ちてしまう可能性がある。
 

また、図６に、第１の課題の模式図を示す。図示のように、万が一周波数チャネルを共有するセルの中にＤＳ比率が際立って高いセルが存在した場合、本来ＢＳがＵＳで受信しようとしていたデータを次以降のフレームで受信しなくてはならないデータ量が多くなり、周波数利用効率が極端に低くなってしまう場合がある。本課題を第１の課題とする。
また、ＩＥＥＥ８０２．２２システムではＣＢＰ（Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　Ｂｅａｃｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によってビーコンを送受信することでＳｐｅｃｔｒｕｍ　Ｅｔｉｑｕｅｔｔｅ、ＯＤＦＣおよびＤＵＳＡを実現しているが、この方法ではＢＳの制御情報を受けたＣＰＥがビーコンを送信し、そのビーコンを受信したＢＳやＣＰＥが更にビーコンを送信するという連鎖的な制御を行っているため、周波数チャネルを共有するセルが多くなればなるほど制御情報の伝達、つまりは共用すべき共通スプリット位置の伝達に時間がかかり、スプリット位置のずれによる干渉を長時間に渡って与えてしまう可能性がある。本課題を第２の課題とする。　
 

本発明は、以上の点に鑑み、ホワイトスペースを活用する時分割複信の無線通信システムにて隣接セル間で周波数チャネルの共用を行う場合において、上りフレームと下りフレームのスプリット位置を最適な共通のスプリット位置に決定することにより、効率良く周波数チャネルを使用することを目的とする。
 

　本発明の第１の解決手段によると、
　無線通信システムであって、
　隣接セル間でチャネル共用をしない通常モード、又は、周波数チャネルを共用する各フレームにおける下りサブフレームと上りサブフレームとのスプリット位置を共通化して時間軸上で交互に配置することによって互いに干渉を与えないようする第１共用モードでデータサービスを行うためのひとつ又は複数の基地局（ＢＳ）と、
　ネットワークコントローラ（ＮＣ）と
を備え、
前記ＮＣは、
　前記ＮＣの管轄下にあるひとつ又は複数のＢＳについて、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在のスプリットの位置、要求するスプリット位置、共通スプリット位置を含むチャネル共用情報が記憶されるチャネル共用情報テーブルと、
　フレームの共通スプリット位置を決定するための処理部と
を有し、
 
　前記ＢＳは、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在スプリット位置、要求スプリット位置を含む基地局情報を送信し、
　前記ＮＣは、前記基地局情報を受信して、前記基地局情報を前記チャネル共用情報テーブルに記憶し、
　前記ＢＳは、使用可能チャネルを取得する際、隣接セルと共用するチャネルが選択されたことによりチャネル取得失敗と判定した場合には、隣接する他ＢＳに所属する無線端末が自ＢＳに干渉を与える位置にいるかどうかの干渉判定を行い、前記無線端末からの干渉がない場合には、前記ＢＳは、ＢＳ識別情報、使用チャネルを含むチャネル共用開始トリガを前記ＮＣに送信し、
 
　前記ＮＣは、前記ＢＳから前記チャネル共用開始トリガを受信し、
　　前記処理部が、第１推定チャネル利用効率が最大となる共通スプリット位置候補を共通スプリット位置情報として決定し、前記ＢＳに前記共通スプリット位置情報を送り、
 
　前記ＢＳは、前記ＮＣで決定された前記共通スプリット位置情報を受けて、共通スプリット位置情報に従いスプリット位置の調整を行い、第１共用モードによるチャネル共用を用いてデータサービスを行う
無線通信システムが提供される。
 

　本発明の第２の解決手段によると、
　無線通信システムにおける周波数チャネル共用方法であって、
　前記無線通信システムは、
　隣接セル間でチャネル共用をしない通常モード、又は、周波数チャネルを共用する各フレームにおける下りサブフレームと上りサブフレームとのスプリット位置を共通化して時間軸上で交互に配置することによって互いに干渉を与えないようする第１共用モードでデータサービスを行うためのひとつ又は複数の基地局（ＢＳ）と、
　ネットワークコントローラ（ＮＣ）と
を備え、
前記ＮＣは、
　前記ＮＣの管轄下にあるひとつ又は複数のＢＳについて、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在のスプリットの位置、要求するスプリット位置、共通スプリット位置を含むチャネル共用情報が記憶されるチャネル共用情報テーブルと、
　フレームの共通スプリット位置を決定するための処理部と
を有し、
 
　前記ＢＳは、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在スプリット位置、要求スプリット位置を含む基地局情報を送信し、
　前記ＮＣは、前記基地局情報を受信して、前記基地局情報を前記チャネル共用情報テーブルに記憶し、
　前記ＢＳは、使用可能チャネルを取得する際、隣接セルと共用するチャネルが選択されたことによりチャネル取得失敗と判定した場合には、隣接する他ＢＳに所属する無線端末が自ＢＳに干渉を与える位置にいるかどうかの干渉判定を行い、前記無線端末からの干渉がない場合には、前記ＢＳは、ＢＳ識別情報、使用チャネルを含むチャネル共用開始トリガを前記ＮＣに送信し、
 
　前記ＮＣは、前記ＢＳから前記チャネル共用開始トリガを受信し、
　　前記処理部が、第１推定チャネル利用効率が最大となる共通スプリット位置候補を共通スプリット位置情報として決定し、前記ＢＳに前記共通スプリット位置情報を送り、
 
　前記ＢＳは、前記ＮＣで決定された前記共通スプリット位置情報を受けて、共通スプリット位置情報に従いスプリット位置の調整を行い、第１共用モードによるチャネル共用を用いてデータサービスを行う
周波数チャネル共用方法が提供される。
 

　本発明の第３の解決手段によると、
　　無線通信システムにおけるネットワークコントローラ装置であって、
　前記無線通信システムは、
　隣接セル間でチャネル共用をしない通常モード、又は、周波数チャネルを共用する各フレームにおける下りサブフレームと上りサブフレームとのスプリット位置を共通化して時間軸上で交互に配置することによって互いに干渉を与えないようする第１共用モードでデータサービスを行うためのひとつ又は複数の基地局（ＢＳ）と、
　前記ネットワークコントローラ装置（ＮＣ）と
を備え、
前記ＮＣは、
　前記ＮＣの管轄下にあるひとつ又は複数のＢＳについて、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在のスプリットの位置、要求するスプリット位置、共通スプリット位置を含むチャネル共用情報が記憶されるチャネル共用情報テーブルと、
　フレームの共通スプリット位置を決定するための処理部と
を有し、
 
　前記ＮＣは、前記ＢＳから、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在スプリット位置、要求スプリット位置を含む基地局情報を受信し、
　前記ＮＣは、前記基地局情報を前記チャネル共用情報テーブルに記憶し、
　前記ＢＳが、使用可能チャネルを取得する際、隣接セルと共用するチャネルが選択されたことによりチャネル取得失敗と判定した場合には、隣接する他ＢＳ所属する無線端末が自ＢＳに干渉を与える位置にいるかどうかの干渉判定を行い、前記無線端末からの干渉がない場合には、前記ＮＣは、前記ＢＳから、ＢＳ識別情報、使用チャネルを含むチャネル共用開始トリガを受信し、
　　前記処理部が、第１推定チャネル利用効率が最大となる共通スプリット位置候補を共通スプリット位置情報として決定し、前記ＢＳに前記共通スプリット位置情報を送り、
 
　前記ＢＳに、前記ＮＣで決定された前記共通スプリット位置情報を受けて、共通スプリット位置情報に従いスプリット位置の調整を行い、第１共用モードによるチャネル共用を用いてデータサービスを行わせる
ネットワークコントローラ装置が提供される。
 

本発明によると、ホワイトスペースを活用する時分割複信の無線通信システムにて隣接セル間で周波数チャネルの共用を行う場合において、上りフレームと下りフレームのスプリット位置を最適な共通のスプリット位置に決定することにより、効率良く周波数チャネルを使用することができる。
 

ｓｅｌｆ－ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　ｍｏｄｅのフローチャート。 ｓｅｌｆ－ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　ｍｏｄｅの場合分けの概要を示す図。 ＯＤＦＣにおけるスーパーフレーム構成図。 ＤＵＳＡの模式図。 ＤＵＳＡのフレーム構成図。 第１の課題の模式図。 ＷＲＡＮシステム構成図。 フレーム構成例（ＢＳ－ＣＰＥ間）を示す図。 通常モードの動作シーケンス。 周辺情報取得シーケンス。 ＢＳ情報テーブルの説明図。 チャネルセット情報テーブルの説明図。 チャネル共用モード（ＣＰＥ干渉有）のシーケンス。 ＯＤＦＣのシーケンス。 チャネル共用モード（ＣＰＥ干渉無）のシーケンス。 フレーム構成例（ＢＳ－ＮＣ間）を示す図。 チャネル共用情報テーブルの説明図。 ＢＳ情報通知タイムシーケンス。 共用要求受付シーケンス。 ＤＵＳＡ選択方法更新シーケンス。 ＤＵＳＡ選択方法決定テーブルの説明図。 ＢＳ構成例を示す図。 ＢＳのチャネル共用フローチャート。 ＢＳのＤＵＳＡ選択方法更新フローチャート。 ＮＣ構成例を示す図。 ＮＣの共通スプリット位置計算フローチャート。 第２の実施例のチャネル共用（ＣＰＥ干渉無、ＤＵＳＡ選択）モードシーケンス。 第２の実施例のＢＳ構成例を示す図。 第２の実施例のＢＳのチャネル共用フローチャート。 第２の実施例のＮＣ構成例を示す図。 第２の実施例のＮＣのチャネル共用方法選択フローチャート。

Ａ．概要
 
以下、本実施例の代表的な実施例を図面に従い説明する。第１の実施例では、ある基地局において当該基地局に属さない端末からの干渉がない場合において、最適な共通スプリット位置を計算し第１の共用方法で周波数チャネルを共用する例を示す。第２の実施例では、ある基地局において当該基地局に属さない端末からの干渉がない場合において、第１の共用方法と第２の共用方法の推定チャネル利用効率を比較し、チャネル利用効率の高い共用方法でチャネル共用を行う例を示す。
上述の第１の課題および第２の課題を解決するために、本実施例においては、時間的、空間的に空いている周波数であるホワイトスペースを活用して無線通信を行い、下りサブフレームと上りサブフレームが時間軸上で交互に配置されるフレームを有する無線通信システムであって、
前記無線通信システムは、
使用する周波数チャネルを決定することができる基地局および前記基地局から指定された周波数チャネルを使用して無線通信を行う複数の端末により構成される複数のセル、
前記基地局に対して周波数情報を提供するデータベース、
複数の前記基地局から該基地局固有の制御情報を受け取り、複数の前記受け取った基地局固有の制御情報から最適な制御情報を決定し、前記決定した最適な制御情報を前記複数の基地局に送信するネットワークコントローラ
を備えることを特徴とすることができる。
 

前記ネットワークコントローラは、前記複数の基地局から前記基地局の属するセルで使用される上りサブフレームと下りサブフレームのスプリット位置情報を収集する手段を有し、
前記基地局は、前記基地局と前記基地局に隣接する基地局が互いに干渉を与え合う場所に位置し、かつ、前記基地局が当該基地局の隣接に位置する基地局と通信を行う端末からの干渉を受けていない場合において、前記基地局は隣接する全ての基地局で利用される周波数チャネル以外の周波数チャネルを単独で利用することができない場合にネットワークコントローラに周波数チャネル共用開始トリガを送信する手段を有し、
前記ネットワークコントローラは、前記トリガを契機として、前記収集した情報から前記複数の基地局間で同期して利用される共通スプリット位置を計算する手段を有し、
前記計算した最適なスプリット位置を使用し周波数チャネルを共用する第１の共用方法で周波数チャネルの共用を開始することを特徴とすることができる。
 

また、第１の共用方法で周波数チャネルの共用を行う場合と、共用する前記複数の基地局間でフレームを時分割で分け合う第２の共用方法で周波数チャネルの共用を行う場合の周波数チャネル利用効率を比較する手段を有し、前記周波数チャネル利用効率の高い共用方法を用いて周波数チャネルの共用を開始することを特徴とすることができる。
 
［第１の実施例］

Ｂ．第１の実施の形態
 
１．システム
 
図７に、第１の実施例のホワイトスペースを活用したＷＲＡＮネットワーク構成図の一例を示す。尚、本実施例では前述のＩＥＥＥ８０２．２２システムを想定し説明を行うが、ホワイトスペースを活用した無線通信システムであって、下りサブフレームと上りサブフレームが時間軸上で交互に配置されるフレームを有するような、時分割複信方式の無線通信システムであれば適用可能である。
本ＷＲＡＮシステムは、複数の基地局ＢＳ（ＢＳ１（７０１）、ＢＳ２（７０２））とそれらの基地局に収容される一つ以上の端末ＣＰＥ（７０３～７０８）、ホワイトスペースデータベース（ＷＳＤＢ）（７１３）、ネットワークコントローラ（ＮＣ）（７１４）およびＩＰネットワーク（７１５）を備える。ＷＳＤＢ（７１３）およびＮＣ（７１４）はそれぞれ１つずつでも良いし、複数の物が地域単位で置かれている構成でも良いものとする。本システムは、ＷＳＤＢ（７１３）から当該基地局で利用可能な周波数チャネル情報を取得することで、既存システムであるテレビ放送局（７１１）とテレビ受信機（７１２）間の放送に干渉を与えないようにＢＳとＣＰＥ間の通信を行うことを前提とし、ＮＣ（７１４）がＷＲＡＮに属するセルの周波数チャネル使用状況などを収集して集中制御することで、隣接セル間であっても干渉が生じないような周波数チャネル共用が可能なことを特長としている。
 

図８に、本システムのＢＳとＣＰＥ間の通信に用いられる８０２．２２システムの無線フレーム構成例を示す。８０２．２２システムでは１６個のフレーム（８０２）を束ねたスーパーフレーム（８０１）単位で制御を行っている。各フレームは上りおよび下りのサブフレームにて構成され、下りサブフレーム（８０３）と上りサブフレーム（８０４）が時間軸上に交互に配置されている。下りサブフレームと上りサブフレームの間には遷移ギャップ（ＴＧ）（８０５、８０６）が設けられており、上りサブフレーム（８０３）と下りサブフレーム（８０４）の伝搬遅延時間差により生じる干渉を抑制することができる。上りサブフレーム（８０３）と上りサブフレーム（８０４）の境界はスプリット位置（８０７）として定められており、スプリット位置は、当該フレームに割り当てられているセルが単独で周波数チャネルを用いている場合（通常モード）には、セル内の上りデータと下りデータの要求量によって自由に変更できるが、隣接セルと周波数チャネルを共用する場合には自由に変更できない場合もある。尚、本構成例では８０２．２２システムのフレーム構成を示したが、上りフレームと下りフレームが時間軸上で交互に配置されている時分割複信のフレーム構成であれば適用可能である。
 

２．動作
 
２－１．通常モード
つぎに、本システムの動作シーケンスを説明する。前述したように、本システムは隣接セル間においても干渉が生じないように周波数チャネル共用制御を行うことが特長であるが、初めに隣接セル間でチャネル共用をしない、通常モードの場合の動作シーケンスを説明する。
図９に、通常モードの動作シーケンスを示す。尚、本シーケンスでは、ＢＳ１（７０１）が起動済みでＢＳ２（７０２）が新たに起動し、ＢＳ１（７０１）と異なる周波数チャネルでデータ通信を行うまでの説明を行う。ＢＳ２（７０２）の電源が投入（９０１）されると、最初にＢＳ２（７０２）は周辺情報を取得する（９０２）。
 

図１０に、周辺情報取得シーケンスを示す。ＢＳ２（７０２）は当該基地局での利用可能チャネルリストを取得すべくＷＳＤＢ（７１３）に対してＤＢ情報取得要求を送信する（１００１）。ＤＢ情報取得要求（１００１）にはＢＳ２（７０２）のＢＳＩＤやＢＳの設置位置（緯度経度情報）やＢＳアンテナ情報などが含まれる。ＷＳＤＢ（７１３）には場所毎もしくは基地局毎に利用可能な周波数チャネルリストが記載されている。この情報は地上デジタル放送のような既存システムの送信局から送信局の情報をネットワーク経由で取得し計算しても良いし、場所毎の情報を手動で入力しても良いものとする。本ＷＳＤＢ（７１３）はＤＢ情報取得要求（１００１）からＢＳＩＤを取得し当該ＢＳにおける利用可能周波数チャネルリストをＤＢ情報取得通知（１００２）として返信する。ＤＢ情報取得要求（１００１）に基地局位置やアンテナ情報が含まれる場合には、ＷＳＤＢ（７１３）は、その情報から当該基地局位置における利用可能な周波数チャネルセットを計算してＤＢ情報取得通知を送信（１００２）することも可能とする。尚、本ＤＢ情報取得要求（１００１）はＢＳ起動時だけでなく周期的にＢＳから送信され、ＢＳの利用可能な周波数チャネル情報は随時更新されることも可とする。また既存システムで新たに周波数チャネルの利用があり当該ＢＳで利用可能な周波数情報に変更のあったＢＳに対しても随時、ＷＳＤＢ（７１３）側からＤＢ情報取得通知（１００２）が送られるものとする。ＢＳはＷＳＤＢ（７１３）からの情報取得だけではなく、一定時間隣接セルからの電波をセンシングし、隣接セルでの周波数使用状況を取得する。８０２．２２システムの場合には、隣接ＢＳのＳＣＨ（Ｓｕｐｅｒ　ｆｒａｍｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｈｅａｄｅｒ）や隣接ＢＳに属するＣＰＥのＣＢＰ（Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　Ｂｅａｃｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を監視し、ＳＣＨに記載してある制御情報から隣接セルの使用チャネルやバックアップチャネルの情報、周波数チャネル共用のために必要な情報を取得する。
 

また、図１１に、ＢＳ情報テーブルの説明図を示す。ＢＳは、ＢＳ情報テーブル（図１１）にて当該ＢＳの情報を管理する。図１１において共用状態は、現在共用をしている場合には共用方法例（ＯＤＦＣ　ｏｒ　ＤＵＳＡ）、これから共用をしたい場合には共用希望の状態が示される。使用チャネルは、現在使用しているチャネルもしくは後述するチャネル取得によって得られた周波数チャネル番号が記される。ＣＰＥ干渉有無は、他ＢＳの支配下にあるＣＰＥからの干渉があった場合に有が記載される。８０２．２２システムでは隣接セルのＣＰＥから送信されるＣＢＰ信号の有無によって判断される。現在スプリット位置は当該セルで使用されているスプリット位置が記載される。ＤＵＳＡで周波数チャネルを共用する場合（もしくはしている場合）には、当該セルが要求するスプリット位置とＤＵＳＡで定められた共通スプリット位置が収められる。ＤＵＳＡで定められた共通スプリット位置は、後述するＮＣ（７１４）からの選択情報通知（１５０８、１５０９）により通知される。また、ＤＵＳＡでチャネル共用をしている場合には、現在割り当てられているフレーム数、要求するフレーム数、ＯＤＦＣで定められたフレーム数を記載する。ＯＤＦＣで定められたフレーム数はコンテンション要求元のＢＳからＦＣ通知（１４０５）にて通知される。尚、本ＢＳ情報は周期的に周辺情報取得（９０２）シーケンスを行うことで常に新しい情報に更新される。
 

次に、ＢＳ２（７０２）はチャネル取得（９０３）を行う。チャネル取得においてＢＳ２（７０２）は初めにチャネルセットを作成する。具体的な作成方法は後述する。
図１２に、８０２．２２システムのチャネルセット情報テーブルの説明図を示す。チャネルセット（１２０１）には、使用しているチャネル（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌ）、使用しているチャネルが使えなくなった場合に使うバックアップチャネル（ｂａｃｋｕｐ　ｃｈａｎｎｅｌ）、候補チャネル（ｃａｎｄｉｄａｔｅ　ｃｈａｎｎｅｌ）の各セット（チャネル番号）が納められる。候補チャネルまでは隣接セルとチャネル共用せずに通常モードでの利用が可能なチャネルである。当該セル優先セット（ｌｏｃａｌ　ｐｒｉｏｒｉｔｙ　ｓｅｔ）１～３には、当該セルのバックアップチャネルや候補チャネルの数が少ない場合には隣接セルと共用しなければ利用できないチャネルも含まれるようになり、ＷＳＤＢ（７１３）から得られた使用可能周波数チャネルが全て隣接セルで利用されてしまっている場合には必ずチャネルを共用することになる。各ＢＳのチャネルセットは周辺情報取得（９０２）で得られた情報を元に作成される。具体的には、ＢＳ２（７０２）は、ＤＢ情報取得要求（１００１）によって得られる地域毎の利用可能チャネルの中から、周辺ＢＳ／ＣＰＥ情報（１００３、１００４、１００５）によって得られる各ＢＳで使用中のチャネルやバックアップチャネルを考慮して、当該ＢＳで使用可能なチャネルセット、バックアップチャネルセットおよび候補チャネルセットを作成する。ＢＳのチャネルセット作成方法、当該セル優先セットに含まれるチャネルの選択方法の詳細は非特許文献１を参照されたい。尚、チャネルセットや優先セットのチャネル数は複数でも良い。
 

図９に戻り、チャネルセットが作成されると、ＢＳ２（７０２）は使用するチャネルを決定する（９０３）。８０２．２２システムでは、ＢＳ２（７０２）は、作成したチャネルセット情報を元にｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｅｔｉｑｕｅｔｔｅという選択アルゴリズムで使用するチャネルを決定する。Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｅｔｉｑｕｅｔｔｅでは、ＢＳ２（７０２）は、図１２の項目番号の小さい順にチャネルを選択、つまり使用チャネルセットに記載がなければ、バックアップチャネルセット、バックアップチャネルセットに記載がなければ候補チャネルセットに記載されたチャネルを使用（使用希望）チャネルとして選択する。チャネルセットに複数のチャネルが記載されている場合には、ランダムで１つを選んでも良いし、例えば基地局位置情報などからできるだけ遠くの基地局で使用されているチャネルから順に選択しても良いものとする。ＢＳ２（７０２）は、隣接セルと共用しないチャネルが選択された場合には「チャネル取得成功」、隣接セルと共用するチャネルが選択された場合には「チャネル取得失敗」と判定する。選択されたチャネルが隣接セルと共用するかどうかは、周辺情報取得（９０２）によって得られる周辺ＢＳが使用しているチャネルの中に選択されたチャネルがあるかどうかで判断する。ＢＳ２（７０２）は、チャネル取得に成功した場合（９０４）には、後に述べる干渉判定は行わず、獲得した周波数チャネルを使った通常モードでのデータサービスを開始する準備を行う（９０５）。
 

２－２．チャネル共用モード（ＣＰＥ干渉有）：ＯＤＦＣ
ＢＳ２（７０２）は、チャネル取得に失敗した場合には、隣接セルとチャネル共用を行う、チャネル共用モードでのデータサービスを行うことになるが、どのようなチャネル共用方法を用いるかは干渉判定（９０３）で決定される。干渉判定では、図２に示したように、隣接する他ＢＳ（２０３）に所属するＣＰＥ（２０５、２０６）がＢＳ（２０４）に干渉を与える位置にいるかどうかの判定を行う。
 

図１３に、チャネル共用モード（ＣＰＥ干渉有）のシーケンスを示す。先ずは、干渉を受ける位置にＣＰＥがいる場合のシーケンス（図１３）を説明する。図１３において、周辺情報取得（９０２）までは通常モードと同じ動作となる。図１３のチャネル取得（９０３）においてチャネル取得失敗となった場合（１３０３）、ＢＳ２（７０２）は、干渉判定を行う（１３０４）。ＢＳ２（７０２）は、干渉判定では、先に述べた干渉を受ける位置にＣＰＥがいるかどうかを判定する。ＢＳ２（７０２）は、この判定には、使用しようとしているチャネルを使用している他ＢＳの支配下にあるＣＰＥからの信号を受けているかどうかで判定する。例えば８０２．２２システムでは、他ＢＳに属するＣＰＥからのＣＢＰをデコードしたかどうかで判断される。
干渉を受ける位置にＣＰＥがいると判定された場合には（１３０５）、ＢＳ２（７０２）は、周波数チャネルの共有は共有するチャネルのフレームを時分割で分け合う第２のチャネル共有方法でチャネル共有を行う。例えば８０２．２２システムではＯＤＦＣ（Ｏｎ　Ｄｅｍａｎｄ　Ｆｒａｍｅ　Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ）が行われる。
 

図１４に、ＯＤＦＣのシーケンスを示す。８０２．２２システムのＯＤＦＣでは図１４に示すように、共有を要求する側のＢＳ２（ＦＣ＿ＳＲＣ）（７０２）が要求される側のＢＳ３（ＦＣ＿ＤＳＴ）（１４０１）に対してＦＣ要求（１４０１）を送信する。ＦＣ＿ＤＳＴ側では、ＢＳ３（１４０１）は、自分の要求とＦＣ＿ＳＲＣ側の要求を元にコンテンションを行い、各ＢＳで通信可能となるフレーム数、スーパーフレーム内のフレーム位置などを決定する。ＯＤＦＣ処理の詳細は非特許文献１を参照されたい。このＯＤＦＣで決定されたスーパーフレーム内のフレーム数とフレーム位置情報を用いて、各ＢＳは当該ＢＳの支配下にあるＣＰＥと通信（ＯＤＦＣチャネル共用データサービス）を行う。
 

２－３．チャネル共用モード（ＣＰＥ干渉無）：ＤＵＳＡ
一方で、干渉を受ける位置にＣＰＥがいない場合は第１のチャネル共用方法でチャネルの共用を行う。例えば８０２．２２システムではＤＵＳＡ（ＤＳ／ＵＳ　Ｓｐｌｉｔ　Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）が行われる。
 

図１５に、チャネル共用モード（ＣＰＥ干渉無）のシーケンスを示す。以下、図１５を用いてその動作シーケンスを説明する。図１５において、干渉判定（１３０４）までは図１３と同じである。干渉判定（１３０４）においてＣＰＥからの干渉がないと判断された場合（１５０５）、ＢＳ２（７０２）はＮＣ（７１４）に対してＤＵＳＡ開始トリガを送信する（１５０６）。このトリガを受けてＮＣ（７１４）はＤＵＳＡ処理を開始することになる。
 

図１６に、ＢＳとＮＣ間のメッセージのやりとりに用いられるフレーム構成例を示す。ＤＵＳＡ開始トリガには、当該基地局のＩＰアドレスである送信元ＩＰ（１６０１）、ＮＣ（７１４）のＩＰアドレスである送信先ＩＰ（１６０２）、当該基地局のＩＤ（１６０３）、本メッセージがＢＳからのトリガであるかＢＳへ向けたトリガに対する通知であるかの識別情報（１６０４）、当該ＢＳが使用する（もしくは使用したい）チャネル、隣接基地局に属するＣＰＥからの干渉の有無（１６０７）、スプリット情報（１６０８）などが含まれる。スプリット情報（１６０８）は、トリガｏｒ通知の識別情報１６０４がトリガの場合には現在のスプリット位置（１６０９）と要求するスプリット位置（１６１０）、通知の場合にはＮＣで決定されたスプリット位置情報（１６１１）が最低限含まれている。本フレームがＤＵＳＡ開始トリガとして用いられる時には、トリガｏｒ通知の識別情報（１６０４）はトリガ、ＤＵＳＡスプリット位置（１６１１）は空で送られる。また、本フレームが後述する選択結果通知（１５０８、１５０９）として用いられる時には、トリガｏｒ通知の識別情報（１６０４）は通知、現在スプリット位置（１６０９）と要求スプリット位置（１６１０）は空でも良い。尚、本構成例では送受信兼用の例を示しているが、送信受信共に必要な情報だけで構成されるフレーム構成を用いても良いものとし、同等の情報を送ることが出来ることが出来ればどのようなフレーム構成でも可能とする。例えば８０２．２２システムでは図１６のフレーム構成でなく、ＳＣＨもしくはＣＢＰをＳＮＭＰ（ｓｉｍｐｌｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて送信することで上述の各情報１６０１～１６１１と同等の情報を送信ことが可能である。ＮＣ（７１４）はＤＵＳＡ開始トリガ（１５０６）を受信すると、ＤＵＳＡ選択方法決定（１５０３）にてＤＵＳＡで用いられる共通スプリット位置の選択方法を決定する。選択方法は当該無線通信システムもしくはＮＣの運用者のポリシによって選択される。
 

ここで、図２１に、ＤＵＳＡ選択方法決定テーブルの説明図を示す。ポリシと選択方法の関係は図２１に示すとおりである（２１０１）。ポリシ番号は運用者によって予め定められており、ポリシ番号に対応する選択方法が用いられる。
共通スプリット位置の選択方法が決定されると、ＮＣ（７１４）は、共通スプリット位置計算処理（１５０７）にて、選択されたスプリット位置選択方法を用いて共通スプリット位置を計算する。共通スプリット位置計算（１５０７）では、ＮＣ（７１４）の有するチャネル共用情報を用いて、チャネルを共用する複数の基地局で共通で使用する共通スプリット位置を計算する。

図１７に、チャネル共用情報テーブルの説明図を示す。チャネル共用情報（１７００）には、当該ＮＣの管轄下にあるＢＳの名前（１７０１）とＩＤ（１７０２）、使用している（共用しようとしている）チャネル（１７０３）、当該ＢＳが使用している（共用しようとしている）チャネルにおいて隣接するＢＳに属するＣＰＥからの干渉があるかないか（１７０４）、現在のスプリットの位置、要求するスプリット位置、周波数の共用状態（１７０７）、選択方法（１７０８）、本共通スプリット位置計算（１５０７）によって決定された共通スプリット位置（１７０９）が記載される。選択方法（１７０８）は前述のＤＵＳＡ選択方法決定（１５０３）で選択されたスプリット位置選択方法（ポリシ、図２１参照）が記される。

また、図１８に、ＢＳ情報通知タイムシーケンスを示す。当該ＢＳ以外のその他のＢＳのチャネル共用情報テーブル（１７００）の情報は、図１８に示されるＢＳ情報通知シーケンスにてＢＳから送信されるＢＳ情報通知（１８０３）にて収集され作成、更新（１８０３、１８０４）される。ＢＳ情報通知メッセージ（１８０１、１８０２）には、各ＢＳのＢＳ情報テーブル（１１０１）の内容が記載され、最低限ＢＳＩＤ、使用チャネル、現在スプリット位置、要求スプリット位置、共用状態が含まれ、ＤＵＳＡにてチャネル共用をしている場合にはＤＵＳＡスプリット位置も記載される。なお、ＢＳ情報通知メッセージ（１８０１、１８０２）には、干渉有無情報を含めてもよい。ＢＳ情報通知メッセージは図１６のフレーム構成でトリガｏｒ通知の識別情報（１６０５）は通知として送信される。ＢＳ情報通知は基地局側から周期的に送信する構成でも、ＮＣからの要求に応じて送信する構成でも良いものとする。ＮＣ（７１４）はこのチャネル共用情報テーブルを用いて、選択されたスプリット位置選択方法での共通スプリット位置を導出する。例えば使用する（共用する）チャネル番号が３、ポリシが０の場合には、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５の要求スプリット位置の平均値である１６０（ｂｉｔ）がＤＵＳＡ決定スプリット位置となる。また、例えば使用する（共用する）チャネル番号が３、ポリシが１の場合にはＤＳ長の一番大きいＢＳのスプリット位置である２００（ｂｉｔ）がＤＵＳＡ決定スプリット位置となる。
ＮＣ（７１４）は決定された共通スプリット位置情報を選択結果通知（１５０８、１５０９）にて当該ＢＳ（７０１、７０２）に送信し、各ＢＳは共通スプリット位置にてチャネル共用して、データサービスを開始する（１５１０、１５１１）。ポリシが４の場合には、ポリシ番号０からポリシ番号３の中で最も推定周波数チャネル利用効率の高くなるポリシ番号で選択されたスプリット位置が用いられる。推定チャネル利用効率の計算方法は後述のＮＣのスプリット位置計算フローチャート（図２６）で詳細に説明する。
 

図１９に、共用要求受付シーケンスを示す。ＢＳは、図１９（ａ）に示すように、ＣＰＥ１からＢＳ１に対するセル内部からのフレーム追加／削減要求（１９０１）があると、チャネルセットを作り直し、再度チャネル取得を行い干渉に応じて図９、図１３、図１５のシーケンスで処理を行う。また、ＢＳは図１９（ｂ）に示すように、チャネル共有をしていない新たなＢＳ（ＢＳ３）からチャネル共用要求を受けた場合（１９０３）にもチャネルセットを作り直し、再度チャネル取得を行い干渉に応じて図９、図１３、図１５のシーケンスで処理を行う。
周波数チャネル共用を行っているＢＳもしくはＣＰＥは、常に送信データを一時的に保管する送信バッファの送信待ち状態を監視し、異常が感知された場合にはＤＵＳＡ選択方法を変更して共通スプリット位置を計算し直し、改善を図る。

図２０に、ＤＵＳＡ選択方法更新シーケンスを示す。ＢＳ（ＢＳ１、ＢＳ２）やＣＰＥ（ＣＰＥ１１）は、ＮＣ（７１４）からチャネル共用開始を知らせる選択結果通知（１５０８、１５０９）を受信すると、送信データを一時的に保管する送信バッファの送信待ちキュー状態を監視し始める（２００３、２００４、２００５）。ＢＳ（ＢＳ１、ＢＳ２）やＣＰＥ（ＣＰＥ１１）（この例では、ＢＳ２（７０２））は、送信バッファのキュー長が既定の閾値を超えた場合（２００６）には、送信が滞っていると判断してＮＣ（７１４）に対してバッファアラームを送信する（２００７）。ＮＣ（７１４）はバッファアラームを受信すると、該当する基地局のポリシを変更（２００８）する。ポリシ番号の変更はランダムに行われても、ポリシ番号の降順、昇順、運用者によって定められた順番のどれで選択されても良いものとする。その後のシーケンスは図１５のスプリット位置計算（１５０７）以降と同じであるが、ＮＣ（７１４）は変更されたポリシで定められた共通スプリット位置計算方法にて共通スプリット位置計算（１５０７）の計算をし直す。
 

３．装置及びフローチャート
 
ここで、第１の実施例のＢＳおよびＮＣの装置構成例および各装置の有する本実施例に関するフローチャートを示す。
 
３－１．ＢＳ
図２２に、ＢＳの構成例を示す。ハードウェアとしては、ＷＲＡＮの無線方式に準拠したアンテナ（２２０３）と送受信部（２２０２）、自装置の位置を測定するためのＧＰＳアンテナ（２２０８）、ＧＰＳによって基地局間の同期を行う同期部（２２０７）、装置全体を制御するＣＰＵ（２２０４）、メモリ（２２０５）、ＩＰネットワークに接続するための優先回線インタフェースＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）（２２０６）およびソフトウェアやデータベースを保管する記憶装置を備える。ソフトウェアとしては、ＷＲＡＮの基地局の動作のために必要な送受信制御部（２２１０）、複数基地局間でチャネル共有をするために必要なチャネル共用制御部（２２１１）、ＤＵＳＡ開始トリガ送信部（２２１２）、送信データのバッファ状態を監視する送信データバッファ監視部（２２１３）を有する。データベースとしては、チャネルセット保持部（２２１４）、ＢＳ情報保持部（２２１５）を有する。
 

図２３に、ＢＳのチャネル共用フローチャートを示す。チャネルセット保持部（２２１５）は図１２に示すようなチャネルセット情報テーブルを有し、ＢＳ情報保持部（２２１４）は図１１に示すようなＢＳ情報テーブルを有する。チャネル共用制御部（２２１１）は図２３に示すチャネル共用フローチャートに従って動作を行う。図１に示した８０２．２２システムの共用モードの動作フローと大きく異なる箇所は、点線（２３００）で示した部分である。なお、参照番号９００番代は図９、参照番号１３００番代は図１３、参照番号１５００番代は図１５、参照番号１９００番代は図１９、参照番号２０００番代は図２０をそれぞれ参照。ＢＳは、電源が投入（９０１）されると初めに周辺情報取得（９０２）を行う（２３０１）。その後、ＢＳは、チャネル取得（９０３、２３０２）にてチャネルの取得を行う。ＢＳは、チャネル取得成否分岐（２３０３）にてチャネル取得の成否を判定し、チャネル取得に成功した場合（９０４）には通常モードでデータサービスを行う（９０５）。ＢＳは、チャネル取得に失敗した場合（１３０３）は、ＣＰＥからの干渉があるかどうかを判定（２３０５、１３０４）して、ＣＰＥからの干渉がある場合（１３０５）には、ＢＳは、ＯＤＦＣにてコンテンションを行い（２３０６、１３０６）、ＯＤＦＣで定められたフレームを用いてデータサービスを行う（２３０７、１３０９）。一方で、ＣＰＥからの干渉がない場合（１５０５）には、ＢＳはＤＵＳＡ開始トリガをＮＣ（７１４）に対して送信し（２３０８、１５０６）、ＮＣ（７１４）で決定された共通スプリット位置情報などの通知を受けて（２３０９、１５０８）、スプリット位置の調整を行い（１５１１）、ＤＵＳＡによるチャネル共用を用いてデータサービスを行う（２３１０、　１５１３）。なお、ＤＵＳＡ開始トリガ送信部（２２１２）は、図１５の参照番号１５０６で示したＤＵＳＡ開始トリガを作成し送信する（１５０６）。
 

ここで、図２４に、ＢＳのＤＵＳＡ選択方法更新フローチャートを示す。送信データバッファ監視部（２２１３）は、図２４に示すＤＵＳＡ選択方法更新フローチャートに従って動作を行う。ＢＳはＮＣから選択結果通知（２４０１、１５０８、１５０９）にてチャネル共用開始のトリガを受けると、送信データバッファの監視（２４０２、２００３、２００４、２００５）を行う。送信データのキュー長が閾値を超えた場合（２００６）にはＮＣに対してバッファアラームを送信する（２４０４、２００７）。送信データバッファの監視はチャネル共用終了の合図（２４０５）で終了され（２４０６）、再びチャネル供用開始トリガが来るのを待機する。チャネル共用終了の合図は、例えば内部からの要求がなくなり周波数チャネルを開放する場合や、当該地域における使用可能な周波数チャネルが追加され周波数共用をしなくて済む状態になった場合に出される。
 

３－２．ＮＣ
図２５に、本実施例に関するＮＣ（７１４）の構成例を示す。ハードウェアとしては装置全体を制御するＣＰＵ（２５０２）、メモリ（２５０３）、ＩＰネットワークに接続するための優先回線インタフェースＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）（２５０４）およびソフトウェアやデータベースを保管する記憶装置（２５０５）を備える。ソフトウェアとしては、ＤＵＳＡスプリット位置を決定するＤＵＳＡスプリット位置計算部（２５０６）およびＤＵＳＡ選択方法を変更するために必要なポリシ変更部（２５０７）を有する。データベースとしては、チャネル共用情報保持部（２５０８）、ポリシ情報保持部（２５０９）を有する。チャネル共用情報保持部（２５０８）は、図１７に示すようなチャネル共用情報テーブルを有し、ポリシ情報保持部（２２１４）は、図２１に示すようなＤＵＳＡ選択方法決定テーブルを有する。
 

図２６に、ＮＣの共通スプリット位置計算フローチャートを示す。ＤＵＳＡスプリット位置計算部（２５０６）は、図２６に示すスプリット位置計算フローチャートに従って動作を行う。なお、参照番号１５００番代は図１５、参照番号２０００番代は図２０をそれぞれ参照。ＮＣは何らかの処理開始トリガがあるまでは待機（２６０１）をし、図１８に示されるように周期的もしくはＮＣ（７１４）からの要求によりＢＳ情報通知を受信（１８０１、１８０２）しチャネル共用情報テーブル（１７００）を更新する（１８０３、１８０４）。ＮＣ（７１４）はＢＳからＤＵＳＡ開始トリガを受信（２６０２）すると、予め定められたポリシを用いてＤＵＳＡで用いられる共通スプリット位置選択方法を選択し（２６０７、１５０３）、チャネル共用情報テーブルを利用して共通スプリット位置を計算する（２６０３、１５０７）。
ここで、ポリシ番号が４、つまりポリシ番号が０から３の中で最もチャネル利用効率の高いスプリット位置を選択する場合の、ＤＵＳＡチャネル利用効率の計算方法の例を述べる。以下の式１に示すように、１フレーム当りに送れるＵＳ長（ＤＵＳＡ＿ＵＳ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ）は、フレーム長（ＦＲＡＭＥ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ）からポリシ毎（ポリシ番号０から３）に選択方法で計算されるスプリット位置（ＤＵＳＡ＿ＤＳ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ）を引いて計算される。そして、以下の式２、式３に示すように、ＤＵＳＡ推定チャネル利用効率は、ＤＵＳＡにて周波数チャネルを共用する基地局の中で要求スプリット位置が最小となる基地局のスプリット位置（ＭＡＸ＿ＵＳ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ）を、１フレーム当りに送れるＵＳ長（ＤＵＳＡ＿ＵＳ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ）で割ることによって得られる値（通常モードであれば本来１フレームで送ることができたＵＳの送信にかかるフレーム数（ＤＵＳＡ＿ＭＡＸ＿ＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ））の逆数として与えられる。
 

ＤＵＳＡ＿ＵＳ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ　
＝　（ＦＲＡＭＥ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ　－　ＤＵＳＡ＿ＤＳ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式１
 
ＤＵＳＡ＿ＭＡＸ＿ＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ　
＝　ＭＡＸ＿ＵＳ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ　／　ＤＵＳＡ＿ＵＳ＿ＤＵＲＡＴＩＯＮ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式２
 
ＤＵＳＡ推定チャネル利用効率＝１　／　ＤＵＳＡ＿ＭＡＸ＿ＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式３
 

ポリシ番号４の場合には、このＤＵＳＡ推定チャネル利用効率をポリシ番号０から３まで計算し、その中でＤＵＳＡ推定チャネル利用効率が最大となるポリシ番号で計算された共通スプリット位置を用いることなる。
一方で待機中にＢＳからバッファアラームを受信（２６０５、２００７）するとＮＣは予め定められたポリシを変更（２６０７、２００８）して、変更されたポリシに対応するＤＵＳＡ選択方法を決定（２６０７、１５０４）し、決定された選択方法で共通スプリット位置を計算する（２６０３、１５０７）。ポリシ番号の変更はランダムに行われても、ポリシ番号の降順、昇順、運用者によって定められた順番のどれで選択されても良いものとする。当該チャネルを共用する全てのＢＳに対して、決定した共通スプリット位置を選択結果通知にて送信（２６０４、１５０８、１５０９）し、ＮＣは再び待機状態に戻る。
 

４．第１の実施例の効果
第１の実施例によれば、複数のセルのスプリット位置から最適な共通のスプリット位置を決定できるため、最大の下りサブフレームにスプリット位置を合わせる方法と比べて効率良く周波数チャネルを使用することが可能となる。
更に、第１の実施例によれば、周波数チャネルを共用する複数のセルのスプリット情報をネットワークコントローラで集中的に収集し制御できるため、ビーコンにより隣接セル間で順次情報を受け渡し制御していく方法に比べて短時間でのスプリット位置の収束および同期が可能となるため、スプリット位置のずれによる与干渉を低減することできる。
 

［第２の実施例］
Ｃ．第２の実施の形態
 
本実施例における第２の実施例について説明する。
第１の実施例では、ＣＰＥからの干渉を受けない場合には共通スプリット位置を使用して周波数チャネルを共用する第１の共用方法を用いていたが、第２の実施例では、第１の共用方法と、共有するチャネルのフレームを時分割で分け合う第２のチャネル共有方法のチャネル利用効率の推定値を計算し、チャネル利用効率の高いチャネル共用方法を用いてチャネル共用を行うことが特徴である。以下、第２の実施例に関して詳細に説明する。
 

１．システム
　第１の実施例と同様なので説明は省略する。
 
１．２．動作
２－１．通常モード
　第１の実施例と同様なので説明は省略する。
 
２－２．チャネル共用モード（ＣＰＥ干渉有）：ＯＤＦＣ
　第１の実施例と同様なので説明は省略する。
 
２－３．チャネル共用モード（ＣＰＥ干渉無）：ＤＵＳＡ
図２７は、チャネル共用方法の選択を行う場合のタイムシーケンスを示す。ＣＰＥ干渉無状態（１５０５）までは第１の実施例のチャネル共用シーケンスである図１５と同じである。第２の実施例では、ＢＳ２（７０２）はＮＣ（７１４）に対してチャネル共用方法選択開始トリガ（２７０６）を送信する。このトリガに用いられるフレーム構成は図１６に示されたものがそのまま使用でき、記載内容も第１の実施例のＤＵＳＡ開始トリガと同様である。但し第２の実施例では、図１６のフレームにおいてトリガｏｒ通知の識別情報をトリガとして受信した場合、ＮＣはこのトリガをチャネル共用方法選択開始トリガとして認識する。ＮＣはこのチャネル共用方法選択開始トリガ（２７０６）を受信し、チャネル共用方法を選択する（２７０７）。チャネル共用方法選択（２７０７）では、ＤＵＳＡとＯＤＦＣのチャネル利用効率を比較して、チャネル利用効率の高い共用方法を選択する。チャネル共用方法選択の詳細は後述のＮＣのチャネル共用方法選択フローチャート（図３１）で詳細に説明をする。チャネル共用方法選択（２７０７）でＤＵＳＡが選択された場合（２７０８）、ＮＣはチャネルを共用するＢＳで共通に利用される共通スプリット位置を決定する。決定方法は図１５の共通スプリット位置計算（１５０７）と同じ方法であり、これ以降の動作も図１５に記載の動作と同じであるため、説明は省略する。また、チャネル共用方法選択（２７０７）でＯＤＦＣが選択された場合には、スプリット位置計算（１５０７）は行わずに送信元のＢＳ２（７０２）に対してＯＤＦＣが選ばれたことを告げる選択結果通知（１５０８）を送信する。それ以降の動作は図１３の１３０６以降と同じであるため、説明は省略する。
また、第２の実施例でも第１の実施例同様に送信バッファの状態を監視するが、この動作シーケンスは図２０で示された第１の実施例と同じである。
 

３．装置及びフローチャート
３－１．ＢＳ
次に第２の実施例の装置構成例および各装置の有する本実施例に関するフローチャートを示す。図２８に、ＢＳの構成図、図２９にＢＳのフローチャートを示す。第１の実施例と異なるのはＤＵＳＡ開始トリガ送信部（２２１２）の代わりにチャネル共用方法選択開始トリガ送信部（２８０１）が置かれている点とチャネル共用制御部（２８０２）の処理内容が異なる点である。チャネル共用方法選択開始トリガ送信部（２８０１）の送信するメッセージのフレーム構成とタイミングは第１の実施例と同じである。第１の実施例ではこのトリガ信号を受信するとＤＵＳＡの共通スプリット位置を計算するのに対して、第２の実施例ではＤＵＳＡとＯＤＦＣの中から周波数チャネル利用効率の高い共用方法を選択するのが異なる点である。
 

図２９に、第２の実施例のＢＳのチャネル共用フローチャートを示す。チャネル共用制御部（２８０２）は図２９に示すチャネル共用フローチャートに従って動作を行う。図２３に示した第１の実施例のフローチャートと異なる点は、点線で囲われている部分（２９００）であり、チャネル共用方法選択開始トリガを送信（２９０１、２７０６））し、ＮＣ（７１４）から選択結果通知を受け取り（２９０２、１５０８）、受け取った結果によってチャネル共用方法が変わる（２９０３）ところである。なお、参照番号９００番代は図９、参照番号１３００番代は図１３、参照番号１５００番代は図１５、参照番号１９００番代は図１９、参照番号２７００番代は図２７をそれぞれ参照。第１の実施例では参照番号２３０５の処理でＣＰＥからの干渉がないと判断した場合には必ずＤＵＳＡを用いてチャネル共用を行っていたが、第２の実施例では、ＯＤＦＣを用いることによってチャネル数利用効率の推定値が高くなる場合には、ＯＤＦＣを選択することが可能となる。
 

３－２．ＮＣ
図３０に、第２の実施例のＮＣの構成図を示す。第２の実施例では、第１の実施例のＮＣ構成例のＤＵＳＡスプリット位置計算部（２５０６）の代わりにチャネル共用方法選択部（３００１）が置かれている。
 

図３１に、チャネル共用方法選択部（３００１）のフローチャートを示す。なお、参照番号２７００番代は図２７を参照。ＮＣ（７１４）は待機中（３１０１）にチャネル共用選択開始トリガを受信（３１０２）すると最初にＯＤＦＣを行った場合のＯＦＤＣチャネル利用効率（Ａ）を推定する（３１０３）。ＯＦＤＣ推定チャネル利用効率（Ａ）の計算方法は後述するが、共用するＢＳ間で全フレームを均等に分配することを想定して推定値を計算する。ＤＵＳＡ選択方法決定（２６０７）と共通スプリット位置計算（２６０３）はそれぞれ第１の実施例と同じである。次に、ＮＣは、ＤＵＳＡでチャネル共有を行った場合のチャネル利用効率（Ｂ）を推定（３１０８）し、これらを比較して（３１０９）、ＯＤＦＣ推定チャネル利用効率（Ａ）の効率が高い場合にはＯＤＦＣ（３１１０）を、ＤＵＳＡ推定チャネル利用効率（Ｂ）の効率が高い場合にはＤＵＳＡ（３１１１）を選択する。これら以外の動作は第１の実施例と同じである。
ここで、チャネル利用効率の計算および比較方法の一例について述べる。以下の式４、式５に示すように、ＯＤＦＣの場合、スーパーチャネルに含まれるフレーム数（ＡＬＬ＿ＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ＿ＰＥＲ＿ＳＦ）　（８０２．２２システムの場合１６）をチャネル共有するＢＳ数（ＢＳ＿ＮＵＭ）で割った数である、１局に割り当てられるフレーム数（ＯＤＦＣ＿ＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ＿ＰＥＲ＿ＢＳ）を求め、さらに、その逆数をＯＤＦＣ推定チャネル利用効率（Ａ）とする。
 

ＯＤＦＣ＿ＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ＿ＰＥＲ＿ＢＳ　
＝　ＡＬＬ＿ＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ＿ＰＥＲ＿ＳＦ　／　ＢＳ＿ＮＵＭ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式４
 
ＯＤＦＣ推定チャネル利用効率＝１／ＯＤＦＣ＿ＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ＿ＰＥＲ＿ＢＳ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式５
 

ＤＵＳＡの場合の推定チャネル利用効率（Ｂ）は、第１の実施例のスプリット位置計算フローチャート（図２６）の共通スプリット位置計算（２６０３）で計算されるＤＵＳＡ推定チャネル利用効率と同じ値である。
式６のように、ＯＤＦＣ推定チャネル利用効率（Ａ）とＤＵＳＡ推定チャネル利用効率（Ｂ）を比較して、大きい方のチャネル共用方法を選択することで、より周波数チャネル利用効率の高い通信が可能となると考えられる。
 

ＩＦ　ＯＤＦＣ推定チャネル利用効率（Ａ）＞ＤＵＳＡ推定チャネル利用効率（Ｂ）
ｔｈｅｎ　ＯＤＦＣ　ｅｌｓｅ　ＤＵＳＡ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式６
 
尚、第１の実施例および第２の実施例では８０２．２２システムを意図した例を示しているが、ＤＵＳＡではなく第２の共用方法に該当する方法であればどのような方法でも、ＯＤＦＣではなく第２の共用方法に該当する方法であればどのような方法でも良いこととする。
 

４．第２の実施例の効果
第２の実施例によれば、上述のような第１の実施例の効果に加え、スプリット位置の同期により干渉を回避する第１の共用方法と、共用する複数のセル間でフレームを分け合って干渉を回避する第２の共用方法を比較して周波数利用効率の高いほうを利用することができるため、第１の共用方法だけの場合よりも更に周波数チャネル利用効率の改善が期待できる。
 

Ｄ．付記
 
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
　また、上述では、主にＩＥＥＥ８０２．２２等の規格に関して説明したが、これに限らず、本発明は、適宜の規格に適用することができる。
 

本発明及び本実施例は、周波数が逼迫する状況においても、ブロードバンド地域無線ネットワークを提供する無線通信システムの通信制御技術として有用である。

１０１・・・８０２．２２システムの基地局電源ＯＮ
１０２・・・８０２．２２システムのＢＳネットワーク情報取得
１０３・・・８０２．２２システムのチャネル取得
１０４・・・８０２．２２システムのチャネル取得分岐
１０５・・・８０２．２２システムの通常モードデータサービス
１０６・・・８０２．２２システムの外部からのチャネル共用要求
１０７・・・８０２．２２システムの干渉元判定分岐
１０８・・・８０２．２２システムのＯＤＦＣ
１０９・・・８０２．２２システムのＯＤＦＣチャネル共用モードデータサービス
１１０・・・８０２．２２システムの内部からの追加／削減要求
２０１・・・ＢＳ間干渉のみの場合の模式図
２０２・・・ＣＰＥにも干渉を与える場合の模式図
２０３・・・基地局１（ＢＳ１）
２０４・・・基地局２（ＢＳ２）
２０５・・・端末（ＣＰＥ）
２０６・・・ＢＳ１の干渉を与える範囲
２０７・・・ＢＳ２の干渉を与える範囲
３０１・・・通常モードのフレーム割当
３０２・・・共用モードのフレーム割当
４０１・・・隣接ＢＳがＣＰＥのＵＳに干渉を与える状態の模式図
４０２・・・隣接ＢＳがＣＰＥのＵＳに干渉を与えない状態の模式図
５０１・・・隣接ＢＳがＣＰＥのＵＳに干渉を与える状態のフレーム状態
５０２・・・隣接ＢＳがＣＰＥのＵＳに干渉を与えない状態のフレーム状態
６０１・・・第１の課題のＢＳ１のフレーム状態
６０２・・・第１の課題のＢＳ２のフレーム状態
６０３・・・第１の課題のＢＳ３のフレーム状態
７０１・・・基地局１（ＢＳ１）
７０２・・・基地局２（ＢＳ２）
７０３・・・ＢＳ１に属する端末１（ＣＰＥ１１）
７０４・・・ＢＳ１に属する端末２（ＣＰＥ１２）
７０５・・・ＢＳ２に属する端末１（ＣＰＥ２１）
７０６・・・ＢＳ２に属する端末２（ＣＰＥ２２）
７０７・・・ＢＳ１の通信可能範囲（セル範囲）
７０８・・・ＢＳ２の通信可能範囲（セル範囲）
７１１・・・デジタルテレビ放送局
７１２・・・デジタルテレビ受信機
７１３・・・ホワイトスースデータベース（ＷＳＤＢ）
７１４・・・ネットワークコントローラ（ＮＣ）
７１５・・・ＩＰネットワーク
８０１・・・ＢＳ－ＣＰＥ間フレームのスーパーフレーム
８０２・・・ＢＳ－ＣＰＥ間フレームのフレーム
８０３・・・ＢＳ－ＣＰＥ間フレームの下りサブフレーム
８０４・・・ＢＳ－ＣＰＥ間フレームの上りサブフレーム
８０６・・・ＢＳ－ＣＰＥ間フレームの遷移ギャップ
８０７・・・上りサブフレームと下りアブフレームのスプリット位置
９０１・・・ＢＳによる基地局電源ＯＮ
９０２・・・ＢＳよる周辺情報取得
９０３・・・ＢＳによるチャネル取得
９０４・・・ＢＳによるチャネル取得成功状態
９０５・・・ＢＳによる通常モードデータサービス
１００１・・・ＢＳ２からＷＳＤＢへのＤＢ情報取得要求
１００２・・・ＷＳＤＢからＢＳ２へのＤＢ情報取得通知
１００３・・・ＢＳ１からの周辺ＢＳ／ＣＰＥ情報
１００４・・・ＣＰＥ１１からの周辺ＢＳ／ＣＰＥ情報
１００５・・・ＣＰＥ２１からＢＳ２へのＣＰＥ情報
１００６・・・ＢＳ２におけるチャネルセット更新
１００７・・・ＢＳ２におけるＢＳ情報更新
１１０１・・・ＢＳ情報テーブル
１２０１・・・チャネルセット情報テーブル
１３０３・・・ＢＳ２におけるチャネル取得失敗状態
１３０４・・・ＢＳ２における干渉判定
１３０５・・・ＢＳ２におけるＣＰＥ干渉有状態
１３０６・・・ＢＳ２におけるＯＤＦＣ処理
１３０７・・・ＢＳ１におけるＯＤＦＣ処理
１３０９・・・ＢＳ２におけるＯＤＦＣチャネル共用データサービス
１３１０・・・ＢＳ１におけるＯＤＦＣチャネル共用データサービス
１４０１・・・ＢＳ２からＢＳ３へのＦＣ要求
１４０２・・・ＢＳ３におけるフレームコンテンション
１４０３・・・ＢＳ３からのＦＣリクエスト
１４０５・・・ＢＳ２からのＦＣ通知報知
１４０６・・・ＢＳ３からのＦＣ開放報知
１５０３・・・ＮＣにおけるＤＵＳＡ選択方法決定
１５０５・・・ＢＳ２におけるＣＰＥ干渉無状態
１５０６・・・ＢＳ２からＮＣへのＤＵＳＡ開始トリガ
１５０７・・・ＮＣにおける共通スプリット位置計算
１５０８・・・ＮＣからＢＳ２への選択結果通知
１５０９・・・ＮＣからＢＳ１への選択結果通知
１５１０・・・ＢＳ１におけるＤＵＳＡ結果反映処理
１５１１・・・ＢＳ２におけるＤＵＳＡ結果反映処理
１５１２・・・ＢＳ１におけるＤＵＳＡチャネル共用データサービス
１５１３・・・ＢＳ２におけるＤＵＳＡチャネル共用データサービス
１６０１・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームの送信元ＩＰ情報
１６０２・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームの送信先ＩＰ情報
１６０３・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームのＢＳ－ＩＤ情報
１６０４・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームのトリガｏｒ通知識別子
１６０５・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームの使用チャネル情報
１６０７・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームのＣＰＥ干渉有無識別子
１６０８・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームのスプリット情報
１６０９・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームの現在のスプリット位置情報
１６１０・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームの要求スプリット位置情報
１６１１・・・ＢＳ－ＮＣ間フレームのＤＵＳＡで決定されたスプリット位置情報
１７００・・・チャネル共用情報テーブル
１７０１・・・チャネル共用情報テーブルのＢＳ名
１７０２・・・チャネル共用情報テーブルのＢＳ－ＩＤ
１７０３・・・チャネル共用情報テーブルの使用する周波数チャネル番号
１７０４・・・チャネル共用情報テーブルのＣＰＥ干渉有無情報
１７０５・・・チャネル共用情報テーブルの現在スプリット位置情報
１７０６・・・チャネル共用情報テーブルの要求スプリット位置情報
１７０７・・・チャネル共用情報テーブルの共用状態情報
１７０８・・・チャネル共用情報テーブルの選択方法（ポリシ番号）情報
１７０９・・・チャネル共用情報テーブルのＤＵＳＡで決定したスプリット位置情報
１８０１・・・ＢＳ２からＮＣへのＢＳ情報通知
１８０２・・・ＢＳ１からＮＣへのＢＳ情報通知
１８０３・・・ＮＣにおけるチャネル共用情報更新
１９０１・・・ＣＰＥ１１からＢＳ１へのフレーム追加／削減要求
１９０３・・・ＢＳ３からＢＳ１へのチャネル共用要求
２００３・・・ＢＳ１におけるバッファ状態監視
２００４・・・ＢＳ２におけるバッファ監視状態
２００５・・・ＣＰＥ１１におけるバッファ監視状態
２００６・・・ＢＳ２におけるバッファ状態異常（閾値超え）状態
２００７・・・ＢＳ２からＮＣへのバッファアラーム
２００８・・・ＮＣにおける使用ポリシ変更
２１０１・・・ＤＵＳＡ選択方法決定テーブル
２２０１・・・ＢＳ
２２０２・・・ＢＳのＷＲＡＮ送受信部
２２０３・・・ＢＳのＷＲＡＮ送受信アンテナ
２２０４・・・ＢＳのＣＰＵ
２２０５・・・ＢＳのメモリ
２２０６・・・ＢＳのＮＩＣ
２２０７・・・ＢＳの同期部（ＧＰＳ）
２２０８・・・ＢＳのＧＰＳアンテナ
２２０９・・・ＢＳの制御部
２２１０・・・ＢＳの送受信制御部
２２１１・・・ＢＳのチャネル共用制御部
２２１２・・・ＢＳのＤＵＳＡ開始トリガ送信部
２２１３・・・ＢＳの送信データバッファ監視部
２２１４・・・ＢＳのＢＳ情報保持部
２２１５・・・ＢＳのチャネルセット保持部
２３００・・・８０２．２２からの変更点
２３０１・・・チャネル共用フローのＢＳ起動プロセス
２３０２・・・チャネル共用フローのチャネル取得
２３０３・・・チャネル共用フローのチャネル取得成否分岐
２３０４・・・チャネル共用フローの通常モードデータサービス
２３０５・・・チャネル共用フローのＣＰＥ干渉有無分岐
２３０６・・・チャネル共用フローのＯＤＦＣ
２３０７・・・チャネル共用フローのＯＤＦＣ共用モードデータサービス
２３０８・・・チャネル共用フローのＤＵＳＡ開始トリガ送信
２３０９・・・チャネル共用フローの選択結果通知受信
２３１０・・・チャネル共用フローのＤＵＳＡ共用モードデータサービス
２３１１・・・内部からのフレーム追加／削減要求
２３１２・・・外部からの周波数チャネル共用要求
２４０１・・・ＤＵＳＡ選択方法更新フローチャートのチャネル共用開始受信
２４０２・・・ＤＵＳＡ選択方法更新フローチャートの送信バッファ監視状態
２４０３・・・ＤＵＳＡ選択方法更新フローチャートのキュー長による分岐
２４０４・・・ＤＵＳＡ選択方法更新フローチャートのバッファアラーム送信
２４０５・・・ＤＵＳＡ選択方法更新フローチャートのチャネル共用終了
２４０６・・・ＤＵＳＡ選択方法更新フローチャートのバッファ監視終了
２５０１・・・ＮＣ
２５０２・・・ＮＣのＣＰＵ
２５０３・・・ＮＣのメモリ
２５０４・・・ＮＣのＮＩＣ
２５０５・・・ＮＣの制御部
２５０６・・・ＮＣのＤＵＳＡスプリット位置計算部
２５０７・・・ＮＣのポリシ変更部
２５０８・・・ＮＣのチャネル共用情報保持部
２５０９・・・ＮＣのポリシ情報保持部
２６０１・・・スプリット位置計算フローチャートのＮＣの待機状態
２６０２・・・スプリット位置計算フローチャートのＤＵＳＡ開始トリガ受信
２６０３・・・スプリット位置計算フローチャートの共通スプリット位置計算
２６０４・・・スプリット位置計算フローチャートの選択結果通知送信
２６０５・・・スプリット位置計算フローチャートのバッファアラーム受信
２６０６・・・スプリット位置計算フローチャートのポリシ変更
２６０７・・・スプリット位置計算フローチャートのＤＵＳＡ選択方法決定
２７０６・・・ＢＳ２からＮＣへのチャネル共用方法選択開始トリガ
２７０７・・・ＮＣにおけるチャネル共用方法選択
２７０８・・・ＮＣにおけるＯＤＦＣ選択状態
２８０１・・・第２の実施例のＢＳのチャネル共用選択開始トリガ送信部
２８０２・・・第２の実施例のＢＳのチャネル共用制御部
２９００・・・第２の実施例のチャネル共用フローチャートの８０２．２２からの変更点
２９０１・・・第２の実施例のチャネル共用フローチャートのチャネル共用方法選択開始トリガ送信
２９０２・・・第２の実施例のチャネル共用フローチャートの選択結果通知受信
２９０３・・・第２の実施例のチャネル共用フローチャートの選択方法分岐
３００１・・・第２の実施例のＮＣのチャネル共用方法選択部
３１０１・・・第２の実施例のチャネル共用方法選択フローチャートのＮＣの待機状態
３１０２・・・第２の実施例のチャネル共用方法選択フローチャートのチャネル共用選択開始トリガ受信
３１０３・・・第２の実施例のチャネル共用方法選択フローチャートのＯＤＦＣチャネル利用効率推定
３１０８・・・第２の実施例のチャネル共用方法選択フローチャートのＤＵＳＡチャネル利用効率推定
３１０９・・・第２の実施例のチャネル共用方法選択フローチャートのチャネル利用効率分岐
３１１０・・・第２の実施例のチャネル共用方法選択フローチャートのＯＤＦＣ選択
３１１１・・・第２の実施例のチャネル共用方法選択フローチャートのＤＵＳＡ選択
３１１２・・・第２の実施例のチャネル共用方法選択フローチャートの選択結果通知送信

Claims (16)

1. 　無線通信システムであって、
   　隣接セル間でチャネル共用をしない通常モード、又は、周波数チャネルを共用する各フレームにおける下りサブフレームと上りサブフレームとのスプリット位置を共通化して時間軸上で交互に配置することによって互いに干渉を与えないようする第１共用モードでデータサービスを行うためのひとつ又は複数の基地局（ＢＳ）と、
   　ネットワークコントローラ（ＮＣ）と
   を備え、
   前記ＮＣは、
   　前記ＮＣの管轄下にあるひとつ又は複数のＢＳについて、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在のスプリットの位置、要求するスプリット位置、共通スプリット位置を含むチャネル共用情報が記憶されるチャネル共用情報テーブルと、
   　フレームの共通スプリット位置を決定するための処理部と
   を有し、
    
   　前記ＢＳは、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在スプリット位置、要求スプリット位置を含む基地局情報を送信し、
   　前記ＮＣは、前記基地局情報を受信して、前記基地局情報を前記チャネル共用情報テーブルに記憶し、
   　前記ＢＳは、使用可能チャネルを取得する際、隣接セルと共用するチャネルが選択されたことによりチャネル取得失敗と判定した場合には、隣接する他ＢＳに所属する無線端末が自ＢＳに干渉を与える位置にいるかどうかの干渉判定を行い、前記無線端末からの干渉がない場合には、前記ＢＳは、ＢＳ識別情報、使用チャネルを含むチャネル共用開始トリガを前記ＮＣに送信し、
    
   　前記ＮＣは、前記ＢＳから前記チャネル共用開始トリガを受信し、　　前記処理部が、第１推定チャネル利用効率が最大となる共通スプリット位置候補を共通スプリット位置情報として決定し、前記ＢＳに前記共通スプリット位置情報を送り、
    
   　前記ＢＳは、前記ＮＣで決定された前記共通スプリット位置情報を受けて、共通スプリット位置情報に従いスプリット位置の調整を行い、第１共用モードによるチャネル共用を用いてデータサービスを行う
   無線通信システム。
    
2. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   　前記ＢＳは、前記使用可能チャネルを取得する処理において、隣接セルと共用しないチャネルが選択されたことによりチャネル取得に成功した場合には、通常モードでデータサービスを行うことを特徴とする無線通信システム。
    
3. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   　前記ＢＳは、通常モード、第１共用モード、及び、共有する複数のフレームを各基地局で分け合い通信時間が重ならないように利用する第２共用モードのいずれかのモードを選択してデータサービスを行うためのものであって、
   　前記ＢＳは、前記無線端末からの干渉がある場合には、第２共用モードにてデータサービスを行うことを特徴とする無線通信システム。
    
4. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   　前記ＮＣは、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在スプリット位置、要求スプリット位置、共用状態が含まれるＢＳ情報通知を、各前記ＢＳから受信し、
   　前記処理部は、前記ＢＳ情報通知に基づき前記チャネル共用情報テーブルを更新する
   ことを特徴とする無線通信システム。
    
5. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   　前記ＢＳは、
   　使用しているチャネルセット、使用しているチャネルが使えなくなった場合に使うバックアップチャネルセット、候補チャネルセット、隣接セルと共用しなければ利用できないチャネルも含むセル優先チャネルセットのうちいずれか複数を含むチャネルセット情報テーブル
   を備え、
   　前記ＢＳは、前記チャネルセット情報テーブルを参照し、複数のチャネルセットから、ランダム又は予め定められた順序で使用するチャネルを選択し、隣接セルと共用しないチャネルが選択された場合にはチャネル取得成功、隣接セルと共用するチャネルが選択された場合にはチャネル取得失敗と判定することを特徴とする無線通信システム。
    
6. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   　前記処理部が、前記チャネル共用情報テーブルを参照して、前記チャネル共用開始トリガで定められる前記使用チャネルを用いる、ひとつ又は複数のＢＳ識別情報のひとつ又は複数のＢＳについての現在スプリット位置及び／又は要求スプリット位置に基づき、前記使用チャネルを用いるセル間の平均値となるスプリット位置による共通スプリット位置選択方法、下りサブフレーム最大となるスプリット位置による共通スプリット位置選択方法、上りサブフレーム最大となるスプリット位置による共通スプリット位置選択方法、予め定められた既定のスプリット位置による共通スプリット位置選択方法の内、予め設定されたいずれかひとつ又は複数の共通スプリット位置選択方法に従い、ひとつ又は複数の共通スプリット位置候補を計算することを特徴とする無線通信システム。
    
7. 　請求項６に記載の無線通信システムにおいて、
   　前記ＮＣの前記処理部は、
   　前記第１推定チャネル利用効率を、第１共用モードにて周波数チャネルを共用する基地局の中で要求スプリット位置が最小となる基地局のスプリット位置を、フレーム長からポリシ毎に計算されるスプリット位置を引いて計算される、１フレーム当りに送れるアップストリーム長又は上りサブフレーム長で割ることによって得られる値の逆数として計算し、
   　計算された複数の前記第１推定チャネル利用効率のうち最大となる共通スプリット位置選択方法による共通スプリット位置候補を前記共通スプリット位置情報として決定する
   ことを特徴とする無線通信システム。
    
8. 　請求項６に記載の無線通信システムにおいて、
   　前記ＮＣは、前記ＢＳからバッファアラームを受信すると、前記ＮＣの前記処理部は、予め定められたポリシを変更して、変更されたポリシに対応する前記共通スプリット位置選択方法を決定し、決定された前記共通スプリット位置選択方法で共通スプリット位置を計算することを特徴とする無線通信システム。
    
9. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   　前記ＢＳは、通常モード、第１共用モード、及び、共有する複数のフレームを各基地局で分け合い通信時間が重ならないように利用する第２共用モードのいずれかのモードを選択してデータサービスを行うためのものであって、
   　前記ＮＣは、前記チャネル共用開始トリガを受信し、
   　前記処理部は、第１共用モードの第１推定チャネル利用効率と第２共用モードの第２推定チャネル利用効率を比較して、高い方の共用モードを選択するチャネル共用方法選択処理を実行し、
   　前記チャネル共用方法選択処理で第１共用モードが選択された場合は、前記ＮＣの前記処理部はチャネルを共用する前記ＢＳで共通に利用される共通スプリット位置を決定し、前記ＢＳに対して、前記共通スプリット位置情報を含む選択結果通知を送信し、
   　一方、前記チャネル共用方法選択で第２共用モードが選択された場合、前記ＮＣの前記処理部は、共通スプリット位置の計算及び前記共通スプリット位置情報の送信は行わずに、前記ＢＳに対して第２共用モードが選ばれたことを告げる選択結果通知を送信し、
   　前記ＢＳは、前記ＮＣから選択結果通知を受け取り、受け取った選択結果通知に従ういずれかの共用モードでデータサービスを実行する
   ことを特徴とする無線通信システム。
    
10. 　請求項９に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記ＮＣの前記処理部は、第２共用モードでデータサービスを行った場合の共用するひとつ又は複数のＢＳ間で各フレームを均等に分配することを想定して第２推定チャネル利用効率を計算し、
    　前記処理部は、第１共用モードにおける共通スプリット位置を計算し、第１共用モードでチャネル共有を行った場合の第１推定チャネル利用効率を計算し、
    　前記処理部は、第２推定チャネル利用効率と第１推定チャネル利用効率を比較して、大きい方の共用モードを選択する
    ことを特徴とする無線通信システム。
     
11. 　請求項９に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記ＮＣの前記処理部は、スーパーチャネルに含まれるフレーム数をチャネル共有するＢＳ数で割った数である、１局に割り当てられるフレーム数の逆数を第２推定チャネル利用効率として計算することを特徴とする無線通信システム。
     
12. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記ＢＳは、前記ＢＳと前記ＢＳに隣接するＢＳが互いに干渉を与え合う距離に位置し、かつ、前記ＢＳは隣接する全てのＢＳで利用される周波数チャネル以外の周波数チャネルを単独で利用することができず、かつ、前記ＢＳが当該ＢＳの隣接に位置するＢＳと通信を行う無線端末からの干渉を受けていない場合に、前記チャネル共用開始トリガを前記ＮＣに送信することを特徴とする無線通信システム。
     
13. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    前記ＮＣの前記処理部は、
    　前記決定された共通スプリット位置と、周波数チャネルを共用する複数のＢＳが要求するスプリット位置の中から上りサブフレーム最大となるＢＳのスプリット位置から、本来一フレームで送られるべき上りサブフレームの送信にかかる第１の推定フレーム数を計算し、
    　前記第１の推定フレーム数と、共用する周波数チャネルの全フレーム数を周波数チャネルを共用する複数のＢＳ数で割った第２の推定フレーム数を比較し、
    　前記第１の推定フレーム数が小さい場合は前記共通スプリット位置を用いて、前記第２のフレーム数が小さい場合には前記複数のＢＳが時間分割で周波数チャネルを共用する
    ことを特徴とする無線通信システム。
     
14. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　周波数チャネルの共用を行っているＢＳ、及び／又は、前記ＢＳに属する無線端末は、前記ＢＳ及び／又は前記無線端末の送信データのバッファ量を監視し、
    　前記ＢＳは、前記基地局のバッファ量が閾値を超えた場合にバッファアラームを前記ＮＣに送信し、及び／又は、前記無線端末は、前記無線端末のバッファ量が閾値を超えた場合に前記ＢＳを介してバッファアラームをネットワークコントローラに送信し、
    　前記ＮＣは、前記バッファアラームを契機として、前記スプリット位置候補から共通スプリット位置を選択し直す
    ことを特徴とする無線通信システム。
     
15. 　無線通信システムにおける周波数チャネル共用方法であって、
    　前記無線通信システムは、
    　隣接セル間でチャネル共用をしない通常モード、又は、周波数チャネルを共用する各フレームにおける下りサブフレームと上りサブフレームとのスプリット位置を共通化して時間軸上で交互に配置することによって互いに干渉を与えないようする第１共用モードでデータサービスを行うためのひとつ又は複数の基地局（ＢＳ）と、
    　ネットワークコントローラ（ＮＣ）と
    を備え、
    前記ＮＣは、
    　前記ＮＣの管轄下にあるひとつ又は複数のＢＳについて、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在のスプリットの位置、要求するスプリット位置、共通スプリット位置を含むチャネル共用情報が記憶されるチャネル共用情報テーブルと、
    　フレームの共通スプリット位置を決定するための処理部と
    を有し、
     
    　前記ＢＳは、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在スプリット位置、要求スプリット位置を含む基地局情報を送信し、
    　前記ＮＣは、前記基地局情報を受信して、前記基地局情報を前記チャネル共用情報テーブルに記憶し、
    　前記ＢＳは、使用可能チャネルを取得する際、隣接セルと共用するチャネルが選択されたことによりチャネル取得失敗と判定した場合には、隣接する他ＢＳに所属する無線端末が自ＢＳに干渉を与える位置にいるかどうかの干渉判定を行い、前記無線端末からの干渉がない場合には、前記ＢＳは、ＢＳ識別情報、使用チャネルを含むチャネル共用開始トリガを前記ＮＣに送信し、
     
    　前記ＮＣは、前記ＢＳから前記チャネル共用開始トリガを受信し、
    　　前記処理部が、第１推定チャネル利用効率が最大となる共通スプリット位置候補を共通スプリット位置情報として決定し、前記ＢＳに前記共通スプリット位置情報を送り、
     
    　前記ＢＳは、前記ＮＣで決定された前記共通スプリット位置情報を受けて、共通スプリット位置情報に従いスプリット位置の調整を行い、第１共用モードによるチャネル共用を用いてデータサービスを行う
    周波数チャネル共用方法。
     
16. 　　無線通信システムにおけるネットワークコントローラ装置であって、
    　前記無線通信システムは、
    　隣接セル間でチャネル共用をしない通常モード、又は、周波数チャネルを共用する各フレームにおける下りサブフレームと上りサブフレームとのスプリット位置を共通化して時間軸上で交互に配置することによって互いに干渉を与えないようする第１共用モードでデータサービスを行うためのひとつ又は複数の基地局（ＢＳ）と、
    　前記ネットワークコントローラ装置（ＮＣ）と
    を備え、
    前記ＮＣは、
    　前記ＮＣの管轄下にあるひとつ又は複数のＢＳについて、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在のスプリットの位置、要求するスプリット位置、共通スプリット位置を含むチャネル共用情報が記憶されるチャネル共用情報テーブルと、
    　フレームの共通スプリット位置を決定するための処理部と
    を有し、
     
    　前記ＮＣは、前記ＢＳから、ＢＳ識別情報、使用チャネル、現在スプリット位置、要求スプリット位置を含む基地局情報を受信し、
    　前記ＮＣは、前記基地局情報を前記チャネル共用情報テーブルに記憶し、
    　前記ＢＳが、使用可能チャネルを取得する際、隣接セルと共用するチャネルが選択されたことによりチャネル取得失敗と判定した場合には、隣接する他ＢＳに所属する無線端末が自ＢＳに干渉を与える位置にいるかどうかの干渉判定を行い、前記無線端末からの干渉がない場合には、前記ＮＣは、前記ＢＳから、ＢＳ識別情報、使用チャネルを含むチャネル共用開始トリガを受信し、
    　　前記処理部が、第１推定チャネル利用効率が最大となる共通スプリット位置候補を共通スプリット位置情報として決定し、前記ＢＳに前記共通スプリット位置情報を送り、
     
    　前記ＢＳに、前記ＮＣで決定された前記共通スプリット位置情報を受けて、共通スプリット位置情報に従いスプリット位置の調整を行い、第１共用モードによるチャネル共用を用いてデータサービスを行わせる
    ネットワークコントローラ装置。
     

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