WO2022270064A1 - 通信制御装置および通信制御方法 - Google Patents

通信制御装置および通信制御方法 Download PDF

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WO2022270064A1
WO2022270064A1 PCT/JP2022/013078 JP2022013078W WO2022270064A1 WO 2022270064 A1 WO2022270064 A1 WO 2022270064A1 JP 2022013078 W JP2022013078 W JP 2022013078W WO 2022270064 A1 WO2022270064 A1 WO 2022270064A1
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WO
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communication
communication control
communication device
control device
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PCT/JP2022/013078
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English (en)
French (fr)
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匠 古市
寛斗 栗木
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ソニーグループ株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14Spectrum sharing arrangements between different networks

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication control device and a communication control method.
  • DSA dynamic spectrum sharing
  • CBRS Code Division Multiple Access System
  • Enhanced Antenna Pattern In CBRS Release 2, a Feature called "Enhanced Antenna Pattern” is defined in WINNF-TS-1001 (Non-Patent Document 6) and WINNF-TS-3002 (Non-Patent Document 7). "Enhanced Antenna Pattern” uses horizontal plane beam pattern envelope, vertical plane beam pattern envelope, antenna gain, horizontal plane azimuth and vertical plane azimuth as static antenna pattern (beam pattern) information. In the future, as a further advancement, the introduction of dynamic beamforming using AAS (Active Antenna System) is expected.
  • AAS Active Antenna System
  • WINNF-TS-0112-V1.9.1 "Requirements for Commercial Operation in the U.S. 3550-3700 MHz citizens Broadband Radio Service Band” Electronic Code of Federal Regulations, Title 47, Chapter I, Subchapter A, Part 1, Subpart X Spectrum Leasing [available at https://ecfr.federalregister.gov/current/title-47/chapter-I/subchapter-D/part -96] WINNF-TS-0061-V1.5.1 Test and Certification for citizens Broadband Radio Service (CBRS); Conformance and Performance Test Technical Specification; SAS as Unit Under Test (UUT) [available at https://cbrs.wirelessinnovation.org/release -1-of-the-baseline-standard-specifications ] WINNF-TS-0016-V1.2.4 Signaling Protocols and Procedures for citizens Broadband Radio Service (CBRS): Spectrum Access System (SAS) - citizens Broadband Radio Service Device (CBSD) Interface Technical Specification [available at https://cbrs.wirelessinnovation
  • EIRP stands for Equivalent Isotropic Radiated Power.
  • For each CBSD in the PPA Cluster List (a set of CBSDs belonging to the PPA), calculate the area where the radio field strength satisfies -96dBm/10MHz, and construct one PPA by combining all the calculated areas.
  • SAS performs protection processing so that the cumulative interference power level from other CBSDs outside the PPA does not exceed -80 dBm/10MHz.
  • the beam does not necessarily point in the direction (for example, azimuth) considered during PPA calculation.
  • the coverage constructed by the beam extends to the outside of the PPA, and there is a risk that the CBSD will not be properly protected from cumulative interference by other CBSDs outside the PPA, even though it is operated on a Priority Access basis.
  • an object of the present disclosure is to create an appropriate protection area when a communication device performs dynamic beamforming.
  • the object may be to efficiently create a protection area in response to the problem that the creation of the protection area is inefficient.
  • a communication control device of the present disclosure calculates a metric based on radio signal strength for a plurality of reference points for each of a plurality of beams that can be transmitted by a communication device, and protects the communication device from radio interference based on the metric.
  • a processing unit is provided for creating a first protected area.
  • a communication control method of the present disclosure calculates a metric based on radio signal strength for a plurality of reference points for each of a plurality of beams that can be transmitted by a communication device, and protects the communication device from radio interference based on the metric. Create a first protected area.
  • a computer program of the present disclosure comprises the steps of calculating a metric based on radio signal strength with respect to a plurality of reference points for each of a plurality of beams transmittable by a communication device; and protecting the communication device from radio interference based on the metric. and creating a first protected area that
  • FIG. 2 is a diagram showing a system model according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 illustrates a network configuration in which autonomous decision-making can be applied
  • FIG. 1 illustrates a network configuration in which centralized decision making may be applied
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of signaling between terminals; Supplementary figure explaining how PPA is calculated.
  • 1 is a block diagram of a communication system according to a first embodiment
  • FIG. Fig. 2 shows equipment of a PAL owner connected to a communication control unit
  • 4 is a diagram showing an example of an operation sequence of the communication system according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of setting a plurality of reference points on a radial straight line extending in an azimuth direction corresponding to a certain horizontal direction;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a beam movable range and a beam movable step size in CBSD;
  • FIG. 4 illustrates an example of multiple beams that can be transmitted by a base station;
  • 6 is a flowchart showing an example of processing for calculating a set of reference points that satisfy a threshold for CBSD;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of Modification 1; 9 is a flowchart of an example of processing according to the second embodiment; 10 is a flowchart of an example of processing according to the third embodiment; 14 is a flowchart of an example of processing according to the fourth embodiment; Diagrams showing examples in which certain conditions are met and not met. Figures showing examples where certain conditions are met and other examples where they are not.
  • FIG. 14 is a flowchart of an example of processing for creating a PPA for each beam according to the fifth embodiment;
  • FIG. FIG. 14 is a flowchart of another example of processing for creating a PPA for each beam according to the fifth embodiment;
  • FIG. FIG. 15 is a flowchart of still another example of processing for creating a PPA for each beam according to the fifth embodiment;
  • FIG. 1 shows a system model in one embodiment of the invention.
  • This system model is represented by a communication network 100 including wireless communication, as shown in FIG. 1, and is typically composed of the following entities.
  • ⁇ Communication device 110 ⁇ Terminal 120 ⁇ Communication control device 130
  • this system model includes at least a primary system and a secondary system that use the communication network 100 .
  • a primary system and a secondary system are configured by the communication device 110 or by the communication device 110 and the terminal 120 .
  • Various communication systems can be treated as a primary system or a secondary system, but in this embodiment the primary system and the secondary system shall utilize part or all of the frequency band.
  • the frequency bands assigned to the primary system and the secondary system may partially or wholly overlap, or may not overlap at all. That is, this system model will be described as a model of a wireless communication system for dynamic spectrum access (DSA). Note that this system model is not limited to systems related to dynamic frequency sharing.
  • DSA dynamic spectrum access
  • the communication device 110 is typically a radio base station (Base Station, Node B, eNB, gNB, etc.) or a radio access point (Access Point) that provides radio communication services to the terminal 120. It is a device. That is, the communication device 110 provides a wireless communication service to enable the terminal 120 to communicate wirelessly. Further, the communication device 1 may be a radio relay device or an optical extension device called Remote Radio Head (RRH). In the following description, unless otherwise specified, the communication device 110 is assumed to be an entity that configures the secondary system.
  • RRH Remote Radio Head
  • the coverage (communication area) provided by the communication device 110 is allowed to have various sizes, from a large one like a macrocell to a small one like a picocell.
  • a plurality of communication devices 110 may form one cell like a Distributed Antenna System (DAS). Also, if the communication device 110 has a beamforming capability, a cell or service area may be formed for each beam.
  • DAS Distributed Antenna System
  • the communication device 110 that can access the communication control device 130 without using a wireless path that requires permission from the communication control device 130 is referred to as "communication device 110A".
  • the communication device 110 capable of connecting to the Internet by wire can be regarded as the “communication device 110A”.
  • a wireless relay device does not have a wired Internet connection function
  • a wireless backhaul link using a frequency that does not require permission from the communication control device 130 is established with another communication device 110A. If so, such a wireless relay device may also be considered a "communication device 110A”.
  • the communication device 110 that cannot access the communication control device 130 without a wireless path that requires permission from the communication control device 130 is referred to as the "communication device 110B".
  • a wireless relay device that needs to establish a backhaul link using a frequency that requires permission from the communication control device 130 can be considered as a 'communication device 110B'.
  • a device such as a smartphone equipped with a function of providing a wireless network represented by tethering and using a frequency that requires permission from the communication control device 130 in both the backhaul link and the access link is defined as " communication device 110B'.
  • the communication device 110 does not necessarily have to be fixedly installed.
  • the communication device 110 may be installed in a moving object such as an automobile.
  • the communication device 110 does not necessarily have to exist on the ground.
  • the communication device 110 may be installed in an object that exists in the air or space, such as an aircraft, a drone, a helicopter, a HAPS (High Altitude Platform Station), a balloon, or a satellite.
  • the communication device 110 may be provided on an object on or under the sea, such as a ship, a submarine, or the like.
  • such a mobile communication device 110 corresponds to the communication device 110B and secures an access route to the communication control device 130 by performing wireless communication with the communication device 110A.
  • the frequency used for wireless communication with the communication device 110A is not managed by the communication control device 130, even the mobile communication device 110 can be handled as the communication device 110A.
  • communication device 110 encompasses the meaning of both communication device 110A and communication device 110B, and may be read as either.
  • the communication device 110 can be used, operated, or managed by various operators.
  • MNO Mobile Network Operator
  • MVNO Mobile Virtual Network Operator
  • MNE Mobile Network Enabler
  • MVNE Mobile Virtual Network Enabler
  • shared facility operators Neutral Host Network (NHN) operators, broadcasters, enterprises, educational institutions (school corporations, local government boards of education, etc.), real estate (buildings, condominiums, etc.) ) administrators, individuals, etc.
  • NNN Neutral Host Network
  • the business operator involved in the communication device 110 is not particularly limited.
  • the communication device 110A may be a shared facility used by a plurality of businesses.
  • the operators who install, use, operate, and manage the equipment may be different from each other.
  • a communication device 110 operated by an operator is typically connected to the Internet via a core network.
  • operation, management, and maintenance are performed by a function called OA&M (Operation, Administration & Maintenance).
  • OA&M Operaation, Administration & Maintenance
  • the intermediate device may be the communication device 110 or may be the communication control device 130 .
  • the terminal 120 (User Equipment, User Terminal, User Station, Mobile Terminal, Mobile Station, etc.) is a device that performs wireless communication using the wireless communication service provided by the communication device 110.
  • a communication device such as a smart phone corresponds to the terminal 120 .
  • any device having a wireless communication function can correspond to the terminal 120 .
  • a device such as a camera for business use that has a function of wireless communication may correspond to the terminal 120 even if wireless communication is not the main application.
  • data is transmitted to the terminal 120 such as a radio station for broadcasting business (FPU: Field Pickup Unit) that transmits images for television broadcasting from outside the broadcasting station (on-site) to the broadcasting station in order to perform sports relay etc.
  • FPU Field Pickup Unit
  • the terminal 120 also corresponds to a communication device that Also, the terminal 120 does not necessarily have to be used by a person.
  • a communication device like so-called MTC (Machine Type Communication)
  • devices such as factory machines and sensors installed in buildings may be network-connected and operate as terminals 120 .
  • a device called Customer Premises Equipment (CPE) provided to ensure Internet connection may act as the terminal 120 .
  • CPE Customer Premises Equipment
  • the terminal 120 may be equipped with a relay communication function, as typified by D2D (Device-to-Device) and V2X (Vehicle-to-Everything).
  • D2D Device-to-Device
  • V2X Vehicle-to-Everything
  • the terminal 120 does not need to be fixedly installed or exist on the ground.
  • objects in the air or space such as aircraft, drones, helicopters, and satellites, may act as terminals 120 .
  • an object that exists on or under the sea such as a ship or a submarine, may operate as the terminal 120 .
  • the terminal 120 corresponds to an entity that terminates a radio link using a frequency that requires permission from the communication control device 130, unless otherwise specified.
  • the terminal 120 may operate in the same manner as the communication device 110 depending on the functions provided by the terminal 120 and the applied network topology.
  • a device such as a wireless access point that may correspond to the communication device 110 may correspond to the terminal 120
  • a device such as a smartphone that may correspond to the terminal 120 may correspond to the communication device 110. may apply.
  • the communication control device 130 is typically a device that determines, permits use of, instructs, and/or manages communication parameters of the communication device 110 .
  • database servers called TVWSDB (TV White Space Database), GLDB (Geolocation database), SAS (Spectrum Access System), and AFC (Automated Frequency Coordination) correspond to the communication control device 130 .
  • the communication control device 130 can be regarded as a database server that has authority and roles such as authentication and supervision of radio wave use related to secondary use of frequencies.
  • the communication control device 130 also corresponds to a database server having a role different from the above role.
  • Spectrum Manager (SM) in EN 303 387 of ETSI European Telecommunications Standards Institute
  • Coexistence Manager (CM) in IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.19.1-2018
  • Coexistence Manager (CM) in CBRSA-TS-2001 CxM) or the like which controls radio wave interference between communication devices
  • CM Coexistence Manager
  • CBRSA-TS-2001 CxM CBRSA-TS-2001 CxM
  • RLSS Registered Location Secure Server
  • the entity responsible for determining, permitting, instructing, managing, etc. the communication parameters of the communication device 110 may be called the communication control device 130 without being limited to these examples.
  • the control target of the communication control device 130 is the communication device 110 , but the communication control device 130 may control the terminal 120 under the control of the communication device 110 .
  • the communication control device 130 also corresponds to a combination of a plurality of database servers having different roles.
  • CBRS Alliance SAS (CSAS), which is a combination of SAS and CxM shown in CBRSA-TS-2001, can also be regarded as communication control device 130 .
  • the communication control device 130 can also be realized by implementing software having functions equivalent to those of the database server in one database server.
  • a SAS implementing CxM-equivalent functions or software can also be regarded as the communication control device 130 .
  • a plurality of communication control devices 130 having the same role may exist.
  • at least one of the following three types of decision-making topologies can be applied to the communication control devices 130 . ⁇ Autonomous Decision-Making ⁇ Centralized Decision-Making ⁇ Distributed Decision-Making
  • Autonomous Decision-Making is a decision-making topology in which a decision-making entity (decision-making entity, here the communication control device 130) makes decisions independently of another decision-making entity. It's about.
  • the communication control device 130 independently performs necessary frequency allocation and interference control calculations. For example, when a plurality of communication control devices 130 are distributed as shown in FIG. 2, autonomous decision-making can be applied.
  • Centralized Decision-Making is a decision-making topology in which a decision-making entity delegates decision-making to another decision-making entity.
  • FIG. 3 shows a model (so-called master-slave type) in which one communication control device 130 centrally controls a plurality of communication control devices 130 .
  • the master communication control device 130A controls the plurality of slave communication control devices 130B and can make decisions intensively.
  • Distributed Decision-Making is a decision-making topology in which a decision-making entity cooperates with another decision-making entity to make decisions.
  • a plurality of communication control devices 130 make decisions independently. etc. can fall under "decentralized decision-making”.
  • the master communication control device 130A dynamically delegates decision-making authority to each slave communication control device 130B.
  • implementing abolishment, etc. can also be considered as "decentralized decision-making”.
  • the slave communication control device 130B operates as an intermediate device that binds the plurality of communication devices 110 together.
  • the master communication control device 130A does not have to control the communication device 110 bundled by the slave communication control device 130B, that is, the secondary system configured by the slave communication control device 130B. In this way, as a modified example, mounting as shown in FIG. 4 is also possible.
  • the communication control device 130 can obtain necessary information from entities other than the communication device 110 and the terminal 120 of the communication network 100.
  • the information necessary for protecting the primary system can be obtained from a database (regulatory database) managed or operated by the National Regulatory Authority (NRA) of a country or region.
  • a regulatory database is ULS (Universal Licensing System) operated by the Federal Communications Commission (FCC).
  • Examples of information required to protect the primary system include location information of the primary system, communication parameters of the primary system, Out-of-Band Emission Limit (OOBE), Near Channel Leakage Ratio (ACLR) Adjacent Channel Leakage Ratio), Adjacent Channel Selectivity, Fading Margin, Protection Ratio (PR), etc.
  • OOBE Out-of-Band Emission Limit
  • ACLR Near Channel Leakage Ratio
  • PR Protection Ratio
  • PR Protection Ratio
  • a database that records the communication devices 110 and terminals 120 that have received conformity certification such as the Equipment Authorization System (EAS) managed by the FCC's OET (Office of Engineering and Technology), also falls under the regulatory database. From such a regulatory database, it is possible to obtain information about the operable frequencies of the communication device 110 and the terminal 120, information about the maximum equivalent isotropic radiated power (EIRP), and the like. Of course, communication controller 130 may use this information to protect the primary system.
  • EAS Equipment Authorization System
  • EIRP maximum equivalent isotropic radiated power
  • the communication control device 130 acquires radio wave sensing information from a radio wave sensing system installed and operated for the purpose of radio wave detection of the primary system.
  • a radio wave sensing system installed and operated for the purpose of radio wave detection of the primary system.
  • the communication control device 130 receives radio waves from a radio wave sensing system called Environmental Sensing Capability (ESC) from a shipboard radar, which is a primary system. Get detection information.
  • the communication control device 130 may acquire the radio wave detection information of the primary system from them.
  • the communication control device 130 acquires the activity information of the primary system from the portal system that manages the activity information of the primary system.
  • the communication control device 130 acquires activity information of the primary system from a calendar type system called Informing Incumbent Portal. Activates a protection area called Dynamic Protection Area (DPA) based on the obtained activity information to protect the primary system.
  • DPA Dynamic Protection Area
  • IIC Informing Incumbent Capability
  • the interfaces between the entities that make up this system model may be wired or wireless.
  • the interface between the communication control device 130 and the communication device 110 may use not only a wired line but also a wireless interface that does not depend on frequency sharing.
  • Radio interfaces that do not depend on frequency sharing include, for example, wireless communication lines provided by mobile communication carriers via licensed bands, and Wi-Fi using existing license-exempt bands. There is communication. ⁇ 1.2 Terms related to frequency and sharing>
  • this embodiment will be described assuming a dynamic spectrum access environment.
  • CBRS CBRS in the United States
  • Part 96 Citizens Broadband Radio Service of the FCC rules in the United States
  • each frequency band user is classified into one of three groups, as shown in FIG. This group is called a tier.
  • the three groups are called the Incumbent Tier, Priority Access Tier and General Authorized Access (GAA) Tier, respectively.
  • the Incumbent Tier is a group of existing users who have been using the frequency band for some time. Existing users are also commonly referred to as primary users. Under CBRS, existing users are the US Department of Defense (DOD), fixed satellite operators, and Grandfathered Wireless Broadband Licensees (GWBLs).
  • DOD US Department of Defense
  • GWBLs Grandfathered Wireless Broadband Licensees
  • the Incumbent Tier is not required to avoid interference with the Priority Access Tier and GAA Tier, which have lower priority, nor to suppress the use of the frequency band. Incumbent Tier is also protected from interference by Priority Access Tier and GAA Tier. That is, Incumbent Tier users can use the frequency band without considering the existence of other groups.
  • the Priority Access Tier is a group of users who use the frequency band based on the PAL (Priority Access License) mentioned above. Priority Access Tier users are also commonly referred to as secondary users.
  • the Priority Access Tier is required to avoid interference and suppress the use of the frequency band for the Incumbent Tier, which has a higher priority than the Priority Access Tier.
  • neither interference avoidance nor frequency band usage suppression is required for the GAA Tier, which has a lower priority than the priority access layer.
  • the Priority Access Tier is not protected from interference by the Incumbent Tier with higher priority, but is protected from interference by the GAA Tier with lower priority.
  • the GAA Tier is a group of frequency band users that do not belong to the Incumbent Tier and Priority Access Tier. Similar to Priority Access Tier, GAA Tier users are also commonly referred to as secondary users. However, it is also called a low-priority secondary user because it has a lower priority for shared use than the Priority Access Tier.
  • the GAA Tier is required to avoid interference with the Incumbent Tier and Priority Access Tier, which have higher priority, and to suppress the use of the frequency band. Also, the GAA Tier is not protected from interference by higher priority Incumbent Tiers and Priority Access Tiers.
  • CBRS generally adopts a 3-tier structure, but a 2-tier structure may be adopted in this embodiment.
  • Representative examples of 2-tier structures include Authorized Shared Access (ASA), Licensed Shared Access (LSA), evolved LSA (eLSA), TVWS (TV band White Space), and the US 6 GHz band sharing.
  • ASA, LSA and eLSA do not have a GAA Tier and adopt a structure equivalent to a combination of Incumbent Tier and Priority Access Tier.
  • Priority Access Tier for TVWS and the US 6GHz band shared, and a structure equivalent to a combination of Incumbent Tier and GAA Tier is adopted.
  • the GAA Tier may be divided in the same way and priority may be given to increase the number of Tiers. That is, each group may be split.
  • the primary system of this embodiment is not limited to the CBRS definition.
  • Examples of primary systems include TV broadcasting, fixed microwave circuits (FS: Fixed System), Meteorological Radar, Radio Altimeter, Communications-based Train Control, radio wave A radio system such as Radio Astronomy is assumed. Also, not limited to these, any wireless system can be the primary system of this embodiment.
  • this embodiment is not limited to a frequency sharing environment.
  • the existing system that uses the target frequency band is called the primary system, and the secondary user is called the secondary system.
  • the secondary system It should be read in place of another term.
  • a macro cell base station in a heterogeneous network HetNet
  • the base station may be the primary system
  • the Relay UE (User Equipment) and Vehicle UE that implement D2D and V2X within its coverage may be the secondary system.
  • the base station is not limited to a fixed type, and may be portable or mobile.
  • the communication control apparatus 130 of this embodiment may be provided in core networks, base stations, relay stations, relay UEs, and the like.
  • frequency in the present disclosure is replaced by another term shared by the application destination.
  • a registration procedure is a procedure for registering information on a radio system that intends to use a frequency band. More specifically, it is a procedure for registering device parameters related to the communication device 110 of the wireless system in the communication control device 130 .
  • the registration procedure is initiated by communication device 110 representing the wireless system that intends to use the frequency band notifying communication control device 130 of a registration request including device parameters.
  • device parameters of each of the plurality of communication devices are included in the registration request.
  • the device that transmits the registration request on behalf of the wireless system may be determined as appropriate.
  • Device parameters refer to, for example, the following information.
  • - Information about the user of the communication device 110 (hereinafter referred to as user information)
  • Unique information of the communication device 110 (hereinafter referred to as unique information)
  • Information about the location of the communication device 110 (hereinafter referred to as location information)
  • Information about the antenna of the communication device 110 (hereinafter referred to as antenna information)
  • Information about the wireless interface of the communication device 110 hereinafter referred to as wireless interface information
  • Legal information about the communication device 110 hereinafter referred to as legal information
  • installer information Information about the group to which the communication device 110 belongs (hereinafter referred to as group information)
  • the device parameters are not limited to the above. Information other than these may be treated as device parameters. Note that the device parameters do not have to be transmitted once, and may be transmitted in multiple batches. That is, multiple registration requests may be sent for one registration procedure. In this way, one procedure or one process within the procedure may be divided into multiple times. The same applies to the procedures to be described later.
  • the user information is information related to the user of the communication device 110. For example, user ID, account name, user name, user contact information, call sign, etc. can be assumed.
  • the user ID and account name may be uniquely generated by the user of communication device 110 or may be issued in advance by communication control device 130 . It is preferable to use the call sign issued by the NRA.
  • User information can be used, for example, for interference resolution.
  • the communication control device 130 makes a decision to stop using the frequency being used by the communication device 110 in the frequency use notification procedure described in ⁇ 2.5> below, and issues an instruction based on the decision to stop using.
  • the communication control device 130 may suspect a problem with the communication device 110 and may request the behavior of the communication device 110 to be checked with respect to the user contact information included in the user information.
  • the communication control device 130 can contact using the user information. .
  • the unique information is information that can identify the communication device 110, product information of the communication device 110, information related to hardware or software of the communication device 110, and the like.
  • Information that can identify the communication device 110 can include, for example, the manufacturing number (serial number) of the communication device 110, the ID of the communication device 110, and the like.
  • the ID of the communication device 110 may be uniquely given by the user of the communication device 110, for example.
  • the product information of the communication device 110 can include, for example, an authentication ID, product model number, information on the manufacturer, and the like.
  • Certification IDs are IDs granted by certification bodies in each country or region, such as FCC IDs in the United States, CE numbers in Europe, and certifications of conformity with technical standards in Japan (Technical Conformity). IDs issued by industry associations based on their own authentication programs may also be regarded as authentication IDs.
  • Unique information represented by these can be used, for example, as an allowlist or a denylist.
  • the communication control device 130 in the frequency usage notification procedure described in ⁇ 2.5> below, It is possible to give an instruction to stop using the frequency to Furthermore, the communication control device 130 can behave such that the suspension of use is not lifted until the communication device 110 is removed from the rejection list. Also, for example, the communication control device 130 can reject registration of the communication device 110 included in the rejection list. Further, for example, the operation of not considering the communication device 110 corresponding to the information included in the deny list in the interference calculation of the present disclosure, or considering only the communication device 110 corresponding to the information included in the allow list in the interference calculation. can also be performed by the communication control device 130 .
  • the FCC ID may be treated as information related to transmission power.
  • EAS Equipment Authorization System
  • the FCC ID can be treated as transmission power information.
  • the FCC ID may be treated as equivalent to any other information contained in the EAS.
  • the authentication ID may be treated as equivalent to that information.
  • Information about the hardware of the communication device 110 can include, for example, transmission power class information.
  • transmission power class information For example, in Title 47 C.F.R (Code of Federal Regulations) Part 96 of the United States, two types of classes, Category A and Category B, are defined for the transmission power class information.
  • Information about wear can include information about which of the two classes it belongs to.
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) TS36.104 and TS 38.104 define several eNodeB and gNodeB classes, and these standards can also be used.
  • the transmission power class information can be used, for example, for interference calculation purposes. Interference calculation can be performed using the maximum transmission power defined for each class as the transmission power of the communication apparatus 110 .
  • Information about the software of the communication device 110 can include, for example, version information and a build number about an execution program that describes processes required for interaction with the communication control device 130 .
  • version information and build number of software for operating as communication device 110 may also be included.
  • the location information is typically information that can identify the location of the communication device 110 .
  • it is coordinate information acquired by positioning functions represented by GPS (Global Positioning System), Beidou, QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), Galileo, and A-GPS (Assisted Global Positioning System).
  • GPS Global Positioning System
  • Beidou Beidou
  • QZSS Quadasi-Zenith Satellite System
  • Galileo Galileo
  • A-GPS Assisted Global Positioning System
  • information on latitude, longitude, ground/elevation, altitude, and positioning error may be included.
  • it may be location information registered in an information management device managed by the NRA (National Regulatory Authority) or its entrusted agency.
  • NRA National Regulatory Authority
  • it may be the coordinates of the X-, Y-, and Z-axes with a specific geographical position as the origin.
  • an identifier indicating whether the communication device 110 exists outdoors or indoors can be given.
  • positioning accuracy information may be included in the location information.
  • positioning accuracy information may be provided for both or either of horizontal and vertical planes.
  • Positioning accuracy information can be used as a correction value, for example, when calculating a distance to an arbitrary point.
  • the positioning accuracy information can be used as area information where the communication device 110 may be located. In this case, it is used for processing such as specifying usable frequency information within the area indicated by the positioning accuracy information.
  • the location information may be information indicating the area where the communication device 110 is located. For example, information such as a postal code, an address, etc. that indicates an area determined by the government may be used. Also, for example, a region may be indicated by a set of three or more geographic coordinates. Information indicating these areas may be provided together with the coordinate information.
  • the location information may also include information indicating the floor of the building where the communication device 110 is located.
  • the location information may include an identifier indicating the number of floors, above ground, or below ground.
  • the position information may include information indicating further indoor closed spaces, such as room numbers and room names in the building.
  • the positioning function is typically provided by the communication device 110 .
  • the performance of the positioning function does not meet the required accuracy.
  • the performance of the positioning function may not always be possible to acquire position information that satisfies the required accuracy depending on the installation position of the communication device 110 . Therefore, the positioning function may be provided in a device other than the communication device 110, and the communication device 110 may acquire information regarding the position from the device.
  • the device with the positioning function may be an available existing device, or may be provided by the installer of the communication device 110 . In such a case, it is desirable that the location information measured by the installer of the communication device 110 is written to the communication device 110 .
  • Antenna information is typically information indicating the performance, configuration, etc. of the antenna provided in the communication device 110 .
  • information such as antenna installation height, tilt angle (Downtilt), horizontal orientation (Azimuth), boresight (Boresight), antenna peak gain, and antenna model may be included.
  • Antenna information may also include information about beams that can be formed. For example, information such as beam width, beam pattern, analog or digital beamforming capabilities may be included.
  • Antenna information can also include information about the performance and configuration of MIMO (Multiple Input Multiple Output) communication. For example, information such as the number of antenna elements, the maximum number of spatial streams (or the number of MIMO layers) may be included. In addition, codebook information to be used, weight matrix information, and the like may also be included. Weight matrix information includes unitary matrix, ZF (Zero-Forcing) matrix, MMSE (Minimum Mean Square Error) matrix, etc. These are SVD (Singular Value Decomposition, EVD (Eigen Value Decomposition), BD (Block Diagonalization), etc. Further, when the communication device 110 has a function such as MLD (Maximum Likelihood Detection) that requires nonlinear computation, information indicating the function may be included in the antenna information.
  • MLD Maximum Likelihood Detection
  • the antenna information may include ZoD (Zenith of Direction, Departure).
  • ZoD is a kind of radio wave arrival angle.
  • the ZoD may not be reported from the communication device 110 but may be estimated and reported by another communication device 110 from radio waves emitted from the antenna of the communication device 110 .
  • the communication device 110 may be a device operating as a base station or an access point, a device performing D2D communication, a moving relay base station, or the like.
  • the ZoD can be estimated by direction-of-arrival estimation techniques such as MUSIC (Multiple Signal Classification) or ESPRIT (Estimation of Signal Propagation via Rotation Invariance Techniques).
  • ZoD can also be used by the communication control device 130 as measurement information.
  • the radio interface information is typically information indicating the radio interface technology that the communication device 110 has.
  • the radio interface information may include identifier information indicating the technology used in GSM, CDMA2000, UMTS, E-UTRA, E-UTRA NB-IoT, 5G NR, 5G NR NB-IoT, or further generation cellular systems.
  • Identifier information indicating LTE (Long Term Evolution)/5G-compliant derivative technologies such as MultiFire, LTE-U (Long Term Evolution-Unlicensed), and NR-U (NR-Unlicensed) may also be included.
  • Identifier information indicating standard technologies such as MANs (Metropolitan Area Networks) such as WiMAX and WiMAX2+, and IEEE 802.11 wireless LANs can also be included.
  • Identifier information indicating XGP (Extended Global Platform) or sXGP (Shared XGP) may also be used. It may be identifier information of a communication technology for LPWA (Local Power, Wide Area). Also, identifier information indicating proprietary wireless technologies may be included. Also, version numbers or release numbers of technical specifications defining these technologies may be included as radio interface information.
  • the radio interface information may also include frequency band information supported by the communication device 110 .
  • frequency band information can be represented by an upper limit frequency, a lower limit frequency, a center frequency, a bandwidth, a 3GPP Operating Band number, or a combination of at least two of these.
  • one or more frequency band information may be included in the radio interface information.
  • the frequency band information supported by the communication device 110 may further include information indicating the capabilities of band extension techniques such as carrier aggregation (CA) and channel bonding. For example, combinable band information may be included. Further, for carrier aggregation, information on bands to be used as a primary component carrier (PCC) or a secondary component carrier (SCC) can also be included. It can also include the number of component carriers (CC number) that can be aggregated at the same time.
  • CA carrier aggregation
  • SCC secondary component carrier
  • the frequency band information supported by the communication device 110 may further include information indicating a combination of frequency bands supported by Dual Connectivity and Multi Connectivity.
  • information on other communication devices 110 that cooperatively provide Dual Connectivity and Multi Connectivity may also be provided.
  • the communication control device 130 may take into consideration other communication devices 110 that are in a cooperative relationship, etc., and make judgments on communication control disclosed in this embodiment.
  • the frequency band information supported by the communication device 110 may also include information indicating radio wave usage priority such as PAL and GAA.
  • the radio interface information may also include modulation scheme information supported by the communication device 110 .
  • modulation scheme information supported by the communication device 110 .
  • FSK Frequency Shift Keying
  • n-value PSK Phase Shift Keying, where n is a multiplier of 2 such as 2, 4, 8, etc.
  • n-value QAM Quadrature Amplitude Modulation, where where n is a multiplier of 4, such as 4, 16, 64, 256, 1024, etc.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • Scalable OFDM Scalable OFDM
  • DFT-s-OFDM DFT spread OFDM
  • GFDM Generalized Frequency Division Multiplexing
  • FBMC Fanter Bank Multi Carrier
  • the radio interface information may also include information on error correction codes.
  • error correction codes may include capabilities such as Turbo code, LDPC (Low Density Parity Check) code, Polar code, erasure correction code, and coding rate information to be applied.
  • Turbo code Low Density Parity Check
  • LDPC Low Density Parity Check
  • Polar code Polar code
  • erasure correction code coding rate information to be applied.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the wireless interface information may also include information indicating functions specific to each wireless technical specification supported by the communication device 110 .
  • a representative example is Transmission Mode (TM) information defined in LTE.
  • TM Transmission Mode
  • those having two or more modes for a specific function can be included in the radio interface information like TM information.
  • information indicating the supported function can also be included.
  • the radio interface information may also include Radio Access Technology (RAT) information supported by the communication device 110 .
  • RAT Radio Access Technology
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • PDMA Power Division Multiple Access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • SCMA Synchronization Multiple Access
  • IDMA Interleave Division Multiple Access
  • SDMA Session Code Multiple Access
  • CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance
  • CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection
  • OMA Orthogonal Multiple Access
  • PDMA, CDMA, SCMA, IDMA, and SDMA are classified as Non Orthogonal Multiple Access (NOMA).
  • NOMA Non Orthogonal Multiple Access
  • a representative example of PDMA is a method realized by combining Superposition Coding (SPC) and Successive Interference Canceller (SIC).
  • SPC Superposition Coding
  • SIC Successive Interference Canceller
  • CSMA/CA and CSMA/CD are classified as Opportunistic Access.
  • the radio interface information includes information indicating an opportunistic connection method, it may further include information indicating details of the access method. As a specific example, information indicating whether it is Frame Based Equipment (FBE) or Load Based Equipment (LBE) defined in EN 301 598 of ETSI may be included.
  • FBE Frame Based Equipment
  • LBE Load Based Equipment
  • the radio interface information indicates LBE, it may also include LBE-specific information such as Priority Class.
  • the radio interface information may include information on duplex modes supported by the communication device 110 .
  • a representative example may include information on methods such as FDD (Frequency Division Duplex), TDD (Time Division Duplex), and FD (Full Duplex).
  • TDD Frame Structure information used or supported by the communication device 110 can be added. Also, information related to the duplex mode may be included for each frequency band indicated by the frequency band information.
  • information on the interference power detection level may be included.
  • the radio interface information may also include information on the transmit diversity schemes supported by the communication device 110 .
  • space time coding STC: Space Time Coding
  • STC Space Time Coding
  • the radio interface information may include guard band information.
  • information about the guard band size predetermined for the air interface may be included.
  • information regarding the guard band size desired by communication device 110 may be included.
  • the radio interface information may be provided for each frequency band.
  • the legal information typically includes information on regulations with which the communication device 110 must comply, which is defined by the radio administrative agencies of each country or region, or equivalent organizations, and authentication information acquired by the communication device 110. And so on. Regulatory information typically includes, for example, upper limit information on out-of-band radiation, information on blocking characteristics of receivers, and the like.
  • the authentication information can typically include, for example, type approval information, regulatory information that serves as a standard for obtaining certification, and the like. Type approval information includes, for example, FCC ID in the United States and certification of conformity to technical regulations in Japan. Regulatory information includes, for example, US FCC regulation numbers and European ETSI Harmonized Standard numbers.
  • ACLR Adjacent Channel Leakage Ratio
  • ACS Adjacent Channel Selectivity
  • ACIR adjacent channel interference ratio
  • the installer information can include information that can identify the person who installed the communication device 110 (installer), unique information linked to the installer, and the like.
  • installer information can include information about an individual who is responsible for the location information of communication device 110, which is called a CPI (Certified Professional Installer) defined in Non-Patent Document 2.
  • CPI discloses CPIR-ID (Certified Professional Installer Registration ID) and CPI name.
  • contact address Mailing address or Contact address
  • e-mail address telephone number
  • PKI Public Key Identifier
  • Other information about the installer may be included in the installer information as needed.
  • the group information can include information about the communication device group to which the communication device 110 belongs. Specifically, for example, information related to groups of the same or equivalent types as those disclosed in WINNF-SSC-0010 may be included. Further, for example, when the communication carrier manages the communication devices 110 in units of groups according to its own operation policy, information regarding the group can be included in the group information.
  • the information listed so far may be inferred from other information provided by the communication device 110 to the communication control device 130 without the communication device 110 providing it to the communication control device 130 .
  • guard band information can be inferred from the radio interface information.
  • the radio interface used by the communication device 110 is E-UTRA or 5G NR
  • the E-UTRA transmission bandwidth specification described in 3GPP TS36.104 and the 5G NR transmission bandwidth specification described in 3GPP TS38.104 can be estimated based on the table given in TS38.104, shown below.
  • the communication control device 130 it is sufficient for the communication control device 130 to acquire the information listed so far, and the communication device 110 does not necessarily need to provide the information to the communication control device 130 .
  • the intermediate device 130B eg, network manager
  • the provision of information by the communication device 110 or intermediate device 130B to the communication control device 130 or 130A is merely one means of providing information in this embodiment.
  • the information listed up to this point means that the communication control device 130 is information that may be necessary for the normal completion of this procedure, and means of providing the information does not matter.
  • WINNF-TS-0061 allows for such an approach called Multi-Step Registration.
  • the communication device 110 representing the wireless system that intends to use the frequency band generates a registration request including device parameters and notifies the communication control device 130 of it.
  • the communication device 110 may use the installer information to process the registration request to prevent falsification. Also, part or all of the information included in the registration request may be encrypted. Specifically, for example, a unique public key is shared in advance between the communication device 110 and the communication control device 130, and the communication device 110 uses a private key corresponding to the public key to encrypt information. may be applied.
  • the target of encryption is, for example, information sensitive to crime prevention, such as location information.
  • the IDs and location information of the communication devices 110 are open to the public, and the communication control device 130 may have in advance the IDs and location information of the main communication devices 110 that exist within its own coverage. In such a case, since the communication control device 130 can obtain the location information from the ID of the communication device 110 that sent the registration request, the location information need not be included in the registration request. Also, the communication control device 130 returns necessary device parameters to the communication device 110 that transmitted the registration request, and in response, the communication device 110 transmits a registration request including the device parameters necessary for registration. is also conceivable. Thus, the information included in the registration request may vary from case to case.
  • the communication control device 130 After receiving the registration request, the communication control device 130 performs registration processing of the communication device 110 and returns a registration response according to the processing result. If there is no shortage of information necessary for registration and no abnormality, the communication control device 130 records the information in an internal or external storage device and notifies normal completion. Otherwise, signal registration failure. When the registration is normally completed, the communication control device 130 may assign an ID to each communication device 110 and notify the ID information at the time of response. If the registration fails, the communication device 110 may repost the modified registration request. Also, the communication device 110 may change the registration request and attempt the registration procedure until successful completion.
  • the registration procedure may be executed even after the registration is successfully completed. Specifically, the registration procedure may be re-executed if the location information changes beyond a predetermined criterion, for example due to movement, accuracy improvement, or the like.
  • Predetermined standards are typically set by national or regional legal systems. For example, in 47 CFR Part 15 of the United States, Mode II personal/portable white space devices, that is, devices that use open frequencies, are required to re-register if their location changes by more than 100 meters. . ⁇ 2.2 Available Spectrum Query Procedure>
  • the available frequency information inquiry procedure is a procedure for a wireless system that intends to use a frequency band to inquire of the communication control device 130 for information on available frequencies. It should be noted that it is not always necessary to carry out the available frequency information inquiry procedure. Also, the communication device 110 that makes the inquiry on behalf of the wireless system that intends to use the frequency band may be the same as or different from the communication device 110 that generated the registration request. Typically, the procedure is started by the communication device 110 making an inquiry notifying the communication control device 130 of an inquiry request containing information that can identify the communication device 110 .
  • the available frequency information is typically information indicating a frequency that the communication device 110 can safely use for secondary use without causing fatal interference to the primary system.
  • the available frequency information is determined, for example, based on a secondary usage prohibited area called Exclusion Zone. Specifically, for example, if the communication device 110 is installed in a secondary use prohibited area provided for the purpose of protecting the primary system that uses the frequency channel F1, the communication device 110 may receive the F1 is not advertised as an available channel.
  • the available frequency information can also be determined, for example, by the degree of interference with the primary system. Specifically, for example, even if the frequency channel is outside the secondary usage prohibited area, if it is determined that it will cause fatal interference to the primary system, the frequency channel may not be notified as a usable channel. .
  • An example of a specific calculation method is described in ⁇ 2.2.2> below.
  • the available frequency information set in consideration of interference with other communication devices 110 may be set as, for example, "recommended frequency information" and provided together with the available frequency information. That is, it is desirable that the "recommended frequency information" be a subset of the available frequency information.
  • the same frequency as the primary system or nearby communication device 110 may be notified as an available channel. sell.
  • maximum allowed transmission power information is typically included in the available frequency information.
  • Maximum allowable transmission power is typically expressed in EIRP. It is not always necessary to be limited to this, and for example, a combination of antenna power (Conducted Power) and antenna gain may be provided. Furthermore, for the antenna gain, an allowable peak gain may be set for each spatial direction. ⁇ 2.2.1 Details of required parameters>
  • the information that can identify the wireless system that intends to use the frequency band can be assumed to be, for example, the unique information registered during the registration procedure, the above-mentioned ID information, and the like.
  • Inquiry requests may also include inquiry requirement information.
  • Inquiry requirement information may include, for example, information indicating a frequency band for which availability is desired.
  • transmit power information may be included.
  • the inquiring communication device 110 may include transmit power information, for example, if it wishes to know only frequency information where the desired transmit power is likely to be used.
  • the inquiry requirement information does not necessarily have to be included in the inquiry request.
  • Information indicating the frequency band may also include information indicating the format of available frequency information.
  • the IEEE 802.11 standard defines a channel number for each band. For example, it may include a flag requesting whether or not to use a channel defined by such radio interface technical specifications. Alternatively, a flag requesting the availability of a unit frequency range rather than a defined channel may be included. If the unit frequency is 1MHz, request information on available frequencies for each frequency range of 1MHz. If this flag is used, the desired unit frequency information may be enclosed in the flag.
  • a query request may also include a measurement report.
  • the measurement report includes the results of measurements performed by communication device 110 and/or terminal 120 . Some or all of the measurement results may be represented by raw data or processed data. For example, standardized metrics represented by RSRP (Reference Signal Received Power), RSSI (Reference Signal Strength Indicator), and RSRQ (Reference Signal Received Quality) can be used for measurement. ⁇ 2.2.2 Details of Available Frequency Evaluation Processing>
  • the available frequencies After receiving the inquiry request, we will evaluate the available frequencies based on the inquiry requirement information. For example, as described above, it is possible to evaluate available frequencies in consideration of the primary system, its secondary usage prohibited area, and the existence of nearby communication devices 110 .
  • the communication control device may derive the secondary usage prohibited area. For example, when the maximum transmission power P MaxTx (dBm) and the minimum transmission power P MinTx (dBm) are specified, the distance range between the primary system and the secondary system is calculated from the following formula, and the secondary use prohibited area can be determined.
  • I Th (dBm) is the allowable interference power (limit value of allowable interference power)
  • d is the distance between a predetermined reference point (Reference Point) and the communication device 110
  • PL () (dB) is the propagation loss. is a function of Thereby, frequency availability can be determined according to the positional relationship between the primary system and the communication device 110 .
  • PL ⁇ 1 P Tx(dBm) ⁇ I Th(dBm) ) is calculated and compared with the range formula. can determine the frequency availability.
  • Maximum allowed transmit power information may be derived.
  • the allowable interference power information in the primary system or its protection zone (Protection Zone), the position information of the reference point for calculating the interference power level suffered by the primary system (Reference Point), the registration information of the communication device 110, and Maximum allowable transmission power information is calculated using the propagation loss estimation model. Specifically, as an example, it is calculated by the following formula.
  • the antenna gain in the transceiver is not included, but the maximum allowable transmission power expression method (EIRP, conducted power, etc.) and the reception power reference point (antenna input point, antenna output point, etc.) Accordingly, antenna gain at the transceiver may be included. It may also include a safety margin or the like to compensate for variations due to fading. Feeder loss may also be considered if desired.
  • the ACRL adjacent channel leakage ratio
  • the maximum value of out-of-band radiation it is possible to perform similar calculations for neighboring channels.
  • Equation (2) is written based on the assumption that a single communication device 110 is the source of interference (single-station interference). For example, if aggregated interference from multiple communication devices 110 must be considered at the same time, a correction value may be added. Specifically, for example, the correction value can be determined based on three types (Fixed/Predetermined, Flexible, Flexible Minimized) interference margin distribution methods disclosed in Non-Patent Document 3 (ECC Report 186).
  • Equation (2) it should be noted that it is not always possible to directly use the permissible interference power information itself, as in Equation (2). For example, if the required signal power to interference power ratio (SIR), SINR (Signal to Interference Plus Noise Ratio), etc. of the primary system are available, they may be converted to allowable interference power and used. Note that such conversion processing is not limited to this processing, and may be applied to processing of other procedures.
  • SIR signal power to interference power ratio
  • SINR Signal to Interference Plus Noise Ratio
  • formula (2) is expressed using logarithms, it may of course be converted to antilogarithms for practical use.
  • all logarithmic parameters described in the present disclosure may be appropriately converted to antilogarithms before use.
  • the above-mentioned transmission power information is included in the inquiry requirement information, it is possible to evaluate available frequencies by a method other than the above-mentioned method. Specifically, for example, when it is assumed that the desired transmission power indicated by the transmission power information is used, the estimated amount of interference is less than the allowable interference power in the primary system or its protection zone (Protection Zone) is determined that the frequency channel is available and notified to the communication device 110 .
  • an area or space in which the communication device 110 can use the frequency band is predetermined, just like the area of the REM (Radio Environment Map), it is simply included in the position information of the communication device 110
  • the available frequency information may be derived based only on the coordinates (X-axis, Y-axis, Z-axis coordinates or latitude, longitude, ground clearance of the communication device 110). Further, for example, even if a lookup table that associates the coordinates of the position of the communication device 110 with the available frequency information is prepared, the available frequency information is derived based only on the position information of the communication device 110. good too.
  • there are various methods for determining available frequencies and the examples of this disclosure are not limited.
  • the communication control device 130 acquires information about the capabilities of band extension technologies such as carrier aggregation (CA) and channel bonding as frequency band information supported by the communication device 110.
  • the communication control device 130 may include these available combinations, recommended combinations, etc. in the available frequency information.
  • the communication control device 130 acquires information about a combination of frequency bands supported by Dual Connectivity and Multi Connectivity as the information on the frequency bands supported by the communication device 110, the communication control device 130 acquires Dual Information such as usable frequencies and recommended frequencies for Connectivity and Multi Connectivity may be included in the usable frequency information.
  • the maximum allowable transmission power of each frequency channel may be aligned with the maximum allowable transmission power of a frequency channel with a low maximum allowable power spectral density (PSD).
  • PSD power spectral density
  • Evaluation of available frequencies does not necessarily need to be performed after receiving an inquiry request.
  • the communication control device 130 may proactively perform the registration procedure without an inquiry request after the normal completion of the registration procedure described above.
  • the REM or lookup table shown as an example above, or an information table similar thereto may be created.
  • radio wave usage priorities such as PAL and GAA may be evaluated. For example, if the registered device parameters or inquiry requirements include information on the priority of radio wave usage, it may be determined whether frequency usage is possible based on the priority and notified. Further, for example, as disclosed in Non-Patent Document 2, information (referred to as Cluster List in Non-Patent Document 2) related to the communication device 110 that performs high-priority use (for example, PAL) is communicated from the user in advance. If registered with the controller 130, the evaluation may be based on that information.
  • Information referred to as Cluster List in Non-Patent Document 2
  • the evaluation may be based on that information.
  • the communication control device 130 After completing the evaluation of available frequencies, the communication control device 130 notifies the communication device 110 of the evaluation result.
  • the communication device 110 may use the evaluation results received from the communication control device 130 to select desired communication parameters. If a spectrum grant procedure, which will be described later, is not adopted, the communication device 110 may start radio wave transmission using the selected desired communication parameter as the communication parameter. ⁇ 2.3 Spectrum Grant Procedure>
  • a frequency usage permission procedure is a procedure for a radio system that intends to use a frequency band to receive secondary frequency usage permission from the communication control device 130 .
  • the communication device 110 that performs the frequency usage permission procedure on behalf of the wireless system may be the same as or different from the communication device 110 that has performed the procedures so far.
  • the procedure is started by the communication device 110 notifying the communication control device 130 of a frequency use permission request containing information that can identify the communication device 110 .
  • the available frequency information inquiry procedure is not essential. Therefore, the frequency usage permission procedure may be performed after the available frequency information inquiry procedure, or may be performed after the registration procedure.
  • the designation method is a request method in which the communication device 110 designates desired communication parameters and asks the communication control device 130 for permission to operate based on the desired communication parameters.
  • Desired communication parameters include, but are not limited to, frequency channels to be used, maximum transmission power, and the like.
  • radio interface technology-specific parameters modulation scheme, duplex mode, etc.
  • information indicating radio wave utilization priority such as PAL and GAA may be included.
  • the flexible method is a request method in which the communication device 110 specifies only requirements related to communication parameters and requests the communication control device 130 to specify communication parameters that allow secondary use while satisfying the requirements.
  • Requirements related to communication parameters include, but are not limited to, bandwidth, desired maximum transmission power, or desired minimum transmission power, for example.
  • radio interface technology-specific parameters (modulation scheme, duplex mode, etc.) may be specified.
  • one or more of the TDD Frame Structures may be selected in advance and notified.
  • the frequency use permission request may also include a measurement report regardless of whether it is the designated method or the flexible method.
  • the measurement report includes the results of measurements performed by communication device 110 and/or terminal 120 .
  • a measurement may be represented by raw data or may be represented by processed data.
  • standardized metrics represented by RSRP (Reference Signal Received Power), RSSI (Reference Signal Strength Indicator), and RSRQ (Reference Signal Received Quality) can be used for measurement.
  • the method information used by the communication device 110 may be registered in the communication control device 130 during the registration procedure described in ⁇ 2.1>. ⁇ 2.3.1 Details of frequency use permission processing>
  • the communication control device 130 After receiving the frequency use permission request, the communication control device 130 performs frequency use permission processing based on the frequency use permission request method. For example, using the method described in ⁇ 2.2>, it is possible to perform frequency use permission processing in consideration of the primary system, the secondary use prohibited area, the presence of nearby communication devices 110, and the like.
  • the maximum allowable transmission power information may be derived using the method described in ⁇ 2.2.2>.
  • the allowable interference power information in the primary system or its protection zone (Protection Zone) the position information of the reference point for calculating the interference power level suffered by the primary system (Reference Point), the registration information of the communication device 110, and Maximum allowable transmission power information is calculated using the propagation loss estimation model. Specifically, as an example, it is calculated by the above equation (2).
  • Equation (2) is written based on the assumption that the single communication device 110 is the interference source. For example, if aggregated interference from multiple communication devices 110 must be considered at the same time, a correction value may be added. Specifically, for example, the correction value can be determined based on three types of methods (Fixed/Predetermined, Flexible, Flexible Minimized) disclosed in Non-Patent Document 3 (ECC Report 186).
  • the communication control device 130 can use various propagation loss estimation models in frequency usage permission procedures, available frequency evaluation processing for available frequency information inquiry requests, and the like. If a model is specified for each application, it is desirable to use the specified model. For example, in Non-Patent Document 2 (WINNF-TS-0112), propagation loss models such as Extended Hata (eHATA) and Irregular Terrain Model (ITM) are adopted for each application. Of course, the propagation loss models are not limited to these.
  • Radio wave propagation paths There are also propagation loss estimation models that require information about radio wave propagation paths.
  • Information on radio wave propagation paths includes, for example, information indicating inside and outside the line of sight (LOS: Line of Sight and/or NLOS: Non Line of Sight), terrain information (undulation, sea level, etc.), environmental information (Urban, Suburban, Rural, Open Sky, etc.).
  • LOS Line of Sight and/or NLOS: Non Line of Sight
  • terrain information undulation, sea level, etc.
  • environmental information Userban, Suburban, Rural, Open Sky, etc.
  • a propagation loss estimation model is not specified for a given application, it may be used as needed. For example, when estimating interference power to another communication device 110, a model that calculates a small loss such as a free space loss model is used, but when estimating the coverage of the communication device 110, the loss is large. It is possible to use it properly, such as using a model that is calculated.
  • the estimated amount of interference is less than the allowable interference power in the primary system or its protection zone (Protection Zone) is determined to be permissible for use of the frequency channel, and is notified to the communication device 110 .
  • radio wave usage priority such as PAL and GAA may be evaluated in the same way as inquiry requests. For example, if the registered device parameters or inquiry requirements include information about radio wave usage priority, it may be determined whether frequency usage is possible based on the priority and notified. Also, for example, if information about the communication device 110 that performs high-priority use (for example, PAL) is registered in the communication control device 130 in advance from the user, the evaluation may be performed based on that information. For example, in Non-Patent Document 2 (WINNF-TS-0112), information about the communication device 110 is called Cluster List.
  • PAL Non-Patent Document 2
  • the frequency availability when using the location information of the communication device, the frequency availability may be determined by correcting the location information and coverage using the location uncertainty.
  • the frequency use permission process does not necessarily have to be executed due to reception of a frequency use permission request.
  • the communication control device 130 may proactively perform the above-described registration procedure without requesting for permission to use the frequency after the normal completion of the registration procedure. Further, for example, frequency usage permission processing may be performed at regular intervals. In such cases, the aforementioned REMs, lookup tables, or similar information tables may be created. As a result, the permissible frequency can be determined only from the position information, so that the communication control device 130 can quickly return a response after receiving the frequency usage permission request. ⁇ 2.4 Spectrum Use Notification/Heartbeat>
  • a frequency usage notification is a procedure by which a radio system that uses a frequency band notifies the communication control device 130 of frequency usage based on communication parameters that are permitted to be used in the frequency usage permission procedure.
  • the communication device 110 that performs the frequency usage notification on behalf of the wireless system may be the same as or different from the communication device 110 that has performed the procedures up to this point.
  • the communication device 110 notifies the communication control device 130 of a notification message containing information that can identify the communication device 110 .
  • the frequency usage notification be performed periodically until the communication control device 130 refuses to use the frequency.
  • the frequency usage notification is also called a heartbeat.
  • the communication control device 130 may determine whether or not to start or continue frequency usage (in other words, radio wave transmission at the permitted frequency). As a determination method, for example, confirmation of the frequency usage information of the primary system can be given. Specifically, frequency usage (radio transmission on the permitted frequency) is based on changes in the frequency usage of the primary system, changes in the frequency usage status of the primary system whose radio usage is not regular (for example, the US CBRS shipboard radar), etc. ) to allow or deny the initiation or continuation of If the start or continuation is permitted, the communication device 110 may start or continue frequency utilization (radio transmission at the permitted frequency).
  • frequency usage radio transmission on the permitted frequency
  • the communication device 110 may start or continue frequency utilization (radio transmission at the permitted frequency).
  • communication control apparatus 130 may command communication apparatus 110 to reconfigure communication parameters.
  • reconfiguration of communication parameters can be instructed in the response of the communication control device 130 to the frequency usage notification.
  • information about recommended communication parameters hereinafter referred to as recommended communication parameter information
  • the communication device 110 provided with the recommended communication parameter information uses the recommended communication parameter information to perform the frequency use permission procedure described in ⁇ 2.4> again. ⁇ 2.5 Supplement to various procedures>
  • the two different procedures may be implemented by substituting a third procedure with the roles of the two different procedures. Specifically, for example, a registration request and an available frequency information inquiry request may be notified together. Further, for example, the frequency usage permission procedure and the frequency usage notification may be performed integrally. Of course, it is not limited to these combinations, and three or more procedures may be integrally performed. Also, as described above, one procedure may be separated and performed multiple times.
  • the expression "acquire” or similar expressions in this disclosure does not necessarily mean acquisition according to the procedures described in this disclosure.
  • the location information of the communication device 110 is used in the available frequency evaluation process, it is not always necessary to use the information acquired in the registration procedure, and the location information is included in the available frequency inquiry procedure request. This means that the location information may be used if the In other words, the procedure for acquisition described in this disclosure is an example, and acquisition by other procedures is also permitted within the scope of this disclosure and within the scope of technical feasibility.
  • the information described as being included in the response from the communication control device 130 to the communication device 110 may be actively notified from the communication control device 130 by a push method, if possible.
  • available frequency information, recommended communication parameter information, radio wave transmission continuation refusal notification, and the like may be notified by a push method.
  • the explanation has mainly proceeded assuming the processing in the communication device 110A.
  • the terminal 120 and the communication device 110B may operate under the control of the communication control device 130.
  • the terminal 120 and the communication device 110B must use the frequency managed by the communication control device 130 for the backhaul link, and cannot arbitrarily transmit radio waves.
  • the communication control device It is desirable to initiate backhaul communication for access to 130 .
  • the communication control device 130 under the control of the communication control device 130, it is possible that permissible communication parameters may be set for the terminal and the communication device 110B for the purpose of protecting the primary system.
  • the communication control device 130 cannot know the positional information of these devices in advance. Also, these devices are likely to have mobility. That is, the position information is dynamically updated. Depending on the legal system, re-registration with the communication control device 130 may be obligatory when the location information changes more than a certain amount.
  • the TVWS operation form (Non-Patent Document 4) defined by the Office of Communication (Ofcom) is as follows. Two types of communication parameters shown in are defined. ⁇ Generic Operational Parameters ⁇ Specific Operational Parameters
  • Non-Patent Document 4 Generic operational parameters are defined in Non-Patent Document 4 as "parameters that can be used by any slave WSD located within the coverage area of a predetermined master WSD (equivalent to communication device 110)". communication parameters. A feature is that it is calculated by the WSDB without using the location information of the slave WSD.
  • Generic Operational Parameters can be provided by unicast or broadcast from the communication device 110 already permitted to transmit radio waves by the communication control device 130 .
  • a broadcast signal typified by the Contact Verification Signal (CVS) defined in Part 15 Subpart H of the FCC Rules of the United States can be used.
  • CVS Contact Verification Signal
  • it may be provided by a radio interface specific broadcast signal. This allows the terminal 120 and the communication device 110B to handle it as a communication parameter used for radio wave transmission for the purpose of accessing the communication control device 130.
  • Specific operational parameters are communication parameters defined in Non-Patent Document 4 as "parameters that can be used by a specific slave WSD (White Space Device)". In other words, it is a communication parameter calculated using the device parameter of the slave WSD corresponding to the terminal 120 .
  • a feature is that it is calculated by WSDB (White Space Database) using the location information of the slave WSD.
  • the CPE-CBSD Handshake Procedure defined in Non-Patent Document 5 can be regarded as another form of procedure for terminals.
  • CPE-CBSD does not have a wired backhaul line and accesses the Internet via BTS-CBSD. Therefore, it is not possible to obtain permission from SAS to transmit radio waves in the CBRS band without special regulations and procedures.
  • the CPE-CBSD Handshake Procedure allows CPE-CBSD to transmit radio waves with the same maximum EIRP and minimum required duty cycle as the terminal (EUD) until it obtains permission to transmit radio waves from SAS.
  • the communication device 110B sets the transmission EIRP to the maximum EIRP of the terminal, and performs radio communication with the communication device 110A at the minimum required duty cycle, thereby obtaining permission for radio wave transmission from the communication control device 130.
  • the communication control device 130 can exchange management information with other communication control devices 130 . At least the following information should be exchanged: ⁇ Information related to the communication device 110 ⁇ Area information ⁇ Protection target system information
  • Information related to the communication device 110 includes at least registration information and communication parameter information of the communication device 110 operating under the permission of the communication control device 130 . Registration information for communication devices 110 that do not have authorized communication parameters may also be included.
  • the registration information of the communication device 110 is typically device parameters of the communication device 110 registered in the communication control device 130 in the registration procedure described above. Not all registered information is necessarily exchanged. For example, information that may constitute personal information need not be exchanged. Further, when exchanging the registration information of the communication device 110, the registration information may be encrypted and exchanged, or the information may be exchanged after making the contents of the registration information ambiguous. For example, information converted into binary values or information signed using an electronic signature mechanism may be exchanged.
  • the communication parameter information of the communication device 110 is typically information related to communication parameters that the communication device 110 is currently using. It is desirable that at least information indicating the frequency to be used and the transmission power be included. Other communication parameters may be included.
  • Area information is typically information that indicates a predetermined geographical area. This information may include area information of various attributes in various manners.
  • the area information includes the protection area information of the communication device 110 serving as a high-priority secondary system good.
  • the area information in this case can be represented, for example, by a set of three or more coordinates indicating geographic positions.
  • the area information can be represented by a unique ID, and the actual geographic area can be referenced from the external database using the ID.
  • information indicating the coverage of the communication device 110 may be included.
  • the area information in this case can also be represented, for example, by a set of three or more coordinates indicating geographical positions.
  • the coverage is a circle centered on the geographical position of the communication device 110, it can also be represented by information indicating the size of the radius.
  • information indicating coverage is represented by a unique ID, and actual coverage is determined using the ID from the external database. can be referenced by
  • information related to area divisions predetermined by the government etc. can also be included. Specifically, for example, it is possible to indicate a certain area by indicating an address. Also, for example, a license area can be similarly expressed.
  • the area information does not necessarily have to represent a planar area, and may represent a three-dimensional space.
  • it may be expressed using a spatial coordinate system.
  • information indicating a predetermined closed space such as the number of floors of a building, a floor, a room number, etc., may be used.
  • Protection target system information is, for example, the information of a wireless system that is treated as a protection target, such as the above-mentioned existing layer (Incumbent Tier). Situations in which this information must be exchanged include, for example, situations requiring Cross-border coordination. It is quite conceivable that neighboring countries or regions have different protection targets for the same band. In such a case, protected system information may be exchanged between communication controllers 130 belonging to different countries or regions as needed.
  • the protected system information may include information of the secondary licensee and information of the radio system operated by the secondary licensee.
  • a secondary licensee is specifically a lessee of a license. For example, it is assumed that a secondary licensee will borrow a PAL from the holder and operate the radio system that they own.
  • communication control unit 130 may exchange information on secondary licensees and information on radio systems operated by secondary licensees with other communication control units for the purpose of protection.
  • the ID designation method is a method of acquiring information corresponding to the ID by using an ID assigned in advance to specify information managed by the communication control device 130 .
  • the communication device 110 with ID: AAA is managed by the first communication control device 130 .
  • the second communication control unit 130 issues an information acquisition request to the first communication control unit 130 by designating ID: AAA.
  • the first communication control device 130 searches for information of ID: AAA, and notifies information on the communication device 110 of ID: AAA, such as registration information and communication parameter information, as a response.
  • the period specification method is a method in which information that satisfies predetermined conditions can be exchanged during a specified period.
  • Predetermined conditions include, for example, whether or not information is updated. For example, when a request specifies acquisition of information on the communication device 110 during a specific period, the registration information of the communication device 110 newly registered within the specific period can be notified in the response. In addition, the registration information or communication parameter information of the communication device 110 whose communication parameters have been changed within the specific period can also be notified in the response.
  • a predetermined condition is, for example, whether or not it is recorded by the communication control device 130 .
  • the request specifies acquisition of information on the communication device 110 during a specific period
  • the registration information or communication parameter information recorded by the communication control device 130 during that period can be notified in the response. If the information is updated during that period, you may be notified of the latest information for that period. Alternatively, an update history may be notified for each piece of information.
  • a specific area is specified, and information of the communication devices 110 belonging to the area is exchanged. For example, when a request specifies acquisition of information about the communication device 110 in a specific area, registration information or communication parameter information of the communication device 110 installed in the specific area can be notified in a response.
  • the dump method is a method of providing all information recorded by the communication control device 130 . It is desirable that at least the information related to the communication device 110 and the area information be provided by a dump method.
  • the communication control devices 130 may execute commands or requests to each other. Specifically, one example is reconfiguration of communication parameters of the communication device 110 . For example, when it is determined that the first communication device 110 managed by the first communication control device 130 is receiving a great deal of interference from the second communication device 110 managed by the second communication control device 130 , the first communication control device 130 may request the second communication control device 130 to change the communication parameters of the second communication device 110 .
  • Another example is reconfiguration of area information. For example, if there is a flaw in the calculation of coverage information or protection area information about the second communication device 110 managed by the second communication control device 130, the first communication control device 130 sends the second communication control device 130 On the other hand, a request for reconstruction of the area information may be made. In addition to this, the area information reconstruction request may be made for various reasons. ⁇ 2.8 Information Transmission Means>
  • Notification from the communication device 110 to the communication control device 130 may be implemented, for example, in the application layer.
  • it may be implemented using HTTP (Hyper Text Transfer Protocol).
  • Signaling can be performed by describing required parameters in the HTTP message body according to a predetermined format.
  • notification from the communication control device 130 to the communication device 110 is also performed according to the HTTP response mechanism. ⁇ 2.8.3 Signaling between communication device 110 and terminal 120>
  • the notification from the communication device 110 to the terminal 120 is, for example, radio resource control (RRC: Radio Resource Control) signaling, system information (SI: System Information), and downlink control information (DCI: Downlink Control Information). It may be implemented using Also, as the downlink physical channel, there are PDCCH: Physical Downlink Control Channel, PDSCH: Physical Downlink Shared Channel, PBCH: Physical Broadcast Channel, NR-PDCCH, NR-PDSCH, NR-PBCH, etc. At least one of these may be implemented using
  • Notification from the terminal 120 to the communication device 110 may be performed using, for example, RRC (Radio Resource Control) signaling or uplink control information (UCI).
  • RRC Radio Resource Control
  • UCI uplink control information
  • it may be implemented using an uplink physical channel (PUCCH: Physical Uplink Control Channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • Signaling may be performed in higher layers, not limited to the physical layer signaling described above.
  • signaling when implemented in the application layer, signaling may be implemented by describing required parameters in an HTTP message body according to a predetermined format. ⁇ 2.8.4 Signaling between terminals 120>
  • FIG. 6 shows an example of the signaling flow when assuming D2D (Device-to-Device) or V2X (Vehicle-to-Everything), which is communication between terminals 120, as secondary system communication.
  • D2D or V2X which is communication between terminals 120, may be implemented using a physical sidelink channel (PSCCH: Physical Sidelink Control Channel, PSSCH: Physical Sidelink Shared Channel, PSBCH: Physical Sidelink Broadcast Channel).
  • PSCCH Physical Sidelink Control Channel
  • PSSCH Physical Sidelink Shared Channel
  • PSBCH Physical Sidelink Broadcast Channel
  • the communication control device 130 calculates communication parameters to be used by the secondary system (T101) and notifies the communication device 110 of the secondary system (T102).
  • the value of the communication parameter may be determined and notified, or the conditions indicating the range of the communication parameter may be determined and notified.
  • the communication device 110 acquires communication parameters to be used by the secondary system (T103), and sets communication parameters to be used by the communication device 110 itself (T104). Then, the communication parameters to be used by the terminal 120 under the control of the communication apparatus 110 are notified to the terminal 120 (T105). Each terminal 120 under the control of the communication device 110 acquires communication parameters to be used by the terminal 120 (T106) and sets them (T107). Then, communication with another terminal 120 of the secondary system is carried out (T108).
  • a resource pool is a radio resource for a sidelink set by a specific frequency resource or time resource.
  • Frequency resources include, for example, resource blocks and component carriers.
  • Time resources include, for example, Radio Frames, Subframes, Slots, Mini-slots, and the like.
  • the communication parameters to be applied in the resource pool and the sidelink are also set in the terminal 120 by the communication device 110 based on at least one of RRC signaling from the communication device 110 to the terminal 120, system information, and downlink control information.
  • the notification of resource pool settings and the notification of communication parameters to be used in sidelinks may be sent at the same time or separately.
  • PPA is calculated based on the method specified in requirement R2-PAL-02 specified in WINNF-TS-0112.
  • PPA is an area to protect PAL users from interference from GAA (General Authorized Access).
  • FIG. 7 is a supplementary diagram explaining the calculation method of PPA.
  • R2-PAL-02 PAL Protection Contour
  • b SAS shall estimate the received power of the signal from the CBSD in accordance with R2-SGN-04 and R2-SGN-20 at regularly spaced points along each radial where the regular spacing “M” of the points shall be 200 meters for Initial Certification.
  • the SAS shall estimate the signal received power of the CBSD at regularly spaced points along each radial line according to R2-SGN-04 and R2-SGN-20, where the interval M is , 200[m] for Initial Certification.)
  • c SAS shall determine N(i) for all radials (0 ⁇ i ⁇ 359), which is the number of points along the i-th radial with median signal strength greater than or equal to -96 dBm/10 MHz.
  • d SAS shall generate a first contour, C( ⁇ ), which is comprised of 360 vertex points where the i-th vertex point is the point at distance M x N(i) along the i-th radial.
  • the PAL Coverage Contour S( ⁇ ) shall be generated by smoothing C( ⁇ ) using a Hamming filter of size 15. shall be generated by f SAS shall compute contours, S( ⁇ ), for each CBSD in the PPA cluster list. Subsequently, SAS shall determine the union of the coverage contours for all CBSDs within the PPA cluster list. (SAS shall compute the contour S( ⁇ ) for each CBSD in the PPA cluster list. Subsequently, SAS shall determine the union of coverage contours for all CBSDs in the PPA cluster list. This combination shall be referred to as the "PAL Protected Outline”.)
  • FIG. 8 is a block diagram of the communication system according to the first embodiment.
  • the communication system of FIG. 8 comprises one or more CBSDs (Communications Equipment) 110 and SASs (Communications Control Equipment) 130 .
  • FIG. 9 shows a PAL owner's equipment 140 connected to a communications controller 130 .
  • Device 140 may be part of the communication system of FIG.
  • the communication control device 130 includes a receiver 31 , a processor 32 , a controller 33 , a transmitter 34 and a storage 35 .
  • the transmission unit 34 performs processing for transmitting signals to the communication device 110, other communication control devices and devices 140, wirelessly or by wire.
  • the receiving unit 31 receives signals from the communication device 110, another communication control device, and the device 140 wirelessly or by wire.
  • the control unit 33 controls the entire communication control device 130 by controlling each element in the communication control device 130 .
  • the processing unit 32 performs various processes according to the present embodiment (for example, processes related to various procedures such as CBSD registration procedures, PPA formation processes).
  • the storage unit 35 stores registration information that is information about the registered communication device 110 .
  • the registration information includes, for example, the ID of the communication device 110, location information, maximum transmission power information (EIRP capability value, maximum conducted power, etc.), dynamic beam pattern information, and the like, which will be described later.
  • an ID (grant ID) of a grant of a beam or frequency permitted to be used by the communication device 110 may be included in association with information identifying the permitted beam or frequency.
  • the communication device 110 includes a receiver 11 , a processor 12 , a controller 13 , a transmitter 14 and a storage 15 .
  • the transmission unit 14 performs processing for transmitting signals to the communication control device 130 and other communication devices wirelessly or by wire.
  • the receiving unit 11 performs a process of receiving a signal wirelessly or by wire from the communication control device 130 or another communication device.
  • the control unit 13 controls the entire communication device 110 by controlling each element in the communication device 110 .
  • the processing unit 12 performs various processes according to the present embodiment (for example, processes related to various procedures such as registration procedures).
  • the storage unit 15 of the communication device 110 stores in advance various information necessary for communication with the communication control device 130 or other communication devices. When the communication device 110 can communicate with the device 140, various information necessary for communication with the device 140 may be stored in advance.
  • the storage unit 15 also stores information about various performances and specifications of the communication device 110 .
  • the storage unit 15 of the communication device 110 stores the ID of the communication device 110, position information, maximum transmission power information (EIRP capability value, maximum conducted power, etc.), dynamic beam pattern information, and the like. .
  • the device 140 of the PAL owner operator in FIG. 9 is connected to the SAS (communication control device) 130 by wire or wirelessly.
  • the device 140 may be, for example, a terminal such as a PC (Personal Computer) connected to a fixed line.
  • Device 140 may be, for example, a computing device such as a smart phone, tablet, laptop PC, desktop PC, or the like. Note that when the device 140 is wirelessly connected, the device 140 may be the terminal 120 in FIG.
  • FIG. 9 shows a configuration in which the device 140 communicates directly with the communication control device 130, a configuration in which the device 140 communicates with the communication control device 130 using the communication device 110 as a relay device is also possible. A configuration is also possible in which the device 140 communicates directly with the communication device 110 . In these cases, the transmitter 14 and the receiver 11 of the communication device 110 can transmit and receive signals to and from the device 140 .
  • Each processing block of the communication control device 130, the communication device 110 and the device 140 is configured by hardware circuits, software (programs, etc.), or both.
  • the storage unit 35 and the storage unit 15 are configured by arbitrary storage devices such as a memory device, a magnetic storage device, and an optical disk. Storage unit 35 and storage unit 15 may be externally connected to communication control device 130 and communication device 110 by wire or wirelessly, rather than inside communication control device 130 and communication device 110 .
  • Transmitter 34 and receiver 31 in communication control device 130 and transmitter 14 and receiver 11 in communication device 110 may include one or more network interfaces depending on the number or types of connectable networks. good.
  • communication control device 130 and communication device 110 each include at least one antenna. good.
  • the communication control device 130 and the communication device 110 are assumed to perform wireless communication, and each has at least one antenna.
  • the communication system according to this embodiment will be described in detail below, assuming that the communication device 110 is CBSD and the communication control device 130 is SAS.
  • FIG. 10 shows an example of the operation sequence of the communication system according to the first embodiment. More specifically, FIG. 10 shows the operational sequence that takes place between communication device 110 (CBSD), communication control device 130 (SAS) and device 140 . Instead of the CBSD 110, a domain proxy (DP: Domain Proxy) may perform processing.
  • CBSD communication device 110
  • SAS communication control device 130
  • DP Domain Proxy
  • the SAS 130 performs a CBSD Registration procedure, which is a procedure for registering the CBSD 110 with each CBSD 110 (S101).
  • the SAS 130 acquires the following information for each CBSD in order to calculate the PPA in the CBSD registration procedure.
  • (1) Location information (2) Maximum transmission power information (EIRP capability value, maximum conducted power, etc.) (3) Dynamic beam pattern information
  • the dynamic pattern information includes information about the range of motion of the beam and the beam in each direction within the range of motion. More specifically, the dynamic beam pattern information includes the following information. ⁇ Beam range of motion (horizontal plane, vertical plane) ⁇ Step size (angle) that is the unit of beam movement ⁇ Beam pattern in each direction
  • Each beam is associated with identification information (beam ID) that identifies the beam, and the beam can be identified by the beam ID.
  • Beam IDs may be issued by CBSD or by SAS.
  • the "beam pattern in each direction” may be an envelope expressed by a combination of angles (azimuth and elevation) and gains in the directions of the angles.
  • it may be a formula (calculation formula) that can uniquely determine a pattern by substituting an angle, such as a steering vector.
  • the SAS 130 issues or generates identification information (CBSD ID) for identifying the CBSD 110 to the registered CBSD 110, associates the CBSD ID with the information acquired in step S101, and stores the CBSD ID in the internal storage unit. .
  • CBSD ID identification information
  • the device 140 of the PAL Holder transmits to the SAS 130 a PPA creation request requesting the SAS 130 to create a PPA (S102).
  • Device 140 is operated, for example, by a PAL owner.
  • the PPA creation request includes information on the PAL that will exercise the right to create the PPA, and a list (also called the PPA Cluster List) containing the CBSD IDs (CBSD IDs) that will be the basis for the creation of the PPA.
  • CBSD IDs CBSD IDs
  • One or more CBSD IDs are stored in the PPA Cluster List.
  • the SAS 130 Upon receiving the PPA creation request, the SAS 130 uses the information acquired in step S101 to create the PPA (S103). Details of the processing performed in step S103 will be described later. As a processing result, the SAS 130 generates a PPA creation response including the shape information of the created PPA (PPA creation response), and transmits the PPA creation response to the device 140 of the PAL owner (S104).
  • PPA creation response including the shape information of the created PPA
  • PPA contour information may be included in the PPA creation request sent from the device 140 of the PAL owner.
  • PPA creation response transmitted from the SAS 130 includes information indicating whether or not the PPA of the desired outline information has been created. If the SAS 130 cannot create a PPA with the desired shape information, it may create a PPA with a shape different from the desired shape information as an alternative candidate. In this case, the PPA creation response may include information indicating that the PPA having the desired shape information could not be created and the shape information of the PPA generated as an alternative candidate.
  • the PPA creation process according to the first embodiment will be described in detail below.
  • the PPA creation process according to the first embodiment performs the processes specified in R2-PAL-02-b and R2-PAL-02-c, and interferes with CBSD communication even when CBSD performs dynamic beamforming. It is an improvement that allows you to create a PPA that allows protection from .
  • the PPA creation process is performed by the processing unit 32 of the SAS 130 .
  • the PPA creation process will be described below.
  • each horizontal beam within the range of motion of the horizontal beam is determined for each step size (horizontal step size) in the azimuth direction (horizontal angle direction).
  • a reference point which is a point for calculating a predetermined metric, is commonly set for the same horizontal beam group (a plurality of beams within the vertical plane movable range) determined for each horizontal step size.
  • a plurality of reference points are set on straight lines (radial straight lines) extending along the horizontal plane from the reference height with respect to the CBSD in directions of 0 to 359 degrees (azimuth angle) including the horizontal direction.
  • the predetermined metric is a metric based on radio signal strength, and in the case of CBRS as an example, it is an average signal strength.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of setting a plurality of reference points on radial straight lines extending in the azimuth direction corresponding to a certain horizontal direction ⁇ .
  • the reference point is determined based on the antenna height h corresponding to the height position of the CBSD and the elevation step size (vertical step size) within the vertical plane beam motion range.
  • the antenna height h corresponds to the installation height of the CBSD antenna (for example, the height from a reference plane such as the ground surface).
  • Let origin C be the intersection of a straight line D2 extending perpendicularly from the CBSD antenna to a reference plane (ground surface, etc.) and the reference plane.
  • the origin C corresponds to a point at a height h[m] below the CBSD.
  • the vertical plane beam movable range A1 in the horizontal direction ⁇ is schematically shown in a fan shape.
  • a plurality of reference points are also set for the remaining azimuth directions (359 directions) other than the horizontal direction ⁇ (azimuth direction).
  • the plurality of reference points for the other azimuth directions are obtained by rotating the plurality of reference points for the horizontal direction ⁇ described above around the origin C and moving them to positions corresponding to the difference in azimuth angle. position.
  • the distances (relative positions) from the origin C to the multiple reference points on the radial straight lines extending in that direction from the origin C are the same as the multiple reference points obtained with respect to the horizontal direction ⁇ . , and only the arrangement directions (radial directions) of the plurality of reference points are different.
  • a common reference point is calculated (set) for a group of beams (a plurality of beams included in the vertical plane beam movable range A1) with a certain horizontal direction ⁇ as the beam direction.
  • the above-described method is applied to the beam group (multiple beams included in the vertical plane beam range of motion) having the other horizontal directions.
  • common reference points a plurality of reference points on each radial straight line of 0 to 359 degrees
  • the movable range and movable step size (angle) of the vertical plane beam are the same, even in the other horizontal direction ⁇ , from the origin C to multiple reference points on the 360 radial straight lines extending in each azimuth direction from the origin C
  • the distance (relative position) of is the same as that calculated in the horizontal direction ⁇ described above.
  • the range of motion of the vertical plane beam and the movable step size (angle) are the same for all horizontal directions (azimuth directions) in the range of motion of the horizontal plane beam. Therefore, the relative positions of the reference points from the origin C on the 360 radial lines extending from the origin are the same for all beams within the horizontal and vertical plane beam excursions.
  • the beam may be movable in a direction higher than the height (h [m]) of the CBSD antenna (direction opposite to the installation surface).
  • the reference points were set at equal intervals.
  • the point at which the straight line Kx extending in each direction of the vertical plane beam (gain peak direction) intersects the radial straight line D1 is defined as the reference point Rx.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating examples of the beam movable range and the beam movable step size in CBSD.
  • Beam movable range Beam moving step size Let the number of beams be Nbeam. indicates the possible beam range in the horizontal plane direction (azimuth angle direction), as shown in the left diagram of FIG. indicates the beam movable range in the vertical plane direction, as shown in the right diagram of FIG. indicates the horizontal step size. indicates the vertical step size.
  • the number of beam patterns that can be formed by dynamic beamforming can be expressed by the following equation (3).
  • the SAS 130 calculates a metric based on radio signal strength for multiple reference points on 360 radial lines.
  • SAS 130 identifies the reference points where the metric meets the threshold.
  • a metric that satisfies a threshold means, for example, that the metric is equal to or greater than the threshold, and this embodiment deals with the case where the metric is equal to or greater than the threshold.
  • the metric is for example the average signal strength for CBRS.
  • the threshold is, for example, -96 [dBm/10MHz] for CBRS. Details will be described below.
  • NRP, ⁇ k be the number of reference points (the number of reference points set on a radial straight line) at an azimuth (horizontal azimuth) ⁇ k .
  • a reference point nRP, ⁇ k (1 ⁇ nRP, ⁇ k ⁇ NRP , ⁇ k ) corresponds to each vertical plane beam elevation angle.
  • Average signal strength at reference point n RP, ⁇ k can be calculated by the following equation (4).
  • FIG. 13 shows an example of multiple beams that can be transmitted by the base station 110.
  • FIG. A plurality of beams B101, B102, B103, B104, and B105 are shown as examples of beams movable within the beam movable range A11.
  • the movable range of the beam specifically means the range including the peak direction of the beam.
  • one or more beams in other directions may be transmittable by base station 110.
  • FIG. Envelope E11 comprehensively indicates the range of radio waves used for communications by beams B101 to B105, etc. As an example, it is necessary to protect communications in this range.
  • the envelope E11 may be treated as one beam.
  • the set of points whose average signal strength (metric) is equal to or higher than the threshold among the reference points is expressed as RP, and when the CBSD can form the number of pattern beams shown in Equation (3), the set for the CBSD An example of calculating RP is shown.
  • the set of points whose average signal strength (metric) is above the threshold among the reference points is expressed as RP.
  • An example of calculating the set RP for the CBSD when the CBSD can form the number of pattern beams represented by Equation (3) will be described below.
  • FIG. 14 is a flow chart showing an example of processing for calculating a set RP for one CBSD.
  • the processing in FIG. 14 is performed by the processing unit 32 of the SAS (communication control unit) 130 .
  • the index indicating the reference point in the azimuth (horizontal plane azimuth) ⁇ is n RP, ⁇ (the total number of reference points is N RP, ⁇ ).
  • P nRP, ⁇ be the average signal strength, which is a metric
  • P Th be the threshold.
  • N beam represents the number of beams
  • n beam represents a number (index) for identifying a beam.
  • the initial value of nbeam is 0.
  • the initial value of the horizontal azimuth angle ⁇ is assumed to be -1.
  • the initial values of n RP and ⁇ are set to 0.
  • the beam index n beam is incremented by 1, and the n beam -th beam is selected as the target beam (S201). Since the initial value of n beam is 0, the first beam is selected for the first processing.
  • the horizontal plane azimuth angle ⁇ is incremented by 1 (S202). Since the initial value of ⁇ is ⁇ 1, ⁇ is set to 0 degrees in the first processing.
  • the reference point index n RP, ⁇ is incremented by 1, and the n RP, ⁇ -th reference point is selected (S203).
  • the reference point for the horizontal plane azimuth angle ⁇ is set by the method described with reference to FIG. 11 described above. Since the initial value of n RP, ⁇ is 0, the first processing selects the first reference point. Denoting the x-th reference point as Rx, in the example of FIG. 11 above, the reference point R1, which is farthest from the CBSD, is selected.
  • An average signal strength P nRP, ⁇ which is a metric, is calculated with respect to the reference point selected in step S203 (S204).
  • P nRP, ⁇ is calculated, for example, by Equation (4) above.
  • step S205 It is determined whether the average signal strength P nRP, ⁇ is equal to or greater than the threshold value P Th (S205). If the average signal strength P nRP, ⁇ is less than the threshold value P Th , the process proceeds to step S207. If the average signal strength P nRP, ⁇ is greater than or equal to the threshold P Th , the index n RP, ⁇ is added to the set RP (S206). After that, the process proceeds to step S207.
  • the average signal strength is assumed to be equal to or greater than the threshold, and the calculation of the average signal strength is omitted.
  • the metrics calculated for reference points R1, R2, and R3 are less than the threshold, but the metrics calculated for reference point R4 are greater than or equal to the threshold, omit the metric calculation for R5 to Rn. good too.
  • the reference points R5 to Rn for which calculation is omitted may be added to the set RP.
  • the metric of the reference point is calculated until the metric becomes equal to or greater than the threshold, and after the metric becomes equal to or greater than the threshold, calculation of the metric for the reference point is omitted.
  • the SAS 130 Based on the set RP obtained by the processing in FIG. 14, the SAS (communication control unit) 130 selects the farthest (most outer) reference point.
  • the SAS 130 obtains the PPA contour (corresponding to C( ⁇ ) in the conventional method) by connecting lines between the identified reference points.
  • the area surrounded by the specified reference points is defined as the protected area (PPA outline).
  • the SAS 130 may use a Hamming filter or the like to smooth C( ⁇ ) to obtain the PPA outline S( ⁇ ), as in the conventional method.
  • the outline C( ⁇ ) or S( ⁇ ) is an example of a protection area (first protection area) that protects the CBSD from interference.
  • SAS also computes the contour S( ⁇ ) or C( ⁇ ) for the other CBSDs in the PPA cluster list as in the conventional method, and calculates the contour S( ⁇ ) for all CBSDs in the PPA cluster list. ( ⁇ ) or C( ⁇ ) may be combined to create a PAL protection contour (third protection region).
  • a protection area is created to protect the CBSD from interference based on the metrics calculated for each beam.
  • PPA protection area
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of Modification 1.
  • the illustrated area D1 is an area specified (occupied) by a set of reference points included in the set RP, that is, an area in which the average signal power above the threshold is calculated.
  • a line circumscribing the group of reference points may be calculated, and an area surrounded by the calculated line may be defined as the area D1.
  • an area of a predetermined size for example, an area of a certain range around the reference point
  • a set of the set areas may be the area D1.
  • the set of reference points may be the area D1.
  • regions specified by reference points that are not included in the set RP that is, regions (hole regions) where the average signal power is less than the threshold can occur.
  • Regions H1, H2, H3 are examples of hole regions.
  • the SAS processor 32 may detect hole regions and treat detected hole regions as regions whose metric is greater than or equal to a threshold based on arbitrary criteria (i.e., hole regions may be treated as part of the PPA). , included in the PPA). For example, if the area (size) of the hole area is less than a certain value, the hole area is included in the PPA, and if it is equal to or larger than the certain size, the hole area is not included in the PPA.
  • the average signal strength was calculated in order from the reference point farther from the CBSD to the closer reference point.
  • the average signal strength is calculated in the order of Rn, Rn-1, Rn-2, . . . , R2, R1.
  • it may be determined to omit the calculation of the average signal strength for the reference points after it is determined that the average signal strength is below the threshold, and not to add the omitted reference points to the set RP. .
  • the condition for selecting the reference points to be included in the set RP is that the average signal strength is equal to or greater than the threshold, but other examples are also possible.
  • the condition for selecting the reference point may be that the maximum signal strength or the minimum signal strength is equal to or greater than a threshold.
  • various variations such as a method based on the standard deviation of signal strength are conceivable as conditions for selecting a reference point.
  • a common reference point is used for each beam included in the same vertical plane beam movable range, but different reference points are used for each beam. May be set.
  • the point where the straight line corresponding to the direction of the beam (elevation angle) intersects with the straight line D1 and the points that are spaced apart from each other on the left and right sides (closer and farther from the CBSD) along the straight line D1 from that point Groups may be set as reference points for the beam.
  • Reference points are set in the same manner for other beams in the same vertical plane beam movable range. Even with this method, although the amount of calculation increases, the reference point can be set in consideration of the beam direction (gain direction), so it is possible to create a PPA with a shape suitable for dynamic beamforming.
  • FIG. 16 is a flowchart of processing according to the second embodiment, showing an example of processing for calculating a set RP for one CBSD.
  • the processing in FIG. 16 is performed by the processing unit 32 of the SAS (communication control unit) 130 .
  • the flowchart of FIG. 16 is obtained by adding step S211 to the flowchart of FIG. Since steps S201 to S209 are the same as those in FIG. 14, description thereof is omitted.
  • step S211 it is determined whether or not the reference point index n RP, ⁇ has been stored in the set RP. If it has already been stored, the process returns to step S203 and the index n RP, ⁇ is incremented by 1 (S203). If it has not been stored, the process proceeds to step S204.
  • Constraints may be imposed on the elevation and/or horizontal (azimuth) angles of beam transmission by CBSD.
  • a constraint such as prohibition of beam transmission to a certain azimuth angle may be imposed constantly at the position of the CBSD or the like. In this case, the calculation of the metric (average signal strength) at that azimuth is skipped, and the region of that azimuth is excluded from the protection region.
  • CBSD using a fixed beam with a peak at the prohibited azimuth angle was rejected at the time of CBSD Registration, so there was no need to consider such restrictions.
  • FIG. 17 is a flowchart of processing according to the third embodiment. Give an example. The processing in FIG. 17 is performed by the processing unit 32 of the SAS (communication control unit) 130 . FIG. 17 corresponds to the addition of step S221 to the flowchart of FIG. 14 used in the description of the first embodiment. Since steps S201 to S209 are the same as those in FIG. 14, description thereof is omitted.
  • step S221 it is possible to omit the calculation of the metrics for the reference points already stored in the set RP. That is, it is possible to add step S221 to the flowchart of FIG. 16 used in the description of the second embodiment.
  • step S221 in FIG. 17 it is determined whether the horizontal direction (azimuth angle) ⁇ satisfies the beam transmission constraint, that is, whether the horizontal direction ⁇ satisfies a specific condition. If the constraint is not satisfied (that is, if a specific condition is satisfied), it is determined to omit the metric calculation for the horizontal direction ⁇ , and the process returns to step S202. If the constraint is satisfied (ie the specified condition is not satisfied), go to step S203.
  • step S221 Specific examples of specific conditions used in step S221 are shown below.
  • the conditional branch of step S221 in the flowchart of FIG. 17 goes through "No" (the specific condition is not satisfied).
  • the adjusted Tx power level should be taken into account when calculating available beams and when issuing PAL grants. be.
  • a PAL grant is a permission to use a beam or frequency based on PAL and is issued by SAS 130 .
  • the average signal strength is calculated only for the horizontal direction (azimuth angle) that satisfies the constraint, and the horizontal direction that does not satisfy the constraint is calculated.
  • a PPA with an appropriate shape can be generated.
  • the area excluded from PPA can be used by other systems, and the frequency utilization efficiency can be improved.
  • FIG. 18 is a flowchart of processing according to the fourth embodiment, and shows an example of a case where there is a constraint regarding a specific location in the processing of calculating a set RP for one CBSD.
  • the processing in FIG. 18 is performed by the processing unit 32 of the SAS (communication control unit) 130 .
  • FIG. 18 corresponds to the addition of step S231 to the flowchart of FIG. 16 used in the description of the second embodiment. Steps S201 to S209 and S211 in FIG. 18 are the same as in FIG. 16, so description thereof will be omitted.
  • step S231 of FIG. 18 it is determined whether the reference point selected in step S203 satisfies the constraints on the specific location, that is, whether the reference point selected in step S203 satisfies a specific condition. If the constraint is not satisfied (that is, if a specific condition is satisfied), it is decided to omit the calculation of the metric for that reference point, and the process returns to step S203. If the constraint is satisfied (ie the specified condition is not satisfied), go to step S204.
  • FIG. 19 shows an example in which the specific condition shown in (a) above is satisfied and an example in which it is not satisfied.
  • the relationship between a restricted area E1, which is a predetermined area, and the CBSD beam is shown.
  • Each point within the restricted area E1 indicates a reference point included in the restricted area E1 among the reference points set for the CBSD.
  • the constraint is satisfied because the peak direction of the beam does not face the restricted area, which is a predetermined area. That is, the specific condition that "the n RP -th reference point is included in the area and the n beam -th beam has a peak in the direction of the n RP -th reference point" is not satisfied.
  • the branch condition of step S231 in the flowchart of FIG. 18 is "No".
  • the peak direction of the beam faces the restricted area E1, which is the predetermined area, so the constraint is not satisfied. That is, the specific condition that "the n RP -th reference point is included in the area and the n beam -th beam has a peak in the direction of the n RP -th reference point" is satisfied. In this case, the branch condition at step S231 in the flowchart of FIG. 18 is "Yes".
  • the peak of the beam must not point toward a given area, and the range of a given beam width (e.g., half-value width (3 dB bandwidth)) must not overlap the given area (a given beam width must not include at least part of the area of ).
  • the condition that the n RP -th reference point is included in the area and that the direction within the range of the predetermined beam width from the peak of the n beam -th beam includes the n RP -th reference point, Corresponds to certain conditions.
  • FIG. 20 shows an example in which the specific condition shown in (b) above is met and an example in which it is not met.
  • the peak direction of the beam does not face the restricted area, which is a predetermined area.
  • the range of the half-value width does not include at least part of the restricted area (the range of the half-value width does not overlap with the restricted area).
  • the specific condition that "the n RP -th reference point is included in the area and the direction within the range of the predetermined beam width from the peak of the n beam -th beam includes the n RP -th reference point" Not fulfilled.
  • the peak direction of the beam faces outside the restricted area, which is a predetermined area
  • the direction within the range of the half-value width includes a part of the restricted area.
  • the specific condition that "the n RP -th reference point is included in the area and the direction within the range of the predetermined beam width from the peak of the n beam -th beam includes the n RP -th reference point" It is filled.
  • the conditional branch at step S231 in the flowchart of FIG. 18 passes through "No" (the specific condition is not satisfied). Further, if such a transmit power level adjustment is made, the adjusted transmit power level shall be taken into account when calculating available beams and when issuing PAL grants. do.
  • the average signal strength is calculated only for the reference points that satisfy the constraint, and for the reference points that do not satisfy the constraint,
  • PPA with an appropriate shape can be generated.
  • the area excluded from PPA can be used by other systems, and the frequency utilization efficiency can be improved.
  • CBSD is used for dynamic beamforming by improving the processing defined in R2-PAL-02-b and R2-PAL-02-c in a different manner from the first embodiment. Create a PPA that can protect CBSD communications from outside interference, even if you do.
  • PPAs Beam-based PPAs
  • All obtained PPAs Beam-based PPAs
  • a PPA obtained by merging all beam-based PPAs is called a Baseline PPA.
  • the calculation for the azimuth angle may be skipped.
  • the method of the fifth embodiment has the advantage of being able to obtain the PPA for each beam.
  • FIG. 21 shows examples of beams that can be formed by CBSD and the Beam-based PPA obtained for each beam.
  • the upper diagram of FIG. 21 shows an example of three beams (Beam1 Beam2, Beam3) formed by CBSD.
  • the lower diagram of FIG. 21 shows examples of Beam1-based PPA obtained for Beam1, Beam2-based PPA obtained for Beam2, and Beam3-based PPA obtained for Beam3, respectively.
  • FIG. 22 shows an example of a baseline PPA obtained by merging the Beam1-based PPA, Beam2-based PPA, and Beam3-based PPA in the lower diagram of FIG.
  • the processing unit 32 of the SAS (communication control unit) 130 basically requests permission to use frequencies or beams from other CBSDs (for example, GAA in FIG. 5) based on the Baseline PPA shown in FIG. Grant approval process for the request for permission of In other words, as long as the cumulative interference for any point or specified point in the Baseline PPA is below the allowable value, the grant approval process is performed for requests for permission to use frequencies or beams from other CBSDs. etc.
  • DPA Dynamic Protection Area
  • Incumbent primary system
  • the processing unit 32 of the SAS 130 has two types of states “ACTIVE” and "SUSPENDED” for the beam-based PPA (Beam-based PPA) corresponding to each beam. is defined, and the PPA state for each beam is managed in the storage unit 35 .
  • “ACTIVE” corresponds to the per-beam PPA enabled state
  • "SUSPENDED” corresponds to the per-beam PPA disabled state.
  • the processing unit 32 of the SAS 130 detects constraints imposed during operation and individually sets the state of each beam for the CBSD to "ACTIVE" or "SUSPENDED”.
  • the SAS 130 creates a Reconfigured PPA by merging only "ACTIVE” PPAs (Beam-based PPAs). Note that other states may be defined, such as "TERMINATED”, which means discarding or deleting unnecessary PAAs.
  • the SAS 130 groups the PPAs (Beam-based PPAs) and sets the status (“ACTIVE”, “SUSPENDED”) for each group.
  • Criteria for grouping include, for example, the degree of similarity of PPA (Beam-based PPA) contours, the azimuth angle range, and the like. In the former case, PPAs (Beam-based PPAs) having a high degree of similarity in PPA (Beam-based PPA) outline are grouped together. In the latter case, PPAs (Beam-based PPAs) whose beam peak directions belong to the same azimuth angle range are grouped together.
  • FIG. 23 shows three examples of Reconfigured PPAs obtained by reconstructing the Baseline PPA shown in FIG.
  • the left figure shows the Reconfigured PPA obtained when Beam1-based PPA and Beam2-based PPA are set to "ACTIVE” and Beam3-based PPA is set to "SUSPENDED".
  • the center diagram shows the Reconfigured PPA obtained when Beam1-based PPA and Beam3-based PPA are set to "ACTIVE” and Beam2-based PPA is set to "SUSPENDED".
  • the figure on the right shows the Reconfigured PPA obtained when Beam2-based PPA and Beam3-based PPA are set to "ACTIVE” and Beam1-based PPA is set to "SUSPENDED".
  • the FSS OOBE Purge List is a list for protecting FSS earth stations (fixed satellite service ground stations). If a radar or the like starts using a radio wave (such as a beam) that can interfere with the beam associated with a grant stored in the list, the grant must be discarded.
  • DPA Dynamic Protection Area
  • the SAS changes the PPA status of the beam related to the grant to "ACTIVE.” That is, when the SAS processing unit 32 detects that the beam associated with the grant is available, it validates the PPA status of the beam.
  • CPAS Coordinated Periodic Activities among SASs
  • new temporary restrictions e.g., extension of grant suspension
  • PPA for the relevant beam state e.g., extension of grant suspension
  • CPAS is performed once every 24 hours between a plurality of communication control units 130 (SAS), and processes such as calculations related to higher-tier protection are executed. That is, when the SAS processor 32 detects that the beam associated with the grant is no longer available, it invalidates the PPA status of the beam.
  • SAS changes the state of the corresponding PPA from "SUSPEND” to "ACTIVE" when the temporary constraint is released. That is, when the SAS processing unit 32 detects that the beam associated with the grant is available, it validates the PPA status of the beam.
  • SAS When SAS receives a suspension request from CBSD or CBSD User (that is, operator), SAS changes the PPA for the designated beam from "ACTIVE" to "SUSPEND".
  • the SAS processing unit 32 may change the state of the PPA associated with the designated beam from "SUSPEND” to "ACTIVE” when receiving an active request from the CBSD or CBSD User (that is, operator).
  • SAS exchanges PPA information with other SAS. For example, exchange PPA information in CPAS. At this time, it is desirable to exchange at least Baseline PPA information. If both SAS and another SAS have the PPA reconstruction function, it is desirable to exchange beam-by-beam PPA information between the SAS and the other SAS as well.
  • FIG. 24 is a flowchart of an example of processing for creating a beam-by-beam PPA according to the fifth embodiment.
  • the processing of FIG. 24 is performed by the processing unit 32 of the SAS 130.
  • FIG. Step S206 in the flowchart of FIG. 14 used in the description of the first embodiment is changed to step S241.
  • Steps S201 to S205 and S207 to S209 are the same as in the flowchart of FIG.
  • the set RP is commonly used for all beams, but in the processing of FIG. 24 in the fifth embodiment, the set RP is prepared for each beam.
  • Let RPn beam be the set for the n beam -th beam.
  • the SAS 130 stores the index n RP, ⁇ of the reference point selected at step S205 in the set RPn beam for the corresponding beam (n beam -th beam).
  • a set RPn beam of reference points is obtained for each beam.
  • PPA creation processing is performed by the same method as in the first embodiment to create a beam-based PPA (Beam-based PPA).
  • static constraints related to the horizontal direction or static constraints independent of the horizontal direction can be considered to limit the reference points over which a given metric is calculated.
  • FIG. 25 is a flowchart of another example of processing for creating a beam-by-beam PPA according to the fifth embodiment.
  • a set RP for each beam is generated considering static constraints on the horizontal plane direction.
  • the processing in FIG. 25 is performed by the processing unit 32 of the SAS 130.
  • FIG. The same step S221 as in FIG. 17 is added between steps S202 and S203 in FIG. 24 described above. Description of the operation in step S221 is omitted because it is the same as the description given using FIG.
  • FIG. 26 is a flowchart of still another example of processing for creating a beam-by-beam PPA according to the fifth embodiment.
  • a beam unit set RP is generated considering static constraints that do not depend on the horizontal plane direction.
  • the processing of FIG. 26 is performed by the processing unit 32 of the SAS 130.
  • FIG. 18 is added between steps S203 and S204 in FIG. 24 described above. Description of the operation in step S231 is omitted because it is the same as the description given using FIG.
  • PPAs Beam-based PPAs
  • the state of each Beam-based PPA is managed.
  • SUSPEND Beam-based PPAs
  • the spectrum can be used by other systems in the relevant area, and spectrum efficiency can be improved.
  • the PPA since the PPA is created by merging beam-based PPAs, the PPA can be reconstructed with a small amount of calculation.
  • a communication controller comprising a processing unit.
  • the plurality of reference points are set for each of a plurality of horizontal directions, The communication control apparatus according to item 1, wherein the processing unit calculates the metric with respect to the plurality of reference points in the plurality of horizontal directions for each beam.
  • the processing unit selects one reference point based on the metric for each horizontal direction; Item 3.
  • the communication control device according to item 2, wherein the processing unit sets an area surrounded by the selected reference point as the first protection area.
  • [Item 4] The communication according to item 2 or 3, wherein the processing unit selects a reference point whose metric is equal to or greater than a threshold among the plurality of reference points, and sets an area specified by the selected reference point as the first protection area. Control device.
  • [Item 5] 5. The communication control device according to any one of items 2 to 4, wherein the plurality of reference points for each of the plurality of horizontal directions are determined commonly for the plurality of beams.
  • [Item 6] 6 6. The communication control device according to any one of items 2 to 5, wherein the processing unit individually calculates the plurality of reference points for each of the plurality of horizontal directions for each of the plurality of beams.
  • the processing unit determines the plurality of beams based on the movable range and step size of the beam in the azimuth direction and the movable range and step size of the beam in the elevation direction.
  • a communication controller as described.
  • the processing unit Based on the height position of the communication device, the elevation angle of the beam for each step size, and the azimuth angle of the beam, the processing unit calculates the plurality of reference points in the horizontal direction corresponding to the azimuth angle of the beam.
  • the communication control device according to item 7.
  • the processing unit detects an area specified by a reference point whose metric is less than the threshold, and treats the detected area as a part of the first protection area according to the size of the detected area. 4.
  • the communication control device according to item 3. any one of items 2 to 12, wherein the processing unit determines whether the beam satisfies a constraint for each horizontal direction, and omits calculation of the metric for the reference point in the horizontal direction that does not satisfy the constraint. 1.
  • the processing unit determines whether the beam satisfies the constraint for each reference point, and omits calculation of the metric for the reference point that does not satisfy the constraint. 13.
  • the communication control device according to any one of items 2-12.
  • [Item 15] 15. The communication control device according to any one of items 1 to 14, wherein the processing unit creates a second protection area that protects the communication device from radio wave interference for each beam based on the metric.
  • the processing unit selects one or more of the second protection regions for each beam, and combines the selected second protection regions to obtain the first protection region.
  • [Item 17] The processing unit manages a valid or invalid state of the second protection area for each of the beams, and selects the second protection area that is set to be valid from among the plurality of second protection areas. 17.
  • the communication control device according to 16.
  • the processing unit determines whether or not the plurality of beams can be used, enables the second protection area corresponding to the beams permitted to be used, and enables the second protection area corresponding to the beams prohibited to be used. 18.
  • Item 18 Item 18, wherein the processing unit receives information instructing to enable or disable the second protection area from the first device, and enables or disables the second protection area based on the received information.
  • a communication controller as described.
  • [Item 21] calculating a metric based on radio signal strength for a plurality of reference points for each of a plurality of beams transmittable by the communication device; A communication control method for creating a first protection region that protects the communication device from radio wave interference based on the metric.
  • [Item 22] calculating a metric based on radio signal strength for a plurality of reference points for each of a plurality of beams transmittable by the communication device; creating a first protection region that protects the communication device from radio interference based on the metric.
  • Receiving unit 12 Processing unit 13: Control unit 14: Transmitting unit 15: Storage unit 31: Receiving unit 32: Processing unit 33: Control unit 34: Transmitting unit 35: Storage unit 110, 110A, 110B, 110C: Communication device 120: Terminals 130, 130A, 130B: Communication control equipment 140: Equipment (terminals) of PAL owners

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Abstract

【課題】通信装置がダイナミックビームフォーミングを行う場合に、適切な保護領域を作成する。 【解決手段】本開示の通信制御装置は、通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出し、前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成する処理部を備える。

Description

通信制御装置および通信制御方法
 本開示は、通信制御装置および通信制御方法に関する。
 かねてより、多様な無線システムが混在する無線環境の増加や、無線を介して提供されるコンテンツのリッチ化により、無線システムに割り当て可能な電波資源(周波数)の枯渇問題が表面化してきている。そこで、必要な電波資源を捻出する一手段として、特定の無線システムに割り当て済みの周波数帯域のうち、時間的・空間的な空き(White Space)を利活用する『動的周波数共用(DSA: Dynamic Spectrum Access)』が急速に注目を集めている。
 米国では、3550-3700 MHz帯においてCBRS(Citizens Broadband Radio Service)と呼ばれるDSAの仕組みが導入され、商用展開されている。現行の運用は標準化団体Wireless Innovation Forumが策定したRelease 1と呼ばれるCBRS Baseline Standards(非特許文献1、3、4等)に基づいている。Release 1において、SAS(Spectrum Access System)は、保護対象エンティティ(Protected Entity)の保護処理を行うために、CBSD(Citizens Broadband Radio Service Device)の静的なアンテナパターン(ビームパターン)情報として、アンテナゲインおよび水平面方位角を用いる。近年は、周波数のさらなる有効利用等を目指して、Release 2と呼ばれる高度化規格の議論が進んでいる。CBRS Release 2においては、「Enhanced Antenna Pattern」と呼ばれる特徴(Feature)がWINNF-TS-1001(非特許文献6)およびWINNF-TS-3002(非特許文献7)において定義されている。「Enhanced Antenna Pattern」では、静的なアンテナパターン(ビームパターン)情報として、水平面ビームパターン包絡線および垂直面ビームパターン包絡線と、アンテナゲイン、水平面方位角および垂直面方位角とが使用される。将来的にはさらなる高度化として,AAS(Active Antenna System)を活用したダイナミックビームフォーミングの導入が期待される。
WINNF-TS-0112-V1.9.1 "Requirements for Commercial Operation in the U.S. 3550-3700 MHz Citizens Broadband Radio Service Band" Electronic Code of Federal Regulations, Title 47, Chapter I, Subchapter A, Part 1, Subpart X Spectrum Leasing [available at https://ecfr.federalregister.gov/current/title-47/chapter-I/subchapter-D/part-96] WINNF-TS-0061-V1.5.1 Test and Certification for Citizens Broadband Radio Service (CBRS); Conformance and Performance Test Technical Specification; SAS as Unit Under Test (UUT) [available at https://cbrs.wirelessinnovation.org/release-1-of-the-baseline-standard-specifications ] WINNF-TS-0016-V1.2.4 Signaling Protocols and Procedures for Citizens Broadband Radio Service (CBRS): Spectrum Access System (SAS) - Citizens Broadband Radio Service Device (CBSD) Interface Technical Specification [available at https://cbrs.wirelessinnovation.org/release-1-of-the-baseline-standard-specifications ] 940660 D02 CBSD Handshake Procedures v02 [available at https://apps.fcc.gov/kdb/GetAttachment.html?id=RQe7oZJVSWt0fCcNiBV%2Bfw%3D%3D&desc=940660%20D02%20CPE-CBSD%20Handshake%20Procedures%20v02&tracking_number=229297 ] WINNF-TS-1001-V1.2.0 "CBRS Operational and Functional Requirements (Release 2)" [available at https://cbrs.wirelessinnovation.org/enhancements-to-baseline-specifications] WINNF-TS-3002-V1.1.1 "Signaling Protocols and Procedures for Citizens Broadband Radio Service (CBRS): Extensions to Spectrum Access System (SAS) - Citizens Broadband Radio Service Device (CBSD) Interface Technical Specification (Release 2)" [available at https://cbrs.wirelessinnovation.org/enhancements-to-baseline-specifications]
 CBRS Release 1仕様における保護対象エンティティの1つであるPAL(Priority Access License)Protection Area(PPA)は、PPA内でPriority Accessベースで運用されるCBSDの位置情報と、EIRP能力値(EIRP capability)と、静的アンテナパターン情報であるアンテナゲインと、水平面方位角とに基づき、SASによって計算される。EIRPは、最大等価等方輻射電力(Equivalent Isotropic Radiated Power)のことである。PPA Cluster List(PPAに属するCBSDの集合)内のCBSDごとに、電波強度が-96dBm/10MHzを満たすエリアを計算し、計算されたエリアを全て結合することによって1つのPPAを構築する。構築されたPPA内においては、PPA外の他CBSDからの累積干渉電力レベルが-80 dBm/10MHzを超えないようにSASが保護処理を実施する。
 ところが、CBSDがAASを活用してダイナミックビームフォーミングを実施するようになると、必ずしもPPA計算時に考慮される方向(例えば方位角)をビームが向くとは限らない。ビームによって構築されるカバレッジがPPAの外側まで広がり、Priority Accessベースで運用しているにもかかわらず、適切にPPA外の他CBSDによる累積干渉から、CBSDが保護されない恐れが生じる。
 本開示は、上記課題を鑑みて、通信装置がダイナミックビームフォーミングを行う場合に、適切な保護領域を作成することを目的とする。
 また、本開示の解決する課題や目的は必ずしも上記に限定されない。例えば、上記保護領域の作成が非効率的であるという課題に対して、保護領域を効率的に作成することを目的としても良い。
 本開示の通信制御装置は、通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出し、前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成する処理部を備える。
 本開示の通信制御方法は、通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出し、前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成する。
 本開示のコンピュータプログラムは、通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出するステップと、前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成するステップと、をコンピュータに実行させる。
本開示の実施形態におけるシステムモデルを示す図。 自律型意思決定が適用され得るネットワーク構成を示す図。 集中型意思決定が適用され得るネットワーク構成を示す図。 集中型意思決定および分散型意思決定の両方が適用される場合のネットワーク構成を示す図。 CBRSにおける3Tier構造を説明する図。 端末間のシグナリングの流れを説明する図。 PPAの計算方法を説明する補足図。 第1の実施形態に係る通信システムのブロック図。 通信制御装置と接続されるPAL保有事業者の装置を示す図。 第1の実施形態に係る通信システムの動作シーケンスの一例を示す図。 ある水平方向に対応する方位角方向に延びる放射状直線において複数の基準点を設定する例を示す図。 CBSDにおけるビーム可動範囲およびビーム可動ステップサイズの例を説明する図。 基地局により送信可能な複数のビームの例を示す図。 CBSDに対して閾値を満たす基準点の集合を算出する処理の一例を示すフローチャート。 変形例1の説明図。 第2の実施形態に係る処理の一例のフローチャート。 第3の実施形態に係る処理の一例のフローチャート。 第4の実施形態に係る処理の一例のフローチャート。 特定の条件が満たされる例および満たされない例を示す図。 特定の条件が満たされる例および満たされない他の例を示す図。 各ビームに対して得られたビーム単位の保護領域(Beam-based PPA)の例を示す図。 Baseline PPAの例を示す図。 Reconfigured PPAの例を3つ示す図。 第5の実施形態に係るビーム単位のPPAを作成する処理の一例のフローチャート。 第5の実施形態に係るビーム単位のPPAを作成する処理の他の例のフローチャート。 第5の実施形態に係るビーム単位のPPAを作成する処理のさらに他の例のフローチャート。
 以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。本開示において示される1以上の実施形態において、各実施形態が含む要素を互いに組み合わせることができ、かつ、当該組み合わせられた結果物も本開示が示す実施形態の一部をなす。
<<1.想定される代表的なシナリオ>>
<1.1 システムモデル>
 図1は本発明の一実施形態におけるシステムモデルを示す。本システムモデルは、図1に示すように、無線通信を含む通信ネットワーク100で表され、典型的には、以下のエンティティで構成される。
・通信装置110
・端末120
・通信制御装置130
また、本システムモデルには、通信ネットワーク100を利用する、プライマリシステムおよびセカンダリシステムが、少なくとも含まれる。プライマリシステムおよびセカンダリシステムは、通信装置110により、または、通信装置110および端末120により、構成される。様々な通信システムをプライマリシステムまたはセカンダリシステムとして扱うことができるが、本実施形態では、プライマリシステムおよびセカンダリシステムは周波数帯域の一部または全部を利用するものとする。なお、プライマリシステムおよびセカンダリシステムに割り当てられる各周波数帯域は、一部または全部が重複している場合もあるし、全く重複していない場合もある。すなわち、本システムモデルを、動的周波数共用(DSA: Dynamic Spectrum Access)に関する無線通信システムのモデルとして説明する。なお、本システムモデルが、動的周波数共用に係るシステムに限定されるわけではない。
 通信装置110は、典型的には、無線基地局(Base Station、Node B、eNB、gNB、など)や無線アクセスポイント(Access Point)のように、端末120に対して無線通信サービスを提供する無線装置である。すなわち、通信装置110は、無線通信サービスを提供して、端末120の無線通信を可能にする。また、通信装置1は、無線リレー装置であってもよいし、Remote Radio Head(RRH)と呼ばれる光張り出し装置であってもよい。以降の説明においては、特筆しない限り、通信装置110はセカンダリシステムを構成するエンティティであるとして、説明する。
 通信装置110が提供するカバレッジ(通信領域)は、マクロセルのような大きなものから、ピコセルのような小さなものまで、多様な大きさが許容される。分散アンテナシステム(DAS:Distributed Antenna System)のように、複数の通信装置110が1つのセルを形成してもよい。また、通信装置110がビームフォーミングの能力を有する場合、ビームごとにセルやサービスエリアが形成されてもよい。
 本開示においては、通信装置110に2種類の異なるタイプが存在することを想定する。
 本開示においては、通信制御装置130の許可を必要とする無線経路を利用せずとも通信制御装置130へアクセス可能な通信装置110を、『通信装置110A』と呼ぶ。具体的には、例えば、有線でインターネット接続が可能な通信装置110は『通信装置110A』とみなすことができる。また、例えば、有線でのインターネット接続機能をもたない無線リレー装置であっても、通信制御装置130の許可が不要な周波数を用いた無線バックホールリンクが他の通信装置110Aとの間で構築されていれば、そのような無線リレー装置も『通信装置110A』とみなしてもよい。
 本開示においては、通信制御装置130の許可を必要とする無線経路なしには通信制御装置130へアクセスできない通信装置110を、『通信装置110B』と呼ぶ。例えば、通信制御装置130の許可を必要とする周波数を用いてバックホールリンクを構築する必要がある無線リレー装置は『通信装置110B』と見なすことができる。また、例えば、テザリングに代表される無線ネットワーク提供機能を具備するスマートフォンのような装置であって、バックホールリンクとアクセスリンクの両方において通信制御装置130の許可を必要とする周波数を用いる装置を『通信装置110B』として扱ってもよい。
 通信装置110は、必ずしも固定設置される必要はない。例えば、自動車のように動くものに通信装置110が設置されていてもよい。また、通信装置110は、必ずしも地上に存在する必要はない。例えば、航空機、ドローン、ヘリコプター、HAPS(High Altitude Platform Station)、気球、衛星などのように、空中や宇宙に存在する物体に通信装置110が具備されてもよい。また、例えば、船、潜水艦などのように、海上または海中に存在する物体に、通信装置110が具備されてもよい。典型的には、このような移動型の通信装置110は、通信装置110Bに該当し、通信装置110Aと無線通信を実施することで、通信制御装置130へのアクセス経路を確保する。当然のことながら、通信装置110Aとの無線通信で用いる周波数が通信制御装置130の管理対象外であれば、移動型の通信装置110であっても通信装置110Aとして扱うことは可能である。
 本開示において、特に断りがない限りは、『通信装置110』という記載は、通信装置110Aと通信装置110Bの両方の意味を包括し、いずれかに読み替えられてもよい。
 通信装置110は、様々な事業者によって、利用、運用、または管理されうる。例えば、移動体通信事業者(MNO:Mobile Network Operator)、仮想移動体通信事業者(MVNO:Mobile Virtual Network Operator)、移動体通信イネーブラ(MNE:Mobile Network Enabler)、仮想移動体通信イネーブラ(MVNE:Mobile Virtual Network Enabler)、共用設備事業者、ニュートラルホストネットワーク(NHN:Neutral Host Network)事業者、放送事業者、エンタープライズ、教育機関(学校法人、各自治体教育委員会など)、不動産(ビル、マンションなど)管理者、個人などが、通信装置110に関わる事業者として想定されうる。なお、通信装置110に関わる事業者は、特に限られるわけではない。また、通信装置110Aは、複数の事業者が利用する共用設備であってもよい。また、設備の設置利用、運用、および管理を行う事業者がそれぞれ異なっていてもよい。
 事業者によって運用される通信装置110は、典型的には、コアネットワークを介してインターネット接続される。また、OA&M(Operation, Administration & Maintenance)と呼ばれる機能により、運用、管理、および保守がなされる。また、例えば、図1に示すように、ネットワーク内の通信装置110を統合制御する中間装置(ネットワークマネージャ)110Cが存在しうる。なお、中間装置は、通信装置110の場合もありうるし、通信制御装置130の場合もありうる。
 端末120(User Equipment、User Terminal、User Station、Mobile Terminal、Mobile Station、など)は、通信装置110によって提供された無線通信サービスにより、無線通信を行う装置である。典型的には、スマートフォンなどの通信機器が、端末120に該当する。なお、無線通信の機能が具備された装置であれば、端末120に該当しうる。例えば、無線通信の機能を有する業務用カメラといった機器も、無線通信が主な用途でなくとも、端末120に該当しうる。また、スポーツ中継などを行うために、テレビジョン放送用の画像などを放送局外(現場)から放送局へ送信する放送事業用無線局(FPU:Field Pickup Unit)など、端末120にデータを送信する通信機器も、端末120に該当する。また、端末120は、必ずしも、人が利用するものである必要はない。例えば、いわゆるMTC(Machine Type Communication)のように、工場の機械、建物に設置されるセンサ、といった機器が、ネットワーク接続して、端末120として動作してもよい。また、インターネット接続を確保するために設けられる顧客構内設備(CPE:Customer Premises Equipment)と呼ばれる機器が端末120として振る舞ってもよい。
 また、D2D(Device-to-Device)やV2X(Vehicle-to-Everything)に代表されるように、端末120にリレー通信機能が具備されていてもよい。
 また、端末120も、通信装置110と同様、固定設置される必要も、地上に存在する必要もない。例えば、航空機、ドローン、ヘリコプター、衛星などのように、空中や宇宙に存在する物体が端末120として動作してもよい。また、例えば、船、潜水艦などのように海上または海中に存在する物体が端末120として動作してもよい。
 本開示においては、特筆しない限り、端末120は、通信制御装置130の許可を必要とする周波数を用いた無線リンクが終端(Terminate)するエンティティにあたる。ただし、端末120が具備する機能や適用されるネットワークトポロジによっては、端末120は通信装置110と同等の動作をしうる。換言すれば、ネットワークトポロジに応じて、無線アクセスポイントのような通信装置110に該当しうる装置が端末120に該当する場合もありうるし、スマートフォンのような端末120に該当しうる装置が通信装置110に該当する場合もありうる。
 通信制御装置130は、典型的には、通信装置110の通信パラメータの決定、利用許可、指示、および/または管理を行う装置である。例えば、TVWSDB(TV White Space Database)、GLDB(Geolocation database)、SAS(Spectrum Access System)、AFC(Automated Frequency Coordination)と呼ばれるデータベースサーバが、通信制御装置130に該当する。換言すれば、周波数の2次利用に係る電波利用の認証、監督といった権限、役割を有するデータベースサーバを通信制御装置130とみなすことができる。
 通信制御装置130は、前記の役割とは異なる役割を持つデータベースサーバも該当する。例えば、ETSI(European Telecommunications Standards Institute)の EN 303 387におけるSpectrum Manager (SM)やIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.19.1-2018におけるCoexistence Manager (CM)、CBRSA-TS-2001におけるCoexistence Manager (CxM)などに代表される、通信装置間の電波干渉制御を行う制御装置も通信制御装置130に該当する。また、例えば、IEEE 802.11-2016にて規定されるRegistered Location Secure Server(RLSS)も通信制御装置130に該当する。すなわち、これらの例に限らず、通信装置110の通信パラメータの決定、利用許可、指示、管理などを担うエンティティを通信制御装置130と呼んでよい。基本的には、通信制御装置130の制御対象は通信装置110となるが、通信制御装置130は、通信装置110の配下の端末120を制御してもよい。
通信制御装置130は、前記役割の異なる複数のデータベースサーバの組み合わせも該当する。例えば、CBRSA-TS-2001において示されている、SASとCxMの組み合わせであるCBRS Alliance SAS(CSAS)も通信制御装置130とみなすことができる。
通信制御装置130は、1つのデータベースサーバに対して前記データベースサーバと同等の機能を具備するソフトウェアを実装することによっても実現されうる。例えば、CxM相当の機能ないしソフトウェアを実装したSASも通信制御装置130とみなすことができる。
 通信制御装置130は、同様の役割を持つものが複数存在してよい。同様の役割を持つ複数の通信制御装置130が存在する場合、少なくとも以下の3種類の意思決定トポロジのうち、少なくとも1つが通信制御装置130に適用されうる。
・自律型意思決定(Autonomous Decision-Making)
・集中型意思決定(Centralized Decision-Making)
・分散型意思決定(Distributed Decision-Making)
 自律型意思決定(Autonomous Decision-Making)とは、意思決定を行うエンティティ(意思決定エンティティ、ここでは通信制御装置130のこと)が、別の意思決定エンティティとは独立に意思決定を行う意思決定トポロジのことである。通信制御装置130は、必要な周波数割り当てや干渉制御の計算を独自に行う。例えば、図2のように複数の通信制御装置130が分散的に配置される場合に、自律型意思決定が適用されうる。
 集中型意思決定(Centralized Decision-Making)とは、意思決定エンティティが、意思決定を別の意思決定エンティティに委任する意思決定トポロジのことである。集中型意思決定を実施する場合には、例えば、図3のようなモデルが想定される。図3は、1つの通信制御装置130が中央制御的に複数の通信制御装置130を統括するモデル(いわゆるマスタ-スレーブ型)を示す。図3のモデルでは、マスタである通信制御装置130Aは、複数のスレーブである通信制御装置130Bを統括し、集中的に意思決定を行うことが可能である。
 分散型意思決定(Distributed Decision-Making)とは、意思決定エンティティが別の意思決定エンティティと連携して意思決定を行う意思決定トポロジのことである。例えば、図2の自律型意思決定のように複数の通信制御装置130が独立に意思決定を行うが、それぞれの通信制御装置130は、意思決定を行った後に、意思決定結果の相互調整、交渉などを行うことが『分散型意思決定』に該当しうる。また、例えば、図3の集中型意思決定において、負荷分散(ロードバランシング)などを目的として、マスタの通信制御装置130Aが各スレーブの通信制御装置130Bに対して、動的に意思決定権限の委譲または破棄などを実施することも、『分散型意思決定』とみなすことができる。
 集中型意思決定(Centralized Decision-Making)および分散型意思決定(Distributed Decision-Making)の両方が適用される場合もありうる。図4では、スレーブの通信制御装置130Bが、複数の通信装置110を束ねる中間装置として動作する。マスタの通信制御装置130Aは、スレーブの通信制御装置130Bが束ねる通信装置110、つまり、スレーブの通信制御装置130Bが構成するセカンダリシステムを制御しなくてもよい。このように、変形例として、図4のような実装も可能である。
 通信制御装置130は、その役目のために、通信ネットワーク100の通信装置110および端末120以外のエンティティからも必要な情報を取得しうる。具体的には、例えば、国または地域の電波行政機関(NRA:National Regulatory Authority)が管理または運用するデータベース(レギュラトリデータベース)から、プライマリシステムの保護に必要な情報を取得しうる。レギュラトリデータベースの一例としては、米国連邦通信委員会(FCC:Federal Communications Commissions)が運用するULS(Universal Licensing System)などが挙げられる。プライマリシステムの保護に必要な情報の例としては、例えば、プライマリシステムの位置情報、プライマリシステムの通信パラメータ、帯域外輻射制限(OOBE(Out-of-Band Emission) Limit)、近傍チャネル漏洩比(ACLR:Adjacent Channel Leakage Ratio)、近傍チャネル選択性(Adjacent Channel Selectivity)、フェージングマージン、保護比率(PR:Protection Ratio)などがある。プライマリシステムの保護するために、固定的な数値、取得方法、導出方法などが法制などによって定められている地域では、当該法制によって定められている情報を、プライマリシステムの保護に必要な情報として、用いることが望ましい。
 また、FCCのOET(Office of Engineering and Technology)が管理するEquipment Authorization System(EAS)のような適合認証を受けた通信装置110および端末120について記録するデータベースも、レギュラトリデータベースに該当する。このようなレギュラトリデータベースからは、通信装置110や端末120の動作可能周波数に関する情報や最大等価等方輻射電力(EIRP:Equivalent Isotropic Radiated Power)に関する情報などを取得することが可能である。当然、通信制御装置130は、これらの情報をプライマリシステムの保護に用いてよい。
 また、通信制御装置130は、プライマリシステムの電波検知を目的に設置および運用される電波センシングシステムから、電波センシング情報を取得することも想定されうる。具体的な一例としては、米国のCBRS(Citizens Broadband Radio Service)においては、通信制御装置130は、環境センシング機能(ESC:Environmental Sensing Capability)と呼ばれる電波センシングシステムから、プライマリシステムである艦載レーダの電波検知情報を取得する。また、通信装置110や端末120がセンシング機能を具備する場合、通信制御装置130は、これらからプライマリシステムの電波検知情報を取得してもよい。
 また、通信制御装置130は、プライマリシステムのアクティビティ情報を管理するポータルシステムから、プライマリシステムのアクティビティ情報を取得することも想定されうる。具体的な一例としては、米国のCBRS(Citizens Broadband Radio Service)においては、通信制御装置130は、Informing Incumbent Portalと呼ばれるカレンダー型のシステムから、プライマリシステムのアクティビティ情報を取得する。取得したアクティビティ情報に基づいてDynamic Protection Area(DPA)と呼ばれる保護エリアを有効化し、プライマリシステムの保護を図る。Informing Incumbent Capability (IIC)と呼ばれる同等のシステムによっても、同様の手法でプライマリシステムの保護が実現される。
 本システムモデルを構成する各エンティティ間のインタフェースは、有線か無線かを問わない。例えば、通信制御装置130および通信装置110の間のインタフェースは、有線回線のみならず、周波数共用に依存しない無線インタフェースを利用してもよい。周波数共用に依存しない無線インタフェースとしては、例えば、移動体通信事業者が免許帯域(Licensed band)を介して提供する無線通信回線、既存の免許不要帯域(License-exempt band)を利用するWi-Fi通信などが存在する。
<1.2 周波数と共用に関する用語について>
 前述の通り、本実施形態においては、動的周波数共用(Dynamic Spectrum Access)環境下を想定して説明をする。動的周波数共用の代表的な一例として、米国のCBRSで定められる仕組み(すなわち、米国のFCC規則Part 96 Citizens Broadband Radio Serviceで定められる仕組み)を説明する。
 CBRSでは、図5に示すように、周波数帯域のユーザの各々は3つのグループのうちのいずれかに分類される。このグループは、tierと呼ばれる。当該3つのグループは、それぞれ、Incumbent Tier(既存層)、Priority Access Tier(優先アクセス層)およびGeneral Authorized Access (GAA) Tier(一般認可アクセス層)と呼ばれる。
 Incumbent Tierは、周波数帯域を従来から利用する既存ユーザからなるグループである。既存ユーザは、一般的にはプライマリユーザとも呼ばれる。CBRSにおいては、米国の国防総省(DOD:Department of Defense)、固定衛星事業者、および新規則適用除外無線ブロードバンド免許人(GWBL:Grandfathered Wireless Broadband Licensee)が、既存ユーザとして定められる。Incumbent Tierは、より低い優先度を有するPriority Access TierおよびGAA Tierへの干渉回避も、周波数帯域の利用の抑制も要求されない。また、Incumbent Tierは、Priority Access Tierおよび GAA Tierによる干渉から保護される。即ち、Incumbent Tierのユーザは、他のグループの存在を考慮することなく、周波数帯域を使用することが可能である。
 Priority Access Tierは、前述のPAL(Priority Access License)に基づいて周波数帯域を利用するユーザからなるグループである。Priority Access Tierのユーザは、一般的にはセカンダリユーザとも呼ばれる。周波数帯域を利用する際、Priority Access Tierは、Priority Access Tierより高い優先度を有するIncumbent Tierに対しては、干渉回避も、周波数帯域の利用の抑制も要求される。一方、優先アクセス層より低い優先度を有するGAA Tierに対しては、干渉回避も周波数帯域の利用の抑制も要求されない。また、Priority Access Tierは、より高い優先度を有するIncumbent Tierによる干渉から保護されないが、より低い優先度を有するGAA Tierによる干渉から保護される。
GAA Tierは、Incumbent TierおよびPriority Access Tierに属さない周波数帯域ユーザからなるグループである。Priority Access Tierと同様に、一般的には、GAA Tierのユーザもセカンダリユーザとも呼ばれる。ただし、 Priority Access Tierよりも共用利用の優先度が低いことから、低優先度セカンダリユーザとも呼ばれる。周波数帯域を利用する際、GAA Tierは、より高い優先度を有するIncumbent TierおよびPriority Access Tierに対して、干渉の回避も、周波数帯域の利用の抑制も要求される。また、GAA Tierは、より高い優先度を有するIncumbent TierおよびPriority Access Tierによる干渉から保護されない。
 上記に動的周波数共用の代表的な一例としてCBRSの仕組みを説明したが、本実施形態が、CBRSの定義に限定されるわけではない。例えば、図5に示したように、CBRSは一般に3Tier構造を採るが、本実施形態においては、2Tier構造が採用されてもよい。2Tier構造の代表的な一例として、Authorized Shared Access(ASA)やLicensed Shared Access(LSA)、evolved LSA(eLSA)、TVWS(TV band White Space)、米国6GHz帯共用などが挙げられる。ASA、LSAおよびeLSAでは、GAA Tierがなく、Incumbent TierとPriority Access Tierの組み合わせと同等の構造が採用されている。また、TVWS、米国6GHz帯共用では、Priority Access Tierがなく、Incumbent TierとGAA Tierの組み合わせと同等の構造が採用されている。また、4以上のTierが存在してもよい。具体的には、例えば、Priority Access Tierに相当する複数の中間層を設け、さらに各中間層に異なる優先度を付与するなどして、4以上のTierを生成してもよい。また、例えば、GAA Tierも同様に分割して優先度を付与するなどして、Tierを増やしてもよい。すなわち、各グループは分割されてもよい。
 また、本実施形態のプライマリシステムも、CBRSの定義に制限されるものではない。例えば、プライマリシステムの一例として、TV放送、固定マイクロ波回線(FS:Fixed System)、気象レーダ(Meteorological Radar)、電波高度計(Radio Altimeter)、無線式列車制御システム(Communications-based Train Control)、電波天文学(Radio Astronomy)といった無線システムが想定される。また、これらに限らず、あらゆる無線システムが本実施形態のプライマリシステムとなりうる。
 また、前述の通り、本実施形態は、周波数共用の環境下に限定されるわけではない。一般に周波数共用または周波数2次利用においては、対象の周波数帯域を利用する既存システムをプライマリシステム、二次利用者をセカンダリシステムと呼ぶが、周波数共用環境以外に本実施形態を適用する場合には、別の用語に置き換えて読まれるべきである。例えば、ヘテロジニアスネットワーク(HetNet)におけるマクロセル基地局をプライマリシステム、スモールセル基地局やリレー局をセカンダリシステムとしてもよい。また、基地局をプライマリシステム、そのカバレッジ内に存在するD2DやV2Xを実現するRelay UE (User Equipment)やVehicle UEをセカンダリシステムとしてもよい。基地局は固定型に限らず、可搬型または移動型であってもよい。そのような場合、例えば、本実施形態の通信制御装置130は、コアネットワーク、基地局、リレー局、Relay UEなどに具備されてもよい。
 また、周波数共用環境以外に本実施形態を適用する場合は、本開示における「周波数」という用語は、適用先で共用される別の用語によって置き換えられる。例えば、「リソース」、「リソースブロック」、「リソースエレメント」、「リソースプール」、「チャネル」、「コンポーネントキャリア」、「キャリア」、「サブキャリア」、「Bandwidth Part(BWP)」といった用語や、これらと同等または類似の意味を有する別の用語によって置き換えられることが想定される。
<<2.本実施形態にて想定する諸手続きの説明>>
 ここでは、本実施形態の実施の際に用いることができる基本的な手続きについて説明する。なお、後述の<2.5>までは、主に通信装置110Aにおいて実施されることを想定して説明を行う。
<2.1 登録手続き(Registration Procedure)>
 登録手続きとは、周波数帯域を利用しようとする無線システムの情報を登録する手続きのことである。より具体的には、当該無線システムの通信装置110に関するデバイスパラメータを通信制御装置130に登録する手続きのことである。典型的には、周波数帯域を利用しようとする無線システムを代表する通信装置110がデバイスパラメータを含む登録リクエストを通信制御装置130へ通知することにより、登録手続きが開始される。なお、周波数帯域を利用しようとする無線システムに複数の通信装置110が属する場合は、当該複数の通信装置それぞれのデバイスパラメータが登録リクエストに含まれる。また、無線システムを代表して登録リクエストを送信する装置は、適宜に定めてよい。
<2.1.1 所要パラメータの詳細>
 デバイスパラメータとは、例えば、以下に示す情報のことを指す。
・通信装置110の利用者に関する情報(以下、利用者情報と記載する)
・通信装置110の固有の情報(以下、固有情報と記載する)
・通信装置110の位置に関する情報(以下、位置情報と記載する)
・通信装置110が有するアンテナに関する情報(以下、アンテナ情報と記載する)
・通信装置110が有する無線インタフェースに関する情報(以下、無線インタフェース情報と記載する)
・通信装置110に関する法的な情報(以下、法的情報と記載する)
・通信装置110の設置者に関する情報(以下、設置者情報と記載する)
・通信装置110が属するグループに関する情報(以下、グループ情報)
 デバイスパラメータは、上記に限定されるわけではない。これら以外の情報がデバイスパラメータとして扱われてもよい。なお、デバイスパラメータは、1回で送信される必要はなく、複数回に分けて送信されてもよい。すなわち、1つの登録手続きのために、複数の登録リクエストが送信されてもよい。このように、1つの手続きまたは手続き内の1つの処理が、複数回に分けて行われてもよい。以降に説明する手続きについても同様である。
 利用者情報とは、通信装置110の利用者に係る情報のことである。例えば、利用者ID、アカウント名、利用者名、利用者連絡先、コールサインなどが想定されうる。利用者IDおよびアカウント名は、通信装置110の利用者が独自に生成してもよいし、通信制御装置130が事前に発行したものであってもよい。コールサインは、NRAによって発行されるコールサインを用いることが望ましい。
 利用者情報は、例えば、干渉解決(Interference Resolution)の用途で用いられうる。具体的な一例として、通信制御装置130が、後述の<2.5>に記載の周波数利用通知手続きにおいて、通信装置110によって使用中の周波数に対する利用停止判断を行い、利用停止判断に基づく指示をするも、引き続き当該周波数の周波数利用通知リクエストが通知される場合がありうる。その場合に、通信制御装置130が、通信装置110の不具合を疑って、利用者情報に含まれる利用者連絡先に対して、通信装置110の挙動確認依頼の連絡を行うことができる。この例に限らず、通信装置110が通信制御装置130の行う通信制御に反する動作を行っていると判断される場合に、通信制御装置130は、利用者情報を用いて連絡をすることができる。
 固有情報とは、通信装置110を特定可能な情報、通信装置110の製品情報、通信装置110のハードウェアまたはソフトウェアに関する情報などである。
 通信装置110を特定可能な情報は、例えば、通信装置110の製造番号(シリアル番号)、通信装置110のIDなどが含まれうる。通信装置110のIDは、例えば、通信装置110の利用者が独自に付与するものであってもよい。
 通信装置110の製品情報とは、例えば、認証ID、製品型番、製造者に関する情報などが含まれうる。認証IDとは、例えば、米国のFCC ID、欧州のCE番号、日本の技術基準適合証明(技適)など、各国または地域の認証機関から付与されるIDのことである。業界団体などが独自の認証プログラムに基づいて発行するIDも認証IDとみなしてよい。
 これらに代表される固有情報は、例えば、許可リスト(allowlist)または拒否リスト(denylist)の用途で用いられうる。例えば、動作中の通信装置110に関するいずれかの情報が拒否リストに含まれていた場合に、通信制御装置130は、後述の<2.5>に記載の周波数利用通知手続きにおいて、当該通信装置110に対し周波数利用停止の指示を行うことが可能である。さらに、通信制御装置130は、当該通信装置110が拒否リストから解除されるまで、利用停止措置を解除しない、といったふるまいをすることが可能である。また、例えば、通信制御装置130は、拒否リストに含まれる通信装置110の登録を拒絶することが可能である。また、例えば、拒否リストに含まれる情報に対応する通信装置110を本開示の干渉計算において考慮しない、または、許可リストに含まれる情報に対応する通信装置110のみを干渉計算で考慮する、といった動作を通信制御装置130が行うことも可能である。
 なお、本開示において、FCC IDは送信電力に関する情報として取り扱ってもよい。例えば、レギュラトリデータベースの一種であるEAS(Equipment Authorization System)databaseにおいて、認証を取得済の装置に関する情報が取得可能となっており、そのAPI(Application programming interface)も公開されている。例えば、認証を取得した最大EIRP情報(Certified maximum EIRP)等が、FCC IDと共に、当該情報に含まれ得る。このような電力情報はFCC IDに紐づいていることから、FCC IDを送信電力情報として取り扱うことが可能となる。同様に、FCC ID は、EASに含まれるその他の情報と同等のものとして扱われてもよい。また、FCC IDに限らず、認証IDに紐づく情報が存在する場合、認証IDをその情報と同等のものとして扱ってもよい。
 通信装置110のハードウェアに関する情報は、例えば、送信電力クラス情報が含まれうる。送信電力クラス情報は、例えば、米国のTitle 47 C.F.R(Code of Federal Regulations) Part 96においては、Category A、Category Bという2種類のクラスが規定されており、当該規定に準拠する通信装置110のハードウェアに関する情報には、当該2種類のクラスのいずれに属するかの情報が含まれうる。また、3GPP(3rd Generation Partnership Project)の TS36.104やTS 38.104において、eNodeB、gNodeBのクラスがいくつか規定されており、これらの規定も用いられうる。
 送信電力クラス情報は、例えば、干渉計算の用途で用いられうる。クラスごとに規定される最大送信電力を通信装置110の送信電力として干渉計算を行うことができる。
 通信装置110のソフトウェアに関する情報は、例えば、通信制御装置130とのインタラクションに必要な処理が記述された実行プログラムに関するバージョン情報やビルド番号などが含まれうる。また、通信装置110として動作するためのソフトウェアのバージョン情報やビルド番号なども含まれてもよい。
 位置情報とは、典型的には、通信装置110の位置を特定可能な情報である。例えば、GPS(Global Positioning System)、Beidou、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)、GalileoやA-GPS(Assisted Global Positioning System)に代表される位置測位機能によって取得される座標情報である。典型的には、緯度、経度、地上高/海抜、高度、測位誤差に係る情報が含まれうる。または、例えば、NRA(National Regulatory Authority)またはその委託機関によって管理される情報管理装置に登録される位置情報であってよい。または、例えば、特定の地理位置を原点とするX軸、Y軸、Z軸の座標であってもよい。また、このような座標情報と一緒に、通信装置110が屋外に存在するか屋内に存在するかを示す識別子が付与されうる。
 また、測位精度情報(location uncertainty)が位置情報に含まれていてもよい。例えば、測位精度情報としては、水平面、垂直面の両方またはいずれかが提供されうる。測位精度情報(location uncertainty)は、例えば、任意の地点との距離を算出する際に補正値として使用されうる。また、例えば、測位精度情報は通信装置110が位置する可能性のある領域情報としても用いられうる。この場合、測位精度情報によって示される領域内で使用可能な周波数情報を特定する、といった処理に用いられる。
 また、位置情報は、通信装置110が位置する領域を示す情報であってもよい。例えば、郵便番号、住所など、行政によって定められた領域を示す情報が用いられてもよい。また、例えば、3つ以上の地理座標の集合によって領域が示されてもよい。これらの領域を示す情報は、座標情報と一緒に提供されてもよい。
 また、通信装置110が屋内に位置する場合に、通信装置110が位置する建物のフロアを示す情報も、位置情報に含まれうる。例えば、階数、地上、地下を示す識別子などが位置情報に含まれうる。また、例えば、建物内の部屋番号、部屋名のように、屋内のさらなる閉空間を示す情報が位置情報に含まれうる。
 位置測位機能は、典型的には、通信装置110によって具備されることが望ましい。しかしながら、位置測位機能の性能が要求される精度を満たさない場合もありうる。また、位置測位機能の性能が要求される精度を満たしていても、通信装置110の設置位置によっては、必ずしも要求される精度を満たす位置情報が取得できない場合もありうる。そのため、位置測位機能は、通信装置110とは別の装置が具備し、通信装置110は当該装置から位置に係る情報を取得してもよい。位置測位機能を有する装置は、利用可能な既存の装置であってもよいが、通信装置110の設置者によって設けられてもよい。そのような場合、通信装置110の設置者によって測定された位置情報が通信装置110に書き込まれることが望ましい。
 アンテナ情報とは、典型的には、通信装置110が具備するアンテナの性能や構成などを示す情報である。典型的には、例えば、アンテナ設置高、チルト角(Downtilt)、水平方向の向き(Azimuth)、照準(Boresight)、アンテナピークゲイン、アンテナモデルといった情報が含まれうる。
 また、アンテナ情報には、形成可能なビームに関する情報も含まれうる。例えば、ビーム幅、ビームパターン、アナログまたはデジタルのビームフォーミングのケイパビリティといった情報が含まれうる。
また、アンテナ情報には、MIMO(Multiple Input Multiple Output)通信の性能や構成に関する情報も含まれうる。例えば、アンテナエレメント数、最大空間ストリーム数(またはMIMOレイヤ数)、といった情報が含まれうる。また、用いるコードブック(Codebook)情報や、ウェイト行列情報なども含まれうる。ウェイト行列情報は、ユニタリ行列、ZF(Zero-Forcing)行列、MMSE(Minimum Mean Square Error)行列などがあり、これらは、SVD(Singular Value Decomposition、EVD (Eigen Value Decomposition) 、BD(Block Diagonalization)などによって得られる。また、通信装置110が非線形演算を要するMLD(Maximum Likelihood Detection)などの機能を具備する場合、具備する機能を示す情報がアンテナ情報に含まれてもよい。
 また、アンテナ情報には、ZoD(Zenith of Direction, Departure)が含まれてもよい。ZoDは、電波到来角度の一種である。なお、ZoDは通信装置110から通知されるのではなく、通信装置110のアンテナから放射される電波から、他の通信装置110により推定されて通知されてもよい。この場合に、通信装置110は、基地局もしくはアクセスポイントとして動作する装置、D2D通信を行う装置、またはムービングリレー基地局などであってもよい。ZoDは、MUSIC(Multiple Signal Classification)またはESPRIT(Estimation of Signal Propagation via Rotation Invariance Techniques)などの電波到来方向推定技術により推定され得る。また、ZoDは、メジャメント情報として通信制御装置130によって用いられうる。
 無線インタフェース情報とは、典型的には、通信装置110が具備する無線インタフェース技術を示す情報のことである。例えば、GSM、CDMA2000、UMTS、E-UTRA、E-UTRA NB-IoT、5G NR、5G NR NB-IoTまたはさらなる次世代のセルラーシステムで用いられる技術を示す識別子情報が無線インタフェース情報として含まれうる。また、MulteFire、LTE-U(Long Term Evolution -Unlicensed)、NR-U(NR-Unlicensed)といったLTE(Long Term Evolution)/5G準拠の派生技術を示す識別子情報も含まれうる。また、WiMAX、WiMAX2+といったMAN(Metropolitan Area Network)、IEEE 802.11系の無線LANといった標準技術を示す識別子情報も含まれうる。また、XGP(Extended Global Platform)、sXGP(Shared XGP)を示す識別子情報でもよい。LPWA(Local Power, Wide Area)向けの通信技術の識別子情報であってもよい。また、プロプライエタリな無線技術を示す識別子情報も含まれうる。また、これらの技術を定める技術仕様書のバージョン番号またはリリース番号も無線インタフェース情報として含まれてうる。
 また、無線インタフェース情報には、通信装置110がサポートする周波数帯域情報も含まれうる。例えば、上限周波数、下限周波数、中心周波数、帯域幅、3GPP Operating Band番号、または、これらの少なくとも二つの組み合わせなどによって、周波数帯域情報が表されうる。また、1以上の周波数帯域情報が無線インタフェース情報に含まれうる。
 通信装置110がサポートする周波数帯域情報として、さらに、キャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)やチャネルボンディング(Channel Bonding)などの帯域拡張技術のケイパビリティを示す情報も含まれうる。例えば、組み合わせ可能な帯域情報などが含まれうる。また、キャリアアグリゲーションについては、プライマリコンポーネントキャリア(PCC:Primary Component Carrier)やセカンダリコンポーネントキャリア(SCC:Secondary Component Carrier)として利用したい帯域に関する情報も含まれうる。また、同時にアグリゲート可能なコンポーネントキャリアの数(CC数)も含まれうる。
 通信装置110がサポートする周波数帯域情報として、さらに、Dual Connectivity、Multi Connectivityでサポートする周波数帯域の組み合わせを示す情報が含まれてもよい。併せて、Dual Connectivity、Multi Connectivityを協力して提供する他の通信装置110の情報も提供されてよい。通信制御装置130は、以降の手続きにおいて、協力関係などにある他の通信装置110を加味して、本実施形態で開示される通信制御の判断を行ってもよい。
 通信装置110がサポートする周波数帯域情報として、また、PAL、GAAのような電波利用優先度を示す情報が含まれてもよい。
 また、無線インタフェース情報には、通信装置110がサポートする変調方式情報も含まれうる。例えば、代表的な一例として、FSK(Frequency Shift Keying)、n値PSK(Phase Shift Keying、ここでのnは2、4、8などの2の乗数)、n値QAM(Quadrature Amplitude Modulation、ここでのnは4、16、64、256、1024などの4の乗数)といった一次変調方式を示す情報が含まれうる。また、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、Scalable OFDM、DFT-s-OFDM(DFT spread OFDM)、GFDM(Generalized Frequency Division Multiplexing)、FBMC(Filter Bank Multi Carrier)といった二次変調方式を示す情報が含まれうる。
 また、無線インタフェース情報には、誤り訂正符号に関する情報も含まれうる。例えば、Turbo符号、LDPC(Low Density Parity Check)符号、Polar符号、消失訂正符号などのケイパビリティや適用する符号化率情報が含まれうる。
 変調方式情報や誤り訂正符号に関する情報は、別の態様として、MCS(Modulation and Coding Scheme)インデックスでも表現されうる。
 また、無線インタフェース情報には、通信装置110がサポートする各無線技術仕様特有の機能を示す情報も含まれうる。例えば、代表的な一例として、LTEで規定されているTransmission Mode(TM)情報が挙げられる。この他にも、特定の機能に関して2以上のモードを有するものについては、TM情報のように無線インタフェース情報に含まれうる。また、技術仕様において、2以上のモードが存在しなくても仕様上必須でない機能を通信装置110がサポートする場合には、サポートする機能を示す情報も含まれうる。
また、無線インタフェース情報には、通信装置110がサポートする無線アクセス方式(RAT:Radio Access Technology)情報も含まれうる。例えば、TDMA(Time Division Multiple Access)、FDMA(Frequency Division Multiple Access)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、PDMA(Power Division Multiple Access)、CDMA(Code Division Multiple Access)、SCMA(Sparse Code Multiple Access)、IDMA(Interleave Division Multiple Access)、SDMA(Spatial Division Multiple Access)、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)、CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)などを示す情報が含まれうる。なお、TDMA、FDMA、およびOFDMAは、直交多元接続方式(OMA:Orthogonal Multiple Access)に分類される。PDMA、CDMA、SCMA、IDMA、およびSDMAは、非直交多元接続方式(NOMA:Non Orthogonal Multiple Access)に分類される。PDMAは、Superposition Coding(SPC)とSuccessive Interference Canceller(SIC)との組み合わせによって実現される手法が代表例である。CSMA/CAとCSMA/CDは、日和見的接続方式(Opportunistic Access)に分類される。
 無線インタフェース情報に日和見的接続方式を示す情報が含まれる場合、さらにアクセス方式の詳細を示す情報が含まれてもよい。具体的な一例として、ETSIのEN 301 598で定義されているFrame Based Equipment(FBE)、Load Based Equipment(LBE)のどちらであるかを示す情報が含まれてもよい。
 無線インタフェース情報がLBEを示す場合、さらに、Priority ClassといったLBE特有の情報を含んでもよい。
 また、無線インタフェース情報には、通信装置110がサポートするデュプレクスモードに係る情報も含まれうる。代表的な一例として、例えば、FDD(Frequency Division Duplex)、TDD(Time Division Duplex)、FD(Full Duplex)といった方式に関する情報が含まれうる。
 無線インタフェース情報としてTDDが含まれる場合、通信装置110が使用する、または、サポートするTDD Frame Structure情報が付与されうる。また、周波数帯域情報で示される周波数帯域ごとにデュプレクスモードに係る情報が含まれてもよい。
 無線インタフェース情報としてFDが含まれる場合、干渉電力検出レベルに関する情報が含まれてもよい。
 また、無線インタフェース情報には、通信装置110がサポートする送信ダイバーシチ手法に関する情報も含まれうる。例えば、時空間符号化(STC:Space Time Coding)などが含まれてもよい。
 また、無線インタフェース情報には、ガードバンド情報も含まれうる。例えば、無線インタフェースに予め定められたガードバンドサイズに関する情報が含まれうる。または、例えば、通信装置110が所望するガードバンドサイズに関する情報が含まれてもよい。
 上記の態様によらず、無線インタフェース情報は周波数帯域ごとに提供されてよい。
法的情報とは、典型的には、各国または地域の電波行政機関またはそれに準ずる機関によって定められる、通信装置110が順守しなければならない規制に関する情報や、通信装置110が取得している認証情報などのことである。規制に関する情報として、典型的には、例えば、帯域外輻射の上限値情報、受信機のブロッキング特性に関する情報などが含まれうる。認証情報として、典型的には、例えば、型式認証(Type Approval)情報、認証取得の基準となる法規制情報などが含まれうる。型式認証情報は、例えば、米国のFCC ID、日本の技術基準適合証明などが該当する。法規制情報は、例えば、米国のFCC規則番号、欧州のETSI Harmonized Standard番号などが該当する。
 法的情報のうち、数値に関するものについては、無線インタフェース技術の規格書において定められているものを代用してもよい。無線インタフェース技術の規格書は、例えば、3GPP TS 36.104やTS 38.104などが該当する。これらには,近傍チャネル漏洩比(ACLR:Adjacent Channel Leakage Ratio)が規定されている。帯域外輻射の上限値情報の代わりに、規格書で規定されたACLRを用いて、帯域外輻射の上限値を導出し利用してもよい。また、必要に応じて、ACLRそのものを用いてもよい。また、近傍チャネル選択性(ACS:Adjacent Channel Selectivity)をブロッキング特性の代わりに用いてもよい。また、これらは併用されてもよいし、近傍チャネル干渉比(ACIR:Adjacent Channel Interference Ratio)を用いてもよい。なお、一般に、ACIRはACLR、ACSと以下のような関係を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
なお、式(1)は、真値表現を用いているが、対数表現で表されてもよい。
 設置者情報とは、通信装置110の設置を行った者(設置者)を特定することが可能な情報、設置者に紐づく固有の情報などが含まれうる。代表的には、非特許文献2において定義されるCPI(Certified Professional Installer)という、通信装置110の位置情報に責任を持つ個人に関する情報が設置者情報に含まれうる。CPIには、CPIR-ID(Certified Professional Installer Registration ID)、CPI名が開示されている。また、CPIに紐づく固有の情報として、例えば、連絡用住所(Mailing addressまたはContact address)、Eメールアドレス、電話番号、PKI(Public Key Identifier)などが開示されている。これらに限らず、必要に応じて設置者に関するその他の情報が設置者情報に含まれてもよい。
 グループ情報には、通信装置110が属する通信装置グループに関する情報が含まれうる。具体的には、例えば、WINNF-SSC-0010で開示されているものと同一または同等の種類のグループに係る情報が含まれうる。また、例えば、通信事業者が自身の運用ポリシーにてグループ単位で通信装置110を管理している場合、そのグループに関する情報がグループ情報に含まれうる。
 ここまで列挙してきた情報は、通信装置110が通信制御装置130に提供せずに、通信制御装置130が通信装置110から提供される他の情報から推測されてもよい。具体的には、例えば、ガードバンド情報は、無線インタフェース情報から推測可能である。通信装置110が用いる無線インタフェースがE-UTRAや5G NRである場合、3GPPのTS36.104に記載のE-UTRAの送信帯域幅仕様、3GPPのTS38.104に記載の5G NRの送信帯域幅仕様、以下に示した、TS38.104に記載の表に基づいて推測可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 換言すれば、これまで列挙してきた情報を通信制御装置130が取得できればよく、必ずしも通信装置110が当該情報を通信制御装置130へ提供する必要はない。また、複数の通信装置110を束ねる中間装置130B(例えば、ネットワークマネージャ)は、当該情報を通信制御装置130Aへ提供する必要はない。通信装置110または中間装置130Bが通信制御装置130または130Aへ情報を提供することは、本実施形態における情報提供のあくまでも一手段に過ぎない。これまで列挙してきた情報は、通信制御装置130が本手続きを正常完了するために必要となりうる情報であることを意味し、情報の提供手段は問わない。例えば、WINNF-TS-0061では、そのようなやり方をMulti-Step Registrationと称して許容している。
 また、当然のことながら、これまで列挙してきた情報は、地域の法制度および技術仕様に応じて選択的に適用可能である。
<2.1.1.1 所要パラメータの補足>
 登録手続きにおいて、場合によっては、通信装置110のみならず、端末120に関するデバイスパラメータを通信制御装置130に登録することも要求されることが想定される。そのような場合、<2.1.1>で述べた説明中の「通信装置」という用語を「端末」またはそれに準ずる用語で置き換えて適用してもよい。また、<2.1.1>では述べられていない「端末」特有のパラメータも登録手続きにおける所要パラメータとして扱われてよい。例えば、3GPPで規定されるUE(User Equipment)Categoryなどが挙げられる。<2.1.2 登録処理の詳細>
 前述の通り、周波数帯域を利用しようとする無線システムを代表する通信装置110)は、デバイスパラメータを含む登録リクエストを生成し、通信制御装置130へ通知する。
 ここで、デバイスパラメータに設置者情報が含まれる場合、通信装置110は、設置者情報を用いて、登録リクエストに改ざん防止の加工などを施してもよい。また、登録リクエストに含まれる情報の一部または全部に暗号化処理が施されてもよい。具体的には、例えば、通信装置110と通信制御装置130との間で事前に特有の公開鍵を共有しておき、通信装置110は当該公開鍵に対応する秘密鍵を用いて情報の暗号化を施してもよい。暗号化の対象としては、例えば、位置情報といった防犯上センシティブな情報が挙げられる。
 なお、通信装置110のIDと位置情報が公開されており、通信制御装置130が、自身のカバレッジ内に存在する主要な通信装置110のIDおよび位置情報を予め保持している場合もありうる。そのような場合、通信制御装置130は登録リクエストを送信した通信装置110のIDから位置情報を取得できるため、位置情報が登録リクエストに含まれる必要はない。また、通信制御装置130が、登録リクエストを送信した通信装置110に対して必要なデバイスパラメータを返信し、それを受けて、通信装置110が登録に必要なデバイスパラメータを含む登録リクエストを送信することも考えられる。このように、登録リクエストに含まれる情報は、場合に応じて異なっていてもよい。
 登録リクエスト受信後、通信制御装置130は、通信装置110の登録処理を実施し、処理結果に応じて登録レスポンスを返す。登録に必要な情報の不足、異常がなければ、通信制御装置130は内部または外部の記憶装置に情報を記録し、正常完了を通知する。そうでなければ、登録失敗を通知する。登録が正常完了する場合、通信制御装置130は、通信装置110個別にIDを割り振り、そのID情報を応答時に通知してもよい。登録失敗となる場合、通信装置110は、修整された登録リクエストを再通知してもよい。また、通信装置110は、の正常完了するまで、登録リクエストを変更して登録手続きを試行してもよい。
 なお、登録手続きは、登録が正常完了した後にも、実行されることがある。具体的には、例えば、移動・精度改善などにより、位置情報が所定の基準を超えて変更される場合に登録手続きが再実行されうる。所定の基準は、典型的には、各国または地域の法制度によって定められる。例えば、米国の47 C.F.R Part 15において、Mode II personal/portable white space device、つまり、空き周波数を利用する機器は、その位置が100メートル以上変わる場合には、再度登録を行うことが義務付けられている。
<2.2 利用可能周波数情報問い合わせ手続き(Available Spectrum Query Procedure)>
 利用可能周波数情報問い合わせ手続きとは、周波数帯域を利用しようとする無線システムが、通信制御装置130に対して、利用可能な周波数に関する情報を問い合わせる手続きのことである。なお、必ずしも、利用可能周波数情報問い合わせ手続きを実施する必要はない。また、周波数帯域を利用しようとする無線システムを代表して問い合わせを行う通信装置110は、登録リクエストを生成した通信装置110と同じであっても異なっていてもよい。典型的には、問い合わせを行う通信装置110が、当該通信装置110を特定可能な情報を含む問い合わせリクエストを通信制御装置130へ通知することで手続きが開始される。
 ここで、利用可能周波数情報とは、典型的には、当該通信装置110がプライマリシステムに対して致命的な干渉を与えず、安全に2次利用が可能な周波数を示す情報のことである。
 利用可能周波数情報は、例えば、Exclusion Zoneと呼ばれる2次利用禁止エリアに基づいて決定される。具体的には、例えば、周波数チャネルF1を利用するプライマリシステムの保護を目的として設けられている2次利用禁止エリアに通信装置110が設置されている場合、その通信装置110に対しては、F1という周波数チャネルは利用可能チャネルとして通知されない。
 利用可能周波数情報は、例えば、プライマリシステムに対する与干渉の度合いによっても決定されうる。具体的には、例えば、2次利用禁止エリア外であっても、プライマリシステムに対して致命的な干渉を与えると判断される場合には、当該周波数チャネルは利用可能チャネルとして通知されない場合がある。具体的な計算方法の一例は、後述の<2.2.2>に記載している。
 また、前述のように、プライマリシステム保護要件以外の条件によっても、利用可能として通知されない周波数チャネルが存在しうる。具体的には、例えば、通信装置110間で発生しうる干渉を事前に回避するために、当該通信装置110の近傍に存在する他の通信装置110が利用中の周波数チャネルを、利用可能チャネルとして通知しない場合もある。このように、他の通信装置110との干渉を考慮して設定される利用可能周波数情報は、例えば、『利用推奨周波数情報』として設定し、利用可能周波数情報と一緒に提供されてよい。すなわち、『利用推奨周波数情報』は利用可能周波数情報の部分集合となることが望ましい。
 プライマリシステムに対して影響を与える場合であっても、送信電力を小さくすることで影響を避けられるのであれば、プライマリシステムや近傍の通信装置110と同じ周波数を利用可能チャネルとして通知することもありうる。そのような場合には、典型的には、最大許容送信電力情報が利用可能周波数情報に含まれる。最大許容送信電力は、典型的には、EIRPで表現される。必ずしもこれに限られる必要はなく、例えば、空中線電力(Conducted Power)とアンテナゲインの組み合わせで提供されてもよい。さらに、アンテナゲインは、空間的な方向ごとに許容ピークゲインが設定されてもよい。
<2.2.1 所要パラメータの詳細>
 周波数帯域を利用しようとする無線システムを特定可能な情報とは、例えば、登録手続き時に登録した固有情報、前述のID情報などが想定されうる。
 また、問い合わせリクエストには、問い合わせ要件情報も含まれうる。問い合わせ要件情報とは、例えば、利用可能か否かを知りたい周波数帯域を示す情報が含まれうる。また、例えば、送信電力情報も含まれうる。問い合わせを行う通信装置110は、例えば、所望の送信電力を用いることができそうな周波数情報のみを知りたい場合に送信電力情報を含めうる。問い合わせ要件情報は必ずしも問い合わせリクエストに含まれる必要はない。
 周波数帯域を示す情報には、利用可能周波数情報の形式を示す情報も含まれうる。IEEE 802.11規格では、帯域ごとにチャネル番号が規定されている。例えば、このような無線インタフェース技術仕様で規定されるチャネルに対する利用可否を要望するフラグが含まれてもよい。別の形式として、規定されたチャネルではなく単位周波数範囲の利用可否を要望するフラグが含まれてもよい。単位周波数が1MHzである場合、1MHzの周波数範囲ごとに利用可能周波数情報を要望する。このフラグが使われる場合、希望する単位周波数情報がフラグに同封されてもよい。
 また、問い合わせリクエストには、メジャメントレポートも含まれうる。メジャメントレポートは、通信装置110および/または端末120が実施するメジャメントの結果が含まれる。メジャメントの結果の一部または全部は、生データで表されていてもよいし、加工されたデータで表されていてもよい。例えば、RSRP(Reference Signal Received Power)、RSSI(Reference Signal Strength Indicator)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)に代表される標準化されたメトリックがメジャメントに用いられうる。
<2.2.2 利用可能周波数評価処理の詳細>
 問い合わせリクエスト受信後、問い合わせ要件情報に基づき、利用可能周波数の評価を行う。例えば、前述のように、プライマリシステムやその2次利用禁止エリア、近傍の通信装置110の存在を考慮して利用可能周波数の評価を行うことが可能である。
 通信制御装置は、2次利用禁止エリアを導出してもよい。例えば、最大送信電力PMaxTx(dBm)と最小送信電力PMinTx(dBm)が規定される場合、次式から、プライマリシステムとセカンダリシステムとの離隔距離の範囲を算出して、2次利用禁止エリアを決定することが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
ITh(dBm)は許容可能干渉電力(許容可能な干渉電力の限界値)、dは所定の基準点(Reference Point)と通信装置110との間の距離、PL()(dB)は伝搬損失の関数である。これにより、プライマリシステムと通信装置110の位置関係に応じて周波数可用性を決定することができる。また、通信装置110が使用したい送信電力情報または電力範囲情報がリクエストで供給される場合、PL-1(PTx(dBm)-ITh(dBm))を算出し、前記範囲式と比較することで周波数可用性を決定することができる。
 最大許容送信電力情報を導出してもよい。典型的には、プライマリシステムまたはその保護領域(Protection Zone)における許容可能干渉電力情報、プライマリシステムが被る干渉電力レベルを算定する基準点(Reference Point)の位置情報、通信装置110の登録情報、および伝搬損失推定モデルを用いて、最大許容送信電力情報が算出される。具体的には、一例として、以下の数式によって算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
式(2)においては、送受信機におけるアンテナゲインが含まれていないが、最大許容送信電力の表現方法(EIRP、Conducted powerなど)や受信電力の参照点(アンテナ入力点、アンテナ出力点など)に応じて、送受信機におけるアンテナゲインが含まれてもよい。また、フェージングによる変動を補償するためのセーフティマージンなども含まれてよい。また、フィーダロスが、必要に応じて考慮されてよい。また、ACRL(Adjacent channel leakage ratio)や帯域外輻射最大値を加味することで近傍チャネルについても同様に計算することができる。
 また、式(2)は、単体の通信装置110が干渉源である仮定に基づいて記述されている(単一局干渉)。例えば、同時に複数の通信装置110からの累積的な干渉(Aggregated Interference)を考慮しなければならない場合には、補正値を加味してもよい。具体的には、例えば、非特許文献3(ECC Report 186)で開示されている3種類(Fixed/Predetermined、Flexible、Flexible Minimized)の干渉マージン配分方式に基づいて補正値が決定されうる。
 なお、式(2)のように、必ずしも許容可能干渉電力情報そのものを直接利用可能するとは限らない。例えば、プライマリシステムの所要の信号電力対干渉電力比(SIR)、SINR(Signal to Interference Plus Noise Ratio)などが利用可能である場合、それらを許容可能干渉電力に変換して用いてもよい。なお、このような変換処理は、この処理に限られず、他の手続きの処理にも適用されてよい。
 なお、式(2)は、対数を用いて表現されているが、実施の際には、当然のことながら真数に変換して用いてもよい。また、本開示に記載される全ての対数表記のパラメータは、適宜、真数に変換して用いてもよい。
 また、前述の送信電力情報が問い合わせ要件情報に含まれる場合には、前述の方法とは別の方法で利用可能周波数の評価を行うことが可能である。具体的には、例えば、送信電力情報で示される所望の送信電力を用いたと仮定した場合に、推定される与干渉量がプライマリシステムまたはその保護領域(Protection Zone)における許容可能干渉電力を下回るときは、当該周波数チャネルが利用可能であると判断され、通信装置110へ通知される。
 また、例えば、REM(Radio Environment Map)のエリアと同様に、通信装置110が周波数帯域を使用可能なエリアまたは空間が予め定められている場合には、単に、通信装置110の位置情報に含まれる座標(通信装置110のX軸、Y軸、Z軸の座標または緯度、経度、地上高)のみに基づき、利用可能周波数情報が導出されてもよい。また、例えば、通信装置110の位置の座標と利用可能周波数情報とを関連付けるルックアップテーブルが用意されている場合にも、通信装置110の位置情報のみに基づき、上記利用可能周波数情報が導出されてもよい。このように、利用可能周波数の決定方法は様々あり、本開示の例に限定されない。
 また、通信制御装置130が、通信装置110によってサポートされる周波数帯域情報として、キャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)、チャネルボンディング(Channel Bonding)などの帯域拡張技術のケイパビリティについての情報を取得している場合、通信制御装置130は、これらの利用可能な組み合わせ、推奨する組み合わせなどを利用可能周波数情報に含めてもよい。
 また、通信制御装置130が、通信装置110によってサポートされる周波数帯域情報として、Dual Connectivity、Multi Connectivityでサポートされる周波数帯域の組み合わせについての情報を取得している場合、通信制御装置130は、Dual Connectivity、Multi Connectivity向けに、利用可能な周波数、推奨する周波数などの情報を、利用可能周波数情報に含めてもよい。
 また、上記のような帯域拡張技術向けに利用可能周波数情報を提供する場合に、複数の周波数チャネル間で最大許容送信電力のインバランスが発生するときは、各周波数チャネルの最大許容送信電力を調整した上で、利用可能周波数情報を提供してもよい。例えば、プライマリシステム保護の観点から、各周波数チャネルの最大許容送信電力を、最大許容電力束密度(PSD:Power Spectral Density)が低い周波数チャネルの最大許容送信電力に、揃えてもよい。
 利用可能周波数の評価は、必ずしも問い合わせリクエスト受信後に実施する必要はない。例えば、前述の登録手続きの正常完了後に、問い合わせリクエストなしに、通信制御装置130が主体的に実施してもよい。そのような場合、上記に一例で示したREMやルックアップテーブルまたはそれらと相似の情報テーブルを作成してもよい。
 また、PALやGAAのような電波利用優先度についても評価を行ってもよい。例えば、登録済みのデバイスパラメータまたは問い合わせ要件に電波利用の優先度に関する情報が含まれる場合、当該優先度に基づいて周波数利用が可能かどうかを判定し、通知してもよい。また、例えば、非特許文献2で開示されているように、事前にユーザから高優先度利用(例えば、PAL)を行う通信装置110に関する情報(非特許文献2では、Cluster Listと呼ばれる)が通信制御装置130に登録されている場合、その情報に基づいて評価を行ってもよい。
 利用可能周波数の評価完了後、通信制御装置130は評価結果を通信装置110へ通知する。
 通信装置110は、通信制御装置130から受け取った評価結果を用いて、所望通信パラメータの選定を行ってもよい。後述する周波数利用許可手続き(Spectrum Grant Procedure)が採用されない場合、通信装置110は、選定した所望通信パラメータを通信パラメータとして電波送信を開始してもよい。
<2.3 周波数利用許可手続き(Spectrum Grant Procedure)>
 周波数利用許可手続きとは、周波数帯域を利用しようとする無線システムが通信制御装置130から周波数の2次利用許可を受けるための手続きである。無線システムを代表して周波数利用許可手続きを行う通信装置110は、これまでの手続きを行った通信装置110と同じであっても異なっていてもよい。典型的には、通信装置110が、当該通信装置110を特定可能な情報を含む周波数利用許可リクエストを通信制御装置130へ通知することで手続きが開始される。なお、前述の通り、利用可能周波数情報問い合わせ手続きは必須ではない。そのため、周波数利用許可手続きは、利用可能周波数情報問い合わせ手続きの次に実施される場合もあるし、登録手続きの次に実施される場合もある。
 本実施形態においては、少なくとも以下の2種類の周波数利用許可リクエストの方式が用いられうることを想定する。
・指定方式
・フレキシブル方式
 指定方式とは、通信装置110が所望通信パラメータを指定して、所望通信パラメータに基づく運用の許可を通信制御装置130に求めるリクエスト方式である。所望通信パラメータとしては、利用したい周波数チャネル、最大送信電力などがあるが、特に限られるものではない。例えば、無線インタフェース技術特有のパラメータ(変調方式やデュプレクスモードなど)が指定されてもよい。また、PAL、GAAのような電波利用優先度を示す情報が含まれてもよい。
 フレキシブル方式とは、通信装置110が、通信パラメータに関する要件のみを指定し、当該要件を満たしつつ2次利用の許可が可能な通信パラメータの指定を通信制御装置130に求めるリクエスト方式である。通信パラメータに関する要件としては、例えば、帯域幅、所望最大送信電力、または所望最小送信電力などがあるが、特に限られるものではない。例えば、無線インタフェース技術特有のパラメータ(変調方式やデュプレクスモードなど)が指定されてもよい。具体的には、例えば、TDD Frame Structureのうち、1以上を事前に選択して通知してもよい。
 問い合わせリクエストと同様、周波数利用許可リクエストにも、指定方式およびフレキシブル方式のいずれの方式であっても、メジャメントレポートが含まれてもよい。メジャメントレポートは、通信装置110および/または端末120が実施するメジャメントの結果が含まれる。メジャメントは、生データで表されていてもよいし、加工されたデータで表されていてもよい。例えば、RSRP(Reference Signal Received Power)、RSSI(Reference Signal Strength Indicator)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)に代表される標準化されたメトリックがメジャメントに用いられうる。
 なお、通信装置110が用いる方式情報については、<2.1>に記載の登録手続き時に通信制御装置130に登録されてもよい。
<2.3.1 周波数利用許可処理の詳細>
 通信制御装置130は周波数利用許可リクエスト受信後、周波数利用許可リクエスト方式に基づき、周波数利用許可処理を行う。例えば、<2.2>で説明した手法を利用して、プライマリシステム、2次利用禁止エリア、近傍の通信装置110の存在などを考慮して周波数利用許可処理を行うことが可能である。
 フレキシブル方式が用いられる場合、<2.2.2>で説明した手法を利用して、最大許容送信電力情報を導出してもよい。典型的には、プライマリシステムまたはその保護領域(Protection Zone)における許容可能干渉電力情報、プライマリシステムが被る干渉電力レベルを算定する基準点(Reference Point)の位置情報、通信装置110の登録情報、および伝搬損失推定モデルを用いて、最大許容送信電力情報が算出される。具体的には、一例として、上記の式(2)によって算出される。
 また、前述の通り、式(2)は、単体の通信装置110が干渉源である仮定に基づいて記述されている。例えば、同時に複数の通信装置110からの累積的な干渉(Aggregated Interference)を考慮しなければならない場合には、補正値を加味してもよい。具体的には、例えば、非特許文献3(ECC Report 186)で開示されている3種類(Fixed/Predetermined、Flexible、Flexible Minimized)の方式に基づいて補正値が決定されうる。
 通信制御装置130は、周波数利用許可手続き、利用可能周波数情報問い合わせリクエストに対する利用可能周波数評価処理などにおいて、様々な伝搬損失推定モデルを用いうる。用途ごとにモデルが指定される場合、指定されるモデルを用いることが望ましい。例えば、非特許文献2(WINNF-TS-0112)においては、その用途ごとに、Extended Hata(eHATA)やIrregular Terrain Model(ITM)といった伝搬損失モデルが採用されている。当然ながら、伝搬損失モデルはこれらに限定されない。
 電波伝播路に関する情報を必要とする伝搬損失推定モデルも存在する。電波伝播路に関する情報には、例えば、見通し内外を示す情報(LOS:Line of Sightおよび/またはNLOS:Non Line of Sight)、地形情報(起伏、海抜など)、環境情報(Urban, Suburban, Rural, Open Skyなど)などが含まれうる。通信制御装置130は、伝搬損失推定モデルの利用にあたって、これらの情報を、既に取得している、通信装置110の登録情報やプライマリシステムの情報から推測してもよい。または、事前に指定されているパラメータがある場合は、当該パラメータを使用することが望ましい。
 所定の用途において、伝搬損失推定モデルが指定されていない場合、必要に応じて使い分けてもよい。例えば、他の通信装置110への与干渉電力を推定する際には自由空間損失モデルのように損失が小さく計算されるモデルを用いるが、通信装置110のカバレッジを推定する際には損失が大きく計算されるモデルを用いる、といった使い分けが可能である。
 また、指定された伝搬損失推定モデルが用いられる場合、一例として、与干渉リスクの評価により周波数利用許可処理を行うことが可能である。具体的には、例えば、送信電力情報で示される所望の送信電力を用いたと仮定した場合に、推定される与干渉量がプライマリシステムまたはその保護領域(Protection Zone)における許容可能干渉電力を下回るときは、当該周波数チャネルの利用が許可可能であると判断され、通信装置110へ通知される。
 指定方式およびフレキシブル方式のいずれの手法においても、問い合わせリクエストと同様、PALやGAAのような電波利用優先度についても評価を行ってもよい。例えば、登録済デバイスパラメータまたは問い合わせ要件に電波利用優先度に関する情報が含まれる場合、当該優先度に基づいて周波数利用が可能かどうかを判定し、通知してもよい。また、例えば、事前にユーザから高優先度利用(例えば、PAL)を行う通信装置110に関する情報が通信制御装置130に登録されている場合、その情報に基づいて評価を行ってもよい。例えば、非特許文献2(WINNF-TS-0112)では、通信装置110に関する情報はCluster Listと呼ばれる。
 また、上記の計算のいずれにおいても、通信装置の位置情報を使用するにあたって、測位精度情報(location uncertainty)を用いて、位置情報やカバレッジの補正を掛けて周波数可用性を決定してもよい。
 周波数利用許可処理は、必ずしも周波数利用許可のリクエストの受信を起因として実施される必要はない。例えば、前述の登録手続きの正常完了後に、周波数利用許可リクエストなしに、通信制御装置130が主体的に実施してもよい。また、例えば、一定周期毎に周波数利用許可処理を実施してもよい。そのような場合、前述のREM、ルックアップテーブル、または、それらと類似の情報テーブルを作成してもよい。これにより、位置情報のみで許可可能な周波数が判明するため、通信制御装置130は、周波数利用許可リクエスト受信後、迅速にレスポンスを返すことができるようになる。
<2.4 周波数利用通知(Spectrum Use Notification/Heartbeat)>
 周波数利用通知とは、周波数帯域を利用する無線システムが、通信制御装置130に対して、周波数利用許可手続きで利用が認められた通信パラメータに基づく周波数の利用の通知を行う手続きのことである。無線システムを代表して周波数利用通知を行う通信装置110は、これまでの手続きを行った通信装置110と同じであっても異なっていてもよい。典型的には、通信装置110が、当該通信装置110を特定可能な情報を含む通知メッセージを通信制御装置130へ通知する。
 周波数利用通知は、周波数の利用が通信制御装置130から拒絶されるまで、周期的に実施されることが望ましい。その場合、周波数利用通知は、ハートビートとも呼ばれる。
 周波数利用通知の受信後、通信制御装置130は、周波数利用(言い換えると、許可周波数における電波送信)の開始または継続の可否を判定してもよい。判定方法として、例えば、プライマリシステムの周波数利用情報の確認が挙げられる。具体的には、プライマリシステムの利用周波数の変更、電波利用が定常的でないプライマリシステム(例えば、米国のCBRSの艦載レーダ)の周波数利用状況の変更、などに基づき、周波数利用(許可周波数における電波送信)の開始または継続の許可または拒否を決定することが可能である。開始または継続が許可されれば、通信装置110は、周波数利用(許可周波数における電波送信)を開始または継続してもよい。
 周波数利用通知の受信後、通信制御装置130は、通信装置110に対して通信パラメータの再構成(Reconfiguration)を命令してもよい。典型的には、周波数利用通知に対する通信制御装置130のレスポンスにおいて、通信パラメータの再構成が命令されうる。例えば、推奨される通信パラメータに関する情報(以下、推奨通信パラメータ情報)が提供されうる。推奨通信パラメータ情報を提供された通信装置110は、推奨通信パラメータ情報を用いて、再度<2.4>に記載の周波数利用許可手続きを実施することが望ましい。
<2.5 諸手続きの補足>
 上記の諸手続きは、以降で説明する通りに、個別に実装される必要は必ずしもない。例えば、2つの異なる手続きの役割を備えた第3の手続きを代用することによって、当該2つの異なる手続きを実現してもよい。具体的には、例えば、登録リクエストと利用可能周波数情報問い合わせリクエストが一体的に通知されてもよい。また、例えば、周波数利用許可手続きと周波数利用通知が一体的に実施されてもよい。当然のことながら、これらの組み合わせに限定されず、また、3つ以上の手続きが一体的に行われてもよい。また、前述の通り、一つの手続きが、複数回に分離されて実施されてもよい。
 また、本開示における「取得する」という表現またはそれに準ずる表現は、必ずしも、本開示で説明された手続き通りに取得することを意味しているわけではない。例えば、利用可能周波数評価処理において通信装置110の位置情報を用いることが記載されているが、必ずしも登録手続きで取得される情報を用いる必要はなく、利用可能周波数問い合わせ手続きリクエストに位置情報が含まれる場合、その位置情報を用いてもよい、ということを意味する。換言すれば、本開示で説明された取得のための手続きは一例であり、本開示の範囲内、技術的な実現性の範囲内で、他の手続きによる取得も許される。
 また、通信制御装置130から通信装置110へのレスポンスに含まれうると説明された情報は、可能であれば、プッシュ方式で通信制御装置130から能動的に通知されてもよい。具体的な一例として、利用可能周波数情報、推奨通信パラメータ情報、電波送信継続拒否通知などは、プッシュ方式で通知されてもよい。
<2.6 端末に関する諸手続き>
 ここまでは、主に通信装置110Aでの処理を想定して説明を進めてきた。しかしながら、実施形態によっては、通信装置110Aのみならず、端末120や通信装置110Bも通信制御装置130の管理下で動作しうる。すなわち、通信制御装置130によって通信パラメータが決定される、というシナリオが想定される。そのような場合であっても、基本的には、<2.1>から<2.4>で説明した各手続きを用いることが可能である。ただし、通信装置110Aと異なり、端末120や通信装置110Bは、バックホールリンクに通信制御装置130によって管理される周波数を用いる必要があり、勝手に電波送信をすることができない。そのため、通信装置110A(無線通信サービスを提供可能な通信装置110、または、マスタ-セカンダリ型におけるマスタ通信装置110)が送信する電波や認可信号(authorization signal)を検出してから初めて、通信制御装置130へのアクセスを目的としたバックホール通信を開始することが望ましい。
 一方、通信制御装置130の管理下ということは、端末や通信装置110Bもプライマリシステム保護を目的として、許容可能通信パラメータが設定される場合がありうる。しかしながら、通信制御装置130は事前にこれらの装置の位置情報などを知ることはできない。また、これらの装置はモビリティを有する可能性が高い。すなわち、動的に位置情報が更新される。法制によっては、一定以上位置情報が変わる場合、通信制御装置130への再登録が義務付けられる場合もある。
 このような多様な端末120および通信装置110の利用形態、運用形態などを加味して、英国情報通信庁(Ofcom:Office of Communication)が定めるTVWSの運用形態(非特許文献4)においては、以下に示す2種類の通信パラメータが規定されている。
・包括的可用パラメータ(Generic Operational Parameters)
・特定可用パラメータ(Specific Operational Parameters)
 包括的可用パラメータ(Generic Operational Parameters)とは、非特許文献4において、「所定のマスタWSD(通信装置110に相当)のカバレッジエリア内に位置するどのスレーブWSDも使用可能なパラメータ」として定義されている通信パラメータである。特徴としては、スレーブWSDの位置情報を用いずにWSDBによって計算されるということが挙げられる。
 包括的可用パラメータ(Generic Operational Parameters)は、通信制御装置130から既に電波送信を許可された通信装置110からユニキャストまたはブロードキャストによって提供されうる。例えば、米国のFCC規則Part 15 Subpart Hで規定されるContact Verification Signal(CVS)に代表されるブロードキャスト信号が用いられうる。または、無線インタフェース特有のブロードキャスト信号によって提供されてもよい。これにより、端末120や通信装置110Bが、通信制御装置130へのアクセスを目的とした電波送信に用いる通信パラメータとして扱うことが可能である。
 特定可用パラメータ(Specific Operational Parameters)とは、非特許文献4において、「特定のスレーブWSD(White Space Device)が使用可能なパラメータ」として定義されている通信パラメータである。換言すれば、端末120に相当するスレーブWSDのデバイスパラメータを用いて計算される通信パラメータのことである。特徴として、スレーブWSDの位置情報を用いてWSDB(White Space Database)によって計算されるということが挙げられる。
非特許文献5にて規定されているCPE-CBSD Handshake Procedureは、端末に関する手続きの別の形態としてみなすことができる。CPE-CBSDは有線のバックホール回線を持たず、BTS-CBSD経由でインターネットにアクセスする。したがって,特別な規定や手続きなしにはCBRS帯域で電波送信の許可をSASから取得することができない。CPE-CBSD Handshake Procedureは、CPE-CBSDに対して、SASから電波送信の許可を取得するまでは、端末(EUD)と同じ最大EIRPかつ必要最小限のDuty Cycleで電波送信を行うことを認めている。これに従って、、通信装置110Bは送信EIRPを端末の最大EIRPに設定したうえで通信装置110Aと必要最小限のDuty Cycleで無線通信を行うことによって、通信制御装置130から電波送信の許可を取得するための回線を構築することができる。電波送信の許可取得後は、許可の範囲内で通信装置規定の最大EIRPまで使用することが可能になる。
<2.7 通信制御装置間で発生する手続き>
<2.7.1 情報交換>
 通信制御装置130は、他の通信制御装置130と管理情報の交換を行うことができる。少なくとも、以下の情報が交換されることが望ましい。
・通信装置110に係る情報
・エリア情報
・保護対象システム情報
 通信装置110に係る情報は、少なくとも、通信制御装置130の許可の下で動作中の通信装置110の登録情報、通信パラメータ情報が含まれる。許可された通信パラメータを持たない通信装置110の登録情報が含まれてもよい。
 通信装置110の登録情報とは、典型的には、前述の登録手続きにおいて通信制御装置130に登録される通信装置110のデバイスパラメータのことである。必ずしも、登録されている全ての情報が交換される必要はない。例えば、個人情報に該当する恐れのある情報は交換される必要はない。また、通信装置110の登録情報を交換する際に、登録情報が暗号化されて交換されてもよいし、登録情報の内容を曖昧化した上で情報が交換されてもよい。例えば、バイナリ値に変換された情報や、電子署名の仕組みを用いて署名された情報が交換されてもよい。
 通信装置110の通信パラメータ情報とは、典型的には、通信装置110が現在使用している通信パラメータに係る情報のことである。少なくとも、利用周波数、送信電力を示す情報が含まれることが望ましい。その他の通信パラメータが含まれてもよい。
 エリア情報とは、典型的には、所定の地理領域を示す情報のことである。この情報には、様々な属性の領域情報が、様々な態様で含まれうる。
 例えば、非特許文献2(WINNF-TS-0112)で開示されているPAL Protection Area(PPA)のように、高優先度セカンダリシステムとなる通信装置110の保護領域情報がエリア情報に含まれてもよい。この場合のエリア情報は、例えば、地理位置を示す3つ以上の座標の集合で表現されうる。また、例えば、複数の通信制御装置130が共通の外部データベースを参照可能な場合、エリア情報は、一意なIDで表現され、実際の地理領域は外部データベースから当該IDを用いて参照されうる。
 また、例えば、通信装置110のカバレッジを示す情報が含まれてもよい。この場合のエリア情報も、例えば、地理位置を示す3以上の座標の集合で表現されうる。また、例えば、カバレッジが、通信装置110の地理位置を中心とする円であることを想定し、半径のサイズを示す情報でも表現されうる。また、例えば、エリア情報を記録する共通の外部データベースを複数の通信制御装置130が参照可能な場合、カバレッジを示す情報は、一意なIDで表現され、実際のカバレッジは外部データベースから当該IDを用いて参照されうる。
 また、別の態様として、行政などによりあらかじめ定められたエリア区画に係る情報も含まれうる。具体的には、例えば、住所を示すことで一定の領域を示すことが可能である。また、例えば、ライセンスエリアなども同様に表現し得る。
 また、さらなる別の態様として、エリア情報は必ずしも平面的なエリアを表現する必要はなく、3次元の空間を表現してもよい。例えば、空間座標系を用いて表現されてもよい。また、例えば、建物の階数、フロア、部屋番号など、所定の閉空間を示す情報が用いられてもよい。
 保護対象システム情報とは、例えば、前述の既存層(Incumbent Tier)のように、保護対象として扱われる無線システムの情報のことである。この情報を交換しなければならない状況としては、例えば、国境間調整(Cross-border coordination)が必要な状況が挙げられる。隣接する国または地域間では、同一帯域に異なる保護対象が存在することは十分に考えられる。そのような場合に、必要に応じて属する国または地域の異なる通信制御装置130間で保護対象システム情報が交換されうる。
 別の態様として、保護対象システム情報は、2次免許人の情報、および、2次免許人により運用される無線システムの情報、を含みうる。2次免許人とは、具体的には免許の賃借人のことであり、例えば、2次免許人は、PALを保有者から借り受けて、自身の保有する無線システムを運用することが想定される。通信制御装置130が独自に賃貸管理をする場合、保護を目的として他の通信制御装置と、2次免許人の情報、および、2次免許人により運用される無線システムの情報を交換しうる。
 これらの情報は、通信制御装置130に適用される意思決定トポロジによらず、通信制御装置130間で交換されうる。
 また、これらの情報は、さまざまな方式により交換されうる。以下にその一例を示す。・ID指定方式
・期間指定方式
・領域指定方式
・ダンプ方式
 ID指定方式とは、通信制御装置130が管理する情報を特定するためにあらかじめ付与されているIDを用いて、当該IDに対応する情報を取得する方式である。例えば、ID:AAAという通信装置110を第1の通信制御装置130が管理していると仮定する。このときに第2の通信制御装置130が、第1の通信制御装置130に対してID:AAAを指定して情報取得リクエストを行う。リクエスト受信後、第1の通信制御装置130はID:AAAの情報検索を行い、ID:AAAの通信装置110に関する情報、例えば、登録情報通信パラメータ情報などをレスポンスで通知する。
 期間指定方式とは、指定された特定の期間に所定の条件を満たす情報が交換されうる方式である。
 所定の条件とは、例えば、情報の更新の有無が挙げられる。例えば、特定期間における通信装置110に関する情報の取得をリクエストで指定された場合、当該特定期間内に新規に登録された通信装置110の登録情報がレスポンスで通知されうる。また、当該特定期間内において通信パラメータに変更があった通信装置110の登録情報または通信パラメータの情報も、レスポンスで通知されうる。
 所定の条件とは、例えば、通信制御装置130により記録されているかどうかが挙げられる。例えば、特定の期間における通信装置110に関する情報の取得をリクエストで指定された場合、当該期間に通信制御装置130によって記録された登録情報または通信パラメータの情報がレスポンスで通知されうる。当該期間において情報が更新された場合は、当該期間における最新情報が通知されうる。または、情報ごとに更新履歴が通知されてもよい。
 領域指定方式とは、特定の領域を指定し、当該領域に属する通信装置110の情報が交換される。例えば、特定領域における通信装置110に関する情報の取得をリクエストで指定された場合、当該領域に設置されている通信装置110の登録情報または通信パラメータの情報がレスポンスで通知されうる。
 ダンプ方式とは、通信制御装置130が記録している全ての情報を提供する方式である。少なくとも、通信装置110に係る情報やエリア情報はダンプ方式で提供されることが望ましい。
 ここまでの通信制御装置130間の情報交換についての説明は、全てプル方式に基づくものである。すなわち、リクエストで指定されたパラメータに該当する情報がレスポンスされる形態であり、一例として、HTTP GETメソッドで実現されうる。しかしながら、プル方式に限定される必要はなく、プッシュ方式で能動的に他の通信制御装置130に情報を提供してもよい。プッシュ方式は、一例として、HTTP POSTメソッドで実現されうる。
<2.7.2 命令・依頼手続き>
 通信制御装置130は、互いに命令または依頼を実施してもよい。具体的には、一例として、通信装置110の通信パラメータの再構成(Reconfiguration)が挙げられる。例えば、第1の通信制御装置130が管理する第1の通信装置110が、第2の通信制御装置130の管理する第2の通信装置110から多大な干渉を受けていると判断される場合に、第1の通信制御装置130が第2の通信制御装置130に対して、第2の通信装置110の通信パラメータの変更依頼をしてもよい。
 別の一例として、エリア情報の再構成(Reconfiguration)が挙げられる。例えば、第2の通信制御装置130の管理する第2の通信装置110に関するカバレッジ情報や保護領域情報の計算に不備が見られる場合、第1の通信制御装置130が第2の通信制御装置130に対して、当該エリア情報の再構成を依頼してもよい。これ以外にも、様々な理由からエリア情報の再構成依頼が行われてもよい。
<2.8 情報伝達手段>
 これまで説明したエンティティ間の通知(シグナリング)は、さまざまな媒体を介して実現されうる。E-UTRAまたは5G NRを例に説明する。当然のことだが、実施の際にはこれらに限定されない。
<2.8.2 通信制御装置130-通信装置110の間シグナリング>
 通信装置110から通信制御装置130への通知は、例えば、アプリケーション層で実施されてよい。例えば、HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)を用いて実施してもよい。HTTPのメッセージボディに所要パラメータを所定の様式に従って記述することで、シグナリングが実施されうる。さらに、HTTPを用いる場合には、通信制御装置130から通信装置110への通知もHTTPレスポンスの仕組みに従って実施される。
<2.8.3 通信装置110-端末120の間シグナリング>
 通信装置110から端末120への通知は、例えば、無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)シグナリング、システム情報(SI:System Information)、および、下りリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)の少なくともいずれかを用いて実施してもよい。また、下りリンク物理チャネルとしては、PDCCH:Physical Downlink Control Channel、PDSCH:Physical Downlink Shared Channel、PBCH:Physical Broadcast Channel、NR-PDCCH、NR-PDSCH、NR-PBCHなどがあるが、これらの少なくともいずれかを用いて実施してもよい。
 端末120から通信装置110への通知については、例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリングまたは上りリンク制御情報(UCI、Uplink Control Information)を用いて実施してもよい。また、上りリンク物理チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel、PUSCH:Physical Uplink Shared Channel、PRACH:Physical Random Access Channel)を用いて実施してもよい。
 前述の物理層シグナリングに限らず、さらに上位層でシグナリングが実施されてもよい。例えば、アプリケーション層で実施の際には、HTTPのメッセージボディに所要パラメータを所定の様式に従って記述することで、シグナリングが実施されてもよい。
<2.8.4 端末120の間のシグナリング>
 セカンダリシステムの通信として、端末120の間の通信である、D2D(Device-to-Device)またはV2X(Vehicle-to-Everything)を想定した場合のシグナリングの流れの例を図6に示す。端末120の間の通信であるD2D、またはV2Xについては、物理サイドリンクチャネル(PSCCH:Physical Sidelink Control Channel、PSSCH:Physical Sidelink Shared Channel、PSBCH:Physical Sidelink Broadcast Channel)を用いて実施してもよい。通信制御装置130はセカンダリシステムが用いるべき通信パラメータを計算し(T101)、セカンダリシステムの通信装置110へ通知する(T102)。通信パラメータの値を決定して通知してもよいし、通信パラメータの範囲等を示す条件を決定して通知してもよい。通信装置110は、セカンダリシステムが用いるべき通信パラメータを取得し(T103)、通信装置110自身が用いるべき通信パラメータを設定する(T104)。そして、通信装置110の配下の端末120が用いるべき通信パラメータを端末120に通知する(T105)。通信装置110の配下の各端末120は、端末120が用いるべき通信パラメータを取得し(T106)、設定する(T107)。そして、セカンダリシステムの他の端末120との通信を実施する(T108)。
 サイドリンク(端末120間の直接通信)で周波数共用の対象周波数チャネルを用いる場合における通信パラメータは、対象周波数チャネル内のサイドリンク用リソースプール(Resource Pool)と紐づく形で通知され、取得され、または、設定されてもよい。リソースプールは、特定の周波数リソースまたは時間リソースによって設定されるサイドリンク用の無線リソースである。周波数リソースは、例えば、リソースブロック(Resource Block)、コンポーネントキャリア(Component Carrier)などがある。時間リソースは、例えば、無線フレーム(Radio Frame)、サブフレーム(Subframe)、スロット(Slot)、ミニスロット(Mini-slot)などがある。周波数共用の対象となる周波数チャネル内にリソースプールを設定する場合には、RRCシグナリング、システム情報、および、下りリンク制御情報の少なくともいずれかに基づき、通信装置110によって端末120に設定される。そして、リソースプールおよびサイドリンクで適用すべき通信パラメータについても、通信装置110から端末120へRRCシグナリング、システム情報、および下りリンク制御情報の少なくともいずれかに基づき、通信装置110によって端末120に設定される。リソースプールの設定の通知と、サイドリンクで用いるべき通信パラメータの通知は、同時でもよいし、個別でもよい。
<<3.本発明の実施形態>>
<従来のPPA(PAL (Priority Access License)Protection Area)計算方法>
 従来、PPAは、WINNF-TS-0112にて定められている要件R2-PAL-02で規定される方法に基づいて計算される。PPAは、PALユーザがGAA(General Authorized Access)からの干渉を受けないように保護するための領域(エリア)である。
 以下、R2-PAL-02で規定されたPPAの計算方法を説明する。以下は、要件R2-PAL-02の抜粋である(カッコ書きの日本語は和訳)。図7は、PPAの計算方法を説明する補足図である。
 R2-PAL-02: PAL Protection Contour Methodology: PAL Protection Contour shall be determined by a SAS in a manner that yields substantially similar results as generated by the following methodology(『PAL保護外形』は、以下の方法によって得られるものと実質的に同様の結果をもたらす方法でSASによって決定されるものとする): a   For a particular CBSD in a PPA cluster list, SAS shall define 360 radials where each radial corresponds to the line extending out to 40 km from the CBSD location with heading defined relative to due north by angles, θ = 0, 1, …, 359 degrees.(PPAクラスターリスト内の特定のCBSDについて、CBSD位置から40 kmまで延び、かつ、正北を基準にして角度θ = 0, 1, …, 359度で定義される方位を有する直線に対応する、360の放射状の直線を定めるものとする。)
b   SAS shall estimate the received power of the signal from the CBSD in accordance with R2-SGN-04 and R2-SGN-20 at regularly spaced points along each radial where the regular spacing “M” of the points shall be 200 meters for Initial Certification. (SASは,各放射状の直線に沿って一定の間隔の地点におけるCBSDの信号受信電力を,R2-SGN-04およびR2-SGN-20に従って推定するものとする。ここで,間隔Mは,Initial Certificationにおいては200[m]とする。)
c   SAS shall determine N(i) for all radials (0 ≦ i ≦ 359), which is the number of points along the i-th radial with median signal strength greater than or equal to -96 dBm/10 MHz.(SASは,平均信号強度が-96[dBm/10MHz]以上となる地点数N(i)を全ての放射状直線(0 ≦ i ≦359)において決定するものとする。)
d   SAS shall generate a first contour, C(θ), which is comprised of 360 vertex points where the i-th vertex point is the point at distance M x N(i) along the i-th radial. (SASは,360個の頂点ポイントから成る第1の外形C(θ )を生成するものとする。ここで,i番目の頂点ポイントは,i番目の放射状直線における距離がM x N(i)となる地点である)
e   The PAL Coverage Contour S(θ ) shall be generated by smoothing C(θ ) using a Hamming filter of size 15.(『PAL保護外形』は,サイズ15のハミングフィルタを用いてC(θ )を平滑化することによって生成されるものとする。)
f   SAS shall compute contours, S(θ ), for each CBSD in the PPA cluster list. Subsequently, SAS shall determine the union of the coverage contours for all CBSDs within the PPA cluster list. This union is denoted the “PAL Coverage Contour”.(SASは,PPAクラスタリスト内の各CBSDに対して外形S(θ)を計算するものとする。続けて,SASはPPAクラスタリスト内の全てのCBSDに関するカバレッジ外形の結合を決定するものとする。この結合を『PAL保護外形』とする。)
<3.1 第1の実施形態>
 第1の実施形態では、SAS(Spectrum Access System)が、PAL保有者のPALに基づき複数のCBSDを外部の干渉から保護する領域としてPPAを構築する際、各CBSD(Citizens Broadband Radio Service Device)がダイナミックビームフォーミングによりビームを動的に変更可能な構成を有する場合にも、耐干渉性の高いPPAを構築することを実現する。
 図8は、第1の実施形態に係る通信システムのブロック図である。図8の通信システムは、1つまたは複数のCBSD(通信装置)110と、SAS(通信制御装置)130とを備える。図9は、通信制御装置130と接続されるPAL保有事業者の装置140を示す。装置140が図8の通信システムの一部であってもよい。
 通信制御装置130は、受信部31、処理部32、制御部33、送信部34、および記憶部35を備えている。送信部34は、通信装置110、他の通信制御装置及び装置140と、無線または有線により、信号を送信する処理を行う。受信部31は、通信装置110、他の通信制御装置、および装置140から、無線または有線により、信号を受信する処理を行う。制御部33は、通信制御装置130内の各要素を制御することで、通信制御装置130の全体を制御する。処理部32は本実施形態に係る各種処理(例えばCBSDの登録手続等の各種手続に関わる処理、PPAを形成する処理)を行う。
 通信制御装置130の記憶部35には、通信装置110、他の通信制御装置および装置140との通信に必要な各種情報が予め格納されている。一例として記憶部35には、登録済の通信装置110の情報である登録情報が格納されている。登録情報は、例えば、後述する通信装置110のID、位置情報、最大送信電力情報(EIRP能力値、最大空中線電力(maximum conducted power)等)、ダイナミックビームパターン情報などを含む。また、通信装置110に対して使用が許可されたビームまたは周波数のグラントのID(グラントID)等が、当該許可されたビームまたは周波数を識別する情報と関連付けて含まれていてもよい。
 通信装置110は、受信部11、処理部12、制御部13、送信部14および記憶部15を備えている。送信部14は、通信制御装置130および他の通信装置に、無線または有線により、信号を送信する処理を行う。受信部11は、通信制御装置130または他の通信装置から、無線または有線により、信号を受信する処理を行う。制御部13は、通信装置110内の各要素を制御することで、通信装置110の全体を制御する。処理部12は本実施形態に係る各種処理(例えば登録手続等の各種手続に関わる処理)を行う。
 通信装置110の記憶部15には、通信制御装置130又は他の通信装置との通信との通信に必要な各種情報が予め格納されている。通信装置110が装置140と通信可能な場合、装置140との通信との通信に必要な各種情報が予め格納されていてもよい。また記憶部15には、通信装置110の各種性能やスペック等に関する情報が格納されている。例えば通信装置110の記憶部15には、通信装置110のID、位置情報、最大送信電力情報(EIRP能力値、最大空中線電力(maximum conducted power)等)、ダイナミックビームパターン情報などが格納されている。
 図9におけるPAL保有事業者の装置140は、装置140は有線または無線によりSAS(通信制御装置)130と接続されている。装置140は、一例として固定回線につないだPC(Personal Computer)等の端末でもよい。装置140は、例えば、スマートフォン、タブレット、ラップトップPC、デスクトップPC等のコンピュータ装置でもよい。なお、装置140が無線接続する場合、装置140は図1の端末120であってもよい。図9では装置140が通信制御装置130と直接通信を行う構成が示されているが、装置140が通信装置110を中継装置として用いて、通信制御装置130と通信を行う構成も可能である。また装置140が通信装置110と直接通信を行う構成も可能である。これらの場合、通信装置110の送信部14および受信部11は、装置140と信号の送受信が可能である。
 通信制御装置130、通信装置110および装置140の各処理ブロックはハードウェア回路、ソフトウェア(プログラム等)または、これらの両方によって構成される。記憶部35および記憶部15は、メモリ装置、磁気記憶装置、光ディスクなど任意の記憶装置によって構成される。記憶部35および記憶部15は、通信制御装置130および通信装置110内ではなく、通信制御装置130および通信装置110に有線または無線で外部接続されていてもよい。通信制御装置130における送信部34および受信部31、通信装置110における送信部14と受信部11は、接続可能なネットワークの数または種類に応じて、1つまたは複数のネットワークインタフェースを含んでいてもよい。通信制御装置130における送信部34および受信部31、通信装置110における送信部14と受信部11が無線通信を行う場合、通信制御装置130および通信装置110がそれぞれ少なくとも1つのアンテナを備えていてもよい。本実施形態では通信制御装置130および通信装置110は無線通信を行うものとし、それぞれ少なくとも1つのアンテナを備えている。
 以下、通信装置110はCBSD、通信制御装置130はSASであるとして、本実施形態に係る通信システムについて詳細に説明する。
 図10は、第1の実施形態に係る通信システムの動作シーケンスの一例を示す。より詳細には、図10は、通信装置110(CBSD)、通信制御装置130(SAS)および装置140間で行う動作シーケンスを示す。CBSD110の代わりに、ドメインプロキシ(DP:Domain Proxy)が処理を行ってもよい。
 SAS130は、各CBSD110との間でCBSD110を登録する手続であるCBSD登録(CBSD Registration)手続を行う(S101)。SAS130は、CBSD登録手続において、PPAの計算を行うため、各CBSDについて、以下の情報を取得する。
(1)位置情報
(2)最大送信電力情報(EIRP能力値、最大空中線電力(maximum conducted power)等)(3)ダイナミックビームパターン情報
 ダイナミックパターン情報は、ビームの可動域および可動域内の各方向におけるビームに関する情報を含む。より詳細には、ダイナミックビームパターン情報は、以下の情報を含む。
・ビーム可動域(水平面、垂直面)
・ビーム可動の単位となるステップサイズ(角度)
・各方向におけるビームパターン
 各ビームには、ビームを識別する識別情報(ビームID)が対応づけられており、ビームIDによってビームを識別可能になっている。ビームIDの発行はCBSDが行っても、SASが行ってもよい。
「各方向におけるビームパターン」については,角度(方位角および仰角)と当該角度の方向におけるゲインとの組み合わせによって表現される包絡線であってもよい。または,ステアリングベクトルのように角度を代入することで一意にパターンを求めることが可能なもの(計算式)であってもよい。
 登録完了後、SAS130は登録済のCBSD110に対して、CBSD110を識別する識別情報(CBSD ID)を発行または生成し、CBSD IDを、ステップS101で取得した情報に関連付けて内部の記憶部に格納する。
 SAS130によるCBSD110の登録が完了した後、PAL保有事業者(PAL Holder)の装置140は、SAS130に対してPPAの作成を要求するPPA作成リクエスト(PPA creation request)をSAS130に送信する(S102)。装置140は、例えばPAL保有事業者によって操作される。
 PPA作成リクエストは、PPA作成の権利を行使する元となるPALの情報と、PPA作成の基となるCBSDのID(CBSD ID)を格納したリスト(PPA Cluster Listとも呼ばれる)とを含む。PPA Cluster Listには、CBSD IDが1つ以上格納されている。
 PPA作成リクエストを受信したSAS130は、ステップS101で取得した情報を用いて、PPAの作成処理を実施する(S103)。ステップS103で行う処理の詳細は後述する。SAS130は、処理結果として、作成したPPAの外形情報を含むPPA作成レスポンス(PPA creation response)を生成し、PPA作成レスポンスをPAL保有事業者の装置140に送信する(S104)。
 PAL保有事業者が、希望するPPA外形情報(PPA contour)をSAS130に提供することも可能である。この場合、PAL保有事業者の装置140から送信するPPA作成リクエストに、PPA外形情報(PPA contour)を含めてよい。この場合、SAS130から送信するPPA作成レスポンスには、希望する外形情報のPPAを作成できたか否かを示す情報を含める。SAS130は、希望する外形情報のPPAを作成できない場合に、希望する外形情報と異なる形状のPPAを代替の候補として作成してもよい。この場合、PPA作成レスポンスには、希望する外形情報のPPAが作成できなかったことを示す情報と、代替の候補として生成したPPAの外形情報を含めてもよい。
 以下、第1の実施形態に係るPPAの作成処理について詳細に説明する。第1の実施形態に係るPPAの作成処理は、R2-PAL-02-bおよびR2-PAL-02-cで規定された処理を、CBSDがダイナミックビームフォーミングを行う場合にもCBSDの通信を干渉から保護を可能にするPPAを作成できるように改良したものである。PPAの作成処理はSAS130の処理部32が行う。以下、PPAの作成処理について説明する。
 まず、水平面ビームの可動域内の各水平方向のビームが、方位角方向(水平角方向)のステップサイズ(水平ステップサイズ)ごとに決定される。水平ステップサイズごとに決定される同じ水平方向のビーム群(垂直面可動域内の複数のビーム)に対して、所定のメトリックを算出する地点である基準点(Reference Point)を共通に設定する。具体的には、当該水平方向を含む0~359度(方位角)の方向にそれぞれCBSDに対する基準高さから水平面に沿ってから延びる直線(放射状直線)において、複数の基準点を設定する。0~359度のそれぞれの放射状直線上に設定した複数の基準点を、同じ水平方向のビーム群(垂直面可動域内の複数のビーム)に共通に用いる。ここで、所定のメトリックは、電波信号強度に基づくメトリックであり、一例としてCBRSの場合、平均信号強度である。
 図11は、ある水平方向θに対応する方位角方向に延びる放射状直線において複数の基準点を設定する例を説明する図である。基準点は、CBSDの高さ位置に対応するアンテナ高hと、垂直面ビーム可動域内の仰角方向のステップサイズ(垂直ステップサイズ)とに基づいて決定される。アンテナ高hは、CBSDのアンテナの設置高(例えば地表面等の基準面からの高さ)に相当する。CBSDアンテナから基準面(地表面等)に垂直に延ばした直線D2と基準面との交点を原点Cとする。原点Cは、CBSDからh[m]だけ下の高さの地点に相当する。
 水平方向θにおける垂直面ビーム可動域A1が扇状で概略的に示される。垂直面ビーム可動域A1における垂直ステップサイズごとの仰角の方向(ビーム方向)にCBSDアンテナの位置から延びる直線Kx(=K1,K2,K3,…,Kn-2,Kn-1,Kn)と、原点Cからθ方向に延びる直線(放射状直線)D1との交点を、CBSDから遠い方から順に、基準点Rx(=R1,R2,R3,…,Rn-1,Rn)とする。
 基準点は、CBSD アンテナの位置から水平方向にr(=40[km])までの範囲で求める。r(=40[km])は、図7で説明した要件R2-PAL-02に基づく。図11の例では、垂直面ビーム可動域A1内の一部領域a1を含む方向にもCBSDのビームを形成可能であるが、領域a1を通過する直線が、直線D1と交差する点は、r(=40[km])の範囲を超えるため、基準点とはしない。
 水平方向θ(方位角方向)以外の残りの他の方位角方向(359個の方向)についても複数の基準点を設定する。残りの他の方位角方向に対する複数の基準点は、上記の水平方向θに対して求めた複数の基準点を、原点Cを中心に回転させた位置に方位角の差に応じて移動させた位置とすればよい。残りの他の方位角方向において、原点Cから当該方向に延びる放射状直線における原点Cからの複数の基準点までの距離(相対位置)は、水平方向θに対して求めた複数の基準点と同じであり、複数の基準点の配置方向(放射方向)のみが異なる。
 このようにして、ある水平方向θをビーム方向とするビーム群(垂直面ビーム可動域A1に含まれる複数のビーム)について共通の基準点を算出(設定)する。同様に、水平面ビーム可動域における水平ステップサイズごとの他の水平方向θについても、当該他の水平方向を有するビーム群(垂直面ビーム可動域に含まれる複数のビーム)に対して、上述した方法と同様にして、共通の基準点(0~359度の各放射状直線上の複数の基準点)を設定する。
 垂直面ビームの可動域および可動ステップサイズ(角度)が同じあれば、他の水平方向θにおいても、原点Cから360本の各方位角方向に延びる放射状直線における複数の基準点までの原点Cからの距離(相対位置)は、前述の水平方向θで算出した場合と同じである。本実施形態では、水平面ビーム可動域における全ての水平方向(方位角方向)について、垂直面ビームの可動域および可動ステップサイズ(角度)が同じである場合を想定する。したがって、水平面ビーム可動域および垂直面ビーム可動域内の全てのビームで、原点から延びる360本の放射状直線における原点Cからの複数の基準点の相対位置は同じである。よって1つの水平方向のビーム群について360本の放射状直線上における複数の基準点を求めれば、他の水平方向のビーム群については基準点の算出を省略することができる。なお、本実施形態では360個の方位角度のそれぞれに対して基準点を算出するが、これは一例に過ぎない。例えば、隣接する方位角度の差を2倍の大きさにして、2度間隔の180個の方位角度のそれぞれに対して、基準点を算出するなどしてもよい。
 図11に示した垂直面ビームの可動範囲の一例であり、CBSDアンテナの高さ(h[m])より高い方向(設置面と反対方向)にビームが可動であってもよい。この場合も、上述した説明と同様にして、r(=40[km])の範囲で、複数の基準点を算出すればよい。
 上述の図7で説明した従来の方法では基準点は等間隔に設定されていた。これに対して、本実施形態では図11のように垂直面ビームの方向(ゲインのピーク方向)ごとに当該方向に延びる直線Kxと、放射状直線D1とが交差する点を基準点Rxとする。このようにある水平方向θごとに、各垂直面ビームの方向(ゲインのピーク方向)に応じた基準点を設定することで、CBSDがダイナミックビームフォーミングを行う場合にも、適切に通信を保護可能な(外部からの干渉を抑制可能な)形状のPPAを作成可能となる。例えば、メトリックが大きい地点にも拘わらず、従来の方法ではメトリックが小さいと判定されてしまい、当該地点が保護領域から除外される場合であっても、本実施形態では当該地点を保護領域に含めることができる。
 図12は、CBSDにおけるビーム可動範囲およびビーム可動ステップサイズの例を説明する図である。ビーム可動範囲を
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
ビーム可動ステップサイズを
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
ビーム数をNbeamとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
は、図12の左図に示すように、水平面方向(方位角方向)のビーム可能範囲を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
は、図12の右図に示すように、垂直面方向のビーム可動範囲を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
は水平ステップサイズを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
は垂直ステップサイズを示す。このとき、ダイナミックビームフォーミングによって形成可能なビームパターンの個数は、以下の式(3)で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 本実施形態では、ビーム可動範囲内で同時に1つのビームを送信可能および可動な場合を想定するが、2つ以上のビームを同時に送信可能および可動である場合も排除されない。また、この場合、ビーム可動範囲で送信可能な各ビームの周波数は同じであることを想定するが、互いに異なる周波数である場合も排除されない。
 SAS130は、ビーム毎に、360本の放射状直線における複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを計算する。SAS130は、メトリックが閾値を満たす基準点を特定する。メトリックが閾値を満たすとは、例えばメトリックが閾値以上であることであり、本実施形態では、メトリックが閾値以上である場合を扱う。メトリックは、CBRSの場合、例えば平均信号強度である。閾値は、CBRSの場合、例えば-96 [dBm/10MHz]である。以下、詳細を説明する。
 方位角(水平方位角)θkにおける基準点の数(放射状直線上に設定された基準点の数)をNRP,θkとする。基準点nRP,θk(1 ≦ nRP, θk ≦ NRP, θk)は各垂直面ビーム仰角と対応する。基準点nRP, θkにおける平均信号強度
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
は、以下の式(4)で計算することが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
 ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
は空中線電力(conducted power)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
はビームゲインである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
は送信点と、送信点からの方向
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
の放射状直線上の地点(=基準点nRP, θk)との間のパスロスである。
 なお、当然のことながら、フィーダロス等の他の種類の損失、または他の種類のゲインを式(4)において考慮してもよい。パスロス
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
の算出にあたっては、いかなる電波伝搬モデルが用いられてもよい。また、対数表現ではなく、実値表現に変換された数式が用いられてもよい。
 図13は、基地局110により送信可能な複数のビームの例を示す。ビームの可動範囲A11内で可動なビームの例として、複数のビームB101,B102,B103,B104,B105が示される。ビームの可動範囲は、詳細には、ビームのピーク方向が含まれる範囲のことを意味している。ビームB101~B105以外にも他の1つ又は複数の方向のビームを基地局110により送信可能であってよい。包絡線E11は、ビームB101~B105等による通信に用いられる電波範囲を包括的に示しており、一例として、この範囲の通信を保護する必要がある。包絡線E11を1つのビームとして扱ってもよい。
 以下、基準点のうち平均信号強度(メトリック)が閾値以上である地点の集合をRPと表現し、CBSDが式(3)で示される個数のパターンのビームを形成可能な場合に、CBSDに対する集合RPを算出する例を示す。
 基準点のうち平均信号強度(メトリック)が閾値以上である地点の集合をRPと表現する。以下、CBSDが式(3)で示される個数のパターンのビームを形成可能な場合に、CBSDに対する集合RPを算出する例を示す。
 図14は、1台のCBSDに対して集合RPを算出する処理の一例を示すフローチャートである。図14の処理は、SAS(通信制御装置)130の処理部32によって行われる。
 集合RPの初期値を空集合(RP = {})、方位角(水平面方位角)θにおける基準点を示すインデックスをn RP, θ(基準点の総数はNRP, θ)とする。またメトリックである平均信号強度をPnRP, θ、閾値をPThとする。Nbeamはビーム数、nbeamはビームを識別する番号(インデックス)を表す。nbeamの初期値は0である。水平面方位角θの初期値を-1とする。n RP, θの初期値を0とする。
 まずビームのインデックスnbeamを1インクリメントし、nbeam番目のビームを対象ビームとして選択する(S201)。nbeamの初期値は0であるため、最初の処理では、1番目のビームが選択される。
 水平面方位角θを1インクリメントする(S202)。θの初期値は-1であるため、最初の処理ではθは0度に設定される。
 基準点のインデックスn RP, θを1インクリメントし、n RP, θ番目の基準点を選択する(S203)。水平面方位角θに対する基準点は前述した図11で説明した方法で設定されている。n RP, θの初期値は0であるため、最初の処理では、1番目の基準点が選択される。x番目の基準点をRxと表すと、上述の図11の例では、CBSDから最も遠い基準点R1が選択される。
 ステップS203で選択した基準点に対して、メトリックである平均信号強度をPnRP, θを計算する(S204)。PnRP, θは、例えば上述の式(4)で計算される。
 平均信号強度PnRP, θが閾値PTh以上かを判断する(S205)。平均信号強度PnRP, θが閾値PTh未満であれば、ステップS207に進む。平均信号強度PnRP, θが閾値PTh以上であれば、インデックスn RP, θを集合RPに追加する(S206)。この後、ステップS207に進む。
 インデックスn RP, θが基準点の総数NRP, θに達したかを判断する(S207)。総数NRP, θに達していない場合は、ステップS203に戻り、インデックスn RP, θを1インクリメントする。
 総数NRP, θに達した場合は、水平面方位角θが359に達したかを判断する(S208)。θが359に達していない場合は、ステップS202に戻り、水平面方位角θを1インクリメントする。
 θが359に達した場合は、ビームのインデックスnbeamがビーム数Nbeamに達したかを判断する(S209)。ビーム数Nbeamに達していない場合は、ステップS201に戻り、インデックスnbeamを1インクリメントする。ビーム数Nbeamに達した場合は、本処理を終了する。
 上述のステップS204の処理で、いったん平均信号強度(メトリック)が閾値以上であると判定された以降の基準点については、平均信号強度が閾値以上になると見なして、平均信号強度の計算を省略してもよい。例えば基準点R1,R2,R3に対して算出したメトリックは閾値未満であったが、基準点R4で算出したメトリックが閾値以上であった場合は、R5~Rnについてはメトリックの計算を省略してもよい。計算を省略した基準点R5~Rnを、集合RPに追加してもよい。このように、メトリックが閾値以上になるまで、基準点のメトリックを算出し、メトリックが閾値以上になった以降は、当該基準点に対するメトリックの計算を省略する。これにより、ダイナミックビームフォーミングを考慮したビームごとの処理を行うことに起因する劇的な計算負荷の増大を抑制することが可能である。
 SAS(通信制御装置)130は、図14の処理によって得られた集合RPに基づき、各水平面方向(0~359度)に対応する放射状直線上の複数の基準点のうちCBSDから最も遠い(最も外側の)基準点を特定する。SAS130は、特定した基準点間を線で結ぶことによって、PPA外形(従来の方法におけるC(θ)に相当)を得る。このように、特定した基準点によって囲まれる領域を保護領域(PPA外形)とする。
 この後、SAS130は、従来の方法と同様に、ハミングフィルタ等を用いてC(θ)を平滑化してPPA外形S(θ)としてもよい。外形C(θ)またはS(θ)は、CBSDを干渉から保護する保護領域(第1の保護領域)の一例である。また、SASは、従来の方法と同様に、PPAクラスタリスト内の他のCBSDに対しても、外形S(θ)またはC(θ)を計算し、PPAクラスタリスト内の全てのCBSDに関する外形S(θ)またはC(θ)を結合し、PAL保護外形(第3の保護領域)を作成してもよい。
 以上、本実施形態によれば、CBSDのビームごとに複数の基準点におけるメトリックを計算し、ビーム毎に計算したメトリックに基づきCBSDを干渉から保護する保護領域(PPA)を作成する。これにより、CBSDがダイナミックビームフォーミングを行う場合にも、適切な形状の保護領域(PPA)を作成でき、外部の干渉からCBSDの通信を保護することができる。
 (変形例1)
 上述の第1の実施形態では、集合RPに基づき、各水平面方向(0~359度)に対応する放射状直線上の複数の基準点のうちCBSDから最も遠い(最も外側の)基準点を特定し、PPA外形を求めた。他の方法として、集合RPに含まれる基準点で特定される領域をPPA(C(θ)またはS(θ))とすることも可能である。
 図15は、変形例1の説明図である。図示の領域D1は、集合RPに含まれる基準点の集合によって特定(占有)される領域、すなわち閾値以上の平均信号電力が算出される領域である。具体的には、例えば、基準点群に外接する線を算出し、算出した線によって囲まれる領域を領域D1としてもよい。あるいは、基準点ごとに予め定めたサイズの領域(例えば基準点を中心とする一定の範囲の領域)を設定し、設定した領域の集合を領域D1としてもよい。あるいは基準点自体が一定の範囲を有する領域である場合は、基準点の集合を領域D1としてもよい。領域D1内には、集合RPに含まれない基準点によって特定される領域、すなわち閾値未満の平均信号電力となる領域(穴領域)が発生し得る。領域H1、H2、H3は、穴領域の例である。SASの処理部32は、穴領域を検出し、検出した穴領域を、任意の基準に基づいて、メトリックが閾値以上の領域であるとして扱ってもよい(すなわち、穴領域をPPAの一部として、PPAに含める)。例えば、穴領域の面積(サイズ)が一定値未満の場合に、当該穴領域をPPAに含め、一定サイズ以上の場合には、当該穴領域をPPAに含めない。
 (変形例2)
 上述の図14に示したフローチャートの処理では、CBSDから遠い基準点から近い基準点へ順番に平均信号強度を算出したが、逆にCBSDに近い方から順番に基準点の平均信号強度を算出してもよい。すなわち、Rn,Rn-1,Rn-2,…,R2,R1の順に平均信号強度を算出する。この場合、平均信号強度が閾値未満になったことが判定された以降の基準点に対する平均信号強度の計算を省略し、計算を省略した基準点を集合RPに追加しないことを決定してもよい。
 (変形例3)
 上述の図11において、CBSDから最も遠い基準点R1は、原点Cからr=40[km]の地点に一致していたが、基準点R1が当該r=40[km]の地点によりも手前にある(CBSD側に近い)場合もあり得る。この場合、原点Oからr=40[km]の地点を無条件に基準点として扱ってもよい。この場合、r=40[km]の基準点を最初にメトリックの計算を行う対象の基準点として、上述の図14のフローチャートの処理を実行すればよい。
 (変形例4)
 上述の第1の実施形態では集合RPに含める基準点を選択する条件を平均信号強度が閾値以上であることとしたが、他の例も可能である。例えば、最大信号強度又は最小信号強度が閾値以上であることを、基準点を選択する条件としてもよい。その他、基準点を選択する条件として、信号強度の標準偏差に基づく方法など、様々なバリエーションが考えられる。
 (変形例5)
 上述した第1の実施形態では、上述の図11の例に示したように、同じ垂直面ビーム可動範囲に含まれる各ビームについて、共通の基準点を用いたが、各ビームで異なる基準点を設定してもよい。例えば、ビームの方向(仰角)に対応する直線と直線D1とが交わる地点と、当該地点から直線D1に沿って、左右(CBSDに近い側および遠い側)にそれぞれ一定間隔ずつ開けて配置した地点群を、当該ビームの基準点として設定してもよい。同じ垂直面ビーム可動範囲における他のビームについても同様の方法で基準点を設定する。この方法によっても、計算量が増えるものの、ビーム方向(ゲインの方向)を考慮した基準点を設定できるため、ダイナミックビームフォーミングに適した形状のPPAの作成が可能となる。
(第2の実施形態)
 上述の第1の実施形態の説明で用いた図14のフローチャートの処理において、あるビームに対する処理でいったん集合RPに格納された基準点については、他のビームに対する処理で改めてメトリックを計算しなくてよい。これにより、計算量を削減することができる。
 図16は、第2の実施形態に係る処理のフローチャートであり、1台のCBSDに対して集合RPを算出する処理の一例を示す。図16の処理は、SAS(通信制御装置)130の処理部32によって行われる。図16のフローチャートは、図14のフローチャートに、ステップS211を追加したものである。ステップS201~S209は図14と同じであるため説明を省略する。
 ステップS211において、基準点のインデックスn RP, θが集合RPに格納済みかを判断する。格納済みの場合は、ステップS203に戻り、インデックスn RP, θを1インクリメントする(S203)。格納済みでない場合は、ステップS204に進む。
 以上、本実施形態によれば、集合RPを算出する処理の計算量を低減することができる。
(第3の実施形態)
 CBSDによるビーム送信の仰角および水平角(方位角)の少なくとも一方に制約が課される場合がある。例えば、CBSDの位置等において定常的に、ある方位角へのビーム送信の禁止等の制約が課せられる場合がある。この場合は、当該方位角におけるメトリック(平均信号強度)の計算はスキップし、当該方位角の領域を保護領域から除外する。なお、従来においては、禁止されている方位角にピークを持つ固定ビームを用いるCBSDは、CBSD Registrationの時点で登録が拒絶されるため、このような制約を考慮した処理は必要なかった。
 図17は、第3の実施形態に係る処理のフローチャートであり、1台のCBSDに対して集合RPを算出する処理において、ある方位角(水平面方位角)に対する静的な制約が存在する場合の例を示す。図17の処理は、SAS(通信制御装置)130の処理部32によって行われる。図17は、第1の実施形態の説明で用いた図14のフローチャートにステップS221を追加したものに相当する。ステップS201~S209は図14と同じであるため説明を省略する。
 なお、上述の第2の実施形態と同様に、集合RPに格納済みの基準点に対するメトリックの計算を省略することも可能である。すなわち、上述の第2の実施形態の説明で用いた図16のフローチャートにステップS221を追加することも可能である。
 図17のステップS221において、水平面方向(方位角)θがビーム送信の制約を満たすか、すなわち、水平面方向θが特定の条件(Specific condition)を満たすかを判断する。制約が満たされない場合(すなわち特定の条件が満たされる場合)、当該水平面方向θについてはメトリックの計算を省略することを決定し、ステップS202に戻る。制約が満たされる場合(すなわち特定の条件が満たされない場合)、ステップS203に進む。
 以下、ステップS221で用いられる特定の条件の具体例を示す。
 (a)ある水平面方向(方位角)にビームのピークが向いてはならないという制約があるとする。この場合に、nbeam番目のビームが当該水平面方向でピークを持つときは、特定の条件が満たされる。
 (b)所定のビーム幅(例えば半値幅(3dB bandwidth))内に、ある水平面方向(方位角)が含まれてはならないという制約があるとする。この場合に、nbeam番目のビームのビーム幅内に当該水平面方向(方位角)が含まれるときは、特定の条件が満たされる。
 (c)ある水平面方向(方位角)における送信電力レベル(EIRPやPower Spectral Density, Conducted power level, Power Flux Density等)が閾値未満でなければならないという制約があるとする。この場合に、nbeam番目のビームの当該水平面方向における送信電力レベルが閾値を超えるときは、特定の条件が満たされる。
 上記(c)の制約が指定されている場合、CBSDの送信電力レベルを調整することで、閾値を満たすことが出来る場合もある。そのような場合、当該方向θにおける平均信号電力PnRPを計算する際に,当該調整された送信電力レベル(=閾値未満の送信電力レベル)を用いてPnRPを計算してもよい。換言すれば、上述の図17のフローチャートにおけるステップS221の条件分岐では“No”(特定の条件が満たされない)を通る。さらに、このような送信電力レベルの調整を行った場合には、利用可能なビームの計算を行う際や、PAL Grant(グラント)の発行の際に、調整後の送信電力レベルを考慮する必要がある。なお、PALグラントは、PALに基づくビームまたは周波数の使用許可のことであり、SAS130により発行される。
 以上、本実施形態によれば、CBSDによるビームの送信方向に制約が課される場合に、制約を満たす水平面方向(方位角)についてのみ平均信号強度の計算を行い、当該制約を満たさない水平面方向の領域をPPAから除外することで、適切な形状のPPAを生成できる。PPAから除外された領域については他のシステムによる周波数利用を可能とし、周波数利用効率を高めることができる。
(第4の実施形態)
 上述した第3の実施形態ではCBSDの水平面方向(方位角)に静的な制約が存在する場合の処理の例を記載しが、第4の実施形態では、水平面方向(方位角)に依存しない静的な制約が存在する場合の処理の例を記載する。
 例えば、CBSDの水平面方位角によらず、特定の場所に関する制約が設けられる可能性もある。基準点が当該制約を満たさない場合には、メトリック(平均信号強度)の計算を省略し、基準点を集合RPに追加しない。
 図18は、第4の実施形態に係る処理のフローチャートであり、1台のCBSDに対して集合RPを算出する処理において、特定の場所に関する制約が存在する場合の例を示す。図18の処理は、SAS(通信制御装置)130の処理部32によって行われる。図18は、第2の実施形態の説明で用いた図16のフローチャートにステップS231を追加したものに相当する。図18におけるステップS201~S209、S211は、図16と同じであるため説明を省略する。
 図18のステップS231において、ステップS203で選択された基準点が特定の場所に関する制約を満たすか、すなわち、ステップS203で選択された基準点が特定の条件(Specific condition)を満たすかを判断する。制約が満たされない場合(すなわち特定の条件が満たされる場合)、当該基準点についてはメトリックの計算を省略することを決定し、ステップS203に戻る。制約が満たされる場合(すなわち特定の条件が満たされない場合)、ステップS204に進む。
 以下、ステップS231の処理で用いる特定の条件の具体例を示す。
(a)所定のエリア内にビームのピークが向いてはならないという制約があるとする。この場合、nRP番目の基準点が当該エリアに含まれ、かつ、nbeam番目のビームがnRP番目の基準点の方向にピークを持つとの条件が、特定の条件に相当する。
 図19は、上記(a)に示された特定の条件が満たされる例および満たされない例を示す。所定のエリアである制限エリア(Restricted area)E1と、CBSDのビームとの関係が示される。制限エリアE1内の各点は、CBSDに対して設定された基準点のうち制限エリアE1に含まれる基準点を示す。
 図19の左では、ビームのピーク方向が所定のエリアである制限エリア(Restricted area)を向いていないため制約が満たされる。つまり、「nRP番目の基準点が当該エリアに含まれ、かつ、nbeam番目のビームがnRP番目の基準点の方向にピークを持つ」との特定の条件が満たされない。この場合、図18のフローチャートのステップS231の分岐条件は“No”となる。
 一方、図19の右では、ビームのピーク方向が所定のエリアである制限エリアE1を向いているため、制約が満たされない。つまり、「nRP番目の基準点が当該エリアに含まれ、かつ、nbeam番目のビームがnRP番目の基準点の方向にピークを持つ」との特定の条件が満たされる。この場合、図18のフローチャートのステップS231の分岐条件は“Yes”となる。
(b)ビームのピークが所定のエリアを向いてはならならず、かつ所定のビーム幅(例えば半値幅(3dB bandwidth))の範囲が所定のエリアと重なってはならない(所定のビーム幅が所定のエリアの少なくとも一部を含んではならない)という制約がある。この場合において、nRP番目の基準点が当該エリアに含まれ、かつ、nbeam番目のビームのピークから所定のビーム幅の範囲内の方向がnRP番目の基準点を含むとの条件が、特定の条件に相当する。
 図20は、上記(b)に示された特定の条件が満たされる例および満たされない例を示す。図20の左は、ビームのピーク方向が、所定のエリアである制限エリア(Restricted area)を向いていない。また、半値幅(図の例では半値幅(3dB bandwidth))の範囲が制限エリアの少なくとも一部を含まない(半値幅の範囲が制限エリアと重ならない)。よって、制約が満たされる。すなわち「nRP番目の基準点が当該エリアに含まれ、かつ、nbeam番目のビームのピークから所定のビーム幅の範囲内の方向がnRP番目の基準点を含む」との特定の条件が満たされない。
 一方、図20の右では、ビームのピーク方向が所定のエリアである制限エリア(Restricted area)外を向いているものの、半値幅の範囲内の方向が制限エリアの一部を含むため、制約が満たされない。すなわち「nRP番目の基準点が当該エリアに含まれ、かつ、nbeam番目のビームのピークから所定のビーム幅の範囲内の方向がnRP番目の基準点を含む」との特定の条件が満たされる。
(c)所定のエリアを向くビームの方向の送信電力レベル(EIRPやPower Spectral Density, Conducted power level, Power Flux Density等)が閾値未満でなければならないという制約がある。この場合に、nRP番目の基準点が当該エリアに含まれ、かつ、当該nRP番目の基準点の方向におけるnbeam番目のビームの送信電力レベルが閾値を超えるとき、特定の条件が満たされる。
 上記(c)の制約が指定されている場合、送信電力レベルを調整することで、閾値を満たすことが出来る場合もある。そのような場合、当該方向θにおけるPnRPを計算する際に,当該調整された送信電力レベル(=閾値未満の送信電力レベル)を用いてPnRPを計算してもよい。換言すれば、上述の図18のフローチャートにおけるステップS231の条件分岐では“No”(特定の条件が満たされない)を通る。さらに、このような送信電力レベルの調整を行った場合には、利用可能なビームの計算を行う際や、PAL Grant(グラント)の発行の際に、調整後の送信電力レベルを考慮するものとする。
 以上、本実施形態によれば、水平面方向(方位角)に依存しない静的な制約が存在する場合に、制約を満たす基準点についてのみ平均信号強度の計算を行い、制約を満たさない基準点については保護領域から除外することで、適切な形状のPPAを生成できる。PPAから除外した領域については他のシステムによる周波数利用を可能とし、周波数利用効率を高めることができる。
(第5の実施形態)
 本第5の実施形態では、第1の実施形態とは別の方法でR2-PAL-02-bおよびR2-PAL-02-cで規定される処理を改良することで、CBSDがダイナミックビームフォーミングを行う場合にも、CBSDの通信を外部の干渉から保護可能なPPAを作成する。
 第5の実施形態では、対象となるCBSDに対してビーム単位でPPA(Beam-based PPA)を計算し、得られた全てのPPA(Beam-based PPA)をマージ(結合)することによって、PPAの保護外形(従来の方法におけるC(θ)に相当)を得る。ビーム単位のPPA(Beam-based PPA)全てをマージして得られるPPAをBaseline PPAと呼ぶ。第1の実施形態と同様、CBSDの位置等において定常的な制約、例えば方位角の制限がある場合、当該方位角における計算はスキップすればよい。第5の実施形態の方法は、ビーム単位のPPAを得ることができるメリットを有する。
 図21は、CBSD が形成可能なビーム、および、各ビームに対して得られたBeam-based PPAの例を示す。図21の上図は、CBSDが形成する3つのビーム(Beam1 Beam2, Beam3)の例を示す。図21の下図は、Beam1に対して得られたBeam1-based PPAと、Beam2に対して得られたBeam2-based PPAと、Beam3に対して得られたBeam3-based PPAとの例をそれぞれ示す。
 図22は、図21の下図のBeam1-based PPA、Beam2-based PPA、Beam3-based PPAをマージすることによって得られたBaseline PPAの例を示す。
 SAS(通信制御装置)130の処理部32は、基本的には図22に示したようなBaseline PPAに基づいて、他のCBSDからの周波数またはビームの利用の許可要求(例えば図5のGAAでの許可要求)に対するGrant(グラント)の承認処理等を実施すればよい。つまり、Baseline PPAにおける任意の地点または所定の地点に対する累積干渉が許容値以下であるとの条件を満たす範囲で、他のCBSDからの周波数またはビームの利用の許可要求に対して、グラントの承認処理等を行えばよい。
 しかしながら、上述の定常的な制約とは異なる一時的な制約が運用中に課される場合がある。例えば、DPA(Dynamic Protection Area)と呼ばれる保護エリアのアクティベーション(有効化)、および、新たなIncumbent(一次システム)の登場等が挙げられる。第5の実施形態では、このような場合にも、動的にかつ迅速にCBSDに対するPPAを再構成することを可能とし、周波数利用効率の向上に寄与する。再構築したPPAを、Reconfigured PPAと呼ぶ。
 PPAの再構築を実現する構成として、SAS130の処理部32は、各ビームに対応するビーム単位のPPA(Beam-based PPA)に対して、2種類の状態(state)“ACTIVE”、“SUSPENDED”を定義し、各ビーム単位のPPAの状態を記憶部35において管理する。“ACTIVE”は、ビーム単位のPPAが有効な状態に対応し、“SUSPENDED”は、ビーム単位のPPAが無効な状態に対応する。SAS130の処理部32は、運用中に課せられる制約を検出し、CBSDに対する各ビームの状態を“ACTIVE”または“SUSPENDED”に個別に設定する。SAS130は、“ACTIVE”のPPA(Beam-based PPA)のみをマージすることで、Reconfigured PPAを作成する。なお、不要なPAAを廃棄または消去することを意味する“TERMINATED”など、他の状態が定義されてもよい。
 ビーム単位のPPA(Beam-based PPA)の数が多い場合には、SAS130は、PPA(Beam-based PPA)のグルーピングを行い、グループ単位で、状態(“ACTIVE”、“SUSPENDED”)の設定を行ってもよい。グルーピングの基準としては、例えば、PPA(Beam-based PPA)外形の相似の度合い、または、方位角範囲などが挙げられる。前者の場合、PPA(Beam-based PPA)外形の相似度が高いPPA(Beam-based PPA)を1つのグループにまとめる。後者の場合、ビームのピーク方向が同じ方位角範囲に属するPPA(Beam-based PPA)を1つのグループにまとめる。
 図23は、図22に示したBaseline PPAを再構築することにより得られたReconfigured PPAの例を3つ示す。
 左図は、Beam1-based PPAとBeam2-based PPAを“ACTIVE”、Beam3-based PPAを“SUSPENDED”にした場合に得られるReconfigured PPAを示す。
 中央図は、Beam1-based PPAとBeam3-based PPAを“ACTIVE”、Beam2-based PPAを“SUSPENDED”にした場合に得られるReconfigured PPAを示す。
 右図は、Beam2-based PPAとBeam3-based PPAを“ACTIVE”、Beam1-based PPAを“SUSPENDED”にした場合に得られるReconfigured PPAを示す。
 以下に、ビーム単位のPPA (Beam-based PPA)の状態遷移のトリガーとなるイベントの例(1)~(6)を示す。
(1)FSS(Fixed Satellite Service) OOBE(Out Of Band Emission) Purge Listに格納されているグラントに係るビームと干渉し得る、レーダ等による電波使用を検出した場合、SASは、当該グラントに係るビームのPPAの状態を、“TERMINATED”(廃棄)にする。すなわちSASの処理部32は、グラントに係るビームの利用が不可になったことを検出した場合、ビームのPPAの状態を無効にする。FSS OOBE Purge Listは、FSS earth station(固定衛星業務地上局)を保護するためのリストである。レーダ等が、リストに格納されたグラントに係るビームと干渉し得る電波(ビーム等)の使用を開始した場合に、当該グラントを破棄しなければならない。
(2)DPA(Dynamic Protection Area) Move Listに含まれるグラントに係るビームと干渉し得る電波使用をレーダ等により開始されたことを検出した場合、SASの処理部32は、当該グラントに係るビームのPPAの状態を、“SUSPENDED”にする。すなわちSASの処理部32は、グラントに係るビームの利用が不可になったことを検出した場合、ビームのPPAの状態を無効にする。DPA Move Listは、DPAを保護するためのリストである。このリストに格納されたグラントについて、SASは、レーダが当該グラントに係るビームと干渉し得る電波(ビーム等)を利用している期間、レーダを保護するため、電波送信を一時停止すること、または他の周波数チャネルへ移動することを、CBSDに指示する。
(3)DPA Move Listに含まれるグラントに関して、レーダ等による電波使用が終了した場合、SASは、当該グラントに係るビームのPPAの状態を、“ACTIVE”にする。すなわちSASの処理部32は、グラントに係るビームの利用が可になったことを検出した場合、ビームのPPAの状態を有効にする。
(4)CPAS(Coordinated Periodic Activities among SASs)時に、CPASの時間を超える期間、新たに一時的な制約(例えばグラントの一時停止の延長)が必要になると判断される場合に、該当するビームのPPAの状態を、“SUSPENDED”にする。CPASでは、複数の通信制御装置130(SAS)間で24時間に一回実施され、上位層保護(higher-tier protection)に係る計算等の処理が実行される。すなわちSASの処理部32は、グラントに係るビームの利用が不可になったことを検出した場合、ビームのPPAの状態を無効にする。
(5)SASは、一時的な制約が解除されたときに、該当するPPAの状態を“SUSPEND”から“ACTIVE”にする。すなわちSASの処理部32は、グラントに係るビームの利用が可になったことを検出した場合、ビームのPPAの状態を有効にする。
(6)SASは、CBSDまたはCBSD User(すなわちオペレータ)からサスペンションリクエストを受信した場合に、指定されたビームに係るPPAを“ACTIVE”から“SUSPEND”にする。SASの処理部32は、CBSDまたはCBSD User(すなわちオペレータ)からアクティブリクエストを受信した場合に、指定されたビームに係るPPAの状態を、“SUSPEND”から“ACTIVE”にしてもよい。
 SASは、他のSASとの間で、PPAの情報を交換する。例えばCPASにおいてPPAの情報を交換する。この際、少なくともBaseline PPAの情報を交換することが望ましい。SASおよび他のSASが共にPPAの再構成機能を有する場合には、SASおよび他のSAS間で、ビーム単位のPPAの情報も交換することが望ましい。
 図24は、第5の実施形態に係るビーム単位のPPAを作成する処理の一例のフローチャートである。図24の処理は、SAS130の処理部32によって行われる。第1の実施形態の説明で用いた図14のフローチャートにおけるステップS206がステップS241に変更されている。ステップS201~S205、S207~S209は、図14のフローチャートと同じである。
 第1の実施形態における図14のフローチャートの処理では、全てのビームで集合RPを共通に用いたが、第5の実施形態における図24の処理では、ビームごとに集合RPを用意する。nbeam番目のビームに対する集合をRPnbeamとする。図24におけるステップS241では、SAS130が、ステップS205で選択された基準点のインデックスn RP, θを、該当するビーム(nbeam番目のビーム)に対する集合RPnbeamに格納する。これによりビームごとに基準点の集合RPnbeamを取得する。ビームごとに取得した集合RPnbeamを用いて、第1の実施形態と同様の手法よりPPA作成処理を行い、ビーム単位のPPA(Beam-based PPA)を作成する。
 第5の実施形態においても、第3の実施形態(図17参照)または第4の実施形態(図18参照)と同様に、水平面方向に関する静的な制約または水平面方向に依存しない静的な制約を考慮して、所定のメトリックを計算する対象とする基準点を制限することができる。
 図25は、第5の実施形態に係るビーム単位のPPAを作成する処理の他の例のフローチャートである。本処理において、水平面方向に関する静的な制約を考慮してビーム単位の集合RPを生成する。図25の処理は、SAS130の処理部32によって行われる。上述の図24のステップS202とS203の間に、図17と同じステップS221が追加されている。ステップS221の動作の説明は図17を用いて行った説明と同じであるため省略する。
 図26は、第5の実施形態に係るビーム単位のPPAを作成する処理のさらに他の例のフローチャートである。本処理において、水平面方向に依存しない静的な制約を考慮してビーム単位の集合RPを生成する。図26の処理は、SAS130の処理部32によって行われる。上述の図24のステップS203とS204の間に、図18と同じステップS231が追加されている。ステップS231の動作の説明は図17を用いて行った説明と同じであるため省略する。
 以上、本実施形態によれば、ビーム単位でPPA(Beam-based PPA)を計算するとともに各Beam-based PPAの状態を管理し、“ACTIVE”の状態のBeam-based PPAのみをマージしてPPAを作成する。“SUSPEND”のBeam-based PPAについてはマージ対象から除外する。 “SUSPEND”のBeam-based PPAを周波数の保護対象から除外することで、当該領域での他のシステムによる周波数の利用を可能とし、周波数利用効率を改善することができる。また、Beam-based PPAのマージによりPPAを作成するため、PPAを再構築も、少ない計算量で済む。
 なお、上述の実施形態は本開示を具現化するための一例を示したものであり、その他の様々な形態で本開示を実施することが可能である。例えば、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形、置換、省略またはこれらの組み合わせが可能である。そのような変形、置換、省略等を行った形態も、本開示の範囲に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
 また、本明細書に記載された本開示の効果は例示に過ぎず、その他の効果があってもよい。
 なお、本開示は以下のような構成を取ることもできる。
[項目1]
 通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出し、前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成する処理部
 を備えた通信制御装置。
[項目2]
 複数の水平方向ごとに前記複数の基準点が設定されており、
 前記処理部は、前記ビームごとに前記複数の水平方向の前記複数の基準点に対する前記メトリックを算出する
 項目1に記載の通信制御装置。
[項目3]
 前記処理部は、前記水平方向ごとに前記メトリックに基づき1つの基準点を選択し、
 前記処理部は、選択した前記基準点によって囲まれる領域を前記第1の保護領域とする 項目2に記載の通信制御装置。
[項目4]
 前記処理部は、前記複数の基準点のうち前記メトリックが閾値以上の基準点を選択し、選択した基準点によって特定される領域を前記第1の保護領域とする
 項目2または3に記載の通信制御装置。
[項目5]
 前記複数の水平方向ごとの前記複数の基準点は、前記複数のビームに共通に決定される 項目2~4のいずれか一項に記載の通信制御装置。
[項目6]
 前記処理部は、前記複数のビームごとに個別に、前記複数の水平方向ごとの前記複数の基準点を算出する
 項目2~5のいずれか一項に記載の通信制御装置。
[項目7]
 前記処理部は、方位角方向におけるビームの可動範囲およびステップサイズと、仰角方向における前記ビームの可動範囲およびステップサイズとに基づき、前記複数のビームを決定する
 項目1~6のいずれか一項に記載の通信制御装置。
[項目8]
 前記処理部は、前記通信装置の高さ位置と、前記ビームの前記ステップサイズごとの仰角と、前記ビームの方位角とに基づき、前記ビームの方位角に対応する水平方向における前記複数の基準点を決定する
 項目7に記載の通信制御装置。
[項目9]
 前記処理部は、前記通信装置の高さ位置から前記仰角の方向で延びる直線と、基準高さにおいて前記水平方向に延びる直線との交点を、前記基準点とする
 項目8に記載の通信制御装置。
[項目10]
 前記処理部は、前記水平方向ごとに、閾値以上の前記メトリックを有する基準点のうち最も通信装置から遠い基準点を選択する
 項目3に記載の通信制御装置。
[項目11]
 前記処理部は、前記複数のビームから1つのビームを順次、選択し、選択した前記ビームに対して前記複数の水平方向ごとに前記複数の基準点に対する前記メトリックを算出し、
 前記閾値以上の前記メトリックが算出された基準点については、次以降に選択するビームに対しては、前記メトリックの算出を省略する
 項目9に記載の通信制御装置。
[項目12]
 前記処理部は、前記メトリックが前記閾値未満の基準点によって特定される領域を検出し、検出した前記領域のサイズに応じて、検出した前記領域を前記第1の保護領域の一部として前記第1の保護領域に含めることを決定する
 項目3に記載の通信制御装置。
[項目13]
 前記処理部は、前記水平方向ごとに前記ビームが制約を満たすかを判断し、制約を満たさない前記水平方向における前記基準点に関しては、前記メトリックの算出を省略する、 項目2~12のいずれか一項に記載の通信制御装置。
[項目14]
 前記処理部は、前記基準点ごとに前記ビームが制約を満たすかを判断し、制約を満たさない前記基準点に関しては、前記メトリックの算出を省略する、
 項目2~12のいずれか一項に記載の通信制御装置。
[項目15]
 前記処理部は、前記メトリックに基づき、前記ビームごとに前記通信装置を電波干渉から保護する第2の保護領域を作成する
 項目1~14のいずれか一項に記載の通信制御装置。
[項目16]
 前記処理部は、前記ビームごとの前記第2の保護領域のうち1つ以上の前記第2の保護領域を選択し、選択した前記第2の保護領域を結合することにより前記第1の保護領域を作成する
 項目15に記載の通信制御装置。
[項目17]
 前記処理部は、前記ビームごとに前記第2の保護領域の有効または無効の状態を管理し、複数の前記第2の保護領域のうち有効に設定された前記第2の保護領域を選択する
 項目16に記載の通信制御装置。
[項目18]
 前記処理部は、前記複数のビームの利用の可否を判定し、前記利用が許可されているビームに対応する前記第2の保護領域を有効化し、前記利用が禁止されているビームに対応する前記第2の保護領域を無効化する
 項目17に記載の通信制御装置。
[項目19]
 前記処理部は、第1の装置から前記第2の保護領域の有効または無効を指示する情報を受信し、受信した情報に基づき、前記第2の保護領域を有効化または無効化する
 項目18に記載の通信制御装置。
[項目20]
 前記処理部は、複数の前記通信装置ごとに前記第1の保護領域を作成し、複数の前記第1の保護領域を結合することにより、第3の保護領域を作成する
 項目1~19のいずれか一項に記載の通信制御装置。
[項目21]
 通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出し、
 前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成する
 通信制御方法。
[項目22]
 通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出するステップと、
 前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成するステップと
 をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
11:受信部
12:処理部
13:制御部
14:送信部
15:記憶部
31:受信部
32:処理部
33:制御部
34:送信部
35:記憶部
110、110A、110B、110C:通信装置
120:端末
130、130A、130B:通信制御装置
140:PAL保有事業者の装置(端末)

Claims (22)

  1.  通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出し、前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成する処理部
     を備えた通信制御装置。
  2.  複数の水平方向ごとに前記複数の基準点が設定されており、
     前記処理部は、前記ビームごとに前記複数の水平方向の前記複数の基準点に対する前記メトリックを算出する
     請求項1に記載の通信制御装置。
  3.  前記処理部は、前記水平方向ごとに前記メトリックに基づき1つの基準点を選択し、
     前記処理部は、選択した前記基準点によって囲まれる領域を前記第1の保護領域とする 請求項2に記載の通信制御装置。
  4.  前記処理部は、前記複数の基準点のうち前記メトリックが閾値以上の基準点を選択し、選択した基準点によって特定される領域を前記第1の保護領域とする
     請求項2に記載の通信制御装置。
  5.  前記複数の水平方向ごとの前記複数の基準点は、前記複数のビームに共通に決定される 請求項2に記載の通信制御装置。
  6.  前記処理部は、前記複数のビームごとに個別に、前記複数の水平方向ごとの前記複数の基準点を算出する
     請求項2に記載の通信制御装置。
  7.  前記処理部は、方位角方向におけるビームの可動範囲およびステップサイズと、仰角方向における前記ビームの可動範囲およびステップサイズとに基づき、前記複数のビームを決定する
     請求項1に記載の通信制御装置。
  8.  前記処理部は、前記通信装置の高さ位置と、前記ビームの前記ステップサイズごとの仰角と、前記ビームの方位角とに基づき、前記ビームの方位角に対応する水平方向における前記複数の基準点を決定する
     請求項7に記載の通信制御装置。
  9.  前記処理部は、前記通信装置の高さ位置から前記仰角の方向で延びる直線と、基準高さにおいて前記水平方向に延びる直線との交点を、前記基準点とする
     請求項8に記載の通信制御装置。
  10.  前記処理部は、前記水平方向ごとに、閾値以上の前記メトリックを有する基準点のうち最も通信装置から遠い基準点を選択する
     請求項3に記載の通信制御装置。
  11.  前記処理部は、前記複数のビームから1つのビームを順次、選択し、選択した前記ビームに対して前記複数の水平方向ごとに前記複数の基準点に対する前記メトリックを算出し、
     前記閾値以上の前記メトリックが算出された基準点については、次以降に選択するビームに対しては、前記メトリックの算出を省略する
     請求項9に記載の通信制御装置。
  12.  前記処理部は、前記メトリックが前記閾値未満の基準点によって特定される領域を検出し、検出した前記領域のサイズに応じて、検出した前記領域を前記第1の保護領域の一部として前記第1の保護領域に含めることを決定する
     請求項3に記載の通信制御装置。
  13.  前記処理部は、前記水平方向ごとに前記ビームが制約を満たすかを判断し、制約を満たさない前記水平方向における前記基準点に関しては、前記メトリックの算出を省略する、 請求項2に記載の通信制御装置。
  14.  前記処理部は、前記基準点ごとに前記ビームが制約を満たすかを判断し、制約を満たさない前記基準点に関しては、前記メトリックの算出を省略する、
     請求項2に記載の通信制御装置。
  15.  前記処理部は、前記メトリックに基づき、前記ビームごとに前記通信装置を電波干渉から保護する第2の保護領域を作成する
     請求項1に記載の通信制御装置。
  16.  前記処理部は、前記ビームごとの前記第2の保護領域のうち1つ以上の前記第2の保護領域を選択し、選択した前記第2の保護領域を結合することにより前記第1の保護領域を作成する
     請求項15に記載の通信制御装置。
  17.  前記処理部は、前記ビームごとに前記第2の保護領域の有効または無効の状態を管理し、複数の前記第2の保護領域のうち有効に設定された前記第2の保護領域を選択する
     請求項16に記載の通信制御装置。
  18.  前記処理部は、前記複数のビームの利用の可否を判定し、前記利用が許可されているビームに対応する前記第2の保護領域を有効化し、前記利用が禁止されているビームに対応する前記第2の保護領域を無効化する
     請求項17に記載の通信制御装置。
  19.  前記処理部は、第1の装置から前記第2の保護領域の有効または無効を指示する情報を受信し、受信した情報に基づき、前記第2の保護領域を有効化または無効化する
     請求項18に記載の通信制御装置。
  20.  前記処理部は、複数の前記通信装置ごとに前記第1の保護領域を作成し、複数の前記第1の保護領域を結合することにより、第3の保護領域を作成する
     請求項1に記載の通信制御装置。
  21.  通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出し、
     前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成する
     通信制御方法。
  22.  通信装置により送信可能な複数のビームごとに複数の基準点に対して電波信号強度に基づくメトリックを算出するステップと、
     前記メトリックに基づき、前記通信装置を電波干渉から保護する第1の保護領域を作成するステップと
     をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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