説明

共存通信システム、通信ネットワーク間の共存処理方法

【課題】複数の通信ネットワークが同一帯域で共存するための通信システムにおいて、特にTVWSを初めとした他の通信規格を採用するシステム間において共存する。
【解決手段】一の通信ネットワーク1aからSAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、送信要求パケットを受信したSAPから他の通信ネットワーク1bに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信するとともに、必要な場合には上記SAPから一の通信ネットワーク1aに対して受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む送信応答パケットを送信し、受信要求パケットをSAPから受信した他の通信ネットワーク1bにおいて、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一の通信ネットワーク1aとの間で互いに共存のための処理を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の通信システムが同一帯域で共存する上で好適な通信システム、通信ネットワーク間の共存処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来よりTV White Space(TVWS)を利用した無線通信ネットワークの標準化が進められており、特に近年においては異なるIEEE802標準がTVWSにおいて共存するための手法の標準化(IEEE802.19規格)も進められている。このため、これら異なるIEEE802標準の通信システムを同じ周波数帯においていかに共存させるかが特に重要になり、特に最近における無線通信機会の飛躍的な増大に伴い、その重要性はより増している。
【0003】
例えば、異なる2つ以上の無線通信方式を同じ周波数帯域において動作させる場合、互いに干渉することなく同一空間内において共存し得る共存方法を確立する必要がある。従来においても、例えば特許文献1に示すように、互いの無線通信ネットワークによる相互干渉の影響を無くしてそれぞれの共存を可能とする共存技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表2005−529549号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述した特許文献1の開示技術は、同一帯域における共存を可能とする技術であるものの、あくまでBluetooth(登録商標)や、IEEE802.11標準を採用する通信システムに着目したものであり、TVWSを初めとした他の通信規格を採用するシステム間において共存するための手法は未だ提案されていないのが現状であった。
【0006】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、複数の通信ネットワークが同一帯域で共存するための通信システムにおいて、特にTVWSを初めとした他の通信規格を採用するシステム間において共存する上で好適な共存通信システム、並びにその通信システム間の共存処理方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る共存通信システムは、複数の通信ネットワークが同一帯域で共存するための共存通信システムにおいて、一の通信ネットワークと他の通信ネットワークとは、サービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされ、互いに共存のための処理を行う場合には、一の通信ネットワークから上記SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、上記送信要求パケットを受信した上記SAPは、他の通信ネットワークに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信し、上記受信要求パケットを上記SAPから受信した他の通信ネットワークは、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一の通信ネットワークとの間で互いに共存のための処理を行うことを特徴とする。
【0008】
本発明に係る共存通信システムは、サービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされた複数のユニットを備え、各ユニット間で互いに同一帯域で共存のための処理を行う場合には、先ず一のユニットから上記SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、上記送信要求パケットを受信した上記SAPは、他のユニットに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信するとともに、必要な場合には上記一のユニットに対して上記受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む送信応答パケットを送信し、上記受信要求パケットを上記SAPから受信した他のユニットは、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一のユニットとの間で互いに共存のための処理を行うことを特徴とする。
【0009】
本発明を適用した通信ネットワーク間の共存処理方法は、サービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされた複数の通信ネットワーク間において互いが同一帯域で共存するための処理を行う通信ネットワーク間の共存処理方法において、一の通信ネットワークから上記SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、上記送信要求パケットを受信した上記SAPから他の通信ネットワークに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信するとともに、必要な場合には上記SAPから上記一の通信ネットワークに対して上記受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む送信応答パケットを送信し、上記受信要求パケットを上記SAPから受信した他の通信ネットワークにおいて、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一の通信ネットワークとの間で互いに共存のための処理を行うことを特徴とする。
【0010】
本発明を適用した通信ネットワーク内の共存処理方法は、サービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされた送受信可能とされた複数のユニットを備える通信ネットワーク内の共存処理方法において、一のユニットから上記SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、上記送信要求パケットを受信した上記SAPから他のユニットに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信するとともに、必要な場合には上記SAPから上記一のユニットに対して上記受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む送信応答パケットを送信し、上記受信要求パケットを上記SAPから受信した他のユニットにおいて、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一のユニットとの間で互いに共存のための処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
上述したフローからなる共存処理を行うことにより、一の通信ネットワークと他の通信ネットワークとは、互いに同一帯域であっても互いに干渉することなく共存することが可能となる。また、本発明によれば、TVWSを初めとした他の通信規格を採用するシステム間においても互いに干渉することなく共存処理を行うことが可能となる。
【0012】
なお本発明は、このTVWS周波数帯域を使用する空間以外においても、同様に実現できることは勿論である。
【0013】
また、本発明は無線通信ネットワーク内における共存処理を行う場合においても適用可能である。
【0014】
また、本発明は、IEEE802.19通信システムに適用される場合を想定しているが、これに限定されるものではなく、例えばIEEE802.11、IEEE802.22、IEEE802.15、IEEE802.16、IEEE1900.4、IEEE1900.6等の標準においても適用することができる。
【0015】
また本発明は、無線通信のみならず有線通信によってパケットを送受信する場合においても適用可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明を適用した通信システムの構成図である。
【図2】無線通信ネットワークの模式図である。
【図3】この共存処理の詳細について説明をするための図である。
【図4】トランスポート層としてTCPを用いた場合におけるSAPを通じたデータ通信のフローを示す図である。
【図5】トランスポート層としてUDPを用いた場合におけるSAPを通じたデータ通信のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0018】
本発明を適用した通信システムは、IEEE802標準が実装され、TV White Space(TVWS)において互いに共存処理を行うことが可能なシステムである。但し、本発明を適用した通信システムは、これに限定されるものではなく、TVWS以外の空間においても、他のいかなるシステム間の共存処理において適用してもよい。
【0019】
本発明を適用した共存通信システム10は、図1に示すように、一の無線通信ネットワーク(共存システム)1a、他の無線通信ネットワーク1b、TVWSのデータベース2、TVWSの通信ネットワーク3との間で共存処理を行うことが可能なシステムである。ちなみに、このTVWSの通信ネットワーク3は、これを構成する通信機器も含む概念である。この共存通信システム10を示す図1において、構成要素間の矢印は、共存可能な関係を意味している。即ち、この構成要素間は、当初は互いに共存できる関係に無いが、本発明に係る技術的思想を用いることにより、事後的に共存可能となる。
【0020】
また、この一の無線通信ネットワーク1aは、自ら共存処理を他のシステムやデバイスに対して試みるものであることから、共存システム1aということも可能となる。
【0021】
図2は、無線通信ネットワーク1a、1bを模式的に示したものである。無線通信ネットワーク1a、1bは、それぞれ複数の無線端末11a、11bと、ネットワーク全体を制御するコーディネータ12a、12bとを備えている。無線端末11は、IEEE802.19標準に基づいてコーディネータ12との間で無線パケット通信を行うことができ、更にはコーディネータ12を介して他の無線端末11との間で無線パケット通信を行うことができる。この無線端末11は、例えば携帯電話、パーソナルコンピュータ(PC)等を初めとしたモバイル端末等である。ちなみに、この無線通信ネットワーク1内には、当該ネットワーク1内の通信を制御するための通信制御局が別途設けられていてもよい。
【0022】
コーディネータ12も同様に上述した無線端末11と構成を同一とするものであってもよい。このコーディネータ12は、無線通信ネットワーク1内における中央制御ユニットとしての役割を担う。このコーディネータ12内には、例えば他の無線通信ネットワーク1との間で共存のための処理を制御するための図示しない制御部、係る共存のための処理を実際に行う上で必要な情報サーバー等が実装されていてもよい。
【0023】
即ち、無線通信ネットワーク1aでは、複数の無線端末11aとコーディネータ12a間で通信を行い、無線通信ネットワーク1bでは、複数の無線端末11bとコーディネータ12b間で通信を行うことを前提としている。この無線通信ネットワーク1a、無線通信ネットワーク1bは、それぞれ同一の周波数帯域で上述した通信を行うが、互いに共存のための処理を行わない限り、通信干渉を起してしまう。このため、無線通信ネットワーク1a、1bは、同一空間において通信を行う前に後述する共存処理を行う必要がある。
【0024】
この共存処理は、コーディネータ12に実装された、共存処理を制御するための図示しない制御部等により実際に行われることになる。無線通信ネットワーク1aに焦点を当てたとき、この無線通信ネットワーク1aによる共存処理は、上述した無線通信ネットワーク1bのみならず、TVWSのデータベース2、TVWSの通信ネットワーク3との間で共存処理を行うことにもなるが、かかる場合も同様に、コーディネータ12に実装された、共存処理を制御するための図示しない制御部等により実際に行われることになる。
【0025】
また、この共存処理は、無線通信ネットワーク1と他のシステム間に行われる場合に限定されるものではなく、無線通信ネットワーク1内においても同様な処理が行われるものであってもよい。かかる場合には、例えば無線通信ネットワーク1内におけるコーディネータ12に実装された、共存処理を制御するための図示しない制御部と、係る共存のための処理を実際に行う上で必要な情報サーバー等との間で共存処理を行うことになる。
【0026】
以下、この共存処理の詳細について説明をする上で、実際に共存処理を行う2つの主体を図3に示すようなX、Yとして定義する。ここでXとは、無線通信ネットワーク1aであり、Yとは、他の無線通信ネットワーク1b、TVWSのデータベース2、TVWSの通信ネットワーク3の何れかである。また、上述した無線通信ネットワーク1内における共存処理を行う場合には、Xがコーディネータ12に実装された、共存処理を制御するための図示しない制御部、Yが係る共存のための処理を実際に行う上で必要な情報サーバー等である。即ち、Yは、IEEE802標準が実装された無線通信ネットワークに限定されるのではなく、他のTVWSのデータベース2、TVWSの通信ネットワーク3の何れかに代替されるものであってもよい。
【0027】
このXとYは、互いにサービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされていることを前提としている。このSAPは、図3(a)に示すように、XとYが互いに共通のSAPを介してデータパケットを送受信するようにしてもよいし、図3(b)に示すようにX側、Y側に別々に実装され又は通信可能な2つのSAP間で更にデータパケットを、有線又は無線の伝送路を介して伝送するものであってもよい。
【0028】
図4は、トランスポート層としてTCPを用いた場合におけるSAPを通じたデータ通信のフローを示している。このTCPを用いた例では、図3(b)に示すように、X側、Y側に別々に通信可能な2つのSAP間で更にデータパケットを伝送する形となる。
【0029】
先ずXがステップS11において、SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(以下、共存PDUという。)を含む送信要求パケットを送信する。この送信要求パケットの構成は、(TransportPref、SourceID、DestinationID、CoexProtocolPDU)から構成される。ここで、TransportPrefは、TCP(Transmission Control Protocol)、UDP(User Datagram Protocol)等を初めとしたトランスポート層の選好を示したものである。SourceIDは、データパケットを送信するXの個人情報、アドレス情報等を記述したものである。またDestinationIDは、データパケットを受信するYの個人情報、アドレス情報等を記述したものである。CoexProtocolPDUは、XとYが互いに共存するための共存PDUである。
【0030】
この共存PDUは、XとYとが互いに共存するためのプロトコルデータユニットであれば、いかなるプロトコルで規定されるものであってもよいし、またいかなるデータで構成されていてもよい。この共存PDUは、これを受け取ったYがXとの間でどのように共存するかを把握することが可能な情報が記述されており、当該共存PDUを読み取ったYはXとの間で共存処理を行うことが可能となる。
【0031】
次にステップS12へ移行し、SAPは、TCPパケットを送信する。このステップS12におけるパケットの伝送は、あくまでX側のSAPと、Y側のSAPとの間で、トランスポート層を介して行われるものである。TCPパケットは、上述した共存PDUに関する内容が含められたものとなっている。
【0032】
次にステップS13において、Y側のSAPは、Yに対して共存PDUを含む受信要求パケットを送信する。受信要求パケットの構成は、(TransportPref、SourceID、DestinationID、CoexProtocolPDU)から構成される。ここでTransportPref、SourceID、DestinationIDの役割は、上述の送信要求パケットと同一である。またCoexProtocolPDUの構成も同様であり、上述した共存PDUが含められている。
【0033】
このステップS13において受信要求パケットを受信したYは、このCoexProtocolPDUに含められている共存PDUを取得することができ、当該共存PDUを読み取ることによってXとの間で共存処理を行うことが可能となる。
【0034】
また、ステップS14では、SAPは、TCPのACKパケットを送信する。このステップS14におけるACKパケットの伝送は、あくまでX側のSAPと、Y側のSAPとの間で、トランスポート層を介して行われるものである。このY側のSAPが、X側のSAPに対して、上述したTCPパケットを受信したことに対するレスポンスである。
【0035】
X側のSAPは、Y側のSAPからTCPのACKパケットを受信した場合には、ステップS15に移行する。このステップS15では、X側のSAPは、送信応答パケットをXへ送信する。この送信応答パケットは、(TransportPref、SourceID、DestinationID、TransportStatus)からなる。TransportPref、SourceID、DestinationIDの役割は、上述と同様であるが、TransportStatusは、Booleanデータ形式に基づくものであり、Yに対する受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含むものである。このステータスデータは、受信要求パケットが正確にYへ送信された場合には、“TRUE”を、また、受信要求パケットが正確にYへ送信されなかった場合には、“FALSE”を記述する。Xは、このTransportStatusを読み取ることにより、共存PDUがYによって正確に受信されたか否かを識別することが可能となる。
【0036】
図5は、トランスポート層としてUDPを用いた場合におけるSAPを通じたデータ通信のフローを示している。この図5において、上述した図4の同一の構成要素については、その説明を引用することにより、以下での説明を省略する。
【0037】
先ずXがステップS21において、SAPに対して共存処理に必要な共存PDUを含む送信要求パケットを送信する。
【0038】
次にステップS22へ移行し、SAPは、UDPパケットを送信する。受信要求パケットの構成は、(TransportPref、SourceID、DestinationID、CoexProtocolPDU)から構成される。このステップS22におけるパケットの伝送は、あくまでX側のSAPと、Y側のSAPとの間で、トランスポート層を介して行われるものである。UDPパケットは、上述した共存PDUに関する内容が含められたものとなっている。
【0039】
次にステップS23において、Y側のSAPは、Yに対して共存PDUを含む受信要求パケットを送信する。受信要求パケットの構成は、(TransportPref、SourceID、DestinationID、CoexProtocolPDU)から構成される。
【0040】
上述したフローからなる共存処理を行うことにより、XとYとは互いに同一帯域であっても互いに干渉することなく共存することが可能となる。特に本発明では、Xが無線通信ネットワーク1aであり、Yが他の無線通信ネットワーク1b、TVWSのデータベース2、TVWSの通信ネットワーク3の何れかであっても、共存処理を行うことが可能となる。即ち、TVWSを初めとした他の通信規格を採用するシステム間においても互いに干渉することなく共存処理を行うことが可能となる。
【0041】
なお本発明は、このTVWS周波数帯域を使用する空間以外においても、同様に実現できることは勿論である。
【0042】
また、本発明は無線通信ネットワーク1内における共存処理を行う場合であっても、即ち、Xが共存処理を制御するための図示しない制御部であって、共存のための処理を実際に行う上で必要な情報サーバー等であっても、互いに通信干渉が起きるのを防止し、共存処理を実現することが可能となる。
【0043】
また、本発明は、IEEE802.19通信システムに適用される場合を想定しているが、これに限定されるものではなく、例えばIEEE802.11、IEEE802.22、IEEE802.15、IEEE802.16、IEEE1900.4、IEEE1900.6等の標準においても適用することができる。
【0044】
また、上述した実施の形態では、あくまで無線通信によりパケットを送受信する場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではなく、有線通信で実現されるものであってもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【0045】
1 無線通信ネットワーク
2 TVWSのデータベース
3 TVWSの通信ネットワーク
10 通信システム
11 無線端末
12 コーディネータ




【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の通信ネットワークが同一帯域で共存するための共存通信システムにおいて、
一の通信ネットワークと他の通信ネットワークとは、サービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされ、
互いに共存のための処理を行う場合には、一の通信ネットワークから上記SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、
上記送信要求パケットを受信した上記SAPは、他の通信ネットワークに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信し、
上記受信要求パケットを上記SAPから受信した他の通信ネットワークは、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一の通信ネットワークとの間で互いに共存のための処理を行うこと
を特徴とする共存通信システム。
【請求項2】
上記SAPは、更に上記一の通信ネットワークに対して上記受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む送信応答パケットを送信すること
を特徴とする請求項1記載の共存通信システム。
【請求項3】
上記他の通信ネットワークは、TVWS(TV White Space)のデータベース又は通信機器又はその通信ネットワークの何れかに代替されること
を特徴とする請求項1記載の共存通信システム。
【請求項4】
トランスポート層の選好を示す情報、データパケットを送信する当該一の通信ネットワークの固有の情報、データパケットを受信する上記他の通信ネットワークの固有の情報、並びに上記共存PDUからなる上記送信要求パケットを一の通信ネットワークから送信し、
トランスポート層の選好を示す情報、データパケットを送信する当該一の通信ネットワークの固有の情報、データパケットを受信する上記他の通信ネットワークの固有の情報、並びに上記共存PDUからなる上記受信要求パケットを他の通信ネットワークが受信すること
を特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項記載の共存通信システム。
【請求項5】
トランスポート層の選好を示す情報、データパケットを送信する当該一の通信ネットワークの固有の情報、データパケットを受信する上記他の通信ネットワークの固有の情報、並びに上記受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む上記送信応答パケットを上記SAPから送信すること
を特徴とする請求項1〜4のうち何れか1項記載の共存通信システム。
【請求項6】
サービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされた複数のユニットを備え、
各ユニット間で互いに同一帯域で共存のための処理を行う場合には、先ず一のユニットから上記SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、
上記送信要求パケットを受信した上記SAPは、他のユニットに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信するとともに、必要な場合には上記一のユニットに対して上記受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む送信応答パケットを送信し、
上記受信要求パケットを上記SAPから受信した他のユニットは、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一のユニットとの間で互いに共存のための処理を行うこと
を特徴とする共存通信システム。
【請求項7】
サービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされた複数の通信ネットワーク間において互いが同一帯域で共存するための処理を行う通信ネットワーク間の共存処理方法において、
一の通信ネットワークから上記SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、
上記送信要求パケットを受信した上記SAPから他の通信ネットワークに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信するとともに、必要な場合には上記SAPから上記一の通信ネットワークに対して上記受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む送信応答パケットを送信し、
上記受信要求パケットを上記SAPから受信した他の通信ネットワークにおいて、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一の通信ネットワークとの間で互いに共存のための処理を行うこと
を特徴とする通信ネットワーク間の共存処理方法。
【請求項8】
サービスアクセスポイント(SAP)を介してデータパケットを送受信可能とされた複数のユニットを備える通信ネットワーク内の共存処理方法において、
一のユニットから上記SAPに対して共存処理に必要な共存プロトコルデータユニット(共存PDU)を含む送信要求パケットを送信し、
上記送信要求パケットを受信した上記SAPから他のユニットに対して、上記共存PDUを含む受信要求パケットを送信するとともに、必要な場合には上記SAPから上記一のユニットに対して上記受信要求パケットの通信状態を示すステータスデータを含む送信応答パケットを送信し、
上記受信要求パケットを上記SAPから受信した他のユニットにおいて、当該受信要求パケットに含められている上記共存PDUに基づいて、上記一のユニットとの間で互いに共存のための処理を行うこと
を特徴とする通信ネットワーク内の共存処理方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−60470(P2012−60470A)
【公開日】平成24年3月22日(2012.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−202324(P2010−202324)
【出願日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)総務省委託「電波資源拡大のための研究開発」の一環、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(301022471)独立行政法人情報通信研究機構 (1,071)
【Fターム(参考)】