説明

無線通信システム及び無線通信方法

【課題】TVWS(TV White Space)のチャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報が更新された場合等において、そのスケジュール情報を効率的に送受信することを可能とする。
【解決手段】TVWSの各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報が記録されたデータベース5を備える。データベース3は、無線通信ネットワーク31の位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報を含むパケットデータを生成し、これを基地局33へ送信する。無線通信ネットワーク3は、無線通信デバイス31により無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルを基地局33へ送信されてきたパケットデータのスケジュール情報に基づき選択し、その選択したチャネルにより無線通信デバイス31が無線通信を行うように制御される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信デバイスと基地局とを有する無線通信ネットワーク内において無線通信を行うための無線通信システム及び無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
アナログテレビからデジタルテレビへの移行に伴い、ある程度の周波数リソースが開放され、その周波数リソースが無線通信に使用されるようになっている。近年においては、様々な通信サービスや通信アプリケーションが次々に実用化されており、これら通信サービス等が使用するチャネルが広い周波数帯域に亘って複雑に割り当てられている。このような現状においては、更に新しい通信サービスが使用するチャネルを細分化された周波数帯域中に割り当てるのが困難になりつつある。
【0003】
このため、近年においては、TVWS(TV White Space)として知られるテレビシステム用帯域のチャネルを利用して無線通信を行うための方法の標準化が進められている(例えば、非特許文献1参照。)。
【0004】
このようなTVWSを利用した無線通信を実現する通信技術として、コグニティブ無線が注目されている。コグニティブ無線通信とは、プライマリネットワークにおいて一時的に使用されていないチャネルをセカンダリネットワークに属するデバイスが識別し、その識別したチャネルを利用してセカンダリネットワークに属するデバイスが無線通信を行うものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】FCC,Second report and order and memorandum opinion and order,no. FCC 08-260,Nov. 2008
【非特許文献2】FCC,Second memorandum opinion and order,no. FCC 10-174,Sep. 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、TVWSを利用した無線通信に関する技術内容についての研究を進めているIEEE802.11WG(Working group)は、セカンダリネットワークが使用可能となるTVWSのチャネルに関する情報を送受信するための技術について提案している(例えば、非特許文献2参照。)。
【0007】
しかしながら、これは、あくまでチャネルに関する情報を送受信するための方法に関するものであり、TVWSのチャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報が更新された場合において、そのスケジュール情報を効率的に送受信するための方法については何ら提案されていない。
【0008】
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、TVWSのチャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報が更新された場合において、そのスケジュール情報を効率的に送受信することを可能とするための無線通信システム及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の無線通信システム及び無線通信方法を発明した。
【0010】
第1発明に係る無線通信システムは、無線通信デバイスと、上記無線通信デバイスと無線通信可能な基地局とを有する無線通信ネットワークと、上記基地局と通信可能であり、TVWS(TV White Space)の各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報が記録されたデータベースとを備え、上記データベースは、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報を含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信し、上記無線通信ネットワークは、上記無線通信デバイスにより無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルを上記基地局へ送信されてきたパケットデータのスケジュール情報に基づき選択し、その選択したチャネルにより上記無線通信デバイスが無線通信を行うように制御されることを特徴とする。
【0011】
第2発明に係る無線通信システムは、第1発明において、上記データベースは、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報の更新の有無に関する管理情報を含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信することを特徴とする。
【0012】
第3発明に係る無線通信システムは、第2発明において、上記無線通信ネットワークは、上記送信されてきたパケットデータと過去に送信されたパケットデータとから上記スケジュール情報を読み出すべきパケットデータを当該送信されてきたパケットデータに含まれる管理情報に基づき選択してこれを読み出し、上記無線通信デバイスにより無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルをその読み出したパケットデータのスケジュール情報に基づき選択することを特徴とする。
【0013】
第4発明に係る無線通信システムは、第1発明〜第3発明の何れかにおいて、上記データベースは、TVWSの各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報と、当該チャネルを使用可能となる時間帯における最大送信電力を示す最大送信電力情報とが記録され、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報と最大送信電力情報とを読み出し、読み出したスケジュール情報と最大送信電力情報とを含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信することを特徴とする。
【0014】
第5発明に係る無線通信方法は、無線通信デバイスと、上記無線通信デバイスと無線通信可能な基地局とを有する無線通信ネットワーク内において無線通信を行うための無線通信方法において、TVWS(TV White Space)の各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報をデータベースに予め記録し、上記データベースにより、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報を含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信し、上記無線通信デバイスにより無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルを上記基地局へ送信されてきたパケットデータのスケジュール情報に基づき選択し、その選択したチャネルにより上記無線通信デバイスが無線通信を行うように制御することを特徴とする。
【0015】
第6発明に係る無線通信方法は、第5発明において、上記データベースにより、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報の更新の有無に関する管理情報を含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信することを特徴とする。
【0016】
第7発明に係る無線通信方法は、第6発明において、上記送信されてきたパケットデータと過去に送信されたパケットデータとから上記スケジュール情報を読み出すべきパケットデータを当該送信されてきたパケットデータに含まれる管理情報に基づき選択してこれを読み出し、上記無線通信デバイスにより無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルをその読み出したパケットデータのスケジュール情報に基づき選択することを特徴とする。
【0017】
第8発明に係る無線通信方法は、第5発明〜第7発明の何れかにおいて、TVWSの各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報と、当該チャネルを使用可能となる時間帯における最大送信電力を示す最大送信電力情報とを予めデータベースに記録し、上記データベースにより、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報と最大送信電力情報とを読み出し、読み出したスケジュール情報と最大送信電力情報とを含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
第1発明〜第8発明によれば、TVWSのチャネルに関するスケジュール情報が更新された場合等においても、そのスケジュール情報を効率的に送受信することが可能となる。また、無線通信デバイスにGPS機能がない場合においても、テレビシステムが実行している無線通信に干渉を与えることなく、データベースから送信されたパケットデータに基づきTVWSのチャネルにより無線通信を行うことが可能となる。
【0019】
第2発明、第6発明によれば、パケットデータにスケジュール情報の更新の有無を示す管理情報を含めることにより、データベースに記録されたスケジュール情報の更新の有無に応じてパケットデータに含めるスケジュール情報の有無を変えることが可能となり、その結果、送受信すべきスケジュール情報の情報量を減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】第1実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。
【図2】(a)は第1実施形態に係る無線通信システムにおいて送受信されるパケットデータのフォーマットの構成例を示す図であり、(b)はそのパケットデータのペイロード部に含まれる情報のフォーマットの構成例を示す図である。
【図3】パケットデータのペイロード部に含まれる情報の構成例を示す図である。
【図4】第1実施形態に係る無線通信システムが実行する処理を示すフローチャートである。
【図5】第2実施形態に係る無線通信システムが実行する処理を示すフローチャートである。
【図6】(a)はパケットデータのペイロード部に含まれる情報の他のフォーマットの構成例を示す図であり、(b)はそのパケットデータのパイロード部に含まれる情報の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を適用した無線通信システム及び無線通信方法を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0022】
まず、本発明に係る無線通信システムの第1実施形態について説明する。
【0023】
無線通信システム1は、図1に示すように、無線通信デバイス31と、無線通信デバイス31と無線通信可能な基地局33とを有する無線通信ネットワーク3と、無線通信ネットワーク3と通信可能なデータベース5とを備えている。また、無線通信システム1は、第1実施形態において、無線通信ネットワーク3とデータベース5とを通信可能とする通信網7を更に備えている。
【0024】
無線通信システム1は、いわゆるコグニティブ無線通信システムを構成するものである。即ち、無線通信ネットワーク3がセカンダリネットワークであり、テレビシステムがプライマリネットワークであるとした場合、無線通信システム1は、プライマリネットワークとなるテレビシステムのチャネルの使用状況を周期的又は非周期的にセンシングして、これをデータベース5に記録する。そして、セカンダリネットワークとなる無線通信ネットワーク3は、無線通信ネットワーク3の位置に対応したチャネルに関する情報をデータベース5から受信した後、プライマリネットワークとなるテレビシステムが実行している無線通信に干渉を与えることなく無線通信を行うことができるチャネルを選択し、この選択したチャネルにより無線通信を行うように制御される。
【0025】
無線通信ネットワーク3は、WLAN(Wireless Local Area Network)のようなIEEE802.11標準や、WPAN(Wireless Personal Area Network)のようなIEEE802.15標準等の無線通信方式により無線通信を行なうものである。
【0026】
無線通信ネットワーク3は、その無線通信ネットワーク3がある位置において現時点で使用されていないTVWSの各チャネルを選択的に利用することにより、その無線通信ネットワーク3内において各無線通信デバイス31が無線通信を行うものである。このとき、無線通信デバイス31は、基地局33との間で無線通信を行うようにしてもよいし、他の無線通信デバイス31との間でアドホックな無線通信を行うようにしてもよい。
【0027】
無線通信デバイス31は、例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ(PC)、TVゲーム用携帯コントローラを初めとした各種情報端末等により構成される。
【0028】
基地局33は、無線通信ネットワーク3内の無線通信デバイス31との間において無線アクセスポイントとしての役割を果たし、通信網7との間においてインターフェースとしての役割を果たすものである。即ち、基地局33は、これを介して無線通信デバイス31がデータベース5との間でデータの送受信を行うことを可能とするものである。
【0029】
データベース5は、TVWSの各チャネルの位置に応じた使用状況を表すチャネル情報が記録されている。チャネル情報には、ある位置の無線通信ネットワーク3が使用可能となるTVWSのチャネルを識別するためのチャネル番号を示すチャネル番号情報と、TVWSの各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報とが含まれている。スケジュール情報には、TVWSの各チャネルを使用可能となる時間帯の時間間隔とその開始時刻又は終了時刻とを示す情報が含まれている。チャネル情報としては、TVWSの各チャネルを含むテレビシステム用チャネルに関する情報の他に、テレビシステム用チャネル以外の無線LAN用チャネルに関する情報が含まれていてもよい。チャネル情報としては、TVWSのチャネルを使用可能となる時間帯における最大送信電力を示す最大送信電力情報が含まれていてもよい。このようなデータベース5にアクセスすることにより、無線通信ネットワーク3がある位置においてどの帯域のチャネルをいかなる時間において使用可能であるか判別することができる。
【0030】
通信網7は、例えば、データベース5と基地局33との間において電話回線を介して接続されたインターネット網を初めとして、ISDN(Integrated Services Digital Network)、B(Broadband)−ISDN等から構成される。
【0031】
なお、無線通信システム1は、基地局33とデータベース5との間の通信経路途中に図示しない通信イネーブラーが実装されている。この通信イネーブラーは、無線通信デバイス31とデータベース5との間で通信を実現するための翻訳手段としての役割を果たしている。
【0032】
ここで、無線通信システム1は、データベース5と無線通信ネットワーク3との間において、スケジュール情報に関する情報を送受信するためにスケジュール問合せ要求やスケジュール問合せ応答を行うものとされている。このスケジュール問合せ要求等を行ううえでは、次に説明するようなパケットデータを送受信する。
【0033】
図2(a)は、このパケットデータ51のフォーマットの構成例を示す図であり、図2(b)はそのパケットデータ51のペイロード部53に含まれる情報のフォーマットの構成例を示す図である。なお、図2(b)における括弧内の数字は、オクテット(8bit)単位でのデータ長さの一例を示している。
【0034】
パケットデータ51は、先頭のヘッダ部52と、ヘッダ部52に続くペイロード部53とを備えている。ヘッダ部52は、データベース5と無線通信ネットワーク3との間においてパケットデータ51を送受信するために必要となる情報が書き込まれる。ヘッダ部52には、例えば、パケットデータ51の送信元と送信先とを識別するためのアドレスが書き込まれる。
【0035】
ペイロード部53は、無線通信ネットワーク3内において無線通信を行なうために必要となる情報が書き込まれる。ペイロード部53には、第1実施形態において、IDフィールド61と、Lengthフィールド62と、CSMM(Channel Scedule Management Mode)フィールド63と、OC(Operating Class)フィールド64と、CN(Channel Number)フィールド65と、CAST(Channel Availability Starting Time)フィールド66と、CAD(Channel Availability Duration)フィールド67とが付加される。
【0036】
IDフィールド61には、IDフィールド61に続く全フィールドに書き込まれる情報を識別するためのID番号を示す情報が書き込まれる。
【0037】
Lengthフィールド62には、Lengthフィールド62に続く全フィールドのデータ長さを示す情報が書き込まれる。
【0038】
CSMMフィールド63には、送受信しようとするパケットデータ51の種類を識別するための管理情報が書き込まれる。CSMMフィールド64においては、下記の表1に示すように、識別しようとするパケットデータ51の種類に応じてテーブル値が予め定義されており、送受信するパケットデータ51の種類に応じてその定義されたテーブル値が書き込まれる。
【0039】
【表1】

【0040】
CSMMフィールド63において識別しようとする管理情報の種類としては、例えば、表1の値「1」に対応する欄で説明されているように、パケットデータ51を送受信しようとする基地局33が属する無線通信ネットワーク3に対応したスケジュール情報が、過去にスケジュール情報を送信した時点より以降において更新されたか否かを示す情報、換言すると、スケジュール情報の更新の有無に関する情報が挙げられる。ここでいうスケジュール情報の更新の有無に関する情報とは、パケットデータ51を送受信しようとするときにデータベース5から読み出したスケジュール情報と過去に送信したスケジュール情報との関係を示す情報を意味している。表1の例では、値「1」が書き込まれた場合、スケジュール情報が更新されていないことを意味し、値「2」又は値「3」が書き込まれた場合、スケジュール情報が更新されたか、過去にスケジュール情報が送信されていないことを意味する。
【0041】
また、この他の管理情報の種類としては、表1の値「0」と値「1」〜値「3」とが示すように、送受信しようとするパケットデータ51がデータベース5へのスケジュール問合せ要求であるのか、又は、データベース5からのスケジュール問合せ応答であるのかを示す情報がある。また、この他の種類としては、表1の値「2」と、値「3」とが示すように、送受信しようとするスケジュール情報がテレビシステム用チャネル、無線LAN用チャネルの何れに関するものであるかを示す情報がある。
【0042】
OCフィールド64には、送受信しようとするスケジュール情報が無線LAN用チャネルに関するものである場合に、無線通信デバイス31が使用可能となるチャネルのクラスの番号を示す情報が書き込まれる。ここでいうチャネルのクラスとは、無線LAN用チャネルの帯域幅が可変である場合に、そのチャネルの帯域幅、周波数を特定するための情報をいう。このOCフィールド64は、送受信しようとするスケジュール情報がテレビシステム用チャネルに関するものである場合は付加されない。このOCフィールド64を付加するか否かは、CSMMフィールド63に書き込まれた情報に基づき判断して処理すればよい。
【0043】
CNフィールド65には、パケットデータ51を送受信しようとしている無線通信ネットワーク3がある位置において使用可能となるチャネルを識別するためのチャネル番号を示す情報が書き込まれる。CNフィールド65に書き込まれる情報は、例えば、CSMMフィールド64に書き込まれる情報に対応していてもよい。具体的には、送受信しようとするパケットデータ51がテレビシステム用チャネルのスケジュール情報に関するものであるとき、そのテレビシステム用チャネルにおいて無線通信を使用可能となるTVWSのチャネルのチャネル番号を示す情報が書き込まれる。また、無線LAN用チャネルのスケジュール情報に関するものであるときは、無線通信デバイス31が使用可能となるチャネルのクラスの番号を示す情報が書き込まれる。
【0044】
CASTフィールド66には、CNフィールド65において書き込まれたチャネル番号のチャネルを使用可能となる時間帯の開始時刻を示す情報が書き込まれる。この開始時刻は、例えば、協定世界時(UTC:Universal Time, Cooridinated)に基づく時刻とされる。CASTフィールド66には、チャネルを使用可能となる時間帯の開始時刻の代替として、その時間帯の終了時刻を示す情報が書き込まれていてもよい。
【0045】
CADフィールド67には、CNフィールド65において書き込まれたチャネル番号のチャネルを使用可能となる時間帯の時間間隔を示す情報が書き込まれる。
【0046】
このCASTフィールド66及びCADフィールド67に書き込まれる情報により、無線通信ネットワーク3内のチャネルが何時の時刻から何時の時刻まで使用可能となるのか判別することができる。即ち、CASTフィールド66及びCADフィールド67には、TVWSのチャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報が書き込まれることになる。
【0047】
これらCNフィールド65、CASTフィールド66及びCADフィールド67は、送受信しようとするパケットデータ51に含まれるスケジュール情報の数に応じて増減する。
【0048】
このことを図3に示す例で説明する。ある無線通信ネットワーク3がある位置において使用可能なチャネルとしてch.1、ch.2が存在しており、世界協定時においてch.1については12時00分〜14時00分の時間帯A、16時00分〜17時30分の時間帯Bに使用可能であり、ch.2については13時00分〜14時00の時間帯Cに使用可能であるとする。この場合に、データベース5から基地局33に送信されるパケットデータ51には、図3に示すように、上述の表1に基づきCSMMフィールド63に値「2」が書き込まれ、OCフィールド64が付加されない。そして、時間帯Aのスケジュール情報を含めるため、CNフィールド65a、CASTフィールド66a、CADフィールド67aが順に付加されて、CNフィールド65aにch.1のチャネル番号を示す情報、CASTフィールド66aに時間帯Aの開始時刻として12時00分を示す情報、CADフィールド67aにその時間帯Aの時間間隔として120分を示す情報が書き込まれる。そして、時間帯Bのスケジュール情報を含めるため、CNフィールド65b、CASTフィールド66b、CADフィールド67bが順に付加されて、CNフィールド65bにch.1のチャネル番号を示す情報、CASTフィールド66bに時間帯Bの開始時刻として16時00分を示す情報、CADフィールド67bにその時間帯Bの時間間隔として90分を示す情報が書き込まれる。そして、時間帯Cのスケジュール情報を含めるため、続くCNフィールド65c、CASTフィールド66c、CADフィールド67cが順に付加されて、CNフィールド65cにch.2のチャネル番号を示す情報、CASTフィールド66cに時間帯Cの開始時刻として13時00分を示す情報、CADフィールド67cにその時間帯Cの時間間隔として60分を示す情報が書き込まれる。
【0049】
このとき、Lengthフィールド63に続く全フィールド中に含まれるスケジュール情報の数は、Lenghフィールド63に書き込まれたデータ長さを読み取ることにより判別できる。
【0050】
また、OCフィールド64、CNフィールド65、CASTフィールド66及びCADフィールド67は、送受信しようとするパケットデータ51を後述のスケジュール問合せ要求をするために用いる場合、付加しないものとしてもよい。
【0051】
次に、第1実施形態に係る無線通信システム1の動作例について説明する。図4は、第1実施形態に係る無線通信システムが実行する処理を示すフローチャートである。
【0052】
まず、ステップS11において、データベース5は、TVWSの各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報を含むチャネル情報を予め記録しておく。
【0053】
次に、ステップS12に移行し、無線通信デバイス31は、その無線通信デバイス31によりTVWSのチャネルにより無線通信を行うため、そのTVWSのチャネルに関するスケジュール情報を要求する旨のスケジュール問合せ要求を基地局33へ通知する。このスケジュール問合せ要求は、テレビシステム用チャネル以外のチャネルによる無線通信によって行われてもよい。また、このスケジュール問合せ要求は、上述のフォーマットのパケットデータ51を送信することにより行われてもよい。この場合、上述の表1の例で説明すると、CSMMフィールド63には値「0」が書き込まれ、続く全フィールドが付加されないパケットデータ51が送信される。
【0054】
ステップS12を実行するタイミングとしては、例えば、無線通信デバイス31を起動した時点が挙げられる。また、他のタイミングとしては、例えば、無線通信デバイス31が起動してから48時間等の所定時間が経過した時点や、無線通信デバイス31が過去にスケジュール問合せ要求を通知した後にその通知位置から所定距離移動した時点が挙げられる。このように、スケジュール問合せ要求を定期的に通知することにより、データベース5のスケジュール情報の更新があった場合でも更新後のスケジュール情報を効率的に取得し、その更新後のスケジュール情報を利用して無線通信を行うことができる。
【0055】
次に、ステップS13に移行し、基地局33は、TVWSのチャネルに関するスケジュール情報を要求する旨のスケジュール問合せ要求を通信網7を介してデータベース5に送信する。このスケジュール問合せ要求には、基地局33自らが属する無線通信ネットワーク3の位置情報が少なくとも含まれている。また、このスケジュール問合せ要求は、上述のフォーマットのパケットデータ51を送信することにより行われてもよい。この場合、上述の表1の例で説明すると、CSMMフィールド63には値「0」が書き込まれ、続く全フィールドが付加されないパケットデータ51が送信される。
【0056】
次に、ステップS15に移行し、データベース5は、スケジュール問合せ要求を送信してきた無線通信ネットワーク3の位置に対応したTVWSのチャネルのスケジュール情報を読み出す。このスケジュール情報の読み出しは、基地局33から受信したスケジュール問合せ要求に含まれている位置情報を読み取り、その基地局33が属する無線通信ネットワーク3の位置を識別し、その識別した無線通信ネットワーク3の位置に対応したスケジュール情報を読み取ることにより行われる。読み出されるスケジュール情報は、無線通信ネットワーク3のある位置において使用可能となる全てのチャネルと、その各チャネルについて使用可能となる全ての時間帯とを示すものが含まれていてもよい。この読み出されたスケジュール情報は、その無線通信ネットワーク3の位置においていかなるチャネルが、いかなる時間において使用可能であるかを示すものである。
【0057】
次に、ステップS16に移行し、データベース5は、読み出したスケジュール情報に関する情報を含むパケットデータ51を生成する。パケットデータ51は、上述したフォーマットを利用したものが生成される。
【0058】
このとき、パケットデータ51に含める情報としては、データベース5に記録されたスケジュール情報の更新の有無に応じて異なる情報を含めるようにしてもよい。具体的には、ある基地局33からスケジュール問合せ要求をはじめて受信した場合や、ある基地局33から時間間隔を空けて二回目以降のスケジュール問合せ要求を受信して、かつ、その基地局33に属する無線通信ネットワーク3の位置に対応したスケジュール情報の更新が有った場合は、パケットデータ51に含める情報として、その無線通信ネットワーク3内において使用可能となるTVWSの各チャネルのスケジュール情報を含めるようにする。この場合、表1の例で説明すると、CSMMフィールド63には管理情報として値「2」が書き込まれ、CNフィールド65、CASTフィールド66、CADフィールド67が送信しようとするスケジュール情報の数だけ繰り返し順に付加されたうえで、各フィールド65、66、67にスケジュール情報が書き込まれる。
【0059】
これとは異なる場合として、基地局33から時間間隔を空けて二回目以降のスケジュール問合せ要求を受信して、かつ、その基地局33に属する無線通信ネットワーク3の位置に対応したスケジュール情報の更新が無い場合、その無線通信ネットワーク3内において使用可能となるTVWSの各チャネルのスケジュール情報を含めないようにする。この場合、表1の例で説明すると、CSMMフィールド63には管理情報として値「1」が書き込まれ、CNフィールド65、CASTフィールド66、CADフィールド67は付加されない。
【0060】
このように、パケットデータ51にスケジュール情報の更新の有無を示す管理情報を含めることにより、データベース5に記録されたスケジュール情報の更新の有無に応じてパケットデータ5に含めるスケジュール情報の有無を変えることが可能となり、その結果、送受信すべきスケジュール情報の情報量を減らすことが可能となる。
【0061】
次に、ステップS17に移行し、データベース5は、ステップS16において生成したパケットデータ51をスケジュール問合せ応答として通信網7を介して基地局33へ送信する。
【0062】
次に、ステップS18に移行し、無線通信デバイス31又は基地局33は、基地局33へ送信されてきたパケットデータ51を記憶しておく。これにより、無線通信デバイス31により無線通信を行おうとする場合に、その無線通信を行う時点においてそれらが属する無線通信ネットワーク3内でいかなるチャネルをいかなる時間帯で使用可能となるか識別することができる。また、これにより、データベース5へアクセスできない場合においても、データベース5へアクセスすることなくTVWSのチャネルにより無線通信を行うことが可能となる。なお、無線通信デバイス31によりパケットデータ51を記憶しておく場合、データベース5から基地局33へ送信されてきたパケットデータ51を無線通信デバイス31に送信しておく。
【0063】
実際に無線通信デバイス31により無線通信を行う場合、ステップS19に移行し、無線通信デバイス31又は基地局33は、その無線通信デバイス31により無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルを基地局33へ送信されてきたパケットデータ51に基づき選択する。
【0064】
このとき、データベース5に記録されたスケジュール情報の更新の有無に応じて異なる情報を含めることとした場合は、その更新の有無に関する管理情報に応じて、下記のような処理を行なう。具体的には、無線通信デバイス31又は基地局33は、基地局33へ送信されてきたパケットデータ51に含まれる管理情報を読み取る。続いて、読み取った管理情報に基づいて、スケジュール情報を読み出すべきパケットデータ51を選択する。読み取った管理情報が、スケジュール問合せ応答をはじめて受信した場合、又は、二回目以降のスケジュール問合せ応答を受信した場合で、データベース5に記録されたスケジュール情報の更新が有るときを示す場合、最新のスケジュール問合せ応答となるパケットデータ51に含まれるスケジュール情報に基づき使用可能となるTVWSのチャネルを選択する。読み取った管理情報が、二回目以降のスケジュール問合せ応答を受信した場合で、データベース5に記録されたスケジュール情報の更新が無いときを示す場合、過去に受信したスケジュール問合せ応答となるパケットデータ51に含まれるスケジュール情報に基づき使用可能となるTVWSのチャネルを選択する。
【0065】
次に、ステップS20に移行し、無線通信デバイス31又は基地局33は、その選択したTVWSのチャネルにより無線通信デバイス31が無線通信を行うように制御する。
【0066】
上述した構成からなる第1実施形態によれば、TVWSのチャネルに関するスケジュール情報が更新された場合等においても、そのスケジュール情報を効率的に送受信することが可能となる。また、無線通信デバイス31にGPS機能がない場合においても、テレビシステムが実行している無線通信に干渉を与えることなく、データベース5から送信されたパケットデータ51に基づきTVWSのチャネルにより無線通信を行うことが可能となる。
【0067】
次に、本発明に係る無線通信システム1の第2実施形態について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。図5は、第2実施形態に係る無線通信システム1が実行する処理を示すフローチャートである。
【0068】
上述した第1実施形態においては、無線通信デバイス31から基地局33を介してスケジュール問合せ要求がデータベース5に送信された場合に、ステップS15以降の処理を実行する場合を例に説明したが、ステップS15以降の処理は、データベース5においてスケジュール情報の更新があった場合に実行されてもよい。
【0069】
具体的には、プライマリネットワークとなるテレビシステムのチャネルの使用状況を周期的又は非周期的にセンシングし、過去のセンシング結果と現時点でのセンシング結果とを比較して、過去のセンシング時のスケジュール情報に対して変更があった場合は、ステップS14に移行する。ステップS14において、データベース5は、その変更があった位置に対応するチャネルのスケジュール情報を更新する。
【0070】
次に、ステップS15に移行し、データベース5は、更新したスケジュール情報に対応する位置にある無線通信ネットワーク3のTVWSのチャネルのスケジュール情報を読み出す。これ以降は、上述したようなステップS16〜ステップS20の処理を実行する。
【0071】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【0072】
例えば、パケットデータ51のフォーマットは、図6(a)に示すように、CADフィールド67に続いてMTP(Maximum Transmission Power)フィールド68が付加されてもよい。
【0073】
MTPフィールド68には、TVWSのチャネルを使用可能となる時間帯における最大送信電力を示す最大送信電力情報が書き込まれる。MTPフィールド68は、これらCNフィールド65、CASTフィールド66、CADフィールド67と同様に、パケットデータ51に含まれるスケジュール情報の数に応じて増減する。
【0074】
このことを図6(b)に示す例で説明する。ある無線通信ネットワーク3がある位置において使用可能なチャネルとしてch.1が存在しており、世界協定時においてch.1については12時00分〜14時00分の時間帯A、16時00分〜17時30分の時間帯Bに使用可能であり、時間帯Aにおいては最大送信電力が50mWであり、時間帯Bにおいては最大送信電力が25mWであるとする。この場合に、データベース5から基地局33に送信されるパケットデータ51には、時間帯Aのスケジュール情報、最大送信電力情報を含めるため、CNフィールド65a、CASTフィールド66a、CADフィールド67a、MTPフィールド68aが順に付加される。また、時間帯Bのスケジュール情報、最大送信電力情報を含めるため、CNフィールド65b、CASTフィールド66b、CADフィールド67b、MTPフィールド68aが順に付加される。そして、各々のフィールド65a〜68a、65b〜68bには、図に示すような情報が書き込まれる。
【0075】
このようにパケットデータ51に最大送信電力情報を含めることにより、無線通信デバイス31又は基地局33は、その無線通信デバイス31により無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルを選択するときに、そのチャネルに最大送信電力制限があるか判断することが可能となる。また、これにより、最大送信電力制限がある場合でも、その最大送信電力以下で無線通信を行うように制御することが可能となる。
【符号の説明】
【0076】
1 :無線通信システム
3 :無線通信ネットワーク
5 :データベース
7 :通信網
31 :無線通信デバイス
33 :基地局
51 :パケットデータ
52 :ヘッダ部
53 :ペイロード部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線通信デバイスと、上記無線通信デバイスと無線通信可能な基地局とを有する無線通信ネットワークと、
上記基地局と通信可能であり、TVWS(TV White Space)の各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報が記録されたデータベースとを備え、
上記データベースは、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報を含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信し、
上記無線通信ネットワークは、上記無線通信デバイスにより無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルを上記基地局へ送信されてきたパケットデータのスケジュール情報に基づき選択し、その選択したチャネルにより上記無線通信デバイスが無線通信を行うように制御されること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項2】
上記データベースは、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報の更新の有無に関する管理情報を含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信すること
を特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
【請求項3】
上記無線通信ネットワークは、上記送信されてきたパケットデータと過去に送信されたパケットデータとから上記スケジュール情報を読み出すべきパケットデータを当該送信されてきたパケットデータに含まれる管理情報に基づき選択してこれを読み出し、上記無線通信デバイスにより無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルをその読み出したパケットデータのスケジュール情報に基づき選択すること
を特徴とする請求項2記載の無線通信システム。
【請求項4】
上記データベースは、TVWSの各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報と、当該チャネルを使用可能となる時間帯における最大送信電力を示す最大送信電力情報とが記録され、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報と最大送信電力情報とを読み出し、読み出したスケジュール情報と最大送信電力情報とを含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信すること
を特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の無線通信システム。
【請求項5】
無線通信デバイスと、上記無線通信デバイスと無線通信可能な基地局とを有する無線通信ネットワーク内において無線通信を行うための無線通信方法において、
TVWS(TV White Space)の各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報をデータベースに予め記録し、
上記データベースにより、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報を含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信し、
上記無線通信デバイスにより無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルを上記基地局へ送信されてきたパケットデータのスケジュール情報に基づき選択し、その選択したチャネルにより上記無線通信デバイスが無線通信を行うように制御すること
を特徴とする無線通信方法。
【請求項6】
上記データベースにより、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報を読み出し、読み出したスケジュール情報の更新の有無に関する管理情報を含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信すること
を特徴とする請求項5記載の無線通信方法。
【請求項7】
上記送信されてきたパケットデータと過去に送信されたパケットデータとから上記スケジュール情報を読み出すべきパケットデータを当該送信されてきたパケットデータに含まれる管理情報に基づき選択してこれを読み出し、上記無線通信デバイスにより無線通信を行う時点において使用可能となるTVWSのチャネルをその読み出したパケットデータのスケジュール情報に基づき選択すること
を特徴とする請求項6記載の無線通信方法。
【請求項8】
TVWSの各チャネルを使用可能となる時間帯を示すスケジュール情報と、当該チャネルを使用可能となる時間帯における最大送信電力を示す最大送信電力情報とを予めデータベースに記録し、
上記データベースにより、上記無線通信ネットワークの位置に対応したチャネルのスケジュール情報と最大送信電力情報とを読み出し、読み出したスケジュール情報と最大送信電力情報とを含むパケットデータを生成し、これを上記基地局へ送信すること
を特徴とする請求項5〜7の何れか1項記載の無線通信方法。

【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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【図6】
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【公開番号】特開2012−147305(P2012−147305A)
【公開日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−4817(P2011−4817)
【出願日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【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)】