無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法
【課題】無線通信ネットワークが自らの位置情報が未知の第１モードデバイスを含むものであっても、その干渉量並びに干渉の有無を高精度に予測する。
【解決手段】各第１モードデバイス７１につき第２モードデバイス７２又はコーディネータ６１を中心とした位置情報を生成し、一の無線通信ネットワーク６における全ての各第１モードデバイス７１、及び各第２モードデバイス７２又はコーディネータ６１から、他の無線通信ネットワーク６内にあるそれらにに対してそれぞれ位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算し、計算した干渉量のうち最も大きい値を最大干渉量として特定し、これらの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、最大干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量としてこれに基づいて通信干渉の有無を判定する。
【解決手段】各第１モードデバイス７１につき第２モードデバイス７２又はコーディネータ６１を中心とした位置情報を生成し、一の無線通信ネットワーク６における全ての各第１モードデバイス７１、及び各第２モードデバイス７２又はコーディネータ６１から、他の無線通信ネットワーク６内にあるそれらにに対してそれぞれ位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算し、計算した干渉量のうち最も大きい値を最大干渉量として特定し、これらの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、最大干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量としてこれに基づいて通信干渉の有無を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスとを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法に関する。
【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、２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。
【０００４】
また、異なる２つ以上の無線通信システム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（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２９５４９号公報
【特許文献２】米国特許第２０１０／０００８２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、互いの無線通信ネットワークによる相互干渉の影響を除去するためには、先ずその無線通信ネットワーク間の相互干渉の干渉量を正確に特定する必要がある。そして、この特定した干渉量に基づいて、それが互いの通信に影響を及ぼすレベルのものであるか否かを判別する必要がある。そして何れの無線通信ネットワークが干渉を与える側であり、また何れの無線通信ネットワークが干渉を受ける側であるのかを、或いは双方の無線通信ネットワークが互いに干渉を及ぼしあうものであるかを知る必要がある。
【０００７】
しかしながら、ＴＶＷＳにおいては、常時固定され、自らの位置情報が既知であるルータ等で構成される固定デバイス、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスの３種類に分類することができる。このうち第１モードデバイスは、自らの位置情報を取得していないため、この第１モードデバイスによる通信が他の無線通信システムに与える干渉を定量的な計算により求めることができない。即ち、ＴＶＷＳにおいては自らの位置情報が未知の第１モードデバイスの存在により、予め干渉を計算により定量的に予測することが困難であるという問題点があった。
【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、その目的とするところは、無線通信ネットワークが自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスを含むものであっても、その干渉量並びに干渉の有無を高精度に予測することが可能な無線通信ネットワーク間の通信干渉予測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】
本願第１発明に係る無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法は、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス又は固定基地局とを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法において、上記各第１モードデバイスにつき上記第２モードデバイス又は上記固定基地局を中心としたランダムな半径及び角度で示した仮の位置情報を生成する仮位置情報生成ステップと、一の無線通信ネットワークにおける全ての上記各第１モードデバイス、及び上記各第２モードデバイス又は上記固定基地局から、他の無線通信ネットワーク内にある全ての第１モードデバイス、及び第２モードデバイス又は上記固定基地局に対してそれぞれ上記位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算する干渉量計算ステップと、干渉量計算ステップにおいて計算した干渉量のうち最も大きい値を最大干渉量として特定する最大干渉量特定ステップと、上記仮位置情報生成ステップから最大干渉量特定ステップまでの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、所定回数ｎ個分算出した最大干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量とする干渉量決定ステップと、上記干渉量決定ステップにより決定された通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する通信干渉判定ステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
本願第２発明に係る無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法は、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス又は固定基地局とを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法において、上記各第１モードデバイスにつき上記第２モードデバイス又は上記固定基地局を中心としたランダムな半径及び角度で示した仮の位置情報を生成する仮位置情報生成ステップと、一の無線通信ネットワークにおける全ての上記各第１モードデバイス、及び上記各第２モードデバイス又は上記固定基地局から、他の無線通信ネットワーク内にある全ての第１モードデバイス、及び第２モードデバイス又は上記固定基地局に対してそれぞれ上記位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算する干渉量計算ステップと、干渉量計算ステップにおいて計算した干渉量の平均値を平均干渉量として特定する平均干渉量特定ステップと、上記仮位置情報生成ステップから平均干渉量特定ステップまでの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、所定回数ｎ個分算出した平均干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量とする干渉量決定ステップと、上記干渉量決定ステップにより決定された通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する通信干渉判定ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上述した構成からなる本発明によれば、無線通信ネットワークが自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスを含むものであっても、第１モードデバイスの仮位置情報をランダムに生成して、これに基づいて干渉量を求める。但し、この仮位置情報をランダムに生成している関係上、その分誤差が含まれる可能性があるため、かかる処理をｎ回に亘って繰り返し実行し、そのＣＤＦを介して干渉量を予測することで、その精度向上を図ることを意図したものである。これにより、干渉量並びに干渉の有無を高精度に予測することがとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システムの構成図である。
【図２】本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システムにおける一のＣＤＩＳ下の階層構造の模式図である。
【図３】本発明を適用した通信干渉予測方法のフローチャートである。
【図４】仮位置情報生成ステップによる動作を説明するための図である。
【図５】他の無線通信ネットワークについてもランダムな仮位置情報を求める例を示す図である。
【図６】一の無線通信ネットワークから他の無線通信ネットワークに対して干渉量を計算する例を示す図である。
【図７】他の無線通信ネットワークから一の無線通信ネットワークに対して干渉量を計算する例を示す図である。
【図８】所定のＣＤＦにおける通信干渉量の特定方法について説明するための図である。
【図９】本発明を適用した通信干渉予測方法の他のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システムは、ＩＥＥＥ８０２．１９．１標準が実装され、TV White Space（ＴＶＷＳ）存在する場合においても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通信干渉予測において適用してもよい。
【００１５】
本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システム１は、図１に示すように、一つのＣＤＩＳ（Coexistence Discovery and Information Server）２と、このＣＤＩＳとの間で情報を送受信可能な複数のＣＭ（Coexistence Manager）３と、これら各ＣＭ３との間で情報を送受信可能なＣＥ４（Coexistence Enabler）とを備えている。この図１では、ＣＤＩＳ２との間で情報を送受信可能な２つのＣＭ３ａ、３ｂと、このＣＭ３ａの管轄に入っており、このＣＭ３ａのみと情報を送受信できる２つのＣＥ４ａ−１、４ａ−２と、ＣＭ３ｂの管轄に入っており、このＣＭ３ｂのみと情報を送受信できる１つのＣＥ４ｂとを備えている場合を例にとり説明をするが、これに限定されるものではない。また、ＣＤＩＳ２は、一つのみ設けられている場合に限定されるものではなく、複数に亘り設けられるものであってもよい。仮に複数のＣＤＩＳ２が設けられる場合には、互いに同期をとる必要がある。
【００１６】
また、この通信干渉予測システム１は、ＴＶＷＳのデータベース５との間でも情報を送受信可能とされている。具体的には、ＣＤＩＳ２又はＣＭ３が、このデータベース５との間で情報を送受信可能とされている。
【００１７】
この本発明を適用した通信干渉予測システム１は、そのシステム外にある複数の無線通信ネットワーク６間において互いに通信干渉が生じているか否かを予測する。ＣＥ４は、その通信干渉の予測対象としての無線通信ネットワーク６に実装されている。無線通信ネットワーク６は、当該ネットワークの固定基地局としての役割を担うコーディネータ６１と、かかるコーディネータ６１との間で無線通信可能な複数のデバイス６２を有している。ちなみに、このＣＥ４は、コーディネータ６１、デバイス６２の何れに実装されていてもよい。
【００１８】
以下、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の共存システム１の各構成要素について詳細に説明をする。
【００１９】
ＣＤＩＳ２は、少なくとも無線通信ネットワーク６間における共存処理に関する各種情報が記述され、またＣＭ３が実際に共存処理の制御を行う場合において、自身に格納されている各種有用な情報を提供するサーバーである。また、このＣＤＩＳ２は、ＴＶＷＳのデータベース５にアクセスし、そのＴＶＷＳにおける通信干渉を検出する上で必要な、使用可能な情報を取得してこれを蓄積する。またＣＤＩＳ２は、ＣＭ３毎にその管轄するＣＥ４を記憶し、またこれらを管理する。
【００２０】
ＣＭ３は、必要に応じて共存処理に関する意思決定を行う。このＣＭ３は、通信干渉予測に関する各要求コマンド、又は応答コマンドを生成し、これをＣＤＩＳ２やＣＥ４へ送信する。また、このＣＭ３は、ＣＤＩＳ２やＣＥ４から送信されてきた各要求コマンド、又は応答コマンドを受信して共存に関する各種意思決定を行い、又は処理動作を実行することになる。また、ＣＭ３は、ＣＥ４自体が通信干渉予測に関する意思決定を行わない場合には、このＣＥ４に代わってその意思決定を代行する場合もある。またＣＭ３はＴＶＷＳとの共存処理を行う場合においても、共存制御を自ら実行し、又はこれを補助する役割も担う。ちなみに、このＣＭ３は、それぞれのＣＥ４の管轄が割り当てられている。
【００２１】
図２は、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の共存システム１における階層構造の模式的に示している。この図２によれば、例えばＣＭ３ａの管轄としては、ＣＥ４ａ−１、ＣＥ４ａ−２、ＣＥ４ａ−３が割り当てられている。ＣＭ３ｂの管轄としては、ＣＥ４ｂ−１、ＣＥ４ｂ−２、ＣＥ４ｂ−３、ＣＥ４ｂ−４が割り当てられている。またＣＭ３ｃの管轄としては、ＣＥ４ｃ−１、ＣＥ４ｃ−２、ＣＥ４ｃ−３が割り当てられている。例えばＣＭ３ａは、自らの管轄内にあるＣＥ４ａ−１、ＣＥ４ａ−２、ＣＥ４ａ−３がそれぞれどのチャネルを利用しているのか、その通信範囲はどの程度か、どの通信規格か、等といった各種通信情報を基本的に全て把握しようとする。把握した通信情報は、ＣＭ３内にある図示しない記憶部に記憶される。また自己の管轄内にあるＣＥ４に関する通信情報が更新された場合には、随時アップデートされる場合もある。
【００２２】
ちなみに、ここでいう通信情報は、コーディネータ６１の位置情報、デバイス６２の位置情報、通信環境（屋外、屋内、都市部、郊外等）に関する情報、アンテナに関する情報、使用する周波数チャネルに関する情報、使用する帯域幅、受信機側の特性（ＳＮ比、受信感度等）、送信機側の特性、アンテナの方向等である。ちなみに、この通信情報としては、ＣＭ３のＩＤやネットワークＩＤ、サービスエリア、ネットワークの規格や通信方式、各種意思決定の方法等、通信に関するあらゆる情報が含まれる。
【００２３】
ＣＥ４は、無線通信ネットワーク６におけるコーディネータ６１並びにデバイス６２間と、ＣＭ３との間における通信を中継し、また共存に関する各種処理を実行するイネーブラーである。このＣＥ４は、実際に無線通信ネットワーク６におけるコーディネータ６１内に実装され、そのコーディネータ６１によって生成され、又はデバイス６２から受信した、共存に関する各種要求や応答をＣＭ３へ送信する。また、このＣＥ４は、ＣＭ３から送信されてくる、共存に関する各種要求や応答をコーディネータ６１やデバイス６２へ送る。ＣＥ４は、あくまでイネーブラーとしての役割が主たるものであって、送受信する信号を必要に応じて他の規格のものに置き換えたり、送受信する信号を他の信号に変換する処理を担う。即ち、図１におけるＣＥ４とコーディネータ６１との間における点線矢印は、何れもイネーブルを意味する。このＣＥ４は、ＣＭ３の下に管轄グループに分かれ、一のＣＥ４が２以上のＣＭ３の管轄グループに属することは無い。
【００２４】
なお、ＣＥ４は、それぞれ無線通信ネットワーク６に実装されることから、ＣＥ４の判断は、無線通信ネットワーク６（コーディネータ６１、デバイス６２を含む）自身の判断を代表しているといえる。
【００２５】
ＴＶＷＳのデータベース５は、ユーザによって既に占有されているチャネルのリストを格納するデータベースである。また、このＴＶＷＳのデータベース５は、既に占有されていないチャネルのリストも格納する。
【００２６】
デバイス６２は、ＩＥＥＥ８０２標準に基づいてコーディネータ６１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６１を介して他のデバイス６２との間で無線パケット通信を行うことができる。このデバイス６２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、このデバイス６２は、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスに更に分類することが可能となる。
【００２７】
コーディネータ６１も同様に上述したデバイス６２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６１は、無線通信ネットワーク６内における固定基地局としての役割を担う。また、コーディネータ６１にはＣＥ４を装着可能な図示しない装着部が設けられていてもよい。また、このコーディネータ６１は、自らの位置情報が既知である。ちなみに、このコーディネータ６１の構成が存在しない場合には、第２モードデバイスがこのコーディネータ６１としての役割を担うようにしてもよい。
【００２８】
ちなみに、この無線通信ネットワーク６内には、当該ネットワーク６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。
【００２９】
次に、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システム１による通信干渉予測方法について説明をする。
【００３０】
図３は、通信干渉予測方法のフローチャートを示している。このフローの当初においては、先ず変数ｋが０と設定されているものとする。先ずステップＳ１１において、第２モードデバイスについて仮位置情報を生成する仮位置情報生成ステップＳ１１を実行する。図４は、仮位置情報生成ステップＳ１１による動作を説明するための図であるが、ここでは、コーディネータ６１のうち自らの位置情報が既知の第２モードデバイス７２と、コーディネータ６１のうち自らの位置情報が未知の第１モードデバイス７１に分類して説明をする。ちなみにコーディネータ６１も自らの位置情報が既知であることから第２モードデバイス７２と同様のカテゴリーの下で説明を行う。
【００３１】
このステップＳ１１においては、第２モードデバイス７２又はコーディネータ６１を中心とした第１モードデバイス７１の仮の位置情報（以下、仮位置情報という。）を生成する。この第１モードデバイス７１については、仮位置情報を第２モードデバイス７２又はコーディネータ６１を中心とした半径ｒ及び角度θで表示するものとする。
【００３２】
この仮位置情報の生成方法としては、仮に第１モードデバイス７１の数が無線通信ネットワーク６ｃ内において第２モードデバイス７２等を中心としたランダムな半径ｒ及び角度θを設定し、そのランダムな半径ｒ及び角度θに基づいた位置を、その第１モードデバイス７１の仮位置とする。仮に無線通信ネットワーク６ｃ内において第１モードデバイス７１が図４に示すように３個存在する場合には、３個分について、ランダムな半径ｒ及び角度θに基づいた仮位置情報を生成する。
【００３３】
ちなみに、この仮位置情報の生成は、干渉の有無を予測する双方の無線通信ネットワーク６についてそれぞれ実行する。図５は、無線通信ネットワーク６ｃについての通信干渉を予測する他の無線通信ネットワーク６ｄについても同様に第１モードデバイス７１についてランダムな仮位置情報を求めた例を示している。他の無線通信ネットワーク６ｄは、第１モードデバイス７１が４個存在する場合において、４つのランダムな仮位置情報が生成されることとなる。
【００３４】
次にステップＳ１２に移行し、干渉量計算ステップに入る。このステップＳ１２においては、図６に示すように、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける個々の各第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３並びに第２モードデバイス７２ｂ又はコーディネータ６１ａについて、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある全ての第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４、及び第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂに対してそれぞれ干渉量を計算する。例えば、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける第１モードデバイス７１ａ−１は、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある第１モードデバイス７１ｂ−１との間で通信の干渉量ｍ1を、第１モードデバイス７１ｂ−２との間で通信の干渉量ｍ2を、第１モードデバイス７１ｂ−３との間で通信の干渉量ｍ4を、第１モードデバイス７１ｂ−４との間で通信の干渉量ｍ5を測定する。また、第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂとの間で干渉量ｍ3を測定する。
【００３５】
同様に、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける第１モードデバイス７１ａ−２は、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある第１モードデバイス７１ｂ−１との間で通信の干渉量ｎ1を、第１モードデバイス７１ｂ−２との間で通信の干渉量ｎ2を、第１モードデバイス７１ｂ−３との間で通信の干渉量ｎ4を、第１モードデバイス７１ｂ−４との間で通信の干渉量ｎ5を測定する。また、第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂとの間で干渉量ｎ3を測定する。同様の処理を、残りの第１モードデバイス７１ａ−３並びにコーディネータ６１ａについて実行する。
【００３６】
その結果、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける個々の各第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３並びにコーディネータ６１ａについて、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある全ての第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４、及び第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂに対してそれぞれ干渉量が求められる。
【００３７】
同様に、このステップＳ１２においては、他の無線通信ネットワーク６ｄにおける個々の各第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４並びに第２モードデバイス７２ｂ又はコーディネータ６１ｂについて、上述した一の無線通信ネットワーク６ｃ内にある全ての第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３、及び第２モードデバイス７２ａ又は固定基地局６１ａに対してそれぞれ干渉量を計算する。例えば、図７に示すように、無線通信ネットワーク６ｄにおける第１モードデバイス７１ｂ−１は、無線通信ネットワーク６ｃ内にある第１モードデバイス７１ａ−１との間で通信の干渉量ｐ1を、第１モードデバイス７１ａ−２との間で通信の干渉量ｐ4を、第１モードデバイス７１ａ−３との間で通信の干渉量ｐ2を、第２モードデバイス７２ａ又は固定基地局６１ａとの間で干渉量ｐ3を測定する。
【００３８】
同様に、無線通信ネットワーク６ｄにおける第１モードデバイス７１ｂ−４は、他の無線通信ネットワーク６ｃ内にある第１モードデバイス７１ａ−１との間で通信の干渉量ｑ1を、第１モードデバイス７１ａ−２との間で通信の干渉量ｑ4を、第１モードデバイス７１ｂ−３との間で通信の干渉量ｑ3を測定する。また、第２モードデバイス７２ａ又は固定基地局６１ａとの間で干渉量ｑ2を測定する。同様の処理を、残りの第１モードデバイス７１ｂ−２、７１ｂ−４並びにコーディネータ６１ｂについて実行する。
【００３９】
ちなみに、このステップＳ１２における干渉量の計算方法は、従来のいかなる方法に基づいて実行するようにしてもよいが、例えば、各種パラメータを互いに送受信することにより実行するようにしてもよい。パラメータの送受信は、上述したＣＥ４、ＣＭ３、ＣＤＩＳ２等を介しつつ実行するようにしてもよい。この送受信すべきパラメータについては、上述した通信情報の何れか１以上を含むようにしてもよい。特にこの通信情報は、位置情報をも含むものであるが、位置情報が未知である第１モードデバイス７１についてもステップＳ１１において仮位置情報が生成されているため、これに基づいて干渉量を計算することが可能となる。
【００４０】
次にステップＳ１３へ移行し、最大干渉量の特定を行う。これは、上述したステップＳ１２において計算した全てのｍ1、ｍ2、・・・、ｎ1、ｎ2、・・、ｐ1、ｐ2、・・・ｑ1、ｑ2、・・・の中から最も干渉量の大きいものを最大干渉量として決定する。但し、この方法は、あくまで一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの干渉量、並びに他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの干渉量を統合して最大干渉量を特定するものであるが、これに限定されるものではない。
【００４１】
例えば、一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの最大干渉量を、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける個々の各第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３並びに第２モードデバイス７２ａ（コーディネータ６１ａ）から、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある全ての第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４、及び第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂに対してそれぞれ求めた干渉量の中から最大のもの特定する。次に、他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの最大干渉量を、他の無線通信ネットワーク６ｄにおける個々の各第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４並びに第２モードデバイス７２ｂ（コーディネータ６１ｂ）から、一の無線通信ネットワーク６ｃ内にある全ての第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３、及び第２モードデバイス７２ａ又は固定基地局６１ａに対してそれぞれ求めた干渉量の中から最大のものを特定する。これにより、一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの最大干渉量、並びに他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの最大干渉量をそれぞれ特定することができる。
【００４２】
次にステップＳ１４へ移行し、変数ｋをｎと比較する。ここでいうｎとは、予めシステム側において任意に設定した計算サイクル実行回数である。仮にｎが１００であれば、上述したステップＳ１１〜ステップＳ１３までの計算サイクルを１００回行うことになる。
【００４３】
このステップＳ１４においてｋ≧ｎであれば、所定の繰り返し回数が終了したものであると判定してステップＳ１６へ移行する。これに対して、ステップＳ１５においてｋ＜ｎである場合には、未だ設定した実行回数に到達していないことを意味していることから、ステップＳ１５へ移行し、変数ｋに１を加算した後再びステップＳ１１へと戻ることになる。ステップＳ１１に戻った場合には、再び仮位置情報を生成して、干渉量を計算していく計算サイクルを繰り返すことになる。
【００４４】
またステップＳ１６へ移行した場合には、所定回数ｎ個分算出した最大干渉量の累積確率分布（ＣＤＦ）を求める。図８は、最大干渉量について求めたＣＤＦの例を示している。干渉量が小さくなるにつれてＣＤＦが高くなることが示されている。ちなみにｎはシステム側において自在に設定することができるが、例えばｎ＝１００〜２００程度とされている。
【００４５】
このステップＳ１６においては、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク６間の通信干渉量として決定する。図８の例では、ＣＤＦが９０％である場合における通信干渉量−９３．４９７７ｄＢを当該無線通信ネットワーク６間の通信干渉量として決定した例である。ちなみに、この所定の累積確率は９０％である場合に限定されるものではなく、いかなる値であってもよいが、８０〜９５％の範囲内にあることが望ましく、８８〜９２％の範囲にあることが最も望ましい。
【００４６】
次にステップＳ１７へ移行し、ステップＳ１６において決定した通信干渉量を所定の閾値と比較する。そして、決定した通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する。また、決定した通信干渉量が所定の閾値未満である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じなかったものと判定する。
【００４７】
なお、ステップＳ１３において、一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの最大干渉量、並びに他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの最大干渉量をそれぞれ特定した場合には、ステップＳ１６、１７の処理を通じて、無線通信ネットワーク６ｃが他の無線通信ネットワーク６ｄから受ける通信干渉の有無を判定し、またこれとは独立して無線通信ネットワーク６ｄが他の無線通信ネットワーク６ｃから受ける通信干渉の有無を判定することを行う。
【００４８】
また、単なる通信干渉の判定結果を出力するのみに留まらず、例えば相手側の無線通信ネットワーク６のＩＤを表示するとともに通信干渉の方向性を表示するようにしてもよい。ここでいう通信干渉の方向性とは、無線通信ネットワーク６ｃと無線通信ネットワーク６ｄとが相互に通信干渉を及ぼしあう、又は無線通信ネットワーク６ｃのみが他の無線通信ネットワーク６ｄから通信干渉を受ける、又は無線通信ネットワーク６ｄのみが他の無線通信ネットワーク６ｃから通信干渉を受ける、の何れかであるかを示すものである。
【００４９】
特に一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの最大干渉量、並びに他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの最大干渉量をそれぞれ特定した場合には、通信干渉の方向性についても判定して表示することが可能となる。
【００５０】
このように、本発明によれば、無線通信ネットワーク６が自らの位置情報が未知の第１モードデバイス７１と、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス７２を含むものであっても、第１モードデバイス７１の仮位置情報をランダムに生成して、これに基づいて干渉量を求める。但し、この仮位置情報をランダムに生成している関係上、その分誤差が含まれる可能性があるため、かかる処理をｎ回に亘って繰り返し実行し、そのＣＤＦを介して干渉量を予測することで、その精度向上を図ることを意図したものである。これにより、干渉量並びに干渉の有無を高精度に予測することが可能となる。
【００５１】
特に本発明では、ステップＳ１３においては、最大干渉量の特定を行うことを前提としている。即ち、最悪のケースを想定して、最大干渉量を基準とすることにより、通信干渉自体を確実に防止できることを前提としたものである。しかし、本発明は、ステップＳ１３における最大干渉量の特定に限定されるものではない。このステップＳ１３における最大干渉量の特定の代替として、例えば図９に示すように、平均干渉量特定ステップ（ステップＳ２３）を設けるようにしてもよい。このステップＳ２３では、ステップＳ１２において計算した全てのｍ1、ｍ2、・・・、ｎ1、ｎ2、・・、ｐ1、ｐ2、・・・ｑ1、ｑ2、・・・からなる干渉量について平均値を求め、これを平均干渉量とするものである。この平均干渉量を特定するステップＳ２３を設ける場合には、ステップＳ１６における処理において、所定回数ｎ個分算出した平均干渉量の累積確率分布（ＣＤＦ）を求めることとなる。係る方法においても同様にＣＤＦが所定の累積確率にある場合の干渉量を通信干渉量として特定していくこととなる。
【００５２】
このように、最大干渉量の特定の代替として平均干渉量を特定するものであっても、同様の作用効果を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システム
２ ＣＤＩＳ
３ ＣＭ
４ ＣＥ
５ データベース
６ 無線通信ネットワーク
６１ コーディネータ
６２ デバイス
７１ 第１モードデバイス
７２ 第２モードデバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスとを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法に関する。
【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、２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。
【０００４】
また、異なる２つ以上の無線通信システム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（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２９５４９号公報
【特許文献２】米国特許第２０１０／０００８２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、互いの無線通信ネットワークによる相互干渉の影響を除去するためには、先ずその無線通信ネットワーク間の相互干渉の干渉量を正確に特定する必要がある。そして、この特定した干渉量に基づいて、それが互いの通信に影響を及ぼすレベルのものであるか否かを判別する必要がある。そして何れの無線通信ネットワークが干渉を与える側であり、また何れの無線通信ネットワークが干渉を受ける側であるのかを、或いは双方の無線通信ネットワークが互いに干渉を及ぼしあうものであるかを知る必要がある。
【０００７】
しかしながら、ＴＶＷＳにおいては、常時固定され、自らの位置情報が既知であるルータ等で構成される固定デバイス、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスの３種類に分類することができる。このうち第１モードデバイスは、自らの位置情報を取得していないため、この第１モードデバイスによる通信が他の無線通信システムに与える干渉を定量的な計算により求めることができない。即ち、ＴＶＷＳにおいては自らの位置情報が未知の第１モードデバイスの存在により、予め干渉を計算により定量的に予測することが困難であるという問題点があった。
【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、その目的とするところは、無線通信ネットワークが自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスを含むものであっても、その干渉量並びに干渉の有無を高精度に予測することが可能な無線通信ネットワーク間の通信干渉予測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】
本願第１発明に係る無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法は、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス又は固定基地局とを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法において、上記各第１モードデバイスにつき上記第２モードデバイス又は上記固定基地局を中心としたランダムな半径及び角度で示した仮の位置情報を生成する仮位置情報生成ステップと、一の無線通信ネットワークにおける全ての上記各第１モードデバイス、及び上記各第２モードデバイス又は上記固定基地局から、他の無線通信ネットワーク内にある全ての第１モードデバイス、及び第２モードデバイス又は上記固定基地局に対してそれぞれ上記位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算する干渉量計算ステップと、干渉量計算ステップにおいて計算した干渉量のうち最も大きい値を最大干渉量として特定する最大干渉量特定ステップと、上記仮位置情報生成ステップから最大干渉量特定ステップまでの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、所定回数ｎ個分算出した最大干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量とする干渉量決定ステップと、上記干渉量決定ステップにより決定された通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する通信干渉判定ステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
本願第２発明に係る無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法は、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス又は固定基地局とを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法において、上記各第１モードデバイスにつき上記第２モードデバイス又は上記固定基地局を中心としたランダムな半径及び角度で示した仮の位置情報を生成する仮位置情報生成ステップと、一の無線通信ネットワークにおける全ての上記各第１モードデバイス、及び上記各第２モードデバイス又は上記固定基地局から、他の無線通信ネットワーク内にある全ての第１モードデバイス、及び第２モードデバイス又は上記固定基地局に対してそれぞれ上記位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算する干渉量計算ステップと、干渉量計算ステップにおいて計算した干渉量の平均値を平均干渉量として特定する平均干渉量特定ステップと、上記仮位置情報生成ステップから平均干渉量特定ステップまでの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、所定回数ｎ個分算出した平均干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量とする干渉量決定ステップと、上記干渉量決定ステップにより決定された通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する通信干渉判定ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上述した構成からなる本発明によれば、無線通信ネットワークが自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスを含むものであっても、第１モードデバイスの仮位置情報をランダムに生成して、これに基づいて干渉量を求める。但し、この仮位置情報をランダムに生成している関係上、その分誤差が含まれる可能性があるため、かかる処理をｎ回に亘って繰り返し実行し、そのＣＤＦを介して干渉量を予測することで、その精度向上を図ることを意図したものである。これにより、干渉量並びに干渉の有無を高精度に予測することがとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システムの構成図である。
【図２】本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システムにおける一のＣＤＩＳ下の階層構造の模式図である。
【図３】本発明を適用した通信干渉予測方法のフローチャートである。
【図４】仮位置情報生成ステップによる動作を説明するための図である。
【図５】他の無線通信ネットワークについてもランダムな仮位置情報を求める例を示す図である。
【図６】一の無線通信ネットワークから他の無線通信ネットワークに対して干渉量を計算する例を示す図である。
【図７】他の無線通信ネットワークから一の無線通信ネットワークに対して干渉量を計算する例を示す図である。
【図８】所定のＣＤＦにおける通信干渉量の特定方法について説明するための図である。
【図９】本発明を適用した通信干渉予測方法の他のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システムは、ＩＥＥＥ８０２．１９．１標準が実装され、TV White Space（ＴＶＷＳ）存在する場合においても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通信干渉予測において適用してもよい。
【００１５】
本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システム１は、図１に示すように、一つのＣＤＩＳ（Coexistence Discovery and Information Server）２と、このＣＤＩＳとの間で情報を送受信可能な複数のＣＭ（Coexistence Manager）３と、これら各ＣＭ３との間で情報を送受信可能なＣＥ４（Coexistence Enabler）とを備えている。この図１では、ＣＤＩＳ２との間で情報を送受信可能な２つのＣＭ３ａ、３ｂと、このＣＭ３ａの管轄に入っており、このＣＭ３ａのみと情報を送受信できる２つのＣＥ４ａ−１、４ａ−２と、ＣＭ３ｂの管轄に入っており、このＣＭ３ｂのみと情報を送受信できる１つのＣＥ４ｂとを備えている場合を例にとり説明をするが、これに限定されるものではない。また、ＣＤＩＳ２は、一つのみ設けられている場合に限定されるものではなく、複数に亘り設けられるものであってもよい。仮に複数のＣＤＩＳ２が設けられる場合には、互いに同期をとる必要がある。
【００１６】
また、この通信干渉予測システム１は、ＴＶＷＳのデータベース５との間でも情報を送受信可能とされている。具体的には、ＣＤＩＳ２又はＣＭ３が、このデータベース５との間で情報を送受信可能とされている。
【００１７】
この本発明を適用した通信干渉予測システム１は、そのシステム外にある複数の無線通信ネットワーク６間において互いに通信干渉が生じているか否かを予測する。ＣＥ４は、その通信干渉の予測対象としての無線通信ネットワーク６に実装されている。無線通信ネットワーク６は、当該ネットワークの固定基地局としての役割を担うコーディネータ６１と、かかるコーディネータ６１との間で無線通信可能な複数のデバイス６２を有している。ちなみに、このＣＥ４は、コーディネータ６１、デバイス６２の何れに実装されていてもよい。
【００１８】
以下、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の共存システム１の各構成要素について詳細に説明をする。
【００１９】
ＣＤＩＳ２は、少なくとも無線通信ネットワーク６間における共存処理に関する各種情報が記述され、またＣＭ３が実際に共存処理の制御を行う場合において、自身に格納されている各種有用な情報を提供するサーバーである。また、このＣＤＩＳ２は、ＴＶＷＳのデータベース５にアクセスし、そのＴＶＷＳにおける通信干渉を検出する上で必要な、使用可能な情報を取得してこれを蓄積する。またＣＤＩＳ２は、ＣＭ３毎にその管轄するＣＥ４を記憶し、またこれらを管理する。
【００２０】
ＣＭ３は、必要に応じて共存処理に関する意思決定を行う。このＣＭ３は、通信干渉予測に関する各要求コマンド、又は応答コマンドを生成し、これをＣＤＩＳ２やＣＥ４へ送信する。また、このＣＭ３は、ＣＤＩＳ２やＣＥ４から送信されてきた各要求コマンド、又は応答コマンドを受信して共存に関する各種意思決定を行い、又は処理動作を実行することになる。また、ＣＭ３は、ＣＥ４自体が通信干渉予測に関する意思決定を行わない場合には、このＣＥ４に代わってその意思決定を代行する場合もある。またＣＭ３はＴＶＷＳとの共存処理を行う場合においても、共存制御を自ら実行し、又はこれを補助する役割も担う。ちなみに、このＣＭ３は、それぞれのＣＥ４の管轄が割り当てられている。
【００２１】
図２は、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の共存システム１における階層構造の模式的に示している。この図２によれば、例えばＣＭ３ａの管轄としては、ＣＥ４ａ−１、ＣＥ４ａ−２、ＣＥ４ａ−３が割り当てられている。ＣＭ３ｂの管轄としては、ＣＥ４ｂ−１、ＣＥ４ｂ−２、ＣＥ４ｂ−３、ＣＥ４ｂ−４が割り当てられている。またＣＭ３ｃの管轄としては、ＣＥ４ｃ−１、ＣＥ４ｃ−２、ＣＥ４ｃ−３が割り当てられている。例えばＣＭ３ａは、自らの管轄内にあるＣＥ４ａ−１、ＣＥ４ａ−２、ＣＥ４ａ−３がそれぞれどのチャネルを利用しているのか、その通信範囲はどの程度か、どの通信規格か、等といった各種通信情報を基本的に全て把握しようとする。把握した通信情報は、ＣＭ３内にある図示しない記憶部に記憶される。また自己の管轄内にあるＣＥ４に関する通信情報が更新された場合には、随時アップデートされる場合もある。
【００２２】
ちなみに、ここでいう通信情報は、コーディネータ６１の位置情報、デバイス６２の位置情報、通信環境（屋外、屋内、都市部、郊外等）に関する情報、アンテナに関する情報、使用する周波数チャネルに関する情報、使用する帯域幅、受信機側の特性（ＳＮ比、受信感度等）、送信機側の特性、アンテナの方向等である。ちなみに、この通信情報としては、ＣＭ３のＩＤやネットワークＩＤ、サービスエリア、ネットワークの規格や通信方式、各種意思決定の方法等、通信に関するあらゆる情報が含まれる。
【００２３】
ＣＥ４は、無線通信ネットワーク６におけるコーディネータ６１並びにデバイス６２間と、ＣＭ３との間における通信を中継し、また共存に関する各種処理を実行するイネーブラーである。このＣＥ４は、実際に無線通信ネットワーク６におけるコーディネータ６１内に実装され、そのコーディネータ６１によって生成され、又はデバイス６２から受信した、共存に関する各種要求や応答をＣＭ３へ送信する。また、このＣＥ４は、ＣＭ３から送信されてくる、共存に関する各種要求や応答をコーディネータ６１やデバイス６２へ送る。ＣＥ４は、あくまでイネーブラーとしての役割が主たるものであって、送受信する信号を必要に応じて他の規格のものに置き換えたり、送受信する信号を他の信号に変換する処理を担う。即ち、図１におけるＣＥ４とコーディネータ６１との間における点線矢印は、何れもイネーブルを意味する。このＣＥ４は、ＣＭ３の下に管轄グループに分かれ、一のＣＥ４が２以上のＣＭ３の管轄グループに属することは無い。
【００２４】
なお、ＣＥ４は、それぞれ無線通信ネットワーク６に実装されることから、ＣＥ４の判断は、無線通信ネットワーク６（コーディネータ６１、デバイス６２を含む）自身の判断を代表しているといえる。
【００２５】
ＴＶＷＳのデータベース５は、ユーザによって既に占有されているチャネルのリストを格納するデータベースである。また、このＴＶＷＳのデータベース５は、既に占有されていないチャネルのリストも格納する。
【００２６】
デバイス６２は、ＩＥＥＥ８０２標準に基づいてコーディネータ６１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６１を介して他のデバイス６２との間で無線パケット通信を行うことができる。このデバイス６２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、このデバイス６２は、自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイスに更に分類することが可能となる。
【００２７】
コーディネータ６１も同様に上述したデバイス６２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６１は、無線通信ネットワーク６内における固定基地局としての役割を担う。また、コーディネータ６１にはＣＥ４を装着可能な図示しない装着部が設けられていてもよい。また、このコーディネータ６１は、自らの位置情報が既知である。ちなみに、このコーディネータ６１の構成が存在しない場合には、第２モードデバイスがこのコーディネータ６１としての役割を担うようにしてもよい。
【００２８】
ちなみに、この無線通信ネットワーク６内には、当該ネットワーク６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。
【００２９】
次に、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システム１による通信干渉予測方法について説明をする。
【００３０】
図３は、通信干渉予測方法のフローチャートを示している。このフローの当初においては、先ず変数ｋが０と設定されているものとする。先ずステップＳ１１において、第２モードデバイスについて仮位置情報を生成する仮位置情報生成ステップＳ１１を実行する。図４は、仮位置情報生成ステップＳ１１による動作を説明するための図であるが、ここでは、コーディネータ６１のうち自らの位置情報が既知の第２モードデバイス７２と、コーディネータ６１のうち自らの位置情報が未知の第１モードデバイス７１に分類して説明をする。ちなみにコーディネータ６１も自らの位置情報が既知であることから第２モードデバイス７２と同様のカテゴリーの下で説明を行う。
【００３１】
このステップＳ１１においては、第２モードデバイス７２又はコーディネータ６１を中心とした第１モードデバイス７１の仮の位置情報（以下、仮位置情報という。）を生成する。この第１モードデバイス７１については、仮位置情報を第２モードデバイス７２又はコーディネータ６１を中心とした半径ｒ及び角度θで表示するものとする。
【００３２】
この仮位置情報の生成方法としては、仮に第１モードデバイス７１の数が無線通信ネットワーク６ｃ内において第２モードデバイス７２等を中心としたランダムな半径ｒ及び角度θを設定し、そのランダムな半径ｒ及び角度θに基づいた位置を、その第１モードデバイス７１の仮位置とする。仮に無線通信ネットワーク６ｃ内において第１モードデバイス７１が図４に示すように３個存在する場合には、３個分について、ランダムな半径ｒ及び角度θに基づいた仮位置情報を生成する。
【００３３】
ちなみに、この仮位置情報の生成は、干渉の有無を予測する双方の無線通信ネットワーク６についてそれぞれ実行する。図５は、無線通信ネットワーク６ｃについての通信干渉を予測する他の無線通信ネットワーク６ｄについても同様に第１モードデバイス７１についてランダムな仮位置情報を求めた例を示している。他の無線通信ネットワーク６ｄは、第１モードデバイス７１が４個存在する場合において、４つのランダムな仮位置情報が生成されることとなる。
【００３４】
次にステップＳ１２に移行し、干渉量計算ステップに入る。このステップＳ１２においては、図６に示すように、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける個々の各第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３並びに第２モードデバイス７２ｂ又はコーディネータ６１ａについて、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある全ての第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４、及び第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂに対してそれぞれ干渉量を計算する。例えば、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける第１モードデバイス７１ａ−１は、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある第１モードデバイス７１ｂ−１との間で通信の干渉量ｍ1を、第１モードデバイス７１ｂ−２との間で通信の干渉量ｍ2を、第１モードデバイス７１ｂ−３との間で通信の干渉量ｍ4を、第１モードデバイス７１ｂ−４との間で通信の干渉量ｍ5を測定する。また、第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂとの間で干渉量ｍ3を測定する。
【００３５】
同様に、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける第１モードデバイス７１ａ−２は、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある第１モードデバイス７１ｂ−１との間で通信の干渉量ｎ1を、第１モードデバイス７１ｂ−２との間で通信の干渉量ｎ2を、第１モードデバイス７１ｂ−３との間で通信の干渉量ｎ4を、第１モードデバイス７１ｂ−４との間で通信の干渉量ｎ5を測定する。また、第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂとの間で干渉量ｎ3を測定する。同様の処理を、残りの第１モードデバイス７１ａ−３並びにコーディネータ６１ａについて実行する。
【００３６】
その結果、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける個々の各第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３並びにコーディネータ６１ａについて、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある全ての第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４、及び第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂに対してそれぞれ干渉量が求められる。
【００３７】
同様に、このステップＳ１２においては、他の無線通信ネットワーク６ｄにおける個々の各第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４並びに第２モードデバイス７２ｂ又はコーディネータ６１ｂについて、上述した一の無線通信ネットワーク６ｃ内にある全ての第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３、及び第２モードデバイス７２ａ又は固定基地局６１ａに対してそれぞれ干渉量を計算する。例えば、図７に示すように、無線通信ネットワーク６ｄにおける第１モードデバイス７１ｂ−１は、無線通信ネットワーク６ｃ内にある第１モードデバイス７１ａ−１との間で通信の干渉量ｐ1を、第１モードデバイス７１ａ−２との間で通信の干渉量ｐ4を、第１モードデバイス７１ａ−３との間で通信の干渉量ｐ2を、第２モードデバイス７２ａ又は固定基地局６１ａとの間で干渉量ｐ3を測定する。
【００３８】
同様に、無線通信ネットワーク６ｄにおける第１モードデバイス７１ｂ−４は、他の無線通信ネットワーク６ｃ内にある第１モードデバイス７１ａ−１との間で通信の干渉量ｑ1を、第１モードデバイス７１ａ−２との間で通信の干渉量ｑ4を、第１モードデバイス７１ｂ−３との間で通信の干渉量ｑ3を測定する。また、第２モードデバイス７２ａ又は固定基地局６１ａとの間で干渉量ｑ2を測定する。同様の処理を、残りの第１モードデバイス７１ｂ−２、７１ｂ−４並びにコーディネータ６１ｂについて実行する。
【００３９】
ちなみに、このステップＳ１２における干渉量の計算方法は、従来のいかなる方法に基づいて実行するようにしてもよいが、例えば、各種パラメータを互いに送受信することにより実行するようにしてもよい。パラメータの送受信は、上述したＣＥ４、ＣＭ３、ＣＤＩＳ２等を介しつつ実行するようにしてもよい。この送受信すべきパラメータについては、上述した通信情報の何れか１以上を含むようにしてもよい。特にこの通信情報は、位置情報をも含むものであるが、位置情報が未知である第１モードデバイス７１についてもステップＳ１１において仮位置情報が生成されているため、これに基づいて干渉量を計算することが可能となる。
【００４０】
次にステップＳ１３へ移行し、最大干渉量の特定を行う。これは、上述したステップＳ１２において計算した全てのｍ1、ｍ2、・・・、ｎ1、ｎ2、・・、ｐ1、ｐ2、・・・ｑ1、ｑ2、・・・の中から最も干渉量の大きいものを最大干渉量として決定する。但し、この方法は、あくまで一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの干渉量、並びに他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの干渉量を統合して最大干渉量を特定するものであるが、これに限定されるものではない。
【００４１】
例えば、一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの最大干渉量を、一の無線通信ネットワーク６ｃにおける個々の各第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３並びに第２モードデバイス７２ａ（コーディネータ６１ａ）から、他の無線通信ネットワーク６ｄ内にある全ての第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４、及び第２モードデバイス７２ｂ又は固定基地局６１ｂに対してそれぞれ求めた干渉量の中から最大のもの特定する。次に、他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの最大干渉量を、他の無線通信ネットワーク６ｄにおける個々の各第１モードデバイス７１ｂ−１〜７１ｂ−４並びに第２モードデバイス７２ｂ（コーディネータ６１ｂ）から、一の無線通信ネットワーク６ｃ内にある全ての第１モードデバイス７１ａ−１〜７１ａ−３、及び第２モードデバイス７２ａ又は固定基地局６１ａに対してそれぞれ求めた干渉量の中から最大のものを特定する。これにより、一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの最大干渉量、並びに他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの最大干渉量をそれぞれ特定することができる。
【００４２】
次にステップＳ１４へ移行し、変数ｋをｎと比較する。ここでいうｎとは、予めシステム側において任意に設定した計算サイクル実行回数である。仮にｎが１００であれば、上述したステップＳ１１〜ステップＳ１３までの計算サイクルを１００回行うことになる。
【００４３】
このステップＳ１４においてｋ≧ｎであれば、所定の繰り返し回数が終了したものであると判定してステップＳ１６へ移行する。これに対して、ステップＳ１５においてｋ＜ｎである場合には、未だ設定した実行回数に到達していないことを意味していることから、ステップＳ１５へ移行し、変数ｋに１を加算した後再びステップＳ１１へと戻ることになる。ステップＳ１１に戻った場合には、再び仮位置情報を生成して、干渉量を計算していく計算サイクルを繰り返すことになる。
【００４４】
またステップＳ１６へ移行した場合には、所定回数ｎ個分算出した最大干渉量の累積確率分布（ＣＤＦ）を求める。図８は、最大干渉量について求めたＣＤＦの例を示している。干渉量が小さくなるにつれてＣＤＦが高くなることが示されている。ちなみにｎはシステム側において自在に設定することができるが、例えばｎ＝１００〜２００程度とされている。
【００４５】
このステップＳ１６においては、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク６間の通信干渉量として決定する。図８の例では、ＣＤＦが９０％である場合における通信干渉量−９３．４９７７ｄＢを当該無線通信ネットワーク６間の通信干渉量として決定した例である。ちなみに、この所定の累積確率は９０％である場合に限定されるものではなく、いかなる値であってもよいが、８０〜９５％の範囲内にあることが望ましく、８８〜９２％の範囲にあることが最も望ましい。
【００４６】
次にステップＳ１７へ移行し、ステップＳ１６において決定した通信干渉量を所定の閾値と比較する。そして、決定した通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する。また、決定した通信干渉量が所定の閾値未満である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じなかったものと判定する。
【００４７】
なお、ステップＳ１３において、一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの最大干渉量、並びに他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの最大干渉量をそれぞれ特定した場合には、ステップＳ１６、１７の処理を通じて、無線通信ネットワーク６ｃが他の無線通信ネットワーク６ｄから受ける通信干渉の有無を判定し、またこれとは独立して無線通信ネットワーク６ｄが他の無線通信ネットワーク６ｃから受ける通信干渉の有無を判定することを行う。
【００４８】
また、単なる通信干渉の判定結果を出力するのみに留まらず、例えば相手側の無線通信ネットワーク６のＩＤを表示するとともに通信干渉の方向性を表示するようにしてもよい。ここでいう通信干渉の方向性とは、無線通信ネットワーク６ｃと無線通信ネットワーク６ｄとが相互に通信干渉を及ぼしあう、又は無線通信ネットワーク６ｃのみが他の無線通信ネットワーク６ｄから通信干渉を受ける、又は無線通信ネットワーク６ｄのみが他の無線通信ネットワーク６ｃから通信干渉を受ける、の何れかであるかを示すものである。
【００４９】
特に一の無線通信ネットワーク６ｃから他の無線通信ネットワーク６ｄへの最大干渉量、並びに他の無線通信ネットワーク６ｄから一の無線通信ネットワーク６ｃへの最大干渉量をそれぞれ特定した場合には、通信干渉の方向性についても判定して表示することが可能となる。
【００５０】
このように、本発明によれば、無線通信ネットワーク６が自らの位置情報が未知の第１モードデバイス７１と、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス７２を含むものであっても、第１モードデバイス７１の仮位置情報をランダムに生成して、これに基づいて干渉量を求める。但し、この仮位置情報をランダムに生成している関係上、その分誤差が含まれる可能性があるため、かかる処理をｎ回に亘って繰り返し実行し、そのＣＤＦを介して干渉量を予測することで、その精度向上を図ることを意図したものである。これにより、干渉量並びに干渉の有無を高精度に予測することが可能となる。
【００５１】
特に本発明では、ステップＳ１３においては、最大干渉量の特定を行うことを前提としている。即ち、最悪のケースを想定して、最大干渉量を基準とすることにより、通信干渉自体を確実に防止できることを前提としたものである。しかし、本発明は、ステップＳ１３における最大干渉量の特定に限定されるものではない。このステップＳ１３における最大干渉量の特定の代替として、例えば図９に示すように、平均干渉量特定ステップ（ステップＳ２３）を設けるようにしてもよい。このステップＳ２３では、ステップＳ１２において計算した全てのｍ1、ｍ2、・・・、ｎ1、ｎ2、・・、ｐ1、ｐ2、・・・ｑ1、ｑ2、・・・からなる干渉量について平均値を求め、これを平均干渉量とするものである。この平均干渉量を特定するステップＳ２３を設ける場合には、ステップＳ１６における処理において、所定回数ｎ個分算出した平均干渉量の累積確率分布（ＣＤＦ）を求めることとなる。係る方法においても同様にＣＤＦが所定の累積確率にある場合の干渉量を通信干渉量として特定していくこととなる。
【００５２】
このように、最大干渉量の特定の代替として平均干渉量を特定するものであっても、同様の作用効果を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 無線通信ネットワーク間の通信干渉予測システム
２ ＣＤＩＳ
３ ＣＭ
４ ＣＥ
５ データベース
６ 無線通信ネットワーク
６１ コーディネータ
６２ デバイス
７１ 第１モードデバイス
７２ 第２モードデバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス又は固定基地局とを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法において、
上記各第１モードデバイスにつき上記第２モードデバイス又は上記固定基地局を中心としたランダムな半径及び角度で示した仮の位置情報を生成する仮位置情報生成ステップと、
一の無線通信ネットワークにおける全ての上記各第１モードデバイス、及び上記各第２モードデバイス又は上記固定基地局から、他の無線通信ネットワーク内にある全ての第１モードデバイス、及び第２モードデバイス又は上記固定基地局に対してそれぞれ上記位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算する干渉量計算ステップと、
干渉量計算ステップにおいて計算した干渉量のうち最も大きい値を最大干渉量として特定する最大干渉量特定ステップと、
上記仮位置情報生成ステップから最大干渉量特定ステップまでの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、所定回数ｎ個分算出した最大干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量とする干渉量決定ステップと、
上記干渉量決定ステップにより決定された通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する通信干渉判定ステップとを有すること
を特徴とする無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法。
【請求項２】
自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス又は固定基地局とを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法において、
上記各第１モードデバイスにつき上記第２モードデバイス又は上記固定基地局を中心としたランダムな半径及び角度で示した仮の位置情報を生成する仮位置情報生成ステップと、
一の無線通信ネットワークにおける全ての上記各第１モードデバイス、及び上記各第２モードデバイス又は上記固定基地局から、他の無線通信ネットワーク内にある全ての第１モードデバイス、及び第２モードデバイス又は上記固定基地局に対してそれぞれ上記位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算する干渉量計算ステップと、
干渉量計算ステップにおいて計算した干渉量の平均値を平均干渉量として特定する平均干渉量特定ステップと、
上記仮位置情報生成ステップから平均干渉量特定ステップまでの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、所定回数ｎ個分算出した平均干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量とする干渉量決定ステップと、
上記干渉量決定ステップにより決定された通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する通信干渉判定ステップとを有すること
を特徴とする無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法。
【請求項１】
自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス又は固定基地局とを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法において、
上記各第１モードデバイスにつき上記第２モードデバイス又は上記固定基地局を中心としたランダムな半径及び角度で示した仮の位置情報を生成する仮位置情報生成ステップと、
一の無線通信ネットワークにおける全ての上記各第１モードデバイス、及び上記各第２モードデバイス又は上記固定基地局から、他の無線通信ネットワーク内にある全ての第１モードデバイス、及び第２モードデバイス又は上記固定基地局に対してそれぞれ上記位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算する干渉量計算ステップと、
干渉量計算ステップにおいて計算した干渉量のうち最も大きい値を最大干渉量として特定する最大干渉量特定ステップと、
上記仮位置情報生成ステップから最大干渉量特定ステップまでの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、所定回数ｎ個分算出した最大干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量とする干渉量決定ステップと、
上記干渉量決定ステップにより決定された通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する通信干渉判定ステップとを有すること
を特徴とする無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法。
【請求項２】
自らの位置情報が未知の第１モードデバイスと、自らの位置情報が既知の第２モードデバイス又は固定基地局とを含む複数の無線通信ネットワーク間の通信干渉の有無を予測する無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法において、
上記各第１モードデバイスにつき上記第２モードデバイス又は上記固定基地局を中心としたランダムな半径及び角度で示した仮の位置情報を生成する仮位置情報生成ステップと、
一の無線通信ネットワークにおける全ての上記各第１モードデバイス、及び上記各第２モードデバイス又は上記固定基地局から、他の無線通信ネットワーク内にある全ての第１モードデバイス、及び第２モードデバイス又は上記固定基地局に対してそれぞれ上記位置情報を含むパラメータを互いに送受信することにより、それぞれ干渉量を計算する干渉量計算ステップと、
干渉量計算ステップにおいて計算した干渉量の平均値を平均干渉量として特定する平均干渉量特定ステップと、
上記仮位置情報生成ステップから平均干渉量特定ステップまでの計算サイクルを所定回数ｎに亘って繰り返し実行した後、所定回数ｎ個分算出した平均干渉量の累積確率分布を求め、所定の累積確率における干渉量を当該無線通信ネットワーク間の通信干渉量とする干渉量決定ステップと、
上記干渉量決定ステップにより決定された通信干渉量が所定の閾値以上である場合に、当該無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じたものと判定する通信干渉判定ステップとを有すること
を特徴とする無線通信ネットワーク間の通信干渉予測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９０１６４（Ｐ２０１３−９０１６４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９３３４（Ｐ２０１１−２２９３３４）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【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）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【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）】
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