通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システム
【課題】二次システムの共存のための近隣検出に伴う負荷の集中を回避すること。
【解決手段】一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、を備える通信制御装置を提供する。
【解決手段】一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、を備える通信制御装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信制御装置、通信制御方法、プログラム及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の周波数リソースの枯渇を緩和するための対策の１つとして、周波数の二次利用についての議論が進められている。周波数の二次利用とは、あるシステムに優先的に割り当てられている周波数チャネルの一部又は全部を、他のシステムが二次的に利用することをいう。一般的に、周波数チャネルが優先的に割り当てられているシステムは一次システム（Primary System）、当該周波数チャネルを二次利用するシステムは二次システム（Secondary System）と呼ばれる。
【０００３】
ＴＶホワイトスペースは、二次利用が議論されている周波数チャネルの一例である。ＴＶホワイトスペースは、一次システムとしてのＴＶ放送システムに割り当てられている周波数チャネルのうち、地域に応じて当該ＴＶ放送システムにより利用されていないチャネルを指す。このＴＶホワイトスペースを二次システムに開放することで、周波数リソースの効率的な活用が実現され得る。ＴＶホワイトスペースの二次利用を可能とするための物理層（ＰＨＹ）及びＭＡＣ層の無線アクセス方式の仕様として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆ、及びＥＣＭＡ（European Computer Manufacturer Association）−３９２（ＣｏｇＮｅａ）などの複数の標準仕様が存在する。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１９ワーキンググループは、異なる無線アクセス方式を使用する複数の二次システムを円滑に共存させることを目的とした検討を進めている。例えば、下記非特許文献１は、二次システムの共存（coexistence）のために求められる諸機能を、ＣＭ（Coexistence Manager）、ＣＥ（Coexistence Enabler）及びＣＤＩＳ（Coexistence Discovery and Information Server）という３つの機能エンティティにグループ分けしている。ＣＭは、主に共存のための意思決定（decision-making）を行う機能エンティティである。ＣＥは、ＣＭと二次利用ノードとの間の命令の伝達や情報の交換を仲介するインタフェースとなる機能エンティティである。ＣＤＩＳは、複数の二次システムの情報を一元的に管理するサーバとなる機能エンティティである。ＣＤＩＳは、互いに干渉する可能性のある近隣の二次システムを検出する近隣検出（Neighbor Discovery）機能をも有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「Coexistence System Description」、［online］、［２０１１年３月１７日検索］、インターネット＜URL：https://mentor.ieee.org/802.19/dcn/11/19-11-0011-01-0001-coexistence-system-description.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、互いに干渉する可能性のある近隣の二次システム（以下、近隣システムという）を検出するためには、各二次システムのカバレッジを計算するための様々なパラメータを収集することが求められる。そのため、１つの機能エンティティが一元的に近隣検出を行おうとすると、二次システムの数が多い場合に、当該１つの機能エンティティの計算処理の負荷及びパラメータ収集に伴うトラフィックの負荷が増大する。これに対し、複数の機能エンティティが協調して近隣検出を行うことができれば、上述した負荷の集中を回避し、複数の二次システムを円滑に運用することができるものと期待される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、を備える通信制御装置が提供される。
【０００８】
また、本開示によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードにおける通信制御方法であって、前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータ取得するステップと、取得された前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算するステップと、計算された前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知するステップと、を含む通信制御方法が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードと、前記二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードと、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードと、を含み、前記制御ノードは、前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部、前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部、及び前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を前記検出ノードへ通知する干渉制御部、を備える、通信制御システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本開示によれば、二次システムの共存のための近隣検出に伴う負荷の集中を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に関連する通信システムの概要について説明するための説明図である。
【図２】共存支援のための３つの機能エンティティの相関を示す説明図である。
【図３】機能エンティティの配置の一例を示す説明図である。
【図４】一般的な近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】二次システムの位置関係の第１の例を示す説明図である。
【図６】二次システムの位置関係の第２の例を示す説明図である。
【図７】ＣＭに相当する通信制御装置の一実施形態に係る構成の一例を示すブロック図である。
【図８】ＣＤＩＳに相当する通信制御装置の一実施形態に係る構成の一例を示すブロック図である。
【図９】一実施形態においてＣＭが生成するカバレッジ情報の第１の例について説明するための説明図である。
【図１０】図９に例示したカバレッジ情報に基づく近隣システムの検出について説明するための説明図である。
【図１１】一実施形態においてＣＭが生成するカバレッジ情報の第２の例について説明するための説明図である。
【図１２】一実施形態においてＣＤＩＳが生成する近隣システムリストの一例について説明するための第１の説明図である。
【図１３】一実施形態においてＣＤＩＳが生成する近隣システムリストの一例について説明するための第２の説明図である。
【図１４】一実施形態に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】第１の変形例に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１６】第２の変形例に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１３】
また、以下の順序で説明を行う。
１．システムの概要
１−１．システムの全体的な構成
１−２．機能エンティティの説明
１−３．機能エンティティの配置例
１−４．一般的な近隣検出に関する処理の流れ
１−５．一実施形態に関する課題の説明
２．一実施形態に係る装置の構成例
２−１．ＣＭ
２−２．ＣＤＩＳ
２−３．データ例
３．一実施形態に係る処理の流れ
４．変形例
４−１．第１の変形例
４−２．第２の変形例
５．まとめ
【００１４】
＜１．システムの概要＞
［１−１．システムの全体的な構成］
図１は、本発明の一実施形態に関連する通信システムの概要について説明するための説明図である。
【００１５】
図１を参照すると、一次システムを構成する一次送信局１０及び複数の一次受信局１２が示されている。一次送信局１０は、サービスエリア１４の内部に位置する一次受信局１２に一次システムのサービスを提供する。一次送信局１０は、例えば、ＴＶ放送の放送局であってもよく、又はセルラ通信方式の無線基地局若しくは中継局であってもよい。一次送信局１０がＴＶ放送の放送局である場合には、一次受信局１２は、ＴＶ放送の受信用アンテナ及びチューナを有する受信機である。また、一次送信局１０がセルラ通信方式の無線基地局である場合には、一次受信局１２は、当該セルラ通信方式に従って動作する無線端末である。なお、以下の説明では、一次送信局１０及び一次受信局１２を一次利用ノードと総称する場合がある。
【００１６】
一次送信局１０は、パケットベースネットワーク１６上に位置するデータサーバ２０と接続される。パケットベースネットワーク１６は、インターネット又は一次システムのバックボーンネットワークなどであってよい。データサーバ２０は、周波数チャネルの二次利用に関するデータを記憶するデータベースを有するサーバ装置である。データサーバ２０には、１つ以上の通信制御装置３０が接続される。通信制御装置３０は、一次システムに割り当てられた周波数チャネルを利用する複数の二次システム間の共存を制御するために導入される装置である。
【００１７】
図１には、さらに、複数の二次利用ノード４０及び４２が示されている。二次利用ノード４０は、一次システムに割り当てられた周波数チャネルを利用して、サービスエリア４４の内部に位置する二次利用ノード４２へ二次システムのサービス（以下、二次通信サービスという）を提供する装置である。一次システムがＴＶ放送システムである場合には、二次利用ノード４０は、マスタＴＶＢＤ（TV Band Device）とも呼ばれる。二次利用ノード４０は、典型的には、測位機能（Geo-location function）及び通信制御装置３０へアクセスする機能を有する。また、二次利用ノード４０は、直接的にデータサーバ２０へアクセス可能であってもよい。二次利用ノード４２は、各サービスエリア４４内に位置し、二次利用ノード４０により提供される二次通信サービスを利用する装置である。一次システムがＴＶ放送システムである場合には、二次利用ノード４２は、スレーブＴＶＢＤとも呼ばれる。二次利用ノード４２は、原則として、近隣の二次利用ノード４０の許可を得た上で無線信号を送信する。
【００１８】
二次利用ノード４０は、二次システムの運用を開始するに際して、二次システムに関する情報をデータサーバ２０に登録する。そして、二次利用ノード４０は、データサーバ２０から提供される制御情報に基づいて、二次システムを運用する。しかし、図１に示した状況のように、複数の二次システムが並行して運用される場合には、二次システム間での信号の衝突や、各二次システムから送信される信号に起因する干渉が重なり合って一次システムに致命的な影響を及ぼすというリスクが生じ得る。特に、各二次システムが用いる無線アクセス方式が異なる場合には、二次システム間で連携しながらシステムを運用することが困難であるため、上述したリスクは一層高まる。そこで、ＩＥＥＥ８０２．１９ワーキンググループは、複数の二次システムの共存を円滑に支援するための仕組みを検討している（上記非特許文献１参照）。ＩＥＥＥ８０２．１９において、二次システムの共存を支援するための諸機能は、ＣＭ、ＣＥ及びＣＤＩＳという３つの機能エンティティにグループ分けされる（図２参照）。
【００１９】
［１−２．機能エンティティの説明］
（１）ＣＭ（Coexistence Manager）
ＣＭは、共存のための意思決定（decision-making）を行う機能エンティティである。ＣＭは、一次システムに関する情報、利用可能なチャネルに関する情報及び二次システムに関する情報を取得する。ＣＭによる情報の取得元は、ＣＤＩＳ、他のＣＭ及び（ＣＥを介してアクセスされる）二次利用ノードなどである。ＣＭは、これら情報に基づいて、自らの制御下にある二次利用ノードがどの周波数チャネルを用いて二次システムを運用すべきかを決定する。ＣＭは、各二次利用ノードについて、最大送信電力、推奨される無線アクセス方式、及び位置データの更新の周期などの追加的な制御パラメータをさらに決定してもよい。そして、ＣＭは、決定したパラメータに従って、各二次利用ノードに二次システムを運用させ又は二次システムを再構成させる。
【００２０】
（２）ＣＥ（Coexistence Enabler）
ＣＥは、ＣＭと二次利用ノードとの間の命令の伝達や情報の交換を仲介するインタフェースとなる機能エンティティである。例えば、ＣＥは、二次利用ノードが有する情報をＣＭが使用し得る形式に変換し、変換した情報をＣＭへ伝達する。また、ＣＥは、ＣＭからの二次システムの共存についての命令を二次利用ノードが実行し得る形式に変換し、変換した命令を二次利用ノードに伝達する。
【００２１】
（３）ＣＤＩＳ（Coexistence Discovery and Information Server）
ＣＤＩＳは、複数の二次システムの情報を管理するサーバとなる機能エンティティである。例えば、ＣＤＩＳは、各二次利用ノードからＣＥ及びＣＭを介して二次システムに関する情報を収集する。また、ＣＤＩＳは、一次システムに関する情報及び利用可能なチャネルに関する情報をデータサーバ２０から収集する。そして、ＣＤＩＳは、収集した情報をデータベースに蓄積する。ＣＤＩＳにより蓄積された情報は、ＣＭによる共存のための意思決定の際に使用される。ＣＤＩＳは、複数のＣＭの中からのマスタＣＭ（複数のＣＭを統括し、集中的に意思決定を行うＣＭ）の選択を行ってもよい。また、ＣＤＩＳは、互いに干渉する可能性のある近隣の二次システムを検出する近隣検出機能を有する。
【００２２】
図１に示した通信制御装置３０の各々には、上述した３種類の機能エンティティのうち少なくとも１つが実装される。なお、一部の機能エンティティは、個々の二次利用ノード４０に実装されてもよい。また、一部の機能エンティティは、データベース２０と同一の装置に実装されてもよい。
【００２３】
［１−３．機能エンティティの配置例］
上述した３つの機能エンティティは、例えば、図３に示すように各装置に配置され得る。なお、ここで説明する機能エンティティの配置は一例に過ぎず、他の配置もまた使用されてよい。
【００２４】
図３を参照すると、通信制御装置３０ａにＣＤＩＳ、２つの通信制御装置３０ｂにそれぞれＣＭが配置されている。一方の通信制御装置３０ｂには、第１のＣＭ（ＣＭ＃Ａ）が配置され、二次利用ノード４０ａ及び４０ｂが属する。他方の通信制御装置３０ｂには、第２のＣＭ（ＣＭ＃Ｂ）が配置され、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄが属する。二次利用ノード４０ａは、二次利用ノード４２ａと共に二次システムＮ１を運用する。二次利用ノード４０ｂは、二次利用ノード４２ｂと共に二次システムＮ２を運用する。二次利用ノード４０ｃは、二次利用ノード４２ｃと共に二次システムＮ３を運用する。二次利用ノード４０ｄは、二次利用ノード４２ｄと共に二次システムＮ４を運用する。二次利用ノード４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄには、それぞれＣＥが配置される。このように、各二次システムを運用するマスタデバイスである各二次利用ノード４０は、ＣＭとインタラクションするためのＣＥを少なくとも有する。
【００２５】
［１−４．一般的な近隣検出に関する処理の流れ］
図３の例の通り機能エンティティが配置される場合、一般的な近隣検出に関する処理は図４に示すような流れで行われ得る。
【００２６】
図４を参照すると、まず、二次利用ノード４０ａ及び４０ｂは、各二次システムのカバレッジ（即ち、通信範囲、あるいはサービスエリアの範囲）を計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１１）。同様に、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄもまた、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１２）。ここで収集されるパラメータは、例えば、各二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも１つを含む。
【００２７】
次に、二次利用ノード４０ａ及び４０ｂは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１３）。同様に、二次利用ノード４０ｂ及び４０ｃは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、取得したパラメータリストを通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａへ転送する（ステップＳ１５）。同様に、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、取得したパラメータリストを通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａへ転送する（ステップＳ１６）。
【００２８】
通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、取得したパラメータリストを用いて、配下の全ての二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２０）。次に、通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、二次システムの各組合せについて干渉の可能性を判定し、近隣システムを検出する（ステップＳ３０）。そして、通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、検出された近隣システムの組合せを記述した近隣システムリストを、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ提供する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。
【００２９】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、互いに干渉する可能性のある二次システムが存在することを近隣システムリストが示している場合に、干渉を抑制するための交渉を行う（ステップＳ５０）。例えば、ここでの交渉によって、近隣システムの利用チャネル、無線アクセス方式及び最大送信電力のうち少なくとも１つが調整され得る。そして、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの一方又は双方は、交渉の結果を各二次システムの構成に反映させるために、システムの構成又は再構成を二次利用ノード４０に指示する（ステップＳ６１、Ｓ６２）。
【００３０】
［１−５．一実施形態に関する課題の説明］
図４に示した近隣検出に関する処理の流れでは、共存システム内のＣＤＩＳが、配下の全ての二次システムを対象として、一元的に近隣検出を行う。近隣検出を行うためには、全ての二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをＣＤＩＳが収集することが求められる。しかし、二次システムの数が増加すると、ＣＤＩＳによるパラメータ収集に伴うトラフィックの負荷がネットワークに悪影響を与える恐れがある。また、近隣検出のための計算処理の負荷がＣＤＩＳの処理容量を超える恐れもある。
【００３１】
例えば、図５を参照すると、二次利用ノード４０ａにより運用される二次システムＮ１のカバレッジと、二次利用ノード４０ｂにより運用される二次システムＮ２のカバレッジとが重なっている。従って、二次システムＮ１及びＮ２は、互いに近隣システムである。二次利用ノード４０ａ及び４０ｂは通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂに属するため、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、二次システムＮ１及びＮ２が互いに近隣システムであることを把握することができる。また、二次利用ノード４０ｃにより運用される二次システムＮ３のカバレッジと、二次利用ノード４０ｄにより運用される二次システムＮ４のカバレッジとが重なっている。従って、二次システムＮ３及びＮ４は、互いに近隣システムである。二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄは通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂに属するため、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、二次システムＮ３及びＮ４が互いに近隣システムであることを把握することができる。このような状況において、図６に示すように、さらに二次システムＮ５を運用する新たな二次利用ノード４０ｅが出現し、二次利用ノード４０ｅが通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂに属するとする。二次システムＮ５のカバレッジは、二次システムＮ２及び二次システムＮ３の双方と重なっている。しかし、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、二次システムＮ３の存在及びそのカバレッジを知らないため、二次システムＮ５と二次システムＮ３とが互いに干渉することを認識できない。また、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、二次システムＮ５の出現及びそのカバレッジを知らないため、二次システムＮ３と二次システムＮ５とが互いに干渉することを認識できない。
【００３２】
即ち、複数の二次システムが参加する共存システムにおいて、ＣＭをまたがって二次システム間の干渉の可能性を判定するノードの存在は欠かせないものである。しかし、上述したように、既存の仕組みにおけるＣＤＩＳの計算処理の負荷及びパラメータ収集に伴うトラフィックの負荷は、複数の二次システムの円滑な運用を妨げる恐れがある。
【００３３】
また、複数の通信事業者（放送事業者も含む）がシステムを運用する場合には、各事業者にとって、システムの詳細なパラメータを他の事業者に公開することを避けたいというニーズも生じ得る。しかし、１つのＣＤＩＳが全ての二次システムのパラメータを収集する構成においては、そのようなニーズを満たすことが難しい。
【００３４】
そこで、次節より説明する実施形態では、一般的なＣＤＩＳの機能の一部をＣＭが肩代わりし、ＣＭからＣＤＩＳへ送信されるデータ量を削減することにより、上述した負荷の問題を回避すると共に、複数の事業者により運用されるシステムの円滑な共存をも可能とする。
【００３５】
＜２．一実施形態に係る装置の構成例＞
［２−１．ＣＭ］
図７は、本実施形態に係る通信制御装置３０ｂの構成の一例を示すブロック図である。通信制御装置３０ｂは、ＣＭに相当する装置である。なお、ここでは、説明の簡明さの観点から、近隣検出に関する機能以外のＣＭの機能についての説明を省略する。図７を参照すると、通信制御装置３０ｂは、第１通信部１１０、第２通信部１２０、記憶部１３０及び制御部１４０を備える。
【００３６】
第１通信部１１０は、通信制御装置３０ｂと二次利用ノード４０との間の通信を仲介する通信インタフェースである。第１通信部１１０は、任意の無線通信プロトコル又は有線通信プロトコルをサポートし、通信制御装置３０ｂと１つ以上の二次利用ノード４０との間の通信接続を確立する。
【００３７】
第２通信部１２０は、通信制御装置３０ｂと他の通信制御装置３０との間の通信を仲介する通信インタフェースである。第２通信部１２０は、典型的には、パケットベースの（有線又は無線の）通信プロトコルをサポートし、通信制御装置３０ｂと他の通信制御装置３０との間の通信接続を確立する。
【００３８】
記憶部１３０は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体により構成され、通信制御装置３０ｂによる処理のためのプログラム及びデータを記憶する。記憶部１３０により記憶されるデータには、例えば、二次利用ノード４０から収集されるパラメータリスト、後に説明する制御部１４０において生成されるカバレッジ情報、及び通信制御装置３０ａから提供される近隣システムリストが含まれ得る。
【００３９】
制御部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサに相当する。制御部１４０は、記憶部１３０又は他の記憶媒体に記憶されるプログラムを実行することにより、本実施形態に係るＣＭの機能を動作させる。より具体的には、制御部１４０は、パラメータ取得部１４２、計算部１４４及び干渉制御部１４６を含む。
【００４０】
パラメータ取得部１４２は、一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する各二次利用ノード４０から、第１通信部１１０を介して、二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得する。本明細書において、二次システムのカバレッジとは、各二次システムのサービスエリアあるいは通信可能なエリアの地理的な範囲をいう。サービスエリアの外周に設けられ得るガードエリアの範囲もまた、カバレッジに含まれてよい（含まれなくてもよい）。二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータとは、例えば、各二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも１つについてのパラメータであってよい。
【００４１】
計算部１４４は、パラメータ取得部１４２により取得されるパラメータを用いて、各二次システムのカバレッジを計算する。
【００４２】
例えば、計算部１４４は、第１の手法として、“Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 mhz to 3000mhz”（International Telecommunications Commission(ITU), RECOMMENDAION ITU-R P1546-3, 2007）に記載された伝播路カーブを利用する手法に従って、各二次システムのカバレッジを計算してもよい。第１の手法によれば、アンテナ高さ及び電界強度から通信距離（一定の場所率及び一定の時間率で通信が可能である距離）を導くための実測値に基づく統計的な曲線（伝播路カーブ）が、予め記憶部１３０により記憶される。そして、計算部１４４は、二次利用ノード４０の最大送信電力を電界強度に変換し、二次利用ノード４０のアンテナ高さ及び電界強度に対応する通信距離を、伝播路カーブから取得する。この通信距離が、二次利用ノード４０により運用される二次システムのカバレッジの半径となる。
【００４３】
その代わりに、計算部１４４は、第２の手法として、奥村・秦カーブの市街地モデル（“デジタルワイヤレス伝送技術”（三瓶政一著，Pearson Education Japan，pp.16-19）参照）における評価式を利用する手法に従って、各二次システムのカバレッジを計算してもよい。この場合、計算部１４４は、二次利用ノード４０の最大送信電力と二次利用ノード４２の最小受信感度から、許容される最大の経路損失を算出する。そして、計算部１４４は、算出された経路損失及びアンテナ高さを評価式に代入することにより、通信距離を算出する。この通信距離が、二次利用ノード４０により運用される二次システムのカバレッジの半径となる。
【００４４】
また、計算部１４４は、二次利用ノード４２によるセンシングの結果として特定の位置において二次システムの無線信号が受信されない場合には、当該位置を二次システムのカバレッジから除外してもよい。
【００４５】
干渉制御部１４６は、計算部１４４により計算される配下の各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、二次システム間の干渉の可能性を判定して近隣システムを検出する検出ノードへ通知する。本実施形態では、上記検出ノードは、ＣＤＩＳを有する通信制御装置３０ａである。干渉制御部１４６からＣＤＩＳへ通知されるカバレッジ情報は、複数の地理的な区画の各々が各二次システムのカバレッジに属するか否かを示すマップ情報であってもよい。その代わりに、上記カバレッジ情報は、各二次システムのカバレッジの基準位置（例えば、マスタＴＶＢＤである二次利用ノード４０の位置）と径とを示す情報であってもよい。カバレッジ情報の具体的な例について、後により詳細に説明する。通信制御装置３０ａは、各通信制御装置３０ｂの干渉制御部１４６からカバレッジ情報が通知されると、二次システムの各組合せについて互いの干渉の可能性を判定し、近隣システムを検出する。そして、通信制御装置３０ａは、検出された近隣システムのリストを各通信制御装置３０ｂへ提供する。
【００４６】
干渉制御部１４６は、配下の二次システムと他の通信制御装置３０ｂにより制御される二次システムとが互いに近隣システムであることが通信制御装置３０ａから提供される近隣システムリストにおいて示されると、当該近隣システム間の干渉を抑制するために、他の通信制御装置３０ｂとの間で交渉を行う。例えば、干渉制御部１４６は、近隣システム間で異なる周波数チャネルを利用することができる場合には、いずれか一方又は双方の二次システムの利用チャネルを変更させてもよい。また、干渉制御部１４６は、近隣システムの双方がメッシュプロトコルをサポートしている無線アクセス方式を使用できる場合には、それら近隣システムに共通の周波数チャネルを割り当ててメッシュネットワークを形成させてもよい。また、干渉制御部１４６は、近隣システムのいずれか一方又は双方が最大送信電力を下げてカバレッジを縮小することを許容できる場合には、最大送信電力の引き下げを二次システムに指示してもよい。それにより、近隣システム間の干渉が抑制される。
【００４７】
［２−２．ＣＤＩＳ］
図８は、本実施形態に係る通信制御装置３０ａの構成の一例を示すブロック図である。通信制御装置３０ａは、ＣＤＩＳに相当する装置である。なお、ここでは、説明の簡明さの観点から、近隣検出に関する機能以外のＣＤＩＳの機能についての説明を省略する。図８を参照すると、通信制御装置３０ａは、通信部１５０、記憶部１６０及び制御部１７０を備える。
【００４８】
通信部１５０は、通信制御装置３０ａとデータサーバ２０及び他の通信制御装置３０との間の通信を仲介する通信インタフェースである。通信部１５０は、典型的には、パケットベースの（有線又は無線の）通信プロトコルをサポートし、通信制御装置３０ａと他の装置との間の通信接続を確立する。
【００４９】
記憶部１６０は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体により構成され、通信制御装置３０ａによる処理のためのプログラム及びデータを記憶する。記憶部１６０により記憶されるデータには、例えば、通信制御装置３０ｂから通知される各二次システムについてのカバレッジ情報、及び後に説明する制御部１７０において生成される近隣システムリストが含まれ得る。
【００５０】
制御部１７０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどのプロセッサに相当する。制御部１７０は、記憶部１６０又は他の記憶媒体に記憶されるプログラムを実行することにより、本実施形態に係るＣＤＩＳの機能を動作させる。より具体的には、制御部１７０は、データ管理部１７２及び近隣検出部１７４を含む。
【００５１】
データ管理部１７２は、複数の二次システムの共存のための様々な情報を管理する。例えば、データ管理部１７２は、一次システムに関する情報（例えば、一次システムのカバレッジ、一次受信局の位置、二次利用可能なチャネルのリストなど）をデータサーバ２０から定期的に取得し、取得した情報を記憶部１６０に記憶させる。また、データ管理部１７２は、通信制御装置３０ｂから通知される二次システムに関する情報（例えば、上述したカバレッジ情報）を記憶部１６０に記憶させる。そして、データ管理部１７２は、通信制御装置３０ｂからの要求に応じて、記憶部１６０に記憶させた情報を通信制御装置３０ｂに提供する。
【００５２】
近隣検出部１７４は、通信制御装置３０ｂから通信部１５０を介して二次システムのカバレッジ情報が通知されると、複数の二次システム間の干渉の可能性を判定する。例えば、近隣検出部１７４は、カバレッジが重なり合う二次システムの間で干渉の可能性があると判定してもよい。また、近隣検出部１７４は、カバレッジが重なっていなくても、カバレッジの外周の間の最短距離が所定の閾値を下回る場合に、二次システムの間で干渉の可能性があると判定してもよい。近隣検出部１７４は、干渉の可能性のある二次システムの組合せを検出すると、当該二次システムを近隣システムとして記述する近隣システムリストを生成する。そして、近隣検出部１７４は、生成した近隣システムリストを通信制御装置３０ｂへ提供する。近隣システムリストの具体的な例について、後により詳細に説明する。
【００５３】
［２−３．データ例］
（１）カバレッジ情報
（１−１）第１の例
図９は、本実施形態において通信制御装置３０ｂが生成するカバレッジ情報の第１の例について説明するための説明図である。図９の左上には、地理的領域を区分することにより形成される複数の区画が示されている。通信制御装置３０ｂの計算部１４４は、各二次システムについて、このような１つ以上の区画にまたがって存在するサービスエリア４４の範囲をカバレッジとして計算する。そして、計算部１４４は、算出したカバレッジに各区画が属するか否かを示すビットマップ形式のカバレッジ情報を生成する。図９の右下には、カバレッジに属しない区画をゼロ、カバレッジに属する区画を１、基準位置を含むカバレッジの中央の区画を２に設定した二次システムＮｉについてのカバレッジ情報が示されている。なお、図９の例に限定されず、各区画の形状は矩形以外のいかなる形状であってもよい（例えば、三角形又は六角形など）。
【００５４】
図１０は、図９に例示したカバレッジ情報に基づく近隣システムの検出について説明するための説明図である。図１０の上段には、通信制御装置３０ｂから通信制御装置３０ａに通知され得る２つの二次システムＮｉ及びＮｊについてのカバレッジ情報が示されている。通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４は、カバレッジ情報の各区画について、２つのカバレッジ情報の値の論理積をそれぞれ計算する。その結果、図１０の下段に示したような、カバレッジが重複する区画のみがゼロ以外の値となるビットマップが導かれる。このようにビットマップがゼロ以外の値を含む場合、２つの二次システムは互いに干渉する可能性があると判定され得る。また、上記ビットマップが値“２”を含む場合、一方の二次システムのマスタデバイスである二次利用ノード４０からの無線信号が他方の二次システムの二次利用ノード４０に直接到達し得ることが把握される。
【００５５】
このように、カバレッジ情報の第１の例が採用される場合、通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４は、単純な論理積の演算を繰り返すことで、二次システム間の干渉の可能性を容易に判定することができる。
【００５６】
なお、カバレッジ情報の第１の例において、各区画の値は、各区画において想定される二次システムの無線信号の電力レベルを示してもよい。それにより、カバレッジ情報のデータ量は増加するものの、通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４により干渉の可能性のみならず干渉の強さをも詳細に推定することが可能となる。
【００５７】
（１−２）第２の例
図１１は、本実施形態において通信制御装置３０ｂが生成するカバレッジ情報の第２の例について説明するための説明図である。第２の例において、カバレッジ情報は、各二次システムのカバレッジの基準位置と径とをリスト形式で示す情報である。
【００５８】
図１１の左には、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂから通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａへ通知されるカバレッジ情報が示されている。当該カバレッジ情報は、図６に例示した二次システムＮ１、Ｎ２及びＮ５の二次システムＩＤ、基準位置（二次利用ノード４０の位置）及び径（例えば、基準位置を中心とするサービスエリアの半径）を含む。さらに、本実施形態では、カバレッジ情報において、二次システムごとにカバレッジが変更されたか否かを示す変更区分が付与される。図１１の例では、二次システムＮ５のカバレッジ情報が新たに追加されたことを、二次システムＮ５についての変更区分（「新規」）が示している。図１１の右には、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂから通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａへ通知されるカバレッジ情報が示されている。当該カバレッジ情報は、図６に例示した二次システムＮ３及びＮ４の二次システムＩＤ、基準位置及び径を含む。
【００５９】
通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４は、このようなカバレッジ情報が通知されると、カバレッジ情報に含まれる二次システムの各組合せについて、基準位置の間の距離と２つの径とに基づいて、二次システム間の干渉の可能性を判定する。例えば、基準位置の間の距離が径の和よりも小さい場合には、２つの二次システムのカバレッジが重なっている。また、例えば、基準位置の間の距離が一方の径よりも小さい場合には、一方の二次システムのマスタデバイスである二次利用ノード４０からの無線信号が他方の二次システムの二次利用ノード４０に直接到達し得ることが把握される。これらいずれの場合にも、近隣検出部１７４は、二次システム間に干渉の可能性があると判定し得る。
【００６０】
近隣検出部１７４は、例えば、いずれかの二次システムが新たに追加された場合には、当該新たな二次システムと他の二次システムとの間の干渉の可能性のみを判定してもよい。図１１の例では、近隣検出部１７４は、二次システムＮ５と他の二次システムとの間の干渉の可能性のみを追加的に判定し得る。
【００６１】
（２）近隣システムリスト
図１２及び図１３は、本実施形態において通信制御装置３０ａが生成する近隣システムリストの一例について説明するため説明図である。
【００６２】
図１２の近隣システムリストは、図５に例示した二次システム間の位置関係を前提としている。図１２の近隣システムリストは、ＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ１とＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ２とが近隣システムの関係にあること（ペアＩＤ：Ａ０１）、及びＣＭ＃Ｂに属する二次システムＮ３とＣＭ＃Ｂに属する二次システムＮ４とが近隣システムの関係にあること（ペアＩＤ：Ｂ０１）を示している。これら２つのペアはいずれも、共通するＣＭに属する近隣システムのペアである。このような近隣システムを、ここではＣＭ内（Intra−ＣＭ）近隣システムという。一方、異なるＣＭに属する近隣システムを、ＣＭ間（Inter−ＣＭ）近隣システムという。図１２の近隣システムリストには、ＣＭ間近隣システムは存在しない。
【００６３】
図１２の例において、近隣システムの各ペアには、「クラス」という属性が付与されている。「クラス」は、例えば次のような近隣システム間の位置関係の分類を表す属性であってよい。
−クラスＣ１：マスタデバイス同士が無線通信可能である
−クラスＣ２：マスタデバイス同士は直接通信できないがカバレッジが重なっている
−クラスＣ３：一方の二次システムのカバレッジが他方に含まれている
−クラスＣ４：カバレッジは重なっていないものの距離が近いため干渉の可能性がある
このようなクラス属性は、ＣＭが干渉を抑制するために二次システムの構成を調整する際に利用され得る。例えば、クラスＣ１のペアについては、マスタデバイス（例えば、ＴＶ放送システムにおけるＴＶＢＤ）同士が直接的に無線通信することができる。そのため、２つの二次システムに共通する周波数チャネルを割当てることで、マスタデバイス間でスケジューリング情報を交換させ又はメッシュネットワークを形成させて、互いに干渉を与えることなく２つの二次システムを運用することができる。クラスＣ２のペアについては、マスタデバイス同士が直接的に無線通信することはできない。そのため、２つの二次システムにメッシュネットワークを形成させる場合には、例えばＣＭが各マスタデバイスに同期信号を供給することが求められ得る。クラスＣ３のペアについては、例えば、よりカバレッジの広い二次システムのマスタデバイスが他方の二次システムにおける信号の送信をもスケジューリングすることで、２つの二次システムを共存させることができる。このようなクラス分類は、図９又は図１１に例示したカバレッジ情報を用いて、通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４により決定され得る。
【００６４】
図１３の近隣システムリストは、図６に例示した二次システム間の位置関係を前提としている。図１３の近隣システムリストは、図１２の近隣システムリストに含まれるペアに加えて、３つの近隣システムのペアを含む。第１の新たなペアは、ＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ２とＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ５とのＣＭ内近隣システムのペア（ペアＩＤ：Ａ０２）である。第２の新たなペアは、ＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ５とＣＭ＃Ｂに属する二次システムＮ３とのＣＭ間近隣システムのペア（ペアＩＤ：Ａ１１）である。第３の新たなペアは、ＣＭ＃Ｂに属する二次システムＮ３とＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ５とのＣＭ間近隣システムのペア（ペアＩＤ：Ｂ１１）である。ペアＡ１１とペアＢ１１とは、実質的には同じ近隣システムのペアである。
【００６５】
通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４は、このような近隣システムリストを各通信制御装置３０ｂに提供する。
【００６６】
＜３．一実施形態に係る処理の流れ＞
図１４は、本実施形態に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６７】
図１４を参照すると、まず、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１１）。同様に、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄもまた、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１２）。
【００６８】
次に、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１３）。かかるパラメータリストは、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂの第１通信部１１０により受信され、パラメータ取得部１４２により取得される。同様に、二次利用ノード４０ｂ及び４０ｃは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。かかるパラメータリストは、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの第１通信部１１０により受信され、パラメータ取得部１４２により取得される。
【００６９】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂの計算部１４４は、パラメータ取得部１４２により取得されたパラメータを用いて、配下の各二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２１）。そして、干渉制御部１４６は、計算部１４４により計算された各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置３０ａへ通知する（ステップＳ２５）。
【００７０】
また、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの計算部１４４は、パラメータ取得部１４２により取得されたパラメータを用いて、配下の各二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２３）。そして、干渉制御部１４６は、計算部１４４により計算された各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置３０ａへ通知する（ステップＳ２６）。
【００７１】
通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａの近隣検出部１７４は、これら通信制御装置３０ｂから通知されたカバレッジ情報を用いて、二次システムの各組合せについて互いの干渉の可能性を判定し、近隣システムを検出する（ステップＳ３０）。そして、近隣検出部１７４は、検出された近隣システムの組合せを記述した近隣システムリストを、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ提供する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。
【００７２】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの干渉制御部１４６は、互いに干渉する可能性のある二次システムが存在することを近隣システムリストが示している場合に、干渉を抑制するための交渉を行う（ステップＳ５０）。そして、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの一方又は双方は、交渉の結果を各二次システムの構成に反映させるために、システムの構成又は再構成を二次利用ノード４０に指示する（ステップＳ６１、Ｓ６２）。
【００７３】
なお、図１４に示した通信制御処理の流れは一例に過ぎない。即ち、通信制御処理を構成する各処理ステップは、例示された順序とは異なる順序で実行されてもよい。また、図１４に示されていない処理ステップが追加的に実行され、又は一部の処理ステップの実行が省略されてもよい。
【００７４】
＜４．変形例＞
［４−１．第１の変形例］
上述した実施形態では、二次システムの全ての組合せについて、ＣＤＩＳが干渉の可能性を判定する例を説明した。しかしながら、例えば、ＣＭが、当該ＣＭの配下の二次システムの各組合せについてカバレッジ情報を用いて干渉の可能性を判定し、ＣＭ内近隣システムを検出してもよい（即ち、通信制御装置３０ｂもまた近隣検出部を備えてよい）。その場合には、ＣＤＩＳは、ＣＭをまたがる二次システムの組合せについてのみ干渉の可能性を判定し、ＣＭ間近隣システムを検出する。それにより、ＣＭ内近隣システムの検出処理が複数のＣＭに分散されるため、ＣＤＩＳに掛かる負荷をより一層軽減することができる。
【００７５】
図１５は、そのような第１の変形例に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１５を参照すると、まず、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１１）。同様に、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄもまた、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１２）。
【００７６】
次に、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１３）。同様に、二次利用ノード４０ｂ及び４０ｃは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。
【００７７】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、取得したパラメータを用いて配下の各二次システムのカバレッジを計算し（ステップＳ２１）、ＣＭ＃Ａに属する二次システムを対象として、ＣＭ内近隣システムを検出する（ステップＳ２２）。同様に、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、取得したパラメータを用いて配下の各二次システムのカバレッジを計算し（ステップＳ２３）、ＣＭ＃Ｂに属する二次システムを対象として、ＣＭ内近隣システムを検出する（ステップＳ２４）。
【００７８】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置３０ａへ通知する（ステップＳ２５）。通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂもまた、各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置３０ａへ通知する（ステップＳ２６）。
【００７９】
通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、これら通信制御装置３０ｂから通知されたカバレッジ情報を用いて、ＣＭ＃ＡとＣＭ＃Ｂとをまたがる二次システムを対象として、ＣＭ間近隣システムを検出する（ステップＳ３１）。そして、通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、検出されたＣＭ間近隣システムの組合せを記述した近隣システムリストを、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ提供する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。その後の処理の流れは、図１４に示した通信制御処理と同様であってよい。
【００８０】
［４−２．第２の変形例］
ここまで、ＣＭが配置される装置とは異なる装置にＣＤＩＳが配置される例について主に説明した。しかしながら、ＣＭが配置される複数の装置のうちの１つにＣＤＩＳが配置されてもよい。また、本明細書で開示した技術は、ＩＥＥＥ８０２．１９以外の仕様（例えば、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）のＲＲＳ（Reconfigurable Radio Systems）など）に基づく共存システムにも適用可能である。その場合にも、複数の二次システムの間の干渉の可能性を判定して近隣システムを検出する検出ノードとは別に、各二次システムから収集されるパラメータを用いて各二次システムのカバレッジを計算する論理的なノードが設けられる。そして、カバレッジを計算するノードから検出ノードへ、カバレッジ情報が通知される。
【００８１】
図１６は、そのような第２の変形例に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１６を参照すると、まず、複数の通信制御装置３０ｂの中から、近隣検出を行う検出ノードが予め選択される（ステップＳ１０）。検出ノードは、例えば、各通信制御装置３０ｂの性能、ケイパビリティ、空きリソースの容量又は配下の二次システムの少なさなどの観点から選択されてよい。図１６の例では、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂが検出ノードとして選択されたものとする。
【００８２】
二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１１）。同様に、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄもまた、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１２）。
【００８３】
次に、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１３）。同様に、二次利用ノード４０ｂ及び４０ｃは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。
【００８４】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、取得したパラメータを用いて配下の各二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２１）。そして、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、計算した各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ通知する（ステップＳ２７）。一方、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂもまた、取得したパラメータを用いて配下の各二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２３）。
【００８５】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂから通知されたカバレッジ情報及び自ら生成したカバレッジ情報を用いて、二次システムの各組合せについて互いの干渉の可能性を判定し、近隣システムを検出する（ステップＳ３０）。そして、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、検出された近隣システムの組合せを記述した近隣システムリストを、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ提供する（ステップＳ４１）。次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、互いに干渉する可能性のある二次システムが存在する場合に、干渉を抑制するための交渉を行う（ステップＳ５０）。その後の処理の流れは、図１４に示した通信制御処理と同様であってよい。
【００８６】
＜５．まとめ＞
ここまで、図１〜図１６を用いて、一実施形態及びその変形例について詳細に説明した。本明細書で開示した技術によれば、ＣＭとしての機能を有する通信制御装置において、二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを用いて各二次システムのカバレッジが計算され、計算された各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報が近隣検出を行う検出ノードへ通知される。従って、データ量の多いカバレッジ計算用のパラメータが検出ノードへ送信されないため、ネットワーク上のトラフィックの負荷が軽減される。また、検出ノードにおいて多くの二次システムのカバレッジを計算しなくてよいため、検出ノードの計算処理の負荷も軽減される。従って、負荷の集中が回避されることで、複数の二次システムを円滑に運用することが可能となる。また、上述した実施形態によれば、複数の事業者によって様々な二次システムが運用される場合にも、各事業者は、システムの詳細なパラメータを検出ノードを有する事業者に公開しなくてよい。そのため、複数の事業者により運用されるシステムの円滑な共存も可能となる。
【００８７】
なお、本明細書において説明した各装置による一連の制御処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、実行時にＲＡＭ（Random Access Memory）に読み込まれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサにより実行される。
【００８８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本技術はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、
を備える通信制御装置。
（２）
前記カバレッジ情報は、複数の地理的な区画の各々が前記カバレッジに属するか否かを示すマップ情報である、前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
前記カバレッジ情報は、前記カバレッジの基準位置と径とを示す情報である、前記（１）に記載の通信制御装置。
（４）
前記パラメータは、前記二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも１つを示す、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（５）
前記干渉制御部は、他の通信制御装置により制御される近隣の二次システムが前記検出ノードにより検出されると、当該他の通信制御装置との間で二次システム間の干渉を抑制するための交渉を行う、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（６）
前記干渉制御部は、前記交渉によって、前記二次システム又は前記近隣の二次システムの利用チャネル、無線アクセス方式及び最大送信電力のうち少なくとも１つを調整する、前記（５）に記載の通信制御装置。
（７）
前記通信制御装置は、自装置に属する複数の二次システムから近隣の二次システムを検出する近隣検出部、をさらに備え、
前記検出ノードは、異なる通信制御装置に属する近隣の二次システムを検出する、
前記（１）〜（６）に記載の通信制御装置。
（８）
前記検出ノードは、１つ以上の二次システムのカバレッジを計算する機能をそれぞれ有する複数の通信制御装置のうちの１つである、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（９）
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードにおける通信制御方法であって、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータ取得するステップと、
取得された前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算するステップと、
計算された前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知するステップと、
を含む通信制御方法。
（１０）
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードと、
前記二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードと、
前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードと、
を含み、
前記制御ノードは、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部、及び
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を前記検出ノードへ通知する干渉制御部、
を備える、
通信制御システム。
【符号の説明】
【００９０】
３０ａ 検出ノード
３０ｂ 通信制御装置（制御ノード）
４０ 二次利用ノード
１４２ パラメータ取得部
１４４ 計算部
１４６ 干渉制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信制御装置、通信制御方法、プログラム及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の周波数リソースの枯渇を緩和するための対策の１つとして、周波数の二次利用についての議論が進められている。周波数の二次利用とは、あるシステムに優先的に割り当てられている周波数チャネルの一部又は全部を、他のシステムが二次的に利用することをいう。一般的に、周波数チャネルが優先的に割り当てられているシステムは一次システム（Primary System）、当該周波数チャネルを二次利用するシステムは二次システム（Secondary System）と呼ばれる。
【０００３】
ＴＶホワイトスペースは、二次利用が議論されている周波数チャネルの一例である。ＴＶホワイトスペースは、一次システムとしてのＴＶ放送システムに割り当てられている周波数チャネルのうち、地域に応じて当該ＴＶ放送システムにより利用されていないチャネルを指す。このＴＶホワイトスペースを二次システムに開放することで、周波数リソースの効率的な活用が実現され得る。ＴＶホワイトスペースの二次利用を可能とするための物理層（ＰＨＹ）及びＭＡＣ層の無線アクセス方式の仕様として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆ、及びＥＣＭＡ（European Computer Manufacturer Association）−３９２（ＣｏｇＮｅａ）などの複数の標準仕様が存在する。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１９ワーキンググループは、異なる無線アクセス方式を使用する複数の二次システムを円滑に共存させることを目的とした検討を進めている。例えば、下記非特許文献１は、二次システムの共存（coexistence）のために求められる諸機能を、ＣＭ（Coexistence Manager）、ＣＥ（Coexistence Enabler）及びＣＤＩＳ（Coexistence Discovery and Information Server）という３つの機能エンティティにグループ分けしている。ＣＭは、主に共存のための意思決定（decision-making）を行う機能エンティティである。ＣＥは、ＣＭと二次利用ノードとの間の命令の伝達や情報の交換を仲介するインタフェースとなる機能エンティティである。ＣＤＩＳは、複数の二次システムの情報を一元的に管理するサーバとなる機能エンティティである。ＣＤＩＳは、互いに干渉する可能性のある近隣の二次システムを検出する近隣検出（Neighbor Discovery）機能をも有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「Coexistence System Description」、［online］、［２０１１年３月１７日検索］、インターネット＜URL：https://mentor.ieee.org/802.19/dcn/11/19-11-0011-01-0001-coexistence-system-description.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、互いに干渉する可能性のある近隣の二次システム（以下、近隣システムという）を検出するためには、各二次システムのカバレッジを計算するための様々なパラメータを収集することが求められる。そのため、１つの機能エンティティが一元的に近隣検出を行おうとすると、二次システムの数が多い場合に、当該１つの機能エンティティの計算処理の負荷及びパラメータ収集に伴うトラフィックの負荷が増大する。これに対し、複数の機能エンティティが協調して近隣検出を行うことができれば、上述した負荷の集中を回避し、複数の二次システムを円滑に運用することができるものと期待される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、を備える通信制御装置が提供される。
【０００８】
また、本開示によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードにおける通信制御方法であって、前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータ取得するステップと、取得された前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算するステップと、計算された前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知するステップと、を含む通信制御方法が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードと、前記二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードと、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードと、を含み、前記制御ノードは、前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部、前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部、及び前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を前記検出ノードへ通知する干渉制御部、を備える、通信制御システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本開示によれば、二次システムの共存のための近隣検出に伴う負荷の集中を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に関連する通信システムの概要について説明するための説明図である。
【図２】共存支援のための３つの機能エンティティの相関を示す説明図である。
【図３】機能エンティティの配置の一例を示す説明図である。
【図４】一般的な近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】二次システムの位置関係の第１の例を示す説明図である。
【図６】二次システムの位置関係の第２の例を示す説明図である。
【図７】ＣＭに相当する通信制御装置の一実施形態に係る構成の一例を示すブロック図である。
【図８】ＣＤＩＳに相当する通信制御装置の一実施形態に係る構成の一例を示すブロック図である。
【図９】一実施形態においてＣＭが生成するカバレッジ情報の第１の例について説明するための説明図である。
【図１０】図９に例示したカバレッジ情報に基づく近隣システムの検出について説明するための説明図である。
【図１１】一実施形態においてＣＭが生成するカバレッジ情報の第２の例について説明するための説明図である。
【図１２】一実施形態においてＣＤＩＳが生成する近隣システムリストの一例について説明するための第１の説明図である。
【図１３】一実施形態においてＣＤＩＳが生成する近隣システムリストの一例について説明するための第２の説明図である。
【図１４】一実施形態に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】第１の変形例に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１６】第２の変形例に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１３】
また、以下の順序で説明を行う。
１．システムの概要
１−１．システムの全体的な構成
１−２．機能エンティティの説明
１−３．機能エンティティの配置例
１−４．一般的な近隣検出に関する処理の流れ
１−５．一実施形態に関する課題の説明
２．一実施形態に係る装置の構成例
２−１．ＣＭ
２−２．ＣＤＩＳ
２−３．データ例
３．一実施形態に係る処理の流れ
４．変形例
４−１．第１の変形例
４−２．第２の変形例
５．まとめ
【００１４】
＜１．システムの概要＞
［１−１．システムの全体的な構成］
図１は、本発明の一実施形態に関連する通信システムの概要について説明するための説明図である。
【００１５】
図１を参照すると、一次システムを構成する一次送信局１０及び複数の一次受信局１２が示されている。一次送信局１０は、サービスエリア１４の内部に位置する一次受信局１２に一次システムのサービスを提供する。一次送信局１０は、例えば、ＴＶ放送の放送局であってもよく、又はセルラ通信方式の無線基地局若しくは中継局であってもよい。一次送信局１０がＴＶ放送の放送局である場合には、一次受信局１２は、ＴＶ放送の受信用アンテナ及びチューナを有する受信機である。また、一次送信局１０がセルラ通信方式の無線基地局である場合には、一次受信局１２は、当該セルラ通信方式に従って動作する無線端末である。なお、以下の説明では、一次送信局１０及び一次受信局１２を一次利用ノードと総称する場合がある。
【００１６】
一次送信局１０は、パケットベースネットワーク１６上に位置するデータサーバ２０と接続される。パケットベースネットワーク１６は、インターネット又は一次システムのバックボーンネットワークなどであってよい。データサーバ２０は、周波数チャネルの二次利用に関するデータを記憶するデータベースを有するサーバ装置である。データサーバ２０には、１つ以上の通信制御装置３０が接続される。通信制御装置３０は、一次システムに割り当てられた周波数チャネルを利用する複数の二次システム間の共存を制御するために導入される装置である。
【００１７】
図１には、さらに、複数の二次利用ノード４０及び４２が示されている。二次利用ノード４０は、一次システムに割り当てられた周波数チャネルを利用して、サービスエリア４４の内部に位置する二次利用ノード４２へ二次システムのサービス（以下、二次通信サービスという）を提供する装置である。一次システムがＴＶ放送システムである場合には、二次利用ノード４０は、マスタＴＶＢＤ（TV Band Device）とも呼ばれる。二次利用ノード４０は、典型的には、測位機能（Geo-location function）及び通信制御装置３０へアクセスする機能を有する。また、二次利用ノード４０は、直接的にデータサーバ２０へアクセス可能であってもよい。二次利用ノード４２は、各サービスエリア４４内に位置し、二次利用ノード４０により提供される二次通信サービスを利用する装置である。一次システムがＴＶ放送システムである場合には、二次利用ノード４２は、スレーブＴＶＢＤとも呼ばれる。二次利用ノード４２は、原則として、近隣の二次利用ノード４０の許可を得た上で無線信号を送信する。
【００１８】
二次利用ノード４０は、二次システムの運用を開始するに際して、二次システムに関する情報をデータサーバ２０に登録する。そして、二次利用ノード４０は、データサーバ２０から提供される制御情報に基づいて、二次システムを運用する。しかし、図１に示した状況のように、複数の二次システムが並行して運用される場合には、二次システム間での信号の衝突や、各二次システムから送信される信号に起因する干渉が重なり合って一次システムに致命的な影響を及ぼすというリスクが生じ得る。特に、各二次システムが用いる無線アクセス方式が異なる場合には、二次システム間で連携しながらシステムを運用することが困難であるため、上述したリスクは一層高まる。そこで、ＩＥＥＥ８０２．１９ワーキンググループは、複数の二次システムの共存を円滑に支援するための仕組みを検討している（上記非特許文献１参照）。ＩＥＥＥ８０２．１９において、二次システムの共存を支援するための諸機能は、ＣＭ、ＣＥ及びＣＤＩＳという３つの機能エンティティにグループ分けされる（図２参照）。
【００１９】
［１−２．機能エンティティの説明］
（１）ＣＭ（Coexistence Manager）
ＣＭは、共存のための意思決定（decision-making）を行う機能エンティティである。ＣＭは、一次システムに関する情報、利用可能なチャネルに関する情報及び二次システムに関する情報を取得する。ＣＭによる情報の取得元は、ＣＤＩＳ、他のＣＭ及び（ＣＥを介してアクセスされる）二次利用ノードなどである。ＣＭは、これら情報に基づいて、自らの制御下にある二次利用ノードがどの周波数チャネルを用いて二次システムを運用すべきかを決定する。ＣＭは、各二次利用ノードについて、最大送信電力、推奨される無線アクセス方式、及び位置データの更新の周期などの追加的な制御パラメータをさらに決定してもよい。そして、ＣＭは、決定したパラメータに従って、各二次利用ノードに二次システムを運用させ又は二次システムを再構成させる。
【００２０】
（２）ＣＥ（Coexistence Enabler）
ＣＥは、ＣＭと二次利用ノードとの間の命令の伝達や情報の交換を仲介するインタフェースとなる機能エンティティである。例えば、ＣＥは、二次利用ノードが有する情報をＣＭが使用し得る形式に変換し、変換した情報をＣＭへ伝達する。また、ＣＥは、ＣＭからの二次システムの共存についての命令を二次利用ノードが実行し得る形式に変換し、変換した命令を二次利用ノードに伝達する。
【００２１】
（３）ＣＤＩＳ（Coexistence Discovery and Information Server）
ＣＤＩＳは、複数の二次システムの情報を管理するサーバとなる機能エンティティである。例えば、ＣＤＩＳは、各二次利用ノードからＣＥ及びＣＭを介して二次システムに関する情報を収集する。また、ＣＤＩＳは、一次システムに関する情報及び利用可能なチャネルに関する情報をデータサーバ２０から収集する。そして、ＣＤＩＳは、収集した情報をデータベースに蓄積する。ＣＤＩＳにより蓄積された情報は、ＣＭによる共存のための意思決定の際に使用される。ＣＤＩＳは、複数のＣＭの中からのマスタＣＭ（複数のＣＭを統括し、集中的に意思決定を行うＣＭ）の選択を行ってもよい。また、ＣＤＩＳは、互いに干渉する可能性のある近隣の二次システムを検出する近隣検出機能を有する。
【００２２】
図１に示した通信制御装置３０の各々には、上述した３種類の機能エンティティのうち少なくとも１つが実装される。なお、一部の機能エンティティは、個々の二次利用ノード４０に実装されてもよい。また、一部の機能エンティティは、データベース２０と同一の装置に実装されてもよい。
【００２３】
［１−３．機能エンティティの配置例］
上述した３つの機能エンティティは、例えば、図３に示すように各装置に配置され得る。なお、ここで説明する機能エンティティの配置は一例に過ぎず、他の配置もまた使用されてよい。
【００２４】
図３を参照すると、通信制御装置３０ａにＣＤＩＳ、２つの通信制御装置３０ｂにそれぞれＣＭが配置されている。一方の通信制御装置３０ｂには、第１のＣＭ（ＣＭ＃Ａ）が配置され、二次利用ノード４０ａ及び４０ｂが属する。他方の通信制御装置３０ｂには、第２のＣＭ（ＣＭ＃Ｂ）が配置され、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄが属する。二次利用ノード４０ａは、二次利用ノード４２ａと共に二次システムＮ１を運用する。二次利用ノード４０ｂは、二次利用ノード４２ｂと共に二次システムＮ２を運用する。二次利用ノード４０ｃは、二次利用ノード４２ｃと共に二次システムＮ３を運用する。二次利用ノード４０ｄは、二次利用ノード４２ｄと共に二次システムＮ４を運用する。二次利用ノード４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄには、それぞれＣＥが配置される。このように、各二次システムを運用するマスタデバイスである各二次利用ノード４０は、ＣＭとインタラクションするためのＣＥを少なくとも有する。
【００２５】
［１−４．一般的な近隣検出に関する処理の流れ］
図３の例の通り機能エンティティが配置される場合、一般的な近隣検出に関する処理は図４に示すような流れで行われ得る。
【００２６】
図４を参照すると、まず、二次利用ノード４０ａ及び４０ｂは、各二次システムのカバレッジ（即ち、通信範囲、あるいはサービスエリアの範囲）を計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１１）。同様に、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄもまた、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１２）。ここで収集されるパラメータは、例えば、各二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも１つを含む。
【００２７】
次に、二次利用ノード４０ａ及び４０ｂは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１３）。同様に、二次利用ノード４０ｂ及び４０ｃは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、取得したパラメータリストを通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａへ転送する（ステップＳ１５）。同様に、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、取得したパラメータリストを通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａへ転送する（ステップＳ１６）。
【００２８】
通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、取得したパラメータリストを用いて、配下の全ての二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２０）。次に、通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、二次システムの各組合せについて干渉の可能性を判定し、近隣システムを検出する（ステップＳ３０）。そして、通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、検出された近隣システムの組合せを記述した近隣システムリストを、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ提供する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。
【００２９】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、互いに干渉する可能性のある二次システムが存在することを近隣システムリストが示している場合に、干渉を抑制するための交渉を行う（ステップＳ５０）。例えば、ここでの交渉によって、近隣システムの利用チャネル、無線アクセス方式及び最大送信電力のうち少なくとも１つが調整され得る。そして、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの一方又は双方は、交渉の結果を各二次システムの構成に反映させるために、システムの構成又は再構成を二次利用ノード４０に指示する（ステップＳ６１、Ｓ６２）。
【００３０】
［１−５．一実施形態に関する課題の説明］
図４に示した近隣検出に関する処理の流れでは、共存システム内のＣＤＩＳが、配下の全ての二次システムを対象として、一元的に近隣検出を行う。近隣検出を行うためには、全ての二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをＣＤＩＳが収集することが求められる。しかし、二次システムの数が増加すると、ＣＤＩＳによるパラメータ収集に伴うトラフィックの負荷がネットワークに悪影響を与える恐れがある。また、近隣検出のための計算処理の負荷がＣＤＩＳの処理容量を超える恐れもある。
【００３１】
例えば、図５を参照すると、二次利用ノード４０ａにより運用される二次システムＮ１のカバレッジと、二次利用ノード４０ｂにより運用される二次システムＮ２のカバレッジとが重なっている。従って、二次システムＮ１及びＮ２は、互いに近隣システムである。二次利用ノード４０ａ及び４０ｂは通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂに属するため、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、二次システムＮ１及びＮ２が互いに近隣システムであることを把握することができる。また、二次利用ノード４０ｃにより運用される二次システムＮ３のカバレッジと、二次利用ノード４０ｄにより運用される二次システムＮ４のカバレッジとが重なっている。従って、二次システムＮ３及びＮ４は、互いに近隣システムである。二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄは通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂに属するため、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、二次システムＮ３及びＮ４が互いに近隣システムであることを把握することができる。このような状況において、図６に示すように、さらに二次システムＮ５を運用する新たな二次利用ノード４０ｅが出現し、二次利用ノード４０ｅが通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂに属するとする。二次システムＮ５のカバレッジは、二次システムＮ２及び二次システムＮ３の双方と重なっている。しかし、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、二次システムＮ３の存在及びそのカバレッジを知らないため、二次システムＮ５と二次システムＮ３とが互いに干渉することを認識できない。また、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、二次システムＮ５の出現及びそのカバレッジを知らないため、二次システムＮ３と二次システムＮ５とが互いに干渉することを認識できない。
【００３２】
即ち、複数の二次システムが参加する共存システムにおいて、ＣＭをまたがって二次システム間の干渉の可能性を判定するノードの存在は欠かせないものである。しかし、上述したように、既存の仕組みにおけるＣＤＩＳの計算処理の負荷及びパラメータ収集に伴うトラフィックの負荷は、複数の二次システムの円滑な運用を妨げる恐れがある。
【００３３】
また、複数の通信事業者（放送事業者も含む）がシステムを運用する場合には、各事業者にとって、システムの詳細なパラメータを他の事業者に公開することを避けたいというニーズも生じ得る。しかし、１つのＣＤＩＳが全ての二次システムのパラメータを収集する構成においては、そのようなニーズを満たすことが難しい。
【００３４】
そこで、次節より説明する実施形態では、一般的なＣＤＩＳの機能の一部をＣＭが肩代わりし、ＣＭからＣＤＩＳへ送信されるデータ量を削減することにより、上述した負荷の問題を回避すると共に、複数の事業者により運用されるシステムの円滑な共存をも可能とする。
【００３５】
＜２．一実施形態に係る装置の構成例＞
［２−１．ＣＭ］
図７は、本実施形態に係る通信制御装置３０ｂの構成の一例を示すブロック図である。通信制御装置３０ｂは、ＣＭに相当する装置である。なお、ここでは、説明の簡明さの観点から、近隣検出に関する機能以外のＣＭの機能についての説明を省略する。図７を参照すると、通信制御装置３０ｂは、第１通信部１１０、第２通信部１２０、記憶部１３０及び制御部１４０を備える。
【００３６】
第１通信部１１０は、通信制御装置３０ｂと二次利用ノード４０との間の通信を仲介する通信インタフェースである。第１通信部１１０は、任意の無線通信プロトコル又は有線通信プロトコルをサポートし、通信制御装置３０ｂと１つ以上の二次利用ノード４０との間の通信接続を確立する。
【００３７】
第２通信部１２０は、通信制御装置３０ｂと他の通信制御装置３０との間の通信を仲介する通信インタフェースである。第２通信部１２０は、典型的には、パケットベースの（有線又は無線の）通信プロトコルをサポートし、通信制御装置３０ｂと他の通信制御装置３０との間の通信接続を確立する。
【００３８】
記憶部１３０は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体により構成され、通信制御装置３０ｂによる処理のためのプログラム及びデータを記憶する。記憶部１３０により記憶されるデータには、例えば、二次利用ノード４０から収集されるパラメータリスト、後に説明する制御部１４０において生成されるカバレッジ情報、及び通信制御装置３０ａから提供される近隣システムリストが含まれ得る。
【００３９】
制御部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサに相当する。制御部１４０は、記憶部１３０又は他の記憶媒体に記憶されるプログラムを実行することにより、本実施形態に係るＣＭの機能を動作させる。より具体的には、制御部１４０は、パラメータ取得部１４２、計算部１４４及び干渉制御部１４６を含む。
【００４０】
パラメータ取得部１４２は、一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する各二次利用ノード４０から、第１通信部１１０を介して、二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得する。本明細書において、二次システムのカバレッジとは、各二次システムのサービスエリアあるいは通信可能なエリアの地理的な範囲をいう。サービスエリアの外周に設けられ得るガードエリアの範囲もまた、カバレッジに含まれてよい（含まれなくてもよい）。二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータとは、例えば、各二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも１つについてのパラメータであってよい。
【００４１】
計算部１４４は、パラメータ取得部１４２により取得されるパラメータを用いて、各二次システムのカバレッジを計算する。
【００４２】
例えば、計算部１４４は、第１の手法として、“Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 mhz to 3000mhz”（International Telecommunications Commission(ITU), RECOMMENDAION ITU-R P1546-3, 2007）に記載された伝播路カーブを利用する手法に従って、各二次システムのカバレッジを計算してもよい。第１の手法によれば、アンテナ高さ及び電界強度から通信距離（一定の場所率及び一定の時間率で通信が可能である距離）を導くための実測値に基づく統計的な曲線（伝播路カーブ）が、予め記憶部１３０により記憶される。そして、計算部１４４は、二次利用ノード４０の最大送信電力を電界強度に変換し、二次利用ノード４０のアンテナ高さ及び電界強度に対応する通信距離を、伝播路カーブから取得する。この通信距離が、二次利用ノード４０により運用される二次システムのカバレッジの半径となる。
【００４３】
その代わりに、計算部１４４は、第２の手法として、奥村・秦カーブの市街地モデル（“デジタルワイヤレス伝送技術”（三瓶政一著，Pearson Education Japan，pp.16-19）参照）における評価式を利用する手法に従って、各二次システムのカバレッジを計算してもよい。この場合、計算部１４４は、二次利用ノード４０の最大送信電力と二次利用ノード４２の最小受信感度から、許容される最大の経路損失を算出する。そして、計算部１４４は、算出された経路損失及びアンテナ高さを評価式に代入することにより、通信距離を算出する。この通信距離が、二次利用ノード４０により運用される二次システムのカバレッジの半径となる。
【００４４】
また、計算部１４４は、二次利用ノード４２によるセンシングの結果として特定の位置において二次システムの無線信号が受信されない場合には、当該位置を二次システムのカバレッジから除外してもよい。
【００４５】
干渉制御部１４６は、計算部１４４により計算される配下の各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、二次システム間の干渉の可能性を判定して近隣システムを検出する検出ノードへ通知する。本実施形態では、上記検出ノードは、ＣＤＩＳを有する通信制御装置３０ａである。干渉制御部１４６からＣＤＩＳへ通知されるカバレッジ情報は、複数の地理的な区画の各々が各二次システムのカバレッジに属するか否かを示すマップ情報であってもよい。その代わりに、上記カバレッジ情報は、各二次システムのカバレッジの基準位置（例えば、マスタＴＶＢＤである二次利用ノード４０の位置）と径とを示す情報であってもよい。カバレッジ情報の具体的な例について、後により詳細に説明する。通信制御装置３０ａは、各通信制御装置３０ｂの干渉制御部１４６からカバレッジ情報が通知されると、二次システムの各組合せについて互いの干渉の可能性を判定し、近隣システムを検出する。そして、通信制御装置３０ａは、検出された近隣システムのリストを各通信制御装置３０ｂへ提供する。
【００４６】
干渉制御部１４６は、配下の二次システムと他の通信制御装置３０ｂにより制御される二次システムとが互いに近隣システムであることが通信制御装置３０ａから提供される近隣システムリストにおいて示されると、当該近隣システム間の干渉を抑制するために、他の通信制御装置３０ｂとの間で交渉を行う。例えば、干渉制御部１４６は、近隣システム間で異なる周波数チャネルを利用することができる場合には、いずれか一方又は双方の二次システムの利用チャネルを変更させてもよい。また、干渉制御部１４６は、近隣システムの双方がメッシュプロトコルをサポートしている無線アクセス方式を使用できる場合には、それら近隣システムに共通の周波数チャネルを割り当ててメッシュネットワークを形成させてもよい。また、干渉制御部１４６は、近隣システムのいずれか一方又は双方が最大送信電力を下げてカバレッジを縮小することを許容できる場合には、最大送信電力の引き下げを二次システムに指示してもよい。それにより、近隣システム間の干渉が抑制される。
【００４７】
［２−２．ＣＤＩＳ］
図８は、本実施形態に係る通信制御装置３０ａの構成の一例を示すブロック図である。通信制御装置３０ａは、ＣＤＩＳに相当する装置である。なお、ここでは、説明の簡明さの観点から、近隣検出に関する機能以外のＣＤＩＳの機能についての説明を省略する。図８を参照すると、通信制御装置３０ａは、通信部１５０、記憶部１６０及び制御部１７０を備える。
【００４８】
通信部１５０は、通信制御装置３０ａとデータサーバ２０及び他の通信制御装置３０との間の通信を仲介する通信インタフェースである。通信部１５０は、典型的には、パケットベースの（有線又は無線の）通信プロトコルをサポートし、通信制御装置３０ａと他の装置との間の通信接続を確立する。
【００４９】
記憶部１６０は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体により構成され、通信制御装置３０ａによる処理のためのプログラム及びデータを記憶する。記憶部１６０により記憶されるデータには、例えば、通信制御装置３０ｂから通知される各二次システムについてのカバレッジ情報、及び後に説明する制御部１７０において生成される近隣システムリストが含まれ得る。
【００５０】
制御部１７０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどのプロセッサに相当する。制御部１７０は、記憶部１６０又は他の記憶媒体に記憶されるプログラムを実行することにより、本実施形態に係るＣＤＩＳの機能を動作させる。より具体的には、制御部１７０は、データ管理部１７２及び近隣検出部１７４を含む。
【００５１】
データ管理部１７２は、複数の二次システムの共存のための様々な情報を管理する。例えば、データ管理部１７２は、一次システムに関する情報（例えば、一次システムのカバレッジ、一次受信局の位置、二次利用可能なチャネルのリストなど）をデータサーバ２０から定期的に取得し、取得した情報を記憶部１６０に記憶させる。また、データ管理部１７２は、通信制御装置３０ｂから通知される二次システムに関する情報（例えば、上述したカバレッジ情報）を記憶部１６０に記憶させる。そして、データ管理部１７２は、通信制御装置３０ｂからの要求に応じて、記憶部１６０に記憶させた情報を通信制御装置３０ｂに提供する。
【００５２】
近隣検出部１７４は、通信制御装置３０ｂから通信部１５０を介して二次システムのカバレッジ情報が通知されると、複数の二次システム間の干渉の可能性を判定する。例えば、近隣検出部１７４は、カバレッジが重なり合う二次システムの間で干渉の可能性があると判定してもよい。また、近隣検出部１７４は、カバレッジが重なっていなくても、カバレッジの外周の間の最短距離が所定の閾値を下回る場合に、二次システムの間で干渉の可能性があると判定してもよい。近隣検出部１７４は、干渉の可能性のある二次システムの組合せを検出すると、当該二次システムを近隣システムとして記述する近隣システムリストを生成する。そして、近隣検出部１７４は、生成した近隣システムリストを通信制御装置３０ｂへ提供する。近隣システムリストの具体的な例について、後により詳細に説明する。
【００５３】
［２−３．データ例］
（１）カバレッジ情報
（１−１）第１の例
図９は、本実施形態において通信制御装置３０ｂが生成するカバレッジ情報の第１の例について説明するための説明図である。図９の左上には、地理的領域を区分することにより形成される複数の区画が示されている。通信制御装置３０ｂの計算部１４４は、各二次システムについて、このような１つ以上の区画にまたがって存在するサービスエリア４４の範囲をカバレッジとして計算する。そして、計算部１４４は、算出したカバレッジに各区画が属するか否かを示すビットマップ形式のカバレッジ情報を生成する。図９の右下には、カバレッジに属しない区画をゼロ、カバレッジに属する区画を１、基準位置を含むカバレッジの中央の区画を２に設定した二次システムＮｉについてのカバレッジ情報が示されている。なお、図９の例に限定されず、各区画の形状は矩形以外のいかなる形状であってもよい（例えば、三角形又は六角形など）。
【００５４】
図１０は、図９に例示したカバレッジ情報に基づく近隣システムの検出について説明するための説明図である。図１０の上段には、通信制御装置３０ｂから通信制御装置３０ａに通知され得る２つの二次システムＮｉ及びＮｊについてのカバレッジ情報が示されている。通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４は、カバレッジ情報の各区画について、２つのカバレッジ情報の値の論理積をそれぞれ計算する。その結果、図１０の下段に示したような、カバレッジが重複する区画のみがゼロ以外の値となるビットマップが導かれる。このようにビットマップがゼロ以外の値を含む場合、２つの二次システムは互いに干渉する可能性があると判定され得る。また、上記ビットマップが値“２”を含む場合、一方の二次システムのマスタデバイスである二次利用ノード４０からの無線信号が他方の二次システムの二次利用ノード４０に直接到達し得ることが把握される。
【００５５】
このように、カバレッジ情報の第１の例が採用される場合、通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４は、単純な論理積の演算を繰り返すことで、二次システム間の干渉の可能性を容易に判定することができる。
【００５６】
なお、カバレッジ情報の第１の例において、各区画の値は、各区画において想定される二次システムの無線信号の電力レベルを示してもよい。それにより、カバレッジ情報のデータ量は増加するものの、通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４により干渉の可能性のみならず干渉の強さをも詳細に推定することが可能となる。
【００５７】
（１−２）第２の例
図１１は、本実施形態において通信制御装置３０ｂが生成するカバレッジ情報の第２の例について説明するための説明図である。第２の例において、カバレッジ情報は、各二次システムのカバレッジの基準位置と径とをリスト形式で示す情報である。
【００５８】
図１１の左には、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂから通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａへ通知されるカバレッジ情報が示されている。当該カバレッジ情報は、図６に例示した二次システムＮ１、Ｎ２及びＮ５の二次システムＩＤ、基準位置（二次利用ノード４０の位置）及び径（例えば、基準位置を中心とするサービスエリアの半径）を含む。さらに、本実施形態では、カバレッジ情報において、二次システムごとにカバレッジが変更されたか否かを示す変更区分が付与される。図１１の例では、二次システムＮ５のカバレッジ情報が新たに追加されたことを、二次システムＮ５についての変更区分（「新規」）が示している。図１１の右には、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂから通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａへ通知されるカバレッジ情報が示されている。当該カバレッジ情報は、図６に例示した二次システムＮ３及びＮ４の二次システムＩＤ、基準位置及び径を含む。
【００５９】
通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４は、このようなカバレッジ情報が通知されると、カバレッジ情報に含まれる二次システムの各組合せについて、基準位置の間の距離と２つの径とに基づいて、二次システム間の干渉の可能性を判定する。例えば、基準位置の間の距離が径の和よりも小さい場合には、２つの二次システムのカバレッジが重なっている。また、例えば、基準位置の間の距離が一方の径よりも小さい場合には、一方の二次システムのマスタデバイスである二次利用ノード４０からの無線信号が他方の二次システムの二次利用ノード４０に直接到達し得ることが把握される。これらいずれの場合にも、近隣検出部１７４は、二次システム間に干渉の可能性があると判定し得る。
【００６０】
近隣検出部１７４は、例えば、いずれかの二次システムが新たに追加された場合には、当該新たな二次システムと他の二次システムとの間の干渉の可能性のみを判定してもよい。図１１の例では、近隣検出部１７４は、二次システムＮ５と他の二次システムとの間の干渉の可能性のみを追加的に判定し得る。
【００６１】
（２）近隣システムリスト
図１２及び図１３は、本実施形態において通信制御装置３０ａが生成する近隣システムリストの一例について説明するため説明図である。
【００６２】
図１２の近隣システムリストは、図５に例示した二次システム間の位置関係を前提としている。図１２の近隣システムリストは、ＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ１とＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ２とが近隣システムの関係にあること（ペアＩＤ：Ａ０１）、及びＣＭ＃Ｂに属する二次システムＮ３とＣＭ＃Ｂに属する二次システムＮ４とが近隣システムの関係にあること（ペアＩＤ：Ｂ０１）を示している。これら２つのペアはいずれも、共通するＣＭに属する近隣システムのペアである。このような近隣システムを、ここではＣＭ内（Intra−ＣＭ）近隣システムという。一方、異なるＣＭに属する近隣システムを、ＣＭ間（Inter−ＣＭ）近隣システムという。図１２の近隣システムリストには、ＣＭ間近隣システムは存在しない。
【００６３】
図１２の例において、近隣システムの各ペアには、「クラス」という属性が付与されている。「クラス」は、例えば次のような近隣システム間の位置関係の分類を表す属性であってよい。
−クラスＣ１：マスタデバイス同士が無線通信可能である
−クラスＣ２：マスタデバイス同士は直接通信できないがカバレッジが重なっている
−クラスＣ３：一方の二次システムのカバレッジが他方に含まれている
−クラスＣ４：カバレッジは重なっていないものの距離が近いため干渉の可能性がある
このようなクラス属性は、ＣＭが干渉を抑制するために二次システムの構成を調整する際に利用され得る。例えば、クラスＣ１のペアについては、マスタデバイス（例えば、ＴＶ放送システムにおけるＴＶＢＤ）同士が直接的に無線通信することができる。そのため、２つの二次システムに共通する周波数チャネルを割当てることで、マスタデバイス間でスケジューリング情報を交換させ又はメッシュネットワークを形成させて、互いに干渉を与えることなく２つの二次システムを運用することができる。クラスＣ２のペアについては、マスタデバイス同士が直接的に無線通信することはできない。そのため、２つの二次システムにメッシュネットワークを形成させる場合には、例えばＣＭが各マスタデバイスに同期信号を供給することが求められ得る。クラスＣ３のペアについては、例えば、よりカバレッジの広い二次システムのマスタデバイスが他方の二次システムにおける信号の送信をもスケジューリングすることで、２つの二次システムを共存させることができる。このようなクラス分類は、図９又は図１１に例示したカバレッジ情報を用いて、通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４により決定され得る。
【００６４】
図１３の近隣システムリストは、図６に例示した二次システム間の位置関係を前提としている。図１３の近隣システムリストは、図１２の近隣システムリストに含まれるペアに加えて、３つの近隣システムのペアを含む。第１の新たなペアは、ＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ２とＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ５とのＣＭ内近隣システムのペア（ペアＩＤ：Ａ０２）である。第２の新たなペアは、ＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ５とＣＭ＃Ｂに属する二次システムＮ３とのＣＭ間近隣システムのペア（ペアＩＤ：Ａ１１）である。第３の新たなペアは、ＣＭ＃Ｂに属する二次システムＮ３とＣＭ＃Ａに属する二次システムＮ５とのＣＭ間近隣システムのペア（ペアＩＤ：Ｂ１１）である。ペアＡ１１とペアＢ１１とは、実質的には同じ近隣システムのペアである。
【００６５】
通信制御装置３０ａの近隣検出部１７４は、このような近隣システムリストを各通信制御装置３０ｂに提供する。
【００６６】
＜３．一実施形態に係る処理の流れ＞
図１４は、本実施形態に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６７】
図１４を参照すると、まず、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１１）。同様に、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄもまた、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１２）。
【００６８】
次に、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１３）。かかるパラメータリストは、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂの第１通信部１１０により受信され、パラメータ取得部１４２により取得される。同様に、二次利用ノード４０ｂ及び４０ｃは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。かかるパラメータリストは、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの第１通信部１１０により受信され、パラメータ取得部１４２により取得される。
【００６９】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂの計算部１４４は、パラメータ取得部１４２により取得されたパラメータを用いて、配下の各二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２１）。そして、干渉制御部１４６は、計算部１４４により計算された各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置３０ａへ通知する（ステップＳ２５）。
【００７０】
また、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの計算部１４４は、パラメータ取得部１４２により取得されたパラメータを用いて、配下の各二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２３）。そして、干渉制御部１４６は、計算部１４４により計算された各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置３０ａへ通知する（ステップＳ２６）。
【００７１】
通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａの近隣検出部１７４は、これら通信制御装置３０ｂから通知されたカバレッジ情報を用いて、二次システムの各組合せについて互いの干渉の可能性を判定し、近隣システムを検出する（ステップＳ３０）。そして、近隣検出部１７４は、検出された近隣システムの組合せを記述した近隣システムリストを、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ提供する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。
【００７２】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの干渉制御部１４６は、互いに干渉する可能性のある二次システムが存在することを近隣システムリストが示している場合に、干渉を抑制するための交渉を行う（ステップＳ５０）。そして、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂの一方又は双方は、交渉の結果を各二次システムの構成に反映させるために、システムの構成又は再構成を二次利用ノード４０に指示する（ステップＳ６１、Ｓ６２）。
【００７３】
なお、図１４に示した通信制御処理の流れは一例に過ぎない。即ち、通信制御処理を構成する各処理ステップは、例示された順序とは異なる順序で実行されてもよい。また、図１４に示されていない処理ステップが追加的に実行され、又は一部の処理ステップの実行が省略されてもよい。
【００７４】
＜４．変形例＞
［４−１．第１の変形例］
上述した実施形態では、二次システムの全ての組合せについて、ＣＤＩＳが干渉の可能性を判定する例を説明した。しかしながら、例えば、ＣＭが、当該ＣＭの配下の二次システムの各組合せについてカバレッジ情報を用いて干渉の可能性を判定し、ＣＭ内近隣システムを検出してもよい（即ち、通信制御装置３０ｂもまた近隣検出部を備えてよい）。その場合には、ＣＤＩＳは、ＣＭをまたがる二次システムの組合せについてのみ干渉の可能性を判定し、ＣＭ間近隣システムを検出する。それにより、ＣＭ内近隣システムの検出処理が複数のＣＭに分散されるため、ＣＤＩＳに掛かる負荷をより一層軽減することができる。
【００７５】
図１５は、そのような第１の変形例に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１５を参照すると、まず、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１１）。同様に、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄもまた、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１２）。
【００７６】
次に、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１３）。同様に、二次利用ノード４０ｂ及び４０ｃは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。
【００７７】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、取得したパラメータを用いて配下の各二次システムのカバレッジを計算し（ステップＳ２１）、ＣＭ＃Ａに属する二次システムを対象として、ＣＭ内近隣システムを検出する（ステップＳ２２）。同様に、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、取得したパラメータを用いて配下の各二次システムのカバレッジを計算し（ステップＳ２３）、ＣＭ＃Ｂに属する二次システムを対象として、ＣＭ内近隣システムを検出する（ステップＳ２４）。
【００７８】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置３０ａへ通知する（ステップＳ２５）。通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂもまた、各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置３０ａへ通知する（ステップＳ２６）。
【００７９】
通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、これら通信制御装置３０ｂから通知されたカバレッジ情報を用いて、ＣＭ＃ＡとＣＭ＃Ｂとをまたがる二次システムを対象として、ＣＭ間近隣システムを検出する（ステップＳ３１）。そして、通信制御装置（ＣＤＩＳ）３０ａは、検出されたＣＭ間近隣システムの組合せを記述した近隣システムリストを、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ提供する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。その後の処理の流れは、図１４に示した通信制御処理と同様であってよい。
【００８０】
［４−２．第２の変形例］
ここまで、ＣＭが配置される装置とは異なる装置にＣＤＩＳが配置される例について主に説明した。しかしながら、ＣＭが配置される複数の装置のうちの１つにＣＤＩＳが配置されてもよい。また、本明細書で開示した技術は、ＩＥＥＥ８０２．１９以外の仕様（例えば、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）のＲＲＳ（Reconfigurable Radio Systems）など）に基づく共存システムにも適用可能である。その場合にも、複数の二次システムの間の干渉の可能性を判定して近隣システムを検出する検出ノードとは別に、各二次システムから収集されるパラメータを用いて各二次システムのカバレッジを計算する論理的なノードが設けられる。そして、カバレッジを計算するノードから検出ノードへ、カバレッジ情報が通知される。
【００８１】
図１６は、そのような第２の変形例に係る近隣検出のための通信制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１６を参照すると、まず、複数の通信制御装置３０ｂの中から、近隣検出を行う検出ノードが予め選択される（ステップＳ１０）。検出ノードは、例えば、各通信制御装置３０ｂの性能、ケイパビリティ、空きリソースの容量又は配下の二次システムの少なさなどの観点から選択されてよい。図１６の例では、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂが検出ノードとして選択されたものとする。
【００８２】
二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１１）。同様に、二次利用ノード４０ｃ及び４０ｄもまた、各二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータをそれぞれ収集する（ステップＳ１２）。
【００８３】
次に、二次利用ノード４０ａ、４０ｂ及び４０ｅは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１３）。同様に、二次利用ノード４０ｂ及び４０ｃは、収集したパラメータを含むパラメータリストをそれぞれ通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ送信する（ステップＳ１４）。
【００８４】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、取得したパラメータを用いて配下の各二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２１）。そして、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂは、計算した各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂへ通知する（ステップＳ２７）。一方、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂもまた、取得したパラメータを用いて配下の各二次システムのカバレッジを計算する（ステップＳ２３）。
【００８５】
次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂから通知されたカバレッジ情報及び自ら生成したカバレッジ情報を用いて、二次システムの各組合せについて互いの干渉の可能性を判定し、近隣システムを検出する（ステップＳ３０）。そして、通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、検出された近隣システムの組合せを記述した近隣システムリストを、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂへ提供する（ステップＳ４１）。次に、通信制御装置（ＣＭ＃Ａ）３０ｂ及び通信制御装置（ＣＭ＃Ｂ）３０ｂは、互いに干渉する可能性のある二次システムが存在する場合に、干渉を抑制するための交渉を行う（ステップＳ５０）。その後の処理の流れは、図１４に示した通信制御処理と同様であってよい。
【００８６】
＜５．まとめ＞
ここまで、図１〜図１６を用いて、一実施形態及びその変形例について詳細に説明した。本明細書で開示した技術によれば、ＣＭとしての機能を有する通信制御装置において、二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを用いて各二次システムのカバレッジが計算され、計算された各二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報が近隣検出を行う検出ノードへ通知される。従って、データ量の多いカバレッジ計算用のパラメータが検出ノードへ送信されないため、ネットワーク上のトラフィックの負荷が軽減される。また、検出ノードにおいて多くの二次システムのカバレッジを計算しなくてよいため、検出ノードの計算処理の負荷も軽減される。従って、負荷の集中が回避されることで、複数の二次システムを円滑に運用することが可能となる。また、上述した実施形態によれば、複数の事業者によって様々な二次システムが運用される場合にも、各事業者は、システムの詳細なパラメータを検出ノードを有する事業者に公開しなくてよい。そのため、複数の事業者により運用されるシステムの円滑な共存も可能となる。
【００８７】
なお、本明細書において説明した各装置による一連の制御処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、実行時にＲＡＭ（Random Access Memory）に読み込まれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサにより実行される。
【００８８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本技術はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、
を備える通信制御装置。
（２）
前記カバレッジ情報は、複数の地理的な区画の各々が前記カバレッジに属するか否かを示すマップ情報である、前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
前記カバレッジ情報は、前記カバレッジの基準位置と径とを示す情報である、前記（１）に記載の通信制御装置。
（４）
前記パラメータは、前記二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも１つを示す、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（５）
前記干渉制御部は、他の通信制御装置により制御される近隣の二次システムが前記検出ノードにより検出されると、当該他の通信制御装置との間で二次システム間の干渉を抑制するための交渉を行う、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（６）
前記干渉制御部は、前記交渉によって、前記二次システム又は前記近隣の二次システムの利用チャネル、無線アクセス方式及び最大送信電力のうち少なくとも１つを調整する、前記（５）に記載の通信制御装置。
（７）
前記通信制御装置は、自装置に属する複数の二次システムから近隣の二次システムを検出する近隣検出部、をさらに備え、
前記検出ノードは、異なる通信制御装置に属する近隣の二次システムを検出する、
前記（１）〜（６）に記載の通信制御装置。
（８）
前記検出ノードは、１つ以上の二次システムのカバレッジを計算する機能をそれぞれ有する複数の通信制御装置のうちの１つである、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（９）
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードにおける通信制御方法であって、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータ取得するステップと、
取得された前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算するステップと、
計算された前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知するステップと、
を含む通信制御方法。
（１０）
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードと、
前記二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードと、
前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードと、
を含み、
前記制御ノードは、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部、及び
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を前記検出ノードへ通知する干渉制御部、
を備える、
通信制御システム。
【符号の説明】
【００９０】
３０ａ 検出ノード
３０ｂ 通信制御装置（制御ノード）
４０ 二次利用ノード
１４２ パラメータ取得部
１４４ 計算部
１４６ 干渉制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、
を備える通信制御装置。
【請求項２】
前記カバレッジ情報は、複数の地理的な区画の各々が前記カバレッジに属するか否かを示すマップ情報である、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項３】
前記カバレッジ情報は、前記カバレッジの基準位置と径とを示す情報である、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項４】
前記パラメータは、前記二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも１つを示す、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項５】
前記干渉制御部は、他の通信制御装置により制御される近隣の二次システムが前記検出ノードにより検出されると、当該他の通信制御装置との間で二次システム間の干渉を抑制するための交渉を行う、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項６】
前記干渉制御部は、前記交渉によって、前記二次システム又は前記近隣の二次システムの利用チャネル、無線アクセス方式及び最大送信電力のうち少なくとも１つを調整する、請求項５に記載の通信制御装置。
【請求項７】
前記通信制御装置は、自装置に属する複数の二次システムから近隣の二次システムを検出する近隣検出部、をさらに備え、
前記検出ノードは、異なる通信制御装置に属する近隣の二次システムを検出する、
請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項８】
前記検出ノードは、１つ以上の二次システムのカバレッジを計算する機能をそれぞれ有する複数の通信制御装置のうちの１つである、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項９】
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードにおける通信制御方法であって、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータ取得するステップと、
取得された前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算するステップと、
計算された前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知するステップと、
を含む通信制御方法。
【請求項１０】
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードと、
前記二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードと、
前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードと、
を含み、
前記制御ノードは、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部、及び
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を前記検出ノードへ通知する干渉制御部、
を備える、
通信制御システム。
【請求項１】
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部と、
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知する干渉制御部と、
を備える通信制御装置。
【請求項２】
前記カバレッジ情報は、複数の地理的な区画の各々が前記カバレッジに属するか否かを示すマップ情報である、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項３】
前記カバレッジ情報は、前記カバレッジの基準位置と径とを示す情報である、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項４】
前記パラメータは、前記二次利用ノードの位置、アンテナ高さ、最大送信電力、アンテナ利得及び最小受信感度のうち少なくとも１つを示す、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項５】
前記干渉制御部は、他の通信制御装置により制御される近隣の二次システムが前記検出ノードにより検出されると、当該他の通信制御装置との間で二次システム間の干渉を抑制するための交渉を行う、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項６】
前記干渉制御部は、前記交渉によって、前記二次システム又は前記近隣の二次システムの利用チャネル、無線アクセス方式及び最大送信電力のうち少なくとも１つを調整する、請求項５に記載の通信制御装置。
【請求項７】
前記通信制御装置は、自装置に属する複数の二次システムから近隣の二次システムを検出する近隣検出部、をさらに備え、
前記検出ノードは、異なる通信制御装置に属する近隣の二次システムを検出する、
請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項８】
前記検出ノードは、１つ以上の二次システムのカバレッジを計算する機能をそれぞれ有する複数の通信制御装置のうちの１つである、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項９】
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードにおける通信制御方法であって、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータ取得するステップと、
取得された前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算するステップと、
計算された前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を、前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードへ通知するステップと、
を含む通信制御方法。
【請求項１０】
一次システムに割り当てられた周波数チャネル上で二次システムを運用する二次利用ノードと、
前記二次利用ノードによる通信を制御する制御ノードと、
前記二次システムの近隣の二次システムを検出する検出ノードと、
を含み、
前記制御ノードは、
前記二次利用ノードから、前記二次システムのカバレッジを計算するためのパラメータを取得するパラメータ取得部、
前記パラメータ取得部により取得される前記パラメータを用いて、前記二次システムのカバレッジを計算する計算部、及び
前記計算部により計算される前記二次システムのカバレッジを表すカバレッジ情報を前記検出ノードへ通知する干渉制御部、
を備える、
通信制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２１３０７１（Ｐ２０１２−２１３０７１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８０７３（Ｐ２０１１−７８０７３）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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