ＴＶＷＳチャネルの割り当て方法
【課題】ＴＶＷＳとの間で通信可能なイネーブラーが非実装である第１モードデバイスにおいてＴＶＷＳチャネルを効率的かつ確実に割り当てる。
【解決手段】第１モードデバイス３１が通信イネーブラーからイネーブル信号を受信した場合には、第１モードデバイス３１において非イネーブル状態からイネーブルセットアップ完了状態へと移行するとともに、通信イネーブラーに対してイネーブル要求を行い、通信イネーブラーが第１モードデバイス３１から上記イネーブル要求を受けた場合には、イネーブル応答を返信するとともに、ＴＶＷＳデータベース２から受信した空き情報が記述されたビーコンフレームを第１モードデバイス３１へ送信し、第１モードデバイス３１がビーコンフレームを受信し、かつ待受期間内において通信イネーブラーから接続確認信号を受信した場合には、イネーブル状態を維持して空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルに基づいて無線通信を行う。
【解決手段】第１モードデバイス３１が通信イネーブラーからイネーブル信号を受信した場合には、第１モードデバイス３１において非イネーブル状態からイネーブルセットアップ完了状態へと移行するとともに、通信イネーブラーに対してイネーブル要求を行い、通信イネーブラーが第１モードデバイス３１から上記イネーブル要求を受けた場合には、イネーブル応答を返信するとともに、ＴＶＷＳデータベース２から受信した空き情報が記述されたビーコンフレームを第１モードデバイス３１へ送信し、第１モードデバイス３１がビーコンフレームを受信し、かつ待受期間内において通信イネーブラーから接続確認信号を受信した場合には、イネーブル状態を維持して空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルに基づいて無線通信を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装であるデバイスにおいてもＴＶＷＳチャネルを割り当てる上で好適なＴＶＷＳチャネルの割り当て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、ある程度の周波数が開放されてそれらの周波数帯域が移動通信に使用されるようになっている。特に、新しい通信サービスや様々なアプリケーションが次々に実用化されている昨今において、この無線帯域の割り当ては細分化され、複雑なものとなっている。このようにして割り当てられた各通信サービスが無線帯域において混在している中で、更に新たな通信サービスをこの無線帯域に割り当てるのは徐々に困難になりつつある。
【０００３】
このため、近年において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、ＩＥＥＥ８０２標準がＴＶＷＳにおいて共存するための手法の標準化も進められている（例えば、非特許文献１参照。）。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。
【０００４】
実際にＴＶＷＳの周波数帯域を利用する場合には、いわゆるコグニティブ無線通信に基づいて、セカンダリネットワークは、プライマリネットワークであるＴＶ放送を行っていない時間や、利用していない周波数帯域を検出する。次に、セカンダリネットワークは、自システムに属するデバイスによる通信によりプライマリネットワークの各デバイスが通信を行う上で干渉を与えないか否かを確認し、問題ないと判断した場合には、上記検出した周波数帯域又は時間により無線通信を行うこととなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE 802.af"Part11:Wireless Medium Control(MAC) and Physical Layer (PHY) Specification for Wireless Local Area Networks (WLANs):Operation in the TV White Spaces
【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、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。このうち固定デバイスと、第２モードデバイスは、それぞれＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装されているため、当該通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベースに直接アクセスし、空きチャネルに関する情報を取得することができる。これに対して、第１モードデバイスは、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装である。このため、この第１モードデバイスは、実際にＴＶＷＳデータベースとの間で空きチャネルに関する情報のやりとりを行うためには、先ずは周囲にある固定デバイス又は第２モードデバイスにアクセスし、それらに実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベースへとアクセスする必要があるが、これらを効率的かつ確実に実現する方法が従来においては未だ提案されていなかった。
【０００７】
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、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装である第１モードデバイスにおいてＴＶＷＳチャネルを効率的かつ確実に割り当てることが可能なＴＶＷＳチャネルの割り当て方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された第２モードデバイス又は固定デバイスと、上記通信イネーブラーが非実装であるため当初は非イネーブル状態にある第１モードデバイスとを有する無線通信システムにおけるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、上記第１モードデバイスが上記通信イネーブラーからイネーブル信号を受信した場合には、上記第１モードデバイスにおいて非イネーブル状態からイネーブルセットアップ完了状態へと移行するとともに、上記通信イネーブラーに対してイネーブル要求を行い、上記通信イネーブラーが上記第１モードデバイスから上記イネーブル要求を受けた場合には、イネーブル応答を返信するとともに上記イネーブルセットアップ完了状態からイネーブル状態へと移行し、上記ＴＶＷＳデータベースから受信した上記空き情報が記述されたビーコンフレームを上記第１モードデバイスへ送信し、上記第１モードデバイスが上記ビーコンフレームを受信した場合には、待受期間を設定し、上記待受期間内において上記通信イネーブラーから接続確認信号を受信した場合には、上記イネーブル状態を維持して上記空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルに基づいて無線通信を行い、上記待受期間内において上記通信イネーブラーから接続確認信号を受信しなかった場合、又は上記イネーブル状態を解除する旨のイネーブル解除要求を受信した場合には、上記非イネーブル状態へ戻ることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、請求項１記載の発明において、上記イネーブルセットアップ完了状態において上記第１モードデバイスが上記ビーコンフレームを受信しなかった場合、又は上記イネーブル解除要求を受信した場合には、上記非イネーブル状態へ戻ることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、請求項１又は２記載の発明において、ペイロードには、これ以降に記述される各情報要素（ＩＥ）に関する制御情報が含まれるＩＥ（Information Elements）制御情報領域、少なくともＴＶＷＳにおける周波数チャネルのリスト、またこれらのうちイネーブル処理を通じて使用可能なチャネルのリストが記述される周波数チャネル情報領域、有効なチャネルの時間帯に関する情報が記述されるタイミング情報領域、チャネルが有効である位置に関する情報が記述される位置情報領域をそれぞれ含むビーコンフレームを送信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、自らの位置情報が未知であり、通信イネーブラーが実装されていない第１モードデバイスであっても、固定デバイス又は第２モードデバイスに実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベースへとアクセスすることができ、そこから、ＴＶチャネルに関する空き情報を取得することができる。このため、第１モードデバイスは、通信イネーブラーを介して取得した空き情報から、現時点において空いているＴＶチャネルを容易に確認することができ、その空いているチャネル、時間帯、位置を選択して通信を開始することが可能となる。
【００１２】
このため、本発明では、特にＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装である第１モードデバイスにおいても、ＴＶＷＳチャネルを効率的かつ確実に割り当てることが可能となる。その結果、通信開始までの時間を浪費することもなくなり、また周波数リソースの無駄を省くことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用したＴＶ帯域へのチャネル割り当てシステムの構成例を示す図である。
【図２】第１モードデバイスにおける３つのステートメントの遷移について示す図である。
【図３】第１モードデバイスにおける状態遷移を示すフローチャートである。
【図４】ステップＳ２１において送信されるビーコンフレームの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した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。
【００１５】
図１は、本発明を適用した、ＴＶＷＳ（TV White Space）におけるＴＶ帯域へのチャネル割り当てシステム１の構成例を示している。このチャネル割り当てシステム１は、ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベース２と、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された固定デバイス３２及び第２モードデバイス３３と、通信イネーブラーが非実装であるため当初は非イネーブル状態にある第１モードデバイス３１とを有する無線通信ネットワーク３と、公衆通信網２５とを備えている。ちなみに、これら固定デバイス３２、第２モードデバイス３３は何れか一方のみが設けられていればよい。
【００１６】
この無線通信ネットワーク３は、例えば、ＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）やＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）の無線通信規格に基づき無線通信を行う。本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４標準のＷＰＡＮに基づき無線通信を行う無線通信ネットワーク３に対して、特に好適に用いられる。この無線通信ネットワーク３内にある第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３が、現時点において使用していないＴＶ帯域を選択的に利用することにより、当該ネットワーク内においてＴＶ帯域を用いた無線通信をも行うことが可能となる。
【００１７】
第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３は、例えばパーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）や、携帯電話、更には高機能携帯電話等を初めとした各種携帯情報端末等で構成される。第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３は、少なくともＷＰＡＮやＷＬＡＮ等の規格に基づき、無線通信ネットワーク３内において時分割で互いにアドホックな無線通信を直接的に行うこともでき、また固定デバイス３２を介して間接的な無線通信を互いに行うことも可能となる。なお、この第２モードデバイス３３には、図示しない通信イネーブラーが実装されている。この図示しない通信イネーブラーは、第２モードデバイス３１とＴＶＷＳデータベース２との間で公衆通信網２５を介した通信を実現する上での翻訳手段としての役割を担う。図示しない通信イネーブラーは、第２モードデバイス３１と、ＴＶＷＳデータベース２との間における通信を中継する。
【００１８】
これに対して、第１モードデバイス３１は、このような通信イネーブラーが実装されていない。このため、第１モードデバイス３１は、実際にＴＶＷＳデータベース２との間で空きチャネルに関する情報のやりとりを行うためには、先ずは周囲にある固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３にアクセスし、それらに実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２へとアクセスする必要がある。
【００１９】
固定デバイス３２は、無線通信ネットワーク３内において存在する固定型のデバイスであり、例えばデスクトップＰＣで構成される。また、この固定デバイス３２は、第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３による無線アクセスポイントの役割を果たし、また公衆通信網２５間とのインターフェースの役割を担うように設定されていてもよい。第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３は、自ら図示しない他のアクセスポイントを介して公衆通信網２５との間でデータ通信を行うことも可能である他、この固定デバイス３２を介して公衆通信網２５との間でデータ通信を行うことも可能である。また、この固定デバイス３２には、図示しない通信イネーブラーが実装されている。この図示しない通信イネーブラーは、固定デバイス３２とＴＶＷＳデータベース２との間で公衆通信網２５を介した通信を実現する上での翻訳手段としての役割を担う。図示しない通信イネーブラーは、固定デバイス３２と、ＴＶＷＳデータベース２との間における通信を中継する。
【００２０】
また公衆通信網２５は、ＴＶＷＳデータベース２と無線通信ネットワーク３とを電話回線を介して接続されるインターネット網を始め、ＴＡ／モデムと接続されるＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）／Ｂ（broadband）−ＩＳＤＮ等のように、情報の双方向送受信を可能としたネットワーク等である。
【００２１】
また、ＴＶＷＳデータベース２は、ＴＶＷＳの各チャネルにおける空き情報が記録されたデータベースである。即ち、例えばテレビシステムが現在使用している周波数チャネルの状況が分かれば、現時点において空いているチャネルに関する情報（以下、チャネル空き情報という。）も同時に知ることができる。ＴＶＷＳデータベース２には、かかるチャネル空き情報として、各チャネルにおけるチャネル空き時間毎及びチャネル空き位置等が記録される。このようなＴＶＷＳデータベース２にアクセスすることにより、現時点においてどのＴＶＷＳのチャネルを、どの位置においていかなる時間において使用することが可能であるかを判別することができる。
【００２２】
上述の如き構成からなる本発明では、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３は、それぞれ通信イネーブラーが実装されていることから、公衆通信網２５を介してＴＶＷＳデータベース２へと直接アクセスすることが可能となり、ここからＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を取得することが可能となる。その結果、これら公衆通信網２５を介してＴＶＷＳデータベース２は、ＴＶ放送において使用されていない時間帯、チャネル、位置において当該ＴＶ帯域の周波数で通信を行うことが可能となる。
【００２３】
これに対して、通信イネーブラーが実装されていない第１モードデバイス３１は、上述したように固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２へとアクセスする必要がある。
【００２４】
以下、この第１モードデバイス３１と固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを使用したＴＶＷＳチャネルの割り当て方法について詳細に説明をする。
【００２５】
図２は、第１モードデバイス３１における３つのステートメントの遷移について示している。第１モードデバイス３１は、大きく分類して、非イネーブル状態、イネーブルセットアップ完了状態、イネーブル状態の３つに分類することが可能となる。ここでいう非イネーブル状態とは、第１モードデバイス３１が、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２と完全にアクセス不能である状態を示している。また、イネーブルセットアップ完了状態とは、第１モードデバイス３１が、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介して空き情報が記述されたビーコンフレームの待ち受け状態に入った状態を示している。また、イネーブル状態とは、第１モードデバイス３１が、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介して、ＴＶＷＳデータベース２と間接的にアクセス可能となった状態をいう。
【００２６】
先ず第１モードデバイス３１は、非イネーブル状態において、通信イネーブラーからのイネーブル信号を待ち受ける。そして、この第１モードデバイス３１は、この非イネーブル状態において通信イネーブラーからイネーブル信号を受信した場合には、イネーブルセットアップ完了状態へと移行する。ちなみに、このイネーブル信号は、ビーコンの中に含まれるものであってもよい。このイネーブルセットアップ完了状態において接続確認信号（Contact Verification 信号。以下ＣＶ信号という。）を受信できなかった場合、又はイネーブル解除要求を受信した場合には、再び非イネーブル状態へと戻る。これに対して、このイネーブルセットアップ完了状態において第１モードデバイス３１がイネーブル応答信号を受信した場合には、イネーブル状態へと移行する。
【００２７】
第１モードデバイス３１は、イネーブル状態へと移行した場合には、通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２へアクセスし、ＴＶ放送において使用されていない時間帯、チャネル、位置において当該ＴＶＷＳ帯域の周波数で通信を行うことが可能となる。このときＣＶ信号を受信し続けることにより、このイネーブル状態が維持されることなるが、このＣＶ信号を受信することができない場合、又はイネーブル解除要求を受信した場合には、再び非イネーブル状態へと戻ることとなる。
【００２８】
以下、この第１モードデバイス３１と、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーとの間における、これら状態遷移のフローについて説明をする。
【００２９】
図３は、これら状態遷移のプロセスを示すフローチャートである。これらのプロセスは、第１モードデバイス３１と、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラー３５との間で実行していくが、具体的には、第１モードデバイス３１におけるＭＬＭＥ（MAC Layer Management Entity）３１ａとＤＭＥ（ＤＭＥ：Device Management Entity）３１ｂ、並びに通信イネーブラー３５におけるＭＬＭＥ３５ａとＤＭＥ３５ｂを介して行われる。ＭＬＭＥ３１ａ、３５ａは、ＭＡＣ層に関する所定の動作を管理するためのものであり、ＤＭＥ３１ｂ、３５ｂは、それぞれデバイスやイネーブラー全体を管理するためのものである。
【００３０】
このフローの開始時点では、第１モードデバイス３１は、非イネーブル状態にあるものとしたとき、通信イネーブラー３５におけるＤＭＥ３５ｂは、先ずステップＳ１１において、イネーブル信号を送信するための開始要求をＭＬＭＥ３５ａに送信する。ＭＬＭＥ３５ａは、かかる開始要求を受けてイネーブル信号を第１のデバイス３１におけるＭＬＭＥ３１ａに送信する（ステップＳ１２）。また、ＭＬＭＥ３１ａは、このイネーブル信号を受信した場合には、その旨通知するための信号受信通知をＤＭＥ３１ｂへ送信する（ステップＳ１３）。このＤＭＥ３１ｂがかかる信号受信通知を受けた段階で、第１モードデバイス３１は、非イネーブル状態からイネーブルセットアップ完了状態へと移行する。
【００３１】
イネーブルセットアップ完了状態では、ちょうど点線で囲まれる範囲内の処理を実行することとなる。先ずＤＭＥ３１ｂからＭＬＭＥ３１ａにむけてイネーブル要求を通知する（ステップＳ１４）。またＭＬＭＥ３１ａは、かかるイネーブル要求を受けた場合に、イネーブル要求信号を生成して、これを通信イネーブラー３５におけるＭＬＭＥ３５ａへと送信する（ステップＳ１５）。ＭＬＭＥ３５ａは、このイネーブル要求信号を受信した場合に、当該イネーブル要求信号に基づくイネーブル要求指示をＤＭＥ３５ｂへ送信する（ステップＳ１６）。
【００３２】
次にＤＭＥ３５ｂは、イネーブル要求指示を受けて、これに対するイネーブル応答をＭＬＭＥ３５ａへと通知する（ステップＳ１７）。また、ＭＬＭＥ３５ａは、これを受けてイネーブル応答信号を第１モードデバイス３１におけるＭＬＭＥ３１ａへと送信する（ステップＳ１８）。当該イネーブル応答信号を受信した場合に、イネーブルセットアップ完了状態からイネーブル状態へと移行する。また、ＭＬＭＥ３１ａは、このイネーブル応答信号を受信した場合に、ＤＭＥ３１ｂに向けてイネーブル応答確認を通知する（ステップＳ１９）。
【００３３】
次にステップＳ２０において、通信イネーブラー３５におけるＤＭＥ３５ｂは、ビーコン送信要求をＭＬＭＥ３５ａへと通知する。ＭＬＭＥ３５ａは、かかるビーコン送信要求を受けて、ビーコンフレームを第１モードデバイス３３におけるＭＬＭＥ３１ａへと送信する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１におけるビーコンフレームの送信プロセスは、ステップＳ１２におけるイネーブル信号の送信プロセスと同一である。このため、ステップＳ２１はオプションとして、プロセス内に導入してもよいし、ステップＳ１２に含めることで省略するようにしてもよい。かかる場合には、ステップＳ２１におけるビーコンフレームは、ステップＳ１２におけるイネーブルフレームとして送られることとなる。
【００３４】
ちなみに、このビーコンフレームには、ＴＶＷＳデータベース２から受信した空き情報が記述されている。この空き情報は、上述したようにＴＶＷＳの各チャネルが空いている時間及び位置等で構成される。ＭＬＭＥ３１ａは、かかるビーコンフレームを受信した場合には、その旨の受信通知をＤＭＥ３１ｂへ送信する（ステップＳ２２）。ＤＭＥ３１ｂはかかる受信通知を受けて、上述したＴＶ帯域におけるチャネルの空き情報を得ることが可能となる。
【００３５】
ちなみにステップＳ２０〜Ｓ２２の処理を通じて第１モードデバイス３１がこのビーコンフレームを受信することができなかった場合、或いはイネーブル解除要求を受信した場合には、非イネーブル状態へと戻ることとなる。
【００３６】
イネーブル状態に移行したＤＭＥ３１ｂは、ステップＳ２３においてデータの要求を行う。ＭＬＭＥ３１ａは、かかるデータの要求を受けて、通信イネーブラー３５におけるＭＬＭＥ３５ａに対して要求フレームを送信する（ステップＳ２４）。この要求フレームを受信したＭＬＭＥ３５ａは、その旨の要求をＤＭＥ３５ｂへと送信する（ステップＳ２５）。
【００３７】
なお、この第１モードデバイス３１は、ステップＳ２１においてビーコンフレームを受信した際には、所定長さからなる待受期間を設定する。この待受期間は、通信イネーブラー３５から送信されてくるＣＶ信号を待ち受けるためのものである。
【００３８】
ＤＭＥ３５ｂは、上述したステップＳ２５におけるステップ要求通知を受けて、ＣＶ信号送信の指示をＭＬＭＥ３５ａへと送信する（ステップＳ２６）。ＭＬＭＥ３５ａは、かかるＣＶ信号送信指示を受けた場合に、ＣＶ信号を第１モードデバイス３１ｂへと送信する（ステップＳ２７）。ＭＬＭＥ３１ａは、このＣＶ信号を、待受期間内において捕捉することができた場合には、ステップＳ２８へ移行し、ＣＶ信号を受信することができた旨の通知をＤＭＥ３１ｂに対して行う（ステップＳ２８）。ＤＭＥ３１ｂは、当該通知を受信することにより、第１モードデバイス３１がＣＶ信号を受信することができた旨を識別することが可能となり、イネーブル状態を維持し続けることとなる。これに対して、このステップＳ２７においてＣＶ信号を待受期間内において受信することができなかった場合には、第１モードデバイス３１がＣＶ信号を受信することができなかった旨を識別することが可能となり、イネーブル状態を解除されて、非イネーブル状態に戻ることとなる。ちなみに、この待受期間において、上述したＣＶ信号以外のイネーブル解除要求を通知した場合においても同様に非イネーブル状態へと戻ることとなる。
【００３９】
上述したフローを通じて、自らの位置情報が未知であり、通信イネーブラーが実装されていない第１モードデバイス３１であっても、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２へとアクセスすることができ、そこから、ＴＶチャネルに関する空き情報を取得することができる。このため、第１モードデバイス３１は、通信イネーブラーを介して取得した空き情報から、現時点において空いているＴＶチャネルを容易に確認することができ、その空いているチャネル、時間帯、位置を選択して通信を開始することが可能となる。
【００４０】
このため、本発明では、特にＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装である第１モードデバイス３１においても、ＴＶＷＳチャネルを効率的かつ確実に割り当てることが可能となる。その結果、通信開始までの時間を浪費することもなくなり、また周波数リソースの無駄を省くことも可能となる。
【実施例１】
【００４１】
図４は、ステップＳ２１において送信されるビーコンフレームの例を示している。先頭に設けられるプリアンブル１１の後には、各種管理情報が書き込まれるヘッダ１２が続き、更に実データが書き込まれるペイロード１３が設けられている。
【００４２】
ペイロード１３には、ＩＥ（Information Elements）制御情報領域１４、周波数チャネル情報領域１５、タイミング情報領域１６、位置情報領域１７、出力制御情報領域１８がそれぞれ書き込まれている。ＩＥ制御情報領域１４には、これ以降に記述される各情報要素（ＩＥ）に関する制御情報が含まれる。周波数チャネル情報領域１５は、ＴＶＷＳにおける周波数チャネルのリスト、またこれらのうちイネーブル処理を通じて使用可能なチャネルのリスト等が記述される。また、タイミング情報領域１６には、有効なチャネルのうち、具体的にいかなる時間帯において有効であるのか記述されている。また位置情報領域１７には、第１モードデバイス３１が容易に有効なチャネルに切り替えることができるように、チャネルが有効である位置に関する情報が記述されている。また、出力制御情報領域１８には、ＴＶシステムとの間でよりよい共存を目指す観点から提案された動作出力に関する情報が記述される。
【００４３】
このような第１モードデバイス３１は、上述の如き構成からなるビーコンフレームを取得することにより、現時点において空いているＴＶチャネルを容易に確認することができ、その空いているチャネル、時間帯、位置を選択して通信を開始することが可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１ チャネル割り当てシステム
２ ＴＶＷＳデータベース
３ 無線通信ネットワーク
１１ プリアンブル
１２ ヘッダ
１３ ペイロード
１４ 制御情報領域
１５ 周波数チャネル情報領域
１６ タイミング情報領域
１７ 位置情報領域
１８ 出力制御情報領域
２５ 公衆通信網
３１ 第１モードデバイス
３２ 固定デバイス
３３ 第２モードデバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装であるデバイスにおいてもＴＶＷＳチャネルを割り当てる上で好適なＴＶＷＳチャネルの割り当て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、ある程度の周波数が開放されてそれらの周波数帯域が移動通信に使用されるようになっている。特に、新しい通信サービスや様々なアプリケーションが次々に実用化されている昨今において、この無線帯域の割り当ては細分化され、複雑なものとなっている。このようにして割り当てられた各通信サービスが無線帯域において混在している中で、更に新たな通信サービスをこの無線帯域に割り当てるのは徐々に困難になりつつある。
【０００３】
このため、近年において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、ＩＥＥＥ８０２標準がＴＶＷＳにおいて共存するための手法の標準化も進められている（例えば、非特許文献１参照。）。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。
【０００４】
実際にＴＶＷＳの周波数帯域を利用する場合には、いわゆるコグニティブ無線通信に基づいて、セカンダリネットワークは、プライマリネットワークであるＴＶ放送を行っていない時間や、利用していない周波数帯域を検出する。次に、セカンダリネットワークは、自システムに属するデバイスによる通信によりプライマリネットワークの各デバイスが通信を行う上で干渉を与えないか否かを確認し、問題ないと判断した場合には、上記検出した周波数帯域又は時間により無線通信を行うこととなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE 802.af"Part11:Wireless Medium Control(MAC) and Physical Layer (PHY) Specification for Wireless Local Area Networks (WLANs):Operation in the TV White Spaces
【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、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。このうち固定デバイスと、第２モードデバイスは、それぞれＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装されているため、当該通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベースに直接アクセスし、空きチャネルに関する情報を取得することができる。これに対して、第１モードデバイスは、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装である。このため、この第１モードデバイスは、実際にＴＶＷＳデータベースとの間で空きチャネルに関する情報のやりとりを行うためには、先ずは周囲にある固定デバイス又は第２モードデバイスにアクセスし、それらに実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベースへとアクセスする必要があるが、これらを効率的かつ確実に実現する方法が従来においては未だ提案されていなかった。
【０００７】
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、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装である第１モードデバイスにおいてＴＶＷＳチャネルを効率的かつ確実に割り当てることが可能なＴＶＷＳチャネルの割り当て方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された第２モードデバイス又は固定デバイスと、上記通信イネーブラーが非実装であるため当初は非イネーブル状態にある第１モードデバイスとを有する無線通信システムにおけるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、上記第１モードデバイスが上記通信イネーブラーからイネーブル信号を受信した場合には、上記第１モードデバイスにおいて非イネーブル状態からイネーブルセットアップ完了状態へと移行するとともに、上記通信イネーブラーに対してイネーブル要求を行い、上記通信イネーブラーが上記第１モードデバイスから上記イネーブル要求を受けた場合には、イネーブル応答を返信するとともに上記イネーブルセットアップ完了状態からイネーブル状態へと移行し、上記ＴＶＷＳデータベースから受信した上記空き情報が記述されたビーコンフレームを上記第１モードデバイスへ送信し、上記第１モードデバイスが上記ビーコンフレームを受信した場合には、待受期間を設定し、上記待受期間内において上記通信イネーブラーから接続確認信号を受信した場合には、上記イネーブル状態を維持して上記空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルに基づいて無線通信を行い、上記待受期間内において上記通信イネーブラーから接続確認信号を受信しなかった場合、又は上記イネーブル状態を解除する旨のイネーブル解除要求を受信した場合には、上記非イネーブル状態へ戻ることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、請求項１記載の発明において、上記イネーブルセットアップ完了状態において上記第１モードデバイスが上記ビーコンフレームを受信しなかった場合、又は上記イネーブル解除要求を受信した場合には、上記非イネーブル状態へ戻ることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法は、請求項１又は２記載の発明において、ペイロードには、これ以降に記述される各情報要素（ＩＥ）に関する制御情報が含まれるＩＥ（Information Elements）制御情報領域、少なくともＴＶＷＳにおける周波数チャネルのリスト、またこれらのうちイネーブル処理を通じて使用可能なチャネルのリストが記述される周波数チャネル情報領域、有効なチャネルの時間帯に関する情報が記述されるタイミング情報領域、チャネルが有効である位置に関する情報が記述される位置情報領域をそれぞれ含むビーコンフレームを送信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、自らの位置情報が未知であり、通信イネーブラーが実装されていない第１モードデバイスであっても、固定デバイス又は第２モードデバイスに実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベースへとアクセスすることができ、そこから、ＴＶチャネルに関する空き情報を取得することができる。このため、第１モードデバイスは、通信イネーブラーを介して取得した空き情報から、現時点において空いているＴＶチャネルを容易に確認することができ、その空いているチャネル、時間帯、位置を選択して通信を開始することが可能となる。
【００１２】
このため、本発明では、特にＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装である第１モードデバイスにおいても、ＴＶＷＳチャネルを効率的かつ確実に割り当てることが可能となる。その結果、通信開始までの時間を浪費することもなくなり、また周波数リソースの無駄を省くことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用したＴＶ帯域へのチャネル割り当てシステムの構成例を示す図である。
【図２】第１モードデバイスにおける３つのステートメントの遷移について示す図である。
【図３】第１モードデバイスにおける状態遷移を示すフローチャートである。
【図４】ステップＳ２１において送信されるビーコンフレームの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した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。
【００１５】
図１は、本発明を適用した、ＴＶＷＳ（TV White Space）におけるＴＶ帯域へのチャネル割り当てシステム１の構成例を示している。このチャネル割り当てシステム１は、ＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベース２と、ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された固定デバイス３２及び第２モードデバイス３３と、通信イネーブラーが非実装であるため当初は非イネーブル状態にある第１モードデバイス３１とを有する無線通信ネットワーク３と、公衆通信網２５とを備えている。ちなみに、これら固定デバイス３２、第２モードデバイス３３は何れか一方のみが設けられていればよい。
【００１６】
この無線通信ネットワーク３は、例えば、ＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）やＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）の無線通信規格に基づき無線通信を行う。本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４標準のＷＰＡＮに基づき無線通信を行う無線通信ネットワーク３に対して、特に好適に用いられる。この無線通信ネットワーク３内にある第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３が、現時点において使用していないＴＶ帯域を選択的に利用することにより、当該ネットワーク内においてＴＶ帯域を用いた無線通信をも行うことが可能となる。
【００１７】
第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３は、例えばパーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）や、携帯電話、更には高機能携帯電話等を初めとした各種携帯情報端末等で構成される。第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３は、少なくともＷＰＡＮやＷＬＡＮ等の規格に基づき、無線通信ネットワーク３内において時分割で互いにアドホックな無線通信を直接的に行うこともでき、また固定デバイス３２を介して間接的な無線通信を互いに行うことも可能となる。なお、この第２モードデバイス３３には、図示しない通信イネーブラーが実装されている。この図示しない通信イネーブラーは、第２モードデバイス３１とＴＶＷＳデータベース２との間で公衆通信網２５を介した通信を実現する上での翻訳手段としての役割を担う。図示しない通信イネーブラーは、第２モードデバイス３１と、ＴＶＷＳデータベース２との間における通信を中継する。
【００１８】
これに対して、第１モードデバイス３１は、このような通信イネーブラーが実装されていない。このため、第１モードデバイス３１は、実際にＴＶＷＳデータベース２との間で空きチャネルに関する情報のやりとりを行うためには、先ずは周囲にある固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３にアクセスし、それらに実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２へとアクセスする必要がある。
【００１９】
固定デバイス３２は、無線通信ネットワーク３内において存在する固定型のデバイスであり、例えばデスクトップＰＣで構成される。また、この固定デバイス３２は、第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３による無線アクセスポイントの役割を果たし、また公衆通信網２５間とのインターフェースの役割を担うように設定されていてもよい。第１モードデバイス３１、第２モードデバイス３３は、自ら図示しない他のアクセスポイントを介して公衆通信網２５との間でデータ通信を行うことも可能である他、この固定デバイス３２を介して公衆通信網２５との間でデータ通信を行うことも可能である。また、この固定デバイス３２には、図示しない通信イネーブラーが実装されている。この図示しない通信イネーブラーは、固定デバイス３２とＴＶＷＳデータベース２との間で公衆通信網２５を介した通信を実現する上での翻訳手段としての役割を担う。図示しない通信イネーブラーは、固定デバイス３２と、ＴＶＷＳデータベース２との間における通信を中継する。
【００２０】
また公衆通信網２５は、ＴＶＷＳデータベース２と無線通信ネットワーク３とを電話回線を介して接続されるインターネット網を始め、ＴＡ／モデムと接続されるＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）／Ｂ（broadband）−ＩＳＤＮ等のように、情報の双方向送受信を可能としたネットワーク等である。
【００２１】
また、ＴＶＷＳデータベース２は、ＴＶＷＳの各チャネルにおける空き情報が記録されたデータベースである。即ち、例えばテレビシステムが現在使用している周波数チャネルの状況が分かれば、現時点において空いているチャネルに関する情報（以下、チャネル空き情報という。）も同時に知ることができる。ＴＶＷＳデータベース２には、かかるチャネル空き情報として、各チャネルにおけるチャネル空き時間毎及びチャネル空き位置等が記録される。このようなＴＶＷＳデータベース２にアクセスすることにより、現時点においてどのＴＶＷＳのチャネルを、どの位置においていかなる時間において使用することが可能であるかを判別することができる。
【００２２】
上述の如き構成からなる本発明では、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３は、それぞれ通信イネーブラーが実装されていることから、公衆通信網２５を介してＴＶＷＳデータベース２へと直接アクセスすることが可能となり、ここからＴＶＷＳの各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報を取得することが可能となる。その結果、これら公衆通信網２５を介してＴＶＷＳデータベース２は、ＴＶ放送において使用されていない時間帯、チャネル、位置において当該ＴＶ帯域の周波数で通信を行うことが可能となる。
【００２３】
これに対して、通信イネーブラーが実装されていない第１モードデバイス３１は、上述したように固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２へとアクセスする必要がある。
【００２４】
以下、この第１モードデバイス３１と固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを使用したＴＶＷＳチャネルの割り当て方法について詳細に説明をする。
【００２５】
図２は、第１モードデバイス３１における３つのステートメントの遷移について示している。第１モードデバイス３１は、大きく分類して、非イネーブル状態、イネーブルセットアップ完了状態、イネーブル状態の３つに分類することが可能となる。ここでいう非イネーブル状態とは、第１モードデバイス３１が、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２と完全にアクセス不能である状態を示している。また、イネーブルセットアップ完了状態とは、第１モードデバイス３１が、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介して空き情報が記述されたビーコンフレームの待ち受け状態に入った状態を示している。また、イネーブル状態とは、第１モードデバイス３１が、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介して、ＴＶＷＳデータベース２と間接的にアクセス可能となった状態をいう。
【００２６】
先ず第１モードデバイス３１は、非イネーブル状態において、通信イネーブラーからのイネーブル信号を待ち受ける。そして、この第１モードデバイス３１は、この非イネーブル状態において通信イネーブラーからイネーブル信号を受信した場合には、イネーブルセットアップ完了状態へと移行する。ちなみに、このイネーブル信号は、ビーコンの中に含まれるものであってもよい。このイネーブルセットアップ完了状態において接続確認信号（Contact Verification 信号。以下ＣＶ信号という。）を受信できなかった場合、又はイネーブル解除要求を受信した場合には、再び非イネーブル状態へと戻る。これに対して、このイネーブルセットアップ完了状態において第１モードデバイス３１がイネーブル応答信号を受信した場合には、イネーブル状態へと移行する。
【００２７】
第１モードデバイス３１は、イネーブル状態へと移行した場合には、通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２へアクセスし、ＴＶ放送において使用されていない時間帯、チャネル、位置において当該ＴＶＷＳ帯域の周波数で通信を行うことが可能となる。このときＣＶ信号を受信し続けることにより、このイネーブル状態が維持されることなるが、このＣＶ信号を受信することができない場合、又はイネーブル解除要求を受信した場合には、再び非イネーブル状態へと戻ることとなる。
【００２８】
以下、この第１モードデバイス３１と、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーとの間における、これら状態遷移のフローについて説明をする。
【００２９】
図３は、これら状態遷移のプロセスを示すフローチャートである。これらのプロセスは、第１モードデバイス３１と、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラー３５との間で実行していくが、具体的には、第１モードデバイス３１におけるＭＬＭＥ（MAC Layer Management Entity）３１ａとＤＭＥ（ＤＭＥ：Device Management Entity）３１ｂ、並びに通信イネーブラー３５におけるＭＬＭＥ３５ａとＤＭＥ３５ｂを介して行われる。ＭＬＭＥ３１ａ、３５ａは、ＭＡＣ層に関する所定の動作を管理するためのものであり、ＤＭＥ３１ｂ、３５ｂは、それぞれデバイスやイネーブラー全体を管理するためのものである。
【００３０】
このフローの開始時点では、第１モードデバイス３１は、非イネーブル状態にあるものとしたとき、通信イネーブラー３５におけるＤＭＥ３５ｂは、先ずステップＳ１１において、イネーブル信号を送信するための開始要求をＭＬＭＥ３５ａに送信する。ＭＬＭＥ３５ａは、かかる開始要求を受けてイネーブル信号を第１のデバイス３１におけるＭＬＭＥ３１ａに送信する（ステップＳ１２）。また、ＭＬＭＥ３１ａは、このイネーブル信号を受信した場合には、その旨通知するための信号受信通知をＤＭＥ３１ｂへ送信する（ステップＳ１３）。このＤＭＥ３１ｂがかかる信号受信通知を受けた段階で、第１モードデバイス３１は、非イネーブル状態からイネーブルセットアップ完了状態へと移行する。
【００３１】
イネーブルセットアップ完了状態では、ちょうど点線で囲まれる範囲内の処理を実行することとなる。先ずＤＭＥ３１ｂからＭＬＭＥ３１ａにむけてイネーブル要求を通知する（ステップＳ１４）。またＭＬＭＥ３１ａは、かかるイネーブル要求を受けた場合に、イネーブル要求信号を生成して、これを通信イネーブラー３５におけるＭＬＭＥ３５ａへと送信する（ステップＳ１５）。ＭＬＭＥ３５ａは、このイネーブル要求信号を受信した場合に、当該イネーブル要求信号に基づくイネーブル要求指示をＤＭＥ３５ｂへ送信する（ステップＳ１６）。
【００３２】
次にＤＭＥ３５ｂは、イネーブル要求指示を受けて、これに対するイネーブル応答をＭＬＭＥ３５ａへと通知する（ステップＳ１７）。また、ＭＬＭＥ３５ａは、これを受けてイネーブル応答信号を第１モードデバイス３１におけるＭＬＭＥ３１ａへと送信する（ステップＳ１８）。当該イネーブル応答信号を受信した場合に、イネーブルセットアップ完了状態からイネーブル状態へと移行する。また、ＭＬＭＥ３１ａは、このイネーブル応答信号を受信した場合に、ＤＭＥ３１ｂに向けてイネーブル応答確認を通知する（ステップＳ１９）。
【００３３】
次にステップＳ２０において、通信イネーブラー３５におけるＤＭＥ３５ｂは、ビーコン送信要求をＭＬＭＥ３５ａへと通知する。ＭＬＭＥ３５ａは、かかるビーコン送信要求を受けて、ビーコンフレームを第１モードデバイス３３におけるＭＬＭＥ３１ａへと送信する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１におけるビーコンフレームの送信プロセスは、ステップＳ１２におけるイネーブル信号の送信プロセスと同一である。このため、ステップＳ２１はオプションとして、プロセス内に導入してもよいし、ステップＳ１２に含めることで省略するようにしてもよい。かかる場合には、ステップＳ２１におけるビーコンフレームは、ステップＳ１２におけるイネーブルフレームとして送られることとなる。
【００３４】
ちなみに、このビーコンフレームには、ＴＶＷＳデータベース２から受信した空き情報が記述されている。この空き情報は、上述したようにＴＶＷＳの各チャネルが空いている時間及び位置等で構成される。ＭＬＭＥ３１ａは、かかるビーコンフレームを受信した場合には、その旨の受信通知をＤＭＥ３１ｂへ送信する（ステップＳ２２）。ＤＭＥ３１ｂはかかる受信通知を受けて、上述したＴＶ帯域におけるチャネルの空き情報を得ることが可能となる。
【００３５】
ちなみにステップＳ２０〜Ｓ２２の処理を通じて第１モードデバイス３１がこのビーコンフレームを受信することができなかった場合、或いはイネーブル解除要求を受信した場合には、非イネーブル状態へと戻ることとなる。
【００３６】
イネーブル状態に移行したＤＭＥ３１ｂは、ステップＳ２３においてデータの要求を行う。ＭＬＭＥ３１ａは、かかるデータの要求を受けて、通信イネーブラー３５におけるＭＬＭＥ３５ａに対して要求フレームを送信する（ステップＳ２４）。この要求フレームを受信したＭＬＭＥ３５ａは、その旨の要求をＤＭＥ３５ｂへと送信する（ステップＳ２５）。
【００３７】
なお、この第１モードデバイス３１は、ステップＳ２１においてビーコンフレームを受信した際には、所定長さからなる待受期間を設定する。この待受期間は、通信イネーブラー３５から送信されてくるＣＶ信号を待ち受けるためのものである。
【００３８】
ＤＭＥ３５ｂは、上述したステップＳ２５におけるステップ要求通知を受けて、ＣＶ信号送信の指示をＭＬＭＥ３５ａへと送信する（ステップＳ２６）。ＭＬＭＥ３５ａは、かかるＣＶ信号送信指示を受けた場合に、ＣＶ信号を第１モードデバイス３１ｂへと送信する（ステップＳ２７）。ＭＬＭＥ３１ａは、このＣＶ信号を、待受期間内において捕捉することができた場合には、ステップＳ２８へ移行し、ＣＶ信号を受信することができた旨の通知をＤＭＥ３１ｂに対して行う（ステップＳ２８）。ＤＭＥ３１ｂは、当該通知を受信することにより、第１モードデバイス３１がＣＶ信号を受信することができた旨を識別することが可能となり、イネーブル状態を維持し続けることとなる。これに対して、このステップＳ２７においてＣＶ信号を待受期間内において受信することができなかった場合には、第１モードデバイス３１がＣＶ信号を受信することができなかった旨を識別することが可能となり、イネーブル状態を解除されて、非イネーブル状態に戻ることとなる。ちなみに、この待受期間において、上述したＣＶ信号以外のイネーブル解除要求を通知した場合においても同様に非イネーブル状態へと戻ることとなる。
【００３９】
上述したフローを通じて、自らの位置情報が未知であり、通信イネーブラーが実装されていない第１モードデバイス３１であっても、固定デバイス３２又は第２モードデバイス３３に実装されている通信イネーブラーを介してＴＶＷＳデータベース２へとアクセスすることができ、そこから、ＴＶチャネルに関する空き情報を取得することができる。このため、第１モードデバイス３１は、通信イネーブラーを介して取得した空き情報から、現時点において空いているＴＶチャネルを容易に確認することができ、その空いているチャネル、時間帯、位置を選択して通信を開始することが可能となる。
【００４０】
このため、本発明では、特にＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが非実装である第１モードデバイス３１においても、ＴＶＷＳチャネルを効率的かつ確実に割り当てることが可能となる。その結果、通信開始までの時間を浪費することもなくなり、また周波数リソースの無駄を省くことも可能となる。
【実施例１】
【００４１】
図４は、ステップＳ２１において送信されるビーコンフレームの例を示している。先頭に設けられるプリアンブル１１の後には、各種管理情報が書き込まれるヘッダ１２が続き、更に実データが書き込まれるペイロード１３が設けられている。
【００４２】
ペイロード１３には、ＩＥ（Information Elements）制御情報領域１４、周波数チャネル情報領域１５、タイミング情報領域１６、位置情報領域１７、出力制御情報領域１８がそれぞれ書き込まれている。ＩＥ制御情報領域１４には、これ以降に記述される各情報要素（ＩＥ）に関する制御情報が含まれる。周波数チャネル情報領域１５は、ＴＶＷＳにおける周波数チャネルのリスト、またこれらのうちイネーブル処理を通じて使用可能なチャネルのリスト等が記述される。また、タイミング情報領域１６には、有効なチャネルのうち、具体的にいかなる時間帯において有効であるのか記述されている。また位置情報領域１７には、第１モードデバイス３１が容易に有効なチャネルに切り替えることができるように、チャネルが有効である位置に関する情報が記述されている。また、出力制御情報領域１８には、ＴＶシステムとの間でよりよい共存を目指す観点から提案された動作出力に関する情報が記述される。
【００４３】
このような第１モードデバイス３１は、上述の如き構成からなるビーコンフレームを取得することにより、現時点において空いているＴＶチャネルを容易に確認することができ、その空いているチャネル、時間帯、位置を選択して通信を開始することが可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１ チャネル割り当てシステム
２ ＴＶＷＳデータベース
３ 無線通信ネットワーク
１１ プリアンブル
１２ ヘッダ
１３ ペイロード
１４ 制御情報領域
１５ 周波数チャネル情報領域
１６ タイミング情報領域
１７ 位置情報領域
１８ 出力制御情報領域
２５ 公衆通信網
３１ 第１モードデバイス
３２ 固定デバイス
３３ 第２モードデバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された第２モードデバイス又は固定デバイスと、上記通信イネーブラーが非実装であるため当初は非イネーブル状態にある第１モードデバイスとを有する無線通信システムにおけるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、
上記第１モードデバイスが上記通信イネーブラーからイネーブル信号を受信した場合には、上記第１モードデバイスにおいて非イネーブル状態からイネーブルセットアップ完了状態へと移行するとともに、上記通信イネーブラーに対してイネーブル要求を行い、
上記通信イネーブラーが上記第１モードデバイスから上記イネーブル要求を受けた場合には、イネーブル応答を返信するとともに上記イネーブルセットアップ完了状態からイネーブル状態へと移行し、上記ＴＶＷＳデータベースから受信した上記空き情報が記述されたビーコンフレームを上記第１モードデバイスへ送信し、
上記第１モードデバイスが上記ビーコンフレームを受信した場合には、待受期間を設定し、上記待受期間内において上記通信イネーブラーから接続確認信号を受信した場合には、上記イネーブル状態を維持して上記空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルに基づいて無線通信を行い、上記待受期間内において上記通信イネーブラーから接続確認信号を受信しなかった場合、又は上記イネーブル状態を解除する旨のイネーブル解除要求を受信した場合には、上記非イネーブル状態へ戻ること
を特徴とするＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
【請求項２】
上記イネーブルセットアップ完了状態において上記第１モードデバイスが上記ビーコンフレームを受信しなかった場合、又は上記イネーブル解除要求を受信した場合には、上記非イネーブル状態へ戻ること
を特徴とする請求項１記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
【請求項３】
ペイロードには、これ以降に記述される各情報要素（ＩＥ）に関する制御情報が含まれるＩＥ（Information Elements）制御情報領域、少なくともＴＶＷＳにおける周波数チャネルのリスト、またこれらのうちイネーブル処理を通じて使用可能なチャネルのリストが記述される周波数チャネル情報領域、有効なチャネルの時間帯に関する情報が記述されるタイミング情報領域、チャネルが有効である位置に関する情報が記述される位置情報領域をそれぞれ含むビーコンフレームを送信すること
を特徴とする請求項１又は２記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
【請求項１】
ＴＶＷＳ（TV White Space）の各チャネルにおける時間毎及び位置毎の空き情報が記録されたＴＶＷＳデータベースと、上記ＴＶＷＳデータベースとの間で通信可能な通信イネーブラーが実装された第２モードデバイス又は固定デバイスと、上記通信イネーブラーが非実装であるため当初は非イネーブル状態にある第１モードデバイスとを有する無線通信システムにおけるＴＶＷＳチャネルの割り当て方法において、
上記第１モードデバイスが上記通信イネーブラーからイネーブル信号を受信した場合には、上記第１モードデバイスにおいて非イネーブル状態からイネーブルセットアップ完了状態へと移行するとともに、上記通信イネーブラーに対してイネーブル要求を行い、
上記通信イネーブラーが上記第１モードデバイスから上記イネーブル要求を受けた場合には、イネーブル応答を返信するとともに上記イネーブルセットアップ完了状態からイネーブル状態へと移行し、上記ＴＶＷＳデータベースから受信した上記空き情報が記述されたビーコンフレームを上記第１モードデバイスへ送信し、
上記第１モードデバイスが上記ビーコンフレームを受信した場合には、待受期間を設定し、上記待受期間内において上記通信イネーブラーから接続確認信号を受信した場合には、上記イネーブル状態を維持して上記空き情報に基づいてＴＶＷＳのチャネルに基づいて無線通信を行い、上記待受期間内において上記通信イネーブラーから接続確認信号を受信しなかった場合、又は上記イネーブル状態を解除する旨のイネーブル解除要求を受信した場合には、上記非イネーブル状態へ戻ること
を特徴とするＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
【請求項２】
上記イネーブルセットアップ完了状態において上記第１モードデバイスが上記ビーコンフレームを受信しなかった場合、又は上記イネーブル解除要求を受信した場合には、上記非イネーブル状態へ戻ること
を特徴とする請求項１記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
【請求項３】
ペイロードには、これ以降に記述される各情報要素（ＩＥ）に関する制御情報が含まれるＩＥ（Information Elements）制御情報領域、少なくともＴＶＷＳにおける周波数チャネルのリスト、またこれらのうちイネーブル処理を通じて使用可能なチャネルのリストが記述される周波数チャネル情報領域、有効なチャネルの時間帯に関する情報が記述されるタイミング情報領域、チャネルが有効である位置に関する情報が記述される位置情報領域をそれぞれ含むビーコンフレームを送信すること
を特徴とする請求項１又は２記載のＴＶＷＳチャネルの割り当て方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１０２３８２（Ｐ２０１３−１０２３８２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５６８０（Ｐ２０１１−２４５６８０）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【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２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【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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