(57)【要約】【課題】複数の無線システムが同一の周波数を共用するときに、干渉の影響が低減されるべき無線システムの送信局が移動する場合においても、当該送信局の移動に応じて干渉の影響を低減することを可能とする情報処理装置などを提供する。【解決手段】移動する第１の送信局に対する第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理装置であって、前記第１の送信局の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部によって検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測する位置予測部と、を備える情報処理装置。【選択図】図１
2020053943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する第１の送信局に対する第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理装置であって、
前記第１の送信局の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部によって検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測する位置予測部と、
を備える情報処理装置。
【請求項２】
さらに、
前記位置予測部によって予測された将来における前記第１の送信局の位置に基づいて、前記第２の送信局から前記第１の送信局への干渉電力を計算する干渉計算部と、
前記干渉計算部によって計算された前記干渉電力に基づいて、前記第２の送信局からの送信電力を制御する干渉制御部と、
を備える、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記位置予測部は、将来における前記第１の送信局の位置として、２以上の位置の候補を予測し、
前記干渉計算部は、前記位置予測部によって予測された前記２以上の位置の候補のそれぞれに基づいて、前記第２の送信局から前記第１の送信局への干渉電力を計算し、
前記干渉制御部は、前記２以上の位置の候補のうちの一つについて、前記干渉計算部によって計算された前記干渉電力に基づいて、前記第２の送信局からの送信電力を制御する、
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
移動する第１の送信局に対する第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理方法であって、
位置検出部が、前記第１の送信局の位置を検出し、
位置予測部が、前記位置検出部によって検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測する、
情報処理方法。
【請求項５】
移動する第１の送信局に対する第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の送信局の位置を検出するステップと、
検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測するステップと、
を実行させるプログラム。
【請求項６】
移動する第１の送信局と、第２の送信局と、前記第１の送信局に対する前記第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理装置とを含む無線システムであって、
前記情報処理装置は、
前記第１の送信局の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部によって検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測する位置予測部と、を備える、
無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、情報処理方法、プログラムおよび無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線システムが同一の周波数を共用する場合がある。このような場合、これら複数の無線システムでの干渉の問題を解消する必要がある。
【０００３】
特許文献１に記載された無線システムにおける周波数管理装置では、プライマリシステムとセカンダリシステムが同一の周波数を共用する場合に、セカンダリシステムの送信局の送信電力を調整する（特許文献１参照。）。これにより、プライマリシステムが提供する既存サービスにセカンダリシステムが影響を及ぼさないことが図られている。ここで、プライマリシステムは干渉を受けるシステム（被干渉システム）であるとし、セカンダリシステムは干渉を与えるシステム（与干渉システム）であるとしている。プライマリシステムに関する情報およびセカンダリシステムに関する情報などがデータベースに格納される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１６１２８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような周波数管理装置が用いられる場合、プライマリシステムの送信局が移動する構成では、周波数の利用状況が頻繁に更新されることに伴い、セカンダリシステムの送信局からの干渉電力および許容送信電力の計算が逐次必要となる。この際、プライマリシステムの送信局の移動時間よりも、その移動についての電力計算に時間がかかってしまう場合があった。この場合、セカンダリシステムの送信局の制御が間に合わず、セカンダリシステムがプライマリシステムへ干渉を与えてプライマリシステムのサービスに影響を及ぼす可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、複数の無線システムが同一の周波数を共用するときに、干渉の影響が低減されるべき無線システムの送信局が移動する場合においても、当該送信局の移動に応じて干渉の影響を低減することを可能とする情報処理装置、情報処理方法、プログラムおよび無線システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一構成例として、移動する第１の送信局に対する第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理装置であって、前記第１の送信局の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部によって検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測する位置予測部と、を備える情報処理装置である。
【０００８】
一構成例として、情報処理装置において、さらに、前記位置予測部によって予測された将来における前記第１の送信局の位置に基づいて、前記第２の送信局から前記第１の送信局への干渉電力を計算する干渉計算部と、前記干渉計算部によって計算された前記干渉電力に基づいて、前記第２の送信局からの送信電力を制御する干渉制御部と、を備える、構成であってもよい。
一構成例として、情報処理装置において、前記位置予測部は、将来における前記第１の送信局の位置として、２以上の位置の候補を予測し、前記干渉計算部は、前記位置予測部によって予測された前記２以上の位置の候補のそれぞれに基づいて、前記第２の送信局から前記第１の送信局への干渉電力を計算し、前記干渉制御部は、前記２以上の位置の候補のうちの一つについて、前記干渉計算部によって計算された前記干渉電力に基づいて、前記第２の送信局からの送信電力を制御する、構成であってもよい。
【０００９】
一構成例として、移動する第１の送信局に対する第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理方法であって、位置検出部が、前記第１の送信局の位置を検出し、位置予測部が、前記位置検出部によって検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測する、情報処理方法である。
一構成例として、移動する第１の送信局に対する第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理装置を構成するコンピュータに、前記第１の送信局の位置を検出するステップと、検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測するステップと、を実行させるプログラムである。
一構成例として、移動する第１の送信局と、第２の送信局と、前記第１の送信局に対する前記第２の送信局からの干渉電力を低減するために将来における前記第１の送信局の位置を予測する情報処理装置とを含む無線システムであって、前記情報処理装置は、前記第１の送信局の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部によって検出された前記位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における前記第１の送信局の位置を予測する位置予測部と、を備える、無線システムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の無線システムが同一の周波数を共用するときに、干渉の影響が低減されるべき無線システムの送信局が移動する場合においても、当該送信局の移動に応じて干渉の影響を低減することを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る予測された複数の位置の候補の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る状態モデルと観測モデルとの関係の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るモデリングの一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る干渉制御の処理の手順の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る二次元での位置推定結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
なお、本明細書では、説明の便宜上、「周波数」というが、「周波数」は「周波数帯域」に含まれる周波数を示してもよい。つまり、ある無線システムの周波数と他の無線システムの周波数とが同一である態様には、ある無線システムの周波数帯域と他の無線システムの周波数帯域とで、全体あるいは一部が重複する態様が含まれてもよい。
【００１３】
［無線システム］
図１は、本発明の一実施形態に係る無線システム１の概略的な構成を示すブロック図である。
無線システム１は、無線による通信を行うプライマリシステムと、無線による通信を行うセカンダリシステムを含む。プライマリシステムとセカンダリシステムとは、同一の周波数を使用する。本実施形態では、プライマリシステムとセカンダリシステムとで共用される当該周波数について、セカンダリシステムからプライマリシステムに与えられる干渉の影響を低減する。
【００１４】
無線システム１は、プライマリ送信局１１と、セカンダリ送信局２１と、複数であるＮ（Ｎは２以上の整数）個のセンサ３１−１〜３１−Ｎからなるセンサ群と、周波数共用管理装置４１と、を備える。
なお、無線システム１において、センサ群と周波数共用管理装置４１を含む周波数共用システムが構成されていると捉えられてもよい。
【００１５】
プライマリ送信局１１は、プライマリシステムの送信局装置である。
セカンダリ送信局２１は、セカンダリシステムの送信局装置である。
本実施形態では、プライマリ送信局１１から無線により送信される信号の周波数と、セカンダリ送信局２１から無線により送信される信号の周波数とは同一である。
ここで、無線システム１は、プライマリシステムにおけるプライマリ送信局１１以外の装置も含んでもよい。
また、無線システム１は、セカンダリシステムにおけるセカンダリ送信局２１以外の装置も含んでもよい。
【００１６】
プライマリ送信局１１は、例えば、移動可能な端末装置である。プライマリ送信局１１は、例えば、放送事業用無線局（ＦＰＵ：Ｆｉｅｌｄ  Ｐｉｃｋｕｐ  Ｕｎｉｔ）、あるいは、衛星の無線局などであってもよい。放送事業用無線局は、マイクロ波回線とも呼ばれる。
セカンダリ送信局２１は、例えば、携帯電話等のセルラシステムの基地局装置である。本実施形態では、セカンダリ送信局２１は、移動せずに、同一の場所に固定されている。
ここで、プライマリシステムとセカンダリシステムは、それぞれ、任意の無線システムであってもよい。例えば、セカンダリシステムは携帯電話等のセルラシステムである。
【００１７】
それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎは、プライマリ送信局１１から無線により送信される電波の信号を受信する。そして、それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎは、受信された信号の受信電力を計測により検出し、検出された受信電力を示す情報を周波数共用管理装置４１に送信する。
ここで、それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎと周波数共用管理装置４１との通信は、例えば、有線の通信であってもよく、あるいは、無線の通信であってもよい。
【００１８】
周波数共用管理装置４１は、利用状況データベース６１と、位置予測部６２と、干渉計算部６３と、干渉制御部６４を備える。
利用状況データベース６１は、プライマリシステムにおける周波数の利用状況、およびセカンダリシステムにおける周波数の利用状況を記憶する。
【００１９】
利用状況データベース６１は、プライマリシステムにおける周波数の利用状況として、例えば、プライマリ送信局１１について、時間と位置とが対応付けられた情報を記憶する。当該情報には、当該時間を示す情報と、当該位置を示す情報が含まれる。当該時間は、例えば、当該位置が検出された時間に相当する。本実施形態では、プライマリ送信局１１の位置は変化し得る。
利用状況データベース６１は、セカンダリシステムにおける周波数の利用状況として、セカンダリ送信局２１の位置を示す情報、およびセカンダリ送信局２１からの送信電力を示す情報を記憶する。当該位置を示す情報は、例えば、あらかじめ記憶されてもよい。
【００２０】
本実施形態では、周波数共用管理装置４１では、位置予測部６２は、プライマリ送信局１１について、時間と位置との新たな対応が検出されるごとに、当該対応の情報を利用状況データベース６１に送信して登録する。
また、本実施形態では、周波数共用管理装置４１では、干渉制御部６４は、セカンダリ送信局２１からの送信電力を制御により変化させるごとに、変化後の送信電力を示す情報を利用状況データベース６１に送信して登録する。
なお、周波数共用管理装置４１では、他の任意の情報を利用状況データベース６１に登録してもよい。
【００２１】
位置予測部６２は、センサ３１−１〜３１−Ｎから送信される情報を受信する。当該情報は、センサ３１−１〜３１−Ｎによって検出された受信電力を示す情報である。
位置予測部６２は、受信された情報に基づいて、プライマリ送信局１１の位置を検出する。この検出は、例えば、必ずしも正確な位置の検出でなくてもよく、推定的な位置の検出であってもよい。
位置予測部６２は、検出された位置を示す情報および検出時の時間を示す情報を利用状況データベース６１に送信して登録する。これにより、これらの情報が、プライマリシステムにおける周波数の利用状況として、記憶される。
【００２２】
ここで、センサ３１−１〜３１−Ｎによって検出された受信電力に基づいてプライマリ送信局１１の位置を検出する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。
一例として、複数のセンサ３１−１〜３１−Ｎのうちで、プライマリ送信局１１からの受信電力が最大となる１個のセンサに対応した位置を、当該プライマリ送信局１１の位置として検出する手法が用いられてもよい。それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎに対応した位置は、例えば、当該それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎの位置であってもよく、あるいは、それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎに近い位置であってもよい。それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎに対応する位置は、例えば、あらかじめ、設定されてもよい。
【００２３】
他の例として、複数のセンサ３１−１〜３１−Ｎのそれぞれによって検出されたプライマリ送信局１１からの受信電力に基づいて、それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎに対応した位置について補間した結果などを当該プライマリ送信局１１の位置として検出する手法が用いられてもよい。例えば、それぞれのセンサ３１−１〜３１−Ｎによって検出された受信電力の大きさに比例した重みを当該センサに対応した位置を表す値（例えば、座標値）に乗算して平均した結果をプライマリ送信局１１の位置として検出する手法が用いられてもよい。
【００２４】
また、位置予測部６２は、利用状況データベース６１から、利用状況データベース６１に記憶された過去におけるプライマリ送信局１１の位置を示す情報を読み込む。
そして、位置予測部６２は、現在におけるプライマリ送信局１１の位置の検出結果と、過去におけるプライマリ送信局１１の位置に基づいて、将来におけるプライマリ送信局１１の位置の予測を行う。なお、「予測」は「推定」あるいは「推測」などと呼ばれてもよい。また、「将来」は「未来」などと呼ばれてもよい。
【００２５】
ここで、位置予測部６２は、確率モデルなどを用いて、将来におけるプライマリ送信局１１の位置の予測を行う。
また、位置予測部６２は、将来におけるプライマリ送信局１１の位置として、例えば、１個の位置を予測してもよく、あるは、２個以上の位置の候補を予測してもよい。２個以上の位置の候補を予測する手法としては、例えば、「確率が３０パーセント（％）以上」あるいは「確率が４０パーセント（％）以上」などの基準が満たされる位置を候補とする手法などが用いられてもよい。なお、当該基準としては、様々な基準が用いられてもよい。
【００２６】
干渉計算部６３は、利用状況データベース６１から、利用状況データベース６１に記憶されたセカンダリ送信局２１の位置を示す情報およびセカンダリ送信局２１からの送信電力を示す情報を読み込む。
干渉計算部６３は、位置予測部６２によって予測された将来におけるプライマリ送信局１１の１個以上の位置のそれぞれについて、セカンダリ送信局２１からプライマリ送信局１１への干渉電力を計算する。この場合、干渉計算部６３は、例えば、干渉電力を、様々なパターンで計算してもよい。
【００２７】
干渉制御部６４は、干渉計算部６３によって計算された干渉電力に基づいて、セカンダリ送信局２１からの送信を制御する。
本実施形態では、干渉制御部６４は、セカンダリ送信局２１からプライマリ送信局１１への干渉電力が所定の閾値を超えているか否かを判定する。
この結果、干渉制御部６４は、セカンダリ送信局２１からプライマリ送信局１１への干渉電力が所定の閾値を超えていると判定した場合には、例えば、セカンダリ送信局２１からプライマリ送信局１１への干渉電力が当該閾値以下となるように、セカンダリ送信局２１からの送信電力を決定し、決定された送信電力となるようにセカンダリ送信局２１からの送信電力を制御する。
なお、干渉制御部６４は、セカンダリ送信局２１からプライマリ送信局１１への干渉電力が所定の閾値以下であると判定した場合には、セカンダリ送信局２１からの送信電力の制御を行わない。
【００２８】
ここで、図１の例では、１個のプライマリ送信局１１を示したが、プライマリ送信局１１の数は複数であってもよい。
複数のプライマリ送信局１１が存在する場合には、例えば、位置予測部６２は、それぞれのプライマリ送信局１１ごとに、位置の予測を行う。また、この場合、例えば、干渉計算部６３は、それぞれのプライマリ送信局１１ごとに、セカンダリ送信局２１からの干渉電力を計算する。また、この場合、例えば、干渉制御部６４は、すべてのプライマリ送信局１１への干渉電力が所定の閾値以下になるように、セカンダリ送信局２１からの送信電力を制御する。なお、それぞれのプライマリ送信局１１について用いられる所定の閾値としては、例えば、同じであってもよく、あるいは、異なってもよい。
【００２９】
また、図１の例では、１個のセカンダリ送信局２１を示したが、セカンダリ送信局２１の数は複数であってもよい。
複数のセカンダリ送信局２１が存在する場合には、例えば、干渉計算部６３は、これら複数のセカンダリ送信局２１からプライマリ送信局１１への干渉電力の合計を計算する。なお、プライマリ送信局１１からの距離が所定の距離を超えるセカンダリ送信局２１からの干渉電力については当該プライマリ送信局１１への干渉電力の計算では使用しない（無視する）構成が用いられてもよい。
【００３０】
［複数の位置の候補の予測］
図２は、本発明の一実施形態に係る予測された複数の位置の候補の一例を示す図である。
図２の例では、３個のセカンダリ送信局１１１〜１１３が、それぞれ異なる位置に存在する。
また、図２の例では、１個のプライマリ送信局１３１について、将来における３個の異なる位置の候補（説明の便宜上、「将来位置Ａ」、「将来位置Ｂ」、「将来位置Ｃ」ともいう。）が予測されている。図２には、現在の位置にあるプライマリ送信局１３１と、将来位置Ａにあるプライマリ送信局１５１と、将来位置Ｂにあるプライマリ送信局１５２と、将来位置Ｃにあるプライマリ送信局１５３を示してある。ここで、これらのプライマリ送信局１３１、１５１〜１５３は、同一のプライマリ送信局を表している。
【００３１】
なお、プライマリ送信局１３１は、図１に示されるプライマリ送信局１１の例である。また、セカンダリ送信局１１１〜１１３は、図１に示されるセカンダリ送信局２１の例である。
【００３２】
本例では、説明を簡略化するために、それぞれのプライマリ送信局１５１〜１５３への干渉電力として、それぞれのプライマリ送信局１５１〜１５３と最も近いセカンダリ送信局１１１〜１１３からの送信電力だけを考える。
将来位置Ａにあるプライマリ送信局１５１は、３個のセカンダリ送信局１１１〜１１３のうちで、セカンダリ送信局１１１と最も近い。そして、周波数共用管理装置４１は、当該セカンダリ送信局１１１からの送信電力の制御を行う。
将来位置Ｂにあるプライマリ送信局１５２は、３個のセカンダリ送信局１１１〜１１３のうちで、セカンダリ送信局１１２と最も近い。そして、周波数共用管理装置４１は、当該セカンダリ送信局１１２からの送信電力の制御を行う。
将来位置Ｃにあるプライマリ送信局１５３は、３個のセカンダリ送信局１１１〜１１３のうちで、セカンダリ送信局１１３と最も近い。そして、周波数共用管理装置４１は、当該セカンダリ送信局１１３からの送信電力の制御を行う。
【００３３】
一例として、周波数利用効率を高めることを優先する場合には、周波数共用管理装置４１は、プライマリ送信局１３１が実際に将来位置Ａに到達した時点で、即時に、セカンダリ送信局１１１からの送信電力を制御する。そして、周波数共用管理装置４１は、他のセカンダリ送信局１１２、１１３からの送信電力の制御を行わない。この場合、周波数共用管理装置４１は、プライマリ送信局１３１の位置を監視する。このような監視は、例えば、一定の時間間隔ごとに行われてもよい。当該時間間隔が短い場合、「常時」と呼ばれてもよい。
なお、ここでは、プライマリ送信局１３１が実際に将来位置Ａに到達した場合を示したが、プライマリ送信局１３１が実際に他の将来位置Ｂ、Ｃに到達した場合についても同様である。
【００３４】
他の例として、プライマリシステムを確実に保護する場合には、周波数共用管理装置４１は、予測されたすべてのパターン（将来位置Ａ、Ｂ、Ｃ）に基づいて、あらかじめ、これら３個のパターンに対応する３個のセカンダリ送信局１１１〜１１３のすべてについて送信電力の制御を実行してもよい。
【００３５】
［状態モデルと観測モデル］
図３は、本発明の一実施形態に係る状態モデルと観測モデルとの関係の一例を示す図である。
式（１）には、状態モデルのＸｔを示してある。ｔは時間を表す。ｇ（）は、（）のなかの値をパラメータとする関数を表す。ｕｔは説明変数を表す。Ｗｔはシステムノイズを表す。当該説明変数は、移動ベクトルなどである。
式（２）には、観測モデルのＰｔを示してある。ｆ（）は、（）のなかの値をパラメータとする関数を表す。Ｆｔは説明変数を表す。Ｖｔは観測ノイズを表す。当該説明変数は、距離などである。
【００３６】
【数１】
2020053943.tif 000003
【００３７】
【数２】
2020053943.tif 000004
【００３８】
状態モデルのＸｔは、観測できない隠れた状態をモデルに組み込むものであり、本実施形態では、本当の位置をモデルに組み込むものである。
観測モデルのＰｔは、観測された結果（センシングデータ）をモデルに組み込むものである。
図３の例では、状態モデルのＸｔ−１（段階２１１）、状態モデルのＸｔ（段階２１２）、状態モデルのＸｔ＋１（段階２１３）という流れを示してある。また、状態モデルのＸｔ−１に基づく観測モデルのＰｔ−１（段階２３１）、状態モデルのＸｔに基づく観測モデルのＰｔ（段階２３２）、状態モデルのＸｔ＋１に基づく観測モデルのＰｔ＋１（段階２３３）を示してある。
【００３９】
［位置を予測するアルゴリズムの例］
図４は、本発明の一実施形態に係るモデリングの一例を示す図である。
図４の例では、プライマリ送信局１１の移動をモデリングし、プライマリ送信局１１の位置とセンサ群で取得した受信電力との関係性をモデリングしている。
図４を参照して、移動するプライマリ送信局１１の位置を予測するアルゴリズムの一例を示す。
【００４０】
式（３）には、状態モデルのＸｔの一例を示してある。Ｘｔは時間ｔにおけるプライマリ送信局１１の位置を表す。本実施形態では、当該位置は、三次元の位置である。ｕｔは時間ｔにおけるプライマリ送信局１１の移動ベクトルを表す。本実施形態では、当該移動ベクトルは、三次元のベクトルである。Ｎ（０、Ｗ）は、三次元のベクトルを表す。Ｗは一定値である。
式（４）には、観測モデルのＰｔの一例を示してある。Ｐｔは時間ｔにおけるセンサ３１−１〜３１−Ｎによる受信電力を表す。本実施形態では、ＰｔはＮ次元のベクトルを表す。Ｆｔは（Ｎ×３）の行列を表す。Ｎ（０、Ｖ）は、三次元のベクトルを表す。Ｖは一定値である。
なお、ＷとＶとは、例えば、同じ値であってもよく、あるいは、異なる値であってもよい。
【００４１】
【数３】
2020053943.tif 000005
【００４２】
【数４】
2020053943.tif 000006
【００４３】
また、他のパラメータとして、ａｔ、ｍｔ、Ｒｔ、Ｃｔ、ｆｔ、Ｑｔ、Ｋｔが用いられている。Ｉは単位行列を表す。
なお、各種のパラメータは、機械学習によって更新される。機械学習は、例えば、時系列分析による学習であってもよい。学習は、教師無し学習であってもよい。
【００４４】
図４に示される（１）〜（７）の順に説明する。
（１）センサ群が、時間ｔにおいて、プライマリ送信局１１からの受信電力Ｐｔを観測により取得する。この段階で、時間ｔは現在の時間であるとする。
（２）位置予測部６２が、移動モデルを用いて、同じ時間ｔにおけるプライマリ送信局１１の位置Ｘｔの確率分布Ｎ（ｍｔ、Ｃｔ）を推定する。図３の例では、このような確率分布１０１１の一例を示してある。
【００４５】
（３）位置予測部６２が、推定した現在におけるプライマリ送信局１１の位置Ｘｔの確率分布から、移動モデルを用いて、将来の時間（ｔ＋１）におけるプライマリ送信局１１の位置Ｘｔ＋１の確率分布Ｎ（ａｔ＋１、Ｒｔ＋１）を推定する。図３の例では、このような確率分布１０１２の一例を示してある。このような分布の予測では、式（５）および式（６）が用いられる。
（４）位置予測部６２が、推定した現在におけるプライマリ送信局１１の位置Ｘｔの確率分布から、観測モデルを用いて、将来の時間（ｔ＋１）における観測の尤度分布Ｎ（ｆｔ＋１、Ｑｔ＋１）を推定する。図３の例では、このような尤度分布１０１３の一例を示してある。このような尤度の予測では、式（７）および式（８）が用いられる。
（５）位置予測部６２が、予測された確率分布と予測された尤度分布に基づいて、カルマンゲインを計算する。この計算では、式（９）が用いられる。
【００４６】
（６）センサ群が、時間（ｔ＋１）において、プライマリ送信局１１からの受信電力Ｐｔ＋１を観測により取得する。この段階で、時間（ｔ＋１）は現在の時間であるとする。
（７）位置予測部６２が、計算されたカルマンゲインと、時刻ｔで予測された時刻（ｔ＋１）における観測の尤度分布と、センサ群が実際に観測した受信電力Ｐｔ＋１の誤差を用いて、時刻（ｔ＋１）における推定位置の確率分布を補正して、補正後の確率分布Ｎ（ｍｔ＋１、Ｃｔ＋１）を取得する。図３の例では、このような補正後の確率分布１０１４の一例を示してある。このような状態の更新では、式（１０）および式（１１）が用いられる。このような手順によって、例えば、時刻ｔまでに予測した誤差が蓄積しないようにすることができる。
【００４７】
【数５】
2020053943.tif 000007
【００４８】
【数６】
2020053943.tif 000008
【００４９】
【数７】
2020053943.tif 000009
【００５０】
【数８】
2020053943.tif 000010
【００５１】
【数９】
2020053943.tif 000011
【００５２】
【数１０】
2020053943.tif 000012
【００５３】
【数１１】
2020053943.tif 000013
【００５４】
なお、本実施形態では、カルマンフィルタを用いたアルゴリズムを示すが、これに限られない。例えば、カルマンフィルタの代わりに、粒子フィルタのアルゴリズムなどが用いられてもよい。
【００５５】
［干渉制御のための処理］
図５は、本発明の一実施形態に係る干渉制御の処理の手順の一例を示す図である。
図５の例では、時間（ｔ−１）〜時間（ｔ＋１）における処理手順を示す。
時間（ｔ−１）において、センサ群による受信電力のセンシング（処理手順３１１）を行う。続いて、位置予測部６２による時間（ｔ−１）における位置の推定（処理手順３１２）を行う。続いて、位置予測部６２による時間ｔにおける位置の推定（処理手順３１３）を行う。続いて、干渉計算部６３による時間ｔにおける干渉電力の計算（処理手順３１４）を行う。
【００５６】
時間ｔにおいて、センサ群による受信電力のセンシング（処理手順３３１）を行う。続いて、位置予測部６２による時間ｔにおける位置の推定（処理手順３３２）を行う。続いて、位置予測部６２による時間（ｔ＋１）における位置の推定（処理手順３３３）を行う。続いて、干渉計算部６３による時間（ｔ＋１）における干渉電力の計算（処理手順３３４）を行う。
【００５７】
ここで、干渉制御部６４によって、干渉計算部６３による時間ｔにおける干渉電力の計算（処理手順３１４）の結果と、位置予測部６２による時間ｔにおける位置の推定（処理手順３３２）の結果に基づいて、干渉の制御（処理手順３７１）を行う。
図５の例では、位置予測部６２による時間ｔにおける位置の推定（処理手順３１３）において複数の位置の候補が推定され得る構成としてあり、これにより、干渉計算部６３による時間ｔにおける干渉電力の計算（処理手順３１４）において複数の位置の候補に対応した干渉電力が推定され得る。そして、周波数共用管理装置４１では、これらの計算の結果を記憶部に記憶しておいて、次の時間ｔにおける実際の位置の推定（処理手順３３２）が行われたときに、実際の位置の推定結果に一致するまたは近い計算結果を使用する。これにより、周波数共用管理装置４１では、あらかじめ得られた計算結果を実際の位置の推定結果に応じて使用するため、素早い干渉制御が可能である。
【００５８】
時間（ｔ＋１）において、センサ群による受信電力のセンシング（処理手順３５１）を行う。続いて、位置予測部６２による時間（ｔ＋１）における位置の推定（処理手順３５２）を行う。
【００５９】
ここで、干渉制御部６４によって、干渉計算部６３による時間（ｔ＋１）における干渉電力の計算（処理手順３３４）の結果と、位置予測部６２による時間（ｔ＋１）における位置の推定（処理手順３５２）の結果に基づいて、干渉の制御（処理手順３７２）を行う。
時間（ｔ＋１）においても、時間ｔについて説明したのと同様に、周波数共用管理装置４１では、あらかじめ得られた計算結果を実際の位置の推定結果に応じて使用するため、素早い干渉制御が可能である。
【００６０】
なお、図５の例では、実際の位置の推定（処理手順３３２、３５２）の結果を利用して干渉制御（処理手順３７１、３７２）が行われる場合を示したが、これに限られない。
例えば、干渉計算部６３による時間ｔにおける干渉電力の計算（処理手順３１４）の結果に基づいて、実際の位置の推定結果を使用せずに、干渉制御（処理手順３７１に対応する処理手順）が行われてもよい。同様に、例えば、干渉計算部６３による時間（ｔ＋１）における干渉電力の計算（処理手順３３４）の結果に基づいて、実際の位置の推定結果を使用せずに、干渉制御（処理手順３７２に対応する処理手順）が行われてもよい。
【００６１】
［位置推定結果の例］
図６は、本発明の一実施形態に係る二次元での位置推定結果の一例を示す図である。
図６の例では、説明を簡略化するために、プライマリ送信局１１が二次元平面を移動する場合を示してある。二次元平面をｘｙ平面とする。
図６に示されるグラフにおいて、横軸はｘ軸を表しており、縦軸はｙ軸を表している。二次元平面における座標は（ｘ、ｙ）で表される。
【００６２】
図６の例では、プライマリ送信局１１をランダムに移動させた場合のシミュレーションの結果の特性２０１１を示してある。本例では、当該特性２０１１を正解値として、ノイズを入れてプライマリ送信局１１の位置の推定を行ったシミュレーションの結果の特性２０１２と、本実施形態に係る周波数共用管理装置４１によってプライマリ送信局１１の位置の推定を行ったシミュレーションの結果の特性２０１３を示してある。
図６に示されるように、本実施形態に係る周波数共用管理装置４１による位置の推定の精度は良好である。
【００６３】
［実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る無線システム１における周波数共用管理装置４１では、プライマリシステムとセカンダリシステムとが同一の周波数を共用する場合に、セカンダリシステムからプライマリシステムへの干渉によりプライマリシステムが提供するサービスへ影響を及ぼさないように、セカンダリシステムからの干渉電力を計算して、干渉回避制御を行う。
これに際して、周波数共用管理装置４１では、プライマリ送信局１１の将来における位置を含む利用状況を予測して、例えば、プライマリ送信局１１への干渉電力およびセカンダリ送信局２１に許容される送信電力の計算を事前に実行する。
【００６４】
これにより、本実施形態に係る無線システム１における周波数共用管理装置４１では、複数の無線システム（本実施形態では、プライマリシステム、セカンダリシステム）が同一の周波数を共用するときに、干渉の影響が低減されるべき無線システム（本実施形態では、プライマリシステム）の送信局（本実施形態では、プライマリ送信局１１）が移動する場合においても、当該送信局の移動に応じて干渉の影響を低減することを可能とすることができる。
【００６５】
例えば、本実施形態に係る無線システム１では、プライマリ送信局１１の移動によってセカンダリ送信局２１の干渉制御が間に合わないことを抑制することができる。
本実施形態に係る無線システム１では、プライマリシステムの干渉に対する保護と、プライマリシステムとセカンダリシステムとの周波数共用による周波数利用効率向上との両立を図ることが可能である。
【００６６】
本実施形態に係る周波数共用管理装置４１では、プライマリ送信局１１の将来における位置を予測しておくことにより、セカンダリシステムからの干渉電力の制御をより柔軟にかつスピーディに実行することができる。また、本実施形態に係る無線システム１では、プライマリ送信局１１からの位置情報などの通知が不要であるため、異なるシステム間の情報連携が不要である。
なお、本実施形態に係る周波数共用管理装置４１では、プライマリ送信局１１について、現在における位置と、過去における位置に基づいて、将来における位置を予測する。このような予測は、例えば、時系列分析を用いたアルゴリズムによって実現される。
【００６７】
＜変形例＞
本実施形態では、プライマリ送信局１１の位置を検出するために用いられる情報を検出する複数のセンサ３１−１〜３１−Ｎが配置される場合を示したが、これら複数のセンサ３１−１〜３１−Ｎのうちの１以上は、１個以上のセカンダリ送信局２１のそれぞれに備えられてもよい。
また、本実施形態では、プライマリ送信局１１の位置を検出するために複数のセンサ３１−１〜３１−Ｎが配置される場合を示したが、他の例として、プライマリ送信局１１が自装置（当該プライマリ送信局１１）の位置をＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などによって検出して、その検出結果の情報を周波数共用管理装置４１に送信して通知する構成が用いられてもよい。このような通知は、例えば、所定の定期的なタイミングで行われてもよく、あるいは、プライマリ送信局１１が所定の距離移動するごとに行われてもよい。このような構成が用いられる場合には、例えば、複数のセンサ３１−１〜３１−Ｎは無線システム１に備えられなくてもよい。
【００６８】
本実施形態では、セカンダリ送信局２１の位置が一定の位置に固定されている場合を示したが、他の例として、セカンダリ送信局２１が移動することが可能な構成が用いられてもよい。このような構成では、例えば、セカンダリ送信局２１の位置を検出する機能部が無線システム１に備えられる。当該機能部は、例えば、プライマリ送信局１１の位置を検出する機能部と同様であってもよく、具体例として、複数のセンサ３１−１〜３１−Ｎおよび位置予測部６２と同様な機能部であってもよく、セカンダリ送信局２１に備えられるＧＰＳを用いた機能部であってもよい。
【００６９】
＜構成例＞
一構成例として、情報処理装置（本実施形態では、周波数共用管理装置４１）では、移動する第１の送信局（本実施形態では、プライマリ送信局１１）に対する第２の送信局（本実施形態では、セカンダリ送信局２１）からの干渉電力を低減するために、将来における第１の送信局の位置を予測する。当該情報処理装置では、第１の送信局の位置を検出する位置検出部（本実施形態では、位置予測部６２の機能）と、位置検出部によって検出された位置に基づいて、時系列分析を用いて、将来における第１の送信局の位置を予測する位置予測部（本実施形態では、位置予測部６２の機能）と、を備える。
一構成例として、情報処理装置では、さらに、位置予測部によって予測された将来における第１の送信局の位置に基づいて、第２の送信局から第１の送信局への干渉電力を計算する干渉計算部（本実施形態では、干渉計算部６３の機能）と、干渉計算部によって計算された干渉電力に基づいて、第２の送信局からの送信電力を制御する干渉制御部（本実施形態では、干渉制御部６４の機能）と、を備える。
一構成例として、情報処理装置では、位置予測部は、将来における第１の送信局の位置として、２以上の位置の候補を予測する。干渉計算部は、位置予測部によって予測された２以上の位置の候補のそれぞれに基づいて、第２の送信局から第１の送信局への干渉電力を計算する。干渉制御部は、２以上の位置の候補のうちの一つについて、干渉計算部によって計算された干渉電力に基づいて、第２の送信局からの送信電力を制御する（例えば、図２の例）。
なお、装置以外に、所定の処理を行う方法（例えば、情報処理方法）、所定の処理のステップをコンピュータに実行させるプログラム、プログラムの記録媒体、無線システムなどとして構成されてもよい。
【００７０】
ここで、以上に示した実施形態に係る各装置（例えば、周波数共用管理装置４１など）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録（記憶）して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、非一時的記録媒体である。
【００７１】
さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバあるいはクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）あるいは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１…無線システム、１１、１３１、１５１〜１５３…プライマリ送信局、２１、１１１〜１１３…セカンダリ送信局、３１−１〜３１−Ｎ…センサ、４１…周波数共用管理装置、６１…利用状況データベース、６２…位置予測部、６３…干渉計算部、６４…干渉制御部、２１１〜２１３、２３１〜２３３…段階、３１１〜３１４、３３１〜３３４、３５１〜３５２、３７１〜３７２…処理手順、１０１１、１０１２、１０１４…確率分布、１０１３…尤度分布、２０１１〜２０１３…特性
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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