(57)【要約】【課題】ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルに関する協調センシングによって報告された複数のセンシング結果において、不正なセンシング結果を検出する。【解決手段】不正検出装置１００ａは、ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況を観測する複数の無線通信装置から、観測された利用状況に応じた複数のセンシング結果をそれぞれ受信する受信部１０１ａと、複数のセンシング結果において、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度が、他の複数のセンシング結果から外れている不正なセンシング結果を検出する不正検出部１０４ａとを備える。【選択図】図３
2020155832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況を観測する複数の無線通信装置から、観測された前記利用状況に応じた複数のセンシング結果をそれぞれ受信する受信部と、
前記複数のセンシング結果において、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度が、他の複数のセンシング結果から外れている不正なセンシング結果を検出する不正検出部とを備える、不正検出装置。
【請求項２】
前記不正検出部は、複数のセンシング結果において、直近のより高い適切度までの間隔が閾値を超えている適切度を特定し、当該特定した適切度以下のセンシング結果を、不正なセンシング結果として検出する、請求項１記載の不正検出装置。
【請求項３】
不正なセンシング結果を含まない複数のセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔を取得し、当該最大間隔よりも大きい値である閾値を取得する閾値取得部をさらに備え、
前記不正検出部は、前記閾値取得部によって取得された閾値を用いて不正なセンシング結果を検出する、請求項２記載の不正検出装置。
【請求項４】
前記閾値取得部は、不正なセンシング結果を含まない複数のセンシング結果が存在しない場合に、複数のセンシング結果において、直近のより高い適切度までの間隔が最大となる適切度を特定し、当該特定した適切度以下のセンシング結果を除いた複数のセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔を取得し、当該取得した最大間隔よりも大きい値である閾値を取得する、請求項３記載の不正検出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか記載の不正検出装置と、
前記不正検出装置によって検出された不正なセンシング結果を除いた複数のセンシング結果を統合した統合センシング情報を生成する生成部と、
前記統合センシング情報を複数の無線通信装置に送信する送信部とを備える、情報収集装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか記載の不正検出装置と、
ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況を観測するチャネル利用状況観測部と、
観測された前記利用状況に応じたセンシング結果と、前記不正検出装置によって検出された不正なセンシング結果を送信した無線通信装置を識別する不正装置識別子とを情報収集装置に送信するための送信部とを備え、
前記不正検出装置は、受信信号強度が閾値を超えるセンシング結果を用いて不正なセンシング結果を検出する、無線通信装置。
【請求項７】
前記無線通信装置は、互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して、信号を送信するものであり、
送信データを前記複数の周波数帯のそれぞれに対応して複数の部分データに分割し、各前記周波数帯ごとに送信パケットを生成するためのデジタル信号処理部と、
各前記周波数帯ごとに設けられ、前記デジタル信号処理部によって生成されたデジタル信号を対応する前記周波数帯ごとの高周波信号に変換するための複数の高周波処理部と、
前記複数の高周波処理部に共通に設けられ、前記複数の高周波処理部で使用されるクロック信号を生成するための局部発振器とをさらに備え、
前記チャネル利用状況観測部は、前記複数の周波数帯において前記複数の無線チャネルの利用状況を観測し、
前記受信部は、複数の無線通信装置からのセンシング結果が統合された結果である統合センシング情報をも前記情報収集装置から受信し、
前記統合センシング情報に基づいて、前記デジタル信号処理部および前記高周波処理部を制御し、前記複数の無線チャネルにより、各前記部分データを前記複数の周波数帯ごとのパケットとして、同期して同一のタイミングで送信するアクセス制御部をさらに備える、請求項６記載の無線通信装置。
【請求項８】
ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況に応じた複数のセンシング結果をそれぞれ複数の無線通信装置から受信するステップと、
前記複数のセンシング結果において、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度が、他の複数のセンシング結果から外れている不正なセンシング結果を検出するステップとを備える、不正検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不正検出装置、情報収集装置、無線通信装置、および不正検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮの利用拡大や無線監視カメラなど通信機能を有する機器の増加により無線通信のトラヒックが急激に増大しており、周波数利用効率を向上させて、限りある無線リソースにより多くのトラヒックを収容することが求められている。
【０００３】
ＩＳＭ（Industry-Science-Medical）帯のような複数システム共用周波数帯域では、各システムが自律分散的に使用周波数を決定するため、使用周波数チャネルに偏りが生じる。
【０００４】
一方で、従来の無線通信方式、例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化が行なわれた無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）リリース８（Rel-8）は、最大２０ＭＨｚの帯域を利用して通信を行うことが可能である。
【０００５】
さらに、ＬＴＥの発展版であるＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）では、ＬＴＥとの後方互換性を確保しつつ、更なる高速伝送を実現するため、ＬＴＥでサポートされる帯域幅を基本単位としたコンポーネントキャリア(ＣＣ：Component Carrier）を複数束ねて同時に用いるキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）技術が採用され、最大で５ＣＣ（１００ＭＨｚ幅）を用いて１００ＭＨｚ幅の広帯域伝送が実現可能である。ただし、このようなキャリアアグリゲーションは、近接する周波数バンドでの異なるチャネルを用いた伝送である。
【０００６】
上記のような高速化が図られてはいるものの、近年、スマートフォン等の高機能な携帯端末の普及に伴って、移動通信トラヒックの需要が急激に増大している。
【０００７】
その結果、従来からの無線ＬＡＮ（Local Area Network）の利用拡大に加え、スマートフォンの普及によるモバイルデータトラヒックの増大により無線ＬＡＮへのオフロードが進展し、免許不要帯域（２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）でのトラヒックが急増している。
【０００８】
また、ＩｏＴ（Internet Of Things）／Ｍ２Ｍ(Machine to Machine)社会の進展により、上記周波数帯および９２０ＭＨｚ帯の更なる逼迫が懸念され、これらの周波数帯の周波数利用効率向上は喫緊の課題となっている。
【０００９】
ここで、無線リソースの利用状況は、上述のように時間・場所・周波数帯や無線チャネル等によって変動するため、一部の周波数帯（や無線チャネル）のみが混雑する状況が発生し得る。
【００１０】
しかしながら、既存の自営系無線システム（例えばＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ）は単一の周波数帯を用いるか、予め使用する帯域をひとつ決めてから通信を行う。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎは２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のいずれを使用するかを予め設定する。このため、既存の自営系無線システム全体として無線リソースに空きがある場合であっても、輻輳が発生するおそれがある。
【００１１】
ここで、無線通信リソースの有効利用を図るためコグニティブ無線技術が注目されている。コグニティブ無線技術とは、無線端末が周囲の電波の利用状況を認識し、その状況に応じて利用する無線通信リソースを変えることをいう。コグニティブ無線技術には、異なる無線通信規格を状況に応じて選択して使うヘテロジニアス型と、無線端末が空き周波数を探し出して必要な通信帯域を確保する周波数共用型とがある。
【００１２】
ヘテロジニアス型においては、コグニティブ無線機は、周辺で運用されている複数の無線システムを認識し、各システムの利用度や実現可能な伝送品質に関する情報を入手し、適切な無線システムに接続する。すなわち、ヘテロジニアス型のコグニティブ無線は、周辺に存在する無線システムの利用効率を高めることにより、間接的に周波数資源の利用効率を高めるものである。
【００１３】
一方、周波数共用型においては、コグニティブ無線機は、他の無線システムが運用されている周波数帯域において、一時的、または局所的に利用されていない周波数資源（これは、ｗｈｉｔｅ ｓｐａｃｅと呼ばれる）の存在を検知し、これを利用して信号伝送を行う。すなわち、周波数共用型のコグニティブ無線は、ある周波数帯域における周波数資源の利用効率を直接的に高めるものである。
【００１４】
そして、上述したような免許不要帯域におけるトラヒックの増大の問題を解決する一手法として、使用周波数帯の異なる複数の無線ＬＡＮ規格（例えば、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ規格と５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ規格）を選択あるいは並行利用する、ヘテロジニアス型コグニティブ無線的アプローチが考えられる（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【００１５】
しかし、このヘテロジニアス型コグニティブ無線的アプローチでは送信データを適宜分割し、それぞれどの周波数帯で伝送するかを事前に振り分けておく必要がある。この結果、各周波数帯の混雑度合いによっては使用周波数帯によって伝送遅延が大きく異なったり、データが宛先に到着する順番が入れ替わる、等の問題が新たに発生してしまう。
【００１６】
そこで、互いに大きく分離した複数の周波数帯、例えば、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮと５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮにおいて、既存システムと周波数を共用して、コグニティブな無線通信を実現することが望ましい。
【００１７】
このように、複数の互いに分離した周波数帯域のいずれかで選択的に通信を行うという構成の場合において、次の送信タイミングで、いずれの周波数帯を使用するかを決定するためには、複数周波数帯の無線チャネルの利用状況等を効率的に把握するため、複数無線周波数帯のチャネルをセンシングすることが必要となる。
【００１８】
このようなチャネルセンシングの方法として、複数の無線通信装置が協調して、対象チャネルをセンシングする「協調センシング」の技術が知られている。
【００１９】
例えば、非特許文献１に開示された既存の協調センシングでは、ある単一のセンシング対象を仮定し、その検出精度を高めるために、複数の無線装置でセンシングした結果を収集する。
【００２０】
また、例えば、非特許文献２に開示された技術では、単一のセンシング対象を仮定した協調センシングにおいて、センシング結果の報告（具体的には、センシング対象が「存在する」または「存在しない」）について同じ検出結果の報告を削減することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２０１１−２１１４３３号明細書
【特許文献２】特開２０１３−１８７５６１号明細書
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】Nguyen-Thanh and Koo: A cluster-based selective cooperative spectrum sensing scheme in cognitive radio. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 2013 2013:176.
【非特許文献２】Zeyang Dai, Jian Liu, and Keping Long, Selective-reporting-based cooperative spectrum sensing strategies for cognitive radio networks, IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, VOL. 64, NO. 7, JULY 2015.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、複数の無線通信装置が協調して対象チャネルをセンシングする場合に、センシング結果を報告する一部の無線通信装置が、実際のセンシング結果と異なるセンシング結果、すなわち真実でないセンシング結果を送信する可能性がある。例えば、不正な無線通信装置が、そのような真実でないセンシング結果として、対象チャネルが無線通信に適していないことを示すセンシング結果（例えば、チャネル利用率が高いことを示すセンシング結果）を報告することによって、その対象チャネルが無線通信に使用されないようにして、対象チャネルを占有することなどが考えられる。そのような場合には、適切な協調センシングを実現することができなくなるという問題があった。
【００２４】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、協調センシングによって報告された複数のセンシング結果において、不正なセンシング結果を検出することができる不正検出装置、情報収集装置、無線通信装置、および不正検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
この発明の１つの局面に従うと、不正検出装置は、ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況を観測する複数の無線通信装置から、観測された利用状況に応じた複数のセンシング結果をそれぞれ受信する受信部と、複数のセンシング結果において、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度が、他の複数のセンシング結果から外れている不正なセンシング結果を検出する不正検出部とを備える。
【００２６】
好ましくは、不正検出部は、複数のセンシング結果において、直近のより高い適切度までの間隔が閾値を超えている適切度を特定し、特定した適切度以下のセンシング結果を、不正なセンシング結果として検出する。
【００２７】
好ましくは、不正検出装置は、不正なセンシング結果を含まない複数のセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔を取得し、最大間隔よりも大きい値である閾値を取得する閾値取得部をさらに備え、不正検出部は、閾値取得部によって取得された閾値を用いて不正なセンシング結果を検出する。
【００２８】
好ましくは、閾値取得部は、不正なセンシング結果を含まない複数のセンシング結果が存在しない場合に、複数のセンシング結果において、直近のより高い適切度までの間隔が最大となる適切度を特定し、特定した適切度以下のセンシング結果を除いた複数のセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔を取得し、取得した最大間隔よりも大きい値である閾値を取得する。
【００２９】
この発明の他の局面に従うと、情報収集装置は、不正検出装置と、不正検出装置によって検出された不正なセンシング結果を除いた複数のセンシング結果を統合した統合センシング情報を生成する生成部と、統合センシング情報を複数の無線通信装置に送信する送信部とを備える。
【００３０】
好ましくは、送信部は、不正検出装置によって検出された不正なセンシング結果を送信した無線通信装置を識別する不正装置識別子を含むブラックリストをも複数の無線通信装置に送信する。
【００３１】
この発明の他の局面に従うと、無線通信装置は、不正検出装置と、ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況を観測するチャネル利用状況観測部と、観測された利用状況に応じたセンシング結果と、不正検出装置によって検出された不正なセンシング結果を送信した無線通信装置を識別する不正装置識別子とを情報収集装置に送信するための送信部とを備え、不正検出装置は、受信信号強度が閾値を超えるセンシング結果を用いて不正なセンシング結果を検出する。
【００３２】
好ましくは、無線通信装置は、不正なセンシング結果の検出を行わない場合であって、自装置での観測に応じたセンシング結果の方が、他の無線通信装置から送信されたセンシング結果よりも、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度が高い場合には、自装置のセンシング結果を送信しないように送信部を制御する送信制御部をさらに備え、受信部は、不正装置識別子を含むブラックリストをも情報収集装置から受信し、送信制御部は、ブラックリストに含まれる不正装置識別子で識別される無線通信装置から送信されたセンシング結果は、制御に用いない。
【００３３】
好ましくは、無線通信装置は、互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して、信号を送信するものであり、送信データを複数の周波数帯のそれぞれに対応して複数の部分データに分割し、各周波数帯ごとに送信パケットを生成するためのデジタル信号処理部と、各周波数帯ごとに設けられ、デジタル信号処理部によって生成されたデジタル信号を対応する周波数帯ごとの高周波信号に変換するための複数の高周波処理部と、複数の高周波処理部に共通に設けられ、複数の高周波処理部で使用されるクロック信号を生成するための局部発振器とをさらに備え、チャネル利用状況観測部は、複数の周波数帯において複数の無線チャネルの利用状況を観測し、受信部は、複数の無線通信装置からのセンシング結果が統合された結果である統合センシング情報をも情報収集装置から受信し、統合センシング情報に基づいて、デジタル信号処理部および高周波処理部を制御し、複数の無線チャネルにより、各部分データを複数の周波数帯ごとのパケットとして、同期して同一のタイミングで送信するアクセス制御部をさらに備える。
【００３４】
この発明の他の局面に従うと、不正検出方法は、ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況に応じた複数のセンシング結果をそれぞれ複数の無線通信装置から受信するステップと、複数のセンシング結果において、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度が、他の複数のセンシング結果から外れている不正なセンシング結果を検出するステップとを備える。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、協調センシングにおいて報告された複数のセンシング結果において、不正なセンシング結果を検出することができる。そして、例えば、不正なセンシング結果を除外して、無線チャネルの利用制御等を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】自局と相手局との通信におけるチャネルセンシングの概念を示す図である。
【図２】協調センシングを行う場合の概念図である。
【図３】本実施の形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態の情報収集装置の構成を示すブロック図である。
【図５】不正の検出の処理について説明するためのフローチャートである。
【図６】閾値の取得の処理について説明するためのフローチャートである。
【図７】無線通信装置の処理について説明するためのフローチャートである。
【図８】情報収集装置の処理について説明するためのフローチャートである。
【図９】センシング期間と報告期間とについて説明するための図である。
【図１０】不正なセンシング結果の検出の処理について説明するための図である。
【図１１】閾値の取得の処理について説明するための図である。
【図１２】無線通信装置における不正の検出のメリットについて説明するための図である。
【図１３】複数の互いに分離した周波数帯域における無線チャネルを説明するための概念図である。
【図１４】本実施の形態の無線通信システムの構成を説明するための概念図である。
【図１５】送信データを複数帯域にマッピングして送信し、受信側で一括受信して統合するための具体例を説明するための図である。
【図１６】本実施の形態の送信装置１０００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図１７】送信装置１０００のより詳細な構成の例を説明するための機能ブロック図である。
【図１８】本実施の形態の受信装置２０００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図１９】受信装置２０００のより詳細な構成の例を説明するための機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態の無線通信システム、不正検出装置、情報収集装置、および無線通信装置の構成を説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素および処理工程は、同一または相当するものであり、必要でない場合は、その説明は繰り返さない。
【００３８】
なお、以下では、本発明の無線通信装置を説明する一例として、上述したような互いに大きく分離した複数の既存の免許不要帯域（例えば、ＩｏＴなどに使用される９２０ＭＨｚ帯、無線ＬＡＮに使用される２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯）において、既存システムと周波数を共用して、コグニティブな無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおける送信装置を例とする実施の形態を説明する。
【００３９】
また、以下では、「キャリアセンス」とは、電力検出または受信信号の復号を伴う仮想キャリアセンスにより、対象とする無線チャネルの信号の存在の有無を検出し送信タイミングの判断を行うためのセンシングを意味し、「チャネルセンシング」とは、キャリアセンスとしてのセンシングに加えて、対象チャネルの使用状況を把握するために、通信のモニタなどを実行するセンシングを意味するものとする。
【００４０】
［実施の形態］
以下では、本実施の形態の説明のために、複数の互いに分離した周波数帯域においてそれぞれランダムアクセス制御による通信を行うという構成の場合において、次の送信タイミングをいつにするかを決定するために、対象帯域の多チャネルの同時チャネルセンシングを行う構成について説明する。
【００４１】
ただし、複数の周波数帯を同時に使用して通信を行うことは、本発明にとっては、必ずしも必須ではなく、例えば、複数の周波数帯域のいずれか少なくとも１つで選択的に通信を行うという構成の場合において、次の送信タイミングで、いずれの周波数帯を使用するかを決定するために、対象帯域の多チャネルの同時チャネルセンシングを行う構成にも適用することが可能である。
【００４２】
また、複数の無線チャネルのチャネルセンシングを行うことも、本発明にとっては、必ずしも必須ではなく、例えば、通信を行う周波数帯域を決定するために、１つの無線チャネルのチャネルセンシングを行う構成にも適用することが可能である。また、無線チャネルのチャネルセンシングを行うことも、本発明にとっては、必ずしも必須ではなく、例えば、後述するように、無線チャネルにおけるその他のセンシング（例えば、フレーム誤り率を取得するためのセンシング等）を行ってもよい。
【００４３】
さらに、ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルを利用して実体的な通信を行うことも、本発明にとっては、必ずしも必須ではなく、例えば、協調センシングのためにセンシング結果の送信は行うが、実体的な通信は行わない構成にも適用することが可能である。
【００４４】
図１は、自局と相手局との通信におけるチャネルセンシングの概念を示す図である。
【００４５】
自局１０は、これから相手局２０に対して、送信を行おうとする場合は、まず、使用帯域のうちの複数のチャネルについて、使用状況を確認するためにチャネルセンシングを行う。
【００４６】
ここで、自局１０または相手局２０の近辺で、使用可能帯域のチャネルのいずれかを使用する他の通信装置３０．１〜３０．４がある場合は、これらは、干渉源となり、干渉波の影響を避けて通信を行うことになるために、自局１０は、空いている周波数帯のチャネルを検出し使用して、相手局２０と通信を行う。
【００４７】
図２は、協調センシングについて説明するための概念図である。図２では、一例としてＢＳＳ内で協調センシングを行う場合について示している。
【００４８】
ここで、「ＢＳＳ（Basic Service Set）」とは、無線ＬＡＮのインフラストラクチャモードで、１つの無線基地局（アクセスポイントＡＰ）とそのＡＰの電波の到達範囲内にいる配下の無線ＬＡＮクライアント端末（ＳＴＡ）で構成されるネットワークをいうものとする。
【００４９】
効率的な無線通信を行うには、各無線通信装置が自装置の属する無線ネットワークにおける伝搬状況や無線リソースの利用状況を逐次把握して、その結果に基づきアクセス制御することが必要である。しかし、単一の無線通信装置によって無線ネットワークの各位置におけるセンシングを行おうとすることは、コスト等の観点から非現実的である。
【００５０】
協調センシングによれば、複数の無線通信装置間でセンシング結果を交換・共有することによって、一台の無線通信装置がリアルタイムセンシングを行って得られる無線チャネルのセンシング情報よりも多くの無線チャネルのセンシング情報を得ることができる。
【００５１】
なお、特には限定されないが、以下では、次のような状況である場合について説明する。交換する情報は、必ずしもリアルタイムな情報である必要はなく、一定時間内におけるセンシング結果であるものとする。ただし、各無線通信装置は、センシング自体は基本的に常時実施していてもよい。
【００５２】
また、無線基地局ＡＰは、後述する無線通信装置ＳＴＡと同等の無線通信方式での無線通信機能と、協調センシングの結果の統合を実行するためのプロセッサやメモリを備える。プロセッサやメモリの構成は周知であるので、説明は省略する。
【００５３】
図２を参照して、ＢＳＳ内で情報交換をするプロトコルとしては、以下のような構成とすることができる。
【００５４】
効率的な情報収集とＢＳＳ内情報の展開の観点から無線基地局ＡＰ（情報収集装置）と無線通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５との間でセンシング結果を交換する。
【００５５】
この場合、無線通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５が、図２の実線の矢印で示されるように、センシング結果を無線基地局ＡＰに報告し、無線基地局ＡＰが、センシング情報を集約して、その集約した統合センシング情報を、図２の破線の矢印で示されるように、配下の無線通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５に展開する。
【００５６】
図３は、無線通信装置２００における、センシング結果の送受信と、不正なセンシング結果の検出とに関する構成を示すブロック図である。本実施の形態による無線通信装置２００は、不正検出装置１００ａと、チャネル利用状況観測部２０１と、送信部２０２とを備える。不正検出装置１００ａは、受信部１０１ａと、記憶部１０２ａと、閾値取得部１０３ａと、不正検出部１０４ａとを備える。
【００５７】
図４は、情報収集装置（無線基地局）３００における、センシング結果の受信と、不正なセンシング結果の検出とに関する構成を示すブロック図である。本実施の形態による情報収集装置３００は、不正検出装置１００ｂと、生成部３０１と、送信部３０２とを備える。不正検出装置１００ｂは、受信部１０１ｂと、記憶部１０２ｂと、閾値取得部１０３ｂと、不正検出部１０４ｂとを備える。
【００５８】
本実施の形態では、センシング結果の送信先である情報収集装置３００が無線基地局（アクセスポイントＡＰ）である一例について説明するが、情報収集装置３００は、それに限定されるものではなく、例えば、センシング結果を収集するための装置であってもよい。情報収集装置３００は、チャネルセンシングの結果を収集し、統合して各無線通信装置２００に送信する。
【００５９】
なお、図３，図４の不正検出装置１００ａ，１００ｂは、実質的に同様のものであり、両者を区別しない場合には「不正検出装置１００」とする。不正検出装置１００ａが有する受信部１０１ａ、記憶部１０２ａ、閾値取得部１０３ａ、不正検出部１０４ａと、不正検出装置１００ｂが有する受信部１０１ｂ、記憶部１０２ｂ、閾値取得部１０３ｂ、不正検出部１０４ｂとについても、それぞれを区別しない場合には、「受信部１０１」「記憶部１０２」「閾値取得部１０３」「不正検出部１０４」とする。
【００６０】
受信部１０１は、ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況を観測する複数の無線通信装置２００から、観測された利用状況に応じた複数のセンシング結果をそれぞれ受信する。無線通信装置２００の受信部１０１ａは、他の無線通信装置２００からセンシング結果を受信することになり、情報収集装置３００の受信部１０１ｂは、ＢＳＳ内の無線通信装置２００からセンシング結果を受信することになる。受信されたセンシング結果は、記憶部１０２に蓄積されてもよい。また、後述するように、受信部１０１は、センシング結果のパケットのヘッダから、送信元のアドレスを取得してもよい。
【００６１】
ここで、無線通信装置２００から情報収集装置３００へのセンシング結果の報告は、通常、周期的に行われる。図９は、周期的なセンシングと、周期的な報告（センシング結果の情報収集装置３００への送信）との関係の一例を示す概念図である。図９を参照して、各無線通信装置２００におけるセンシング期間の時間的長さは決まっており、一例として、情報収集装置３００からの指示に応じて、各無線通信装置２００におけるセンシングが開始される。したがって、各無線通信装置２００における各センシング期間（例えば、センシング期間１やセンシング期間２など）の始点と終点は同じとなる。センシング期間１における無線チャネルの観測に応じたセンシング結果は、報告期間１において情報収集装置３００に送信される。なお、センシング期間が終了してから、そのセンシング期間に対応する報告期間が開始されるため、センシング期間が各無線通信装置２００において同期している場合には、報告期間も各無線通信装置２００において同期することになる。その送信は、各無線通信装置２００においてランダムに選択された報告タイミングに応じて行われる。図９の各報告期間における上向きの矢印が、センシング結果の送信タイミングを示している。報告期間が終了すると、その報告結果に応じて、情報収集装置３００において生成された統合センシング情報が各無線通信装置２００に送信される。そして、各無線通信装置２００と情報収集装置（無線基地局）３００との間で、その統合センシング情報に応じた無線チャネルを用いた無線通信が行われることになる。その後も、センシング期間、報告期間等が繰り返されることになる。なお、図９では、センシング期間および報告期間がそれぞれインターバルを介することなく連続して繰り返される場合について示しているが、そうでなくてもよい。センシング期間および報告期間の少なくとも一方は、インターバルを介して連続して繰り返されてもよい。例えば、センシング期間がＰ秒であり、報告期間がＮ秒であり、Ｎ秒がＰ秒よりも小さい場合には（一般的に、報告期間Ｎはセンシング期間Ｐより小さいと想定する）、各報告期間の間に（Ｐ−Ｎ）秒のインターバルが存在してもよい。以下、１回の報告期間を、ラウンドと呼ぶこともある。すなわち、情報収集装置３００は、ラウンドごとに、ＢＳＳ内の各無線通信装置２００から複数のセンシング結果を受信することになる。
【００６２】
センシング結果としては、例えば、以下のようなものがある。なお、センシング結果が以下の例示に限定されないことはいうまでもない。
ａ１）チャネル利用率（チャネル占有率）
ａ２）フレーム誤り率
ａ３）干渉源の端末の個数
ａ４）隠れ端末の個数
【００６３】
センシング結果は、例えば、上記ａ１）〜ａ４）のいずれかであってもよく、任意の二以上の組み合わせであってもよく、それらを１つ以上用いて生成された値（例えば、上記ａ１）〜ａ４）のいずれか１つ以上を引数とする関数の値など）であってもよい。
【００６４】
チャネル利用率（ＣＯＲ：Channel Occupancy Ratio）は、観測期間においてビジー状態である期間を、観測期間で除算することによって算出することができる。なお、チャネル利用率に代えて、例えば、観測期間においてアイドル状態である期間を観測期間で除算したアイドル率や、観測期間におけるアイドル状態の期間を、観測期間におけるビジー状態の期間で除算したアイドル／ビジー比率などをセンシング結果としてもよい。また、センシング結果の送信が高い頻度で行われる場合には、センシング結果は、例えば、ビジー状態であるのか、アイドル状態であるのかを示す情報であってもよい。センシング結果がチャネル利用率である場合には、無線チャネルの利用状況の観測は、無線チャネルがビジー状態であるのか、アイドル状態であるのかの観測であってもよい。
【００６５】
フレーム誤り率は、観測によって受信したフレームのうち、正確に復調できなかったものの比率であってもよい。この場合には、無線チャネルの利用状況の観測は、無線信号の受信や復調であってもよい。
【００６６】
干渉源の端末の個数は、他セル（自装置の属するセルとは異なるセル）の無線信号を復調し、ＭＡＣアドレスなどの端末識別子のユニーク数をカウントすることによって取得することができる。この場合には、無線チャネルの利用状況の観測は、無線信号の受信や復調であってもよい。
【００６７】
隠れ端末の個数は、自装置が受信していないＲＴＳ（送信要求）に対して送信されたＣＴＳ（送信許可）の受信に応じて取得されてもよく、また、自装置が受信していないデータに対してアクセスポイントＡＰから送信されたＡＣＫの受信に応じて取得されてもよい。例えば、そのようなＣＴＳやＡＣＫに含まれる送信先のＭＡＣアドレスなどの端末識別子のユニーク数をカウントすることによって、自装置に対する隠れ端末数を取得してもよい。なお、ＲＴＳ，ＣＴＳについては後述する。この場合には、無線チャネルの利用状況の観測は、ＲＴＳ，ＣＴＳ、ＡＣＫなどの受信や復調であってもよい。
【００６８】
センシング結果がチャネル利用率やフレーム誤り率、干渉源の端末の個数、隠れ端末の個数である場合には、チャネル利用率等が高いほど、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度は低いことになる。チャネル利用率に応じた適切度は、例えば、「１−チャネル利用率」のように算出されてもよい。一方、センシング結果がアイドル率である場合には、アイドル率が高いほど、適切度は高いことになる。
【００６９】
記憶部１０２では、受信されたセンシング結果や、不正検出の結果等が記憶されてもよい。例えば、記憶部１０２には、ラウンドごとに受信されたセンシング結果が記憶されてもよい。また、複数のセンシング結果のうち、不正であると検出されたセンシング結果については、フラグ等の不正が検出されたことを示す情報が設定されてもよく、または、そうでなくてもよい。後者の場合には、各ラウンドにおいて、不正なセンシング結果が検出されたかどうかを示す情報が記憶部１０２で記憶されてもよい。記憶部１０２は、例えば、半導体メモリや磁気ディスクなどの記録媒体によって実現されてもよい。
【００７０】
閾値取得部１０３は、不正なセンシング結果を含まない複数のセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔を取得し、その最大間隔よりも大きい値である閾値を取得する。通常、無線通信装置２００が一様ランダムに配置されているとすると、同様の位置で取得されたセンシング結果は同様の値となるため、複数の無線通信装置２００で取得された複数のセンシング結果は、全体として、隣接した適切度の間隔が小さい集合になると考えられる。一方、悪意の無線通信装置２００から送信される不正なセンシング結果の個数は、不正でないセンシング結果の個数と比較して少ないと考えられる。さらに、不正なセンシング結果は、観測結果に応じたものではなく、また、チャネル占有等の目的のために送信されることから、そのような不正のない集合から外れた適切度になると考えられる。そのため、不正のないセンシング結果の集合において、適切度の最大間隔を取得し、それよりも大きい値を閾値として、他のセンシング結果と閾値を超えて外れているセンシング結果を検出することによって、不正なセンシング結果を検出できると考えられる。そのような観点から、閾値取得部１０３は、不正の検出で用いられる閾値を、上記のようにして取得するものである。なお、不正なセンシング結果を含まない複数のセンシング結果とは、１個のラウンドにおいて報告された複数のセンシング結果であって、不正検出部１０４によって不正なセンシング結果が検出されなかった複数のセンシング結果であってもよい。閾値取得部１０３は、１個のラウンドに含まれる複数のセンシング結果を用いて閾値を取得してもよく、２個以上のラウンドにそれぞれ含まれる複数のセンシング結果を用いて閾値を取得してもよい。後者の場合には、例えば、閾値の取得時点から、あらかじめ決められた個数以内のラウンドであって、不正なセンシング結果を含まないラウンドに含まれる複数のセンシング結果を用いて、閾値の取得が行われてもよい。また、２個以上のラウンドのセンシング結果を用いて閾値を取得する場合には、閾値取得部１０３は、各ラウンドについて、隣接している適切度の最大間隔を取得し、その取得した複数の最大間隔のうち、最も大きい最大間隔を用いて閾値を取得してもよい。
【００７１】
また、閾値取得部１０３は、不正なセンシング結果を含まない複数のセンシング結果が存在しない場合に、複数のセンシング結果において、直近のより高い適切度までの間隔が最大となる適切度を特定し、その特定した適切度以下のセンシング結果を除いた複数のセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔を取得し、その取得した最大間隔よりも大きい値である閾値を取得してもよい。この場合には、複数のセンシング結果において、上記のように特定した適切度以下のセンシング結果を除くことによって、不正なセンシング結果を除外できると考えられる。したがって、その除外後の複数のセンシング結果において閾値の取得を行うことによって、適切な閾値を取得することができるようになる。なお、この閾値の取得も、１個のラウンドにおいて報告された複数のセンシング結果を用いて行われてもよい。例えば、１回目のラウンドのセンシング結果を用いて閾値を取得する場合には、不正なセンシング結果を含むかどうかが不明であるため、このようにして閾値が取得されてもよい。また、あらかじめ決められた個数以内のラウンドのすべてにおいて、不正が検出された場合には、不正の検出された各ラウンドについて、それぞれ上記のようにして適切度の最大間隔の取得を行い、その取得した複数の最大間隔のうち、最も大きい最大間隔を用いて閾値を取得してもよい。また、適切度を特定することは、その適切度のセンシング結果を特定することであると考えてもよい。
【００７２】
取得された最大間隔よりも大きい閾値とは、例えば、最大間隔に１より大きい実定数（例えば、２や３など）を掛けた値であってもよく、最大閾値に０より大きい実定数（例えば、適切度が０〜１の値である場合には、０．１や０．２など）を足した値であってもよい。本実施の形態では、閾値＝２×最大間隔である場合について主に説明する。また、具体的な閾値の取得については、後述する。なお、閾値の取得は、例えば、ラウンドごとに行われてもよく、または、複数のラウンドごとに行われてもよい。また、本実施の形態では、センシング結果を用いて閾値が取得される場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。不正の検出にあらかじめ決められた閾値が用いられてもよい。
【００７３】
不正検出部１０４は、受信部１０１によって受信された複数のセンシング結果において、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度が、他の複数のセンシング結果から外れている不正なセンシング結果を検出する。上記のように、不正なセンシング結果の適切度は、そうでないセンシング結果の集合から外れた値になると考えられるため、このようにして、不正なセンシング結果を検出できることになる。この不正の検出は、ラウンドごとに行われることが好適である。
【００７４】
他のセンシング結果から外れている不正なセンシング結果を検出する方法は問わないが、例えば、次のようにして不正なセンシング結果を検出してもよい。不正検出部１０４は、複数のセンシング結果において、直近のより高い適切度までの間隔が閾値を超えている適切度を特定し、その特定した適切度以下のセンシング結果を、不正なセンシング結果として検出してもよい。そのようなセンシング結果の適切度は、他のセンシング結果から閾値を超えた間隔だけ離れているため、適切度が他のセンシング結果から外れているセンシング結果となるからである。その閾値として、例えば、閾値取得部１０３によって取得された閾値が用いられてもよく、または、あらかじめ設定されたものが用いられてもよい。本実施の形態では、前者の場合について主に説明する。不正検出部１０４は、不正なセンシング結果を検出した場合に、その不正なセンシング結果について、フラグ等の不正が検出されたことを示す情報を設定してもよく、または、その不正が検出されたラウンドについて、不正が検出されたことを示す情報を設定してもよい。その情報の設定は、例えば、記憶部１０２において記憶されているセンシング結果等について行われてもよい。
【００７５】
不正検出部１０４は、不正なセンシング結果を検出した場合に、その不正なセンシング結果を送信した無線通信装置２００を識別する不正装置識別子を取得してもよい。その不正装置識別子は、例えば、不正なセンシング結果の送信元を識別する情報、例えば、送信元の物理アドレスや論理アドレス等であってもよい。物理アドレスは、例えば、ＭＡＣアドレスであってもよい。また、論理アドレスは、例えば、ＩＰアドレスであってもよい。不正検出部１０４は、不正なセンシング結果の送信元を識別する不正装置識別子を、受信部１０１から取得してもよい。その場合には、受信部１０１において、受信されたセンシング結果と、そのセンシング結果のパケットのヘッダ情報や送信元のアドレスとが対応付けられて一時的に保持されてもよい。
【００７６】
ここで、不正の検出と、閾値の取得とについて、より具体的に説明する。まず、不正の検出について説明する。
【００７７】
図５は、不正の検出の処理を示すフローチャートである。このフローチャートでは、１個のラウンドで受信された複数のセンシング結果について不正の検出の処理が行われるものとする。図５のフローチャートでは、複数のセンシング結果において、適切度の低い方から順番にセンシング結果が不正かどうかの判断を行い、隣接した２個の適切度の間隔が閾値を超えている箇所を特定して不正を検出すると共に、不正でないセンシング結果がＭ個連続している場合に、不正の検出を終了する。
【００７８】
（ステップＳ１０１）不正検出部１０４は、複数のセンシング結果において、適切度が最小であるセンシング結果を特定する。
【００７９】
（ステップＳ１０２）不正検出部１０４は、カウンタｉを１に設定する。
【００８０】
（ステップＳ１０３）不正検出部１０４は、最後に特定したセンシング結果の適切度より高い適切度のセンシング結果が存在するかどうか判断する。そして、そのようなセンシング結果が存在する場合には、ステップＳ１０４に進み、存在しない場合には、不正なセンシング結果を検出する処理は終了となり、上位の処理（例えば、後述する図７や図８のフローチャート）に戻る。なお、最後に特定したセンシング結果とは、ステップＳ１０１，Ｓ１０２からステップＳ１０３に進んだ場合には、ステップＳ１０１で特定したセンシング結果であり、ステップＳ１０７からステップＳ１０３に戻った場合には、ステップＳ１０５で最後に（最新に）特定したセンシング結果であり、ステップＳ１０９からステップＳ１０２に戻った場合には、ステップＳ１０９で最後に特定したセンシング結果である。
【００８１】
（ステップＳ１０４）不正検出部１０４は、最後に特定したセンシング結果の適切度より高い直近の適切度までの間隔が、閾値を超えているかどうか判断する。そして、超えている場合には、ステップＳ１０８に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０５に進む。
【００８２】
（ステップＳ１０５）不正検出部１０４は、最後に特定したセンシング結果の適切度より高い直近の適切度のセンシング結果を特定する。
【００８３】
（ステップＳ１０６）不正検出部１０４は、カウンタｉを１だけインクリメントする。
【００８４】
（ステップＳ１０７）不正検出部１０４は、カウンタｉがＭより大きいかどうか判断する。そして、Ｍより大きい場合には、不正なセンシング結果を検出する処理は終了となり、上位の処理に戻り、そうでない場合には、ステップＳ１０３に戻る。なお、Ｍは、あらかじめ決められた正の整数である。このようにして、Ｍ個のセンシング結果について連続して不正が検出されなかった場合に、不正検出の処理が終了することになる。したがって、その観点からＭが設定されることが好適である。例えば、Ｍは、２や３などであってもよい。
【００８５】
（ステップＳ１０８）不正検出部１０４は、最後に特定したセンシング結果の適切度以下のセンシング結果を、不正なセンシング結果として検出する。不正なセンシング結果の適切度と他のセンシング結果の適切度との間には、閾値を超える間隔があるため、不正なセンシング結果は、他のセンシング結果から外れたセンシング結果であると言えるからである。不正なセンシング結果として検出するとは、例えば、不正なセンシング結果に対して、不正であることを示すフラグなどの情報を設定することであってもよく、不正なセンシング結果の適切度を図示しない記録媒体に蓄積することであってもよく、不正なセンシング結果と、そうでないセンシング結果とを区別するためのその他の処理であってもよい。また、不正検出部１０４は、不正なセンシング結果を検出した場合に、その不正なセンシング結果を送信した無線通信装置２００の不正装置識別子を取得してもよい。
【００８６】
（ステップＳ１０９）不正検出部１０４は、最後に特定したセンシング結果の適切度より高い直近の適切度のセンシング結果を特定する。そして、ステップＳ１０２に戻る。
【００８７】
なお、無線通信装置２００が有する不正検出部１０４ａが不正の検出を行う場合には、受信部１０１ａで受信されたセンシング結果のうち、受信信号強度があらかじめ決められた閾値を超えるセンシング結果を用いて、不正なセンシング結果を検出してもよい。受信信号強度が閾値を超えるセンシング結果とは、自装置の近くの無線通信装置２００から送信されたセンシング結果となる。通常、近い位置で取得されたセンシング結果は、近い適切度になると考えられる。したがって、このようにすることによって、不正検出部１０４ａは、不正なセンシング結果をより精度高く検出することができるようになる。なお、ＢＳＳにおいて、無線通信装置２００の配置は一様ランダムであることが好適であり、また、各無線通信装置２００の送信電力は同一であることが好適である。また、センシング結果に寄与する干渉源は、同一のリソース量を消費すると考えてもよい。
【００８８】
次に、図１０を用いて、具体的な不正の検出について説明する。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）において、それぞれ１ラウンドに受信された複数のセンシング結果を上下方向の線によって示している。各センシング結果の左右方向の位置によって、センシング結果に対応する適切度（図１０ではチャネル利用率）が示されている。
【００８９】
図１０（ａ）で示されるセンシング結果において不正の検出を行う場合には、まず、センシング結果ＳＲ１が特定され、次に、センシング結果ＳＲ１と、センシング結果ＳＲ２との間隔が特定され、その特定された間隔が閾値より大きいかどうか判断される（ステップＳ１０１〜Ｓ１０４）。その間隔が閾値より大きいとすると、センシング結果ＳＲ１は、不正なセンシング結果として検出されることになる（ステップＳ１０８）。なお、図１０において、不正の検出されたセンシング結果には、マーク「×」を付けている。
【００９０】
その後、次のセンシング結果ＳＲ２が特定され（ステップＳ１０９）、センシング結果ＳＲ２と、センシング結果ＳＲ３との間隔が、閾値より大きいかどうか判断される（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）。その間隔が閾値より小さいとすると、次のセンシング結果ＳＲ３が特定され、同様の処理が繰り返される。なお、Ｍ＝２に設定されているとすると、センシング結果ＳＲ４が特定された後に、不正の検出の処理は終了されることになる。
【００９１】
図１０（ｂ）においては、図１０（ａ）と同様に、センシング結果ＳＲ１が不正なセンシング結果として検出される。その後、センシング結果ＳＲ２が特定されているときには、不正の検出は行われないが、センシング結果ＳＲ３が特定されているときに、センシング結果ＳＲ２，ＳＲ３が不正なセンシング結果として検出されることになる。その後、センシング結果ＳＲ４が特定された以降には、不正の検出は行われないことになる。このように、隣接する適切度の間隔において、２以上の間隔が閾値を超えていたとしても、適切に不正の検出を行うことができる。
【００９２】
図１０（ｃ）においては、図１０（ｂ）と同様に、隣接する適切度の２個の間隔（センシング結果ＳＲ１，ＳＲ２の間隔と、センシング結果ＳＲ３，ＳＲ４の間隔）において、間隔が閾値を超えている。しかしながら、Ｍが２や３などの小さい値に設定されている場合には、センシング結果ＳＲ３が特定される前に、不正の検出の処理が終了されるため、センシング結果ＳＲ３の適切度以下のセンシング結果が不正なセンシング結果として検出されることはないことになる。したがって、図５のフローチャートで示されるように不正の検出を行うことによって、他のセンシング結果よりも適切度の低い方に外れている不正なセンシング結果のみを適切に検出することができるようになる。
【００９３】
なお、図５のフローチャートで示される以外の方法によって、不正の検出の処理を行ってもよいことは言うまでもない。例えば、複数のセンシング結果において、直近のより高い適切度までの間隔が閾値を超える適切度のセンシング結果をすべて特定し、その特定した各センシング結果の適切度のうち、最も高い適切度を特定し、その特定した適切度以下のセンシング結果を不正なセンシング結果として検出してもよい。ただし、その場合には、例えば、図１０（ｃ）の複数のセンシング結果において、センシング結果ＳＲ４以外がすべて不正なセンシング結果として検出されることになる。そのようなことを回避するため、例えば、複数のセンシング結果の適切度の中央値や平均値を特定し、特定した中央値や平均値よりも低い適切度の範囲において不正の検出を行うようにしてもよい。そのようにすることで、図１０（ｃ）においても、適切にセンシング結果ＳＲ１のみを不正なセンシング結果として検出することができるようになる。
【００９４】
また、複数のセンシング結果における、直近のより高い適切度までの間隔が閾値を超える適切度のセンシング結果の特定は、例えば、閾値を超えている、隣接している適切度の間隔を特定し、その間隔の両側の適切度のうち、適切度の低い方のセンシング結果を特定することによって行われてもよい。このように、結果として、複数のセンシング結果における、直近のより高い適切度までの間隔が閾値を超える適切度のセンシング結果が特定されるのであれば、その方法は問わない。
【００９５】
次に、閾値の取得について説明する。図６は、閾値の取得の処理を示すフローチャートである。このフローチャートでは、記憶部１０２において、１つのラウンドで受信されたセンシング結果、および、そのラウンドで不正が検出されたかどうかがラウンドごとに記憶されており、その情報を用いて処理が行われるものとする。
【００９６】
（ステップＳ２０１）閾値取得部１０３は、それまでのラウンドにおいて、不正の検出されなかったラウンドがあるかどうか判断する。そして、不正の検出されなかったラウンドがある場合には、ステップＳ２０２に進み、そうでない場合には、ステップＳ２０４に進む。なお、この判断は、判断時点からＮ個までのラウンドについて行われてもよい。Ｎは、正の整数である。現在の通信状況に近い閾値が取得されることが好適だからである。Ｎ個までのラウンドについて判断が行われた場合には、そのＮ個までのラウンドのセンシング結果を用いて、以下の閾値の取得が行われるものとする。また、閾値の取得は、通常、不正の検出の前に行うため、初回のラウンドについて閾値を取得する際には、そのラウンドについて不正が検出されるかどうかが不明となる。したがって、初回のラウンドについては、不正が検出されたラウンドとして閾値の取得を行ってもよい。報告期間は終了しているが、不正の検出はまだ行われていない初回以外のラウンドについても同様である。また、１個のセンシング結果のみを含むラウンドについては、図５のフローチャートのように不正の検出が行われる場合には、不正がないと判断されることになるが、そのラウンドを用いて閾値を取得することはできない。したがって、便宜上、そのようなラウンドについても不正が検出されたとして処理を行ってもよい。
【００９７】
（ステップＳ２０２）閾値取得部１０３は、不正の検出されなかったラウンドにおけるセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔を取得する。不正の検出されなかったラウンドが複数存在する場合には、各ラウンドにおいて適切度の最大間隔を取得し、その取得した複数の最大間隔のうち、最大のものを閾値の取得に用いる最大間隔としてもよい。
【００９８】
（ステップＳ２０３）閾値取得部１０３は、ステップＳ２０２で取得した最大間隔を用いて、閾値を取得する。その閾値は、上記のように、例えば、最大間隔＋αであってもよく、最大間隔×βであってもよい。αは正の実数であり、βは１より大きい実数である。そして、閾値を取得する処理は終了となり、上位の処理（例えば、後述する図７や図８のフローチャート）に戻る。
【００９９】
（ステップＳ２０４）閾値取得部１０３は、不正の検出されたラウンドのセンシング結果の適切度において、直近のより高い適切度までの間隔が最大となる適切度のセンシング結果を特定する。
【０１００】
（ステップＳ２０５）閾値取得部１０３は、ステップＳ２０４で特定したセンシング結果の適切度以下のセンシング結果を、閾値の取得を行っているラウンドから除去する。この処理によって、不正の可能性のあるセンシング結果が除去されることになる。
【０１０１】
（ステップＳ２０６）閾値取得部１０３は、ステップＳ２０５でセンシング結果を除去した後のセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔を取得する。
【０１０２】
なお、不正の検出されたラウンドが複数存在する場合には、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６の処理をラウンドごとに実行し、ラウンドごとに取得した最大間隔のうち、最大のものを閾値の取得に用いる最大間隔としてもよい。
【０１０３】
（ステップＳ２０７）閾値取得部１０３は、ステップＳ２０６で取得した最大間隔を用いて、ステップＳ２０３と同様にして閾値を取得する。そして、閾値を取得する処理は終了となり、上位の処理に戻る。
【０１０４】
なお、閾値を取得することができない場合、例えば、過去に１個のラウンドのセンシング結果のみが存在し、また、そのラウンドに１個のセンシング結果のみが含まれている場合などには、閾値取得部１０３は、あらかじめ保持されているデフォルトの閾値を読み出して取得してもよい。
【０１０５】
また、図６のフローチャートでは、不正が検出されたラウンドにおいても、不正なセンシング結果は少ないことを前提として、２番目の最大間隔を用いて閾値を取得する場合について示しているが、そうでなくてもよい。例えば、不正なセンシング結果を送信する悪意のある無線通信装置２００が多く存在し、不正なセンシング結果が少なくない場合には、３番目や４番目などの最大間隔を用いて閾値を取得するようにしてもよい。より厳密に言えば、ステップＳ２０４とＳ２０５の処理を複数回繰り返した後に、ステップＳ２０６の最大間隔の取得を行うようにしてもよい。
【０１０６】
次に、図１１を用いて、具体的な閾値の取得について説明する。図１１（ａ）は、不正の検出されなかったラウンドにおけるセンシング結果を示す図であり、図１１（ｂ）は、不正の検出されたラウンドにおけるセンシング結果を示す図である。
【０１０７】
例えば、過去のラウンドに不正の検出されなかった図１１（ａ）で示される１個のラウンドがあった場合には（ステップＳ２０１）、閾値取得部１０３は、そのラウンドにおいて、適切度の最大間隔Ｇ１を取得する（ステップＳ２０２）。そして、閾値取得部１０３は、例えば、閾値＝２×最大間隔Ｇ１のように閾値を取得する（ステップＳ２０３）。
【０１０８】
また、例えば、初回のラウンドに含まれるセンシング結果が図１１（ｂ）で示されるものであり、そのラウンドについて不正検出を行うために閾値を取得する場合には、閾値取得部１０３は、最大間隔Ｇ１の適切度の低い側のセンシング結果ＳＲ１を特定する（ステップＳ２０１，Ｓ２０４）。次に、閾値取得部１０３は、特定したセンシング結果ＳＲ１の適切度以下のセンシング結果を除外する（ステップＳ２０５）。すなわち、センシング結果ＳＲ１が除外されることになる。その後、閾値取得部１０３は、その除外後のセンシング結果において、隣接している適切度の最大間隔Ｇ２を取得し、その最大間隔Ｇ２を用いて、例えば、閾値＝２×最大間隔Ｇ２のように閾値を取得する（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）。このように、初回のラウンドに不正なセンシング結果ＳＲ１が含まれていたとしても、そのセンシング結果ＳＲ１を除外して、閾値を取得することができる。一方、仮に初回のラウンドに不正なセンシング結果が含まれていなかったとしても、その場合には、図１１（ａ）で示されるように、１番目の最大間隔と２番目の最大間隔との差は小さいと考えられる。したがって、不正なセンシング結果の含まれていないラウンドにおいて、２番目の最大間隔を用いて閾値を取得したとしても、大きなデメリットはないと考えられる。
【０１０９】
図３に戻り、チャネル利用状況観測部２０１は、ランダムアクセス制御を行っている無線チャネルの利用状況を観測する。なお、無線通信装置２００が互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して、信号を送信するものである場合には、チャネル利用状況観測部２０１は、各周波数帯（各周波数帯の中では１つ以上の無線チャネル）の利用状況（各無線チャネルの空き状況など）を観測してもよい。
【０１１０】
送信部２０２は、チャネル利用状況観測部２０１によって観測された利用状況に応じたセンシング結果を情報収集装置３００に送信する。また、送信部２０２は、不正検出装置１００ａによって検出された不正なセンシング結果を送信した無線通信装置２００を識別する不正装置識別子を情報収集装置３００に送信する。なお、センシング結果と、不正装置識別子とは、通常、別々のタイミングで送信される。一方、トラヒック低減の観点からは、送信部２０２は、例えば、不正装置識別子を、次回のセンシング結果と一緒に情報収集装置３００に送信してもよい。
【０１１１】
なお、送信部２０２が、互いに分離した複数の周波数帯の複数の無線チャネルを利用して送信を行う場合に、センシング結果や不正装置識別子を、複数の無線チャネルを利用して送信してもよく、または、１個の制御チャネルを利用して送信してもよい。後者の場合には、例えば、センシング結果等の制御のための情報は、１個の制御チャネルで通信され、映像や音声等の実体的な情報は、互いに分離した複数の周波数帯を用いて通信されてもよい。互いに分離した複数の周波数帯を用いた通信の処理については後述する。
【０１１２】
また、無線通信装置２００が有する受信部１０１ａは、センシング結果を受信すると共に、情報収集装置３００から送信された統合センシング情報をも受信してもよい。また、その他の情報をも受信してもよい。例えば、受信部１０１ａは、後述するブラックリストを受信してもよい。
【０１１３】
図４に戻り、生成部３０１は、不正検出装置１００ｂによって検出された不正なセンシング結果を除いた複数のセンシング結果を統合した統合センシング情報を生成する。なお、その統合センシング情報の生成に、各無線通信装置２００から送信された不正装置識別子も用いられてもよい。その場合には、不正検出装置１００ｂによって検出された不正なセンシング結果と、不正装置識別子によって識別される無線通信装置２００から送信された不正なセンシング結果とを除いた複数のセンシング結果を統合した統合センシング情報が生成されてもよい。
【０１１４】
ここで、情報収集装置３００から各無線通信装置２００に送信される統合センシング情報について説明する。ある無線チャネルの適切度の最も低いセンシング結果が、その無線チャネルにおける無線通信の利用状況を示していると考えられるため、情報収集装置３００では、ある無線チャネルについて複数のセンシング結果の報告を受信した場合に、その複数のセンシング結果を、適切度の最も低いセンシング結果に統合してもよい。例えば、チャネル利用率「６０％」「５０％」「４０％」「３０％」が無線通信装置２００から送信された場合には、生成部３０１は、それらを統合したチャネル利用率「６０％」である統合センシング情報を生成してもよい。
【０１１５】
また、複数の無線チャネルについてセンシング結果の送信が行われる場合には、統合センシング情報は、複数の無線通信装置２００から送信されたセンシング結果に応じて情報収集装置３００において選択された、ＢＳＳの無線通信で用いる１つまたは複数の無線チャネルを示す情報であってもよい。具体的には、無線チャネルｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ４、ｃｈ５について、各無線通信装置２００から送信されたセンシング結果によって示されるチャネル利用率の最高値がそれぞれ６０％、３０％、４０％、５０％、２０％である場合には、情報収集装置３００の生成部３０１は、チャネル利用率の低い順（適切度の高い順）に３個のチャネルを選択し、その選択した無線チャネルｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ５を示す統合センシング情報を生成してもよい。なお、選択する無線チャネルの個数は、あらかじめ決められていてもよく、または、センシング結果に応じて決められてもよい。後者の場合には、例えば、あらかじめ決められた閾値以上の適切度である無線チャネルから、あらかじめ決められた個数以内の無線チャネルが選択されてもよい。具体的には、その閾値がチャネル利用率３０％に設定されており、あらかじめ決められた個数が「３個」である場合には、上記の例において、ｃｈ２、ｃｈ５を示す統合センシング情報が生成されてもよい。
【０１１６】
送信部３０２は、生成部３０１によって生成された統合センシング情報を、複数の無線通信装置２００に送信する。その送信は、あらかじめ決められた無線チャネルである制御チャネルを用いて行われてもよい。なお、送信部３０２が、互いに分離した複数の周波数帯の複数の無線チャネルを利用して送信を行う場合に、統合センシング情報は、複数の無線チャネルを利用して送信されてもよく、または、１個の制御チャネルを利用して送信されてもよい。
【０１１７】
また、情報収集装置３００が有する受信部１０１ｂは、センシング結果を受信すると共に、無線通信装置２００から送信された不正装置識別子をも受信してもよい。また、その他の情報をも受信してもよい。
【０１１８】
次に、無線通信装置２００の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。
（ステップＳ３０１）チャネル利用状況観測部２０１は、センシングの対象となる無線チャネルについて利用状況の観測することによってセンシングを行う。このセンシングは、無線通信を行う可能性のある複数の対象無線チャネルについて行われてもよい。
【０１１９】
（ステップＳ３０２）チャネル利用状況観測部２０１は、センシング期間が終了したかどうか判断する。そして、センシング期間が終了した場合には、ステップＳ３０３に進み、そうでない場合には、ステップＳ３０１に戻る。このようにして、所定のセンシング期間が終了するまでセンシングが継続されることになる。なお、あるセルにおける最初のセンシング期間の開始タイミングは、アクセスポイント（情報収集装置３００）によって指定されてもよい。
【０１２０】
（ステップＳ３０３）送信部２０２は、センシング期間が終了すると、観測結果に応じたセンシング結果を取得し、そのセンシング結果の送信タイミング（送信時点）を報告期間内においてランダムに決定する。
【０１２１】
（ステップＳ３０４）送信部２０２は、ステップＳ３０３で決定された送信タイミングが到来したかどうか判断する。そして、到来した場合には、ステップＳ３０５に進み、そうでない場合には、ステップＳ３０６に進む。
【０１２２】
（ステップＳ３０５）送信部２０２は、センシング結果を情報収集装置３００に送信する。そして、ステップＳ３０４に戻る。
【０１２３】
（ステップＳ３０６）受信部１０１ａは、他の無線通信装置２００が送信したセンシング結果を受信したかどうか判断する。そして、受信した場合には、ステップＳ３０７に進み、そうでない場合には、ステップＳ３０８に進む。
【０１２４】
（ステップＳ３０７）受信部１０１ａは、受信したセンシング結果を、記憶部１０２ａに蓄積する。そして、ステップＳ３０４に戻る。
【０１２５】
（ステップＳ３０８）受信部１０１ａは、報告期間が終了したかどうか判断する。そして、報告期間が終了した場合には、ステップＳ３０９に進み、そうでない場合には、ステップＳ３０４に戻る。
【０１２６】
（ステップＳ３０９）閾値取得部１０３ａは、それまでに受信された各ラウンドのセンシング結果を用いて、閾値を取得する。この処理の詳細は、図６のフローチャートを用いて説明したとおりである。
【０１２７】
（ステップＳ３１０）不正検出部１０４ａは、ステップＳ３０９で取得された閾値を用いて、最新の報告期間で受信されたセンシング結果について不正の検出を行う。この処理の詳細は、図５のフローチャートを用いて説明したとおりである。
【０１２８】
（ステップＳ３１１）送信部２０２は、ステップＳ３１０で取得された不正装置識別子を、情報収集装置３００に送信する。
【０１２９】
（ステップＳ３１２）受信部１０１ａは、情報収集装置３００から送信された統合センシング情報を受信する。無線通信装置２００において、例えば、その統合センシング情報に応じた無線チャネルを用いた無線通信が行われてもよい。そして、センシング結果の送信や不正の検出等の一連の処理は終了となる。
【０１３０】
なお、図７のフローチャートの処理は、各無線通信装置２００において繰り返して実行されることになる。また、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３のセンシング結果の取得の処理と、ステップＳ３０４〜Ｓ３１１のセンシング結果の送信と不正検出の処理とは、並列して行われてもよい。
【０１３１】
次に、情報収集装置３００の動作について、図８のフローチャートを参照して説明する。
（ステップＳ４０１）受信部１０１ｂは、報告期間が始まったかどうか判断する。そして、報告期間が始まった場合には、ステップＳ４０２に進み、そうでない場合には、報告期間が始まるまで、ステップＳ４０１の処理を繰り返す。例えば、情報収集装置３００が、各無線通信装置２００にセンシング期間の開始タイミングを通知している場合には、受信部１０１ｂは、その開始タイミングからセンシング期間の長さだけ経過した際に、報告期間が開始したと判断してもよい。
【０１３２】
（ステップＳ４０２）受信部１０１ｂは、無線通信装置２００から送信されたセンシング結果を受信したかどうか判断する。そして、センシング結果を受信した場合には、ステップＳ４０３に進み、そうでない場合には、ステップＳ４０４に進む。
【０１３３】
（ステップＳ４０３）受信部１０１ｂは、受信したセンシング結果を記憶部１０２ｂに蓄積する。そして、ステップＳ４０２に戻る。
【０１３４】
（ステップＳ４０４）受信部１０１ｂは、報告期間が終了したかどうか判断する。そして、報告期間が終了した場合には、ステップＳ４０５に進み、そうでない場合には、ステップＳ４０２に戻る。
【０１３５】
（ステップＳ４０５）閾値取得部１０３ｂは、それまでに受信された各ラウンドのセンシング結果を用いて、閾値を取得する。この処理の詳細は、図６のフローチャートを用いて説明したとおりである。
【０１３６】
（ステップＳ４０６）不正検出部１０４ｂは、ステップＳ４０５で取得された閾値を用いて、最新の報告期間で受信されたセンシング結果について不正の検出を行う。この処理の詳細は、図５のフローチャートを用いて説明したとおりである。
【０１３７】
（ステップＳ４０７）受信部１０１ｂは、無線通信装置２００から送信された不正装置識別子を受信する。
【０１３８】
（ステップＳ４０８）生成部３０１は、最新の報告期間で受信されたセンシング結果から、ステップＳ４０６で不正が検出されたセンシング結果と、ステップＳ４０７で受信した不正装置識別子から送信されたセンシング結果とを除外して、統合センシング情報を生成する。
【０１３９】
（ステップＳ４０９）送信部３０２は、ステップＳ４０８で生成された統合センシング情報を無線通信装置２００に送信する。そして、ステップＳ４０１に戻る。
【０１４０】
このようにして、協調センシングにおいて、悪意のある無線通信装置２００から送信された不正なセンシング結果を検出して除外することができるようになり、不正なセンシング結果の送信が行われたとしても、より正確な通信状況を把握することができ、通信状況に応じた無線リソースの活用を実現することができるようになる。
【０１４１】
なお、ここでは、無線通信装置２００と情報収集装置３００との両方において不正の検出が行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。無線通信装置２００においては、不正なセンシング結果の検出は行われなくてもよい。その場合には、情報収集装置３００は、不正なセンシング結果の検出を行うことが好適である。また、情報収集装置３００においては、不正なセンシング結果の検出は行われなくてもよい。その場合には、無線通信装置２００は、不正なセンシング結果の検出を行うことが好適である。そして、情報収集装置３００は、受信した複数のセンシング結果から、受信した不正装置識別子から送信されたセンシング結果を除外して、統合センシング情報を生成して、各無線通信装置２００に送信してもよい。
【０１４２】
ここで、無線通信装置２００においても不正の検出を行うメリットについて簡単に説明する。通常、無線通信装置２００において検出された不正は、情報収集装置３００においても検出することができる。しかしながら、そうではない場合もありうる。例えば、図１２で示されるように、情報収集装置３００で受信した複数のセンシング結果（実線および破線のセンシング結果）には、隣接した適切度の間隔に閾値を超える箇所はなかったとする。すると、情報収集装置３００では、不正なセンシング結果は検出されないことになる。一方、ある無線通信装置２００において受信した破線で示されるセンシング結果には、隣接した適切度の間隔に閾値を超える箇所があり、適切度の低い方の２個のセンシング結果ＳＲ１，ＳＲ２が不正と判断されたとする。すると、そのセンシング結果の送信元の不正装置識別子が情報収集装置３００に送信されることによって、情報収集装置３００は、その２個のセンシング結果ＳＲ１，ＳＲ２が不正なセンシング結果であることを知ることができ、それらを除外して統合センシング情報を生成することができ、統合センシング情報の精度を高めることができることになる。
【０１４３】
次に、不正なセンシング結果の検出を行う無線通信装置２００および情報収集装置３００の変形例について説明する。
【０１４４】
各ラウンドにおいて、すべての無線通信装置２００がセンシング結果を情報収集装置３００に送信する場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、あるラウンドにおいては、すべての無線通信装置２００がセンシング結果を情報収集装置３００に送信し、別のラウンドにおいては、一部の無線通信装置２００がセンシング結果を情報収集装置３００に送信するようにしてもよい。後者の場合を「選択的な報告」と呼ぶことにする。選択的な報告においては、例えば、各無線通信装置２００は、自装置での観測に応じたセンシング結果の方が、他の無線通信装置から送信されたセンシング結果よりも、無線チャネルが利用に適していることを示す適切度が高い場合には、自装置のセンシング結果を送信しないように送信部２０２を制御する送信制御部をさらに備えてもよい。すなわち、報告期間において、無線通信装置２００が、自装置での観測に応じたセンシング結果を送信するまでに、その自装置のセンシング結果よりも適切度の低いセンシング結果を他の無線通信装置２００から受信した場合には、自装置のセンシング結果を送信しなくてもよい。そのようにすることで、不要なセンシング結果の送信を低減することができるからである。送信制御部による送信の制御は、例えば、複数の無線チャネルに関する協調センシングにおいて行われてもよく、１つの無線チャネルに関する協調センシングにおいて行われてもよい。１つの無線チャネルに関する協調センシングが行われる場合には、無線通信で用いる無線チャネルの選択のために、センシング結果が用いられてもよい。その無線チャネルの決定をアクセスポイントＡＰ（情報収集装置）において行う場合には、アクセスポイントＡＰにおけるセンシング結果の統合や、その統合された統合センシング情報の各無線通信装置ＳＴＡへの送信は行われなくてもよい。また、選択的な報告については、例えば、次の文献を参照されたい。
文献：Rui Teng, Kazuto Yano, Tomoaki Kumagai,「An Efficient Distributed-Reporting Approach for Cooperative Sensing in Wireless-LAN System」、電子情報通信学会ソサイエティ大会、2017年
【０１４５】
なお、選択的な報告を行う報告期間と、不正の検出を行う報告期間（すなわち、すべてのセンシング結果が送信される報告期間）とが、情報収集装置３００によって指定されてもよい。そして、選択的な報告を行う報告期間においては、上記のように、選択的な報告が行われ、不正の検出を行う報告期間においては、すべての無線通信装置２００からセンシング結果が送信されてもよい。そのような場合に、悪意のある無線通信装置２００は、不正の検出を行う報告期間においては、不正なセンシング結果を送信しないことも考えられる。したがって、そのことを考慮して、情報収集装置３００は、事後的に不正の検出を行う報告期間であることを通知してもよい。例えば、無線通信装置２００は、各ラウンドが選択的な報告を行う報告期間であるとしてセンシング結果の送信を行い、その報告期間が終了した後に、情報収集装置３００から全センシング結果の送信が要求された場合に、センシング結果を送信していなかった無線通信装置２００も、センシング結果を送信するようにしてもよい。通常、不正なセンシング結果は適切度が低いため、選択的な報告において送信されている可能性が高いと考えられる。そのため、上記のようにして、全センシング結果が送信されることによって、事後的に、選択的な報告において送信されたセンシング結果が不正なものであったことを検出できるようになる。
【０１４６】
また、そのような選択的な報告を行う場合に、情報収集装置３００の送信部３０２は、不正なセンシング結果を送信した無線通信装置２００を識別する不正装置識別子を含むブラックリストをも複数の無線通信装置２００に送信してもよい。そのブラックリストに含まれる不正装置識別子は、例えば、不正検出部１０４ｂによって不正が検出されたセンシング結果を送信した無線通信装置２００の不正装置識別子であってもよく、受信部１０１ｂによって受信された不正装置識別子であってもよく、その両方であってもよい。ブラックリストに、不正なセンシング結果を送信する装置の不正装置識別子をすべて含めることが好適であるため、不正検出部１０４ｂによって不正の検出されたセンシング結果の送信元の不正装置識別子と、受信部１０１ｂによって受信された不正装置識別子との両方がブラックリストに含まれることが好適である。
【０１４７】
情報収集装置３００から送信されたブラックリストは、無線通信装置２００の受信部１０１ａによって受信されてもよい。そして、上記送信制御部は、ブラックリストに含まれる不正装置識別子で識別される無線通信装置２００から送信されたセンシング結果は、選択的な報告における制御に用いないようにしてもよい。このようにすることで、選択的な報告のラウンドにおいても、不正なセンシング結果によって、適切なセンシング結果の送信が妨げられる可能性が低減されることになる。なお、この場合には、情報収集装置３００においては、ブラックリストに含まれる無線通信装置２００から送信されたセンシング結果を用いないで統合センシング情報が生成されることが好適である。
【０１４８】
また、本実施の形態では、不正検出装置１００が、無線通信装置２００や情報収集装置３００に含まれる場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。不正検出装置１００は、無線通信装置２００や情報収集装置３００とは別の装置であってもよい。その場合には、不正検出装置１００によって検出された不正なセンシング結果や、その不正なセンシング結果の送信元を識別する不正装置識別子が出力され、その出力された不正の検出結果や不正装置識別子が、無線通信装置２００や情報収集装置３００において用いられてもよい。
【０１４９】
また、本実施の形態では、不正検出装置１００が閾値取得部１０３を備える場合について説明したが、そうでなくてもよい。不正検出装置１００は、閾値取得部１０３を備えていなくてもよい。その場合であって、不正検出部１０４が閾値を用いて不正の検出を行う場合には、あらかじめ決められた閾値を用いて不正の検出を行うようにしてもよい。また、不正検出部１０４は、閾値を用いないで不正の検出を行ってもよい。そのような手法について、簡単に説明する。
【０１５０】
不正検出部１０４は、例えば、１個のラウンドの複数のセンシング結果において、適切度の最小側からＫ個のセンシング結果を除外し、適切度の最大側からＫ個のセンシング結果を除外する。ここで、Ｋは、１以上の整数であり、通常、１や２のように小さな値であることが好適である。このようにして、不正なセンシング結果を除外できると共に、除外後においても、複数のセンシング結果における平均値等が大きく変化しないようにすることができる。その後、不正検出部１０４は、除外後のセンシング結果において、平均値と、標準偏差（σ）とを算出し、平均値−３σよりも低い適切度のセンシング結果を、不正なセンシング結果として検出してもよい。センシング結果が正規分布に似た分布となる場合には、このような方法によっても不正を検出することができる。
【０１５１】
次に、互いに分離した複数の無線チャネルを用いた通信について説明する。
図１３は、複数の互いに分離した周波数帯域における無線チャネルを説明するための概念図である。
【０１５２】
図１３では、例として、横軸を周波数とし、免許不要帯域として、上述した９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯を示す。各周波数帯域には、それぞれ、通信において選択的に使用される複数の無線チャネルが含まれる。
【０１５３】
ここで、後述する本実施の形態の無線通信装置については、一般的に、互いに分離した複数の周波数帯域を用いて、同一の無線方式または異なる無線方式で同期したタイミングで同時並行的に通信を行う送信装置に適用することが可能である。
【０１５４】
図１４は、本実施の形態の無線通信システムの構成を説明するための概念図である。
【０１５５】
図１４を参照して、送信側では、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯の３つの周波数帯を使用することを前提に、各帯域で無線チャネルを１つずつ使用するものとして、送信フレームを構成する。
【０１５６】
なお、各周波数帯で、複数チャネルを使用することとしてもよいが、以下では、周波数帯ごとに１チャネルを使用するものとして説明する。
【０１５７】
本実施の形態では以下の特徴を有する無線アクセス制御を行う。
【０１５８】
すなわち、まず、送信側では、後述するような方法で複数周波数帯の利用状況（各無線チャネルの空き状況など）をセンシングして観測する。
【０１５９】
続いて、送信側では、あるタイミングで、１つ以上の未使用な周波数帯・無線チャネルで同時に無線パケット（フレーム）を送信する。このとき、送信データを複数帯域にマッピングして送信する。
【０１６０】
一方で、受信側では複数帯域を一括受信してデータを統合する。
【０１６１】
送受信において、このような構成にすると、帯域間で混雑状況に偏りがあっても送信機会を確保できるため周波数利用効率の向上と伝送遅延の低減が期待でき、またデータの到着順番が入れ替わるような問題も発生しない。
【０１６２】
図１５は、送信データを複数帯域にマッピングして送信し、受信側で一括受信して統合するための具体例を説明するための図である。
【０１６３】
図１５に示すように、送信データの系列を使用する各帯域の伝送レートＲｉに比例するシンボル数ずつ区切って各帯域に、シリアル／パラレル変換により割り当てる。
【０１６４】
例えば、（５ＧＨｚ帯伝送レート：２．４ＧＨｚ帯伝送レート：９２０ＭＨｚ帯伝送レート）＝（Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３）＝（３：２：１）ならば、送信データの系列を６シンボル毎に区切り、５ＧＨｚ帯（ch1）、２．４ＧＨｚ帯（ch2）、９２０ＭＨｚ帯（ch3）にはその中の３シンボル、２シンボル、１シンボルを割り当てる。なお、送信系列を分割して割り当てる際には、このような場合に限定されず、より一般には、ｍ個の周波数帯を使用する場合は、周波数帯の伝送レートの比を、（Ｒ１：Ｒ２：…：Ｒｍ）（比率は、既約に表現されるとする）とするとき、送信系列を（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋Ｒｍ）×ｎ（ｍ，ｎ：自然数）シンボル毎に区切り、各チャネルには、（Ｒ１×ｎ）シンボル、（Ｒ２×ｎ）シンボル、…、（Ｒｍ×ｎ）シンボルを割り当てるものとしてもよい。
【０１６５】
そのような割り当ての後に、各帯域ごとに、送信シンボルに対して物理ヘッダをつけて、パケットとし、これらのパケットを同一タイミングで同時並列的に送信する。
【０１６６】
送信側で各帯域に割り当てられたシンボル数については、この物理ヘッダ内に情報として格納するか、送信前に制御情報として予め設定される。
【０１６７】
受信側では、各帯域上の物理ヘッダを利用して同期と復調処理を行う。復調された各系列を送信側と逆の処理で、パラレル／シリアル変換により結合し、フレームの復号を行う。
【０１６８】
［送信装置の構成］
図１６は、本実施の形態の送信装置１０００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【０１６９】
図１６を参照して、送信装置１０００は、送信データの系列に対して、誤り訂正符号化処理を行うための誤り訂正符号化部１１１０と、誤り訂正符号化後のデータに対してインターリーブ処理を行うインターリーブ部１１１２と、図１５で説明したように各周波数帯域に割り当てる処理をするためのシリアル／パラレル変換（以下、Ｓ／Ｐ変換）部１０１０と、Ｓ／Ｐ変換後のデータに対して、周波数帯域ごとに、マッピング処理や物理ヘッダの付加など、所定の無線通信方式で通信するための無線フレーム（パケット）を形成するデジタル処理を実行するための無線フレーム生成部１０２０．１〜１０２０．３と、無線フレーム生成部１０２０．１〜１０２０．３からのデジタル信号に対して、それぞれ、デジタルアナログ変換処理、所定の変調方式への変調処理（例えば、所定の多値変調方式のための直交変調処理）、アップコンバート処理、電力増幅処理などを実行する高周波処理部（ＲＦ部）１０４０．１〜１０４０．３と、ＲＦ部１０４０．１〜１０４０．３の高周波信号をそれぞれ送出するためのアンテナ１０５０．１〜１０５０．３とを含む。ＲＦ部１０４０．１〜１０４０．３の動作は、これらに共通に設けられた局部発振器１０３０からのクロックに基づいて制御される。
【０１７０】
さらに、送信装置１０００は、各周波数帯（各周波数帯の中では１つ以上の無線チャネル）の利用状況（各無線チャネルの空き状況など）を観測するチャネル利用状況観測部２０１と、チャネル利用状況観測部２０１の観測に基づいて、所定のタイミングでのチャネル利用状況を予測するチャネル利用状況予測部１０７０と、無線フレーム生成部１０２０．１〜１０２０．３の処理タイミングおよびＲＦ部１０４０．１〜１０４０．３での送信タイミングを制御して、制御された同一の送信タイミングにおいて所定の期間につき未使用な周波数帯・無線チャネルで同時に無線パケットを送信するように制御するアクセス制御部１０８０と、観測された利用状況に応じたセンシング結果を情報収集装置に送信するための送信部２０２と、不正検出装置１００ａとを含む。なお、不正検出装置１００ａの構成は、上記説明のとおりであり、その説明を省略する。
【０１７１】
ここで、チャネル利用状況観測部２０１が上述したキャリアセンスおよびチャネルセンシングを実行する構成とする。
【０１７２】
ここで、アクセス制御部１０８０は、送信時に候補となる対象帯域をキャリアセンスした結果に応じて使用可能であると判明したチャネルを選択し使用して、制御された同一の送信タイミングにおいて未使用な周波数帯・無線チャネルで同時に無線パケットを送信することになる。また、アクセス制御部１０８０は、不正検出装置１００ａの受信部１０１ａで受信された統合センシング情報に基づいて、送信タイミングの制御を行う。統合センシング情報に基づいてとは、統合センシング情報を用いて決定された１つまたは複数の無線チャネル、または、統合センシング情報によって示される１つまたは複数の無線チャネルにおいて、無線パケットの送信を行うことである。前者の場合には、例えば、無線通信装置において、統合センシング情報に基づいて、無線通信で用いる１つまたは複数の無線チャネルを決定してもよい。
【０１７３】
チャネル利用状況予測部１０７０の詳しい動作の例については後述する。ただし、チャネル利用状況観測部２０１の観測結果を直接用いて、現時点で利用可能と判断された周波数帯を用いるように、アクセス制御部１０８０が送信タイミングを制御する構成としてもよい。
【０１７４】
このような構成の送信装置１０００により、図１５で説明したように、データを複数帯域にマッピングして送信し、受信側では複数帯域を一括受信してデータを統合する。
【０１７５】
送信部２０２は、送信対象のセンシング結果や不正装置識別子を、送信対象のデータとして誤り訂正符号化部１１１０に入力する。そして、上記のように変調等が行われ、センシング結果が情報収集装置であるアクセスポイントＡＰに送信される。なお、その送信は、あらかじめ決められた１つの周波数帯によって送信されてもよい。例えば、アクセスポイントＡＰと端末との間で２．４ＧＨｚ帯の制御チャネルを用いて制御信号等の送受信を行うことになっていた場合には、センシング結果は、その２．４ＧＨｚ帯のみで送信されてもよい。なお、図１６では、送信部２０２が、送信に関する後段の構成、例えば、誤り訂正符号化部１１１０や無線フレーム生成部、ＲＦ部等を含まない場合について示しているが、送信部２０２は、そのような送信に関する後段の構成の一部または全部を有していてもよい。
【０１７６】
不正検出装置１００ａの受信部１０１ａは、他の無線通信装置から送信されたセンシング結果や、情報収集装置から送信された統合センシング情報を、後述する誤り訂正部４０４０から受け取ってもよい。したがって、本発明の無線通信装置は、後述する受信装置の構成をも有していてもよい。他の無線通信装置から送信されたセンシング結果は、その送信元の無線通信装置における観測に応じたセンシング結果である。なお、受信部１０１ａについても、受信に関する前段の構成、例えば、後述するＲＦ部やデジタル信号処理部２８００、誤り訂正部４０４０等を含まない場合について示しているが、受信部１０１ａは、そのような受信に関する前段の構成の一部または全部を有していてもよい。また、センシング結果が、あらかじめ決められた１つの周波数帯によって送信される場合には、そのセンシング結果も、その１つの周波数帯によって受信されることになる。
【０１７７】
このように、無線通信装置２００が、互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して通信を行う場合には、上記の送信装置１０００や、後述する受信装置２０００と同様の構成を有していてもよい。また、情報収集装置３００が、互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれでランダムアクセス制御を行っている複数の無線チャネルを利用して通信を行う場合にも、上記の送信装置１０００や、後述する受信装置２０００と同様の構成を有していてもよい。なお、その場合には、送信装置１０００は、不正検出装置１００ａや送信部２０２に代えて、不正検出装置１００ｂや送信部３０２を有していてもよく、また、生成部３０１をさらに有していてもよい。
【０１７８】
［無線通信装置の詳細な構成］
図１７は、送信装置１０００のより詳細な構成の例を説明するための機能ブロック図である。
【０１７９】
図１７に示した機能ブロック図は、一例として、無線通信規格８０２．１１ａと同様の無線通信方式に従う送信装置の構成を示す。
【０１８０】
すなわち、無線通信規格８０２．１１ａは、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ通信方式であるものの、図１７では、２．４ＧＨｚ、９２０ＭＨｚ帯でも、周波数帯が異なるだけで、それ以外は同様の構成の無線通信方式に従う送信部を使用するものとする。
【０１８１】
したがって、各周波数帯域において、パケットのプリアンブル部分の構成などは、複数の周波数帯について共通であるものとする。
【０１８２】
ただし、必ずしも、各周波数帯の無線通信方式が同様の構成を有していることは必須ではなく、周波数帯ごとに無線通信方式（信号形式、シンボル長やサブキャリア間隔など）が異なっていてもよい。この場合は、少なくとも単一の送信系列を各帯域に分割して同時に送信し、また、周波数帯が異なる以外は、ＲＦ部の構成が基本的に同一であればよく、パケットのプリアンブル部分の構成（プリアンブルの長さなど）が、複数の周波数帯ごとに異なっていてもよい。
【０１８３】
図１７では、５ＧＨｚ帯の送信に係る構成を代表して例示的に示す。無線通信規格８０２．１１ａと同様の無線通信方式を想定しているので、伝送する信号は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調するものとする。
【０１８４】
図１７を参照して、無線フレーム生成部１０２０．３は、Ｓ／Ｐ変換部１０１０から分配された送信データを受けて、マッピング処理を実行するためのマッピング部１１２２と、逆フーリエ変換処理を実行するためのＩＦＦＴ部１１３０と、ガードインターバル部分を付加するためのＧＩ付加部１１４０と、デジタル信号をＩ成分およびＱ成分のアナログ信号に変換するためのデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１１５０とを含む。図１７に示すように、無線フレーム生成部１０２０．１〜１０２０．３は、ベースバンド処理部ということもできる。また、Ｓ／Ｐ変換部１０１０および無線フレーム生成部１０２０．１〜１０２０．３ではデジタル信号処理が行われるため、それらを総称してデジタル信号処理部と呼ぶ。
【０１８５】
高周波処理部１０４０．３は、ＤＡＣ１１５０からの信号を所定の多値変調信号に変調するための直交変調器１２１０と、直交変調器１２１０の出力をアップコンバートするアップコンバータ１２２０と、アップコンバータ１２２０の出力を電力増幅しアンテナ１０５０．３から送出するための電力増幅器１２３０とを含む。
【０１８６】
その結果、ＲＦ部１０４０．３により、基底帯域ＯＦＤＭ信号は搬送帯域ＯＦＤＭ信号に変換される。
【０１８７】
さらに、高周波処理部１０４０．３は、局部発振器１０３０からの参照周波数信号を対応する周波数帯域の基準クロック信号に変換するためのクロック周波数変換部１３１０と、クロック周波数変換部１３１０からの基準クロックに基づいて、直交復調器１２１０での変調処理に使用するクロックを生成するクロック生成部１３２０と、クロック周波数変換部１３１０からの基準クロックに基づいて、アップコンバータ１２２０でのアップコンバート処理に使用するクロックを生成するクロック生成部１３４０とを含む。
【０１８８】
すなわち、局部発振器１０３０からの参照周波数信号は、このような基底帯域ＯＦＤＭ信号から搬送帯域ＯＦＤＭ信号への変換におけるクロック信号として使用される。なお、より一般に、無線通信方式が異なる場合でも、基本的に、局部発振器１０３０からの参照周波数信号は、基底帯域信号から搬送帯域信号への変換におけるクロック信号として使用される。
【０１８９】
なお、チャネル利用状況観測部２０１の構成および動作については、上述した協調センシングの方式で説明したものと同様のものを使用することができる。
【０１９０】
チャネル利用状況観測部２０１は、自局のセンシング結果および／または分担局のセンシング結果により、各周波数帯の利用状況（例えば各無線チャネルの空き状況やビジー確率等）を観測し、チャネル利用状況予測部１０７０は、各周波数帯の直近の利用状況を予測し、それに応じて、アクセス制御部１０８０が送信タイミングの制御を実行する。
【０１９１】
［受信装置の構成］
以下では、図１５で説明したような無線通信システムで使用される受信装置の構成について説明する。
【０１９２】
図１８は、本実施の形態の受信装置２０００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【０１９３】
図１８を参照して、受信装置２０００は、複数の周波数帯域（９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）の信号をそれぞれ受信するためのアンテナ２０１０．１〜２０１０．３と、アンテナ２０１０．１〜２０１０．３の信号のダウンコンバート処理、復調・復号処理などの受信処理を実行するための受信部２１００．１〜２１００．３と、受信部２１００．１〜２１００．３に対して共通に設けられ、受信部２１００．１〜２１００．３の動作の基準となるクロックである参照周波数信号を生成する局部発振器２０２０と、受信部２１００．１〜２１００．３からの信号の各系列を送信側と逆の処理で、パラレル／シリアル変換により結合するためのパラレル／シリアル変換部２７００とを含む。
【０１９４】
パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部２７００からの統合されたフレームの出力は、上位レイヤーに受け渡される。
【０１９５】
受信装置２０００は、受信した信号のプリアンブル信号から局部発振器２０２０の周波数オフセットの検出を行って、局部発振器２０２０の発振周波数を制御するための信号（発振周波数制御信号）を生成し、搬送波周波数同期処理を行い、また、受信した信号からデジタル信号処理におけるタイミング同期をとるための信号（同期タイミング信号）を生成する同期処理部２６００を含む。
【０１９６】
受信部２１００．１は、アンテナ２０１０．１からの信号を受けて、低雑音増幅処理、ダウンコンバート処理、所定の変調方式に対する復調処理（例えば、所定の多値変調方式に対する直交復調処理）、アナログデジタル変換処理等を実行するための高周波処理部（ＲＦ部）２４００．１と、ＲＦ部２４００．１からのデジタル信号に対して、復調・復号処理等のベースバンド処理を実行するためのベースバンド処理部２５００．１を含む。
【０１９７】
受信部２１００．２も、対応する周波数帯域についての同様の処理を行うための高周波処理部（ＲＦ部）２４００．２ならびにベースバンド処理部２５００．２を含む。また、受信部２１００．３も、対応する周波数帯域についての同様の処理を行うための高周波処理部（ＲＦ部）２４００．３ならびにベースバンド処理部２５００．３を含む。
【０１９８】
ベースバンド処理部２５００．１〜２５００．３およびパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部２７００を総称して、デジタル信号処理部２８００と呼ぶ。
【０１９９】
図１９は、図１８に示した受信装置２０００のより詳細な構成の例を説明するための機能ブロック図である。
【０２００】
図１９に示した機能ブロック図でも、一例として、無線通信規格８０２．１１ａと同様の無線通信方式に従う受信装置の構成を示す。
【０２０１】
したがって、受信装置の構成は、図１７に示した送信装置の構成に対応するものである。
【０２０２】
図１９でも、５ＧＨｚ帯の受信部２１００．３の構成を代表して例示的に示す。
【０２０３】
図１９を参照して、受信部２１００．３のＲＦ部２４００．３は、アンテナ２０１０．３からの受信信号を増幅するための低雑音増幅器３０１０と、低雑音増幅器３０１０の出力を周波数変換するためのダウンコンバータ３０２０と、ダウンコンバータ３０２０の出力を所定の振幅となるように制御するための自動利得制御器３０３０と、所定の多値変調信号を復調するための直交復調器３０４０と、直交復調器３０４０のＩ成分出力およびＱ成分出力をそれぞれデジタル信号に変換するためのアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）３０５０とを含む。
【０２０４】
ＲＦ部２４００．３は、さらに、局部発振器２０２０からの参照周波数信号を対応する周波数帯域の基準クロック信号に変換するためのクロック周波数変換部３０６０と、クロック周波数変換部３０６０からの基準クロックに基づいて、ダウンコンバータ３０２０でのダウンコンバート処理に使用するクロックを生成するクロック生成部３０７０と、クロック周波数変換部３０６０からの基準クロックに基づいて、直交復調器３０４０での復調処理に使用するクロックを生成するクロック生成部３０８０とを含む。
【０２０５】
無線通信規格８０２．１１ａと同様の無線通信方式を想定しているので、伝送されてきた信号は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調されている。その結果、ＲＦ部２４００．３により、搬送帯域ＯＦＤＭ信号は、基底帯域ＯＦＤＭ信号に変換される。
【０２０６】
そして、局部発振器２０２０からの参照周波数信号は、このような搬送帯域ＯＦＤＭ信号から基底帯域ＯＦＤＭ信号への変換における搬送周波数同期に使用される。なお、より一般に、無線通信方式が異なる場合でも、基本的に、局部発振器２０２０からの参照周波数信号は、搬送帯域信号から基底帯域信号への変換における搬送周波数同期に使用される。
【０２０７】
ベースバンド処理部２５００．３は、ＡＤＣ３０５０からの信号を受けて、ガードインターバル部分を除去するためのＧＩ除去部４０１０と、ガードインターバルが除去された信号に対して、高速フーリエ変換を実行するためのＦＦＴ部４０２０と、ＦＦＴ部４０２０の出力に対して、デマッピング処理を実行するためのデマッピング部４０３２とを含む。
【０２０８】
ベースバンド処理部２５００．１〜２５００．３において、ガードインターバルの除去、ＦＦＴ処理およびデマッピング処理を実施した後に、受信データについて、Ｐ／Ｓ変換部２７００により各周波数帯の信号を結合した後に、デインターリーブ部４０４２によるデインターリーブ処理および誤り訂正部４０４０による誤り訂正処理を実行する。
【０２０９】
ここで、同期処理部２６００から出力される同期タイミング信号は、ＯＦＤＭシンボルの始まりを検出するためのシンボルタイミング同期などに使用される。
【０２１０】
より一般に、無線通信方式が異なる場合でも、基本的に、同期処理部２６００から出力される同期タイミング信号は、ベースバンド処理における同期信号として使用される。
【０２１１】
以上のような構成により、複数の互いに分離した周波数帯域で同時並行に通信をする場合に、多チャネルの同時センシングを効率的に実行できる。また、各送信データを複数周波数帯域にマッピングし、送信タイミングを調整してデータ伝送を行うことが可能である。
【０２１２】
（予測センシング）
以下では、協調センシングにより得られたチャネルの利用状況の情報に基づき、チャネル利用状況予測部１０７０により、チャネルのビジー状態またはアイドル状態となる確率を予測する構成について説明する。まず、チャネル利用状況観測部２０１およびチャネル利用状況予測部１０７０の動作を説明する前提として、用語の説明のために、無線ＬＡＮにおいて、各端末からの送信の衝突を回避する一般的な方法について簡単に説明する。
【０２１３】
無線ＬＡＮでは、お互いに送信を待ち合わせないとパケットが衝突して効率的な通信が成り立たないため、ほかに送信信号がないことを確認してから送信することで複数の端末が同じ回線を共用する「ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）」と呼ばれる方式が採用されている。送信時には、「待ち時間（ＤＩＦＳ：Distributed access Inter Frame Space）」および「コンテンション・ウィンドウ（ＣＷ：Contention Window）」と呼ぶランダム性を有する待ち時間を設け、その後に、ほかに送信信号がないことを確認してから送信する。このような方式を「ＣＡ（Collision Avoidance、衝突回避）」と呼ぶ。
【０２１４】
また、送信後には、必ず「ＡＣＫ（ACKnowledgement、到着確認応答）」を待ち、ＡＣＫが戻らない場合は衝突などが起きたと判断して再送信を行う。これは無線の場合、送信中に衝突を確実に検出するのが困難なためである。
【０２１５】
これ以外にも、無線ＬＡＮ固有のアクセス制御の仕組みとして、例えば、隠れ端末対策のために考案された「ＲＴＳ／ＣＴＳ（Request to Send/Clear to Send）」がある。ここで、隠れ端末とは、自分からは電波圏外だが、通信相手の電波圏内にいる端末のことである。その存在を直接知ることはできないが、干渉を引き起こす。
【０２１６】
電波の到達距離をＬｍと仮定すると、無線端末Ａの通信相手Ｂ（アクセスポイント）がＬｍ先におり、さらにそのＬｍ先に別の無線端末Ｃがいるという状況を考える。
【０２１７】
このとき、端末Ｃの電波は端末Ａまで届かないため、端末Ａがほかの端末が信号を送出しているか調べても（キャリアセンスしても）端末Ｃの存在がわからないことから、端末Ｃは端末Ａの隠れ端末になる。何も対策をとらないと、端末ＣがアクセスポイントＢに送信中であっても、端末ＡもアクセスポイントＢにデータを送信してしまうことが起きてしまうことになる。これは、アクセスポイントＢで衝突を引き起こし、スループットを下げる要因になる。
【０２１８】
ＲＴＳ／ＣＴＳとは、無線機器が送信前に「ＲＴＳ（送信要求）」のパケットを送信し、受信側がＲＴＳを受信した場合には「ＣＴＳ（受信可能）」で応答する仕組みである。前述の例では、端末ＣはアクセスポイントＢにまずＲＴＳを送信する。ただし、このＲＴＳは、端末Ａには届かないとする。
【０２１９】
その後、アクセスポイントＢは、端末Ｃに対してＣＴＳを送信することで受信可能なことを通知する。このＣＴＳは、端末Ａにも届くため、端末Ａは近隣で通信が行なわれることを察知し、送信を延期する。ＲＴＳ／ＣＴＳのパケットには、チャネルの占有予定期間が書かれており、その間これを受信した端末は通信を保留する。この期間を「ＮＡＶ（Network Allocation Vector、送信禁止期間）」と呼ぶ。
【０２２０】
チャネル利用状況観測部２０１からチャネル利用状況予測部１０７０に与えられる所定期間についての観測・計測の結果から、チャネル利用状況予測部１０７０が算出および予測する各無線チャネルの利用状況統計量としては、以下のようなものがある。
【０２２１】
ａ）ビジー（busy）状態となる確率（時間的利用率）
ｂ）ビジー（busy）状態とアイドル（idle）状態の継続時間の確率分布
ｃ）直前のビジー（busy）/アイドル（idle）状態継続時間に対するアイドル（idle）/ビジー（busy）状態の継続時間の発生確率分布（例えば、確率密度関数（ＰＤＦ：probability density function）や累積確率（ＣＤＦ：cumulative distribution function））
ｄ）ビジー（busy）状態とアイドル（idle）状態の発生パターン（周期とduty比 : 背景トラヒックが周期的な場合）
【０２２２】
以下では、上記のうち、チャネル利用状況予測部１０７０が算出する予測情報の具体例を説明する。
【０２２３】
１）「アイドル（idle）状態の継続時間の発生確率分布」の算出方法
無線ＬＡＮのフレーム到来間隔τの確率密度関数（PDF）p(τ)は、以下の式（１）で表されるパレート（Pareto）分布に概ね従うことが知られている（以下の文献１を参照）。
【０２２４】
文献１：Dashdorj Yamkhin and Youjip Won, "Modeling and analysis of wireless LAN traffic," Journal of Information Science and Engineering, vol. 25, no. 6, pp. 1783-1801, Nov. 2009.
【数１】
2020155832.tif 000003
【０２２５】
ここで、ａは分布形状を決定する係数、τmは最小フレーム到来間隔である。
【０２２６】
また、ａとτmが与えられた場合、τの平均μと分散σ2は、ａ＞２では以下の式（２）および（３）で与えられる。
【数２】
2020155832.tif 000004
【０２２７】
例えばIEEE 802.11 DCF規格の場合、データフレームの最小到来間隔は、上述したＤＩＦＳ＋ＣＷ以上であるため、ＣＷの最小値をＣＷｍｉｎとしたときτm＝ＤＩＦＳ＋ＣＷｍｉｎと設定する。アイドル（idle）状態の継続時間をフレーム到来間隔とし、チャネルセンシング結果からμやσ2を計測すれば、上の式を用いて、チャネル利用状況予測部１０７０は、ａの値を推定できる。
【０２２８】
そして、aの値が求まれば、アイドル（idle）状態が、τ時間以上継続する確率Ｃ（τ）として、チャネル利用状況予測部１０７０は、次式で表される発生確率分布を得る。
【数３】
2020155832.tif 000005
【０２２９】
使用予定の無線チャネルがアイドル（idle）状態となった場合、その時点からt後までアイドル（idle）状態が継続する確率は、Ｃ（τ）から求めることができる。
【０２３０】
２）センシングの結果、アイドル（idle）継続時間とビジー（busy）継続時間が、それぞれ毎回ほぼ同じ時間であり、チャネル利用状況予測部１０７０がトラヒックが周期的であると判断した場合は、アイドル（idle）状態の継続時間の発生確率分布として、例えば、アイドル（idle）状態開始時時点からアイドル（idle）状態の継続時間の平均値（中央値や最小値でも良い）までの間のアイドル（idle）継続確率を１００％、とし、それ以降は０％とするステップ関数としても良い。
【０２３１】
３）一方、使用予定の無線チャネルがビジー（busy）状態の場合、飛来しているパケット（フレーム）の物理ヘッダに記載されているフレーム長や、ＭＡＣフレームに記載されているＮＡＶの値を復号することで、チャネル利用状況予測部１０７０は、ビジー（busy）状態の継続時間を取得しビジー状態の継続時間を予測することができる。
【０２３２】
なお、チャネル利用状況観測部２０１による無線チャネルの利用状況の観測や、チャネル利用状況予測部１０７０による予測は、統合センシング情報を用いて各無線通信装置において決定された、無線通信に用いる１つまたは複数の無線チャネルについて、または、統合センシング情報によって示される、無線通信に用いる１つまたは複数の無線チャネルについて、それぞれ行われてもよい。
【０２３３】
以上説明した無線通信装置ＳＴＡやアクセスポイントＡＰ（情報収集装置）ならびにそれらにより実行される協調センシングの構成により、協調センシングにおける不正なセンシング結果の検出を行うことができ、例えば、不正なセンシング結果を除外して通信制御を行うことができる。
【０２３４】
また、協調センシングの結果を利用し、複数周波数帯のチャネルを柔軟に選択または同時利用することで無線リソースを無駄なく活用して周波数利用効率向上を実現することが可能となる。
【０２３５】
また、本実施の形態では、無線通信装置が無線ＬＡＮ端末である場合を想定して説明したが、無線通信装置は、無線ＬＡＮ端末ではなく、センシング結果を送信するが、それに応じた実体的な通信（すなわち、制御用の無線通信ではなく、文字列や画像等を送受信するための無線通信であり、例えば、アクセスポイントＡＰを介したインターネット通信など）を行わないものであってもよい。したがって、本実施の形態による無線通信装置は、例えば、センシング結果の収集にのみ用いられる装置であってもよい。
【０２３６】
また、本実施の形態では、センシング結果に応じて、無線通信で用いられる無線チャネルが決定される場合について説明したが、そのセンシング結果が、各無線通信装置において、ＢＳＳにおける観測結果として用いられてもよい。したがって、予測を行わない場合には、情報収集装置から送信された統合センシング情報に応じて、送信タイミングの制御が行われてもよく、予測を行う場合には、その統合センシング情報に応じて、所定のタイミングでのチャネル利用状況が予測されてもよい。そのように、統合センシング情報が送信タイミングの制御や予測に用いられる場合には、センシング結果は、例えば、各無線チャネルがビジー状態であるのか、アイドル状態であるのかの情報であり、統合センシング情報がアクセスポイントＡＰから各無線通信装置ＳＴＡに高い頻度で送信されてもよい。また、そのような場合には、アクセス制御部１０８０が、統合センシング情報に基づいて送信タイミングを制御するとは、統合センシング情報を間接的に用いることであってもよい。
【０２３７】
今回開示された実施の形態は、本発明を具体的に実施するための構成の例示であって、本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、実施の形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲の文言上の範囲および均等の意味の範囲内での変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２３８】
１００，１００ａ，１００ｂ  不正検出装置、１０１，１０１ａ，１０１ｂ，２１００．１〜２１００．３  受信部、１０３，１０３ａ，１０３ｂ  閾値取得部、１０４，１０４ａ，１０４ｂ  不正検出部、２００  無線通信装置、２０１  チャネル利用状況観測部、２０２，３０２  送信部、３００  情報収集装置、３０１  生成部、１０００  送信装置、１０１０  Ｓ／Ｐ変換部、１０２０．１〜１０２０．３  無線フレーム生成部、１０３０  局部発振器、１０４０．１〜１０４０．３  ＲＦ部（高周波処理部）、１０５０．１〜１０５０．３  アンテナ、１０７０  チャネル利用状況予測部、１０８０  アクセス制御部、１１１０  誤り訂正符号化部、１１１２  インターリーブ部、２０００  受信装置、２０１０．１〜２０１０．３  アンテナ、２０２０  局部発振器、２４００．１〜２４００．３  ＲＦ部（高周波処理部）、２５００．１〜２５００．３  ベースバンド処理部、２６００  同期処理部、２７００  Ｐ／Ｓ変換部、２８００  デジタル信号処理部、５０１０  受信部、５０２０  取得部、５０３０  特定部、５０４０  生成部、５０５０  送信部。
【図１】
2020155832.tif 000006
【図２】
2020155832.tif 000007
【図３】
2020155832.tif 000008
【図４】
2020155832.tif 000009
【図５】
2020155832.tif 000010
【図６】
2020155832.tif 000011
【図７】
2020155832.tif 000012
【図８】
2020155832.tif 000013
【図９】
2020155832.tif 000014
【図１０】
2020155832.tif 000015
【図１１】
2020155832.tif 000016
【図１２】
2020155832.tif 000017
【図１３】
2020155832.tif 000018
【図１４】
2020155832.tif 000019
【図１５】
2020155832.tif 000020
【図１６】
2020155832.tif 000021
【図１７】
2020155832.tif 000022
【図１８】
2020155832.tif 000023
【図１９】
2020155832.tif 000024