(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の異なる通信事業者のそれぞれにより置局される基地局で高周波帯のキャリア周波数を共用する際、それぞれの基地局間で恒常的に発生し得る干渉の発生を防ぎ、スループット所要値を満たす無線通信の実現を支援する。【解決手段】無線システムにおいて、共用周波数管理装置１０は、複数の異なる通信事業者の基地局から、共用周波数帯の使用に関する申請情報を受信する通信部と、基地局からの申請情報に基づいて、共用周波数帯に含まれる複数のキャリア周波数のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否を判定する判定部と、基地局からの申請情報と異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果とに基づいて、キャリア周波数ごとのＴＤＤパターンを設定する設定部と、キャリア周波数ごとのＴＤＤパターンの設定結果に基づいて、基地局からの申請情報を満たす、基地局への共用周波数帯の割当内容を決定する決定部と、を備える。【選択図】図２
2020188388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる通信事業者の基地局のそれぞれから、共用周波数帯の使用に関する申請情報を受信する通信部と、
それぞれの前記基地局からの前記申請情報に基づいて、前記共用周波数帯に含まれる複数のキャリア周波数のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤ（Time Division Duplex）パターンの割当可否を判定する判定部と、
それぞれの前記基地局からの前記申請情報と前記異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果とに基づいて、前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンを設定する設定部と、
前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンの設定結果に基づいて、それぞれの前記基地局からの前記申請情報を満たす、それぞれの前記基地局への前記共用周波数帯の割当内容を決定する決定部と、を備える、
共用周波数管理装置。
【請求項２】
前記通信部は、それぞれの前記基地局への前記共用周波数帯の割当内容の決定結果を対応する前記基地局に通知する、
請求項１に記載の共用周波数管理装置。
【請求項３】
前記申請情報は、対応する基地局位置情報を含み、
前記判定部は、それぞれの前記基地局位置情報に基づいて、それぞれの前記基地局に対する前記異なるＴＤＤパターンの割当可否を判定する、
請求項１に記載の共用周波数管理装置。
【請求項４】
前記申請情報は、対応する基地局位置情報を含み、
前記判定部は、それぞれの前記基地局位置情報を用いて、基地局間の電波伝搬損失を推定し、前記基地局間の電波伝搬損失の推定結果に基づいて、それぞれの前記基地局に対する前記異なるＴＤＤパターンの割当可否を判定する、
請求項１に記載の共用周波数管理装置。
【請求項５】
前記申請情報は、対応する前記基地局の無線通信時の上り回線スループット所要値および下り回線スループット所要値を含み、
前記設定部は、前記上り回線スループット所要値と前記下り回線スループット所要値との比率と前記異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果とに基づいて、前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンを設定する、
請求項１に記載の共用周波数管理装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンの設定結果を用いて、それぞれの前記基地局への前記共用周波数帯のキャリア周波数の使用の割り当てに基づく上り回線スループットおよび下り回線スループットを算出し、前記上り回線スループットおよび下り回線スループットの算出値と前記上り回線スループット所要値および下り回線スループット所要値との比較に応じて、それぞれの前記基地局への前記共用周波数帯の割当内容を決定する、
請求項５に記載の共用周波数管理装置。
【請求項７】
共用周波数管理装置により実行される共用周波数管理方法であって、
複数の異なる通信事業者の基地局のそれぞれから、共用周波数帯の使用に関する申請情報を受信するステップと、
それぞれの前記基地局からの前記申請情報に基づいて、前記共用周波数帯に含まれる複数のキャリア周波数のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤ（Time Division Duplex）パターンの割当可否を判定するステップと、
それぞれの前記基地局からの前記申請情報と前記異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果とに基づいて、前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンを設定するステップと、
前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンの設定結果に基づいて、それぞれの前記基地局からの前記申請情報を満たす、それぞれの前記基地局への前記共用周波数帯の割当内容を決定するステップと、を備える、
共用周波数管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の異なる通信事業者のそれぞれの基地局により共用される共用周波数を管理する共用周波数管理装置および共用周波数管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
５Ｇ（第５世代移動通信方式）の新無線インターフェース規格の標準化議論が３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において検討されている。例えば非特許文献１では、同一のキャリア周波数で動的に上下リンク（つまり上りリンク、下りリンク）を切り替える動的時分割複信（Dynamic TDD）方式をサポートしつつ、従来の半固定的なＴＤＤ（Time Division Duplex）方式での課題であった低遅延な再送制御の実現に有効な無線フレーム構成が新無線インターフェース規格の一つとして検討されている。具体的には、下りリンクの制御信号をサブフレームの先頭、上りリンクの制御信号をサブフレームの末尾に固定しつつ、中間部分を上下リンクのデータおよび各種参照信号に動的に割り当てる構成が検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】岸山祥久，永田聡，中村武宏，“２０２０年までの５Ｇ導入に向けた標準化動向”，ＮＴＴ技術ジャーナル，ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１，２０１７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同一の通信事業者が専有するキャリア周波数でのＴＤＤ方式無線規格であれば、その通信事業者により置局される複数の基地局のそれぞれ間での干渉を許容値以内に抑圧する工夫を施すことは可能である。例えば、置局間距離を大きく設定する、基地局間が見通し（ＬＯＳ：Line Of Sight）にならないように置局する、複数の基地局のそれぞれ間で干渉が生じないように統合的に管理（ＲＲＭ：Radio Resource Management）することが考えられる。このため、非特許文献１のように動的時分割複信（Dynamic TDD）方式を適用することが可能である。
【０００５】
しかし、５Ｇ（第５世代移動通信方式）において検討されている共用周波数帯（例えば後述する候補周波数帯）のキャリア周波数を複数の通信事業者のそれぞれにより置局された基地局において共用する場合、上述した動的時分割複信（Dynamic TDD）方式では、基地局間の位置によっては、基地局間において恒常的に発生し得る干渉の問題を根本的に解決することは難しい。
【０００６】
本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、複数の異なる通信事業者のそれぞれにより置局される基地局で高周波帯のキャリア周波数を共用する際、それぞれの基地局間で恒常的に発生し得る干渉の発生を防ぎ、スループット所要値を満たす無線通信の実現を支援する共用周波数管理装置および共用周波数管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、複数の異なる通信事業者の基地局のそれぞれから、共用周波数帯の使用に関する申請情報を受信する通信部と、それぞれの前記基地局からの前記申請情報に基づいて、前記共用周波数帯に含まれる複数のキャリア周波数のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤ（Time Division Duplex）パターンの割当可否を判定する判定部と、それぞれの前記基地局からの前記申請情報と前記異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果とに基づいて、前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンを設定する設定部と、前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンの設定結果に基づいて、それぞれの前記基地局からの前記申請情報を満たす、それぞれの前記基地局への前記共用周波数帯の割当内容を決定する決定部と、を備える、共用周波数管理装置を提供する。
【０００８】
また、本開示は、共用周波数管理装置により実行される共用周波数管理方法であって、複数の異なる通信事業者の基地局のそれぞれから、共用周波数帯の使用に関する申請情報を受信するステップと、それぞれの前記基地局からの前記申請情報に基づいて、前記共用周波数帯に含まれる複数のキャリア周波数のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤ（Time Division Duplex）パターンの割当可否を判定するステップと、それぞれの前記基地局からの前記申請情報と前記異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果とに基づいて、前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンを設定するステップと、前記キャリア周波数ごとの前記ＴＤＤパターンの設定結果に基づいて、それぞれの前記基地局からの前記申請情報を満たす、それぞれの前記基地局への前記共用周波数帯の割当内容を決定するステップと、を備える、共用周波数管理方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、複数の異なる通信事業者のそれぞれにより置局される基地局で高周波帯のキャリア周波数を共用する際、それぞれの基地局間で恒常的に発生し得る干渉の発生を防ぎ、スループット所要値を満たす無線通信の実現を支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る無線システムのシステム構成例を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る共用周波数管理装置の内部構成例を示すブロック図
【図３】上りリンクおよび下りリンクにより構成されるＴＤＤパターンの一例を示す図
【図４】３通信事業者のそれぞれの基地局間におけるキャリア周波数の使用時のＴＤＤパターンの割当可否例を示すテーブル
【図５】キャリア周波数の一例を示す図
【図６】３通信事業者のそれぞれの基地局から送信された上りリンクおよび下りリンクのそれぞれのスループット所要値の例を示すテーブル
【図７】ＴＤＤパターンの各キャリア周波数への割当に関する設定方式の一例を示すテーブル
【図８】図７の設定方式のそれぞれに対応する上りリンクおよび下りリンクのそれぞれのスループット算出値の一例を示すテーブル
【図９】スループット所要値を最も余裕で満たすスループット算出値の決定例を示す図
【図１０】実施の形態１に係る無線システムの動作手順例を示すシーケンス図
【図１１】従来技術において複数の通信事業者のそれぞれにより置局される基地局間において同期が求められる理由の説明図
【図１２】従来技術において複数の通信事業者のそれぞれにより置局される基地局間において同期が求められる理由の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示に至る経緯）
先ず、５Ｇ（第５世代移動通信方式）において検討されている共用周波数帯（例えば２６ＧＨｚ帯）のキャリア周波数を複数の通信事業者のそれぞれにより置局された基地局において共用する場合を想定する。つまり、複数の異なる通信事業者のそれぞれが近傍（例えば干渉波が影響を与える距離以内）で無線通信方式の複信方式がＴＤＤである無線システムの基地局を設置する場合、基地局間でフレームタイミングおよびＤＬ（Downlink：下りリンク）／ＵＬ（Uplink：上りリンク）パターンが同一でなければ（つまり同期がとれていなければ）、異なる通信事業者の基地局間において干渉が大きな問題となる（図１１および図１２参照）。
【００１２】
ここで、図１１および図１２を参照して、従来技術では異なる通信事業者の基地局間において同期が求められる理由について説明する。図１１および図１２は、従来技術において複数の通信事業者のそれぞれにより置局される基地局間において同期が求められる理由の説明図である。
【００１３】
図１１に示すように、基地局Ｘは、通信事業者ＸＸにより置局され、キャリア周波数ｆ１を用いて、複数（例えば３台）の端末ＴＸ１，ＴＸ２，ＴＸ３を収容して無線通信する。同様に、基地局Ｙは、通信事業者ＹＹにより置局され、キャリア周波数ｆ２を用いて、複数（例えば２台）の端末ＴＹ１，ＴＹ２を収容して無線通信する。通信事業者ＸＸと通信事業者ＹＹとは異なる通信事業者である。ここで、図１２の説明を分かり易くするために、基地局Ｘ，Ｙの無線通信の各１フレーム期間において、フレームタイミングは同一となっている。
【００１４】
仮にキャリア周波数ｆ１，ｆ２が同一であれば、基地局Ｘと基地局Ｙとの間の電波伝搬損失が相当に大きく確保できなければ、基地局間干渉の問題は致命的に解決不可となってしまう。従って、キャリア周波数ｆ１，ｆ２は同一ではなく、異なるように隣接している場合を扱う（図５参照）。なお、キャリア周波数ｆ１，ｆ２が隣接ではなく更に離れている場合には、干渉が生じにくいために基地局Ｘと基地局Ｙとの間の所要離隔距離は比較的小さくても構わない。
【００１５】
図１２に示すように、通信事業者が異なる基地局Ｘ，Ｙの無線通信の各１フレーム期間（例えば８つのタイムスロットＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８により構成）において、ＤＬ／ＵＬパターンが同一ではないタイムスロットが存在する場合があり得る。具体的には、タイムスロットＴ３，Ｔ４，Ｔ７，Ｔ８におけるＤＬ／ＵＬパターンがいずれの１フレーム期間においても異なっている。つまり、タイムスロットＴ３では基地局ＸはＵＬ（つまり受信モード）であるが基地局ＹはＤＬ（つまり送信モード）、タイムスロットＴ４では基地局ＸはＤＬ（つまり送信モード）であるが基地局ＹはＵＬ（つまり受信モード）、タイムスロットＴ７，Ｔ８では基地局ＸはＵＬ（つまり受信モード）であるが基地局ＹはＤＬ（つまり送信モード）となっている。このようなＤＬ／ＵＬパターンの不一致は、通信事業者が異なっているために通常に起こり得る。
【００１６】
このため、例えばタイムスロットＴ３において、基地局Ｘは、端末ＴＸ２からのＵＬデータ（上り回線データ）を受信する受信モードになっているが、基地局ＹがＤＬ（つまり送信モード）になっているので基地局ＹからのＤＬデータ（下り回線データ）の送信波を受信する可能性があり、基地局Ｘ−Ｙ間において干渉が発生する可能性が高い。言い換えると、干渉波レベルが一定値を超えると、回線エラー率が増大し、基地局と端末との間の通信が成り立たなくなる。また、例えばタイムスロットＴ４において、基地局Ｙは、端末ＴＹ２からのＵＬデータ（上り回線データ）を受信する受信モードになっているが、基地局ＸがＤＬ（つまり送信モード）になっているので基地局ＸからのＤＬデータ（下り回線データ）の送信波を受信する可能性があり、基地局Ｘ−Ｙ間において干渉が発生する可能性が高い。なお、タイムスロットＴ７，Ｔ８のいずれにおいても同様に基地局Ｘ−Ｙ間において干渉が発生する可能性が高い。言い換えると、干渉波レベルが一定値を超えると、回線エラー率が増大し、基地局と端末との間の通信が成り立たなくなる。
【００１７】
基地局Ｘ，Ｙは、柔軟に移動可能な端末ＴＸ１，ＴＸ２，ＴＸ３，ＴＹ１，ＴＹ２と異なり、それぞれの通信事業者によって一旦置局された後には容易に移動することは想定され難い。このため、複数の異なる通信事業者の基地局間において、ＤＬ／ＵＬパターンの不一致が存在すると干渉が恒常的に発生する可能性があった。
【００１８】
しかし、現実的には、複数の異なる通信事業者のそれぞれにおいてはＤＬ／ＵＬパターンが１フレーム期間において完全に一致することはほぼ不可能と考えられる。このため、ＤＬ／ＵＬパターンが不一致になり得ることも想定して、複数の異なる通信事業者の基地局間において共用周波数の適切な割当を検討することが求められる。なお、上述した基地局間干渉の発生を低減するために、複数の異なる通信事業者のそれぞれの基地局に割り当てられるキャリア周波数が細かく分割されてしまうと、分割損が発生し、周波数の利用効率が低下するという懸念も考えられる。
【００１９】
そこで、以下の実施の形態では、複数の異なる通信事業者のそれぞれにより置局される基地局で高周波帯のキャリア周波数を共用する際、それぞれの基地局間で恒常的に発生し得る干渉の発生を防ぎ、スループット所要値を満たす無線通信の実現を支援する共用周波数管理装置および共用周波数管理方法を説明する。
【００２０】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る共用周波数管理装置および共用周波数管理方法を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長化することを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００２１】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る無線システム１において、複数の異なる通信事業者のそれぞれにより置局される１以上の基地局（以下「基地局」と略記）の無線通信において周波数の共用がなされる周波数帯（以下「共用周波数帯」）は、例えば５Ｇ（第５世代移動通信方式）における候補周波数帯と考えられている４．４〜５．０ＧＨｚ（４．６ＧＨｚ帯および４．９ＧＨｚ帯）、２４．２５〜２９．５ＧＨｚ（２６ＧＨｚ帯および２８ＧＨｚ帯）、３７〜４２ＧＨｚ（３８ＧＨｚ帯）である。それぞれの基地局は、収容されている無線通信先の端末（後述参照）との間で、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式（つまり、上り回線（ＵＬ）と下り回線（ＤＬ）のそれぞれに対して時分割に同一のキャリア周波数を割り当てる方式）の無線通信を行う。
【００２２】
図１は、実施の形態１に係る無線システム１のシステム構成例を示すブロック図である。無線システム１は、共用周波数管理装置１０と、複数の異なる通信事業者Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれにより置局される基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２とを含む構成である。図１では、実施の形態１の説明を分かり易くするために、通信事業者の数を３、それぞれの通信事業者により置局される基地局数を２としている。
【００２３】
基地局Ａ１，Ａ２のそれぞれは、上述した共用周波数帯のキャリア周波数の使用を申請する通信事業者Ａにより置局され、通信事業者ＡコアネットワークＣＮＷＡを介して、共用周波数管理装置１０との間で通信可能である。この通信は、光ファイバを用いた有線通信でも無線通信でもよい。基地局Ａ１，Ａ２のそれぞれは、共用周波数帯のキャリア周波数の使用に関する申請情報Ｓ１（後述参照）を生成して共用周波数管理装置１０に送る。共用周波数管理装置１０は、この申請情報Ｓ１の応答としての許可情報Ｓ２を生成して基地局Ａ１，Ａ２のそれぞれに送る。また、基地局Ａ１，Ａ２のそれぞれは、無線通信可能な１以上の端末（例えば、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（Personal Computer））を収容し、これらの端末との間でＴＤＤ方式の無線通信を実行可能である。例えば図１に示されるように、基地局Ａ２は、端末ＴＡ１，ＴＡ２のそれぞれと無線通信可能である。
【００２４】
基地局Ｂ１，Ｂ２のそれぞれは、上述した共用周波数帯のキャリア周波数の使用を申請する通信事業者Ｂにより置局され、通信事業者ＢコアネットワークＣＮＷＢを介して、共用周波数管理装置１０との間で通信可能である。この通信は、光ファイバを用いた有線通信でも無線通信でもよい。基地局Ｂ１，Ｂ２のそれぞれは、共用周波数帯のキャリア周波数の使用に関する申請情報Ｓ１（後述参照）を生成して共用周波数管理装置１０に送る。共用周波数管理装置１０は、この申請情報Ｓ１の応答としての許可情報Ｓ２を生成して基地局Ｂ１，Ｂ２のそれぞれに送る。また、基地局Ｂ１，Ｂ２のそれぞれは、無線通信可能な１以上の端末（例えば、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ）を収容し、これらの端末との間でＴＤＤ方式の無線通信を実行可能である。例えば図１に示されるように、基地局Ｂ１は、端末ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３のそれぞれと無線通信可能である。
【００２５】
基地局Ｃ１，Ｃ２のそれぞれは、上述した共用周波数帯のキャリア周波数の使用を申請する通信事業者Ｃにより置局され、通信事業者ＣコアネットワークＣＮＷＣを介して、共用周波数管理装置１０との間で通信可能である。この通信は、光ファイバを用いた有線通信でも無線通信でもよい。基地局Ｃ１，Ｃ２のそれぞれは、共用周波数帯のキャリア周波数の使用に関する申請情報Ｓ１（後述参照）を生成して共用周波数管理装置１０に送る。共用周波数管理装置１０は、この申請情報Ｓ１の応答としての許可情報Ｓ２を生成して基地局Ｃ１，Ｃ２のそれぞれに送る。また、基地局Ｃ１，Ｃ２のそれぞれは、無線通信可能な１以上の端末（例えば、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ）を収容し、これらの端末との間でＴＤＤ方式の無線通信を実行可能である。例えば図１に示されるように、基地局Ｃ１は、端末ＴＣ１と無線通信可能である。
【００２６】
以下、図１に示される所定距離範囲ＲＮＧ１内に存在する、複数の異なる通信事業者Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれにより置局された基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１における基地局間干渉が発生しないように、共用周波数管理装置１０が基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれに共用周波数帯のキャリア周波数の使用を割り当てる例を説明する。ここで、基地局Ａ２と基地局Ｂ１との距離は近く、基地局Ｂ２と基地局Ｃ１との距離は近く、基地局Ａ２と基地局Ｃ１との距離は遠いとする。なお、図１に示されるように、通信事業者Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれにより置局される基地局の数は２に限定されず、１でもよいし３以上でもよい。
【００２７】
図２は、実施の形態１に係る共用周波数管理装置１０の内部構成例を示すブロック図である。共用周波数管理装置１０は、メモリ１１と、ストレージ１２と、通信部１３と、プロセッサＰＲＣ１とを含む構成であり、例えばサーバ等のコンピュータ装置により構成される。
【００２８】
共用周波数管理装置１０は、複数の異なる通信事業者Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれにより置局された基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１を受信する。申請情報Ｓ１は、例えば基地局位置情報と、下り回線（以下「ＤＬ」）スループット所要値と、上り回線（以下「ＵＬ」）スループット所要値と、送信電力とを含む。また、申請情報Ｓ１は、ＤＬおよびＵＬ（以下「ＤＬ／ＵＬ」）のトラフィック比（ＵＬ：ＤＬ）を示す情報を更に含んでもよい。例えば、監視カメラが多数設置されている無線通信システム（基地局、基地局に収容される端末。以下同様。）の構成にはＵＬ：ＤＬ＝４：１が適し、コンテンツデータのダウンロードが多い無線通信システムの構成にはＵＬ：ＤＬ＝１：８が適し、双方向映像伝送が多い無線通信システムの構成にはＵＬ：ＤＬ＝１：１が適する。
【００２９】
共用周波数管理装置１０は、それぞれの基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２から送られた申請情報Ｓ１に基づいて、それぞれの基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２に共用周波数帯のキャリア周波数の使用の割当内容（図８参照）を決定して許可情報Ｓ２を基地局ごとに生成する。共用周波数管理装置１０は、生成された基地局ごとの許可情報Ｓ２を対応する基地局に送る。
【００３０】
メモリ１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を用いて構成され、共用周波数管理装置１０の動作の実行に必要なプログラム、更には、動作中に生成されたデータあるいは情報を一時的に保存する。ＲＡＭは、例えばプロセッサＰＲＣ１の動作時に使用されるワークメモリである。ＲＯＭは、例えばプロセッサＰＲＣ１を制御するためのプログラムを予め記憶する。メモリ１１は、例えば共用周波数管理装置１０が割当可能と判定できる共用周波数帯のキャリア周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４（図５参照）に関する情報を保存している。メモリ１１は、例えばそれぞれの基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２から送られた申請情報Ｓ１を一時的に保存したり、それぞれの基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２に送られるべき許可情報Ｓ２を一時的に保存したりする。
【００３１】
ストレージ１２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）を用いて構成され、プロセッサＰＲＣ１により生成された情報もしくはデータを保存したり、それぞれの基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２から送られた申請情報Ｓ１を保存したり、それぞれの基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２に送られるべき許可情報Ｓ２を保存したりする。
【００３２】
通信部１３は、共用周波数管理装置１０と接続される通信事業者ＡコアネットワークＣＮＷＡ，通信事業者ＢコアネットワークＣＮＷＢ，通信事業者ＣコアネットワークＣＮＷＣとの間で情報もしくはデータの送受信を行うための通信回路を用いて構成される。通信部１３は、通信事業者ＡコアネットワークＣＮＷＡ，通信事業者ＢコアネットワークＣＮＷＢ，通信事業者ＣコアネットワークＣＮＷＣのそれぞれを介して、基地局Ａ１，Ａ２，基地局Ｂ１，Ｂ２，基地局Ｃ１，Ｃ２のそれぞれとの間で情報もしくはデータの送受信を行う。例えば、通信部１３は、基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１を受信し、基地局ごとの許可情報Ｓ２を対応する基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれに送る。
【００３３】
プロセッサＰＲＣ１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）あるいはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いて構成される。プロセッサＰＲＣ１は、共用周波数管理装置１０の動作を司るコントローラとして機能し、共用周波数管理装置１０の各部の動作を全体的に統括するための制御処理、共用周波数管理装置１０の各部との間のデータの入出力処理、データの演算（計算）処理およびデータの記憶処理を行う。プロセッサＰＲＣ１は、メモリ１１に記憶されたプログラムに従って動作する。プロセッサＰＲＣ１は、動作時にメモリ１１を使用し、プロセッサＰＲＣ１により生成されたデータをメモリ１１に格納する。プロセッサＰＲＣ１は、メモリ１１に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、共用周波数許可情報導出部１４を機能的に構成する。
【００３４】
共用周波数許可情報導出部１４は、基地局間電波伝搬損失推定部１５と、隣接キャリア周波数割当可否判定部１６と、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７と、基地局別共用周波数割当内容決定部１８とを含む構成である。基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１は、基地局間電波伝搬損失推定部１５と、隣接キャリア周波数割当可否判定部１６と、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７と、基地局別共用周波数割当内容決定部１８にそれぞれ入力されてよい。
【００３５】
判定部の一例としての基地局間電波伝搬損失推定部１５は、基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１に含まれる基地局位置情報に基づいて、基地局間の電波伝搬損失量を推定する。例えば、基地局間電波伝搬損失推定部１５は、基地局Ａ２−Ｂ１間，基地局Ａ２−Ｃ１間，基地局Ｂ１−Ｃ１間のそれぞれの電波伝搬損失量を推定する。基地局間電波伝搬損失推定部１５は、基地局Ａ２−Ｂ１間，基地局Ａ２−Ｃ１間，基地局Ｂ１−Ｃ１間のそれぞれの電波伝搬損失量の推定結果（言い換えると、基地局干渉レベル情報）を隣接キャリア周波数割当可否判定部１６に送る。
【００３６】
判定部の一例としての隣接キャリア周波数割当可否判定部１６は、メモリ１１に保存されているキャリア周波数ｆ１〜ｆ４に関する情報と基地局間の電波伝搬損失量の推定結果とに基づいて、複数のキャリア周波数ｆ１〜ｆ４（図５参照）のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターン（図３参照）の割当可否を判定する（図４参照）。
【００３７】
ここで、ＴＤＤパターンとは、ＴＤＤ方式の無線通信におけるキャリア周波数ごとの上り下りパターン（ＤＬ／ＵＬパターン）を示す（図３参照）。図３は、上りリンクおよび下りリンクにより構成されるＴＤＤパターンの一例を示す図である。図３に示されるＴＤＤパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、予めメモリ１１に保存されていてもよいし、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７により都度生成されてもよい。
【００３８】
ＴＤＤパターンＰ１は、例えば１フレームが１４個のタイムスロットにより構成される場合に、それぞれのタイムスロットが「Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｕ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｕ」（Ｄ：ＤＬ，Ｕ：ＵＬ）を有することを示す。つまり、ＴＤＤパターンＰ１では、ＤＬ：ＵＬ＝１２：２となり、コンテンツデータ等のダウンロードが多い無線通信システム（上述参照）の構成に適したパターンとなっている。
【００３９】
ＴＤＤパターンＰ２は、例えば１フレームが１４個のタイムスロットにより構成される場合に、それぞれのタイムスロットが「Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｕ，Ｕ，Ｕ，Ｄ，Ｄ，Ｄ，Ｕ，Ｕ，Ｕ，Ｕ」を有することを示す。つまり、ＴＤＤパターンＰ２では、ＤＬ：ＵＬ＝７：７となり、双方向映像伝送が多い無線通信システム（上述参照）の構成に適したパターンとなっている。
【００４０】
ＴＤＤパターンＰ３は、例えば１フレームが１４個のタイムスロットにより構成される場合に、それぞれのタイムスロットが「Ｄ，Ｄ，Ｕ，Ｕ，Ｕ，Ｕ，Ｕ，Ｄ，Ｄ，Ｕ，Ｕ，Ｕ，Ｕ，Ｕ」を有することを示す。つまり、ＴＤＤパターンＰ２では、ＤＬ：ＵＬ＝４：１０となり、監視カメラが多数設置されている無線通信システム（上述参照）の構成に適したパターンとなっている。
【００４１】
図５は、キャリア周波数の一例を示す図である。共用周波数管理装置１０が割当可能と判定できるキャリア周波数ｆ１〜ｆ４において、キャリア周波数ｆ１，ｆ２は隣接し、キャリア周波数ｆ２，ｆ３は隣接し、キャリア周波数ｆ３，ｆ４は隣接している。なお、図５では、説明を分かり易くするためにキャリア周波数の本数は４本と例示しているが限定されるものではなく、共用周波数帯に応じて定められる本数であってよい。
【００４２】
図４は、３通信事業者のそれぞれの基地局間におけるキャリア周波数の使用時のＴＤＤパターンの割当可否例を示すテーブルである。図４に示されるテーブルでは、基地局間（例えば、基地局Ａ２−Ｂ１間，基地局Ａ２−Ｃ１間，基地局Ｂ１−Ｃ１間）ごとに、同一のキャリア周波数を使用する際に、同一のあるいは異なるＴＤＤパターンが割当可能か否かを示す。図４中の「○」は割当可能であることを示し、図４中の「×」は割当不可であることを示す。
【００４３】
具体的には、基地局間干渉を発生させないために、それぞれの基地局において同一のキャリア周波数（例えばキャリア周波数ｆ１）が使用される際には、基地局間の距離が相当に大きく基地局間の電波伝搬損失が相当に大きく確保できる場合を除いては、同一のＴＤＤパターンが使用されることが求められる。従って、隣接キャリア周波数割当可否判定部１６は、所定距離範囲ＲＮＧ１内に存在する基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれに対し、基地局Ａ２−Ｂ１間，基地局Ａ２−Ｃ１間，基地局Ｂ１−Ｃ１間のいずれにおいても、同一のキャリア周波数の使用においては同一のＴＤＤパターンを割り当てると判定する。
【００４４】
また、それぞれの基地局において隣接するキャリア周波数（例えばキャリア周波数ｆ１，ｆ２）が使用される際には、基地局間の距離によっては電波伝搬損失の影響を受ける可能性がある。例えば、基地局Ａ２−Ｂ１間の距離，基地局Ｂ１−Ｃ１間の距離は近いので、電波伝搬損失が十分に大きくない可能性が高く、干渉が生じる可能性が否めない。従って、隣接キャリア周波数割当可否判定部１６は、基地局Ａ２−Ｂ１間，基地局Ｂ１−Ｃ１間においては、隣接するキャリア周波数が使用される際には、異なるＴＤＤパターンの使用を許可しないと判定する。一方で、基地局Ａ２−Ｃ１間の距離は遠いので、電波伝搬損失が十分に大きい可能性があり、干渉が生じる可能性は低い。従って、隣接キャリア周波数割当可否判定部１６は、基地局Ａ２−Ｃ１間においては、隣接するキャリア周波数が使用される際には、異なるＴＤＤパターンの使用を許可すると判定する。
【００４５】
また、それぞれの基地局において非隣接のキャリア周波数（例えばキャリア周波数ｆ１，ｆ３）が使用される際には、それぞれの基地局間の距離に関係なく基地局間において干渉が発生しにくいと考えられる。このため、隣接キャリア周波数割当可否判定部１６は、基地局Ａ２−Ｂ１間，基地局Ａ２−Ｃ１間，基地局Ｂ１−Ｃ１間のいずれにおいても、異なるＴＤＤパターンの使用を許可すると判定する。
【００４６】
設定部の一例としてのキャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１に含まれる下り回線スループット所要値および上り回線スループット所要値（図６参照）と、基地局間の電波伝搬損失量の推定結果と隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）とに基づいて、キャリア周波数別のＴＤＤパターンを設定する（図７参照）。キャリア周波数別のＴＤＤパターンの設定例の詳細については後述する。
【００４７】
決定部の一例としての基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１に含まれる下り回線スループット所要値および上り回線スループット所要値（図６参照）と、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）と、キャリア周波数別のＴＤＤパターンの設定結果（図７参照）とを入力する。基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、これらの入力情報に基づいて、それぞれの基地局からの申請情報Ｓ１を満たす（言い換えると、使用が許可された）、それぞれの基地局への共用周波数帯の割当内容（図８参照）を決定する。なお、基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、使用が許可されたキャリア周波数が複数ある場合、基地局間においてキャリア周波数の使用優先順位がばらけるような優先順位を付与することが好ましい。基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、決定された共用周波数帯の割当内容を含む許可情報Ｓ２を生成して通信部１３に送る。許可情報Ｓ２は、例えば使用が許可された共用周波数帯の少なくとも１つのキャリア周波数に関する情報と、そのキャリア周波数の使用に関する優先順位と、送信電力の上限値とを含む。
【００４８】
次に、所定距離範囲ＲＮＧ１内に存在する基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれへのキャリア周波数の使用の割り当てを想定した際の、キャリア周波数別のＴＤＤパターンの設定例、ならびにそれぞれの基地局への共用周波数帯の割当内容（図８参照）の決定例について、図６〜図８を参照して説明する。図６は、３通信事業者のそれぞれの基地局から送信された上りリンクおよび下りリンクのそれぞれのスループット所要値の例を示すテーブルである。図７は、ＴＤＤパターンの各キャリア周波数への割当に関する設定方式の一例を示すテーブルである。図８は、図７の設定方式のそれぞれに対応する上りリンクおよび下りリンクのそれぞれのスループット算出値の一例を示すテーブルである。
【００４９】
図６に示されるように、基地局Ａ２からの申請情報Ｓ１には、ＤＬスループット所要値として５［Ｇｂｐｓ］、ＵＬスループット所要値として１［Ｇｂｐｓ］が含まれている。また、基地局Ｂ１からの申請情報Ｓ１には、ＤＬスループット所要値として１０［Ｇｂｐｓ］、ＵＬスループット所要値として１［Ｇｂｐｓ］が含まれている。また、基地局Ｃ１からの申請情報Ｓ１には、ＤＬスループット所要値として５［Ｇｂｐｓ］、ＵＬスループット所要値として８［Ｇｂｐｓ］が含まれている。これらの申請情報Ｓ１は、例えばメモリ１１に一時的に保存される。
【００５０】
以下の図７および図８の説明の前提として、説明を分かり易くするために、次の条件を仮定して説明する。
（条件１）共用周波数帯のキャリア周波数の使用の申請は、複数の異なる通信事業者Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれにより置局された基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１の計３局によりなされる。
（条件２）キャリア周波数は４本（図５参照）とし、キャリア周波数あたりに１４［Ｇｂｐｓ］程度のスループットが見込める。
（条件３）ＴＤＤパターンは３つ（図３参照）とする。
（条件４）複数のキャリア周波数ｆ１〜ｆ４（図５参照）のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターン（図３参照）の割当可否の判定例は、図４に示される判定結果を用いる。
【００５１】
キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、基地局Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１に含まれる下り回線スループット所要値および上り回線スループット所要値（図６参照）を用いて、数式（１），（２）により、ＴＤＬ（Total of Downlink），ＴＵＬ（Total of Uplink）をそれぞれ算出する。なお、数式（１），（２）において、ＤＬ（ｋ）は通信事業者ｋの基地局からの申請情報Ｓ１に含まれるＤＬスループット所要値を示し、ＵＬ（ｋ）は通信事業者ｋの基地局からの申請情報Ｓ１に含まれるＵＬスループット所要値を示す。
【００５２】
【数１】
2020188388.tif 000003
【００５３】
【数２】
2020188388.tif 000004
【００５４】
キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、ＴＤＤパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３のそれぞれを使用するキャリア周波数の本数をｎ１，ｎ２，ｎ３とすると、下り回線（ＤＬ）と上り回線（ＵＬ）との無線資源の比がＴＤＬ／ＴＵＬとほぼ等しくなるように（数式（３）参照）、ｎ１，ｎ２，ｎ３をそれぞれ決定する。ここで、便宜的にｎ＝（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３）とする。
【００５５】
【数３】
2020188388.tif 000005
【００５６】
ここで、キャリア周波数の本数を示すパラメータｎ１，ｎ２，ｎ３の簡単な２つの導出例を説明する。なお、ここではキャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７の動作説明として、上述した（条件２）の仮定とは異なる数値例での説明をしている。
【００５７】
（導出例１）例えばＴＤＬ＝４［Ｇｂｐｓ］、ＴＵＬ＝１［Ｇｂｐｓ］とし、ｎ（＝ｎ１＋ｎ２＋ｎ３）＝１０とする場合、数式（３）は、４／１＝（１２ｎ１＋７ｎ２＋４ｎ３）／（２ｎ１＋７ｎ２＋１０ｎ３）となる。
【００５８】
キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、具体的数値が入力された数式（３）を満たすために、例えば設定方式＃１として（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（９，０，１）を例示することで、ｒ（数式（３）参照）＝４．０を得ることができる。また、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、同様に例えば設定方式＃２として（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（８，２，０）とすることで、ｒ（数式（３）参照）≒３．７を得ることができる。また、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、同様に例えば設定方式＃３として（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（８，１，１）とすることで、ｒ（数式（３）参照）≒３．２を得ることができる。
【００５９】
（導出例２）例えばＴＤＬ＝１［Ｇｂｐｓ］、ＴＵＬ＝２［Ｇｂｐｓ］とし、ｎ（＝ｎ１＋ｎ２＋ｎ３）＝８とする場合、数式（３）は、１／２（＝０．５０）＝（１２ｎ１＋７ｎ２＋４ｎ３）／（２ｎ１＋７ｎ２＋１０ｎ３）となる。
【００６０】
キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、具体的数値が入力された数式（３）を満たすために、例えば設定方式＃１として（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（０，２，６）を例示することで、ｒ（数式（３）参照）≒０．５１を得ることができる。また、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、同様に例えば設定方式＃２として（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（０，３，５）とすることで、ｒ（数式（３）参照）≒０．５８を得ることができる。
【００６１】
キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、上述した導出例１，２に倣い、図６よりＴＤＬ＝２０（＝５＋１０＋５），ＴＵＬ＝１０（＝１＋８＋１）であり、上述した仮定より（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３）＝４であるため、数式（３）に具体的数値を入力することで、２０／１０（＝２）＝（１２ｎ１＋７ｎ２＋４ｎ３）／（２ｎ１＋７ｎ２＋１０ｎ３）を満たすＴＤＤパターンの設定方式＃１，＃２，＃３を導出する。
【００６２】
例えば、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、ＴＤＤパターンの設定方式＃１として、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（２，２，０）およびｒ＝３８／１８≒２．１を導出する。また、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、ＴＤＤパターンの設定方式＃２として、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（３，０，１）およびｒ＝４０／１６＝２．５を導出する。また、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、ＴＤＤパターンの設定方式＃３として、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（２，１，１）およびｒ＝３５／２１≒１．７を導出する。
【００６３】
キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、これらＴＤＤパターンの設定方式＃１，＃２，＃３の導出例（つまり、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）の組み合わせ）と隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図５参照）に基づいて、図７に示すキャリア周波数別のＴＤＤパターンの設定方式＃１，＃２，＃３を設定する。なお、上述したように、ＴＤＤパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３のそれぞれを使用するキャリア周波数の本数をｎ１，ｎ２，ｎ３と定義している。
【００６４】
従って、ＴＤＤパターンの設定方式＃１では（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（２，２，０）となっており、キャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）を使用する時、キャリア周波数ｆ１にはＴＤＤパターンＰ１，キャリア周波数ｆ２にはＴＤＤパターンＰ１，キャリア周波数ｆ３にはＴＤＤパターンＰ２，キャリア周波数ｆ４にはＴＤＤパターンＰ２となる（つまり、（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）＝（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２））。これは、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、ＴＤＤパターン設定方式＃１を設定する際に、異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４）を参照し、隣接するキャリア周波数の使用時に異なるＴＤＤパターンを割り当てる際の禁止事項（具体的には、図４の「×」印参照）に従って、隣接するキャリア周波数の使用時に異なるＴＤＤパターンの割り当てをできるだけ少なくするためである。従って、キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部１７は、（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）＝（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２，Ｐ１）ではなく、（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）＝（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２）と設定する。なお、設定方式＃２，＃３の設定時においても同様である。
【００６５】
また、ＴＤＤパターンの設定方式＃２では（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（３，０，１）となっており、キャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）を使用する時、キャリア周波数ｆ１にはＴＤＤパターンＰ１，キャリア周波数ｆ２にはＴＤＤパターンＰ１，キャリア周波数ｆ３にはＴＤＤパターンＰ１，キャリア周波数ｆ４にはＴＤＤパターンＰ３となる。
【００６６】
また、ＴＤＤパターンの設定方式＃３では（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（２，１，１）となっており、キャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）を使用する時、キャリア周波数ｆ１にはＴＤＤパターンＰ２，キャリア周波数ｆ２にはＴＤＤパターンＰ１，キャリア周波数ｆ３にはＴＤＤパターンＰ１，キャリア周波数ｆ４にはＴＤＤパターンＰ３となる。
【００６７】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、キャリア周波数別のＴＤＤパターンの設定結果（つまり、図７に示されるＴＤＤパターンの設定方式＃１，＃２，＃３参照）を用いて、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１ごとに、対応するキャリア周波数を使用する時のＤＬスループットおよびＵＬスループットを算出する。なお、ＤＬスループットおよびＵＬスループットの算出時に、異なる基地局（例えば基地局Ａ２，Ｂ１）において隣接するキャリア周波数の使用時に異なるＴＤＤパターンの割当は許可されないため、例えば基地局Ｂ１にはキャリア周波数ｆ２，ｆ３の使用は割り当てされない。
【００６８】
（ＴＤＤパターンの設定方式＃１に対応するＤＬスループットおよびＵＬスループットの算出例）
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ａ２にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「１２×（５／２０）」＋「１２×（５／１０）」＋「７×（５／１０）」＋「７×（５／２０）」＝１４．２５となる。ＵＬスループット算出値＝「２×（１／１０）」＋「２×（１／９）」＋「７×（１／９）」＋「７×（１／１０）」＝１．９０となる。
【００６９】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ｂ１にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「１２×（１０／２０）」＋「０」＋「０」＋「７×（１０／２０）」＝９．５０となる。ＵＬスループット算出値＝「２×（１／１０）」＋「０」＋「０」＋「７×（１／１０）」＝０．９０となる。
【００７０】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ｃ１にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「１２×（５／２０）」＋「１２×（５／１０）」＋「７×（５／１０）」＋「７×（５／２０）」＝１４．２５となる。ＵＬスループット算出値＝「２×（８／１０）」＋「２×（８／９）」＋「７×（８／９）」＋「７×（８／１０）」＝１５．２０となる。
【００７１】
（ＴＤＤパターンの設定方式＃２に対応するＤＬスループットおよびＵＬスループットの算出例）
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ａ２にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ１，Ｐ３）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「１２×（５／２０）」＋「１２×（５／２０）」＋「１２×（５／１０）」＋「４×（５／１０）」＝１４．００となる。ＵＬスループット算出値＝「２×（１／１０）」＋「２×（１／１０）」＋「２×（１／９）」＋「１０×（１／９）」＝１．７３となる。
【００７２】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ｂ１にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ１，Ｐ３）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「１２×（１０／２０）」＋「１２×（１０／２０）」＋「０」＋「０」＝１２．００となる。ＵＬスループット算出値＝「２×（１／１０）」＋「２×（１／１０）」＋「０」＋「０」＝０．４０となる。
【００７３】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ｃ１にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ１，Ｐ３）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「１２×（５／２０）」＋「１２×（５／２０）」＋「１２×（５／１０）」＋「４×（５／１０）」＝１４．００となる。ＵＬスループット算出値＝「２×（８／１０）」＋「２×（８／１０）」＋「２×（８／９）」＋「１０×（８／９）」＝１３．８７となる。
【００７４】
（ＴＤＤパターンの設定方式＃３に対応するＤＬスループットおよびＵＬスループットの算出例）
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ａ２にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ２，Ｐ１，Ｐ１，Ｐ３）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「７×（５／１０）」＋「１２×（５／１０）」＋「０」＋「０」＝９．５０となる。ＵＬスループット算出値＝「７×（１／９）」＋「２×（１／９）」＋「０」＋「０」＝１．００となる。
【００７５】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ｂ１にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ２，Ｐ１，Ｐ１，Ｐ３）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「０」＋「０」＋「１２×（１０／１０）」＋「４×（１０／１０）」＝１６．００となる。ＵＬスループット算出値＝「０」＋「０」＋「２×（１／１）」＋「１０×（１／１）」＝１２．００となる。
【００７６】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果（図４参照）に基づき、基地局Ｃ１にキャリア周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）にＴＤＤパターン（Ｐ２，Ｐ１，Ｐ１，Ｐ３）を割り当てた場合のＤＬスループットおよびＵＬスループットを、次のように算出する。具体的には、ＤＬスループット算出値＝「７×（５／１０）」＋「１２×（５／１０）」＋「０」＋「０」＝９．５０となる。ＵＬスループット算出値＝「７×（８／９）」＋「２×（８／９）」＋「０」＋「０」＝８．００となる。
【００７７】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、図８を参照して算出したＤＬスループット算出値およびＵＬスループット算出値と、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれからの申請情報Ｓ１に含まれるＤＬスループット所要値およびＵＬスループット所要値（図６参照）とを比較することで（図９参照）、それぞれの基地局からの申請情報Ｓ１を満たす（言い換えると、スループット所要値の要望に最大限に応えた）、それぞれの基地局への共用周波数帯の割当内容（図８参照）を決定する。図９は、スループット所要値を最も余裕で満たすスループット算出値の決定例を示す図である。
【００７８】
図９において、テーブルＴＢＬ１は、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１ごとのＤＬスループット所要値およびＵＬスループット所要値を示す。テーブルＴＢＬ２は、ＴＤＤパターンの設定方式＃１に対応して算出された、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１ごとのＤＬスループット算出値およびＵＬスループット算出値（図８参照）を示す。テーブルＴＢＬ３は、ＴＤＤパターンの設定方式＃２に対応して算出された、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１ごとのＤＬスループット算出値およびＵＬスループット算出値（図８参照）を示す。テーブルＴＢＬ４は、ＴＤＤパターンの設定方式＃３に対応して算出された、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１ごとのＤＬスループット算出値およびＵＬスループット算出値（図８参照）を示す。
【００７９】
基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、テーブルＴＢＬ１の内容を最も余裕で満たすテーブルがＴＢＬ２，ＴＢＬ３，ＴＢＬ４のいずれであるかを探索する。ここで、「最も余裕で満たす」とは、スループット所要値どおりのスループット算出値が得られた時には１００％の余裕度が得られたことを意味した場合に、８０％あるいは１５０％に相当するスループット算出値よりも大きい（最大の）スループット算出値（例えば２００％のスループット算出値）が得られたことを示す。
【００８０】
具体的には、基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、例えば基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１ごとのＤＬスループット所要値およびＵＬスループット所要値のそれぞれを下回るＤＬスループット算出値あるいはＵＬスループット算出値が最も少ないＴＤＤパターンの設定方式を選択する。図９の例では、基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、ＴＤＤパターンの設定方式＃１あるいはＴＤＤパターンの設定方式＃３に対応するキャリア周波数の割当内容を選択する。これは、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１ごとのＤＬスループット所要値およびＵＬスループット所要値（テーブルＴＢＬ０参照）と比べると、テーブルＴＢＬ２のＤＬスループット算出値およびＵＬスループット算出値は大きく未達（つまり、基地局Ｂ１のＵＬスループット所要値である１［Ｇｂｐｓ］に比べてＵＬスループット算出値が０．４０［Ｇｂｐｓ］）となったためである。
【００８１】
従って、基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１への共用周波数帯のキャリア周波数として、割当内容＃１（つまり、基地局Ａ２に対し、（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）に（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２）をそれぞれ割り当て、基地局Ｂ１に対し、（ｆ１，ｆ４）に（Ｐ１，Ｐ２）をそれぞれ割り当て、基地局Ｃ１に対し、（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）に（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２）をそれぞれ割り当てるという内容）を決定し、許可情報Ｓ２に含めて生成する。あるいは、基地局別共用周波数割当内容決定部１８は、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１への共用周波数帯のキャリア周波数として、割当内容＃３（つまり、基地局Ａ２に対し、（ｆ１，ｆ２）に（Ｐ２，Ｐ１）をそれぞれ割り当て、基地局Ｂ１に対し、（ｆ３，ｆ４）に（Ｐ１，Ｐ３）をそれぞれ割り当て、基地局Ｃ１に対し、（ｆ１，ｆ２）に（Ｐ２，Ｐ１）をそれぞれ割り当てるという内容）を決定し、許可情報Ｓ２に含めて生成する。
【００８２】
次に、実施の形態１に係る無線システム１の動作手順例について、図１０を参照して説明する。図１０は、実施の形態１に係る無線システム１の動作手順例を示すシーケンス図である。図１０に示す通信事業者Ａ，Ｂ，Ｃの基地局は、図１に示す基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１を例示して説明する。
【００８３】
図１０において、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれは、申請情報Ｓ１を生成して共用周波数管理装置１０に送信する（Ｓｔ１）。共用周波数管理装置１０は、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１に含まれる基地局位置情報に基づいて、基地局間の電波伝搬損失量を推定する（Ｓｔ２）。なお、ステップＳｔ２では、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１間において予め電波伝搬損失量の測定結果がメモリ１１に保存されている場合には、その測定結果（実測値）が使用されてもよい。
【００８４】
共用周波数管理装置１０は、メモリ１１に保存されているキャリア周波数ｆ１〜ｆ４に関する情報と基地局間の電波伝搬損失量の推定結果とに基づいて、複数のキャリア周波数ｆ１〜ｆ４（図５参照）のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターン（図３参照）の割当可否（条件１）を判定する（Ｓｔ３）。共用周波数管理装置１０は、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれから送られた申請情報Ｓ１より、下り回線スループット所要値および上り回線スループット所要値（条件２）を取得する（Ｓｔ４）。
【００８５】
共用周波数管理装置１０は、ＤＬスループット所要値およびＵＬスループット所要値の比率ｒ（数式（３）参照）を考慮した上で、キャリア周波数別のＴＤＤパターンの設定方式＃１，＃２，＃３を設定する（Ｓｔ５）。共用周波数管理装置１０は、ステップＳｔ３の条件１を満たすキャリア周波数の基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれへの割当内容のうち、ステップＳｔ４の条件２のスループット所要値を最も余裕で満たせる割当内容を、ＴＤＤパターンの設定方式＃１〜＃３の中から探索する（Ｓｔ６）。共用周波数管理装置１０は、ステップＳｔ６の探索結果として、スループット所要値を最も余裕で満たせる割当内容を決定する（Ｓｔ７）。ステップＳｔ６，Ｓｔ７の処理例については、図６〜図８を参照して説明したので、詳細な説明は省略する。
【００８６】
また、共用周波数管理装置１０は、近傍の（つまり、干渉を及ぼし合う程度に近い位置に置局された）基地局間（例えば基地局Ａ２−Ｂ１間）においては、割り当てられる共用周波数の使用優先順位がばらけるような使用優先順位を付与する（Ｓｔ８）。これは、基地局と端末との間の干渉が小さく抑圧されるようなキャリア周波数の棲み分けが自律分散的に行われ易くするためである。共用周波数管理装置１０は、使用優先順位を付与した後、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれへの共用周波数帯のキャリア周波数の割当内容を許可情報Ｓ２に含め、対応する基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１ごとに生成する（Ｓｔ８）。共用周波数管理装置１０は、対応する基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれに送信する（Ｓｔ９）。
【００８７】
基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれは、共用周波数管理装置１０から送られた許可情報Ｓ２に含まれるキャリア周波数を使用優先順位の高いものから順に使用し、収容している１台以上の端末との無線通信のトライ（試行）を実行する（Ｓｔ１０）。
【００８８】
以上により、実施の形態１に係る無線システム１では、共用周波数管理装置１０は、
複数の異なる通信事業者の基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれから、共用周波数帯の使用に関する申請情報Ｓ１を通信部１３において受信する。共用周波数管理装置１０は、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１からの申請情報Ｓ１に基づいて、共用周波数帯に含まれる複数のキャリア周波数ｆ１〜ｆ４のうち隣接するキャリア周波数の使用時の異なるＴＤＤパターンの割当可否をプロセッサＰＲＣ１において判定する。共用周波数管理装置１０は、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１からの申請情報Ｓ１と異なるＴＤＤパターンの割当可否の判定結果とに基づいて、キャリア周波数ごとのＴＤＤパターンをプロセッサＰＲＣ１において設定する。共用周波数管理装置１０は、キャリア周波数ごとのＴＤＤパターンの設定結果に基づいて、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１からの申請情報Ｓ１を満たす、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１への共用周波数帯の割当内容をプロセッサＰＲＣ１において決定する。
【００８９】
これにより、共用周波数管理装置１０は、複数の異なる通信事業者Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれにより置局される基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１で高周波帯のキャリア周波数を共用する際、それぞれの基地局間で恒常的に発生し得る干渉の発生を防ぐことができる。従って、共用周波数管理装置１０は、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１からの申請情報Ｓ１に含まれるスループット所要値を満たす無線通信の実現を支援できる。
【００９０】
また、共用周波数管理装置１０は、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１への共用周波数帯の割当内容の決定結果を、対応する基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１に通知する。これにより、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１は、自局に許可された共用周波数帯のキャリア周波数に関する情報を取得できるので、自局により収容されている１台以上の端末との間での無線通信を開始できる。
【００９１】
また、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１からの申請情報Ｓ１は、対応する基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１の位置情報を含む。共用周波数管理装置１０は、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１の位置情報に基づいて、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１に対する異なるＴＤＤパターンの割当可否を判定する。これにより、共用周波数管理装置１０は、基地局位置情報を加味して、干渉が起き易い隣接するキャリア周波数の使用時に異なるＴＤＤパターンの使用を割り当ててよいか否かを基地局ごとに適切に判別できる。
【００９２】
また、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１からの申請情報Ｓ１は、対応する基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１の位置情報を含む。共用周波数管理装置１０は、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１の位置情報を用いて、基地局間の電波伝搬損失を推定し、基地局間の電波伝搬損失の推定結果に基づいて、それぞれの基地局に対する異なるＴＤＤパターンの割当可否を判定する。これにより、共用周波数管理装置１０は、基地局位置情報に基づく基地局間の電波伝搬損失量を加味して、干渉が起き易い隣接するキャリア周波数の使用時に異なるＴＤＤパターンの使用を割り当ててよいか否かを基地局ごとに適切に判別できる。
【００９３】
また、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１からの申請情報Ｓ１は、対応する基地局の無線通信時の上り回線スループット所要値および下り回線スループット所要値を含む。共用周波数管理装置１０は、上り回線スループット所要値と下り回線スループット所要値との比率と隣接するキャリア周波数の割当可否の判定結果とに基づいて、キャリア周波数ごとのＴＤＤパターンを設定する。これにより、共用周波数管理装置１０は、基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１のそれぞれからのＤＬスループット所要値およびＵＬスループット所要値を満たしながら、キャリア周波数別に異なるＴＤＤパターンの割り当てを少なくできるようにＴＤＤパターンの設定組み合わせを生成できる。
【００９４】
また、共用周波数管理装置１０は、キャリア周波数ごとのＴＤＤパターンの設定結果を用いて、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１への共用周波数帯のキャリア周波数の使用の割り当てに基づく上り回線スループットおよび下り回線スループットを算出する。共用周波数管理装置１０は、上り回線スループット算出値および下り回線スループット算出値と上り回線スループット所要値および下り回線スループット所要値との比較に応じて、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１への共用周波数帯の割当内容を決定する。これにより、共用周波数管理装置１０は、それぞれの基地局Ａ２，Ｂ１，Ｃ１からの上り回線スループット所要値および下り回線スループット所要値を下回らない程度の上り回線スループット算出値および下り回線スループット算出値が得られたＴＤＤパターンの割当内容を導出できる。
【００９５】
以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本開示は、複数の異なる通信事業者のそれぞれにより置局される基地局で高周波帯のキャリア周波数を共用する際、それぞれの基地局間で恒常的に発生し得る干渉の発生を防ぎ、スループット所要値を満たす無線通信の実現を支援する共用周波数管理装置および共用周波数管理方法として有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１  無線システム
１０  共用周波数管理装置
１１  メモリ
１２  ストレージ
１３  通信部
１４  共用周波数許可情報導出部
１５  基地局間電波伝搬損失推定部
１６  隣接キャリア周波数割当可否判定部
１７  キャリア周波数別ＴＤＤパターン設定部
１８  基地局別共用周波数割当内容決定部
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２  基地局
ＣＮＷＡ  通信事業者Ａコアネットワーク
ＣＮＷＢ  通信事業者Ｂコアネットワーク
ＣＮＷＣ  通信事業者Ｃコアネットワーク
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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