(57)【要約】【課題】端末装置ごとの信号検出性能、協調センシング方法の差異による信号検出結果の信頼度に応じてプライマリシステムによる無線通信の有無を判定することができる無線通信システム、協調センシング方法、及び、総合判定局装置を提供する。【解決手段】セカンダリシステム２００において、総合判定局装置３０が、プライマリシステム１００と共用する共用周波数帯域によるテスト信号を端末２０〜端末２９に送信し、端末装置ごとのテスト信号の検出結果に基づき、誤検出確率と誤警報確率とを算出し、協調センシング処理時における端末２０〜２９の協調センシング結果に算出した誤検出確率と誤警報確率とを重み付けすることにより、プライマリシステムによる無線信号の検出精度の劣化を抑制する。【選択図】図１
2010011350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおいて、
前記セカンダリシステムは、
前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定局装置と、
前記共用周波数帯域による無線信号を検出する端末局装置とを備え、
前記総合判定局装置は、
前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信部と、
前記端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出部と、
前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶する信頼度情報データベースと、
前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信部と、
前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求部と、
前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報を重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定部とを備え、
前記端末局装置は、
前記総合判定局装置が送信する前記テスト信号、又は、前記プライマリシステムが送信する無線信号のいずれかである前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果を前記総合判定局装置に応答する送信部とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記総合判定局装置の協調センシング要求部は、
前記プライマリシステム検出信号の送信元である端末局装置の位置情報に基づき、協調センシングの対象となる端末局装置を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記総合判定局装置のテスト信号送信部は、
異なる送信電力により前記テスト信号を複数回数送信する
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記端末局装置の前記検出部は、
前記共用周波数帯域による無線信号を検出した場合、受信した無線信号の受信レベルを検出し、
前記送信部が応答する前記検出結果は、
前記無線信号の有無の検出結果と前記検出部による受信レベルの検出結果とを含む検出結果であり、
前記総合判定局装置の前記信頼度算出部は、受信レベルごとの信頼度情報を算出する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記総合判定局装置の前記信頼度算出部は、
前記テスト信号の送信電力に応じた前記テスト信号の無線信号到達領域を算出し、前記端末局装置の前記位置情報が、算出した無線信号到達領域に含まれる位置であるか否かに基づき、判定対象の端末局装置の推定検出結果を判定し、
前記端末局装置から送信されるテスト信号検出結果と、前記推定検出結果とを比較することにより、誤検出確率の値と、誤警報確率の値とを算出し、この算出結果に基づき信頼度を算出する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおける協調センシング方法であって、
前記セカンダリシステムが備える総合判定局装置が、
前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信過程と、
前記端末局装置が、
前記総合判定局装置が送信する前記テスト信号である前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出するテスト信号検出過程と、
検出した検出結果を前記総合判定局装置に応答するテスト結果応答過程と、
前記総合判定局装置が、
セカンダリシステムが備える端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、前記端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出過程と、
前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶領域に記憶する信頼度情報記憶過程と、
前記端末局装置が、
前記プライマリシステムが送信する前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出するプライマリシステム検出過程と、
検出した検出結果をプライマリシステム検出信号として前記総合判定局装置に応答するプライマリシステム検出通知過程と、
前記総合判定局装置が、
前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信過程と、
前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求過程と、
前記端末局装置が、
前記プライマリシステムが送信する前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出する協調センシング過程と、
検出した検出結果を協調センシング結果として前記総合判定局装置に応答する協調センシング結果通知過程と、
前記総合判定局装置が、
前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報を重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定過程と
を有することを特徴とする協調センシング方法。
【請求項７】
優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおいて、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定局装置と、前記共用周波数帯域による無線信号を検出する端末局装置とを備える前記セカンダリシステムの総合判定局装置であって、
前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信部と、
前記端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出部と、
前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶する信頼度情報データベースと、
前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信部と、
前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求部と、
前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報を重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定部と
を備えることを特徴とする総合判定局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線通信システムが同一周波数帯域を共用して無線通信を行う場合の協調センシング処理における無線通信システム、協調センシング方法、及び、総合判定局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の無線通信システムが同一周波数帯域を共用して無線通信を行う技術が提案されている。
例えば、優先的に帯域を利用するプライマリシステムと、セカンダリシステムとの２つのシステムが同一の周波数帯域を共用する場合、プライマリシステムが当該周波数帯域を利用していない場合にのみ、セカンダリシステムがこの周波数帯域を利用することができるコグニティブ無線技術がある。このようなコグニティブ無線では、セカンダリシステム側で、共用する周波数帯域をプライマリシステムが利用しているか否かを正確に判定することが重要となる。
【０００３】
このプライマリシステムによる周波数帯域の利用有無を検出する方法として、当該周波数帯域のエネルギーにより、プライマリシステムを検出するエネルギー検出法（Energy detection）や、周波数帯域の周期定常性の特徴を利用したCyclostationary detectionなどの検出方法がある。非特許文献１には、エネルギー検出法による性能解析結果の一例が示されている。
【０００４】
また、例えば、セカンダリシステムに含まれる端末装置が、プライマリシステムによる周波数帯域の利用を検出した場合に、セカンダリシステム側の基地局等に通知し、この基地局がセカンダリシステム内の全端末装置に対して周波数センシングを指示して、その結果を用いて総合判定を行うことによる協調センシング技術が検討されている。
【０００５】
以下、複数の端末装置の検出結果を利用し、基地局や総合判定局が、プライマリシステムの周波数帯域利用の有無について判定を行う協調センシング技術について、図面を参照して説明する。なお、総合判定局は、単独で設置される場合や、基地局が総合判定局を兼ねる場合もある。図１１は、このような協調センシングシステムの構成を示す図である。
図１１において、プライマリシステム１００ａとセカンダリシステム２００ａとが所定の周波数帯域を共用している。また、セカンダリシステム２００ａは、基地局及び総合判定局としての総合判定局装置３０ａと、端末２０ａ〜２９ａとを有する。
【０００６】
セカンダリシステム２００ａにおいて、端末２２ａがプライマリシステム１００ａによる所定の周波数帯域による無線信号を検出した場合における協調センシングシステムの処理の流れを図１２、図１３、図１４を用いて説明する。
図１３は、端末２２ａにおけるプライマリシステム１００ａの信号検出時の処理フローである。端末２２ａは、プライマリシステム１００ａからの無線信号を検出すると（ステップＳ２２０１）、プライマリシステム１００ａからの無線信号を検出したことを通知するプライマリシステム１００ａ検出通知を総合判定局装置３０ａに送信する（ステップＳ２２０２）。
【０００７】
次に、総合判定局装置３０ａにおける処理の流れを説明する。図１２は、総合判定局装置３０ａが、端末２０ａ〜２９ａのいずれかにより、プライマリシステム１００ａ検出通知を受信した場合における処理の流れを示す図である。
総合判定局装置３０ａは、端末２２ａからプライマリシステム１００ａ検出通知を受信すると（ステップＳ３００１）、協調センシングの開始を指示する協調センシング開始要求をセカンダリシステム２００ａ内の端末２０ａ〜２９ａに送信する（ステップＳ３００２）。図１５は、セカンダリシステム２００ａの全ての端末２０ａ〜２９ａが協調センシングを実行した場合の協調センシングシステム全体を示す概念図である。
【０００８】
図１２に戻り、総合判定局装置３０ａは、端末２０ａ〜２９ａから協調センシング結果を受信し（ステップＳ３００３）、全端末装置から協調センシング結果を受信したか否かを判定する（ステップＳ３００４）。総合判定局装置３０ａは、全端末装置からの協調センシング結果を受信するまで協調センシング結果の受信を待機し、全端末装置の協調センシング結果を受信した場合、受信した協調センシング結果に基づき、プライマリシステム１００ａによる所定の周波数帯域を利用した無線通信の有無を総合判定する（ステップＳ３００５）。
【０００９】
次に、図１２のステップＳ３００２において総合判定局装置３０ａが送信する協調センシング開始要求を受信した際の端末２０ａ〜２９ａにおける処理の流れについて説明する。図１４は、端末２０ａ〜２９ａにおける協調センシング処理の流れを示す図である。図１４において、端末２０ａ〜２９ａは、協調センシング開始要求を受信すると（ステップＳ２２１１）、協調センシング処理として、プライマリシステム１００ａからの無線信号の有無の検出処理を実行する（ステップＳ２２１２）。端末２０ａ〜２９ａは、検出結果を協調センシング結果として総合判定局装置３０ａに送信する（ステップＳ２２１３）。
【００１０】
セカンダリシステム２００ａにおいて、上述したように総合判定局装置３０ａ、端末２０ａ〜２９ａが動作し、端末２０ａ〜２９ａは、プライマリシステム１００ａが所定の周波数帯域による無線通信を行っておらず、協調センシング処理の実行を行っていない時間帯において、所定の周波数帯域を利用した無線通信を行うこととなる。協調センシングシステムは、上述した手順により複数の端末装置の協調センシング結果を用いてプライマリシステムの存在の有無について判定を行う。
【非特許文献１】Qingchun Ren, Qilian Liang,“ Performance Analysis of Energy Detection for Cognitive Radio Wireless Network ”ＷＡＳＡ  ２００７，  ＩＥＥＥ，  ｐｐ．１３９−１４６，Ａｕｇ．２００７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、端末装置間で協調センシングの方法、検出能力が必ずしも同一ではないため、検出結果の信頼度が等しいわけではない。また、例えば、図１５のプライマリシステム１００ａからの無線信号到達範囲ｄａに示すように、プライマリシステム１００ａが、セカンダリシステム２００ａのエリア全体を含むような送信電力により無線信号を送信するとは限らない。システム間の位置関係から、プライマリシステム１００ａの電波を受信する一部の端末装置のみである場合が多々あり、プライマリシステム１００ａからの無線信号到達範囲ｄａに含まれない端末装置、例えば、端末２４ａ〜２９ａによる協調センシング結果は、総合判定局装置３０ａにおけるプライマリシステム１００ａの周波数帯域利用有無の判定に必ずしも必要ではない。
さらに、全端末装置に対してセンシングを指示することにより、プライマリシステムの電波を受信していない端末装置から応答され、この応答を用いて判定することにより、信頼性がさらに低下するという問題がある。
【００１２】
また、端末２０ａ〜２９ａは、他の無線信号による干渉や減衰等の影響により、プライマリシステム１００ａの信号検出時に誤検出や、誤警報することがある。このような検出結果について、協調センシング時に全ての端末装置からの検出結果を同等の確度として総合判定を行うと、プライマリシステム１００ａにおける周波数帯域の利用有無において誤判定する可能性が高くなるという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような事情を考慮し、上記の問題を解決すべくなされたもので、その目的は、端末装置ごとの信号検出性能、センシング方法の差異による信号検出結果の信頼度に応じてプライマリシステムによる無線通信の有無を判定することができる無線通信システム、協調センシング方法、及び、総合判定局装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記問題を解決するために、本発明は、無線通信システムが、優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムであって、前記セカンダリシステムが、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定局装置と、前記共用周波数帯域による無線信号を検出する端末局装置とを備え、前記総合判定局装置が、前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信部と、前記端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出部と、前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶する信頼度情報データベースと、前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信部と、前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求部と、前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報を重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定部とを備え、前記端末局装置が、前記総合判定局装置が送信する前記テスト信号、又は、前記プライマリシステムが送信する無線信号のいずれかである前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出する検出部と、前記検出部による検出結果を前記総合判定局装置に応答する送信部とを備えることを特徴とする無線通信システムである。
【００１５】
また、本発明の無線通信システムは、前記総合判定局装置の協調センシング要求部が、前記プライマリシステム検出信号の送信元である端末局装置の位置情報に基づき、協調センシングの対象となる端末局装置を選択することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の無線通信システムは、前記総合判定局装置のテスト信号送信部が、異なる送信電力により前記テスト信号を複数回数送信することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の無線通信システムは、前記端末局装置の前記検出部が、前記共用周波数帯域による無線信号を検出した場合、受信した無線信号の受信レベルを検出し、前記送信部が応答する前記検出結果が、前記無線信号の有無の検出結果と前記検出部による受信レベルの検出結果とを含む検出結果であり、前記総合判定局装置の前記信頼度算出部が、受信レベルごとの信頼度情報を算出することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の無線通信システムは、前記総合判定局装置の前記信頼度算出部が、前記テスト信号の送信電力に応じた前記テスト信号の無線信号到達領域を算出し、前記端末局装置の前記位置情報が、算出した無線信号到達領域に含まれる位置であるか否かに基づき、判定対象の端末局装置の推定検出結果を判定し、前記端末局装置から送信されるテスト信号検出結果と、前記推定検出結果とを比較することにより、誤検出確率の値と、誤警報確率の値とを算出し、この算出結果に基づき信頼度を算出することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおける協調センシング方法であって、前記セカンダリシステムが備える総合判定局装置が、前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信過程と、前記端末局装置が、前記総合判定局装置が送信する前記テスト信号である前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出するテスト信号検出過程と、検出した検出結果を前記総合判定局装置に応答するテスト結果応答過程と、前記総合判定局装置が、セカンダリシステムが備える端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、前記端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出過程と、前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶領域に記憶する信頼度情報記憶過程と、前記端末局装置が、前記プライマリシステムが送信する前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出するプライマリシステム検出過程と、検出した検出結果をプライマリシステム検出信号として前記総合判定局装置に応答するプライマリシステム検出通知過程と、前記総合判定局装置が、前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信過程と、前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求過程と、前記端末局装置が、前記プライマリシステムが送信する前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出する協調センシング過程と、検出した検出結果を協調センシング結果として前記総合判定局装置に応答する協調センシング結果通知過程と、前記総合判定局装置が、前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報を重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定過程とを有することを特徴とする協調センシング方法である。
【００２０】
また、本発明は、優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおいて、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定局装置と、前記共用周波数帯域による無線信号を検出する端末局装置とを備える前記セカンダリシステムの総合判定局装置であって、前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信部と、前記端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出部と、前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶する信頼度情報データベースと、前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信部と、前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求部と、前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報を重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定部とを備えることを特徴とする総合判定局装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、総合判定局装置が、予めプライマリシステムの共用周波数帯域による無線信号をテスト信号として送信し、各端末局装置の誤検出確率、誤警報確率を算出し、算出した値に基づき信頼度の情報を取得する。協調センシング結果と取得した信頼度の情報とに基づき総合判定を行うことにより、総合判定時の検出精度の劣化を抑制することが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態による協調センシングシステムを図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態によるプライマリシステム１００と、セカンダリシステム２００とを備える協調センシングシステムの全体を示す概略ブロック図である。
セカンダリシステム２００は、プライマリシステム１００に割り当てられる周波数帯域を使用して無線通信を行う。以下、プライマリシステム１００に割り当てられる周波数帯域を共用周波数帯域と称する。
【００２３】
セカンダリシステム２００は、共用周波数帯域による無線信号の検出を行う端末２０〜２９と、共用周波数帯域による通信を制御する総合判定局装置３０とを備え、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用の有無に応じてセカンダリシステム２００における通信を制御する協調センシング処理を行う協調センシングシステムである。
【００２４】
プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用の有無に応じた通信制御について説明する。セカンダリシステム２００は、プライマリシステム１００が共用周波数帯域による無線信号の送信中、すなわち、プライマリシステム１００による無線通信の運用中である場合、セカンダリシステム２００において、共用周波数帯域を利用する無線通信を制限する。一方、セカンダリシステム２００において、プライマリシステム１００が運用中ではない場合、共用周波数帯域を利用した無線通信に対する制限を解除する。
【００２５】
セカンダリシステム２００において、総合判定局装置３０は、通信処理部３１と、制御部３２と、信頼度情報取得部３３と、信頼度情報データベース３４と、協調センシング処理部３５とを備える。総合判定局装置３０は、端末２０〜２９の端末装置ごとの信頼度情報を取得する信頼度情報取得処理と、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用有無を判定する協調センシング処理を含む総合判定処理とを行う。
【００２６】
総合判定局装置３０の通信処理部３１は、通信部３１１と通信制御部３１２とを備え、無線信号の送受信を行う。
通信部３１１は、設定される送信電力に基づき、無線信号を送信し、端末２０〜２９、及び、プライマリシステム１００からの無線信号を受信する。通信制御部３１２は、通信部３１１が送信する無線信号の送信電力の設定を変更することにより、送信電力の制御を行う。
制御部３２は、総合判定局装置３０内の各部を制御する。
【００２７】
信頼度情報取得部３３は、信頼度情報取得制御部３３１と、誤検出誤警報確率算出部３３２と、信頼度算出部３３３とを備え、端末２０〜２９の信頼度情報を取得する。
信頼度情報取得制御部３３１は、信頼度情報取得部３３の各部の制御や、通信処理部３１による信号の送受信要求、及び、信頼度情報データベース３４への信頼度情報の書き込み要求を制御部３２に出力し、信頼度情報の取得処理の制御を行う。
誤検出誤警報確率算出部３３２は、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用有無の検出に関する端末２０〜２９における誤検出確率と、誤警報確率とを算出する。
信頼度算出部３３３は、誤検出誤警報確率算出部３３２が算出する誤検出確率と、誤警報確率とに基づき、端末２０〜２９の信頼度を算出する。
【００２８】
信頼度情報データベース３４は、端末装置ごとの端末識別情報と、位置情報と、信頼度情報とを対応付けた信頼度情報を記憶する。
協調センシング処理部３５は、協調センシング制御部３５１と、協調センシングエリア判定部３５２と、総合判定部３５３とを備え、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用を通知するプライマリシステム１００検出通知の受信に応じて、協調センシング処理を行う。
【００２９】
協調センシング制御部３５１は、協調センシングエリア判定部３５２と総合判定部３５３とを制御することにより、協調センシング処理の全体制御を行う。
協調センシングエリア判定部３５２は、プライマリシステム１００検出通知の送信元端末の位置情報に応じて、協調センシング処理の対象範囲を判定する。
総合判定部３５３は、協調センシングエリア判定部３５２が判定した協調センシング処理の対象範囲内の端末２０〜２９からの協調センシング結果と、信頼度情報データベース３４が記憶する端末２０〜２９ごとの信頼度情報とに基づき、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用有無を判定する。
【００３０】
端末２０〜２９は同様の構成を備えるため、端末２０を代表例として内部構成について説明する。端末２０は、通信部２０１と、端末制御部２０２と、信号検出部２０３と、記憶部２０４とを備え、例えば、コンピュータ端末や、携帯電話端末などである。
通信部２０１は、プライマリシステム１００からの無線信号を検出し、無線信号の送受信を行う。
【００３１】
端末制御部２０２は、端末２０の各部を制御する。また、端末制御部２０２は、協調センシング開始要求に応じて、信号検出部２０３による検出結果を協調センシング結果として総合判定局装置３０に送信する。また、端末制御部２０２は、テスト開始信号に応じて、総合判定局装置３０が送信する共用周波数帯域によるテスト信号の信号検出部２０３による検出結果をテスト結果通知として総合判定局装置３０に送信する。
信号検出部２０３は、通信部２０１が受信する無線信号の周波数帯域が共用周波数帯域であるか否かと、無線信号の受信レベルとを検出し、検出結果を端末制御部２０２に出力する。
記憶部２０４は、端末２０の端末識別情報と、位置情報とを記憶する。
【００３２】
次に、本発明の一実施形態による協調センシングシステムにおける端末２０〜２９の処理の流れについて、端末２０を代表例として説明する。図２は、端末２０による総合判定局装置３０から送信されるテスト信号の検出手順を示す図である。
同図において、端末２０は、通信部２０１を介して端末制御部２０２がテスト開始信号を受信する（ステップＳ２０１）。端末制御部２０２は、テスト開始信号の受信に伴い、所定時間ごとに共有周波数帯域による無線信号の有無の判定結果と、テスト信号の信号レベルの測定結果と、記憶部２０４が記憶する位置情報と、自装置の端末識別情報とを含むテスト結果通知を総合判定局装置３０に送信する（ステップＳ２０２）。
【００３３】
また、端末２０におけるプライマリシステム１００検出に関する動作の流れについて、図面を参照して説明する。図３は、端末２０が総合判定局装置３０によるテスト信号送信がなく、自装置において協調センシング処理を実行していない場合におけるプライマリシステム１００からの無線信号の検出手順を示す。
【００３４】
端末２０において、信号検出部２０３は、通信部２０１が受信する無線信号に対し、共用周波数帯域による無線信号であるか否かを判定することにより、プライマリシステム１００による共用周波数帯域による無線信号の有無を判定する。信号検出部２０３は、プライマリシステム１００の無線信号を検出した場合、受信した無線信号の受信レベルの情報を含むプライマリシステム１００検出信号の送信要求を端末制御部２０２に出力する（ステップＳ２１１）。
【００３５】
端末制御部２０２は、プライマリシステム１００による無線信号を検出したことを示す通知と、受信レベルの情報と、記憶部２０４から読み出す自装置の位置情報と端末識別情報とを含むプライマリシステム１００検出通知を通信部２０１から総合判定局装置３０に送信させる（ステップＳ２１２）。
【００３６】
また、端末２０における協調センシング処理の動作の流れについて図面を参照して説明する。図４は、端末２０における協調センシング処理の流れを示す図である。
端末２０において、通信部２０１が、総合判定局装置３０から協調センシング開始要求を受信し、協調センシング開始要求を端末制御部２０２に出力する（ステップＳ２２１）。
【００３７】
端末制御部２０２は、協調センシング開始要求に応じて、信号検出要求を信号検出部２０３に出力する。信号検出部２０３は、信号検出要求に基づき、通信部２０１が受信する無線信号から共有周波数帯域によるプライマリシステム１００からの無線信号の有無と、無線信号を検出した場合における受信レベルとを検出し、検出結果を端末制御部２０２に出力する（ステップＳ２２２）。
端末制御部２０２は、信号検出部２０３が出力する信号検出の有無の情報と、受信レベルと、記憶部２０４から読み出す自装置の位置情報と端末識別情報とを含む協調センシング結果を通信部２０１から総合判定局装置３０に送信させる（ステップＳ２２３）。
【００３８】
＜信頼度情報取得過程＞
次に、本発明の一実施形態による協調センシングシステムにおける総合判定局装置３０の動作について、端末２０〜２９の信頼度情報取得過程と、協調センシング過程とからなる処理の流れを説明する。
まず、総合判定局装置３０による信頼度情報取得処理の概要について説明する。
この信頼度情報取得過程の間は、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用がない。例えば、予め総合判定局装置３０が、信頼度情報取得処理の開始をプライマリシステム１００に通知しておき、この通知に応じてプライマリシステム１００が共用周波数帯域を利用した無線通信を行わない構成とする。
【００３９】
総合判定局装置３０は、テスト信号の送信を通知するテスト開始信号を端末２０〜２９に送信したのち、Ｎ回（ただし、Ｎ＞１）のテスト信号の送信を１セットとして、１セットごとに異なる送信電力によりテスト信号の送信をＭセット（ただし、Ｍ＞１）行う。
総合判定局装置３０は、端末２０〜２９から受信するテスト結果通知と、端末２０〜２９の位置情報と、受信したテスト結果通知に対応するテスト信号の送信電力の値とに基づき、端末装置ごとの信頼度を算出する。
【００４０】
次に、総合判定局装置３０における信頼度情報取得処理の動作の流れの詳細について、図面を参照して説明する。
なお、総合判定局装置３０は、セカンダリシステム２００に備えられる端末装置の端末識別情報と、位置情報とを対応付けた端末装置の情報を予め内部の記憶領域に保持している。
例えば、総合判定局装置３０は、セカンダリシステム２００に含まれる全端末装置の端末識別情報と位置情報とを予め信頼度情報データベース３４に保持していることとしてもよいし、テスト開始信号に応じてセカンダリシステム２００の端末装置が自装置の端末識別情報と位置情報とを含む応答信号を総合判定局装置３０に送信することにより、総合判定局装置３０が端末装置の情報を取得することでもよい。
【００４１】
図５は、信頼度情報取得過程における総合判定局装置３０の処理の流れを示すフロー図である。
総合判定局装置３０において信頼度情報取得制御部３３１は、信頼度情報取得処理の開始として、プライマリシステム１００に信頼度情報取得処理の開始を通知する信号を通信部３１１に送信させる（ステップＳ３０１）。
【００４２】
次に、信頼度情報取得制御部３３１は、セカンダリシステム２００の通信領域全てに到達する送信電力により、テスト開始信号を通信部３１１に送信させる（ステップＳ３０２）。信頼度情報取得制御部３３１は、テスト信号を送信する際の送信電力の変更要求を通信制御部３１２に出力し、通信制御部３１２が通信部３１１の送信電力を設定する（ステップＳ３０３）。
ここで、テスト信号を送信する際の送信電力は、例えば、最大送信電力Ｗの値をテスト信号の送信セット数のＭで割った値「Ｗ／Ｍ」を基準送信電力Ｗｓとし、１セットごとに、基準送信電力Ｗｓ×セット数ｍ（ただし、ｍ＝１、２、・・・、（Ｍ−１）、Ｍ）の送信電力とする。
【００４３】
次に、信頼度情報取得制御部３３１は、通信部３１１にテスト信号を送信させる（ステップＳ３０４）。このテスト信号は、プライマリシステム１００の通信方式による共用周波数帯域を用いた無線信号である。
図６は、ｍ＝１の時、総合判定局装置３０からの送信電力「基準送信電力Ｗｓ×セット数１」によるテスト信号の到達範囲（無線信号が所定の信号強度以上となる範囲）を無線信号到達範囲ａとした場合の協調センシングシステムの概念図を示す。同図において、無線信号到達範囲ａの範囲には、端末２３と、端末２５とが含まれる。
【００４４】
この無線信号到達範囲ａに含まれる端末装置のうち、正常にテスト信号を検出した端末装置、例えば、端末２５は、テスト結果通知として、信号検出有りを示す検出通知を総合判定局装置３０に送信する。ここで、テスト結果通知は、信号検出の有無を示す情報と、テスト信号の受信レベルの情報と、自装置の位置情報と、自装置の端末識別情報とを含む。
また、無線信号到達範囲ａに含まれる端末装置のうち、テスト信号が検出できなかった端末装置、例えば、端末２３は、テスト結果通知として、信号検出なしを示す非検出通知を総合判定局装置３０に送信する。このように、無線信号到達範囲ａに含まれ、本来検出通知を送信すべきであるが、テスト結果通知として非検出通知を送信する端末装置を誤検出した端末装置と定義する。
【００４５】
同様に、セカンダリシステム２００に含まれ、無線信号到達範囲ａ以外の領域に存在する端末装置のうち、テスト信号が検出できなかった端末装置、例えば、端末２３は、テスト結果通知として、信号検出なしを示す非検出通知を総合判定局装置３０に送信する。
また、セカンダリシステム２００に含まれ、無線信号到達範囲ａ以外の領域に存在する端末装置のうち、テスト信号を検出したことを通知する端末装置、例えば、端末２２は、テスト結果通知として、信号検出有りを示す検出通知を総合判定局装置３０に送信する。
このように、無線信号到達範囲ａに含まれず、本来非検出通知を送信すべきであるが、テスト結果通知として検出通知を送信する端末装置を誤警報した端末装置と定義する。
【００４６】
図５に戻り、総合判定局装置３０は、端末２０〜２９からテスト結果通知を受信する（ステップＳ３０６）。
なお、上述したように、端末２０〜２９が、総合判定局装置３０からテスト開始信号を受信すると、テスト信号の検出の有無にかかわらず、所定周期ごとにテスト結果通知を総合判定局装置３０に送信するようにしたため、総合判定局装置３０は、テスト信号を検出したことを通知する検出通知と、テスト信号を検出できなかったことを通知する非検出通知とを取得することが可能になる。
【００４７】
信頼度情報取得制御部３３１は、テスト信号の送信電力の値と、通信部３１１が受信する各端末装置ごとのＮ回分のテスト結果通知とを対応付けたテスト結果通知情報を一時的に内部の記憶領域に記憶し、テスト信号の送信回数がＮ回に達したか否かを判定する（ステップＳ３０７）。
信頼度情報取得制御部３３１は、Ｎ回テスト信号を送信し、Ｎ回分の端末２０〜２９のテスト結果通知を受信するまで、ステップＳ３０４〜Ｓ３０６の処理を繰り返す。信頼度情報取得制御部３３１は、設定した送信電力によるＮ回のテスト信号の送信が終了していた場合、誤検出誤警報確率算出部３３２にＮ回分のテスト結果通知情報を含む誤検出、誤警報の確率算出要求を誤検出誤警報確率算出部３３２に出力する。
【００４８】
誤検出誤警報確率算出部３３２は、誤検出、誤警報の確率算出要求に応じて、送信電力の情報と、信頼度情報データベース３４が記憶する位置情報と、端末装置ごとのＮ回分のテスト結果通知情報とに基づき、各端末装置ごとに誤検出確率と、誤警報確率とを算出する。具体的には、誤検出誤警報確率算出部３３２は、テスト結果通知情報に含まれる端末装置の端末識別情報を検索キーとして、信頼度情報データベース３４から位置情報を読み出し、読み出した位置情報に基づき、端末２０〜２９が、入力された送信電力の情報に対応する無線信号到達範囲ａに含まれる端末装置と、無線信号到達範囲ａに含まれない端末装置とのいずれであるかを判定する。
【００４９】
次に、誤検出誤警報確率算出部３３２は、Ｎ回分の端末装置ごとのテスト結果通知に基づき、以下の計算式を用いて誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ）と、誤警報確率Ｐｅａ（ｊ）とを算出する。
誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ）＝｛誤検出の回数Ｎｅｄ（ｉ）÷テスト送信回数Ｎ｝×１００［パーセント、％］
ただし、ｉは、無線信号到達範囲ａに含まれる端末装置の識別番号のいずれかを示す。誤検出の回数Ｎｅｄ（ｉ）は、識別番号ｉの端末装置における誤検出の回数を示す（ただし、Ｎｅｄ（ｉ）＝０、１、・・・、（Ｎ−１）、Ｎ）。
【００５０】
誤警報確率Ｐｅａ（ｊ）＝｛誤警報の回数Ｎｅａ（ｊ）÷テスト回数Ｎ｝×１００［％］
ただし、ｊは、セカンダリシステム２００に含まれ、無線信号到達範囲ａに含まれない端末装置の識別番号のいずれかを示す。誤警報の回数Ｎｅａ（ｊ）は、識別番号ｊの端末装置における誤検出の回数を示す（ただし、Ｎａｄ（ｊ）＝０、１、・・・、（Ｎ−１）、Ｎ）。
【００５１】
例えば、図６において、Ｎ＝１０として、総合判定局装置３０がテスト信号を１０回送信する場合、無線信号到達範囲ａに含まれる端末２３が、１０回のうち７回テスト信号を検出し（正常検出）、３回テスト信号を検出できなかった（誤検出）こととする。
この場合、端末２３は、無線信号到達範囲ａに含まれているため、誤警報確率Ｐｅａ（２３）＝０％である。
【００５２】
一方、誤検出確率Ｐｅｄ（２３）は、
誤検出確率Ｐｅｄ（２３）＝｛誤検出の回数Ｎｅｄ（２３）÷テスト送信回数Ｎ｝×１００＝（３÷１０）×１００＝３０［％］
として、誤検出誤警報確率算出部３３２が算出する。
【００５３】
また、同様に、無線信号到達範囲ａに含まれない端末２２が、１０回のうち、１回テスト信号を検出し（誤警報）、９回テスト信号を検出できなかった（正常検出）場合、端末２２は、無線信号到達範囲ａに含まれていないため、誤検出確率Ｐｅａ（２２）＝０％である。
一方、誤警報確率Ｐｅａ（２２）は、
誤警報確率Ｐｅａ（２２）＝｛誤警報の回数Ｎｅａ（２２）÷テスト回数Ｎ｝×１００＝（１÷１０）×１００＝１０［％］
として、誤検出誤警報確率算出部３３２が算出する。
【００５４】
図５に戻り、誤検出誤警報確率算出部３３２は、端末２０〜２９の端末識別情報に対応付けた算出結果を信頼度情報取得制御部３３１に出力する。信頼度情報取得制御部３３１は、算出結果を信頼度情報データベース３４において、算出結果の端末識別情報に対応する信頼度の項目に書き込むことにより、信頼度情報を更新する（ステップＳ３０８）。
信頼度情報取得制御部３３１は、現在のテスト信号の送信電力の設定が最大送信電力Ｗであるか否かを判定する（ステップＳ３０９）。信頼度情報取得制御部３３１は、現在のテスト信号の送信電力が最大送信電力Ｗではない判定すると、現在のテスト信号の送信電力に基準送信電力Ｗｓを加算し、テスト信号の送信回数をリセットして、ステップＳ３０３の処理に戻る。
【００５５】
図７は、ｍ＝２の時、総合判定局装置３０からの送信電力「基準送信電力Ｗｓ×セット数２」によるテスト信号の到達範囲を無線信号到達範囲ｂとした場合の協調センシングシステムの概念図を示す。同図において、無線信号到達範囲ｂの範囲には、端末２２〜２７が含まれ、また、端末２０〜２９の検出結果には、誤検出や誤警報が含まれない例を示す。
このように、セット数ごとに異なる送信電力のテスト信号を送信することにより、各端末装置は、異なる受信レベルでテスト信号を受信するようになる。これにより、総合判定局装置３０は、端末装置ごとの受信レベルごとの誤検出、誤警報の確率を算出することが可能になるという効果がある。
【００５６】
図５に戻り、信頼度情報取得制御部３３１は、１セットＮ回のテスト信号の送信をＭセット実行後、ステップＳ３０９において、現在の送信電力が最大送信電力Ｗであると判定すると、最大送信電力Ｗにより、端末２０〜２９にテスト終了を通知するとともに、プライマリシステム１００に信頼度情報取得処理の終了を通知することにより、信頼度情報取得処理を終了する。
以上が総合判定局装置３０による信頼度情報取得過程における動作の流れである。
【００５７】
総合判定局装置３０は、無線信号の送信電力を制御することにより、送信する無線信号到達エリアを変更する。これにより、端末２０〜２９における、受信信号の受信レベルごとのテスト結果通知を総合判定局装置３０が取得することが可能になる。すなわち、受信レベルごとの誤検出確率、誤警報確率を算出することができ、総合判定処理過程において、協調センシング対象の端末装置からの協調センシング結果に含まれる受信レベルに応じて高精度にプライマリシステム１００の共用周波数帯域の利用の有無を判定することが可能になるという効果がある。
【００５８】
＜総合判定処理過程＞
次に、本発明の一実施形態による協調センシングシステムにおける総合判定局装置３０の動作について、総合判定処理過程の処理の流れを説明する。
まず、総合判定局装置３０による総合判定処理の概要について説明する。
総合判定局装置３０は、端末２０〜２９が実行する協調センシング処理の協調センシング結果と端末装置ごとの信頼度情報とに基づき、プライマリシステム１００が共用周波数帯域を利用した無線通信を行っているか否かの総合判定処理を行う。この総合判定処理において、総合判定局装置３０は、端末２０〜２９のうち、一部の端末装置を協調センシング対象と判定し、この協調センシング対象の端末装置に協調センシングを実行させる協調センシング処理を行う。
【００５９】
図８は、セカンダリシステム２００の無線信号到達範囲をエリアＡ、エリアＢ、エリアＣの３つの領域に分割した際における端末２０〜２９の配置例を示す図である。同図において、プライマリシステム１００側から順にエリアＡには、端末２０〜２３が含まれ、エリアＢには、端末２４、端末２５が含まれ、エリアＣには、端末２６〜２９が含まれる。
これらの領域は、予めプライマリシステム１００からの距離に応じて分割した領域や、信頼度情報取得過程、及び、総合判定処理過程ではない時間帯において、プライマリシステム１００からの共用周波数帯域の無線信号を検出した端末装置の位置を中心とする所定範囲と、この所定範囲外とで分割することでもよい。
【００６０】
ここでは、予めエリアＡ、エリアＢ、エリアＣに領域分割されており、総合判定局装置３０の協調センシングエリア判定部３５２は、内部の記憶領域に予め領域の情報を記憶していることとする。
次に、総合判定処理における総合判定局装置３０の処理の流れの詳細を図面を用いて説明する。図９は、総合判定局装置３０による総合判定処理の流れを示すフロー図である。
【００６１】
総合判定局装置３０において、通信部３１１を介して制御部３２は、いずれかの端末装置、例えば、端末２２からプライマリシステム１００の共用周波数帯域を用いた無線信号の検出を通知するプライマリシステム１００検出通知を受信する。
制御部３２は、プライマリシステム１００検出通知の受信を受けて、端末２２の端末識別情報を含むプライマリシステム１００検出通知を含む誤警報であるか否かの判定要求を協調センシング処理部３５に出力する（ステップＳ３２１）。
【００６２】
協調センシング処理部３５において、協調センシング制御部３５１は、入力される端末２２の端末識別情報を検索キーとして、信頼度情報データベース３４から端末２２の位置情報を読み出し、端末２２の位置情報を含む協調センシング対象エリア判定要求を協調センシングエリア判定部３５２に出力する。協調センシングエリア判定部３５２は、端末２２の位置情報と、内部の記憶領域に記憶する領域の情報とに基づき、端末２２がいずれの領域に存在するかを判定し、判定結果を協調センシング制御部３５１に出力する（ステップＳ３２２）。ここでは、協調センシング制御部３５１は、端末２２は、エリアＡに存在していることと判定する。
【００６３】
次に、協調センシング制御部３５１は、判定結果に基づき、協調センシング対象エリアであるエリアＡに含まれる端末装置を選択する。例えば、協調センシング制御部３５１は、信頼度情報データベース３４が記憶する全端末装置の位置情報と、対応する端末識別情報とを読み出し、読み出した位置情報のうち、エリアＡに含まれる位置情報の端末装置を抽出する。協調センシング制御部３５１は、抽出した端末装置を宛先として、協調センシング開始要求信号を通信部３１１に送信させる（ステップＳ３２３）。
【００６４】
図１０は、総合判定局装置３０が、エリアＡの端末装置に対して送信する協調センシング開始要求信号に応じて、エリアＡに含まれる端末２０〜２３が協調センシング処理を行っている状況を示す概念図である。
【００６５】
図９に戻り、協調センシング制御部３５１は、通信部３１１を介して協調センシング結果を受信すると（ステップＳ３２４）、協調センシング結果に含まれる端末識別情報に基づき、エリアＡの全端末装置、すなわち、端末２０〜２３から協調センシング結果を受信したか否かを判定する（ステップＳ３２５）。
協調センシング制御部３５１は、端末２０〜２３の全端末装置から協調センシング結果を受信するまで受信を待機し、端末２０〜２３の協調センシング結果を受信すると、端末２０〜２３の端末識別情報に対応する信頼度情報を信頼度情報データベース３４から読み出す（ステップＳ３２６）。
【００６６】
協調センシング制御部３５１は、読み出した信頼度情報と、受信した協調センシング結果とを含む総合判定処理要求を総合判定部３５３に出力する。総合判定部３５３は、入力される総合判定処理要求に応じて、端末装置ごとの協調センシング結果に対し、信頼度情報の重み付け処理を行う（ステップＳ３２７）。
総合判定部３５３による重み付け処理について、誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ）、誤警報率Ｐｅａ（ｉ）である端末ｉ（ただし、ｉ＝２０、２１、２２、２３）について説明する。
【００６７】
協調センシング指示の結果、端末ｉが「プライマリシステム１００からの共用周波数帯域の利用あり」を通知した場合、総合判定部３５３は、信頼度Ｒ、及び、重み付けの値を次式により算出する。
信頼度Ｒ（検出あり）＝（１００−誤警報率Ｐｅａ（ｉ））［％］
重み（検出あり）＝信頼度Ｒ（検出あり）÷１００％
一方、この端末ｉが「検出なし」を通知した場合、総合判定部３５３は、信頼度Ｒ、及び重み付けの値を次式により算出する。
信頼度Ｒ（検出なし）＝（１００−誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ））［％］
重み（検出なし）＝信頼度Ｒ（検出なし）÷１００％
【００６８】
総合判定部３５３による重み付け処理の手順について、その具体例を説明する。
判定対象の端末装置として、例えば、誤検出確率Ｐｅｄ（２１）＝１０％、誤警報率Ｐｅａ（２１）＝０％である端末２１に関する総合判定処理について説明する。
協調センシング指示の結果、端末２１が「プライマリシステム１００からの共用周波数帯域の利用あり」を通知した場合、総合判定部３５３は、信頼度Ｒ、及び、重み付けの値を上述の式を用いて算出する。
【００６９】
信頼度Ｒ（検出あり）＝（１００−誤警報率Ｐｅａ（２１））＝（１００−０）＝１００［％］
重み（検出あり）＝信頼度Ｒ（検出あり）÷１００％＝１００÷１００＝１
一方、この端末装置が「検出なし」を通知した場合、
信頼度Ｒ（検出なし）＝（１００−誤検出確率Ｐｅｄ（２１））＝（１００−１０）＝９０％
重み（検出なし）＝信頼度Ｒ（検出なし）÷１００％＝９０÷１００＝０．９
【００７０】
同様にして、総合判定部３５３は、協調センシング指示を送信した端末２０〜２３全てにおいて、信頼度Ｒ、重みを算出する。
次に、総合判定部３５３は、次式、すなわち、重みＲｉと変数Ｘｉとを端末装置ごとに乗算し、乗算した算出結果を協調センシング対象の端末装置全てについて加算することにより、総合判定結果Ｔを算出する（ステップＳ３２８）。
総合判定結果Ｔ＝ΣＲｉＸｉ
ただし、Ｒｉは、端末ｉにおける重みの値、変数Ｘｉは、検出ありの場合、値「１」、検出なしの場合、値「−１」である。
【００７１】
このとき、総合判定結果Ｔ≧０である場合、総合判定部３５３は、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用があると判定し、総合判定結果Ｔ＜０である場合、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用がないと判定する。
総合判定部３５３は、判定結果を協調センシング制御部３５１に出力する。協調センシング制御部３５１は、判定結果に基づき、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用がある場合、セカンダリシステム２００における通信の中止を指示したり、他の周波数帯域の利用を要求する信号を通信部３１１から送信させることにより、通信制御を行う（ステップＳ３２８）。
【００７２】
なお、通信の中止の指示や、他の周波数帯域の利用の要求を行う際に、ステップＳ３２１においてプライマリシステム１００検出通知を送信した端末装置が存在する領域、ここでは、エリアＡに存在する端末装置のみに通信制御を行うこととしてもよい。
なお、総合判定局装置３０は、同一周波数帯域、及び、通信方式によるテスト電波を送信し、各端末装置からの結果受信とを任意の回数（例えば、Ｎ回）繰り返し、端末装置ごとに、受信レベルに対する誤検出確率と、誤警報確率とを重みとして算出し、信頼度情報データベース３４に書き込む。本処理は、この繰り返し回数が多いほど、誤検出確率、誤警報確率の値の精度が向上する。以上説明した処理手順が、総合判定局装置３０による協調センシング処理過程である。
【００７３】
上述の実施形態によれば、予め、総合判定局装置３０がプライマリシステム１００が用いる共用周波数帯域により、プライマリシステム１００の通信方式を適用したテスト信号を送信し、セカンダリシステム２００に含まれる端末２０〜２９のテスト結果通知を取得する。これに基づき、総合判定局装置３０が、各端末２０〜２９ごとのセンシングの誤検出確率、誤警報確率を算出し、算出した誤検出確率と誤警報確率とに基づき信頼度の値を算出する。総合判定局装置３０は、算出した信頼度の値に基づき、各端末２０〜２９から送信される協調センシング検出結果に重み付け処理を行うことにより、プライマリシステム１００における共用周波数帯域を用いた無線通信の実行有無をより正確に判定することが可能になるという効果がある。
【００７４】
また、総合判定局装置３０は、プライマリシステム１００を検出したことを通知するプライマリシステム１００検出通知の送信元の位置情報に基づき、セカンダリシステム２００の一部分（例えば、エリアＡ）を協調センシング処理を実行させる範囲とし、当該範囲に含まれる端末装置に対してのみ協調センシング処理を実行させるようにした。
【００７５】
これにより、図１０に示すように、プライマリシステム１００からの無線信号到達範囲ｄの外の端末装置（例えば、端末２４〜２９）からの誤検出や誤警報が含まれる可能性のある協調センシング結果を用いることがなくなるため、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の無線通信の実行有無をより正確に判定することが可能になるという効果がある。さらに、端末２４〜２９に対し、必要のないセンシング処理を抑制することができ、端末２０〜２３において協調センシング処理を実行中であっても、端末２４〜２９は、通信を中断させられることなく、処理を続行することが可能になるという効果がある。
【００７６】
また、プライマリシステム１００の協調センシング開始要求に応じた協調センシング結果に対し、信頼度情報データベース３４に予め記憶している誤検出確率、又は、誤警報確率を重み付けとして用いて、総合判定結果Ｔを算出することにより、端末装置ごとの協調センシング結果の信頼性を向上させる。
さらに、最初にプライマリシステムを検出したことを通知する端末装置の位置情報に応じて、エリアを限定してセンシング指示を送信する。これにより、さらにプライマリシステム１００の影響を受けやすい、プライマリシステム１００からの無線信号を受信しやすい位置に存在する端末装置に協調センシングさせることで、判定結果の信頼性を向上させることが可能になるという効果がある。
【００７７】
また、総合判定局装置３０は、各端末装置の位置情報を取得することにより、プライマリシステム１００の信号がセカンダリシステム２００のいずれのエリアに影響を与えるかを推定する。これにより、総合判定局装置３０は、協調センシング時にプライマリシステム１００の検出が必要となるエリアのみにセンシングの指示を送信し、協調センシング結果の信頼度に基づき総合判定を行うことにより、総合判定時の検出精度の劣化を抑制することが可能になる。
【００７８】
なお、上述した実施形態において誤警報率Ｐｅａ（ｉ）と誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ）とに基づき、総合判定局装置３０が信頼度Ｒを算出することとして説明したが、これに限らず、下記の計算式により信頼度を算出するようにしてもよい。
総合判定局装置３０は、端末ｉが無線信号到達範囲内に存在する場合に、テスト信号を検出（正常検出）し、検出したことを通知する確率を示す正常検出確率Ｐａｄ（ｉ）と、端末ｉが無線信号到達範囲外に存在する場合に、テスト信号を受信しなかったことを通知する確率を示す正常警報率Ｐａａ（ｉ）とに基づき、信頼度Ｒ’を算出する。
【００７９】
ここで、総合判定局装置３０は、正常検出確率Ｐａｄ（ｉ）、正常警報率Ｐａａ（ｉ）、信頼度Ｒ’を次式により算出する。
正常検出確率Ｐａｄ（ｉ）＝（１００−誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ））＝｛正常検出の回数Ｎａｄ（ｉ）÷テスト送信回数Ｎ｝×１００［パーセント、％］
正常警報率Ｐａａ（ｉ）＝（１００−誤警報率Ｐｅａ（ｉ））＝｛正常警報の回数Ｎａａ（ｉ）÷テスト回数Ｎ｝×１００［％］
信頼度Ｒ’＝｛（正常検出確率Ｐａｄ（ｉ）／１００）×（正常警報率Ｐａａ（ｉ）／１００）｝×１００［％］
【００８０】
ここで、上述の検出結果別に算出する信頼度Ｒ（検出あり）、Ｒ（検出なし）と異なり、正常検出確率Ｐａｄ（ｉ）と、正常警報率Ｐａａ（ｉ）とに基づき算出する信頼度Ｒ’は、受信レベルごとに、端末ｉの検出結果に一律に適用する端末ｉの検出結果に対する総合的な信頼度を示す値である。
そして、総合判定局装置３０において、総合判定部３５３は、信頼度Ｒ’に基づき、重み付けの値と、総合判定結果Ｔ’とを次式により算出する。
重み＝信頼度Ｒ’÷１００％
総合判定結果Ｔ’＝ΣＲｉ’Ｘｉ
【００８１】
ただし、Ｒｉ’は、端末ｉにおける重みの値、変数Ｘｉは、検出ありの場合、値「１」、検出なしの場合、値「−１」である。
信頼度Ｒ’を用いることにより、総合判定部３５３は、検出結果ごとに異なる値による重み付けを行うことなく、総合判定結果Ｔ’を算出することができる。また、信頼度情報データベース３４において、信頼度Ｒ’のみを記憶するようになるため、データの増大を抑制することができる。
【００８２】
また、上述した信頼度Ｒ’を正常検出確率Ｐａｄ（ｉ）と、正常警報率Ｐａａ（ｉ）との平均値、すなわち、次式により算出することでもよい。
信頼度Ｒ’＝｛正常検出確率Ｐａｄ（ｉ）＋正常警報率Ｐａａ（ｉ）｝÷２［％］
同様に、上述した信頼度Ｒを誤警報率Ｐｅａ（ｉ）と誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ）との平均値、すなわち、次式に基づき算出することでもよい。
信頼度Ｒ＝１００−（誤警報率Ｐｅａ（ｉ）＋誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ））÷２［％］
【００８３】
また、上述した信頼度Ｒ（検出あり）と、信頼度Ｒ（検出なし）とを次式に基づき算出することでもよい。
信頼度Ｒ（検出あり）＝（１００−誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ））［％］
信頼度Ｒ（検出なし）＝（１００−誤警報率Ｐｅａ（ｉ））［％］
また、重みの値を、正常検出確率Ｐａｄ（ｉ）に基づく信頼度と、正常警報率Ｐａａ（ｉ）に基づく信頼度との組合せ、または、誤警報率Ｐｅａ（ｉ）に基づく信頼度と誤検出確率Ｐｅｄ（ｉ）に基づく信頼度との組合せを用いて各々の信頼度を乗算、すなわち、次式により算出することでもよい。
重み＝（信頼度Ｒ（検出なし）÷１００％）×（信頼度Ｒ（検出あり）÷１００％）
【００８４】
また、上述した実施形態において、図５に示すように、所定の送信電力により、Ｎ回のテスト信号を送信後、ステップＳ３０７において誤検出誤警報確率算出部３３２が誤検出、誤警報の確率を算出し、信頼度算出部３３３が信頼度を算出するようにしたがこれに限られず、以下のようにしてもよい。すなわち、ステップＳ３０９において、最大送信電力によるテスト信号に対する応答を受信後に、全てのテスト信号に対する応答をそれぞれ受信したテスト信号に含まれる受信レベルごとに誤検出誤警報確率算出部３３２が確率を算出し、信頼度算出部３３３が信頼度を算出することでもよい。
【００８５】
これにより、各端末の受信レベルごとの誤検出、誤警報確率をあらかじめシステム監視装置３０が算出しておき、協調センシング結果に含まれる端末の識別情報と、受信レベルの情報とに基づき、当該受信レベルにおける信頼度の情報を用いて、システム監視装置３０が単極装置１００の無線信号の有無を総合判定することが可能になるという効果がある。このように、信頼度や、重みの値は、端末ごとのセンシング結果の確度としての信頼度を算出し、この信頼度に基づき、システム監視装置３０が総合判定を行うことであれば、いずれの信頼度の算出方法、重みの値の算出方法でも適用可能である。
【００８６】
なお、対象エリアの決定方法の一例として、例えば、図８に示すように、予めセカンダリシステムのエリアを複数のサブエリア（図６のエリアＡ、Ｂ、Ｃ）に分割しておき、プライマリシステム検出を通知した端末装置が存在する領域を協調センシング対象エリアとして説明したが、これに限らず、他のエリアとしてもよい。
例えば、プライマリシステム１００検出通知の送信元の端末装置を中心に、半径ｘの円に含まれる範囲を協調センシングエリアとしてもよい。また、複数の端末装置が、プライマリシステム検出を通知した場合、通知する複数の端末装置により囲まれる範囲（２つの端末装置の場合、総合判定局と、２つの端末装置とで囲まれる範囲）を協調センシングエリアとしてもよい。
【００８７】
また、端末２０〜２９における位置情報は、予め記憶部２０４が記憶することとして説明したが、これに限られず、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置などを端末２０〜２９が備えており、このＧＰＳ装置により位置情報を取得して総合判定局装置３０に位置情報を通知することなど、端末２０〜２９の位置情報が取得可能な構成であればいずれの構成でも適用可能である。
【００８８】
また、総合判定局装置３０がテスト開始信号を送信し、端末２０〜２９が所定周期ごとにテスト結果通知を送信することとして説明したが、これに限らず、例えば、総合判定局装置３０が予めセカンダリシステム２００に含まれる全ての端末装置の端末識別情報と、位置情報とを予め取得しており、端末２０〜２９が、テスト信号を受信した場合にのみテスト結果通知を総合判定局装置３０に送信するようにしてもよい。この場合、総合判定局装置３０は、テスト結果通知を送信しなかった端末装置について、位置情報と、テスト信号の送信電力とに基づき、誤検出であるか否かを判定することにより、実現可能である。
【００８９】
なお、上述の総合判定局装置３０、端末２０〜２９、プライマリシステム１００は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、総合判定局装置３０の通信処理部３１、制御部３２、信頼度情報取得部３３、信頼度情報データベース３４、協調センシング処理部３５、並びに、端末２０〜２９の通信部２０１、端末制御部２０２、信号検出部２０３、記憶部２０４、の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
【００９０】
また、図２、図３、図４、図５、図９に示す各ステップ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して、また、図１に示す総合判定局装置３０の機能と端末２０〜２９の機能と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、プライマリシステム１００による共用周波数帯域の利用の有無を判定する協調センシング処理を行ってもよい。
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、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ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。
【００９１】
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や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や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）や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良い。さらに、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合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）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一実施形態における無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】同実施形態における端末２０のテスト信号検出処理のの動作フローを示す図である。
【図３】同実施形態における端末２０のプライマリシステム１００検出時の動作フローを示す図である。
【図４】同実施形態における端末２０の協調センシング処理の動作フローを示す図である。
【図５】同実施形態における総合判定局装置３０の信頼度情報取得過程の動作フローを示す図である。
【図６】同実施形態における総合判定局装置３０が送信するテスト信号の到達範囲の一例を示す図である。
【図７】同実施形態における総合判定局装置３０が送信するテスト信号の到達範囲の一例を示す図である。
【図８】同実施形態におけるセカンダリシステム２００における領域分割例を示す図である。
【図９】同実施形態における総合判定局装置３０の総合判定処理過程の動作フローを示す図である。
【図１０】同実施形態におけるセカンダリシステム２００において、エリアＡの端末装置のみが協調センシング処理を行う場合の概念図である。
【図１１】従来の協調センシングシステムの構成例を示す図である。
【図１２】総合判定局装置３０ａの動作フローを示す図である。
【図１３】端末２２ａの動作フローを示す図である。
【図１４】端末２０ａ〜端末２９ａの動作フローを示す図である。
【図１５】従来の協調センシングシステムにおける協調センシング処理の概念図である。
【符号の説明】
【００９３】
１００、１００ａ  プライマリシステム
２００、２００ａ  セカンダリシステム
２０〜２９、２０ａ〜２９ａ  端末
２０１  通信部
２０２  端末制御部
２０３  信号検出部
２０４  記憶部
３０、３０ａ  総合判定局装置
３１  通信処理部
３１１  通信部
３１２  通信制御部
３２  制御部
３３  信頼度情報取得部
３３１  信頼度情報取得制御部
３３２  誤検出誤警報確率算出部
３３３  信頼度算出部
３４  信頼度情報データベース
３５  協調センシング処理部
３５１  協調センシング制御部
３５２  協調センシングエリア判定部
３５３  総合判定部
ａ、ｂ  無線信号到達範囲
ｄ  プライマリシステム１００からの無線信号到達範囲
ｄａ  プライマリシステム１００ａからの無線信号到達範囲
Ａ、Ｂ、Ｃ  エリア
【図１】
2010011350.tif 000003
【図２】
2010011350.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010011350.tif 000008
【図７】
2010011350.tif 000009
【図８】
2010011350.tif 000010
【図９】
2010011350.tif 000011
【図１０】
2010011350.tif 000012
【図１１】
2010011350.tif 000013
【図１２】
2010011350.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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