(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分する電力配分部と、
各セカンダリシステムについて、前記電力配分部により配分された第１の送信電力の値に応じて決定される、前記第１の送信電力の値よりも小さい第２の送信電力の値を通知する通知部と、
を備え、
前記通知部は、送信電力の更新に際して、あるセカンダリシステムについて前記第２の送信電力の前回通知された値及び前記電力配分部により新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値を当該セカンダリシステムに通知する、
通信制御装置。
【請求項２】
前記所定の条件は、前記第２の送信電力の前回通知された値が前記電力配分部により新たに配分された前記第１の送信電力の値よりも大きいという条件を含む、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項３】
前記所定の条件は、新たに配分された前記第１の送信電力の値に応じて決定される前記第２の送信電力の新たな値から前記第２の送信電力の前回通知された値を引いた差が所定の閾値よりも大きいという条件を含む、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項４】
前記第２の送信電力の値は、前記第１の送信電力の値から所定のマージンを除くことにより決定される、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項５】
前記通知部は、既存のセカンダリシステムに配分された前記第２の送信電力の新たな値が当該セカンダリシステムにおいて出力可能な送信電力の最大値よりも大きい場合には、前記第２の送信電力の新たな値を当該セカンダリシステムに通知しない、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項６】
前記電力配分部は、セカンダリシステム数の変化若しくはセカンダリシステムの移動を含むイベントに応じて又は周期的に、前記第１の送信電力の配分計算を実行する、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項７】
前記通知部は、送信電力の更新に際して、前記１つ以上のセカンダリシステムにわたる割当て送信電力の値に基づく前記プライマリシステムへの干渉量の総和を前記プライマリシステムの許容干渉量とさらに比較し、前記干渉量の総和が前記許容干渉量に違反する場合にのみ、既存のセカンダリシステムに前記第２の送信電力の新たな値を通知する、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項８】
前記通知部は、各セカンダリシステムに前記第２の送信電力の前回の通知からの差分値をシグナリングすることにより、前記第２の送信電力の新たな値を通知する、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項９】
前記第２の送信電力の値は、所定の更新単位の整数倍で離散的に更新され、
前記通知部は、前記所定の更新単位を用いて量子化された前記差分値をシグナリングする、
請求項８に記載の通信制御装置。
【請求項１０】
前記電力配分部は、各セカンダリシステムから前記プライマリシステムへのチャネル間干渉を各セカンダリシステムの経路損失に依存しない簡略化された手法で評価することにより、前記１つ以上のセカンダリシステムに送信電力を配分する、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項１１】
前記電力配分部は、各セカンダリシステムから前記プライマリシステムへのチャネル間干渉を、各チャネルの実際のセカンダリシステム数に完全には追随しない名目上のセカンダリシステム数を用いて評価する、請求項１０に記載の通信制御装置。
【請求項１２】
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分することと、
各セカンダリシステムについて、配分された第１の送信電力の値に応じて決定される、前記第１の送信電力の値よりも小さい第２の送信電力の値を通知することと、
を含み、
送信電力の更新に際しては、あるセカンダリシステムについて前記第２の送信電力の前回通知された値及び新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値が当該セカンダリシステムに通知される、
通信制御方法。
【請求項１３】
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分する電力配分部、及び
各セカンダリシステムについて、前記電力配分部により配分された第１の送信電力の値に応じて決定される、前記第１の送信電力の値よりも小さい第２の送信電力の値を通知する通知部、
を備える通信制御装置と、
前記通信制御装置から通知される前記第２の送信電力の値の範囲内でセカンダリシステムを運用するための送信電力を設定する通信装置と、
を含み、
前記通信制御装置の前記通知部は、送信電力の更新に際して、前記通信装置に前回通知した前記第２の送信電力の値及び前記通信装置に新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値を前記通信装置に通知する、
通信制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の周波数リソースの枯渇を緩和するための対策の１つとして、周波数の二次利用についての議論が進められている。周波数の二次利用とは、あるシステムに優先的に割当てられている周波数チャネルの一部又は全部を、他のシステムが二次的に利用することをいう。一般的に、周波数チャネルが優先的に割当てられているシステムはプライマリシステム（Primary  System）、当該周波数チャネルを二次利用するシステムはセカンダリシステム（Secondary  System）と呼ばれる。
【０００３】
ＴＶホワイトスペースは、二次利用が議論されている周波数チャネルの一例である（非特許文献１参照）。ＴＶホワイトスペースは、プライマリシステムとしてのＴＶ放送システムに割当てられている周波数チャネルのうち、地域に応じて当該ＴＶ放送システムにより利用されていないチャネルを指す。このＴＶホワイトスペースをセカンダリシステムに開放することで、周波数リソースの効率的な活用が実現され得る。ＴＶホワイトスペースの二次利用を可能とするための物理層（ＰＨＹ）及びＭＡＣ層のための標準規格として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆ、及びＥＣＭＡ（European  Computer  Manufacturer  Association）−３９２（ＣｏｇＮｅａ，下記非特許文献２参照）が挙げられる。
【０００４】
周波数帯の二次利用に際して、通常、セカンダリシステムには、プライマリシステムに致命的な干渉を与えることのないような運用が求められる。そのための重要な技術の１つが、送信電力制御である。例えば、下記特許文献１は、セカンダリシステムの基地局においてプライマリシステムの受信装置までの経路損失と周波数チャネル間の離隔周波数幅とを算出し、その算出結果に基づいてセカンダリシステムの最大送信電力を決定する、という手法を提案している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「SECOND  REPORT  AND  ORDER  AND  MEMORANDUM  OPINION  AND  ORDER」、［online］、［２０１１年９月６日検索］、インターネット＜URL：http://hraunfoss.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/FCC-08-260A1.pdf＞
【非特許文献２】「Standard  ECMA-392  MAC  and  PHY  for  Operation  in  TV  White  Space」、［online］、［２０１０年９月６日検索］、インターネット＜URL：http://www.ecma-international.org/publications/standards/Ecma-392.htm＞
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１００４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
セカンダリシステムが複数存在し得る状況では、複数のセカンダリシステムからの累積的な干渉がプライマリシステムにより許容される範囲内に収まるように各セカンダリシステムの送信電力が制御されることが望ましい。その際、各セカンダリシステムの経路損失に応じて複数のセカンダリシステムに送信電力を単純に配分するとすれば、セカンダリシステムの数の増加若しくは減少、又はセカンダリシステムの移動の都度、複数のセカンダリシステムにわたる送信電力値の更新が行われることになる。しかし、そのような頻繁な送信電力値の更新は、シグナリングの増加に起因するシステムのスループットの低下を招来し得る。
【０００８】
従って、シグナリングを過度に増加させることなく、複数のセカンダリシステムからの累積的な干渉を適切に制御することのできる仕組みが実現されれば有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示によれば、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分する電力配分部と、各セカンダリシステムについて、前記電力配分部により配分された第１の送信電力の値に応じて決定される第２の送信電力の値を通知する通知部と、を備え、前記通知部は、送信電力の更新に際して、あるセカンダリシステムについて前記第２の送信電力の前回通知された値及び前記電力配分部により新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値を当該セカンダリシステムに通知する、通信制御装置が提供される。
【００１０】
また、本開示によれば、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分することと、各セカンダリシステムについて、前記電力配分部により配分された第１の送信電力の値に応じて決定される第２の送信電力の値を通知することと、を含み、送信電力の更新に際しては、あるセカンダリシステムについて前記第２の送信電力の前回通知された値及び新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値が当該セカンダリシステムに通知される、通信制御方法が提供される。
【００１１】
また、本開示によれば、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分する電力配分部、及び各セカンダリシステムについて、前記電力配分部により配分された第１の送信電力の値に応じて決定される第２の送信電力の値を通知する通知部、を備える通信制御装置と、前記通信制御装置から通知される前記第２の送信電力の値の範囲内でセカンダリシステムを運用するための送信電力を設定する通信装置と、を含み、前記通信制御装置の前記通知部は、送信電力の更新に際して、前記通信装置に前回通知した前記第２の送信電力の値及び前記通信装置に新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値を前記通信装置に通知する、通信制御システムが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本開示に係る技術によれば、シグナリングを過度に増加させることなく、複数のセカンダリシステムからの累積的な干渉を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】周波数の二次利用に際してプライマリシステムのノードが受ける干渉について説明するための説明図である。
【図２】チャネル内の干渉及びチャネル間の干渉について説明するための説明図である。
【図３】一実施形態に係る通信制御システムの構成について説明するための説明図である。
【図４】一実施形態に係る通信制御システムにおいて実行される干渉制御処理の概略的な流れの一例を示すシーケンス図である。
【図５】一実施形態に係る通信制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図６Ａ】一実施形態に係る電力配分処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】一実施形態に係る電力配分処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。
【図６Ｃ】一実施形態に係る電力配分処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。
【図７】一実施形態に係るセカンダリシステム管理テーブルの構成の一例を示す説明図である。
【図８】一実施形態に係る通信制御装置による電力調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９Ａ】図８に示した電力通知判定処理の詳細な流れの第１の例を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】図８に示した電力通知判定処理の詳細な流れの第２の例を示すフローチャートである。
【図１０】図８に示したメッセージ生成処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】追加的な判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離の定義の第１の例について説明するための説明図である。
【図１２Ｂ】プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離の定義の第２の例について説明するための説明図である。
【図１２Ｃ】プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離の定義の第３の例について説明するための説明図である。
【図１２Ｄ】プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離の定義の第４の例について説明するための説明図である。
【図１３】一実施形態に係るセカンダリシステムのマスタノードの構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
また、以下の順序で説明を行う。
１．システムの概要
１−１．一実施形態に関連する課題
１−２．通信制御システムの概要
２．基本的な干渉制御モデル
３．セカンダリシステムマネージャの構成例
３−１．各部の説明
３−２．処理の流れ
３−３．プライマリシステムとセカンダリシステムとの間の距離
３−４．チャネル間干渉の項の簡略化
４．マスタノードの構成例
５．変形例
６．まとめ
【００１６】
＜１．システムの概要＞
まず、図１〜図４を参照しながら、一実施形態に関連する課題及び通信制御システムの概要を説明する。
【００１７】
［１−１．一実施形態に関連する課題］
図１は、周波数の二次利用に際してプライマリシステムのノードが受ける干渉について説明するための説明図である。図１を参照すると、プライマリシステムのサービスを提供するプライマリ送信局１０、及び当該プライマリシステムのサービスエリアの境界１２の内部に位置するプライマリ受信局２０が示されている。プライマリ送信局１０は、例えば、ＴＶ放送の放送局であってもよく、又はセルラ通信方式の無線基地局若しくは中継局であってもよい。セルラ通信方式とは、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＷｉＭＡＸ又はＷｉＭＡＸ２などを含み得る。プライマリ送信局１０がＴＶ放送の放送局である場合には、プライマリ受信局２０は、ＴＶ放送の受信用アンテナ及びチューナを有する受信機である。また、プライマリ送信局１０がセルラ通信方式の無線基地局である場合には、プライマリ受信局２０は、当該セルラ通信方式に従って動作する無線端末である。図１の例において、プライマリ送信局１０には、チャネルＦ１が割当てられている。プライマリ送信局１０は、このチャネルＦ１上で無線信号を送信することにより、ＴＶ放送サービス、無線通信サービス又はその他の何らかの無線サービスを提供することができる。
【００１８】
図１には、さらに、セカンダリシステムをそれぞれ運用するマスタノード２００ａ、２００ｂ、２００ｃ及び２００ｄが示されている。各マスタノードは、プライマリシステムに割当てられたチャネルＦ１又は近傍のチャネルＦ２若しくはＦ３を利用して、それぞれセカンダリシステムを運用する。各マスタノードは、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１１又はＥＣＭＡなどの無線通信方式に準拠し若しくはそれらを部分的に利用する無線アクセスポイントであってもよく、又はセルラ通信方式に準拠し若しくはその規格を部分的に利用する無線基地局若しくは中継局であってもよい。セカンダリシステムがセルラ通信方式に従って運用される場合、そのセルラ通信方式は、プライマリシステムと同じ方式であってもよく又は異なる方式であってもよい。各マスタノードの周囲には、セカンダリシステムの１つ以上のスレーブノード（図示せず）が存在し得る。スレーブノードは、接続相手であるマスタノードと同じ無線通信方式をサポートする。図１の例において、ガードエリアの境界１４の外に位置するマスタノード２００ａは、チャネルＦ１を利用している。ガードエリアの内部に位置するマスタノード２００ｂ及び２００ｃは、それぞれ、チャネルＦ１の近傍のチャネルＦ２及びＦ３を利用している。ガードエリアの境界１４の外に位置するマスタノード２００ｄは、チャネルＦ２を利用している。
【００１９】
図１のような状況下で、プライマリ受信局２０は、セカンダリ送信局（マスタノード及びスレーブノードの双方）から送信される無線信号に起因する干渉の影響を受ける可能性がある。図２は、チャネル内の（In-band）干渉及びチャネル間の干渉について説明するための説明図である。図２の例において、チャネルＦ１は、プライマリシステムの利用チャネルである。このチャネルＦ１を図１のマスタノード２００ａが二次利用することにより、同一チャネル内での干渉が生じ得る。チャネルＦ２は、チャネルＦ１に隣接するチャネルである。チャネルＦ３は、チャネルＦ２に隣接するチャネルである。チャネルＦ１とチャネルＦ２との間、及びチャネルＦ２とチャネルＦ３との間には、保護帯域（Guard  Band）が設けられる。これらチャネルＦ２及びＦ３を他のシステムが利用した場合に、プライマリシステムが干渉を受けないことが理想的である。しかし、実際には、図２に例示しているように、帯域外輻射を原因として、近傍のチャネル（チャネルＦ２、Ｆ３及び他のチャネルなど）からの無視できない干渉が生じ得る。
【００２０】
複数のセカンダリシステムからの累積的な干渉がプライマリシステムに悪影響を与えないためには、セカンダリシステム数の増減又はセカンダリシステムの移動に応じて各セカンダリシステムの送信電力を動的に制御することが望ましい。例えば、図１に示したマスタノード２００ａ、２００ｃ及び２００ｄがそれぞれセカンダリシステムを運用している状況において、マスタノード２００ｂが新たに出現した場合、マスタノード２００ａ、２００ｃ及び２００ｄに割当てられている送信電力をより低い値に更新することで、マスタノード２００ｂに新たに送信電力を割当てることができる。しかし、セカンダリシステム数の増減又はセカンダリシステムの移動などのイベントの都度複数のセカンダリシステムにわたる送信電力値の更新が行われるとすれば、送信電力値の通知するメッセージがシステム内で頻繁に交換されることになり、シグナリングが増加する。そして、シグナリングの過度な増加は、システムのスループットの低下を招来する。そこで、シグナリングを過度に増加させることなく複数のセカンダリシステムからプライマリシステムへの累積的な干渉を適切に制御するための実施形態について、本明細書で詳細に説明する。
【００２１】
［１−２．通信制御システムの概要］
図３は、一実施形態に係る通信制御システム１の構成について説明するための説明図である。図３を参照すると、通信制御システム１は、プライマリ送信局１０、データサーバ３０、通信制御装置１００、並びにマスタノード２００ａ及び２００ｂを含む。なお、図３の例では、セカンダリシステムを運用するマスタノードとしてマスタノード２００ａ及び２００ｂのみを示しているが、実際にはより多くのマスタノードが存在してもよい。本明細書の以降の説明において、特にマスタノード２００ａ及び２００ｂ（並びにその他のマスタノード）を相互に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略することによりこれらをマスタノード２００と総称する。
【００２２】
データサーバ３０は、二次利用に関するデータを記憶するデータベースを有するサーバ装置である。データサーバ３０は、マスタノード２００からのアクセスを受け、二次利用可能なチャネルを表すデータ、及びプライマリシステムの送信局１０の位置データなどをマスタノード２００に提供する。また、マスタノード２００は、二次利用の開始に際して、セカンダリシステムに関する情報をデータサーバ３０に登録する。データサーバ３０とマスタノード２００との間の通信は、例えば、インターネットなどの任意のネットワークを介して行われてよい。このようなデータサーバの仕様の一例については、ＴＶホワイトスペースの二次利用について記述した非特許文献１を参照されたい。
【００２３】
通信制御装置１００は、複数のセカンダリシステムからの累積的な干渉がプライマリシステムに悪影響を与えないように、各マスタノード２００が使用する送信電力を調整する、セカンダリシステムマネージャとしての役割を有する。通信制御装置１００は、例えばインターネットなどのネットワークを介してデータサーバ３０にアクセス可能であり、送信電力の調整のために使用するデータを、データサーバ３０から取得する。また、通信制御装置１００は、各マスタノード２００とも通信可能に接続される。そして、通信制御装置１００は、マスタノード２００若しくはプライマリシステムからの要求に応じて、又は周期的に、複数のセカンダリシステムの送信電力を調整する。なお、図３の例に限定されず、通信制御装置１００は、データサーバ３０又はいずれかのマスタノード２００と物理的に同一の装置上に実装されてもよい。
【００２４】
図４は、通信制御システム１において実行される干渉制御処理の概略的な流れの一例を示すシーケンス図である。
【００２５】
まず、マスタノード２００は、セカンダリシステムの運用を開始する前に、セカンダリシステムに関する情報をデータサーバ３０に登録する（ステップＳ１０）。ここで登録される情報には、例えば、マスタノード２００の装置ＩＤ、クラス及び位置データなどが含まれ得る。また、セカンダリシステムに関する情報の登録に応じて、データサーバ３０は、二次利用可能な周波数チャネルのチャネル番号のリスト、許容最大送信電力及びスペクトラムマスクなどのセカンダリシステムの構成のための情報を、マスタノード２００に通知する。なお、マスタノード２００によるデータサーバ３０へのアクセスの周期は、周波数利用規制に関する法律の規定に基づいて決定されてもよい。例えば、ＦＣＣ（Federal  Communications  Commission）において、マスタノードの位置が変化する場合には位置データの更新を少なくとも６０秒ごとに行うべき、という要件が検討されている。また、利用可能なチャネル番号のリストの確認をマスタノードにより少なくとも３０秒ごとに行うことが推奨されている。但し、データサーバ３０へのアクセスの増加は、オーバヘッドの増加をもたらす。そこで、データサーバ３０へのアクセス周期は、より長い周期（例えば、規定される周期の整数倍など）に設定されてもよい。また、アクセス周期は、アクティブなノード数に応じて動的に設定されてもよい（例えば、ノード数が少ない場合には、干渉のリスクが低いため、周期はより長く設定され得る）。アクセス周期は、例えば、セカンダリシステムに関する情報の初期登録の際に、データサーバ３０によりマスタノード２００へ指示されてもよい。
【００２６】
また、通信制御装置１００は、例えば周期的に、データサーバ３０からプライマリシステムに関する情報を受信し、受信した情報を用いて自装置が記憶している情報を更新する（ステップＳ１１）。ここで受信される情報は、プライマリシステムの送信局１０の位置データ、アンテナ高さ、ガードエリアの幅、周波数チャネルのチャネル番号のリスト、プライマリシステムの許容干渉量、後に説明する干渉計算のための基準点の位置データ、登録済みのマスタノード２００のＩＤのリスト及びその他のパラメータ（例えば、近傍チャネル漏れ率（ＡＣＬＲ：Adjacent  Channel  Leakage  Ratio）、フェージングマージン、シャドウイングマージン、保護比率、ＡＣＳ（Adjacent  Channel  Selection）など）のうちの１つ以上を含み得る。なお、通信制御装置１００は、マスタノード２００から間接的にプライマリシステムに関する情報の全部又は一部（例えば、チャネル番号のリストなど）を受信してもよい。
【００２７】
次に、マスタノード２００は、データサーバ３０から通知された情報に基づいて、セカンダリシステムを構成する（ステップＳ１２）。例えば、マスタノード２００は、二次利用可能な周波数チャネルから１つ又は複数のチャネルをセカンダリシステムの利用チャネルとして選択する。そして、マスタノード２００から通信制御装置１００へ、又は通信制御装置１００からマスタノード２００へ、干渉制御の要求が送信される（ステップＳ１３）。
【００２８】
干渉制御の要求に対して応答が返されると、通信制御装置１００とマスタノード２００との間で相互認証及びアプリケーションレベルの情報の交換が行われる（ステップＳ１４）。また、マスタノード２００から通信制御装置１００へ、セカンダリシステムに関する情報が送信される（ステップＳ１５）。ここで送信される情報には、例えば、マスタノード２００の装置ＩＤ、クラス、位置データ、マスタノード２００が選択した周波数チャネル（利用チャネル）のチャネル番号、通信品質の要件（ＱｏＳ（Quality  of  Service）要件など）に関する情報、優先度情報及び通信履歴などが含まれ得る。
【００２９】
次に、通信制御装置１００は、データサーバ３０及びマスタノード２００から取得した情報に基づいて、電力調整処理を実行する（ステップＳ１６）。ここでの通信制御装置１００による電力調整処理について、後に詳細に説明する。そして、通信制御装置１００は、新たに割当てられる送信電力を通知する電力通知メッセージをマスタノード２００へ送信する（ステップＳ１７）。また、通信制御装置１００は、新たに割当てられる送信電力を通知すべきと判定される既存のセカンダリシステムのマスタノード２００にも、電力通知メッセージを送信する。
【００３０】
マスタノード２００は、電力通知メッセージを受信すると、通知された送信電力の値に従って自装置の送信回路の出力レベルを設定する（ステップＳ１８）。さらに、マスタノード２００は、自装置に接続するスレーブノードへ使用すべき送信電力の値を指示してもよい。マスタノード２００は、送信電力の設定を終了すると、セカンダリシステムの構成を通信制御装置１００へレポートする（ステップＳ１９）。そして、通信制御装置１００は、マスタノード２００からのレポートに応じて、自装置が記憶しているセカンダリシステムに関する情報を更新する（ステップＳ２０）。
【００３１】
なお、ここでは、データサーバ３０が二次利用可能な周波数チャネルのチャネル番号のリストをマスタノード２００に提供する例を説明した。しかしながら、データサーバ３０の代わりに通信制御装置１００が二次利用のために推奨されるチャネルのチャネル番号のリストをマスタノード２００に提供してもよい。例えば、既存のセカンダリシステムに利用されていないチャネル、当該チャネルを利用しているセカンダリシステムの数がより少ないチャネル、又は許容干渉量の残余がより多いチャネルがセカンダリシステムに推奨され得る。なお、許容干渉量の残余とは、許容干渉量から既存のセカンダリシステムに起因する干渉量を除いた干渉量を意味する。
【００３２】
＜２．基本的な干渉制御モデル＞
上述したシーケンスのうち、ステップＳ１６における通信制御装置１００による電力調整処理は、例えば、以下に説明する干渉制御モデルに基づく処理であってよい。なお、ここでは真値表現を用いて干渉制御モデルの数式を記述するが、本干渉制御モデルは、数式を変換することでデシベル値表現にも対応可能である。
【００３３】
まず、干渉計算上の基準点（リファレンスポイント）をｉ、プライマリシステムに割当てられた周波数チャネルをｆｊ、プライマリシステムの許容干渉量をＩacceptable（ｉ，ｆｊ）とする。また、チャネルｆｊを二次利用する単一のセカンダリシステムｋがガードエリアの外周上に位置しているとする。すると、セカンダリシステムの最大送信電力Ｐmax（ｆｊ，ｋ）、最小離隔距離（ガードエリアの幅）についての経路損失Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）、及び許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊ）の間に次の関係式が成立する。
【００３４】
【数１】
0006007480.tif 000002
【００３５】
なお、基準点の位置は、図４のステップＳ１１において通信制御装置１００がデータサーバ３０から受信する情報に基づいて決定され得る。基準点が予め定義される場合には、当該基準点の位置を表す位置データ（例えば、緯度及び経度など）がデータサーバ３０から受信されてもよい。また、通信制御装置１００は、データサーバ３０から受信されるプライマリシステムのノード、サービスエリア又はガードエリアの位置データ、及び各マスタノード２００から受信される位置データを用いて、基準点の位置を動的に決定してもよい。
【００３６】
セカンダリシステムが複数存在する場合には、各セカンダリシステムへの送信電力の割当ては、式（１）を拡張することにより得られる次の関係式を満たしていることが求められる。
【００３７】
【数２】
0006007480.tif 000003
【００３８】
ここで、式（２）の右辺の第１項は、プライマリシステムに割当てられたチャネルｆｊと同一のチャネルを二次利用するセカンダリシステムに起因する干渉量の総和を表す。Ｍｊは同一チャネルを二次利用するセカンダリシステムの数、Ｐ（ｆｊ，ｋ）はｋ番目のセカンダリシステムに割当てられる電力、Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）はｋ番目のセカンダリシステムとプライマリシステムの基準点ｉとの間の経路損失、Ｇ（ｆｊ，ｋ）は利得成分である。また、第２項は、チャネルｆｊとは異なる近傍のチャネルを二次利用するセカンダリシステムに起因する干渉量の総和を表す。Ｏｊは近傍チャネルの数、ｊｊは近傍チャネルのインデックス、Ｎｊｊは近傍チャネルを二次利用するセカンダリシステムの数、ｋｋは近傍チャネルを二次利用するセカンダリシステムのインデックス、Ｈ（ｆｊ，ｆｊｊ，ｋｋ）は近傍チャネルｆｊｊからチャネルｆｊへのセカンダリシステムｋｋについての損失成分である。なお、上記Ｍｊ及びＮｊｊは、アクティブなセカンダリシステム（若しくはマスタノード）の数であってもよい。
【００３９】
式（２）における利得成分Ｇは、主に次の表１に示す要因に基づいて決定され得る。
【００４０】
【表１】
0006007480.tif 000004
【００４１】
例えば、表１の保護比率ＰＲについては、次のような考え方が適用され得る。即ち、チャネルｆＣＲを二次利用するセカンダリシステムからチャネルｆＢＳを利用するプライマリシステムへの許容干渉量をＩacceptableとする。また、プライマリシステムの所要受信電力をＰreq（ｆＢＳ）とする。これらパラメータの間には、次のような式が成立する。
【００４２】
【数３】
0006007480.tif 000005
【００４３】
なお、保護比率がデシベル表記である場合には、上記式（３）の代わりに、次のような式が用いられ得る。
【００４４】
【数４】
0006007480.tif 000006
【００４５】
式（２）における損失成分Ｈは、例えば、近傍チャネルの選択性（selectivity）及び漏洩率（leakage  ratio）に依存する。なお、これら利得成分及び損失成分の詳細については、例えば“Technical  and  operational  requirements  for  the  possible  operation  of  cognitive  radio  systems  in  the  "white  spaces"  of  the  frequency  band  470-790  MHz”（ECC  Report  159,  2010）を参照されたい。
【００４６】
＜３．セカンダリシステムマネージャの構成例＞
図５は、図３に例示した通信制御装置１００（即ち、セカンダリシステムマネージャ）の構成の一例を示すブロック図である。図５を参照すると、通信制御装置１００は、通信部１１０、記憶部１２０及び制御部１３０を備える。制御部１３０は、電力配分部１４０及び通知部１５０を含む。
【００４７】
［３−１．各部の説明］
（１）通信部
通信部１１０は、通信制御装置１００によるデータサーバ３０及びマスタノード２００との間の通信のための通信インタフェースである。通信制御装置１００とデータサーバ３０及びマスタノード２００との間の通信は、それぞれ、有線通信若しくは無線通信又はそれらの組合せのいずれにより実現されてもよい。
【００４８】
（２）記憶部
記憶部１２０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、通信制御装置１００の動作のためのプログラム及びデータを記憶する。例えば、記憶部１２０は、データサーバ３０から受信されるプライマリシステムに関する情報、及び各セカンダリシステムのマスタノード２００から受信されるセカンダリシステムに関する情報を記憶する。本実施形態において、記憶部１２０は、電力配分部１４０及び通知部１５０により参照され又は更新されるセカンダリシステム管理テーブル１２２を有する。セカンダリシステム管理テーブル１２２の構成の一例について、後に具体的に説明する。
【００４９】
（３）電力配分部
電力配分部１４０は、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分する。プライマリシステムのために保護される周波数チャネルとは、プライマリシステムに割当てられた周波数チャネル及びその近傍の周波数チャネルを含み得る。本明細書において、電力配分部１４０による電力配分計算の結果としてセカンダリシステムごとに算出される第１の送信電力を、許容送信電力という。一方、後に説明する通知部１５０は、電力配分部１４０により配分された許容送信電力の値に応じて決定される第２の送信電力の値を、所定の通知条件が満たされる場合に各セカンダリシステムに通知する。本明細書において、このように各セカンダリシステムに通知される第２の送信電力を、割当て送信電力という。以下、電力配分部１４０により実行され得る電力配分処理の３つの例を説明する。
【００５０】
（３−１）第１の例
図６Ａは、電力配分部１４０による電力配分処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。第１の例において、電力配分部１４０は、周波数チャネルごとに当該周波数チャネルを二次利用するセカンダリシステムに送信電力を暫定的に配分した後、異なる周波数チャネル間の影響を考慮して、暫定的に配分した送信電力を再配分する。そして、電力配分部１４０は、配分後又は再配分後の送信電力を、上述した干渉制御モデルにおける式（２）を充足するように修正する。
【００５１】
図６Ａを参照すると、まず、電力配分部１４０は、データサーバ３０から提供されたプライマリシステムに関する情報を、記憶部１２０から取得する（ステップＳ１０１）。また、電力配分部１４０は、マスタノード２００から収集されたセカンダリシステムに関する情報を、記憶部１２０から取得する（ステップＳ１０２）。次に、電力配分部１４０は、セカンダリシステムにより利用される周波数チャネルごとに、ステップＳ１０３の処理を繰り返す。
【００５２】
ステップＳ１０３において、電力配分部１４０は、ある１つの注目チャネルを利用するセカンダリシステム間で、送信電力を暫定的に配分する（ステップＳ１０３）。送信電力の暫定的な配分は、例えば、以下に説明する固定マージン方式、均等方式及び不均等方式の３種類の方式のいずれかに従って行われてよい。
【００５３】
（固定マージン方式）
第１の方式は、固定マージン方式である。固定マージン方式の場合、予め固定的に設定される配分マージンＭＩ（及びセーフティマージンＳＭ）を用いて、各セカンダリシステムに配分される送信電力が簡易に算出される。この場合、送信電力の配分のための計算コストが小さくなる。周波数チャネルｆｊを利用するｋ番目のセカンダリシステムに暫定的に配分される送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、次式により導かれる。
【００５４】
【数５】
0006007480.tif 000007
【００５５】
（均等方式）
第２の方式は、均等方式である。均等方式の場合、各セカンダリシステムに配分される送信電力は互いに等しくなる。即ち、複数のセカンダリシステムに公平に送信電力が配分される。周波数チャネルｆｊを利用するｋ番目のセカンダリシステムに暫定的に配分される送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、次式により導かれる。
【００５６】
【数６】
0006007480.tif 000008
【００５７】
（不均等方式）
第３の方式は、不均等方式である。不均等方式の場合、プライマリシステムとの間の距離が大きいセカンダリシステムほど多くの送信電力が配分される。それにより、全体として二次利用の機会をより高めることができる。周波数チャネルｆｊを利用するｋ番目のセカンダリシステムに暫定的に配分される送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、次式により導かれる。
【００５８】
【数７】
0006007480.tif 000009
【００５９】
また、均等方式及び不均等方式は、次に説明する与干渉マージン低減方式と組合せられてもよい。
【００６０】
（与干渉マージン低減方式）
与干渉マージン低減方式は、干渉のリスクを低減するためのセーフティマージンＳＭを算入する方式であり、上述した均等方式又は不均等方式と組合せて用いられ得る。送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、均等方式との組合せについては次の式（８）、不均等方式との組合せについては次の式（９）により導かれる。なお、ＳＭは、予め設定され又はマスタノード２００から通知されるセーフティマージンを表す。
【００６１】
【数８】
0006007480.tif 000010
【００６２】
さらに、上述した各方式は、次に説明する重み付け配分方式と組合せられてもよい。
【００６３】
（重み付け配分方式）
重み付け配分方式は、セカンダリシステムごとの優先度に応じて送信電力の配分を重み付けする方式である。送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、均等方式との組合せについては次の式（１０）、不均等方式との組合せについては次の式（１１）により導かれる。また、送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）は、均等方式及び与干渉マージン低減方式との組合せについては次の式（１０´）、不均等方式及び与干渉マージン低減方式との組合せについては次の式（１１´）により導かれる。なお、ｗｋは、優先度に応じた重みを表す。なお、セカンダリシステムごとの重みｗｋの代わりに、周波数チャネルごとの重みｗｊが用いられてもよい。
【００６４】
【数９】
0006007480.tif 000011
【００６５】
なお、プライマリシステムにおいて周波数チャネルｆｊｊの許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊｊ）のみが定義され、近傍の周波数チャネルｆｊの許容干渉量が定義されないケースがあり得る。例えば、周波数チャネルｆｊｊがプライマリシステムに割当てられたチャネルであり、その近傍チャネルｆｊはプライマリシステムにより利用されないものの保護されるチャネルである場合には、そのようなケースが生じ得る。その場合、近傍チャネルｆｊを二次利用するセカンダリシステムに送信電力を配分するための配分式は、上述した各配分式において、許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊ）をＩacceptable（ｉ，ｆｊｊ）に置き換えると共に、経路損失及び利得成分の項Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）・Ｇ（ｆｊ，ｋ）を損失成分を算入する項Ｌ（ｉ，ｆｊ，ｋ）・Ｇ（ｆｊ，ｋ）／Ｈ（ｆｊｊ，ｆｊ，ｋ）に置き換えることで導かれる。一例として、固定マージン方式の配分式は次のように変形され得る。
【００６６】
【数１０】
0006007480.tif 000012
【００６７】
セカンダリシステムにより利用される全ての周波数チャネルについてステップＳ１０３の処理を終了すると、電力配分部１４０は、さらにチャネル間の干渉を算入して、セカンダリシステム間で送信電力を再配分する（ステップＳ１０４）。例えば、均等方式における送信電力の再配分は、次の式（１２）（与干渉マージン低減方式との組合せの場合には式（１２´））に従って行われ得る。
【００６８】
【数１１】
0006007480.tif 000013
【００６９】
式（１２）は、プライマリシステムの許容干渉量から近傍チャネルの利用に起因する干渉量を差し引いた後に残る許容干渉量が残りのセカンダリシステム間で再配分されることを意味する。同様に、不均等方式における送信電力の再配分は、次の式（１３）（与干渉マージン低減方式との組合せの場合には式（１３´））に従って行われ得る。
【００７０】
【数１２】
0006007480.tif 000014
【００７１】
なお、当然ながら、再配分のための上述した各数式に、重み付け配分方式における重みがさらに適用されてもよい。
【００７２】
次に、電力配分部１４０は、再配分後の送信電力に基づいて評価される干渉量が最も厳しい地点を、プライマリシステムのサービスエリア内で探索する（ステップＳ１０５）。例えば、干渉量が最も厳しい地点ｉ´は、次の式（１４）又は式（１４´）のように探索される。
【００７３】
【数１３】
0006007480.tif 000015
【００７４】
次に、電力配分部１４０は、地点ｉ´での総干渉量と許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊ）とに基づいて、電力配分の修正係数Δを次式のように計算する（ステップＳ１０６）。
【００７５】
【数１４】
0006007480.tif 000016
【００７６】
なお、上記式（１５´）は、電力配分に際して与干渉マージン低減方式が適用される場合に使用され得る。
【００７７】
そして、電力配分部１４０は、算出した修正係数Δを用いて送信電力を次式に従って修正し、セカンダリシステムｋの許容送信電力Ｐ´´（ｆｊ，ｋ）を導出する（ステップＳ１０７）。
【００７８】
【数１５】
0006007480.tif 000017
【００７９】
なお、異なる周波数チャネル間の影響を考慮しない場合には、上述した送信電力の再配分（図６ＡのステップＳ１０４）は省略されてもよい。その場合、式（１３）〜式（１６）において、送信電力Ｐ´（ｆｊ，ｋ）及びＰ´（ｆｊｊ，ｋｋ）の代わりに、送信電力Ｐ（ｆｊ，ｋ）及びＰ（ｆｊｊ，ｋｋ）がそれぞれ用いられ得る。
【００８０】
（３−２）第２の例
図６Ｂは、電力配分部１４０による電力配分処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。第２の例において、電力配分部１４０は、第１の例と同様、周波数チャネルごとに当該周波数チャネルを二次利用するセカンダリシステムに送信電力を暫定的に配分した後、異なる周波数チャネル間の影響を考慮して、暫定的に配分した送信電力を再配分する。但し、第２の例においては、電力配分部１４０は、暫定的に配分した送信電力を、例えばセカンダリシステムごと又は周波数チャネルごとの優先度に応じて、段階的に確定させていく。
【００８１】
図６Ｂの例において、電力配分部１４０は、まず、第１の例と同様にして、セカンダリシステムにより利用される全ての周波数チャネルについて、チャネルごとに送信電力を暫定的に配分する（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３）。次に、電力配分部１４０は、暫定的に配分された送信電力が上述した干渉制御モデルにおける式（２）を充足するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、式（２）が充足されない場合には、処理はステップＳ１１０へ進む。
【００８２】
ステップＳ１１０では、電力配分部１４０は、電力配分が未確定のセカンダリシステムのうち、より優先度の高いセカンダリシステムの電力配分を確定させる（ステップＳ１１０）。例えば、電力配分部１４０は、より優先度の高いセカンダリシステムに暫定的に配分された送信電力を、そのまま当該セカンダリシステムの許容送信電力として確定してもよい。その代わりに、電力配分部１４０は、例えば、暫定的に配分された送信電力に優先度に応じた重みを乗算して得た値を、当該セカンダリシステムの許容送信電力として確定してもよい。
【００８３】
次に、電力配分部１４０は、チャネル間の干渉を算入して、電力配分が未確定の残りのセカンダリシステムに送信電力を再配分する（ステップＳ１１１）。ここでの再配分の計算式は、上述した式（１２）又は式（１３）などと同様であってよい。
【００８４】
その後、ステップＳ１０９において式（２）が充足される場合には、電力配分部１４０は、全てのセカンダリシステムについて、暫定的に配分された送信電力又は再配分された送信電力を許容送信電力として確定する（ステップＳ１１２）。
【００８５】
（３−３）第３の例
電力配分処理の第３の例では、電力配分部１４０は、第１の例及び第２の例と異なり、周波数チャネルごとに送信電力を暫定的に配分するステップを経ることなく、送信電力の割当てを決定する。
【００８６】
まず、式（２）の左辺と右辺との差をＤｊとすると、式（２）を次のように表すことができる。
【００８７】
【数１６】
0006007480.tif 000018
【００８８】
ここで、各周波数チャネルについての許容干渉量Ｉacceptable（ｉ，ｆｊ）（ｊ＝１，…，Ｏｊ）が与えられるものと仮定する。また、Ｍｊ＋Ｎｊｊ個のセカンダリシステムの各々に割当てられる送信電力をＰｓ（ｓ＝１，…，Ｍｊ＋Ｎｊｊ）とする。すると、式（１７）を拡張することにより、Ｏｊ次元の許容干渉量ベクトルとＭｊ＋Ｎｊｊ次元の送信電力ベクトルとの間に、次の関係式が成立する。
【００８９】
【数１７】
0006007480.tif 000019
【００９０】
式（１８）に現れる、ｊ番目の周波数チャネルについてのｓ番目のセカンダリシステムの送信電力Ｐｓにかかる係数ａｓ，ｊは、上述した干渉制御モデルにおける経路損失Ｌ、利得成分Ｇ及び損失成分Ｈに基づいて算出され得る。従って、電力配分部１４０は、式（１８）の係数行列を算出した後、式（１８）の解を導出することにより、送信電力ベクトル（Ｐ１，…，ＰＭｊ＋Ｎｊｊ）を算出することができる。
【００９１】
許容干渉量ベクトルをＩacceptable、送信電力ベクトルをＰｖ、係数行列をＡとする。すると、式（１８）は次のように表される。なお、マージンに相当するベクトルＤの要素は、固定値又はゼロであってもよい。
【００９２】
【数１８】
0006007480.tif 000020
【００９３】
例えば、セカンダリシステムの数Ｍｊ＋Ｎｊｊが周波数チャネルの数Ｏｊと等しい場合には、電力配分部１４０は、正方行列となる係数行列Ａの逆行列を用いて、次のように送信電力ベクトル（Ｐ１，…，ＰＭｊ＋Ｎｊｊ）を算出することができる。
【００９４】
【数１９】
0006007480.tif 000021
【００９５】
なお、セカンダリシステムの数Ｍｊ＋Ｎｊｊと周波数チャネルの数Ｏｊとが等しくない場合には、電力配分部１４０は、送信電力ベクトルの複数の解から選択される１つの送信電力ベクトルを、各セカンダリシステムに割当てるべき送信電力の解として決定してもよい。また、式（１８）の解は、近似的な解であってもよい。また、セカンダリシステムの数Ｍｊ＋Ｎｊｊの代わりに、次式の通りチャネルごとに考慮すべきセカンダリシステムの数を積算した数を、送信電力ベクトルの次元数として扱ってもよい。
【００９６】
【数２０】
0006007480.tif 000022
【００９７】
図６Ｃは、電力配分部１４０による電力配分処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。
【００９８】
図６Ｃを参照すると、まず、電力配分部１４０は、データサーバ３０から提供されたプライマリシステムに関する情報を、記憶部１２０から取得する（ステップＳ１０１）。ここで取得される情報には、式（１８）の許容干渉量ベクトルＩacceptableが含まれる。また、電力配分部１４０は、マスタノード２００から収集されたセカンダリシステムに関する情報を、記憶部１２０から取得する（ステップＳ１０２）。
【００９９】
次に、電力配分部１４０は、上述した干渉制御モデルに従って、送信電力ベクトルＰｔｘと許容干渉量ベクトルＩacceptableとの間の関係式の係数行列Ａを算出する（ステップＳ１１４）。それにより、式（１８）のような送信電力ベクトルＰｔｘと許容干渉量ベクトルＩacceptableとの間の関係式が形成される。そして、電力配分部１４０は、形成された関係式を解くことにより、送信電力の配分を決定し、送信電力ベクトルの各要素を各セカンダリシステムの許容送信電力とする（ステップＳ１１５）。
【０１００】
なお、ここで説明した３つの電力配分処理は例に過ぎない。即ち、電力配分部１４０により他の手法でセカンダリシステムに送信電力が配分されてもよい。また、図４では、新たなセカンダリシステムの出現（即ち、セカンダリシステム数の増加）に応じて送信電力が調整される例を示している。しかしながら、より一般的には、セカンダリシステム数の変化若しくはセカンダリシステムの移動を含む様々なイベントに応じて、又は周期的に許容送信電力が更新され、次に説明する通知部１５０により所定の通知条件が判定されてよい。
【０１０１】
（４）通知部
通知部１５０は、電力配分部１４０により配分された許容送信電力の値に応じて、割当て送信電力の値を決定する。そして、通知部１５０は、所定の通知条件が満たされる場合に、決定した割当て送信電力の値を各セカンダリシステムに通知する。割当て送信電力の値は、典型的には、許容送信電力の値から所定のマージンを除くことにより決定されてよい。例えば、チャネルｆｊについてセカンダリシステムｋに配分された許容送信電力の値をＰｔｍｐ（ｆｊ，ｋ）とすると、割当て送信電力の値Ｐｔｘ（ｆｊ，ｋ）は、マージンＺを用いて次式のように決定され得る。
【０１０２】
【数２１】
0006007480.tif 000023
【０１０３】
マージンＺの値は、固定値として予め通信制御装置１００により記憶されていてもよく、又は例えば許容送信電力の値Ｐｔｍｐ若しくはその他のパラメータに応じて動的に決定されてもよい。また、チャネルごとに異なるマージンＺの値が用いられてもよい。
【０１０４】
通知部１５０がセカンダリシステムに割当て送信電力の値を新たに通知するための通知条件は、当該セカンダリシステムについての割当て送信電力の前回通知された値と新たに配分された許容送信電力の値とを用いて表され得る。あるセカンダリシステムについて、割当て送信電力の前回通知された値をＰｔｘ，ｐｒｅｖ、新たに配分された許容送信電力の値をＰｔｍｐ，ｎｅｗ、Ｐｔｍｐ，ｎｅｗから式（２２）に従って決定される新たな割当て送信電力の値をＰｔｘ，ｎｅｗとする。すると、通知条件は、次式で表され得る。
【０１０５】
【数２２】
0006007480.tif 000024
【０１０６】
式（２３）は、割当て送信電力の前回通知された値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖが新たに配分された許容送信電力の値Ｐｔｍｐ，ｎｅｗよりも大きいことを意味する。かかる不等式が満たされる場合、最新の状況に応じて計算される許容送信電力よりも大きい送信電力をセカンダリシステムが使用している。そこで、通知部１５０は、セカンダリシステムにより使用される送信電力を引き下げるために、新たな割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｎｅｗをセカンダリシステムに通知する。
【０１０７】
式（２４）は、新たに配分された許容送信電力の値Ｐｔｍｐ，ｎｅｗに応じて決定される割当て送信電力の新たな値Ｐｔｘ，ｎｅｗから割当て送信電力の前回通知された値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖを引いた差が所定の閾値Ｔｈｔｘよりも大きいことを意味する。かかる不等式が満たされる場合、セカンダリシステムが現在使用している送信電力を最新の状況に応じて計算される割当て送信電力にまで引き上げても、プライマリシステムに過剰な干渉が生じない。そこで、通知部１５０は、セカンダリシステムの送信電力を引き上げて通信機会を拡大するために、新たな割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｎｅｗをセカンダリシステムに通知する。閾値Ｔｈｔｘは、固定値として予め通信制御装置１００により記憶されていてもよく、又は例えば割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖ若しくはその他のパラメータに応じて動的に決定されてもよい。
【０１０８】
なお、通知部１５０は、新たに出現したセカンダリシステムには、上記通知条件の判定を行うことなく新たな割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｎｅｗを通知してよい。
【０１０９】
式（２２）に示したように、本実施形態においてセカンダリシステムに通知される割当て送信電力の値には、マージンＺが算入されている。即ち、割当て送信電力の値は、許容送信電力の値から所定のマージンを除いた値である。従って、セカンダリシステム数の増減又はセカンダリシステムの移動などの状況の変化に応じて許容送信電力が低下し得る場合にも、許容送信電力がセカンダリシステムにより使用されている送信電力を下回るまでの猶予が残される。そして、許容送信電力がセカンダリシステムにより使用されている送信電力を下回らない限りは、当該セカンダリシステムの割当て送信電力は更新されない。また、許容送信電力が上昇し得る場合にも、その上昇幅があるレベル（上記閾値Ｔｈｔｘに対応するレベル）を上回るまで、セカンダリシステムの割当て送信電力は更新されない。従って、プライマリシステムへの過剰な干渉を回避しつつ、割当て送信電力の通知のためのシグナリングの増加が抑制される。
【０１１０】
典型的には、割当て送信電力の値は、所定の更新単位（例えば、１ｄＢｍ又は５ｄＢｍなど）の整数倍で離散的に更新され得る。通知部１５０は、例えば、各セカンダリシステムに割当て送信電力の差分値をシグナリングすることにより、各セカンダリシステムに割当て送信電力の新たな値を通知してもよい。割当て送信電力の差分値ｄＰｔｘは、次式により計算され得る。
【０１１１】
【数２３】
0006007480.tif 000025
【０１１２】
通知部１５０は、シグナリングのオーバヘッドを一層削減するために、上記所定の更新単位を用いて量子化された差分値をシグナリングし得る。更新単位をｐｕｎｉｔとすると、ｄＰｔｘは、次式のように量子化され得る。
【０１１３】
【数２４】
0006007480.tif 000026
【０１１４】
従って、通知部１５０から各セカンダリシステムへ送信される電力通知メッセージは、各セカンダリシステムのマスタノード２００のアドレスに加えて、上記量子化された割当て送信電力の差分値ｄＰｔｘ，ｑｕａｎｔｉｚｅｄを含み得る。それにより、割当て送信電力の新たな値Ｐｔｘ，ｎｅｗそのものが電力通知メッセージに含まれる場合と比較して、メッセージのビット長を削減することができる。
【０１１５】
通知部１５０は、上記通知条件の判定に加えて、プライマリシステムへの累積的な干渉量が許容干渉量に違反しないかを判定し、累積的な干渉量が許容干渉量に違反しない場合には割当て送信電力の新たな値をセカンダリシステムに通知しなくてもよい。
【０１１６】
プライマリシステムへの累積的な干渉量は、次式のように、１つ以上のセカンダリシステムにわたる割当て送信電力の値に基づくプライマリシステムへの干渉量の総和Ｉｅｓｔ（ｉ，ｆｊ）として推定され得る。なお、次式において、新たなセカンダリシステムについては割当て送信電力の新たな値Ｐｔｘ，ｎｅｗ、既存のセカンダリシステムについては割当て送信電力の前回通知された値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖが送信電力値Ｐｔｘとして用いられる。
【０１１７】
【数２５】
0006007480.tif 000027
【０１１８】
割当て送信電力の新たな値のセカンダリシステムへの通知は、プライマリシステムへの干渉量の総和Ｉｅｓｔ（ｉ，ｆｊ）が次式を満たす場合にのみ行われ得る。
【０１１９】
【数２６】
0006007480.tif 000028
【０１２０】
なお、式（２８）において、Ｉａｃｃｅｐｔａｂｌｅ（ｉ，ｆｊ）は、基準点ｉにおけるチャネルｆｊについての許容干渉量を表す。このような追加的な判定により、割当て送信電力の通知のためのシグナリングの増加は、一層効果的に抑制される。
【０１２１】
図７は、本実施形態において記憶部１２０が有するセカンダリシステム管理テーブル１２２の構成の一例を示す説明図である。図７を参照すると、セカンダリシステム管理テーブル１２２は、「チャネル番号」、「システムＩＤ」、「許容送信電力」、「マージン量」、「割当て送信電力」及び「更新日時」という５つのデータ項目を有する。「チャネル番号」は、二次利用可能な各周波数チャネルを識別する番号である。「システムＩＤ」は、セカンダリシステムを一意に識別する識別子である。システムＩＤとして、セカンダリシステムのマスタノード２００の装置ＩＤが用いられてもよい。「許容送信電力」は、各セカンダリシステムに通知された割当て送信電力に対応する許容送信電力の値を示す。「マージン量」は、各セカンダリシステムに通知された割当て送信電力を決定する際に許容送信電力の値から除かれたマージンＺの値を示す。「割当て送信電力」は、各セカンダリシステムに通知された割当て送信電力の値を示す。「更新日時」は、セカンダリシステム管理テーブル１２２の各レコードが更新された日時を示す。
【０１２２】
通知部１５０は、上述したような通知条件が満たされる場合に、割当て送信電力の値を各セカンダリシステムに通知し、セカンダリシステム管理テーブル１２２の「許容送信電力」、「マージン量」、「割当て送信電力」及び「更新日時」を更新する。そして、セカンダリシステム管理テーブル１２２内のこれらデータは、通知部１５０による次回の通知条件の判定の際に参照される。
【０１２３】
［３−２．処理の流れ］
次に、図８〜図１１を用いて、本実施形態に係る通信制御装置１００による処理の流れについて説明する。
【０１２４】
（１）電力調整処理
図８は、通信制御装置１００による電力調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。図８を参照すると、まず、図６Ａ〜図６Ｃに例示したいずれかの手法に従って、電力配分部１４０により電力配分処理が行われる（ステップＳ１００）。その後のステップＳ１３０〜Ｓ１８０の処理は、各セカンダリシステムについて繰り返される。
【０１２５】
ステップＳ１３０において、通知部１３０は、１つのセカンダリシステム（以下、対象システムという）に注目し、電力通知判定処理を行う（ステップＳ１３０）。ここでの電力通知判定処理の詳細な流れの一例について、後にさらに説明する。電力通知判定処理において、対象システムに割当て送信電力を通知しないと判定されると、その後の処理はスキップされる（ステップＳ１４０）。
【０１２６】
電力通知判定処理において、対象システムに割当て送信電力を通知すると判定されると、通知部１３０は、メッセージ生成処理を行い、対象システム宛ての電力通知メッセージを生成する（ステップＳ１６０）。そして、通知部１３０は、生成した電力通知メッセージを通信部１１０から対象システムへ送信する（ステップＳ１７０）。さらに、通知部１３０は、セカンダリシステム管理テーブル１２２に記憶されている対象システムの許容送信電力、マージン量及び割当て送信電力のデータを更新する（ステップＳ１８０）。
【０１２７】
これら処理が全てのセカンダリシステム（又は全てのアクティブなセカンダリシステム）について終了すると、図８に示した電力調整処理は終了する。
【０１２８】
（２）電力通知判定処理
図９Ａは、図８のステップＳ１３０に相当する電力通知判定処理の詳細な流れの第１の例を示すフローチャートである。
【０１２９】
図９Ａを参照すると、まず、通知部１５０は、対象システムが新たに出現したセカンダリシステムであるかを判定する（ステップＳ１３１）。ここで、対象システムが新たに出現したセカンダリシステムである場合には、通知部１５０は、対象システムに新たな割当て送信電力を通知すると判定する（ステップＳ１３６）。一方、対象システムが既存のセカンダリシステムである場合には、処理はステップＳ１３２へ進む。
【０１３０】
ステップＳ１３２において、通知部１５０は、対象システムに前回通知した割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖをセカンダリシステム管理テーブル１２２から取得する（ステップＳ１３２）。そして、通知部１５０は、電力配分部１４０により対象システムに新たに配分された許容送信電力の値Ｐｔｍｐ，ｎｅｗ及び前回通知された割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖを用いて、上述した通知条件が満たされるかを判定する。例えば、Ｐｔｍｐ，ｎｅｗ＜Ｐｔｘ，ｐｒｅｖである場合には、上述した通知条件が満たされるため、処理はステップＳ１３６へ進む（ステップＳ１３３）。また、Ｐｔｘ，ｐｒｅｖ＋Ｔｈｔｘ＜Ｐｔｘ，ｎｅｗ＝Ｐｔｍｐ，ｎｅｗ−Ｚである場合にも、上述した通知条件が満たされるため、処理はステップＳ１３６へ進む（ステップＳ１３４）。上述した通知条件が満たされない場合には、処理はステップＳ１３７へ進む。
【０１３１】
処理がステップＳ１３６へ進むと、通知部１３５は、対象システムに新たな割当て送信電力の値を通知すると判定する（ステップＳ１３６）。一方、処理がステップＳ１３７へ進むと、通知部１３５は、対象システムに新たな割当て送信電力の値を通知しないと判定する（ステップＳ１３７）。
【０１３２】
図９Ｂは、図８のステップＳ１３０に相当する電力通知判定処理の詳細な流れの第２の例を示すフローチャートである。なお、ここでは、通信制御装置１００が各セカンダリシステムにおいて出力可能な最大の送信電力値Ｐｔｘ，ｍａｘを知っているものとする。
【０１３３】
図９Ｂを参照すると、まず、通知部１５０は、対象システムが新たに出現したセカンダリシステムであるかを判定する（ステップＳ１３１）。ここで、対象システムが新たに出現したセカンダリシステムである場合には、通知部１５０は、対象システムに新たな割当て送信電力を通知すると判定する（ステップＳ１３６）。一方、対象システムが既存のセカンダリシステムである場合には、処理はステップＳ１３２へ進む。
【０１３４】
ステップＳ１３２において、通知部１５０は、対象システムに前回通知した割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖをセカンダリシステム管理テーブル１２２から取得する（ステップＳ１３２）。そして、通知部１５０は、電力配分部１４０により対象システムに新たに配分された許容送信電力の値Ｐｔｍｐ，ｎｅｗ及び前回通知された割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖを用いて、上述した通知条件が満たされるかを判定する。例えば、Ｐｔｍｐ，ｎｅｗ＜Ｐｔｘ，ｐｒｅｖである場合には、上述した通知条件が満たされるため、処理はステップＳ１３６へ進む（ステップＳ１３３）。また、Ｐｔｘ，ｐｒｅｖ＋Ｔｈｔｘ＜Ｐｔｘ，ｎｅｗである場合にも、上述した通知条件が満たされる。但し、第２の例においては、通知部１５０は、Ｐｔｘ，ｎｅｗを対象システムの最大送信電力値Ｐｔｘ，ｍａｘとさらに比較する。そして、Ｐｔｘ，ｎｅｗがＰｔｘ，ｍａｘ以下である場合にのみ、処理はステップＳ１３６へ進む（ステップＳ１３４）。一方、上述した通知条件が満たされない場合、又はＰｔｘ，ｎｅｗがＰｔｘ，ｍａｘを上回る場合には、処理はステップＳ１３７へ進む。
【０１３５】
処理がステップＳ１３６へ進むと、通知部１３５は、対象システムに新たな割当て送信電力の値を通知すると判定する（ステップＳ１３６）。一方、処理がステップＳ１３７へ進むと、通知部１３５は、対象システムに新たな割当て送信電力の値を通知しないと判定する（ステップＳ１３７）。
【０１３６】
第２の例においては、対象システムにとって出力可能な範囲を超える過剰な送信電力の割当てが行われず、割当て送信電力を通知するためのシグナリングを一層削減することができる。通信制御装置１００は、各セカンダリシステムの要求送信電力の最小値をも保持しておき、割当て送信電力が要求送信電力の当該最小値を下回る対象システムを、電力割当ての対象から除外してもよい。
【０１３７】
なお、図８に例示した電力調整処理のトリガとなるイベントは、典型的には、次の３種類のイベントＥｖ１〜Ｅｖ３を含む。
Ｅｖ１）セカンダリシステム数の増加
Ｅｖ２）セカンダリシステム数の減少
Ｅｖ３）セカンダリシステムの移動
このうち、イベントＥｖ１の場合には、既存のセカンダリシステムの割当て送信電力は通常増加しないことから、図９ＡのステップＳ１３４又は図９ＢのステップＳ１３４及びＳ１３５の判定は省略されてもよい。同様に、イベントＥｖ２の場合には、既存のセカンダリシステムの許容送信電力は通常減少しないことから、図９Ａ又は図９ＢのステップＳ１３３の判定は省略されてもよい。イベントＥｖ２は、セカンダリシステムからの明示的な離脱の通知により認識されてもよく、又は事前に登録され得る周期で監視されるセカンダリシステムからの信号（ビーコンなど）の未受信により認識されてもよい。セカンダリシステムからの周期的な信号が受信されない場合には、さらに所定の待機時間の経過を待って、イベントＥｖ２が発生したと判定されてもよい。それにより、セカンダリシステムのマスタノードの一時的な電源オフ又はスリープが生じた場合のセカンダリシステムの減少及び増加に起因する不要なシグナリングの発生を防ぐことができる。
【０１３８】
（３）メッセージ生成処理
図１０は、図８のステップＳ１６０に相当するメッセージ生成処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。
【０１３９】
図１０を参照すると、まず、通知部１５０は、電力配分部１４０により対象システムに新たに配分された許容送信電力の値Ｐｔｍｐ，ｎｅｗからマージンＺを除くことにより、新たな割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｎｅｗを決定する（ステップＳ１６１）。
【０１４０】
次に、通知部１５０は、対象システムが新たに出現したセカンダリシステムであるかを判定する（ステップＳ１６２）。ここで、対象システムが新たに出現したセカンダリシステムである場合には、処理はステップＳ１６５へ進む。一方、対象システムが既存のセカンダリシステムである場合には、処理はステップＳ１６３へ進む。
【０１４１】
ステップＳ１６３において、通知部１５０は、割当て送信電力の差分値ｄＰｔｘ＝Ｐｔｘ，ｎｅｗ−Ｐｔｘ，ｐｒｅｖを計算する（ステップＳ１６３）。さらに、通知部１５０は、計算された差分値ｄＰｔｘを更新単位ｐｕｎｉｔを用いて量子化する（ステップＳ１６４）。一方、ステップＳ１６５では、通知部１５０は、新たな割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｎｅｗを更新単位ｐｕｎｉｔを用いて量子化する（ステップＳ１６５）。
【０１４２】
そして、通知部１５０は、例えば量子化された割当て送信電力の値（既存のセカンダリシステムについては差分値）を示すフィールドを含み、対象システムのマスタノード２００のアドレスを宛て先とする電力通知メッセージを生成する（ステップＳ１６６）。
【０１４３】
このように生成される電力通知メッセージが、図８のステップＳ１７０において、通信制御装置１００から対象システムのマスタノード２００へ送信され得る。
【０１４４】
（４）追加判定処理
図１１は、上述した式（２７）及び式（２８）を用いた累積的な干渉量の判定のための判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。かかる判定処理は、図８のステップＳ１３０の電力通知判定処理に加えて実行されてよい。
【０１４５】
図１１を参照すると、まず、通知部１５０は、新たなセカンダリシステムについて新たに配分された割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｎｅｗを取得する（ステップＳ１５１）。また、通知部１５０は、既存のセカンダリシステムに前回通知された割当て送信電力の値Ｐｔｘ，ｐｒｅｖを取得する（ステップＳ１５２）。次に、通知部１５０は、式（２７）に従って、プライマリシステムへの干渉量の総和Ｉｅｓｔを推定する（ステップＳ１５３）。そして、通知部１５０は、推定した干渉量の総和Ｉｅｓｔがプライマリシステムの許容干渉量Ｉａｃｃｅｐｔａｂｌｅに違反するかを判定する（ステップＳ１５４）。ここで、推定した干渉量の総和Ｉｅｓｔが許容干渉量Ｉａｃｃｅｐｔａｂｌｅに違反する場合には、通知部１５０は、新たな割当て送信電力の値を既存のシステムの各々へ通知すると判定する（ステップＳ１５５）。一方、推定した干渉量の総和Ｉｅｓｔが許容干渉量Ｉａｃｃｅｐｔａｂｌｅに違反しない場合には、通知部１５０は、新たな割当て送信電力の値を既存のシステムには通知しないと判定する（ステップＳ１５６）。
【０１４６】
［３−３．プライマリシステムとセカンダリシステムとの間の距離］
上述した電力配分処理においては、セカンダリシステムごとの経路損失を導出するために、プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離を決定することが求められる。プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離は、例えば、以下に説明するいずれかの例に従って定義され得る。
【０１４７】
（１）第１の例
第１の例において、プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離は、各セカンダリシステムの位置からプライマリシステムのサービスエリアの外周までの最短距離である。
【０１４８】
例えば、図１２Ａには、プライマリシステムのサービスエリアの外周に相当する境界１２と４つのセカンダリシステムとが示されている。第１、第２及び第３のセカンダリシステムは、プライマリシステムのサービスエリアの外部に位置する。第１、第２及び第３のセカンダリシステムからプライマリシステムのサービスエリアの外周までの最短距離は、それぞれｄ０１、ｄ０２及びｄ０３である。一方、第４のセカンダリシステムは、プライマリシステムのサービスエリアの内部に位置する。第４のセカンダリシステムについて経路損失を導出する際には、プライマリシステムとセカンダリシステムとの間の距離はゼロとみなされてもよい。その場合、経路損失は最大となる。その代わりに、第４のセカンダリシステムから境界１２までの最短距離が、プライマリシステムと第４のセカンダリシステムとの間の距離として扱われてもよい。
【０１４９】
（２）第２の例
第２の例において、プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離は、各セカンダリシステムの位置からプライマリシステムのサービスエリアの外周上又は当該外周内の特定の１点までの距離である。特定の１点とは、例えば、ある１つのセカンダリシステムから最も近いプライマリシステムのサービスエリアの外周上の地点であってもよい。また、特定の１点とは、例えば、複数のセカンダリシステムからの距離の和が最小となる地点などであってもよい。この地点は、セカンダリシステムからの干渉を受けるプライマリシステムの仮想的な受信局が位置する地点であると考えられ得る。
【０１５０】
例えば、図１２Ｂには、境界１２と４つのセカンダリシステムとが再び示されている。第１、第２及び第３のセカンダリシステムは、プライマリシステムのサービスエリアの外部に位置する。ここで、第１のセカンダリシステムから最も近い境界１２上の点をＰ１とする。第１、第２及び第３のセカンダリシステムとプライマリシステムとの間の距離は、第１、第２及び第３のセカンダリシステムのそれぞれの位置と点Ｐ１との間の距離ｄ１１、ｄ１２及びｄ１３に相当する。一方、第４のセカンダリシステムは、プライマリシステムのサービスエリアの内部に位置する。第４のセカンダリシステムについて経路損失を取得する際には、第１の例と同様、プライマリシステムとセカンダリシステムとの間の距離はゼロとみなされてもよい。その代わりに、第４のセカンダリシステムと点Ｐ１との間の距離がプライマリシステムと第４のセカンダリシステムとの間の距離として扱われてもよい。
【０１５１】
図１２Ｂにおいて、点Ｐ２は、境界１２上で第１、第２及び第３のセカンダリシステムからの距離の和が最小となる点である。このような点Ｐ２が点Ｐ１の代わりに使用されてもよい。なお、例えば、セカンダリシステムの多くがプライマリシステムのガードエリアから離れた位置にある場合、プライマリ受信局が狭い地理的領域内にのみ存在することが既知である場合、又は特定の地点において許容干渉量が著しく厳しい場合などにおいては、予め決定される特定の地点が距離算出のための基準点として使用されてもよい。また、変調方式ごとに異なる複数の許容干渉量が規定されている場合には、距離だけではなく変調方式又は複数の許容干渉量を考慮して基準点が選択されてもよい。
【０１５２】
第１の例と第２の例とを比較すると、第１の例の場合には、距離の算出がより容易である一方で、経路損失の値が過剰に小さく見積もられる可能性がある。例えば、２つのセカンダリシステムがプライマリシステムを挟んで反対側に位置する場合に、そのような状況は生じ得る。その場合、セカンダリシステムに割当てられる送信電力は、より小さい値となる。従って、第１の例は、計算コストがより低く、干渉防止の観点でより安全な定義と言える。一方、第２の例では、経路損失の値が過剰に小さく見積もられる可能性が少ないため、二次利用の機会をより高めることができる。
【０１５３】
（３）第３の例
第３の例において、プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離は、各セカンダリシステムの位置から最も近傍のプライマリ受信局までの距離である。例えば、図１２Ｃには、３つのセカンダリシステム及び３つのプライマリ受信局が示されている。第１のセカンダリシステムの最も近傍には、第１のプライマリ受信局が位置する。第１のセカンダリシステムと第１のプライマリ受信局との間の距離はｄ２１である。第２のセカンダリシステムの最も近傍には、第２のプライマリ受信局が位置する。第２のセカンダリシステムと第２のプライマリ受信局との間の距離はｄ２２である。第３のセカンダリシステムの最も近傍には、第３のプライマリ受信局が位置する。第３のセカンダリシステムと第３のプライマリ受信局との間の距離はｄ２３である。従って、第１のセカンダリシステムとプライマリシステムとの間の距離としてｄ２１、第２のセカンダリシステムとプライマリシステムとの間の距離としてｄ２２、第３のセカンダリシステムとプライマリシステムとの間の距離としてｄ２３がそれぞれ使用され得る。
【０１５４】
（４）第４の例
第４の例において、プライマリシステムと各セカンダリシステムとの間の距離は、全てのセカンダリシステムの位置からの距離の総和が最も小さいプライマリ受信局までの距離である。例えば、図１２Ｄには、３つのセカンダリシステム及び３つのプライマリ受信局が再び示されている。このうち、３つのセカンダリシステムの位置からの距離の総和が最も小さいプライマリ受信局は、第２のプライマリ受信局である。第１のセカンダリシステムと第２のプライマリ受信局との間の距離はｄ３１である。第２のセカンダリシステムと第２のプライマリ受信局との間の距離はｄ３２である。第３のセカンダリシステムと第２のプライマリ受信局との間の距離はｄ３３である。従って、第１のセカンダリシステムとプライマリシステムとの間の距離としてｄ３１、第２のセカンダリシステムとプライマリシステムとの間の距離としてｄ３２、第３のセカンダリシステムとプライマリシステムとの間の距離としてｄ３３がそれぞれ使用され得る。
【０１５５】
第３及び第４の例の例においては、実際のプライマリ受信局の位置が距離の算出のための基準点となるため、より現実に即した干渉量の見積もりが可能となる。
【０１５６】
図１２Ａ〜図１２Ｄの例では、プライマリシステムとセカンダリシステムとの間の距離の算出にあたって主にプライマリシステム側の基準点をどのように設定すべきかについて説明した。これに対し、セカンダリシステム側の基準点についても、様々な設定の手法が考えられる。例えば、セカンダリシステム側の基準点の位置は、単純にセカンダリシステムのマスタであるマスタノード２００の位置であってもよい。その代わりに、セカンダリシステム側の基準点の位置は、セカンダリシステムのノード（マスタノード及びスレーブノード）のうちプライマリシステムのガードエリア又はいずれかのプライマリ受信局の最も近くのノードの位置であってもよい。また、計算が複雑になるものの、セカンダリシステムの複数のノードの位置を基準として複数の距離が算出され、当該複数の距離に応じて総合的な経路損失が計算されてもよい。これらセカンダリシステム側の基準点の設定の手法は、それぞれ、図１２Ａ〜図１２Ｄに例示したどのプライマリシステム側の基準点の設定の手法と組み合わせられてもよい。
【０１５７】
また、例えば、セカンダリシステム側の基準点は、例えば、次のように段階的に設定されてもよい。まず、セカンダリシステム側の基準点を暫定的にセカンダリシステムのマスタであるマスタノード２００とする。次に、マスタノード２００から最も近くのプライマリシステムのサービスエリアの外周上の１点又は最も近くのプライマリ受信局の地点をプライマリシステム側の基準点とする。次に、プライマリシステム側の上記基準点に与える干渉を、セカンダリシステムのノード（マスタノード及びスレーブノード）の各々について見積もる。そして、プライマリシステム側の上記基準点に最大の干渉を与えるセカンダリシステム側のノードの位置を、セカンダリシステム側の最終的な基準点に設定する。セカンダリシステムのノードごとの干渉の見積もりに際しては、ノードの種類（マスタノード又はスレーブノードノード）に応じて異なる送信電力が考慮されてもよい。
【０１５８】
［３−４．チャネル間干渉の項の簡略化］
上述した電力配分部１４０による電力配分処理の第１の例において、チャネル間干渉を評価する項は、固定的な又は可変的なマージン量に置き換えられてもよい。チャネルｆｊにおけるマージン量をＲｉｎｔ，ｊとすると、上述した式（１３）〜式（１５）は、次の式（２９）〜式（３１）のように変換され得る。
【０１５９】
【数２７】
0006007480.tif 000029
【０１６０】
上記式（２９）〜式（３１）は、各セカンダリシステムからプライマリシステムへのチャネル間干渉が各セカンダリシステムの経路損失に依存しない簡略化された手法で評価されることを意味する。マージン量Ｒｉｎｔ，ｊは、典型的には、チャネルｆｊの近傍チャネルを利用しているセカンダリシステム数に応じて設定され得る。例えば、次の式（３２）の例では、マージン量Ｒｉｎｔ，ｊは近傍チャネルを利用しているセカンダリシステム数の合計に等しい。式（３３）の例では、近傍チャネルからの損失成分Ｈに応じた重み付けが行われる。式（３４）の例では、損失成分Ｈが重み係数γｊｊに置き換えられている（例えば、重み係数γｊｊはチャネル間の間隔が大きくなるにつれてより小さい値に設定され得る）。
【０１６１】
【数２８】
0006007480.tif 000030
【０１６２】
このようなチャネル間干渉項の置き換えの結果、あるチャネルを二次利用するセカンダリシステムの移動を原因として当該チャネルの近傍チャネルを二次利用するセカンダリシステムに配分される許容送信電力の値が変化しにくくなる。それにより、上述した通知条件が満たされる頻度が減少し、シグナリングの増加が抑制される。
【０１６３】
さらに、式（３２）〜式（３４）における各近傍チャネルのセカンダリシステム数Ｎｊｊを実際の数から名目上の数Ｎ´ｊｊに置き換える。各近傍チャネルの名目上のセカンダリシステム数Ｎ´ｊｊは、例えば次の更新条件が満たされるまで更新されない。
【０１６４】
【数２９】
0006007480.tif 000031
【０１６５】
各近傍チャネルの実際のセカンダリシステム数Ｎｊｊ及び名目上のセカンダリシステム数Ｎ´ｊｊが上記更新条件を満たしていると判定されると、名目上のセカンダリシステム数Ｎ´ｊｊは、次のいずれかの式に従って更新され得る。なお、各式中のパラメータｄＮ１、ｄＮ２及びｄＮ３は、予め定義され得る追加パラメータである。
【０１６６】
【数３０】
0006007480.tif 000032
【０１６７】
各近傍チャネルの名目上のセカンダリシステム数Ｎ´ｊｊの更新は、例えば図６ＡのフローチャートのステップＳ１０２の後に電力配分部１４０により行われてよい。このような名目上のセカンダリシステム数Ｎ´ｊｊを導入することにより、チャネル間干渉を評価するためのマージン量Ｒｉｎｔ，ｊが、実際のセカンダリシステム数の変化に完全には追随せず、名目上のセカンダリシステム数Ｎ´ｊｊの更新を待って変化することになる。従って、あるチャネルを二次利用するセカンダリシステム数の増減によって、当該チャネルの近傍チャネルを二次利用するセカンダリシステムに配分される許容送信電力の値が変化しにくくなる。結果として、上述した通知条件が満たされる頻度をさらに減少させることができる。
【０１６８】
＜４．マスタノードの構成例＞
図１３は、上述した通信制御装置１００により割当てられる送信電力を用いてセカンダリシステムを運用する通信装置であるマスタノード２００の構成の一例を示すブロック図である。図１３を参照すると、マスタノード２００は、通信部２１０、制御部２２０、記憶部２３０及び無線通信部２４０を備える。
【０１６９】
通信部２１０は、マスタノード２００によるデータサーバ３０及び通信制御装置１００との間の通信のための通信インタフェースとして動作する。通信部２１０は、制御部２２０による制御の下、例えば、二次利用の開始に際して、セカンダリシステムに関する情報をデータサーバ３０に送信する。また、通信部２１０は、データサーバ３０から通知される情報を受信する。また、通信部２１０は、通信制御装置１００との間で、干渉制御の要求及び応答を送受信する。さらに、通信部２１０は、通信制御装置１００から電力通知メッセージを受信し、受信したメッセージを制御部２２０へ出力する。
【０１７０】
制御部２２０は、マスタノード２００の動作全般を制御する役割を有する。例えば、制御部２２０は、図４に例示したシーケンスに従って通信制御装置１００と連携することで、セカンダリシステムの運用に際してのプライマリシステムへの干渉を抑制する。より具体的には、制御部２２０は、通信制御装置１００から受信される電力通知メッセージにより示されている割当て送信電力の値を参照する。そして、制御部２２０は、割当て送信電力の範囲内の送信電力を、セカンダリシステムの運用のために無線通信部２４０に設定する。制御部２２０は、例えば、割当て送信電力をセカンダリシステムに参加するノードの間でさらに配分してもよい。
【０１７１】
記憶部２３０は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、通信制御装置１００との連携及びセカンダリシステムの運用のために使用されるプログラム及びデータを記憶する。
【０１７２】
無線通信部２４０は、マスタノード２００と当該マスタノード２００に接続するスレーブノードとの間の無線通信のための無線通信インタフェースとして動作する。無線通信部２４０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆ又はＥＣＭＡ−３９２に従って、１つ以上のスレーブノードとの間で、無線信号を送受信する。無線通信部２４０により送信される無線信号の送信電力は、上述した割当て送信電力の範囲内で制御部２２０により制御され得る。
【０１７３】
＜５．変形例＞
本明細書では、セカンダリシステムの送信電力を調整するための様々な計算処理をセカンダリシステムマネージャとしての役割を有する通信制御装置１００が行う例について主に説明した。図３に関連して説明したように、通信制御装置１００は、データサーバ３０又はいずれかのマスタノード２００と物理的に同一の装置上に実装されてもよい。また、上述した計算処理の一部が、物理的に異なる装置上で行われてもよい。
【０１７４】
例えば、上述した干渉制御モデルに基づく比較的複雑な計算をする第１の装置とは別に、簡易なパラメータ計算を行う第２の装置が設けられてもよい。この場合、例えば、配分マージンＭＩの取得、セーフティマージンＳＭの取得、許容送信電力からの割当て送信電力の計算、又は割当て送信電力の差分値の計算及びその量子化などが、第２の装置により行われてよい。第２の装置は、配分マージンＭＩを固定値とする代わりに、例えば、セカンダリシステム数に依存する次のいずれかの計算式に従って配分マージンＭＩを計算してもよい。
【０１７５】
【数３１】
0006007480.tif 000033
【０１７６】
式（３９）において、Ｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ＿ｍａｘ＿ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒｓは、同時に干渉源となり得るセカンダリシステムの潜在的な最大数を表す。Ｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ＿ｍａｘ＿ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒｓが２であればＭＩは約３．０［ｄＢ］、３であればＭＩは約４．８［ｄＢ］、４であればＭＩは約６．０［ｄＢ］となる。一方、式（４０）において、Ｎａｃｔｉｖｅ＿ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒｓ（ｆＷＳＤ）は、チャネルｆＷＳＤを同時に二次利用するアクティブなセカンダリシステム数を表す。なお、次のように、ＭＩの計算式にオフセット値ｄＭＩが加算されてもよい。
【０１７７】
【数３２】
0006007480.tif 000034
【０１７８】
＜６．まとめ＞
ここまで、図１〜図１３を用いて本開示に係る技術の一実施形態について詳細に説明した。上述した実施形態によれば、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルを二次利用するセカンダリシステムに送信電力を割当てる際、セカンダリシステム間で配分される許容送信電力に応じて決定される割当て送信電力が各セカンダリシステムに通知される。かかる通知は、送信電力の更新に際して、前回通知された割当て送信電力の値及び新たに配分された許容送信電力の値が所定の通知条件を満たす場合にのみ行われる。従って、セカンダリシステム数が変化し又はセカンダリシステムが移動した場合に、送信電力を通知するためのシグナリングは複数のセカンダリシステムにわたって必ずしも発生しない。よって、シグナリングの増加を抑制することができる。
【０１７９】
上記通知条件は、前回通知された割当て送信電力の値が新たに配分された許容送信電力の値よりも大きいという条件を含み得る。かかる構成によれば、プライマリシステムへの干渉量が許容干渉量を超える可能性がある場合には、新たな割当て送信電力の値がセカンダリシステムへ通知される。従って、複数のセカンダリシステムからの累積的な干渉がプライマリシステムに悪影響を与えることが適切に防止される。
【０１８０】
また、上記通知条件は、新たに決定される割当て送信電力の値から前回通知された割当て送信電力の値を引いた差が所定の閾値よりも大きいという条件を含み得る。かかる構成によれば、許容送信電力が上昇する場合に、その上昇幅が所定の閾値を上回るまで、セカンダリシステムの割当て送信電力は維持される。従って、シグナリングの増加の抑制と割当て送信電力の引き上げによる通信機会の拡大との間でバランスをとることができる。
【０１８１】
また、セカンダリシステムマネージャが二次利用のためのチャネルをセカンダリシステムに推奨することにより、将来的に発生する送信電力の調整において許容送信電力の値が大きく変化する可能性を低減し、シグナリングの増加を予防することも可能である。
【０１８２】
なお、本明細書において説明した各装置による一連の制御処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、実行時にＲＡＭ（Random  Access  Memory）に読み込まれ、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などのプロセッサにより実行される。
【０１８３】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１８４】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分する電力配分部と、
各セカンダリシステムについて、前記電力配分部により配分された第１の送信電力の値に応じて決定される第２の送信電力の値を通知する通知部と、
を備え、
前記通知部は、送信電力の更新に際して、あるセカンダリシステムについて前記第２の送信電力の前回通知された値及び前記電力配分部により新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値を当該セカンダリシステムに通知する、
通信制御装置。
（２）
前記所定の条件は、前記第２の送信電力の前回通知された値が前記電力配分部により新たに配分された前記第１の送信電力の値よりも大きいという条件を含む、前記（１）に記載の通信制御装置。
（３）
前記所定の条件は、新たに配分された前記第１の送信電力の値に応じて決定される前記第２の送信電力の新たな値から前記第２の送信電力の前回通知された値を引いた差が所定の閾値よりも大きいという条件を含む、前記（１）又は前記（２）に記載の通信制御装置。
（４）
前記第２の送信電力の値は、前記第１の送信電力の値から所定のマージンを除くことにより決定される、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（５）
前記通知部は、既存のセカンダリシステムに配分された前記第２の送信電力の新たな値が当該セカンダリシステムにおいて出力可能な送信電力の最大値よりも大きい場合には、前記第２の送信電力の新たな値を当該セカンダリシステムに通知しない、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（６）
前記電力配分部は、セカンダリシステム数の変化若しくはセカンダリシステムの移動を含むイベントに応じて又は周期的に、前記第１の送信電力の配分計算を実行する、前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（７）
前記通知部は、送信電力の更新に際して、前記１つ以上のセカンダリシステムにわたる割当て送信電力の値に基づく前記プライマリシステムへの干渉量の総和を前記プライマリシステムの許容干渉量とさらに比較し、前記干渉量の総和が前記許容干渉量に違反する場合にのみ、既存のセカンダリシステムに前記第２の送信電力の新たな値を通知する、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（８）
前記通知部は、各セカンダリシステムに前記第２の送信電力の前回の通知からの差分値をシグナリングすることにより、前記第２の送信電力の新たな値を通知する、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（９）
前記第２の送信電力の値は、所定の更新単位の整数倍で離散的に更新され、
前記通知部は、前記所定の更新単位を用いて量子化された前記差分値をシグナリングする、
前記（８）に記載の通信制御装置。
（１０）
前記電力配分部は、各セカンダリシステムから前記プライマリシステムへのチャネル間干渉を各セカンダリシステムの経路損失に依存しない簡略化された手法で評価することにより、前記１つ以上のセカンダリシステムに送信電力を配分する、前記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（１１）
前記電力配分部は、各セカンダリシステムから前記プライマリシステムへのチャネル間干渉を、各チャネルの実際のセカンダリシステム数に完全には追随しない名目上のセカンダリシステム数を用いて評価する、前記（１０）に記載の通信制御装置。
（１２）
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分することと、
各セカンダリシステムについて、前記電力配分部により配分された第１の送信電力の値に応じて決定される第２の送信電力の値を通知することと、
を含み、
送信電力の更新に際しては、あるセカンダリシステムについて前記第２の送信電力の前回通知された値及び新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値が当該セカンダリシステムに通知される、
通信制御方法。
（１３）
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のために許容される送信電力を１つ以上のセカンダリシステムに配分する電力配分部、及び
各セカンダリシステムについて、前記電力配分部により配分された第１の送信電力の値に応じて決定される第２の送信電力の値を通知する通知部、
を備える通信制御装置と、
前記通信制御装置から通知される前記第２の送信電力の値の範囲内でセカンダリシステムを運用するための送信電力を設定する通信装置と、
を含み、
前記通信制御装置の前記通知部は、送信電力の更新に際して、前記通信装置に前回通知した前記第２の送信電力の値及び前記通信装置に新たに配分された前記第１の送信電力の値が所定の条件を満たす場合にのみ、前記第２の送信電力の新たな値を前記通信装置に通知する、
通信制御システム。
【符号の説明】
【０１８５】
１        通信制御システム
１０      プライマリ送信局
２０      プライマリ受信局
１００    通信制御装置
１４０    電力配分部
１５０    通知部
２００    セカンダリシステムのマスタノード
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
0006007480.tif 000050
【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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