(57)【要約】  複数の第二送信局の送信電力を適切に制御することにより、第一の無線システム（プライマリシステム）への干渉を抑圧しつつ、セカンダリシステムの伝送容量を出来るだけ大きくするような、セカンダリシステムの各基地局の送信電力を決定する。第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する第二の無線システムの送信局である複数の第二送信局全てから第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の第二送信局で用いる送信電力を決定する第二送信局送信電力決定手段を備える。
2011158502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する第二の無線システムの送信局である複数の第二送信局で用いる送信電力を決定する無線制御装置であって、
全ての前記第二送信局から第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の前記第二送信局で用いる送信電力を決定する第二送信局送信電力決定手段を備えた
ことを特徴とする無線制御装置。
【請求項２】
第二送信局送信電力決定手段は、第一の条件と、第二の無線システムの伝送容量に関する第二の条件とに基づいて、各第二送信局で用いる送信電力を決定する
請求項１に記載の無線制御装置。
【請求項３】
第二送信局送信電力決定手段は、さらに各第二送信局の送信電力に関する第三の条件を加えて、各第二送信局で用いる送信電力を決定する
請求項１または請求項２に記載の無線制御装置。
【請求項４】
第二送信局送信電力決定手段は、
第一の条件と第二の条件とによって導出される計算式を用いて、各第二送信局で用いる仮の送信電力を算出する仮送信電力算出手段と、
第三の条件に基づき、前記仮の送信電力を補正する第一の補正手段とを含む
請求項３に記載の無線制御装置。
【請求項５】
第三の条件が、各第二送信局の許容最大送信電力を定めるものであり、
第一の補正手段は、
仮の送信電力が前記許容最大送信電力以上となる第二送信局に、前記許容最大送信電力を割り当てる第一の許容最大送信電力割当手段と、
前記許容最大送信電力が割り当てられた第二送信局が第一受信局に与える干渉電力を、システム与干渉量の許容値から減算して新たな許容値として定める与干渉量許容値更新手段とを有する
請求項４に記載の無線制御装置。
【請求項６】
第三の条件が、各第二送信局の所要最小送信電力を定めるものであり、
第一の補正手段は、仮の送信電力が前記所要最小送信電力未満となる第二送信局に対して、周波数帯域の使用を認めない旨の判定を行う第一の可否判定手段を有する
請求項４または請求項５に記載の無線制御装置。
【請求項７】
計算式が、第二送信局ｊの仮の送信電力をＰｊ’、許容干渉電力をＩａｌｌｏｗ、計算対象となる送信局数をＭ’、第二送信局ｊから第一受信局に至る伝搬利得をＧｊＳＰとしたとき、以下の式（Ａ）で表される
請求項４から請求項６までのうちのいずれか１項に記載の無線制御装置。
【数１１】
2011158502.tif 000013
【請求項８】
計算式が、第一の無線システムの第一送信局の送信電力をＰｐ、第一送信局から第二送信局ｊの配下になる第二受信局に至る伝搬利得をＧｊＰＳとし、第二受信局における雑音電力をＮ、第二送信局ｊから配下にある第二受信局に至る伝搬利得を（バー付き）Ｇｊとしたとき、以下の式（Ｂ）で表される
請求項４から請求項６までのうちのいずれか１項に記載の無線制御装置。
【数１２】
2011158502.tif 000014
【請求項９】
第二送信局送信電力決定手段は、第一の条件と第三の条件とを拘束条件として、第二の条件を満足する第二送信局の送信電力を、数値計算の最適化アルゴリズムによって算出する
請求項３から請求項８のうちのいずれか１項に記載の無線制御装置。
【請求項１０】
第二送信局送信電力決定手段は、第三の条件によって与えられる第二送信局の仮の送信電力を、第一の条件に基づいて補正する第二の補正手段を含む
請求項９に記載の無線制御装置。
【請求項１１】
第三の条件が、各第二送信局の許容最大送信電力を定めるものであり、
第二の補正手段は、
仮の送信電力として前記許容最大送信電力を与えた場合の第一受信局に与える干渉電力が、許容干渉電力以下となる第二送信局に、前記許容最大送信電力を割り当てる第二の許容最大送信電力割当手段と、
前記許容最大送信電力が割り当てられた第二送信局が第一受信局に与える干渉電力を、システム与干渉量の許容値から減算して新たな許容値として定める与干渉量許容値更新手段とを有する
請求項１０に記載の無線制御装置。
【請求項１２】
第三の条件が、各第二送信局の所要最小電力を定めるものであり、
第二の補正手段は、仮の送信電力として前記所要最小送信電力を与えた場合の第一受信局に与える干渉電力が許容干渉電力を超える第二送信局に対して、周波数帯域の使用を認めない旨の判定を行う第二の可否判定手段を有する
請求項１０または請求項１１に記載の無線制御装置。
【請求項１３】
第二の無線システムのトラフィックまたは受信局の位置に基づいて、第三の条件を定める請求項３から請求項１２のうちのいずれか１項に記載の無線制御装置。
【請求項１４】
第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する無線システムであって、
当該無線システムにおいて前記周波数帯域の二次利用を要求する全ての送信局から第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の前記送信局で用いる送信電力を決定する第二送信局送信電力決定手段を備えた
ことを特徴とする無線システム。
【請求項１５】
第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する第二の無線システムの送信局である複数の第二送信局で用いる送信電力を決定するための第二送信局送信電力決定方法であって、
全ての前記第二送信局から第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の前記第二送信局で用いる送信電力を決定する
ことを特徴とする第二送信局送信電力決定方法。
【請求項１６】
第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する第二の無線システムの送信局である複数の第二送信局で用いる送信電力を決定するための第二送信局送信電力決定用プログラムであって、
コンピュータに、
全ての前記第二送信局から第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の前記第二送信局で用いる送信電力を決定する処理
を実行させる第二送信局送信電力決定用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なるシステム間で周波数を共用する無線システムに関し、特に、セカンダリシステムの送信局である複数の第二送信局の送信電力を制御する無線制御装置、無線システム、第二送信局送信電力決定方法および第二送信局送信電力決定用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線通信においては周波数資源に限りがあるため、周波数の有効利用を図る技術が必要となる。周波数を有効に利用するために、多値変調や誤り訂正符号などのような１Ｈｚ当たりの伝送速度の向上を図る技術や、セル単位の周波数繰り返し利用方法を用いるセルラシステム、１セル繰り返しによるＣＤＭＡ通信方式、干渉キャンセラなど様々な検討が行われている。【０００３】
一方、近年、電波が使用されていない空き周波数帯域を利用して無線通信を行なう“コグニティブ無線（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｒａｄｉｏ）”の概念が脚光を浴びている。このようなコグニティブ無線方式は、無線基地局自らが、利用対象の全周波数帯域のうち当該無線基地局周辺で現在空いている周波数帯域を探し出して通信に利用する仕組みを有する。例えば、時間帯や地域によって、各無線システムにおいて現時点では使われていない周波数帯域が存在する場合に、この周波数帯域を当該無線基地局における無線通信に用いることを可能とする。このように、コグニティブ無線方式によれば周波数の有効利用が期待できる。【０００４】
無線基地局は、自無線基地局や自無線基地局がカバーするカバーエリアに存在する無線端末によって、電波が使用されていない周波数帯域を推定したり、プライマリシステムが使用していない周波数帯域の情報を入手したりして、その周波数帯域を用いて通信を行なう。このとき、対象の周波数帯域が割り当てられた、または優先的な使用が許可された他の無線システムに干渉を与えることによって他の無線システムの受信品質を劣化させないように、空き周波数帯域を使用することが求められる。【０００５】
例えば、所定の送信電力により電波を送信する場合には、他の無線システムから十分に離れた場所で電波を使用する必要がある。また、例えば他の無線システムから十分離れていない場所で電波を使用する場合には、送信電力を抑えたりする必要がある。【０００６】
以上のような電波が使用されていない周波数帯域を使用する技術において、例えば、非特許文献１には、全基地局が等しい送信電力で空き周波数を使用する場合についての検討および評価結果が記載されている。より具体的には、優先度の高いプライマリシステムとして地上デジタル放送を想定し、優先度の低いセカンダリシステムとしてＷＲＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｒｅｇｉｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）を想定する。このとき、複数のセカンダリシステムの基地局が、プライマリシステムの空き周波数帯域を使用するモデルを用いて、セカンダリ基地局間距離および評価エリア範囲をパラメータとして周波数利用効率とカバレッジ効率の評価結果が非特許文献１に記載されている。【０００７】
また、無線基地局における送信電力制御方法に関して、例えば、特許文献１には、無線基地局における干渉量を基に、当該無線基地局の送信電力を決定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１３５６７３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｃｈａ−ｓｉｋ  Ｌｅｅｍ，Ｊａｉｙｏｎｇ  Ｌｅｅ，Ｓａｎｇｗｏｎ  Ｋｉｍ，Ｃｈａｎｇ−ｊｏｏ  Ｋｉｍ，ａｎｄ  Ｓｕｎｇ−ｃｈｕｌ  Ｋａｎｇ，“Ｔｈｅ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｏｖｅｒｌａｙ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＴＶ  ｂａｎｄ”，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  （ＣｒｏｗｎＣｏｍ），２００８年５月，ｐ．１−５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載されている送信電力制御方法は、自無線基地局における干渉量を基に当該局の送信電力を決定している。すなわち、干渉量の評価対象と送信電力の決定対象が同一であるため、本願発明が対象としているような、異なるシステム間で周波数を共用する無線システムに適用しても適切な送信電力は設定されない。【００１１】
なお、非特許文献１では、異なるシステム間で周波数を共用する無線システムにおけるセカンダリシステムの基地局の送信電力の制御方法について検討されている。しかし、非特許文献１に記載されているように、セカンダリシステムの全基地局での送信電力を等しくする場合、以下の問題が存在する。例えば、セカンダリシステムの全基地局での送信電力を等しくする場合、許容範囲内であっても必ずしもセカンダリシステム全体として伝送容量を大きくできないという問題点が生じる。非特許文献１に記載されている方法では、例えば複数のセカンダリシステムの基地局のうち１つがプライマリシステムの近傍にある場合、この基地局が与える干渉を抑えるために全てのセカンダリ基地局の送信電力が低く抑えられる。その結果、セカンダリシステムの伝送容量が大きくならない。【００１２】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セカンダリシステムの基地局等、複数の第二送信局の送信電力を適切に制御することにより、第一の無線システム（プライマリシステム）への干渉を抑圧しつつ、セカンダリシステムの伝送容量を出来るだけ大きくすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による無線制御装置は、第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する第二の無線システムの送信局である複数の第二送信局で用いる送信電力を決定する無線制御装置であって、全ての第二送信局から第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の第二送信局で用いる送信電力を決定する第二送信局送信電力決定手段を備えたことを特徴とする。【００１４】
また、本発明による無線システムは、第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する無線システムであって、当該無線システムにおいて周波数帯域の二次利用を要求する全ての送信局から第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の送信局で用いる送信電力を決定する第二送信局送信電力決定手段を備えたことを特徴とする。【００１５】
また、本発明による第二送信局送信電力決定方法は、第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する第二の無線システムの送信局である複数の第二送信局で用いる送信電力を決定するための第二送信局送信電力決定方法であって、全ての第二送信局から第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の第二送信局で用いる送信電力を決定することを特徴とする。【００１６】
また、本発明による第二送信局送信電力決定用プログラムは、第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する第二の無線システムの送信局である複数の第二送信局で用いる送信電力を決定するための第二送信局送信電力決定用プログラムであって、コンピュータに、全ての第二送信局から第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の第二送信局で用いる送信電力を決定する処理を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の第二送信局の送信電力を適切に制御することにより、第一の無線システム（プライマリシステム）への干渉を抑圧しつつ、セカンダリシステムの伝送容量をより大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る無線システムの一例を示すシステム構成図である。
【図２】第１の実施形態のシステム帯域の一例を示す周波数構成図である。
【図３】第１の実施形態のシステム帯域の他の例を示す周波数構成図である。
【図４】第１の実施形態の無線制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態の送信電力算出部の構成例を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態の無線制御装置の全体動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態における送信電力算出動作のより詳細な例を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態の送信電力算出部の構成例を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態の送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態における送信電力算出動作のより詳細な例を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態の送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部の他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の概要を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施形態１．
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。本実施形態では、プライマリシステムの受信局に与える干渉量についての許容値を満足しつつ、セカンダリシステムの伝送容量を最大あるいは最大に近い値とするためのセカンダリ基地局の送信電力決定方法を採用する。また、セカンダリ基地局の送信電力の最大値・最小値についても条件に加え、セカンダリ基地局の送信電力を決定している。
【００２０】
図１は、本発明に係る無線制御装置５０の一例を含み、かつ、第一の無線システム１１と第二の無線システム１２を備える無線システム１を示すシステム構成図である。本発明においては、第一の無線システム１１をプライマリシステム、第二の無線システム１２をセカンダリシステムとして説明する。
【００２１】
プライマリシステム１１は、基地局１０１を備える。また、システム帯域として、例えば、図２に示すような周波数帯域２１が割り当てられている（または優先的な使用が許可されている）。
【００２２】
また、プライマリシステム１１は、基地局１０１との間で通信または放送が可能なエリア（カバーエリア）１０２内に端末局１０３を備える。なお、図１では、基地局１０１のカバーエリア１０２内に５つの端末局１０３（端末局１０３−１〜１０３−５）を示しているが、端末局１０３の数はいくつであってもよい。
【００２３】
一方、セカンダリシステム１２は、図１に示す例では、基地局２０１と、基地局３０１と、基地局４０１とを備える。基地局２０１は、そのカバーエリア２０２が、プライマリシステム１１の基地局１０１のカバーエリア１０２の周辺またはオーバーラップするように配置される。また、基地局２０１のカバーエリア２０２内には１台以上の端末局２０３が存在すると仮定する。
【００２４】
同様に、基地局３０１と４０１とは、それぞれのカバーエリア３０２、４０２が、プライマリシステム１１の基地局１０１のカバーエリア１０２の周辺またはオーバーラップするように配置される。また、基地局３０１と４０１のカバーエリア３０２と４０２内に、それぞれ１台以上の端末局３０３、１台以上の端末局４０３が存在すると仮定する。
【００２５】
なお、図１に示す例では、基地局２０１のカバーエリア２０２内に端末局２０３−１と端末局２０３−２とが存在し、基地局３０１のカバーエリア３０２内に端末局３０３−１と端末局３０３−２とが存在し、基地局４０１のカバーエリア４０２内に端末局４０３−１と端末局４０３−２とが存在する例を示している。ただし、端末局２０３、３０３、４０３の数はいくつであってもよい。
【００２６】
ここで、セカンダリシステム１２は、例えば図２に示すような、プライマリシステム１１のシステム帯域として割り当てられている、または優先的な使用が許可されている周波数帯域２１と同一の周波数帯域２２を空間的に離れて使用する。
【００２７】
また、プライマリシステム１１が、システム帯域として例えば図３に示すような周波数帯域３１が割り当てられている、または優先的な使用が許可されている場合に、セカンダリシステム１２が、その周波数帯域３１の隣接周波数帯域３２を使用する場合もある。
【００２８】
このようなシステムモデルにおいて、無線制御装置５０は、セカンダリシステム１２からプライマリシステム１１に到達する干渉信号がプライマリシステムの受信局における受信性能に影響を与えないように、セカンダリシステム１２の送信局の送信電力を決定する。ここでは、プライマリシステムの下り回線において、図２に示す周波数帯域２１または図３に示す周波数帯域３１を使用する形態を想定し、セカンダリシステムの下り回線において、図２に示す周波数帯域２２または図３に示す周波数帯域３２を使用する形態を想定する。そのため、プライマリシステムの基地局１０１のカバーエリア１０２内のプライマリ端末局１０３−１〜１０３−５がプライマリシステムの受信局となる。また、セカンダリシステムの基地局２０１、３０１、４０１がセカンダリシステムの送信局となる。
【００２９】
図４は、無線制御装置５０の構成例を示すブロック図である。無線制御装置５０は、プライマリ情報格納部５０１と、伝搬利得算出部５０２と、許容干渉電力算出部５０３と、送信電力算出部５０４と、他受信点干渉評価部５０５と、評価指標算出部５０６と、信号受信部５０７と、セカンダリ情報格納部５０８と、送信電力決定部５０９と、信号送信部５１０とを備える。
【００３０】
プライマリ情報格納部５０１は、プライマリシステムの情報（以下、プライマリ情報という。）が格納されたプライマリＤＢ（ＤａｔｅＢａｓｅ）１０４よりプライマリ情報を入手して格納する。プライマリ情報は、例えば、プライマリ基地局の使用周波数情報、カバーエリア情報、位置情報、送信電力情報、送信アンテナ高情報、送信アンテナ指向特性情報や、プライマリ端末局の位置情報、受信アンテナ高情報、受信アンテナ指向特性情報や、周辺の地形や地物情報や、許容ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ：信号電力対干渉電力比）情報等である。
【００３１】
なお、プライマリ情報格納部５０１が格納するプライマリ情報は、伝搬利得算出部５０２、許容干渉電力算出部５０３、送信電力算出部５０４、他受信点干渉評価部５０５、評価指標算出部５０６によって参照される。無線制御装置５０（より具体的にはプライマリ情報格納部５０１）とプライマリＤＢ１０４とは有線で接続されていてもよいし、無線によりプライマリ情報を入手する構成であってもよい。なお、プライマリ情報格納部５０１の代わりにプライマリＤＢ１０４そのものを、無線制御装置５０が備える構成であってもよい。
【００３２】
信号受信部５０７は、各セカンダリ基地局２０１、３０１、４０１からセカンダリ情報を受信し、セカンダリ情報格納部５０８に出力（格納）する。セカンダリ情報とは、セカンダリシステムの情報であって、例えば、セカンダリ基地局の使用周波数情報、カバーエリア情報、位置情報、許容最大送信電力値情報、所要最小送信電力値情報、送信アンテナ高情報、送信アンテナ指向特性情報や、周辺の地形や地物情報等である。さらにセカンダリ情報には、トラフィックが発生中のセカンダリ端末局の位置情報、受信アンテナ高情報、受信アンテナ指向特性情報、無線リソース割り当て情報等が含まれていてもよい。なお、無線制御装置５０（より具体的には信号受信部５０７）と各セカンダリ基地局２０１、３０１、４０１とは、有線で接続されていてもよいし、無線によりセカンダリ情報を入手する構成であってもよい。無線にてセカンダリシステムの各基地局と情報を交換（収集および通知）する場合には、無線制御装置５０は送信アンテナおよび受信アンテナを備える構成となる。
【００３３】
ここで、セカンダリ情報に含まれるセカンダリ基地局の許容最大送信電力値や所要最小送信電力値は、セカンダリ基地局を構成するパワーアンプなどの性能面から規定されるものであってもよい。また、これらの値は、セカンダリ基地局における現在のまたは将来予想されるトラフィックやトラフィックが発生中のセカンダリ端末局の位置情報等に基づいて適応的に変更される値であってもよい。例えば、各セカンダリ基地局のトラフィック量について、許容最大送信電力値を規定するための閾値を定めておき、現在のまたは将来予想されるトラフィックが所定の閾値よりも多い場合には、性能面から規定される最大値を許容最大送信電力値としてもよい。また、例えば現在のまたは将来予想されるトラフィックが所定の閾値よりも少ない場合には、性能面から規定される最大値よりも低い値を許容最大送信電力値としてもよい。また、例えばトラフィックが発生中のセカンダリ端末局の位置がセカンダリ基地局の近傍（例えば、所定の閾値以内の距離）に存在する場合には、性能面から規定される最大値よりも低い値を許容最大送信電力値としてもよい。
【００３４】
なお、ここでは無線制御装置５０が、セカンダリシステム１２とは独立して存在する構成を説明したが、本実施形態はそれに限定されない。例えば、無線制御装置５０が、セカンダリシステム１２のネットワーク内に存在する構成としてもよい。また、セカンダリシステム１２の送信局（基地局や端末局）に無線制御装置５０を備える構成としてもよい。
【００３５】
セカンダリ情報格納部５０８は、信号受信部５０７から出力されたセカンダリ情報を格納する。なお、セカンダリ情報格納部５０８が格納するセカンダリ情報は、伝搬利得算出部５０２、送信電力算出部５０４、他受信点干渉評価部５０５、評価指標算出部５０６によって参照される。
【００３６】
伝搬利得算出部５０２は、セカンダリシステムの基地局２０１、３０１、４０１からプライマリシステムへの受信局１０３（本例では、受信局１０３−１〜１０３−５）との間の伝搬利得の算出を行う。より具体的には、伝搬利得算出部５０２は、プライマリ情報格納部５０１に格納されているプライマリ情報（例えば、プライマリ端末局の位置情報や受信アンテナ高情報、周辺の地形や地物情報）と、セカンダリ情報格納部５０８に格納されているセカンダリ情報（例えば、セカンダリ基地局の使用周波数情報やセカンダリ基地局の位置情報、送信アンテナ高情報）とを用いて、所定の伝搬損失算出式によってセカンダリシステムの基地局からプライマリ端末局までの伝搬損失ＬｊＳＰ０［ｄＢ］（ｊはセカンダリ基地局の番号を表す）を算出する。例えば、秦式（中小都市モデル）を用いて算出する場合には、伝搬損失は、以下の式（１）で算出される。
【００３７】
ＬｊＳＰ０＝６９．５５＋２２．１６ｌｏｇ（ｆ）−１３．８２ｌｏｇ（ｈｂ）−（１．１ｌｏｇ（ｆ）−０．７）ｈｍ＋（１．５６ｌｏｇ（ｆ）−０．８）＋（４４．９−６．５５ｌｏｇ（ｈｂ））ｌｏｇｄ  ・・・式（１）
【００３８】
ここで、ｆはセカンダリ基地局が使用する周波数を表し、ｈｂはセカンダリ基地局のアンテナ高を表し、ｈｍはプライマリ端末局のアンテナ高を表し、ｄはセカンダリ基地局とプライマリ端末局間の距離を表す。
【００３９】
なお、ここでは伝搬損失の算出に秦式（中小都市モデル）を用いた場合の例を示したが、伝搬損失の算出式は上記のものに限定されない。例えば、複数の伝搬利得算出モデルを用意しておき、プライマリ情報格納部５０１に格納されているプライマリ情報（例えば、周辺の地形や地物情報）を用いて、最適な伝搬利得算出式を選択する構成としてもよい。例えば、大都市モデル、郊外地モデル、開放地モデルなどから最適な伝搬利得算出式を選択してもよい。さらには、伝搬損失の算出に、坂上式やＩＴＵ−Ｒ勧告のＰ．１５４６モデル、平面大地伝搬モデル、自由空間伝搬損失式など、他の伝搬モデルや伝搬損失式を用いてもよい。
【００４０】
次に、プライマリシステムとセカンダリシステム間の伝搬利得ＧｊＳＰ０を以下の式（２）より求める。
【００４１】
【数１】
2011158502.tif 000003
【００４２】
ここで、伝搬利得は伝搬損失とは逆の関係になる。そのため、伝搬利得が大きいとは伝搬損失が小さいことを意味し、伝搬利得が小さいとは伝搬損失が大きいことを表す。さらに、プライマリシステムの端末局（プライマリ端末局）とセカンダリ基地局間のシステム間伝搬利得ＧｊＳＰは、プライマリ端末局のセカンダリ基地局方向へのアンテナ指向特性を考慮した受信アンテナ利得と、セカンダリ基地局のプライマリ端末局方向への送信アンテナ指向特性を考慮した送信アンテナ利得とを考慮して、以下の式（３）のように表される。
【００４３】
ＧｊＳＰ＝ＧｊＳＰ０×ＴｘＧｊ×ＲｘＧｊ  ・・・式（３）
【００４４】
ここで、ＴｘＧｊは、セカンダリ基地局ｊのプライマリ端末局の方向への送信アンテナ指向特性を考慮した送信アンテナ利得を表す。また、ＲｘＧｊは、プライマリ端末局のセカンダリ基地局ｊの方向へのアンテナ指向特性を考慮した受信アンテナ利得を表す。
【００４５】
伝搬利得算出部５０２は、セカンダリ基地局とその基地局のカバーエリア内に存在する端末局との間の伝搬利得や、当該端末局（セカンダリ基地局のカバーエリア内に存在する端末局）と当該端末局が接続する基地局とは異なる基地局との間の伝搬利得も算出してもよい。このように求めた伝搬利得情報は、送信電力算出部５０４、他受信点干渉評価部５０５、評価指標算出部５０６に出力され、セカンダリシステムの伝送容量を求めるために使用される。なお、セカンダリ基地局とその基地局のカバーエリア内に存在する端末局との間の伝搬利得は、例えば、後述する式（５）の伝搬利得Ｇｊｋとして用いられる。また、セカンダリ基地局のカバーエリア内に存在する端末局と、当該端末局が接続する基地局とは異なる基地局との間の伝搬利得は、例えば、後述する式（６）のＧｈｊｋＳＳとして用いられる。
【００４６】
許容干渉電力算出部５０３は、プライマリシステムにおける許容干渉電力を算出し、許容干渉電力情報として送信電力算出部５０４に出力する。許容干渉電力は、例えば、プライマリシステムの所要受信信号電力がＳ［ｄＢｍ］であり、許容ＳＩＲが２３［ｄＢ］と規定されている場合、Ｓ−２３［ｄＢｍ]で求められる。
【００４７】
送信電力算出部５０４は、プライマリ情報と、セカンダリ情報と、伝搬利得算出部５０２によって算出された伝搬利得情報と、許容干渉電力算出部５０３によって算出された許容干渉電力情報とを用いて、各セカンダリ基地局の送信電力を算出する。より具体的には、送信電力算出部５０４は、対象とするプライマリ端末局に対して、セカンダリ基地局から与えられる干渉量を許容値以下に抑えつつ、プライマリシステムの伝送容量を出来るだけ大きくするための各セカンダリ基地局の送信電力を求める。送信電力算出部５０４は、算出した送信電力を送信電力情報として、他受信点干渉評価部５０５に出力する。なお、送信電力算出部５０４のより詳細な構成および送信電力算出部５０４におけるより詳細な送信電力の算出方法については後述する。
【００４８】
他受信点干渉評価部５０５は、プライマリ情報と、セカンダリ情報と、伝搬利得算出部５０２によって算出された伝搬利得情報と、送信電力算出部５０４によって算出された送信電力情報とを用いて、送信電力算出部５０４での処理において対象としたプライマリ端末局以外のプライマリ端末局において干渉量が許容値以下であるかを評価する。その結果、全てのプライマリ端末局において干渉量が許容値以下である場合には、他受信点干渉評価部５０５は、その旨と送信電力算出部５０４からの送信電力情報とを評価指標算出部５０６に通知する。
【００４９】
評価指標算出部５０６は、プライマリ情報と、セカンダリ情報と、伝搬利得算出部５０２によって算出された伝搬利得情報と、送信電力算出部５０４によって算出された送信電力情報（ここでは、全てのプライマリ端末局において干渉量が許容値以下であると評価された送信電力の情報）とを用いて、送信電力情報によって示される送信電力を評価するための評価指標を算出し、評価指標情報として送信電力決定部５０８に出力する。例えば、評価指標として、セカンダリシステム全体の伝送容量を算出してもよい。セカンダリシステム全体の伝送容量Ｃは、例えば、以下の式（４）を用いて算出できる。
【００５０】
【数２】
2011158502.tif 000004
【００５１】
ここで、Ｂは使用する周波数帯域幅を表し、Ｍはセカンダリ基地局数を表し、Ｋｊはセカンダリ基地局ｊにおける端末局数を表す。また、ＳＩＮＲｊｋは、各セカンダリ基地局ｊのカバーエリアにおける各端末局ｋのＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：信号電力対干渉および雑音電力比）を表す。なお、信号電力（Ｓｊｋ）と干渉電力（Ｉｊｋ）はそれぞれ以下の式（５），（６）で表される。
【００５２】
Ｓｊｋ＝ＰｊＧｊｋ  ・・・式（５）
【００５３】
【数３】
2011158502.tif 000005
【００５４】
ここで、Ｐｊはセカンダリ基地局ｊの送信電力を表し、Ｇｊｋはセカンダリ基地局ｊからセカンダリ基地局ｊのカバーエリア内に存在するセカンダリ端末局ｋへの伝搬利得を表す。また、Ｐｐはプライマリ基地局の送信電力を表し、ＧｊｋＰＳはプライマリ基地局からセカンダリ基地局ｊのカバーエリア内に存在するセカンダリ端末局ｋへの伝搬利得を表し、ＧｈｊｋＳＳはセカンダリ基地局ｈからセカンダリ基地局ｊのカバーエリア内に存在するセカンダリ端末局ｋへの干渉信号を表す。また、Ｎは雑音電力である。なお、Ｓｊｋ、Ｉｊｋ、Ｎは真数で表されるとする。
【００５５】
なお、ここではセカンダリ情報に、トラフィックが発生中のセカンダリ端末局の位置情報と受信アンテナ高情報と受信アンテナ指向特性情報とが含まれている場合を想定して、セカンダリシステム全体の伝送容量を厳密に算出した。ただし、評価指標はこれに限定されない。例えば、各セカンダリ基地局に対して代表端末１台（Ｋｊ＝１）を想定することで、セカンダリシステム全体の伝送容量を簡易的に算出しても構わない。その際、Ｇｊｋ、ＧｊｋＰＳ、ＧｈｊｋＳＳを、各セカンダリ基地局のカバーエリア情報を基に算出してもよいし、全ての基地局で均一の値を用いてもよい。また、プライマリ基地局からの干渉電力や、端末局が接続するセカンダリ基地局とは異なるセカンダリ基地局からの干渉電力が共に無視できるほど小さい場合には、Ｉｊｋ＝０としても構わない。このような近似が可能となる例としては、対象のセカンダリ基地局がプライマリシステムから大きく離れていて、セカンダリ基地局間が大きく離れている場合などである。大きく離れているか否かは、例えば、両者の距離がそれぞれ所定の閾値以上であるか否かによって判定してもよい。
【００５６】
送信電力決定部５０９は、送信電力算出部５０４での送信電力の算出から評価指標算出部５０６での評価指標の算出まで処理を全てのプライマリ端末局に対して実行した後、それぞれのプライマリ端末局において算出された評価指標情報を基に、最終的なセカンダリ基地局の送信電力を決定する。より具体的には、送信電力決定部５０９は、それぞれのプライマリ端末局において算出されたセカンダリシステムの伝送容量が最大となるようなプライマリ端末局に対する送信電力を最終的なセカンダリ基地局の送信電力として決定する。決定した送信電力の情報である送信電力決定情報は、信号送信部５１０に出力され、信号送信部５１０を介して各セカンダリ基地局２０１，３０１，４０１に送信される。
【００５７】
信号送信部５１０は、必要に応じて送信電力決定部５０９が決定した送信電力の情報を各セカンダリ基地局に送信する。
【００５８】
図５は、送信電力算出部５０４の構成例を示すブロック図である。図５に示す送信電力算出部５０４は、仮送信電力計算部５２０と、最大送信電力値判定部５２１と、スイッチ部５２２と、最大送信電力値割り当て部５２３と、与干渉電力算出部５２４と、許容干渉電力更新部５２５と、計算対象更新部５２６と、最小送信電力値判定部５２７と、スイッチ部５２８と、二次利用不可決定部５２９と、送信電力割り当て部５３０とを備える。
【００５９】
仮送信電力計算部５２０は、計算対象となる各セカンダリ基地局の仮の送信電力（仮送信電力）を計算する。ここで計算された仮送信電力は、以降に示す許容最大送信電力値や所要最小電力値との比較などを通して値が修正され、最終的な送信電力として決定される。仮送信電力計算部５２０は、計算した仮送信電力を仮送信電力情報として、最大送信電力値判定部５２１に出力する。
【００６０】
仮送信電力計算部５２０における仮送信電力の計算方法には、幾つかの計算方法が挙げられる。仮送信電力計算部５２０で仮送信電力を計算する第１の手法は、各セカンダリ基地局からプライマリシステムの受信局に与える干渉電力が等しくなるように，各セカンダリ基地局からの仮送信電力を計算する手法である。具体的には、仮送信電力計算部５２０は、セカンダリ基地局ｊの仮送信電力Ｐｊ’を以下の式（７）を用いて算出する。
【００６１】
【数４】
2011158502.tif 000006
【００６２】
ここで、Ｉａｌｌｏｗは許容干渉電力情報を表す。また、Ｍ’は計算対象となるセカンダリ基地局数である。
【００６３】
仮送信電力計算部５２０で仮送信電力を計算する第２の手法は、以下の計算式（８）による手法である。
【００６４】
【数５】
2011158502.tif 000007
【００６５】
ここで、バー付きのＧｊはセカンダリ基地局ｊにおける端末局への伝搬利得の代表値である。なお、ＰｐＧｊＰＳはプライマリ基地局からセカンダリ端末局に至る干渉電力を表している。なお、この値が雑音電力Ｎに比べて小さい場合には、ＰｐＧｊＰＳ＝０としても構わない。
【００６６】
式（８）は、計算対象とされた全てのセカンダリ基地局からプライマリ受信局に与える干渉量を許容値とする条件のもとで、それらセカンダリ基地局の受信局であるセカンダリ端末局での伝送容量を最大化するためのセカンダリ基地局ｊの送信電力を理論的に算出したものである。また、式（７）は、式（８）の第２項が小さいものと仮定し、この項を無視したものである。
【００６７】
最大送信電力値判定部５２１は、送信電力計算部５２０によって算出された各セカンダリ基地局の仮送信電力と、セカンダリ情報格納部５０８に格納されているセカンダリ情報によって示される各セカンダリ基地局の許容最大送信電力値とを比較する。そして、最大送信電力値判定部５２１は、比較結果によりスイッチ部５２２の接続先（ここでは、次の制御指示の意味を含む当該最大送信電力値判定部５２１からの仮送信電力情報の出力先を意味する）を切り換える。ここでは、各セカンダリ基地局の仮送信電力情報の中に許容最大送信電力値以上となるセカンダリ基地局が１つ以上含まれている場合には、当該最大送信電力値判定部５２１の出力が最大送信電力値割り当て部５２３に接続されるようにスイッチ部５２２を切り換える。この場合、最大送信電力値割り当て部５２３に仮送信電力情報が出力される。一方、各セカンダリ基地局の仮送信電力情報の中に許容最大送信電力値以上となるセカンダリ基地局が含まれていない場合には、最小送信電力値設定部５２７に接続されるようにスイッチ部５２２を切り換える。この場合、最小送信電力値設定部５２７に仮送信電力情報が出力される。
【００６８】
最大送信電力値割り当て部５２３は、各セカンダリ基地局の仮送信電力情報の中に許容最大送信電力値以上となるセカンダリ基地局が１つ以上含まれている場合に、最大送信電力判定部５２１からの仮送信電力情報を受けて、許容最大送信電力による補正を行う。最大送信電力値割り当て部５２３は、仮送信電力が許容最大送信電力値以上となる全てのセカンダリ基地局に対して、許容最大送信電力値を当該基地局の送信電力として割り当てる。そして、最大送信電力値割り当て部５２３は、該当するセカンダリ基地局の仮送信電力の値を変更して仮送信電力情報を更新し、与干渉電力算出部５２４および許容干渉電力更新部５２５に出力する。なお、最大送信電力値割り当て部５２３から許容干渉電力更新部５２５へは、許容最大送信電力値を割り当てたセカンダリ基地局の情報が出力されればよい。そのため、最大送信電力値割り当て部５２３は、後述の与干渉電力算出部５２４を介して許容干渉電力更新部５２５へセカンダリ基地局の情報を出力してもよい。
【００６９】
与干渉電力算出部５２４は、許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局の情報を抽出する。そして、与干渉電力算出部５２４は、抽出した全てのセカンダリ基地局に対して許容最大送信電力で信号送信した場合のプライマリ端末局に与える干渉電力Ｉａｆｔｅｒを算出する。干渉電力Ｉａｆｔｅｒは、例えば、以下の式（９）により算出できる。なお、算出された干渉電力は、干渉電力情報として許容干渉電力更新部５２５に出力される。なお、与干渉電力算出部５２４は、必要に応じて、許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局の情報も出力する。
【００７０】
【数６】
2011158502.tif 000008
【００７１】
ここで、ＰｊＭＡＸは許容最大送信電力値を表し、Ｘは許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局数を表す。
【００７２】
許容干渉電力更新部５２５は、与干渉電力算出部５２４から出力される干渉電力情報を基に、許容干渉電力情報Ｉａｌｌｏｗを以下の式（１０）を用いて更新する。なお、ここで更新された許容干渉電力は、以降に行われる仮送信電力計算部５２０における仮送信電力の再計算に用いられる。許容干渉電力更新部５２５は、許容干渉電力を更新した旨を計算対象更新部５２６に出力する。なお、許容干渉電力更新部５２５は、必要に応じて、許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局の情報も出力する。
【００７３】
Ｉａｌｌｏｗ−＝Ｉａｆｔｅｒ  ・・・式（１０）
【００７４】
一方、最小送信電力値設定部５２７は、各セカンダリ基地局の仮送信電力情報の中に許容最大送信電力値以上となるセカンダリ基地局が含まれていない場合に、最大送信電力判定部５２１からの仮送信電力情報を受けて、所要最小送信電力値による補正（ここでは条件判定）を行う。最小送信電力値設定部５２７は、仮送信電力計算部５２０で算出された仮送信電力のうち最小の仮送信電力が割り当てられているセカンダリ基地局を抽出する。最小送信電力値設定部５２７は、抽出したセカンダリ基地局の仮送信電力と、セカンダリ情報格納部５０８に格納されているセカンダリ情報で示される当該セカンダリ基地局の所要最小送信電力値とを比較する。そして、最小送信電力値設定部５２７は、その結果によりスイッチ部５２８の接続先（ここでは、次の制御指示の意味を含む当該最小送信電力値設定部５２７からの最小送信電力判定結果の出力先を意味する）を切り換える。
【００７５】
最小送信電力値設定部５２７は、評価対象の仮送信電力が所要最小送信電力値未満となる場合には、二次利用不可決定部５２９に接続するようにスイッチ部５２８を切り換える。この場合、二次利用不可決定部５２９に最小送信電力判定結果が出力される。一方、評価対象の仮送信電力が所要最小送信電力値以上となる場合には、最小送信電力値設定部５２７は、送信電力割り当て部５３０に接続するようにスイッチ部５２８を切り換える。この場合、送信電力割り当て部５３０に最小送信電力判定結果が出力される。
【００７６】
二次利用不可決定部５２９は、各セカンダリ基地局の仮送信電力情報の中に許容最大送信電力値以上となるセカンダリ基地局が含まれていない場合であって、各セカンダリ基地局に割り当てられている仮最小電力の中で最小の仮送信電力である評価対象の仮送信電力が所要最小送信電力値未満となる場合に、最小送信電力値設定部５２７からの最小送信電力判定結果を受けて、対象のセカンダリ基地局に対して二次利用を不可とする判定を行う。二次利用不可決定部５２９は、受け付けた最小送信電力判定結果を基に、送信電力が所要最小電力値未満と判定されたセカンダリ基地局に対して、対象とされた周波数帯域に対して二次利用不可の判定を行う。そして、二次利用不可決定部５２９は、その結果を二次利用不可判定結果として計算対象更新部５２６に出力する。
【００７７】
計算対象更新部５２６は、１つ以上のセカンダリ基地局に許容最大送信電力が割り当てられた結果、許容干渉電力更新部５２５からの許容干渉電力を更新した旨の情報や、二次利用不可決定部５２９からの二次利用判定結果を受けて、次回の仮送信電力割り当ての計算対象とするセカンダリ基地局を決定する。計算対象更新部５２６は、最大送信電力値割り当て部５２３で許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局、および二次利用不可決定部５２９で二次利用不可と判定されたセカンダリ基地局を、次回の仮送信電力割り当ての計算対象から除外する。そして、計算対象更新部５２６は、除外した結果残ったセカンダリ基地局があればそのセカンダリ基地局を計算対象として示す計算対象情報を仮送信電力計算部５２０に出力する。
【００７８】
仮送信電力計算部５２０は、入力される計算対象情報を基に、計算対象として示されたセカンダリ基地局について新たに仮送信電力を算出する。そして、仮送信電力計算部５２０は、その結果を仮送信電力情報として最大送信電力値判定部５２１に出力する。
【００７９】
このようにして所定の条件が満たされるまで仮送信電力の計算が繰り返し行われる。最終的に、計算対象とされた全てのセカンダリ基地局について、二次利用不可と判定されるか、または、許容最大送信電力以下かつ所要最小送信電力値以上の値が割り当てられることになる。
【００８０】
ここで、最小送信電力値判定部５２７において、評価対象の仮送信電力が所要最小送信電力値以上となる場合には、既に説明したように、最小送信電力値設定部５２７の出力先が送信電力割り当て部５３０に接続するようにスイッチ部５２８が切り替えられる。そして、送信電力割り当て部５３０に最小送信電力判定結果が出力される。
【００８１】
送信電力割り当て部５３０は、この時点の計算対象のセカンダリ基地局（送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局）に対して、仮送信電力計算部５２０から出力される仮送信電力を当該基地局の送信電力として割り当てる。そして、送信電力割り当て部５３０は、最終的な割り当て結果を送信電力情報として他受信点干渉評価部５０５に出力する。
【００８２】
なお、本実施形態において、プライマリ情報格納部５０１、セカンダリ情報格納部５０８は、例えば、記憶装置によって実現される。また、伝搬利得算出部５０２、許容干渉電力算出部５０３、送信電力算出部５０４、他受信点干渉評価部５０５、評価指標算出部５０６は、例えば、所定の信号処理を行うよう構成されたハードウェアや、プログラムに従って動作するＣＰＵ等のプロセッサユニットによって実現される。なお、それぞれ別々のユニットとして実現されることを妨げない。また、信号受信部５０７、信号送信部５１０は、例えば、所定の信号処理を行うよう構成されたハードウェアや、プログラムに従って動作するＣＰＵ等のプロセッサユニットと、送信用または受信用アンテナとによって実現される。
【００８３】
次に、本実施形態の動作について説明する。図６は、無線制御装置５０全体の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８４】
無線制御装置５０は、まず、プライマリＤＢ１０４よりプライマリ情報を取得し、プライマリ情報格納部５０１に格納する（ステップＳ１０１）。プライマリ情報の取得およびプライマリ情報格納部５０１への格納は、例えば、図示しないプライマリ情報取得手段によって行ってもよいし、少なくとも一部の情報についてユーザ操作等によって予め行われてもよい。
【００８５】
次に、信号受信部５０７は、二次利用を要求するセカンダリ基地局からセカンダリ情報を取得し、セカンダリ情報格納部５０８に格納する（ステップＳ１０２）。また、許容干渉電力算出部５０３は、プライマリ情報を用いて許容干渉電力を算出する（ステップＳ１０３）。
【００８６】
次に、送信電力算出部５０４は、各プライマリ受信点（本例では、プライマリ端末局）に対して、セカンダリ基地局の送信電力を算出する処理を行う（ステップＳ１０４〜ステップＳ１１３：ループＡ）。
【００８７】
ループＡでは、まず伝搬利得算出部５０２が、各セカンダリ基地局に対して、対象となるプライマリ端末局との間の伝搬利得を算出する処理を行う（ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７：ループＢ）。伝搬利得算出部５０２は、ループＢにおいて、二次利用を要求するセカンダリ基地局を１つずつ選択していき、選択したセカンダリ基地局と、対象とされたプライマリ端末局との間の伝搬利得を算出する処理（ステップＳ１０６）を順次行う。
【００８８】
伝搬利得算出のステップ（ステップＳ１０６）において、伝搬利得算出部５０２は、選択したセカンダリ基地局と、対象とされたプライマリ端末局との間の伝搬利得を算出する。伝搬利得算出部５０２は、そのほか、当該セカンダリ基地局とその基地局のカバーエリア内に存在する端末局との間の伝搬利得や、当該端末局と、当該端末局が接続する基地局とは異なる基地局との間の伝搬利得も算出してもよい。
【００８９】
ループＢが完了すると、次に送信電力算出部５０４が、対象とされたプライマリ端末局に対して、セカンダリ基地局から与えられる干渉量を許容値以下に抑えつつプライマリシステムの伝送容量を出来るだけ大きくするための各セカンダリ基地局の送信電力を算出する処理を行う（ステップＳ１０８）。送信電力算出ステップの詳細については後述する。
【００９０】
送信電力算出ステップが完了すると、次に他受信点干渉評価部５０５が、算出された各セカンダリ基地局の送信電力に対して、全てのプライマリ端末局において与干渉量が許容値以下となっているかを確かめる処理を行う（ステップＳ１０９〜ステップＳ１１１：ループＣ）。具体的には、他受信点干渉評価部５０５は、対象とされたプライマリ端末局（プライマリ受信局）以外のプライマリ端末局を１つずつプライマリ観測点として選択する。そして、他受信点干渉評価部５０５は、選択したプライマリ端末局に対して、算出された各セカンダリ基地局の送信電力における与干渉電力が許容干渉電力以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０では、あるプライマリ端末局に対する各セカンダリ基地局の送信電力において、与干渉電力が許容干渉電力以下であると判定されると（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、別のプライマリ端末局をプライマリ観測点として選択し、同様の判定を行っていく。
【００９１】
ループＣにおいて、あるプライマリ端末局に対する各セカンダリ基地局の送信電力における与干渉電力が許容干渉電力を超えると判定された場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、他受信点干渉評価部５０５は、現在の各セカンダリ基地局の送信電力設定値が不適切であると判断して、算出された送信電力は採用しないことに決定する。この場合、無線制御装置５０は、ループＡの先頭に戻り、次のプライマリ端末局を選択し、選択したプライマリ端末局に対してステップＳ１０５以降の処理を行う。
【００９２】
一方、全てのプライマリ端末局において与干渉電力が許容干渉電力以下であった場合には、ループＣが完了しステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、評価指標算出部５０６は、あるセカンダリ基地局の送信電力を用いた場合の当該セカンダリシステムの評価指標として、例えば伝送容量の算出を行う。
【００９３】
全てのプライマリ端末局に対して以上の処理（ステップＳ１０５〜Ｓ１１２）を実行するとループＡが完了し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１１４に進む。
【００９４】
ステップＳ１１４では、送信電力決定部５０９が、これまでの処理結果に基づき、許容干渉電力を満足するセカンダリ基地局の送信電力のうち、セカンダリシステムの伝送容量が最大となるプライマリ端末局に対する送信電力を、最終的なセカンダリ基地局の送信電力として決定する。
【００９５】
次に、セカンダリ基地局の送信電力の算出ステップ（ステップＳ１０８）について説明する。図７は、セカンダリ基地局の送信電力の算出ステップのより詳細な動作の一例を示すフローチャートである。
【００９６】
セカンダリ基地局の送信電力の算出ステップでは、まず、仮送信電力計算部５２０が、全セカンダリ基地局の仮送信電力を算出する（ステップＳ２０１）。ここで計算された仮送信電力は、以降に示す許容最大送信電力値や所要最小電力値との比較などを通して値が修正された後、最終的な送信電力に決定される。
【００９７】
次に、最大送信電力値判定部５２１が、算出された仮送信電力の中から許容最大送信電力値以上となるセカンダリ基地局が１つ以上存在するかを判定する（ステップＳ２０２）。許容最大送信電力値以上となるセカンダリ基地局が１つ以上存在する場合には（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。
【００９８】
ステップＳ２０３では、最大送信電力値割り当て部５２３が、該当する全てのセカンダリ基地局に許容最大送信電力値を割り当てる。次いで、与干渉電力算出部５２４が、該当する全てのセカンダリ基地局から許容最大送信電力で信号送信した場合のプライマリ端末局に与える与干渉電力を算出する（ステップＳ２０４）。
【００９９】
その後、許容干渉電力更新部５２５が、算出された与干渉電力をもともとの許容干渉電力から減算して許容干渉電力を更新する（ステップＳ２０５）。そして、計算対象更新部５２６は、許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局を次回の仮送信電力割り当ての計算対象から除外し（ステップＳ２０６）、残ったセカンダリ基地局（送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局）を対象にして、再度仮送信電力を算出する処理を行う（ステップＳ２０１に戻る）。
【０１００】
一方、ステップＳ２０２で許容最大送信電力値以上となるセカンダリ基地局が存在しない場合には（ステップＳ２０２のＮｏ）、ステップＳ２０７に進む。
【０１０１】
ステップＳ２０７では、最小送信電力値判定部５２７が、算出された仮送信電力のうち最小の仮送信電力が割り当てられているセカンダリ基地局を抽出し、当該セカンダリ基地局の仮送信電力が所要最小送信電力値未満となっているかを判定する。仮送信電力が最小のセカンダリ基地局の仮送信電力が所要最小送信電力値未満となる場合には（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、ステップＳ２０８に進む。
【０１０２】
ステップＳ２０８では、二次利用不可決定部５２９が、当該セカンダリ基地局は対象の周波数帯域に対して二次利用不可とする判定（決定）を行う（ステップＳ２０８）。そして、計算対象更新部５２６が、二次利用不可と判定されたセカンダリ基地局を次回の送信電力割り当ての計算対象から除外する（ステップＳ２０９）。そして、仮送信電力計算部５２０は、残ったセカンダリ基地局（送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局）を対象にして、再度仮送信電力を算出する処理を行う（ステップＳ２０１に戻る）。
【０１０３】
一方、ステップＳ２０７で、仮送信電力が最小のセカンダリ基地局の仮送信電力が所要最小送信電力値以上となる場合には（ステップＳ２０７のＮｏ）、この時点の計算対象のセカンダリ基地局（送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局）に対して、ステップＳ２０１にて算出された仮送信電力を当該基地局の送信電力として割り当てる（ステップＳ２１０）。
【０１０４】
なお、上記説明では、送信電力算出部５０４による各セカンダリ基地局の送信電力算出方法として図５や図７に示す構成およびフローチャートを示したが、本実施の形態はこれに限定されない。例えば、一般的な数値解析による最適化アルゴリズムを用いて各セカンダリ基地局の送信電力を算出してもよい。最適化アルゴリズムの具体例としては、ニュートン法の適用が挙げられる。その際、以下の式（１１）、式（１２）が拘束条件となる。
【０１０５】
【数７】
2011158502.tif 000009
【０１０６】
ここで、ＰＭＩＮは所要最小送信電力値を表し、ＰＭＡＸは許容最大送信電力値を表す。このとき、上述の式（４）で規定されるセカンダリシステムのシステム伝送容量Ｃを最大化するように、セカンダリ基地局の仮送信電力Ｐｊを決定する。
【０１０７】
また、本実施形態の送信電力算出部５０４による各セカンダリ基地局の送信電力算出においては、各セカンダリ基地局に許容最大送信電力値ならびに所要最小送信電力値が規定されていることを前提に、各セカンダリ基地局の送信電力がこれらの範囲に収まるようにした。
【０１０８】
セカンダリ基地局に許容最大送信電力値や所要最小送信電力値が規定されていない場合には、関連する処理は不要である。例えば、許容最大送信電力値が規定されていない場合には、構成に関して、図５に示す送信電力算出部５０４の構成例における最大送信電力値判定部５２１、スイッチ部５２２、最大送信電力値割り当て部５２３、与干渉電力算出部５２４、許容干渉電力更新部５２５が不要となる。また、動作に関して、図７に示すセカンダリ基地局の送信電力算出ステップにおけるステップＳ２０２〜ステップＳ２０６までの処理が不要となる。一方、所要最小送信電力値が規定されていない場合には、構成に関して、図５に示す送信電力算出部５０４の構成例における最小送信電力値判定部５２７、スイッチ部５２８、二次利用不可決定部５２９が不要となる。また、動作に関して、図７に示す無線制御装置５０のセカンダリ基地局の送信電力算出ステップにおけるステップＳ２０７〜ステップＳ２０９までの処理が不要となる。
【０１０９】
ここで、許容最大送信電力値および所要最小送信電力値が共に規定されていない場合には、構成に関して、図５に示す送信電力算出部５０４の構成例における最大送信電力値判定部５２１、スイッチ部５２２、最大送信電力値割り当て部５２３、与干渉電力算出部５２４、許容干渉電力更新部５２５、最小送信電力値判定部５２７、スイッチ部５２８、二次利用不可決定部５２９が不要となるのに加えて、計算対象更新部５２６も不要となる。また、動作に関して、図７に示す無線制御装置５０のセカンダリ基地局の送信電力算出ステップにおけるステップＳ２０２〜ステップＳ２０９までの処理が不要となる。
【０１１０】
また上記説明では、全てのプライマリ端末局に対してセカンダリ送信電力を算出した上で、伝送容量が最大となるようなプライマリ端末局に対する送信電力を最終的なセカンダリ基地局の送信電力として決定する例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、プライマリ端末局の位置が既知でない場合には、プライマリのカバーエリアを所定のメッシュエリアに分割し、そのメッシュエリア内に観測点を設定して、その観測点をプライマリ端末局として扱ってもよい。
【０１１１】
または、全てのプライマリ端末局に対して、図６のステップＳ１０４〜ステップＳ１１３までの処理を実施するのではなく、セカンダリ基地局からの与干渉電力が大きいと想定されるプライマリ端末局を予め選定しておき、それらに対してステップＳ１０４〜ステップＳ１１３までの処理を実施しても構わない。セカンダリ基地局からの与干渉電力が大きいと想定されるプライマリ端末局の選定方法としては、例えば、二次利用を要求する各セカンダリ基地局に対して、当該セカンダリ基地局からの伝搬利得が最も大きいまたはセカンダリ基地局からの距離が短いプライマリ端末局を選定すればよい。
【０１１２】
また、セカンダリ基地局からの干渉が及ぶプライマリ受信局が実質的に１点のみの場合には、この点に対して伝搬利得の算出（ステップＳ１０６）や、セカンダリ基地局の送信電力の算出（ステップＳ１０８）を実施しても構わない。この場合、ループＡやループＣ、セカンダリの評価指標算出（ステップＳ１１２）などは不要となる。すなわち、ステップＳ１０８で算出されたセカンダリ基地局の送信電力をそのまま最終的なセカンダリ基地局の送信電力とすればよい。セカンダリ基地局からの干渉が及ぼされるプライマリ受信局が実質的に１点のみとなる場合とは、例えば、プライマリシステムが上り回線において、図２または図３に示す周波数帯域２１または周波数帯域２２を使用する場合が考えられる。また、上記場合として、例えばプライマリシステムの端末局が１台あるいは少数に限定される場合が考えられる。
【０１１３】
また、上記説明では、セカンダリシステムの下り回線において、図２または図３に示す周波数帯域２２または周波数帯域３２を使用する場合を例に説明した。その他、上り回線においてプライマリシステムに割り当てられまたは優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する形態であっても構わない。その場合には、セカンダリシステムの端末局がセカンダリシステムの送信局となる。このとき、全ての端末局をそれぞれ個別に扱って送信電力を決定してもよい。また、各セカンダリ基地局から代表となる端末局を１局選択した上で、選択された代表端末に対して送信電力を決定し、当該送信電力を当該基地局における上り信号の（最大）送信電力としてもよい。このときの代表端末としては、セカンダリ基地局からの伝搬利得が小さくまたは距離が離れた場所にあって、プライマリ受信局への伝搬利得が大きいまたは距離が近い場所にある末局を選択することが望ましい。
【０１１４】
また、上記説明ではセカンダリ基地局２０１、３０１、４０１は、１つのセカンダリシステムに属するとして説明したが、全てのセカンダリ基地局が必ずしも同一のシステムに属している必要はない。例えば、セカンダリ送信局として異なるシステムに属する基地局または端末局に対しても本実施形態を適用可能である。
【０１１５】
以上のように、本実施形態によれば、プライマリシステム１１のシステム帯域として割り当てられたまたは優先的な使用が許可された周波数帯域を二次利用するセカンダリシステム１２において、各セカンダリ基地局の送信電力（すなわち、セカンダリ送信電力）を、プライマリシステム１１に与える干渉量についての許容値を満足しつつ、セカンダリシステムの伝送容量を最大または最大に近い値とする値に適切に設定することができる。なぜなら、少なくともプライマリ受信局に与える干渉量に基づいて、各セカンダリ基地局に送信電力を分配する制御方法をとっているからである。また、セカンダリ送信局の最大値・最小値についても条件に加えることで、現実的な制約条件の下でセカンダリ送信電力を適切に設定することができる。
【０１１６】
実施形態２．
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態では、プライマリシステムへの伝搬利得が小さなセカンダリ基地局から順番に、プライマリシステムの受信局に与える干渉量についての許容値を満足できる限り、許容最大送信電力値を割り当てる方法について説明する。
【０１１７】
本実施形態においても、図１に示すシステム構成図を用いて説明する。以下、本実施形態では、各セカンダリ基地局２０１、３０１、４０１とプライマリシステムの端末局１０３−５との距離がそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３とする。また、それを基に算出した各セカンダリ基地局から端末局１０３−５への伝搬利得（システム間伝搬利得）Ｇ２０１ＳＰ，Ｇ３０１ＳＰ，Ｇ４０１ＳＰについて、Ｇ２０１ＳＰ＞Ｇ３０１ＳＰ＞Ｇ４０１ＳＰの関係が成立している場合を例に説明する。本実施形態では、伝搬利得の小さいセカンダリ基地局の順（本例では、セカンダリ基地局４０１→３０１→２０１の順）に許容最大送信電力値の割り当てが可能か否かを判定し、可能である場合には当該基地局に許容最大送信電力値を割り当てていく。
【０１１８】
以下、具体例を用いて説明する。まず，セカンダリ基地局２０１，３０１，４０１の中から、プライマリシステムの端末局１０３−５への伝搬利得が最も小さなセカンダリ基地局４０１を選択し、許容最大送信電力値を設定する。このとき、許容最大送信電力値を割り当てたセカンダリ基地局４０１からプライマリシステムの端末局１０３−５への干渉電力Ｉ４０１を算出し、許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗと比較する。そして、干渉電力Ｉ４０１が許容干渉電力以下となる場合には、セカンダリ基地局４０１に許容最大送信電力値を割り当てる。その後、許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗから干渉電力Ｉ４０１を減算して、新たな許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗとして更新する。このような操作を伝搬利得の小さなセカンダリ基地局から順番に実行して、各セカンダリ基地局の送信電力を決定していく。
【０１１９】
その際、あるセカンダリ基地局において、許容最大送信電力値を割り当てた場合に許容干渉電力を越えるタイミングが発生する場合がある。例えば、二番目に伝搬利得が小さなセカンダリ基地局３０１に許容最大送信電力値を割り当てた際に、許容最大送信電力値を割り当てたセカンダリ基地局３０１からプライマリシステムの端末局１０３−５への干渉電力Ｉ３０１が現在の許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗを越えてしまうとする。このような場合には、現在の許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗと、セカンダリ基地局３０１からプライマリ端末局への伝搬利得Ｇ３０１ＳＰとを用いて、セカンダリ基地局３０１の送信電力Ｐ３０１を例えば以下の式（１３）により算出する。なお、本例の場合、セカンダリ基地局ｊはセカンダリ基地局３０１である。
【０１２０】
【数８】
2011158502.tif 000010
【０１２１】
このとき、セカンダリ基地局３０１に許容干渉電力に相当する全ての送信電力を割り当てるため、当該セカンダリ基地局３０１よりも伝搬利得が大きいセカンダリ基地局２０１には送信電力を割り当てられない。そこで、本実施形態ではそのような場合には残りのセカンダリ基地局（本例では、セカンダリ基地局２０１）に対して二次利用不可と判定する。
【０１２２】
次に、本実施形態の構成についてより詳細に説明する。本実施形態の無線制御装置５０の全体構成は基本的には図４と同様である。ただし、本実施形態の無線制御装置５０は、送信電力算出部５０４の代わりに送信電力算出部５０４Ａを備える。
【０１２３】
図８は、送信電力算出部５０４Ａの構成例を示すブロック図である。図８に示す送信電力算出部５０４Ａは、セカンダリ基地局数判定部６０１と、スイッチ部６０２と、最小伝搬利得基地局選択部６０３と、第１の与干渉電力算出部６０４と、第１の与干渉電力判定部６０５と、スイッチ部６０６と、最大送信電力値割り当て部６０７と、許容干渉電力更新部６０８と、最大伝搬利得基地局選択部６０９と、第２の与干渉電力算出部６１０と、第２の与干渉電力判定部６１１と、スイッチ部６１２と、二次利用不可決定部６１３と、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４とを備える。
【０１２４】
セカンダリ基地局数判定部６０１は、二次利用を要求するセカンダリ基地局数を判定し、二次利用を要求するセカンダリ基地局数に従いスイッチ部６０２の接続先を制御する。セカンダリ基地局数判定部６０１は、二次利用を要求するセカンダリ基地局数が２以上の場合には、次の制御指示の出力先として、スイッチ部６０２を最小伝搬利得基地局選択部６０３に接続させる。一方、二次利用を要求するセカンダリ基地局数が１以下の場合、セカンダリ基地局数判定部６０１は、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４に接続されるようにスイッチ部６０２を切り換える。
【０１２５】
最小伝搬利得基地局選択部６０３は、この時点の計算対象のセカンダリ基地局（送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局）に対して、対象とするプライマリシステム端末局への伝搬利得が最も小さなセカンダリ基地局を選択し、最小伝搬利得基地局情報として第１の与干渉電力算出部６０４に出力する。
【０１２６】
第１の与干渉電力算出部６０４は、最小伝搬利得基地局選択部６０３によって選択されたセカンダリ基地局ｊに許容最大送信電力値を割り当てた場合のプライマリシステム端末局への与干渉電力Ｉｔｅｓｔを以下の式（１４）により算出する。なお、算出された与干渉電力Ｉｔｅｓｔの情報は、与干渉電力情報１として第１の与干渉電力判定部６０５に出力される。
【０１２７】
Ｉｔｅｓｔ＝ＰＭＡＸＧｊＳＰ  ・・・式（１４）
【０１２８】
第１の与干渉電力判定部６０５は、与干渉電力情報１によって示される与干渉電力Ｉｔｅｓｔと現在の許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗとを比較して、その結果に基づいてスイッチ部６０６の接続先を制御する。第１の与干渉電力判定部６０５は、与干渉電力Ｉｔｅｓｔが許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗ以下となる場合には、次の制御指示の出力先として、スイッチ部６０６を最大送信電力値割り当て部６０７に接続する。一方、与干渉電力Ｉｔｅｓｔが許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗを超える場合、第１の与干渉電力判定部６０５は、最大伝搬利得基地局選択部６０９に接続されるようスイッチ部６０６を切り換える。
【０１２９】
最大送信電力値割り当て部６０７は、選択されたセカンダリ基地局に許容最大送信電力値を割り当て、その結果を許容干渉電力更新部６０８に出力する。
【０１３０】
許容干渉電力更新部６０８は、選択されたセカンダリ基地局に許容最大送信電力値を割り当てた場合の与干渉電力Ｉｔｅｓｔを許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗから減算し、新たな許容干渉電力情報Ｉａｌｌｏｗとして、最小伝搬利得基地局選択部６０３に出力する。
【０１３１】
最小伝搬利得基地局選択部６０３は、算出対象とされているセカンダリ基地局（ここでは、許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局を除いた、送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局）の中で、伝搬利得が最も小さなセカンダリ基地局の選択を行う。
【０１３２】
一方、与干渉電力Ｉｔｅｓｔが許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗを超えた場合に動作することになる最大伝搬利得基地局選択部６０９は、この時点で計算対象とされているセカンダリ基地局（送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局）に対して、プライマリシステム端末局１０３−５への伝搬利得が最大となるセカンダリ基地局を選択する。そして、最大伝搬利得基地局選択部６０９は、選択したセカンダリ基地局の情報を第２の最大伝搬利得基地局情報として、第２の与干渉電力算出部６１０に出力する。
【０１３３】
第２の与干渉電力算出部６１０は、最大伝搬利得基地局選択部６０９によって選択されたセカンダリ基地局に所要最小送信電力値を割り当てた場合のプライマリシステム端末局への与干渉電力Ｉｔｅｓｔを以下の式（１５）により算出する。なお、算出された与干渉電力の情報は、与干渉電力情報２として第２の与干渉電力判定部６１１に出力される。
【０１３４】
Ｉｔｅｓｔ＝ＰＭＩＮＧｊＳＰ  ・・・式（１５）
【０１３５】
第２の与干渉電力判定部６１１は、与干渉電力情報２によって示される与干渉電力Ｉｔｅｓｔと現在の許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗとを比較し、その結果に基づいてスイッチ部６１２の接続先を制御する。
【０１３６】
第２の与干渉電力判定部６１１は、与干渉電力Ｉｔｅｓｔが許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗを超える場合には、次の制御指示の出力先として、スイッチ部６１２を二次利用不可決定部６１３に接続する。一方、与干渉電力Ｉｔｅｓｔが許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗ以下となる場合、第２の与干渉電力判定部６１１は、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４に接続されるようスイッチ部６１２を切り換える。
【０１３７】
二次利用不可決定部６１３は、対象とされたセカンダリ基地局に所要最小送信電力値を割り当てたとしても許容干渉電力以上となることから、対象とされたセカンダリ基地局に対して二次利用不可とする判定を行う。そして、二次利用不可決定部６１３は、当該セカンダリ基地局を送信電力割り当て対象から除外し、その結果を最大伝搬利得基地局選択部６０９に出力する。
【０１３８】
最大伝搬利得基地局選択部６０９は、既に説明したように、送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局（ここでは、送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局と二次利用不可と判定されたセカンダリ基地局とを除いたセカンダリ基地局）の中から、伝搬利得が最も大きなセカンダリ基地局の選択を行う。
【０１３９】
送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４は、この時点で送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局の送信電力を算出して、それらの結果をまとめて送信電力算出情報として出力する。
【０１４０】
図９は、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４の構成例を示すブロック図である。図９に示す送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４は、第２の最小伝搬利得基地局選択部６２０と、第２の送信電力計算部６２１と、第２の送信電力割り当て部６２２とを備える。
【０１４１】
第２の最小伝搬利得基地局選択部６２０は、この時点で送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局の中でプライマリシステム端末局１０３−５への伝搬利得が最小のセカンダリ基地局を選択する。そして、第２の最小伝搬利得基地局選択部６２０は、選択したセカンダリ基地局の情報を最小伝搬利得基地局情報２として第２の送信電力計算部６２１に出力する。
【０１４２】
第２の送信電力計算部６２１は、最小伝搬利得基地局情報２を基に、選択されたセカンダリ基地局ｊのプライマリシステム端末局１０３−５への伝搬利得ＧｊＳＰと、現在の許容干渉電力Ｉａｌｌｏｗとを用いて、選択されたセカンダリ基地局の送信電力Ｐｊを算出する。また、第２の送信電力計算部６２１は、算出した送信電力の情報を送信電力算出情報２として、第２の送信電力割り当て部６２２に出力する。第２の送信電力計算部６２１は、例えば、以下の式（１６）を用いて選択されたセカンダリ基地局の送信電力Ｐｊを算出する。
【０１４３】
【数９】
2011158502.tif 000011
【０１４４】
第２の送信電力割り当て部６２２は、送信電力算出情報２を基に、選択されたセカンダリ基地局ｊに対して、第２の送信電力計算部６２１で算出された送信電力Ｐｊを割り当てる。また、第２の送信電力割り当て部６２２は、送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局の中で第２の最大伝搬利得基地局選択部６２０で選択されなかった他のセカンダリ基地局に対しては、二次利用不可と判定し、送信電力を割り当てない。
【０１４５】
次に、本実施形態の動作を説明する。本実施形態における無線制御装置５０の動作は、基本的に図６に示す第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、セカンダリ送信電力算出ステップＳ１０８がセカンダリ送信電力算出ステップＳ１０８Ａとなる点で異なる。
【０１４６】
図１０は、本実施形態におけるセカンダリ送信電力算出ステップＳ１０８Ａのより詳細な動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、セカンダリ基地局数判定部６０１が、二次利用要求セカンダリ基地局数の判定を行う（ステップＳ３０１）。セカンダリ基地局数判定部６０１は、二次利用を要求するセカンダリ基地局の数が２以上の場合にはステップＳ３０２へ進み、１以下の場合にはステップＳ３１１に進む。
【０１４７】
ステップＳ３０２では、最小伝搬利得基地局選択部６０３が、この時点で送信電力が未割り当ての基地局（最初は、二次利用要求する全てのセカンダリ基地局）の中から、プライマリシステム端末局への伝搬利得が最も小さな基地局を選択する。
【０１４８】
最小伝搬利得基地局選択部６０３によってセカンダリ基地局が１つ選択されると、次に第１の与干渉電力算出部６０４は、その選択されたセカンダリ基地局に許容最大送信電力値を設定した場合のプライマリシステムへの与干渉電力を算出する（ステップＳ３０３）。そして、第１の与干渉電力判定部６０５が、算出された与干渉電力と許容干渉電力とを比較する（ステップＳ３０４）。
【０１４９】
比較した結果、与干渉電力が許容干渉電力以下の場合には（ステップＳ３０４のＹｅｓ）、最大送信電力値割り当て部６０７に制御が移る。最大送信電力値割り当て部６０７は、選択されたセカンダリ基地局に許容最大送信電力値を割り当てる（ステップＳ３０５）。
【０１５０】
次いで、許容干渉電力更新部６０８が、ステップＳ３０３で算出された与干渉電力を許容干渉電力から減算して許容干渉電力を更新する（ステップＳ３０６）。許容干渉電力を更新した後は、ステップＳ３０２に戻り、この時点で送信電力が未割り当ての基地局（二回目以降は、許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局を除く全てのセカンダリ基地局）の中から、プライマリシステム端末局への伝搬利得が最も小さな基地局を選択する処理が再度行われる。
【０１５１】
一方、ステップＳ３０４で、与干渉電力が許容干渉電力を超えると判定された場合には（ステップＳ３０４のＮｏ）、最大伝搬利得基地局選択部６０９に制御が移る。最大伝搬利得基地局選択部６０９は、この時点で送信電力未割り当て基地局（例えば、許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局を除く全てのセカンダリ基地局）の中からプライマリシステム端末局への伝搬利得が最も大きな基地局を選択する（ステップＳ３０７）。
【０１５２】
最大伝搬利得基地局選択部６０９によってセカンダリ基地局が１つ選択されると、次に第２の与干渉電力算出部６１０は、その選択されたセカンダリ基地局に所要最小送信電力値を設定した場合のプライマリシステムへの与干渉電力を算出する（ステップＳ３０８）。次いで、第２の与干渉電力判定部６１１が、第２の与干渉電力算出部６１０によって算出された与干渉電力と許容干渉電力とを比較して、与干渉電力による判定を行う（ステップＳ３０９）。
【０１５３】
比較した結果、与干渉電力が許容干渉電力を超える場合には（ステップＳ３０９のＹｅｓ）、二次利用不可決定部６１３に制御が移る。二次利用不可決定部６１３は、当該セカンダリ基地局は二次利用不可と判定して、送信電力の割り当て対象から除外する（ステップＳ３１０）。そして、送信能力未割り当ての基地局がまだ存在している場合にはステップＳ３０７に戻り、次のセカンダリ基地局を選択させる。ステップＳ３０７では、この時点で送信電力が未割り当ての基地局（二回目以降は、許容最大送信電力値が割り当てられたセカンダリ基地局と二次利用不可と判定されたセカンダリ基地局を除く全てのセカンダリ基地局）の中から、プライマリシステム端末局への伝搬利得が最も大きな基地局を選択する。
【０１５４】
一方、ステップＳ３０９で、与干渉電力が許容干渉電力以下と判定された場合には（ステップＳ３０９のＮｏ）、ステップＳ３１１に進む。
【０１５５】
ステップＳ３１１では、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４が、この時点で送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局に対する送信電力を算出する。これにより、二次利用を要求した全てのセカンダリ基地局について、二次利用不可とされるか送信電力が算出される。そして、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４は、それらの情報（各セカンダリ基地局について二次利用不可または送信電力を示す情報）を送信電力算出情報として出力する。
【０１５６】
なお、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４における送信電力算出方法は、上述した方法に限定されない。例えば、以下に示す方法を適用してもよい。
【０１５７】
すなわち、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４における送信電力決定方法の他の手法として、第１の実施形態で示した仮送信電力計算部５２０における送信電力の計算方法を適用してもよい。具体的には、上述の式（７）または式（８）が用いられる。
【０１５８】
さらに他の手法として、送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局の送信電力を等しくする方法を適用することも可能である。図１１は、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４の他の構成例を示すブロック図である。図１１に示す送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４（以下、送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部６１４Ａという。）は、総伝搬利得算出部６３０と、第３の送信電力計算部６３１と、第３の送信電力割り当て部６３２とを備える。
【０１５９】
総伝搬利得算出部６３０は、送信電力が未割り当てのセカンダリ基地局のプライマリシステム端末局１０７への伝搬利得の和（以下、総伝搬利得という。）を算出し、その結果を総伝搬利得情報として第３の送信電力算出部６３１に出力する。
【０１６０】
第３の送信電力計算部６３１は、総伝搬利得情報で示される総伝搬利得と、許容干渉電力情報Ｉａｌｌｏｗとを用いて、以下の式（１７）により送信電力が未割り当ての基地局に割り当てる送信電力Ｐ’を算出する。第３の送信電力計算部６３１は、算出結果を送信電力算出情報３として第３の送信電力割り当て部６３２に出力する。
【０１６１】
【数１０】
2011158502.tif 000012
【０１６２】
第３の送信電力割り当て部６３２は、送信電力算出情報３を基に、第３の送信電力計算部６３１で算出された送信電力値を、送信電力が未割り当てである全てのセカンダリ基地局にそれぞれ割り当てる。
【０１６３】
以上のように、本実施形態によれば、プライマリシステム１１に割り当てられたまたは優先的な使用が許可された周波数帯域を使用するセカンダリシステム１２において、伝搬利得が小さなセカンダリ基地局から順番に、プライマリシステム１１に与える干渉量についての許容値を満足できる限り許容最大送信電力値を割り当てる。そのため、伝搬利得が小さなセカンダリ基地局に対しては、大きな伝送容量を確保することができる。また、セカンダリ基地局の最大値・最小値についても考慮されているため、現実的な制約条件の下で、セカンダリ基地局の送信電力を適切に設定することができる。
【０１６４】
すなわち、各セカンダリ基地局の送信電力を、プライマリシステム１１に与える干渉量についての許容値を満足し、セカンダリシステムの伝送容量を出来るだけ大きくする値に適切に設定することができる。
【０１６５】
なお、上記説明では、プライマリシステム端末局への伝搬利得が小さいセカンダリ基地局から順に選択して許容最大送信電力値を割り当てていく方法で説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、プライマリシステム端末局との間の距離が大きいセカンダリ基地局から順に選択して許容最大送信電力値を割り当てていく方法を適用することも可能である。
【０１６６】
また、プライマリシステム端末局への伝搬利得が小さいセカンダリ基地局を選択する前に、各セカンダリ基地局に所要最小送信電力値を割り当てた場合のプライマリシステムへの与干渉電力を算出しておき、与干渉電力が許容干渉電力以上となるセカンダリ基地局を除外しておくことも可能である。
【０１６７】
また、送信電力算出部５０４Ａによる各セカンダリ基地局の送信電力算出においては、セカンダリ基地局に許容最大送信電力値ならびに所要最小送信電力値が規定されていることを前提に、セカンダリ基地局の送信電力がこれらの範囲に収まるようにした。
【０１６８】
一方で、セカンダリ基地局に許容最大送信電力値や所要最小送信電力値が規定されていない場合には、関連する処理は不要である。例えば、許容最大送信電力値が規定されていない場合には、構成に関して、図８に示す送信電力算出部５０４Ａの構成例における最小伝搬利得基地局選択部６０３、第１の与干渉電力算出部６０４、第２の与干渉電力判定部６０５、スイッチ部６０６、最大送信電力値割り当て部６０７、許容干渉電力更新部６０８が不要となる。また、動作に関して、図１０に示すセカンダリ送信電力算出ステップにおけるステップＳ３０２〜ステップＳ３０６までの処理が不要となる。一方、所要最小送信電力値が規定されていない場合には、構成に関して、図８に示す送信電力算出部５０４の構成例における最大伝搬利得基地局選択部６０９、第２の与干渉電力算出部６１０、第２の与干渉電力判定部６１１、スイッチ部６１２、二次利用不可決定部６１３が不要となる。また、動作に関して、図１０に示すセカンダリ送信電力算出ステップにおけるステップＳ３０７〜ステップＳ３１０までの処理が不要となる。
【０１６９】
ここで、許容最大送信電力値および所要最小送信電力値が共に規定されていない場合には、構成に関して、図８に示す送信電力算出部５０４Ａの構成例における最小伝搬利得基地局選択部６０３、第１の与干渉電力算出部６０４、第１の与干渉電力判定部６０５、スイッチ部６０６、最大送信電力値割り当て部６０７、許容干渉電力更新部６０８、最大伝搬利得基地局選択部６０９、第２の与干渉電力算出部６１０、第２の与干渉電力判定部６１１、スイッチ部６１２、二次利用不可決定部６１３が不要となる。また、動作に関して、図１０に示すセカンダリ送信電力算出ステップにおけるステップＳ３０２〜ステップＳ３１０までの処理が不要となる。
【０１７０】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の部分については、第１の実施形態について示した変形例が適用可能である。具体的には、プライマリ端末局をメッシュエリア内の観測点とする方法や、セカンダリ基地局からの与干渉電力が大きいと想定されるプライマリ端末局を予め選定しておく方法、プライマリ受信局を１点に限定する手法、セカンダリシステムが上り回線の場合の処理方法、セカンダリシステムが別々のシステムである場合の方法などがそれぞれ適用可能である。
【０１７１】
次に、本発明の概要について説明する。図１２は、本発明の概要を示すブロック図である。図１２に示す無線制御装置７０は、第二送信局送信電力決定手段７０１を備えている。
【０１７２】
第二送信局送信電力決定手段７０１は、第一の無線システムに割り当てられた周波数帯域、または優先的な使用が許可された周波数帯域を使用する第二の無線システムの送信局である複数の第二送信局全てから第一の無線システムの所定の受信局である第一受信局に与える干渉量であるシステム与干渉量についての許容値を満足させる第一の条件に基づいて、各々の第二送信局で用いる送信電力を決定する。
【０１７３】
なお、第二送信局送信電力決定手段７０１は、上記実施形態では、許容干渉電力算出部５０３、送信電力算出部５０４（または５０４Ａ）、他受信点干渉評価部５０５、評価指標算出部５０６、送信電力決定部５０９によって示されている。
【０１７４】
また、第二送信局送信電力決定手段７０１は、第一の条件と、第二の無線システムの伝送容量に関する第二の条件とに基づいて、各第二送信局で用いる送信電力を決定してもよい。
【０１７５】
また、第二送信局送信電力決定手段７０１は、さらに各第二送信局の送信電力に関する第三の条件を加えて、各第二送信局で用いる送信電力を決定してもよい。
【０１７６】
また、第二送信局送信電力決定手段７０１は、第一の条件と第二の条件とによって導出される計算式を用いて、各第二送信局で用いる仮の送信電力を算出する仮送信電力算出手段（例えば、仮送信電力計算部５２０）と、第三の条件に基づき、仮の送信電力を補正する第一の補正手段（例えば、最大送信電力値判定部５２１と最大送信電力値割り当て部５２３や、最小送信電力値判定部５２７と二次利用不可決定部５２９）とを含んでいてもよい。そのような場合には、第一の補正手段によって補正された送信電力を、第二送信局で用いる送信電力に決定してもよい。
【０１７７】
このような構成によれば、第一受信局に与える干渉量による条件を満たしつつ、第二の無線システムの伝送容量をできるだけ増加させるように、各第二送信局に送信電力を分配することができる。
【０１７８】
また、第三の条件を、各第二送信局の許容最大送信電力を定めるものであるとして、第一の補正手段は、仮の送信電力が許容最大信電力以上となる第二送信局に、許容最大送信電力を割り当てる第一の許容最大送信電力割当手段（例えば、最大送信電力値割り当て部５２３）と、第一の許容最大送信電力割当手段によって許容最大送信電力が割り当てられた第二送信局が第一受信局に与える干渉電力を、システム与干渉量の許容値から減算して新たな許容値として定める与干渉量許容値更新手段（例えば、許容干渉電力更新部５２５）とを有していてもよい。
【０１７９】
このような構成によれば、第一受信局に与える干渉量による条件を満たしつつ、さらに、各第二送信局の許容最大送信電力を超えない範囲で、第二の無線システムの伝送容量をできるだけ増加させるように、各第二送信局に送信電力を分配することができる。
【０１８０】
また、第三の条件を、各第二送信局の所要最小送信電力を定めるものであるとし、第一補正手段は、仮の送信電力が所要最小送信電力未満となる第二送信局に対して、周波数帯域の使用を認めない旨の判定を行う第一の可否判定手段（例えば、最小送信電力判定部５２７および二次利用不可決定部５２９）を有していてもよい。
【０１８１】
また、第一の条件と第二の条件とによって導出される計算式として、第二送信局ｊの仮の送信電力をＰｊ’、許容干渉電力をＩａｌｌｏｗ、計算対象となる送信局数をＭ’、第二送信局ｊから第一受信局に至る伝搬利得をＧｊＳＰとしたとき、式（７）で表されるものを用いてもよい。
【０１８２】
また、第一の条件と第二の条件とによって導出される計算式として、第一の無線システムの第一送信局の送信電力をＰｐ、第一送信局から第二送信局ｊの配下になる第二受信局に至る伝搬利得をＧｊＰＳとし、第二受信局における雑音電力をＮ、第二送信局ｊから配下にある第二受信局に至る伝搬利得を（バー付き）Ｇｊとしたとき、式（８）で表されるものを用いてもよい。
【０１８３】
また、第二送信局送信電力決定手段７０は、第一の条件と第三の条件とを拘束条件として、第二の条件を満足する第二送信局の送信電力を、数値計算の最適化アルゴリズムによって算出してもよい。
【０１８４】
また、第二送信局送信電力決定手段７０は、第三の条件によって与えられる第二送信局の仮の送信電力を、第一の条件に基づいて補正する第二の補正手段（例えば、第一の与干渉電力判定部６０５と最大送信電力値割り当て部６０７や、第２の与干渉電力判定部６１１と二次利用不可決定部６１３）を含んでいてもよい。そのような場合には、第二の補正手段によって補正された送信電力を、第二送信局で用いる送信電力に決定してもよい。
【０１８５】
このような構成によれば、第一受信局に与える干渉量による条件を満たしつつ、さらに各第二送信局においての送信電力についての現実的な制約条件の下で、各第二送信局に送信電力を分配することができる。
【０１８６】
また、第三の条件を、各第二送信局の許容最大送信電力を定めるものであるとし、第二補正手段は、仮の送信電力として許容最大送信電力を与えた場合の第一受信局に与える干渉電力が、許容干渉電力以下となる第二送信局に、許容最大送信電力を割り当てる第二の許容最大送信電力割当手段（例えば、最大送信電力値割り当て部６０７）と、第二許容最大送信電力割当手段によって許容最大送信電力が割り当てられた第二送信局が第一受信局に与える干渉電力を、システム与干渉量の許容値から減算して新たな許容値として定める与干渉量許容値更新手段（例えば、許容干渉電力更新部６０８）とを有していてもよい。
【０１８７】
このような構成によれば、第一受信局に与える干渉量による条件を満たしつつ、さらに、各第二送信局の許容最大送信電力を超えない範囲で、第二の無線システムの伝送容量をできるだけ増加させるように、各第二送信局に送信電力を分配することができる。
【０１８８】
また、第三の条件を、各第二送信局の所要最小電力を定めるものであるとし、第二補正手段は、仮の送信電力として許容最小送信電力を与えた場合の第一受信局に与える干渉電力が、許容干渉電力を超える第二送信局に対して、周波数帯域の使用を認めない旨の判定を行う第二可否判定手段（例えば、第２の与干渉電力判定部６１１および二次利用不可決定部６１３）を有してもいてもよい。
【０１８９】
このような構成によれば、第一受信局に与える干渉量による条件を満たしつつ、さらに、各第二送信局の所要最小電力による条件を満たないものについては周波数帯域の使用を認めないとする現実的な制約条件の下で、第二の無線システムの伝送容量をできるだけ増加させるように、各第二送信局に送信電力を分配することができる。
【０１９０】
また、第二の無線システムのトラフィックまたは受信局の位置に基づいて、第三の条件を定めてもよい。
【０１９１】
以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１９２】
この出願は、２０１０年６月１８日に出願された日本特許出願２０１０−１３９１４４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１９３】
異なるシステム間で周波数を共用する無線システムにおいて、セカンダリシステムの送信局である複数の第二送信局の送信電力を制御する用途に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１９４】
１  無線システム
１１  第一の無線システム（プライマリシステム）
１２  第二の無線システム（セカンダリシステム）
２１、３１  プライマリシステムのシステム帯域
２２、３２  セカンダリシステムのシステム帯域
１０１  プライマリシステム基地局
１０２  プライマリシステムカバーエリア
１０３−１〜１０３−５  プライマリシステムの端末局（プライマリ端末局）
１０４  プライマリシステムＤＢ
２０１、３０１、４０１  セカンダリシステムの基地局（セカンダリ基地局）
２０２  セカンダリ基地局２０１のカバーエリア
３０２  セカンダリ基地局３０１のカバーエリア
４０２  セカンダリ基地局４０１のカバーエリア
２０３−１〜２０３−２  セカンダリ基地局２０１配下のセカンダリ端末局
３０３−１〜３０３−２  セカンダリ基地局３０１配下のセカンダリ端末局
４０３−１〜４０３−２  セカンダリ基地局４０１配下のセカンダリ端末局
５０  無線制御装置
５０１  プライマリ情報格納部
５０２  伝搬利得算出部
５０３  許容干渉電力算出部
５０４、５０４Ａ  送信電力算出部
５０５  他受信点干渉評価部
５０６  評価手法算出部
５０７  信号受信部
５０８  セカンダリ情報格納部
５０９  送信電力決定部
５１０  信号送信部
５２０  仮送信電力計算部
５２１  最大送信電力値判定部
５２２  スイッチ部
５２３  最大送信電力値割り当て部
５２４  与干渉電力算出部
５２５  許容干渉電力更新部
５２６  計算対象更新部
５２７  最小送信電力値判定部
５２８  スイッチ部
５２９  二次利用不可決定部
５３０  送信電力割り当て部
６０１  セカンダリ基地局数判定部
６０２  スイッチ部
６０３  最小伝搬利得基地局選択部
６０４  第１の与干渉電力算出部
６０５  第１の与干渉電力判定部
６０６  スイッチ部
６０７  最大送信電力値割り当て部
６０８  許容干渉電力更新部
６０９  最大伝搬利得基地局選択部
６１０  第２の与干渉電力算出部
６１１  第２の与干渉電力判定部
６１２  スイッチ部
６１３  二次利用不可決定部
６１４  送信電力未割り当て基地局用送信電力算出部
６２０  第２の最小伝搬利得基地局選択部
６２１  第２の送信電力計算部
６２３  第２の送信電力割り当て部
６３０  総伝搬利得算出部
６３１  第３の送信電力算出部
６３２  第３の送信電力割り当て部
７０  無線制御装置
７０１  第二送信局送信電力決定手段
【図１】
2011158502.tif 000015
【図２】
2011158502.tif 000016
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011158502.tif 000020
【図７】
2011158502.tif 000021
【図８】
2011158502.tif 000022
【図９】
2011158502.tif 000023
【図１０】
2011158502.tif 000024
【図１１】
2011158502.tif 000025
【図１２】
2011158502.tif 000026
【国際調査報告】
2011158502.tif 000027
2011158502.tif 000028
2011158502.tif 000029