(57)【要約】      （修正有）【課題】二次利用システムの与干渉評価を実現するとともに二次利用システムを移動システムとして実現可能とする与干渉推定システムを提供する。【解決手段】第1の無線システムと利用する周波数帯が重複または近接し、第1の無線システムよりも重複または近接した周波数帯を利用する優先度が低い第2の無線システムが、第1の無線システムに与える干渉の有無を推定する与干渉推定システムであって、伝搬損失、送信周波数情報、送信アンテナの地上高情報および受信アンテナの地上高情報を用いて、送信アンテナおよび受信アンテナ間の距離dを算出する距離取得部を具備する。【選択図】図１４
2015207836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の無線システムと利用する周波数帯が重複または近接し前記第1の無線システムよりも前記周波数帯を利用する優先度が低い第2の無線システムが前記第1の無線システムに与える干渉の有無を推定する与干渉推定システムであって、
前記第2の無線システムの送信点の位置情報、送信周波数情報、送信出力情報、送信アンテナの利得情報および地上高情報、前記第2の無線システムの受信アンテナの利得情報および地上高情報、および、前記第1の無線システムから許容される前記第2の無線システムが送信する電波の許容電界強度情報を記憶する記憶部と、
前記送信出力情報、前記送信アンテナの利得情報および前記許容電界強度情報に基づいて、前記第2の無線システムに許容される最小の伝搬損失を算出する損失演算部と、
前記損失演算部が算出した伝搬損失、前記送信周波数情報、前記送信アンテナの地上高情報および前記受信アンテナの地上高情報を用いて、
2015207836.tif 000020
（ただしLIは前記伝搬損失、hb1は前記送信アンテナの地上高、hm1は前記受信アンテナの地上高）の演算式に基づき前記送信アンテナおよび前記受信アンテナ間の距離dを算出する距離取得部と、
前記送信点の位置情報および前記距離取得部が算出した距離dに基づいて前記第2の無線システムが前記第1の無線システムへ影響を与えない領域の領域情報を生成するマップ生成部と
を具備したことを特徴とする与干渉推定システム。
【請求項２】
前記送信点の標高情報および前記受信アンテナの位置における標高情報を取得する地形情報取得部をさらに備え、
前記距離取得部は、前記地形情報取得部が取得した標高情報をさらに用いて、
2015207836.tif 000021
（ただしLIは前記伝搬損失、hb1は前記送信アンテナの地上高、hm1は前記受信アンテナの地上高、hb2は前記送信アンテナの標高、hm2は前記受信アンテナの標高）の演算式に基づき前記送信アンテナおよび前記受信アンテナ間の距離dを算出すること
を特徴とする請求項1記載の与干渉推定システム。
【請求項３】
前記距離取得部は、前記送信点から放射状に所定方位角毎に前記距離dを演算することを特徴とする請求項1または2記載の与干渉推定システム。
【請求項４】
第1の無線システムと利用する周波数帯が重複または近接し前記第1の無線システムよりも前記周波数帯を利用する優先度が低い第2の無線システムに係る無線装置であって、
標高を含む自己の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記第2の無線システムの送信周波数情報、送信出力情報、送信アンテナの利得情報およびアンテナ高情報を記憶する記憶部と、
前記第1の無線システムの受信アンテナの利得情報および地上高情報および標高情報、サービスエリアの位置および範囲を示すサービスエリア情報、および、前記第1の無線システムから許容される前記第2の無線システムが送信する電波の許容電界強度情報を取得するホワイトスペース情報取得部と、
前記送信出力情報、前記送信アンテナの利得情報および前記許容電界強度情報に基づいて、前記第2の無線システムに許容される最小の伝搬損失を算出する損失演算部と、
前記損失演算部が算出した伝搬損失、前記送信周波数情報、前記送信アンテナの地上高情報および前記受信アンテナの地上高情報を用いて、
2015207836.tif 000022
（ただしLIは前記伝搬損失、hb1は前記送信アンテナの地上高、hm1は前記受信アンテナの地上高、hb2は前記送信アンテナの標高、hm2は前記受信アンテナの標高）の演算式に基づき前記受信アンテナとの間の距離dを算出する距離取得部と、
前記送信点の位置情報および前記距離取得部が算出した距離dに基づいて前記第2の無線システムが前記第1の無線システムへ影響を与えない領域の領域情報を生成するマップ生成部と、
前記第1の無線システムのサービスエリア情報および前記領域情報に基づき、第1の無線システムに最も干渉を与える境界地点を算出する干渉判定部と、
前記境界地点および前記伝搬損失に基づき、第1の無線システムに干渉を与えない送信出力を算出する電力演算部と
を具備した無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通または近接する周波数帯を用いる無線システムに対する与干渉を推定する与干渉推定システム、無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数資源の有効利用を図るため、放送等（一次利用システム）に割り当てられている周波数帯において、一次利用者に影響を与えずに他の利用者（二次利用システム）が利用可能な、空きチャネルもしくは一次利用システムに与える影響が十分に小さい同一チャネルの周波数（ホワイトスペース）を共用する技術の実用化が検討されている。一次利用システムがテレビジョン放送システムであるUHF帯におけるホワイトスペースを、特にTVホワイトスペース（TVWS）と呼び、TVWSの二次利用者として、エリア放送型システム、特定ラジオマイク、センサーネットワーク、無線LANや無線アクセスシステムといったブロードバンドサービス等が考えられている。
【０００３】
TVWSシステムを利用する場合、二次利用システムが一次利用システムに干渉を与えないことが必須条件となる。二次利用システムが一次利用システムに与える干渉量を推定するには、伝搬損失モデルが必要である。
【０００４】
一次利用システムの放送エリアの推定は、当局により定められた方法により行われる。しかし、TVWSを利用する場合に二次利用システムが一次利用システムに与える干渉の推定方法は、特段定められていない。従って、二次利用システムが与える一次利用システムへの干渉評価は、自由空間伝搬損失を適用し、かつマージンを大きくとることにより行われている。
【０００５】
しかし、従来の干渉評価手法を二次利用システムにそのまま適用した場合、条件が厳しくなるため、二次利用システムが一次利用システムと比較して極めて小規模なシステムであるにもかかわらず、事実上二次利用システムそのものの運用が不可能となってしまう。また、従来の干渉評価手法では、送信者と受信者を固定した状態を前提とするため、二次利用システムを移動システムとして実現することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３３５８３号公報
【特許文献２】特開２００７−８１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の与干渉推定システム、無線装置では、二次利用システムの運用が困難となり、また、二次利用システムを移動システムとして実現することが難しいという問題がある。本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、二次利用システムの与干渉評価を実現するとともに二次利用システムを移動システムとして実現可能とする与干渉推定システム、無線装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の与干渉推定システムは、第1の無線システムと利用する周波数帯が重複または近接し前記第1の無線システムよりも前記周波数帯を利用する優先度が低い第2の無線システムが前記第1の無線システムに与える干渉の有無を推定する与干渉推定システムであって、前記第2の無線システムの送信位置情報、送信周波数情報、送信出力情報、送信アンテナの利得情報および地上高情報、前記第2の無線システムの受信アンテナの利得情報および地上高情報、および、前記第1の無線システムから許容される前記第2の無線システムが送信する電波の許容電界強度情報を記憶する記憶部と、前記送信出力情報、前記送信アンテナの利得情報および前記許容電界強度情報に基づいて、前記第2の無線システムに許容される最小の伝搬損失を算出する損失演算部と、前記損失演算部が算出した伝搬損失、前記送信周波数情報、前記送信アンテナの地上高情報および前記受信アンテナの地上高情報を用いて、
2015207836.tif 000003
（ただしLIは前記伝搬損失、hb1は前記送信アンテナの地上高、hm1は前記受信アンテナの地上高）の演算式に基づき前記送信アンテナおよび前記受信アンテナ間の距離dを算出する距離取得部と、前記送信点の位置情報および前記距離取得部が算出した距離dに基づいて前記第2の無線システムが前記第1の無線システムへ影響を与えない領域の領域情報を生成するマップ生成部とを具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、二次利用システムの与干渉評価を実現するとともに二次利用システムを移動システムとして実現可能とする与干渉推定システム、無線装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】2波伝搬モデルを説明する図である。
【図２】実験1の送信条件および受信条件を示す図である。
【図３】実験1の測定結果を示す図である。
【図４】実験1の測定結果を示す図である。
【図５】実験1の測定結果を示す図である。
【図６】実験1の測定結果を示す図である。
【図７】実験1の測定結果を示す図である。
【図８】実験2の送信条件および受信条件を示す図である。
【図９】実験2の測定結果を示す図である。
【図１０】2波伝搬モデルと6dBオフセット付きの自由空間伝搬モデルを組み合わせた伝搬モデルを示す図である。
【図１１】2波伝搬モデルと6dBオフセット付きの自由空間伝搬モデルを組み合わせた伝搬モデルと測定結果を示す図である。
【図１２】送信点と受信点の標高差が与える影響を説明する図である。
【図１３】実施形態の与干渉推定システムにおいて用いる伝搬モデルを説明する図である。
【図１４】実施形態の与干渉推定システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】地形情報の一例を示す図である。
【図１６】実施形態の与干渉推定システムの動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態の無線装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】実施形態の無線装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（二次利用システムの与干渉評価）
TVWSを二次利用システムが利用するには、一次利用システムへ干渉を与えないことが条件となる。二次利用システムの与干渉エリア（干渉回避のためにとられたサービスエリアのマージン）が、同一チャネルを使用している一次利用システムのサービスエリアと重なる状況では、二次利用システムはTVWSを利用することができない。そのため、TVWSを利用する二次利用システムは、自己の与干渉エリアを把握する必要がある。与干渉エリアは、自己の送信出力電力、送信アンテナの利得、空間における伝搬損失を用いて得た特定の地点での電界強度が、干渉を与え得る所定のレベルとなる点を結ぶことによって得ることができる。空間における伝搬損失を求めるには、電波伝搬モデルを規定する必要がある。
【００１２】
一般に、無線システムの電波伝搬モデルは、一次利用システムのサービスエリアを評価することを目的として策定されており、システムの規模が比較的大きいものを対象としている。具体的には、郵政省告示第640号にて規定され広域テレビジョン放送システムの受信可能エリア判定に使用される電波伝搬モデルは、送信アンテナ高が数十m以上と高く、伝送距離も1km〜数十kmの長距離を想定している。一次利用システムを評価する電波伝搬モデルは、他者に優先して自己の周波数帯を使用することのできるシステムを対象とするから、一次利用システムよりも周波数利用の優先順位が低い二次利用システムの評価にそのまま適用することはできない。
【００１３】
TVWSを利用した二次利用システムは、一次利用システムにいかなる混信（干渉）を与えてはならない立場にあるから、元来システムの規模が小さいものとなる。具体的には、二次利用システムの伝送距離は数km以下と比較的近距離であり、二次利用システムの基地局のアンテナ高も低い（10m程度以下）ものとなる。例えば、送信出力は1W以下、アンテナ利得を含めて考えるとERPで10W程度以下のものが考えられる。したがって、二次利用システムを評価する電波伝搬モデルは、他者に影響を与えにくいシステム規模を前提としつつ、一次利用システムに干渉を起こさない条件で策定する必要がある。
【００１４】
以上を踏まえると、二次利用システムの電波伝搬モデルは、小規模のシステムを最大の干渉電力で評価するため、見通し環境で受信電力が最大となる場合をモデル化すればよいことになる。言い換えれば、二次利用システムの電波伝搬モデルを構築する場合、二次利用システムの送信側が干渉を与える与干渉エリア外において、一次利用システムの受信者への影響があってはならないことから、二次利用システムの送信側からの伝搬減衰が最小となる場合で評価を行う必要がある。
【００１５】
（見通し環境の伝搬損失モデル）
二次利用システムは、比較的小規模なシステムであるから、見通し環境下の伝搬モデルが望ましい。見通し環境下においては、送信アンテナから受信アンテナへ直接届く伝搬と、地面に反射して届く伝搬の二種類が考えられ、これらは互いに干渉を生じ得るから、いわゆる自由空間伝搬損失モデルよりも損失が大きくなる。そのため、大地反射の2波モデルを用いることが望ましいと考えられる。
【００１６】
図1に示すように、平面大地からの基地局アンテナ（送信アンテナ）の高さをhb、移動局アンテナ（受信アンテナ）の高さをhm、両者の水平距離をdとし、送受信間距離がある程度離れていると仮定し、反射係数を-1と近似した時の2波モデルの伝搬損失Lgは数式1にて表される。
【数１】
2015207836.tif 000004
ただし、Δlは行路長差であり、λは波長である。
【００１７】
行路長差Δlは、数式2にて表される。
【数２】
2015207836.tif 000005
【００１８】
Δl>λ/2となる範囲では、直接波と大地反射波が干渉してフェージングを発生しており、その平均値Lg1は、自由空間伝搬損失をLfとすると、数式3にて表される。
【数３】
2015207836.tif 000006
【００１９】
これに対して、距離dが大きくなりΔl<λ/2の領域に入ると、直接波と大地反射波の行路長差は単調に0に近づくため、両者が互いに打ち消し合って急激に減衰する。Δl<<λ/2の領域では数式4が成立するから、伝搬損失Lg2は数式5にて表される。
【数４】
2015207836.tif 000007
【数５】
2015207836.tif 000008
【００２０】
すなわち、2波モデルでは、ある距離を境に減衰が自由空間伝搬のd2に比例する減衰からd4に比例する減衰へと変化する。この変化点はブレークポイントと呼ばれる。ブレークポイントは、単調減少が始まるΔl=λ/2となる点（数式6）、あるいは数式3および数式5の交点（数式7）により定義することができる。
【数６】
2015207836.tif 000009
【数７】
2015207836.tif 000010
【００２１】
（比較例としての伝搬損失モデル）
比較的近距離の電波伝搬に用いられるモデルとしては、自由空間伝搬損失モデルや国際電気通信連合無線通信部門（ITU-R）が勧告したモデルなどがある。自由空間における伝搬損失、すなわち自由空間伝搬損失Lfは、数式8にて表される。
【数８】
2015207836.tif 000011
すなわち、自由空間伝搬損失は距離の2乗、波長の-2乗に比例することが分かる。
【００２２】
また、ITU-R勧告のモデルとしては、各環境に対応する屋外の短距離伝搬モデルがある（ITU-R勧告P.1411）。ITU-R勧告P.1411には、見通し環境に対応するモデルとして、UHF帯におけるストリートキャニオンモデルがあり、2つの傾きとブレークポイントで構成されている。ITU-R勧告P.1411のストリートキャニオンモデルによる伝搬損失の下限値LLoS,lは、数式9で与えられる。
【数９】
2015207836.tif 000012
ここでdは伝搬距離[m]、Rbpはブレークポイントまでの距離[m]を示している。ブレークポイントまでの距離Rbpは、数式10にて求めることができる。
【数１０】
2015207836.tif 000013
数式10は、数式6と同様である。
【００２３】
また、数式9において、ブレークポイントにおける伝送損失Lbpは数式11で与えられる。
【数１１】
2015207836.tif 000014
下限値LLoS,lを与える数式9は、大地反射を考慮した2波モデルの近似式と考えられる。
【００２４】
また、伝搬損失の上限値LLoS,uは次式で与えられる。
【数１２】
2015207836.tif 000015
上限値LLoS,uの数式12には20dBのフェージングがあり、ブレークポイントより近い距離においては、シャドウイングの影響のため、数式9と異なり距離減衰係数が25となっている。
【００２５】
（実験1）
実施形態の与干渉推定システムに用いる2波モデルと、比較例としての自由空間伝搬損失モデルおよびITU-R勧告P.1411に規定する伝搬モデルとを比較すべく実験を行った。図2に示すように、a点において送信アンテナ高1.5m、同13.9m、同25.8mの3パターンについて送信電力を0dBmとし、利得が1.6dBiの送信アンテナを用いて送信し、アンテナ高1.2mのd点において指向性方向の利得が9.4dBiの受信アンテナを用いて受信した。同様に、b点においてアンテナ高27.2mで送信電力を0dBmとし、利得が1.6dBiの送信アンテナを用いて送信し、アンテナ高1.2mのd点において指向性方向の利得が9.4dBiの受信アンテナを用いて受信した。なお、d点は移動しながら受信している。
【００２６】
なお、実験では送信アンテナおよび受信アンテナの指向性による利得を考慮した。すなわち、送受信アンテナの位置関係の情報に基づき、使用したアンテナの見通し方向における指向性利得を算出して受信電力の補正を行った。さらに、使用したケーブルの損失分も考慮して、伝搬特性を算出して評価した。
【００２７】
実験1の結果を図3ないし7に示す。図3は、a点において送信アンテナのアンテナ高を1.5mとした場合、図4は、同じくアンテナ高を13.9mとした場合、図5は、同じくアンテナ高を25.8mとした場合の測定結果を示している。また、図6は、b点において送信アンテナのアンテナ高を27.2mとした場合の測定結果を示している。図3ないし6に示すように、伝搬損失の測定値は、ブレークポイントより近距離においては自由空間伝搬損失モデルを上回るが、数式9で示したITU-R P.1411の伝搬モデルと一致している事がわかる。ブレークポイント以遠においては、ITU-R P.1411モデルより小さくなり2波モデルと一致していることがわかる。
【００２８】
ここで、図4ないし6の結果において、コースの傾斜により見通し外環境となる送受信間距離が400m以遠の測定データは省いている。検証に用いたモデルにはアンテナ高の項が含まれているため、送受信アンテナのアンテナ高を変化させた場合にも対応可能である。
【００２９】
図7は、b点において送信アンテナのアンテナ高を5.0mとした場合の測定結果を示している。図７に示すように、c点−e点間の伝搬では、測定された伝搬損失の下限値はブレークポイントより近距離では自由空間伝搬損失より大きく、ブレークポイント以遠においてはITU-RP.1411モデルより小さくなり、2波モデルと一致していることがわかる。
【００３０】
（実験2）
実験1と同様に、実施形態の与干渉推定システムに用いる2波モデルと、比較例としての自由空間伝搬損失モデルとを比較する実験を行った。図8に示すように、送信点においてアンテナ高が20m、送信電力を30dBmとし、利得が7.7dBiの送信アンテナを用いて送信し、アンテナ高が1.7mの受信点において利得が2.2dBiの受信アンテナを用いて受信した。
【００３１】
実験2の結果を図9に示す。図9に示すように、見通し環境下においては、測定された受信電力分布が自由空間伝搬損失モデルによる推定値より最大で6dB程度増加することが示されている。また、図9によれば、ブレークポイントの存在が示されているから、大地反射による2波モデルに従っていることが分かる。一方で、ブレークポイントよりも遠い地点においては、受信電力が再び増加していることが示されている。
【００３２】
図9に示す結果を踏まえて、2波モデルに従う損失曲線と、自由空間損失よりも損失を6dB小さくした曲線とをブレークポイントで接続したモデルを検討した。図10は、2波モデルと自由空間損失モデルとを組み合わせたモデルを示している。図11は、図10に示す組み合わせたモデルを図9の結果と重ね合わせたものである。図11に示すように、比較的遠方（数百メートル程度以遠）において、測定された受信電力分布が、2波モデルと自由空間損失とを組み合わせたモデルを逸脱していることが分かる（図中斜線部）。また、図中右側には地形（山岳地）によるものとみられる受信電力分布が示されており、やはり組み合わせたモデルを逸脱している。
【００３３】
図11に示される測定値と組み合わせモデルとの相違は、送信点と受信点との標高差が大きいことに起因すると考えられる。すなわち、図12に示すように、送信点と受信点との標高差が大きいため、遠方においても直接波と反射波の行路長差が小さくならず、結果として、ブレークポイントが遠方側にずれることになる。このことから、図13に示すように、送信点と受信点との水平距離が概ね1kmを超える場合、アンテナ高は地上高ではなく、標高を加味した高さで推定すべきことが分かる（太破線）。
【００３４】
（実施形態の与干渉推定システムに用いる伝搬モデル）
以上の実験結果を踏まえると、実施形態の与干渉推定システムに用いる伝搬モデルは、ブレークポイントより近距離においては2波によるフェージングを考慮して、自由空間伝搬損失から6dB減算した数式13を用いることが妥当であると考えられる、
【数１３】
2015207836.tif 000016
【００３５】
一方、ブレークポイント以遠においては、数式5にて示される減衰カーブを用いることが妥当である。この時、ブレークポイントは数式5および数式13より、数式14にて求めることができる。
【数１４】
2015207836.tif 000017
【００３６】
さらに、送受信点間のよりが概ね1kmを超える場合には、アンテナ高として標高を加味した高さを用いることが望ましい。以上より、2波モデルをもとに二次利用者の与干渉エリア推定のための伝搬損失モデルは数式15でまとめることができる。
【数１５】
2015207836.tif 000018
ここで、Rbppは送信点からブレークポイントの水平距離（数式14）、hb1およびhm1はそれぞれ送信アンテナ地上高および受信アンテナ地上高、hb2およびhm2はそれぞれ送信アンテナ標高および受信アンテナ標高である。なお、d>1kmとなる条件下においては、数式15の第1式、すなわちd≦Rbppであるものとして伝搬損失LIを算出してもよい。すなわち、与干渉エリア推定のための伝搬損失モデルを数式16により算出してもよい。
【数１６】
2015207836.tif 000019
【００３７】
（実施形態の与干渉推定システムの構成）
続いて、実施形態の与干渉推定システムの構成を説明する。図14に示すように、実施形態の与干渉推定システム1は、入力部10、地形情報取得部20、与干渉エリア判定部30、コンタマップ生成部40、記憶部50、地形情報データベース60および表示部70を備えている。
【００３８】
入力部10は、対象となる二次利用システムの送信点の位置情報、標高情報、送信周波数、送信出力、送信アンテナの利得や指向特性、送信アンテナのアンテナ高、想定する受信アンテナのアンテナ高、与干渉を判定する基準情報などの各種パラメータを受け付ける入力インタフェースである。入力部10は、例えばキーボードや通信インタフェースなどにより実現される。記憶部50は、例えばメモリやハードディスクなどの補助記憶装置であり、入力部10が受け付けた情報を記憶する。
【００３９】
地形情報取得部20は、記憶部50に格納された送信点の位置情報に基づいて、地形情報データベース60から送信点周辺の地形情報を取得する演算部である。与干渉エリア判定部30は、記憶部50に格納された各種パラメータと数式14および15（または数式16）を用いて伝搬損失LIを算出し、対象となる二次利用システムが一次利用システムに干渉を与える限界の距離を算出する。すなわち、与干渉エリア判定部40は、伝搬損失LIを用いて、対象となる二次利用システムが一次利用システムに与える与干渉エリア（そのエリア内に一次利用システムが存在すれば干渉を与えてしまう領域）を画定する機能を有する。
【００４０】
コンタマップ生成部40は、与干渉エリア判定部30が画定した与干渉エリアの情報から、地図上のコンタ図情報を生成する。地形情報データベース60は、対象となる二次利用システムの送信点を含む地域の地形情報を格納したデータベースである。地形情報データベース60は、位置情報をクエリとして、例えば図15に示すような当該送信点周囲の標高情報を与えることができる。送信点周囲の標高情報は、例えば送信点から見た方位10度毎かつ距離ごとの標高情報を含んでいる。
【００４１】
表示部70は、例えばLEDディスプレーなどコンタマップ生成部40が生成した与干渉エリア情報を出力する出力インタフェースである。表示部70は、画像として表示するものには限定されず、情報自体を出力するものであってもよい。
【００４２】
（実施形態の与干渉推定システムの動作）
続いて、図16を参照して実施形態の与干渉推定システム1の動作を説明する。ユーザが入力部10に二次利用システムのパラメータを入力すると、入力部10は、受け付けた情報を記憶部50に格納する（ステップ100。以下「S100」のように称する。）。
【００４３】
各種パラメータが記憶部50に格納されると、地形情報取得部20は、記憶部50に格納された送信点の位置情報および地形情報データベース60に格納された地形情報に基づいて、送信点から放射状に所定角毎の標高情報を生成する（S110）。図15に示すように、地形情報取得部20が生成した標高情報は、送信点における方位角および送信点からの距離と標高とが対応付けられている。地形情報取得部20は、送信アンテナの位置情報および受信アンテナの位置情報に応じて、送信アンテナの位置における標高情報および受信アンテナの位置における標高情報をも提供する。
【００４４】
与干渉エリア判定部30は、基準となる方位角（例えば0度）について、記憶部50に格納された送信電力、当該方位角における送信アンテナの利得、一次利用システムに対して許される電界強度に基づいて、当該方位角において当該電界強度となる場合（最大電界強度となる場合）の伝搬損失LIを算出する（S120）。
【００４５】
次いで、与干渉エリア判定部30は、記憶部50に格納された送信アンテナ高および受信アンテナ高、さらには送信アンテナ標高および受信アンテナ標高と数式14および15または数式16を用いて、送受信点間の距離dを算出する（S130）。与干渉エリア判定部30は、記憶部50に格納された送信点の位置情報をクエリとして、地形情報取得部20から送信点の標高情報を取得することができる。なお、受信アンテナの位置における標高情報は、送信点に位置情報、方位角および距離dを地形情報取得部20に与えることで取得できるから、与干渉エリア判定部30は、距離dの算出に当たって受信アンテナの位置における標高情報を地形情報取得部20に問い合わせつつ行う。
【００４６】
与干渉エリア判定部30は、全ての方位について演算が終了していない場合（S140のNo）、方位角に所定の角度（例えば10度）を加算し（S150）、新たな方位角での伝搬損失LIを算出する。以後同様に、与干渉エリア判定部30は、当該方位角における距離dを算出する（S130）。
【００４７】
与干渉エリア判定部30が全ての方位について演算が終了した場合（S140のYes）、コンタマップ生成部40は、与干渉エリア判定部30が算出した全ての方位についての距離dの情報と、地形情報データベース60に格納された地形情報とを用いて、二次利用システムが一次利用システムに干渉を与え得る境界線を示すコンタ図情報を生成する（S160）。
コンタ図情報が生成されると、表示部70は、コンタ図情報をユーザに提示する。
【００４８】
このように、この実施形態の与干渉推定システムによれば、数式14および15または数式16に従う伝搬損失モデルを用いるので、おもに一次利用システムと周波数が重複または近接する二次利用システムが一次利用システムに干渉を与えない領域情報を得ることができる。かかる領域情報と一次利用システムのサービスエリア情報とが重複しないようにすることで、二次利用システムの運用可能な場所を容易に画定することができる。
【００４９】
また、この実施形態の与干渉推定システムは、位置情報と数式14および15または数式16に従う伝搬損失モデルを用いるので、一次利用システムに干渉を与えない二次利用システムが移動する場合であっても、送信点の位置情報さえ用意すれば、一次利用システムに干渉を与えるか否か容易に判定することができる。従って、例えばGPSのような測位部と併用することで、移動する二次利用システムを実現することも可能になる。また、この実施形態の与干渉推定システムは、推定演算を高速化することができるので、二次利用システムを移動システムとして実現することができる。
【００５０】
（実施形態の無線装置の構成）
ここで、図17を参照して、実施形態の与干渉推定システムを用いた二次利用システムについて説明する。図17に示すように、この実施形態の無線装置2は、入力部10と、位置情報取得部15と、地形情報取得部20と、ホワイトスペース情報取得部25と、与干渉エリア判定部30と、コンタマップ生成部40と、記憶部50と、ホワイトスペースデータベース（WSDB）55と、地形情報データベース60、無線部80を備えている。なお、図17に示す無線装置2は、図14に示す与干渉推定システムを取り込んだものであるから、共通する要素に共通する符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００５１】
位置情報取得部15は、無線装置2の位置を示す位置情報を取得または生成する演算部である。位置情報取得部15は、例えばGPS（Global Positioning System）のように、自己の位置を緯度、経度、標高などからなるパラメータとして取得する。位置情報取得部15は、GPSのように衛星を利用して位置情報を演算するものには限定されず、地上に設置された無線基地局からの電波を受信して位置情報を生成するものであってもよい。
【００５２】
ホワイトスペースデータベース55は、一次利用システムに係る位置情報、周波数情報、送信電力情報、送信アンテナの利得情報やそれらのパラメータを用いたカバーエリアなどのホワイトスペースに関わるホワイトスペース情報を予め登録したデータベースである。ホワイトスペース情報取得部25は、当該ホワイトスペース情報をホワイトスペースデータベース55から取得する演算部である。ホワイトスペースデータベース55は、位置情報を与えると、当該位置情報に基づき近接する一次利用システムの各種パラメータを出力する。なお、ホワイトスペースデータベース55は、無線装置2に内蔵されるものには限定されず、ネットワークを介して接続されるものであってもよい。この場合、ホワイトスペース情報取得部25は、当該ネットワークを介して外部からホワイトスペース情報を取得する。
【００５３】
無線部80は、二次利用システムの周波数帯において送受信可能な送受信回路群である。無線部80は、与えられた送信電力情報に応じて送信電力を制御する機能を有している。
【００５４】
（実施形態の無線装置の動作）
続いて、図18を参照して、実施形態に係る無線装置2の動作を説明する。ユーザが入力部10に二次利用システムのパラメータを入力すると、入力部10は、受け付けた情報を記憶部50に格納する。また、位置情報取得部15は、無線装置2の位置情報を取得する（S200）。位置情報取得部15は、取得した位置情報を地形情報取得部20に渡す。
【００５５】
地形情報取得部20は、位置情報取得部15から受け取った自己の位置情報および地形情報データベース60に格納された地形情報に基づいて、送信点から放射状に所定角毎の標高情報を生成する（S210）。また、ホワイトスペース情報取得部25は、ホワイトスペースデータベース55から、位置情報取得部15が取得した位置情報に基づいて、隣接する一次利用システムの通信範囲を示すカバーエリア情報を取得する。一次利用システムのカバーエリア情報は、当該一次利用システムの送受信が保障される領域を示す情報である。一次利用システムが放送システムであれば、例えば受信電界強度が51dBμV/m以上となる領域が放送範囲（通信範囲：カバーエリア）となる。
【００５６】
与干渉エリア判定部30は、基準となる方位角（例えば0度）について、記憶部50に格納された無線装置2に許された送信電力、当該方位角における無線装置2の送信アンテナの利得、一次利用システムに対して許される電界強度に基づいて、当該方位角において当該電界強度となる場合（最大電界強度となる場合）の伝搬損失LIを算出する（S220）。
【００５７】
次いで、与干渉エリア判定部30は、記憶部50に格納された無線装置2の送信アンテナ高およびその標高、ホワイトスペース情報取得部25が取得した一次利用システムの受信アンテナ高（例えば10m）およびその標高、および数式14および15または数式16を用いて、送受信点間の距離dを算出する（S230）。なお、受信アンテナの位置における標高情報は、無線装置2の位置情報、方位角および距離dを地形情報取得部20に与えることで取得できるから、与干渉エリア判定部30は、距離dの算出に当たって受信アンテナの位置における標高情報を地形情報取得部20に問い合わせつつ行う。
【００５８】
与干渉エリア判定部30が全ての方位について演算が終了していない場合（S240のNo）、方位角に所定の角度（例えば10度）を加算し（S250）、新たな方位角での伝搬損失LIを算出する。以後同様に、与干渉エリア判定部30は、当該方位角における距離dを算出する（S230）。
【００５９】
与干渉エリア判定部30は、全ての方位について演算が終了した場合（S240のYes）、コンタマップ生成部40は、与干渉エリア判定部30が算出した全ての方位についての距離dの情報と、地形情報データベース60に格納された地形情報とを用いて、二次利用システムが一次利用システムに干渉を与え得る境界線を示すコンタ図情報を生成する（S260）。
コンタ図情報が生成されると、コンタマップ生成部40は、コンタ図情報を与干渉エリア判定部30に渡す。
【００６０】
与干渉エリア判定部30は、ホワイトスペース情報25が取得した隣接する一次利用システムのカバーエリア情報と、コンタマップ生成部40から受け取ったコンタ図情報に基づいて、無線装置2から見て両者の重複が最も大きくなる方位角を探索する（S270）。なお、この方位角は複数あってもよい。
【００６１】
与干渉エリア判定部30は、探索の結果得られた方位角について、当該一次利用システムのカバーエリアと無線装置2のコンタ図情報に基づき、両者が重ならなくなる距離dを算出し、当該距離dを用いて伝搬損失LIを計算する。与干渉エリア判定部30は、得られた伝搬損失LIを用いて許容送信電力を演算する（S280）。与干渉エリア判定部30は、得られた許容送信電力を送信電力情報として無線部80に渡す。
【００６２】
無線部80は、受け取った送信電力情報に基づいて送信電力を設定する（S290）。
【００６３】
この実施形態の無線装置によれば、隣接する一次利用システムに干渉を与えない許容送信電力を動的に求めることができるので、二次利用システムによる移動システムを実現することができる。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが，これらの実施形態は，例として提示したものであり，発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は，その他の様々な形態で実施されることが可能であり，発明の要旨を逸脱しない範囲で，種々の省略，置き換え，変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は，発明の範囲や要旨に含まれるとともに，特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
10…入力部、20…地形情報取得部、30…与干渉エリア判定部、40…コンタマップ生成部、50…記憶部、60…地形情報データベース、70…表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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