(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と前記端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する受信手段と、
前記複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて前記複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々における端末密度を算出する算出手段と、
前記複数のエリアのうち前記端末密度がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて前記端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、前記複数のエリアのうち前記端末密度が前記しきい値よりも低いエリアにおいて、前記第１の端末数よりも少ない第２の端末数と前記第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて前記端末装置の受信電力に基づいて前記電波の１次利用の有無を検出する検出手段と、
前記電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する判定手段とを備える電波判定装置。
【請求項２】
前記しきい値は、前記１次利用の検出のための要求精度と電波の伝搬環境とによって決定される、請求項１に記載の電波判定装置。
【請求項３】
前記算出手段は、位置情報によって区切られたエリアの情報を保持しており、前記受信手段によって受信された前記複数の位置情報と前記保持しているエリアの情報とに基づいて、各エリア内に存在する端末装置の台数を検出し、その検出した端末装置の台数を各エリアの面積で除算することにより前記端末密度を算出する、請求項１または請求項２に記載の電波判定装置。
【請求項４】
前記複数のエリアの各々は、位置情報によって区切られており、
前記算出手段は、第１の端末密度を有する第１のエリアと前記第１の端末密度よりも低い第２の端末密度を有する第２のエリアとが接しており、前記第１のエリアと前記第２のエリアとの境界に端末装置が存在している場合、前記第１の電波検出方式を用いたときの前記電波の１次利用の有無の検出における精度と端末台数との関係と前記第２の電波検出方式を用いたときの前記電波の１次利用の有無の検出における精度と端末台数との関係とに基づいて前記電波の１次利用の有無の検出における精度が高くなるように前記境界に存在する端末装置を前記第１および第２のエリアのいずれかに入れ、前記端末密度を算出する、請求項１または請求項２に記載の電波判定装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記第１の電波検出方式を用いたときの前記電波の１次利用の有無の検出における精度と端末台数との関係と前記第２の電波検出方式を用いたときの前記電波の１次利用の有無の検出における精度と端末台数との関係とに基づいて前記電波の１次利用の有無の検出における要求精度が満たされるように前記複数のエリアの各々を決定し、その決定した複数のエリアを用いて各エリアにおける前記端末密度を算出する、請求項１または請求項２に記載の電波判定装置。
【請求項６】
電波の伝搬環境と位置情報との対応関係を示す伝搬環境リストを保持しており、前記伝搬環境リストを参照して、前記受信手段によって受信された前記端末装置の位置情報に対応する伝搬環境を検出することにより前記電波の伝搬環境を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された電波の伝搬環境に応じて前記しきい値を決定する決定手段とを更に備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電波判定装置。
【請求項７】
前記端末情報は、前記受信電力が検出されたときの時間情報を更に含み、
当該電波判定装置は、
前記受信手段によって受信された端末情報の前記受信電力および前記時間情報に基づいて前記受信電力の時間による変化を検出し、その検出した受信電力の時間による変化に基づいて電力値のフェージング特性を検出し、その検出したフェージング特性に基づいて電波の伝搬環境を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された電波の伝搬環境に応じて前記しきい値を決定する決定手段とを更に備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電波判定装置。
【請求項８】
移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と前記端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する受信手段と、
前記複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて前記複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々において２つの端末装置間の距離のうち最小の距離である最近接端末距離を複数算出し、その算出した複数の最近接端末距離のうち最大の最近接端末距離を最大最近接端末距離として算出する算出手段と、
前記複数のエリアのうち前記最大最近接端末距離がしきい値よりも小さいエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて前記端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、前記複数のエリアのうち前記最大最近接端末距離が前記しきい値以上であるエリアにおいて、前記第１の端末数よりも少ない第２の端末数と前記第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて前記端末装置の受信電力に基づいて前記電波の１次利用の有無を検出する検出手段と、
前記電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する判定手段とを備える電波判定装置。
【請求項９】
電波の２次利用の可否の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と前記端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第１のステップと、
算出手段が、前記複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて前記複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々における端末密度を算出する第２のステップと、
検出手段が、前記複数のエリアのうち前記端末密度がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて前記端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、前記複数のエリアのうち前記端末密度が前記しきい値よりも低いエリアにおいて、前記第１の端末数よりも少ない第２の端末数と前記第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて前記端末装置の受信電力に基づいて前記電波の１次利用の有無を検出する第３のステップと、
判定手段が、前記電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する第４のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
前記しきい値は、前記１次利用の有無を検出するための要求精度と電波の伝搬環境とによって決定される、請求項９に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
前記第２のステップにおいて、前記算出手段は、位置情報によって区切られたエリアの情報を保持しており、前記第１のステップにおいて受信された前記複数の位置情報と前記保持しているエリアの情報とに基づいて、各エリア内に存在する端末装置の台数を検出し、その検出した端末装置の台数を各エリアの面積で除算することにより前記端末密度を算出する、請求項９または請求項１０に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
前記複数のエリアの各々は、位置情報によって区切られており、
前記第２のステップにおいて、前記算出手段は、第１の端末密度を有する第１のエリアと前記第１の端末密度よりも低い第２の端末密度を有する第２のエリアとが接しており、前記第１のエリアと前記第２のエリアとの境界に端末装置が存在している場合、前記第１の電波検出方式を用いたときの前記電波の１次利用の有無の検出における精度と端末台数との関係と前記第２の電波検出方式を用いたときの前記電波の１次利用の有無の検出における精度と端末台数との関係とに基づいて前記電波の１次利用の有無の検出における精度が高くなるように前記境界に存在する端末装置を前記第１および第２のエリアのいずれかに入れ、前記端末密度を算出する、請求項９または請求項１０に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１３】
前記第２のステップにおいて、前記算出手段は、前記第１の電波検出方式を用いたときの前記電波の１次利用の有無の検出における精度と端末台数との関係と前記第２の電波検出方式を用いたときの前記電波の１次利用の有無の検出における精度と端末台数との関係とに基づいて前記電波の１次利用の有無の検出における要求精度が満たされるように前記複数のエリアの各々を決定し、その決定した複数のエリアを用いて各エリアにおける前記端末密度を算出する、請求項９または請求項１０に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
推定手段が、電波の伝搬環境と位置情報との対応関係を示す伝搬環境リストを参照して、前記第１のステップにおいて受信された前記端末装置の位置情報に対応する伝搬環境を検出することにより前記電波の伝搬環境を推定する第５のステップと、
決定手段が、前記第５のステップにおいて推定された電波の伝搬環境に応じて前記しきい値を決定する第６のステップとを更にコンピュータに実行させる、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
前記端末情報は、前記受信電力が検出されたときの時間情報を更に含み、
当該コンピュータに実行させるためのプログラムは、
推定手段が、前記第１のステップにおいて受信された端末情報の前記受信電力および前記時間情報に基づいて前記受信電力の時間による変化を検出し、その検出した受信電力の時間による変化に基づいて電力値のフェージング特性を検出し、その検出したフェージング特性に基づいて電波の伝搬環境を推定する第５のステップと、
決定手段が、前記第５のステップにおいて推定された電波の伝搬環境に応じて前記しきい値を決定する第６のステップとを更にコンピュータに実行させる、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
電波の２次利用の可否の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と前記端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第１のステップと、
算出手段が、前記複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて前記複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々において２つの端末装置間の距離のうち最小の距離である最近接端末距離を複数算出し、その算出した複数の最近接端末距離のうち最大の最近接端末距離を最大最近接端末距離として算出する第２のステップと、
検出手段が、前記複数のエリアのうち前記最大最近接端末距離がしきい値よりも小さいエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて前記端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、前記複数のエリアのうち前記最大最近接端末距離が前記しきい値以上であるエリアにおいて、前記第１の端末数よりも少ない第２の端末数と前記第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて前記端末装置の受信電力に基づいて前記電波の１次利用の有無を検出する第３のステップと、
判定手段が、前記電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する第４のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１７】
請求項９から請求項１６のいずれかに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電波判定装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の周波数に関して、電波の１次利用者への影響がない範囲で電波の２次利用が可能である。そこで、周波数の利用効率を高めるために、周波数の２次利用の検討が進められている。
【０００３】
周波数の１次利用の有無を検出するために、センサー端末を多数配置して、その周波数のスペクトラムの有無を検出する方法が知られている。
【０００４】
例えば、分散配置したセンサー端末で、対象の周波数のスペクトラムの有無をモニターするスペクトルセンシング法が知られている（非特許文献１）。
【０００５】
また、波源の位置、送信電力および伝搬損失を推定し、電波の２次利用が可能なエリアを推定するＭｉｃｒｏＷＳ法が知られている（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】T. Yucek et al., “A Survey of Spectrum Sensing Algorithms for Cognitive Radio Application,” IEEE Commun. Surveys and Tutorials, vol. 11, no. 1, 2009.
【非特許文献２】堀端  研志、菅野  一生、古川  玲、長谷川  晃朗、武内  良男，”異種センサーによる局所的ホワイトスペース推定に関する要素技術の一検討，”２０１４年  電子情報通信学会総合大会，通信講演論文集１，Ｂ−１７−２８，ｐ６０７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に記載のスペクトルセンシング法では、端末のある場所で周波数スペクトラムを検知したか否かによって電波の１次利用の有無を判定するため、端末密度が低いとモニター精度が低下するという問題がある。
【０００８】
また、非特許文献２に記載のＭｉｃｒｏＷＳ法では、電波の伝搬特性方程式をフィッティングによって推定するため、伝搬構造が複雑になると、エリアを細分化してフィッティングする必要が生じ、計算量が膨大になるという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明の実施の形態によれば、電波の２次利用が可能なエリアを精度良く判定可能な電波判定装置を提供する。
【００１０】
また、この発明の実施の形態によれば、電波の２次利用が可能なエリアの精度良い判定をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【００１１】
更に、この発明の実施の形態によれば、電波の２次利用が可能なエリアの精度良い判定をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の実施の形態によれば、電波判定装置は、受信手段と、算出手段と、検出手段と、判定手段とを備える。受信手段は、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する。算出手段は、複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々における端末密度を算出する。検出手段は、複数のエリアのうち端末密度がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、複数のエリアのうち端末密度がしきい値よりも低いエリアにおいて、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出する。判判定手段は、電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する。
【００１３】
また、この発明の実施の形態によれば、電波判定装置は、受信手段と、算出手段と、検出手段と、判定手段とを備える。受信手段は、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する。算出手段は、複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々において２つの端末装置間の距離のうち最小の距離である最近接端末距離を算出し、その算出した最近接端末距離のうち最大の最近接端末距離を最大最近接端末距離として算出する。検出手段は、複数のエリアのうち最大最近接端末距離がしきい値よりも小さいエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、複数のエリアのうち前記最大最近接端末距離がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出する。判定手段は、電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する。
【００１４】
この発明の実施の形態によれば、電波判定装置は、端末密度または最大最近接端末距離に応じて第１の電波検出方式または第２の電波検出方式を用いて電波の１次利用の有無を検出し、その検出結果に応じて電波の２次利用の可否を判定する。
【００１５】
その結果、第１の電波検出方式の少ない演算量で電波の１次利用の有無を検出できるという利点と、第２の電波検出方式の少ない端末数で電波の１次利用の有無を検出できるという利点とを用いて、電波の１次利用の有無を広範囲に渡って検出できる。
【００１６】
従って、端末密度または最大最近接端末距離に応じて電波の２次利用が可能なエリアを精度良く判定できる。
【００１７】
更に、この発明の実施の形態によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、電波の２次利用の可否の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第１のステップと、算出手段が、複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々における端末密度を算出する第２のステップと、検出手段が、複数のエリアのうち端末密度がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、複数のエリアのうち端末密度がしきい値よりも低いエリアにおいて、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出する第３のステップと、判定手段が、電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する第４のステップとをコンピュータに実行させる。
【００１８】
更に、この発明の実施の形態によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、電波の２次利用の可否の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第１のステップと、算出手段が、複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々において２つの端末装置間の距離のうち最小の距離である最近接端末距離を算出し、その算出した最近接端末距離のうち最大の最近接端末距離を最大最近接端末距離として算出する第２のステップと、検出手段が、複数のエリアのうち最大最近接端末距離がしきい値よりも小さいエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、複数のエリアのうち最大最近接端末距離がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出する第３のステップと、判定手段が、電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する第４のステップとをコンピュータに実行させる。
【００１９】
プログラムが上記の各ステップを実行することによって、第１の電波検出方式の少ない演算量で電波の１次利用の有無を検出できるという利点と、第２の電波検出方式の少ない端末数で電波の１次利用の有無を検出できるという利点とを用いて、電波の１次利用の有無を広範囲に渡って検出できる。
【００２０】
従って、端末密度または最大最近接端末距離に応じて電波の２次利用が可能なエリアを精度良く判定できる。
【００２１】
更に、この発明の実施の形態によれば、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、請求項９から請求項１６のいずれかに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２２】
電波の２次利用が可能なエリアを精度良く判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態における無線通信システムを示す図である。
【図２】図１に示す電波判定装置の構成を示す概略図である。
【図３】セグメントの概念図である。
【図４】端末密度の算出方法１を説明するための図である。
【図５】電力推定誤差と端末密度との関係を示す図である。
【図６】端末密度の算出方法２を説明するための図である。
【図７】端末密度の算出方法３を説明するための図である。
【図８】伝搬環境リストの概念図である。
【図９】伝搬環境と、フェージングモデルと、１次利用の検出のための要求精度と、しきい値σｔｈとの対応表を示す図である。
【図１０】図１に示す電波判定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１に示す電波判定装置の別の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１に示す電波判定装置の更に別の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１０，１１，１２のステップＳ７の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１０，１１，１２のステップＳ８の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】最近接端末距離の概念図である。
【図１６】最大最近接端末距離に応じて電波の１次利用の有無を検出する方式を切り替えて電波の１次利用の有無を検出する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】最大最近接端末距離に応じて電波の１次利用の有無を検出する方式を切り替えて電波の１次利用の有無を検出する別の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】最大最近接端末距離に応じて電波の１次利用の有無を検出する方式を切り替えて電波の１次利用の有無を検出する更に別の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２５】
図１は、この発明の実施の形態における無線通信システムを示す図である。
【００２６】
図１を参照して、無線通信システム１０は、電波判定装置１と、複数の端末装置２とを備える。
【００２７】
電波判定装置１および複数の端末装置２は、無線通信空間に配置される。
【００２８】
複数の端末装置２は、領域ＲＥＧ内に配置される。領域ＲＥＧは、例えば、碁盤目状に配置された複数のセグメントＳＧからなる。各セグメントＳＧは、例えば、正方形の形状を有し、正方形の４個の頂点を示す４個のｘ−ｙ座標（ｘｓ，ｙｓ），（ｘｓ，ｙｓ＋１），（ｘｓ＋１，ｙｓ），（ｘｓ＋１，ｙｓ＋１）によって表される。そして、１つのセグメントＳＧの大きさは、例えば、１［ｋｍ］×１［ｋｍ］である。
【００２９】
各端末装置２は、各セグメントＳＧに配置される。図１においては、１つのセグメントＳＧに１台の端末装置２が配置されるように図示されているが、実際には、各セグメントＳＧに１台以上の端末装置２が配置されてもよい。
【００３０】
各端末装置２は、移動端末および静止端末のいずれであってもよい。
【００３１】
各端末装置２は、波源Ｓからの電波を受信し、その電波を受信したときの受信電力を検出する。また、各端末装置２は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて自己の位置を検出する。更に、各端末装置２は、受信電力および自己の位置を検出したときの時間を検出する。
【００３２】
そして、各端末装置２は、受信電力、自己の位置を示す位置情報、および受信電力等を検出したときの時間を示す時間情報を含む端末情報を生成し、その生成した端末情報を無線通信によって電波判定装置１へ送信する。
【００３３】
電波判定装置１は、複数の端末装置２から複数の端末情報を受信し、その受信した複数の端末情報に基づいて、後述する方法によって、領域ＲＥＧにおける電波の２次利用の可否を判定する。
【００３４】
図２は、図１に示す電波判定装置１の構成を示す概略図である。図２を参照して、電波判定装置１は、アンテナ１１と、受信手段１２と、記憶手段１３と、算出手段１４と、検出手段１５と、判定手段１６と、推定手段１７と、決定手段１８とを含む。
【００３５】
受信手段１２は、アンテナ１１を介して複数の端末装置２から複数の端末情報を受信し、その受信した複数の端末情報を記憶手段１３に記憶する。
【００３６】
記憶手段１３は、受信手段１２から受けた複数の端末情報を格納する。
【００３７】
算出手段１４は、記憶手段１３から複数の端末情報を読み出し、その読み出した複数の端末情報に基づいて、後述する方法によって、各セグメントＳＧにおける端末密度σを演算し、その演算した複数の端末密度σを複数のセグメントＳＧに対応付けて検出手段１５へ出力する。
【００３８】
検出手段１５は、記憶手段１３から複数の端末情報を読み出し、複数のセグメントＳＧに対応付けられた複数の端末密度σを算出手段１４から受け、しきい値σｔｈを決定手段１８から受ける。そして、検出手段１５は、複数の端末情報、および複数の端末密度σに基づいて、後述する方法によって、電波の１次利用の有無を検出し、その検出した電波の１次利用の有無を判定手段１６へ出力する。
【００３９】
より具体的には、検出手段１５は、端末密度σがしきい値σｔｈ以上であるセグメントＳＧにおいては、スペクトラムセンシング法（非特許文献１参照）を用いて電波の１次利用の有無を検出する。また、検出手段１５は、端末密度σがしきい値σｔｈよりも低いセグメントＳＧにおいては、ＭｉｃｒｏＷＳ法（非特許文献２参照）を用いて電波の１次利用の有無を検出する。
【００４０】
スペクトラムセンシング法は、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする電波検出方式である。
【００４１】
ＭｉｃｒｏＷＳ法は、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする電波検出方式である。
【００４２】
判定手段１６は、電波の１次利用の有無を検出手段１５から受け、その受けた電波の１次利用の有無に基づいて、領域ＲＥＧにおける電波の２次利用の可否を判定する。
【００４３】
推定手段１７は、記憶手段１３から端末情報を読み出し、その読み出した端末情報に基づいて、後述する方法によって、電波の伝搬環境を推定し、その推定した電波の伝搬環境を決定手段１８へ出力する。
【００４４】
決定手段１８は、電波の伝搬環境を推定手段１７から受け、その受けた電波の伝搬環境に基づいて、後述する方法によってしきい値σｔｈを決定し、その決定したしきい値σｔｈを検出手段１５へ出力する。
【００４５】
図３は、セグメントＳＧの概念図である。図３を参照して、セグメントＳＧ＿１，ＳＧ＿２の各々は、例えば、碁盤目状に配列された複数のセルＣＬからなり、例えば、４０個のセルＣＬからなる。
【００４６】
各セルＣＬは、正方形の形状を有するので、セグメントＳＧと同じように４個の頂点のｘ−ｙ座標によって規定される。
【００４７】
図３においては、セグメントＳＧ＿１の各セルＣＬには、端末装置２が存在し、セグメントＳＧ＿２のｆ−１，ｆ−２，ｇ−６，ｈ−２，ｉ−１，ｉ−５，ｊ−２，ｊ−８のセルに端末装置２が存在する。
【００４８】
［スペクトラムセンシング法を用いた電波の１次利用の有無の検出］
スペクトラムセンシング法を用いて電波の１次利用の有無を検出する場合、検出手段１５は、１つのセルＣＬ、例えば、ａ−１のセルＣＬに存在する端末装置２から受信した受信電力Ｐｉがしきい値（例えば、−８０ｄＢｍ）以上であるとき、電波の１次利用が有ることを検出し、受信電力Ｐｉがしきい値（＝−８０ｄＢｍ）よりも小さいとき、電波の１次利用が無いことを検出する。
【００４９】
セグメントＳＧ＿１のａ−１のセルＣＬ以外のセルＣＬにも、端末装置２が存在するので、検出手段１５は、セグメントＳＧ＿１のａ−１のセルＣＬ以外についても、ａ−１のセルＣＬにおける方法と同様にして電波の１次利用の有無を検出する。
【００５０】
セグメントＳＧ＿２のｆ−１，ｆ−２，ｇ−６，ｈ−２，ｉ−１，ｉ−５，ｊ−２，ｊ−８のセルに端末装置２が存在するので、検出手段１５は、ａ−１のセルＣＬにおける方法と同様にして電波の１次利用の有無を検出する。
【００５１】
セグメントＳＧ＿２のｆ−３のセルＣＬには、端末装置２が存在しない。このような場合、検出手段１５は、ｆ−３のセルＣＬの中心位置とｆ−３のセルＣＬに近接するｅ−３のセルＣＬに存在する端末装置２の位置との距離Ｌ１と、ｆ−３のセルＣＬの中心位置とｆ−３のセルＣＬに近接するｆ−２のセルＣＬに存在する端末装置２の位置との距離Ｌ２とのうち、短い方の距離（距離Ｌ１，Ｌ２のいずれか）に存在する端末装置２から受信した受信電力Ｐｉ＿ｓｈｏｒｔをｆ−３のセルＣＬにおける受信電力とし、その受信電力Ｐｉ＿ｓｈｏｒｔがしきい値（＝−８０ｄＢｍ）以上であるとき、電波の１次利用が有ることを検出し、受信電力Ｐｉ＿ｓｈｏｒｔがしきい値（＝−８０ｄＢｍ）よりも小さいとき、電波の１次利用が無いことを検出する。
【００５２】
なお、距離Ｌ１が距離Ｌ２と同じであるとき、検出手段１５は、ｅ−３のセルＣＬに存在する端末装置２から受信した受信電力Ｐｉ＿１とｆ−２のセルＣＬに存在する端末装置２から受信した受信電力Ｐｉ＿２との平均値をｆ−３のセルＣＬにおける受信電力として電波の１次利用の有無を検出する。
【００５３】
端末装置２が存在しないセルＣＬに隣接するセルＣＬが３個以上存在する場合も、検出手段１５は、端末装置２が存在しないセルＣＬの中心からの距離が最も短い端末装置２から受信した受信電力、または隣接する複数のセルＣＬに存在する複数の端末装置２から受信した複数の受信電力の平均値を端末装置２が存在しないセルＣＬの受信電力として電波の１次利用の有無を検出する。
【００５４】
端末装置２が存在しないセルＣＬについては、検出手段１５は、上述した方法によって受信電力を決定し、その決定した受信電力をしきい値（＝−８０ｄＢｍ）と比較して電波の１次利用の有無を検出する。
【００５５】
［ＭｉｃｒｏＷＳ法による電波の１次利用の有無の検出］
検出手段１５は、ＭｉｃｒｏＷＳ法を用いて電波の１次利用の有無を検出する場合、以下の方法によって各セグメントＳＧの各セルＣＬにおける受信電力を決定し、その決定した受信電力がしきい値（＝−８０ｄＢｍ）以上であるとき、電波の１次利用が有ることを検出し、その決定した受信電力がしきい値（＝−８０ｄＢｍ）よりも小さいとき、電波の１次利用が無いことを検出する。
【００５６】
検出手段１５は、ＴＤｏＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）を用いて波源位置を推定する。
【００５７】
より具体的には、検出手段１５は、電波が波源から２つの端末装置２Ａ，２Ｂへ到来するときの到来時間差｜ｔａ−ｔｂ｜を算出する。端末情報には、各端末装置２が受信電力を検出したときの時間情報が含まれるので、検出手段１５は、その時間情報を用いて到来時間差｜ｔａ−ｔｂ｜を算出できる。
【００５８】
そして、検出手段１５は、電波が波源から端末装置２Ａ，２Ｂへ到来するときの伝搬距離差｜Ｌａ−Ｌｂ｜を到来時間差｜ｔａ−ｔｂ｜を用いて算出する。
【００５９】
検出手段１５は、同様にして、電波が波源から端末装置２Ｂ，２Ｃへ到来するときの伝搬距離差｜Ｌｂ−Ｌｃ｜と、電波が波源から端末装置２Ｃ，２Ａへ到来するときの伝搬距離差｜Ｌｃ−Ｌａ｜とを算出する。
【００６０】
そうすると、検出手段１５は、３つの双曲線｜Ｌａ−Ｌｂ｜，｜Ｌｂ−Ｌｃ｜，｜Ｌｃ−Ｌａ｜を描画し、３つの双曲線の交点を波源位置として推定する。
【００６１】
観測点における受信電力の推定値をｙ［ｄＢｍ］とし、波源から観測点までの距離をｘ［ｍ］とし、周波数をｆ［ＭＨｚ］とした場合、受信電力の推定値ｙは、次式（１）によって表される。
【００６２】
ｙ＝Ａｌｏｇ（ｘ）＋Ｂｌｏｇ（ｆ）＋Ｃ・・・（１）
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃは、係数である。
【００６３】
周波数ｆが固定である場合、式（１）は、次式（２）になる。
【００６４】
ｙ＝Ａｌｏｇ（ｘ）＋Ｃ’・・・（２）
端末装置ｉの波源からの距離ｘｉと、受信電力ｙｉのサンプル（ｉ＝１，２，３，・・・）から、最小二乗法を用いて受信電力ｙｉと距離ｘｉとの関係を式（２）にフィッティングさせ、係数Ａ，Ｃ’を決定する。この場合、波源位置は、上述したように推定されており、各端末装置の位置情報は、端末情報に含まれているので、検出手段１５は、端末装置ｉの波源からの距離ｘｉを算出することができ、その算出した距離を端末装置ｉの波源からの距離ｘｉのサンプルとして用いる。
【００６５】
そして、その決定した係数Ａ，Ｃ’を式（２）に代入して受信電力の推定値ｙと距離ｘとの関係を示す方程式を作成する。
【００６６】
その後、波源から観測点までの距離を、その作成した方程式に代入して観測点における受信電力の推定値ｙを算出する。
【００６７】
周波数ｆが変動する場合、端末装置ｉの波源からの距離ｘｉと、周波数ｆｉと、受信電力ｙｉのサンプル（ｉ＝１，２，３，・・・）から、最小二乗法を用いて受信電力ｙｉと距離ｘｉとの関係を式（１）にフィッティングさせ、係数Ａ，Ｂ，Ｃを決定する。
【００６８】
そして、その決定した係数Ａ，Ｂ，Ｃを式（１）に代入して受信電力の推定値ｙと距離ｘおよび周波数ｆとの関係を示す方程式を作成する。
【００６９】
その後、波源から観測点までの距離と周波数とを、その作成した方程式に代入して観測点における受信電力の推定値ｙを算出する。
【００７０】
検出手段１５は、このようにして、セグメントＳＧ＿１，ＳＧ＿２の各セルＣＬ内の観測点における受信電力の推定値ｙを算出し、その算出した推定値ｙがしきい値（＝−８０ｄＢｍ）以上であるとき、電波の１次利用が有ることを検出し、その算出した推定値ｙがしきい値（＝−８０ｄＢｍ）よりも小さいとき、電波の１次利用が無いことを検出する。
【００７１】
次に、セグメントＳＧにおける端末密度σの算出方法について説明する。
【００７２】
［端末密度の算出方法１］
図４は、端末密度σの算出方法１を説明するための図である。図４を参照して、１つのセグメントＳＧ＿１は、４個の頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する。そして、頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのｘ−ｙ座標は、それぞれ、（ｘｓ，ｙｓ），（ｘｓ＋１，ｙｓ），（ｘｓ＋１，ｙｓ＋１），（ｘｓ，ｙｓ＋１）である。
【００７３】
電波判定装置１の記憶手段１３は、図１に示す領域ＲＥＧ内の全てのセグメントＳＧについて、４個の頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのｘ−ｙ座標を記憶する。
【００７４】
電波判定装置１の算出手段１４は、複数の端末情報と全てのセグメントＳＧのｘ−ｙ座標とを記憶手段１３から読み出す。
【００７５】
そして、算出手段１４は、１つの端末情報に含まれる位置情報がどのセグメントＳＧ内に存在するかを検出する。算出手段１４は、端末情報に含まれる位置情報が（ｘ＿１，ｙ＿１）であるとき、ｘｓ≦ｘ＿１≦ｘｓ＋１およびｙｓ≦ｙ＿１≦ｙｓ＋１が成立するか否かを判定することによって、位置情報（ｘ＿１，ｙ＿１）がセグメントＳＧ＿１内に含まれるか否かを判定する。算出手段１４は、ｘｓ≦ｘ＿１≦ｘｓ＋１およびｙｓ≦ｙ＿１≦ｙｓ＋１が成立するとき、位置情報（ｘ＿１，ｙ＿１）がセグメントＳＧ＿１内に含まれると判定し、ｘｓ≦ｘ＿１≦ｘｓ＋１およびｙｓ≦ｙ＿１≦ｙｓ＋１の少なくとも１つが成立しないとき、位置情報（ｘ＿１，ｙ＿１）がセグメントＳＧ＿１内に含まれないと判定する。
【００７６】
算出手段１４は、上述した方法によって、複数の端末情報に含まれる全ての位置情報について、各位置情報が含まれるセグメントＳＧを検出する。
【００７７】
そして、算出手段１４は、各セグメントＳＧに含まれる位置情報の個数をカウントして各セグメントＳＧに含まれる端末装置２の個数を算出する。
【００７８】
そうすると、算出手段１４は、１つのセグメントＳＧの面積Ｓを｜ｘｓ＋１−ｘｓ｜×｜ｙｓ＋１−ｙｓ｜によって算出し、各セグメントＳＧに含まれる端末装置２の個数を面積Ｓで除算することによって各セグメントＳＧの端末密度σを算出する。
【００７９】
その後、算出手段１４は、各セグメントＳＧと端末密度σとを相互に対応付けて［ＳＧ＿ｎ：σ＿ｎ］（ｎは整数）を生成し、その生成した［ＳＧ＿ｎ：σ＿ｎ］を検出手段１５へ出力する。
【００８０】
このように、端末密度σの算出方法１においては、算出手段１４は、セグメントＳＧが位置情報によって決定されていることを用いて端末密度σを算出する。
【００８１】
算出方法１によって端末密度σを算出することによって、地理上の各エリアにおいて電波の１次利用の有無を検出できる。
【００８２】
［端末密度の算出方法２］
図５は、電力推定誤差と端末密度との関係を示す図である。図５において、縦軸は、電力推定誤差を表し、横軸は、端末密度を表す。電力推定誤差は、スペクトラムセンシング法を用いる場合、観測点の位置情報に基づいて決定された観測点の周辺の建物等の構造物を考慮して推定された受信電力の推定値と実測の受信電力との誤差であり、ＭｉｃｒｏＷＳ法を用いる場合、上述の式（１）または式（２）を用いて推定された受信電力の推定値と実測の受信電力との誤差である。
【００８３】
また、図５において、曲線ｋ１は、ＭｉｃｒｏＷＳ法を用いたときの電力推定誤差と端末密度との関係を示し、曲線ｋ２は、スペクトラムセンシング法を用いたときの電力推定誤差と端末密度との関係を示す。
【００８４】
図５を参照して、端末密度が５［個／ｋｍ２］よりも低い場合、電力推定誤差は、ＭｉｃｒｏＷＳ法の方が小さい。また、端末密度が５［個／ｋｍ２］以上である場合、電力推定誤差は、スペクトラムセンシング法の方が小さい。
【００８５】
従って、端末密度が５［個／ｋｍ２］よりも低い場合、ＭｉｃｒｏＷＳ法を用いて受信電力を推定することが好ましく、端末密度が５［個／ｋｍ２］以上である場合、スペクトラムセンシング法を用いて受信電力を推定することが好ましい。
【００８６】
また、図５から明らかなように、ＭｉｃｒｏＷＳ法では、電力推定誤差は、端末密度が増加しても、殆ど変化しない（曲線ｋ１参照）。一方、スペクトラムセンシング法では、電力推定誤差は、端末密度の増加に伴って減少する（曲線ｋ２）。従って、スペクトラムセンシング法を用いる場合、端末密度が高い方が電波の１次利用の有無の検出精度を高くできる。
【００８７】
図６は、端末密度σの算出方法２を説明するための図である。
【００８８】
図６の（ａ）を参照して、セグメントＳＧ＿１の各セルＣＬには、端末装置２が存在する。また、セグメントＳＧ＿２のｆ−１，ｆ−２，ｇ−６，ｈ−２，ｉ−１，ｉ−５，ｊ−２，ｊ−８のセルＣＬには、端末装置２が存在するが、ｆ−１，ｆ−２，ｇ−６，ｈ−２，ｉ−１，ｉ−５，ｊ−２，ｊ−８以外のセルＣＬには、端末装置２が存在しない。
【００８９】
そして、セグメントＳＧ＿１の端末密度をσ＿１とし、セグメントＳＧ＿２の端末密度をσ＿２（＜σ＿１）とする。
【００９０】
このように、セグメントＳＧ＿１は、セグメントＳＧ＿２に隣接し、セグメントＳＧ＿１の端末密度σ＿１がセグメントＳＧ＿２の端末密度σ＿２よりも高い。
【００９１】
このような場合、図５に示す電力推定誤差と端末密度との関係を用いて電力推定誤差が小さくなるように、セグメントＳＧ＿１とセグメントＳＧ＿２との境界に存在する端末装置２＿１，２＿２をセグメントＳＧ＿１とセグメントＳＧ＿２とのいずれかに入れる。
【００９２】
図５において説明したように、端末密度σが５［個／ｋｍ２］以上であるとき、スペクトラムセンシング法を用いた方が、電力推定誤差が小さいので、端末装置２−１，２−２をセグメントＳＧ＿１に入れることによって、端末密度σが５［個／ｋｍ２］以上になるとき、端末装置２−１，２−２をセグメントＳＧ＿１に入れる。この場合、端末装置２−１，２−２をセグメントＳＧ＿１に入れることによって、セグメントＳＧ＿２における端末密度σが５［個／ｋｍ２］よりも低くなっても、端末密度σが５［個／ｋｍ２］よりも低いとき、ＭｉｃｒｏＷＳ法の方が、電力推定誤差が小さいので（図５参照）、セグメントＳＧ＿２における電波検出方式を決定する上にも好適である。
【００９３】
そこで、算出手段１４は、端末装置２−１，２−２をセグメントＳＧ＿１に入れ、新たに、セグメントＳＧ＿１’，ＳＧ＿２’を形成する。そして、算出手段１４は、セグメントＳＧ＿１’に含まれる端末装置２の個数をセグメントＳＧ＿１’の面積で除算してセグメントＳＧ＿１’の端末密度σを算出し、セグメントＳＧ＿２’に含まれる端末装置２の個数をセグメントＳＧ＿２’の面積で除算してセグメントＳＧ＿２’の端末密度σを算出する。
【００９４】
このように、端末密度σの算出方法２では、算出手段１４は、電力推定誤差が小さくなるように、隣接する２つのセグメントの境界に存在する端末装置を２つのセグメントのいずれかに入れて新たなセグメントを形成し、その新たに形成したセグメントにおいて端末密度σを算出する。
【００９５】
算出方法２によって端末密度σを算出することによって、スペクトラムセンシング法（第１の電波検出方式）を用いて電波の１次利用の有無をより精度良く検出できる。
【００９６】
［端末密度の算出方法３］
図７は、端末密度σの算出方法３を説明するための図である。図７を参照して、セグメントＳＧ＿１は、線ＬＮ１〜ＬＮ４によって囲まれた領域として規定され、セグメントＳＧ＿２は、線ＬＮ２，ＬＮ５〜ＬＮ７によって囲まれた領域として規定される。
【００９７】
算出手段１４は、算出方法３を用いて端末密度σを算出する場合、電波の１次利用の有無を検出するときの要求精度（＝要求誤差）と、図５に示す電力推定誤差と端末密度との関係とを予め保持している。そして、算出手段１４は、図５に示す電力推定誤差と端末密度との関係を参照して、スペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法を用いて電波の１次利用の有無を検出するときの要求精度（＝要求誤差）を満たすようにセグメントＳＧ＿１，ＳＧ＿２を決定する。そうすると、算出手段１４は、その決定したセグメントＳＧ＿１，ＳＧ＿２における端末装置２の個数をセグメントＳＧ＿１，ＳＧ＿２の面積で除算してセグメントＳＧ＿１，ＳＧ＿２の端末密度σ＿１，σ＿２を算出する。
【００９８】
このように、端末密度σの算出方法３では、算出手段１４は、電波の１次利用の有無を検出するときの要求精度（＝要求誤差）を満たすようにセグメントＳＧを決定し、その決定したセグメントＳＧにおける端末装置の個数をセグメントＳＧの面積で除算して端末密度σを算出する。
【００９９】
この発明の実施の形態においては、上述した３つの算出方法１〜３のいずれかを用いて各セグメントＳＧの端末密度σを算出する。
【０１００】
算出方法３によって端末密度σを算出することによって、電波の１次利用の有無の検出における要求精度が満たされ、電波の２次利用の可否を精度良く判定できる。
【０１０１】
電波の伝搬環境の推定方法について説明する。
【０１０２】
電波の伝搬環境は、建物等の構造物の密集度および高さ等によって異なる。そして、都会では、多くの建物が存在し、田舎では、建物が少ない。また、都会では、多くの建物が存在する結果、電波の伝搬特性は、フェージングの影響を受けることもある。
【０１０３】
このような多くの伝搬環境において、スペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法を用いて電波の１次利用の有無を精度良く検出するには、電波の伝搬環境を推定し、その推定した伝搬環境に適したしきい値σｔｈを決定することが重要である。
【０１０４】
そこで、この発明の実施の形態においては、以下の方法によって電波の伝搬環境を推定する。
【０１０５】
［電波の伝搬環境の推定方法１］
算出手段１４は、電波の伝搬環境と端末装置の位置情報との対応関係を示す伝搬環境リストＥｖＬを保持する。
【０１０６】
図８は、伝搬環境リストの概念図である。図８を参照して、伝搬環境リストＥｖＬは、位置情報と伝搬環境とフェージングモデルとを含む。位置情報、伝搬環境およびフェージングモデルは、相互に対応付けられる。
【０１０７】
位置情報は、ｘ−ｙ座標によって表される。伝搬環境は、例えば、“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”、“Ｕｒｂａｎ”、“Ｓｕｂｕｒｂａｎ”および“Ｒｕｒａｌ”のいずれかからなる。“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”は、都会の密集地を表し、“Ｕｒｂａｎ”は、密集度が“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”よりも低い都会を表し、“Ｓｕｂｕｒｂａｎ”は、密集度が“Ｕｒｂａｎ”よりも低い都会を表し、“Ｒｕｒａｌ”は、田舎を表す。
【０１０８】
また、フェージングモデルは、例えば、レイリー分布、または仲上−ライス分布からなる。
【０１０９】
位置情報（ｘ１，ｙ１）は、“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”の伝搬環境と“レイリー分布”のフェージングモデルとに対応付けられ、位置情報（ｘ２，ｙ２）は、“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”の伝搬環境とフェージング“なし”とに対応付けられ、位置情報（ｘ３，ｙ３）は、“Ｒｕｒａｌ”の伝搬環境と“仲上−ライス分布”のフェージングモデルとに対応付けられ、位置情報（ｘ４，ｙ４）は、“Ｓｕｂｕｒｂａｎ”の伝搬環境と“仲上−ライス分布”のフェージングモデルとに対応付けられ、位置情報（ｘ５，ｙ５）は、“Ｕｒｂａｎ”の伝搬環境と“レイリー分布”のフェージングモデルとに対応付けられ、位置情報（ｘ６，ｙ６）は、“Ｕｒｂａｎ”の伝搬環境と“仲上−ライス分布”のフェージングモデルとに対応付けられ、以下、同様に、位置情報は、伝搬環境およびフェージングモデルに対応付けられる。
【０１１０】
算出手段１４は、図８に示す伝搬環境リストＥｖＬを保持している。そして、算出手段１４は、伝搬環境リストＥｖＬを参照して、端末装置２から受信した位置情報に対応する伝搬環境およびフェージングモデルを検出する。
【０１１１】
より具体的には、算出手段１４は、端末装置２から位置情報（ｘ１，ｙ１）を受信したとき、伝搬環境リストＥｖＬを参照して、位置情報（ｘ１，ｙ１）に対応する“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”からなる伝搬環境と、“レイリー分布”からなるフェージングモデルとを検出し、端末装置２から位置情報（ｘ３，ｙ３）を受信したとき、位置情報（ｘ３，ｙ３）に対応する“Ｒｕｒａｌ”からなる伝搬環境と“仲上−ライス分布”からなるフェージングモデルとを検出する。算出手段１４は、それ以外の位置情報を端末装置２から受信したときも、同様にして伝搬環境およびフェージングモデルを検出する。
【０１１２】
なお、端末装置２から受信した位置情報が伝搬環境リストＥｖＬの位置情報に一致しない場合もある。このような場合、算出手段１４は、端末装置２から受信した位置情報に最も近い位置情報を伝搬環境リストＥｖＬから検出し、その検出した位置情報に対応付けられた伝搬環境およびフェージングモデルを検出する。
【０１１３】
また、端末装置２から受信した位置情報が伝搬環境リストＥｖＬの２つの位置情報の中間点である場合もある。このような場合、算出手段１４は、２つの位置情報から任意の１つの位置情報を検出し、その検出した位置情報に対応付けられた伝搬環境およびフェージングモデルを検出する。
【０１１４】
推定方法１を用いることによって、電波の伝搬環境およびフェージングモデルを位置情報に即して推定できる。
【０１１５】
フェージングモデルは、電波の伝搬特性に影響するものであるので、フェージングモデルと伝搬環境とをまとめて伝搬環境と捉えることができる。従って、伝搬環境リストＥｖＬは、位置情報と伝搬環境とを相互に対応付けた構成からなる。そして、算出手段１４は、伝搬環境リストＥｖＬを参照して、端末装置２から受信した位置情報に対応する伝搬環境を検出する。つまり、算出手段１４は、端末装置２から受信した位置情報に対応する伝搬環境とフェージングモデルとを検出することにより、端末装置２から受信した位置情報に対応する伝搬環境を検出する。
【０１１６】
［電波の伝搬環境の推定方法２］
算出手段１４は、端末装置２から受信した受信電力Ｐｉおよび時間情報に基づいて、受信電力Ｐｉの時間による変動を記録し、受信電力Ｐｉのフェージング特性を取得する。そして、検出手段１５は、その取得したフェージング特性に基づいて電波の伝搬環境を推定する。
【０１１７】
（１）移動端末を利用する方法
算出手段１４は、端末装置２から受信した位置情報および時間情報に基づいて移動端末（＝端末装置２）の移動速度を推定する。そして、算出手段１４は、移動端末（＝端末装置２）の移動速度とフェージングによる受信電力Ｐｉの変動とに基づいて伝搬環境を推定する。
【０１１８】
より具体的には、算出手段１４は、移動端末（＝端末装置２）の移動速度とフェージングとを考慮して推定した受信電力が移動端末（＝端末装置２）から受信した受信電力Ｐｉに一致したとき、電波の伝搬環境をフェージングがある伝搬環境であると推定する。
【０１１９】
（２）固定端末を利用する方法
電波の伝搬環境をモニターするためにダミー端末（固定端末）を設置し、定点でのフェージング特性から電波の伝搬環境をフェージングがある伝搬環境であると推定する。
【０１２０】
より具体的には、算出手段１４は、ダミー端末（固定端末）から受信した端末情報に基づいて時間による受信電力Ｐｉの変動を記録し、フェージングを考慮して推定した受信電力が、その記録した時間による受信電力の変動を示す曲線上の受信電力Ｐｉに一致すれば、電波の伝搬環境をフェージングがある伝搬環境であると推定する。
【０１２１】
推定方法２を用いることによって、フェージングがある伝搬環境に即してしきい値σｔｈを決定できる。
【０１２２】
端末密度σのしきい値σｔｈの決定方法について説明する。
【０１２３】
図９は、伝搬環境と、フェージングモデルと、１次利用の検出のための要求精度と、しきい値σｔｈとの対応表を示す図である。
【０１２４】
図９を参照して、対応表ＴＢＬは、伝搬環境と、フェージングモデルと、１次利用の検出のための要求精度と、しきい値σｔｈとを含む。伝搬環境、フェージングモデル、１次利用の検出のための要求精度、およびしきい値σｔｈは、相互に対応付けられる。
【０１２５】
１次利用の検出のための要求精度は、受信電力の推定値と実測値（＝端末装置２から受信した受信電力Ｐｉ）との要求誤差である。そして、１次利用の検出のための要求精度は、スペクトラムセンシング法を用いて電波の１次利用の有無を検出するために要求される精度である。
【０１２６】
伝搬環境は、例えば、“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”、“Ｕｒｂａｎ”、“Ｓｕｂｕｒｂａｎ”および“Ｒｕｒａｌ”のいずれかからなる。
【０１２７】
フェージングモデルは、例えば、レイリー分布または仲上−ライス分布からなる。
【０１２８】
伝搬環境が“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”であり、フェージングがないとき、電波の１次利用の検出のための要求精度は、５［ｄＢ］または１０［ｄＢ］に設定される。そして、電波の１次利用の検出のための要求精度が５［ｄＢ］である場合、しきい値σｔｈは、３０[個／ｋｍ２]に設定され、電波の１次利用の検出のための要求精度が１０［ｄＢ］である場合、しきい値σｔｈは、６[個／ｋｍ２]に設定される。
【０１２９】
また、伝搬環境が“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”であり、フェージングが“仲上−ライス分布”であるとき、電波の１次利用の検出のための要求精度は、５［ｄＢ］または１０［ｄＢ］に設定される。そして、電波の１次利用の検出のための要求精度が５［ｄＢ］である場合、しきい値σｔｈは、４０[個／ｋｍ２]に設定され、電波の１次利用の検出のための要求精度が１０［ｄＢ］である場合、しきい値σｔｈは、８[個／ｋｍ２]に設定される。
【０１３０】
更に、伝搬環境が“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”であり、フェージングが“レイリー分布”であるとき、電波の１次利用の検出のための要求精度は、５［ｄＢ］または１０［ｄＢ］に設定される。そして、電波の１次利用の検出のための要求精度が５［ｄＢ］である場合、しきい値σｔｈは、５０[個／ｋｍ２]に設定され、電波の１次利用の検出のための要求精度が１０［ｄＢ］である場合、しきい値σｔｈは、１０[個／ｋｍ２]に設定される。
【０１３１】
伝搬環境が“Ｕｒｂａｎ”、“Ｓｕｂｕｒｂａｎ”および“Ｒｕｒａｌ”のいずれかである場合も、フェージングモデルは、“なし”、“仲上−ライス分布”および“レイリー分布”のいずれかからなり、しきい値σｔｈは、伝搬環境およびフェージングモデルに対応して、同様に設定される。
【０１３２】
対応表ＴＢＬにおいては、１つの伝搬環境においては、フェージングモデルが“なし”から“レイリー分布”に向かって、しきい値σｔｈは、大きくなる。これは、フェージングモデルが“なし”から“レイリー分布”に向かうに従って、電波の伝搬特性が低下するので、スペクトラムセンシング法を用いて電波の１次利用の有無を検出するためには、より多くの移動端末装置が必要であるからである。
【０１３３】
また、１つのフェージングモデルにおいては、伝搬環境が“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”から“Ｒｕｒａｌ”に向かって、しきい値σｔｈは、小さくなる。これは、
伝搬環境が“Ｄｅｎｓｅ  Ｕｒｂａｎ”から“Ｒｕｒａｌ”に向かうに従って、建物等の密集度が低くなったり、高い建物の数が少なくなり、電波が伝搬し易くなるので、移動端末装置の個数が少なくなっても、スペクトラムセンシング法を用いて電波の１次利用の有無を検出できるからである。
【０１３４】
決定手段１８は、推定手段１７から伝搬環境およびフェージングモデル（“なし”、“仲上−ライス分布”および“レイリー分布”のいずれか）を受け、１次利用の検出のための要求精度をシステム設計者から受ける。そして、決定手段１８は、対応表ＴＢＬを参照して、推定手段１７から受けた伝搬環境およびフェージングモデルとシステム設計者から受けた要求精度とに対応するしきい値σｔｈを検出することにより、しきい値σｔｈを決定する。
【０１３５】
上述したように、フェージングモデルは、電波の伝搬特性に影響するものであるので、フェージングモデルと伝搬環境とをまとめて伝搬環境と捉えることができる。したがって、しきい値σｔｈは、電波の伝搬環境と、電波の１次利用の検出のための要求精度とによって決定される。これによって、端末密度σに応じて、電波検出方式を電波の伝搬環境に即してスペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法に切り替えることができ、電波の１次利用の有無を精度良く検出できる。
【０１３６】
図１０は、図１に示す電波判定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３７】
図１０を参照して、電波判定装置１の動作が開始されると、受信手段１２は、アンテナ１１を介して複数の端末装置２から複数の端末情報を受信し（ステップＳ１）、その受信した複数の端末情報を記憶手段１３に記憶する。
【０１３８】
そして、電波の１次利用の有無を検出するための要求精度が設定され（ステップＳ２）、決定手段１８は、その要求精度を受ける。
【０１３９】
その後、推定手段１７は、セグメントｊの伝搬環境を上述した方法によって推定し（ステップＳ３）、その推定した伝搬環境を決定手段１８へ出力する。
【０１４０】
決定手段１８は、伝搬環境を推定手段１７から受ける。そして、決定手段１８は、対応表ＴＢＬを参照して、伝搬環境および要求精度に対応するしきい値σｔｈを検出することによってしきい値σｔｈを決定し（ステップＳ４）、その決定したしきい値σｔｈを検出手段１５へ出力する。
【０１４１】
また、算出手段１４は、端末情報を記憶手段１３から読み出し、その読み出した端末情報に基づいて、上述した方法によってセグメントｊの端末密度σｊを算出し（ステップＳ５）、その算出した端末密度σｊを検出手段１５へ出力する。
【０１４２】
そうすると、検出手段１５は、しきい値σｔｈを決定手段１８から受け、端末密度σｊを算出手段１４から受ける。そして、検出手段１５は、端末密度σｊがしきい値σｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。
【０１４３】
ステップＳ６において、端末密度σｊがしきい値σｔｈ以上であると判定されたとき、検出手段１５は、上述した方法によって、スペクトラムセンシング法を用いて電波の１次利用の有無を検出する（ステップＳ７）。そして、検出手段１５は、電波の１次利用の有無の検出結果を判定手段１６へ出力する。
【０１４４】
一方、ステップＳ６において、端末密度σｊがしきい値σｔｈよりも低いと判定されたとき、検出手段１５は、上述した方法によって、ＭｉｃｒｏＷＳ法を用いて電波の１次利用の有無を検出する（ステップＳ８）。そして、検出手段１５は、電波の１次利用の有無の検出結果を判定手段１６へ出力する。
【０１４５】
そして、ステップＳ７またはステップＳ８の後、判定手段１６は、電波の１次利用の有無の検出結果を検出手段１５から受け、その受けた電波の１次利用の有無の検出結果に基づいて、電波の２次利用の可否を判定する（ステップＳ９）。この場合、判定手段１６は、電波の１次利用の有無の検出結果が「電波の１次利用有り」であるとき、電波の２次利用が不可能であると判定し、電波の１次利用の有無の検出結果が「電波の１次利用無し」であるとき、電波の２次利用が可能であると判定する。
【０１４６】
これによって、電波判定装置１の動作が終了する。
【０１４７】
なお、図１０に示すフローチャートは、１つのセグメントｊにおける電波の２次利用の可否を判定する動作を示すものであり、電波判定装置１は、図１０に示すフローチャートを繰返し実行して、全てのセグメントについて電波の２次利用の可否を判定する。
【０１４８】
図１１は、図１に示す電波判定装置１の別の動作を示すフローチャートである。
【０１４９】
なお、図１１に示すフローチャートは、端末密度の算出方法１で説明したように、各セグメントＳＧが位置情報によって規定されている場合に実行されるフローチャートである。
【０１５０】
また、図１１に示すフローチャートが実行される場合、端末密度の最低要求端末密度σｍｉｎが導入される。最低要求端末密度σｍｉｎは、端末密度σが低いときに電波の１次利用の有無を検出するために適用される電波検出方式において、最低限、必要とされる端末密度である。そして、端末密度σが最低要求端末密度σｍｉｎ以下であるとき、電波の１次利用の有無を検出できない。従って、最低要求端末密度σｍｉｎは、電波の１次利用の有無を検出できるか否かを決定するための基準である。そして、最低要求端末密度σｍｉｎは、例えば、１０［個／ｋｍ２］に設定される。
【０１５１】
図１１に示すフローチャートは、図１０に示すフローチャートにステップＳ１０を追加したものであり、その他は、図１０に示すフローチャートと同じである。
【０１５２】
図１１を参照して、電波判定装置１の動作が開始されると、上述したステップＳ１〜Ｓ５が順次実行される。そして、ステップＳ５の後、検出手段１５は、端末密度σｊが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【０１５３】
ステップＳ１０において、端末密度σｊが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きくないと判定されたとき、電波判定装置１の動作は、終了する。端末密度σｊが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きくないとき、電波の１次利用の有無を検出できないからである。
【０１５４】
一方、ステップＳ１０において、端末密度σｊが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きいと判定されたとき、上述したステップＳ６〜ステップＳ９が順次実行され、電波判定装置１の動作が終了する。
【０１５５】
このように、図１１に示すフローチャートにおいては、端末密度σｊが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きいときに、端末密度σに応じて、っｓスペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法によって電波の１次利用の有無を検出するようにすることによって、電波の１次利用の有無を安定して検出できる。
【０１５６】
図１２は、図１に示す電波判定装置１の更に別の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１５７】
なお、図１２に示すフローチャートは、端末密度の算出方法２，３で説明したように、図５に示す電力推定誤差と端末密度との関係に従ってセグメントの範囲を決定する場合に実行されるフローチャートである。
【０１５８】
また、図１２に示すフローチャートが実行される場合も、端末密度σの最低要求端末密度σｍｉｎが導入される。
【０１５９】
そして、図１２に示すフローチャートが実行される場合、しきい値σｔｈは、図１０に示すフローチャートにおいて説明した方法によって決定されているものとする。
【０１６０】
図１２に示すフローチャートは、図１０に示すフローチャートのステップＳ３〜ステップＳ５をステップＳ１１〜ステップＳ１３に代えたものであり、その他は、図１０に示すフローチャートと同じである。
【０１６１】
図１２を参照して、電波判定装置１の動作が開始されると、上述したステップＳ１，Ｓ２が順次実行される。
【０１６２】
そして、ステップＳ２の後、セグメントｊ，ｋが設定される（ステップＳ１１）。その後、算出手段１４は、上述した方法によって、セグメントｊ，ｋの端末密度σｊ，σｋを算出し（ステップＳ１２）、その算出した端末密度σｊ，σｋを検出手段１５へ出力する。
【０１６３】
検出手段１５は、端末密度σｊ，σｋを算出手段１４から受け、端末密度σｊ，σｋが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【０１６４】
ステップＳ１３において、端末密度σｊ，σｋの少なくとも一方が最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きくないと判定されたとき、電波判定装置１の動作は、ステップＳ１１へ戻る。そして、ステップＳ１３において、端末密度σｊ，σｋが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きいと判定されるまで、ステップＳ１１〜ステップＳ１３が繰り返し実行される。
【０１６５】
ステップＳ１３において、端末密度σｊ，σｋが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きいと判定されると、上述したステップＳ６〜ステップＳ９が順次実行され、電波判定装置１の動作が終了する。
【０１６６】
図１２に示すフローチャートのステップＳ１３において、端末密度σｊ，σｋの少なくとも一方が最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きくないと判定されたとき、ステップＳ１１へ戻るのは、次の理由による。
【０１６７】
端末密度σｊ，σｋの少なくとも一方が最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きくないとき、セグメントｊ，ｋの少なくとも一方において、電波の１次利用の有無を検出できないので、セグメントｊ，ｋの少なくとも一方を設定し直す必要があるからである。
【０１６８】
このように、端末密度σｊ，σｋが最低要求端末密度σｍｉｎよりも大きいと判定されたときに、ステップＳ７またはステップＳ８を実行することにより、スペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法によって電波の１次利用の有無を安定して検出できる。
【０１６９】
図１３は、図１０，１１，１２のステップＳ７の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【０１７０】
図１３を参照して、図１０，１１，１２のステップＳ６において、端末密度σｊがしきい値σｔｈ以上であると判定されると、検出手段１５は、ｐ＝１を設定し（ステップＳ７１）、セルＣＬの総数Ｃを設定する（ステップＳ７２）。
【０１７１】
そして、検出手段１５は、セルＣＬ＿ｐに端末装置２が存在するか否かを判定する（ステップＳ７３）。より具体的には、検出手段１５は、端末装置２の位置情報がセルＣＬ＿ｐ内に存在するとき、セルＣＬ＿ｐに端末装置２が存在すると判定し、端末装置２の位置情報がセルＣＬ＿ｐ内に存在しないとき、セルＣＬ＿ｐに端末装置２が存在しないと判定する。
【０１７２】
ステップＳ７３において、セルＣＬ＿ｐに端末装置２が存在すると判定されたとき、検出手段１５は、端末装置２から受信した受信電力Ｐｉを受信電力の推定値として設定する（ステップＳ７４）。
【０１７３】
一方、ステップＳ７３において、セルＣＬ＿ｐに端末装置２が存在しないと判定されたとき、検出手段１５は、端末装置２が存在しないセルＣＬ＿ｎｏ  ｅｘｉｓｔに最も近く、かつ、端末装置２が存在するセルＣＬ＿ｅｘｉｓｔにおける受信電力ＰｉをセルＣＬ＿ｐにおける受信電力の推定値として設定する（ステップＳ７５）。
【０１７４】
そして、ステップＳ７４またはステップＳ７５の後、検出手段１５は、受信電力の推定値がしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７６）。
【０１７５】
ステップＳ７６において、受信電力の推定値がしきい値以上であると判定されたとき、検出手段１５は、セルＣＬ＿ｐにおいて電波の１次利用有りを検出する（ステップＳ７７）。
【０１７６】
一方、ステップＳ７６において、受信電力の推定値がしきい値以上でないと判定されたとき、検出手段１５は、セルＣＬ＿ｐにおいて電波の１次利用無しを検出する（ステップＳ７８）。
【０１７７】
そして、ステップＳ７７またはステップＳ７８の後、検出手段１５は、ｐ＝Ｃであるか否かを判定する（ステップＳ７９）。
【０１７８】
ステップＳ７９において、ｐ＝Ｃでないと判定されたとき、検出手段１５は、ｐ＝ｐ＋１を設定する（ステップＳ８０）。その後、一連の動作は、ステップＳ７３へ戻り、ステップＳ７９において、ｐ＝Ｃであると判定されるまで、上述したステップＳ７３〜ステップＳ８０が繰り返し実行される。
【０１７９】
そして、ステップＳ７９において、ｐ＝Ｃであると判定されると、一連の動作は、図１０，１１，１２のステップＳ９へ移行する。
【０１８０】
図１４は、図１０，１１，１２のステップＳ８の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【０１８１】
図１４に示すフローチャートは、図１３に示すフローチャートのステップＳ７３〜ステップＳ７５をステップＳ８１〜ステップＳ８５に代えたものであり、その他は、図１３に示すフローチャートと同じである。
【０１８２】
図１４を参照して、図１０，１１，１２のステップＳ６において、端末密度σｊがしきい値σｔｈ以上でないと判定されると、上述したステップＳ７１，Ｓ７２が順次実行される。
【０１８３】
そして、ステップＳ７２の後、検出手段１５は、上述した方法によって、波源位置を推定する（ステップＳ８１）。
【０１８４】
その後、検出手段１５は、波源位置とセルＣＬ＿ｐ内の端末装置ｉの位置情報とに基づいて、波源から端末装置ｉまでの距離ｘｉを算出する（ステップＳ８２）。
【０１８５】
引き続いて、検出手段１５は、端末装置ｉの受信電力ｙｉ、距離ｘｉおよび周波数ｆのサンプルに基づいて、最小二乗法を用いてｙ＝Ａｌｏｇ（ｘ）＋Ｂｌｏｇ（ｆ）＋Ｃの係数Ａ，Ｂ，Ｃを推定する（ステップＳ８３）。
【０１８６】
そして、検出手段１５は、その推定した係数Ａ，Ｂ，Ｃを代入して方程式ｙ＝Ａ０ｌｏｇ（ｘ）＋Ｂ０ｌｏｇ（ｆ）＋Ｃ０を完成する（ステップＳ８４）。
【０１８７】
そうすると、検出手段１５は、評価する観測点の波源からの距離および周波数を、それぞれ、完成した方程式ｙ＝Ａ０ｌｏｇ（ｘ）＋Ｂ０ｌｏｇ（ｆ）＋Ｃ０のｘ，ｆに代入して受信電力の推定値を算出する（ステップＳ８５）。
【０１８８】
その後、上述したステップＳ７６〜ステップＳ８０が順次実行される。
【０１８９】
この場合、ステップＳ８０の後、一連の動作は、ステップＳ８２へ戻り、ステップＳ７９において、ｐ＝Ｃであると判定されるまで、ステップＳ８２〜Ｓ８５，Ｓ７６〜Ｓ８０が繰り返し実行される。
【０１９０】
そして、ステップＳ７９において、ｐ＝Ｃであると判定されると、一連の動作は、図１０，１１，１２のステップＳ９へ移行する。
【０１９１】
上述したように、端末密度σがしきい値σｔｈ以上であるとき、スペクトラムセンシング法によって電波の１次利用の有無を検出し、端末密度σがしきい値σｔｈよりも低いとき、ＭｉｃｒｏＷＳ法によって電波の１次利用の有無を検出することによって、スペクトラムセンシング法の少ない演算量で電波の１次利用の有無を検出できるという利点と、ＭｉｃｒｏＷＳ法の少ない端末数で電波の１次利用の有無を検出できるという利点とを用いて、電波の１次利用の有無を広範囲に渡って検出できる。
【０１９２】
その結果、端末密度に応じて、電波の２次利用が可能なエリアを精度良く判定できる。
【０１９３】
上記においては、端末密度σに応じて、電波の１次利用の有無を検出する電波検出方式を切り替えると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、最近接端末距離に応じて、電波の１次利用の有無を検出する電波検出方式を切り替えてもよい。
【０１９４】
図１５は、最近接端末距離の概念図である。
【０１９５】
図１５を参照して、３個の端末装置２−１，２−２，２−３が配置されている。そして、端末装置２−１と端末装置２−２との距離がＤ２１であり、端末装置２−１と端末装置２−３との距離がＤ３１であり、端末装置２−２と端末装置２−３との距離がＤ３２である。
【０１９６】
距離Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ３２は、端末装置２−１，２−２，２−３の位置情報から容易に算出できる。
【０１９７】
そして、最近接端末距離＝ｍｉｎ｛Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ３２｝である。一般的には、最近接端末距離＝ｍｉｎ｛Ｄｉｊ｝である。
【０１９８】
図１５に示す場合、距離Ｄ３２が最近接端末距離である。
【０１９９】
そして、１つのセルＣＬ内に存在する複数の端末装置の位置情報に基づいて、１個以上の最近接端末距離を算出し、その算出した１個以上の最近接端末距離のうち、最大の最近接端末距離を最大最近接端末距離とする。
【０２００】
即ち、最大最近接端末距離＝ｍａｘ｛ｍｉｎ｛Ｄｉｊ｝｝である。
【０２０１】
そうすると、最大最近接端末距離がしきい値Ｄｔｈ以下であるとき、端末密度σが高いと判定することにする。最近接端末距離のうちの最大値がしきい値Ｄｔｈ以下であることは、複数の端末装置２が密集していることに相当するからである。
【０２０２】
一方、最大最近接端末距離がしきい値Ｄｔｈよりも大きいとき、端末密度σが低いと判定することにする。
【０２０３】
その結果、この発明の実施の形態においては、最大最近接端末距離がしきい値Ｄｔｈ以下であるとき、スペクトラムセンシング法を用いて電波の１次利用の有無を検出し、最大最近接端末距離がしきい値Ｄｔｈよりも大きいとき、ＭｉｃｒｏＷＳ法を用いて電波の１次利用の有無を検出する。
【０２０４】
この場合、決定手段１８は、推定された伝搬環境に基づいて、しきい値Ｄｔｈを決定し、その決定したしきい値Ｄｔｈを検出手段１５へ出力する。より具体的には、決定手段１８は、図９に示す対応表ＴＢＬのしきい値σｔｈをしきい値Ｄｔｈに代えた対応表を保持しており、その保持している対応表を参照して、伝搬環境と電波の１次利用の検出のための要求精度とに対応するしきい値を検出することにより、しきい値Ｄｔｈを決定する。
【０２０５】
図１６は、最大最近接端末距離に応じて、電波の１次利用の有無を検出する方式を切り替えて電波の１次利用の有無を検出する動作を説明するためのフローチャートである。
【０２０６】
図１６に示すフローチャートは、図１０に示すフローチャートのステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６をそれぞれステップＳ４Ａ，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａに代えたものであり、その他は、図１０に示すフローチャートと同じである。
【０２０７】
図１６を参照して、電波判定装置１の動作が開始されると、上述したステップＳ１〜ステップＳ３が順次実行される。
【０２０８】
そして、ステップＳ３の後、決定手段１８は、上述した方法によって、しきい値Ｄｔｈを決定し（ステップＳ４Ａ）、その決定したしきい値Ｄｔｈを検出手段１５へ出力する。
【０２０９】
その後、算出手段１４は、上述した方法によって、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎを算出し（ステップＳ５Ａ）、その算出した最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎを検出手段１５へ出力する。
【０２１０】
検出手段１５は、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎを算出手段１４から受け、しきい値Ｄｔｈを決定手段１８から受ける。そして、検出手段１５は、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎがしきい値Ｄｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６Ａ）。
【０２１１】
ステップＳ６Ａにおいて、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎがしきい値Ｄｔｈ以下であると判定されたとき、上述したステップＳ７，Ｓ９が順次実行される。
【０２１２】
一方、ステップＳ６Ａにおいて、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎがしきい値Ｄｔｈ以下でないと判定されたとき、上述したステップＳ８，Ｓ９が順次実行される。
【０２１３】
このように、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎに応じて、電波の１次利用の有無を検出する電波検出方式をスペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法に切り替えても、スペクトラムセンシング法の少ない演算量で電波の１次利用の有無を検出できるという利点と、ＭｉｃｒｏＷＳ法の少ない端末数で電波の１次利用の有無を検出できるという利点とを用いて、電波の１次利用の有無を広範囲に渡って検出できる。
【０２１４】
その結果、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎに応じて電波の２次利用が可能なエリアを精度良く判定できる。
【０２１５】
最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎに応じて、電波の１次利用の有無を検出する電波検出方式を切り替える場合、最低限、必要な最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎを規定してもよい。最低限、必要な最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎを最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝と表記する。最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝以下であることは、電波の１次利用の有無を検出できないことを意味する。従って、最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝は、電波の１次利用の有無を検出できるか否かを判定するための基準値である。
【０２１６】
図１７は、最大最近接端末距離に応じて、電波の１次利用の有無を検出する方式を切り替えて電波の１次利用の有無を検出する別の動作を説明するためのフローチャートである。
【０２１７】
図１７に示すフローチャートは、図１１に示すフローチャートのステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１０をそれぞれステップＳ４Ａ，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａ，Ｓ１０Ａに代えたものであり、その他は、図１０に示すフローチャートと同じである。そして、図１７に示すフローチャートは、セグメントＳＧが位置情報によって決定される場合に実行されるフローチャートである。
【０２１８】
図１７を参照して、電波判定装置１の動作が開始されると、上述したステップＳ１〜Ｓ３，Ｓ４Ａ，Ｓ５Ａが順次実行される。
【０２１９】
そして、ステップＳ５Ａの後、検出手段１５は、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０Ａ）。
【０２２０】
ステップＳ１０Ａにおいて、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝よりも大きくないと判定されたとき、一連の動作は、終了する。最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝以下であるとき、電波の１次利用の有無を検出できないからである。
【０２２１】
一方、ステップＳ１０Ａにおいて、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝よりも大きいと判定されたとき、上述したステップＳ６Ａ，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９が順次実行され、一連の動作が終了する。
【０２２２】
このように、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝よりも大きいときに、スペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法を用いて電波の１次利用の有無を検出することによって、セグメントＳＧが位置情報によって決定される場合において電波の１次利用の有無を安定して検出できる。
【０２２３】
図１８は、最大最近接端末距離に応じて、電波の１次利用の有無を検出する方式を切り替えて電波の１次利用の有無を検出する更に別の動作を説明するためのフローチャートである。
【０２２４】
図１８に示すフローチャートは、図１２に示すフローチャートのステップＳ６，Ｓ１２，Ｓ１３をそれぞれステップＳ６Ａ，Ｓ１２Ａ，Ｓ１３Ａに代えたものであり、その他は、図１２に示すフローチャートと同じである。そして、図１８に示すフローチャートは、セグメントＳＧが図５に示す電力推定誤差と端末密度との関係に従って決定される場合に実行されるフローチャートである。
【０２２５】
また、しきい値Ｄｔｈが決定されていることを前提として、図１８に示すフローチャートが実行される。
【０２２６】
図１８を参照して、電波判定装置１の動作が開始されると、上述したステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１１が順次実行される。
【０２２７】
そして、ステップＳ１１の後、算出手段１４は、上述した方法によって、セグメントｊ，ｋの最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｊ，Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｋを算出し（ステップＳ１２Ａ）、その算出した最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｊ，Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｋを検出手段１５へ出力する。
【０２２８】
そして、検出手段１５は、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｊ，Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｋを算出手段１４から受け、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｊ，Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｋが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１３Ａ）。
【０２２９】
ステップＳ１３Ａにおいて、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｊ，Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｋの少なくとも一方が最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝以下であると判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ１１へ戻る。そして、ステップＳ１３Ａにおいて、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｊ，Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｋが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝よりも大きいと判定されるまで、上述したステップＳ１１，Ｓ１２Ａ，Ｓ１３Ａが繰り返し実行される。
【０２３０】
ステップＳ１３Ａにおいて、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｊ，Ｄｍａｘ＿ｍｉｎ＿ｋが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝よりも大きいと判定されると、上述したステップＳ６Ａ，Ｓ７〜Ｓ９が順次実行され、一連の動作が終了する。
【０２３１】
このように、最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎが最低最大最近接端末距離Ｄｍｉｎ｛ｍａｘ＿ｍｉｎ｝よりも大きいときに、スペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法を用いて電波の１次利用の有無を検出することによって、セグメントＳＧが図５に示す電力推定誤差と端末密度との関係に従って決定される場合においても、電波の１次利用の有無を安定して検出できる。
【０２３２】
この発明の実施の形態においては、電波判定装置１の動作は、ソフトウェアによって実行されてもよい。この場合、電波判定装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備える。
【０２３３】
そして、図１０，１３，１４に示すフローチャートからなるプログラムＰｒｏｇ＿Ａ、図１１，１３，１４に示すフローチャートからなるプログラムＰｒｏｇ＿Ｂ、図１２，１３，１４に示すフローチャートからなるプログラムＰｒｏｇ＿Ｃ、図１６，１３，１４に示すフローチャートからなるプログラムＰｒｏｇ＿Ｄ、図１７，１３，１４に示すフローチャートからなるプログラムＰｒｏｇ＿Ｅ、および図１８，１３，１４に示すフローチャートからなるプログラムＰｒｏｇ＿ＦのいずれかがＲＯＭに格納される。
【０２３４】
ＣＰＵは、電波の２次利用の可否を判定する場合、ＣＰＵからプログラムＰｒｏｇ＿Ａ〜Ｐｒｏｇ＿Ｆのいずれかを読み出し、その読み出したプログラム（プログラムＰｒｏｇ＿Ａ〜Ｐｒｏｇ＿Ｆのいずれか）を実行して、電波の２次利用の可否を判定する。
【０２３５】
この場合、ＲＡＭは、端末情報、端末密度σ、図５に示す電力推定誤差と端末密度との関係、伝搬環境リストＥｖＬ、対応表ＴＢＬおよび最大最近接端末距離等を記憶する。
【０２３６】
従って、プログラムＰｒｏｇ＿Ａ〜Ｐｒｏｇ＿Ｆは、電波の２次利用の可否の判定をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムである。
【０２３７】
また、プログラムＰｒｏｇ＿Ａ〜Ｐｒｏｇ＿Ｆは、ＣＤおよびＤＶＤ等の記録媒体に記録されて流通されてもよい。この場合、コンピュータ（ＣＰＵ）は、記録媒体からプログラム（プログラムＰｒｏｇ＿Ａ〜Ｐｒｏｇ＿Ｆのいずれか）を読み出して実行し、電波の２次利用の可否を判定する。従って、プログラム（プログラムＰｒｏｇ＿Ａ〜Ｐｒｏｇ＿Ｆのいずれか）を記録したＣＤ，ＤＶＤ等は、プログラム（プログラムＰｒｏｇ＿Ａ〜Ｐｒｏｇ＿Ｆのいずれか）を記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読み取り可能な記録媒体である。
【０２３８】
上記においては、電波判定装置は、端末密度σまたは最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎに応じてスペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法に切り替えて電波の１次利用の有無を検出すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、電波判定装置は、端末密度σまたは最大最近接端末距離Ｄｍａｘ＿ｍｉｎに応じて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式、または第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式に切り替えて電波の１次利用の有無を検出するものであればよい。
【０２３９】
スペクトラムセンシング法は、ＭｉｃｒｏＷＳ法に比べ、必要とする演算量が少ないが、多くの端末数を必要とし、ＭｉｃｒｏＷＳ法は、スペクトラムセンシング法に比べ、必要とする端末数が少ないが、多くの演算量を必要とするので、電波の１次利用の有無を検出する電波検出方式をスペクトラムセンシング法またはＭｉｃｒｏＷＳ法に限定する必要はなく、電波の１次利用の有無を検出する電波検出方式を第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式または第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式に一般化できるからである。
【０２４０】
従って、この発明の実施の形態による電波判定装置は、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する受信手段と、複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々における端末密度を算出する算出手段と、複数のエリアのうち端末密度がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、複数のエリアのうち端末密度がしきい値よりも低いエリアにおいて、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出する検出手段と、電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する判定手段とを備えていればよい。
【０２４１】
また、この発明の実施の形態による電波判定装置は、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する受信手段と、複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々において２つの端末装置間の距離のうち最小の距離である最近接端末距離を算出し、その算出した最近接端末距離のうち最大の最近接端末距離を最大最近接端末距離として算出する算出手段と、複数のエリアのうち最大最近接端末距離がしきい値よりも小さいエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、複数のエリアのうち前記最大最近接端末距離がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出する検出手段と、電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する判定手段とを備えていればよい。
【０２４２】
電波判定装置がこのような構成を備えていれば、上述したように、電波の２次利用が可能なエリアを精度良く判定できるからである。
【０２４３】
また、この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムは、電波の２次利用の可否の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第１のステップと、算出手段が、複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々における端末密度を算出する第２のステップと、検出手段が、複数のエリアのうち端末密度がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、複数のエリアのうち端末密度がしきい値よりも低いエリアにおいて、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出する第３のステップと、判定手段が、電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する第４のステップとをコンピュータに実行させるものであればよい。
【０２４４】
更に、この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムは、電波の２次利用の可否の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置が電波を受信したときの受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第１のステップと、算出手段が、複数の端末装置の複数の位置情報に基づいて複数の端末装置が存在する領域を構成する複数のエリアの各々において２つの端末装置間の距離のうち最小の距離である最近接端末距離を算出し、その算出した最近接端末距離のうち最大の最近接端末距離を最大最近接端末距離として算出する第２のステップと、検出手段が、複数のエリアのうち最大最近接端末距離がしきい値よりも小さいエリアにおいて、第１の端末数と第１の演算量とを必要とする第１の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出し、複数のエリアのうち最大最近接端末距離がしきい値以上であるエリアにおいて、第１の端末数よりも少ない第２の端末数と第１の演算量よりも多い第２の演算量とを必要とする第２の電波検出方式を用いて端末装置の受信電力に基づいて電波の１次利用の有無を検出する第３のステップと、判定手段が、電波の利用の有無の検出結果に基づいて電波の２次利用の可否を判定する第４のステップとをコンピュータに実行させるものであればよい。
【０２４５】
プログラムがこのような構成を備えることによって、電波の２次利用が可能なエリアを精度良く判定できるからである。
【０２４６】
また、上記においては、しきい値σｔｈは、電波の伝搬環境と、電波の１次利用の検出のための要求精度とによって決定されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、電波の伝搬環境、および電波の１次利用の検出のための要求精度を用いずにしきい値σｔｈを決定してもよい。
【０２４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２４８】
この発明は、電波判定装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用される。
【符号の説明】
【０２４９】
１  電波判定装置、２  端末装置、１０  無線通信システム、１１  アンテナ、１２  受信手段、１３  記録手段、１４  算出手段、１５  検出手段、１６  判定手段、１７  推定手段、１８  決定手段。
【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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