(57)【要約】【課題】無線通信局装置周辺において他の無線通信システムの電波が存在しているか否かを、より確実に判定可能な無線通信システムを提供する。【解決手段】サービスエリアに存在する無線端末と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線基地局１０それぞれに、利用対象の全周波数帯域について当該無線基地局周辺の無線信号の信号強度を測定する電波検出用アンテナ１０ｂと電波検出器１０ｃと無線端末との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する通信用周波数帯決定器１０ｅと複数の無線基地局間で互いに情報を送受信する基地局間インターフェース部１０ｄとを少なくとも備え、電波検出器１０ｃで測定した信号強度の測定結果を他の無線基地局と交換し、自・他無線通信局装置の各信号強度の測定結果を基に、自無線通信局装置の周辺における空き周波数を抽出し、無線端末との通信に使用する周波数帯を決定する。【選択図】図４
2008079280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線通信局装置からなる無線通信システムにおいて、前記無線通信局装置は、利用対象の全周波数帯域について当該無線通信局装置周辺に存在する無線信号の信号強度を測定する信号強度測定手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、前記信号強度測定手段により測定された無線信号の信号強度の測定結果を、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた無線信号の信号強度の測定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記信号強度測定手段により測定された前記信号強度の測定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、空き周波数と判定した判定結果により、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信局装置の使用周波数帯決定手段は、前記信号強度測定手段による前記信号強度の測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、前記判定手段により判定された前記信号強度の判定結果を、前記通信手段により、前記信号強度の測定結果の代わりに、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記信号強度の判定結果に対して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線通信局装置からなる無線通信システムにおいて、前記無線端末装置は、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段と、当該無線端末装置が存在するサービスエリアの前記無線通信局装置と情報を送受信する端末側送受信手段とを、少なくとも備え、前記無線通信局装置は、当該無線通信局装置のサービスエリアに存在する前記無線端末装置と情報を送受信する局装置側送受信手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、前記無線端末装置は、前記信号強度測定手段により測定された前記信号強度の端末測定結果を、前記端末側送受信手段により、前記無線通信局装置に伝達し、前記無線通信局装置は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、前記局装置側送受信手段により受信し、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記局装置側送受信手段により受信した前記信号強度の端末測定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信局装置の前記使用周波数決定手段は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、加算平均することにより、自無線通信局装置における前記信号強度の測定結果に該当する加算平均値を算出する平均演算手段と、前記平均演算手段により算出した前記加算平均値を、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果の代わりに、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記加算平均値を、他の無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記加算平均値をさらに加算平均した結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線通信局装置からなる無線通信システムにおいて、前記無線端末装置は、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段と、前記信号強度測定手段による前記信号強度の端末測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた判定閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を、信号強度の端末判定結果として出力する端末側判定手段と、当該無線端末装置が存在するサービスエリアの前記無線通信局装置と情報を送受信する端末側送受信手段とを、少なくとも備え、前記無線通信局装置は、当該無線通信局装置のサービスエリアに存在する前記無線端末装置と情報を送受信する局装置側送受信手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、前記無線端末装置は、前記端末側判定手段により判定された前記信号強度の端末判定結果を、前記端末側送受信手段により、前記無線通信局装置に伝達し、前記無線通信局装置は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果を、前記局装置側送受信手段により受信し、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記局装置側送受信手段により受信した前記信号強度の端末判定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信局装置の前記使用周波数決定手段は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、空き周波数か否かを判定する演算を行い、自無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を出力する判定結果出力手段と、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段とを備え、前記判定結果出力手段により算出した自無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を、前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果の代わりに、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置の前記信号強度の端末判定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置における前記信号強度の判定結果に対して、前記演算手段により自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う無線通信局装置において、利用対象の全周波数帯域について当該無線通信局装置周辺に存在する無線信号の信号強度を測定する信号強度測定手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、前記信号強度測定手段により測定された無線信号の信号強度の測定結果を、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた無線信号の信号強度の測定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記信号強度測定手段により測定された前記信号強度の測定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、空き周波数と判定した判定結果により、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする無線通信局装置。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信局装置において、前記使用周波数帯決定手段は、前記信号強度測定手段による前記信号強度の測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、前記判定手段により判定された前記信号強度の判定結果を、前記通信手段により、前記信号強度の測定結果の代わりに、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記信号強度の判定結果に対して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする無線通信局装置。
【請求項９】
サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う無線通信局装置において、当該無線通信局装置のサービスエリアに存在する前記無線端末装置と情報を送受信する局装置側送受信手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から前記無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度の端末測定結果が伝達されてきた場合、前記局装置側送受信手段により受信し、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記局装置側送受信手段により受信した前記信号強度の端末測定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信局装置において、前記使用周波数決定手段は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、加算平均することにより、自無線通信局装置における前記信号強度の測定結果に該当する加算平均値を算出する平均演算手段と、前記平均演算手段により算出した前記加算平均値を、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果の代わりに、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記加算平均値を、他の無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記加算平均値をさらに加算平均した結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１１】
サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う無線通信局装置において、当該無線通信局装置のサービスエリアに存在する前記無線端末装置と情報を送受信する局装置側送受信手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から前記無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度が空き周波数か否かを示す信号強度の端末判定結果が伝達されてきた場合、前記局装置側送受信手段により受信し、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記局装置側送受信手段により受信した前記信号強度の端末判定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の無線通信局装置において、前記使用周波数決定手段は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、空き周波数か否かを判定する演算を行い、自無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を出力する判定結果出力手段と、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段とを備え、前記判定結果出力手段により算出した自無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を、前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果の代わりに、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置の前記信号強度の端末判定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置における前記信号強度の判定結果に対して、前記演算手段により自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行うことを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１３】
請求項７または９に記載の無線通信局装置において、前記使用周波数決定手段は、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果を、または、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果および他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果を、または、自無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を加算平均した加算平均値および他無線通信局装置から伝達されてきた前記加算平均値を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、あらかじめ設定された重み補正値によって重み補正を施す重み補正手段と、前記重み補正手段により重み補正された、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果および他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、自無線通信局装置の前記加算平均値および他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかを、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記信号強度の判定結果に対して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の無線通信局装置において、前記重み補正手段にあらかじめ設定される前記重み補正値は、無線通信局装置間の距離、無線通信局装置間の受信信号の信号強度に対する相関度合い、無線通信局装置の設置場所、無線通信局装置の通信時間帯、無線通信局装置の過去の通信における干渉発生履歴情報、のいずれか１ないし複数に応じて決定されることを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の無線通信局装置において、前記重み補正手段における前記重み補正値による重み補正として、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果および他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、自無線通信局装置の前記加算平均値および他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかに対して、無線通信局装置間の距離に応じて決定した重み係数を乗算するか、あるいは、無線通信局装置間の距離に応じて決定した伝搬損失量を加減算するか、のいずれかを行うことを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の無線通信局装置において、自無線通信局装置からあらかじめ定めた一定の距離閾値の範囲内に存在する他無線通信局装置に関し、前記重み補正手段における前記重み補正値による重み補正として、前記他無線通信局装置から伝達された前記他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかに対して、０の重み係数を乗算するか、あるいは、あらかじめ定めた値の伝搬損失量を加算するか、のいずれかを行うことを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の無線通信局装置において、自無線通信局装置からあらかじめ定めた一定の距離閾値の範囲内に存在する他無線通信局装置に関し、前記重み補正手段における前記重み補正値による重み補正として、前記他無線通信局装置から伝達された前記他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかに対して、自無線通信局装置と前記他無線通信局装置との間の距離に比例した重み係数を乗算するか、あるいは、自無線通信局装置と前記他無線通信局装置との間の距離に反比例した値の伝搬損失量を減算するか、のいずれかを行うことを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の無線通信局装置において、自無線通信局装置からあらかじめ定めた一定の距離閾値を超えた範囲内に存在する他無線通信局装置に関し、前記重み補正手段における前記重み補正値による重み補正として、前記他無線通信局装置から伝達された前記他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかに対して、自無線通信局装置と前記他無線通信局装置との間の距離に反比例した重み係数を乗算するか、あるいは、自無線通信局装置と前記他無線通信局装置との間の距離に比例した値の伝搬損失量を加算するか、のいずれかを行うことを特徴とする無線通信局装置。
【請求項１９】
請求項８または１２ないし１８のいずれかに記載の無線通信局装置において、前記演算手段が、利用対象の全周波数帯域に関する前記信号強度の判定結果について、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果のすべてが、前記閾値以下の低い信号強度と判定した周波数帯を、空き周波数として検出する演算を行うことを特徴とする無線通信局装置。
【請求項２０】
請求項７ないし１９のいずれかに記載の無線通信局装置において、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する際に、該通信に使用する通信方式および／または送信電力量をも含めて決定することを特徴とする無線通信局装置。
【請求項２１】
通信開始時に割り当てられた周波数帯の無線信号を用いて存在するサービスエリアの無線通信局装置と通信を行う無線端末装置において、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段と、当該無線端末装置が存在するサービスエリアの前記無線通信局装置と情報を送受信する端末側送受信手段とを、少なくとも備え、前記信号強度測定手段により測定された前記信号強度の端末測定結果を、前記端末側送受信手段により、前記無線通信局装置に伝達することを特徴とする無線端末装置。
【請求項２２】
通信開始時に割り当てられた周波数帯の無線信号を用いて存在するサービスエリアの無線通信局装置と通信を行う無線端末装置において、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段と、前記信号強度測定手段による前記信号強度の端末測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた判定閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を、信号強度の端末判定結果として出力する端末側判定手段と、当該無線端末装置が存在するサービスエリアの前記無線通信局装置と情報を送受信する端末側送受信手段とを、少なくとも備え、前記端末側判定手段により判定された前記信号強度の端末判定結果を、前記端末側送受信手段により、前記無線通信局装置に伝達することを特徴とする無線端末装置。
【請求項２３】
サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線通信局装置からなる無線通信システムにおける無線通信方法において、前記無線通信局装置は、利用対象の全周波数帯域について当該無線通信局装置周辺に存在する無線信号の信号強度を測定した信号強度の測定結果、または、前記信号強度の測定結果を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して得られる空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果または前記信号強度の判定結果を受信して、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果または前記信号強度の判定結果と他の無線通信局装置における前記信号強度の測定結果または前記信号強度の判定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、空き周波数と判定した判定結果により、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、無線通信局装置、無線端末装置および無線通信方法に関し、特に、複数の各無線通信局装置が連携して、利用対象の全周波数帯域において、他無線通信システムの電波が存在するか否かの検出を、各周波数帯の信号強度の測定結果に基づいて行い、他無線通信システムの電波が存在しない周波数帯を用いて通信を行うことを可能とし、さらに、信号強度の測定結果に基づいて、通信に用いる通信方式や送信電力量を選択することが可能な無線通信システム、無線通信局装置、無線端末装置および無線通信方法に関する。
【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須である。この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手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、従来より、様々な検討が行われている。
【０００３】
一方、近年、電波が存在しない空き周波数帯を利用して無線通信を行う“コグニティブ無線（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｒａｄｉｏ）”の概念が脚光を浴びている。該コグニティブ無線方式は、無線通信局装置自らが、利用対象の全周波数帯域のうち、無線通信局装置周辺で現在空いている周波数帯を探し出して通信に利用するという仕組みのものであり、時間帯や地域によって、各無線通信システムにおいて、現時点では使われていない周波数帯が存在している場合には、この周波数帯を当該無線通信局装置における無線通信に用いることを可能とすることによって、周波数の有効利用を期待することができる。
【０００４】
無線通信局装置は、当該無線通信局装置自身や当該無線通信局装置がカバーするサービスエリアに存在する無線端末装置によって、電波が存在していない周波数帯を検出し、その周波数帯を用いて通信を行うことになる。ここで、電波が存在していない周波数帯を検出する手法としては、利用対象の全周波数帯域のうち、通信に利用したい候補の各周波数帯の信号強度（信号レベル）を検出する手法がある。
【０００５】
例えば、利用対象の全周波数帯域をある一定の帯域を有するバンドに区切り、広帯域に亘って動作可能な直交復調器・シンセサイザなどのＲＦ回路を用いて、ベースバンド信号に変換した後に、それぞれのバンド内の信号強度（信号レベル）すなわち電力量を測定し、信号強度があらかじめ定めた閾値よりも低いバンドを探索する手法がある。または、中心周波数を可変に制御することができるバンドパスフィルタを用いて、中心周波数を順次変えてそれぞれのバンド内の信号レベルを測定していき、信号強度（信号レベル）が低いバンドを探索するという手法も考えられる。
【０００６】
信号強度（信号レベル）が閾値以下に低いバンドは、他の無線通信システムヘの与干渉、あるいは、他の無線通信システムからの被干渉の影響が小さいものと判断し、空き周波数帯とみなして、この周波数帯を今回の通信に用いることにしても良いことになる。
【０００７】
例えば、特許文献１の特開平５−１４５４６０号公報「信号検出装置」には、複数の無線通信局装置において同一のチャネルの周波数帯を繰り返し使用することを可能にするために、無線通信局装置それぞれが、各チャネルごとの信号の受信信号強度を測定して、測定した信号強度があらかじめ定めた閾値以下のチャネルを空きチャネルすなわち空き周波数として検出する際に、無線通信局装置それぞれの空きチャネルの誤判断確率を減らすために、チャネルごとの信号波の到来確率を測定するとともに、外部から設定される熱雑音平均レベルと許容干渉平均レベルとに応じて、空き周波数帯の判定に用いるための閾値レベルを可変に設定するという手法が提案されている。ここで、該特許文献１の技術は、無線通信システムを構成する各無線通信局装置間での協調動作を行うことなく、各無線通信局装置単体で、それぞれ、空きチャネルすなわち空き周波数を探索するという手法である。
【特許文献１】特開平５−１４５４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、前記特許文献１などの従来の技術は、いずれも、無線通信システムを構成する各無線通信局装置間での協調は行わずに、各無線通信局装置単体で、それぞれ、空き周波数を探索する手法が採用されている。このため、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていた場合には、その周波数帯を空き周波数帯とみなすような誤検出が発生するという問題がある。
【０００９】
また、バンドパスフィルタなど、空き周波数を検出する機器の検出精度によっては、検出する空き周波数に大きな誤差が発生し、誤検出を引き起こす危険性もある。
【００１０】
かくのごとく、誤検出した空き周波数を使って通信を行うと、電波の混信が発生して、干渉を及ぼし合う無線通信システムの通信品質が大幅に低下してしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、無線通信局装置周辺において他の無線通信システムの電波が存在しているか否かを、より確実に判定可能な無線通信システム、無線通信局装置、無線端末装置および無線通信方法を提供することに、その目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述のような課題を解決するために、本発明では、無線通信システムを構成する無線通信局装置間で連携して、通信に利用する侯補の全周波数帯域について、各周波数帯の信号強度を測定して、他の無線通信システムの電波の有無を判定することによって、空き周波数の検出精度を向上させる構成を採用することに、その特徴を有している。すなわち、各無線通信局装置において、各周波数帯の信号強度の測定や空き周波数の判定を行い、その測定結果や判定結果を無線通信局装置間で交換することにより、自無線通信局装置だけではなく、他の無線通信局装置における測定結果や判定結果をも利用して、自無線通信局装置周辺における空き周波数帯の探索を行うという構成を採用していることを特徴としている。
【００１３】
より具体的には、本発明は、以下のごとき各技術手段から構成されている。
【００１４】
第１の技術手段は、サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線通信局装置からなる無線通信システムにおいて、前記無線通信局装置は、利用対象の全周波数帯域について当該無線通信局装置周辺に存在する無線信号の信号強度を測定する信号強度測定手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、前記信号強度測定手段により測定された無線信号の信号強度の測定結果を、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた無線信号の信号強度の測定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記信号強度測定手段により測定された前記信号強度の測定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、空き周波数と判定した判定結果により、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする。
【００１５】
第２の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信局装置の使用周波数帯決定手段は、前記信号強度測定手段による前記信号強度の測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、前記判定手段により判定された前記信号強度の判定結果を、前記通信手段により、前記信号強度の測定結果の代わりに、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記信号強度の判定結果に対して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【００１６】
第３の技術手段は、サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線通信局装置からなる無線通信システムにおいて、前記無線端末装置は、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段と、当該無線端末装置が存在するサービスエリアの前記無線通信局装置と情報を送受信する端末側送受信手段とを、少なくとも備え、前記無線通信局装置は、当該無線通信局装置のサービスエリアに存在する前記無線端末装置と情報を送受信する局装置側送受信手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、前記無線端末装置は、前記信号強度測定手段により測定された前記信号強度の端末測定結果を、前記端末側送受信手段により、前記無線通信局装置に伝達し、前記無線通信局装置は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、前記局装置側送受信手段により受信し、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記局装置側送受信手段により受信した前記信号強度の端末測定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする。
【００１７】
第４の技術手段は、前記第３の技術手段に記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信局装置の前記使用周波数決定手段は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、加算平均することにより、自無線通信局装置における前記信号強度の測定結果に該当する加算平均値を算出する平均演算手段と、前記平均演算手段により算出した前記加算平均値を、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果の代わりに、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記加算平均値を、他の無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記加算平均値をさらに加算平均した結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【００１８】
第５の技術手段は、サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線通信局装置からなる無線通信システムにおいて、前記無線端末装置は、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段と、前記信号強度測定手段による前記信号強度の端末測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた判定閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を、信号強度の端末判定結果として出力する端末側判定手段と、当該無線端末装置が存在するサービスエリアの前記無線通信局装置と情報を送受信する端末側送受信手段とを、少なくとも備え、前記無線通信局装置は、当該無線通信局装置のサービスエリアに存在する前記無線端末装置と情報を送受信する局装置側送受信手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、前記無線端末装置は、前記端末側判定手段により判定された前記信号強度の端末判定結果を、前記端末側送受信手段により、前記無線通信局装置に伝達し、前記無線通信局装置は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果を、前記局装置側送受信手段により受信し、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記局装置側送受信手段により受信した前記信号強度の端末判定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする。
【００１９】
第６の技術手段は、前記第５の技術手段に記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信局装置の前記使用周波数決定手段は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、空き周波数か否かを判定する演算を行い、自無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を出力する判定結果出力手段と、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段とを備え、前記判定結果出力手段により算出した自無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を、前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果の代わりに、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置の前記信号強度の端末判定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置における前記信号強度の判定結果に対して、前記演算手段により自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行うことを特徴とする。
【００２０】
第７の技術手段は、サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う無線通信局装置において、利用対象の全周波数帯域について当該無線通信局装置周辺に存在する無線信号の信号強度を測定する信号強度測定手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、前記信号強度測定手段により測定された無線信号の信号強度の測定結果を、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた無線信号の信号強度の測定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記信号強度測定手段により測定された前記信号強度の測定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、空き周波数と判定した判定結果により、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする。
【００２１】
第８の技術手段は、前記第７の技術手段に記載の無線通信局装置において、前記使用周波数帯決定手段は、前記信号強度測定手段による前記信号強度の測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、前記判定手段により判定された前記信号強度の判定結果を、前記通信手段により、前記信号強度の測定結果の代わりに、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記信号強度の判定結果に対して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【００２２】
第９の技術手段は、サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う無線通信局装置において、当該無線通信局装置のサービスエリアに存在する前記無線端末装置と情報を送受信する局装置側送受信手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から前記無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度の端末測定結果が伝達されてきた場合、前記局装置側送受信手段により受信し、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記局装置側送受信手段により受信した前記信号強度の端末測定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする。
【００２３】
第１０の技術手段は、前記第９の技術手段に記載の無線通信局装置において、前記使用周波数決定手段は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、加算平均することにより、自無線通信局装置における前記信号強度の測定結果に該当する加算平均値を算出する平均演算手段と、前記平均演算手段により算出した前記加算平均値を、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果の代わりに、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記加算平均値を、他の無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記加算平均値をさらに加算平均した結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【００２４】
第１１の技術手段は、サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う無線通信局装置において、当該無線通信局装置のサービスエリアに存在する前記無線端末装置と情報を送受信する局装置側送受信手段と、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段と、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段とを、少なくとも備え、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から前記無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度が空き周波数か否かを示す信号強度の端末判定結果が伝達されてきた場合、前記局装置側送受信手段により受信し、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果を、前記通信手段により受信して、前記使用周波数決定手段によって、自無線通信局装置の前記局装置側送受信手段により受信した前記信号強度の端末判定結果と前記通信手段により受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする。
【００２５】
第１２の技術手段は、前記第１１の技術手段に記載の無線通信局装置において、前記使用周波数決定手段は、当該無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、空き周波数か否かを判定する演算を行い、自無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を出力する判定結果出力手段と、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段とを備え、前記判定結果出力手段により算出した自無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を、前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末判定結果の代わりに、前記通信手段により、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置の前記信号強度の端末判定結果の代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置および他無線通信局装置における前記信号強度の判定結果に対して、前記演算手段により自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行うことを特徴とする。
【００２６】
第１３の技術手段は、前記第７または第９の技術手段に記載の無線通信局装置において、前記使用周波数決定手段は、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果を、または、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果および他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果を、または、自無線通信局装置のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末装置から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を加算平均した加算平均値および他無線通信局装置から伝達されてきた前記加算平均値を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、あらかじめ設定された重み補正値によって重み補正を施す重み補正手段と、前記重み補正手段により重み補正された、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果および他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、自無線通信局装置の前記加算平均値および他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかを、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段と、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記信号強度の判定結果に対して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【００２７】
第１４の技術手段は、前記第１３の技術手段に記載の無線通信局装置において、前記重み補正手段にあらかじめ設定される前記重み補正値は、無線通信局装置間の距離、無線通信局装置間の受信信号の信号強度に対する相関度合い、無線通信局装置の設置場所、無線通信局装置の通信時間帯、無線通信局装置の過去の通信における干渉発生履歴情報、のいずれか１ないし複数に応じて決定されることを特徴とする。
【００２８】
第１５の技術手段は、前記第１４の技術手段に記載の無線通信局装置において、前記重み補正手段における前記重み補正値による重み補正として、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、自無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果および他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、自無線通信局装置の前記加算平均値および他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかに対して、無線通信局装置間の距離に応じて決定した重み係数を乗算するか、あるいは、無線通信局装置間の距離に応じて決定した伝搬損失量を加減算するか、のいずれかを行うことを特徴とする。
【００２９】
第１６の技術手段は、前記第１５の技術手段に記載の無線通信局装置において、自無線通信局装置からあらかじめ定めた一定の距離閾値の範囲内に存在する他無線通信局装置に関し、前記重み補正手段における前記重み補正値による重み補正として、前記他無線通信局装置から伝達された前記他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかに対して、０の重み係数を乗算するか、あるいは、あらかじめ定めた値の伝搬損失量を加算するか、のいずれかを行うことを特徴とする。
【００３０】
第１７の技術手段は、前記第１５の技術手段に記載の無線通信局装置において、自無線通信局装置からあらかじめ定めた一定の距離閾値の範囲内に存在する他無線通信局装置に関し、前記重み補正手段における前記重み補正値による重み補正として、前記他無線通信局装置から伝達された前記他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかに対して、自無線通信局装置と前記他無線通信局装置との間の距離に比例した重み係数を乗算するか、あるいは、自無線通信局装置と前記他無線通信局装置との間の距離に反比例した値の伝搬損失量を減算するか、のいずれかを行うことを特徴とする。
【００３１】
第１８の技術手段は、前記第１５の技術手段に記載の無線通信局装置において、自無線通信局装置からあらかじめ定めた一定の距離閾値を超えた範囲内に存在する他無線通信局装置に関し、前記重み補正手段における前記重み補正値による重み補正として、前記他無線通信局装置から伝達された前記他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記信号強度の端末測定結果、または、前記他無線通信局装置の前記加算平均値のいずれかに対して、自無線通信局装置と前記他無線通信局装置との間の距離に反比例した重み係数を乗算するか、あるいは、自無線通信局装置と前記他無線通信局装置との間の距離に比例した値の伝搬損失量を加算するか、のいずれかを行うことを特徴とする。
【００３２】
第１９の技術手段は、前記第８または第１２ないし第１８の技術手段のいずれかに記載の無線通信局装置において、前記演算手段が、利用対象の全周波数帯域に関する前記信号強度の判定結果について、自無線通信局装置および他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果のすべてが、前記閾値以下の低い信号強度と判定した周波数帯を、空き周波数として検出する演算を行うことを特徴とする。
【００３３】
第２０の技術手段は、前記第７ないし第１９の技術手段のいずれかに記載の無線通信局装置において、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する際に、該通信に使用する通信方式および／または送信電力量をも含めて決定することを特徴とする。
【００３４】
第２１の技術手段は、通信開始時に割り当てられた周波数帯の無線信号を用いて存在するサービスエリアの無線通信局装置と通信を行う無線端末装置において、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段と、当該無線端末装置が存在するサービスエリアの前記無線通信局装置と情報を送受信する端末側送受信手段とを、少なくとも備え、前記信号強度測定手段により測定された前記信号強度の端末測定結果を、前記端末側送受信手段により、前記無線通信局装置に伝達することを特徴とする。
【００３５】
第２２の技術手段は、通信開始時に割り当てられた周波数帯の無線信号を用いて存在するサービスエリアの無線通信局装置と通信を行う無線端末装置において、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末装置周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段と、前記信号強度測定手段による前記信号強度の端末測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた判定閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を、信号強度の端末判定結果として出力する端末側判定手段と、当該無線端末装置が存在するサービスエリアの前記無線通信局装置と情報を送受信する端末側送受信手段とを、少なくとも備え、前記端末側判定手段により判定された前記信号強度の端末判定結果を、前記端末側送受信手段により、前記無線通信局装置に伝達することを特徴とする。
【００３６】
第２３の技術手段は、サービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末装置と通信開始時に割り当てた周波数帯の無線信号を用いて通信を行う複数の無線通信局装置からなる無線通信システムにおける無線通信方法において、前記無線通信局装置は、利用対象の全周波数帯域について当該無線通信局装置周辺に存在する無線信号の信号強度を測定した信号強度の測定結果、または、前記信号強度の測定結果を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して得られる空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の測定結果または前記信号強度の判定結果を受信して、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果または前記信号強度の判定結果と他の無線通信局装置における前記信号強度の測定結果または前記信号強度の判定結果とに基づいて、自無線通信局装置の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、空き周波数と判定した判定結果により、前記無線端末装置との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の無線通信システム、無線通信局装置、無線端末装置および無線通信方法によれば、無線通信システムを構成する各無線通信局装置あるいは各無線通信局装置のサービスエリアに存在する無線端末装置において、受信信号強度の測定および／または空き周波数か否かを示す信号強度の判定を行い、それらの測定結果および／または空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を、各無線通信局装置間で交換することにより、自無線通信局装置のみならず他の無線通信局装置の信号強度の測定結果および／または信号強度の判定結果をも利用して、自無線通信局装置周辺における空き周波数を探索する、という構成を採用しているので、以下のごとき効果を奏することができる。
【００３８】
各無線通信局装置間で連携して、信号強度の測定結果および／または空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を交換し合うことによって、自無線通信局装置周辺における利用対象侯補の全周波数帯域について、他無線通信システムの電波の有無を判定するので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、バンドパスフィルタなど、空き周波数を検出する一部の無線通信局装置の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度を高めることができる。
【００３９】
つまり、本発明によれば、自無線通信局装置周辺の空き周波数の電波を検出する時に、自無線通信局装置のみならず、他の無線通信局装置からの測定結果・判定結果をも考慮に入れることにより、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどが発生する環境であっても、あるいは、電波の検出機器などにおいて故障や大きな誤差が発生した場合であっても、空き周波数帯の誤検出をより確実に防止することができる。
【００４０】
さらに、通信用周波数や通信方式の決定を行う際に、自無線通信局装置以外の他の無線通信局装置における信号強度の測定結果に対して、自無線通信局装置−他無線通信局装置との間の距離や自無線通信局装置の通信環境に基づいた重み付けを行うことも可能としており、例えば、自無線通信局装置からあらかじめ定めた一定の距離閾値内に存在する他無線通信局装置については、自無線通信局装置との間に信号強度の測定値に関して相関が生じるというシャドウイングの影響下にあるものとして、信号強度の測定値に乗算する重み補正値を“０”または距離に比例する小さな値に設定することによって、あるいは、信号強度の測定値に重み補正値として加減算する伝搬損失量をあらかじめ定めた値または距離に反比例した値に設定することによって、前記距離閾値の範囲内に存在する他無線通信局装置の信号強度の測定結果が、通信用周波数や通信方式の決定処理に及ぼす影響度を低減することも可能としている。
【００４１】
さらには、信号強度の測定結果に応じて、今回の通信に用いる周波数帯のみならず、同時に、最適な通信方式や送信電力量を選択することも可能であり、干渉の影響の可能性を最小限にしつつ、最適な伝送速度の無線通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明に係る無線通信システム、無線通信局装置、無線端末装置および無線通信方法の最良の実施形態についてその一例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４３】
（本発明の特徴）
本発明による無線通信システムの実施形態の説明に先立って、まず、本発明による無線通信システムの特徴について、その概要を説明する。本発明による無線通信システムは、各無線通信局装置自身あるいは各無線通信局装置のサービスエリア内に存在する各無線端末装置によって受信信号の信号強度の測定および空き周波数の判定を行い、それらの測定結果および／または判定結果を、無線通信システムを構成する各無線通信局装置間で交換し合うことによって、自無線通信局装置の測定結果および／または判定結果のみならず、他の無線通信局装置における測定結果および／または判定結果をも利用して、自無線通信局装置周辺における空き周波数を探索することを可能としている。
【００４４】
さらに、通信用周波数や通信方式の決定を行う際に、自無線通信局装置以外の他の無線通信局装置における信号強度の測定結果に対して、自無線通信局装置−他無線通信局装置との間の距離や自無線通信局装置の通信環境（例えば、設置場所、通信時間帯や、あるいは、互いの受信信号の信号強度に相関が生じるシャドウイング環境など）に基づいた重み付けを行うことも可能としている。例えば、自無線通信局装置からあらかじめ定めた一定の距離閾値Ｄｔｈ内に存在する他無線通信局装置については、自無線通信局装置との間に信号強度の測定値に関して相関が生じるというシャドウイングの影響下にあるものとして、信号強度の測定値に重み補正値として乗算する重み係数を“０”または距離に比例する小さな値に設定することによって、あるいは、信号強度の測定値に重み補正値として加減算する伝搬損失量をあらかじめ定めた値または距離に反比例した値に設定することによって、距離閾値Ｄｔｈの範囲内に存在する無線基地局の信号強度の測定結果が、通信用周波数や通信方式の決定処理に及ぼす影響度を低減することを可能としている。
【００４５】
かくのごとき無線通信局装置間の測定結果および／または判定結果の交換機構を備えることにより、無線通信システムを構成する全ての無線通信局装置間で連携して、利用対象侯補の全周波数帯域における他無線通信システムの電波の有無を総合的に判定することができるため、空き周波数の検出精度を高めることができる。
【００４６】
以下に、本発明における各実施例について説明するが、本発明の無線通信システムは、無線信号の送受信および中継を行う１ないし複数の無線通信局装置を備え、各無線通信局装置は、各無線通信局装置それぞれがカバーするサービスエリアに存在している無線端末装置との間で、通信開始時に通信用として割り当てた周波数帯を用いた無線信号の送受信および中継を行うとともに、各無線通信局装置間に設けられた信号線あるいは上位のネットワークを介して各無線端末装置の通信相手先と行う通信を中継している。
【００４７】
さらに、各無線通信局装置は、空き周波数帯を検出するための電波検出処理として、各無線通信局装置の周辺で使用されていない空き周波数帯を探索する動作を、あらかじめ定めた周期で定期的に実行しており、無線端末装置からの通信開始要求を受け取ると、通信開始前の処理として、無線端末装置が通信を行うために用いる無線信号の周波数帯や通信方式および／または送信電力量を決定して、無線端末装置に通知する動作を実行している。
【００４８】
なお、以下の各実施例の説明においては、本発明による無線通信システムおよび無線通信方法を中心に説明するが、かかる無線通信システムを構成する本発明による無線通信局装置および無線端末装置の実施例についても容易に想到することができるので、無線通信局装置や無線端末装置それぞれを単独で取り上げた形での以下におけるさらなる説明は省略する。また、記述が曖昧にならない限り、本発明の無線通信局装置を、無線通信システムにおいて一般的に用いられている用語である無線基地局または基地局と略称し、本発明の無線端末装置を、無線端末または端末と略称することにする。ここで、無線通信局装置は、局舎や屋内に固定して設置するような固定設置型の無線基地局装置や無線親局装置のみならず、車載用など移動可能な可搬型の装置であってもかまわない。
【００４９】
また、各実施例における無線通信システムの一例として、特定の無線基地局の近傍に存在する無線基地局数を５とし、無線基地局−無線端末間の通信で利用対象とする周波数帯域は２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ帯、また、無線端末の通信に用いる各バンド（周波数帯）ごとの周波数の幅を１０ｋＨｚと仮定する。
【００５０】
また、本発明の無線通信システム、無線通信局装置、無線端末装置および無線通信方法に関する以下の各実施例の説明においては、無線通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する無線通信システムとして、あるいは、無線通信に使用する無線信号の周波数帯のみならず通信方式および／または送信電力量をもさらに含めて決定する無線通信システムとして、無線通信局装置を介して、ある無線端末装置が、通信相手の他の無線端末装置との間あるいは他の通信装置との間で、通信を行う無線通信形態に適用する場合について説明するが、本発明は、かかる場合のみに限るものではない。
【００５１】
例えばトランシーバや高機能携帯情報端末などのように、無線基地局装置・無線親局装置などの無線通信局装置を介することなく、無線端末装置同士が、１対１、１対ｎ、または、ｍ対ｎの無線端末装置間で、無線信号を用いて相互に通信を行うようなアドホック通信形態に適用するようにしても良いし、あるいは、無線端末装置自身に中継機能を備えて、当該無線端末装置を経由して、無線基地局装置・無線親局装置などの無線通信局装置を介することなく、ある無線端末装置から他の無線端末装置に対して、バケツリレー的に無線信号を中継するようなアドホック通信形態に適用するようにしても良い。
【００５２】
かくのごときアドホック通信形態の場合には、無線端末装置が、以降に示す各実施例における無線通信局装置とほぼ同等の機能を少なくとも備えるようにし、アドホック通信の開始に先立って、いずれか１つの無線端末装置あるいは中継機能を有する無線端末装置が、今回の無線通信に用いる周波数帯や通信方式および／または送信電力量などを決定して、今回の通信に関係する各無線端末装置に通知するようにすれば良い。
【００５３】
（第１の実施例）
まず、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第１の実施例について説明する。  図１は、本発明による無線通信システムのシステム構成の一例を示すシステム構成図である。図１に示す無線通信システム１００は、複数の無線基地局（図１においては、サービスエリア１１，１２，１３，１４，１５をそれぞれカバーする無線基地局１，２，３，４，５の５個の無線基地局）、無線基地局間を接続する信号線（図１においては、信号線２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７の７本の信号線）、および、サービスエリアをカバーしている無線基地局との間で無線信号による通信を行う複数の無線端末（図１においては、無線端末３１，３２，３３の３個の無線端末のみ表示している）から構成される。
【００５４】
無線基地局１，２，３，４，５間は、前述したように、信号線２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７のいずれかを介して互いの情報の伝達が行われる。各無線基地局１，２，３，４，５のそれぞれがカバーするサービスエリア１１，１２，１３，１４，１５のいずれかに無線端末３１，３２，３３が存在すると（図１においては、無線端末３１は、無線基地局３のサービスエリア１３に、また、無線端末３２，３３は、無線基地局５のサービスエリア１５に存在している）、無線端末３１，３２，３３は、それぞれが存在するサービスエリア１３，１５の無線基地局３，５を介して、図示していない上位のネットワークに接続されて、所望の通信相手と通信を行う。
【００５５】
ここで、図１に示す無線基地局１と他の無線基地局２，３，４，５との間の距離の一例を、図２に示す。図２は、図１に示す或る無線基地局例えば無線基地局１と近傍の他の無線基地局２，３，４，５との間の距離の一例を示す説明図であり、無線基地局１から他の無線基地局２，３，４，５までの距離は、それぞれ、３ｋｍ、４ｋｍ、２ｋｍ、６ｋｍであるものとする。
【００５６】
また、図３に、本発明の第１の実施例における無線端末のブロック構成の一例を示す。図１の無線端末３１，３２，３３のいずれの無線端末も、図３と同様の構成からなっている。図３に示すように、無線端末３０は、アンテナ３０ａ、無線信号処理部３０ｂ、スイッチ３０ｃ、基地局−端末間インターフェース部３０ｄを少なくとも有して構成される。無線信号処理部３０ｂは、アンテナ３０ａにて送受信する無線信号とディジタル信号との双方向に変換する。スイッチ３０ｃは、通信開始処理時にはＡ側に接続されて、無線信号処理部３０ｂは基地局−端末間インターフェース部３０ｄに接続される。一方、通常の通信時には、スイッチ３０ｃは、Ｂ側に接続されて、無線信号処理部３０ｂは図示していない上位レイヤ処理部へ接続される。
【００５７】
基地局−端末間インターフェース部３０ｄは、当該無線端末３０が存在するサービスエリアの無線基地局と情報を送受信する端末側送受信手段を提供するものであり、通信開始処理時には、前述のように、スイッチ３０ｃを介して無線信号処理部３０ｂに接続されており、通信開始当初は、通信開始要求パケットを無線信号処理部３０ｂを介して無線基地局（図１に示すサービスエリア１に無線端末３０が存在している場合は無線基地局１）に送信する。また、通信開始要求パケットを受け取った無線基地局からの周波数指示パケットを受信して、該周波数指示パケットにて指示された周波数とバンド幅とを無線信号処理部３０ｂに周波数指示信号として伝達する。
【００５８】
次に、図４に、本発明の第１の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示す。図１の無線基地局１，２，３，４，５のいずれの無線基地局も、図４と同様の構成からなっている。図４に示すように、無線基地局１０は、通信用アンテナ１０ａ、電波検出用アンテナ１０ｂ、電波検出器１０ｃ、基地局間インターフェース部１０ｄ、通信用周波数帯決定器１０ｅ、基地局−端末間インターフェース部１０ｆ、スイッチ１０ｇ、無線信号処理部１０ｈを少なくとも有して構成される。
【００５９】
電波検出器１０ｃは、利用対象の全周波数帯域について当該無線通信局装置１０周辺に存在する無線信号の信号強度を測定する信号強度測定手段を提供するものであり、電波検出用アンテナ１０ｂで受信することによって当該無線通信システム１００の利用侯補となる全周波数帯域の電力を信号強度（信号レベル）として測定する。なお、場合によっては、信号強度の測定結果から他無線通信システムの電波が存在していない周波数を検出する空き周波数検出手段を提供する場合もある。
【００６０】
図５は、図４に示す無線基地局１０の電波検出器１０ｃの構成の一例を示すブロック構成図である。図５に示すように、電波検出器１０ｃは、直交復調器１０ｃ１、シンセサイザ１０ｃ２、バンドパスフィルタ１０ｃ３、パワー測定器１０ｃ４を少なくとも有して構成される。電波検出用アンテナ１０ｂから入力してくる無線信号を、シンセサイザ１０ｃ２を用いて抽出すべき中心周波数を変えながら、直交復調器１０ｃ１によって復調して、バンドパスフィルタ１０ｃ３の出力信号の信号電力を信号強度（信号レベル）としてパワー測定器１０ｃ４によって測定する。
【００６１】
図４の無線基地局１０の基地局間インターフェース部１０ｄは、無線基地局間すなわち無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段を提供するものであり、電波検出器１０ｃから伝達された無線信号の電力の測定結果を、信号線を介して近傍に位置する他の無線基地局（図１における無線基地局１の場合は、信号線２１，２３，２４を介して他の無線基地局２，３，４，５）に対して伝達する。また、他の無線基地局（図１における無線基地局１の場合は、他の無線基地局２，３，４，５）から伝達されてきた無線信号の電力すなわち信号強度の測定結果は、図４の無線基地局１０の通信用周波数帯決定器１０ｅに伝達する。
【００６２】
通信用周波数帯決定器１０ｅは、信号強度測定手段としての電波検出器１０ｃからの信号強度の測定結果に基づいて、あるいは、場合によっては、他無線通信システムの電波が存在していない周波数を検出する空き周波数検出手段としての電波検出器１０ｃからの空き周波数の検出結果に基づいて、すなわち、電波が存在しない周波数を用いて通信を行うように、無線端末の今回の通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段を、あるいは、場合によっては、自無線通信局装置での空き周波数検出結果と他の無線通信局装置から伝達された空き周波数検出結果とから自無線通信局装置周辺における他システムの電波の存在の有無を判定する空き周波数判定手段を、提供するものである。
【００６３】
本実施例では、通信用周波数帯決定器１０ｅは、電波検出器１０ｃから伝達された無線信号の電力の測定結果および他の無線基地局（図１における無線基地局１の場合は、他の無線基地局２，３，４，５）から伝達されてきた無線信号の電力の測定結果を基に、他の無線通信システムの電波が存在していない空き周波数帯を判定するとともに、当該無線基地局１０における今回の通信に利用する周波数およびバンド幅を決定し、基地局−端末間インターフェース部１０ｆからの周波数問い合わせに対する周波数回答信号として、基地局−端末間インターフェース部１０ｆに伝達する。さらに、通信用周波数帯決定器１０ｅは、今回の通信に用いる周波数およびバンド幅を示す周波数指示信号として無線信号処理部１０ｈに伝達する。また、通信用周波数帯決定器１０ｅは、当該無線基地局１０がカバーするサービスエリア内に存在する各無線端末が使用中の周波数およびバンド幅を管理している。
【００６４】
図６は、図４に示す無線基地局１０の通信用周波数帯決定器１０ｅの構成の一例を示すブロック構成図である。図６に示すように、通信用周波数帯決定器１０ｅは、比較器１０ｅ１、論理積演算器１０ｅ２、周波数決定器１０ｅ３を少なくとも有して構成される。
【００６５】
比較器１０ｅ１は、電波検出器１０ｃにより測定した無線信号の信号強度の測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段を提供するものであり、自無線通信局装置での空き周波数検出結果と他の無線通信局装置から伝達された空き周波数検出結果とから自無線通信局装置周辺における他システムの電波の存在の有無を判定する空き周波数判定手段を提供する。すなわち、比較器１０ｅ１は、電波検出器１０ｃから出力される無線信号の電力すなわち信号強度の測定結果を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較した比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）と他の無線基地局から伝達されてきた無線信号の電力すなわち信号強度の測定結果を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較した比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）を、各バンドごとに出力する。
【００６６】
論理積演算器１０ｅ２は、比較器１０ｅ１から出力される自無線基地局１０の信号強度の判定結果と他無線基地局の信号強度の判定結果とに対して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行うか、あるいは、電波検出器１０ｃによる信号強度の測定結果を伝達する代わりに、該信号強度の測定結果を前記閾値と比較した結果として得られる信号強度の判定結果を他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた前記信号強度の判定結果を、他の無線通信局装置の前記信号強度の測定結果を受信する代わりに、前記通信手段により受信して、自無線通信局装置の前記信号強度の判定結果と他無線通信局装置の前記信号強度の判定結果とに対して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段を提供するものである。
【００６７】
本実施例においては、比較器１０ｅ１から出力される自無線基地局における信号強度の比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）と他の無線基地局における信号強度の比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）とのすべての比較結果の論理積をバンドごとに算出することによって、すべての比較結果においてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度を示す周波数とバンド幅を空き周波数帯Ｌ（ｍ）として抽出する。すなわち、論理積演算器１０ｅ２は、利用対象の全周波数帯域に関する信号強度の判定結果について、自無線基地局１０および他無線基地局の信号強度の測定結果のすべてが、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度と判定した周波数帯を、空き周波数として検出する演算を行っているものであり、かかる空き周波数検出用の演算を行う演算手段であれば、本実施例のような論理積演算に限るものではない。
【００６８】
また、周波数決定器１０ｅ３は、比較器１０ｅ１の信号強度の判定結果、論理積演算器１０ｅ２のすべての無線基地局（当該無線基地局１０および近傍に位置する無線基地局も含むすべての無線基地局）における信号強度の判定結果から今回の無線端末の通信に用いる無線信号の周波数帯を決定するものであり、論理積演算器１０ｅ２から出力される空き周波数帯Ｌ（ｍ）を基に、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０の今回の通信に利用する周波数およびバンド幅を決定し、基地局−端末間インターフェース部１０ｆからの周波数問い合わせに対する周波数回答信号として、基地局−端末間インターフェース部１０ｆに伝達し、さらに、今回の通信に用いる周波数およびバンド幅を示す周波数指示信号として無線信号処理部１０ｈに伝達する。
【００６９】
図４の無線基地局１０の基地局−端末間インターフェース部１０ｆは、当該無線通信局装置１０のサービスエリアに存在する無線端末（図３に示す無線端末３０）と情報を送受信する局装置側送受信手段を提供するものであり、当該無線基地局１０のサービスエリア内に存在している無線端末へ送信する制御用パケットを作成したり、無線端末から受信した制御用パケットを解読したりする制御用パケット処理手段を提供するものである。無線端末から通信開始要求パケットを受信した際に、その解読結果に基づいて、通信用周波数帯決定器１０ｅに対して今回の通信に利用する周波数帯を問い合わせ、通信用周波数帯決定器１０ｅから、周波数およびバンド幅を決定した旨を示す周波数回答信号を受け取ると、通信に利用する周波数およびバンド輻を指示する周波数指示パケットを作成して、通信開始要求パケットの送信元の無線端末へ、スイッチ１０ｇ、無線信号処理部１０ｈを介して伝達する。
【００７０】
スイッチ１０ｇは、通信開始処理時には、Ａ側に接続して、基地局−端末間インターフェース部１０ｆと無線信号処理部１０ｈとを接続する。一方、通常の通信時には、Ｂ側に切り替えて、無線信号処理部１０ｈと、図示していない上位のネットワークとを接続して、通信用周波数帯決定器１０ｅからの周波数指示信号によって指示された周波数およびバンド幅に設定した無線信号処理部１０ｈを介して、無線端末とネットワークとの間の通信を行う。
【００７１】
無線信号処理部１０ｈは、通信用アンテナ１０ａを介して無線端末３０との間で送受信する通信用の無線信号とネットワークとの間で送受信するディジタル信号とを双方向に変換する信号処理手段を提供するものであり、通信処理開始時には、無線端末３０との間で送受信する制御用パケットを基地局−端末間インターフェース部１０ｆとの間でやり取りし、通常の通信時には、無線端末３０との間で送受信する通信用パケットをネットワークとの間でやり取りする。
【００７２】
以下に、図３、図４のごとき構成からなる無線端末３０、無線基地局１０を用いる本実施例に関し、図１に示す無線基地局１において通信に使用する無線信号の周波数、バンド幅の決定処理について、本発明の無線通信方法の一例を示す図７および図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、無線端末の構成は、前述したように、図３に示すような無線端末３０の構成からなり、無線基地局１の構成は、前述したように、図４に示すような無線基地局１０の構成からなっているものとする。
【００７３】
本実施例では、無線基地局１において、無線信号の空き周波数を検出するために無線信号の信号強度を測定する電波検出処理および通信に使用する周波数帯の決定から通信の開始に至るまでの一連の処理を行う通信開始処理の２つの処理が行われる。電波検出処理は、あらかじめ定めた周期で定期的に実行されており、通信開始処理は、無線端末からの通信開始要求パケットによる通信開始要求がトリガになって実行される。
【００７４】
まず、無線基地局１の本実施例における電波検出処理の一例を、図７を用いて説明する。図７は、本発明の第１の実施例の各無線基地局における電波検出処理の一例を示すフローチャートである。
【００７５】
図７において、まず、全無線基地局間で同期したタイマを用いてあらかじめ定めた時限まで計時するように設定する（ステップＳ１）。該タイマがあらかじめ定めた時限に達するまで（ステップＳ３のｎｏ）、全無線基地局間で同期したタイミングで減少処理が行われ（ステップＳ２）、タイマが満了になった時に（ステップＳ３のｙｅｓ）、電波検出処理が開始される。ここで、図５に示す電波検出器１０ｃ中のバンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数は、２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ帯の中で任意に設定可能であり、バンド幅は、１０ＭＨｚであるものとする。
【００７６】
電波検出器１０ｃにおける電波検出処理が開始されると、電波検出器１０ｃでは、利用対象候補の周波数帯域２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚを１０ＭＨｚの幅を持つ複数のバンド（本実施例では１０個のバンド）に区切り、バンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数が、各バンドの中心周波数の２．４０５ＧＨｚから２．４９５ＧＨｚに至るまでの間、すなわち、全周波数帯域の信号強度の測定が完了するまでの間（ステップＳ５のｎｏ）、１０ＭＨｚずつ、順次、中心周波数を変えて（ステップＳ６）、電波検出用アンテナ１０ｂで受信した無線信号について各バンドの電力を信号強度としてパワー測定器１０ｃ４で測定する（ステップＳ４）。
【００７７】
ここで、図８に示すように、２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ帯を１０ＭＨｚごとにバンド番号１〜１０を順番に割り当てた場合に、図１に示す無線基地局１，２，３，４それぞれにおいて、図９にそれぞれ示すような信号強度の測定結果が得られたものとする。ここに、図８は、２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ帯を１０ＭＨｚごとにバンド番号を割り当てた場合の説明図であり、低い周波数帯から順番に１，２，３，…，１０のバンド番号が割り当てられている。また、図９は、本実施例において、図１に示す各無線基地局（本実施例の場合は無線基地局１，２，３，４）におけるバンド番号ごとの電力すなわち信号強度の測定結果と判定結果とを示すテーブルであり、各バンド番号の電力を信号強度として測定した測定値［ｄＢｍ］と空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値との比較結果から得られる空き周波数の判定結果とを併記している。
【００７８】
全周波数帯域の信号強度の測定が完了すると（ステップＳ５のｙｅｓ）、その後、図１に示す信号線２１，…，２７を介して、他の無線基地局との間で、信号強度の測定結果を交換する（ステップＳ７）。ここで、測定結果を交換する無線基地局は、自無線基地局を中心として、半径５ｋｍの円内に存在する近傍の無線基地局とする。すなわち、無線基地局１の場合は、図２に示すように、当該無線基地局１からの距離が５ｋｍ以内に存在する無線基地局２，３，４に対して信号強度の測定結果を伝達すると同時に、無線基地局２，３，４のそれぞれから信号強度の測定結果を受信する。
【００７９】
無線基地局１において、当該無線基地局１自体の信号強度の測定結果、および、半径５ｋｍの円内に存在する無線基地局２，３，４それぞれからの測定結果は、前述したように、図９の測定値欄に示す通りであり、図９のような信号強度の測定結果は、通信用周波数帯決定器１０ｅに入力される。通信用周波数帯決定器１０ｅにおいては、自無線基地局１と距離５ｋｍ以内に存在する近傍の他無線基地局２，３，４との複数の無線基地局における信号強度の測定結果に基づいて、無線基地局１の周辺で現在使用していない空き周波数帯を抽出するとともに、通信開始要求パケットの送信元の無線端末が今回の通信に使用する空き周波数帯を決定する。
【００８０】
次に、図４の無線基地局１０の構成からなる無線基地局１の本実施例において、無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の第１の実施例の無線基地局１において無線端末３０の通信開始処理を行う動作の一例を示すフローチャートであり、四角形のボックスは、無線基地局１側の処理を示し、角丸四角形のボックスは、無線端末側の処理を示している。
【００８１】
図１０に示すように、通信の開始を要求する無線端末は、ネットワークに接続して通信を開始するのに先立って、当該無線端末が存在するサービスエリア１１の無線基地局１に対して通信開始要求パケットを送信して、無線基地局１から今回の通信に使用する周波数帯を指示する周波数指示パケットを受信する動作を行う。なお、通信開始要求パケットおよび周波数指示パケットの送受信動作においては、無線基地局と無線端末との間で制御用パケットを送受信する通信用チャネルとして、その周波数帯や通信方式は、無線基地局と無線端末との間であらかじめ決められているものとする。
【００８２】
最初に、図３の無線端末３０の構成からなり、通信開始を要求する無線端末は、図３の基地局−端末間インターフェース部３０ｄを介して、前述のように、通信開始要求パケットを、図４の無線基地局１０の構成からなる無線基地局１に対して送信する（ステップＳ１１）。無線基地局１は、図４の無線基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０からの通信開始要求パケットを受信すると（ステップＳ１２）、通信用周波数帯決定器１０ｅにおいて、当該無線端末が今回の通信に用いる周波数帯の決定処理を以下のような手順により行う（ステップＳ１３）。
【００８３】
図９に示したように、自・他無線基地局（本実施例では、自無線基地局が無線基地局１、他無線基地局が無線基地局１からの距離５ｋｍ以内の無線基地局２，３，４）において測定された信号強度の測定結果が、通信用周波数帯決定器１０ｅに入力され、まず、通信用周波数帯決定器１０ｅの比較器１０ｅ１において、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較し、該閾値を下回るバンドを、空き周波数帯と判定する。ここで、空き周波数を判定するための閾値は、前述のように、例えば−１２０ｄＢｍとする。比較器１０ｅ１の比較結果として自・他の各無線基地局（本実施例の場合は無線基地局１，２，３，４）における閾値例えば−１２０ｄＢｍとの比較結果すなわち空き周波数の判定結果は、図９の閾値との比較欄に示す通りとなる。図９の閾値との比較欄で、「空き」と表示しているバンドが、閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下の低い信号強度となる空き周波数帯であることを示している。
【００８４】
次に、図９のような空き周波数の判定結果を、通信用周波数帯決定器１０ｅの論理積演算器１０ｅ２へ入力する。ここで、閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下であるとして空き周波数帯と判定された場合は、判定結果Ｄ＝１、空き周波数帯と判定されなかった場合は、判定結果Ｄ＝０と表現することにすると、２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚのそれぞれのバンドについて、自・他無線基地局の判定結果に対して論理積演算を行うと、論理積演算結果が“１”となるバンドは、自・他無線基地局のすべてにおいて、信号強度が閾値以下の低い信号強度となるバンドであることを意味しており、自無線基地局１の周辺においては、他の無線通信システムの電波が存在していないものと判定することができ、もって、空き周波数のバンドとみなすことができる。
【００８５】
一般に、自・他無線基地局の合計ｎ個の無線基地局における判定結果を対象として、無線基地局１におけるバンドｍの判定結果をＤ（１，ｍ）、無線基地局２におけるバンドｍの判定結果をＤ（２，ｍ）、無線基地局３におけるバンドｍの判定結果をＤ（３，ｍ）、…、無線基地局ｎにおけるバンドｍの判定結果をＤ（ｎ，ｍ）とすると、無線基地局１におけるバンドｍに関する論理積Ｌ１（ｍ）は、
Ｌ１（ｍ）＝Ｄ（１，ｍ）・Ｄ（２，ｍ）・Ｄ（３，ｍ）・…・Ｄ（ｎ，ｍ）…（１）
として与えられる。
【００８６】
ここで、無線基地局ｉ（ｉ＝１〜ｎ）におけるバンドｍの判定結果として、前述のように、空き周波数のバンドと判定された場合は、判定結果Ｄ（ｉ，ｍ）＝１、空き周波数のバンドと判定されなかった場合は、判定結果Ｄ（ｉ，ｍ）＝０とすると、Ｌ１（ｍ）が“１”になったバンドｍは、無線基地局１周辺において、他の無線通信システムの電波は存在しないので、干渉は発生せず、空き周波数帯とみなすことができる。図９のような判定結果が得られている場合、式（１）に基づくと、以下の結果が得られる。
【００８７】
Ｌ１（１）  ＝Ｄ（１，１）・Ｄ（２，１）・Ｄ（３，１）・Ｄ（４，１）
＝０・０・０・０＝０
Ｌ１（２）  ＝０・０・０・０＝０
Ｌ１（３）  ＝１・０・０・０＝０
Ｌ１（４）  ＝１・１・０・０＝０
Ｌ１（５）  ＝１・１・１・１＝１
Ｌ１（６）  ＝０・１・１・１＝０
Ｌ１（７）  ＝０・０・０・０＝０
Ｌ１（８）  ＝０・０・０・０＝０
Ｌ１（９）  ＝０・０・０・１＝０
Ｌ１（１０）＝０・０・１・１＝０
以上のような論理積の演算結果から、無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅの周波数決定器１０ｅ３においては、バンド番号５が空いている周波数帯とみなす。したがって、図４の無線基地局１０の構成からなる無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅの周波数決定器１０ｅ３は、バンド番号５の中心周波数２．４４５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、通信開始要求パケットを送信してきた無線端末３０との通信に用いることに決定し、図４に示す無線信号処理部１０ｈの周波数・バンド幅を設定する。さらに、図１０のフローチャートに示すように、同時に、基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０の通信に用いることに決定した周波数・バンド幅の情報が格納された周波数指示パケットを、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０へ送信する（ステップＳ１４）。当該無線端末３０は、この周波数指示パケットを受信し（ステップＳ１５）、図３に示す無線信号処理部３０ｂの周波数・バンド幅を設定し、通信を開始する。
【００８８】
すなわち、信号強度測定手段を提供する電波検出器１０ｃにより測定された無線信号の信号強度の測定結果を、無線基地局間の通信を行う通信手段を提供する基地局間インターフェース部１０ｄにより、近傍の他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた無線信号の信号強度の測定結果を、基地局間インターフェース部１０ｄにより受信して、通信に用いる周波数帯を決定する使用周波数決定手段を提供する通信用周波数帯決定器１０ｅによって、自無線基地局１０の電波検出器１０ｃにより測定された無線信号の信号強度の測定結果と基地局間インターフェース部１０ｄにより受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた無線信号の信号強度の測定結果とに基づいて、自無線基地局１０の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、空き周波数と判定した判定結果により、通信開始要求パケットの送信元の無線端末との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する。
【００８９】
以上のような動作を行うことにより、無線基地局１は、今回の通信に用いる無線信号の周波数帯として、当該無線基地局１における各バンドの信号強度の測定結果のみならず、例えば距離５ｋｍ以内の近傍に位置する他の無線基地局２，３，４における各バンドの信号強度の測定結果をも用いて、信号強度の測定結果を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値との比較を行い、自・他すべての無線基地局いずれにおいても、該閾値以下の低い信号強度にあるバンドを、今回の通信用の周波数帯として使用することに決定する仕組みを採用しているので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、電波検出器１０ｃのバンドパスフィルタ１０ｃ３など、空き周波数を検出する一部の無線基地局の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、無線基地局１周辺における空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度を高めることができる。
【００９０】
なお、本実施例においては、無線基地局１が、近傍の他の無線基地局２，３，４との間で交換する信号強度に関する情報として、各バンドごとの信号強度の測定結果を交換し合う例を示したが、本発明は、かかる場合のみに限るものではない。例えば、近傍の他の無線基地局２，３，４との間で交換する信号強度に関する情報として、それぞれの無線基地局における通信用周波数帯決定器１０ｅの比較器１０ｅ１において、信号強度の測定結果を閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較した結果である空き周波数の判定結果（すなわち、図９の閾値との比較欄に示す情報）を、信号強度の測定結果の代わりに交換し合うようにしても良いし、あるいは、場合によっては、信号強度の測定結果とその判定結果との双方を交換し合うようにしても良い。判定結果を交換し合う場合は、他の無線基地局から伝達されてきた判定結果を、通信用周波数帯決定器１０ｅの論理積演算器１０ｅ２に直接入力するように構成すれば良い。
【００９１】
（第２の実施例）
次に、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第２の実施例について説明する。本実施例においては、第１の実施例とは異なり、電波検出処理すなわち信号強度の測定と測定結果の閾値との比較を、無線基地局側ではなく、無線端末側で行う場合について示すものである。
【００９２】
本実施例においては、無線通信システムのシステム構成および無線基地局間の距離は、それぞれ、図１、図２の場合と同様である。本実施例の無線端末の構成を、図１１に示す。図１１は、本発明の第２の実施例における無線端末のブロック構成の一例を示すブロック構成図であり、第１の実施例として図３に示す無線端末３０とは異なる構成例を示すものである。
【００９３】
図１１に示す無線端末３０Ａは、図３に示した無線端末３０に対して、さらに、電波検出器３０ｅ、比較器３０ｆ、スイッチ２  ３０ｇを付加して備えている。なお、図１１に示す無線端末３０Ａのスイッチ１  ３０ｃは、図３に示すスイッチ３０ｃと同一のものであり、電波検出処理時および通信開始処理時にはＡ側に接続されて、無線信号処理部３０ｂは基地局−端末間インターフェース部３０ｄに接続され、通常の通信時にはＢ側に接続されて、無線信号処理部３０ｂは図示していない上位レイヤ処理部へ接続される。
【００９４】
また、電波検出器３０ｅの構成は、第１の実施例において無線基地局１０側に設けた図５に示す電波検出器１０ｃと全く同様であり、アンテナ３０ａによって無線信号を受信して、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末３０Ａ周辺に存在する無線信号の信号強度（電力）を、バンドごとに、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段を提供している。また、スイッチ２  ３０ｇは、電波検出処理時にはＣ側に接続されて、アンテナ３０ａは電波検出器３０ｅに接続される。一方、通信開始処理時および通常の通信時には、スイッチ２  ３０ｇは、Ｄ側に接続されて、アンテナ３０ａは無線信号処理部３０ｂに接続される。
【００９５】
比較器３０ｆは、第１の実施例において無線基地局１０側の通信用周波数帯決定器１０ｅに設けた比較器１０ｅ１と同様であり、電波検出器３０ｅにより測定された信号強度の端末測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた判定閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を、信号強度の端末判定結果として出力する端末側判定手段を提供している。
【００９６】
基地局−端末間インターフェース部３０ｄは、当該無線端末３０が存在するサービスエリアの無線基地局と情報を送受信する端末側送受信手段を提供するものであり、電波検出処理時には、比較器３０ｆから出力される信号強度の判定結果を、無線基地局に対して伝達する。
【００９７】
次に、本実施例における無線基地局の構成の一例を図１２に示す。図１２は、本発明の第２の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１２に示す無線基地局１０Ａは、図４で示した無線基地局１０から、電波検出用アンテナ１０ｂおよび電波検出器１０ｃを削除し、通信用周波数帯決定器１０ｅの代わりに通信用周波数帯決定器１０ｅＡを設けた構成からなっている。図１の無線基地局１，２，３，４，５のいずれの無線基地局も、図１２と同様の構成からなっている。
【００９８】
図１２の無線基地局１０Ａに設置される通信用周波数帯決定器１０ｅＡの構成の一例を、図１３に示している。図１３は、図１２に示す無線基地局１０Ａの通信用周波数帯決定器１０ｅＡの構成の一例を示すブロック構成図である。図１３に示すように、無線端末との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段である通信用周波数帯決定器１０ｅＡは、図６に示す通信用周波数帯決定器１０ｅから比較器１０ｅ１を削除した構成であり、論理積演算器１０ｅＡ１、周波数決定器１０ｅＡ２を少なくとも有して構成される。
【００９９】
本実施例においては、自無線基地局１０Ａには電波検出器１０ｃを備えていないので、無線信号の電力すなわち信号強度を自無線基地局１０Ａ側で検出することはなく、自無線基地局１０Ａのサービスエリアに存在している図１１の無線端末３０Ａのごとき構成の無線端末側において検出され、かつ、無線端末３０Ａ側の比較器３０ｆにおいて空き周波数判定用としてあらかじめ定めた端末側の判定閾値と比較された結果である信号強度の端末判定結果が、当該無線基地局１０Ａのサービスエリアに存在する無線端末３０Ａと情報を送受信する局装置側送受信手段である基地局−端末間インターフェース部１０ｆから入力されてくる。
【０１００】
したがって、論理積演算器１０ｅＡ１は、第１の実施例の図６の論理積演算器１０ｅ２とは異なり、自無線基地局１０Ａのサービスエリアに存在している無線端末から伝達されてきた無線信号の電力の比較結果（空き周波数か否かを示す信号強度の端末判定結果）と他の無線基地局から伝達されてきた無線信号の電力の比較結果（空き周波数か否かを示す信号強度の端末判定結果）とのすべての比較結果(信号強度の端末判定結果）の論理積を算出することにより、自無線基地局１０Ａ周辺における空き周波数か否かを判定する演算手段を提供するものであり、すべての判定結果においてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度（信号レベル）を示す周波数とバンド幅を空き周波数帯Ｌ′（ｍ）として抽出する。
【０１０１】
なお、無線端末からの判定結果（信号強度の端末判定結果）は、前述のように、周波数決定器１０ｅＡ２を介して基地局−端末間インターフェース部１０ｆから定期的に入力され、他の無線基地局からの比較結果（信号強度の端末判定結果）は、基地局間インターフェース部１０ｄから定期的に入力される。
【０１０２】
ここで、論理積演算器１０ｅＡ１は、利用対象の全周波数帯域に関する信号強度の判定結果について、当該無線基地局１０Ａのサービスエリア内に存在する１ないし複数の無線端末から伝達されてきた信号強度の端末判定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、空き周波数か否かを判定する演算を行い、自無線基地局１０Ａにおける信号強度の判定結果として出力する判定結果出力手段を提供するとともに、自無線基地局１０Ａおよび他無線基地局における信号強度の測定結果のすべてが、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度と判定した周波数帯を、空き周波数として検出する演算を行って、自無線基地局１０Ａ周辺における空き周波数か否かを判定するための演算を行う演算手段を提供するような構成とすることも可能である。
【０１０３】
本実施例においては、論理積演算器１０ｅＡ１を、前記判定結果出力手段と前記演算手段との双方の機能を備え、各無線端末が個別に判定した信号強度の端末判定結果を他無線基地局との間で交換する代わりに、前記判定結果出力手段の出力である無線基地局における信号強度の判定結果を交換する場合を例にとって説明する。なお、論理積演算器１０ｅＡ１については、かかる空き周波数検出用の演算を行う判定結果出力手段や演算手段に関する機能を満たすものであれば、本実施例のような論理積演算に限るものではない。
【０１０４】
前記判定結果出力手段により判定された自無線基地局１０Ａにおける信号強度の判定結果は、基地局間インターフェース部１０ｄにより他の無線基地局に伝達する一方、他の無線基地局から伝達されてきた他無線通信局装置における信号強度の判定結果を、基地局間インターフェース部１０ｄにより受信して、前記判定結果出力手段により判定された自無線基地局１０Ａにおける信号強度の判定結果とともに、論理積演算器１０ｅＡ１の前記演算手段側に入力して、自無線通信局装置および他無線通信局装置における前記信号強度の測定結果に対して、前記演算手段により自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを判定することになる。
【０１０５】
また、周波数決定器１０ｅＡ２は、論理積演算器１０ｅＡ１の前記演算手段によってすべての無線基地局（当該無線基地局１０および近傍に位置する無線基地局も含むすべての無線基地局）における信号強度の判定結果から今回の無線端末の通信に用いる無線信号の周波数帯を決定するものである。
【０１０６】
周波数決定器１０ｅＡ２は、論理積演算器１０ｅＡ１から出力される空き周波数帯Ｌ′（ｍ）を基に、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０Ａとの今回の通信に利用する周波数およびバンド幅を決定し、基地局−端末間インターフェース部１０ｆからの周波数問い合わせに対する周波数回答信号として、基地局−端末間インターフェース部１０ｆに伝達し、さらに、今回の通信に用いる周波数およびバンド幅を示す周波数指示信号として無線信号処理部１０ｈに伝達する。なお、周波数決定器１０ｅＡ２は、前述のように、基地局−端末間インターフェース部１０ｆによって無線端末から受信した比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）を基地局−端末間インターフェース部１０ｆから論理積演算器１０ｅＡ１に中継する機能も備えている。
【０１０７】
以下に、図１１、図１２のごとき構成からなる無線端末３０Ａ、無線基地局１０Ａを用いる本実施例に関し、図１に示す無線基地局１において通信に使用する無線信号の周波数、バンド幅の決定処理について、本発明の無線通信方法の一例を示す図１４および図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、無線端末の構成は、前述したように、図１１に示すような無線端末３０Ａの構成からなり、無線基地局１の構成は、前述したように、図１２に示すような無線基地局１０Ａの構成からなっているものとする。
【０１０８】
本実施例では、無線端末３０Ａにおいて、無線信号の空き周波数を検出するために無線信号の信号強度を測定する電波検出処理が行われ、無線基地局１０Ａの構成からなる無線基地局１においては、通信に使用する周波数帯の決定から通信の開始に至るまでの一連の処理を行う通信開始処理が行われる。無線端末３０Ａにおける電波検出処理は、あらかじめ定めた周期で定期的に実行されており、通信開始処理は、無線端末からの通信開始要求パケットによる通信開始要求がトリガになって実行される。
【０１０９】
まず、無線信号の空き周波数を検出するための無線端末３０Ａの本実施例における電波検出処理の一例を、図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の第２の実施例の各無線端末における電波検出処理の一例を示すフローチャートであり、図７において説明した無線基地局における電波検出処理とほぼ同様の処理が無線端末側において行われる。
【０１１０】
図１４において、まず、当該無線端末３０Ａが存在しているサービスエリアの無線基地局１と同期したタイマを用いてあらかじめ定めた時限まで計時するように設定する（ステップＳ２１）。該タイマがあらかじめ定めた時限に達するまで（ステップＳ２３のｎｏ）、無線基地局１と同期したタイミングで減少処理が行われ（ステップＳ２２）、タイマが満了になった時に（ステップＳ２３のｙｅｓ）、電波検出処理が開始される。ここで、前記タイマは、全無線基地局間で同期が取られているものであり、無線端末３０Ａ側に備えられている電波検出器３０ｅ中の図５に示すバンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数は、２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ帯の中で任意に設定可能であり、バンド幅は、１０ＭＨｚであるものとする。
【０１１１】
電波検出器３０ｅにおける電波検出処理が開始されると、電波検出器３０ｅでは、利用対象候補の周波数帯域２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚを１０ＭＨｚの幅を持つ複数のバンド（本実施例では１０個のバンド）に区切り、バンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数が、各バンドの中心周波数の２．４０５ＧＨｚから２．４９５ＧＨｚに至るまでの間、すなわち、全周波数帯域の信号強度の測定が完了するまでの間（ステップＳ２５のｎｏ）、１０ＭＨｚずつ、順次、中心周波数を変えて（ステップＳ２６）、アンテナ３０ａで受信した無線信号について各バンドの電力を信号強度として電波検出器３０ｅ中の図５に示すパワー測定器１０ｃ４で測定する（ステップＳ２４）。
【０１１２】
さらに、無線端末３０Ａの比較器３０ｆにおいて空き周波数判定用としてあらかじめ定めた判定閾値と比較し、判定閾値を下回るバンドは、信号強度の端末判定結果として、空き周波数帯と判定する。ここで、空き周波数を判定するための判定閾値は、前述のように、−１２０ｄＢｍとする。全周波数帯域に亘って、空き周波数帯の判定が完了すると（ステップＳ２５のｙｅｓ）、全周波数帯域の信号強度の端末判定結果（端末における比較結果）は、基地局−端末間インターフェース部３０ｄにおいて、判定結果通知パケットに編集され、無線基地局１に対して伝達される（ステップＳ２７）。サービスエリア内に存在する１ないし複数の各無線端末からあらかじめ定めた周期で定期的に送られてくる判定結果通知パケットを基地局−端末間インターフェース部１０ｆにより受信した無線基地局１は、判定結果通知パケットに含まれている無線端末における信号強度の端末判定結果を、通信用周波数帯決定器１０ｅＡに伝達する。
【０１１３】
ここで、自無線基地局１０Ａ（本実施例では無線基地局１）のサービスエリアに存在している無線端末が端末１〜端末８の８台であった場合において、各無線端末の電波検出器３０ｅにおける信号強度の端末測定結果が図１５に示す通りであったとすると、各無線端末の比較器３０ｆにおける判定閾値例えば−１２０ｄＢｍとの比較結果（判定結果）は図１６に示す通りとなる。ここに、図１５は、本実施例において、無線端末から通信開始要求を受け取った無線基地局１のサービスエリアに存在する各無線端末におけるバンド番号ごとの電力すなわち信号強度の端末測定結果を示すテーブルであり、図１６は、無線端末から通信開始要求を受け取った無線基地局のサービスエリアに存在する各無線端末におけるバンド番号ごとの電力すなわち信号強度の端末判定結果を示すテーブルである。
【０１１４】
次に、図１２の無線基地局１０Ａの構成からなる無線基地局１の本実施例において、無線端末の通信開始処理を行う動作の一例について説明する。本実施例において無線端末３０Ａの通信開始処理を行う無線基地局１の動作は、第１の実施例として示した図１０のフローチャートとほぼ同様であるが、無線基地局１０Ａ自体に図４のような電波検出器１０ｃや比較器１０ｅ１を備えていなく、無線端末から信号強度の端末判定結果が伝達されてきている点が異なっている。
【０１１５】
最初に、図１１の無線端末３０Ａの構成からなり、通信開始を要求する無線端末は、図１１の基地局−端末間インターフェース部３０ｄを介して、通信開始要求パケットを、図１２の無線基地局１０Ａの構成からなる無線基地局１に対して送信する（ステップＳ１１）。無線基地局１は、図１２の無線基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０Ａからの通信開始要求パケットを受信すると（ステップＳ１２）、通信用周波数帯決定器１０ｅＡにおいて、当該無線端末３０Ａが今回の通信に用いる周波数帯の決定処理を以下のような手順により行う（ステップＳ１３）。
【０１１６】
図１２の無線基地局１０Ａの構成の無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＡでは、まず、無線基地局１のサービスエリアに存在している各無線端末から定期的に伝達されてくる端末側の比較結果（空き周波数か否かを示す信号強度の端末判定結果）を受信して、図１３の論理積演算器１０ｅＡ１において各無線端末の比較結果（信号強度の端末判定結果）の論理積を求める。
【０１１７】
ここで、無線基地局１０Ａの構成の無線基地局１に関し、各無線端末から定期的に伝達されてくる信号強度の端末判定結果において、判定閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下であるとして空き周波数帯と判定された場合は、判定結果Ｄ＝１、空き周波数帯と判定されなかった場合は、判定結果Ｄ＝０と表現することにすると、２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚのそれぞれのバンドについて、各無線端末における信号強度の端末判定結果に対して論理積演算を行うと、論理積演算結果が“１”となるバンドは、当該無線基地局１における閾値以下の低い信号強度の判定結果と同等のバンドすなわち空き周波数のバンドとみなすことができる。言い換えると、論理積演算結果が“１”となるバンドは、無線基地局１のサービスエリアに存在するすべての無線端末において、無線信号の信号強度の測定結果が判定閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下の低い信号強度のバンドであることを意味しており、自無線基地局１の周辺においては、他無線通信システムの電波が存在していないものと判定することができる。
【０１１８】
すなわち、一般に、自無線基地局１のサービスエリアに合計ｎ個の無線端末が存在している場合を対象として、無線端末１におけるバンドｍの判定結果をＤ（１，ｍ）、無線端末２におけるバンドｍの判定結果をＤ（２，ｍ）、無線端末３におけるバンドｍの判定結果をＤ（３，ｍ）、…、無線端末ｎにおけるバンドｍの判定結果をＤ（ｎ，ｍ）とすると、論理積演算器１０ｅＡ１における前記判定結果出力手段の機能により求める、自無線基地局１のサービスエリアに存在する各無線端末のバンドｍに関する論理積Ｌ１（ｍ）は、
Ｌ１（ｍ）＝Ｄ（１，ｍ）・Ｄ（２，ｍ）・Ｄ（３，ｍ）・…・Ｄ（ｎ，ｍ）…（２）
として与えられる。
【０１１９】
ここで、各無線端末ｉ（ｉ＝１〜ｎ）におけるバンドｍの信号強度の端末判定結果として、前述のように、空き周波数のバンドと判定された場合は、判定結果Ｄ（ｉ，ｍ）＝１、空き周波数のバンドと判定されなかった場合は、判定結果Ｄ（ｉ，ｍ）＝０とすると、論理積Ｌ１（ｍ）が“１”になったバンドｍは、無線基地局１周辺において、他の無線通信システムの電波は存在しないので、干渉は発生せず、空き周波数帯とみなすことができる。
【０１２０】
さらに、論理積演算器１０ｅＡ１における前記演算手段の機能を用いて、自無線基地局１の近傍に位置する他の無線基地局（本実施例では無線基地局１からの距離５ｋｍ以内の無線基地局２，３，４）から伝達されてくる信号強度の判定結果（他無線基地局のサービスエリアに存在する各無線端末の信号強度の端末判定結果の論理積をした結果、すなわち、他無線基地局における空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果）を考慮することも可能である。
【０１２１】
すなわち、式（２）により算出されたバンドｍに関する端末判定結果の論理積Ｌ１（ｍ）を、他の無線基地局に伝達するとともに、同時に、近傍の他の無線基地局から伝達されてくるバンドｍに関する端末判定結果の論理積Ｌｊ（ｍ）（ｊ=２，３，４）を、式（２）にさらに組み込んだ式（３）を用いて、空き周波数帯の決定を行うようにしても良い。
【０１２２】
つまり、自無線基地局１を中心とした半径５ｋｍの円内に存在する近傍の無線基地局２，３，４から伝達されてくる論理積Ｌｊ（ｍ）をそれぞれ論理積Ｌ２（ｍ），論理積Ｌ３（ｍ），論理積Ｌ４（ｍ）とすると、式（２）の論理積Ｌ１（ｍ）に対してさらに近傍の他無線基地局２，３，４から伝達されてくる論理積Ｌ２（ｍ），論理積Ｌ３（ｍ），論理積Ｌ４（ｍ）を論理積した結果の論理積Ｌ１′（ｍ）を次の式（３）によって求める。
【０１２３】
Ｌ１′（ｍ）＝Ｌ１（ｍ）・Ｌ２（ｍ）・Ｌ３（ｍ）・Ｌ４（ｍ）
＝{Ｄ（１，ｍ）・Ｄ（２，ｍ）・Ｄ（３，ｍ）・…
・Ｄ（ｎ，ｍ）}・Ｌ２（ｍ）・Ｌ３（ｍ）・Ｌ４（ｍ）  …  （３）  論理積Ｌ１′（ｍ）が“１”になったバンドｍは、自無線基地局１のみならず、近傍のすべての無線基地局（無線基地局２，３，４）においても、信号強度が閾値以下の低いレベルの信号強度のバンドであることを意味しており、無線基地局１周辺においては、他の無線通信システムの電波が存在していないことをより確実に判定することができる。而して、かかるバンドは、干渉が一切発生せず、空き周波数帯とみなすことができる。
【０１２４】
ここで、無線基地局１のサービスエリアに存在する各無線端末から伝達されてくる判定結果が前述した図１６の通りであり、また、無線基地局１から距離５ｋｍ以内に存在する近傍のすべての他の無線基地局２，３，４からそれぞれ伝達されてくる論理積Ｌ２（ｍ），Ｌ３（ｍ），Ｌ４（ｍ）が図１７に示すような判定結果であったとすると、各バンドの論理積Ｌ１′（ｍ）（ｍ＝１〜１０）は、以下のように算出される。なお、図１７は、無線端末３０Ａから通信開始要求を受け取った無線基地局１に隣接する他の無線基地局２，３，４におけるバンド番号ごとの電力の判定結果を示すテーブルである。
【０１２５】
Ｌ１′（１）  ＝０・０・０・１・０・０・０・０・０・０・１＝０
Ｌ１′（２）  ＝０・０・０・０・０・０・０・０・０・０・０＝０
Ｌ１′（３）  ＝０・１・０・０・０・１・０・０・０・０・０＝０
Ｌ１′（４）  ＝０・１・０・０・１・１・１・０・０・１・０＝０
Ｌ１′（５）  ＝１・０・０・１・０・１・１・１・１・１・１＝０
Ｌ１′（６）  ＝１・１・１・１・１・１・１・１・１・０・１＝０
Ｌ１′（７）  ＝１・１・１・１・１・１・１・１・１・１・１＝１
Ｌ１′（８）  ＝０・１・１・１・１・１・０・０・１・１・０＝０
Ｌ１′（９）  ＝１・１・１・１・０・１・１・１・０・１・０＝０
Ｌ１′（１０）＝１・０・１・１・０・０・１・０・１・０・０＝０
以上のような論理積の演算結果から、無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＡの周波数決定器１０ｅＡ２においては、バンド番号７が空いている周波数帯とみなす。したがって、図１２の無線基地局１０Ａの構成からなる無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＡの周波数決定器１０ｅＡ２は、バンド番号７の中心周波数２．４６５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、通信開始要求パケットを送信してきた無線端末３０Ａとの通信に用いることに決定し、図１２に示す無線信号処理部１０ｈの周波数・バンド幅を設定する。さらに、図１０のフローチャートに示すように、同時に、基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０Ａの通信に用いることに決定した周波数・バンド幅の情報が格納された周波数指示パケットを、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０Ａへ送信する（ステップＳ１４）。当該無線端末３０Ａは、この周波数指示パケットを受信し（ステップＳ１５）、図１１に示す無線信号処理部３０ｂの周波数・バンド幅を設定し、通信を開始する。
【０１２６】
すなわち、各無線端末３０Ａにおいて電波検出器３０ｅにより測定された無線信号の信号強度の端末測定結果を、比較器３０ｆによって判定閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較して得られる信号強度の端末判定結果を、あるいは、無線基地局の論理積演算器１０ｅＡ１の前記判定結果出力手段により各無線端末の信号強度の端末判定結果を無線基地局ごとに当該無線基地局における信号強度の判定結果として判定した結果を、基地局間インターフェース部１０ｄにより、近傍の他の無線通信局装置に伝達する一方、他の無線通信局装置から伝達されてきた信号強度の端末測定結果、あるいは、他無線基地局における信号強度の判定結果を、基地局間インターフェース部１０ｄにより受信して、通信用周波数帯決定器１０ｅの周波数決定器１０ｅＡ２によって、自無線基地局１０Ａの基地局−端末間インターフェース部１０ｆにより受信した信号強度の端末判定結果あるいは自無線基地局における信号強度の判定結果と基地局間インターフェース部１０ｄにより受信した他の無線通信局装置から伝達されてきた信号強度の端末判定結果あるいは他無線基地局における信号強度の判定結果とに基づいて、自無線基地局１０Ａの周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、無線端末との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する。
【０１２７】
以上のような動作を行うことにより、無線端末３０Ａ側に信号強度の端末判定結果として空き周波数を検出する電波検出器３０ｅと比較器３０ｆとを備える形態であっても、第１の実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
すなわち、無線基地局１は、今回の通信に用いる無線信号の周波数帯として、当該無線基地局１に存在する１ないし複数の無線端末における各バンドの信号強度の端末判定結果や該端末判定結果から得られる当該無線基地局１における信号強度の判定結果のみならず、例えば距離５ｋｍ以内の近傍に位置する他の無線基地局２，３，４に存在する１ないし複数の無線端末における各バンドの信号強度の端末判定結果や該端末判定結果から得られる他の無線基地局２，３，４における信号強度の判定結果をも用いて、自・他すべての無線基地局いずれにおいても、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度にあるバンドを、今回の通信用の周波数帯として使用することに決定する仕組みを採用しているので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、電波検出器３０ｅのバンドパスフィルタ３０ｅ３など、空き周波数を検出する一部の無線端末の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、無線基地局１周辺における空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度を高めることができる。
【０１２９】
なお、本実施例においては、無線基地局１が、近傍の他の無線基地局２，３，４との間で交換する信号強度に関する情報として、各無線端末における信号強度の端末判定結果から算出された、各バンドごとの各無線基地局における信号強度の判定結果を交換し合う例を中心にして説明したが、本発明は、かかる場合のみに限るものではなく、例えば、前述のように、各無線端末において測定した信号強度の端末測定結果を判定閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較した結果である信号強度の端末判定結果そのものを、各無線基地局における信号強度の判定結果の代わりに交換し合うようにしても良い。あるいは、各無線端末において測定した信号強度の端末測定結果そのものを、各無線端末から受信するようにして、受信した各無線端末における信号強度の端末測定結果そのものを、各無線基地局における信号強度の判定結果の代わりに交換し合うようにしても良い。かかる場合には、自無線基地局における信号強度の端末測定結果および交換し合った他無線基地局における信号強度の端末測定結果を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較するための判定手段である比較器を、無線基地局側にも設置するようにすれば良い。
【０１３０】
（第３の実施例）
次に、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第３の実施例について説明する。本実施例においては、第１の実施例とは異なり、無線基地局側における通信用周波数決定処理において、各無線基地局間との間の距離に応じた重み補正値を用いて、各無線基地局の信号強度の測定結果に重み付け補正を行う場合について示すものである。
【０１３１】
本実施例においては、無線通信システムのシステム構成および無線基地局間の距離は、それぞれ、図１、図２の場合と同様である。また、本実施例における無線端末の構成は、第１の実施例の図３の場合と同様である。無線基地局の構成は、図１８に示すように、無線基地局に搭載する通信用周波数帯決定器の構成が異なっている以外は、第１の実施例の図４の無線基地局１０の場合と同様である。図１８は、本発明の第３の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１の無線基地局１，２，３，４，５のいずれの無線基地局も、図１８と同様の構成からなっている。図１８の無線基地局１０Ｂは、前述のように、第１の実施例として図４に示す無線基地局１０の通信用周波数帯決定器１０ｅの代わりに、通信用周波数帯決定器１０ｅＢを搭載している構成例を示すものである。
【０１３２】
本実施例における通信用周波数帯決定器１０ｅＢの構成の一例を図１９に示す。図１９は、図１８に示す無線基地局１０Ｂの通信用周波数帯決定器１０ｅＢの構成の一例を示すブロック構成図である。図１９に示すように、通信用周波数帯決定器１０ｅＢは、図６に示す通信用周波数帯決定器１０ｅの場合とは異なり、重み補正器１０ｅＢ１、加算器１０ｅＢ２、比較器１０ｅＢ３、周波数決定器１０ｅＢ４を少なくとも有して構成される。
【０１３３】
重み補正器１０ｅＢ１と加算器１０ｅＢ２とは、自無線基地局における信号強度の測定結果および他無線基地局から伝達された他無線基地局における前記信号強度の測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、あらかじめ設定された重み補正値によって重み補正を施す重み補正手段を提供するものであり、重み補正器１０ｅＢ１は、電波検出器１０ｃから伝達された無線信号の電力（信号強度）の測定結果および他の無線基地局から伝達されてきた無線信号の電力（信号強度）の測定結果を、重み補正値として自無線基地局との間の距離に応じて重み付けした重み係数によってバンドごとに補正を施し、加算器１０ｅＢ２に出力するものである。すなわち、ここで適用する重み補正値とは、無線基地局間の距離に応じて決定されるものである。
【０１３４】
また、加算器１０ｅＢ２は、電波検出器１０ｃや他の無線基地局の各測定結果を重み補正器１０ｅＢ１によって重み付けされた自・他無線基地局の信号強度の測定結果をバンドごとに加算して、補正信号強度ＳＰ（ｍ）（補正測定結果）として出力するものである。
【０１３５】
また、比較器１０ｅＢ３は、重み補正手段を構成する重み補正器１０ｅＢ１と加算器１０ｅＢ２とにより重み補正された、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段を提供するものであり、自・他無線通信局装置の重み付けされた信号強度の測定結果を加算して得られた補正信号強度ＳＰ（ｍ）を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値とバンドごとに比較した比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）を出力するものである。比較器１０ｅＢ３における比較結果からあらかじめ定めた閾値以下の低い信号レベルを示す周波数とバンド幅とを空き周波数帯として抽出することができる。
【０１３６】
また、周波数決定器１０ｅＢ４は、比較器１０ｅＢ３から出力される比較結果（すなわち空き周波数帯の判定結果）を基に、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０が今回の通信に利用する周波数およびバンド幅を決定し、基地局−端末間インターフェース部１０ｆからの周波数問い合わせに対する周波数回答信号として、基地局−端末間インターフェース部１０ｆに伝達し、さらに、今回の通信に用いる周波数およびバンド幅を示す周波数指示信号として無線信号処理部１０ｈに伝達する。
【０１３７】
以下に、図３、図１８のごとき構成からなる無線端末３０、無線基地局１０Ｂを用いる本実施例に関し、図１に示す無線基地局１において通信に使用する無線信号の周波数、バンド幅の決定処理について、本発明の無線通信方法の一例を示す図７および図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、無線端末の構成は、前述したように、図３に示すような無線端末３０の構成からなり、無線基地局１の構成は、前述したように、図１８に示すような無線基地局１０Ｂの構成からなっているものとする。
【０１３８】
本実施例では、無線基地局１０Ｂの構成からなる図１の無線基地局１において、第１の実施例の場合と同様に、無線信号の空き周波数を検出するために無線信号の信号強度を測定する電波検出処理および通信に使用する周波数帯の決定から通信の開始に至るまでの一連の処理を行う通信開始処理の２つの処理が行われる。電波検出処理は、あらかじめ定めた周期で定期的に実行されており、通信開始処理は、無線端末からの通信開始要求パケットによる通信開始要求がトリガになって実行される。
【０１３９】
まず、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の本実施例における電波検出処理の一例を、図７を用いて説明する。無線信号の空き周波数を検出するための無線基地局１の本実施例における電波検出処理は、第１の実施例における図７のフローチャートとほぼ同様である。
【０１４０】
図７において、まず、全無線基地局間で同期したタイマを用いてあらかじめ定めた時限まで計時するように設定し（ステップＳ１）、該タイマがあらかじめ定めた時限に達するまで（ステップＳ３のｎｏ）、減少処理が行われ（ステップＳ２）、タイマが満了になった時に（ステップＳ３のｙｅｓ）、電波検出処理が開始される。
【０１４１】
図１８の無線基地局１０Ｂに設けられた図５に示す電波検出器１０ｃにおいて電波検出処理が開始されると、電波検出器１０ｃでは、利用対象候補の周波数帯域２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚを１０ＭＨｚの幅を持つ複数のバンド（本実施例では１０個のバンド）に区切り、バンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数が、各バンドの中心周波数の２．４０５ＧＨｚから２．４９５ＧＨｚに至るまでの間、すなわち、全周波数帯域の信号強度の測定が完了するまでの間（ステップＳ５のｎｏ）、１０ＭＨｚずつ、順次、中心周波数を変えて（ステップＳ６）、電波検出用アンテナ１０ｂで受信した無線信号について各バンドの電力を信号強度としてパワー測定器１０ｃ４で測定する（ステップＳ４）。
【０１４２】
全周波数帯域の信号強度の測定が完了すると（ステップＳ５のｙｅｓ）、その後、図１に示す信号線２１，…，２７を介して、他の無線基地局との間で、信号強度の測定結果を交換する（ステップＳ７）。なお、無線基地局間の距離に応じて信号強度の測定結果を重み補正する本実施例においては、信号強度の測定結果を交換する無線基地局は、第１の実施例とは異なり、自無線基地局を中心にした半径５ｋｍの円内に存在する無線基地局に限らず、近傍に存在するすべての無線基地局（本実施例においては無線基地局１，２，３，４，５）を対象とし、さらに、他の無線基地局との間で交換する情報は、第１の実施例の場合とは異なり、信号強度の測定結果に限られ、測定結果と閾値例えば−１２０ｄＢｍとを比較した判定結果を交換する動作はしない。
【０１４３】
ここで、無線基地局１において、当該無線基地局１自体の信号強度の測定結果、および、無線基地局１の近傍に存在する無線基地局２，３，４，５それぞれから伝達される信号強度の測定結果は、図２０に示す通りであったものとする。図２０は、本実施例において、図１に示す各無線基地局（本実施例の場合は無線基地局１，２，３，４，５）におけるバンド番号ごとの電力すなわち信号強度の測定結果を示すテーブルである。
【０１４４】
図２０のような信号強度の測定結果は、通信用周波数帯決定器１０ｅＢに入力される。通信用周波数帯決定器１０ｅＢにおいては、自無線基地局１と他無線基地局２，３，４，５との複数の無線基地局における信号強度の測定結果に基づいて、無線基地局１の周辺で現在使用していない空き周波数帯を抽出するとともに、通信開始要求パケットの送信元の無線端末が今回の通信に使用する空き周波数帯を決定する。
【０１４５】
次に、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の本実施例において、無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を説明する。本実施例において無線端末３０の通信開始処理を行う無線基地局１のフローチャートは図１０の場合とほぼ同様である。
【０１４６】
最初に、図３の無線端末３０の構成からなり、通信開始を要求する無線端末は、図３の基地局−端末間インターフェース部３０ｄを介して、通信開始要求パケットを、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１に対して送信する（ステップＳ１１）。無線基地局１は、図１８の無線基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０からの通信開始要求パケットを受信すると（ステップＳ１２）、通信用周波数帯決定器１０ｅＢにおいて、当該無線端末３０が今回の通信に用いる周波数帯の決定処理を以下のような手順により行う（ステップＳ１３）。
【０１４７】
図１８の無線基地局１０Ｂの構成の無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢでは、まず、図１９に示す重み補正器１０ｅＢ１において、図２０に示した各無線基地局の信号強度の測定結果に対して、重み補正値として重み係数を乗算する。ここで、重み補正値として乗算する重み係数は、無線基地局間の距離に応じて決定されるものであり、例えば、自無線基地局の測定結果の重みｗｏ、信号強度の測定結果を送信してきた他無線基地局のうち、自無線基地局からの距離が５ｋｍ以内の他無線基地局の総数ｘと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｘ、自無線基地局からの距離が５ｋｍを超す他無線基地局の総数ｙと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｙ、と設定した場合、次の通り、無線基地局間の距離に応じて決定される。
【０１４８】
すなわち、自無線基地局の測定結果の重み係数ｗ１は、
ｗ１＝ｗｏ／ｚ
で与えられる。
【０１４９】
また、自無線基地局を中心にした半径５ｋｍの円内の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ２は、
ｗ２＝ｗｘ／ｚ
で与えられ、自無線基地局を中心にした半径５ｋｍの円外の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ３は、
ｗ３＝ｗｙ／ｚ
で与えられる。
【０１５０】
なお、ここで、変数ｚは、
ｚ＝ｗｏ＋ｘ・ｗｘ＋ｙ・ｗｙ
で与えられるものであり、重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３の正規化を行うための正規化変数である。
【０１５１】
例えば、自無線基地局、他無線基地局の測定結果の重みとして、
ｗｏ＝１、ｗｘ＝０．５、ｗｙ＝０．２５
とした場合で、かつ、図２０に示すように、無線基地局１へ信号強度の測定結果を伝達してきた他無線基地局の総数が無線基地局２，３，４，５の４個であり、図２に示すように、４個の他無線基地局のうち、無線基地局１からの距離が５ｋｍ以内に存在する無線基地局が、無線基地局２，３，４の３個、距離が５ｋｍを超す無線基地局が、無線基地局５の１個であったとすると、正規化変数ｚは
ｚ＝１＋３×０．５＋１×０．２５＝２．７５
であるので、無線基地局の測定結果の重み係数ｗ１は、
ｗ１＝１／２．７５
である。
【０１５２】
また、距離５ｋｍ以内の無線基地局２，３，４の測定結果の重み係数ｗ２は、
ｗ２＝０．５／２．７５
であり、距離５ｋｍを超す無線基地局５の測定結果の重み係数ｗ３は、
ｗ３＝０．２５／２．７５
である。
【０１５３】
したがって、前記したような数値例の場合の本実施例における重み補正器１０ｅＢ１においては、図２０に示した各無線基地局の信号強度の測定結果に対して、それぞれ、重み係数ｗ１＝１／２．７５、ｗ２＝０．５／２．７５、ｗ３＝０．２５／２．７５を乗算することにする。
【０１５４】
しかる後、通信用周波数帯決定器１０ｅＢの加算器１０ｅＢ２において、バンドｍごとに、重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３を用いて重み付けされた各無線基地局の信号強度の測定結果を加算して、重み補正を施した補正信号強度ＳＰ（ｍ）を算出する。つまり、無線基地局ｉ（図２０においてはｉ＝１〜５）におけるバンド番号ｍの電力測定値（測定結果）をＰｉ（ｍ）とすると、無線基地局１でのバンドｍにおける各無線基地局の信号強度の測定結果Ｐｉ（ｍ）を重み補正して合成した後の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）は、各無線基地局間の距離に応じた重み補正値すなわち重み係数を乗算した結果として以下のように与えられる。
【０１５５】
ＳＰ１（ｍ）＝（１／２．７５）・Ｐ１（ｍ）＋（０．５／２．７５）・Ｐ２（ｍ）
＋（０．５／２．７５）・Ｐ３（ｍ）＋（０．５／２．７５）・Ｐ４（ｍ）
＋（０．２５／２．７５）・Ｐ５（ｍ）              …（４）
ここで、各無線基地局１，２，３，４，５におけるバンドごとの信号強度の測定結果が図２０の通りであったとすると、式（４）を用いて、図２０に示す無線基地局１におけるバンドｍごとの補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の算出結果は、以下のように与えられる。
【０１５６】
ＳＰ１（１） ＝（１／２．７５）・（−８６）
＋（０．５／２．７５）・（−９５）
＋（０．５／２．７５）・（−１００）
＋（０．５／２．７５）・（−９７）
＋（０．２５／２．７５）・（−１０８）
＝  −９４．２ｄＢｍ
ＳＰ１（２）  ＝  −９９．３ｄＢｍ
ＳＰ１（３）  ＝−１１６．０ｄＢｍ
ＳＰ１（４）  ＝−１２３．３ｄＢｍ
ＳＰ１（５）  ＝−１３１．５ｄＢｍ
ＳＰ１（６）  ＝−１２１．９ｄＢｍ
ＳＰ１（７）  ＝−１０２．３ｄＢｍ
ＳＰ１（８）  ＝  −９５．５ｄＢｍ
ＳＰ１（９）  ＝−１０６．５ｄＢｍ
ＳＰ１（１０）＝−１１１．５ｄＢｍ
次に、通信用周波数帯決定器１０ｅＢの比較器１０ｅＢ３において、加算器１０ｅＢ２から出力された重み補正後の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較し、該閾値を下回るバンドは空きと判定する。したがって、図２０の信号強度の測定結果に基づいて、前述のような各バンド（各周波数帯）の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）が得られている場合、周波数決定器１０ｅＢ４においては、比較器１０ｅＢ３からの比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）から、空き周波数帯と判定するバンドは、補正信号強度ＳＰ１（４），ＳＰ１（５），ＳＰ１（６）に相当するバンド番号４，５，６であり、バンド番号４，５，６が空いている周波数帯であるものとみなす。さらに、これらの３つのバンドの中で補正信号強度ＳＰ１（ｍ）が最も低いバンド（すなわち前述の場合はバンド番号５）が最も干渉量が少ないバンドであるものと判断して、当該バンドの周波数帯を通信に用いることに決定する。
【０１５７】
以上のような演算結果から、無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢの周波数決定器１０ｅＢ４においては、バンド番号５が空いている周波数帯とみなす。したがって、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢの周波数決定器１０ｅＢ４は、バンド番号５の中心周波数２．４４５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、通信開始要求パケットを送信してきた無線端末３０との通信に用いることに決定し、図１８に示す無線信号処理部１０ｈの周波数・バンド幅を設定する。さらに、図１０のフローチャートに示すように、同時に、基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０の通信に用いることに決定した周波数・バンド幅の情報が格納された周波数指示パケットを、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０へ送信する（ステップＳ１４）。当該無線端末３０は、この周波数指示パケットを受信し（ステップＳ１５）、図３に示す無線信号処理部３０ｂの周波数・バンド幅を設定し、通信を開始する。
【０１５８】
以上のように、通信用周波数帯決定器１０ｅＢとして、自無線基地局１の信号強度の測定結果および他無線通信局装置２，３，４，５から伝達されたそれぞれの信号強度の測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、無線基地局間の距離に応じてあらかじめ設定された重み補正値（本実施例の場合は重み係数）によって重み補正を施す重み補正器１０ｅＢ１と加算器１０ｅＢ２とからなる重み補正手段を用いて重み補正された、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果すなわち補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する比較器１０ｅＢ３と、を少なくとも備えることによって、自無線基地局１からの距離に応じて信号強度の測定結果の重み補正を施すことを可能とし、もって、自無線通信局装置周辺におけるより正確な空き周波数の判定結果を得ることができる。
【０１５９】
さらに説明すれば、無線基地局１は、今回の通信に用いる無線信号の周波数帯として、当該無線基地局１における信号強度の判定結果のみならず、距離に応じた重み補正を施すことにより、自無線基地局１から半径５ｋｍ以内に存在していない無線基地局も含めて、近傍に位置するすべての他の無線基地局２，３，４，５における信号強度の判定結果をも用いて、自・他すべての無線基地局いずれにおいても、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度にあるバンドを、今回の通信用の周波数帯として使用することに決定する仕組みを採用しているので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、電波検出器１０ｃのバンドパスフィルタ１０ｃ３など、空き周波数を検出する一部の無線基地局の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、無線基地局１周辺における空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度をより高めることができる。
【０１６０】
なお、前述した実施例においては、自無線通信局装置における信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における信号強度の測定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、無線基地局間の距離に応じてあらかじめ設定された重み係数を適用した重み補正値によって重み補正する例について説明したが、本発明は、かかる場合に限るものではない。例えば、自無線基地局のサービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末において測定された信号強度の端末測定結果および他無線基地局の前記信号強度の端末測定結果に対して重み補正を施すようにしても良いし、あるいは、自無線基地局のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を加算平均した加算平均値および他無線基地局から伝達されてきた前記加算平均値に対して重み補正を施すようにしても良い。
【０１６１】
（第４の実施例）
次に、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第４の実施例について説明する。本実施例においては、無線基地局側における通信用周波数決定処理において、他の無線基地局との間の距離に応じた重み補正値を用いて各無線基地局の信号強度の測定結果に重み補正を施す実施例として、第３の実施例とは異なる例を説明するものである。すなわち、本実施例においては、無線基地局間の距離に応じた重み補正値として、第３の実施例のような重み係数を乗算する代わりに、距離に比例して発生する損失量として決定される伝搬損失量によって重み付けを行う場合について示すものである。なお、以下の説明においては、他の無線基地局との間の距離と同等以上に離れた位置において他の無線通信システムの電波が送受信されているものと仮定して、他の無線基地局との間の距離に応じて決定される伝搬損失量を、信号強度の測定結果に単純に加算する場合を例にとって説明するが、他の無線通信システムの電波を検出した方向をも加味して、伝搬損失量をベクトル加算するようにしても良い。
【０１６２】
本実施例においては、無線通信システムのシステム構成および無線基地局間の距離は、それぞれ、図１、図２の場合と同様である。また、本実施例における無線端末の構成は、第１の実施例の図３の場合と同様であるが、無線基地局の構成は、図２１に示すように、無線基地局に搭載する通信用周波数帯決定器の構成が異なっている以外は、第１の実施例の図４の無線基地局１０の場合と同様である。図２１は、本発明の第４の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１の無線基地局１，２，３，４，５のいずれの無線基地局も、図２１と同様の構成からなっている。図２１の無線基地局１０Ｃは、前述のように、第１の実施例として図４に示す無線基地局１０の通信用周波数帯決定器１０ｅの代わりに、通信用周波数帯決定器１０ｅＣを搭載している構成例を示すものである。
【０１６３】
本実施例における通信用周波数帯決定器１０ｅＣの構成の一例を図２２に示す。図２２は、図２１に示す無線基地局１０Ｃの通信用周波数帯決定器１０ｅＣの構成の一例を示すブロック構成図である。図２２に示すように、通信用周波数帯決定器１０ｅＣは、図６に示す通信用周波数帯決定器１０ｅとは異なり、重み補正器１０ｅＣ１、比較器１０ｅＣ２、論理積演算器１０ｅＣ３、周波数決定器１０ｅＣ４、を少なくとも有して構成されており、第３の実施例の場合と同様、通信用周波数帯決定器１０ｅＣには、他の無線基地局からの信号強度を入力するものであり、測定結果と閾値との比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）を入力するものではない。
【０１６４】
ここで、本実施例における通信用周波数帯決定器１０ｅＣの重み補正器１０ｅＣ１は、自無線基地局における信号強度の測定結果および他無線基地局から伝達された他無線基地局における前記信号強度の測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、あらかじめ設定された重み補正値によって重み補正を施す重み補正手段を提供するものであり、他の無線基地局から伝達されてきた無線信号の電力すなわち信号強度の測定結果を自無線基地局との間の距離に応じて生じる伝搬損失量によって重み付けした形でバンドごとに補正した補正信号強度として出力するものである。
【０１６５】
また、比較器１０ｅＣ２は、重み補正手段を構成する重み補正器１０ｅＣ１より重み補正された、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段を提供するものであり、重み補正器１０ｅＣ１により補正した補正信号強度と、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較した比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）をバンドごとに出力するものである。比較器１０ｅＣ２における比較結果からあらかじめ定めた閾値以下の低い信号レベルを示す周波数とバンド幅とを空き周波数帯として抽出することができる。
【０１６６】
なお、図２２の通信用周波数帯決定器１０ｅＣにおける論理積演算器１０ｅＣ３、周波数決定器１０ｅＣ４は、第１の実施例の図６の通信用周波数帯決定器１０ｅにおける論理積演算器１０ｅ２、周波数決定器１０ｅ３とそれぞれまったく同様のものである。
【０１６７】
また、第３の実施例における図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢの重み補正器１０ｅＢ１の場合は、自無線基地局の測定結果と他の無線基地局から伝達されてきた測定結果とに対して、距離に応じた重み係数を乗算するものであったが、本実施例における通信用周波数帯決定器１０ｅＣの重み補正器１０ｅＣ１は、前述のように、自無線基地局の無線信号の電力の測定結果と他の無線基地局から伝達されてきた無線信号の電力の測定結果とに対して、自無線基地局との距離に応じて生じる伝搬損失量をさらに加算する形で補正するものである。
【０１６８】
以下に、図３、図２１のごとき構成からなる無線端末３０、無線基地局１０Ｃを用いる本実施例に関し、図１に示す無線基地局１において通信に使用する無線信号の周波数、バンド幅の決定処理について、本発明の無線通信方法の一例を示す図７および図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、無線端末の構成は、前述したように、図３に示すような無線端末３０の構成からなり、無線基地局１の構成は、前述したように、図２１に示すような無線基地局１０Ｃの構成からなっているものとする。
【０１６９】
本実施例では、図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなる図１の無線基地局１において、第１の実施例の場合と同様に、無線信号の空き周波数を検出するために無線信号の信号強度を測定する電波検出処理および通信に使用する周波数帯の決定から通信の開始に至るまでの一連の処理を行う通信開始処理の２つの処理が行われる。電波検出処理は、あらかじめ定めた周期で定期的に実行されており、通信開始処理は、無線端末からの通信開始要求パケットによる通信開始要求がトリガになって実行される。
【０１７０】
まず、図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなる無線基地局１の本実施例における電波検出処理の一例を、図７を用いて説明する。無線信号の空き周波数を検出するための無線基地局１の本実施例における電波検出処理は、第１の実施例における図７のフローチャートとほぼ同様である。
【０１７１】
図７において、まず、全無線基地局間で同期したタイマを用いてあらかじめ定めた時限まで計時するように設定し（ステップＳ１）、該タイマがあらかじめ定めた時限に達するまで（ステップＳ３のｎｏ）、減少処理が行われ（ステップＳ２）、タイマが満了になった時に（ステップＳ３のｙｅｓ）、電波検出処理が開始される。
【０１７２】
図２１の無線基地局１０Ｃに設けられた図５に示す電波検出器１０ｃにおいて電波検出処理が開始されると、電波検出器１０ｃでは、利用対象候補の周波数帯域２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚを１０ＭＨｚの幅を持つ複数のバンド（本実施例では１０個のバンド）に区切り、バンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数が、各バンドの中心周波数の２．４０５ＧＨｚから２．４９５ＧＨｚに至るまでの間、すなわち、全周波数帯域の信号強度の測定が完了するまでの間（ステップＳ５のｎｏ）、１０ＭＨｚずつ、順次、中心周波数を変えて（ステップＳ６）、電波検出用アンテナ１０ｂで受信した無線信号について各バンドの電力を信号強度としてパワー測定器１０ｃ４で測定する（ステップＳ４）。
【０１７３】
全周波数帯域の信号強度の測定が完了すると（ステップＳ５のｙｅｓ）、その後、図１に示す信号線２１，…，２７を介して、他の無線基地局との間で、信号強度の測定結果を交換する（ステップＳ７）。なお、無線基地局間の距離に応じて信号強度の測定結果を重み補正する本実施例においては、信号強度の測定結果を交換する無線基地局は、第１の実施例とは異なり、自無線基地局を中心にした半径５ｋｍの円内に存在する無線基地局に限らず、近傍に存在するすべての無線基地局（本実施例においては無線基地局１，２，３，４，５）を対象とし、さらに、他の無線基地局との間で交換する情報は、第１の実施例の場合とは異なり、信号強度の測定結果であり、測定結果と閾値例えば−１２０ｄＢｍとを比較した判定結果を交換する動作はしない。
【０１７４】
ここで、無線基地局１において、当該無線基地局１自体の信号強度の測定結果、および、無線基地局１の近傍に存在する無線基地局２，３，４，５それぞれから伝達される信号強度の測定結果は、図２３に示す通りであったものとする。図２３は、本実施例において、図１に示す各無線基地局（図２３の場合は無線基地局１，２，３，４，５）におけるバンド番号ごとの電力すなわち信号強度の測定結果を示すテーブルである。
【０１７５】
図２３のような信号強度の測定結果は、通信用周波数帯決定器１０ｅＣに入力される。なお、当該無線基地局１自体の信号強度については、自無線基地局１との間の距離に基づく伝搬損失量の補正処理は不要であるので、測定結果を直接比較器１０ｅＣ２に入力して、閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較するようにしても良いが、図２３の通信用周波数帯決定器１０ｅＣの重み補正器１０ｅＣ１には、自無線基地局１についても、自無線基地局１の電波検出器１０ｃからの測定結果を入力する場合を例示している。
【０１７６】
図２３のような信号強度の測定結果は、通信用周波数帯決定器１０ｅＣに入力される。通信用周波数帯決定器１０ｅＣにおいては、自無線基地局１と他無線基地局２，３，４，５との複数の無線基地局における信号強度の測定結果に基づいて、無線基地局１の周辺で現在使用していない空き周波数帯を抽出するとともに、無線端末が今回の通信に使用する空き周波数帯を決定する。
【０１７７】
次に、図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなる無線基地局１の本実施例において、無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を説明する。本実施例において無線端末３０の通信開始処理を行う無線基地局１のフローチャートは図１０の場合とほぼ同様である。
【０１７８】
最初に、図３の無線端末３０の構成からなり、通信開始を要求する無線端末３０は、図３の基地局−端末間インターフェース部３０ｄを介して、通信開始要求パケットを、図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなる無線基地局１に対して送信する（ステップＳ１１）。無線基地局１は、図２１の無線基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０からの通信開始要求パケットを受信すると（ステップＳ１２）、通信用周波数帯決定器１０ｅＣにおいて、当該無線端末３０が今回の通信に用いる周波数帯の決定処理を以下のような手順により行う（ステップＳ１３）。
【０１７９】
図２１の無線基地局１０Ｃの構成の無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＣでは、まず、図２２に示す重み補正器１０ｅＣ１において、自無線基地局１における信号強度の測定結果と他の無線基地局から伝達されてくる信号強度の測定結果（図２３に示す無線基地局２，３，４，５）とに対して、無線基地局１との間の距離に応じた伝搬損失量をさらに付加する。なお、自無線基地局１の信号強度の測定結果については、重み補正値として付加すべき伝搬損失量は発生しないので、測定結果がそのまま出力される。
【０１８０】
ここで、他無線基地局から伝達される信号強度の測定結果に対する重み補正値として付加する伝搬損失量は、自無線基地局１からの距離のｓ乗則に従うものと仮定し、他無線基地局ｉ（ｉ＝２，３，４，５）と自無線基地局１との間の距離をＲ（ｉ）とすると、当該他無線基地局の信号強度の測定結果にさらに付加すべき伝搬損失量Ｌ（ｉ）は、近似的に、
Ｌ（ｉ）  ＝  −１０×ｓ×ｌｏｇ１０Ｒ（ｉ）［ｄＢ］
として与えられる。かくのごとく求められる伝搬損失量Ｌ（ｉ）を、無線基地局１に伝達されてきた各無線基地局２，３，４，５の信号強度の測定結果それぞれに対して加算することによって、それぞれの距離に応じた重み補正値によって重み補正された補正信号強度を求めることができる。
【０１８１】
ここで、無線基地局１と他の無線基地局２，３，４，５との間の距離は、図２に示す通りであり、また、例えば、距離のｓ乗則を規定するｓがｓ＝３．０であるものと仮定すると、無線基地局２，３，４，５の測定結果に対する重み補正値を与える伝搬損失量Ｌ（ｉ）は、それぞれ、次の通りとなる。
【０１８２】
すなわち、無線基地局２の測定結果に対する補正量を与える伝搬損失量Ｌ（２）は、
Ｌ（２）＝−１０×３．０×ｌｏｇ１０３＝−１４［ｄＢ］
であり、無線基地局３の測定結果に対する補正量を与える伝搬損失量Ｌ（３）は、
Ｌ（３）＝−１０×３．０×ｌｏｇ１０４＝−１８［ｄＢ］
である。
【０１８３】
また、無線基地局４の測定結果に対する補正量を与える伝搬損失量Ｌ（４）は、
Ｌ（４）＝−１０×３．０×ｌｏｇ１０２＝−９［ｄＢ］
であり、無線基地局５の測定結果に対する補正量を与える伝搬損失量Ｌ（５）は、
Ｌ（５）＝−１０×３．０×ｌｏｇ１０６＝−２３［ｄＢ］
である。
【０１８４】
したがって、図２３に示した無線基地局２，３，４，５のそれぞれの測定結果は、それぞれの重み補正値を与える伝搬損失量−１４ｄＢｍ，−１８ｄＢｍ，−９ｄＢｍ，−２３ｄＢｍがさらに加算されて、図２４の補正値欄に示すような補正測定結果すなわち補正信号強度になる。なお、自無線基地局１の重み補正後の測定結果すなわち補正信号強度は、図２３と全く同じ値である。図２４は、本実施例において、図１に示す各無線基地局におけるバンド番号ごとの電力の測定結果を補正した補正測定結果（補正信号強度）と判定結果とを示すテーブルである。
【０１８５】
次に、通信用周波数帯決定器１０ｅＣの比較器１０ｅＣ２において、重み補正器１０ｅＣ１から出力された無線基地局２，３，４，５の測定結果の伝搬損失量による重み補正後の補正信号強度を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較し、該閾値を下回るバンドは空きと判定する。したがって、閾値例えば−１２０ｄＢｍとの比較により、比較器１０ｅＣ２から出力される無線基地局１，２，３，４，５それぞれの信号強度の判定結果は、図２４の閾値との比較欄に示すようになる。ここに、図２４の閾値との比較欄で「空き」と表示しているバンドが、重み補正後の信号強度（補正信号強度）として閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下の低い信号強度となる周波数帯（空き周波数帯）であることを示している。
【０１８６】
しかる後、通信用周波数帯決定器１０ｅＣの論理積演算器１０ｅＣ３において、電波検出器１０ｃから入力されてくる自無線基地局１の判定結果と比較器１０ｅＣ２から出力されるすべての無線基地局１，２，３，４，５それぞれの判定結果（空き周波数か否かを示す判定結果）について、第１の実施例における論理積演算器１０ｅ２と同様に、バンドｍごとの論理積Ｌ１（ｍ）を求める。なお、無線基地局ｉ（ｉ＝１〜５）におけるバンドｍの判定結果として、空き周波数のバンドと判定された場合は、判定結果Ｄ（ｉ，ｍ）＝１、空き周波数のバンドと判定されなかった場合は、判定結果Ｄ（ｉ，ｍ）＝０とすると、論理積Ｌ１（ｍ）が“１”になったバンドｍは、無線基地局１周辺において、他の無線通信システムの電波は存在しないので、干渉は発生せず、空き周波数帯とみなすことができる。
【０１８７】
ここで、各無線基地局１，２，３，４，５におけるバンドごとの補正信号強度が図２４に示すような判定結果であったとすると、各バンドｍごとの論理積Ｌ１（ｍ）の算出結果は、以下のように与えられる。
【０１８８】
Ｌ１（１）  ＝Ｄ（１，１）・Ｄ（２，１）・Ｄ（３，１）
・Ｄ（４，１）・Ｄ（５，１）
＝０・１・１・０・１＝０
Ｌ１（２）  ＝０・１・０・０・１＝０
Ｌ１（３）  ＝０・１・０・１・０＝０
Ｌ１（４）  ＝１・０・０・０・１＝０
Ｌ１（５）  ＝１・１・１・１・１＝１
Ｌ１（６）  ＝０・１・１・１・１＝０
Ｌ１（７）  ＝０・０・１・１・１＝０
Ｌ１（８）  ＝０・０・０・０・１＝０
Ｌ１（９）  ＝０・０・１・０・０＝０
Ｌ１（１０）＝０・０・１・０・０＝０
論理積Ｌ１（ｍ）が、“１”になったバンドｍは、自無線基地局１のみならず、近傍の存在するすべての他の無線基地局２，３，４，５について、距離に応じた伝搬損失量を加味した重み補正を施した後の補正信号強度が、あらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下の低いレベルの信号強度であることを意味しており、無線基地局１周辺においては、他の無線通信システムの電波が存在していないことを、より確実に判定することができる。
【０１８９】
以上のような演算結果から、無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＣの周波数決定器１０ｅＣ４においては、バンド番号５が空いている周波数帯とみなす。したがって、図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなる無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＣの周波数決定器１０ｅＣ４は、バンド番号５の中心周波数２．４４５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、通信開始要求パケットを送信してきた無線端末３０との通信に用いることに決定し、図２１に示す無線信号処理部１０ｈの周波数・バンド幅を設定する。さらに、図１０のフローチャートに示すように、同時に、基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０の通信に用いることに決定した周波数・バンド幅の情報が格納された周波数指示パケットを、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０へ送信する（ステップＳ１４）。当該無線端末３０は、この周波数指示パケットを受信し（ステップＳ１５）、図３に示す無線信号処理部３０ｂの周波数・バンド幅を設定し、通信を開始する。
【０１９０】
以上のように、通信用周波数帯決定器１０ｅＣとして、自無線基地局１の信号強度の測定結果および他無線通信局装置２，３，４，５から伝達されたそれぞれの信号強度の測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、無線基地局間の距離に応じてあらかじめ設定された重み補正値（本実施例の場合は伝搬損失量）によって重み補正を施す重み補正器１０ｅＣ１からなる重み補正手段を用いて重み補正された、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果すなわち補正信号強度を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する比較器１０ｅＣ２と、を少なくとも備えることによって、自無線基地局１からの距離に応じて信号強度の測定結果の重み補正を施すことを可能とし、もって、自無線通信局装置周辺におけるより正確な空き周波数の判定結果を得ることができる。
【０１９１】
さらに説明すれば、無線基地局１は、今回の通信に用いる無線信号の周波数帯として、当該無線基地局１における信号強度の判定結果のみならず、距離に応じた重み補正を施すことにより、自無線基地局１から半径５ｋｍ以内に存在していない無線基地局も含めて、近傍に位置するすべての他の無線基地局２，３，４，５における信号強度の判定結果をも用いて、自・他すべての無線基地局いずれにおいても、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度にあるバンドを、今回の通信用の周波数帯として使用することに決定する仕組みを採用しているので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、電波検出器１０ｃのバンドパスフィルタ１０ｃ３など、空き周波数を検出する一部の無線基地局の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、無線基地局１周辺における空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度をより高めることができる。
【０１９２】
なお、前述した実施例においては、自無線通信局装置における信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における信号強度の測定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、無線基地局間の距離に応じてあらかじめ設定された伝搬損失量を適用した重み補正値によって重み補正する例について説明したが、本発明は、かかる場合に限るものではない。例えば、自無線基地局のサービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末において測定された信号強度の端末測定結果および他無線基地局の前記信号強度の端末測定結果に対して重み補正を施すようにしても良いし、あるいは、自無線基地局のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末から伝達されてきた前記信号強度の端末測定結果を加算平均した加算平均値および他無線基地局から伝達されてきた前記加算平均値に対して重み補正を施すようにしても良い。
【０１９３】
また、本実施例においては、他無線基地局２，３，４，５からの信号強度の測定結果に、距離に応じて決定した伝搬損失量を加算する場合を示したが、他の各無線基地局２，３，４，５において、それぞれのバンドの信号強度を測定した際に、その信号強度の電波を受信した方向を示す情報（電波送信源の存在方向を示す情報）も合わせて取得して、他の各無線基地局２，３，４，５それぞれからその信号強度の測定結果を送信する際に、その受信方向に関する情報も付加して送信するようにしても良い。かかる場合においては、信号強度の測定結果に関して伝搬遅延量を用いて補正する際に、受信方向に関する情報を用いてベクトル演算を施して、信号強度の測定結果の重み補正を行うことも可能である。
【０１９４】
（第５の実施例）
次に、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第５の実施例について説明する。本実施例においては、第２の実施例とは異なり、無線端末側で行う電波検出処理として信号強度の測定のみを行い、サービスエリアに存在する１ないし複数の各無線端末から得られた信号強度の測定結果を加算平均した加算平均値と閾値との比較処理を、無線基地局側で行うようにした場合について示すものである。
【０１９５】
本実施例においては、無線通信システムのシステム構成および無線基地局間の距離は、それぞれ、図１、図２の場合と同様である。また、本実施例における無線端末の構成を、図２５に示す。図２５は、本発明の第５の実施例における無線端末のブロック構成の一例を示すブロック構成図であり、第２の実施例として図１１に示す無線端末３０Ａから比較器３０を削除した以外は無線端末３０Ａとまったく同様の構成からなっている例を示すものである。
【０１９６】
図２５の無線端末３０Ｄにおいて、スイッチ１  ３０ｃは、図１１の無線端末３０Ａと同様、電波検出処理時および通信開始処理時にはＡ側に接続されて、無線信号処理部３０ｂは基地局−端末間インターフェース部３０ｄに接続され、通常の通信時にはＢ側に接続されて、無線信号処理部３０ｂは図示していない上位レイヤ処理部へ接続される。一方、スイッチ２  ３０ｇは、図１１の無線端末３０Ａと同様、電波検出処理時にはＣ側に接続されて、アンテナ３０ａは、電波検出器３０ｅに接続され、通信開始処理時および通常の通信時にはＤ側に接続されて、アンテナ３０ａは、無線信号処理部３０ｂに接続される。
【０１９７】
なお、電波検出器３０ｅは、図１１の無線端末３０Ａと同様、利用対象の全周波数帯域について当該無線端末３０Ｄ周辺に存在する無線信号の信号強度を、信号強度の端末測定結果として測定する信号強度測定手段を提供するものであり、基地局−端末間インターフェース部３０ｄは、図１１の無線端末３０Ａと同様、当該無線端末３０Ｄが存在するサービスエリアの無線基地局と情報を送受信する端末側送受信手段を提供するものである。電波検出処理時には、電波検出器３０ｅにより測定された信号強度の端末測定結果は、基地局−端末間インターフェース部３０ｄにより、当該無線端末３０Ｄが存在するサービスエリアの無線基地局１０Ｄに伝達される。
【０１９８】
次に、本実施例における無線基地局の構成の一例を図２６に示す。図２６は、本発明の第５の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１の無線基地局１，２，３，４，５のいずれの無線基地局も、図２６と同様の構成からなっている。図２６に示す無線基地局１０Ｄは、無線基地局に搭載する通信用周波数帯決定器の構成が異なっている以外は、図１２の無線基地局１０Ａの場合と同様である。すなわち、図２６の無線基地局１０Ｄは、前述のように、第２の実施例として図１２に示す無線基地局１０Ａの通信用周波数帯決定器１０ｅＡの代わりに、通信用周波数帯決定器１０ｅＤを搭載している構成例を示すものである。
【０１９９】
図２６の無線基地局１０Ｄにおける基地局−端末間インターフェース部１０ｆは、図１２の無線基地局１０Ａと同様、当該無線基地局１０Ｄのサービスエリアに存在する無線端末３０Ｄと情報を送受信する局装置側送受信手段を提供するものであり、通信用周波数帯決定器１０ｅＤは、図１２の無線基地局１０Ａの通信用周波数帯決定器１０ｅＡの場合と同様、無線端末３０Ｄとの通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する使用周波数決定手段を提供するものであり、基地局間インターフェース部１０ｄは、図１２の無線基地局１０Ａと同様、複数の無線通信局装置間で互いに情報を送受信する通信手段を提供するものである。
【０２００】
また、図２６の無線基地局１０Ｄに設置される通信用周波数帯決定器１０ｅＤの構成の一例を、図２７に示している。図２７は、図２６に示す無線基地局１０Ｄの通信用周波数帯決定器１０ｅＤの構成の一例を示すブロック構成図である。図２７に示すように、通信用周波数帯決定器１０ｅＤは、平均演算器１０ｅＤ１、比較器１０ｅＤ２、周波数決定器１０ｅＤ３を少なくとも有して構成される。
【０２０１】
本実施例においては、自無線基地局１０Ｄには電波検出器１０ｃを備えていないので、無線信号の電力すなわち信号強度を自無線基地局１０Ｄ側で検出することはなく、自無線基地局１０Ｄのサービスエリアに存在している図２５の無線端末３０Ｄのごとき構成の無線端末側において検出され、検出された信号強度の端末測定結果が当該無線基地局１０Ｄのサービスエリアに存在する無線端末３０Ｄと情報を送受信する局装置側送受信手段である基地局−端末間インターフェース部１０ｆから入力されてくる。
【０２０２】
したがって、平均演算器１０ｅＤ１は、当該無線基地局１０Ｄのサービスエリア内に存在する１ないし複数の無線端末３０Ｄから伝達されてきた信号強度の端末測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、加算平均することにより、自無線基地局１０Ｄにおける信号強度の測定結果に該当する加算平均値Ａ（ｍ）を算出する平均演算手段を提供するものであり、かつ、基地局間インターフェース部１０ｄを介して、算出した前記加算平均値を近傍に存在する他の無線基地局に伝達する一方、他の無線基地局から伝達されてきた前記加算平均値Ａ（ｍ）を受信して、自無線基地局および他無線基地局の前記加算平均値Ａ（ｍ）をさらに加算平均した結果の総加算平均値Ａ′（ｍ）を算出するものである。
【０２０３】
なお、場合によっては、他無線基地局との間で交換する情報を、前記加算平均値の代わりに、それぞれの無線端末３０Ｄから受信した信号強度の端末測定結果そのものとするようにしても良い。かかる場合には、平均演算器１０ｅＤ１は、自無線基地局１０Ｄのサービスエリアに存在している無線端末３０Ｄから伝達されてきた無線信号の電力すなわち信号強度の端末測定結果を、基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して入力するとともに、他の無線基地局に伝達する一方、他の無線基地局から伝達されてきた無線信号の電力すなわち信号強度の端末測定結果を基地局間インターフェース部１０ｄを介して入力して、各測定結果をバンドｍごとに加算して平均した総加算平均値Ａ′（ｍ）を算出する。なお、無線端末３０Ｄからの信号強度の端末測定結果は、周波数決定器１０ｅＤ３を介して基地局−端末間インターフェース部１０ｆから定期的に入力され、他の無線基地局からの端末測定結果は、基地局間インターフェース部１０ｄから定期的に入力される。
【０２０４】
比較器１０ｅＤ２は、平均演算器１０ｅＤ１により算出した前記加算平均値Ａ（ｍ）と他の無線通信局装置から伝達されてきた前記加算平均値Ａ（ｍ）とを、さらに加算平均した結果の総加算平均値Ａ′（ｍ）を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する判定手段を提供するものであり、まず、平均演算器１０ｅＤ１において算出された各端末測定結果の総加算平均値Ａ′（ｍ）を、空き周波数の判定用としてあらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較した比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）をバンドｍごとに出力する。而して、比較器１０ｅＤ２における比較結果から、あらかじめ定めた閾値以下の低い信号レベルを示す周波数とバンド幅とを空き周波数帯Ｌ″（ｍ）として抽出することができる。
【０２０５】
また、周波数決定器１０ｅＤ３は、比較器１０ｅＤ２から出力される比較結果すなわち空き周波数帯Ｌ″（ｍ）を基に、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０Ｄが今回の通信に利用する周波数およびバンド幅を決定し、基地局−端末間インターフェース部１０ｆからの周波数問い合わせに対する周波数回答信号として、基地局−端末間インターフェース部１０ｆに伝達し、さらに、今回の通信に用いる周波数およびバンド幅を示す周波数指示信号として無線信号処理部１０ｈに伝達する。なお、周波数決定器１０ｅＤ３は、前述したように、基地局−端末間インターフェース部１０ｆによって無線端末から受信した測定結果を基地局−端末間インターフェース部１０ｆから平均演算器１０ｅＤ１に中継する機能も備えている。
【０２０６】
以下に、図２５、図２６のごとき構成からなる無線端末３０Ｄ、無線基地局１０Ｄを用いる本実施例に関し、図１に示す無線基地局１において通信に使用する無線信号の周波数、バンド幅の決定処理について、本発明の無線通信方法の一例を示す図２８および図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、無線端末の構成は、前述したように、図２５に示すような無線端末３０Ｄの構成からなり、無線基地局１の構成は、前述したように、図２６に示すような無線基地局１０Ｄの構成からなっているものとする。
【０２０７】
本実施例では、無線端末３０Ｄにおいて、無線信号の空き周波数を検出するために無線信号の信号強度を測定する電波検出処理が行われ、無線基地局１０Ｄの構成からなる無線基地局１においては、通信に使用する周波数帯の決定から通信の開始に至るまでの一連の処理を行う通信開始処理が行われる。無線端末３０Ｄにおける電波検出処理は、あらかじめ定めた周期で定期的に実行されており、無線基地局１における通信開始処理は、無線端末からの通信開始要求パケットによる通信開始要求がトリガになって実行される。
【０２０８】
まず、無線信号の空き周波数を検出するための無線端末３０Ｄの本実施例における電波検出処理の一例を、図２８を用いて説明する。図２８は、本発明の第５の実施例の各無線端末における電波検出処理の一例を示すフローチャートであり、第２の実施例の図１４のフローチャートにおいて説明した無線端末３０Ａにおける電波検出処理と、信号強度の端末測定結果を判定閾値と比較する動作を削除した以外はほぼ同様の処理が、無線端末３０Ｄ側において行われる。
【０２０９】
図２８において、まず、当該無線端末３０Ｄが存在しているサービスエリアの無線基地局１と同期したタイマを用いてあらかじめ定めた時限まで計時するように設定する（ステップＳ３１）。該タイマがあらかじめ定めた時限に達するまで（ステップＳ３３のｎｏ）、無線基地局１と同期したタイミングで減少処理が行われ（ステップＳ３２）、タイマが満了になった時に（ステップＳ３３のｙｅｓ）、電波検出処理が開始される。ここで、前記タイマは、全無線基地局間で同期が取られているものであり、無線端末３０Ｄ側に備えられている電波検出器３０ｅ中の図５に示すバンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数は、２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ帯の中で任意に設定可能であり、バンド幅は、１０ＭＨｚであるものとする。
【０２１０】
電波検出器３０ｅにおける電波検出処理が開始されると、電波検出器３０ｅでは、利用対象候補の周波数帯域２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚを１０ＭＨｚの幅を持つ複数のバンド（本実施例では１０個のバンド）に区切り、バンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数が、各バンドの中心周波数の２．４０５ＧＨｚから２．４９５ＧＨｚに至るまでの間、すなわち、全周波数帯域の信号強度の測定が完了するまでの間（ステップＳ３５のｎｏ）、１０ＭＨｚずつ、順次、中心周波数を変えて（ステップＳ３６）、アンテナ３０ａで受信した無線信号について各バンドの電力を信号強度として電波検出器３０ｅ中の図５に示すパワー測定器１０ｃ４で測定する（ステップＳ３４）。
【０２１１】
全周波数帯域に亘って、信号強度の測定が完了すると（ステップＳ３５のｙｅｓ）、全周波数帯域の信号強度の端末測定結果は、基地局−端末間インターフェース部３０ｄにおいて、測定結果通知パケットに編集され、無線基地局１に対して伝達される（ステップＳ３７）。サービスエリアに存在する各無線端末からあらかじめ定めた周期で定期的に送られてくる測定結果通知パケットを基地局−端末間インターフェース部１０ｆにより受信した無線基地局１は、測定結果通知パケットに含まれている無線端末における信号強度の端末測定結果を、通信用周波数帯決定器１０ｅＤに伝達する。
【０２１２】
ここで、自無線基地局１０Ｄ（本実施例では無線基地局１）のサービスエリアに存在している無線端末が端末１〜端末８の８台であった場合において、各無線端末の電波検出器３０ｅにおける端末測定結果が、第２の実施例として前述した図１５に示す通りであったものとする。
【０２１３】
次に、図２６の無線基地局１０Ｄの構成からなる無線基地局１の本実施例において、無線端末の通信開始処理を行う動作の一例について説明する。本実施例において無線端末３０Ｄの通信開始処理を行う無線基地局１の動作は、第１の実施例として示した図１０のフローチャートとほぼ同様であるが、無線基地局１０Ｄ自体に図４のような電波検出器１０ｃを備えていなく、無線端末から信号強度の端末測定結果が伝達されてきている点が異なっている。
【０２１４】
最初に、図２５の無線端末３０Ｄの構成からなり、通信開始を要求する無線端末は、図２５の基地局−端末間インターフェース部３０ｄを介して、通信開始要求パケットを、図２６の無線基地局１０Ｄの構成からなる無線基地局１に対して送信する（ステップＳ１１）。無線基地局１は、図２６の無線基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０Ｄからの通信開始要求パケットを受信すると（ステップＳ１２）、通信用周波数帯決定器１０ｅＤにおいて、当該無線端末３０Ｄが今回の通信に用いる周波数帯の決定処理を以下のような手順により行う（ステップＳ１３）。
【０２１５】
図２６の無線基地局１０Ｄの構成の無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＤでは、まず、無線基地局１のサービスエリアに存在している各無線端末から定期的に伝達されてくる測定結果を受信して、図２７の平均演算器１０ｅＤ１において各無線端末の測定結果の加算平均値Ａ（ｍ）を求める。
【０２１６】
一般に、自無線基地局１のサービスエリアに合計ｎ個の無線端末が存在している場合を対象として、無線端末１におけるバンドｍの端末測定結果をＩ（１，ｍ）、無線端末２におけるバンドｍの端末測定結果をＩ（２，ｍ）、無線端末３におけるバンドｍの端末測定結果をＩ（３，ｍ）、…、無線端末ｎにおけるバンドｍの端末測定結果をＩ（ｎ，ｍ）とすると、自無線基地局１のサービスエリアに存在する無線端末のバンドｍに関する信号強度の端末測定結果の加算平均値Ａ１（ｍ）は、
Ａ１（ｍ）＝｛Ｉ（１，ｍ）＋Ｉ（２，ｍ）＋Ｉ（３，ｍ）＋…＋Ｉ（ｎ，ｍ）｝
／ｎ    …  （５）
として与えられる。
【０２１７】
ここで、無線基地局１のサービスエリアに存在する各無線端末から伝達されてくる測定結果が前述した図１５の通りであったとすると、各バンドの加算平均値Ａ１（ｍ）（ｍ＝１〜１０）は、以下のように算出される。
【０２１８】
Ａ１（１）  ＝｛（−８４）＋（−１１５）＋（−１０３）＋（−１２２）
＋（−９８）＋（−１０２）＋（−８４）＋（−９３）｝／８
＝−１００．１ｄＢｍ
Ａ１（２）  ＝−１０２．９ｄＢｍ
Ａ１（３）  ＝−１１４．４ｄＢｍ
Ａ１（４）  ＝−１１８．４ｄＢｍ
Ａ１（５）  ＝−１２４．４ｄＢｍ
Ａ１（６）  ＝−１３４．８ｄＢｍ
Ａ１（７）  ＝−１２９．４ｄＢｍ
Ａ１（８）  ＝−１２３．４ｄＢｍ
Ａ１（９）  ＝−１２５．０ｄＢｍ
Ａ１（１０）＝−１２１．４ｄＢｍ
次に、通信用周波数帯決定器１０ｅＤの比較器１０ｅＤ２において、平均演算器１０ｅＤ１から出力された各バンドの加算平均値Ａ１（ｍ）（ｍ＝１〜１０）と空き周波数の判定用としてあらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較し、該閾値を下回るバンドは空きと判定する。したがって、図１５の測定結果による前述のような加算平均値Ａ１（ｍ）が得られている場合、Ａ１（５）〜Ａ１（１０）の６個のバンドが閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下であり、この６個のバンドが、無線基地局１の周辺では使用されていない空き周波数帯であり、他の無線通信システムとの干渉が生じない周波数帯であるものとして出力される。
【０２１９】
次に、通信用周波数帯決定器１０ｅＤの周波数決定器１０ｅＤ３において、比較器１０ｅＤ２において空き周波数帯とみなした６個のバンドの中で、加算平均値Ａ１（ｍ）の値が最も小さいレベルのバンドを、無線基地局１周辺における干渉量が最も少ない周波数帯であると判定して、加算平均値Ａ１（ｍ）の値が最も小さいバンドを通信に用いる周波数帯として決定する。
【０２２０】
つまり、図１５の測定結果による前述のような加算平均値Ａ１（ｍ）においては、最も値が小さいＡ１（６）＝−１３４．８ｄＢｍを示すバンド番号６の中心周波数２．４５５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、干渉が最も少ない周波数帯として無線端末との通信に用いることに決定する。
【０２２１】
さらに、第２の実施例の場合と同様に、自無線基地局１の近傍に位置する他の無線基地局（本実施例の場合、近傍に位置するすべての無線基地局２，３，４，５の４個の無線基地局）から伝達されてくる加算平均値Ａｊ（ｍ）を考慮することも可能である。
【０２２２】
なお、他の無線基地局における判定結果Ｌｊ（ｍ）を用いる第２の実施例においては、無線基地局１を中心にして半径５ｋｍの円内に存在する無線基地局（無線基地局２，３，４の３個の無線基地局）であったが、他の無線基地局における端末測定結果の加算平均値Ａｊ（ｍ）を用いる本実施例においては、前述のように、近傍の無線基地局としてさらに広い範囲の無線基地局を対象として、例えば無線基地局１の近傍に存在する無線基地局２，３，４，５の４個の無線基地局を対象とするようにしても良い。
【０２２３】
近傍の他の無線基地局の端末測定結果の加算平均値Ａ（ｍ）も利用する場合、式（５）により算出された加算平均値Ａ１（ｍ）を、他の無線基地局に伝達するとともに、同時に、他の隣接基地局から伝達されてくる加算平均値Ａｊ（ｍ）（ｊ=２，３，４，５）を、式（５）にさらに組み込んだ式（６）を用いて、空き周波数帯の決定を行う。
【０２２４】
つまり、自無線基地局１の近傍に存在するすべての無線基地局２，３，４，５から伝達されてくる加算平均値Ａｊ（ｍ）をそれぞれＡ２（ｍ），Ａ３（ｍ），Ａ４（ｍ），Ａ５（ｍ）とすると、式（５）の加算平均値Ａ１（ｍ）にさらに加算平均値Ａ２（ｍ），Ａ３（ｍ），Ａ４（ｍ），Ａ５（ｍ）を加算した結果の総加算平均値Ａ′（ｍ）を次の式（６）によって求める。
【０２２５】
Ａ１′（ｍ）＝［｛Ｉ（１，ｍ）＋Ｉ（２，ｍ）＋Ｉ（３，ｍ）＋
…＋Ｉ（ｎ，ｍ）｝
＋Ａ２（ｍ）＋Ａ３（ｍ）＋Ａ４（ｍ）＋Ａ５（ｍ）］／（ｎ＋４）                                    …  （６）
近傍に存在するすべての無線基地局２，３，４，５から伝達されてくる加算平均値Ａｊ（ｍ）も利用する場合においては、通信用周波数帯決定器１０ｅＤの比較器１０ｅＤ２において、式（５）の加算平均値Ａ１（ｍ）の代わりに、他の無線基地局の加算平均値も加味した式（６）の総加算平均値Ａ′（ｍ）を用いて、空き周波数判定用の閾値と比較して、空き周波数帯の抽出を行うことになる。ここで、他の無線基地局の加算平均値Ａｊ（ｍ）を加味した式（６）の演算結果においても、総加算平均値Ａ′（６）が最も小さい値であった場合、バンド番号６の中心周波数２．４５５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを無線端末との通信に用いることを決定する。
【０２２６】
総加算平均値Ａ′（ｍ）が、閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下であり、かつ、最も小さい値となるバンドｍとは、自無線基地局１のみならず、近傍に存在するすべての他の無線基地局２，３，４，５をも加味して、端末測定結果の加算平均値Ａ（ｍ）の加算平均した結果が、あらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍ以下の低いレベルの信号強度であり、かつ、信号強度が最も小さいことを意味しており、無線基地局１周辺においては、他の無線通信システムの電波が存在していないことを、より確実に判定することができる。
【０２２７】
なお、本実施例において、他無線基地局からの加算平均値Ａｊ（ｍ）を適用して、総加算平均値Ａ′（ｍ）を求めるに当たって、第３,４の実施例において説明したように、無線基地局１からの距離に応じた重み補正値を用いて、他無線基地局からの加算平均値Ａｊ（ｍ）を重み補正した後、式（６）に適用するようにしても良い。
【０２２８】
以上のような加算平均値Ａ（ｍ）あるいは総加算平均値Ａ′（ｍ）の演算結果から、無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＤの周波数決定器１０ｅＤ３において、無線通信に用いる周波数、バンド幅を決定する。前述の数値例の場合であれば、バンド番号６が最も干渉が少ない空き周波数帯であるとみなす。したがって、図２６の無線基地局１０Ｄの構成からなる無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＤの周波数決定器１０ｅＤ３は、バンド番号６の中心周波数２．４５５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、通信開始要求パケットを送信してきた無線端末３０Ｄとの通信に用いることに決定し、図２６に示す無線信号処理部１０ｈの周波数・バンド幅を設定する。さらに、図１０のフローチャートに示すように、同時に、基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０Ｄの通信に用いることに決定した周波数・バンド幅の情報が格納された周波数指示パケットを、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０Ｄへ送信する（ステップＳ１４）。当該無線端末３０Ｄは、この周波数指示パケットを受信し（ステップＳ１５）、図２５に示す無線信号処理部３０ｂの周波数・バンド幅を設定し、通信を開始する。
【０２２９】
以上のように、通信用周波数帯決定器１０ｅＤとして、自無線基地局１のサービスエリアに存在する無線端末の信号強度の端末測定結果および他無線通信局装置２，３，４，５から伝達されたそれぞれのサービスエリアに存在する無線端末の信号強度の端末測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、加算平均した結果を演算する平均演算手段の平均演算器１０ｅＤ１と、平均演算器１０ｅＤ１により加算平均された結果を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する比較器１０ｅＤ２と、を少なくとも備えることによって、自・他無線基地局のサービスエリアに存在する無線端末周辺の信号強度の端末測定結果の加算平均結果が最も小さい値となる閾値以下のバンドを求めることを可能とし、もって、自無線通信局装置周辺におけるより正確な空き周波数の判定結果を得ることができる。
【０２３０】
さらに説明すれば、無線基地局１は、今回の通信に用いる無線信号の周波数帯として、当該無線基地局１における無線端末の信号強度の端末測定結果の加算平均値のみならず、近傍に位置するすべての他の無線基地局２，３，４，５における無線端末の信号強度の端末測定結果も含む総加算平均値Ａ′（ｍ）を用いて、自・他すべての無線基地局のサービスエリアに存在する無線端末の信号強度の端末測定結果の加算平均結果が、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下で、かつ、最も小さい値の信号強度にあるバンドを、今回の通信用の周波数帯として使用することに決定する仕組みを採用しているので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、電波検出器３０ｅのバンドパスフィルタ３０ｅ３など、空き周波数を検出する一部の無線端末の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、無線基地局１周辺における空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度をより高めることができる。
【０２３１】
なお、前述した実施例においては、自無線通信局装置における無線端末の信号強度の端末測定結果および他無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における無線端末の信号強度の端末測定結果を加算平均した結果について、閾値以下で最も小さい値の信号強度となる周波数帯を算出する例について説明したが、本発明は、かかる場合に限るものではない。例えば、第３,４の実施例において前述したように、他無線基地局の前記信号強度の端末測定結果に対して重み補正を施した後、自無線基地局のサービスエリア内に存在する１ないし複数の前記無線端末の信号強度の端末測定結果と加算平均するようにしても良い。
【０２３２】
（第６の実施例）
次に、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第６の実施例について説明する。本実施例においては、前述した各実施例とは異なり、無線基地局側において通信に用いる周波数帯を決定するのみならず、通信に用いる通信方式や送信電力量も決定する場合について示すものである。
【０２３３】
本実施例においては、無線通信システムのシステム構成および無線基地局間の距離は、それぞれ、図１、図２の場合と同様である。また、本実施例における無線端末の構成を、図２９に示す。図２９は、本発明の第６の実施例における無線端末のブロック構成の一例を示すブロック構成図であり、本実施例においては通信方式および／または送信電力量に関する情報を無線基地局との間でさらに送受信することを可能としている以外は、第１の実施例として図３に示す無線端末３０とほぼ同様の構成からなっている例を示すものである。
【０２３４】
図２９の無線端末３０Ｅにおいて、スイッチ  ３０ｃは、通信開始処理時にはＡ側に接続されて、無線信号処理部３０ｂＥは基地局−端末間インターフェース部３０ｄＥに接続され、基地局−端末間インターフェース部３０ｄＥから無線信号処理部３０ｂＥに対して、これからの通信に使用する周波数帯に関する指示と同時に、該通信に用いる通信方式および／または送信電力量に関する指示も伝達される。一方、スイッチ  ３０ｃは、通常の通信時にはＢ側に接続されて、無線信号処理部３０ｂＥは図示していない上位レイヤ処理部へ接続される。
【０２３５】
つまり、無線端末３０Ｅは、通信開始処理時には、基地局−端末間インターフェース部３０ｄＥにおいて無線基地局から周波数・通信方式指示パケットを受信し、周波数・通信方式指示パケットに指示されている周波数、通信方式および／または送信電力量を、スイッチ３０ｃを介して無線信号処理部３０ｂＥへ伝達する。
【０２３６】
次に、本実施例における無線基地局の構成を図３０に示す。図３０は、本発明の第６の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１の無線基地局１，２，３，４，５のいずれの無線基地局も、図３０と同様の構成からなっている。図３０に示す無線基地局１０Ｅは、通信に用いる周波数帯の他に、通信方式および／または送信電力量に関する情報を扱うことを可能としている以外は、例えば第３の実施例における図１８の無線基地局１０Ｂの場合と同様である。すなわち、図３０の無線基地局１０Ｅは、前述のように、図１８に示す無線基地局１０Ｂに搭載する通信用周波数帯決定器１０ｅＢの代わりに、通信用の周波数帯と通信方式および／または送信電力量との双方を決定する通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥを用いるとともに、図１８に示す無線基地局１０Ｂに搭載する無線信号処理部１０ｈと基地局−端末間インターフェース部１０ｆとの代わりに、通信用の周波数帯と通信方式との双方の情報を扱う無線信号処理部１０ｈＥと基地局−端末間インターフェース部１０ｆＥと、を備えている構成例を示すものである。
【０２３７】
図３０の無線基地局１０Ｅに設置される通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥの構成の一例を、図３１に示している。図３１は、図３０に示す無線基地局１０Ｅの通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥの構成の一例を示すブロック構成図である。図３１に示すように、通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥは、第３の実施例における図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢの周波数決定器１０ｅＢ４の代わりに、周波数・通信方式決定器１０ｅＥ４を備えている以外は、図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢと同様の構成である。なお、ここでは、第３の実施例の図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢと同様の構成を用いる場合について説明するが、かかる場合に限るものではない。他の実施例における通信用周波数帯決定器１０ｅ，１０ｅＡ，１０ｅＣ，１０ｅＤに適用してもかまわない。すなわち、例えば、第１の実施例の図６の通信用周波数帯決定器１０ｅと同様の構成において、通信用周波数帯決定器１０ｅの周波数決定器１０ｅ３の代わりに、周波数・通信方式決定器１０ｅＥ４を備えるようにしてもかまわない。
【０２３８】
無線基地局１０Ｅは、通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥにおいて、無線端末３０Ｅとの通信に用いる通信用周波数帯と通信方式および／または送信電力量とを決定する。決定した周波数帯・通信方式・送信電力量は、基地局−端末間インターフェース部１０ｆＥおよび無線信号処理部１０ｈＥへ伝達される。基地局−端末間インターフェース部１０ｆＥは、無線端末３０Ｅから通信開始要求パケットを受信するとともに、通信に利用する周波数・バンド幅・通信方式・送信電力量を指示する周波数・通信方式指示パケットを作成して、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０Ｅへ伝達する。無線信号処理部１０ｈＥは、無線端末３０Ｅとの間の通信に用いる周波数・バンド幅・通信方式・送信電力量を、通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥからの指示に応じて設定する。
【０２３９】
以下に、図２９、図３０のごとき構成からなる無線端末３０Ｅ、無線基地局１０Ｅを用いる本実施例に関し、図１に示す無線基地局１において通信に使用する無線信号の周波数、バンド幅の決定処理について、本発明の無線通信方法の一例を示す図７および図３２のフローチャートを用いて説明する。なお、無線端末の構成は、前述したように、図２９に示すような無線端末３０Ｅの構成からなり、無線基地局１の構成は、前述したように、図３０に示すような無線基地局１０Ｅの構成からなっているものとする。
【０２４０】
本実施例では、無線基地局１０Ｅの構成からなる図１の無線基地局１において、第１の実施例の場合と同様に、無線信号の空き周波数を検出するために無線信号の信号強度を測定する電波検出処理および通信に使用する周波数帯の決定から通信の開始に至るまでの一連の処理を行う通信開始処理の２つの処理が行われる。電波検出処理は、あらかじめ定めた周期で定期的に実行されており、通信開始処理は、無線端末からの通信開始要求パケットによる通信開始要求がトリガになって実行される。
【０２４１】
まず、図３０の無線基地局１０Ｅの構成からなる無線基地局１の本実施例における電波検出処理の一例を、図７を用いて説明する。無線信号の空き周波数を検出するための無線基地局１の本実施例における電波検出処理は、第１の実施例における図７のフローチャートとほぼ同様である。
【０２４２】
図７において、まず、全無線基地局間で同期したタイマを用いてあらかじめ定めた時限まで計時するように設定し（ステップＳ１）、該タイマがあらかじめ定めた時限に達するまで（ステップＳ３のｎｏ）、減少処理が行われ（ステップＳ２）、タイマが満了になった時に（ステップＳ３のｙｅｓ）、電波検出処理が開始される。
【０２４３】
図３０の無線基地局１０Ｅに設けられた図５に示す電波検出器１０ｃにおいて電波検出処理が開始されると、電波検出器１０ｃでは、利用対象候補の周波数帯域２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚを１０ＭＨｚの幅を持つ複数のバンド（本実施例では１０個のバンド）に区切り、バンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数が、各バンドの中心周波数の２．４０５ＧＨｚから２．４９５ＧＨｚに至るまでの間、すなわち、全周波数帯域の信号強度の測定が完了するまでの間（ステップＳ５のｎｏ）、１０ＭＨｚずつ、順次、中心周波数を変えて（ステップＳ６）、電波検出用アンテナ１０ｂで受信した無線信号について各バンドの電力を信号強度としてパワー測定器１０ｃ４で測定する（ステップＳ４）。
【０２４４】
全周波数帯域の信号強度の測定が完了すると（ステップＳ５のｙｅｓ）、その後、図１に示す信号線２１，…，２７を介して、他の無線基地局との間で、信号強度の測定結果を交換する（ステップＳ７）。ここで、本実施例においては、信号強度の測定結果を交換する無線基地局は、第３の実施例と同様、自無線基地局を中心にした半径５ｋｍの円内に存在する無線基地局に限らず、近傍に存在するすべての無線基地局（本実施例においては無線基地局１，２，３，４，５）を対象とし、さらに、他の無線基地局との間で交換する情報は、第３の実施例の場合と同様に、信号強度の測定結果のみに限られ、測定結果と閾値例えば−１２０ｄＢｍとを比較した判定結果は交換する動作はしない。
【０２４５】
ここで、無線基地局１において、当該無線基地局１自体の信号強度の測定結果、および、無線基地局１の近傍に存在する無線基地局２，３，４，５それぞれから伝達される信号強度の測定結果は、第３の実施例において前述した図２０に示すような結果が得られているものとする。
【０２４６】
図２０のような信号強度の測定結果は、通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥに入力される。通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥにおいては、自無線基地局１と他無線基地局２，３，４，５との複数の無線基地局における信号強度の測定結果に基づいて、無線基地局１の周辺で現在使用していない空き周波数帯を抽出するとともに、通信開始要求パケットの送信元の無線端末が今回の通信に使用する空き周波数帯と通信方式および／または送信電力量とを決定する。
【０２４７】
次に、図３０の無線基地局１０Ｅの構成からなる無線基地局１の本実施例において、無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を、図３２を用いて説明する。図３２は、本発明の第６の実施例の無線基地局１において無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を示すフローチャートであり、四角形のボックスは、無線基地局１側の処理を示し、角丸四角形のボックスは、無線端末３０Ｅ側の処理を示している。
【０２４８】
無線端末３０Ｅは、ネットワークに接続して通信を開始するのに先立って、当該無線端末３０Ｅが存在するサービスエリアの無線基地局１との間で、通信開始要求パケットおよび周波数・通信方式指示パケットを送受信する。
【０２４９】
図３２のフローチャートにおいて、最初に、図２９の無線端末３０Ｅの構成からなり、通信開始を要求する無線端末は、図２９の基地局−端末間インターフェース部３０ｄＥを介して、通信開始要求パケットを、図３０の無線基地局１０Ｅの構成からなる無線基地局１に対して送信する（ステップＳ４１）。無線基地局１は、図３０の無線基地局−端末間インターフェース部１０ｆＥを介して、無線端末３０Ｅからの通信開始要求パケットを受信すると（ステップＳ４２）、通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥにおいて、当該無線端末３０が今回の通信に用いる周波数帯と通信方式および／または送信電力量との決定処理を以下のような手順により行う（ステップＳ４３）。
【０２５０】
図３０の無線基地局１０Ｅの構成の無線基地局１の通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥでは、まず、図３１に示す重み補正器１０ｅＢ１において、図２０に前述した各無線基地局の信号強度の測定結果に対して、第３の実施例に示したような手法を用いて、重み補正値として重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３を乗算する。
【０２５１】
しかる後、通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥの加算器１０ｅＢ２において、バンドｍごとに、重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３を用いて重み付けして補正された各無線基地局の信号強度の測定結果を加算して、無線基地局１のバンドｍにおける合成後の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を、第３の実施例に前述した式（４）によって算出する。
【０２５２】
各無線基地局１，２，３，４，５における信号強度の測定結果が図２０の通りであったとすると、式（４）を用いて、図２０に示す無線基地局１におけるバンドｍごとの補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を算出した算出結果は、第３の実施例において前述した通り、図３３のように与えられる。すなわち、図３３は、本実施例において、図１に示す無線基地局１におけるバンド番号ごとの電力の測定結果を補正した補正測定結果すなわち補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の具体例を示すテーブルである。
【０２５３】
次に、通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥの比較器１０ｅＢ３において、加算器１０ｅＢ２から出力された無線信号の重み補正後の信号強度すなわち補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較し、該閾値を下回るバンドは空きと判定する。したがって、図３３のような各バンドの補正信号強度ＳＰ１（ｍ）が得られている場合、周波数・通信方式決定器１０ｅＥ４においては、比較器１０ｅＢ３からの比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）から、空き周波数帯と判定するバンドは、補正信号強度ＳＰ１（４），ＳＰ１（５），ＳＰ１（６）に相当するバンド番号４，５，６であり、バンド番号４，５，６が空いている周波数帯であるものとみなすことができる。
【０２５４】
さらに、これらの３つのバンドの中で補正信号強度ＳＰ１（ｍ）が最も低いバンド（すなわち前述の場合はバンド番号５）が最も干渉量が少ないバンドであるものと判断して、当該バンドを通信に用いることに決定する。
【０２５５】
さらに、通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥの周波数・通信方式決定器１０ｅＥ４においては、第３の実施例の場合とは異なり、自無線基地局１の周辺において無線信号が存在していない空き周波数か否かを判定して、無線端末との通信に使用する無線信号の周波数帯を決定する際に、通信方式および／または送信電力量をも含めて決定するものであり、補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の値に応じて、通信に用いる通信方式および／または送信電力量も選択する。
【０２５６】
一般に、無線基地局１において算出される無線信号に関する補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の値が低い程、他無線通信システムとの間の干渉量が小さいとみなすことができるため、通信用アンテナ１０ａから送信する無線信号の送信電力量を高くすることができる。また、送信電力量が高い程、伝送速度が速い通信方式を用いることができる。
【０２５７】
本実施例における補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の値に対応した通信方式および送信電力量の一例を図３４に示す。図３４に示す通信方式としては、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）およびＳＳ（Spread Spectrum：スペクトル拡散）、また、変調方式としては、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調），１６ＱＡＭ，ＱＰＳＫ（Quadrature
Phase Shift Keying：四位相偏移変調），ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying：二位相偏移変調）を想定した例を示している。
【０２５８】
なお、図３４において、ＳＦはＳＳ（スペクトル拡散）における拡散率を示している。図３４にしたがって通信方式を決定する場合、図３３に示す補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の結果に基づいて通信用に決定されたバンド番号５については、補正信号強度ＳＰ１（ｍ）＝−１３１．５ｄＢｍであるので、図３４の通信方式および送信電力量にしたがえば、通信方式としては、ＳＳ（ＳＦ＝２）・ＢＰＳＫ、また、送信電力量としては、２ｍＷが抽出され、通信に用いる通信方式や送信電力量として決定される。
【０２５９】
以上のような演算結果から、無線基地局１の通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥの周波数・通信方式決定器１０ｅＥ４においては、バンド番号５を通信に用いる最適な空き周波数帯とみなすとともに、通信方式をＳＳ（ＳＦ＝２）・ＢＰＳＫ、また、送信電力量を２ｍＷと決定することができる。したがって、図３０の無線基地局１０Ｅの構成からなる無線基地局１の通信用周波数帯・通信方式決定器１０ｅＥの周波数・通信方式決定器１０ｅＥ４は、バンド番号５の中心周波数２．４４５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、通信開始要求パケットを送信してきた無線端末３０との通信に用いることに決定するとともに、通信方式をＳＳ（ＳＦ＝２）・ＢＰＳＫ、また、送信電力量を２ｍＷと決定して、図３０に示す無線信号処理部１０ｈＥの周波数・バンド幅・通信方式・送信電力量を設定する（ステップＳ４４）。さらに、図３２のフローチャートに示すように、同時に、基地局−端末間インターフェース部１０ｆＥを介して、無線端末３０Ｅの通信に用いることに決定した周波数・バンド幅の情報と通信方式・送信電力量とが格納された周波数・通信方式指示パケットを、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０Ｅへ送信する（ステップＳ４５）。当該無線端末３０Ｅは、この周波数・通信方式指示パケットを受信し（ステップＳ４６）、図３に示す無線信号処理部３０ｂの周波数・バンド幅・通信方式・送信電力量を設定し、通信を開始する。
【０２６０】
以上のように、今回の通信に用いる無線信号の周波数帯として、当該無線基地局１における無線端末の信号強度の測定結果のみならず、近傍に位置するすべての他の無線基地局２，３，４，５における信号強度の測定結果も用いて、自・他すべての無線基地局の重み補正値により重み補正した補正信号強度が、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下で、かつ、最も小さい値の信号強度にあるバンドを、今回の通信用の周波数帯として使用することに決定するとともに、さらに、重み補正された当該補正信号強度において最も適切な通信方式および／または送信電力量をも合わせて決定する仕組みを採用しているので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、電波検出器１０ｃのバンドパスフィルタ１０ｃ３など、空き周波数を検出する一部の無線基地局の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、無線基地局１周辺における空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度をより高めることができるとともに、与干渉の影響の可能性を最小限にしつつ、最適な伝送速度の無線通信を行うことができる。
【０２６１】
なお、前述の本実施例の説明においては、第３の実施例と同様、距離に応じた重み係数を用いて重み補正した補正信号強度によって、通信に用いる周波数・バンド幅・通信方式・送信電力量を決定する場合について説明したが、前述したように、かかる場合に限るものではなく、第４の実施例のように、距離に応じた重み補正値として伝搬損失量を用いて重み補正した補正信号強度を用いても良いし、自・他無線基地局の信号強度の測定結果や判定結果そのものを用いても良いし、自・他無線基地局における無線端末の信号強度の端末測定結果や端末判定結果そのものを用いても良いし、自・他無線基地局における無線端末の信号強度の端末測定結果を加算平均した結果を用いても良い。
【０２６２】
また、本実施例においては、通信に用いる周波数帯を決定すると同時に、通信に用いる通信方式および／または送信電力量を決定する場合であり、通信方式および送信電力量の双方を決定しても良いし、場合によっては、通信方式のみを決定したり、送信電力量のみを決定したりしても良い。
【０２６３】
（第７の実施例）
次に、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第７の実施例について説明する。本実施例においては、無線通信システムのシステム構成および無線基地局間の距離は、それぞれ、図１、図２の場合と同様である。また、本実施例における無線端末の構成は、第１の実施例の図３の場合と同様である。
【０２６４】
また、無線基地局の構成は、第３の実施例の図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢを搭載した図１８の無線基地局１０Ｂ、あるいは、第４の実施例の図２２の通信用周波数帯決定器１０ｅＣを搭載した図２１の無線基地局１０Ｃの構成とほぼ同様である。しかし、本実施例においては、第３の実施例あるいは第４の実施例に示すような、通信用周波数帯決定器１０ｅＢの重み補正器１０ｅＢ１あるいは通信用周波数帯決定器１０ｅＣの重み補正器１０ｅＣ１において、重み補正値として重み係数の乗算あるいは伝搬損失量の加算を行うことによって無線基地局の測定結果を重み付けして補正する際に、さらに、通信環境として、無線基地局間の距離のみならず、無線基地局の通信時間帯や設置場所に応じて、重み係数あるいは伝搬損失量の重み補正値を適切に変更して設定することを可能とする例を示すものである。
【０２６５】
例えば、各無線基地局が設置されている通信環境として、山や建造物などの地理的な要因等を考慮して、信号強度の測定結果の重み付けを行う重み補正値を変更して設定するようにしても良い。また、干渉信号の個数の変化や干渉信号の信号強度の変化と時間帯とに相関があるような場合には、時間帯に基づいて、信号強度の測定結果の重み付けを行う重み補正値を変更して設定するようにしても良い。
【０２６６】
また、統計的予測手法であるベイズ推測を用いることによって、干渉信号の発生予測や干渉信号の信号強度の予測を行い、かかる予測結果を基にして、信号強度の測定結果の重み付けを行う重み補正値を変更して設定するようにしても良い。あるいは、過去の干渉信号の発生時刻や干渉信号の信号強度（つまり、過去の通信における干渉発生履歴情報）を基にして、将来起こり得る干渉信号の発生時刻や干渉信号の信号強度を予測して、信号強度の測定結果の重み付けを行う重み補正値を変更して設定するようにしても良い。
【０２６７】
さらに、適応アルゴリズムを用いて、反復演算を繰り返すことにより、信号強度の測定結果の重み付けを行う重み補正値について、最適な重み付け方法を決定することも可能である。例えば、適応アルゴリズムの一つであるＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムを用い、各無線基地局あるいは無線端末から、あらかじめ定めた時間間隔で、各無線基地局に対して参照信号を送信することによって、各無線基地局は受信した各無線基地局あるいは無線端末からの参照信号を基にして、信号強度の測定結果の重み付けを行う重み補正値を変更して設定するようにしても良い。
【０２６８】
その他、ニューラルネットワークを用いて、過去の干渉信号発生結果に基づいて、干渉信号発生の予測を行うとともに、信号強度の測定結果の重み付けを行う重み補正値を変更して設定することも可能である。
【０２６９】
（第８の実施例）
次に、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第８の実施例について説明する。本実施例においては、無線基地局側における通信用周波数や通信方式の決定処理において、各無線基地局の信号強度の測定結果に重み付け補正を行う際に、前述の第３の実施例や第４の実施例の場合とは異なり、近傍に存在する各無線基地局の受信電力測定値との間に相関が生じるようなシャドウイング環境下にある場合を考慮に入れて重み付け補正を行う場合について、その一例を説明するものである。
【０２７０】
つまり、本実施例においては、通信用周波数や通信方式の決定を行う無線基地局からあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈの範囲内に存在する無線基地局について、通信用周波数や通信方式の決定を行う当該無線基地局との間に受信電力測定値に関して相関が生じるシャドウイングの影響を受けているものとして、受信電力測定値に対する相関度合いに応じて、重み付け係数を“０”として、前記距離閾値Ｄｔｈの範囲内に存在する無線基地局の信号強度の測定結果を、通信用周波数や通信方式の決定処理に反映しないようにする場合を示している。
【０２７１】
ここで、相関が生じるシャドウイングとは、互いに近接した場所に存在する複数の無線局（つまり、無線基地局や無線端末）それぞれにおいて測定される受信電力の測定値（つまり、信号強度の測定値）の間には、互いに相関が生じている状態にあることを意味している。
【０２７２】
例えば、相関があるシャドウイング環境下においては、ＩＥＥＥ規格（ＩＥＥＥ  Ｃ８０２．１６ｊ−０６／０４５ｒ１）に記載されているように、無線局間の距離をΔｘ［ｍ］とした場合、受信電力測定値の相関係数ρは、次の式（７）のように表すことができる。
【０２７３】
【数１】
2008079280.tif 000003
ここで、ｄｃｏｒは、シャドウイングの影響度の目安を示す距離定数であり、屋外においては、一般に、２０［ｍ］とされている。
【０２７４】
式（７）に示す無線局間の距離Δｘ［ｍ］に対する相関係数ρの変化の様子を図３５に示す。図３５は、無線局（無線基地局、無線端末）間の距離Δｘ［ｍ］に対する各無線局における受信電力測定値の相関係数ρの変化の様子を示す相関図である。式（７）および図３５に示すように、無線局間の距離Δｘ［ｍ］が近くなればなる程、受信電力測定値の相関係数ρは“１”に近づくことになる。相関係数ρが“１”に近づくと、無線局両者における受信電力測定値が同じ値に近づくことを意味している。すなわち、無線局間の距離が近い無線局における受信電力測定値の差は小さくなる。
【０２７５】
例えば、前述した第３、第４の実施例における重み係数の補正方法を適用した場合、相関があるシャドウイング環境下においては、他の無線通信システムにおいて使用されている周波数との間の干渉回避効果を小さくしてしまう恐れがある。つまり、第３、第４の実施例においては、自無線基地局における受信電力測定値が、障害物（建物や樹木など）の影響などによって一時的に低くなっている場合であっても、周辺の他無線基地局における受信電力測定値を重み付け補正して、空き周波数判定用として用いる仕組みとしているが、第３、第４の実施例のいずれにおいても、自無線基地局からの距離が近い程、他無線基地局の受信電力測定値に対する重みが大きくなるように、重み付けを行っている。
【０２７６】
しかしながら、受信電力測定値に相関が生じるようなシャドウイング環境下においては、前述したように、自無線基地局周辺の他無線基地局における受信電力測定値は、自無線基地局との距離が近くなればなる程、自無線基地局における受信電力測定値に近い値となっており、かつ、第３、第４の実施例においては、自無線基地局周辺の他無線基地局の位置が自無線基地局の位置に近くなればなる程、他無線基地局の受信電力測定値に対する重みは大きくなるように設定しているので、自無線基地局の位置に近い他無線基地局の受信電力測定値が支配的となり、たとえ、周辺の他無線基地局における受信電力測定値を利用しようとしても、空き周波数の決定における干渉回避効果を小さくしてしまう結果を招きかねない。
【０２７７】
本実施例は、かかる事態を考慮したものであり、無線基地局側における通信用周波数決定処理において、各無線基地局間との間の距離に応じた重み補正値を用いて、各無線基地局の信号強度の測定結果に重み付け補正を行う際に、第３、第４の実施例とは異なり、通信用周波数や通信方式の決定を行う無線基地局からあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈの範囲内に存在する無線基地局については、通信用周波数や通信方式の決定を行う当該無線基地局との間に受信電力測定値に関して相関が生じるシャドウイングの影響を受けているものとして、重み補正値とする重み係数を“０”として、前記距離閾値Ｄｔｈの範囲内に存在する無線基地局の信号強度の測定結果を、通信用周波数や通信方式の決定処理に反映しないようにする場合を示している。
【０２７８】
さらに説明すると、次の通りである。第３、第４の実施例においては、空き周波数を検出する処理において、例えば式（４）に示す補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の算出式に示すように、無線基地局間の距離に応じて、つまり、図３６に示すように、自無線基地局−他無線基地局との間の距離に反比例して、信号強度を補正するための重み係数の値を決定するようにしている。図３６は、無線基地局間の距離に応じて重み係数の値を決定する決定方法の一例を示す模式図であり、第３の実施例において適用する場合を例示している。
【０２７９】
図３６に示すように、第３の実施例においては、通信用周波数帯や通信方式を決定する自無線基地局からの距離が近い他無線基地局ほど、受信電力測定値（信号強度測定値）に対する重み係数の値を大きい値に設定するようにし、自無線基地局の位置に近い他無線基地局の受信電力測定値の影響を大きくするようにしている。この結果、他無線基地局における受信電力測定値を用いるようにしても、受信電力測定値に関して相関が生じるシャドウイングの影響を受けてしまい、空き周波数の決定における干渉回避効果を減殺してしまうおそれが生じる。
【０２８０】
これに対して、本実施例においては、空き周波数を検出する処理を行う際に用いる、補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の算出式において、図３７に示すように、通信環境（例えばシャドウイング環境）および無線基地局間の距離に応じて、信号強度測定値を補正するための重み係数の値を決定するようにしている。図３７は、通信環境および無線基地局間の距離に応じて重み係数の値を決定する決定方法の一例を示す模式図であり、かくのごときシャドウイング環境下に存在する他無線基地局とシャドウイング環境外に存在する他無線基地局とでは、受信電力測定値を重み補正する重み係数を異なる方法にて決定する例を示している。
【０２８１】
つまり、図３７に示すように、シャドウイング環境下にある範囲内としてあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈ以内に存在する他無線基地局に対する重み係数は“０”として、自無線基地局からの距離が近く、シャドウイング環境下にある他無線基地局の受信電力測定値は、通信用周波数や通信方式の決定処理に反映しないようにし、一方、距離閾値Ｄｔｈを超える範囲に存在し、シャドウイング環境外にある他無線基地局については、図３６に示す実施例３の場合と同様、自無線基地局−他無線基地局との間の距離に反比例して、信号強度を補正するための重み係数の値を決定するようにする。
【０２８２】
本実施例における無線通信システムのシステム構成は、第１の実施例の図１の場合と同様である。また、本実施例における無線端末の構成は、第１の実施例の図３の場合と同様であり、無線基地局の構成は、第３または第４の実施例の図１８または図２１の場合と同様である。つまり、図１に示す各無線端末３１，３２，３３，…は、図３に示す無線端末３０の構成からなり、各無線基地局１，２，３，４，５は、図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢを備えた図１８の無線基地局１０Ｂまたは図２２の通信用周波数帯決定器１０ｅＣを備えた図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなっている。
【０２８３】
ただし、無線基地局間の距離は、第１の実施例の図２の場合とは異なり、図３８に示す通りである。図３８は、図１に示す或る無線基地局例えば無線基地局１と近傍の他の無線基地局２，３，４，５との間の距離の図２とは異なる他の例を示す説明図である。
【０２８４】
図３８に示すように、無線基地局１から他の無線基地局２，３，４，５までの距離は、図２の場合に比し、無線基地局１により近い距離にあり、それぞれ、３０ｍ、４０ｍ、２０ｍ、６０ｍであるものとする。図３８のように、無線基地局間の距離は、数十ｍ〜数百ｍのオーダであるため、受信電力の測定値すなわち信号強度の測定値は、各無線基地局間において相関があるシャドウイングの影響を受けることになる。ここで、無線基地局間の距離がシャドウイング環境下としての受信電力測定値の相関が生じることになる前記距離閾値Ｄｔｈとして例えば３０ｍと設定し、通信用周波数や通信方式の決定を行う際に、無線基地局１から前記距離閾値Ｄｔｈ例えば３０ｍ以内に存在する無線基地局２，４の受信電力測定値については、シャドウイング環境下にあるものとして、重み係数を“０”と設定することにより、無線基地局２，４の受信電力測定値を用いないように設定する。
【０２８５】
つまり、第３の実施例に示すように、受信電力測定値（信号強度）に重み係数を重み補正値として乗ずる場合には、シャドウイング環境下にある無線基地局２，４に関しては、該重み係数を“０”とし、受信電力測定値（信号強度）に伝搬損失量を重み補正値として加算する場合には、シャドウイング環境下にある無線基地局２，４に関しては、自無線基地局１と同等とみなして、あらかじめ定めた値例えば“０”ｄＢｍとする。
【０２８６】
以下に、図３、図１８のごとき構成からなる無線端末３０、無線基地局１０Ｂを用いる本実施例に関し、図１に示す無線基地局１において通信に使用する無線信号の周波数、バンド幅の決定処理について、本発明の無線通信方法の一例を示す図７および図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、無線基地局が図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなっている場合について、以下に説明するが、前述の図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなっている場合についても、ほぼ同様であり、各無線基地局の受信電力測定値（信号強度測定値）を重み補正する際に、重み係数を乗算する代わりに、重み補正値として、伝搬損失量を加算する処理を行うことを除いて、以下の説明と全く同様である。
【０２８７】
本実施例では、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる図１の無線基地局１において、第１の実施例の場合と同様に、無線信号の空き周波数を検出するために無線信号の信号強度を測定する電波検出処理および通信に使用する周波数帯の決定から通信の開始に至るまでの一連の処理を行う通信開始処理の２つの処理が行われる。電波検出処理は、あらかじめ定めた周期で定期的に実行されており、通信開始処理は、無線端末からの通信開始要求パケットによる通信開始要求がトリガになって実行される。
【０２８８】
まず、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の本実施例における電波検出処理の一例を、図７を用いて説明する。無線信号の空き周波数を検出するための無線基地局１の本実施例における電波検出処理は、第１の実施例における図７のフローチャートとほぼ同様である。
【０２８９】
図７において、まず、全無線基地局間で同期したタイマを用いてあらかじめ定めた時限まで計時するように設定し（ステップＳ１）、該タイマがあらかじめ定めた時限に達するまで（ステップＳ３のｎｏ）、減少処理が行われ（ステップＳ２）、タイマが満了になった時に（ステップＳ３のｙｅｓ）、電波検出処理が開始される。
【０２９０】
図１８の無線基地局１０Ｂに設けられた図５に示す電波検出器１０ｃにおいて電波検出処理が開始されると、電波検出器１０ｃでは、利用対象候補の周波数帯域２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚを１０ＭＨｚの幅を持つ複数のバンド（本実施例では１０個のバンド）に区切り、バンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数が、各バンドの中心周波数の２．４０５ＧＨｚから２．４９５ＧＨｚに至るまでの間、すなわち、全周波数帯域の信号強度の測定が完了するまでの間（ステップＳ５のｎｏ）、１０ＭＨｚずつ、順次、中心周波数を変えて（ステップＳ６）、電波検出用アンテナ１０ｂで受信した無線信号について各バンドの電力を信号強度としてパワー測定器１０ｃ４で測定する（ステップＳ４）。
【０２９１】
全周波数帯域の信号強度の測定が完了すると（ステップＳ５のｙｅｓ）、その後、図１に示す信号線２１，…，２７を介して、他の無線基地局との間で、信号強度の測定結果を交換する（ステップＳ７）。なお、無線基地局間の距離に応じて信号強度の測定結果を重み補正する本実施例においては、信号強度の測定結果を交換する無線基地局は、第３の実施例と同様、自無線基地局を中心にした半径５ｋｍの円内に存在する無線基地局に限らず、近傍に存在するすべての無線基地局（本実施例においては無線基地局１，２，３，４，５）を対象とし、さらに、他の無線基地局との間で交換する情報は、第３の実施例の場合と同様、信号強度の測定結果に限られ、測定結果と閾値例えば−１２０ｄＢｍとを比較した判定結果を交換する動作はしない。
【０２９２】
ここで、無線基地局１において、当該無線基地局１自体の信号強度の測定結果、および、無線基地局１の近傍に存在する無線基地局２，３，４，５それぞれから伝達される信号強度の測定結果は、図３９に示す通りであったものとする。図３９は、本実施例において、図１に示す各無線基地局（本実施例の場合は無線基地局１，２，３，４，５）におけるバンド番号ごとの電力すなわち信号強度の測定結果を示すテーブルである。
【０２９３】
図３９のような信号強度の測定結果は、図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢに入力される。通信用周波数帯決定器１０ｅＢにおいては、自無線基地局１と他無線基地局２，３，４，５との複数の無線基地局における信号強度の測定結果に基づいて、無線基地局１の周辺で現在使用していない空き周波数帯を抽出するとともに、通信開始要求パケットの送信元の無線端末が今回の通信に使用する空き周波数帯を決定する。
【０２９４】
次に、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の本実施例において、無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を説明する。本実施例において無線端末３０の通信開始処理を行う無線基地局１のフローチャートは図１０の場合とほぼ同様である。
【０２９５】
最初に、図３の無線端末３０の構成からなり、通信開始を要求する無線端末は、図３の基地局−端末間インターフェース部３０ｄを介して、通信開始要求パケットを、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１に対して送信する（ステップＳ１１）。無線基地局１は、図１８の無線基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０からの通信開始要求パケットを受信すると（ステップＳ１２）、通信用周波数帯決定器１０ｅＢにおいて、当該無線端末３０が今回の通信に用いる周波数帯の決定処理を以下のような手順により行う（ステップＳ１３）。
【０２９６】
図１８の無線基地局１０Ｂの構成の無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢでは、まず、図１９に示す重み補正器１０ｅＢ１において、図３９に示した各無線基地局の信号強度の測定結果に対して、重み補正値として重み係数を乗算する。ここで、重み補正値として乗算する重み係数は、通信環境（例えば、無線基地局の受信電力測定値に相関が生じるシャドウイング環境下にあるか否かを示す環境条件）および無線基地局間の距離に応じて決定されるものである。
【０２９７】
例えば、自無線基地局の測定結果の重みｗｏ、信号強度の測定結果を送信してきた他無線基地局のうち、自無線基地局からの距離がシャドウイング環境下にあるものとしてあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈ例えば３０ｍ以内の他無線基地局の総数ｘと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｘ、自無線基地局からの距離が距離閾値Ｄｔｈ例えば３０ｍを超えてあらかじめ定めた第２の距離閾値５０ｍ以内の他無線基地局の総数ｙと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｙ、５０ｍを超す他無線基地局の総数ｚと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｚ、と設定した場合、次の通り、無線基地局間の距離に応じて決定される。
【０２９８】
すなわち、自無線基地局の測定結果の重み係数ｗ１は、
ｗ１＝ｗｏ／ｓ
で与えられる。
【０２９９】
また、自無線基地局を中心にして半径３０ｍの円内の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ２は、
ｗ２＝ｗｘ／ｓ
で与えられ、自無線基地局を中心にして半径３０ｍを超え半径５０ｍの円内の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ３は、
ｗ３＝ｗｙ／ｓ
で与えられ、自無線基地局を中心にして半径５０ｍの円外の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ４は、
ｗ４＝ｗｚ／ｓ
で与えられる。
【０３００】
なお、ここで、変数ｓは、
ｓ＝ｗｏ＋ｘ・ｗｘ＋ｙ・ｗｙ＋ｚ・ｗｚ
で与えられるものであり、重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４の正規化を行うための正規化変数である。
【０３０１】
例えば、自無線基地局、他無線基地局の測定結果の重みとして、
ｗｏ＝１、ｗｘ＝０、ｗｙ＝０．５、ｗｚ＝０．２５
とした場合で、かつ、図３９に示すように、無線基地局１へ信号強度の測定結果を伝達してきた他無線基地局の総数が無線基地局２，３，４，５の４個であり、図３８に示すように、４個の他無線基地局のうち、無線基地局１からの距離が距離閾値Ｄｔｈの３０ｍ以内に存在する無線基地局が、無線基地局２，４の２個、距離が距離閾値Ｄｔｈの３０ｍを超え、第２の距離閾値５０ｍ以内に存在する無線基地局が、無線基地局３の１個、距離が第２の距離閾値５０ｍを超す無線基地局が、無線基地局５の１個であったとすると、正規化変数ｓは
ｓ＝１＋２×０＋１×０．５＋１×０．２５＝１．７５
である。
【０３０２】
したがって、自無線基地局の測定結果の重み係数ｗ１は、
ｗ１＝１／１．７５
である。
【０３０３】
また、距離閾値Ｄｔｈの３０ｍ以内の無線基地局２，４の測定結果の重み係数ｗ２は、
ｗ２＝０／１．７５
であり、距離閾値Ｄｔｈの３０ｍを超え、第２の距離閾値５０ｍ以内の無線基地局３の測定結果の重み係数ｗ３は、
ｗ３＝０．５／１．７５
であり、距離５０ｍを超す無線基地局５の測定結果の重み係数ｗ３は、
ｗ４＝０．２５／１．７５
である。
【０３０４】
したがって、前記したような数値例の場合の本実施例における重み補正器１０ｅＢ１においては、図３９に示した各無線基地局の信号強度の測定結果に対して、それぞれ、重み係数ｗ１＝１／１．７５、ｗ２＝０／１．７５、ｗ３＝０．５／１．７５、ｗ４＝０．２５／１．７５を乗算することにする。つまり、重み係数として、無線基地局１，２，３，４，５の測定結果に対して乗算する数値は、適当な任意の値に設定することが可能であり、自無線基地局１から距離閾値Ｄｔｈの３０ｍ以内に存在する他無線基地局における受信電力の測定値に対しては“０”を設定している。また、距離閾値Ｄｔｈの３０ｍよりも遠い場所に存在する他無線基地局における受信電力の測定値に対しては、自無線基地局−他無線基地局間の距離に反比例するように、重み係数を設定している。
【０３０５】
すなわち、他無線基地局が自無線基地局１から遠くなる程、３０ｍを超えて５０ｍ以内までは、“０．５”、５０ｍを超えると、“０．２５”と、その受信電力の測定値に対して小さな重み係数を乗算するようにしている。ただし、ここで一例として示した、無線基地局１，２，３，４，５の測定結果に対して乗算する数値は、一例であって、この限りではない。例えば、距離閾値Ｄｔｈを、各無線基地局のシミュレーション結果によって算出するようにしても良いし、距離閾値Ｄｔｈを超えた領域に存在する他無線基地局に対する重み係数としては、自無線基地局−他無線基地局間の距離の二乗に反比例する値を用いるようにしても良い。
【０３０６】
しかる後、通信用周波数帯決定器１０ｅＢの加算器１０ｅＢ２において、バンドｍごとに、重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４を用いて重み付けされた各無線基地局の信号強度の測定結果を加算して、重み補正を施した補正信号強度ＳＰ（ｍ）を算出する。つまり、無線基地局ｉ（図３９においてはｉ＝１〜５）におけるバンド番号ｍの電力測定値（測定結果）をＰｉ（ｍ）とすると、無線基地局１でのバンドｍにおける各無線基地局の信号強度の測定結果Ｐｉ（ｍ）を重み補正して合成した後の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）は、各無線基地局間の距離に応じた重み補正値すなわち重み係数を乗算した結果として以下のように与えられる。
【０３０７】
ＳＰ１（ｍ）＝（１／１．７５）・Ｐ１（ｍ）＋（０／１．７５）・Ｐ２（ｍ）
＋（０．５／１．７５）・Ｐ３（ｍ）＋（０／１．７５）・Ｐ４（ｍ）
＋（０．２５／１．７５）・Ｐ５（ｍ）              …（８）
ここで、各無線基地局１，２，３，４，５におけるバンドごとの信号強度の測定結果が図３９の通りであったとすると、式（８）を用いて、図３９に示す無線基地局１におけるバンドｍごとの補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の算出結果は、以下のように与えられる。
【０３０８】
ＳＰ１（１） ＝（１／１．７５）・（−８６）
＋（０／１．７５）・（−８５）
＋（０．５／１．７５）・（−９０）
＋（０／１．７５）・（−８８）
＋（０．２５／１．７５）・（−１０８）
＝−９０．３ｄＢｍ
ＳＰ１（２）  ＝−１００．３ｄＢｍ
ＳＰ１（３）  ＝−１２４．３ｄＢｍ
ＳＰ１（４）  ＝−１２８．６ｄＢｍ
ＳＰ１（５）  ＝−１２８．３ｄＢｍ
ＳＰ１（６）  ＝−１０８．７ｄＢｍ
ＳＰ１（７）  ＝−９９．３ｄＢｍ
ＳＰ１（８）  ＝−９６．４ｄＢｍ
ＳＰ１（９）  ＝−１１０．４ｄＢｍ
ＳＰ１（１０）＝−１１６．３ｄＢｍ
次に、通信用周波数帯決定器１０ｅＢの比較器１０ｅＢ３において、加算器１０ｅＢ２から出力された重み補正後の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較し、該閾値を下回るバンドは空きと判定する。したがって、図３９の信号強度の測定結果に基づいて、前述のような各バンド（各周波数帯）の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）が得られている場合、周波数決定器１０ｅＢ４においては、比較器１０ｅＢ３からの比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）から、空き周波数帯と判定するバンドは、補正信号強度ＳＰ１（３），ＳＰ１（４），ＳＰ１（５）に相当するバンド番号３，４，５であり、バンド番号３，４，５が空いている周波数帯であるものとみなす。さらに、これらの３つのバンドの中で補正信号強度ＳＰ１（ｍ）が最も低いバンド（すなわち前述の場合はバンド番号４）が最も干渉量が少ないバンドであるものと判断して、当該バンドの周波数帯を通信に用いることに決定する。
【０３０９】
以上のような演算結果から、無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢの周波数決定器１０ｅＢ４においては、バンド番号４が空いている周波数帯とみなす。したがって、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢの周波数決定器１０ｅＢ４は、バンド番号４の中心周波数２．４３５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、通信開始要求パケットを送信してきた無線端末３０との通信に用いることに決定し、図１８に示す無線信号処理部１０ｈの周波数・バンド幅を設定する。さらに、図１０のフローチャートに示すように、同時に、基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０の通信に用いることに決定した周波数・バンド幅の情報が格納された周波数指示パケットを、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０へ送信する（ステップＳ１４）。当該無線端末３０は、この周波数指示パケットを受信し（ステップＳ１５）、図３に示す無線信号処理部３０ｂの周波数・バンド幅を設定し、通信を開始する。
【０３１０】
以上のように、通信用周波数帯決定器１０ｅＢとして、自無線基地局１の信号強度の測定結果および他無線通信局装置２，３，４，５から伝達されたそれぞれの信号強度の測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、無線基地局の通信環境（シャドウイング環境下にあるか否かを含む環境条件）および無線基地局間の距離に応じてあらかじめ設定された重み補正値（本実施例の場合は重み係数）によって重み補正を施す重み補正器１０ｅＢ１と加算器１０ｅＢ２とからなる重み補正手段を用いて重み補正された、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果すなわち補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する比較器１０ｅＢ３と、を少なくとも備えることによって、自無線基地局１からの距離に応じて信号強度の測定結果の重み補正を施すことを可能とし、もって、自無線通信局装置周辺におけるより正確な空き周波数の判定結果を得ることができる。
【０３１１】
さらに説明すれば、無線基地局１は、今回の通信に用いる無線信号の周波数帯として、当該無線基地局１における信号強度の判定結果のみならず、無線基地局の通信環境（例えば、信号強度測定値に相関が生じるシャドウイング環境下にあるか否かを示す環境条件など）および距離に応じた重み補正を施すことにより、自無線基地局１の近傍に位置するすべての他の無線基地局２，３，４，５における信号強度の判定結果をも用いて、自・他すべての無線基地局いずれにおいても、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度にあるバンドを、今回の通信用の周波数帯として使用することに決定する仕組みを採用しているので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、電波検出器１０ｃのバンドパスフィルタ１０ｃ３など、空き周波数を検出する一部の無線基地局の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、無線基地局１周辺における空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度をより高めることができる。
【０３１２】
ここで、自無線基地局１から、シャドウイング環境下にある場合としてあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈ以内に存在する他の無線基地局の受信電力測定値（信号強度測定値）に対しては“０”という重み係数を乗算することにより、実質的に、シャドウイング環境下にある他の無線基地局の受信電力測定値は、空き周波数の検出用として反映されないようにしている。つまり、自無線基地局１の受信電力測定値と相関が高い他の無線基地局の受信電力測定値は、空き周波数の検出用としては用いられないので、無線基地局１の通信環境として、相関があるシャドウイング環境下にあったとしても、他の無線通信システムとの干渉を回避する効果が得られる。
【０３１３】
なお、前述した実施例においては、自無線通信局装置における信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における信号強度の測定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、無線基地局の通信環境および無線基地局間の距離に応じてあらかじめ設定された重み係数を適用した重み補正値によって重み補正する例について説明したが、本発明は、かかる場合に限るものではない。
【０３１４】
例えば、自無線基地局のサービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末において測定された信号強度の端末測定結果および他無線基地局の信号強度の端末測定結果に対して重み補正を施すようにしても良いし、あるいは、自無線基地局のサービスエリア内に存在する１ないし複数の無線端末から伝達されてきた信号強度の端末測定結果を加算平均した加算平均値および他無線基地局から伝達されてきた加算平均値に対して重み補正を施すようにしても良い。また、第７の実施例において説明したような無線基地局の通信環境（例えば、設置場所や通信時間帯、過去の干渉発生状況などのいずれか１ないし複数）の変化をも加味して、重み補正を施すようにしても良い。また、第６の実施例において説明したように、通信に用いる周波数帯のみならず、通信に用いる通信方式および／または送信電力量をも合わせて決定するようにしても良い。
【０３１５】
（第９の実施例）
次に、本発明による無線通信システム、無線通信局装置（無線基地局）、無線端末装置（無線端末）および無線通信方法に関する第９の実施例について説明する。本実施例においては、無線基地局側における通信用周波数や通信方式の決定処理において、各無線基地局の信号強度の測定結果に重み付け補正を行う際に、第８の実施例の場合と同様、前述の第３の実施例や第４の実施例の場合とは異なり、近傍に存在する各無線基地局の受信電力測定値との間に相関が生じるようなシャドウイング環境下にある場合を考慮に入れて重み付け補正を行う場合について、第８の実施例の場合とは異なる他の例を説明するものである。
【０３１６】
つまり、本実施例においては、通信用周波数や通信方式の決定を行う無線基地局からあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈの範囲内に存在する無線基地局について、通信用周波数や通信方式の決定を行う当該無線基地局との間に受信電力測定値に関して相関が生じるシャドウイングの影響を受けているものとして、重み付け係数を、第８の実施例における“０”の代わりに、距離に比例した補正を行う重み係数として、前記距離閾値Ｄｔｈの範囲内に存在する無線基地局の信号強度の測定結果を、距離が近い他無線基地局ほど、通信用周波数や通信方式の決定処理に反映しないようにする場合を示している。
【０３１７】
本実施例においては、空き周波数を検出する処理を行う際に用いる、補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の算出式において、図４０に示すように、通信環境（例えばシャドウイング環境）および無線基地局間の距離に応じて、信号強度測定値を補正するための重み係数の値を決定するようにしている。図４０は、通信環境および無線基地局間の距離に応じて重み係数の値を決定する決定方法の図３７とは異なる他の例を示す模式図であり、かくのごときシャドウイング環境下に存在する他無線基地局とシャドウイング環境外に存在する他無線基地局とでは、受信電力測定値を重み補正する重み係数を異なる方法にて決定する異なる例を示している。
【０３１８】
つまり、図４０に示すように、シャドウイング環境下にある範囲内としてあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈ以内に存在する他無線基地局に対する重み係数は、第８の実施例のように“０”を設定する代わりに、自無線基地局−他無線基地局との間の距離に比例して、信号強度を補正するための重み係数の値を決定して、自無線基地局からの距離が近く、シャドウイング環境下の影響をより強く受ける他無線基地局の受信電力測定値は、通信用周波数や通信方式の決定処理により少なく反映するようにし、一方、距離閾値Ｄｔｈを超える範囲に存在し、シャドウイング環境外にある他無線基地局については、図３６に示す実施例３の場合と同様、自無線基地局−他無線基地局との間の距離に反比例して、信号強度を補正するための重み係数の値を決定するようにする。
【０３１９】
本実施例における無線通信システムのシステム構成は、第１の実施例の図１の場合と同様である。また、本実施例における無線端末の構成は、第１の実施例の図３の場合と同様であり、無線基地局の構成は、第３または第４の実施例の図１８または図２１の場合と同様である。つまり、図１に示す各無線端末３１，３２，３３，…は、図３に示す無線端末３０の構成からなり、各無線基地局１，２，３，４，５は、図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢを備えた図１８の無線基地局１０Ｂまたは図２２の通信用周波数帯決定器１０ｅＣを備えた図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなっている。
【０３２０】
なお、無線基地局間の距離は、第１の実施例の図２の場合とは異なり、第８の実施例の図３８の場合と同様である。ここで、無線基地局間の距離がシャドウイング環境下としての受信電力測定値の相関が生じることになる前記距離閾値Ｄｔｈとして例えば３０ｍと設定し、通信用周波数や通信方式の決定を行う際に、無線基地局１から前記距離閾値Ｄｔｈ例えば３０ｍ以内に存在する無線基地局２，４の受信電力測定値については、シャドウイング環境下にあるものとして、重み係数を無線基地局１からのそれぞれの距離３０ｍ、２０ｍに比例した値に設定することにより、シャドウイング環境下にある無線基地局２，４のうち、無線基地局１に近い無線基地局４の受信電力測定値を、より遠い無線基地局２の受信電力測定値に比してその影響度が低下するように、重み係数を設定するようにする。
【０３２１】
つまり、第３の実施例に示すように、受信電力測定値（信号強度）に重み係数を重み補正値として乗ずる場合には、シャドウイング環境下にある無線基地局２，４に関しては、該重み係数を無線基地局１からの距離に比例した小さな値として乗算し、第４の実施例に示すように、受信電力測定値（信号強度）に伝搬損失量を重み補正値として加減算する場合には、シャドウイング環境下にある無線基地局２，４に関しては、該伝搬損失量を無線基地局１からの距離に反比例した値として、加算ではなく減算する。
【０３２２】
以下に、図３、図１８のごとき構成からなる無線端末３０、無線基地局１０Ｂを用いる本実施例に関し、図１に示す無線基地局１において通信に使用する無線信号の周波数、バンド幅の決定処理について、本発明の無線通信方法の一例を示す図７および図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、無線基地局が図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなっている場合について、以下に説明するが、前述の図２１の無線基地局１０Ｃの構成からなっている場合についても、ほぼ同様であり、各無線基地局の受信電力測定値（信号強度測定値）を重み補正する際に、重み係数を乗算する代わりに、重み補正値として、伝搬損失量を加減算する処理を行うことを除いて、以下の説明と全く同様である。
【０３２３】
本実施例では、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる図１の無線基地局１において、第１の実施例の場合と同様に、無線信号の空き周波数を検出するために無線信号の信号強度を測定する電波検出処理および通信に使用する周波数帯の決定から通信の開始に至るまでの一連の処理を行う通信開始処理の２つの処理が行われる。電波検出処理は、あらかじめ定めた周期で定期的に実行されており、通信開始処理は、無線端末からの通信開始要求パケットによる通信開始要求がトリガになって実行される。
【０３２４】
まず、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の本実施例における電波検出処理の一例を、図７を用いて説明する。無線信号の空き周波数を検出するための無線基地局１の本実施例における電波検出処理は、第１の実施例における図７のフローチャートとほぼ同様である。
【０３２５】
図７において、まず、全無線基地局間で同期したタイマを用いてあらかじめ定めた時限まで計時するように設定し（ステップＳ１）、該タイマがあらかじめ定めた時限に達するまで（ステップＳ３のｎｏ）、減少処理が行われ（ステップＳ２）、タイマが満了になった時に（ステップＳ３のｙｅｓ）、電波検出処理が開始される。
【０３２６】
図１８の無線基地局１０Ｂに設けられた図５に示す電波検出器１０ｃにおいて電波検出処理が開始されると、電波検出器１０ｃでは、利用対象候補の周波数帯域２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚを１０ＭＨｚの幅を持つ複数のバンド（本実施例では１０個のバンド）に区切り、バンドパスフィルタ１０ｃ３の中心周波数が、各バンドの中心周波数の２．４０５ＧＨｚから２．４９５ＧＨｚに至るまでの間、すなわち、全周波数帯域の信号強度の測定が完了するまでの間（ステップＳ５のｎｏ）、１０ＭＨｚずつ、順次、中心周波数を変えて（ステップＳ６）、電波検出用アンテナ１０ｂで受信した無線信号について各バンドの電力を信号強度としてパワー測定器１０ｃ４で測定する（ステップＳ４）。
【０３２７】
全周波数帯域の信号強度の測定が完了すると（ステップＳ５のｙｅｓ）、その後、図１に示す信号線２１，…，２７を介して、他の無線基地局との間で、信号強度の測定結果を交換する（ステップＳ７）。なお、無線基地局間の距離に応じて信号強度の測定結果を重み補正する本実施例においては、信号強度の測定結果を交換する無線基地局は、第３の実施例と同様、自無線基地局を中心にした半径５ｋｍの円内に存在する無線基地局に限らず、近傍に存在するすべての無線基地局（本実施例においては無線基地局１，２，３，４，５）を対象とし、さらに、他の無線基地局との間で交換する情報は、第３の実施例の場合と同様、信号強度の測定結果に限られ、測定結果と閾値例えば−１２０ｄＢｍとを比較した判定結果を交換する動作はしない。
【０３２８】
ここで、無線基地局１において、当該無線基地局１自体の信号強度の測定結果、および、無線基地局１の近傍に存在する無線基地局２，３，４，５それぞれから伝達される信号強度の測定結果は、第８の実施例の場合と同様、図３９に示す通りであったものとする。
【０３２９】
図３９のような信号強度の測定結果は、図１９の通信用周波数帯決定器１０ｅＢに入力される。通信用周波数帯決定器１０ｅＢにおいては、自無線基地局１と他無線基地局２，３，４，５との複数の無線基地局における信号強度の測定結果に基づいて、無線基地局１の周辺で現在使用していない空き周波数帯を抽出するとともに、通信開始要求パケットの送信元の無線端末が今回の通信に使用する空き周波数帯を決定する。
【０３３０】
次に、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の本実施例において、無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を説明する。本実施例において無線端末３０の通信開始処理を行う無線基地局１のフローチャートは図１０の場合とほぼ同様である。
【０３３１】
最初に、図３の無線端末３０の構成からなり、通信開始を要求する無線端末は、図３の基地局−端末間インターフェース部３０ｄを介して、通信開始要求パケットを、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１に対して送信する（ステップＳ１１）。無線基地局１は、図１８の無線基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０からの通信開始要求パケットを受信すると（ステップＳ１２）、通信用周波数帯決定器１０ｅＢにおいて、当該無線端末３０が今回の通信に用いる周波数帯の決定処理を以下のような手順により行う（ステップＳ１３）。
【０３３２】
図１８の無線基地局１０Ｂの構成の無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢでは、まず、図１９に示す重み補正器１０ｅＢ１において、図３９に示した各無線基地局の信号強度の測定結果に対して、重み補正値として重み係数を乗算する。ここで、重み補正値として乗算する重み係数は、通信環境（例えば、無線基地局の受信電力測定値に相関が生じるシャドウイング環境下にあるか否かを示す環境条件）および無線基地局間の距離に応じて決定されるものである。
【０３３３】
例えば、自無線基地局の測定結果の重みｗｏ、信号強度の測定結果を送信してきた他無線基地局のうち、自無線基地局からの距離がシャドウイング環境下にあるごく近傍の２０ｍ以内に存在する他無線基地局の総数ｖと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｖ、ごく近傍範囲の２０ｍを超えてシャドウイング環境下にあるものとしてあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈ例えば３０ｍ以内に存在する他無線基地局の総数ｘと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｘ、自無線基地局からの距離が３０ｍを超えてあらかじめ定めた第２の距離閾値５０ｍ以内の他無線基地局の総数ｙと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｙ、５０ｍを超す他無線基地局の総数ｚと当該他無線基地局の各測定結果の重みｗｚ、と設定した場合、次の通り、無線基地局間の距離に応じて決定される。
【０３３４】
すなわち、自無線基地局の測定結果の重み係数ｗ１は、
ｗ１＝ｗｏ／ｓ
で与えられる。
【０３３５】
また、自無線基地局を中心にして半径２０ｍの円内の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ２は、
ｗ２＝ｗｖ／ｓ
で与えられ、自無線基地局を中心にして半径２０ｍを超え半径３０ｍの円内の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ３は、
ｗ３＝ｗｘ／ｓ
で与えられ、自無線基地局を中心にして半径３０ｍを超え半径５０ｍの円内の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ４は、
ｗ４＝ｗｙ／ｓ
で与えられ、自無線基地局を中心にして半径５０ｍの円外の他無線基地局それぞれの測定結果の重み係数ｗ５は、
ｗ５＝ｗｚ／ｓ
で与えられる。
【０３３６】
なお、ここで、変数ｓは、
ｓ＝ｗｏ＋ｖ・ｗｖ＋ｘ・ｗｘ＋ｙ・ｗｙ＋ｚ・ｗｚ
で与えられるものであり、重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５の正規化を行うための正規化変数である。
【０３３７】
例えば、自無線基地局、他無線基地局の測定結果の重みとして、
ｗｏ＝１、ｗｖ＝０、ｗｘ＝０．２５、ｗｙ＝０．５、ｗｚ＝０．２５
とした場合で、かつ、図３９に示すように、無線基地局１へ信号強度の測定結果を伝達してきた他無線基地局の総数が無線基地局２，３，４，５の４個であり、図３８に示すように、４個の他無線基地局のうち、無線基地局１からの距離が２０ｍ以内のごく近傍に存在する無線基地局が、無線基地局４の１個、無線基地局１からの距離が２０ｍを超え距離閾値Ｄｔｈの３０ｍ以内に存在する無線基地局が、無線基地局２の１個、距離が距離閾値Ｄｔｈの３０ｍを超え、第２の距離閾値５０ｍ以内に存在する無線基地局が、無線基地局３の１個、距離が第２の距離閾値５０ｍを超す無線基地局が、無線基地局５の１個であったとすると、正規化変数ｓは
ｓ＝１＋１×０．２５＋１×０．５＋１×０＋１×０．２５＝２．０
である。
【０３３８】
したがって、自無線基地局の測定結果の重み係数ｗ１は、
ｗ１＝１／２．０
である。
【０３３９】
また、半径２０ｍ以内の無線基地局４の測定結果の重み係数ｗ２は、
ｗ２＝０／２．０
また、半径２０ｍを超え、距離閾値Ｄｔｈの３０ｍ以内の無線基地局２の測定結果の重み係数ｗ３は、
ｗ３＝０．２５／２．０
であり、距離閾値Ｄｔｈの３０ｍを超え、第２の距離閾値５０ｍ以内の無線基地局３の測定結果の重み係数ｗ４は、
ｗ４＝０．５／２．０
であり、距離５０ｍを超す無線基地局５の測定結果の重み係数ｗ５は、
ｗ５＝０．２５／２．０
である。
【０３４０】
したがって、前記したような数値例の場合の本実施例における重み補正器１０ｅＢ１においては、図３９に示した各無線基地局の信号強度の測定結果に対して、それぞれ、重み係数ｗ１＝１／２．０、ｗ２＝０／２．０、ｗ３＝０．２５／２．０、ｗ４＝０．５／２．０、ｗ５＝０．２５／２．０を乗算することにする。つまり、重み係数として、無線基地局１，２，３，４，５の測定結果に対して乗算する数値は、適当な任意の値に設定することが可能であり、自無線基地局１から距離閾値Ｄｔｈの３０ｍ以内に存在する他無線基地局における受信電力の測定値に対しては、自無線基地局−他無線基地局間の距離に比例するように、かつ、自無線基地局１から丁度距離閾値Ｄｔｈの３０ｍに存在する他無線基地局における重み係数が、距離閾値Ｄｔｈの３０ｍを超えた範囲に存在する他無線基地局よりも大きい値になるように、重み係数を設定している。
【０３４１】
すなわち、ごく近傍の例えば２０ｍ以内の他無線基地局における受信電力の測定値に対しては“０”を設定し、２０ｍを超えて距離閾値Ｄｔｈの３０ｍ以内に存在する他無線基地局における受信電力の測定値に対しては“０．２５”を設定している。また、距離閾値Ｄｔｈの３０ｍよりも遠い場所に存在する他無線基地局における受信電力の測定値に対しては、自無線基地局−他無線基地局間の距離に反比例するように、重み係数を設定している。すなわち、他無線基地局が自無線基地局１から遠くなる程、３０ｍを超えて５０ｍ以内までは、“０．５”、５０ｍを超えると、“０．２５”と、その受信電力の測定値に対して小さな重み係数を乗算するようにしている。
【０３４２】
ただし、ここで一例として示した、無線基地局１，２，３，４，５の測定結果に対して乗算する数値は、一例であって、この限りではない。例えば、距離閾値Ｄｔｈを、各無線基地局のシミュレーション結果によって算出するようにしても良いし、シャドウイング環境下として距離閾値Ｄｔｈの３０ｍ以内にある他無線基地局については、自無線基地局−他無線基地局間の距離の二乗に比例する重み係数とし、距離閾値Ｄｔｈの３０ｍを超えた領域に存在する他無線基地局については、自無線基地局−他無線基地局間の距離の二乗に反比例する重み係数としても良い。
【０３４３】
しかる後、通信用周波数帯決定器１０ｅＢの加算器１０ｅＢ２において、バンドｍごとに、重み係数ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５を用いて重み付けされた各無線基地局の信号強度の測定結果を加算して、重み補正を施した補正信号強度ＳＰ（ｍ）を算出する。つまり、無線基地局ｉ（図３９においてはｉ＝１〜５）におけるバンド番号ｍの電力測定値（測定結果）をＰｉ（ｍ）とすると、無線基地局１でのバンドｍにおける各無線基地局の信号強度の測定結果Ｐｉ（ｍ）を重み補正して合成した後の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）は、各無線基地局間の距離に応じた重み補正値すなわち重み係数を乗算した結果として以下のように与えられる。
【０３４４】
ＳＰ１（ｍ）＝（１／２．０）・Ｐ１（ｍ）＋（０．２５／２．０）・Ｐ２（ｍ）
＋（０．５／２．０）・Ｐ３（ｍ）＋（０／２．０）・Ｐ４（ｍ）
＋（０．２５／２．０）・Ｐ５（ｍ）              …（９）
ここで、各無線基地局１，２，３，４，５におけるバンドごとの信号強度の測定結果が図３９の通りであったとすると、式（８）を用いて、図３９に示す無線基地局１におけるバンドｍごとの補正信号強度ＳＰ１（ｍ）の算出結果は、以下のように与えられる。
【０３４５】
ＳＰ１（１） ＝（１／２．０）・（−８６）
＋（０．２５／２．０）・（−８５）
＋（０．５／２．０）・（−９０）
＋（０／２．０）・（−８８）
＋（０．２５／２．０）・（−１０８）
＝−８９．６ｄＢｍ
ＳＰ１（２）  ＝−１００．５ｄＢｍ
ＳＰ１（３）  ＝−１２５．８ｄＢｍ
ＳＰ１（４）  ＝−１２９．５ｄＢｍ
ＳＰ１（５）  ＝−１２９．０ｄＢｍ
ＳＰ１（６）  ＝−１０７．３ｄＢｍ
ＳＰ１（７）  ＝−９７．４ｄＢｍ
ＳＰ１（８）  ＝−９５．１ｄＢｍ
ＳＰ１（９）  ＝−１０８．８ｄＢｍ
ＳＰ１（１０）＝−１１５．４ｄＢｍ
次に、通信用周波数帯決定器１０ｅＢの比較器１０ｅＢ３において、加算器１０ｅＢ２から出力された重み補正後の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値例えば−１２０ｄＢｍと比較し、該閾値を下回るバンドは空きと判定する。したがって、図３９の信号強度の測定結果に基づいて、前述のような各バンド（各周波数帯）の補正信号強度ＳＰ１（ｍ）が得られている場合、周波数決定器１０ｅＢ４においては、比較器１０ｅＢ３からの比較結果（空き周波数か否かを示す判定結果）から、空き周波数帯と判定するバンドは、補正信号強度ＳＰ１（３），ＳＰ１（４），ＳＰ１（５）に相当するバンド番号３，４，５であり、バンド番号３，４，５が空いている周波数帯であるものとみなす。さらに、これらの３つのバンドの中で補正信号強度ＳＰ１（ｍ）が最も低いバンド（すなわち前述の場合はバンド番号４）が最も干渉量が少ないバンドであるものと判断して、当該バンドの周波数帯を通信に用いることに決定する。
【０３４６】
以上のような演算結果から、無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢの周波数決定器１０ｅＢ４においては、バンド番号４が空いている周波数帯とみなす。したがって、図１８の無線基地局１０Ｂの構成からなる無線基地局１の通信用周波数帯決定器１０ｅＢの周波数決定器１０ｅＢ４は、バンド番号４の中心周波数２．４３５ＧＨｚ、バンド幅１０ＭＨｚを、通信開始要求パケットを送信してきた無線端末３０との通信に用いることに決定し、図１８に示す無線信号処理部１０ｈの周波数・バンド幅を設定する。さらに、図１０のフローチャートに示すように、同時に、基地局−端末間インターフェース部１０ｆを介して、無線端末３０の通信に用いることに決定した周波数・バンド幅の情報が格納された周波数指示パケットを、通信開始要求パケットの送信元の無線端末３０へ送信する（ステップＳ１４）。当該無線端末３０は、この周波数指示パケットを受信し（ステップＳ１５）、図３に示す無線信号処理部３０ｂの周波数・バンド幅を設定し、通信を開始する。
【０３４７】
以上のように、通信用周波数帯決定器１０ｅＢとして、自無線基地局１の信号強度の測定結果および他無線通信局装置２，３，４，５から伝達されたそれぞれの信号強度の測定結果を、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、無線基地局の通信環境（シャドウイング環境下にあるか否かを含む環境条件）および無線基地局間の距離に応じてあらかじめ設定された重み補正値（本実施例の場合は重み係数）によって重み補正を施す重み補正器１０ｅＢ１と加算器１０ｅＢ２とからなる重み補正手段を用いて重み補正された、自無線通信局装置の前記信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達された他無線通信局装置の前記信号強度の測定結果すなわち補正信号強度ＳＰ１（ｍ）を、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値と比較して、自無線通信局装置周辺における空き周波数か否かを示す信号強度の判定結果を出力する比較器１０ｅＢ３と、を少なくとも備えることによって、自無線基地局１からの距離に応じて信号強度の測定結果の重み補正を施すことを可能とし、もって、自無線通信局装置周辺におけるより正確な空き周波数の判定結果を得ることができる。
【０３４８】
さらに説明すれば、無線基地局１は、今回の通信に用いる無線信号の周波数帯として、当該無線基地局１における信号強度の判定結果のみならず、無線基地局の通信環境（例えば、信号強度測定値に相関が生じるシャドウイング環境下にあるか否かを示す環境条件など）および距離に応じた重み補正を施すことにより、自無線基地局１の近傍に位置するすべての他の無線基地局２，３，４，５における信号強度の判定結果をも用いて、自・他すべての無線基地局いずれにおいても、空き周波数判定用としてあらかじめ定めた閾値以下の低い信号強度にあるバンドを、今回の通信用の周波数帯として使用することに決定する仕組みを採用しているので、たとえ、他の無線通信システムからの電波が障害物による遮蔽やフェージングなどによって一時的に受信レベルが弱くなっていたり、また、電波検出器１０ｃのバンドパスフィルタ１０ｃ３など、空き周波数を検出する一部の無線基地局の機器の検出精度に誤差が発生したりしている場合があったとしても、無線基地局１周辺における空き周波数の誤検出を引き起こす確率を低減し、空き周波数の検出精度をより高めることができる。
【０３４９】
ここで、自無線基地局１から、シャドウイング環境下にある場合としてあらかじめ定めた距離閾値Ｄｔｈ以内に存在する他の無線基地局の受信電力測定値（信号強度測定値）に対しては自無線基地局１と他無線基地局との間の距離に比例した重み係数を乗算することにより、自無線基地局１に近い程、他無線基地局における受信電力測定値に対して小さい重み係数が乗算されるので、空き周波数の検出用として、シャドウイング環境下にあって相関が高い他無線基地局ほど、その受信電力測定値の影響を実質的に低減することができる。つまり、自無線基地局１における空き周波数の検出を行う際に、自無線基地局１の受信電力測定値と相関度合いが高い程度に応じて、他の無線基地局の受信電力測定値の影響度を調整するように設定しているので、無線基地局１の通信環境として、相関があるシャドウイング環境下にあったとしても、他の無線通信システムとの干渉を回避する効果が得られる。
【０３５０】
なお、前述した実施例においては、自無線通信局装置における信号強度の測定結果および他無線通信局装置から伝達されてきた他無線通信局装置における信号強度の測定結果に対して、利用対象の全周波数帯域について、周波数帯ごとに、無線基地局の通信環境および無線基地局間の距離に応じてあらかじめ設定された重み係数を適用した重み補正値によって重み補正する例について説明したが、本発明は、かかる場合に限るものではない。
【０３５１】
例えば、自無線基地局のサービスエリアに存在する１ないし複数の無線端末において測定された信号強度の端末測定結果および他無線基地局の信号強度の端末測定結果に対して重み補正を施すようにしても良いし、あるいは、自無線基地局のサービスエリア内に存在する１ないし複数の無線端末から伝達されてきた信号強度の端末測定結果を加算平均した加算平均値および他無線基地局から伝達されてきた加算平均値に対して重み補正を施すようにしても良い。また、第７の実施例において説明したような無線基地局の通信環境（例えば、設置場所や通信時間帯、過去の干渉発生状況などのいずれか１ないし複数）の変化をも加味して、重み補正を施すようにしても良い。また、第６の実施例において説明したように、通信に用いる周波数帯のみならず、通信に用いる通信方式および／または送信電力量をも合わせて決定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０３５２】
【図１】本発明による無線通信システムのシステム構成の一例を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示す或る無線基地局と近傍の他の無線基地局との間の距離の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施例における無線端末のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図４】本発明の第１の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図５】図４に示す無線基地局の電波検出器のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図６】図４に示す無線基地局の通信用周波数帯決定器の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図７】本発明の第１の実施例の各無線基地局における電波検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ帯を１０ＭＨｚごとにバンド番号を割り当てた場合の説明図である。
【図９】本発明の第１の実施例において、図１に示す各無線基地局におけるバンド番号ごとの電力の測定結果と判定結果とを示すテーブルである。
【図１０】本発明の第１の実施例の無線基地局において無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施例における無線端末のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図１２】本発明の第２の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図１３】図１２に示す無線基地局の通信用周波数帯決定器の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図１４】本発明の第２の実施例の各無線端末における電波検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施例において、無線端末から通信開始要求を受け取った無線基地局のサービスエリアに存在する各無線端末におけるバンド番号ごとの電力の端末測定結果を示すテーブルである。
【図１６】本発明の第２の実施例において、無線端末から通信開始要求を受け取った無線基地局のサービスエリアに存在する各無線端末におけるバンド番号ごとの電力の端末判定結果を示すテーブルである。
【図１７】無線端末から通信開始要求を受け取った無線基地局に隣接する他の無線基地局におけるバンド番号ごとの電力の判定結果を示すテーブルである。
【図１８】本発明の第３の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図１９】図１８に示す無線基地局の通信用周波数帯決定器の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２０】本発明の第３の実施例において、図１に示す各無線基地局におけるバンド番号ごとの電力の測定結果を示すテーブルである。
【図２１】本発明の第４の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２２】図２１に示す無線基地局の通信用周波数帯決定器の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２３】本発明の第４の実施例において、図１に示す各無線基地局におけるバンド番号ごとの電力の測定結果を示すテーブルである。
【図２４】本発明の第４の実施例において、図１に示す各無線基地局におけるバンド番号ごとの電力の測定結果を補正した補正測定結果と判定結果とを示すテーブルである。
【図２５】本発明の第５の実施例における無線端末のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２６】本発明の第５の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２７】図２６に示す無線基地局の通信用周波数帯決定器の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２８】本発明の第５の実施例の各無線端末における電波検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の第６の実施例における無線端末のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図３０】本発明の第６の実施例における無線基地局のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図３１】図３０に示す無線基地局の通信用周波数帯・通信方式決定器の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図３２】本発明の第６の実施例の無線基地局において無線端末の通信開始処理を行う動作の一例を示すフローチャートである。
【図３３】本発明の第６の実施例において、図１に示す無線基地局におけるバンド番号ごとの電力の測定結果を補正した補正測定結果すなわち補正信号強度の具体例を示すテーブルである。
【図３４】本発明の第６の実施例において、補正信号強度の値に対応した通信方式および送信電力量の一例を示すテーブルである。
【図３５】無線局（無線基地局、無線端末）間の距離に対する各無線局における受信電力測定値の相関係数の変化の様子を示す相関図である。
【図３６】本発明の第３の実施例において、無線基地局間の距離に応じて重み係数の値を決定する決定方法の一例を示す模式図である。
【図３７】本発明の第８の実施例において、通信環境および無線基地局間の距離に応じて重み係数の値を決定する決定方法の一例を示す模式図である。
【図３８】図１に示す或る無線基地局と近傍の他の無線基地局との間の距離の図２とは異なる他の例を示す説明図である。
【図３９】本発明の第８の実施例において、図１に示す各無線基地局におけるバンド番号ごとの電力の測定結果を補正した補正測定結果と判定結果とを示すテーブルである。
【図４０】本発明の第９の実施例において、通信環境および無線基地局間の距離に応じて重み係数の値を決定する決定方法の図３７とは異なる他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０３５３】
１，２，３，４，５，１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…無線基地局、１０ａ…通信用アンテナ、１０ｂ…電波検出用アンテナ、１０ｃ…電波検出器、１０ｃ１…直交復調器、１０ｃ２…シンセサイザ、１０ｃ３…バンドパスフィルタ、１０ｃ４…パワー測定器、１０ｄ…基地局間インターフェース部、１０ｅ，１０ｅＡ，１０ｅＢ，１０ｅＣ，１０ｅＤ…通信用周波数帯決定器、１０ｅ１…比較器、１０ｅ２，１０ｅＡ１…論理積演算器、１０ｅ３，１０ｅＡ２…周波数決定器、１０ｅＢ１…重み補正器、１０ｅＢ２…加算器、１０ｅＢ３…比較器、１０ｅＢ４…周波数決定器、１０ｅＣ１…重み補正器、１０ｅＣ２…比較器、１０ｅＣ３…論理積演算器、１０ｅＣ４…周波数決定器、１０ｅＤ１…平均演算器、１０ｅＤ２…比較器、１０ｅＤ３…周波数決定器、１０ｅＥ…通信用周波数帯・通信方式決定器、１０ｅＥ４…周波数帯・通信方式決定器、１０ｆ…基地局−端末間インターフェース部、１０ｆＥ…基地局−端末間インターフェース部、１０ｇ…スイッチ、１０ｈ…無線信号処理部、１０ｈＥ…無線信号処理部、１１，１２，１３，１４，１５…サービスエリア、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７…信号線、３０，３０Ａ，３１，３２，３３，３０Ｄ，３０Ｅ…無線端末、３０ａ…アンテナ、３０ｂ，３０ｂＥ…無線信号処理部、３０ｃ…スイッチ（スイッチ１）、３０ｄ，３０ｄＥ…基地局−端末間インターフェース部、３０ｅ…電波検出器、３０ｆ…比較器、３０ｇ…スイッチ２、１００…無線通信システム。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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