(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
優先的に特定の周波数を用いて無線通信を行なう優先無線システムに属する無線通信装置と、前記優先無線システムに属する無線通信装置が前記周波数を用いて無線通信を行なっていない時に、前記周波数を利用して無線通信を行なう非優先無線システムに属する無線通信装置と、を有する無線通信システムにおける、前記非優先無線システムに属する無線通信装置であって、
前記非優先無線システムに属する無線通信装置が、
前記周波数による無線通信処理と、他装置からの無線信号の受信処理とを行なう無線通信手段と、
前記受信処理によって取得した無線信号から周波数情報を取得する周波数情報取得手段と、
前記取得した周波数情報に基づいて、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数の無線通信の有無を判定する優先無線システム検出手段と、
自然環境情報を取得する自然環境情報取得手段と、
前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数の無線通信の有無と、前記取得した自然環境情報とに基づいて、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数を用いた無線通信が行われていると判定した場合、または前記取得した自然環境情報の示す値がその閾値を超えたと判定した場合に、自装置の無線通信の停止、電波の輻射の停止を行い、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数を用いた無線通信が行われていないと判定すると共に、前記取得した自然環境情報の示す値がその閾値を超えていないと判定した場合に、前記周波数を用いた自装置の無線通信の開始、前記周波数を用いた自装置の無線通信の継続のいずれかを決定する処理決定手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記非優先無線システムに属する無線通信装置の自然環境情報取得手段は、通信ネットワークを介して他装置から前記自然環境情報を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記自然環境情報は、地震発生時に計測できる地震波のうちのＰ波、空気中の気圧、風速、雨量、津波発生時に計測できる潮位、波の振動周期、空気中の放射線量の何れか１つまたは複数であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
優先的に特定の周波数を用いて無線通信を行なう優先無線システムに属する無線通信装置と、前記優先無線システムに属する無線通信装置が前記周波数を用いて無線通信を行なっていない時に、前記周波数を利用して無線通信を行なう非優先無線システムに属する無線通信装置と、を有する無線通信システムにおける、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の処理方法であって、
前記非優先無線システムに属する無線通信装置の無線通信手段が、前記周波数による無線通信処理と、他装置からの無線信号の受信処理とを行ない、
前記非優先無線システムに属する無線通信装置の周波数情報取得手段が、前記受信処理によって取得した無線信号から周波数情報を取得し、
前記非優先無線システムに属する無線通信装置の優先無線システム検出手段が、前記取得した周波数情報に基づいて、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数の無線通信の有無を判定し、
前記非優先無線システムに属する無線通信装置の自然環境情報取得手段が、自然環境情報を取得し、
前記非優先無線システムに属する無線通信装置の処理決定手段が、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数の無線通信の有無と、前記取得した自然環境情報とに基づいて、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数を用いた無線通信が行われていると判定した場合、または前記取得した自然環境情報の示す値がその閾値を超えたと判定した場合に、自装置の無線通信の停止、電波の輻射の停止を行い、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数を用いた無線通信が行われていないと判定すると共に、前記取得した自然環境情報の示す値がその閾値を超えていないと判定した場合に、前記周波数を用いた自装置の無線通信の開始、前記周波数を用いた自装置の無線通信の継続のいずれかを決定する
ことを特徴とする処理方法。
【請求項５】
前記非優先無線システムに属する無線通信装置の自然環境情報取得手段は、通信ネットワークを介して他装置から前記自然環境情報を取得することを特徴とする請求項４に記載の処理方法。
【請求項６】
前記自然環境情報は、地震発生時に計測できる地震波のうちのＰ波、空気中の気圧、風速、雨量、津波発生時に計測できる潮位、波の振動周期、空気中の放射線量の何れか１つまたは複数であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優先的に特定の周波数を用いて無線通信を行なう優先無線システムに属する無線通信装置が無線通信を行なっていない場合に、その周波数を用いて無線通信を行なう無線通信装置およびその処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、周波数の有効利用を図る手段として、cognitive（以下、コグニティブと記す）無線技術が注目されている。コグニティブ無線技術とは、無線通信装置が周囲の電波環境を認識し、適切な周波数帯域等を選択して無線通信を行なうことにより、空いている周波数帯域を有効に活用する技術である。コグニティブ無線により、従来注目されていなかった周波数や時間を有効に活用することができるため、単位面積当たりの利用周波数帯域を大幅に向上させることができる。
【０００３】
ここで、コグニティブ無線技術では、通常、複数の無線システムが同一周波数を共用することが想定されており、また、優先無線システムと非優先無線システムを規定し、非優先無線システムは優先無線システムが通信に利用していない周波数、時間を利用して、優先無線システムに属する通信装置に干渉を与えないように通信を行なう。優先無線システムに属する通信装置と、非優先無線システムに属する通信装置が同一周波数を共用する場合、非優先無線システムに属する通信装置は、優先無線システムに属する通信装置の周波数の利用状況を把握する必要がある。そして、優先無線システムに属する通信装置の周波数利用を検出する方法として、共用する周波数の無線信号の受信強度を検出することにより優先無線システムの周波数の利用状況を検出するEnergy Detectionや、無線信号の周期定常性の特徴を利用したCyclostationary Detectionなどの検出方法が存在する。そして、Energy Detectionに関する技術が非特許文献１に開示されている。
【０００４】
図４は従来の非優先無線システムにおける無線通信装置の機能ブロック図である。
図４において、非優先無線システムにおける無線通信装置の無線通信部４１は他の無線通信装置と無線通信を行なう処理部である。また周波数情報取得部４２は、無線通信部４１で受信した受信信号から、受信電力や当該受信信号の特徴などを抽出する。また無線システム検出部４３は、周波数情報取得部４２から受信電力などの情報を受け、当該受信電力などの情報と、予めメモリ等に記録されている優先無線システムを検出するための閾値とを比較し、優先無線システムの検出を行なう。優先無線システムを検出した場合、無線通信装置の無線システム検出部４３は、無線通信部４１に、通信処理の停止、あるいはチャネルの変更といった指示を行う。また無線通信システム検出部４３は、周波数情報取得部４２に情報取得要求を行う場合もある。
【０００５】
図５は従来の非優先無線システムにおける無線通信装置の処理フローを示す図である。
非優先無線システムにおける無線通信装置は、自装置の周辺環境の周波数データを取得し（ステップＳ５１）、優先無線システムによる通信の有無を検出する（ステップＳ５２）。そして、非優先無線システムにおける無線通信装置は、その判定結果（ステップＳ５３）に基づいて、優先無線システムによる周波数の利用が無い場合には、非優先無線システムにおける無線通信の開始、或いは無線通信の継続を行なう（ステップＳ５４）。また上記判定結果において、優先無線システムによる周波数の利用がある場合には、非優先無線システムにおける無線通信の停止を行なう（ステップＳ５５）。以上により、非優先無線システムに属する無線通信装置は、優先無線システムと周波数の共用を行なう。
【非特許文献１】Qingchun Ren, Qilian Liang,“Performance Analysis of Energy Detection for Cognitive Radio Wireless Network”WASA 2007, IEEE, pp.139-146,Aug.2007
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上述した従来のコグニティブ無線技術においては、優先無線システムに属する無線通信装置と非優先無線システムに属する無線通信装置が周波数の共用を行なう場合、非優先無線システムに属する無線通信装置は、優先無線システムに属する無線通信装置が発する無線信号の周波数をセンシングし、優先無線システムに属する無線通信装置からの無線信号の発信有無を検出している。しかしながら、当該優先無線システムに属する無線通信装置の発する無線信号の周波数は、フェージングやジャドウイングなどの周波数変動が発生することがあり、非優先無線システムに属する無線通信装置は、優先無線システムに属する無線通信装置が無線信号を発信していないにもかかわらず、当該無線通信装置が無線信号を発信していると誤検出してしまうという問題や、優先無線システムに属する無線通信装置が無線信号を発信しているにもかかわらず、当該無線通信装置が無線信号を発信していない誤検出してしまうという問題が発生する。
【０００７】
そこでこの発明は、優先無線システムに属する無線通信装置からの無線信号の発信の有無の誤検出を軽減することのできる、非優先無線システムに属する無線通信装置とその処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、優先的に特定の周波数を用いて無線通信を行なう優先無線システムに属する無線通信装置と、前記優先無線システムに属する無線通信装置が前記周波数を用いて無線通信を行なっていない時に、前記周波数を利用して無線通信を行なう非優先無線システムに属する無線通信装置と、を有する無線通信システムにおける、前記非優先無線システムに属する無線通信装置であって、前記非優先無線システムに属する無線通信装置が、前記周波数による無線通信処理と、他装置からの無線信号の受信処理とを行なう無線通信手段と、前記受信処理によって取得した無線信号から周波数情報を取得する周波数情報取得手段と、前記取得した周波数情報に基づいて、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数の無線通信の有無を判定する優先無線システム検出手段と、自然環境情報を取得する自然環境情報取得手段と、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数の無線通信の有無と、前記取得した自然環境情報とに基づいて、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数を用いた無線通信が行われていると判定した場合、または前記取得した自然環境情報の示す値がその閾値を超えたと判定した場合に、自装置の無線通信の停止、電波の輻射の停止を行い、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数を用いた無線通信が行われていないと判定すると共に、前記取得した自然環境情報の示す値がその閾値を超えていないと判定した場合に、前記周波数を用いた自装置の無線通信の開始、前記周波数を用いた自装置の無線通信の継続のいずれかを決定する処理決定手段と、を備えることを特徴とする無線通信装置である。
【０００９】
また本発明は、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の自然環境情報取得手段は、通信ネットワークを介して他装置から前記自然環境情報を取得することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記自然環境情報は、地震発生時に計測できる地震波のうちのＰ波、空気中の気圧、風速、雨量、津波発生時に計測できる潮位、波の振動周期、空気中の放射線量の何れか１つまたは複数であることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、優先的に特定の周波数を用いて無線通信を行なう優先無線システムに属する無線通信装置と、前記優先無線システムに属する無線通信装置が前記周波数を用いて無線通信を行なっていない時に、前記周波数を利用して無線通信を行なう非優先無線システムに属する無線通信装置と、を有する無線通信システムにおける、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の処理方法であって、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の無線通信手段が、前記周波数による無線通信処理と、他装置からの無線信号の受信処理とを行ない、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の周波数情報取得手段が、前記受信処理によって取得した無線信号から周波数情報を取得し、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の優先無線システム検出手段が、前記取得した周波数情報に基づいて、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数の無線通信の有無を判定し、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の自然環境情報取得手段が、自然環境情報を取得し、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の処理決定手段が、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数の無線通信の有無と、前記取得した自然環境情報とに基づいて、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数を用いた無線通信が行われていると判定した場合、または前記取得した自然環境情報の示す値がその閾値を超えたと判定した場合に、自装置の無線通信の停止、電波の輻射の停止を行い、前記優先無線システムに属する無線通信装置による前記周波数を用いた無線通信が行われていないと判定すると共に、前記取得した自然環境情報の示す値がその閾値を超えていないと判定した場合に、前記周波数を用いた自装置の無線通信の開始、前記周波数を用いた自装置の無線通信の継続のいずれかを決定することを特徴とする処理方法である。
【００１２】
また本発明は、上述の処理方法において、前記非優先無線システムに属する無線通信装置の自然環境情報取得手段は、通信ネットワークを介して他装置から前記自然環境情報を取得することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上述の処理方法において、前記自然環境情報は、地震発生時に計測できる地震波のうちのＰ波、空気中の気圧、風速、雨量、津波発生時に計測できる潮位、波の振動周期、空気中の放射線量の何れか１つまたは複数であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、非優先無線システムに属する無線通信装置は、優先無線システムに属する無線通信装置が無線信号を発信しているかの情報だけでなく、自然環境情報をさらに受信して、当該優先無線システムに属する無線通信装置が無線信号を発信していないにもかかわらず、自然環境情報が基準値を超えた場合には、優先無線システムに属する無線通信装置が通信処理を開始すると判定している。従って、優先無線システムに属する無線通信装置が無線信号を発信していない時でも、その後、発信する可能性がある場合にはそれを検出して自装置の通信を停止するため、優先無線システムに属する無線通信装置の通信処理の開始を検出する精度が上がり、誤検出による優先無線システムへの与干渉の軽減を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。
図１は同実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
この図において、符号１は優先無線システムに属する無線通信装置である。また２は非優先無線システムに属する無線通信装置である。この図に示す優先無線システムに属する無線通信装置１は、周波数ｆａの無線信号を利用する。そして、非優先無線システムに属する無線通信装置２は、優先無線システムに属する無線通信装置１が周波数ｆａの無線信号の送信を停止したことを検出した場合、当該周波数ｆａの無線信号を用いて、非優先無線システム内の他の無線通信装置と無線信号による通信を行なう。ここで、優先無線システムは、例えば、周波数ｆａの無線信号の使用がライセンスされた無線システムであり、非優先無線システムはライセンスされていない無線システムである。またライセンスされている、いないに関わらず、優先無線システムは、非優先無線システムに対して優先的に周波数ｆａを利用できる無線システムであるとする。
【００１６】
図２は非優先無線システムにおける無線通信装置の機能ブロック図である。
この図が示すように、非優先無線システムにおける無線通信装置２は、無線通信部１１、周波数情報取得部１２、無線システム検出部１３、自然環境情報取得部１４の各機能部を備えている。そして、非優先無線システムの無線通信装置２において、無線通信部１１は周波数ｆａを用いて、非優先無線システム内の他の無線通信装置と無線信号により通信を行い、周波数情報取得部１２は、無線通信部１１の受信した無線信号から周波数情報を取得する。そして、無線システム検出部１３は、優先無線システムに属する無線通信装置１からの周波数ｆａの無線信号の発信の有無を判定するために、周波数情報取得部１２と、自然環境情報取得部１４から、周波数情報と自然環境情報の転送を要求する。なお、周波数情報取得部１２と、自然環境情報取得部１４が、周期的に、各取得した情報を無線システム検出部１３に転送するようにしてもよい。そして、無線システム検出部１３は、優先無線システムに属する無線通信装置１からの周波数ｆａの無線信号を検出した場合、または自然環境情報が閾値を超えた場合には、無線通信部１１へ、無線通信の停止、或いは電波の輻射の停止、或いは優先無線システムが利用する周波数の利用停止、を指示する。一方、無線システム検出部１３は、優先無線システムに属する無線通信装置１からの周波数ｆａの無線信号を検出していない場合や、自然環境情報が閾値を超えていない場合には、無線通信部１１へ、周波数ｆａの利用が可能であることを通知する。
【００１７】
図３は非優先無線システムの無線通信装置の処理フローを示す図である。
次に、非優先無線システムの無線通信装置の処理フローについて説明する。
まず無線通信装置２の自然環境情報取得部１４が、自然環境情報を取得する（ステップＳ１１）。そして、自然環境情報取得部１４は、自装置のメモリ等に記録されている自然環境情報の基準値と、取得した自然環境情報とを比較して、基準値で示される自然環境情報の値を超えているかどうかを判定し自然環境の変化を検出する（ステップＳ１２）。また、無線通信装置２の周波数情報取得部１２が、無線通信部１１の受信した無線信号から、周辺環境における無線信号の周波数情報を取得する（ステップＳ１３）。これにより、取得した周波数に、自装置の利用する周波数ｆａが存在するかどうかを検出し、優先無線システムの検出を行なう（ステップＳ１４）。そして、これにより、優先無線システムに属する無線通信装置１から周波数ｆａの無線信号が発信されているかを判定する。そして、取得した自然環境情報と、検出した周波数に基づいて、周波数ｆａの利用による自装置の無線信号の発信が可能かを判定する（ステップＳ１５）。そして、自然環境情報が基準値以下で、無線通信装置１から周波数ｆａの無線信号が発信されていない場合、つまり自装置による周波数ｆａの無線信号の送信が可能な場合には、周波数ｆａの無線信号による通信処理の開始、または周波数ｆａの無線信号による通信処理の継続を行なう（ステップＳ１６）。また、自然環境情報が基準値以上（無線通信装置１によって無線通信が開始さる可能性がある）、または無線通信装置１から周波数ｆａの無線信号が発信されている場合、つまり自装置による周波数ｆａの無線信号の送信が不可能な場合には、周波数ｆａの無線信号による通信処理の停止、または電波の輻射の停止、或いは優先無線システムが利用する周波数の利用停止を行なう（ステップＳ１７）。
【００１８】
なお、自然環境情報取得部１４は、取得する自然環境情報を、有線ネットワークまたは無線ネットワークを介して、自然環境情報の観測装置や提供装置から受信するようにしてもよい。自然環境情報の観測装置や提供装置は、例えば、自然環境を測定する測定会社や測定機関が有するものである。ここで、無線通信装置２の位置情報や自然環境情報の取得時刻が明確な場合には、無線通信装置２の周辺の最新の情報だけを選択して収集することも可能となる。位置情報については、ＧＰＳ機能を無線通信装置２が備えることでＧＳＰ衛星から位置情報を取得することができる。また時刻情報は電波時計を備えていれば、その電波時計から時刻を取得することができる。
【００１９】
次に、自然環境情報について説明する。
自然環境情報は、例えば地震発生時に計測できる地震波のうちのＰ波、或いは台風発生時における気圧、風速、雨量、或いは津波発生時に計測できる潮位や波の振動周期などである。また空気中の放射線量であってもよい。そして、それらの自然環境情報の２つ以上の情報を観測して、それら複数の自然環境情報を無線通信装置２で用いるようにしても良い。そして、例えば、優先無線システムが防災警報を通知する無線システムであるような場合、非優先無線システムに属する無線通信装置２の自然環境情報取得部１４は、自然環境情報として、地震波のＰ波や空気中のガンマ線の情報を他の装置から受信する。そして、その自然環境情報となる地震波のＰ波の強度や、空気中のガンマ線の量と、予めメモリで記憶するそれぞれの基準値とを比較して、取得した自然環境情報が基準値を上回る場合には、防災警報を通知する優先無線システムが動作すると判定する。そして、この判定結果に基づいて、防災警報を通知する優先無線システムの通信を優先させるために、自装置による通信を停止する。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述の処理によれば、非優先無線システムに属する無線通信装置は、優先無線システムに属する無線通信装置が無線信号を発信しているかの情報だけでなく、自然環境情報をさらに受信して、当該優先無線システムに属する無線通信装置が無線信号を発信していないにもかかわらず、自然環境情報が基準値を超えた場合には、優先無線システムに属する無線通信装置が通信処理を開始すると判定している。従って、優先無線システムに属する無線通信装置が無線信号を発信していない時でも、その後、発信する可能性がある場合にはそれを検出して自装置の通信を停止するため、優先無線システムに属する無線通信装置の通信処理の開始を検出する精度が上がり、誤検出による優先無線システムへの与干渉の軽減を行うことができる。
【００２１】
なお、上述の各装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００２２】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】非優先無線システムにおける無線通信装置の機能ブロック図である。
【図３】非優先無線システムの無線通信装置の処理フローを示す図である。
【図４】従来の非優先無線システムにおける無線通信装置の機能ブロック図である。
【図５】従来の非優先無線システムにおける無線通信装置の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・優先無線システムに属する無線通信装置である。
２・・・非優先無線システムに属する無線通信装置である。
１１・・・無線通信部（無線通信手段）
１２・・・周波数情報取得部（周波数情報取得手段）
１３・・・無線システム検出部（優先無線システム検出手段、処理決定手段）
１４・・・自然環境情報取得部（自然環境情報取得手段）
【図１】
0005063488.tif 000002
【図２】
0005063488.tif 000003
【図３】
0005063488.tif 000004
【図４】
0005063488.tif 000005
【図５】
0005063488.tif 000006