"階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法において、二次送信機の送信範囲内の少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するチャネル品質指標CQIを取得するステップと、前記CQIに基づいて、CQIに示されるチャネル品質と一致する送信電力を二次送信機の送信電力として決定するステップとを含むことを特徴とする階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。前記CQIに基づいて二次送信機の送信電力を決定するステップは、前記一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら前記二次送信機のスループットが最適化されるように、前記CQIに基づいて送信電力を決定するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。前記CQIに基づいて送信電力を決定するステップは、電力制御コードブックにおいて各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力が設定されており、これらの電力制御コードブックのうち、二次送信機のスループットが一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら最大化されるように設定された所定の電力制御コードブックからのCQIによって示されるチャネル品質指標インデックスに対応する送信電力を選択するステップを含むことを特徴とする請求項2に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。前記所定の電力制御コードブックは、一次リンク及び階層間リンクに関するチャネル分布情報を取得し、各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力を取得するために、チャネル分布情報に基づいて、一次受信機の許容可能な速度損失量並びに二次送信機の電力制約という条件下で二次送信機のスループットを最大化する最適化問題を解決し、各送信電力及び各チャネル品質指標インデックス間の対応を示すコードブックを所定の電力制御コードブックとして記録することにより、オフラインで決定されることを特徴とする請求項3に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。前記所定の電力制御コードブックは、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能で、一次受信機はそれがスケジューリングされている時にのみ保護される状況、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機はそれがスケジューリングされる確率に基づいて保護される状況、及び一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機は常時保護される状況、のいずれかについて決定されることを特徴とする請求項3に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。CQIによって示されるチャネル品質のうち最も高いチャネル品質を、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなすことを特徴とする請求項1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。二次送信機の送信範囲内に存在するスケジューリングされた一次受信機のチャネル品質、または可能な最も低いチャネル品質を、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなすことを特徴とする請求項1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。決定された送信電力から二次送信機の送信速度を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。前記少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するCQIを取得するステップは、一次リンクの制御/フィードバックチャネルをリッスンするステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定装置において、二次送信機の送信範囲内の少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するチャネル品質指標CQIを取得する情報取得手段と、前記CQIに基づいて、CQIに示されるチャネル品質と一致する送信電力を二次送信機の送信電力として決定する電力決定手段とを備えることを特徴とする送信電力決定装置。前述の解決法により、階層間干渉は軽減され、スペクトル効率が向上する。しかし、データ転送速度の高速化と省電力化に対する要求が爆発的に増大している近年では、当該技術においてスペクトル効率をさらに向上させる必要が生じている。前述の問題を解決するため、本発明は、スペクトル効率の向上を実現することのできる、階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力を決定するための解決法を提供する。本発明の1つの態様によれば、階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法が提供される。当該方法は、二次送信機の送信範囲内の少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するチャネル品質情報を取得するステップと、当該チャネル品質情報に基づいて、チャネル品質情報に示されるチャネル品質と一致する送信電力を二次送信機の送信電力として決定するステップとを備える。本発明の1つの実施例においては、チャネル品質情報に基づいて二次送信機の送信電力を決定するステップは、一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら二次送信機のスループットが最適化されるように、チャネル品質情報に基づいて送信電力を決定するステップを含む。本発明の他の実施例においては、チャネル品質情報に基づいて送信電力を決定するステップは、電力制御コードブックにおいて各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力が設定されており、これらの電力制御コードブックのうち、二次送信機のスループットが一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら最大化されるように設定された所定の電力制御コードブックからのチャネル品質情報によって示されるチャネル品質指標インデックスに対応する送信電力を選択するステップを含む。本発明のさらに他の実施例においては、所定の電力制御コードブックは、一次リンク及び階層間リンクに関するチャネル分布情報を取得し、各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力を取得するために、チャネル分布情報に基づいて、一次受信機の許容可能な速度損失量並びに二次送信機の電力制約という条件下で二次送信機のスループットを最大化する最適化問題を解決し、各送信電力及び各チャネル品質指標インデックス間の対応を示すコードブックを所定の電力制御コードブックとして記録することによってオフラインで決定される。本発明のさらに他の実施例においては、所定の電力制御コードブックは、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能で、一次受信機はそれがスケジューリングされている時にのみ保護される状況、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機はそれがスケジューリングされる確率に基づいて保護される状況、及び一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機は常時保護される状況、のいずれかについて決定される。本発明のさらに他の実施例においては、チャネル品質情報によって示されるチャネル品質のうち最も高いチャネル品質が、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなされる。本発明のさらに他の実施例においては、二次送信機の送信範囲内に存在するスケジューリングされた一次受信機のチャネル品質、または可能な最も低いチャネル品質が、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなされる。本発明の他の実施例においては、当該方法は、決定された送信電力から二次送信機の送信速度を決定するステップをさらに備える。本発明のさらに他の実施例においては、少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するチャネル品質情報を取得するステップは、一次リンクの制御/フィードバックチャネルをリッスンするステップを含む。本発明のさらに他の実施例においては、階層的スペクトル共有システムはマクロ/フェムト異機種ネットワークを備え、当該ネットワーク内の一次受信機はマクロセルユーザ機器であり、二次送信機はフェムトセルアクセスポイントである。本発明の他の態様によれば、階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定装置が提供される。当該装置は、二次送信機の送信範囲内の少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するチャネル品質情報を取得する情報取得手段と、当該チャネル品質情報に基づいて、これに示されるチャネル品質情報と一致する送信電力を二次送信機の送信電力として決定する電力決定手段とを備える。本発明によれば、電力制御方式は一次リンクに関するチャネル品質情報に基づいて二次送信機に適用される。このように、一次受信機の速度損失量が制御可能なことにより二次送信機のスループットが改善されるため、システム全体のスペクトル効率がさらに向上する。特に、本発明のいくつかの好適な実施例においては、一次受信機の速度損失量が制御可能なことにより二次送信機のスループットが最大化される。以下では、本発明で提供される階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法及び装置について、添付図面を参照し、実施例を用いて説明する。なお、これらの実施例は、当業者による本発明の理解と実装を助けることのみを目的とし、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。本発明においては、方法のステップを実行するための具体的な順序が示されているが、これらの方法は図示する順序を厳密に守って実行する必要はなく、それぞれの方法のステップの性質によっては逆の順序で実行したり同時に実行したりすることができることに留意されたい。本明細書において、ステップ、手段、装置、物体等に使用される不定冠詞a/anは、これらの複数を除外するものではない。以下では、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。まず、図3を参照して、本発明で提供される階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法について説明する。図3に示すように、ステップS301において、二次送信機の送信範囲内の少なくとも1つの一次受信機から、一次リンクに関するチャネル品質情報が取得される。一般に、一次送信機は、一次受信機からフィードバックされたチャネル品質情報に基づいて、一次受信機にサービスを提供する。この目的のため、一次受信機は、チャネルをテストしてチャネル状態を測定し、それに基づいて一次リンクに関するチャネル品質情報SINRインデックス等を生成する。その後、一次受信機は制御/フィードバックチャネルを介して当該情報を一次送信機に送信する。例えば、LTEシステムにおいては、ダウンリンクに関するチャネル品質情報がPUCCHPublicUplinkControlChannelを介してMUEからMeNBにフィードバックされる。そのため、本発明の実施例においては、一次リンクの制御/フィードバックチャネルをリッスンすることにより、一次リンクに関するチャネル品質情報を取得することができる。このチャネル品質情報の例としては、MUE側からのチャネル品質指標CQIのフィードバックCQIインデックス等が挙げられるが、チャネル品質を示すその他の形態の情報であってもよい。続いて、ステップS402において、当該チャネル品質情報に基づいて、これに示されるチャネル品質と一致する送信電力が二次送信機の送信電力として決定される。チャネル品質に関する情報の取得後には、二次送信機において、当該チャネル品質情報によって示されるチャネル品質と一致するように、送信電力を慎重な判断により選択する。この時、二次送信機においてスペクトル効率が向上され、同時に一次受信機の速度損失量すなわち、一次受信機への干渉が一定の許容水準を下回るように、送信電力を選択する必要がある。本発明の1つの実施例においては、送信電力がチャネル品質情報に基づいて決定されるため、一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら二次送信機のスループットが最適化される。そのため、二次送信機はより高いスループットで副帯域を共有することができ、なおかつ一次受信機への干渉は許容水準未満に維持される。本発明のさらに他の実施例においては、所定の電力制御コードブックから、チャネル品質情報によって示されるCQIインデックスに対応する送信電力が選択される。このコードブックはCQIインデックス及び送信電力間の対応を示す。ここに示される各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力は、一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら二次送信機のスループットを最大化することのできる送信電力である。この電力制御コードブックは、経験、実験、システムシミュレーション等に基づいて所定のコードブックであってもよい。但し、本発明の1つの好適な実施例においては、電力制御コードブックは、一次受信機の許容可能な速度損失量並びに二次送信機の電力制約という条件下で二次送信機のスループットを最大化する最適化問題を解決することにより、オフラインで決定される。次に、図4を参照して、電力制御コードブックを決定する方法の一例について説明する。図4は、本発明の一実施例による、所定の電力制御コードブックを決定する方法の概略フローチャートである。図4に示すように、ステップS401において、一次リンク及び階層間リンクに関するチャネル分布情報が取得される。例えば、無線チャネルにレイリーフェージングが存在する場合には、分布手段が必要とされる。ダウンリンク送信の場合は、一次リンクとは一次送信機から一次受信機までのダウンリンクを意味する。また、階層間リンクとは、一次送信機から二次受信機までの階層間リンクと、二次送信機から一次受信機までの階層間リンクとを含む干渉源リンクを意味する。チャネル分布情報をリアルタイムで取得することは難しいので、代わりにチャネル分布に関する統計情報が取得される。統計情報は一次ユーザによって収集され、例えば二次ユーザに送信する。この作業は、バックホール通信とパイロットシンボルによって完了できる。その後、ステップS402において、チャネル分布情報に基づいて、一次受信機の許容可能な速度損失量並びに二次送信機の電力制約という条件下で二次送信機のスループットを最大化する最適化問題が解決され、各チャネル品質インデックスに対応する各送信電力が取得される。チャネル分布情報に基づいて、二次送信機のスループット、一次受信機の速度損失、及び二次送信機における電力の数式が得られる。これらの数式を用いて、目的関数、速度損失制約及び電力制限制約を容易に構築し、一次受信機の許容可能な速度損失量並びに二次送信機の電力制約という条件下で二次送信機のスループットを最大化する最適化モデル/問題を確立することができる。最適化問題を解決することにより、各チャネル品質インデックスに対応する各送信電力が取得される。次に、ステップS403において、各送信電力及び各チャネル品質指標インデックス間の対応を示すコードブックが所定の電力制御コードブックとして記録される。各チャネル品質インデックスに対応する決定された送信電力に基づいて、これらの対応を示すコードブックが形成され、これが前述の所定の電力制御コードブックとなる。コードブックに示される各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力は、一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら二次送信機のスループットが確実に最大化される送信電力である。一次ユーザに関するスケジューリング情報は二次送信機において利用可能なこともそうでないこともあるので、採用される方式は条件によって異なり、さらにはこの方式によって上記の数式も異なってくる。例えば、二次送信機においてスケジューリング情報が利用可能なシナリオでは、二次送信機の送信範囲内に存在する一次受信機はそれがスケジューリングされている時にのみ保護される。そして、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではないシナリオの場合には、一次受信機はそれがスケジューリングされる確率に基づいて保護されるか、またはそれが二次送信機の送信範囲内に存在する限りにおいて常時保護されるかのいずれかとなる。従って、方式によって取得される数式セットが異なり、ひいては、方式によって構築される最適化モデルが異なるので、取得される電力制御コードブックも異なるものとなる。最適化問題の詳細については、下記で説明する最適化問題構築の具体例を参照されたい。二次送信機が複数のチャネル品質を取得した場合には、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質は方式毎に異なるものとなる。例えば、スケジューリング情報が二次送信機において利用可能なシナリオでは、二次送信機の送信範囲内に存在する一次受信機がスケジューリングされていることが既知の場合には、スケジュールされた一次受信機のチャネル品質を基本参照チャネル品質とすることができ、あるいは、例えば可能な最も低いチャネル品質を基本参照チャネル品質とみなすすなわち、CQIをゼロとみなすことも可能である。スケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではないシナリオでは、一次送信機において最大C/Iスケジューラが使用されている場合には、チャネル品質情報によって示されるチャネル品質のうち最も高いチャネル品質が基本参照チャネル品質とみなされる。図3に戻ると、ステップS303において、決定済みの送信電力から二次送信の送信速度がさらに決定されるのが望ましい。最適化された送信電力には常に、対応する適切な出力率が存在し、この出力率と送信電力との間には所定の関係がある。二次送信機の適切な送信速度をさらに決定できるなら、二次送信機のスループットが最大化されることがさらに確保されるので有利となる。送信速度は他の方法で選択することも可能であるが、その場合はこうした利点が失われることは当業者には理解されるであろう。上記の本発明の説明から、本発明の実施例においては、一次リンクに関するチャネル品質情報に基づいて、電力制御方式が二次送信機に適用されることは理解されるであろう。このように、一次受信機の速度損失量が制御可能なことにより二次送信機のスループットが改善されるため、システム全体のスペクトル効率がさらに向上する。特に、本発明のいくつかの好適な実施例においては、一次受信機の速度損失量が制御可能なことにより二次送信機のスループットが最大化される。以下では、説明用として、マルチユーザマクロセルシステムと共存する典型的なダウンリンクフェムトセルすなわち、マクロ/フェムト異機種システムを具体的な適用シナリオとして取り上げて、本発明についてさらに詳細に説明する。但し、本願はこれに限定されず、他の異機種システム、コグニティブシステム等の他の階層的スペクトル共有システムに適用でき、さらにはアップリンク送信にも適用することができる。本発明についての説明を進める前に、まず図5を参照して、マルチユーザマクロセルシステムと共存する典型的なダウンリンクフェムトセルのシステムモデルについて説明する。図5のシステムにおいては、フェムトセルとマクロセルとの間で同じ副帯域が共有されているがこれは普遍的周波数再利用と呼ばれる、説明の簡素化のため、単一副帯域のシナリオについて考察することとする。図5に図示するように、マクロセル内には、1つのMeNBとM個のMUEが存在し、FTRN≦M内にはN個のMUEが存在する。MeNBは、MUE側からのCQIフィードバックに基づいて、マクロセル内の接続された全MUEに対するサービス提供を担当する。また、MeNBは、CQIインデックスが最も高いMUEがアクティブユーザとして選択される、最大C/Iスケジューラを採用すると想定する。さらに、MeNBは、送信を行わないCQI=0の場合を除いて、対象の副帯域に対して定送信電力PMを採用し、適応変調符号化AMC方式を用いてチャネルを適切な送信速度と一致させる。MeNB及びMUE間のチャネル伝搬利得はgmここで、m=1;2;...;Mによって表されるフェムトセル内には1つのFAPと1つのFUEが存在し、FAPは自己のFTR内のFAPに対してサービスを提供する。そのため、FAPがメッセージをFUEに送信する際には、FTR内に存在するスケジューリングされたMUEに干渉する。従って、このシステムの基本的な問題は、図5において短い破線の矢印で表される、FAPからMUEへの干渉に対処することである。FTR外に存在するとみられる、破線の四角で示されるMUEは、FAPの送信により干渉されない。FAP及びMUE間、FAP及びFUE間、MeNB及びFUE間のチャネル利得は、それぞれhn、gF、hFとして示される。これらのパラメータの正確な値を得ることが難しい場合は、代わりに基準信号を監視することにより、これらの統計平均及び分布を知ることができる。システムの最適化問題を構築する前に、MeNBにおけるCQI領域の分割、すなわち搬送波対干渉及び雑音比CINRの量子化領域、[T0,T1],[T1,T2],...,[TL-1,TL]]ここでT0=0、TL=∞の知識が取得される。T0~TLの値は量子化しきい値と呼ばれ、各量子化領域は、CQIフィードバックインデックスlによって指定され、lの範囲は0範囲外を意味し、以下OORという~L-1である。最大スペクトル効率を達成するために、マクロセルのスループットも最大化され、CINR領域の分割はマクロセルのスループットを最大化する最大化問題によって決定される。最初に、を定義すると、これを使用して、個別のgmではなくの分布から、CQI量子化しきい値が導出される。におけるCNRのcdf.関数すなわち、MUEにおける。ここで、N0は平均σ2の背景ガウス雑音であるは、である。さらに、前述したように、送信電力は一定であるため、量子化領域1~L-1の各々における送信電力はPMに等しい。但し、からOORが送り返された場合には、MeNBはダウンリンク送信電力をゼロに設定して送信を停止する。上記の情報に基づき、最大化問題は以下のように構築される。ここで、はマクロセルの予想平均スループットを表し、である。量子化領域0すなわち、OORではMeNBは総スループットに貢献しないため、総和は量子化領域0ではなく量子化領域1から始まっていることに留意されたい。問題を解くことにより、CINR領域[T1,T2,...,[TL-1,TL]の最適分割が得られ、従ってMeNBのコードブックも決定される。以下ではフェムトセルの最適化問題の構築について説明するが、その前にまず、二次ユーザが得られる自身のパケット送信機会について説明する。最も明白な機会は、全ての受信可能なCQIが0すなわち、OORの時に到来するのは明らかである。CQIが0とは、FTR内にアクティブユーザとしてスケジューリングされたMUEが存在せず、従ってフェムトダウンリンク送信はMUEに全く干渉しないことを意味する。フェムトセルのもう一つの送信機会は、CQI>0で、かつFAPからの干渉がMUEにとって許容可能である場合に到来する。これは、MUEで受信されたCINRが、下側の量子化しきい値Tlを依然として上回ることを意味するl>0はMUE側から送られてきたと想定される。上記で説明したように、最適化問題は2種類の送信機会について構築されるが、この2種類の送信機会はさらに3つのケースに分割される。以下では、各ケースの最適化問題について詳細に説明する。ケース1:スケジューリング情報がFAPで利用可能このケースでは、FAPはこのFTR内のこのMUEがアクティブか否かの知識を有しているので、FTR内の当該MUEがアクティブな時すなわち、スケジューリングされている時にそれを保護することが可能である。但し、バックホール接続には長い遅延があるため、FAPが正確な知識を得ることは現実的ではないが、その結果は比較用のベンチマークとして利用することができる。マクロセルの速度損失量を定量化するため、最初にの確率を計算する。の確率とは、最も高いCINRを有するMUEがFTR内に存在する確率である。各マクロセルダウンリンクチャネル上にi.i.d.independentidenticallydistributed互いに独立で同一の分布に従うレイリーフェージングが存在すると想定するとは平均電力利得を示す、最も高いCINRを有するMUEがFTR内に存在する確率は、対称性の仮定により単純にN/Mによって得られる。そのため、アクティブなMUEがFTR外に存在するためにFAPの送信がMUEに干渉しない確率は、1-N/Mである。一方、の場合、FAPは、マクロセルユーザの速度損失量が予め定義されたしきい値Rloを下回るように、適切な送信電力を慎重に選択しなければならない。この場合、送信電力は以下の式を満足する必要がある。ここで、であり、新しい確率変数は、FAPからの干渉が含まれる時のにおけるCINRを表す。及び間の差は、干渉下におけるの瞬断率を示す但し、。は、以下の式で表される。従って、FAPの対応する長期電力制限の制約は、以下の式で表すことができる。ここで、1番目の項目は、FTR内にアクティブなMUEが存在しないケースを表す。ケース2:スケジューリング情報がFAPで利用可能ではなく、MUEはスケジューリングされる確率に基づいて保護されるこのケースでは、MeNB及びFAP間に信頼できる連絡手段がないため、FAPがFTR内のMUEがアクティブか否かの知識を得ることは容易ではない。但し、マクロダウンリンクチャネルの分布はi.i.d.分布であるため、最大C/IスケジューラがFTR内外のMUEを公正に選択することが保証される。そのため、各フェージングタイムスロットにおけるの平均速度損失量は、がアクティブユーザとして選択される確率はN/Mであると想定することにより、推定することができる。従って、このケースに対応する速度損失量制約と電力制限制約は、それぞれ、以下の式5及び6によって得られる。ここで、速度損失量制約は式2に示されるものと同じであるが、平均電力制限に対する電力制限制約は式4とは異なっている。それは、このケースでは、FAPはアクティブなMUEがFTRの中と外のどちらに存在しているかの知識を有さないからである。換言すれば、スケジューリング情報が利用可能ではない場合には、式4の1番目の項目と、対応する確率N/Mが除去される。FAPは、長期速度損失量が未だ制御下にある確率が一定以上の場合にのみ、FTR内のMUEを保護することができる。ケース3:スケジューリング情報がFAPで利用可能ではなく、MUEは常時保護されるアクティブなMUEをさらに厳重に保護するため、アクティブなMUEは常にFTR内に存在すると仮定することができる。これにより、副帯域の使用は抑制される。この場合、対応する速度損失量制約と電力制限制約は、それぞれ、以下の式7及び8によって得られる。上記では、異なるケースに対する速度損失量制約と電力制限制約の確定について説明してきた。次に、目的関数について説明する。前述したように、この最適化問題の目的は慎重な電力選択によりフェムトセルのスループットを最大化することである。低速のブロックフェージングチャネルにおいては、エルゴード容量ではなく瞬断容量を適用する方がより有効である。そのため、FAPにおいて完全なチャネル状態情報CSIが利用可能ではない場合には、数値の小さい瞬断確率しきい値εを導入することにより、瞬断しきい値を満たす送信速度を導出可能にすることができる。この場合、FAPにおいてスケジューリング情報が利用可能な場合の平均有効スループットは、以下の式によって得られる。同様に、FAPにおいてスケジューリング情報が利用可能でない場合の平均有効スループットは、以下の式10によって得られる。加えて、事前設計されるSINRγF,lは以下の式11を満たす必要がある。従って、送信速度をlog1γF,lとすると、対応する瞬断確率はしきい値εと同じかそれ以下となる。さらに、式9及び10は、式11からの以下の派生式に基づいて、さらに単純化することができる。まず、無線チャネルでは平均とにおいてレイリーフェージングが発生すると想定する。その後、式11はさらに以下のように派生することができる。これにより、l=0,1,...,L-1のいずれにおいても同じ瞬断確率制約が満たされる、適正SINRしきい値γF,lを選択することが可能になる。適正SINRしきい値γF,lは、式12から派生された以下の式を解くことによって導出することができる。ここで、左側は単調減少関数であり、右側はγF,lに関連して増加している。これは、このSINRしきい値γF,lの解は1つのみであり、その解は数値として導出できることを意味する。検索手順は0,1及び間の直線を用いてインデックス関数を近似することによりさらに単純化される。式の左側と右側のこれら2つの直線の交点が、γF,lの解である。単純代数の後、次のような解が得られる。対応する送信速度しきい値は、log1γF,lによって得られる。ここで、パラメータであり、これはFUEにおいて受信された信号にマクロセル干渉が含まれている時の調整係数を示す。このようにして、送信電力が決定されれば、対応する送信速度もまた決定することができる。さらに、式14に基づいて、式9及び10は以下の近似により単純化及び置換することができる。シミュレーションにより、この近似は特に瞬断確率が20未満の時に有効であることが実証されている。上記の速度損失量制約、電力制限制約及び平均有効スループットに基づき、最適化問題は以下のように構築される。目的関数は、FAPにおいてスケジューリング情報が利用可能な時には式15に従い、スケジューリング情報が利用可能でない時には式16に従う。この問題は、前述の速度損失量制約及び電力制限制約の上記3セットの1つであること、及び送信電力が正定値性を有することを前提条件として、フェムトセルの有効平均スループットを最大化することを目指すものである。式17は非線形及び非凸最適化問題であり、通常は多項式時間内に解くことは困難である。但し、単純な変数置換の後には、速度損失量制約と電力制限制約はいずれも凸制約のようになり、かつパラメータkは一定なので、目的は新しい変数に関する凸関数である。従って、上記の速度最大化は典型的な微分凸問題である。非特許文献2S.P.BoydSequentialconvexprogramming順次凸プログラミングで説明されており、例えばウェブサイトhttp://www.stanford.edu/class/ee364b/lectures/seq_slides.pdfに掲載されている、順次凸プログラミングSCPを適用することにより、目的関数は新たなQF,lセットが利用可能になる度に線形化される。アルゴリズムは、収束が達成されるまで停止する。最適化問題はこのようにして解かれ、PF,lが最終的に決定される。ここで、l=0,1,...,L-1である。FAP用のコードブックはPF,lに基づいて決定することができる。従って、FAPはPUCCHをリッスンして、FTR内に存在するMUEからCQIインデックスを取得し、採用された方式ケース1、ケース2、ケース3に基づいて、適切なCQIインデックスを、送信電力を決定するための基本参照CQIインデックスとして選択する。前述したように、FAPにおいてスケジューリング情報が利用可能なシナリオでは、二次送信機の送信範囲内に存在するスケジューリングされた一次受信機のCQIインデックスが基本参照チャネル品質として採用されるか、あるいはCQIインデックスは0OORとみなされる。また、スケジューリング情報が利用可能でないシナリオにおいては、受信したCQIインデックスのうち最大のCQIインデックスが基本参照チャネル品質とみなされる。その後、対応するコードブックから、選択された基本参照CQIインデックスに対応する送信電力が選択される。本発明においては、本発明による具体的な適用業務を対象に数種類のシミュレーションがさらに実行された。これらのシミュレーションにおける想定事項は、以下の通りである。すなわち、全てのチャネルリンクはインデックス分布レイリーフェージングに従い、平均値はである。マクロセル全体の中には合計10個のMUEすなわち、M=10が存在し、FTRの中には合計4個のMUEすなわち、N=4が存在する。また、FTR内に存在する各MUEからの4ビットCQIフィードバックが使用される。これは、CINRの領域が16個の量子化領域に分割されることを意味し、各領域はインデックスl=0~15によって示される。受信機側の送信電力とガウス雑音は1に等しい。マクロセルにおける速度損失量の許容値は10とする。これは、別段の指示がない限り、フェムトリンクの瞬断しきい値ε=10と同じである。図6Aは、シミュレーションにおける、FAPでの電力制限の増加に伴うスループットの変化を示す図である。ここでは、FAPからFTR内のMUEへの干渉チャネルは比較的弱く、であると想定している。図6Aにおいて、上記3つのケースすなわち、ケース1、ケース2及びケース3のシミュレーション結果はそれぞれ、円と実線、十字と点、破線と三角形で示されている。図6Aから、ケース1が最大のスループットを達成しており、ケース2は常にケース3よりも高いスループットを達成しているものの、その違いは小さいことが分かる。ケース3は、干渉の軽減においてはケース2よりも有効度が高いが、フェムトセルで達成されるスループットは実質的に同等である。図6Bは、あるシミュレーションにおける、フェムトセルのスループットとFTR内のMUEの総数を対比した図である。ここで、FAPからMUEへの干渉源リンクは強く、であると想定されている。図6Bから、フェムトセルのスループットは、MUEの総数の増加に伴って減少していることが分かる。これは、フェムトセルは、干渉が許容水準内の場合には、FTR内のMUEへの干渉を維持するためにより多くのスループットを犠牲にするからである。さらに、図6Aと同様にケース1が最良の結果を達成しており、ケース3は、FTR内に1~2個のMUEしか存在しない場合を除いて、ケース2と実質的に同等の結果を達成している。そして、全てのMUEがFTR内に存在している場合には、結果は全3つのケースの間で同じとなっている。以下では、本発明について、例示的システムのダウンリンク送信と関連付けて詳細に説明する。但し、本発明はアップリンク送信にも適用できることは、当業者には理解されるであろう。アップリンク送信については、FAPこのケースでは二次受信機は、FUEこのケースでは二次送信機の送信範囲内に存在するMeNBこのケースでは一次受信機からの情報を取得することによって、一次アップリンクのチャネル品質情報を取得することができる。FAPは、FUEの送信電力と任意の送信速度とを決定し、決定した送信電力と送信速度とをFUEに送信する。FUEは、この決定された速度で、この決定された送信電力を用いて送信する。次に、さらなる解説として、本発明をマクロ/フェムト異機種システムと関連付けて説明する。但し、本発明はこれに限定されず、マクロ/フェムトネットワーク、マクロ/ピコネットワーク、マクロ/マイクロネットワーク、コグニティブ無線等の様々な階層的スペクトル共有システムに適用できることに留意されたい。本発明は、詳細かつ具体的な動作を各システムの特性に応じて変更することにより、マクロ/フェムト異機種システム以外のシステムにも適用でき、当業者であれば本明細書の教示と自身の知識に基づいてこれらの変更を容易に実装できるので、他のシステムの説明は煩雑化を避けるために省略する。次に、図7を参照して、本発明によって提供される階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定装置について説明する。図7は、本発明の一実施例による送信電力決定装置700のブロック図である。図7に示すように、装置700は、情報取得手段701と電力決定手段702とを備える。情報取得手段701は、二次送信機の送信範囲内の少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するチャネル品質情報を取得するように構成され、電力決定手段702は、当該チャネル品質情報に基づいて、これに示されるチャネル品質と一致する送信電力を二次送信機の送信電力として決定するよう構成されている。本発明の1つの実施例においては、電力決定手段702はさらに、一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら二次送信機のスループットが最適化されるように、チャネル品質情報に基づいて送信電力を決定するように構成される。本発明の他の実施例においては、電力決定手段702はさらに、電力制御コードブックにおいて各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力が設定されており、これらの電力制御コードブックのうち、二次送信機のスループットが一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら最大化されるように設定された所定の電力制御コードブックからのチャネル品質情報によって示されるチャネル品質指標インデックスに対応する送信電力を選択するステップを含む。本発明のさらに他の実施例においては、所定の電力制御コードブックは、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能で、一次受信機はそれがスケジューリングされている時にのみ保護される状況、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機はそれがスケジューリングされる確率に基づいて保護される状況、及び一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機は常時保護される状況、のいずれかについて決定される。本発明のさらに他の実施例においては、チャネル品質情報によって示されるチャネル品質のうち最も高いチャネル品質が、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなされる。本発明のさらに他の実施例においては、二次送信機の送信範囲内に存在するスケジューリングされた一次受信機のチャネル品質、または可能な最も低いチャネル品質が、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなされる。本発明の他の実施例においては、装置700はさらに、決定された送信電力から二次送信機の送信速度を決定する速度決定手段703を備える。本発明のさらに他の実施例においては、情報取得手段701はさらに、一次リンクの制御/フィードバックチャネルをリッスンするように構成される。本発明のさらに他の実施例においては、階層的スペクトル共有システムはマクロ/フェムト異機種ネットワークを備え、当該ネットワーク内の一次受信機はマクロセルユーザ機器であり、二次送信機はフェムトセルアクセスポイントである。本発明の他の実施例においては、所定の電力制御コードブックは、以下で図8を参照して説明するオフライン手段によって決定される。図8は、本発明の一実施例による、オフライン手段のブロック図である。図8に示すように、オフライン手段800は、一次リンク及び階層間リンクに関するチャネル分布情報を取得するための情報取得手段801と、各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力を取得するために、チャネル分布情報に基づいて、一次受信機の許容可能な速度損失量並びに二次送信機の電力制約という条件下で二次送信機のスループットを最大化する最適化問題を解決する問題解決手段803と、各送信電力及び各チャネル品質指標インデックス間の対応を示すコードブックを所定の電力制御コードブックとして記録するコードブック記録手段803とを備える。オフライン手段800は、装置700に内蔵することも、あるいは装置700の使用に供するためにコードブックを提供する独立した構成部品とすることもできることは、当業者には理解されるであろう。なお、装置700及び手段800を構成する個々の手段の動作は、実質的には前述した方法の各ステップに対応することに留意されたい。従って、装置700及び手段800内の個々の手段の詳細な動作については、上記で図3~6Bを参照して行った本発明の方法の説明を参照されたい。これまで、添付図面を参照して本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は図示及び説明されたこれらの特定の実施例には限定されず、本発明の範囲の中で様々な修正が可能であることに留意されたい。加えて、本発明の実施例は、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして実装することが可能である。ハードウェア部分は専用の論理回路を使用して実装でき、ソフトウェア部分はメモリに格納して、マイクロプロセッサや専用設計のハードウェア等の適切な命令実行システムによって実行することができる。当該技術の標準的なスキルを有する当業者には、上記の方法及びシステムは、プロセッサに含まれるコンピュータによる実行が可能な命令または制御コードを使用して実装でき、当該コードは、磁気ディスク、CD、DVD-ROM等のベアラ用媒体、または読み出し専用メモリ等のプログラマブルメモリファームウェア、または光学もしくは電子信号用ベアラ等のデータベアラに格納して提供されることが、理解されるであろう。本実施例の装置及びその構成要素は、超大規模集積回路やゲートアレイ等のハードウェア回路、論理チップやトランジスタ等の半導体、またはフィールドプログラマブルゲートアレイやプログラマブル論理デバイス等のプログラマブルハードウェアデバイスによって実装することも、各種プロセッサによって実行されるソフトウェアによって実装することも、あるいは、ハードウェア回路とソフトウェアの組み合わせ例えば、ファームウェアによって実装することもできる。上記では本発明を本書で考察した実施例を参照して説明してきたが、本発明は開示された実施例に限定されないことは理解されるであろう。本発明は、添付請求項の精神及び範囲から逸脱しない様々な修正及び等価構成を含むことが意図されている。付記された請求項の範囲は最も広義な説明であり、変更態様、等価な構造、及び機能を全て含んでいる。さらに、上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これに限定されない。付記1階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法において、二次送信機の送信範囲内の少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するチャネル品質指標CQIを取得するステップと、前記CQIに基づいて、CQIに示されるチャネル品質と一致する送信電力を二次送信機の送信電力として決定するステップとを含むことを特徴とする階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記2前記CQIに基づいて二次送信機の送信電力を決定するステップは、前記一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら前記二次送信機のスループットが最適化されるように、前記CQIに基づいて送信電力を決定するステップを含むことを特徴とする付記1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記3前記CQIに基づいて送信電力を決定するステップは、電力制御コードブックにおいて各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力が設定されており、これらの電力制御コードブックのうち、二次送信機のスループットが一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら最大化されるように設定された所定の電力制御コードブックからのCQIによって示されるチャネル品質指標インデックスに対応する送信電力を選択するステップを含むことを特徴とする付記2に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記4前記所定の電力制御コードブックは、一次リンク及び階層間リンクに関するチャネル分布情報を取得し、各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力を取得するために、チャネル分布情報に基づいて、一次受信機の許容可能な速度損失量並びに二次送信機の電力制約という条件下で二次送信機のスループットを最大化する最適化問題を解決し、各送信電力及び各チャネル品質指標インデックス間の対応を示すコードブックを所定の電力制御コードブックとして記録することにより、オフラインで決定されることを特徴とする付記3に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記5前記所定の電力制御コードブックは、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能で、一次受信機はそれがスケジューリングされている時にのみ保護される状況、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機はそれがスケジューリングされる確率に基づいて保護される状況、及び一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機は常時保護される状況、のいずれかについて決定されることを特徴とする付記3に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記6CQIによって示されるチャネル品質のうち最も高いチャネル品質を、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなすことを特徴とする付記1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記7二次送信機の送信範囲内に存在するスケジューリングされた一次受信機のチャネル品質、または可能な最も低いチャネル品質を、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなすことを特徴とする付記1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記8決定された送信電力から二次送信機の送信速度を決定するステップをさらに含むことを特徴とする付記1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記9前記少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するCQIを取得するステップは、一次リンクの制御/フィードバックチャネルをリッスンするステップを含むことを特徴とする付記1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記10前記階層的スペクトル共有システムはマクロ/フェムト異機種ネットワークを備え、当該ネットワーク内の一次受信機はマクロセルユーザ機器であり、二次送信機はフェムトセルアクセスポイントであることを特徴とする付記1に記載の階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定方法。付記11階層的スペクトル共有システムにおける二次送信機の送信電力決定装置において、二次送信機の送信範囲内の少なくとも1つの一次受信機から一次リンクに関するチャネル品質指標CQIを取得する情報取得手段と、前記CQIに基づいて、CQIに示されるチャネル品質と一致する送信電力を二次送信機の送信電力として決定する電力決定手段とを備えることを特徴とする送信電力決定装置。付記12前記電力決定手段は、前記一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら前記二次送信機のスループットが最適化されるように、前記CQIに基づいて送信電力を決定することを特徴とする付記11に記載の送信電力決定装置。付記13前記電力決定手段は、電力制御コードブックにおいて各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力が設定されており、これらの電力制御コードブックのうち、二次送信機のスループットが一次受信機の許容可能な速度損失量を維持しながら最大化されるように設定された所定の電力制御コードブックからのCQIによって示されるチャネル品質指標インデックスに対応する送信電力を選択することを特徴とする付記12に記載の送信電力決定装置。付記14前記所定の電力制御コードブックは、一次リンク及び階層間リンクに関するチャネル分布情報を取得する情報取得手段と、各チャネル品質指標インデックスに対応する各送信電力を取得するために、チャネル分布情報に基づいて、一次受信機の許容可能な速度損失量並びに二次送信機の電力制約という条件下で二次送信機のスループットを最大化する最適化問題を解決する問題解決手段と、各送信電力及び各チャネル品質指標インデックス間の対応を示すコードブックを所定の電力制御コードブックとして記録するコードブック記録手段とを備えるオフライン手段によって決定されることを特徴とする付記13に記載の送信電力決定装置。付記15前記所定の電力制御コードブックは、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能で、一次受信機はそれがスケジューリングされている時にのみ保護される状況、一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機はそれがスケジューリングされる確率に基づいて保護される状況、及び一次ユーザに関するスケジューリング情報が二次送信機において利用可能ではなく、一次受信機は常時保護される状況、のいずれかについて決定されることを特徴とする付記13に記載の送信電力決定装置。付記16CQIによって示されるチャネル品質のうち最も高いチャネル品質を、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなすことを特徴とする付記11に記載の送信電力決定装置。付記17二次送信機の送信範囲内に存在するスケジューリングされた一次受信機のチャネル品質、または可能な最も低いチャネル品質を、二次送信機の送信電力を決定するための基本参照チャネル品質とみなすことを特徴とする付記11に記載の送信電力決定装置。付記18決定された送信電力から二次送信機の送信速度を決定する速度決定手段をさらに備えることを特徴とする付記11に記載の送信電力決定装置。付記19前記情報取得手段は、一次リンクの制御/フィードバックチャネルをリッスンすることを特徴とする付記11に記載の送信電力決定装置。付記20前記階層的スペクトル共有システムはマクロ/フェムト異機種ネットワークを備え、当該ネットワーク内の一次受信機はマクロセルユーザ機器であり、二次送信機はフェムトセルアクセスポイントであることを特徴とする付記11に記載の送信電力決定装置。"