專利名稱：感知無線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將對(duì)例如廣播系統(tǒng)那樣的特定的系統(tǒng)授權(quán)的頻帶僅限于在該系統(tǒng)不使用的場(chǎng)所、時(shí)間中使用的感知無線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了應(yīng)對(duì)頻率資源的緊迫，作為下一代的移動(dòng)體通信系統(tǒng)，開始了稱作“感知無線電”的方式的研究。感知無線電的基本的考慮方式是掃描具有使用可能性的頻帶，檢測(cè)無線信道(頻率)的利用狀況、，借用可使用的頻帶。當(dāng)然，在使用感知無線電的無線系統(tǒng)(以下稱作“感知無線系統(tǒng)”)中，必須共用無線信道，以便不會(huì)給廣播系統(tǒng)及雷達(dá)系統(tǒng)、射電天文觀測(cè)系統(tǒng)那樣的現(xiàn)有的無線系統(tǒng)帶來干涉。
作為現(xiàn)有無線系統(tǒng)，已知有將電視廣播用的頻率無線信道共用的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1日本特許第3583962號(hào)公報(bào)在上述的專利文獻(xiàn)1中，作為被授權(quán)的現(xiàn)有的無線系統(tǒng)僅考慮了電視廣播。在感知無線系統(tǒng)中，預(yù)測(cè)具有感知無線電功能的各無線終端裝置檢測(cè)無線信道利用狀況。但是，多數(shù)是僅進(jìn)行接收的射電天文及電視接收機(jī)的無線信道利用狀況等有許多通過無線終端裝置單獨(dú)不能了解的信息。
進(jìn)而，在例如距離100m的感知無線電的無線終端裝置彼此進(jìn)行通信的情況下，在其中間的距離50m的地點(diǎn)可能存在以比50m小很多的距離、例如3m左右進(jìn)行收發(fā)的其他無線終端裝置。但是，來自這樣的其他無線終端裝置的電波不能由距離50m的感知無線電的無線終端裝置檢測(cè)到的可能性較高，如果沒有注意到該電波而使用其他無線終端裝置正使用的頻率開始通信，則會(huì)妨礙其他無線終端裝置的通信。因而，需要盡可能正確地掌握其電波到達(dá)范圍的頻率(無線信道)的利用狀況，來決定感知無線電的無線終端裝置開始通信時(shí)的頻率，但通過無線終端裝置單獨(dú)是很難掌握這些狀況的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的是提供一種能夠掌握通過感知無線電的無線終端裝置單獨(dú)不能了解的無線信道利用狀況、并且不會(huì)給現(xiàn)有的無線系統(tǒng)帶來干涉的感知無線系統(tǒng)。
為了解決上述的問題，本發(fā)明的感知無線系統(tǒng)的特征在于，具備無線信道利用狀況檢測(cè)裝置，掃描分配給自己的無線系統(tǒng)以外的其他無線系統(tǒng)的頻帶中的、有使用可能性的頻帶，并檢測(cè)無線信道的利用狀況；第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，具備獲取上述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的與無線信道的利用狀況有關(guān)的信息的第1信息收集單元；第2無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，保存分配給上述其他無線系統(tǒng)的頻帶中的無線信道的利用狀況；第2信息收集單元，設(shè)置在上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置中，獲取從上述第2無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置供給的分配給上述其他無線系統(tǒng)的頻帶中的無線信道的利用狀況；通知單元，根據(jù)由上述第1信息收集單元與第2信息收集單元收集的信息，將在通信中使用的無線信道的信息通知給進(jìn)行管轄的無線終端裝置。
根據(jù)本發(fā)明的感知無線系統(tǒng)，由于能夠掌握通過感知無線電的無線終端裝置單獨(dú)不能知道的無線信道利用狀況，所以能夠抑制對(duì)現(xiàn)有的無線系統(tǒng)的干涉。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的感知無線系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是無線終端裝置105的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)DB103的功能的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示檢測(cè)裝置102的功能的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖5是用來說明有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的感知無線系統(tǒng)的各裝置的動(dòng)作的順序圖。
圖6是表示計(jì)算DB103測(cè)量的信道利用狀況信息的可靠度、使用可靠度較高的信道利用狀況的信息識(shí)別空閑信道的例子的順序圖。
圖7是說明包括信道利用狀況檢測(cè)裝置的功能的終端的位置與可靠度的關(guān)系的例子的圖。
圖8是說明包括信道利用狀況檢測(cè)裝置的功能的終端的位置與可靠度的關(guān)系的例子的圖。
圖9是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例2的終端105、106的概略結(jié)構(gòu)的順序圖。
圖10是表示實(shí)施例2中的處理及消息交換的例子的順序圖。
圖11是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例3的系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是表示接入點(diǎn)AP225的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖13是表示無線終端ST216的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是用來進(jìn)行接入點(diǎn)內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫(kù)信息的更新的處理流程圖。
圖15是表示保存在接入點(diǎn)AP225所保有的數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息的圖。
圖16是表示圖15所示的信息表的變形例的圖。
圖17是表示各數(shù)據(jù)庫(kù)用來收集無線信道利用狀況信息的消息的交換例的順序圖。
圖18是表示數(shù)據(jù)庫(kù)DB202所保有的信息、且是某個(gè)位置的頻帶的利用狀況的信息和已取得該信息的信息源的圖。
圖19是表示圖18所示的信息表的變形例的圖。
圖20是用來使用保存在DB202中的信息開始通信的流程圖。
圖21是表示在進(jìn)行使用數(shù)據(jù)庫(kù)信息的通信時(shí)產(chǎn)生的消息的交換的順序圖。
圖22是表示通信頻帶決定算法的流程圖。
圖23是作為用來使用數(shù)據(jù)庫(kù)信息開始通信的系統(tǒng)整體的處理流程圖。
圖24是表示圖23的通信信道決定處理的詳細(xì)情況的流程圖。
圖25是關(guān)于進(jìn)行使用數(shù)據(jù)庫(kù)信息的通信時(shí)的消息交換的順序圖。
圖26是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例4的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)例的圖。
圖27是表示終端504的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖28是表示終端504內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的無線信道利用狀況信息的例子的圖。
圖29是表示終端505內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的無線信道利用狀況信息的例子的圖。
圖30是表示基站506內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的無線信道利用狀況信息的例子的圖。
圖31是表示保存在地域DB502中的無線信道利用狀況信息的例子的圖。
圖32是在實(shí)施例4中、終端將無線信道利用狀況向基站通知時(shí)的流程圖。
圖33是表示在射電天文501開始測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的消息交換的順序圖。
圖34是表示在終端504通知測(cè)量無線信道利用狀況的結(jié)果為判斷出存在干涉的消息時(shí)的消息交換的例子的順序圖。
圖35是表示終端504通知測(cè)量無線信道利用狀況的結(jié)果為判斷出不存在干涉的消息時(shí)的消息交換的例子的順序圖。
圖36是表示在終端504開始通信時(shí)產(chǎn)生的消息交換的例子的順序圖。
圖37是表示在終端505開始通信時(shí)產(chǎn)生的消息交換的例子的順序圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。
(第1實(shí)施方式)圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式(實(shí)施例1)的感知無線系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。該感知無線系統(tǒng)具備無線通信系統(tǒng)101，包括可相互通信的無線終端裝置105、106；無線信道利用狀況檢測(cè)裝置102(以下稱作“檢測(cè)裝置102”)，對(duì)無線終端裝置105、106可使用的無線信道的利用狀況進(jìn)行檢測(cè)；無線信道利用狀況內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)裝置103(以下稱作“內(nèi)部DB103”)；以及無線信道利用狀況外部數(shù)據(jù)庫(kù)裝置104(以下稱作“外部DB104”)，保存有作為授權(quán)信道對(duì)與無線通信系統(tǒng)101不同的無線系統(tǒng)(例如警察無線或在災(zāi)害時(shí)使用的緊急用無線等)分配的頻帶的無線信道利用狀況。
圖2是無線終端裝置105的概略結(jié)構(gòu)圖。無線終端裝置105與106的結(jié)構(gòu)相同。終端105具有感知無線電的功能，除了通常的通信功能以外，還獲取從內(nèi)部DB103供給的有關(guān)無線信道的利用狀況的信息，自己設(shè)定在通信中使用的無線信道(通信信道)來進(jìn)行通信。
在圖2中，終端105具備內(nèi)部DB輸入輸出接口1051，作為與內(nèi)部DB103的接口；通信信道設(shè)定部1052，基于從內(nèi)部DB103獲取的有關(guān)空閑狀態(tài)(不在使用中)的無線信道的信息；設(shè)定通信信道；無線通信收發(fā)部1053，將應(yīng)使用設(shè)定的通信信道發(fā)送的信號(hào)調(diào)制，并將接收到的信號(hào)解調(diào)；收發(fā)用的天線1054；以及指令生成部1055，根據(jù)來自上位層的指令生成各種指令。內(nèi)部DB輸入輸出接口1051例如是無線接口，能夠進(jìn)行與內(nèi)部DB103的通信。終端105還具備GPS接收機(jī)1056，能夠測(cè)量自己的位置，并將其測(cè)量結(jié)果經(jīng)由內(nèi)部DB輸入輸出接口1051通知給內(nèi)部DB103。
圖3是表示內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)DB103的功能的概略結(jié)構(gòu)圖。內(nèi)部DB103能夠與終端105、外部DB104、檢測(cè)裝置102分別通信，分別具備與各裝置的接口1031、1032、1033。內(nèi)部DB103還具備空閑信道識(shí)別部1034，根據(jù)從檢測(cè)裝置102供給的無線信道的利用狀況的信息，識(shí)別空閑狀態(tài)的無線信道；信息注冊(cè)部1035，整理從外部DB104獲取的信息和來自空閑信道識(shí)別部1034的信息，并注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)部1038中；通信信道選擇部1036；以及指令生成部1037，根據(jù)來自上位層的指令，生成各種指令。
圖4是表示檢測(cè)裝置102的功能的概略結(jié)構(gòu)圖。檢測(cè)裝置102通過無線或有線與內(nèi)部DB103連接，根據(jù)來自內(nèi)部DB103的請(qǐng)求，對(duì)授權(quán)給存在于檢測(cè)裝置102的周圍的雷達(dá)系統(tǒng)、電視廣播系統(tǒng)等現(xiàn)有的無線系統(tǒng)的無線信道(以下稱作“授權(quán)信道”)的利用狀況進(jìn)行檢測(cè)。
在圖4中，頻帶決定部1021將檢測(cè)利用狀況的頻帶的信息指示給功率測(cè)量部1022。功率測(cè)量部1022接受到來自頻帶決定部1021的指示，測(cè)量經(jīng)由天線1023接收的信號(hào)的功率。位置測(cè)量部1024例如是GPS接收機(jī)，測(cè)量檢測(cè)裝置102的位置。在檢測(cè)裝置102以無線與內(nèi)部DB103連接的情況，指令生成部1025具有接受由功率測(cè)量部1022測(cè)量的接收功率和由位置測(cè)量部1024測(cè)量的自身的位置信息并經(jīng)由天線1023向內(nèi)部DB103供給的功能。定時(shí)器1026例如用來以預(yù)先決定的周期使功率測(cè)量部1022開啟/關(guān)閉，或用來記錄功率測(cè)量時(shí)刻、測(cè)量所需的時(shí)間等。作為指令生成部1025對(duì)內(nèi)部DB103供給的信息，除了測(cè)量的接收功率和檢測(cè)裝置104的位置信息以外，還有測(cè)量的頻帶、測(cè)量的頻帶寬、測(cè)量的時(shí)刻、測(cè)量所需的時(shí)間、檢測(cè)裝置的天線增益、波束的方向的信息等。
下面利用圖5說明上述各裝置的動(dòng)作。
圖5是用來說明各裝置的動(dòng)作的順序圖。首先，說明到將檢測(cè)裝置102中的無線信道的利用狀況的檢測(cè)結(jié)果注冊(cè)到內(nèi)部DB103中為止的段(段1)。
首先，內(nèi)部DB103將請(qǐng)求授權(quán)信道的利用狀況的測(cè)量的信號(hào)從內(nèi)部DB103的指令生成部1037發(fā)送給檢測(cè)裝置102(步驟S501)。
檢測(cè)裝置102根據(jù)測(cè)量請(qǐng)求檢測(cè)授權(quán)信道的利用狀況(步驟S502)，將其測(cè)量結(jié)果通知給內(nèi)部DB103(步驟S503)。這里，所謂的無線信道的利用狀況，除了在作為測(cè)量對(duì)象的無線信道中測(cè)量到的接收功率、檢測(cè)裝置的位置以外，還包括測(cè)量到的頻帶、測(cè)量到的頻帶寬、測(cè)量到的時(shí)刻、測(cè)量所需的時(shí)間。進(jìn)而，也可以包括檢測(cè)裝置的天線增益、波束的方向等。在測(cè)量到的信號(hào)是具有某種程度的周期性的信號(hào)的情況下，作為通知給內(nèi)部DB103的信息，也可以包括測(cè)量到的信號(hào)的周期、靜音區(qū)間長(zhǎng)、占空比等。例如在作為現(xiàn)有的無線系統(tǒng)而考慮是雷達(dá)的情況下，在雷達(dá)的信號(hào)的情況下具有幾毫秒間隔的周期性。此外，在作為現(xiàn)有的無線系統(tǒng)而考慮是電視(TV)廣播系統(tǒng)的情況下，可以說電視廣播的信號(hào)是具有1日單位的周期性的信號(hào)。也可以將這些周期通知給內(nèi)部DB103。
內(nèi)部DB103根據(jù)經(jīng)由接口部1033輸入的無線信道的利用狀況，在空閑信道識(shí)別部1034中識(shí)別作為對(duì)象的無線信道是否是空閑無線信道(步驟S504)。對(duì)于現(xiàn)有的通信，將在頻率區(qū)域、時(shí)間區(qū)域、擴(kuò)散碼區(qū)域中正交的區(qū)域、或者能夠以不對(duì)現(xiàn)有的通信帶來較大影響的程度的干涉的功率發(fā)送的無線信道作為空閑無線信道。
這里，所謂頻率區(qū)域上不給現(xiàn)有的通信帶來較大的影響的程度的干涉，是在頻率區(qū)域上插入保護(hù)頻帶(guide band)而分離的區(qū)域，表示即使通過過濾器后的頻譜的旁瓣與現(xiàn)有的通信重疊、也不會(huì)給現(xiàn)有的通信的接收性能帶來影響的干涉。所謂時(shí)間區(qū)域上不給現(xiàn)有的通信帶來較大的影響的程度的干涉，是在時(shí)間上插入保護(hù)間隔而分離的區(qū)域，表示是即使多徑延遲擴(kuò)散而超過保護(hù)頻帶而與現(xiàn)有的通信重疊、也不會(huì)給現(xiàn)有的通信的接收性能帶來影響的干涉。所謂空間區(qū)域上不給現(xiàn)有的通信帶來較大的影響的程度的干涉，是在地理上相互分離的區(qū)域中進(jìn)行的通信，表示即使因傳輸損失而充分地衰減并且信號(hào)到達(dá)了進(jìn)行現(xiàn)有的通信的收發(fā)機(jī)、也不會(huì)給現(xiàn)有的通信的接收性能帶來影響的干涉。所謂擴(kuò)散碼區(qū)域上不給現(xiàn)有的通信帶來較大的影響的程度的干涉，表示雖然不是相對(duì)于進(jìn)行現(xiàn)有的通信的擴(kuò)散碼完全正交的代碼、但是其相互相關(guān)的影響較低、不會(huì)給現(xiàn)有的通信的接收性能帶來影響的干涉。
具體而言，將在頻率區(qū)域、時(shí)間區(qū)域、空間區(qū)域、擴(kuò)散碼區(qū)域中分別沒有測(cè)量到熱噪音以上的干涉的無線信道作為空閑無線信道。頻帶f、時(shí)隙t、擴(kuò)散碼c中的終端n的干涉量Inftc利用以下的式1求出。
式1式(1)In,f,t,c=Σm=0M[Pm,f,t,c×Lp(|Ln-Lm|)]n∉{m=0,1,···,M-1}Pn,f,t,cn∈{m=0,1,···,M-1}]]>這里，Pmftc由檢測(cè)裝置m檢測(cè)到的頻帶f、時(shí)隙t、擴(kuò)散碼c中的接收功率M檢測(cè)裝置的數(shù)量Lm檢測(cè)裝置的位置Ln終端的位置
Lp(|Ln-Lm|)對(duì)應(yīng)于距離|Ln-Lm|的傳輸損失接收功率P是由檢測(cè)裝置102測(cè)量的值，檢測(cè)裝置102的數(shù)量在本實(shí)施方式中設(shè)為1。檢測(cè)裝置102的位置是由檢測(cè)裝置102具備的位置測(cè)量部1024測(cè)量的值，終端105的位置是由終端105具備的GPS接收機(jī)1055測(cè)量的值，傳輸損失是常數(shù)。內(nèi)部DB103的空閑信道識(shí)別部1034根據(jù)上述的值求出干涉量?？臻e信道識(shí)別部1034將其與相當(dāng)于終端的噪音功率的一定的閾值相比較，如果求出的干涉量比該閾值低，則判斷該無線信道是空閑狀態(tài)。
內(nèi)部DB103在信息注冊(cè)部1035中整理從檢測(cè)裝置102得到的信息，并進(jìn)行注冊(cè)(步驟S505)。這里所謂的整理，是指在被通知了具有大致相同的位置信息、相同的頻帶的無線信道的利用狀況信息的情況下、改寫為新的信息。
內(nèi)部DB103從外部DB104得到無線信道利用狀況(步驟S506)。從外部DB104得到的信息是內(nèi)部DB103不能掌握的無線信道的利用狀況，例如是TV及雷達(dá)、射電天文那樣僅用于接收的頻帶中的無線信道利用狀況、及根據(jù)法律而禁止使用的頻帶的信息等。
內(nèi)部DB103在信息注冊(cè)部1035中也整理從外部DB104得到的信息，并進(jìn)行注冊(cè)(步驟S507)。到此為止的順序是到將檢測(cè)裝置102中的無線信道的利用狀況的檢測(cè)結(jié)果注冊(cè)到內(nèi)部DB103中為止的段1。
接著，說明到終端105從內(nèi)部DB103得到有關(guān)無線信道的利用狀況的信息從而與終端106開始通信為止的段(段2)。
在終端105中產(chǎn)生了與終端106通信的通信請(qǐng)求的情況下，終端105對(duì)內(nèi)部DB103發(fā)出通信開始請(qǐng)求信號(hào)，并且通知自己的位置信息(步驟S508)。該請(qǐng)求信號(hào)由指令生成部1054生成。位置信息搭載于該請(qǐng)求信號(hào)中被發(fā)送。
內(nèi)部DB103對(duì)終端106請(qǐng)求位置信息(步驟S509)。終端106對(duì)內(nèi)部DB103通知自己的位置信息(步驟S510)。
內(nèi)部DB103將在步驟S504中識(shí)別到的空閑的無線信道選擇為終端105、106間的通信用無線信道(步驟S511)。但是，在識(shí)別為空閑無線信道的無線信道中，從外部DB104設(shè)為“發(fā)送禁止”或“使用禁止”的無線信道不能被選擇為通信無線信道。內(nèi)部DB103考慮終端105、106的位置信息，判斷被識(shí)別為空閑無線信道的無線信道、且從外部DB104設(shè)為“使用中”的無線信道是否能夠作為通信信道。求出終端105、106的位置和相對(duì)于使用中的設(shè)備的距離，求出使用中的設(shè)備可能受到的干涉，如果干涉為比熱噪音小的程度，則選擇為通信信道。
終端n在頻帶f、時(shí)隙t、擴(kuò)散碼c中，使用中的設(shè)備1受到的推定干涉量Inlftc用以下的式(2)求出。
式2式(2)In，l，f，t，c＝Gn(Ll-Ln)×Pn，f，t，c×Lp(|Ll-Ln|)Pn，f，t，c終端n在頻帶f、時(shí)隙t、擴(kuò)散碼c中發(fā)送的發(fā)送功率Gn(Ll-Ln)終端n中的相對(duì)方向(Ln-Lm)的天線增益內(nèi)部DB103將在步驟S511中選擇的通信用無線信道通知給終端105、106(步驟S512、S513)，在終端間使用該通信信道開始通信(步驟S514)。
另外，終端105對(duì)于內(nèi)部DB103預(yù)先通知通信預(yù)定時(shí)間、突發(fā)(burst)通信的間隔、通信頻帶、所需的頻帶寬、所需的比特率、QoS(Quality of Service業(yè)務(wù)質(zhì)量)信息、調(diào)制方式等。由此，內(nèi)部DB103能夠使檢測(cè)裝置102進(jìn)行考慮到這些信息的通信信道的設(shè)定、和無浪費(fèi)的信道利用狀況檢測(cè)。例如，如果將通信的估計(jì)時(shí)間注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，則防止了檢測(cè)裝置102測(cè)量知道是在通信中的無線信道的利用狀況。此外，通過將突發(fā)通信信號(hào)的周期注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)部1038中，在其他通信的空閑無線信道識(shí)別中，時(shí)間性的空閑無線信道的識(shí)別變得容易。
此外，通過將頻帶注冊(cè)在數(shù)據(jù)庫(kù)部1038中，在其他通信的空閑無線信道識(shí)別中，能夠不進(jìn)行測(cè)量而識(shí)別正使用的頻帶有干涉，所以防止了檢測(cè)裝置102測(cè)量知道是在通信中的無線信道的利用狀況。通過將所需的通信頻帶寬注冊(cè)在數(shù)據(jù)庫(kù)部1038中，通過對(duì)一部分的頻帶測(cè)量干涉，就知道該整個(gè)通信頻帶寬整體在使用中，所以能夠容易地進(jìn)行無線信道利用狀況的檢測(cè)。此外，通過將QoS信息注冊(cè)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，能夠?qū)⑴c需要較高的QoS的通信的頻率、時(shí)間、空間、擴(kuò)散碼相接近且在某種程度上產(chǎn)生干涉的無線信道判斷為不作為通信信道，反之，或者將與較低的QoS也沒有問題的通信的頻率、時(shí)間、空間、擴(kuò)散碼相接近且在某種程度上產(chǎn)生干涉的無線信道也判斷為通信信道。
此外，無線信道利用狀況的檢測(cè)結(jié)果及在通信中使用的無線信道的通知等信息既可以使用無線、并且使用本感知無線系統(tǒng)專用的固定通知無線信道來通知，也可以使用本感知無線系統(tǒng)專用的固定控制無線信道來指定進(jìn)行通知的無線信道。此外，也可以經(jīng)由有線進(jìn)行通知。例如，在將充電中的無線終端裝置兼用作無線信道利用狀況檢測(cè)裝置的情況下，由于可以不關(guān)注耗電，所以也可以考慮頻繁地測(cè)量無線信道利用狀況、經(jīng)由PLC(電力線通信)及有線LAN等進(jìn)行通知的方法。
這樣，利用檢測(cè)裝置102檢測(cè)到的干涉的信息，無線終端裝置能夠使用空閑無線信道進(jìn)行無線通信，并且能夠根據(jù)有關(guān)無線的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行也考慮到檢測(cè)裝置102不能檢測(cè)的無線信道利用狀況的無線通信，所以能夠抑制對(duì)現(xiàn)有的無線系統(tǒng)的干涉，能夠有效地使用空閑無線信道。此外，由于在內(nèi)部DB103中選擇通信無線信道，所以能夠削減終端的收發(fā)機(jī)的處理量。
另外，在上述的實(shí)施方式中，信道利用狀況檢測(cè)裝置102被表示為獨(dú)立的裝置，但也可以與內(nèi)部DB103包含在同一個(gè)裝置中，也可以包含在無線通信終端105中。同樣，內(nèi)部DB103也被表示為獨(dú)立的裝置，但也可以包含在終端105、106的至少任一個(gè)中。
(圖5的變形例)說明本實(shí)施方式的變形例。圖6是表示DB103在確認(rèn)終端105、106的位置后計(jì)算所測(cè)量的信道利用狀況信息的可靠度、使用計(jì)算的結(jié)果為可靠度較高的信道利用狀況的信息、識(shí)別空閑信道的例子的順序圖。另外，可靠度的計(jì)算例如由圖3的空閑信道識(shí)別部1034進(jìn)行。在圖6中，對(duì)于與圖5相同的部分賦予相同的參照標(biāo)號(hào)。
DB103在確認(rèn)終端105、106的位置后，計(jì)算測(cè)量的信道利用狀況信息的可靠度(步驟S600)。以下說明信道利用狀況信息的可靠度的計(jì)算例。
首先，存在于位置Lm處的信道利用狀況測(cè)量裝置m在時(shí)刻τm時(shí)對(duì)頻帶f、時(shí)隙t、擴(kuò)散碼c測(cè)量接收功率Pm，f，t，τ。如果測(cè)量結(jié)束，則對(duì)DB通知測(cè)量結(jié)果。DB103從管轄的M個(gè)信道利用狀況測(cè)量裝置收集信息并保存。在收發(fā)終端n中判斷信息是否能夠信賴的情況下，利用信道利用狀況信息的可靠度。收發(fā)終端n中的信息的可靠度Rn可以通過以下的式(3)求出。
式3式(3)Rn=Σm=0M[G(Ln-Lm)×(1τnow-τm)×LP(|Ln-Lm|)]]]>這里，G(Ln-Lm)是相對(duì)方向(Ln-Lm)的天線增益。在全向天線的情況下，增益與方向無關(guān)而為1。此外，Lp(|Ln-Lm|)是對(duì)應(yīng)于距離|Ln-Lm|的傳輸損失。
傳輸損失例如是由奧村曲線或Hata模型給出那樣的距離接近則值變大、反之距離遠(yuǎn)離則值變小那樣的成反比例關(guān)系的函數(shù)。這里，為了得到可靠度信息，使用位置、天線增益、時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，但也可以僅使用任一項(xiàng)計(jì)算可靠度。以下的式(4)是僅利用時(shí)間項(xiàng)計(jì)算可靠度的例子。
式4式(4)Rn=Σm=0M(1τnow-τm)]]>此外，以下的式(5)是僅利用位置項(xiàng)計(jì)算可靠度的例子。
式5式(5)Rn=Σm=0M(1LP(|Ln-Lm|))]]>如果利用該式進(jìn)行計(jì)算，則能夠根據(jù)信道利用狀況檢測(cè)裝置的位置計(jì)算可靠度。
圖7及圖8中表示終端的位置與可靠度的關(guān)系的例子。這里，假設(shè)終端搭載有信道利用狀況檢測(cè)裝置與收發(fā)功能兩者。
例如，即使在終端A及終端B的DB中注冊(cè)有相同的信道利用狀況，由于位置上較接近的終端的信息可信賴，所以對(duì)于終端A來說可靠度較高的信息、與對(duì)終端B來說可靠度較高的信息也不同。此外，在收發(fā)機(jī)自身能夠測(cè)量信道利用狀況的情況下，自己自身測(cè)量的結(jié)果是最能夠信賴的信息。
此外，在信道利用狀況檢測(cè)裝置中，在具有使用高解析A/D變換機(jī)等高性能裝置能夠高精度地測(cè)量干涉信號(hào)的結(jié)構(gòu)的情況下，也可以考慮如以下的式(6)那樣追加修正項(xiàng)。
式6

式(6)Rn=Σm=0M[sm×(1τnow-τm)]]]>這里，Sm是信道利用狀況檢測(cè)裝置的干涉測(cè)量精度，是與A/D變換機(jī)的比特?cái)?shù)等值成比例的值。該可靠度如果足夠高，則判斷現(xiàn)狀存在的信道利用狀況信息能夠信賴。
在判斷為可靠度較低、信道利用狀況信息不能信賴的情況下，對(duì)檢測(cè)裝置102請(qǐng)求信道測(cè)量，以便變更天線增益等，并進(jìn)行再次測(cè)量(步驟S601)。檢測(cè)裝置102進(jìn)行信道利用狀況的測(cè)量(步驟S602)，將其結(jié)果發(fā)送給DB103(步驟S603)。
如果在即使進(jìn)行測(cè)量也不能得到可信賴的信息的情況下，判斷為在收發(fā)終端n的附近不存在信道利用狀況檢測(cè)裝置，由于不能進(jìn)行信道利用狀況檢測(cè)，所以推遲收發(fā)終端n的發(fā)送?？煽慷仁欠褫^高的判斷可以考慮以閾值進(jìn)行判斷的方法。該閾值可以由共用信道的系統(tǒng)決定。例如，在想要利用如射電天文那樣對(duì)干涉耐性較低的無線設(shè)備的信道進(jìn)行感知無線通信的情況下，將閾值設(shè)定得較高。通過這樣設(shè)定閾值，在利用對(duì)干涉耐性較低的無線設(shè)備的信道進(jìn)行感知無線通信時(shí)，僅在信道利用狀況測(cè)量信息中有較大的可靠性的情況下才能夠進(jìn)行通信，能夠?qū)?duì)現(xiàn)有的通信帶來的影響抑制在最小限度。此外，在想要利用如無線LAN那樣的數(shù)字無線通信那樣一定程度上對(duì)干涉耐性較強(qiáng)的無線設(shè)備的信道進(jìn)行感知無線通信的情況下，將閾值設(shè)定得較低。通過這樣設(shè)定閾值，在利用一定程度上對(duì)干涉耐性較強(qiáng)的無限設(shè)備的信道進(jìn)行感知無線通信時(shí)，即使在信道利用狀況測(cè)量信息中沒有較大的可靠性也能夠進(jìn)行通信，能夠提高頻率利用效率。
在信息的可靠度較高，判斷為根據(jù)當(dāng)前DB中的信息、對(duì)是否是空閑信道的判斷是可以信賴的情況下，對(duì)于在檢測(cè)裝置102中測(cè)量的信道，在DB103中判斷是否是空閑信道(步驟S604)。這樣，由于利用可靠度對(duì)測(cè)量的信道利用狀況信息添加優(yōu)劣來識(shí)別空閑信道，所以能夠以較高的精度進(jìn)行空閑信道識(shí)別。
(第2實(shí)施方式)接著，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式(實(shí)施例2)進(jìn)行說明。在上述的實(shí)施例1中，空閑信道的識(shí)別由內(nèi)部DB103進(jìn)行，而在本實(shí)施例2中，是終端105、106根據(jù)從內(nèi)部DB103供給的信道利用狀況的信息、識(shí)別空閑信道來設(shè)定通信信道的例子。
圖9是表示有關(guān)實(shí)施例2的終端105、106的概略結(jié)構(gòu)的圖。由于終端105、106是相同的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)終端106省略說明。此外，在圖9中，對(duì)于與圖2相同的部位賦予相同的標(biāo)號(hào)而省略詳細(xì)的說明。與圖2的不同點(diǎn)是設(shè)有空閑信道識(shí)別部1056這點(diǎn)。
圖10是表示實(shí)施例2中的處理及消息交換的例子的順序圖。首先，無線信道利用狀況檢測(cè)裝置102(以下稱作檢測(cè)裝置102)接受內(nèi)部DB103的請(qǐng)求(步驟S701)，檢測(cè)無線信道的利用狀況(步驟S702)。檢測(cè)裝置102將與檢測(cè)到的無線信道利用狀況的測(cè)量結(jié)果有關(guān)的信息通知給內(nèi)部DB103(步驟S703)。內(nèi)部DB103注冊(cè)被通知的測(cè)量結(jié)果(步驟S704)。另一方面，內(nèi)部DB103從外部DB104也得到有關(guān)無線信道利用狀況的信息(步驟S705)。內(nèi)部DB103整理并注冊(cè)從檢測(cè)裝置102及外部DB104得到的信息(步驟S706)。到此為止的處理是到將檢測(cè)裝置102的無線信道利用狀況的檢測(cè)結(jié)果注冊(cè)到內(nèi)部DB103中為止的段(段1)。
接著，在終端105中產(chǎn)生了與終端106進(jìn)行無線通信的請(qǐng)求的情況下，終端105對(duì)內(nèi)部DB103通知位置信息和通信對(duì)方的識(shí)別信息(步驟S707)。內(nèi)部DB103基于從終端105通知的識(shí)別信息確定作為通信對(duì)方的終端106，對(duì)終端106請(qǐng)求位置信息(步驟S708)。接受到請(qǐng)求的終端106對(duì)內(nèi)部DB103通知位置信息(步驟S709)。
然后，內(nèi)部DB103對(duì)終端105通知有關(guān)無線信道利用狀況的信息(步驟S710)。此時(shí)，也考慮根據(jù)終端的位置選擇在附近測(cè)量到的無線信道利用狀況、及在附近發(fā)送的信號(hào)的狀況，來通知有關(guān)無線信道利用狀況的信息。這里，如果發(fā)送系統(tǒng)將通信預(yù)定注冊(cè)在數(shù)據(jù)庫(kù)中、或者能夠推定所測(cè)量到的干涉的系統(tǒng)，則根據(jù)該系統(tǒng)的發(fā)送功率與載波頻率和傳輸損失，計(jì)算其發(fā)送信號(hào)以噪音以上的功率到達(dá)、并能夠帶來干涉的距離，將在該距離以內(nèi)的情況稱作附近。終端105利用該信息，終端105的空閑信道識(shí)別部1057(參照?qǐng)D9)識(shí)別空閑信道(步驟S711)。然后，終端105的通信信道設(shè)定部1052(參照?qǐng)D9)選擇進(jìn)行通信的無線信道(步驟S712)。將選擇的無線信道從通信信道設(shè)定部1052發(fā)送給無線通信收發(fā)部1053，通知給終端106(步驟S713)。在從終端106返回應(yīng)答(ACK)后(步驟S714)，利用所選擇的無線信道開始通信(步驟S715)。到此為止是終端105從內(nèi)部DB103得到有關(guān)無線信道的利用狀況的信息來識(shí)別空閑信道、與終端106開始通信為止的段(段2)。
在本實(shí)施例中，終端自己識(shí)別空閑信道，獨(dú)立地選擇通信無線信道，所以能夠削減內(nèi)部DB中的處理。
(第3實(shí)施方式)接著，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式(實(shí)施例3)進(jìn)行說明。
圖11是表示有關(guān)實(shí)施例3的系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施例是電視廣播(TV廣播)與使用無線的局域網(wǎng)(W-LAN)共用TV廣播用的頻帶的情況。TV廣播天線201對(duì)某個(gè)區(qū)域利用幾個(gè)頻帶發(fā)送廣播信號(hào)。此時(shí)，在作為廣播對(duì)象的地域中的無線信息DB202中，存儲(chǔ)有當(dāng)前進(jìn)行的廣播的頻帶、廣播局的位置、廣播電波的到達(dá)范圍等信息。
在民宅218、228中，通過TV接收天線213、223接收從TV廣播天線201發(fā)送的信號(hào)。TV接收天線223設(shè)置在室外。TV214、224能夠經(jīng)由無線或有線與處于民宅218、228內(nèi)的W-LAN的接入點(diǎn)(AP)215、225進(jìn)行信息的共享。由此，該TV214、224是能夠與無線LAN接入點(diǎn)進(jìn)行通信、并且具備接收TV廣播的功能的帶TV廣播電視接收功能的無線機(jī)。TV214、224能夠與AP215、225共享TV214、224當(dāng)前接收的頻帶的信息。此外，AP215、225也能夠與無線信息DB202經(jīng)由無線或有線進(jìn)行信息的共享。AP215、225具備無線信道利用狀況檢測(cè)裝置，能夠自己檢測(cè)無線信道的利用狀況，并且還作為掌握TV的接收狀況及室內(nèi)的通信狀況的家庭服務(wù)器而動(dòng)作。
無線收發(fā)機(jī)216、217、226、227(以下稱作ST216、217、226、227)作為W-LAN的站點(diǎn)(ST)動(dòng)作，ST216、217與AP215進(jìn)行通信，ST226、227與AP225進(jìn)行通信，或者ST彼此進(jìn)行通信。TV213、214能夠分別掌握接收天線218、223的位置，并將該位置信息分別通知給AP215、225。作為掌握接收天線218、223的位置的方法，由于TV天線通常被固定，所以可考慮在天線的初始設(shè)置時(shí)對(duì)TV進(jìn)行位置信息的注冊(cè)的方法。此外，ST216、217、226、227分別具有掌握自己的位置的功能，能夠?qū)⑵湮恢眯畔⑼ㄖoAP215、AP225。AP215、225也同樣具有掌握自己的位置的功能。作為掌握位置信息的功能，可以考慮例如使用GPS的位置信息掌握功能。
圖12是表示接入點(diǎn)AP225、215的概略結(jié)構(gòu)的圖。AP215由于是與AP225同樣的結(jié)構(gòu)，所以省略說明。AP225能夠分別與ST226、227、無線信息DB202、TV224進(jìn)行通信。接口2251、2252是分別輸入來自無線信息DB202、TV224的信號(hào)的接口。無線通信收發(fā)部2253調(diào)制要使用設(shè)定的通信信道發(fā)送的信號(hào)，并且調(diào)制接收到的信號(hào)。AP225還具備空閑信道識(shí)別部2254，根據(jù)從ST226、227供給的無線信道利用狀況的信息，來識(shí)別空閑狀態(tài)的無線信道；信息注冊(cè)部2256，整理從無線信息DB202獲取的信息和來自空閑信道識(shí)別部2254的信息，并注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)部2255中；通信信道選擇部2257；以及指令生成部2258，根據(jù)來自上位層的指令生成各種指令。
圖13是表示ST227的結(jié)構(gòu)的圖。ST216、217、226由于與ST227的結(jié)構(gòu)相同，所以省略說明。ST227具備無線通信收發(fā)部2271，調(diào)制要使用設(shè)定的通信信道發(fā)送的信號(hào)，并且調(diào)制接收到的信號(hào)；以及指令生成部2272，根據(jù)來自上位層的指令，生成各種指令。還具備通信信道設(shè)定部，基于從AP225獲取的信息等設(shè)定通信信道；以及GPS接收機(jī)2274，測(cè)量自己的位置，并通知給AP225。此外，還具備干涉測(cè)量部2275，該干涉測(cè)量部2275根據(jù)來自AP225的請(qǐng)求，接收指定的無線信道的信號(hào)，計(jì)算其接收功率來測(cè)量噪音電平。
圖14中表示用來進(jìn)行AP215、225內(nèi)部的DB信息及DB202信息的更新的系統(tǒng)整體的處理流程。AP215、225首先決定無線信道利用狀況檢測(cè)的開始時(shí)間及測(cè)量的無線信道(步驟S1401)。例如，AP215、225以每1毫秒1次的頻率，對(duì)某個(gè)頻帶決定使管轄下的終端(例如ST217)檢測(cè)無線信道利用狀況。此外，對(duì)另一個(gè)頻帶決定使ST216檢測(cè)無線信道利用狀況。進(jìn)而，對(duì)于其他頻帶，AP215、225自己檢測(cè)無線信道利用狀況。這里，假設(shè)依次對(duì)作為對(duì)象的所有的頻率區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。此外，也可以考慮通過1次的檢測(cè)對(duì)作為對(duì)象的所有的頻率區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。
在決定無線信道利用狀況檢測(cè)的開始時(shí)間及測(cè)量的無線信道后，實(shí)際測(cè)量無線信道利用狀況(步驟S1402)。這里，AP215、225請(qǐng)求對(duì)管轄下的終端ST進(jìn)行頻率狀況的測(cè)量。被請(qǐng)求測(cè)量的ST在指定的頻率區(qū)域中進(jìn)行無線信道利用狀況的測(cè)量。這里所謂的無線信道利用狀況的測(cè)量是，接收指定的無線信道的信號(hào)，計(jì)算其接收功率，如果是噪音電平則判斷為不存在干涉，如果是比噪音電平大的接收功率則判斷為存在干涉、即電波由其他終端及TV廣播使用。例如，即使存在接收功率、但將其功率比能夠作為信號(hào)解調(diào)、解碼的電平低的功率定義為噪音電平，在接收到比其低的功率的情況下判斷為電波沒有被使用。測(cè)量了干涉的有無后的ST對(duì)受管轄的AP通知位置信息及測(cè)量結(jié)果。此外，AP215、225由于具有無線接收功能，所以自己也能夠檢測(cè)無線信道利用狀況。
如果無線信道利用狀況的測(cè)量結(jié)束、將結(jié)果通知給各AP，則AP利用與自己測(cè)量的無線信道利用狀況有關(guān)的信息、從ST通知的信息、來自DB202的信息，進(jìn)行DB信息的更新(步驟S1403)。
圖15表示在接入點(diǎn)AP225所保有的DB2255中保存的信息、是某個(gè)位置處的頻帶的利用狀況的信息和已取得該信息的信息源。
這里，如果存在于位置Nx03、Ey03處的ST227對(duì)AP225通知與f07MHz帶的無線信道利用狀況有關(guān)的信息，則AP225檢索當(dāng)前的DB信息，如果存在相同位置、相同頻帶的信息，則刪除較舊的信息，進(jìn)行新信息的追加。此外，在AP225從有關(guān)廣播的DB202得到信息的情況下，得到正在以哪個(gè)無線信道進(jìn)行TV廣播的信息。在圖15的例子中，表示了在f01MHz、f03MHz、f04MHz、f06MHz的頻帶的無線信道中進(jìn)行TV廣播的情況。此外，在從TV224得到當(dāng)前接收的無線信道的信息的情況下也同樣，在得到信息后將舊的信息刪除，進(jìn)行新信息的追加。在圖15的例子中，表示在f01MHz的頻帶的無線信道中、在存在TV接收天線223的地點(diǎn)Nx01、Ey01處進(jìn)行接收的情況。
此外，也可以在無線信道利用狀況的信息中設(shè)置有效期限。在此情況下，如果各個(gè)有效期限結(jié)束，則從DB刪除信息，根據(jù)需要從DB202或TV224得到需要的信息、或使ST226或ST227測(cè)量并通知無線信道利用狀況。
(圖15的變形例)圖16是表示圖15所示的信息表的變形例的圖。如圖16所示，也可以在獲取到信息時(shí)同時(shí)記錄信息的更新時(shí)刻。此外，頻帶的利用狀況的欄也可以原樣記錄干擾功率的原始數(shù)據(jù)。例如，表示出在地點(diǎn)Nx02、Ey02，ST226以-61dBm接收f07MHz的無線信道、該信息在12:21:48.20時(shí)寫入、更新到AP225的數(shù)據(jù)庫(kù)中。此外，表示出在地點(diǎn)Nx03、Ey03，ST227以-68dBm接收f07MHz的無線信道、該信息在12:21:49.20時(shí)寫入、更新到AP225的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
圖17是表示各DB用來收集無線信道利用狀況信息的消息的交換例的順序圖。AP225內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)(DB2255)對(duì)能夠經(jīng)由有線或無線與AP交換信息的ST226、ST227、TV224通知無線信道利用狀況。在圖17中，對(duì)TV224從幾秒到幾十秒一次發(fā)出請(qǐng)求，以將接收到的無線信道的信息從AP225對(duì)TV224通知。同樣，發(fā)出請(qǐng)求以便從AP215對(duì)TV214通知(步驟S1201)。
TV224接受到請(qǐng)求，返回當(dāng)前正在接收的無線信道的信息和其接收天線223的位置信息。同樣，TV214接受到請(qǐng)求，返回當(dāng)前正在接收的無線信道的信息和其接收天線213的位置信息(步驟S1202)。也可考慮TV224(TV214)不接受來自AP225(AP215)的請(qǐng)求而僅在將電源開啟/關(guān)閉時(shí)或變更了接收的無線信道的情況下將其信息通知給AP225(AP215)。
接著，發(fā)出請(qǐng)求，以使AP225對(duì)ST226及ST227通知干擾功率信息。同樣地，發(fā)出請(qǐng)求，以使AP215對(duì)ST216及ST217通知干擾功率信息(步驟S1203)。在此時(shí)的請(qǐng)求中含有測(cè)量的無線信道的信息。接受到該請(qǐng)求的ST226(ST216)及ST227(ST217)在從AP225(AP215)指定的無線信道中測(cè)量干擾功率的有無，對(duì)其結(jié)果附加當(dāng)前ST存在的位置信息，通知給AP225(AP215)(步驟S1204)。若進(jìn)行這樣的信息收集，并進(jìn)行后述的圖21的處理，則AP225(AP215)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)可以掌握上述圖15所示那樣的各位置的各頻率(無線信道)的利用狀況。
回到圖17，有關(guān)TV廣播的DB202除了TV廣播的發(fā)送信息以外，還處理該地域中的TV的接收信息及干涉信息。例如，DB202對(duì)TV廣播局(天線)201請(qǐng)求當(dāng)前正在進(jìn)行發(fā)送的無線信道利用狀況的信息(步驟S1205)。根據(jù)請(qǐng)求，TV廣播局201將無線信道利用狀況的信息通知給DB202(步驟S1206)。
進(jìn)而，DB202對(duì)處于該地域中的AP內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫(kù)定期地發(fā)出信息的通知請(qǐng)求(步驟S1207、S1209)，從它們分別獲取信息(步驟S1208、S1210)。這里，對(duì)DB202通知AP中的TV接收中的信息以及與檢測(cè)到的干涉有關(guān)的信息中附加了位置信息后的信息。除了如上所述地域DB202發(fā)出信息請(qǐng)求、接受到請(qǐng)求的AP通知信息的方法以外，還可以考慮在AP中以DB202的內(nèi)容被更新的情況為觸發(fā)器、對(duì)地域DB202通知信息的方法。
圖18表示數(shù)據(jù)庫(kù)DB202所保有的信息，是某個(gè)位置的頻帶的利用狀況的信息和已取得該信息的信息源。通過進(jìn)行上述那樣的信息收集，在DB202中能夠如圖18那樣掌握各位置的各頻率(無線信道)的利用狀況。
(圖18的變形例)圖19是表示圖18所示的信息表的變形例的圖。如圖19所示，也可以在獲取信息時(shí)同時(shí)記錄信息的更新時(shí)刻。此外，頻帶的利用狀況欄也可以原樣記錄干擾功率的原始數(shù)據(jù)。這與上述圖16所示的表相同。
圖20是用來使用保存在DB202中的信息開始通信的作為本實(shí)施方式的系統(tǒng)整體的處理流程圖。以下，利用圖20說明處理流程。
從某個(gè)ST(例如ST227)獲取了通信開始請(qǐng)求的AP(例如AP225)首先為了得到最新的無線信道利用狀況而從DB202得到信息，根據(jù)該信息進(jìn)行DB信息(例如AP225內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫(kù)DB2255)的更新(步驟S2001)。此時(shí)，在利用每當(dāng)與AP225連接的DB202及TV的狀態(tài)變化時(shí)更新AP225的DB信息那樣的方法的情況下，不需要步驟S2001的作業(yè)。然后，AP225決定ST227要進(jìn)行通信的無線信道(步驟S2002)。將該決定的無線信道對(duì)ST227通知，被通知的ST227利用指定的無線信道開始通信(步驟S2003)。
圖21是表示有關(guān)在進(jìn)行使用DB信息的通信時(shí)產(chǎn)生的消息的交換的例子的順序圖。這里，將ST226與ST227以簡(jiǎn)易模式(ad-hoc)進(jìn)行通信的情況作為例子表示。
首先，在ST226中產(chǎn)生了開始通信的請(qǐng)求的情況下，ST226對(duì)AP225發(fā)送通信開始請(qǐng)求的消息(步驟S1601)。此時(shí)，在想要以簡(jiǎn)易模式與其他ST進(jìn)行通信的情況下，包括想要通信的對(duì)方的識(shí)別號(hào)碼等信息。在圖21的情況下，由于是想要與ST227進(jìn)行通信的請(qǐng)求，所以對(duì)AP225通知ST227的識(shí)別號(hào)碼。另外，該識(shí)別號(hào)碼假設(shè)是在形成網(wǎng)絡(luò)時(shí)(電源投入時(shí)等)、或經(jīng)由定期的更新而AP225預(yù)先知道所管轄的ST的識(shí)別信息。此外，此時(shí)還同時(shí)將ST226的位置信息對(duì)AP225通知。在對(duì)AP225通知這些信息時(shí)，既可以使用預(yù)先設(shè)定的通知專用無線信道進(jìn)行通信，也可以利用預(yù)先設(shè)定的控制專用無線信道對(duì)AP225傳遞通知信息的無線信道。此外，也可以在進(jìn)行干涉測(cè)量的基礎(chǔ)上，利用不存在干涉的任意的無線信道進(jìn)行通知。
獲取了ST226想要與ST227開始通信的請(qǐng)求的AP225首先為了確認(rèn)ST227的位置而對(duì)ST227發(fā)出位置信息請(qǐng)求(步驟S1602)。ST227對(duì)AP225通知當(dāng)前ST227存在的位置信息(步驟S1603)。然后，AP225對(duì)具有該地域的干涉信息的DB202請(qǐng)求無線信道利用狀況(步驟S1604)。DB202根據(jù)請(qǐng)求提供最新的信息(步驟S1605)。此時(shí)，AP225參照ST226的位置信息以及ST227，將位置信息通知給DB202，DB202通過提供有關(guān)ST226及ST227的周邊的無線信道利用狀況，能夠削減要通信的信息量。另外，這里所謂的周邊，是參照位置信息，考慮ST226及ST227的發(fā)送功率及天線指向性，表示通過ST226及ST227發(fā)送信號(hào)而給現(xiàn)有的通信帶來影響的范圍。
如果進(jìn)行以上那樣的處理，則在處于AP225中的DB225A中能夠得到上述圖15所示的信息。這些信息分為幾個(gè)屬性。例如可以分割整理為TV224正在接收的無線信道、TV廣播局101正在發(fā)送的無線信道、其他終端正在通信的無線信道、使用的系統(tǒng)不明但存在干涉的無線信道、不存在干涉的無線信道等屬性。
回到圖21，AP225利用ST226的位置信息、ST227的位置信息、從DB202得到的信道的利用狀況，通過后述的圖22所示的方法決定通信頻帶，對(duì)ST226及ST227通知通信信道(步驟S1606)。ST226與ST227利用被通知的通信頻帶(通信信道)進(jìn)行期望的通信(步驟S1607)。例如，ST226利用被通知的無線信道發(fā)送前導(dǎo)信號(hào)(preamble)，ST227接收ST226發(fā)送的前導(dǎo)信號(hào)而返回ACK。在ST226中如果接收到ACK，則開始發(fā)送想要發(fā)送的數(shù)據(jù)。此時(shí)，在AP225中，在DB中注冊(cè)ST226與ST227處于通信中的情況。通過AP225掌握處于通信中的無線信道，可防止妨礙在新產(chǎn)生想要進(jìn)行通信的請(qǐng)求的情況下ST226與ST227進(jìn)行的通信的情況。
ST226與ST227如果結(jié)束通信(步驟S1608)，則對(duì)AP225通知通信結(jié)束的消息(步驟S1609)，在AP225中，將ST226與ST227處于通信中的信息從DB中刪除，將該無線信道對(duì)其他通信開放。
圖22是表示通信頻帶決定算法的例子的流程圖。首先，在AP225中，得到ST226的通信開始請(qǐng)求、通信對(duì)方信息、ST226的位置信息(步驟S1701)。接著，對(duì)作為通信對(duì)方的ST227請(qǐng)求ST227的位置信息，并通知給AP225。進(jìn)而，從DB202及TV224得到有關(guān)無線信道利用狀況的信息(步驟S1702)。另外，由于在該時(shí)刻從ST226及ST227定期地獲取有關(guān)無線信道利用狀況的信息，所以如圖15所示的例子那樣，設(shè)ST226、ST227的無線信道利用狀況對(duì)于AP225來說是已知的。
接著，AP225在提出通信請(qǐng)求的ST226的位置、和作為其通信對(duì)方的ST227的位置處檢索并判斷是否有空閑無線信道(步驟S1703)。此時(shí)的判斷是否是空閑無線信道的基準(zhǔn)是，在檢測(cè)到無線信道利用狀況時(shí)，判斷在該位置、該無線信道中是否測(cè)量到閾值以上的功率。在存在共用的空閑無線信道的情況下(步驟S1703中的判斷結(jié)果為“是”)，AP225通過將該空閑無線信道決定為在ST226與ST227的通信中使用的無線信道、并將該消息通知給ST226及ST227，在ST226與ST227開始通信(步驟S1704)。另外，在圖15所示的例子那樣的DB信息的情況下，由于在ST226及ST227中不存在共用的空閑無線信道，所以步驟S1704中的判斷為“否”。
在進(jìn)行通信的ST彼此中不存在共用的空閑無線信道的情況下(步驟S1704中的判斷為“否”)，在AP225中進(jìn)行是否在1個(gè)ST中存在空閑無線信道、而關(guān)于另一個(gè)ST存在未測(cè)量的無線信道的確認(rèn)(步驟S1705)。在圖15所示的例子中，對(duì)于ST226而言f02MHz是空閑無線信道，對(duì)于ST227而言f02MHz是未測(cè)量無線信道。同樣，對(duì)于ST227而言f07MHz是空閑無線信道，對(duì)于ST226而言f07MHz是未測(cè)量無線信道。在存在這樣的無線信道的情況下(步驟S1705的判斷結(jié)果為“是”)，對(duì)未測(cè)量的ST進(jìn)行干涉測(cè)量(步驟S1706)。即，在圖15的例子中，對(duì)ST226發(fā)出測(cè)量f07MHz的無線信道的請(qǐng)求，利用該測(cè)量結(jié)果更新無線信道利用狀況DB。同樣，對(duì)于ST227也發(fā)出請(qǐng)求以便對(duì)f02MHz的無線信道進(jìn)行測(cè)量，利用該測(cè)量結(jié)果更新無線信道利用狀況DB。在更新無線信道利用狀況DB的信息后，從ST227的位置信息取得(步驟S1701)開始重新執(zhí)行。
在步驟S1705的判斷結(jié)果為“否”的情況下，在ST226及ST227中檢索是否在兩者中存在未測(cè)量的無線信道(S1707)。在步驟S1707的判斷結(jié)果為“是”的情況下，發(fā)出測(cè)量請(qǐng)求(步驟S1708)。
在ST226、ST227中不存在共用的空閑無線信道、也不存在未測(cè)量的無線信道的情況下(步驟S1707的判斷結(jié)果為“否”)，判斷使用不是空閑無線信道的無線信道的設(shè)備是否存在于進(jìn)行通信的設(shè)備(ST226、ST227)的周邊(步驟S1709)。這里，作為判斷其他設(shè)備存在的位置是否是“周邊”的例子，考慮天線指向性及發(fā)送功率，在發(fā)出其發(fā)送信號(hào)時(shí)判斷是否給以相同的無線信道進(jìn)行發(fā)送接收的設(shè)備的接收性能帶來影響。例如，在具有無指向性天線的ST226使用某個(gè)發(fā)送功率以頻帶f01MHz進(jìn)行發(fā)送時(shí)，計(jì)算以無線信道f01MHz接收中的TV224與ST226的距離，再計(jì)算從ST226發(fā)送的信號(hào)的傳輸損失，如果是預(yù)測(cè)超過TV224的接收耐性的信號(hào)功率將到達(dá)TV224的距離，則判斷TV224在ST227的周邊。同樣，對(duì)于在位置Nx04、Ey04及頻帶f05MHz中進(jìn)行的通信中，為了判斷進(jìn)行該通信的位置是否是ST226、ST227的周邊，計(jì)算考慮到ST226及ST227的發(fā)送功率、天線指向性的傳輸距離，根據(jù)ST226、ST227與位置Nx04、Ey04的距離，計(jì)算到達(dá)位置Nx04、Ey04的信號(hào)功率。然后，將該通信的接收耐性與計(jì)算出的到達(dá)位置Nx04、Ey04的信號(hào)功率相比較，如果該通信的接收耐性較高，則判斷為不是周邊，如果到達(dá)的信號(hào)功率較大，則判斷為是周邊。另外，在利用這樣的基準(zhǔn)決定是否存在于周邊的情況下，AP225對(duì)于能夠管轄的通信系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)送功率、天線指向性、接收耐性等需要預(yù)先注冊(cè)。
在步驟S1709中判斷在周邊沒有使用該無線信道的設(shè)備的情況下(判斷結(jié)果為“是”)，在ST226及ST227中，為了謹(jǐn)慎而在該場(chǎng)所中進(jìn)行無線信道利用狀況的測(cè)量(步驟S1710)。這是因?yàn)椋词古袛嘣谥苓厸]有使用該無線信道的設(shè)備，如果不是周邊的設(shè)備的發(fā)送功率較大，其功率也會(huì)成為干涉，也不能進(jìn)行通信。在圖15的例子中，即使判斷在位置Nx04、Ey04及頻帶f05MHz中進(jìn)行的通信不是ST226及ST227的周邊的情況下，也在頻帶f05MHz中進(jìn)行測(cè)量，如果在ST226及ST227中測(cè)量到超過接收耐性的信號(hào)功率(在步驟S1711中判斷結(jié)果是“否”)，則判斷為不是空閑無線信道。在步驟S1709及S1711中判斷為沒有空閑無線信道的情況下，判斷無線信道擁擠、是不能進(jìn)行通信的狀態(tài)，在相隔一定的時(shí)間后(步驟S1712)，再次得到通信終端的位置信息(步驟S1701)。在步驟S1711中判斷為是空閑無線信道的情況下(步驟S1711的判斷結(jié)果為“是”)，判斷為在周邊沒有使用該無線信道的設(shè)備，對(duì)于ST226及ST227發(fā)出指示以便利用該無線信道進(jìn)行通信。結(jié)果，ST226和ST227開始通信(步驟S1713)。
這樣，在本系統(tǒng)中，使無線LAN的ST進(jìn)行無線信道利用狀況檢測(cè)，得到TV的接收信息及地域服務(wù)器的信息，AP對(duì)ST指定使用的無線信道，由此能夠利用沒有進(jìn)行TV廣播的時(shí)間帶、周邊的TV沒有接收的頻帶、場(chǎng)所、其他ST沒有進(jìn)行通信的頻帶、場(chǎng)所，進(jìn)行ST-AP間、ST-ST間的通信，所以與對(duì)每個(gè)系統(tǒng)分配頻率的方式相比，飛躍性地提高了頻率使用效率。
(第3實(shí)施方式的變形例)以下說明第3實(shí)施方式的變形例。
圖23是作為用來使用DB信息開始通信的系統(tǒng)整體的處理流程圖。從ST獲取了通信開始請(qǐng)求的AP確認(rèn)進(jìn)行通信的設(shè)備的位置信息(步驟S2301)。然后，利用注冊(cè)在AP的DB中的信息進(jìn)行可靠度計(jì)算(步驟S2302)。在判斷為當(dāng)前的信息是能夠信賴的信息(步驟S2303)的情況下，利用該信息判斷進(jìn)行通信的設(shè)備的空閑信道(步驟S2304)，再?gòu)目臻e信道中選擇通信信道(步驟S2305)。在存在通信信道的情況下(步驟S2310)，通知給進(jìn)行通信的ST。被通知的ST利用被通知的信道開始通信(步驟S2306)。
在不存在能夠信賴的信息的情況下(在步驟S2303中為“否”的判斷)，此外在雖然存在空閑信道但判斷為不存在通信信道的情況下(步驟S2310中為“否”的判斷)，判斷是否是超時(shí)(步驟S2307)，在判斷為不是超時(shí)的情況下(步驟S2307中為“否”的判斷)進(jìn)行信道利用狀況檢測(cè)測(cè)量(步驟S2308)，從位置信息的確認(rèn)(步驟S2301)開始重新執(zhí)行。此外，在判斷為是超時(shí)的情況下(步驟S2307中為“是”的判斷)，判斷為不能通信(步驟S2309)，對(duì)用戶或上位層進(jìn)行通知。作為超時(shí)的指標(biāo)，可以考慮再測(cè)量的次數(shù)、時(shí)間等。
圖24是表示上述圖23的通信信道決定(步驟S2305)處理的詳細(xì)情況的流程圖。該通信信道決定處理從進(jìn)行通信的信道的候補(bǔ)之中選擇一個(gè)信道，對(duì)于該信道判斷是否能夠決定為通信信道。首先，選擇1個(gè)信道(步驟S2401)，對(duì)于該信道，判斷是否是根據(jù)國(guó)家的法律禁止電波的發(fā)送的信道、或者是如射電天文那樣對(duì)干涉耐性很弱的設(shè)備正在使用該信道而禁止發(fā)送的信道(步驟S2402)。如果是禁止發(fā)送的信道，則立即判斷為不能作為通信信道(步驟S2405)，將處理轉(zhuǎn)移到下個(gè)候補(bǔ)的信道(步驟S2406)。另一方面，在不是禁止發(fā)送信道的情況下，在進(jìn)行通信的設(shè)備中判斷是否是空閑信道(步驟S2403)。這里，在ST226及ST227中判斷是否是空閑信道。在圖16的例子中，在S404中，信道f07MHz對(duì)于ST226及ST227被判斷為是空閑信道，所以步驟S2403的條件成為“是”。在此情況下，將信道f07MHz設(shè)定為通信信道(步驟S2408)。如果在不存在共用的空閑信道而步驟S2403的判斷為“否”的情況下，再對(duì)該信道判斷是否存在在發(fā)送側(cè)使用但在接受側(cè)沒有使用的通信(步驟S2404)。在該例子中，對(duì)于TV廣播，判斷是否是由廣播局201發(fā)送、但與存在于周邊的TV接收天線213及223連接的TV214及224沒有接收的信道。
這里，“周邊”的判斷是利用上述的式(2)，根據(jù)ST226及ST227的發(fā)送信號(hào)是否對(duì)TV接收天線213及223帶來干涉、來進(jìn)行判斷的。如果是干涉被抑制為噪音以下的位置、天線指向性、發(fā)送功率，則S1004的判斷為“是”。在此情況下，將該信道設(shè)定為通信信道(步驟S2408)。在干涉沒有被抑制在噪音以下的情況下，判斷為不能作為通信信道(步驟S2405)，將處理轉(zhuǎn)移到下個(gè)候補(bǔ)信道(步驟S2406)。對(duì)所有的信道進(jìn)行判斷(步驟S2406)，在沒有決定通信信道的情況下，判斷為沒有通信信道(步驟S2407)。
圖25是關(guān)于進(jìn)行使用DB信息的通信時(shí)的消息交換的順序圖。這里，以ST226與ST227以簡(jiǎn)易模式進(jìn)行通信的情況為例表示。ST226在產(chǎn)生了開始通信的請(qǐng)求的情況下，對(duì)AP225發(fā)送通信開始請(qǐng)求的消息(步驟S2501)。此時(shí)，在想要以簡(jiǎn)易模式與其他ST進(jìn)行通信的情況下，包括想要通信的對(duì)方的識(shí)別號(hào)碼等信息。在圖25的情況下，由于是想要與ST227進(jìn)行通信的請(qǐng)求，所以對(duì)AP225通知ST227的識(shí)別號(hào)碼。另外，該識(shí)別號(hào)碼假設(shè)是在形成網(wǎng)絡(luò)時(shí)(電源投入時(shí)等)、或經(jīng)由定期地更新而AP225預(yù)先知道所管轄的ST的識(shí)別信息。此外，此時(shí)還同時(shí)將ST226的位置信息對(duì)AP225通知。此時(shí)，在對(duì)AP225通知這些信息時(shí)，既可以使用預(yù)先設(shè)定的通知專用信道進(jìn)行通信，也可以利用預(yù)先設(shè)定的控制專用信道對(duì)AP225傳遞通知信息的信道。此外，也可以在進(jìn)行干涉測(cè)量的基礎(chǔ)上，利用不存在干涉的任意的信道進(jìn)行通知。
獲取了ST226想要與ST227開始通信的請(qǐng)求的AP225，首先為了確認(rèn)ST227的位置而對(duì)ST227發(fā)出位置信息請(qǐng)求(步驟S2502)。ST227對(duì)AP225通知當(dāng)前ST227存在的位置信息(場(chǎng)所信息)(步驟S2503)。然后，AP225對(duì)具有該地域的干涉信息的DB202請(qǐng)求無線信道利用狀況。DB202根據(jù)請(qǐng)求，提供最新的信息。
在AP225中，利用ST226的位置信息、ST227的位置信息、從DB202得到的信息、處于AP225內(nèi)的DB的信息等，計(jì)算信息的可靠度(步驟S2504)。
這里，作為例子而利用圖16表示關(guān)于ST226中的對(duì)信道f07MHz的信息的可靠度的計(jì)算例。關(guān)于存在于AP225中的信道f07MHz的信息，是由ST226測(cè)量的信息(16A)和由ST227測(cè)量的信息(16B)。利用這些信息計(jì)算ST226中的信道f07MHz的信息的可靠度。如果設(shè)當(dāng)前時(shí)刻為12:21:52.20，設(shè)ST226與ST227的距離為5m，則為式(7)那樣。
式7式(7)RST226,f07MHz=Σm=0M-1[(1τnow-τm)×LP(|LST226-Lm|)]]]>=[14.00[sec]×LP(0[m])]+[13.00[sec]×LP(10[m])]]]>這里是ST226的位置。結(jié)果，如果可靠度超過閾值，則利用這些信息進(jìn)行空閑信道識(shí)別(步驟S2505)，此外，如果可靠度低于閾值，則進(jìn)行用來提高可靠度的處理。為了提高可靠度，在此情況下，可以考慮使ST226再次進(jìn)行信道利用狀況測(cè)量。除此以外，在ST226是不能進(jìn)行信道利用狀況測(cè)量的ST等的情況下，也可以考慮使盡可能處于近處的信道利用狀況測(cè)量裝置進(jìn)行信道利用狀況測(cè)量。
這里，在圖16的例子中，如果利用接收功率-50dBm進(jìn)行是否是空閑信道的判斷，則對(duì)于ST226來說信道f02MHz及信道f07MHz是空閑信道，對(duì)ST227來說信道f07MHz是空閑信道。
然后，在AP225中，利用ST226的位置信息、ST227的位置信息、從DB220得到的干涉信息等，通過圖24中說明的方法選擇并決定通信頻帶(通信信道)(步驟S2506)。
如果決定了通信頻帶，則對(duì)ST226及ST227進(jìn)行通知(步驟S2507、S2508)。ST226與ST227利用被通知的通信頻帶進(jìn)行期望的通信(步驟S2509)。例如，ST226利用被通知的信道發(fā)送前導(dǎo)程序，ST227接收ST226發(fā)送的前導(dǎo)程序而返回ACK。在ST226中如果接收到ACK，則開始發(fā)送想要發(fā)送的數(shù)據(jù)。此時(shí)，在AP225中將ST226與ST227處于通信中的情況注冊(cè)到DB中。通過AP225掌握處于通信中的信道，防止了在新產(chǎn)生了想要進(jìn)行通信的請(qǐng)求的情況下阻礙ST226與ST227進(jìn)行通信的情況。
ST226與ST227如果結(jié)束了通信(步驟S2510)，則對(duì)AP225通知通信結(jié)束的消息(步驟S2511、S2512)，在AP225中，將ST226與ST227處于通信中的信息從DB中刪除，將該信道對(duì)其他通信開放。
這樣，通過使無線LAN的ST進(jìn)行信道利用狀況檢測(cè)，利用可靠度判斷空閑信道，得到TV的接收信息及地域服務(wù)器的信息，決定通信帶頻率，AP對(duì)ST指定使用的信道，能夠利用不進(jìn)行TV廣播的時(shí)間帶、周邊的TV沒有接收的頻帶、場(chǎng)所、其他ST沒有進(jìn)行通信的頻帶、場(chǎng)所，進(jìn)行ST-AP間、ST-ST間的通信，所以與對(duì)每個(gè)系統(tǒng)分配頻率的方式相比較，飛躍性地提高了頻率的利用效率。
(第4實(shí)施方式)接著對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式(實(shí)施例4)進(jìn)行說明。本實(shí)施例是蜂窩無線系統(tǒng)利用雷達(dá)及射電天文的頻帶進(jìn)行通信的情況的例子。
圖26是表示有關(guān)本實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)例的圖。射電天文接收機(jī)501能夠經(jīng)由有線或無線與地域DB502進(jìn)行關(guān)于當(dāng)前的無線信道利用狀況的信息交換。此外，基站506與基站507分別具有關(guān)于無線信道利用狀況的數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)，能夠經(jīng)由地域DB502進(jìn)行各自的信息交換。設(shè)終端504、終端505處于基站506的管轄中，終端508處于基站507的管轄中。在各個(gè)終端中也具有無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，這些終端與管轄的基站進(jìn)行無線通信，基站彼此以有線進(jìn)行通信。在終端彼此進(jìn)行通信時(shí)，經(jīng)由任一個(gè)基站進(jìn)行通信。雷達(dá)503對(duì)周圍發(fā)出信號(hào)，假設(shè)對(duì)于基站506及終端504的位置在某個(gè)無線信道中會(huì)帶來干涉。
基站506的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例3的AP225的結(jié)構(gòu)大致相同，不同點(diǎn)是沒有TV輸入IF這一點(diǎn)。
圖27是表示終端504的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖27的終端504具備干涉測(cè)量部5041，掃描具有使用可能性的頻帶的無線信道，并測(cè)量干涉；空閑信道識(shí)別部5042，根據(jù)干涉測(cè)量部5041的無線信道的掃描結(jié)果，識(shí)別空閑的無線信道；信息注冊(cè)部5043，將在空閑信道識(shí)別部5042中識(shí)別的空閑信道的信息注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)5044中；通信信道設(shè)定部5047，基于從數(shù)據(jù)庫(kù)5044獲取的與空閑狀態(tài)(不在使用中)的無線信道有關(guān)的信息，設(shè)定通信信道；無線通信收發(fā)部5046，調(diào)制要利用設(shè)定的通信信道發(fā)送的信號(hào)，并且將接收到的信號(hào)解調(diào)；以及指令生成部5045，根據(jù)來自上位層的指令，生成各種指令。
圖28是表示終端504的保存無線信道利用狀況的數(shù)據(jù)庫(kù)DB5044中的無線信道利用狀況信息的例子的圖。終端504對(duì)于作為進(jìn)行通信的無線信道的候補(bǔ)的f01MHz、f02MHz、f03MHz、f04MHz，在位置Nx01、Ey01處測(cè)量干涉，將其結(jié)果記錄在DB中。在圖28的例子中，在f01MHz、f02MHz、f03MHz中沒有測(cè)量到干涉，在f04MHz中測(cè)量到了干涉。此外，關(guān)于射電天文的利用狀況是從基站505通知的。
圖29表示保存在終端505的無線信道利用狀況DB中的無線信道利用狀況信息的例子。與終端504同樣，對(duì)于f01MHz、f02MHz、f03MHz、f04MHz，在位置Nx02、Ey02處測(cè)量干涉，將其結(jié)果記錄在DB中。這里，在測(cè)量的所有的信道中沒有測(cè)量到干涉。此外，關(guān)于射電天文的利用狀況是從基站505通知的。
圖30表示保存在基站506的無線信道利用狀況DB中的無線信道利用狀況信息的例子。在該例中，記錄有從終端504、終端505通知的測(cè)量結(jié)果、和從DB502通知的射電天文501的利用狀況。
圖31是保存在地域DB502中的無線信道利用狀況信息的例子。這里，如果在射電天文501中開始測(cè)量，則對(duì)DB502通知頻帶和利用狀況。還記錄從連接的基站502及基站507通知的信息。
圖32是終端將無線信道利用狀況向基站通知時(shí)的流程圖。這里，假設(shè)終端定期地測(cè)量無線信道利用狀況。終端經(jīng)過一定時(shí)間(例如1.0秒)就測(cè)量無線信道的利用狀況。首先，對(duì)于在前次的測(cè)量中判斷為空閑區(qū)域的區(qū)域測(cè)量無線信道利用狀況(步驟S3201)。此時(shí)，如果判斷為在測(cè)量的無線信道中有干涉(步驟S3202的判斷結(jié)果為“是”)，則更新終端內(nèi)的DB，并對(duì)基站通知無線信道利用狀況已變化的情況(步驟S3203)。被通知的基站更新自己的DB的信息。這里，是否有干涉的判斷是在測(cè)量的無線信道中根據(jù)接收功率是否為閾值以下來判斷的。這里，閾值是作為系統(tǒng)而預(yù)先設(shè)定的值，例如是-60dBm的功率。在測(cè)量的無線信道中接收功率為閾值以上的情況下，判斷為在該無線信道中，除熱噪音以外，作為干涉還存在從某種設(shè)備發(fā)出的信號(hào)。
在對(duì)空閑區(qū)域結(jié)束測(cè)量后，對(duì)在前次的測(cè)量中判斷為存在干涉的無線信道進(jìn)行測(cè)量(步驟S3204)。這里，如果判斷在測(cè)量的無線信道中不存在干涉(步驟S3205的判斷結(jié)果為“是”)，則更新終端內(nèi)的DB，對(duì)基站通知無線信道利用狀況已變化的情況(步驟S3206)。同樣，被通知的基站更新自己的DB的信息。
圖33是表示在射電天文501開始測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的消息交換的順序圖。以下，利用圖33說明產(chǎn)生的消息交換。
在射電天文501開始測(cè)量之前，射電天文501對(duì)DB502通知測(cè)量開始的消息、和射電天文501的位置信息(步驟S3301)。DB502如果獲取了射電天文501開始測(cè)量的消息，則最優(yōu)先地將該信息通知給DB502管轄的地域的基站506及基站507(步驟S3302、S3303)。在基站506及基站507中，對(duì)作為各自的管轄的終端505、終端504及終端508通知該信息(步驟S3304、S3305、S3306)。即使該無線信道不存在干涉，被通知了射電天文開始測(cè)量的信息的終端也將該無線信道作為不可使用無線信道進(jìn)行注冊(cè)。在射電天文停止了測(cè)量時(shí)，對(duì)終端通知開放無線信道的消息，再次成為許可使用。
圖34是表示在終端504通知測(cè)量無線信道利用狀況的結(jié)果為判斷出存在干涉的消息時(shí)的消息交換的例子的順序圖。以下，利用圖34說明產(chǎn)生的消息交換。
在終端504中，在前次測(cè)量的結(jié)果(步驟S3401)判斷為是空閑無線信道的無線信道中，在此次的測(cè)量中判斷為存在干涉的情況下(步驟S3402)，終端504對(duì)管轄終端504的基站506通知終端504存在的位置信息和測(cè)量的無線信道的干涉的信息(步驟S3403)。被通知了該信息的基站506判斷管轄的終端中的無線信道利用狀況已變化，對(duì)地域的無線信道利用狀況DB502通知該信息(步驟S3404)。另外，信息的通知是經(jīng)由無線進(jìn)行的。終端504利用預(yù)先設(shè)定的通知無線信道對(duì)基站506進(jìn)行通知。該通知無線信道僅在無線信道利用狀況信息的通知中使用，關(guān)于其他的用戶數(shù)據(jù)，根據(jù)識(shí)別結(jié)果，利用該通知無線信道以外的無線信道進(jìn)行通信。該通知無線信道是分配給感知系統(tǒng)的專用無線信道，其他系統(tǒng)不能使用。
圖35是表示終端504通知測(cè)量無線信道利用狀況的結(jié)果為判斷出不存在干涉的消息時(shí)的消息交換的例子的順序圖。以下，利用圖35說明消息交換。
在終端504中，在前次測(cè)量的結(jié)果(步驟S3501)判斷為是存在干涉的無線信道的無線信道中，在此次的測(cè)量中判斷為不存在干涉的情況下(步驟S3502)，終端504對(duì)管轄終端504的基站506通知終端504存在的位置信息和測(cè)量的無線信道的空閑信道的信息(步驟S3503)。被通知了該信息的基站506判斷管轄的終端中的無線信道利用狀況已變化，對(duì)地域的無線信道利用狀況DB502通知該信息(步驟S3504)。
圖36是表示在終端504開始通信時(shí)產(chǎn)生的消息交換的例子的順序圖。以下，利用圖36說明該消息交換。
終端504對(duì)進(jìn)行管轄的基站506發(fā)送與終端508通信的通信請(qǐng)求消息(步驟S3601)。該消息是利用固定的控制無線信道發(fā)送的。此時(shí)，與通信開始請(qǐng)求同時(shí)，還通知通信對(duì)方的識(shí)別信息、終端504的位置信息、預(yù)定使用的無線信道信息。
基站506對(duì)管轄終端508的基站507通知通信開始請(qǐng)求及通信對(duì)方的識(shí)別信息(步驟S3602)?；?07對(duì)終端508通知通信開始的請(qǐng)求及使用預(yù)定無線信道(步驟S3603)。此時(shí)，從基站507對(duì)終端508通知的使用預(yù)定無線信道是與終端504和基站506的使用預(yù)定無線信道不同的信道。如果空間上充分地離開，則也可以使用相同的無線信道。如果從基站507通知的使用預(yù)定無線信道是能夠使用的，則終端508返回ACK(步驟S3604)。從終端508接受到ACK的通知的基站507對(duì)基站506返回ACK(步驟S3605)，進(jìn)而，基站506對(duì)終端504返回ACK(步驟S3606)。經(jīng)過這些程序，終端504經(jīng)由基站506、基站507，與終端508進(jìn)行通信(步驟S3607)。
圖37是表示在終端505開始通信時(shí)產(chǎn)生的消息交換的例子的順序圖。以下，利用圖37說明該消息交換。
終端505對(duì)進(jìn)行管轄的基站506發(fā)送與終端508通信的通信請(qǐng)求消息(步驟S3701)。該消息是利用固定的控制無線信道發(fā)送的。此時(shí)，與通信開始請(qǐng)求同時(shí)，也通知通信對(duì)方的識(shí)別信息、終端505的位置信息、預(yù)定使用的無線信道信息?；?06對(duì)管轄終端508的基站507通知通信開始請(qǐng)求及通信對(duì)方的識(shí)別信息(步驟S3702)?；?07對(duì)終端508通知通信開始的請(qǐng)求及使用預(yù)定無線信道(步驟S3703)。如果從基站507通知的使用預(yù)定無線信道是能夠使用的，則終端508返回ACK(步驟S3704)。從終端508接受到ACK的通知的基站507對(duì)基站506返回ACK(步驟S3705)。此外，在基站506判斷為從終端505通知的使用預(yù)定無線信道因存在干涉等理由而不能使用的情況下，并行于與基站507的消息交換，對(duì)終端505通知指定的無線信道不能使用的消息(步驟S3706)。此時(shí)，同時(shí)也通知其理由。這里，假設(shè)在終端505中作為干涉而不能測(cè)量的雷達(dá)503的信號(hào)對(duì)于基站506來說成為干涉而沒有被判斷為空閑無線信道。既可以使用根據(jù)位置信息使處于基站506的附近的終端504進(jìn)行干涉測(cè)量的結(jié)果，判斷在基站506中指定的無線信道中是否存在干涉，也可以使用基站506自身進(jìn)行干涉測(cè)量的結(jié)果，判斷在基站506中指定的無線信道中是否存在干涉。關(guān)于不能使用的理由，也可以考慮例如使用終端504的測(cè)量信息與干涉的到來方向推定信息、基站506的測(cè)量信息與干涉的到來方向推定信息，進(jìn)行三角測(cè)量，確定作為干涉源的雷達(dá)503的位置，并通知給終端505。在此情況下，終端505與基站506通過使發(fā)送信號(hào)的波束方向朝向相對(duì)的方向、或者使零方向(null)朝向雷達(dá)503的方向進(jìn)行通信，能夠避免503的干涉。通過這樣的方法，終端505再次對(duì)基站506通知使用預(yù)定無線信道(步驟S3707)，基站506對(duì)從終端505指定的無線信道是能夠使用的無線信道且從基站507返回了ACK的情況進(jìn)行確認(rèn)后，對(duì)終端505返回ACK(步驟S3708)。經(jīng)過這些程序，終端505經(jīng)由基站506、基站507，與終端508進(jìn)行通信(步驟S3709)。
這樣，由于通過蜂窩無線系統(tǒng)的終端及基站進(jìn)行無線信道利用狀況測(cè)量，得到射電天文、雷達(dá)的利用狀況、及地域服務(wù)器的信息，能夠識(shí)別不存在干涉的時(shí)間帶、頻帶、場(chǎng)所，利用這些無線信道進(jìn)行通信，所以與對(duì)每個(gè)系統(tǒng)分配頻率的方式相比較，飛躍性地提高了頻率使用效率。
以上說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不原樣限于上述實(shí)施方式，在實(shí)施階段中，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)要素變形而具體化。此外，通過在上述實(shí)施方式中公開的多個(gè)結(jié)構(gòu)要素的適當(dāng)?shù)慕M合，能夠形成各種發(fā)明。例如，也可以將實(shí)施方式所示的所有結(jié)構(gòu)要素中刪除某幾個(gè)結(jié)構(gòu)要素。進(jìn)而，也可以將涉及不同的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)要素適當(dāng)組合。
權(quán)利要求
1.一種感知無線系統(tǒng)，其特征在于，具備無線信道利用狀況檢測(cè)裝置，掃描分配給自己的無線系統(tǒng)以外的其他無線系統(tǒng)的頻帶中的、有使用可能性的頻帶，并檢測(cè)無線信道的利用狀況；第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，具備獲取上述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的與無線信道的利用狀況有關(guān)的信息的第1信息收集單元；第2無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，保存分配給上述其他無線系統(tǒng)的頻帶中的無線信道的利用狀況；第2信息收集單元，設(shè)置在上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置中，獲取從上述第2無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置供給的分配給上述其他無線系統(tǒng)的頻帶中的無線信道的利用狀況；通知單元，根據(jù)由上述第1信息收集單元與第2信息收集單元收集的信息，將在自己的無線系統(tǒng)的通信中使用的無線信道的信息通知給進(jìn)行管轄的無線終端裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置具備注冊(cè)單元，該注冊(cè)單元對(duì)經(jīng)由上述第2信息收集單元供給的分配給上述其他無線系統(tǒng)的頻帶中的無線信道的利用狀況、和經(jīng)由上述第1信息收集單元供給的信息進(jìn)行整理，并將信息注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置對(duì)于上述無線終端裝置，利用上述通知單元將注冊(cè)在上述數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息供給到上述無線終端裝置中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述無線信道利用狀況檢測(cè)裝置還具備檢測(cè)自己的位置的位置信息檢測(cè)單元，將檢測(cè)到的自己的位置供給到上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置；上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置將收集到的無線信道利用狀況與上述位置信息相對(duì)應(yīng)地保存到上述數(shù)據(jù)庫(kù)中。
4.如權(quán)利要求1或2所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述無線終端裝置還具備檢測(cè)自己的位置的位置信息檢測(cè)單元，將檢測(cè)到的上述無線終端裝置的位置信息供給到上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置；上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置將收集到的無線信道利用狀況與上述無線終端裝置的位置信息相對(duì)應(yīng)地保存。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述無線終端裝置在與其他無線終端裝置進(jìn)行通信時(shí)，將有關(guān)在通信中使用的無線信道的信息預(yù)先通知給上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述無線終端裝置在與其他無線終端裝置進(jìn)行通信時(shí)，除了有關(guān)在通信中使用的無線信道的信息以外，還將估計(jì)通信時(shí)間預(yù)先通知給上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述估計(jì)通信時(shí)間是上述無線終端裝置進(jìn)行突發(fā)通信時(shí)的發(fā)送時(shí)間和其周期。
8.如權(quán)利要求5所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述有關(guān)在通信中使用的無線信道的信息是進(jìn)行通信的頻帶。
9.一種感知無線系統(tǒng)，其特征在于，具備無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)，具備掃描有使用可能性的頻帶并且檢測(cè)上述頻帶中的無線信道的利用狀況的無線信道利用狀況檢測(cè)功能，具備保存檢測(cè)到的上述利用狀況的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)；無線局域網(wǎng)站點(diǎn)，具備掃描有使用可能性的頻帶并且檢測(cè)上述頻帶中的無線信道的利用狀況的無線信道利用狀況檢測(cè)功能，與上述無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)進(jìn)行無線通信；外部數(shù)據(jù)庫(kù)，保存和被分配了與分配給上述無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)的頻帶不同的頻帶的無線系統(tǒng)中的該頻帶的無線信道利用狀況有關(guān)的信息；帶電視接收功能的無線機(jī)，通過有線或無線與上述無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)連接，并且具備接收電視廣播的功能；上述無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)具備信息收集單元，從上述帶電視接收功能的無線機(jī)、上述外部數(shù)據(jù)庫(kù)、自身所具備的上述無線信道利用狀況檢測(cè)功能或上述無線局域網(wǎng)站點(diǎn)所具備的無線信道利用狀況檢測(cè)功能，收集與無線信道的利用狀況有關(guān)的信息；數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)單元，將由上述信息收集單元收集的信息注冊(cè)到上述內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)中；通信用無線信道選擇單元，利用上述內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)的信息，從空閑的無線信道中選擇在通信中使用的無線信道；通信無線信道分發(fā)單元，將上述通信用無線信道選擇單元選擇的通信用無線信道的信息對(duì)上述無線局域網(wǎng)站點(diǎn)分發(fā)。
10.如權(quán)利要求1所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置計(jì)算得到的信息的可靠度。
11.如權(quán)利要求10所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置中的信息的可靠度計(jì)算是這樣計(jì)算的檢測(cè)無線信道利用狀況的無線信道利用狀況檢測(cè)裝置的場(chǎng)所與無線終端裝置的距離越接近，可靠度越高。
12.如權(quán)利要求10所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述無線信道利用狀況檢測(cè)裝置將進(jìn)行無線信道利用狀況檢測(cè)的時(shí)刻通知給上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置中的信息的可靠度計(jì)算是這樣計(jì)算的進(jìn)行無線信道利用狀況檢測(cè)的時(shí)刻與進(jìn)行可靠度的計(jì)算的時(shí)刻的差越小、可靠度越高。
13.如權(quán)利要求10所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述無線信道利用狀況檢測(cè)裝置將進(jìn)行無線信道利用狀況檢測(cè)時(shí)的天線增益通知給上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置以上述天線增益越高、可靠度越高的方式計(jì)算可靠度。
14.如權(quán)利要求10所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述無線信道利用狀況檢測(cè)裝置和上述無線終端裝置將自己的位置信息分別通知給上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置；上述無線信道利用狀況檢測(cè)裝置將進(jìn)行無線信道利用狀況檢測(cè)時(shí)的天線指向性模式通知給上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置；上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置根據(jù)上述天線指向性模式和上述位置信息，得到天線增益，以該天線增益越高、可靠度越高的方式計(jì)算可靠度。
15.如權(quán)利要求10所述的感知無線系統(tǒng)，其特征在于，上述第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置利用將從兩個(gè)以上的上述無線信道利用狀況檢測(cè)裝置得到的信息的可靠度累積相加后的結(jié)果，對(duì)該無線信道利用狀況檢測(cè)裝置給出優(yōu)劣。
全文摘要
本發(fā)明能夠有效地使用電視廣播及防災(zāi)無線等僅在特定的時(shí)間、場(chǎng)所使用的空閑無線信道，并且不給現(xiàn)有的無線系統(tǒng)帶來干涉。第1無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置(103)取得無線信道利用狀況檢測(cè)裝置(102)檢測(cè)到的與無線信道的利用狀況有關(guān)的信息、和由第2無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置(104)收集的空閑無線信道的信息，將與能夠在通信中使用的空閑的無線信道有關(guān)的信息通知給管轄的無線終端裝置(105、106)，該第2無線信道利用狀況數(shù)據(jù)庫(kù)裝置(104)保存分配給其他無線系統(tǒng)的頻帶中的無線信道的利用狀況的。
文檔編號(hào)H04B7/26GK101064861SQ200710101930
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者堀口智哉, 吉田弘, 富岡多壽子, 農(nóng)人克也, 佐方連 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝