JP2008211583A - Integrated type radio communication system, information management device, and base station device - Google Patents

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JP2008211583A JP2007047073A JP2007047073A JP2008211583A JP 2008211583 A JP2008211583 A JP 2008211583A JP 2007047073 A JP2007047073 A JP 2007047073A JP 2007047073 A JP2007047073 A JP 2007047073A JP 2008211583 A JP2008211583 A JP 2008211583A
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健太郎 西森
Atsushi Ota
厚 太田
Taiji Takatori
泰司 鷹取
Shuji Kubota
周治 久保田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide congnitive radio communication whose use frequency can be optimized without performing direct radio signal detection. <P>SOLUTION: A plurality of radio systems each including a base station 100 accommodating terminal stations 300 are connected to a network 400 respectively, and an information management server 200 receives data showing where the radio systems are transmitting radio signals with what radio communication standards, bandwidths, frequency channels, transmission power, etc., from respective base stations 100 to structure a database. Then the information management server 200 determines and reports a frequency to be used by each base station 100 to achieve the cognitive radio communication whose use frequency can be optimized without performing direction radio signal detection. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の無線通信システムを同一周波数で運用する統合型無線通信システムにおいて、優先権を持たない新規システム（Secondaryシステム）が、優先権を持つ従来システム（Primaryシステム）からの情報を効率的に把握しながら、かつそのハードウェア規模を縮小する技術に関する。   The present invention is an integrated wireless communication system that operates a plurality of wireless communication systems at the same frequency, and a new system (Secondary system) that does not have priority has the efficiency of information from a conventional system (Primary system) that has priority. It is related with the technique which reduces the hardware scale while grasping | ascertaining in detail.

近年、携帯電話や無線ＬＡＮなどの普及により、限られた周波数帯域でできるだけ高速な伝送を行うための技術が検討されている。限られた帯域での高速伝送を実現する手段としては、近年ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術が注目を集めている。ＭＩＭＯとは、送信側と受信側にそれぞれアレーアンテナを用い、送信側において、アンテナごとに異なる信号（データ）を送信し、受信側では、何らかの干渉除去技術・復号技術により、この異なる信号を復元することで、単一アンテナ同士の送受信に対し、同一周波数で著しく伝送速度を向上する技術である。これは、すでに無線ＬＡＮシステムなどでも導入されている。
しかしながら、ＭＩＭＯ技術においては、送受信のアンテナ数が高速伝送のキーとなる。したがって、非常に高い周波数利用効率を実現するためには、かなり多くのアンテナ素子数を必要とする。小型の端末を考えた場合、アンテナ素子数増加はハードウェア規模の増大につながるため、これは望ましくない。 In recent years, with the widespread use of cellular phones, wireless LANs, and the like, techniques for performing transmission as fast as possible in a limited frequency band have been studied. In recent years, MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology has attracted attention as a means for realizing high-speed transmission in a limited band. MIMO uses array antennas on the transmitting and receiving sides, and transmits different signals (data) for each antenna on the transmitting side. The receiving side reconstructs these different signals using some interference cancellation and decoding techniques. By doing so, it is a technique for remarkably improving the transmission speed at the same frequency for transmission and reception between single antennas. This has already been introduced in wireless LAN systems and the like.
However, in the MIMO technology, the number of transmission / reception antennas is a key for high-speed transmission. Therefore, in order to realize very high frequency utilization efficiency, a considerably large number of antenna elements are required. When considering a small terminal, this is not desirable because an increase in the number of antenna elements leads to an increase in hardware scale.

一方、このＭＩＭＯ技術とは別の方法で、周波数の有効利用を図る手段として、Cognitive（コグニティブ）無線技術が注目されている。Cognitive無線技術とは、無線機が周囲の電波環境を認識し、適切な周波数帯域を選択して利用することにより、空いている周波数帯域を有効に活用する技術である。Cognitive無線により、通常注目されていなかった周波数や時間を有効に活用できるため、単位面積あたりの周波数を大幅に向上させることができる。Cognitive無線の概要については、例えば、非特許文献１に説明が開示されている。   On the other hand, Cognitive radio technology has attracted attention as a means for effectively using frequencies by a method different from the MIMO technology. Cognitive radio technology is a technology that makes effective use of vacant frequency bands when a radio recognizes the surrounding radio wave environment and selects and uses an appropriate frequency band. Cognitive radio makes it possible to effectively use frequencies and times that have not normally been noticed, so the frequency per unit area can be greatly improved. About the outline | summary of Cognitive radio | wireless, description is disclosed by the nonpatent literature 1, for example.

図４に、Cognitive無線技術の概要図を示す。Cognitive無線では、もともと、ある通信帯域を使用する優先システムであるPrimary（プライマリ）システムと、Primaryシステムが使用していない周波数、時間などを監視して、この情報をもとに通信を行うCognitiveシステム、いわゆるSecondary（セカンダリ）システムが存在する。同図においては、Primaryシステムには、基地局（ＢＳ：Base Station）と、端末局（ＳＳ：Subscriber Station）とがある。基本的には、Primaryシステムは、優先的に与えられた通信帯域を常に使用することが可能であり、Secondaryシステムは、自分自身の通信によって、Primaryシステムに干渉を与えることにより、Primaryシステムの効率を低下させることがあってはいけない。また、通常、PrimaryシステムはSecondaryシステムの存在を知ることはできない。
S. Haykin，”Cognitive radio : brain-empowered wireless communications”，IEEE Journal on J-SAC，no.2，vol.23，pp.201-220，Feb.2005 FIG. 4 shows a schematic diagram of the Cognitive radio technology. With Cognitive Radio, a Primary system that is a priority system that originally uses a certain communication band, and a Cognitive system that monitors frequencies and times that are not used by the Primary system and communicates based on this information. There is a so-called Secondary system. In the figure, the Primary system includes a base station (BS: Base Station) and a terminal station (SS: Subscriber Station). Basically, the primary system can always use the preferentially assigned communication band, and the secondary system can interfere with the primary system by its own communication, thereby improving the efficiency of the primary system. Should not be reduced. Also, the primary system usually cannot know the existence of the secondary system.
S. Haykin, “Cognitive radio: brain-empowered wireless communications”, IEEE Journal on J-SAC, no.2, vol.23, pp.201-220, Feb.2005

上述するCognitive無線では、通常、以下の手順で通信を行う。
（手順１）Secondaryシステムは、Primaryシステムが使用していない時間や周波数を検出する。
（手順２）Secondaryシステムは、自らが行う通信によりPrimaryシステムの受信機に干渉を与えないかどうかを確認する。
（手順３）Secondaryシステムは、手順２が問題ないと判断した場合、手順１で検出した周波数もしくは時間により通信を行う。 In the above-described Cognitive radio, communication is usually performed according to the following procedure.
(Procedure 1) The Secondary system detects the time and frequency that the Primary system is not using.
(Procedure 2) The secondary system confirms whether or not it interferes with the receiver of the primary system by communication performed by itself.
(Procedure 3) If the secondary system determines that the procedure 2 has no problem, the secondary system performs communication at the frequency or time detected in the procedure 1.

以上が、Cognitive無線における通信手順であるが、まず、手順１を行う際に問題が生じる。例えば、ＴＤＤ（Time Division Multiplexing）を考えてみる。ＴＤＤシステムにおいては、局はあるタイミングで信号を受信し、その間は他の信号を送信しない。一方、信号を送信している間は他の信号を受信しない。ハードウェアとしては、送信装置と受信装置の間に時間分割スイッチ（ＴＤＤスイッチ）が配置される。したがって、ある時間に、Primaryシステム＃１からの干渉を検出しなかったとしても、その時間で送信を行うと、Primaryシステム＃２へ干渉を与えることになる。   The above is the communication procedure in the cognitive radio. First, there is a problem when performing the procedure 1. For example, consider TDD (Time Division Multiplexing). In a TDD system, a station receives a signal at a certain timing and does not transmit other signals during that time. On the other hand, other signals are not received while signals are being transmitted. As hardware, a time division switch (TDD switch) is arranged between the transmission device and the reception device. Therefore, even if interference from the Primary system # 1 is not detected at a certain time, if transmission is performed at that time, interference is given to the Primary system # 2.

図５に、Secondaryシステムにおける各基地局が、Primaryシステムの信号を高度に検出する機能を設けた構成を示している。Secondaryシステムは、「ある周波数」あるいは「ある時間」において信号が到来していないと、Secondaryシステムの受信機が判断したとしても、時間的にその状態が変動する可能性や、隠れ端末（同じアクセスポイント内にありながら互いの電波を検知できない端末）といった問題などにより、正しく信号を検出できない場合がある。したがって、Cognitive無線では、非常に高い精度の信号検出が要求される。これを改善する手段として、信号の周期定常性（cyclostationary）を利用した検出方法が提案されている。これは、例えば、文献「D.Cabric, S.M.Mishra, and R.W.Brodersen，”Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios”，Conference Record of the Thirty-Eighth Asilomar Conference，vol.1，pp.772-776，7-10/Nov/2004.」に開示されている。このような方法を図５の基地局に導入すれば、高機能なPrimaryシステムの信号検出が可能となる。この方法では、Primaryシステムの搬送波周波数もしくはシンボルレートと変調方式が事前に分かっていれば、非常に低いＣＮＲ（Carrier vs. Noise Ratio：搬送波対雑音比）においても、信号検出が可能となる。しかしながらこの方法では、検出に非常に多くの時間と信号のサンプル数を必要とするため、Primaryシステムの伝搬環境が変化する場合などの対応が困難となるといった問題が生じる。また、各基地局ごとにPrimaryシステムの信号検出を高機能化することは、システム全体のハードウェア規模の増大につながる。   FIG. 5 shows a configuration in which each base station in the Secondary system is provided with a function for highly detecting signals of the Primary system. Even if the receiver of the Secondary system determines that the signal has not arrived at a certain frequency or at a certain time, the secondary system may change its state over time, or a hidden terminal (same access A signal may not be detected correctly due to a problem such as a terminal that is within a point but cannot detect each other's radio waves. Therefore, in Cognitive radio, signal detection with very high accuracy is required. As a means for improving this, a detection method using signal cyclostationary has been proposed. This is described in, for example, documents “D. Cabric, SMMishra, and RWBrodersen,“ Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios ”, Conference Record of the Thirty-Eighth Asilomar Conference, vol. 1, pp. 772-776, 7 -10 / Nov / 2004. " If such a method is introduced into the base station of FIG. 5, it is possible to detect a signal of a highly functional Primary system. This method enables signal detection even at a very low CNR (Carrier vs. Noise Ratio) if the carrier frequency or symbol rate of the Primary system and the modulation method are known in advance. However, this method requires a very long time and the number of signal samples for detection, which causes a problem that it is difficult to cope with a case where the propagation environment of the primary system changes. Further, enhancing the signal detection of the Primary system for each base station leads to an increase in the hardware scale of the entire system.

次に、手順２でも問題が発生する。先に述べたように、原則、PrimaryシステムはSecondaryシステムのことを知ることができない。例えば、Secondaryシステムがある周波数において、Primaryシステムの送信機からの信号レベルが低いと判断し、この周波数が使えると判断したとしても、その周波数でそのまま送信を行うと、Primaryシステムに干渉を与える可能性がある。したがって、Secondaryシステムが与える干渉は、Primaryシステムの受信機において判断することが最も確実な方法である。しかし、Primaryシステムは、Secondaryシステムの存在を知ることができない。よって、これを実現するために、Primaryシステムから発生されるある信号をSecondaryシステムが定常的に観測し、Primaryシステムの存在を把握する方法が考えられている。これは、Cognitive無線ではなくても、従来の無線システムにおけるキャリアセンスと同じ原理と考えることができる。キャリアセンスに関しては、例えば、文献「守倉、久保田編集，”改訂版IEEE802.11 無線ＬＡＮ教科書”，2004.」などに開示されている。SecondaryシステムがPrimaryシステムの受信機に近づいた場合、Primaryシステムから出される信号を受信することでPrimaryシステムの存在を把握し、この信号電力の大きさに基づいて、Secondaryシステムは上記の手順２を行うことができる。   Next, a problem also occurs in the procedure 2. As mentioned above, in principle, the Primary system cannot know about the Secondary system. For example, even if it is determined that the signal level from the transmitter of the primary system is low at a certain frequency of the secondary system and this frequency can be used, if transmission is performed at that frequency as it is, the primary system may be interfered. There is sex. Therefore, it is the most reliable method to determine the interference given by the secondary system at the receiver of the primary system. However, the Primary system cannot know the existence of the Secondary system. Therefore, in order to realize this, a method has been considered in which the secondary system regularly observes a certain signal generated from the primary system and grasps the existence of the primary system. This can be considered as the same principle as carrier sense in the conventional radio system, even if it is not Cognitive radio. The carrier sense is disclosed, for example, in the document “Morikura, edited by Kubota,“ Revised IEEE802.11 Wireless LAN Textbook ”, 2004.”. When the secondary system approaches the receiver of the primary system, the presence of the primary system is grasped by receiving a signal output from the primary system, and the secondary system performs the above procedure 2 based on the magnitude of this signal power. It can be carried out.

しかしながら、Cognitive無線を考えた場合、結局、Primaryシステムが自分の存在を知らせるための意図的な信号を発生させるとすると、通常の通信以外の機構を設ける必要があり、これはハードウェアの複雑化につながる。また、この信号を出すための周波数および時間を新たに設ける必要がある。これは、Primaryシステムの通信利用効率を低下させる要因となることが問題となる。   However, when considering cognitive radio, if the primary system eventually generates an intentional signal to inform its existence, it is necessary to provide a mechanism other than normal communication, which complicates hardware. Leads to. Further, it is necessary to newly provide a frequency and time for outputting this signal. This becomes a problem that it becomes a factor of reducing the communication utilization efficiency of the Primary system.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、直接的な無線信号検出を行うことなく、利用周波数の最適化を図ることが可能なコグニティブ無線を実現する統合型無線通信システム、情報管理装置、及び、基地局装置を提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an integrated radio communication system that realizes cognitive radio capable of optimizing the use frequency without performing direct radio signal detection, An object is to provide an information management apparatus and a base station apparatus.

上記課題を解決するため、本発明は、端末局とは無線により通信を行う複数の基地局装置と、情報管理装置とをネットワークで接続してなる統合型無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記ネットワークを介して前記情報管理装置と通信する情報送受信手段と、該基地局装置の設置場所の情報を取得する設置場所情報取得手段と、運用時において、前記設置場所情報取得手段が取得した設置場所の情報と、該基地局装置の利用する無線通信規格、周波数および送信電力の情報とを前記情報管理装置に通知する既存基地局情報通知手段と、運用開始前において、前記設置場所情報取得手段が取得した設置場所の情報と、該基地局装置が利用する無線通信規格の情報とを前記情報管理装置に通知する新規基地局情報通知手段と、運用開始前において、前記新規基地局情報通知手段により通知した情報に対応して、該基地局装置が利用可能な周波数チャネルの情報を前記情報管理装置から受信する運用周波数情報受信手段と、前記運用周波数情報受信手段により受信した周波数チャネルの情報をもとに、利用を開始する周波数チャネルを選択するとともに、送信電力を決定する情報判断手段と、を備え、前記情報管理装置は、前記ネットワークを介して前記基地局装置と通信する情報送受信手段と、運用中の前記基地局装置から、該基地局装置の設置場所、利用する無線通信規格、周波数および送信電力の情報を受信して管理する基地局装置情報管理手段と、運用開始前の前記基地局装置から該基地局装置の設置場所、及び、利用する無線通信規格の情報を受信し、受信したこれらの設置場所及び無線通信規格の情報と、前記基地局装置情報管理手段により管理される、前記運用中の基地局装置の設置場所、利用する無線通信規格、周波数、および、送信電力とから、前記運用開始前の基地局装置において干渉の影響が小さい周波数チャネルを選択する周波数チャネル選択手段と、前記周波数チャネル選択手段により選択された周波数チャネルの情報を前記運用開始前の基地局装置に通知する周波数チャネル通知手段と、を備える、ことを特徴とする統合型無線通信システムである。   In order to solve the above problems, the present invention provides an integrated wireless communication system in which a plurality of base station devices that communicate with a terminal station by radio and an information management device are connected via a network. An information transmitting / receiving unit that communicates with the information management device via the network; an installation location information acquisition unit that acquires information on an installation location of the base station device; and the installation location information acquisition unit during operation Existing base station information notification means for notifying the information management device of information on the installation location and information on the radio communication standard, frequency and transmission power used by the base station device, and acquisition of the installation location information before the start of operation New base station information notifying means for notifying the information management apparatus of information on the installation location acquired by the means and information on the wireless communication standard used by the base station apparatus; Corresponding to the information notified by the new base station information notifying means, operating frequency information receiving means for receiving information on frequency channels that can be used by the base station apparatus from the information management apparatus, and the operating frequency information The information management device comprises: a frequency channel to start use based on information on the frequency channel received by the reception unit; and an information determination unit that determines transmission power. The information management device includes the network via the network. Information transmitting / receiving means for communicating with the base station apparatus, and base station apparatus information for receiving and managing information on the location of the base station apparatus, the wireless communication standard to be used, the frequency and the transmission power from the operating base station apparatus Information on the installation location of the base station apparatus and the wireless communication standard to be used is received from the management means and the base station apparatus before the start of operation. From the information on the installation location and the wireless communication standard, and the installation location of the base station device in operation, the wireless communication standard to be used, the frequency, and the transmission power managed by the base station device information management means, A frequency channel selection unit that selects a frequency channel that is less affected by interference in the base station device before the start of operation, and notifies the base station device before the operation start of information on the frequency channel selected by the frequency channel selection unit. An integrated wireless communication system comprising: frequency channel notification means.

また本発明は、上述する統合型無線通信システムであって、前記基地局装置の設置場所情報取得手段は、ＧＰＳにより設置場所の情報を取得することを特徴とする。   The present invention is the above-described integrated wireless communication system, characterized in that the installation location information acquisition unit of the base station apparatus acquires installation location information by GPS.

また本発明は、上述する統合型無線通信システムであって、前記基地局装置の設置場所情報取得手段は、当該基地局装置に装着された無線タグからＩＤを読み取り、読み取ったタグＩＤに対応した設置場所情報を前記情報管理装置から取得し、前記情報管理装置は、前記基地局装置からタグＩＤを受信し、タグＩＤと、設置場所の情報とを対応付けて記憶する記憶装置から、受信したタグＩＤに対応する設置場所の情報を取得して返送する基地局設置場所特定手段をさらに備える、ことを特徴とする。   Further, the present invention is the integrated wireless communication system described above, wherein the installation location information acquisition unit of the base station device reads an ID from a wireless tag attached to the base station device, and corresponds to the read tag ID The installation location information is acquired from the information management device, the information management device receives the tag ID from the base station device, and receives the tag ID from the storage device that stores the location information in association with each other. It further comprises base station installation location specifying means for acquiring and returning information on the installation location corresponding to the tag ID.

また本発明は、上述する統合型無線通信システムであって、前記基地局装置の設置場所情報取得手段は、当該基地局装置配下の無線局へ払い出したＩＰアドレスに対応した設置場所情報を前記情報管理装置から取得し、前記情報管理装置は、前記基地局装置からＩＰアドレスを受信し、ＩＰアドレスと、設置場所の情報とを対応付けて記憶する記憶装置から、受信したＩＰアドレスに対応する設置場所の情報を取得して返送する基地局設置場所特定手段をさらに備える、ことを特徴とする。   Further, the present invention is the integrated wireless communication system described above, wherein the installation location information acquisition unit of the base station device displays the installation location information corresponding to the IP address assigned to the radio station under the base station device. Obtained from a management device, the information management device receives an IP address from the base station device, and stores an IP address and an installation location corresponding to the received IP address from a storage device that stores the location information in association with each other. It further comprises base station installation location specifying means for acquiring location information and returning it.

また本発明は、端末局とは無線により通信を行う複数の基地局装置と、情報管理装置とをネットワークで接続してなる統合型無線通信システムにおける前記情報管理装置であって、前記ネットワークを介して前記基地局装置と通信する情報送受信手段と、運用中の前記基地局装置から、該基地局装置の設置場所、利用する無線通信規格、周波数および送信電力の情報を受信して管理する基地局装置情報管理手段と、運用開始前の前記基地局装置から該基地局装置の設置場所、及び、利用する無線通信規格の情報を受信し、受信したこれらの設置場所及び無線通信規格の情報と、前記基地局装置情報管理手段により管理される、前記運用中の基地局装置の設置場所、利用する無線通信規格、周波数、および、送信電力とから、前記運用開始前の基地局装置において干渉の影響が小さい周波数チャネルを選択する周波数チャネル選択手段と、前記周波数チャネル選択手段により選択された周波数チャネルの情報を前記運用開始前の基地局装置に通知する周波数チャネル通知手段と、を備えることを特徴とする情報管理装置である。   The present invention also provides the information management apparatus in an integrated wireless communication system in which a plurality of base station apparatuses that communicate with a terminal station by radio and an information management apparatus are connected via a network, Information transmitting and receiving means for communicating with the base station apparatus, and a base station that receives and manages information on the location of the base station apparatus, the wireless communication standard to be used, the frequency and the transmission power from the operating base station apparatus Device information management means, the location of the base station device from the base station device before the start of operation, and information on the wireless communication standard to be used, and the information on the received location and wireless communication standard received, From the installation location of the base station device in operation, the wireless communication standard to be used, the frequency, and the transmission power managed by the base station device information management means, before the start of the operation A frequency channel selection unit that selects a frequency channel that is less affected by interference in the ground station device, and a frequency channel notification unit that notifies the base station device before starting the operation of information on the frequency channel selected by the frequency channel selection unit; An information management apparatus comprising:

また本発明は、端末局とは無線により通信を行う複数の基地局装置と、情報管理装置とをネットワークで接続してなる統合型無線通信システムにおける前記基地局装置であって、前記ネットワークを介して前記情報管理装置と通信する情報送受信手段と、該基地局装置の設置場所の情報を取得する設置場所情報取得手段と、運用時において、前記設置場所情報取得手段が取得した設置場所の情報と、該基地局装置の利用する無線通信規格、周波数および送信電力の情報とを前記情報管理装置に通知する既存基地局情報通知手段と、運用開始前において、前記設置場所情報取得手段が取得した設置場所の情報と、該基地局装置が利用する無線通信規格の情報とを前記情報管理装置に通知する新規基地局情報通知手段と、運用開始前において、前記新規基地局情報通知手段により通知した情報に対応して、該基地局装置が利用可能な周波数チャネルの情報を前記情報管理装置から受信する運用周波数情報受信手段と、前記運用周波数情報受信手段により受信した周波数チャネルの情報をもとに、利用を開始する周波数チャネルを選択するとともに、送信電力を決定する情報判断手段と、を備えることを特徴とする基地局装置である。   The present invention is also the base station apparatus in an integrated wireless communication system in which a plurality of base station apparatuses that communicate with a terminal station by radio and an information management apparatus are connected via a network, Information transmission / reception means for communicating with the information management apparatus, installation location information acquisition means for acquiring information on the installation location of the base station apparatus, and information on the installation location acquired by the installation location information acquisition means during operation; , Existing base station information notifying means for notifying the information management apparatus of information on the radio communication standard, frequency and transmission power used by the base station apparatus, and the installation acquired by the installation location information acquiring means before the start of operation New base station information notifying means for notifying the information management device of location information and information of the wireless communication standard used by the base station device, Corresponding to the information notified by the new base station information notifying means, operating frequency information receiving means for receiving information on frequency channels that can be used by the base station apparatus from the information management apparatus, and receiving by the operating frequency information receiving means The base station apparatus is characterized by comprising information determining means for selecting a frequency channel to start use based on the frequency channel information and determining transmission power.

本発明によれば、各無線システムの基地局装置がネットワークに接続されていることを利用し、ネットワーク上に新たな情報管理装置を設け、この情報管理装置に各基地局装置の情報を入力することによって、情報管理装置が各基地局装置の使用すべき周波数を決定して基地局装置へ通知する。従って、基地局装置に直接的な無線信号検出を行わなくても、利用周波数の最適化を図ることが可能なコグニティブ（Cognitive）無線を実現することができ、ハードウェア規模の縮小にもつながる。   According to the present invention, using the fact that the base station apparatus of each radio system is connected to the network, a new information management apparatus is provided on the network, and information of each base station apparatus is input to this information management apparatus As a result, the information management apparatus determines the frequency to be used by each base station apparatus and notifies the base station apparatus. Therefore, it is possible to realize cognitive radio capable of optimizing the use frequency without performing direct radio signal detection on the base station apparatus, leading to a reduction in hardware scale.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による統合型無線通信システムの全体構成を示す図面である。端末局３００と無線通信を行う各基地局１００（基地局装置）は情報送受信手段１１０を介して、情報管理サーバ２００（情報管理装置）は情報送受信手段２１０を介して、ネットワーク４００に接続される。基本的な考え方として、各基地局１００は、基地局情報通知・判断手段１２０により、その基地局１００の設置場所や無線に関する情報を、ネットワーク４００を介して情報管理サーバ２００へ送信する。情報管理サーバ２００では、情報検知手段２２０により、各基地局１００から当該情報を得る。情報管理サーバ２００は、各基地局１００から得たこれらの情報を管理し、各基地局１００が他に干渉しないように、当該管理情報を基にフィードバック（各基地局１００への周波数の割り当てなど）を行う。これは、情報判断および通知手段２３０により実行される。また、情報判断および通知手段２３０により、このフィードバックの情報は、再度ネットワーク４００を介して、各基地局１００に返送される。各基地局１００の情報判断手段１３０は、情報管理サーバ２００から受信した当該情報を基に送信すべき周波数チャネルや電力を決定する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an integrated wireless communication system according to an embodiment of the present invention. Each base station 100 (base station apparatus) that performs wireless communication with the terminal station 300 is connected to the network 400 via the information transmission / reception means 110, and the information management server 200 (information management apparatus) is connected to the network 400 via the information transmission / reception means 210. . As a basic idea, each base station 100 transmits information regarding the installation location and radio of the base station 100 to the information management server 200 via the network 400 by the base station information notification / determination means 120. In the information management server 200, the information detection unit 220 obtains the information from each base station 100. The information management server 200 manages these pieces of information obtained from each base station 100, and provides feedback (such as frequency allocation to each base station 100) so that each base station 100 does not interfere with others. )I do. This is executed by the information judgment and notification means 230. In addition, the information determination and notification unit 230 returns the feedback information to each base station 100 via the network 400 again. The information determining unit 130 of each base station 100 determines a frequency channel and power to be transmitted based on the information received from the information management server 200.

図２は、本発明の一実施の形態による基地局１００と情報管理サーバ２００の機能ブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。
同図に示すように、基地局１００は、通信用の各部の制御を行う制御部１４０、ネットワーク４００経由で情報管理サーバ２００と通信する情報送受信手段１１０、無線信号の送受信を行うアンテナ１５１、アンテナ１５１からの受信した信号を受信装置１５３へ、送信装置１５６からの信号をアンテナ１５１へ振り分ける送受分離手段１５２を備える。受信装置１５３が受信したアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換装置１５４によりデジタル信号へ変換されて制御部１４０へ出力され、制御部１４０が送信を指示した信号は、Ｄ／Ａ変換装置１５５によりデジタル信号からアナログに変換され、送信装置１５６によりアンテナ１５１へ出力される。 FIG. 2 is a functional block diagram of the base station 100 and the information management server 200 according to the embodiment of the present invention. Only functional blocks related to the present invention are extracted and shown.
As shown in the figure, the base station 100 includes a control unit 140 that controls each unit for communication, an information transmission / reception unit 110 that communicates with the information management server 200 via the network 400, an antenna 151 that transmits and receives radio signals, and an antenna. A transmission / reception separating unit 152 that distributes the signal received from 151 to the reception device 153 and the signal from the transmission device 156 to the antenna 151 is provided. The analog signal received by the reception device 153 is converted into a digital signal by the A / D conversion device 154 and output to the control unit 140. The signal instructed to be transmitted by the control unit 140 is a digital signal by the D / A conversion device 155. To analog and is output to the antenna 151 by the transmission device 156.

さらに基地局１００は、基地局情報を収集して情報管理サーバ２００へ送信する基地局情報通知・判断手段１２０と、情報管理サーバ２００から受信した使用周波数（フィードバック）の情報を判断する情報判断手段１３０とを備える。基地局情報通知・判断手段１２０は、設置場所情報取得手段１２１、既存基地局情報通知手段１２２、新規基地局情報通知手段１２３、運用周波数情報受信手段１２４を備えている。設置場所情報取得手段１２１は、情報管理サーバ２００との間で通信を行い、この基地局１００の設置場所を特定するための情報である設置場所特定情報から、実際の設置場所を示す設置場所情報を当該情報管理サーバ２００より取得する。この具体例はいくつかの方法があるので、後述する。また、既存基地局情報通知手段１２２は、運用時において、この基地局１００の利用する無線通信規格、周波数チャネル、および送信電力の情報を情報管理サーバ２００に通知する。これは、情報管理サーバ２００において、基地局１００の設置場所に応じて、干渉のない周波数チャネルがどの程度かを予想するために重要な情報となる。また、基地局１００は、運用開始前において該基地局１００が利用する無線通信規格を情報管理サーバ２００に通知する新規基地局情報通知手段１２３を備えている。   Furthermore, the base station 100 collects base station information and transmits it to the information management server 200, and information determination means 120 for determining information on the used frequency (feedback) received from the information management server 200. 130. The base station information notification / determination unit 120 includes an installation location information acquisition unit 121, an existing base station information notification unit 122, a new base station information notification unit 123, and an operating frequency information reception unit 124. The installation location information acquisition unit 121 communicates with the information management server 200, and the installation location information indicating the actual installation location from the installation location specifying information that is information for specifying the installation location of the base station 100. Is acquired from the information management server 200. This specific example has several methods and will be described later. Further, the existing base station information notifying unit 122 notifies the information management server 200 of information on the radio communication standard, frequency channel, and transmission power used by the base station 100 during operation. This is important information for the information management server 200 to predict how many frequency channels are free of interference according to the installation location of the base station 100. In addition, the base station 100 includes new base station information notification means 123 that notifies the information management server 200 of the wireless communication standard used by the base station 100 before starting operation.

運用周波数情報受信手段１２４は、運用開始前において該基地局１００が利用することが可能な周波数チャネルや送信電力の情報を情報管理サーバ２００から受信する。情報判断手段１３０は、利用開始周波数選択手段１３１と、送信電力決定手段１３２とを備えており、利用開始周波数選択手段１３１は、運用周波数情報受信手段１２４が該情報管理サーバ２００から受信した周波数チャネル情報をもとに利用を開始する周波数チャネルを選択し、送信電力決定手段１３２は、送信電力を決定する。   The operating frequency information receiving unit 124 receives information on frequency channels and transmission power that can be used by the base station 100 before starting operation from the information management server 200. The information determining unit 130 includes a use start frequency selecting unit 131 and a transmission power determining unit 132. The use start frequency selecting unit 131 is a frequency channel received from the information management server 200 by the operating frequency information receiving unit 124. Based on the information, the frequency channel to start using is selected, and the transmission power determining means 132 determines the transmission power.

情報管理サーバ２００は、基地局１００から受信した基地局情報を検知する情報検知手段２２０と、基地局１００が使用すべき周波数チャネルや送信電力を判断するとともに通知を行う情報判断および通知手段２３０とを備える。情報検知手段２２０は、各基地局１００から受信した設置場所特定情報をもとに、該基地局１００の設置場所を特定する基地局設置場所特定手段２２１と、基地局１００から受信した基地局情報を管理する基地局情報管理手段２２２とを有し、さらに、基地局情報管理手段２２２は、基地局情報を記憶する記憶手段２２３を備える。情報判断および通知手段２３０は、周波数チャネル選択手段２３１、送信電力決定手段２３２、及び、周波数チャネル・送信電力通知手段２３３を備える。周波数チャネル選択手段２３１は、基地局１００から受信した各基地局１００の利用する無線通信規格、周波数チャネル、および、送信電力の情報をもとに、新規に運用を開始する基地局１００の設置場所において干渉の影響が小さい周波数チャネルを選択する。送信電力決定手段２３２は、基地局１００が送信すべき送信電力を決定する。周波数チャネル・送信電力通知手段２３３は、周波数チャネル選択手段２３１により選択された周波数チャネル、送信電力決定手段２３２により決定された送信電力の情報を基地局１００に対して通知する。これは、すなわち、情報管理サーバ２００では、各基地局１００の周波数管理を一元的に行っていることに相当する。基地局１００の位置情報や無線通信規格、周波数などの情報があらかじめ得られていれば、このような一元的な管理は可能である。また、基地局１００は、従来からネットワーク４００に接続されているため、この情報管理サーバ２００を設ければ、効率的な周波数管理が可能となる。   The information management server 200 includes an information detection unit 220 that detects base station information received from the base station 100, an information determination and notification unit 230 that determines and notifies the frequency channel and transmission power that the base station 100 should use. Is provided. The information detection means 220 includes base station installation location specifying means 221 for specifying the installation location of the base station 100 based on the installation location specifying information received from each base station 100, and base station information received from the base station 100. The base station information management unit 222 further includes a storage unit 223 that stores the base station information. The information determination and notification unit 230 includes a frequency channel selection unit 231, a transmission power determination unit 232, and a frequency channel / transmission power notification unit 233. The frequency channel selection means 231 is a location where the base station 100 is newly started to operate based on the wireless communication standard, frequency channel, and transmission power information used by each base station 100 received from the base station 100. A frequency channel with a small influence of interference is selected. The transmission power determining means 232 determines the transmission power that the base station 100 should transmit. The frequency channel / transmission power notifying unit 233 notifies the base station 100 of information on the frequency channel selected by the frequency channel selecting unit 231 and the transmission power determined by the transmission power determining unit 232. This corresponds to the fact that the information management server 200 performs the frequency management of each base station 100 in an integrated manner. Such centralized management is possible if information such as the location information of the base station 100, the wireless communication standard, and the frequency is obtained in advance. In addition, since the base station 100 is conventionally connected to the network 400, if this information management server 200 is provided, efficient frequency management becomes possible.

以上、通常の無線通信システムのように、各基地局１００が空きチャネルを検索し、干渉のないチャネルを精度よく推定する方法に比べ、図２に示す本実施の形態の統合型無線通信システムでは、各基地局１００の情報が情報管理サーバ２００に一元化され、この情報管理サーバ２００においてその情報が判断されるため、効率よく干渉のない周波数チャネルや、基地局１００が送信すべき送信電力を決定することができる。すなわち、本実施の形態は、新規に設置する基地局１００がどの様な条件で運用すればよりよいか（ベターであるか）について情報提供することが可能である。   As described above, in the integrated wireless communication system according to the present embodiment shown in FIG. 2, compared to a method in which each base station 100 searches for a free channel and accurately estimates a channel without interference as in a normal wireless communication system. Since the information of each base station 100 is centralized in the information management server 200 and the information management server 200 determines the information, the frequency channel without interference and the transmission power to be transmitted by the base station 100 are determined efficiently. can do. That is, the present embodiment can provide information on what conditions (better) the base station 100 to be newly installed should operate.

以下に、情報管理サーバ２００を用いて、新たな基地局１００が通信を開始するための周波数チャネルと送信電力を決定するフローを説明する。図３は、情報管理サーバ２００を用いて基地局１００の周波数チャネルと送信電力を決定するフローを示す図である。本フローは、大きく分けて（ステップＳ１）〜（ステップＳ８）のステップに分かれる。   Below, the flow which determines the frequency channel and transmission power for the new base station 100 to start communication using the information management server 200 is demonstrated. FIG. 3 is a diagram showing a flow for determining the frequency channel and transmission power of the base station 100 using the information management server 200. This flow is roughly divided into steps (Step S1) to (Step S8).

まず、既に通信が確立できている基地局１００（以下、「既存基地局」と記載）は、情報管理サーバ２００に以下の情報を通知する（ステップＳ１）。これは、既に通信が確立している既存基地局と新規の基地局１００（以下、「新規基地局」と記載）の間で干渉が生じないようにするためである。これをここでは、“情報Ａ”とする。情報管理サーバ２００は上記“情報Ａ”を、基地局情報管理手段２２２で保存する（ステップＳ２）。情報Ａは、「設置場所情報」、「無線通信規格、周波数」、「チャネル配置、送信電力、受信電力」の情報を含む。つまり、基地局１００の設置場所情報取得手段１２１は、設置場所特定情報を情報管理サーバ２００へ送信し、情報管理サーバ２００の基地局設置場所特定手段２２１は、受信した設置場所特定情報から設置場所情報へと変換して基地局１００へ返送する。基地局１００の既存基地局情報通知手段１２２は、設置場所情報取得手段１２１が取得した「設置場所情報」と、「無線通信規格、周波数」及び「チャネル配置、送信電力、受信電力」の情報とを情報管理サーバ２００へ送信し、情報管理サーバ２００の基地局情報管理手段２２２は、受信したこれらの情報を記憶手段２２３に書き込む。   First, the base station 100 that has already established communication (hereinafter referred to as “existing base station”) notifies the information management server 200 of the following information (step S1). This is to prevent interference between the existing base station with which communication has already been established and the new base station 100 (hereinafter referred to as “new base station”). Here, this is referred to as “information A”. The information management server 200 stores the “information A” in the base station information management means 222 (step S2). The information A includes information on “installation location information”, “wireless communication standard, frequency”, and “channel arrangement, transmission power, reception power”. That is, the installation location information acquisition unit 121 of the base station 100 transmits the installation location specifying information to the information management server 200, and the base station installation location specifying unit 221 of the information management server 200 determines the installation location from the received installation location specifying information. The information is converted into information and returned to the base station 100. The existing base station information notifying unit 122 of the base station 100 includes “installation location information” acquired by the installation location information acquisition unit 121, “radio communication standard, frequency”, “channel arrangement, transmission power, and reception power” information. Is transmitted to the information management server 200, and the base station information management means 222 of the information management server 200 writes the received information in the storage means 223.

ここで、無線通信規格とは、既存基地局が用いる変復調方式、アンテナ利得、送信アンプ、受信アンプの利得、許容可能な受信感度など、既存基地局の利用無線に関するパラメータである。また、使用周波数とチャネル配置を得ることで、既存基地局がどの程度のユーザと通信を行っているかを知ることができる。また、周波数と設置場所情報がわかれば、通信相手の位置を特性することで、おおよそのこの間の無線区間の伝搬損失を知ることができる。無線区間の伝搬損失は、これまで様々な実験結果により周波数に対する経験式が提案されている。また、距離に対する伝搬損失の係数は２〜４になることが知られている。この事実は、例えば文献「John G, Proakis， “Digital Communication，pp813-814，２００１年」に記述されている。   Here, the wireless communication standard is a parameter relating to radio used by the existing base station, such as a modulation / demodulation method used by the existing base station, an antenna gain, a gain of a transmission amplifier, a gain of a reception amplifier, and an acceptable reception sensitivity. In addition, by obtaining the used frequency and channel arrangement, it is possible to know how many users the existing base station is communicating with. Further, if the frequency and the installation location information are known, it is possible to know the approximate propagation loss of the wireless section during this period by characterizing the position of the communication partner. For the propagation loss in the radio section, empirical formulas for frequency have been proposed so far based on various experimental results. Further, it is known that the coefficient of the propagation loss with respect to the distance is 2 to 4. This fact is described in, for example, the document “John G, Proakis,“ Digital Communication, pp813-814, 2001 ”.

一方、新規基地局において、設置場所情報取得手段１２１は設置場所情報を取得し、新規基地局情報通知手段１２３は、当該設置場所情報と、当該新規基地局が利用する無線通信規格（変復調方式、アンテナ利得、送信アンプ、受信アンプの利得、許容可能な受信感度）の情報とを、情報管理サーバ２００に通知する（ステップＳ３）。情報管理サーバ２００の周波数チャネル選択手段２３１は、ステップＳ２及びＳ３において得た情報、すなわち、ステップＳ２において受信し、記憶手段２２３に書き込まれた各既存基地局の情報Ａと、ステップＳ３において受信した新規基地局の設置場所及び無線通信規格の情報とにより、新規基地局への干渉と与干渉レベルを判断する（ステップＳ４）。例えば、干渉レベルは以下の方法で推定できる。既存基地局の送信電力をＧｐ、アンテナ利得をＧｔ、使用周波数をｆとする。また、先に示したように、伝搬損失は距離の関数で表すことができる。そこで、先の手順で新規基地局と既存基地局の距離をｄとしたときの伝搬損失をＬ（ｆ，ｄ）とする。このとき、新規基地局が受ける干渉レベルＲは、新規基地局の受信電力として以下の（式１）で与えられる。ここで新規基地局のアンテナ利得をＧｒとする。なお、（ｆ）は、周波数ｆにおける値であることを示す。   On the other hand, in the new base station, the installation location information acquisition unit 121 acquires the installation location information, and the new base station information notification unit 123 uses the installation location information and a wireless communication standard (modem / demodulation method, Information on the antenna gain, the gain of the transmission amplifier, the gain of the reception amplifier, and the acceptable reception sensitivity is notified to the information management server 200 (step S3). The frequency channel selection means 231 of the information management server 200 receives the information obtained in steps S2 and S3, that is, the information A of each existing base station received in step S2 and written in the storage means 223, and received in step S3. Based on the location of the new base station and the information of the wireless communication standard, the interference to the new base station and the level of interference are determined (step S4). For example, the interference level can be estimated by the following method. The transmission power of the existing base station is Gp, the antenna gain is Gt, and the frequency used is f. Further, as described above, the propagation loss can be expressed as a function of distance. Therefore, the propagation loss when the distance between the new base station and the existing base station is d in the previous procedure is L (f, d). At this time, the interference level R received by the new base station is given by the following (formula 1) as the received power of the new base station. Here, the antenna gain of the new base station is Gr. Note that (f) indicates a value at the frequency f.

Ｒ（ｆ）＝Ｇｐ（ｆ）＋Ｇｔ（ｆ）−Ｌ（ｆ，ｄ）＋Ｇｒ（ｆ） …（式１）   R (f) = Gp (f) + Gt (f) −L (f, d) + Gr (f) (Formula 1)

実際には、この値にマージンをもうけ干渉電力とする。これにより干渉レベルが推定でき、よって、干渉レベルが問題になるかどうかを、新規基地局が通知してきた無線通信規格で規定される許容可能な受信感度より判断することができる。よって、情報管理サーバ２００の送信電力決定手段２３２は、この情報から、干渉レベルが問題にならない周波数を検索し、新規基地局が使用可能な周波数を決定する（ステップＳ５）。   Actually, a margin is added to this value to obtain interference power. As a result, the interference level can be estimated, and therefore whether or not the interference level is a problem can be determined from the allowable reception sensitivity defined by the wireless communication standard notified by the new base station. Therefore, the transmission power determination unit 232 of the information management server 200 searches the frequency from which the interference level does not matter from this information, and determines a frequency that can be used by the new base station (step S5).

与干渉レベルは使用する周波数を想定した場合に、新規基地局から既存基地局への干渉電力となる。これは（式１）と同じ式で与えることができる。（式１）と異なるのは、送信電力が未知数であり、受信電力は既存基地局が許容可能な受信電力（Ｒｔ（ｆ）とする）となり既知である。すなわち、新規基地局で用いてもよい送信電力Ｇｎ（ｆ）を以下の（式２）で決定する（ステップＳ６）。   The given interference level is the interference power from the new base station to the existing base station when the frequency to be used is assumed. This can be given by the same equation as (Equation 1). The difference from (Equation 1) is that the transmission power is unknown and the reception power is known as reception power (Rt (f)) that can be accepted by the existing base station. That is, the transmission power Gn (f) that may be used in the new base station is determined by the following (Equation 2) (step S6).

Ｇｎ（ｆ）＝Ｒｔ（ｆ）−Ｇｔ（ｆ）＋Ｌ（ｆ，ｄ）−Ｇｒ（ｆ） …（式２）   Gn (f) = Rt (f) −Gt (f) + L (f, d) −Gr (f) (Formula 2)

（ステップＳ５）、（ステップＳ６）より、新規基地局の使用可能周波数と送信電力が決定できるので、情報管理サーバ２００の周波数チャネル・送信電力通知手段２３３は、送信電力の情報（ステップＳ６）と使用周波数の情報（ステップＳ５）を新規基地局に通知する（ステップＳ７）。最後に、新規基地局の運用周波数情報受信手段１２４は、送信電力及び使用周波数の情報を受信すると、利用開始周波数選択手段１３１は、通知されたこの情報を用いて、例えば、通知された情報で示される使用可能な周波数の範囲の中で自身が使用する周波数を選択するとともに、送信電力決定手段１３２は、通知された情報で示される送信電力を使用して通信を開始する。そして、この新規基地局は既存基地局となって、ほかの新規基地局の通信開始に備えて、情報Ａを情報管理サーバ２００に送信する（ステップＳ１）。   Since the usable frequency and the transmission power of the new base station can be determined from (Step S5) and (Step S6), the frequency channel / transmission power notification means 233 of the information management server 200 can transmit the transmission power information (Step S6) and Information on the used frequency (step S5) is notified to the new base station (step S7). Finally, when the operating frequency information receiving unit 124 of the new base station receives the information on the transmission power and the used frequency, the use start frequency selecting unit 131 uses this notified information, for example, with the notified information. While selecting a frequency to be used within the range of usable frequencies shown, the transmission power determination unit 132 starts communication using the transmission power indicated by the notified information. Then, this new base station becomes an existing base station, and transmits information A to the information management server 200 in preparation for the start of communication of other new base stations (step S1).

本実施の形態では、基本的には、基地局１００の位置やその情報をできるだけ精度よく情報管理サーバ２００に伝え、かつ、情報管理サーバ２００ではできるだけ多くの情報を有することが重要である。
以下に、この精度を向上させるための方法を示す。 In the present embodiment, basically, it is important to transmit the position of the base station 100 and its information to the information management server 200 as accurately as possible, and the information management server 200 has as much information as possible.
A method for improving this accuracy will be described below.

まず、基地局１００の設置場所を特定するための基本的な方法としては、近年注目されている高い精度をもつＲＦ−ＩＤ（Radio frequency identification）を用いたり、全地球測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）を利用することができる。ＲＦ−ＩＤとは、一般にはＩＤ情報を埋め込んだタグから、電磁界や電波などを用いた近距離の無線通信によって情報をやりとりするもの、および、その技術全般を表す。ＲＦ−ＩＤは、従来、このような方法で用いられるが、本実施の形態では、基地局１００にＲＦ−ＩＤを接続し、当該ＲＦ−ＩＤ内のＩＤをあらかじめ当該基地局１００の識別として割当て、当該ＩＤと設置場所の情報とを対応付けて情報管理サーバ２００の備える記憶装置（データベースなど）に保持しておく。基地局１００の設置場所情報取得手段１２１は、ＲＦ−ＩＤから読み出したＩＤを情報管理サーバ２００へ通知し、情報管理サーバ２００の基地局設置場所特定手段２２１は、受信したＩＤをキーに記憶装置から設置場所情報を取得して返送することで、この基地局１００の位置をＲＦ−ＩＤから検出することができる。また、ＧＰＳを利用する場合、基地局１００の設置場所情報取得手段１２１は、当該基地局１００に備えたＧＰＳにより、設置場所情報を取得する。   First, as a basic method for specifying the installation location of the base station 100, high-precision RF-ID (Radio frequency identification) which has been attracting attention in recent years is used, or a global positioning system (Global Positioning System: GPS) can be used. The RF-ID generally represents information that is exchanged by a short-range wireless communication using an electromagnetic field or a radio wave from a tag in which ID information is embedded, and the technology in general. Conventionally, the RF-ID is used in such a method. In this embodiment, the RF-ID is connected to the base station 100, and the ID in the RF-ID is assigned as the identification of the base station 100 in advance. The ID and the installation location information are associated with each other and stored in a storage device (such as a database) included in the information management server 200. The installation location information acquisition unit 121 of the base station 100 notifies the information management server 200 of the ID read from the RF-ID, and the base station installation location identification unit 221 of the information management server 200 stores the received ID as a key in the storage device. The location of the base station 100 can be detected from the RF-ID by acquiring the installation location information and returning it. When using GPS, the installation location information acquisition unit 121 of the base station 100 acquires the installation location information using the GPS provided in the base station 100.

基地局１００がＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバの機能を実現するＤＨＣＰ機能部を備える場合、当該ＤＨＣＰ機能部がＤＨＣＰにより端末局３００へ払い出したＩＰアドレスを設置位置の特定に利用することが可能である。ＤＨＣＰとは、インターネットに一時的に接続するコンピュータに、ＩＰアドレスなど必要な情報を自動的に割当てるプロトコルである。ＤＨＣＰサーバには、ゲートウェイサーバーやＤＮＳ（Domain Name System）サーバのＩＰアドレスや、サブネットマスク、ユーザに割当ててもよいＩＰアドレスの範囲などが設定されており、アクセスしてきたコンピュータ（本実施の形態では、端末局３００に相当）にこれらの情報を提供する。各基地局１００が提供するＩＰアドレスは、その基地局１００内で固定のものとなっているため、この情報を利用すれば、基地局１００の位置を特定できる。つまり、基地局１００が提供するＩＰアドレスの範囲と、設置場所の情報とを対応付けて情報管理サーバ２００の備える記憶装置（データベースなど）に保持しておく。基地局１００の設置場所情報取得手段１２１は、端末局３００へ払い出したＩＰアドレスを情報管理サーバ２００へ通知し、情報管理サーバ２００の基地局設置場所特定手段２２１は、受信したＩＰアドレスをキーに記憶装置から設置場所情報を取得して返送することで、この基地局１００の位置を払い出したＩＰアドレスから検出することができる。   When the base station 100 includes a DHCP function unit that realizes a function of a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server, the IP address issued by the DHCP function unit to the terminal station 300 by DHCP can be used for specifying the installation position. It is. DHCP is a protocol that automatically assigns necessary information such as an IP address to a computer that temporarily connects to the Internet. The DHCP server is set with an IP address of a gateway server or DNS (Domain Name System) server, a subnet mask, a range of IP addresses that may be assigned to a user, and the like. , Corresponding to the terminal station 300). Since the IP address provided by each base station 100 is fixed in the base station 100, the location of the base station 100 can be specified by using this information. That is, the range of the IP address provided by the base station 100 and the installation location information are associated with each other and stored in a storage device (database or the like) provided in the information management server 200. The installation location information acquisition unit 121 of the base station 100 notifies the information management server 200 of the IP address issued to the terminal station 300, and the base station installation location specifying unit 221 of the information management server 200 uses the received IP address as a key. By acquiring the installation location information from the storage device and returning it, the location of the base station 100 can be detected from the issued IP address.

さらに精度よく基地局１００の設置場所を特定するための方法としては、設置者に設置場所を特定するための情報（住所、緯度経度情報等）を情報管理サーバ２００あるいは基地局１００の備える記憶装置に手入力させる方法が考えられる。基地局１００の場所はいったん定まると変化しないので、この固定の情報は非常に有益である。   As a method for specifying the installation location of the base station 100 with higher accuracy, information (address, latitude / longitude information, etc.) for specifying the installation location for the installer is provided in the information management server 200 or the base station 100. It is conceivable to have the user input manually. This fixed information is very useful because the location of the base station 100 does not change once it is determined.

また、たとえば、無線ＬＡＮであれば、基地局１００と、当該基地局１００配下の端末局３００との伝搬遅延ないしは電力の減衰量等から、端末局３００の存在する半径を推定し、その情報をデータベースに反映させることができる。これは、基地局１００が有するサービスエリア、すなわち、他のシステムの干渉量の情報として有益である。   Also, for example, in the case of a wireless LAN, the radius in which the terminal station 300 exists is estimated from the propagation delay or power attenuation between the base station 100 and the terminal station 300 under the base station 100, and the information It can be reflected in the database. This is useful as information on the coverage of the base station 100, that is, the amount of interference of other systems.

また、情報管理サーバ２００においては、既設無線システムの情報を別途管理し、この情報も加味してSecondary（セカンダリ）システムの情報を判断することも可能である。たとえば、固定無線システムは、その基地局１００の数は限られているが、ある周波数帯域を使用している。こういったシステムの情報を情報管理サーバ２００で管理できれば、使用していない場所での新たな周波数利用が可能となる。
これは、基地局１００が提供するサービスエリアに関するが、基地局１００が屋外に設置されているか、屋内に設置されているかという情報も非常に重要である。
これまでは、ネットワーク４００に接続される基地局１００を対象とするシステムとして考えていたが、基地局１００が設置場所における干渉信号情報をあらかじめ取得し、この情報を情報管理サーバ２００に通知すれば、「想定外」の信号に対するデータベースの更新を図ることも可能である。 Further, the information management server 200 can separately manage information on the existing wireless system, and can also determine information on the secondary system by taking this information into account. For example, the fixed wireless system uses a certain frequency band although the number of base stations 100 is limited. If such information of the system can be managed by the information management server 200, a new frequency can be used in a place where it is not used.
This relates to a service area provided by the base station 100, but information on whether the base station 100 is installed outdoors or indoors is also very important.
Until now, the system was considered as a system for the base station 100 connected to the network 400. However, if the base station 100 acquires interference signal information at the installation location in advance and notifies the information management server 200 of this information. It is also possible to update the database for “unexpected” signals.

上述した実施の形態によれば、端末局３００を収容する無線基地局１００からなる複数の無線システムがそれぞれネットワーク４００に接続され、それらがどの場所でどの様な条件（無線通信規格、帯域幅、周波数チャネル、送信電力等）の信号を送信しているかをデータベース化し、新規に設置する基地局１００がどの様な条件で運用すればよりよいか（ベターであるか）を情報提供することが可能である。これにより、複雑な直接的な無線信号検出を行わなくても、利用周波数の最適化を図ることが可能なCognitive無線システムを実現することができる。   According to the above-described embodiment, a plurality of wireless systems including the wireless base station 100 that accommodates the terminal station 300 are connected to the network 400, and in which location and under what conditions (wireless communication standard, bandwidth, (Frequency channel, transmission power, etc.) signal transmission is made into a database, and it is possible to provide information on what conditions the newly installed base station 100 should operate (better) It is. As a result, it is possible to realize a cognitive radio system capable of optimizing the use frequency without performing complicated direct radio signal detection.

なお、上述の基地局１００及び情報管理サーバ２００は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した基地局１００の基地局情報通知・判断手段１２０及び情報判断手段１３０、ならびに、情報管理サーバ２００の情報検知手段２２０及び情報判断および通知手段２３０の動作の過程は、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システム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。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。   The base station 100 and the information management server 200 described above have a computer system inside. The operations of the base station information notification / determination means 120 and information determination means 130 of the base station 100 and the information detection means 220 and information determination and notification means 230 of the information management server 200 described above are in the form of a program. The program is stored in a computer-readable recording medium, and the above processing is performed by the computer system reading and executing this program. The computer system here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。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く、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であっても良い。 Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

複数無線通信システムを同一周波数で運用する統合型無線通信システムにおいて、優先権を持たない新規システムが、優先権を持つ従来システムからの情報を効率的に把握しながら、かつそのハードウェア規模を縮小するために用いられる。   In an integrated wireless communication system that operates multiple wireless communication systems at the same frequency, a new system without priority can efficiently grasp information from the prior system with priority and reduce the hardware scale. Used to do.

本発明の一実施形態による統合型無線通信システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an integrated wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 同実施の形態による基地局及び情報管理サーバの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the base station and information management server by the embodiment. 同実施の形態による送信電力決定フローを示す図である。It is a figure which shows the transmission power determination flow by the embodiment. 従来のコグニティブ無線技術の概要図を示す。A schematic diagram of conventional cognitive radio technology is shown. 従来の無線技術における基地局の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the base station in the conventional radio technology.

符号の説明Explanation of symbols

１００…基地局（基地局装置）
１１０、２１０…情報送受信手段
１２０…基地局情報通知・判断手段
１２１…設置場所情報取得手段
１２２…既存基地局情報通知手段
１２３…新規基地局情報通知手段
１２４…運用周波数情報受信手段
１３０…情報判断手段
１３１…利用開始周波数選択手段
１３２…送信電力決定手段
１４０…制御部
２００…情報管理サーバ（情報管理装置）
２２０…情報検知手段
２２１…基地局設置場所特定手段
２２２…基地局情報管理手段
２２３…記憶手段
２３０…情報判断および通知手段
２３１…周波数チャネル選択手段
２３２…送信電力決定手段
２３３…周波数チャネル・送信電力通知手段（周波数チャネル通知手段）
３００…端末局
４００…ネットワーク 100 ... Base station (base station device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110,210 ... Information transmission / reception means 120 ... Base station information notification / determination means 121 ... Installation location information acquisition means 122 ... Existing base station information notification means 123 ... New base station information notification means 124 ... Operation frequency information reception means 130 ... Information determination Means 131 ... Usage start frequency selection means 132 ... Transmission power determination means 140 ... Control unit 200 ... Information management server (information management apparatus)
220 ... Information detection means 221 ... Base station installation location identification means 222 ... Base station information management means 223 ... Storage means 230 ... Information judgment and notification means 231 ... Frequency channel selection means 232 ... Transmission power determination means 233 ... Frequency channel / transmission power Notification means (frequency channel notification means)
300 ... Terminal station 400 ... Network

Claims (6)

端末局とは無線により通信を行う複数の基地局装置と、情報管理装置とをネットワークで接続してなる統合型無線通信システムにおいて、
前記基地局装置は、
前記ネットワークを介して前記情報管理装置と通信する情報送受信手段と、
該基地局装置の設置場所の情報を取得する設置場所情報取得手段と、
運用時において、前記設置場所情報取得手段が取得した設置場所の情報と、該基地局装置の利用する無線通信規格、周波数および送信電力の情報とを前記情報管理装置に通知する既存基地局情報通知手段と、
運用開始前において、前記設置場所情報取得手段が取得した設置場所の情報と、該基地局装置が利用する無線通信規格の情報とを前記情報管理装置に通知する新規基地局情報通知手段と、
運用開始前において、前記新規基地局情報通知手段により通知した情報に対応して、該基地局装置が利用可能な周波数チャネルの情報を前記情報管理装置から受信する運用周波数情報受信手段と、
前記運用周波数情報受信手段により受信した周波数チャネルの情報をもとに、利用を開始する周波数チャネルを選択するとともに、送信電力を決定する情報判断手段と、
を備え、
前記情報管理装置は、
前記ネットワークを介して前記基地局装置と通信する情報送受信手段と、
運用中の前記基地局装置から、該基地局装置の設置場所、利用する無線通信規格、周波数および送信電力の情報を受信して管理する基地局装置情報管理手段と、
運用開始前の前記基地局装置から該基地局装置の設置場所、及び、利用する無線通信規格の情報を受信し、受信したこれらの設置場所及び無線通信規格の情報と、前記基地局装置情報管理手段により管理される、前記運用中の基地局装置の設置場所、利用する無線通信規格、周波数、および、送信電力とから、前記運用開始前の基地局装置において干渉の影響が小さい周波数チャネルを選択する周波数チャネル選択手段と、
前記周波数チャネル選択手段により選択された周波数チャネルの情報を前記運用開始前の基地局装置に通知する周波数チャネル通知手段と、
を備える、
ことを特徴とする統合型無線通信システム。 In an integrated wireless communication system in which a plurality of base station devices that communicate with a terminal station wirelessly and an information management device are connected via a network,
The base station device
Information transmitting and receiving means for communicating with the information management device via the network;
Installation location information acquisition means for acquiring information on the installation location of the base station device;
Existing base station information notification for notifying the information management device of information on the installation location acquired by the installation location information acquisition means and information on the radio communication standard, frequency and transmission power used by the base station device during operation Means,
Before starting operation, new base station information notifying means for notifying the information management device of information on the installation location acquired by the installation location information acquiring means and information on the wireless communication standard used by the base station device,
Before starting operation, corresponding to the information notified by the new base station information notifying means, operating frequency information receiving means for receiving information on frequency channels that can be used by the base station apparatus from the information management apparatus,
Based on the frequency channel information received by the operating frequency information receiving means, selecting a frequency channel to start use, and information determining means for determining transmission power;
With
The information management device includes:
Information transmitting and receiving means for communicating with the base station apparatus via the network;
Base station apparatus information management means for receiving and managing information on the location of the base station apparatus, the wireless communication standard to be used, the frequency and the transmission power from the base station apparatus in operation;
Receiving information on the installation location of the base station device and the wireless communication standard to be used from the base station device before the start of operation, the received information on the installation location and the wireless communication standard, and the base station device information management The frequency channel that is less affected by interference in the base station device before the start of operation is selected from the installation location of the operating base station device, the wireless communication standard to be used, the frequency, and the transmission power managed by the means Frequency channel selection means to perform,
Frequency channel notification means for notifying the base station apparatus before the start of operation of information on the frequency channel selected by the frequency channel selection means;
Comprising
An integrated wireless communication system. 前記基地局装置の設置場所情報取得手段は、ＧＰＳにより設置場所の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の統合型無線通信システム。   2. The integrated wireless communication system according to claim 1, wherein the installation location information acquisition unit of the base station apparatus acquires installation location information by GPS. 前記基地局装置の設置場所情報取得手段は、当該基地局装置に装着された無線タグからＩＤを読み取り、読み取ったタグＩＤに対応した設置場所情報を前記情報管理装置から取得し、
前記情報管理装置は、
前記基地局装置からタグＩＤを受信し、タグＩＤと、設置場所の情報とを対応付けて記憶する記憶装置から、受信したタグＩＤに対応する設置場所の情報を取得して返送する基地局設置場所特定手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の統合型無線通信システム。 The installation location information acquisition means of the base station device reads an ID from a wireless tag attached to the base station device, acquires installation location information corresponding to the read tag ID from the information management device,
The information management device includes:
Base station installation that receives a tag ID from the base station apparatus, acquires information on the installation location corresponding to the received tag ID from a storage device that stores the tag ID and information on the installation location in association with each other, and returns the information Further comprising a location specifying means,
The integrated wireless communication system according to claim 1. 前記基地局装置の設置場所情報取得手段は、当該基地局装置配下の無線局へ払い出したＩＰアドレスに対応した設置場所情報を前記情報管理装置から取得し、
前記情報管理装置は、
前記基地局装置からＩＰアドレスを受信し、ＩＰアドレスと、設置場所の情報とを対応付けて記憶する記憶装置から、受信したＩＰアドレスに対応する設置場所の情報を取得して返送する基地局設置場所特定手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の統合型無線通信システム。 The installation location information acquisition means of the base station device acquires installation location information corresponding to the IP address issued to the radio station under the base station device from the information management device,
The information management device includes:
Base station installation that receives an IP address from the base station apparatus, acquires information on the installation location corresponding to the received IP address from a storage device that stores the IP address and the installation location information in association with each other, and returns the information Further comprising a location specifying means,
The integrated wireless communication system according to claim 1. 端末局とは無線により通信を行う複数の基地局装置と、情報管理装置とをネットワークで接続してなる統合型無線通信システムにおける前記情報管理装置であって、
前記ネットワークを介して前記基地局装置と通信する情報送受信手段と、
運用中の前記基地局装置から、該基地局装置の設置場所、利用する無線通信規格、周波数および送信電力の情報を受信して管理する基地局装置情報管理手段と、
運用開始前の前記基地局装置から該基地局装置の設置場所、及び、利用する無線通信規格の情報を受信し、受信したこれらの設置場所及び無線通信規格の情報と、前記基地局装置情報管理手段により管理される、前記運用中の基地局装置の設置場所、利用する無線通信規格、周波数、および、送信電力とから、前記運用開始前の基地局装置において干渉の影響が小さい周波数チャネルを選択する周波数チャネル選択手段と、
前記周波数チャネル選択手段により選択された周波数チャネルの情報を前記運用開始前の基地局装置に通知する周波数チャネル通知手段と、
を備えることを特徴とする情報管理装置。 The terminal station is the information management device in an integrated wireless communication system in which a plurality of base station devices that communicate wirelessly and an information management device are connected by a network,
Information transmitting and receiving means for communicating with the base station apparatus via the network;
Base station apparatus information management means for receiving and managing information on the location of the base station apparatus, the wireless communication standard to be used, the frequency and the transmission power from the base station apparatus in operation;
Receiving information on the installation location of the base station device and the wireless communication standard to be used from the base station device before the start of operation, the received information on the installation location and the wireless communication standard, and the base station device information management The frequency channel that is less affected by interference in the base station device before the start of operation is selected from the installation location of the operating base station device, the wireless communication standard to be used, the frequency, and the transmission power managed by the means Frequency channel selection means to perform,
Frequency channel notification means for notifying the base station apparatus before the start of operation of information on the frequency channel selected by the frequency channel selection means;
An information management device comprising: 端末局とは無線により通信を行う複数の基地局装置と、情報管理装置とをネットワークで接続してなる統合型無線通信システムにおける前記基地局装置であって、
前記ネットワークを介して前記情報管理装置と通信する情報送受信手段と、
該基地局装置の設置場所の情報を取得する設置場所情報取得手段と、
運用時において、前記設置場所情報取得手段が取得した設置場所の情報と、該基地局装置の利用する無線通信規格、周波数および送信電力の情報とを前記情報管理装置に通知する既存基地局情報通知手段と、
運用開始前において、前記設置場所情報取得手段が取得した設置場所の情報と、該基地局装置が利用する無線通信規格の情報とを前記情報管理装置に通知する新規基地局情報通知手段と、
運用開始前において、前記新規基地局情報通知手段により通知した情報に対応して、該基地局装置が利用可能な周波数チャネルの情報を前記情報管理装置から受信する運用周波数情報受信手段と、
前記運用周波数情報受信手段により受信した周波数チャネルの情報をもとに、利用を開始する周波数チャネルを選択するとともに、送信電力を決定する情報判断手段と、
を備えることを特徴とする基地局装置。 A terminal station is a base station apparatus in an integrated wireless communication system in which a plurality of base station apparatuses that communicate wirelessly and an information management apparatus are connected by a network,
Information transmitting and receiving means for communicating with the information management device via the network;
Installation location information acquisition means for acquiring information on the installation location of the base station device;
Existing base station information notification for notifying the information management device of information on the installation location acquired by the installation location information acquisition means and information on the radio communication standard, frequency and transmission power used by the base station device during operation Means,
Before starting operation, new base station information notifying means for notifying the information management device of information on the installation location acquired by the installation location information acquiring means and information on the wireless communication standard used by the base station device,
Before starting operation, corresponding to the information notified by the new base station information notifying means, operating frequency information receiving means for receiving information on frequency channels that can be used by the base station apparatus from the information management apparatus,
Based on the frequency channel information received by the operating frequency information receiving means, selecting a frequency channel to start use, and information determining means for determining transmission power;
A base station apparatus comprising:
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