JP5884835B2 - 通信制御装置、送信電力割当て方法及びプログラム - Google Patents
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Description
1.システムの概要
2.セカンダリシステムマネージャの構成例
2−1.各部の説明
2−2.処理の流れ
3.マスタノードの構成例
4.まとめ
まず、図1〜図4を参照しながら、一実施形態に係る通信制御システムの概要を説明する。
図5は、図3に例示した通信制御装置100(即ち、セカンダリシステムマネージャ)の構成の一例を示すブロック図である。図5を参照すると、通信制御装置100は、通信部110、記憶部120及び制御部130を備える。制御部130は、電力割当て部140を含む。
通信部110は、通信制御装置100によるデータサーバ30及びマスタノード200との間の通信のための通信インタフェースである。通信制御装置100とデータサーバ30及びマスタノード200との間の通信は、それぞれ、有線通信若しくは無線通信又はそれらの組合せのいずれにより実現されてもよい。
本明細書では、電力割当て部140による電力割当て方式として、主に次の4つの方式を説明する。但し、これらは一例に過ぎず、他の電力割当て方式が用いられてもよい。
(1)第1の方式:固定的な電力割当て
(2)第2の方式:経路損失を考慮
(3)第3の方式:累積干渉を考慮
(4)第4の方式:チャネル間干渉を考慮
第1の方式では、各セカンダリシステムに、固定の送信電力値、又は当該セカンダリシステムから要求された送信電力値が割当てられる。固定の送信電力値は、全てのセカンダリシステムについて共通的に定義されてもよく、又はデバイスのタイプ若しくはクラスなどの属性ごとに定義されてもよい。この場合に送信電力の計算に要する計算コストは、実質的にゼロに近い。
第2の方式では、各セカンダリシステムに、当該セカンダリシステムからプライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値が割当てられる。各セカンダリシステムに割当てられる送信電力の計算式は、例えば、上記特許文献1に記載されている計算式であってもよい。計算式の他の例を後にさらに示す。この場合に送信電力の計算に要する計算コストは、ゼロではないものの、比較的小さい。
第3の方式では、複数のセカンダリシステムからプライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量がプライマリシステムの許容干渉量を超えないように、各セカンダリシステムに送信電力が配分される。
第1の手法は、固定マージン方式である。固定マージン方式の場合、予め固定的に設定される配分マージンMI(及びセーフティマージンSM)を用いて、各セカンダリシステムに配分される送信電力が算出される。周波数チャネルfjを利用するk番目のセカンダリシステムに配分される送信電力P(fj,k)は、次式により導かれる。
第2の手法は、均等方式である。均等方式の場合、各セカンダリシステムに配分される送信電力は互いに等しくなる。即ち、複数のセカンダリシステムに公平に送信電力が配分される。周波数チャネルfjを利用するk番目のセカンダリシステムに配分される送信電力P(fj,k)は、次式により導かれる。
第3の手法は、不均等方式である。不均等方式の場合、プライマリシステムとの間の距離が大きいセカンダリシステムほど多くの送信電力が配分される。それにより、全体として二次利用の機会をより高めることができる。周波数チャネルfjを利用するk番目のセカンダリシステムに配分される送信電力P(fj,k)は、次式により導かれる。
与干渉マージン低減方式は、干渉のリスクを低減するためのセーフティマージンSMを算入する方式であり、上述した均等方式又は不均等方式と組合せて用いられ得る。送信電力P(fj,k)は、均等方式との組合せについては次の式(6)、不均等方式との組合せについては次の式(7)により導かれる。なお、SMは、予め設定され又はマスタノード200から通知されるセーフティマージンを表す。
重み付け配分方式は、セカンダリシステムごとの優先度に応じて送信電力の配分を重み付けする方式である。送信電力P(fj,k)は、均等方式との組合せについては次の式(8)、不均等方式との組合せについては次の式(9)により導かれる。また、送信電力P(fj,k)は、均等方式及び与干渉マージン低減方式との組合せについては次の式(8´)、不均等方式及び与干渉マージン低減方式との組合せについては次の式(9´)により導かれる。なお、wkは、優先度に応じた重みを表す。なお、セカンダリシステムごとの重みwkの代わりに、周波数チャネルごとの重みwjが用いられてもよい。
第4の方式では、複数のセカンダリシステムからプライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量及びチャネル間の累積的な干渉量の総和がプライマリシステムの許容干渉量を超えないように、各セカンダリシステムに送信電力が配分される。第4の方式における累積的な干渉量の評価式は、第3の方式における上記式(2)の右辺にチャネル間干渉の項を導入した次のような式であってよい。
電力割当て部140は、例えば、プライマリシステムからの距離が距離閾値を下回るセカンダリシステムのグループに上記第2〜第4のいずれかの電力割当て方式を適用し、その他のセカンダリシステムに上記第1の方式を適用してもよい。また、電力割当て部140は、プライマリシステムからの距離が距離閾値を下回るセカンダリシステムのグループに上記第3又は第4の方式を適用し、その他のセカンダリシステムに上記第1又は第2の方式を適用してもよい。また、電力割当て部140は、プライマリシステムからの距離が距離閾値を下回るセカンダリシステムのグループに上記第4の方式を適用し、その他のセカンダリシステムに上記第1〜第3のいずれかの電力割当て方式を適用してもよい。下表は、セカンダリシステムの2つのグループにそれぞれ適用され得る電力割当て方式の組合せの例を示している。表中で丸印を付された組合せが、電力割当て部140により選択され得る。
次に、図6を用いて、本実施形態に係る通信制御装置100による処理の流れについて説明する。図6は、通信制御装置100による電力割当て処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、ここでは一例として、セカンダリシステムが1つの距離閾値を用いて2つのグループにグルーピングされるものとする。
図7は、上述した通信制御装置100により割当てられる送信電力を用いてセカンダリシステムを運用する通信装置であるマスタノード200の構成の一例を示すブロック図である。図7を参照すると、マスタノード200は、通信部210、制御部220、記憶部230及び無線通信部240を備える。
ここまで、図1〜図7を用いて本開示に係る技術の一実施形態について詳細に説明した。上述した実施形態によれば、プライマリシステムのために保護される周波数チャネルを二次利用するセカンダリシステムに送信電力を割当てる際、プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第1のグループのセカンダリシステムとプライマリシステムからの距離が当該閾値を上回る第2のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式が切替えられる。従って、プライマリシステムからより遠いセカンダリシステムについては計算コストの低い簡易な電力割当て方式を採用して、電力割当てのための計算の負荷を抑制することができる。また、プライマリシステムからの距離が遠く、低いレベルの干渉しか引き起こさないセカンダリシステムについて、簡易な方式で送信電力を割当てたとしても、プライマリシステムへの有害な干渉は防止される。
(1)
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、
を備え、
前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第1のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第2のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、
通信制御装置。
(2)
前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムについての経路損失に依存する方式であり、
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムについての経路損失に依存しない方式である、
前記(1)に記載の通信制御装置。
(3)
前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮する方式であり、
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮しない方式である、
前記(1)に記載の通信制御装置。
(4)
前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の干渉及びチャネル間の干渉の双方を考慮する方式であり、
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、セカンダリシステムから前記プライマリシステムへのチャネル間の干渉を考慮しない方式である、
前記(1)に記載の通信制御装置。
(5)
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、送信電力値として固定値又は各セカンダリシステムから要求された値を各セカンダリシステムに割当てる方式である、前記(2)〜(4)のいずれか1項に記載の通信御装置。
(6)
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムに当該セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値を割当てる方式である、前記(3)又は前記(4)に記載の通信御装置。
(7)
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、前記(4)に記載の通信御装置。
(8)
前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量及びチャネル間の累積的な干渉量の総和が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、前記(2)〜(4)のいずれか1項に記載の通信御装置。
(9)
前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、前記(2)又は前記(3)に記載の通信御装置。
(10)
前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムに当該セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値を割当てる方式である、前記(2)に記載の通信御装置。
(11)
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる方法であって、
前記セカンダリシステムの前記プライマリシステムからの距離を取得することと、
取得された前記距離が所定の閾値を下回る場合に、第1の電力割当て方式で前記セカンダリシステムに送信電力を割当てることと、
取得された前記距離が前記所定の閾値を上回る場合に、前記第1の電力割当て方式よりも計算コストの低い第2の電力割当て方式で前記セカンダリシステムに送信電力を割当てることと、
を含む方法。
(12)
通信制御装置のコンピュータを、
プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力をセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、
として機能させるためのプログラムであって、
前記電力割当て部は、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第1のグループのセカンダリシステムと前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第2のグループのセカンダリシステムとの間で、電力割当て方式を切り替える、
プログラム。
10 プライマリ送信局
20 プライマリ受信局
100 通信制御装置
140 電力割当て部
200 セカンダリシステムのマスタノード
Claims (12)
- 複数のセカンダリシステムを、プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第1のグループと、前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第2のグループとにグルーピングするグルーピング部、及び
前記プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力を前記複数のセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、
を備え、
前記電力割当て部は、前記第1のグループと前記第2のグループとの間で、電力割当て方式を切り替える、
通信制御装置。 - 前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムについての経路損失に依存する方式であり、
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムについての経路損失に依存しない方式である、
請求項1に記載の通信制御装置。 - 前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮する方式であり、
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの累積的な干渉を考慮しない方式である、
請求項1に記載の通信制御装置。 - 前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の干渉及びチャネル間の干渉の双方を考慮する方式であり、
前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、セカンダリシステムから前記プライマリシステムへのチャネル間の干渉を考慮しない方式である、
請求項1に記載の通信制御装置。 - 前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、送信電力値として固定値又は各セカンダリシステムから要求された値を各セカンダリシステムに割当てる方式である、請求項2〜4のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムに当該セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値を割当てる方式である、請求項3又は4に記載の通信制御装置。
- 前記第2のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、請求項4に記載の通信制御装置。
- 前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量及びチャネル間の累積的な干渉量の総和が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、請求項2〜4のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、複数のセカンダリシステムから前記プライマリシステムへの同一チャネル上の累積的な干渉量が前記プライマリシステムの許容干渉量を超えないように各セカンダリシステムに送信電力を配分する方式である、請求項2又は3に記載の通信制御装置。
- 前記第1のグループについて選択される電力割当て方式は、各セカンダリシステムに当該セカンダリシステムから前記プライマリシステムへの経路損失が大きいほど大きい送信電力値を割当てる方式である、請求項2に記載の通信制御装置。
- プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力を複数のセカンダリシステムに割当てる方法であって、
前記複数のセカンダリシステムの各々の前記プライマリシステムからの距離を取得することと、
前記複数のセカンダリシステムを、前記プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第1のグループと、前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第2のグループとにグルーピングすることと、
前記第1のグループにグルーピングされたセカンダリシステムに、第1の電力割当て方式で送信電力を割当てることと、
前記第2のグループにグルーピングされたセカンダリシステムに、前記第1の電力割当て方式よりも計算コストの低い第2の電力割当て方式で送信電力を割当てることと、
を含む方法。 - 通信制御装置のコンピュータを、
複数のセカンダリシステムを、プライマリシステムからの距離が所定の閾値を下回る第1のグループと、前記プライマリシステムからの距離が前記所定の閾値を上回る第2のグループとにグルーピングするグルーピング部、及び
前記プライマリシステムのために保護される周波数チャネルの二次利用のための送信電力を前記複数のセカンダリシステムに割当てる電力割当て部、
として機能させるためのプログラムであって、
前記電力割当て部は、前記第1のグループと前記第2のグループとの間で、電力割当て方式を切り替える、
プログラム。
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