JP5338682B2 - 通信装置、プログラム、及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、プログラム、及び通信制御方法に関する。

近年、一次利用される周波数帯（スペクトラム）の利用状況に応じて、その周波数帯を二次的な通信サービスに利用できるようにするための議論が進められている。例えば、米国のデジタルＴＶ放送の周波数帯に含まれる未使用のチャネル（ＴＶホワイトスペース）を無線通信に開放するための標準規格がＩＥＥＥ８０２．２２ワーキンググループにおいて検討されている（下記非特許文献１参照）。また、２００８年１１月のＦＣＣ（Federal Communications Commission）からの報告によれば、一定の条件を満たして許可を受けた通信装置を用いてＴＶホワイトスペースを二次利用することが認められる方向にある（下記非特許文献２参照）。また、ＥＵを中心として、ＤＳＡ（Dynamic Spectrum Access）を実現するためのＣＰＣ（Cognitive Pilot Channel）と呼ばれる専用の制御チャネルを全世界共通で割当てようとする動きもある。さらに、ＤＳＡを行う二次利用システムのための技術検討はＩＥＥＥのＳＣＣ（Standards Coordinating Committee）41においても進められている。また、周波数帯の二次利用の他の例として、ライセンスを受けていない周波数帯を使用する多数派システム（Majority System）のサービスエリアの中で、より簡易な通信プロトコルを用いて二次的な通信システムが構築される場合もある。例えば、ＩＳＭ（Industry-Science-Medical)帯を使用するＷｉＦｉ（登録商標）システムが多数派システムである場合に、そのサービスエリアの中で他の簡易な通信プロトコルを用いて二次的な通信システムを構築することなどが考えられる。

このような周波数帯の二次利用に際しては、事前に周囲の通信状況を測定し、二次利用に係る通信サービス（以下、第２の通信サービスという）が一次利用に係る通信サービス（以下、第１の通信サービスという）に悪影響を与えないことを確認することが求められる。

「IEEE802.22 WG on WRANs」、［online］、［２００９年１月５日検索］、インターネット＜URL：http://www.ieee802.org/22/＞ 「SECOND REPORT AND ORDER AND MEMORANDUM OPINION AND ORDER」、［online］、［２００９年１月５日検索］、インターネット＜URL：http://hraunfoss.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/FCC-08-260A1.pdf＞

しかしながら、周波数帯の二次利用を行う際に、二次利用の可否を判断する装置が周囲の通信状況を必ずしも自ら正確に測定できるとは限らない。そこで、例えば周囲の通信状況を他の装置と協調して測定することが考えられるが、複数の装置で通信状況を画一的に測定しようとすると、測定処理自体の負荷が増大することが懸念される。

そこで、本発明は、周波数帯の二次利用の可否を判断するための通信状況の測定方法を通信接続の状態に応じて制御可能な、新規かつ改良された通信装置、プログラム、及び通信制御方法を提供しようとするものである。

本発明のある実施形態によれば、第１の通信サービスが提供される通信領域の通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の通信接続の有無を検出する検出部と、周囲の通信状況に関するデータを収集するデータ収集部と、上記データ収集部により収集されたデータに基づいて、上記第１の通信サービスに割当てられた周波数帯の一部又は全部を使用する第２の通信サービスの利用の可否を判定する判定部と、を備え、上記データ収集部は、上記検出部により上記サーバとの間の通信接続が検出されなかった場合に、自装置の周囲の通信状況を測定し、又は自装置の周囲に位置する他の通信装置から通信状況に関するデータを受信する、通信装置が提供される。

また、上記検出部は、上記サーバとの間の通信接続を検出した場合に、さらに当該通信接続が有線接続と無線接続のいずれであるかを識別してもよい。

また、上記データ収集部は、上記検出部により上記サーバとの間の無線接続が検出された場合に、自装置の周囲の通信状況を測定することにより当該通信状況に関するデータを収集してもよい。

また、上記データ収集部は、自ら測定した自装置の周囲の通信状況に関するデータが所定の基準を満たさない場合には、自装置の周囲に位置する他の通信装置から当該他の通信装置により測定された通信状況に関するデータを受信してもよい。

また、上記データ収集部は、上記検出部により上記サーバとの間の無線接続が検出された場合に、上記検出部により上記サーバとの間の通信接続が検出されなかった場合と比較して負荷の低い手法での通信状況の測定を上記他の通信装置に指示してもよい。

また、上記データ収集部は、さらに上記サーバから自装置の周囲の通信状況に関するデータを受信してもよい。

また、上記データ収集部は、上記検出部により上記サーバとの間の有線接続が検出された場合に、上記サーバから自装置の周囲の通信状況に関するデータを受信してもよい。

また、上記データ収集部は、上記検出部により上記サーバとの間の通信接続が検出されず、かつ自装置の周囲の通信状況を測定したデータが所定の基準を満たさない場合に、自装置の周囲に位置する他の通信装置から通信状況に関するデータを受信してもよい。

また、上記データ収集部は、さらに第２の通信サービスの利用を許可する装置が当該第２の通信サービスの利用を許可する権限を永続的に保持しているか一時的に保持しているかに応じて、通信状況に関するデータを収集する範囲を変化させてもよい。

また、上記他の通信装置とは、自装置の周囲に位置する複数の通信装置であってもよい。

また、本発明の別の実施形態によれば、通信装置を制御するコンピュータを、第１の通信サービスが提供される通信領域の通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の通信接続の有無を検出する検出部と、周囲の通信状況に関するデータを収集するデータ収集部と、上記データ収集部により収集されたデータに基づいて、上記第１の通信サービスに割当てられた周波数帯の一部又は全部を使用する第２の通信サービスの利用の可否を判定する判定部と、として機能させるためのプログラムであって、上記データ収集部は、上記検出部により上記サーバとの間の通信接続が検出されなかった場合に、自装置の周囲の通信状況を測定し、又は自装置の周囲に位置する他の通信装置から通信状況に関するデータを受信する、上記プログラムが提供される。

また、本発明の別の実施形態によれば、通信装置において、第１の通信サービスが提供される通信領域の通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の通信接続の有無を検出するステップと、周囲の通信状況に関するデータを収集するステップと、収集された上記データに基づいて、上記第１の通信サービスに割当てられた周波数帯の一部又は全部を使用する第２の通信サービスの利用の可否を判定するステップと、を含む通信制御方法であって、上記サーバとの間の通信接続が検出されなかった場合には、上記通信装置において、自装置の周囲の通信状況を測定し、又は周囲に位置する他の通信装置から上記データを受信することにより、上記データが収集される、上記通信制御方法が提供される。

以上説明したように、本発明に係る通信装置、プログラム、及び通信制御方法によれば、周波数帯の二次利用の可否を判断するための通信状況の測定方法を通信接続の状態に応じて制御することができる。

一実施形態に係る通信装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 データサーバとの間の有線接続を利用可能なシステム構成の一例を示す模式図である。 データサーバとの間の有線接続を利用可能なシステム構成の他の例を示す模式図である。 データサーバとの間の無線接続を利用可能なシステム構成の一例を示す模式図である。 データサーバとの間の無線接続を利用可能なシステム構成の他の例を示す模式図である。 データサーバとの間の通信接続を利用できないシステム構成の一例を示す模式図である。 データサーバとの間の通信接続を利用できないシステム構成の他の例を示す模式図である。 一実施形態に係る制御装置の論理的な構成を示す模式図である。 一実施形態に係る制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下の順序にしたがって当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．周波数帯の二次利用のための機能分類
２．通信装置のハードウェア構成例
３．通信システムの構成に応じた制御内容
３−１．有線接続を利用可能なシステム構成
３−２．無線接続を利用可能なシステム構成
３−３．いずれの通信接続も利用できないシステム構成
３−４．装置の論理的な構成
３−５．処理の流れ
４．測定データの例
５．まとめ

＜１．周波数帯の二次利用のための機能分類＞
まず、周波数帯の二次利用を実現するために、システムに参加する通信装置が有すべき主な機能（ＦＣ：Function Class）を以下に列挙する。なお、システムに参加する通信装置は、ここに列挙する７つの機能（ＦＣ１〜ＦＣ７）のうちいずれか１つ又は複数の機能を有するものとする。
・ＦＣ１：二次通信許可ノード
・ＦＣ２：一次通信中継ノード
・ＦＣ３：拡張判定ノード
・ＦＣ４：判定ノード
・ＦＣ５：協調測定ノード
・ＦＣ６：測定ノード
・ＦＣ７：通信ノード

［１−１．二次通信許可ノード（ＦＣ１）］
二次通信許可ノード（ＦＣ１）は、後述する拡張判定ノード又は判定ノードにより周波数帯の二次利用が可能であると判定された場合に、周波数利用規定（スペクトラムポリシー）に従って第２の通信サービスの開始又は拡張を許可する。二次通信許可ノードは、例えば、過去に周波数の不正利用をした識別子の一覧に、拡張判定ノード又は判定ノードから送信される端末識別子、認証識別子、デバイス識別子、又はセンサ識別子などが含まれているか否かを確認してもよい。そして、例えば、不正利用をした識別子の一覧に上記いずれかの識別子が含まれている場合には、二次通信許可ノードは、第２の通信サービスの開始又は拡張を拒否することができる。また、第１の通信サービスのトラフィックを制御する基地局が二次通信許可ノードである場合には、当該基地局は、ユーザトラフィックの履歴等を参照し、空きチャネルの多い時間帯や場所について二次利用の許可を与えてもよい。それにより、一部の空きチャネルを開放して周波数帯の有効利用を図ることができる。さらに、二次通信許可ノードは、拡張判定ノード又は判定ノードにより二次利用可否の判定に使用される情報を生成若しくは取得し、又は更新して、拡張判定ノード又は判定ノードへ配信してもよい。二次利用可否の判定に使用される情報には、例えば、センシングに使用できる電力レベルなどの地域ごと若しくはサービスエリアごとの周波数利用規制情報（Regulatory情報）並びに隣接セルの基地局が提供するシステム情報（使用している帯域及び帯域幅など）が含まれる。即ち、二次通信許可ノードは、第２の通信サービスの所謂コーディネータとして動作し得る。

なお、二次通信許可ノードには、永続的な二次通信許可ノードと一時的な二次通信許可ノードの２種類が含まれる。永続的な二次通信許可ノードとは、法令などで定められた一定の基準を満たすことで第２の通信サービスのコーディネートを認められた通信装置をいう。一方、一時的な二次通信許可ノードとは、通信状況等に応じた所定の基準を満たすことで永続的な二次通信許可ノードから権限を与えられた場合に、与えられたその権限の範囲内（例えば、限られた周波数チャネル若しくはリソースブロックの範囲内、又は所定の限度の送信電力の範囲内、など）で一時的に第２の通信サービスのコーディネートを行う通信装置をいう。通信サービスの“コーディネート”とは、例えば、第２の通信サービスに対するリソースの割り当て（即ちスケジューリング）を含み得る。一時的な二次通信許可ノードは、例えば、永続的な二次通信許可ノードと相互にスケジューリング情報を交換しながら、協調的に第２の通信サービスへのリソースの割り当てを行ってもよい。

［１−２．一次通信中継ノード（ＦＣ２）］
一次通信中継ノード（ＦＣ２）は、一次利用に係る通信ネットワーク（以下、第１の通信ネットワークという）と接続されている場合に、周囲のノードが第１の通信サービスを利用するための擬似的な基地局又はアクセスポイントとして動作する。

［１−３．拡張判定ノード（ＦＣ３）］
拡張判定ノード（ＦＣ３）は、後述する判定ノードから収集した二次通信プロファイルに基づいて、二次利用に係る通信ネットワーク（以下、第２の通信ネットワークという）の拡張が可能か否かを判定する。二次通信プロファイルには、典型的には、通信状況を測定した測定データ（測定データから統計的に計算されるリンクデータをも含む）が含まれる。また、二次通信プロファイルには、第２の通信ネットワークのそれぞれにおけるスケジューリング情報が含まれてもよい。また、二次通信プロファイルには、各判定ノードが保持する周波数利用規定の識別子などが含まれてもよい。例えば、拡張判定ノードは、近隣の第２の通信ネットワークとの間で二次利用の開始基準（センシングレベルやデータベース）が一致している場合に、第２の通信ネットワークを拡張可能と判定してもよい。その代わりに、拡張判定ノードは、全てのネットワークが最も厳しいセンシングレベルを満たしている場合に、第２の通信ネットワークを拡張可能と判定してもよい。また、拡張判定ノードは、ネットワーク間で共通のチャネルを利用してデータベースにアクセス可能である場合に、第２の通信ネットワークを拡張可能と判定してもよい。さらに、拡張判定ノードは、近接する２つのネットワーク内に相互に接続したい通信装置が含まれる場合に、当該通信装置間でデータをリレー又はマルチホップさせるという目的に限るという条件付きで、第２の通信ネットワークの拡張可否を判定してもよい。また、拡張判定ノードは、ビームフォーミング又は送信電力制御に基づく干渉制御技術を使用して、第１の通信サービスに悪影響を与えることなく最大送信電力を引き上げることができる場合に、第２の通信ネットワークの拡張が可能であると判定してもよい。拡張判定ノードは、第２の通信ネットワークの拡張が可能であると判定した場合に、第２の通信ネットワークの拡張の許可を二次通信許可ノードへ要求する。また、拡張判定ノードは、典型的には、後述する判定ノードの機能をも有する。なお、拡張判定ノードと二次通信許可ノードとが物理的に同一の装置上に存在する場合には、拡張判定ノードと二次通信許可ノードとの間の通信は、論理的な機能間の通信として行われ得る（又は省略され得る）。一方、拡張判定ノードと二次通信許可ノードとが物理的に異なる装置上に存在する場合には、拡張判定ノードと二次通信許可ノードとの間の通信は、無線リンク及び有線リンクのいずれかを用いて行われ得る。ここでの無線リンクとは、例えば、第１の通信サービスに基づく無線リンクであってもよい。また、有線リンクとは、プライベートネットワーク（例えばコアネットワークなど）又はパブリックネットワーク（例えば、ＡＤＳＬなど）のいずれであってもよい。

［１−４．判定ノード（ＦＣ４）］
判定ノード（ＦＣ４）は、後述する協調測定ノード又は測定ノードにより測定され又は収集された測定データに基づいて、周波数利用規定に従って周波数帯の二次利用が可能か否かを判定する。例えば、判定ノードは、二次利用の対象とする周波数帯の電力レベル測定結果が上述した周波数利用規制情報において定められた電力測定レベルを下回っている場合に、周波数帯の二次利用が可能であると判定してもよい。その代わりに、判定ノードは、例えば、後述するデータサーバに問合せた結果、二次利用の対象とする周波数帯について二次利用が許可されていた場合に、周波数帯の二次利用が可能であると判定してもよい。また、判定ノードは、例えば、二次利用の対象とする周波数帯の電力レベル測定結果が上記データサーバから得たデータにより示されている電力測定レベルを下回っている場合に、周波数帯の二次利用が可能であると判定してもよい。なお、二次利用の対象とする周波数帯の電力レベル測定結果とは、例えば、Ａ／Ｄサンプリング出力値を平均した値であってもよい。判定ノードは、周波数帯の二次利用が可能であると判定した場合に、第２の通信サービスの開始の許可を二次通信許可ノードへ要求する。そして、判定ノードは、二次通信許可ノードから第２の通信サービスの開始を許可されると、例えば周囲の通信装置へビーコンを送信して第２の通信サービスのユーザを募り、第２の通信サービスを開始する。判定ノードから送信されるビーコンは、周囲の通信装置による第２の通信サービスの検出、同期、及びシステム情報の取得などのために用いられ得る。例えば、セルラ通信システムにおける一次同期信号及び二次同期信号、又はＰＢＣＨ（物理ブロードキャストチャネル）上の信号などは上述したビーコンの一例である。即ち、判定ノードは、第１の通信サービスから第２の通信サービスへの切替えを行うコグニティブ無線のためのエンジンとして動作する。また、判定ノードは、上述した拡張判定ノードからの指示に応じて、二次通信プロファイルを生成して拡張判定ノードへ送信する。なお、拡張判定ノードに関連する上述した説明と同様、判定ノードと二次通信許可ノードとの間の通信もまた、論理的な機能間の通信（同一の装置上の場合。但し、この場合には上述した処理は省略され得る）、又は無線リンク若しくは有線リンクを用いた通信（異なる装置上の場合）として行われ得る。

なお、後述する本発明の一実施形態に係る通信制御処理では、主にここで説明した拡張判定ノード又は判定ノードにより、二次利用システムの開始又は拡張の判定に使用される通信状況の測定方法が決定される。通信状況の測定方法は、第１の通信サービスのサービスエリアにおける通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバとの間で、拡張判定ノード又は判定ノードがどういった形態の通信接続を利用可能であるかに依存する。かかる測定方法の具体的な制御の内容については、後にさらに説明する。

［１−５．協調測定ノード（ＦＣ５）］
協調測定ノード（ＦＣ５）は、自装置の周囲の測定ノード又は協調測定ノードから、各ノードが保持している通信状況に関する測定データを収集する。また、協調測定ノードは、自ら測定した測定データを、収集した測定データに加えてもよい（又は自ら測定した測定データのみを使用してもよい）。即ち、協調測定ノードは、周囲のノードと協調して二次利用の判定に必要となる測定データを収集可能な拡張されたセンサとして動作する。また、協調測定ノードは、他の協調測定ノード又は判定ノードからの指示に応じて、保持している測定データを送信する。

［１−６．測定ノード（ＦＣ６）］
測定ノード（ＦＣ６）は、自装置の周囲の通信状況を測定（センシング）し、測定データを生成する。なお、測定データとは、後に詳しく説明するように、典型的には、第１の通信サービスについての周囲の通信状況を表すデータである。例えば、第１の通信サービスの受信信号の電力レベルあるいはエネルギー、又はスケジューリング情報なども、周囲の通信状況を表すデータとして使用され得る。即ち、測定ノードは、二次利用の判定に必要となる測定データを測定するセンサとして動作する。また、測定ノードは、協調測定ノード又は判定ノードからの指示に応じて、生成した測定データを送信する。

［１−７．通信ノード（ＦＣ７）］
通信ノード（ＦＣ７）は、周波数帯の二次利用が可能である場合に、第２の通信サービスを使用して通信を行う。即ち、通信ノードは、一般的な通信装置として動作する。なお、第２の通信サービスに使用される通信プロトコルは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ｓ、Ｚｉｇｂｅｅ、又はＷｉＭｅｄｉａなどの任意の通信プロトコルであってよい。

［１−８．二次利用という用語の範囲］
ここで、本明細書において、“二次利用”という用語は、典型的には、上述したように、第１の通信サービスに割当てられた周波数帯の一部又は全部を使用して追加的あるいは代替的な通信サービス（第２の通信サービス）を利用することをいう。そして、“二次利用”という用語の意味において、第１の通信サービスと第２の通信サービスとは、異なる種類の通信サービスであってもよく、又は同一の種類の通信サービスであってもよい。異なる種類の通信サービスとは、例えば、デジタルＴＶ放送サービス、衛星通信サービス、移動体通信サービス、無線ＬＡＮアクセスサービス、又はＰ２Ｐ（Peer To Peer）接続サービスなどの任意の通信サービスから選択し得る２以上の異なる種類の通信サービスをいう。一方、同一の種類の通信サービスとは、例えば、移動体通信サービスにおける、通信事業者により提供されるマクロセルによるサービスと、ユーザ又はＭＶＮＯ（Mobile Virtual Network Operator）により運用されるフェムトセルによるサービスとの間の関係を含み得る。また、同一の種類の通信サービスとは、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）又はＬＴＥ−Ａ（LTE−Advanced）などに準拠した通信サービスにおける、基地局により提供されるサービスと、スペクトラムホールをカバーするために中継局（リレーノード）により提供されるサービスとの間の関係をも含み得る。さらに、第２の通信サービスは、スペクトラムアグリゲーション技術を用いて集約された複数の断片的な周波数帯を利用するものであってもよい。さらに、第２の通信サービスは、基地局により提供されるサービスエリア内に存在する、フェムトセル群、中継局群、基地局よりも小さなサービスエリアを提供する中小基地局群により提供される補助的な通信サービスであってもよい。本明細書において説明する本発明の各実施形態の要旨は、このようなあらゆる種類の二次利用の形態に広く適用可能なものである。

＜２．通信装置のハードウェア構成例＞
次に、前節で列挙したＦＣ１〜ＦＣ７のうちいずれか１つ又は複数の機能をそれぞれ有する通信装置のハードウェア構成について、以下に説明する。

図１は、上述した通信装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１に示した一例としての通信装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２４、ＲＡＭ（Random Access Memory）２６、バス３０、入出力インタフェース３２、入力装置４０、出力装置４２、記憶装置４４、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）４６、及びドライブ４８を備える。

図１において、ＣＰＵ２２は、汎用コンピュータの動作全般を制御する。ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２２により実行されるプログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ２６は、ＣＰＵ２２による処理の実行時にプログラムやデータなどを一時的に記憶する。

ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２４、及びＲＡＭ２６は、バス３０を介して相互に接続される。バス３０にはさらに、入出力インタフェース３２が接続される。

入出力インタフェース３２は、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２４、及びＲＡＭ２６と、入力装置４０、出力装置４２、記憶装置４４、通信インタフェース４６、及びドライブ４８とを接続する。

入力装置４０は、例えばボタン、スイッチ、レバー、マウスやキーボード、又はタッチパネルなどを介して、ユーザからの指示や情報入力を受け付ける。出力装置４２は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）などの表示装置、ランプなどの発光装置、又はスピーカなどの音声出力装置を介してユーザに情報を出力する。記憶装置４４は、例えばハードディスクドライブ又はフラッシュメモリなどにより構成され、プログラムやデータなどを記憶する。通信インタフェース４６は、第１の通信サービス又は第２の通信サービスのための通信処理を仲介する。ドライブ４８には、必要に応じてリムーバブルメディア４９が装着される。

ここで、前節で列挙したＦＣ１〜ＦＣ７の各機能は、例えば、ソフトウェアとして実現されてもよい。各機能がソフトウェアとして実現される場合には、ソフトウェアを構成するプログラムが、例えば図１に示したＲＯＭ２４又は記憶装置４４に格納され、実行時にＲＡＭ２６に読み込まれた後、ＣＰＵ２２により実行される。その代わりに、各機能は、通信装置に追加的に設けられる専用の処理回路を用いてハードウェアとして実現されてもよい。

＜３．通信システムの構成に応じた制御内容＞
上述したように、本発明の一実施形態において、二次利用の開始又は拡張の判定に使用される通信状況の測定方法は、通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバと判定ノード又は拡張判定ノードとの間の通信接続の有無及びその形態に応じて制御される。そこで、本節では、通信接続の形態ごとに二次利用システムのシステム構成例を提示し、及びそれら通信接続の形態に応じた制御を行う通信装置の論理的な構成について説明する。

［３−１．有線接続を利用可能なシステム構成］
（第１のシステム構成例）
図２は、通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバと判定ノードとの間で有線接続を利用可能であるシステム構成の一例を描いた模式図である。ここに示したシステム構成を有する通信システムを通信システム１ａとする。なお、図２における丸付き数字は、上述した機能（ＦＣ）の番号に対応している。

図２を参照すると、通信システム１ａには、基地局１００、３つの通信装置１１０、及び測定装置１２０が含まれる。このうち、３つの通信装置１１０及び測定装置１２０は、基地局１００との間で通信可能な領域１０２の内部に位置している。また、基地局１００は、有線回線網であるネットワーク１２を介して、サーバ１０と接続されている。

サーバ１０は、基地局１００により提供される第１の通信サービスの通信状況に関するデータを、統合的に保持するサーバである。サーバ１０は、基地局１００を用いて第１の通信サービスを提供する装置を兼ねていてもよい。第１の通信サービスは、例えば、デジタルＴＶ放送サービスであってもよく、その他の種類の通信サービスであってもよい。サーバ１０により保持されるデータには、例えば、通信領域内の位置ごとの現在使用中の周波数のデータ、当該位置ごとの周波数の利用履歴データ、又は利用履歴データから予測されるトラフィックの状況に関する予測データなどが含まれ得る。サーバ１０は、このような通信状況に関するデータ（以下、サーバデータという）を、上述した拡張判定ノード又は判定ノードからの要求に応じて配信することができる。

基地局１００は、領域１０２の内部に位置する装置に対して、上述した第１の通信サービスを提供する。また、基地局１００は、第１の通信サービスに割当てられた周波数帯のうち、使用されていない一部（又は全部）の周波数帯の二次利用をコーディネートする。より具体的には、基地局１００は、上述した二次通信許可ノード（ＦＣ１）、及び判定ノード（ＦＣ４）として動作する。また、基地局１００は、測定ノード（ＦＣ６）として動作してもよい。即ち、基地局１００は、まず、後述する制御処理により決定した方法で周囲の通信状況に関するデータを収集する。次に、基地局１００は、収集したデータに基づいて、周波数利用規定に従って周波数帯の二次利用が可能か否かを判定する。そして、基地局１００は、測定データに基づいて二次利用が可能であると判定した場合に、二次利用に係る通信サービス、即ち第２の通信サービスを開始する。なお、この場合の基地局１００は、法令などで定められた一定の基準を満たす永続的な二次通信許可ノードである。

一方、通信装置１１０は、上述した通信ノード（ＦＣ７）として動作する。即ち、通信装置１１０は、基地局１００との間で無線信号を送受信する。

測定装置１２０は、上述した測定ノード（ＦＣ６）として動作する。即ち、測定装置１２０は、基地局１００からの指示に応じて、自装置の周囲の通信状況を測定し、通信状況に関する測定データを生成して基地局１００へ送信することができる。

（第２のシステム構成例）
図３は、通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバと判定ノードとの間で有線接続を利用可能であるシステム構成の他の例を描いた模式図である。ここに示したシステム構成を有する通信システムを通信システム１ｂとする。

図３を参照すると、通信システム１ｂには、基地局１００、３つの測定装置１２０、及び協調測定装置１３０が含まれる。このうち、３つの測定装置１２０及び協調測定装置１３０は、基地局１００との間で通信可能な領域１０２の内部に位置している。また、基地局１００は、有線回線網であるネットワーク１２を介して、サーバ１０と接続されている。

通信システム１ｂにおいて、測定装置１２０は、近傍に位置する協調測定装置１３０からの指示に応じて、自装置の周囲の通信状況を測定して生成した測定データを、協調測定装置１３０へ送信することができる。

一方、協調測定装置１３０は、上述した協調測定ノード（ＦＣ５）として動作する。即ち、協調測定装置１３０は、近傍の測定装置１２０に通信状況の測定を指示し、測定装置１２０から測定データを収集して基地局１００へ送信することができる。このとき、協調測定装置１３０は、自ら周囲の通信状況を測定して得た測定データを、収集したデータに追加してもよい。

通信システム１ａ又は１ｂのように、サーバ１０と基地局１００との間で有線接続を利用可能である場合には、判定ノードである基地局１００がサーバ１０から通信状況に関するデータを受信して使用するのが好適である。それにより、例えば、分散センシングの負荷を高めることなく周波数帯の二次利用の開始（又は拡張）の判定をすることができる。

［３−２．無線接続を利用可能なシステム構成］
次に、判定ノード（又は拡張判定ノード）においてサーバ１０との間で有線接続を利用できず、無線接続のみを利用可能であるシステム構成について説明する。

（第３のシステム構成）
図４は、通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバと判定ノードとの間で無線接続を利用可能であるシステム構成の一例を描いた模式図である。ここに示したシステム構成を有する通信システムを通信システム２ａとする。

図４を参照すると、通信システム２ａには、基地局２００、２つの測定装置２２０、２つの測定装置２２２、協調測定装置２３０、及び判定装置２４０が含まれる。このうち、２つの測定装置２２０、協調測定装置２３０、及び判定装置２４０は、基地局２００との間で通信可能な領域２０２の内部に位置している。また、基地局２００は、有線回線網であるネットワーク１２を介して、サーバ１０と接続されている。

基地局２００は、領域２０２の内部に位置する装置に対して、第１の通信サービスを提供することができる。また、基地局２００は、後述する判定装置２４０に対し、第１の通信サービスに割当てられた周波数帯のうち使用されていない一部（又は全部）の周波数帯の二次利用を許可する権限を、通信状況に応じて一時的に与えることができる。即ち、基地局２００は、上述した永続的な二次通信許可ノード（ＦＣ１）として動作する。なお、基地局２００が二次通信許可ノードである代わりに、ネットワーク１２上の他のノードが二次通信許可ノードであって、基地局２００が当該ノードからの判定装置２４０への権限の付与を仲介してもよい。

測定装置２２０は、上述した測定ノード（ＦＣ６）として動作する。即ち、測定装置２２０は、協調測定装置２３０又は判定装置２４０からの指示に応じて、自装置の周囲の通信状況を測定し、通信状況に関する測定データを生成して送信することができる。同様に、測定装置２２２もまた、上述した測定ノード（ＦＣ６）として動作する。即ち、測定装置２２２は、協調測定装置２３０又は判定装置２４０からの指示に応じて、自装置の周囲の通信状況を測定し、通信状況に関する測定データを生成して送信することができる。

協調測定装置２３０は、上述した協調測定ノード（ＦＣ５）として動作する。即ち、協調測定装置２３０は、近傍の測定装置２２０又は２２２に通信状況の測定を指示し、測定データを収集して判定装置２４０へ送信することができる。このとき、協調測定装置２３０は、自ら周囲の通信状況を測定して得た測定データを、収集したデータに追加してもよい。

判定装置２４０は、上述した一次通信中継ノード（ＦＣ２）及び判定ノード（ＦＣ４）として動作する。さらに、判定装置２４０は、上述した一時的な二次通信許可ノード（ＦＣ１）として動作し得る。より具体的には、判定装置２４０は、まず、後述する制御処理により決定した方法で周囲の通信状況に関するデータを収集する。次に、判定装置２４０は、収集したデータに基づいて、周波数利用規定に従って第１の通信サービスに割当てられた周波数帯のうち現に使用されていない周波数帯を用いた第２の通信サービスの提供が可能か否かを判定する。ここで、測定データから第２の通信サービスの提供が可能と判定された場合には、判定装置２４０は、さらに基地局２００に第２の通信サービスの開始を許可する権限の一時的な付与を要求する。このとき、判定装置２４０は、収集した測定データや追加的に取得した自装置の位置データなどを基地局２００へ送信する。そして、送信されたデータに応じて権限が付与されると、判定装置２４０は、自装置の周囲（例えば領域２０４）に位置する通信装置との間で、第２の通信サービスを開始する。

また、判定装置２４０は、一次通信中継ノードとして第１の通信サービスのための擬似的な基地局又はアクセスポイントとして動作し、例えば測定装置２２２から送信される第１の通信サービスに応じた通信パケットを基地局２００に中継することができる。

（第４のシステム構成）
図５は、通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバと判定ノードとの間で無線接続を利用可能であるシステム構成の他の例を描いた模式図である。ここに示したシステム構成を有する通信システムを通信システム２ｂとする。

図５を参照すると、通信システム２ｂには、基地局２００、５つの測定装置２２０、２つの協調測定装置２３０、判定装置２４０、及び拡張判定装置２５０が含まれる。また、基地局２００は、有線回線網であるネットワーク１２を介して、サーバ１０と接続されている。

通信システム２ｂにおいて、２つの協調測定装置２３０は、それぞれ判定装置２４０又は拡張判定装置２５０からの指示に応じて、自装置の周囲の測定装置２２０から測定データを収集して送信する。

判定装置２４０は、図４に関連する上述した説明と同様、後述する制御処理により決定した方法で周囲の通信状況に関するデータを収集し、周波数帯の二次利用の開始が可能か否かを判定する。また、判定装置２４０は、拡張判定装置２５０からの要求に応じて、収集した測定データ、当該測定データから計算されるリンクデータ、又は周波数利用規定などを含む二次通信プロファイルを生成して拡張判定装置２５０へ送信することができる。

拡張判定装置２５０は、上述した拡張判定ノード（ＦＣ３）として動作する。さらに、拡張判定装置２５０は、上述した一時的な二次通信許可ノード（ＦＣ１）として動作し得る。即ち、拡張判定装置２５０は、まず、判定装置２４０に対し、二次通信プロファイルの送信を指示する。また、拡張判定装置２５０は、後述する制御処理により決定した方法で周囲の通信状況に関するデータを収集し、第２の通信ネットワークの拡張が可能か否かを判定する。そして、拡張判定装置２５０は、第２の通信ネットワークの拡張が可能であると判定すると、さらに基地局２００に第２の通信ネットワークの拡張を許可する権限の一時的な付与を要求する。このとき、拡張判定装置２５０は、第２の通信ネットワークの拡張が可能であるという判定結果又は判定に使用したデータなどを、基地局２００へ送信する。そして、そのデータなどに応じて権限が付与されると、拡張判定装置２５０は、自装置及び判定装置２４０の周囲に位置する通信装置に対し、ネットワークの範囲の拡張された第２の通信サービスの提供を開始する。

通信システム２ａ又は２ｂでは、サーバ１０に対して判定装置２４０又は拡張判定装置２５０において有線接続が利用できず、無線接続のみを利用可能である。その場合には、判定装置２４０又は拡張判定装置２５０は、サーバ１０から通信状況に関するデータを受信して使用すると共に、自装置においてもセンシングを行うのが好適である。また、自装置によるセンシング結果が不十分であれば、測定装置２２０又は協調測定装置２３０を用いて分散センシングを行ってもよい。それにより、サーバ１０との間の無線接続にデータのダウンロードに伴う大きな負荷を与えることなく周波数帯の二次利用の開始（又は拡張）の判定をすることができる。なお、ここでは、判定装置２４０及び拡張判定装置２５０が一時的な二次通信許可ノードである例について説明した。しかしながら、判定装置２４０又は拡張判定装置２５０が永続的な二次通信許可ノードであって、サーバ１０との間で無線接続のみを利用可能である場合についても同様である。

［３−３．いずれの通信接続も利用できないシステム構成］
次に、判定ノード（又は拡張判定ノード）においてサーバ１０との間で有線接続及び無線接続が共に利用できない場合について説明する。

（第５のシステム構成）
図６は、通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバと判定ノードとの間で有線接続及び無線接続が共に利用できないシステム構成の一例を描いた模式図である。ここに示したシステム構成を有する通信システムを通信システム３ａとする。

図６を参照すると、通信システム３ａには、基地局３００、２つの測定装置３２０、２つの測定装置３２２、協調測定装置３３０、及び判定装置３４０が含まれる。このうち、基地局３００は、有線回線網であるネットワーク１２を介して、サーバ１０と接続されている。

基地局３００は、領域３０２の内部に位置する装置に対して、第１の通信サービスを提供することができる。

測定装置３２０は、上述した測定ノード（ＦＣ６）として動作する。即ち、測定装置３２０は、協調測定装置３３０又は判定装置３４０からの指示に応じて、自装置の周囲の通信状況を測定し、通信状況に関する測定データを生成して送信することができる。同様に、測定装置３２２もまた、上述した測定ノード（ＦＣ６）として動作する。即ち、測定装置３２２は、協調測定装置３３０又は判定装置３４０からの指示に応じて、自装置の周囲の通信状況を測定し、通信状況に関する測定データを生成して送信することができる。

協調測定装置３３０は、上述した協調測定ノード（ＦＣ５）として動作する。即ち、協調測定装置３３０は、近傍の測定装置３２０又は３２２に通信状況の測定を指示し、測定データを収集して判定装置３４０へ送信することができる。このとき、協調測定装置３３０は、自ら周囲の通信状況を測定して得た測定データを、収集したデータに追加してもよい。

判定装置３４０は、上述した永続的な二次通信許可ノード（ＦＣ１）、及び判定ノード（ＦＣ４）として動作する。より具体的には、判定装置３４０は、まず、後述する制御処理により決定した方法で周囲の通信状況に関するデータを収集する。但し、通信システム３ａの場合には、判定装置３４０は、有線接続又は無線接続を用いてサーバ１０と接続することができないため、自装置又は周囲の測定装置３２０若しくは協調測定装置３３０から通信状況に関する測定データを収集する。次に、判定装置３４０は、収集したデータに基づいて、周波数利用規定に従って第１の通信サービスに割当てられた周波数帯のうち現に使用されていない周波数帯を用いた第２の通信サービスの提供が可能か否かを判定する。ここで、収集したデータから第２の通信サービスの提供が可能と判定されると、判定装置３４０は、自装置の周囲（例えば領域３０４）に位置する通信装置との間で、第２の通信サービスを開始する。なお、通信システム３ａにおいて、判定装置３４０は、必ずしも第１の通信サービスが提供される通信領域３０２の内部に位置していなくてもよい。

（第６のシステム構成）
図７は、通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバと判定ノードとの間で有線接続及び無線接続が共に利用できないシステム構成の他の例を描いた模式図である。ここに示したシステム構成を有する通信システムを通信システム３ｂとする。

図７を参照すると、通信システム３ｂには、基地局３００、５つの測定装置３２０、協調測定装置３３０、判定装置３４０、及び拡張判定装置３５０が含まれる。また、基地局３００は、有線回線網であるネットワーク１２を介して、サーバ１０と接続されている。

通信システム３ｂにおいて、測定装置３２０は、それぞれ協調測定装置３３０、判定装置３４０、又は拡張判定装置３５０からの指示に応じて、自装置の周囲の通信状況を測定して生成した測定データを送信することができる。

協調測定装置３３０は、判定装置３４０からの指示に応じて、自装置の周囲の測定装置３２０から収集した測定データを判定装置３４０へ送信することができる。また、協調測定装置３３０は、収集したデータに自ら周囲の通信状況を測定して得た測定データを追加してもよい。

判定装置３４０は、図６に関連する上述した説明と同様、後述する制御処理により決定した方法で周囲の通信状況に関するデータを収集し、周波数帯の二次利用の開始が可能か否かを判定する。また、判定装置３４０は、拡張判定装置３５０からの要求に応じて、収集した測定データ、当該測定データから計算されるリンクデータ、又は周波数利用規定などを含む二次通信プロファイルを生成して拡張判定装置３５０へ送信することができる。

拡張判定装置３５０は、上述した永続的な二次通信許可ノード（ＦＣ１）及び拡張判定ノード（ＦＣ３）として動作する。即ち、拡張判定装置３５０は、まず、判定装置３４０に対し、二次通信プロファイルの送信を指示する。また、拡張判定装置３５０は、後述する制御処理により決定した方法で周囲の通信状況に関するデータを収集し、第２の通信ネットワークの拡張が可能か否かを判定する。そして、拡張判定装置３５０は、第２の通信ネットワークの拡張が可能であると判定した場合には、自装置及び判定装置３４０の周囲に位置する通信装置に対し、ネットワークの範囲の拡張された第２の通信サービスの提供を開始する。なお、通信システム３ｂにおいて、判定装置３４０又は拡張判定装置３５０は、必ずしも第１の通信サービスが提供される通信領域３０２の内部に位置していなくてもよい。

通信システム３ａ又は３ｂでは、サーバ１０に対して判定装置３４０又は拡張判定装置３５０において有線接続及び無線接続を利用することができない。その場合には、判定装置３４０又は拡張判定装置３５０は、自装置において周囲の通信状況を測定すると共に、測定装置３２０又は協調測定装置３３０を用いて分散センシングを行うのが好適である。例えば、判定装置３４０又は拡張判定装置３５０は、自装置での測定により得られた測定データが所定の基準を満たさない場合に、測定装置３２０又は協調測定装置３３０を用いて分散センシングを行ってもよい。所定の基準とは、例えば、無線信号のエネルギー、雑音パワーレベル、雑音比率、又はエラー率などのパラメータを用いて予め定められ得る。それにより、サーバ１０からのデータの受信に依存することなく、周波数帯の二次利用の開始（又は拡張）の判定をすることができる。

ここまでの説明から理解されるように、本発明の一実施形態において、二次利用の開始又は拡張の判定に使用される通信状況の測定方法は、通信状況に関するデータを統合的に保持しているサーバとの間の通信接続の有無及びその形態に応じて適宜選択される。そこで、次節では、かかる通信状況の測定方法の制御を行う通信装置の論理的な構成について具体的に説明する。

［３−４．装置の論理的な構成］
図８は、上述した基地局１００、判定装置２４０、拡張判定装置２５０、判定装置３４０、又は拡張判定装置３５０の機能のうち、主に通信状況の測定の制御に関する機能の論理的な構成を示すブロック図である。

図８を参照すると、各装置（以下、制御装置という）は、通信部１７０、接続検出部１８２、データ収集部１８４、及び判定部１８６を備える。

通信部１７０は、制御装置とサーバ１０との間の通信接続、及び制御装置と他の通信装置（例えば、通信装置１１０、測定装置１２０又は協調測定装置１３０など）との間の通信接続を仲介する。このうち、通信部１７０を介する制御装置とサーバ１０との間の通信接続は、例えば上記通信システム１ａ又は１ｂの場合には、イーサネット（登録商標）やＦＤＤＩなどの任意の通信プロトコルによる有線接続として構成される。また、例えば上記通信システム２ａ又は２ｂの場合には、通信部１７０を介する制御装置とサーバ１０との間の通信接続は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ｓ、Ｚｉｇｂｅｅ、又はＷｉＭｅｄｉａなどの任意の通信プロトコルによる無線接続として構成される。また、例えば上記通信システム３ａ又は３ｂの場合には、通信部１７０を介する制御装置とサーバ１０との間の通信接続は構成されない。

接続検出部１８２は、第１の通信サービスのサービスエリア内の通信状況に関するデータを保持しているサーバ１０と制御装置との間の通信接続の有無を検出する。また、接続検出部１８２は、サーバ１０との間の通信接続を検出した場合に、さらに当該通信接続が有線接続か無線接続かを識別する。

データ収集部１８４は、制御装置の周囲（例えば通信領域１０２、２０４、２０６、３０４、又は３０６の内部）の通信状況に関するデータを収集する。

ここで、データ収集部１８４は、サーバ１０と制御装置との間で有線接続を利用可能である場合には、サーバ１０から制御装置の周囲の通信状況に関するデータを受信（ダウンロード）するのが好適である。サーバ１０から受信可能なデータは、サーバ１０に保持されている上述したサーバデータである。即ち、例えば、所定の通信領域の内部の位置ごとの現在使用中の周波数のデータ、当該位置ごとの周波数の利用履歴データ、又は利用履歴データから予測されるトラフィックの状況に関する予測データなどがサーバ１０から受信され得る。なお、データ収集部１８４は、他の通信装置と通信することにより自ら追加的なデータを測定し、又は他の通信装置により収集された通信状況の測定データをさらに受信してもよい。

また、サーバ１０と制御装置との間で有線接続が利用できず、無線接続のみを利用可能である場合には、データ収集部１８４は、サーバ１０から通信状況に関するデータを受信して使用すると共に、自装置においてもセンシングを行うのが好適である。この場合、サーバ１０から受信するデータ量を抑制して無線接続に与える負荷を抑制することができる。また、データ収集部１８４は、自ら測定した自装置の周囲の通信状況に関するデータの精度、データ量又は測定頻度などが予め定められる一定の基準を満たさない場合には、周囲に位置する他の通信装置から通信状況に関する測定データを追加的に受信してもよい。この場合にも、データ収集部１８４は、サーバ１０から受信するデータ及び自ら測定したデータと組合せて二次利用の開始（又は拡張）の判定が可能である。従って、サーバ１０との間の通信接続が検出されなかった場合と比較して分散センシングに要求される測定の頻度やデータ量を抑制し、分散センシングによる負荷を抑えることができる。

また、サーバ１０と制御装置との間で有線接続及び無線接続を共に利用できない場合には、データ収集部１８４は、自装置においてセンシングを行うと共に、他の通信装置を用いてより広範囲の分散センシングを行うのが好適である。この場合、例えば制御装置から図６又は図７に示した測定装置３２０及び協調測定装置３３０へ通信状況の測定又は測定データの収集の指示が送信される。そして、制御装置は、当該指示を受信した各装置から通信状況の測定データを受信する。このとき、複数の測定装置３２０及び協調測定装置３３０によって、より広範囲の測定データがリレーされ集約されることで、サーバ１０からサーバデータを受信することなく、周波数帯の二次利用の開始（又は拡張）の判定の精度を高めることができる。

さらに、データ収集部１８４は、例えば、二次通信許可ノードが永続的な二次通信許可ノードか一時的な二次通信許可ノードかに応じて、分散センシングの範囲を変化させてもよい。例えば、永続的な二次通信許可ノードである場合には狭い範囲での分散センシング、一時的な二次通信許可ノードである場合には広い範囲での分散センシングを実行することが考えられる。狭い範囲での分散センシングとは、例えば、図２に示した通信システム１ａのような、測定データのリレー又はマルチホップを要しない形態の分散センシングに相当する。一方、広い範囲での分散センシングとは、例えば、図３に示した通信システム１ｂ又は図５に示した通信システム２ｂのような、測定データのリレー又はマルチホップを要する形態の分散センシングに相当する。

判定部１８６は、このようにデータ収集部１８４により収集されたデータに基づいて、周波数利用規定に従い、第１の通信サービスに割当てられた周波数帯の一部又は全部を使用する第２の通信サービスの利用の可否を判定する。

［３−５．処理の流れ］
図９は、図８に示した構成を有する判定ノード（又は拡張判定ノード）による周波数帯の二次利用の可否の判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図９を参照すると、まず、接続検出部１８２により、第１の通信サービスのサービスエリア内の通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の通信接続の有無とその接続形態（有線又は無線）が検出される（Ｓ１０２）。そして、接続検出部１８２からデータ収集部１８４へ、通信接続の検出結果が出力される。

次に、データ収集部１８４により、上記サーバとの間の通信接続の有無が判定される（Ｓ１０４）。ここで上記サーバとの間の通信接続が存在しない場合には、処理はＳ１０８へ進む。一方、上記サーバとの間の通信接続が存在する場合には、データ収集部１８４により、さらに当該通信接続の形態が有線接続か無線接続かが判定される（Ｓ１０６）。ここで通信接続の形態が有線接続であれば、処理はＳ１１２へ進む。一方、通信接続の形態が無線接続であれば、処理はＳ１１０へ進む。

Ｓ１０８では、さらに、データ収集部１８４により、二次通信許可ノードが永続的な二次通信許可ノードか否かが判定される（Ｓ１０８）。ここで、二次通信許可ノードが永続的な二次通信許可ノードであれば、処理はＳ１１６へ進む。一方、二次通信許可ノードが一時的な二次通信許可ノードであれば、処理はＳ１１８へ進む。

同様に、Ｓ１１０においても、さらに、データ収集部１８４により、二次通信許可ノードが永続的な二次通信許可ノードか否かが判定される（Ｓ１１０）。ここで、二次通信許可ノードが永続的な二次通信許可ノードであれば、処理はＳ１１４へ進む。一方、二次通信許可ノードが一時的な二次通信許可ノードであれば、処理はＳ１１６へ進む。

Ｓ１１２では、データ収集部１８４により、通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の有線接続を利用して、負荷の低いセンシング方法が実行される（Ｓ１１２）。即ち、例えば、上述したように、データ収集部１８４により、サーバ１０において統合的に保持されている通信状況に関するデータがダウンロードされる。また、例えば、データ収集部１８４により、通信状況の補助的な測定が行われてもよい。

また、Ｓ１１４では、データ収集部１８４により、中程度の負荷のセンシング方法が実行される（Ｓ１１４）。例えば、サーバ１０において統合的に保持されている通信状況に関するデータがダウンロードされると共に、データ収集部１８４により、通信状況の測定及び他の通信装置からの測定データの収集が行われる。

また、Ｓ１１６では、データ収集部１８４により、小さい範囲の分散センシングが実行される（Ｓ１１６）。例えば、データ収集部１８４は、周囲に位置する他の通信装置に通信状況の測定を指示し、各装置から測定データが収集される。なお、データ収集部１８４は、例えばまず自装置において周囲の通信状況を測定し、その測定結果が所定の基準を満たさない場合に、小範囲の分散センシングを実行してもよい。

また、Ｓ１１８では、データ収集部１８４により、広範囲の分散センシングが実行される（Ｓ１１８）。例えば、データ収集部１８４は、周囲に位置する他の通信装置に通信状況の測定及び測定データの収集を指示する。そして、指示を受けた各通信装置において、さらに周囲に位置する別の通信装置から測定データが収集される。即ち、この場合、通信状況に関する測定データがＳ１１６の場合と比較してより広い範囲からリレーされる。

その後、判定部１８６により、上記Ｓ１１２〜Ｓ１１８のいずれかの方法で収集された通信状況に関するデータに基づいて、第１の通信サービスの周波数帯の一部又は全部を使用する第２の通信サービスの利用（開始又は拡張）の可否が判定される（Ｓ１２０）。

なお、図９では、通信状況の測定方法を通信接続の状態に応じてＳ１１２〜Ｓ１１８の４つのセンシングレベルに分けて制御する例について説明した。しかしながら、例えば、Ｓ１１２〜Ｓ１１８のいずれかのセンシングレベルが省略されてもよく、又はさらに異なるセンシングレベルが追加されてもよい。例えば、Ｓ１０８及びＳ１１０における二次通信許可ノードが永続的か否かの判定を省略し、Ｓ１１２、Ｓ１１４又はＳ１１６、及びＳ１１８の３つのセンシングレベルを用いてもよい。

また、図９では判定ノード（又は拡張判定ノード）による周波数帯の二次利用の可否の判定処理の流れについて説明した。しかしながら、図９に示した処理のうち、通信状況の測定方法の制御に関するＳ１０２〜Ｓ１１８の処理については、例えば二次通信許可ノード、協調測定ノード、又は測定ノードなどにより実行されてもよい。

＜４．測定データの例＞
本発明の一実施形態において、図８に例示したデータ収集部１８４は、上述した測定ノード又は協調測定ノードにより測定された通信状況に関する測定データを収集する。測定ノード又は協調測定ノードによる測定の対象となる通信リソースは、第１の通信サービスが使用している可能性のある通信リソースであって、例えば、周波数チャネル、リソースブロック又は符号などの単位で設定され得る。どういった範囲の通信リソースを測定の対象とすべきかは、例えば、第１の通信サービスのダウンリンクの報知チャネル（ＬＴＥにおけるＰＢＣＨ（Physical Broadcast CHannel）など）を観測することにより決定されてよい。測定データには、例えば、通信状況を測定した装置の識別子と測定結果の他に、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて取得された装置の位置データ、測定アルゴリズムの種類、及びタイムスタンプなどが含まれてもよい。また、これら測定データを統計的に集計することにより得られるリンクデータ、及び第１の通信サービスについての周囲の通信状況を表すスケジューリング情報なども、広義の測定データに含まれ得る。

装置の位置データは、例えば、通信状況の測定を行った装置の測定時の位置を表すデータである。かかる位置データは、例えば、判定ノード（又は拡張判定ノード）による周波数帯の二次利用の可否の判定に用いられる。より具体的には、例えば、判定ノードは、予め外部に用意された位置情報データベースを自装置にダウンロードしておく。位置情報データベースのデータとは、上述したサーバ１０により保持されるデータと共通のデータであってもよく、別々に保持されるデータであってもよい。位置情報データベースには、位置データと関連付けて、第１の通信サービスのチャネル割当てやチャネルの使用履歴などが保持されている。そこで、判定ノードは、例えば、位置データをキーとして位置情報データベースからチャネル割当てやチャネルの使用履歴を取得し、二次利用によって第１の通信サービスに悪影響を与える可能性を評価することができる。また、判定ノードは、位置情報データベースを予め自装置にダウンロードしておく代わりに、例えば、二次利用の可否の判定時に位置データをキーとして外部のデータベースに問合せをしてもよい。

測定アルゴリズムの種類とは、例えば、無線信号のエネルギー、雑音パワーレベル、雑音比率（例えばＳＮＲやＣＮＲ）、エラー率（例えばＢＥＲやＰＥＲ）など、どういった種類の値を測定すべきか（又は測定したか）を表す。

測定結果には、上述した測定アルゴリズムの種類に応じた測定結果の値が含まれる。ここで、測定結果の値は、ソフトビット（Soft Bit：軟判定値）で表現されてもよく、又はハードビット（Hard Bit：硬判定値）で表現されてもよい。例えば、判定ノード（又は拡張判定ノード）は、二次通信許可ノードに送信する測定結果をハードビットで表現するのが好適である。その場合、測定値に応じて二次利用の可否等を判定した結果が、“０”、“１”などの論理値で表現される。そうすることにより、ノード間のトラフィックを減少させることができる。一方、測定ノード（又は協調測定ノード）から判定ノード（又は拡張判定ノード）へ送信される測定結果は、典型的には、ソフトビットで表現される。

タイムスタンプには、例えば、通信状況の測定が開始された時刻、及び通信状況の測定が終了した時刻などが含まれる。

なお、例えば拡張判定ノード間など、同等のノード間で上述した測定データを送受信する場合には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓやＷｉＭｅｄｉａなどの自律分散型の通信プロトコルが使用されてもよい。その代わりに、最初にビーコンを送信したノードの制御に従い、Ｚｉｇｂｅｅなどの階層管理型の通信プロトコルが使用されてもよい。上述したＦＣ１〜ＦＣ７の機能分類における同レベルのノード間で自律分散型の通信プロトコルを使用すれば、二次利用システムのトポロジーを装置の位置に応じて変化させることが容易となる。一方、ＦＣ１〜ＦＣ７の機能分類における異なるレベルのノード間では、上位のノードの制御に従った階層管理型の通信プロトコルを用いるのが好適である。

＜５．まとめ＞
ここまで、図１〜図９を用いて、周波数帯の二次利用の可否の判定の際の通信状況の測定方法に関する一実施形態に係る制御処理について詳細に説明した。本明細書で説明した手法によれば、周波数帯の二次利用の可否を判断するための通信状況の測定方法が、通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の通信接続の有無と接続形態に応じて制御される。それにより、二次利用の開始又は拡張の際の通信状況の測定の精度を向上させ、又は測定に要する負荷を低減することができる。

本明細書において説明した各実施形態の要旨は、上述したように様々な二次利用の形態に広く適用可能である。例えば、上述したように、第１の通信サービスのスペクトラムホールをカバーするためのリレーノード又はフェムトセルの運用は、周波数帯の二次利用の一形態ということができる。また、互いに共通する周波数帯を使用するマクロセル、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、Ｈｏｔｚｏｎｅ、リレーノード又はフェムトセルなどの相互の関係も、周波数帯の二次利用の一形態（例えば、ヘテロジーニアスネットワークなど）を形成し得る。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、２、３ 通信システム
１０ サーバ
１００、２００、３００ 基地局
１２０、２２０、２２２、３２０、３２２ 測定装置
１３０、２３０、３３０ 協調測定装置
２４０、３４０ 判定装置
２５０、３５０、 拡張判定装置

Claims (10)

1. 第１の通信サービスが提供される通信領域の通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の通信接続の有無を検出する検出部と；
   周囲の通信状況に関するデータを収集するデータ収集部と；
   前記データ収集部により収集されたデータに基づいて、前記第１の通信サービスに割当てられた周波数帯の一部又は全部を使用する第２の通信サービスの利用の可否を判定する判定部と；
   を備え、
   前記データ収集部は、前記検出部により前記サーバとの間の通信接続が検出されず、かつ自装置の周囲の通信状況を測定したデータが所定の基準を満たさない場合に、自装置の周囲に位置する他の通信装置から通信状況に関するデータを受信する、
   通信装置。
2. 前記検出部は、前記サーバとの間の通信接続を検出した場合に、さらに当該通信接続が有線接続と無線接続のいずれであるかを識別する、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記データ収集部は、前記検出部により前記サーバとの間の無線接続が検出された場合に、自装置の周囲の通信状況を測定することにより当該通信状況に関するデータを収集する、請求項２に記載の通信装置。
4. 前記データ収集部は、前記検出部により前記サーバとの間の無線接続が検出された場合に、前記検出部により前記サーバとの間の通信接続が検出されなかった場合と比較して負荷の低い手法での通信状況の測定を前記他の通信装置に指示する、請求項３に記載の通信装置。
5. 前記データ収集部は、さらに前記サーバから自装置の周囲の通信状況に関するデータを受信する、請求項３又は請求項４に記載の通信装置。
6. 前記データ収集部は、前記検出部により前記サーバとの間の有線接続が検出された場合に、前記サーバから自装置の周囲の通信状況に関するデータを受信する、請求項２に記載の通信装置。
7. 前記データ収集部は、さらに第２の通信サービスの利用を許可する装置が当該第２の通信サービスの利用を許可する権限を永続的に保持しているか一時的に保持しているかに応じて、通信状況に関するデータを収集する範囲を変化させる、請求項１に記載の通信装置。
8. 前記他の通信装置とは、自装置の周囲に位置する複数の通信装置である、請求項１に記載の通信装置。
9. 通信装置を制御するコンピュータを：
   第１の通信サービスが提供される通信領域の通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の通信接続の有無を検出する検出部と；
   周囲の通信状況に関するデータを収集するデータ収集部と；
   前記データ収集部により収集されたデータに基づいて、前記第１の通信サービスに割当てられた周波数帯の一部又は全部を使用する第２の通信サービスの利用の可否を判定する判定部と；
   として機能させるためのプログラムであって、
   前記データ収集部は、前記検出部により前記サーバとの間の通信接続が検出されず、かつ自装置の周囲の通信状況を測定したデータが所定の基準を満たさない場合に、自装置の周囲に位置する他の通信装置から通信状況に関するデータを受信する、
   前記プログラム。
10. 通信装置において、第１の通信サービスが提供される通信領域の通信状況に関するデータを保持しているサーバとの間の通信接続の有無を検出するステップと；
    周囲の通信状況に関するデータを収集するステップと；
    収集された前記データに基づいて、前記第１の通信サービスに割当てられた周波数帯の一部又は全部を使用する第２の通信サービスの利用の可否を判定するステップと；
    を含む通信制御方法であって、
    前記サーバとの間の通信接続が検出されず、かつ前記通信装置の周囲の通信状況を測定したデータが所定の基準を満たさない場合に、前記通信装置において、周囲に位置する他の通信装置から通信状況に関するデータを受信することにより、当該データが収集される、
    前記通信制御方法。
    

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