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JP6304653B2 - Interference estimation system, wireless device - Google Patents
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Description

本発明は、共通または近接する周波数帯を用いる無線システムに対する与干渉を推定する与干渉推定システム、無線装置に関する。   The present invention relates to an interference estimation system and a radio apparatus that estimate interference with a radio system using a common or close frequency band.

周波数資源の有効利用を図るため、放送等(一次利用システム)に割り当てられている周波数帯において、一次利用者に影響を与えずに他の利用者(二次利用システム)が利用可能な、空きチャネルもしくは一次利用システムに与える影響が十分に小さい同一チャネルの周波数(ホワイトスペース)を共用する技術の実用化が検討されている。一次利用システムがテレビジョン放送システムであるUHF帯におけるホワイトスペースを、特にTVホワイトスペース(TVWS)と呼び、TVWSの二次利用者として、エリア放送型システム、特定ラジオマイク、センサーネットワーク、無線LANや無線アクセスシステムといったブロードバンドサービス等が考えられている。   Free space available to other users (secondary usage system) without affecting primary users in the frequency band assigned to broadcasting etc. (primary usage system) in order to use frequency resources effectively The practical application of a technology that shares the frequency (white space) of the same channel that has a sufficiently small influence on the channel or the primary use system is being studied. The white space in the UHF band where the primary usage system is a television broadcasting system is called TV white space (TVWS). As a secondary user of TVWS, an area broadcasting system, a specific radio microphone, a sensor network, a wireless LAN, Broadband services such as wireless access systems are being considered.

TVWSシステムを利用する場合、二次利用システムが一次利用システムに干渉を与えないことが必須条件となる。二次利用システムが一次利用システムに与える干渉量を推定するには、伝搬損失モデルが必要である。   When using the TVWS system, it is essential that the secondary usage system does not interfere with the primary usage system. In order to estimate the amount of interference that the secondary usage system gives to the primary usage system, a propagation loss model is required.

一次利用システムの放送エリアの推定は、当局により定められた方法により行われる。しかし、TVWSを利用する場合に二次利用システムが一次利用システムに与える干渉の推定方法は、特段定められていない。従って、二次利用システムが与える一次利用システムへの干渉評価は、自由空間伝搬損失を適用し、かつマージンを大きくとることにより行われている。   The broadcasting area of the primary usage system is estimated by a method determined by the authorities. However, a method of estimating interference that the secondary usage system gives to the primary usage system when using TVWS is not specifically defined. Therefore, the interference evaluation to the primary usage system given by the secondary usage system is performed by applying free space propagation loss and taking a large margin.

しかし、従来の干渉評価手法を二次利用システムにそのまま適用した場合、条件が厳しくなるため、二次利用システムが一次利用システムと比較して極めて小規模なシステムであるにもかかわらず、事実上二次利用システムそのものの運用が不可能となってしまう。また、従来の干渉評価手法では、送信者と受信者を固定した状態を前提とするため、二次利用システムを移動システムとして実現することが困難であった。   However, if the conventional interference evaluation method is applied to the secondary usage system as it is, the conditions will be severer, so the secondary usage system is practically very small compared to the primary usage system. The secondary usage system itself cannot be operated. In addition, since the conventional interference evaluation method is based on the premise that the transmitter and the receiver are fixed, it is difficult to realize the secondary usage system as a mobile system.

特開2011−33583号公報JP 2011-33583 A 特開2007−81941号公報JP 2007-81941 A

このように、従来の与干渉推定システム、無線装置では、二次利用システムの運用が困難となり、また、二次利用システムを移動システムとして実現することが難しいという問題がある。本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、二次利用システムの与干渉評価を実現するとともに二次利用システムを移動システムとして実現可能とする与干渉推定システム、無線装置を提供することを目的としている。   As described above, the conventional interference estimation system and the wireless device have problems that it is difficult to operate the secondary usage system and it is difficult to realize the secondary usage system as a mobile system. The present invention has been made in order to solve such a problem, and provides an interference estimation system and a radio apparatus capable of realizing interference evaluation of a secondary usage system and realizing the secondary usage system as a mobile system. The purpose is that.

実施形態の与干渉推定システムは、第1の無線システムと利用する周波数帯が重複または近接し前記第1の無線システムよりも前記周波数帯を利用する優先度が低い第2の無線システムが前記第1の無線システムに与える干渉の有無を推定する与干渉推定システムであって、前記第2の無線システムの送信位置情報、送信周波数情報、送信出力情報、送信アンテナの利得情報および地上高情報、前記第2の無線システムの受信アンテナの利得情報および地上高情報、および、前記第1の無線システムから許容される前記第2の無線システムが送信する電波の許容電界強度情報を記憶する記憶部と、前記送信出力情報、前記送信アンテナの利得情報および前記許容電界強度情報に基づいて、前記第2の無線システムに許容される最小の伝搬損失を算出する損失演算部と、前記損失演算部が算出した伝搬損失、前記送信周波数情報、前記送信アンテナの地上高情報および前記受信アンテナの地上高情報を用いて、

Figure 0006304653
(ただしLIは前記伝搬損失、hb1は前記送信アンテナの地上高、hm1は前記受信アンテナの地上高)の演算式に基づき前記送信アンテナおよび前記受信アンテナ間の距離dを算出する距離取得部と、前記送信点の位置情報および前記距離取得部が算出した距離dに基づいて前記第2の無線システムが前記第1の無線システムへ影響を与えない領域の領域情報を生成するマップ生成部とを具備する。 In the interference estimation system of the embodiment, the second radio system that uses the frequency band is lower than the first radio system because the frequency band to be used overlaps or is close to the first radio system and the first radio system uses the second radio system. The interference estimation system for estimating the presence or absence of interference given to the radio system of 1, the transmission position information of the second radio system, transmission frequency information, transmission output information, gain information and ground height information of the transmission antenna, A storage unit for storing gain information and ground height information of the receiving antenna of the second wireless system, and allowable electric field strength information of the radio wave transmitted from the second wireless system allowed from the first wireless system; Based on the transmission output information, the gain information of the transmission antenna, and the allowable electric field strength information, a loss for calculating the minimum propagation loss allowed for the second radio system Using a calculation unit, a propagation loss the loss calculation unit has calculated, the transmission frequency information, the ground clearance information and ground clearance information of the receiving antennas of the transmitting antenna,
Figure 0006304653
(Where L I is the propagation loss, h b1 is ground clearance, h m1 is ground height of the receiving antenna of the transmitting antenna) distance acquisition of calculating the distance d between the transmitting antenna and the receiving antenna based on the arithmetic expression And a map generation unit that generates region information of a region where the second wireless system does not affect the first wireless system based on the position information of the transmission point and the distance d calculated by the distance acquisition unit It comprises.

本発明によれば、二次利用システムの与干渉評価を実現するとともに二次利用システムを移動システムとして実現可能とする与干渉推定システム、無線装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the interference estimation system and radio | wireless apparatus which can implement | achieve the interference evaluation of a secondary usage system and can implement | achieve a secondary usage system as a mobile system can be provided.

2波伝搬モデルを説明する図である。It is a figure explaining a two-wave propagation model. 実験1の送信条件および受信条件を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a transmission condition and a reception condition in Experiment 1. 実験1の測定結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of Experiment 1. 実験1の測定結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of Experiment 1. 実験1の測定結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of Experiment 1. 実験1の測定結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of Experiment 1. 実験1の測定結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of Experiment 1. 実験2の送信条件および受信条件を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a transmission condition and a reception condition in Experiment 2. 実験2の測定結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of Experiment 2. 2波伝搬モデルと6dBオフセット付きの自由空間伝搬モデルを組み合わせた伝搬モデルを示す図である。It is a figure which shows the propagation model which combined the 2 wave propagation model and the free space propagation model with 6 dB offset. 2波伝搬モデルと6dBオフセット付きの自由空間伝搬モデルを組み合わせた伝搬モデルと測定結果を示す図である。It is a figure which shows the propagation model which combined the 2 wave propagation model and the free space propagation model with 6 dB offset, and a measurement result. 送信点と受信点の標高差が与える影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence which the altitude difference of a transmission point and a receiving point gives. 実施形態の与干渉推定システムにおいて用いる伝搬モデルを説明する図である。It is a figure explaining the propagation model used in the interference estimation system of embodiment. 実施形態の与干渉推定システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the interference estimation system of embodiment. 地形情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of topographic information. 実施形態の与干渉推定システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the interference estimation system of embodiment. 実施形態の無線装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless apparatus of embodiment. 実施形態の無線装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the radio | wireless apparatus of embodiment.

(二次利用システムの与干渉評価)
TVWSを二次利用システムが利用するには、一次利用システムへ干渉を与えないことが条件となる。二次利用システムの与干渉エリア(干渉回避のためにとられたサービスエリアのマージン)が、同一チャネルを使用している一次利用システムのサービスエリアと重なる状況では、二次利用システムはTVWSを利用することができない。そのため、TVWSを利用する二次利用システムは、自己の与干渉エリアを把握する必要がある。与干渉エリアは、自己の送信出力電力、送信アンテナの利得、空間における伝搬損失を用いて得た特定の地点での電界強度が、干渉を与え得る所定のレベルとなる点を結ぶことによって得ることができる。空間における伝搬損失を求めるには、電波伝搬モデルを規定する必要がある。
(Interference evaluation of secondary usage system)
In order for the secondary usage system to use TVWS, it is a condition that no interference is given to the primary usage system. When the interference area of the secondary usage system (the margin of the service area taken to avoid interference) overlaps with the service area of the primary usage system using the same channel, the secondary usage system uses TVWS. Can not do it. Therefore, the secondary usage system using TVWS needs to grasp its own interference area. The interference area is obtained by connecting points where the electric field strength at a specific point obtained by using its own transmission output power, gain of the transmission antenna, and propagation loss in space becomes a predetermined level at which interference can occur. Can do. In order to obtain the propagation loss in space, it is necessary to define a radio wave propagation model.

一般に、無線システムの電波伝搬モデルは、一次利用システムのサービスエリアを評価することを目的として策定されており、システムの規模が比較的大きいものを対象としている。具体的には、郵政省告示第640号にて規定され広域テレビジョン放送システムの受信可能エリア判定に使用される電波伝搬モデルは、送信アンテナ高が数十m以上と高く、伝送距離も1km〜数十kmの長距離を想定している。一次利用システムを評価する電波伝搬モデルは、他者に優先して自己の周波数帯を使用することのできるシステムを対象とするから、一次利用システムよりも周波数利用の優先順位が低い二次利用システムの評価にそのまま適用することはできない。   In general, a radio wave propagation model of a wireless system is developed for the purpose of evaluating a service area of a primary usage system, and is intended for a system with a relatively large scale. Specifically, the radio wave propagation model defined in the Ministry of Posts and Telecommunications Notification No. 640 and used for determining the receivable area of a wide-area television broadcasting system has a high transmission antenna height of several tens of meters and a transmission distance of 1 km to A long distance of several tens of kilometers is assumed. The radio wave propagation model that evaluates the primary usage system is intended for systems that can use their own frequency band in preference to others, so the secondary usage system has a lower priority of frequency usage than the primary usage system. It cannot be applied as it is to the evaluation.

TVWSを利用した二次利用システムは、一次利用システムにいかなる混信(干渉)を与えてはならない立場にあるから、元来システムの規模が小さいものとなる。具体的には、二次利用システムの伝送距離は数km以下と比較的近距離であり、二次利用システムの基地局のアンテナ高も低い(10m程度以下)ものとなる。例えば、送信出力は1W以下、アンテナ利得を含めて考えるとERPで10W程度以下のものが考えられる。したがって、二次利用システムを評価する電波伝搬モデルは、他者に影響を与えにくいシステム規模を前提としつつ、一次利用システムに干渉を起こさない条件で策定する必要がある。   Since the secondary usage system using TVWS is in a position where no interference (interference) should be given to the primary usage system, the scale of the system is originally small. Specifically, the transmission distance of the secondary usage system is a relatively short distance of several kilometers or less, and the antenna height of the base station of the secondary usage system is low (about 10 m or less). For example, the transmission output is 1 W or less, and considering the antenna gain, the ERP can be about 10 W or less. Therefore, it is necessary to formulate a radio wave propagation model for evaluating a secondary usage system under conditions that do not cause interference in the primary usage system, assuming a system scale that does not affect others.

以上を踏まえると、二次利用システムの電波伝搬モデルは、小規模のシステムを最大の干渉電力で評価するため、見通し環境で受信電力が最大となる場合をモデル化すればよいことになる。言い換えれば、二次利用システムの電波伝搬モデルを構築する場合、二次利用システムの送信側が干渉を与える与干渉エリア外において、一次利用システムの受信者への影響があってはならないことから、二次利用システムの送信側からの伝搬減衰が最小となる場合で評価を行う必要がある。   Based on the above, the radio wave propagation model of the secondary usage system needs to be modeled when the received power is maximized in the line-of-sight environment in order to evaluate a small-scale system with the maximum interference power. In other words, when constructing a radio wave propagation model for the secondary usage system, there should be no influence on the receiver of the primary usage system outside the interference area where the transmission side of the secondary usage system interferes. Evaluation is required when the propagation attenuation from the transmission side of the next-use system is minimized.

(見通し環境の伝搬損失モデル)
二次利用システムは、比較的小規模なシステムであるから、見通し環境下の伝搬モデルが望ましい。見通し環境下においては、送信アンテナから受信アンテナへ直接届く伝搬と、地面に反射して届く伝搬の二種類が考えられ、これらは互いに干渉を生じ得るから、いわゆる自由空間伝搬損失モデルよりも損失が大きくなる。そのため、大地反射の2波モデルを用いることが望ましいと考えられる。
(Propagation loss model for line-of-sight environment)
Since the secondary usage system is a relatively small system, a propagation model in a line-of-sight environment is desirable. Under the line-of-sight environment, there are two types of propagation: direct propagation from the transmitting antenna to the receiving antenna and propagation reaching the ground, which can cause interference with each other. growing. Therefore, it seems desirable to use a two-wave model of ground reflection.

図1に示すように、平面大地からの基地局アンテナ(送信アンテナ)の高さをhb、移動局アンテナ(受信アンテナ)の高さをhm、両者の水平距離をdとし、送受信間距離がある程度離れていると仮定し、反射係数を-1と近似した時の2波モデルの伝搬損失Lgは数式1にて表される。

Figure 0006304653
ただし、Δlは行路長差であり、λは波長である。 As shown in Fig. 1, the height of the base station antenna (transmitting antenna) from the flat ground is h b , the height of the mobile station antenna (receiving antenna) is h m , and the horizontal distance between them is d, and the distance between transmission and reception Is a certain distance, and the propagation loss L g of the two-wave model when the reflection coefficient is approximated to −1 is expressed by Equation 1.
Figure 0006304653
Where Δl is the path length difference and λ is the wavelength.

行路長差Δlは、数式2にて表される。

Figure 0006304653
The path length difference Δl is expressed by Equation 2.
Figure 0006304653

Δl>λ/2となる範囲では、直接波と大地反射波が干渉してフェージングを発生しており、その平均値Lg1は、自由空間伝搬損失をLfとすると、数式3にて表される。

Figure 0006304653
In the range where Δl> λ / 2, the direct wave and the ground reflected wave interfere with each other and fading occurs, and the average value L g1 is expressed by Equation 3 where the free space propagation loss is L f. The
Figure 0006304653

これに対して、距離dが大きくなりΔl<λ/2の領域に入ると、直接波と大地反射波の行路長差は単調に0に近づくため、両者が互いに打ち消し合って急激に減衰する。Δl<<λ/2の領域では数式4が成立するから、伝搬損失Lg2は数式5にて表される。

Figure 0006304653
Figure 0006304653
On the other hand, when the distance d increases and enters the region of Δl <λ / 2, the path length difference between the direct wave and the ground reflected wave monotonically approaches 0, so that they cancel each other and rapidly attenuate. Since Equation 4 holds in the region of Δl << λ / 2, the propagation loss L g2 is expressed by Equation 5.
Figure 0006304653
Figure 0006304653

すなわち、2波モデルでは、ある距離を境に減衰が自由空間伝搬のd2に比例する減衰からd4に比例する減衰へと変化する。この変化点はブレークポイントと呼ばれる。ブレークポイントは、単調減少が始まるΔl=λ/2となる点(数式6)、あるいは数式3および数式5の交点(数式7)により定義することができる。

Figure 0006304653
Figure 0006304653
That is, in the two-wave model, the attenuation changes from an attenuation proportional to d 2 of free space propagation to an attenuation proportional to d 4 at a certain distance. This change point is called a breakpoint. The break point can be defined by a point where Δl = λ / 2 at which monotonic decrease starts (Formula 6) or an intersection of Formula 3 and Formula 5 (Formula 7).
Figure 0006304653
Figure 0006304653

(比較例としての伝搬損失モデル)
比較的近距離の電波伝搬に用いられるモデルとしては、自由空間伝搬損失モデルや国際電気通信連合無線通信部門(ITU-R)が勧告したモデルなどがある。自由空間における伝搬損失、すなわち自由空間伝搬損失Lfは、数式8にて表される。

Figure 0006304653
すなわち、自由空間伝搬損失は距離の2乗、波長の-2乗に比例することが分かる。 (Propagation loss model as a comparative example)
As models used for radio wave propagation in a relatively short distance, there are a free space propagation loss model, a model recommended by the International Telecommunications Union Radiocommunication Division (ITU-R), and the like. The propagation loss in free space, that is, the free space propagation loss L f is expressed by Equation 8.
Figure 0006304653
In other words, the free space propagation loss is proportional to the square of the distance and the -2 of the wavelength.

また、ITU-R勧告のモデルとしては、各環境に対応する屋外の短距離伝搬モデルがある(ITU-R勧告P.1411)。ITU-R勧告P.1411には、見通し環境に対応するモデルとして、UHF帯におけるストリートキャニオンモデルがあり、2つの傾きとブレークポイントで構成されている。ITU-R勧告P.1411のストリートキャニオンモデルによる伝搬損失の下限値LLoS,lは、数式9で与えられる。

Figure 0006304653
ここでdは伝搬距離[m]、Rbpはブレークポイントまでの距離[m]を示している。ブレークポイントまでの距離Rbpは、数式10にて求めることができる。
Figure 0006304653
数式10は、数式6と同様である。 As an ITU-R recommendation model, there is an outdoor short-distance propagation model corresponding to each environment (ITU-R recommendation P.1411). ITU-R Recommendation P.1411 has a street canyon model in the UHF band as a model corresponding to the line-of-sight environment, which consists of two slopes and breakpoints. The lower limit value L LoS, l of the propagation loss by the street canyon model of ITU-R recommendation P.1411 is given by Equation 9.
Figure 0006304653
Here, d represents the propagation distance [m], and R bp represents the distance [m] to the breakpoint. The distance R bp to the breakpoint can be obtained by Equation 10.
Figure 0006304653
Expression 10 is the same as Expression 6.

また、数式9において、ブレークポイントにおける伝送損失Lbpは数式11で与えられる。

Figure 0006304653
下限値LLoS,lを与える数式9は、大地反射を考慮した2波モデルの近似式と考えられる。 Further, in Equation 9, the transmission loss L bp at the break point is given by Equation 11.
Figure 0006304653
Equation 9 that gives the lower limit L LoS, l is considered to be an approximate equation of a two-wave model that takes into account ground reflection.

また、伝搬損失の上限値LLoS,uは次式で与えられる。

Figure 0006304653
上限値LLoS,uの数式12には20dBのフェージングがあり、ブレークポイントより近い距離においては、シャドウイングの影響のため、数式9と異なり距離減衰係数が25となっている。 Further, the upper limit value L LoS, u of the propagation loss is given by the following equation.
Figure 0006304653
Equation 12 of the upper limit L LoS, u has a fading of 20 dB, and the distance attenuation coefficient is 25 at a distance closer to the breakpoint due to the influence of shadowing, unlike Equation 9.

(実験1)
実施形態の与干渉推定システムに用いる2波モデルと、比較例としての自由空間伝搬損失モデルおよびITU-R勧告P.1411に規定する伝搬モデルとを比較すべく実験を行った。図2に示すように、a点において送信アンテナ高1.5m、同13.9m、同25.8mの3パターンについて送信電力を0dBmとし、利得が1.6dBiの送信アンテナを用いて送信し、アンテナ高1.2mのd点において指向性方向の利得が9.4dBiの受信アンテナを用いて受信した。同様に、b点においてアンテナ高27.2mで送信電力を0dBmとし、利得が1.6dBiの送信アンテナを用いて送信し、アンテナ高1.2mのd点において指向性方向の利得が9.4dBiの受信アンテナを用いて受信した。なお、d点は移動しながら受信している。
(Experiment 1)
An experiment was conducted to compare the two-wave model used in the interference estimation system of the embodiment with a free space propagation loss model as a comparative example and a propagation model defined in ITU-R recommendation P.1411. As shown in Fig. 2, at the point a, transmission power is set to 0 dBm for a transmission antenna height of 1.5 m, 13.9 m, and 25.8 m using a transmission antenna with a gain of 1.6 dBi, and an antenna height of 1.2 m Received using a receiving antenna with a gain of 9.4 dBi in the directivity direction at point d. Similarly, at point b, the transmission power is 0 dBm at an antenna height of 27.2 m, and transmission is performed using a transmission antenna with a gain of 1.6 dBi. At a point d of antenna height 1.2 m, a receiving antenna with a directivity direction gain of 9.4 dBi is set. Received using. Note that point d is received while moving.

なお、実験では送信アンテナおよび受信アンテナの指向性による利得を考慮した。すなわち、送受信アンテナの位置関係の情報に基づき、使用したアンテナの見通し方向における指向性利得を算出して受信電力の補正を行った。さらに、使用したケーブルの損失分も考慮して、伝搬特性を算出して評価した。   In the experiment, the gain due to the directivity of the transmitting antenna and the receiving antenna was considered. That is, based on the positional relationship information of the transmitting and receiving antennas, the directivity gain in the line-of-sight direction of the used antenna was calculated to correct the received power. Furthermore, the propagation characteristics were calculated and evaluated in consideration of the loss of the cable used.

実験1の結果を図3ないし7に示す。図3は、a点において送信アンテナのアンテナ高を1.5mとした場合、図4は、同じくアンテナ高を13.9mとした場合、図5は、同じくアンテナ高を25.8mとした場合の測定結果を示している。また、図6は、b点において送信アンテナのアンテナ高を27.2mとした場合の測定結果を示している。図3ないし6に示すように、伝搬損失の測定値は、ブレークポイントより近距離においては自由空間伝搬損失モデルを上回るが、数式9で示したITU-R P.1411の伝搬モデルと一致している事がわかる。ブレークポイント以遠においては、ITU-R P.1411モデルより小さくなり2波モデルと一致していることがわかる。   The results of Experiment 1 are shown in FIGS. Fig. 3 shows the measurement results when the antenna height of the transmitting antenna at point a is 1.5 m, Fig. 4 shows the same antenna height of 13.9 m, and Fig. 5 shows the same antenna height of 25.8 m. Show. FIG. 6 shows the measurement results when the antenna height of the transmitting antenna is 27.2 m at point b. As shown in Figs. 3 to 6, the measured value of propagation loss exceeds the free space propagation loss model at a short distance from the breakpoint, but agrees with the propagation model of ITU-R P.1411 shown in Equation 9. I understand that From the breakpoint, it is smaller than the ITU-R P.1411 model, which is consistent with the two-wave model.

ここで、図4ないし6の結果において、コースの傾斜により見通し外環境となる送受信間距離が400m以遠の測定データは省いている。検証に用いたモデルにはアンテナ高の項が含まれているため、送受信アンテナのアンテナ高を変化させた場合にも対応可能である。   Here, in the results shown in FIGS. 4 to 6, measurement data having a distance between transmission and reception of 400 m or more, which becomes an environment outside the line of sight due to the inclination of the course, is omitted. Since the model used for verification includes the term of antenna height, it is possible to cope with the case where the antenna height of the transmission / reception antenna is changed.

図7は、b点において送信アンテナのアンテナ高を5.0mとした場合の測定結果を示している。図7に示すように、c点−e点間の伝搬では、測定された伝搬損失の下限値はブレークポイントより近距離では自由空間伝搬損失より大きく、ブレークポイント以遠においてはITU-RP.1411モデルより小さくなり、2波モデルと一致していることがわかる。   FIG. 7 shows the measurement results when the antenna height of the transmitting antenna is 5.0 m at point b. As shown in FIG. 7, in the propagation between the points c and e, the lower limit value of the measured propagation loss is larger than the free space propagation loss at a short distance from the break point, and the ITU-RP.1411 model at the distance from the break point. It can be seen that it is smaller and consistent with the two-wave model.

(実験2)
実験1と同様に、実施形態の与干渉推定システムに用いる2波モデルと、比較例としての自由空間伝搬損失モデルとを比較する実験を行った。図8に示すように、送信点においてアンテナ高が20m、送信電力を30dBmとし、利得が7.7dBiの送信アンテナを用いて送信し、アンテナ高が1.7mの受信点において利得が2.2dBiの受信アンテナを用いて受信した。
(Experiment 2)
Similar to Experiment 1, an experiment was performed to compare the two-wave model used in the interference estimation system of the embodiment and the free space propagation loss model as a comparative example. As shown in FIG. 8, the antenna height is 20 m at the transmission point, the transmission power is 30 dBm, and transmission is performed using a transmission antenna having a gain of 7.7 dBi, and the reception antenna having a gain of 2.2 dBi at the reception point having an antenna height of 1.7 m. Received using.

実験2の結果を図9に示す。図9に示すように、見通し環境下においては、測定された受信電力分布が自由空間伝搬損失モデルによる推定値より最大で6dB程度増加することが示されている。また、図9によれば、ブレークポイントの存在が示されているから、大地反射による2波モデルに従っていることが分かる。一方で、ブレークポイントよりも遠い地点においては、受信電力が再び増加していることが示されている。   The result of Experiment 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 9, in the line-of-sight environment, it is shown that the measured received power distribution increases by about 6 dB at the maximum from the estimated value based on the free space propagation loss model. Further, according to FIG. 9, since the presence of breakpoints is shown, it can be seen that the two-wave model based on ground reflection is followed. On the other hand, it is shown that the received power increases again at a point far from the break point.

図9に示す結果を踏まえて、2波モデルに従う損失曲線と、自由空間損失よりも損失を6dB小さくした曲線とをブレークポイントで接続したモデルを検討した。図10は、2波モデルと自由空間損失モデルとを組み合わせたモデルを示している。図11は、図10に示す組み合わせたモデルを図9の結果と重ね合わせたものである。図11に示すように、比較的遠方(数百メートル程度以遠)において、測定された受信電力分布が、2波モデルと自由空間損失とを組み合わせたモデルを逸脱していることが分かる(図中斜線部)。また、図中右側には地形(山岳地)によるものとみられる受信電力分布が示されており、やはり組み合わせたモデルを逸脱している。   Based on the results shown in Fig. 9, we examined a model in which a loss curve according to the two-wave model and a curve with a loss 6 dB smaller than the free space loss were connected at a breakpoint. FIG. 10 shows a model combining the two-wave model and the free space loss model. FIG. 11 superimposes the combined model shown in FIG. 10 on the result of FIG. As shown in Fig. 11, it can be seen that the measured received power distribution deviates from a model combining the two-wave model and free space loss at a relatively long distance (about several hundred meters or more) (in the figure). (Shaded area). Also, the right side of the figure shows the received power distribution that seems to be due to the topography (mountainous area), which also deviates from the combined model.

図11に示される測定値と組み合わせモデルとの相違は、送信点と受信点との標高差が大きいことに起因すると考えられる。すなわち、図12に示すように、送信点と受信点との標高差が大きいため、遠方においても直接波と反射波の行路長差が小さくならず、結果として、ブレークポイントが遠方側にずれることになる。このことから、図13に示すように、送信点と受信点との水平距離が概ね1kmを超える場合、アンテナ高は地上高ではなく、標高を加味した高さで推定すべきことが分かる(太破線)。   The difference between the measured value and the combination model shown in FIG. 11 is considered to be due to the large difference in elevation between the transmission point and the reception point. That is, as shown in FIG. 12, since the difference in elevation between the transmission point and the reception point is large, the difference in the path length between the direct wave and the reflected wave is not small even in the distance, and as a result, the break point is shifted to the far side. become. From this, as shown in Fig. 13, it can be seen that when the horizontal distance between the transmission point and the reception point exceeds approximately 1 km, the antenna height should be estimated at a height that takes into account the altitude, not the ground height. Dashed line).

(実施形態の与干渉推定システムに用いる伝搬モデル)
以上の実験結果を踏まえると、実施形態の与干渉推定システムに用いる伝搬モデルは、ブレークポイントより近距離においては2波によるフェージングを考慮して、自由空間伝搬損失から6dB減算した数式13を用いることが妥当であると考えられる、

Figure 0006304653
(Propagation model used in the interference estimation system of the embodiment)
Based on the above experimental results, the propagation model used in the interference estimation system of the embodiment uses Equation 13 in which 6 dB is subtracted from the free space propagation loss in consideration of fading due to two waves at a short distance from the breakpoint. Is considered reasonable,
Figure 0006304653

一方、ブレークポイント以遠においては、数式5にて示される減衰カーブを用いることが妥当である。この時、ブレークポイントは数式5および数式13より、数式14にて求めることができる。

Figure 0006304653
On the other hand, it is appropriate to use the attenuation curve expressed by Equation 5 beyond the breakpoint. At this time, the breakpoint can be obtained by Equation 14 from Equation 5 and Equation 13.
Figure 0006304653

さらに、送受信点間のよりが概ね1kmを超える場合には、アンテナ高として標高を加味した高さを用いることが望ましい。以上より、2波モデルをもとに二次利用者の与干渉エリア推定のための伝搬損失モデルは数式15でまとめることができる。

Figure 0006304653
ここで、Rbppは送信点からブレークポイントの水平距離(数式14)、hb1およびhm1はそれぞれ送信アンテナ地上高および受信アンテナ地上高、hb2およびhm2はそれぞれ送信アンテナ標高および受信アンテナ標高である。なお、d>1kmとなる条件下においては、数式15の第1式、すなわちd≦Rbppであるものとして伝搬損失LIを算出してもよい。すなわち、与干渉エリア推定のための伝搬損失モデルを数式16により算出してもよい。
Figure 0006304653
Furthermore, when the distance between the transmission and reception points exceeds approximately 1 km, it is desirable to use a height that includes the altitude as the antenna height. From the above, the propagation loss model for estimating the interference area of the secondary user based on the two-wave model can be summarized by Equation 15.
Figure 0006304653
Where R bpp is the horizontal distance from the transmission point to the breakpoint (Formula 14), h b1 and h m1 are the transmission antenna ground height and reception antenna ground height, and h b2 and hm 2 are the transmission antenna elevation and reception antenna elevation, respectively. It is. Note that, under the condition where d> 1 km, the propagation loss L I may be calculated assuming that the first equation of Equation 15, that is, d ≦ R bpp is satisfied . In other words, a propagation loss model for estimating the interference area may be calculated using Equation 16.
Figure 0006304653

(実施形態の与干渉推定システムの構成)
続いて、実施形態の与干渉推定システムの構成を説明する。図14に示すように、実施形態の与干渉推定システム1は、入力部10、地形情報取得部20、与干渉エリア判定部30、コンタマップ生成部40、記憶部50、地形情報データベース60および表示部70を備えている。
(Configuration of interference estimation system of embodiment)
Subsequently, the configuration of the interference estimation system of the embodiment will be described. As shown in FIG. 14, the interference estimation system 1 according to the embodiment includes an input unit 10, a terrain information acquisition unit 20, an interference area determination unit 30, a contour map generation unit 40, a storage unit 50, a terrain information database 60, and a display. Part 70 is provided.

入力部10は、対象となる二次利用システムの送信点の位置情報、標高情報、送信周波数、送信出力、送信アンテナの利得や指向特性、送信アンテナのアンテナ高、想定する受信アンテナのアンテナ高、与干渉を判定する基準情報などの各種パラメータを受け付ける入力インタフェースである。入力部10は、例えばキーボードや通信インタフェースなどにより実現される。記憶部50は、例えばメモリやハードディスクなどの補助記憶装置であり、入力部10が受け付けた情報を記憶する。   The input unit 10 is the position information of the transmission point of the target secondary usage system, altitude information, transmission frequency, transmission output, gain and directivity characteristics of the transmission antenna, antenna height of the transmission antenna, antenna height of the assumed reception antenna, It is an input interface that accepts various parameters such as reference information for determining interference. The input unit 10 is realized by, for example, a keyboard or a communication interface. The storage unit 50 is an auxiliary storage device such as a memory or a hard disk, and stores information received by the input unit 10.

地形情報取得部20は、記憶部50に格納された送信点の位置情報に基づいて、地形情報データベース60から送信点周辺の地形情報を取得する演算部である。与干渉エリア判定部30は、記憶部50に格納された各種パラメータと数式14および15(または数式16)を用いて伝搬損失LIを算出し、対象となる二次利用システムが一次利用システムに干渉を与える限界の距離を算出する。すなわち、与干渉エリア判定部40は、伝搬損失LIを用いて、対象となる二次利用システムが一次利用システムに与える与干渉エリア(そのエリア内に一次利用システムが存在すれば干渉を与えてしまう領域)を画定する機能を有する。 The terrain information acquisition unit 20 is a calculation unit that acquires terrain information around the transmission point from the terrain information database 60 based on the position information of the transmission point stored in the storage unit 50. The interference area determination unit 30 calculates the propagation loss L I using various parameters stored in the storage unit 50 and Equations 14 and 15 (or Equation 16), and the target secondary usage system becomes the primary usage system. The limit distance that gives interference is calculated. That is, the interference area determination unit 40 uses the propagation loss LI to give an interference area that the target secondary usage system gives to the primary usage system (if the primary usage system exists in that area, the interference is given) A region).

コンタマップ生成部40は、与干渉エリア判定部30が画定した与干渉エリアの情報から、地図上のコンタ図情報を生成する。地形情報データベース60は、対象となる二次利用システムの送信点を含む地域の地形情報を格納したデータベースである。地形情報データベース60は、位置情報をクエリとして、例えば図15に示すような当該送信点周囲の標高情報を与えることができる。送信点周囲の標高情報は、例えば送信点から見た方位10度毎かつ距離ごとの標高情報を含んでいる。   The contour map generator 40 generates the contour map information on the map from the information on the interference area defined by the interference area determination unit 30. The terrain information database 60 is a database that stores terrain information of a region including a transmission point of a target secondary usage system. The terrain information database 60 can provide altitude information around the transmission point as shown in FIG. 15, for example, using the position information as a query. The elevation information around the transmission point includes, for example, elevation information for every 10 degrees from the transmission point and for each distance.

表示部70は、例えばLEDディスプレーなどコンタマップ生成部40が生成した与干渉エリア情報を出力する出力インタフェースである。表示部70は、画像として表示するものには限定されず、情報自体を出力するものであってもよい。   The display unit 70 is an output interface that outputs interference area information generated by the contour map generation unit 40 such as an LED display. The display unit 70 is not limited to display as an image, and may output information itself.

(実施形態の与干渉推定システムの動作)
続いて、図16を参照して実施形態の与干渉推定システム1の動作を説明する。ユーザが入力部10に二次利用システムのパラメータを入力すると、入力部10は、受け付けた情報を記憶部50に格納する(ステップ100。以下「S100」のように称する。)。
(Operation of the interference estimation system of the embodiment)
Next, the operation of the interference estimation system 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. When the user inputs the parameters of the secondary usage system to the input unit 10, the input unit 10 stores the received information in the storage unit 50 (step 100, hereinafter referred to as “S100”).

各種パラメータが記憶部50に格納されると、地形情報取得部20は、記憶部50に格納された送信点の位置情報および地形情報データベース60に格納された地形情報に基づいて、送信点から放射状に所定角毎の標高情報を生成する(S110)。図15に示すように、地形情報取得部20が生成した標高情報は、送信点における方位角および送信点からの距離と標高とが対応付けられている。地形情報取得部20は、送信アンテナの位置情報および受信アンテナの位置情報に応じて、送信アンテナの位置における標高情報および受信アンテナの位置における標高情報をも提供する。   When various parameters are stored in the storage unit 50, the terrain information acquisition unit 20 radiates from the transmission point based on the position information of the transmission point stored in the storage unit 50 and the terrain information stored in the terrain information database 60. The altitude information for each predetermined angle is generated (S110). As shown in FIG. 15, in the altitude information generated by the topographic information acquisition unit 20, the azimuth at the transmission point, the distance from the transmission point, and the altitude are associated with each other. The terrain information acquisition unit 20 also provides altitude information at the position of the transmitting antenna and altitude information at the position of the receiving antenna according to the position information of the transmitting antenna and the position information of the receiving antenna.

与干渉エリア判定部30は、基準となる方位角(例えば0度)について、記憶部50に格納された送信電力、当該方位角における送信アンテナの利得、一次利用システムに対して許される電界強度に基づいて、当該方位角において当該電界強度となる場合(最大電界強度となる場合)の伝搬損失LIを算出する(S120)。 The interference area determination unit 30 determines the transmission power stored in the storage unit 50, the gain of the transmission antenna at the azimuth angle, and the electric field strength allowed for the primary usage system for the reference azimuth angle (for example, 0 degrees). Based on this, the propagation loss L I is calculated when the electric field strength is reached at the azimuth angle (when the maximum electric field strength is reached) (S120).

次いで、与干渉エリア判定部30は、記憶部50に格納された送信アンテナ高および受信アンテナ高、さらには送信アンテナ標高および受信アンテナ標高と数式14および15または数式16を用いて、送受信点間の距離dを算出する(S130)。与干渉エリア判定部30は、記憶部50に格納された送信点の位置情報をクエリとして、地形情報取得部20から送信点の標高情報を取得することができる。なお、受信アンテナの位置における標高情報は、送信点に位置情報、方位角および距離dを地形情報取得部20に与えることで取得できるから、与干渉エリア判定部30は、距離dの算出に当たって受信アンテナの位置における標高情報を地形情報取得部20に問い合わせつつ行う。   Next, the interference area determination unit 30 uses the transmission antenna height and the reception antenna height stored in the storage unit 50, and further uses the transmission antenna height and the reception antenna height and Equations 14 and 15 or Equation 16, and The distance d is calculated (S130). The interference area determination unit 30 can acquire the elevation information of the transmission point from the terrain information acquisition unit 20 using the position information of the transmission point stored in the storage unit 50 as a query. The altitude information at the position of the receiving antenna can be acquired by giving the position information, the azimuth angle and the distance d to the transmission point to the terrain information acquisition unit 20. The altitude information at the position of the antenna is obtained while inquiring the terrain information acquisition unit 20.

与干渉エリア判定部30は、全ての方位について演算が終了していない場合(S140のNo)、方位角に所定の角度(例えば10度)を加算し(S150)、新たな方位角での伝搬損失LIを算出する。以後同様に、与干渉エリア判定部30は、当該方位角における距離dを算出する(S130)。 The interference area determination unit 30 adds a predetermined angle (for example, 10 degrees) to the azimuth angle (S150) when the calculation has not been completed for all azimuths (No in S140), and propagates at the new azimuth angle. Calculate the loss L I. Thereafter, similarly, the interference area determination unit 30 calculates the distance d at the azimuth angle (S130).

与干渉エリア判定部30が全ての方位について演算が終了した場合(S140のYes)、コンタマップ生成部40は、与干渉エリア判定部30が算出した全ての方位についての距離dの情報と、地形情報データベース60に格納された地形情報とを用いて、二次利用システムが一次利用システムに干渉を与え得る境界線を示すコンタ図情報を生成する(S160)。
コンタ図情報が生成されると、表示部70は、コンタ図情報をユーザに提示する。
When the interfering area determination unit 30 has finished the calculation for all the azimuths (Yes in S140), the contour map generation unit 40 calculates the distance d information for all the azimuths calculated by the interfering area determination unit 30 and the terrain Using the terrain information stored in the information database 60, the contour map information indicating the boundary line at which the secondary usage system can interfere with the primary usage system is generated (S160).
When the contour diagram information is generated, the display unit 70 presents the contour diagram information to the user.

このように、この実施形態の与干渉推定システムによれば、数式14および15または数式16に従う伝搬損失モデルを用いるので、おもに一次利用システムと周波数が重複または近接する二次利用システムが一次利用システムに干渉を与えない領域情報を得ることができる。かかる領域情報と一次利用システムのサービスエリア情報とが重複しないようにすることで、二次利用システムの運用可能な場所を容易に画定することができる。   Thus, according to the interference estimation system of this embodiment, since the propagation loss model according to Equations 14 and 15 or Equation 16 is used, the secondary usage system whose frequency overlaps or is close to that of the primary usage system is the primary usage system. The area information that does not interfere with the image can be obtained. By ensuring that such area information and service area information of the primary usage system do not overlap, it is possible to easily demarcate where the secondary usage system can be operated.

また、この実施形態の与干渉推定システムは、位置情報と数式14および15または数式16に従う伝搬損失モデルを用いるので、一次利用システムに干渉を与えない二次利用システムが移動する場合であっても、送信点の位置情報さえ用意すれば、一次利用システムに干渉を与えるか否か容易に判定することができる。従って、例えばGPSのような測位部と併用することで、移動する二次利用システムを実現することも可能になる。また、この実施形態の与干渉推定システムは、推定演算を高速化することができるので、二次利用システムを移動システムとして実現することができる。   Further, since the interference estimation system of this embodiment uses position information and a propagation loss model according to Equations 14 and 15 or Equation 16, even when a secondary usage system that does not interfere with the primary usage system moves. As long as the position information of the transmission point is prepared, it can be easily determined whether or not the primary use system is interfered. Therefore, a secondary use system that moves can be realized by using it together with a positioning unit such as GPS. Moreover, since the interference estimation system of this embodiment can speed up the estimation calculation, the secondary usage system can be realized as a mobile system.

(実施形態の無線装置の構成)
ここで、図17を参照して、実施形態の与干渉推定システムを用いた二次利用システムについて説明する。図17に示すように、この実施形態の無線装置2は、入力部10と、位置情報取得部15と、地形情報取得部20と、ホワイトスペース情報取得部25と、与干渉エリア判定部30と、コンタマップ生成部40と、記憶部50と、ホワイトスペースデータベース(WSDB)55と、地形情報データベース60、無線部80を備えている。なお、図17に示す無線装置2は、図14に示す与干渉推定システムを取り込んだものであるから、共通する要素に共通する符号を付して示し、重複する説明を省略する。
(Configuration of Wireless Device of Embodiment)
Here, with reference to FIG. 17, a secondary usage system using the interference estimation system of the embodiment will be described. As shown in FIG. 17, the wireless device 2 of this embodiment includes an input unit 10, a position information acquisition unit 15, a terrain information acquisition unit 20, a white space information acquisition unit 25, and an interference area determination unit 30. A contour map generator 40, a storage unit 50, a white space database (WSDB) 55, a terrain information database 60, and a radio unit 80. Since radio apparatus 2 shown in FIG. 17 incorporates the interference estimation system shown in FIG. 14, common elements are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

位置情報取得部15は、無線装置2の位置を示す位置情報を取得または生成する演算部である。位置情報取得部15は、例えばGPS(Global Positioning System)のように、自己の位置を緯度、経度、標高などからなるパラメータとして取得する。位置情報取得部15は、GPSのように衛星を利用して位置情報を演算するものには限定されず、地上に設置された無線基地局からの電波を受信して位置情報を生成するものであってもよい。   The position information acquisition unit 15 is a calculation unit that acquires or generates position information indicating the position of the wireless device 2. The position information acquisition unit 15 acquires its own position as a parameter including latitude, longitude, altitude, and the like, for example, like GPS (Global Positioning System). The location information acquisition unit 15 is not limited to the one that calculates the location information using a satellite such as GPS, and generates location information by receiving radio waves from a radio base station installed on the ground. There may be.

ホワイトスペースデータベース55は、一次利用システムに係る位置情報、周波数情報、送信電力情報、送信アンテナの利得情報やそれらのパラメータを用いたカバーエリアなどのホワイトスペースに関わるホワイトスペース情報を予め登録したデータベースである。ホワイトスペース情報取得部25は、当該ホワイトスペース情報をホワイトスペースデータベース55から取得する演算部である。ホワイトスペースデータベース55は、位置情報を与えると、当該位置情報に基づき近接する一次利用システムの各種パラメータを出力する。なお、ホワイトスペースデータベース55は、無線装置2に内蔵されるものには限定されず、ネットワークを介して接続されるものであってもよい。この場合、ホワイトスペース情報取得部25は、当該ネットワークを介して外部からホワイトスペース情報を取得する。   The white space database 55 is a database in which white space information related to white space such as position information, frequency information, transmission power information, transmission antenna gain information, and a cover area using those parameters is registered in advance. is there. The white space information acquisition unit 25 is a calculation unit that acquires the white space information from the white space database 55. When the position information is given, the white space database 55 outputs various parameters of the adjacent primary use system based on the position information. The white space database 55 is not limited to the one built in the wireless device 2, and may be connected via a network. In this case, the white space information acquisition unit 25 acquires white space information from the outside via the network.

無線部80は、二次利用システムの周波数帯において送受信可能な送受信回路群である。無線部80は、与えられた送信電力情報に応じて送信電力を制御する機能を有している。   The radio unit 80 is a group of transmission / reception circuits that can transmit and receive in the frequency band of the secondary usage system. The radio unit 80 has a function of controlling transmission power in accordance with given transmission power information.

(実施形態の無線装置の動作)
続いて、図18を参照して、実施形態に係る無線装置2の動作を説明する。ユーザが入力部10に二次利用システムのパラメータを入力すると、入力部10は、受け付けた情報を記憶部50に格納する。また、位置情報取得部15は、無線装置2の位置情報を取得する(S200)。位置情報取得部15は、取得した位置情報を地形情報取得部20に渡す。
(Operation of Wireless Device of Embodiment)
Subsequently, with reference to FIG. 18, an operation of the wireless device 2 according to the embodiment will be described. When the user inputs the parameters of the secondary usage system to the input unit 10, the input unit 10 stores the received information in the storage unit 50. Further, the position information acquisition unit 15 acquires the position information of the wireless device 2 (S200). The position information acquisition unit 15 passes the acquired position information to the terrain information acquisition unit 20.

地形情報取得部20は、位置情報取得部15から受け取った自己の位置情報および地形情報データベース60に格納された地形情報に基づいて、送信点から放射状に所定角毎の標高情報を生成する(S210)。また、ホワイトスペース情報取得部25は、ホワイトスペースデータベース55から、位置情報取得部15が取得した位置情報に基づいて、隣接する一次利用システムの通信範囲を示すカバーエリア情報を取得する。一次利用システムのカバーエリア情報は、当該一次利用システムの送受信が保障される領域を示す情報である。一次利用システムが放送システムであれば、例えば受信電界強度が51dBμV/m以上となる領域が放送範囲(通信範囲:カバーエリア)となる。   The terrain information acquisition unit 20 generates altitude information for each predetermined angle radially from the transmission point based on the position information received from the position information acquisition unit 15 and the terrain information stored in the terrain information database 60 (S210). ). Further, the white space information acquisition unit 25 acquires, from the white space database 55, cover area information indicating the communication range of the adjacent primary use system based on the position information acquired by the position information acquisition unit 15. The cover area information of the primary usage system is information indicating an area in which transmission / reception of the primary usage system is guaranteed. If the primary usage system is a broadcast system, for example, an area where the received electric field intensity is 51 dBμV / m or more is a broadcast range (communication range: cover area).

与干渉エリア判定部30は、基準となる方位角(例えば0度)について、記憶部50に格納された無線装置2に許された送信電力、当該方位角における無線装置2の送信アンテナの利得、一次利用システムに対して許される電界強度に基づいて、当該方位角において当該電界強度となる場合(最大電界強度となる場合)の伝搬損失LIを算出する(S220)。 The interference area determination unit 30 transmits the transmission power allowed for the wireless device 2 stored in the storage unit 50 for the reference azimuth angle (for example, 0 degrees), the gain of the transmission antenna of the wireless device 2 at the azimuth angle, based on the field intensity allowed for primary usage system, calculates the propagation loss L I when (if the maximum electric field intensity) to be the electric field intensity in the azimuth (S220).

次いで、与干渉エリア判定部30は、記憶部50に格納された無線装置2の送信アンテナ高およびその標高、ホワイトスペース情報取得部25が取得した一次利用システムの受信アンテナ高(例えば10m)およびその標高、および数式14および15または数式16を用いて、送受信点間の距離dを算出する(S230)。なお、受信アンテナの位置における標高情報は、無線装置2の位置情報、方位角および距離dを地形情報取得部20に与えることで取得できるから、与干渉エリア判定部30は、距離dの算出に当たって受信アンテナの位置における標高情報を地形情報取得部20に問い合わせつつ行う。   Next, the interference area determination unit 30 transmits the transmission antenna height and the altitude of the wireless device 2 stored in the storage unit 50, the reception antenna height (for example, 10 m) of the primary usage system acquired by the white space information acquisition unit 25, and The distance d between the transmission and reception points is calculated using the altitude and the equations 14 and 15 or the equation 16 (S230). Since the altitude information at the position of the receiving antenna can be acquired by giving the position information, azimuth angle, and distance d of the radio device 2 to the terrain information acquisition unit 20, the interference area determination unit 30 calculates the distance d. The altitude information at the position of the receiving antenna is obtained while making an inquiry to the terrain information acquisition unit 20.

与干渉エリア判定部30が全ての方位について演算が終了していない場合(S240のNo)、方位角に所定の角度(例えば10度)を加算し(S250)、新たな方位角での伝搬損失LIを算出する。以後同様に、与干渉エリア判定部30は、当該方位角における距離dを算出する(S230)。 If the calculation is not completed for all azimuths by the interference area determination unit 30 (No in S240), a predetermined angle (for example, 10 degrees) is added to the azimuth (S250), and the propagation loss at the new azimuth Calculate L I. Thereafter, similarly, the interference area determination unit 30 calculates the distance d at the azimuth angle (S230).

与干渉エリア判定部30は、全ての方位について演算が終了した場合(S240のYes)、コンタマップ生成部40は、与干渉エリア判定部30が算出した全ての方位についての距離dの情報と、地形情報データベース60に格納された地形情報とを用いて、二次利用システムが一次利用システムに干渉を与え得る境界線を示すコンタ図情報を生成する(S260)。
コンタ図情報が生成されると、コンタマップ生成部40は、コンタ図情報を与干渉エリア判定部30に渡す。
When the calculation is completed for all the azimuth area determination units 30 (Yes in S240), the contour map generation unit 40 includes information on the distance d for all the azimuths calculated by the interference area determination unit 30; Using the terrain information stored in the terrain information database 60, the secondary usage system generates contour map information indicating a boundary line that can interfere with the primary usage system (S260).
When the contour map information is generated, the contour map generation unit 40 passes the contour map information to the interference area determination unit 30.

与干渉エリア判定部30は、ホワイトスペース情報25が取得した隣接する一次利用システムのカバーエリア情報と、コンタマップ生成部40から受け取ったコンタ図情報に基づいて、無線装置2から見て両者の重複が最も大きくなる方位角を探索する(S270)。なお、この方位角は複数あってもよい。   The interference area determination unit 30 uses the coverage area information of the adjacent primary use system acquired by the white space information 25 and the contour map information received from the contour map generation unit 40 to overlap each other as viewed from the wireless device 2. A search is made for an azimuth angle at which becomes the largest (S270). There may be a plurality of azimuth angles.

与干渉エリア判定部30は、探索の結果得られた方位角について、当該一次利用システムのカバーエリアと無線装置2のコンタ図情報に基づき、両者が重ならなくなる距離dを算出し、当該距離dを用いて伝搬損失LIを計算する。与干渉エリア判定部30は、得られた伝搬損失LIを用いて許容送信電力を演算する(S280)。与干渉エリア判定部30は、得られた許容送信電力を送信電力情報として無線部80に渡す。 The interference area determination unit 30 calculates a distance d that does not overlap each other based on the cover area of the primary usage system and the contour diagram information of the wireless device 2 for the azimuth obtained as a result of the search, and the distance d Is used to calculate the propagation loss L I. The interference area determination unit 30 calculates the allowable transmission power using the obtained propagation loss L I (S280). The interference area determination unit 30 passes the obtained allowable transmission power to the radio unit 80 as transmission power information.

無線部80は、受け取った送信電力情報に基づいて送信電力を設定する(S290)。   The radio unit 80 sets transmission power based on the received transmission power information (S290).

この実施形態の無線装置によれば、隣接する一次利用システムに干渉を与えない許容送信電力を動的に求めることができるので、二次利用システムによる移動システムを実現することができる。   According to the wireless device of this embodiment, the allowable transmission power that does not interfere with the adjacent primary usage system can be obtained dynamically, so that a mobile system using the secondary usage system can be realized.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが,これらの実施形態は,例として提示したものであり,発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は,その他の様々な形態で実施されることが可能であり,発明の要旨を逸脱しない範囲で,種々の省略,置き換え,変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は,発明の範囲や要旨に含まれるとともに,特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…入力部、20…地形情報取得部、30…与干渉エリア判定部、40…コンタマップ生成部、50…記憶部、60…地形情報データベース、70…表示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Input part, 20 ... Topographic information acquisition part, 30 ... Interference area determination part, 40 ... Contour map production | generation part, 50 ... Memory | storage part, 60 ... Topographic information database, 70 ... Display part.

Claims (4)

第1の無線システムと利用する周波数帯が重複または近接し前記第1の無線システムよりも前記周波数帯を利用する優先度が低い第2の無線システムが前記第1の無線システムに与える干渉の有無を推定する与干渉推定システムであって、
前記第2の無線システムの送信点の位置情報、送信周波数情報、送信出力情報、送信アンテナの利得情報および地上高情報、前記第2の無線システムの受信アンテナの利得情報および地上高情報、および、前記第1の無線システムから許容される前記第2の無線システムが送信する電波の許容電界強度情報を記憶する記憶部と、
前記送信出力情報、前記送信アンテナの利得情報および前記許容電界強度情報に基づいて、前記第2の無線システムに許容される最小の伝搬損失を算出する損失演算部と、
前記損失演算部が算出した伝搬損失、前記送信周波数情報、前記送信アンテナの地上高情報および前記受信アンテナの地上高情報を用いて、
Figure 0006304653
(ただしLIは前記伝搬損失、hb1は前記送信アンテナの地上高、hm1は前記受信アンテナの地上高)の演算式に基づき前記送信アンテナおよび前記受信アンテナ間の距離dを算出する距離取得部と、
前記送信点の位置情報および前記距離取得部が算出した距離dに基づいて前記第2の無線システムが前記第1の無線システムへ影響を与えない領域の領域情報を生成するマップ生成部と
を具備したことを特徴とする与干渉推定システム。
Presence or absence of interference that the second radio system that uses or overlaps with the first radio system and that has a lower priority than the first radio system uses the frequency band gives the first radio system An interference estimation system for estimating
Position information of transmission point of the second wireless system, transmission frequency information, transmission output information, gain information and ground height information of the transmission antenna, gain information and ground height information of the reception antenna of the second wireless system, and A storage unit that stores permissible electric field strength information of radio waves transmitted from the second radio system that are allowed from the first radio system;
Based on the transmission output information, the gain information of the transmission antenna and the allowable electric field strength information, a loss calculation unit that calculates the minimum propagation loss allowed for the second radio system;
Using the propagation loss calculated by the loss calculation unit, the transmission frequency information, the ground height information of the transmitting antenna and the ground height information of the receiving antenna,
Figure 0006304653
(Where L I is the propagation loss, h b1 is ground clearance, h m1 is ground height of the receiving antenna of the transmitting antenna) distance acquisition of calculating the distance d between the transmitting antenna and the receiving antenna based on the arithmetic expression And
A map generation unit that generates region information of a region where the second wireless system does not affect the first wireless system based on the position information of the transmission point and the distance d calculated by the distance acquisition unit. An interference estimation system characterized by that.
前記送信点の標高情報および前記受信アンテナの位置における標高情報を取得する地形情報取得部をさらに備え、
前記距離取得部は、前記地形情報取得部が取得した標高情報をさらに用いて、
Figure 0006304653
(ただしLIは前記伝搬損失、hb1は前記送信アンテナの地上高、hm1は前記受信アンテナの地上高、hb2は前記送信アンテナの標高、hm2は前記受信アンテナの標高)の演算式に基づき前記送信アンテナおよび前記受信アンテナ間の距離dを算出すること
を特徴とする請求項1記載の与干渉推定システム。
A terrain information acquisition unit that acquires the elevation information of the transmission point and the elevation information at the position of the receiving antenna,
The distance acquisition unit further uses the altitude information acquired by the terrain information acquisition unit,
Figure 0006304653
(Where L I is the propagation loss, h b1 is the ground height of the transmitting antenna, h m1 is the ground height of the receiving antenna, h b2 is the altitude of the transmitting antenna, and h m2 is the altitude of the receiving antenna) 2. The interference estimation system according to claim 1, wherein a distance d between the transmitting antenna and the receiving antenna is calculated based on
前記距離取得部は、前記送信点から放射状に所定方位角毎に前記距離dを演算することを特徴とする請求項1または2記載の与干渉推定システム。   3. The interference estimation system according to claim 1, wherein the distance acquisition unit calculates the distance d for each predetermined azimuth angle radially from the transmission point. 第1の無線システムと利用する周波数帯が重複または近接し前記第1の無線システムよりも前記周波数帯を利用する優先度が低い第2の無線システムに係る無線装置であって、
標高を含む自己の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記第2の無線システムの送信周波数情報、送信出力情報、送信アンテナの利得情報およびアンテナ高情報を記憶する記憶部と、
前記第1の無線システムの受信アンテナの利得情報および地上高情報および標高情報、サービスエリアの位置および範囲を示すサービスエリア情報、および、前記第1の無線システムから許容される前記第2の無線システムが送信する電波の許容電界強度情報を取得するホワイトスペース情報取得部と、
前記送信出力情報、前記送信アンテナの利得情報および前記許容電界強度情報に基づいて、前記第2の無線システムに許容される最小の伝搬損失を算出する損失演算部と、
前記損失演算部が算出した伝搬損失、前記送信周波数情報、前記送信アンテナの地上高情報および前記受信アンテナの地上高情報を用いて、
Figure 0006304653
(ただしLIは前記伝搬損失、hb1は前記送信アンテナの地上高、hm1は前記受信アンテナの地上高、hb2は前記送信アンテナの標高、hm2は前記受信アンテナの標高)の演算式に基づき前記受信アンテナとの間の距離dを算出する距離取得部と、
前記送信点の位置情報および前記距離取得部が算出した距離dに基づいて前記第2の無線システムが前記第1の無線システムへ影響を与えない領域の領域情報を生成するマップ生成部と、
前記第1の無線システムのサービスエリア情報および前記領域情報に基づき、第1の無線システムに最も干渉を与える境界地点を算出する干渉判定部と、
前記境界地点および前記伝搬損失に基づき、第1の無線システムに干渉を与えない送信出力を算出する電力演算部と
を具備した無線装置。
A wireless device according to a second wireless system having a lower priority than the first wireless system using a frequency band that overlaps or is close to the first wireless system,
A location information acquisition unit that acquires location information of the self including the altitude;
A storage unit for storing transmission frequency information, transmission output information, transmission antenna gain information and antenna height information of the second wireless system;
Receiving antenna gain information and ground height information and altitude information of the first radio system, service area information indicating the position and range of the service area, and the second radio system allowed from the first radio system A white space information acquisition unit for acquiring allowable field strength information of radio waves transmitted by
Based on the transmission output information, the gain information of the transmission antenna and the allowable electric field strength information, a loss calculation unit that calculates the minimum propagation loss allowed for the second radio system;
Using the propagation loss calculated by the loss calculation unit, the transmission frequency information, the ground height information of the transmitting antenna and the ground height information of the receiving antenna,
Figure 0006304653
(Where L I is the propagation loss, h b1 is the ground height of the transmitting antenna, h m1 is the ground height of the receiving antenna, h b2 is the altitude of the transmitting antenna, and h m2 is the altitude of the receiving antenna) A distance acquisition unit that calculates a distance d to the receiving antenna based on
A map generation unit that generates region information of a region where the second wireless system does not affect the first wireless system based on the position information of the transmission point and the distance d calculated by the distance acquisition unit;
Based on the service area information of the first radio system and the area information, an interference determination unit that calculates a boundary point that most interferes with the first radio system;
A wireless device comprising: a power calculation unit that calculates a transmission output that does not interfere with the first wireless system based on the boundary point and the propagation loss.
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