JP6810664B2 - 通信システム、基地局、制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、基地局、制御装置および制御方法に関する。

通信システムには、例えば、市町村デジタル防災同報通信システムの技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

ところで、市町村デジタル防災同報通信システム等の既存の通信システムの近辺に、近接する周波数帯域で無線通信する新たな通信システムを設置する場合、既存の通信システムの通信に対して干渉等の影響を与え、既存の通信システムの通信品質を劣化させてしまう。

そこで、既存の通信システムが通信を行うタイミングに合わせて、新たに設置された通信システムが通信の送信電力を下げることにより、既存の通信システムに対する与干渉を低減し、既存の通信システムおよび新たな通信システムの通信品質の劣化を抑制する動的送信電力制御の技術が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。

"市町村デジタル防災同報通信システム 標準規格 ARIB STD-T86 3.0版", 社団法人電波産業会 (2007) C. Gandarillas, et al., "Dynamic transmit-power control for WiFi access points based on wireless link occupancy", in Proc. IEEE WCNC 2014, pp.1093-1098, 2014.

動的送信電力制御等を実行するには、既存の通信システムにおける基地局の位置、通信周波数および送信のタイミング等を予め知っている必要がある。しかしながら、既存の通信システムの基地局の位置等のシステム情報を予め入手することは困難である。

本発明は、既存の通信システムの情報を予め入手することなく、既存の通信システムとの間の干渉の発生を抑制できる通信システム、基地局、制御装置および制御方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、データを含む第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局と、複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置とを備え、複数の一対の基地局の各々は、対向する基地局に対して第１の信号を送信する送信部と、対向する基地局からの第１の信号と、複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信する受信部と、受信した他のシステムにおける第２の信号を示す受信情報を制御装置に通知する通知部と、制御装置からの制御情報に基づいて、第１の信号の送信電力を制御する制御部とを備え、制御装置は、他のシステムの受信情報を複数の一対の基地局の各々から受信する受信部と、受信情報を用いて他のシステムが第２の信号を送信するアンテナの位置およびタイミングを算出する算出部と、受信情報を用いて複数の一対の基地局の各々が第１の信号を送信する周波数帯域を決定する決定部と、算出した他のシステムにおけるアンテナの位置およびタイミングと、決定した複数の一対の基地局の各々における周波数帯域とを示す制御情報を複数の一対の基地局の各々に通知する通知部とを備えることを特徴とする通信システムである。

第２の発明は、第１の発明において、制御部は、第１の信号を送信するタイミングにおいて第２の信号が送信されていない場合、第１の送信電力で送信部に第１の信号を送信させ、第１の信号を送信するタイミングにおいて第２の信号が送信されている場合、第１の送信電力より小さい第２の送信電力で送信部に第１の信号を送信させることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、制御部は、第１の信号が複数のサブキャリアを含み、第１の信号を送信するタイミングにおいて第２の信号が送信されている場合、複数のサブキャリアのうち第２の信号に隣接するサブキャリアの送信電力を他のサブキャリアの送信電力より小さくして送信部に第１の信号を送信させることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、算出部は、複数の一対の基地局のうち３つの基地局を選択し、選択した３つの基地局からの他のシステムの受信情報を用いて他のシステムにおけるアンテナの位置およびタイミングを算出することを特徴とする。

第５の発明は、対向する基地局に対してデータを含む第１の信号を送信する送信部と、対向する基地局からの第１の信号と、対向する基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信する受信部と、受信した他のシステムにおける第２の信号を示す受信情報を外部の制御装置に通知する通知部と、制御装置からの制御情報に基づいて、第１の信号の送信電力を制御する制御部とを備えることを特徴とする基地局である。

第６の発明は、データを含む第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置であって、複数の一対の基地局の各々が受信した複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号を示す受信情報を、複数の一対の基地局の各々から受信する受信部と、受信情報を用いて他のシステムが第２の信号を送信するアンテナの位置およびタイミングを算出する算出部と、受信情報を用いて複数の一対の基地局の各々が第１の信号を送信する周波数帯域を決定する決定部と、算出した他のシステムにおけるアンテナの位置およびタイミングと、決定した複数の一対の基地局の各々における周波数帯域とを示す制御情報を複数の一対の基地局の各々に通知する通知部とを備えることを特徴とする制御装置である。

第７の発明は、データを含む第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局と複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置とを有する通信システムの制御方法であって、複数の一対の基地局の各々は、対向する基地局に対して第１の信号を送信し、複数の一対の基地局の各々は、対向する基地局からの第１の信号と、複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信し、複数の一対の基地局の各々は、受信した他のシステムにおける第２の信号を示す受信情報を制御装置に通知し、制御装置は、他のシステムの受信情報を複数の一対の基地局の各々から受信し、制御装置は、受信情報を用いて他のシステムが第２の信号を送信するアンテナの位置およびタイミングを算出し、制御装置は、受信情報を用いて複数の一対の基地局の各々が第１の信号を送信する周波数帯域を決定し、制御装置は、算出した他のシステムにおけるアンテナの位置およびタイミングと、決定した複数の一対の基地局の各々における周波数帯域とを示す制御情報を複数の一対の基地局の各々に通知し、複数の一対の基地局の各々は、制御装置からの制御情報に基づいて、第１の信号の送信電力を制御することを特徴とする制御方法である。

本発明は、既存の通信システムの情報を予め入手することなく、既存の通信システムとの間の干渉の発生を抑制できる。

通信システムの一実施形態を示す図である。 図１に示した基地局および制御装置の一例を示す図である。 図１に示した通信システムと他システムとの周波数帯域の一例を示す図である。 図２に示した基地局における送信電力の制御処理の一例を示す図である。 図１に示した通信システムにおける制御処理の一例を示す図である。

以下、図面を用いて実施形態について説明する。

図１は、通信システムの一実施形態を示す。

図１に示した通信システムＳＹＳは、４つの基地局ＢＳ（ＢＳ（１）−ＢＳ（４））および制御装置ＣＬを有する。基地局ＢＳ（１）と基地局ＢＳ（２）、および基地局ＢＳ（３）と基地局ＢＳ（４）とは、互いに対向してそれぞれ設置される。そして、基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（２）は、例えば、電話線等の物理的な回線の代わりに、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の通信規格に基づいて、音声等を含む送信対象のデータが割り当てられた複数のサブキャリアを有する信号ｓｉｇ１を同一の周波数帯域で互いに送受信する。また、基地局ＢＳ（３）、ＢＳ（４）は、例えば、ＬＴＥ等の通信規格に基づいて、音声等を含む送信対象のデータが割り当てられた複数のサブキャリアを有する信号ｓｉｇ３を、信号ｓｉｇ１と異なる同一の周波数帯域で互いに送受信する。すなわち、基地局ＢＳ（１）−ＢＳ（４）は、電気通信事業者が局舎から有線にて固定電話等の加入者の通信機器を収容することが困難なルーラル地域や有線敷設困難エリアに配置され、無線によるアクセス延長化を実現する。信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ３は、第１の信号の一例である。

なお、基地局ＢＳは、例えば、アクセスポイントやセルラ基地局等でもよく、各基地局ＢＳの配下のセル内のスマートフォン等の複数の携帯通信端末との間で無線通信してもよい。また、通信システムＳＹＳは、対向して無線通信する一対の基地局ＢＳを３つ以上有してもよい。基地局ＢＳの動作については、図２で説明する。

制御装置ＣＬは、例えば、プロセッサ等の演算処理装置と、ハードディスク装置等の記憶装置とを有するコンピュータ装置である。制御装置ＣＬは、例えば、ネットワークＮＷを介して、基地局ＢＳ（１）と基地局ＢＳ（３）とに接続され、基地局ＢＳ（１）−ＢＳ（４）の動作を制御する。制御装置ＣＬの動作については、図２−図５で説明する。

なお、制御装置ＣＬは、無線通信の機能を有し、直接基地局ＢＳ（１）−ＢＳ（４）の各々と無線通信することにより、基地局ＢＳ（１）−ＢＳ（４）の動作を制御してもよい。

また、図１に示すように、通信システムＳＹＳは、市町村デジタル防災同報通信システム等の既存の通信システム（以下、“他システム”とも称される）が設置された地域に設置される。すなわち、図１では、通信システムＳＹＳは、破線で示した円形の領域それぞれを無線通信の範囲とする３つの他システムＯＳＹ（ＯＳＹ（１）−ＯＳＹ（３））が設置された領域に設置される。そして、他システムＯＳＹの各々は、基地局ＯＢ（ＯＢ（１）−ＯＢ（３））をそれぞれ有し、互いに異なる周波数帯域で、かつ信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ３と異なる周波数帯域で無線通信する。

なお、他システムＯＳＹは、１以上配置されてもよい。また、破線で示した各他システムＯＳＹの無線通信の範囲は、互いに重なってなくてもよい。

図２は、図１に示した基地局ＢＳ（１）および制御装置ＣＬの一例を示す。なお、基地局ＢＳ（２）−ＢＳ（４）は、基地局ＢＳ（１）と同様の要素を有し、詳細な説明を省略する。

基地局ＢＳ（１）は、ＩＦ（Interface）部１０、変調部２０、送受信部３０、アンテナＡＴ１、復調部４０および制御部５０を有する。

ＩＦ部１０は、例えば、入出力インタフェースまたはネットワークインタフェース等であり、ネットワークＮＷに接続される場合、ネットワークＮＷとの間でデータを送受信する。また、ＩＦ部１０は、電話線等の回線を用いて１または複数の固定電話機等の加入者の通信機器に接続される場合、通信機器との間で音声等のデータを送受信する。そして、ＩＦ部１０は、ネットワークＮＷまたは通信機器から受信したデータを変調部２０に出力する。

なお、基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（３）のＩＦ部１０は、ネットワークＮＷを介して、制御装置ＣＬとの間でデータを送受信する。この場合、ＩＦ部１０は、受信した制御装置ＣＬからのデータを制御部５０に出力する。

また、ＩＦ部１０は、基地局ＢＳ（２）に送信するデータに対する誤り訂正符号化機能やインターリーブ機能を有してもよい。また、ＩＦ部１０は、基地局ＢＳ（２）から受信したデータに対する誤り訂正復号機能やデインターリーブ機能を有してもよい。

変調部２０は、例えば、制御部５０の制御指示に基づいて、Ｎ個のサブキャリアの各々に割り当てられるデータに対してＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の変調処理を実行する。

また、変調部２０は、他システムＯＳＹの無線通信に対する干渉等の影響を抑制するために、制御部５０の制御指示に基づいて、Ｎ個のサブキャリアの送信電力を設定する。変調部２０は、例えば、信号ｓｉｇ１を送信するタイミングにおいて他システムＯＳＹが通信信号を送信していない場合、制御部５０の制御指示に基づいて、Ｎ個のサブキャリアの送信電力を所定の電力に設定する。一方、信号ｓｉｇ１を送信するタイミングにおいて他システムＯＳＹが通信信号を送信している場合、変調部２０は、制御部５０の制御指示に基づいて、Ｎ個のサブキャリアの送信電力を所定の電力より小さい電力に設定する。あるいは、変調部２０は、Ｎ個のサブキャリアのうち、基地局ＢＳ（１）が送信する信号ｓｉｇ１の周波数帯域に隣接する他システムＯＳＹの周波数帯域に最も近いサブキャリアの送信電力を、他のサブキャリアの送信電力と比べて小さくしてもよい。

そして、変調部２０は、一次変調したデータを含む各サブキャリアに対してＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplex）の二次変調を実行し、データ信号を生成する。変調部２０は、生成したデータ信号を送受信部３０に出力する。

なお、変調部２０は、各サブキャリアに割り当てられたデータに対する一次変調の内容を示す変調情報を、各サブキャリアに付加することが好ましい。これにより、基地局ＢＳ（１）は、各サブキャリアのデータに対して実行した一次変調を基地局ＢＳ（２）に通知することができる。そして、基地局ＢＳ（２）は、付加された変調情報に基づいて、各サブキャリアに割り当てられたデータを復調できる。

送受信部３０は、変調部２０から受信したデータ信号に対して、アンテナＡＴ１から送信する等のために周波数変換等の処理を実行し、信号ｓｉｇ１を生成する。送受信部３０は、生成した信号ｓｉｇ１を基地局ＢＳ（２）に送信する。一方、送受信部３０は、基地局ＢＳ（２）からの信号ｓｉｇ１を受信し、受信した信号ｓｉｇ１に対して周波数変換等の処理を実行し、周波数変換等を実行したデータ信号を復調部４０に出力する。

また、送受信部３０は、例えば、制御装置ＣＬからの制御指示に基づいて、受信する信号の周波数を掃引して他システムＯＳＹの通信信号を受信し、受信した通信信号の周波数帯域を測定する機能を有する。さらに、送受信部３０は、例えば、基地局ＢＳ１に含まれるクロック回路から出力される時刻に基づいて、他システムＯＳＹの通信信号を受信した受信時刻を測定する機能を有する。送受信部３０は、測定した各他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域および受信時刻を制御部５０に出力する。なお、送受信部３０が他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域および受信時刻を測定する処理は、通信システムＳＹＳの運用開始前に実行されてもよく、所定の時間間隔（例えば、半年や１年等）毎に実行されてもよい。他システムＯＳＹの通信信号は、第２の信号の一例である。

復調部４０は、送受信部３０から受信したデータ信号に対してＯＦＤＭの復調処理を実行し、復調処理された各サブキャリアに付加された変調情報を取得する。復調部４０は、取得した変調情報に基づいて、各サブキャリアに含まれるデータに対して復調処理を実行し、データを取得する。そして、復調部４０は、取得したデータをＩＦ部１０または制御部５０に出力する。

制御部５０は、プロセッサ等であり、基地局ＢＳ１に含まれるメモリ等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、基地局ＢＳ１の各要素を制御する。例えば、制御部５０は、制御装置ＣＬからの制御指示に基づいて、動的送信電力制御等を実行し、信号ｓｉｇ１の送信電力を制御する。制御部５０の動作については、図４および図５で説明する。

また、制御部５０は、プログラムを実行することにより、通知部６０として動作する。例えば、通知部６０は、送受信部３０が測定した他システムＯＳＹの各々における通信信号の周波数帯域および受信時刻を示す信号を送受信部３０から受信する。そして、通知部６０は、受信した他システムＯＳＹの各々における通信信号の周波数帯域および受信時刻を受信情報として、ＩＦ部１０を介して制御装置ＣＬに通知する。

なお、基地局ＢＳ（２）および基地局ＢＳ（４）の通知部６０は、他システムＯＳＹの各々における通信信号の周波数帯域および受信時刻を含む受信情報を、基地局ＢＳ（１）または基地局ＢＳ（３）を介して制御装置ＣＬに通知する。この場合、基地局ＢＳ（２）および基地局ＢＳ（４）では、通知部６０は、受信情報を変調部２０にデータとして出力し、送受信部３０は、受信情報を含む信号ｓｉｇ１を基地局ＢＳ（１）、および信号ｓｉｇ３を基地局ＢＳ（３）に送信する。

また、基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）では、通知部６０は、制御装置ＣＬからの制御指示をデータとして変調部２０に出力し、送受信部３０は、制御装置ＣＬの制御指示を含む信号ｓｉｇ１を基地局ＢＳ（２）、および信号ｓｉｇ３を基地局ＢＳ（４）に送信する。

なお、基地局ＢＳ（２）および基地局ＢＳ（４）は、ＩＦ部１０を介してネットワークＮＷに接続されてもよい。この場合、基地局ＢＳ（２）および基地局ＢＳ（４）の通知部６０は、測定した他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域および受信時刻を含む受信情報を、直接制御装置ＣＬに通知する。

制御装置ＣＬは、コンピュータ装置等であり、ＩＦ部１１０および制御部１２０を有する。

ＩＦ部１１０は、例えば、ネットワークインタフェース等であり、ネットワークＮＷに接続される。例えば、ＩＦ部１１０は、各基地局ＢＳにより測定された他システムＯＳＹにおける通信信号の周波数帯域および受信時刻を含む受信情報等のデータを、ネットワークＮＷを介して、基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）から受信する。そして、ＩＦ部１１０は、受信したデータを制御部１２０に出力する。また、ＩＦ部１１０は、制御部１２０による制御指示等のデータを、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）または基地局ＢＳ（３）に出力する。

制御部１２０は、プロセッサ等であり、制御装置ＣＬの記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、制御装置ＣＬの各要素を制御する。また、制御部１２０は、プログラムを実行することで、算出部１３０および決定部１４０として機能する。

算出部１３０は、各基地局ＢＳより受信した他システムＯＳＹの各々の受信情報を用いて、他システムＯＳＹにおける通信信号を送信する基地局ＯＢの位置および送信タイミングを算出する。例えば、算出部１３０は、三角測量の原理を用いて、他システムＯＳＹの基地局ＯＢの位置および送信タイミングを算出するために、他システムＯＳＹの受信情報を測定した基地局ＢＳのうち少なくとも３つの基地局ＢＳを選択する。そして、算出部１３０は、選択した３つの基地局ＢＳの受信情報に含まれる受信時刻と、式（１）−式（３）とを用いて、他システムＯＳＹの基地局ＯＢの位置および通信信号の送信タイミングを算出する。

ここで、ｃは、光速を示す。（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）は、他システムＯＳＹ（ｎ）の基地局ＯＢ（ｎ）の位置を示し、ｔ_ｎは、他システムＯＳＹ（ｎ）の基地局ＯＢ（ｎ）が通信信号を送信した送信タイミングを示す（ｎは、１から３の整数）。（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ）、（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ）、（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）は、選択した３つの基地局ＢＳの位置を示し、Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂ、Ｔ_Ｃは、選択した３つの基地局ＢＳにおいて、他システムＯＳＹ（ｎ）の通信信号を受信した受信時刻を示す。すなわち、制御装置ＣＬは、各基地局ＢＳの位置のデータを制御装置ＣＬの記憶装置に予め記憶していることが好ましい。基地局ＯＢの位置は、アンテナの位置の一例である。

決定部１４０は、受信情報を用いて、信号ｓｉｇ１および信号ｓｉｇ３の各々の周波数帯域を決定する。決定部１４０の動作については、図３で説明する。

そして、制御部１２０は、算出した他システムＯＳＹ（ｎ）の基地局ＯＢの位置（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）および通信信号の送信タイミングｔ_ｎと、決定した周波数帯域とを含む制御情報を、ネットワークＮＷを介して各基地局ＢＳに通知する。また、制御部１２０は、算出した各他システムＯＳＹの基地局ＯＢの位置（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）および通信信号の送信タイミングｔ_ｎと、各基地局ＢＳから取得した周波数帯域とを、管理情報として制御装置ＣＬの記憶装置に記憶する。制御部１２０は、通知部の一例である。

図３は、図１に示した通信システムＳＹＳと他システムＯＳＹとの周波数帯域の一例を示す。図３（ａ）は、他システムＯＳＹの周波数帯域の分布の一例を示す。図３（ｂ）は、図１に示した制御装置ＣＬにより設定された各基地局ＢＳの周波数帯域の一例を示す。なお、図３の横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示す。また、図３（ｂ）では、信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ３の各々を、Ｎ個のサブキャリアＳＣ１−ＳＣＮで示す。

図３（ａ）に示すように、他システムＯＳＹ（１）は、周波数ｆ１から周波数ｆ２の周波数帯域を有し、他システムＯＳＹ（２）は、周波数ｆ３から周波数ｆ４の周波数帯域を有し、他システムＯＳＹ（３）は、周波数ｆ５から周波数ｆ６の周波数帯域を有する。そして、制御装置ＣＬは、各基地局ＢＳからの受信情報に基づいて、図３（ａ）に示した他システムＯＳＹの周波数帯域の分布を取得する。

図３（ｂ）に示すように、制御装置ＣＬの決定部１４０は、例えば、取得した他システムＯＳＹの周波数帯域の分布に基づいて、無線通信に使用されていない周波数帯域のうち、信号ｓｉｇ１の周波数帯域を周波数ｆ２１から周波数ｆ２２に決定する。また、決定部１４０は、信号ｓｉｇ３の周波数帯域を周波数ｆ４１から周波数ｆ４２を決定する。なお、周波数ｆ２から周波数ｆ２１、周波数ｆ２２から周波数ｆ３、周波数ｆ４から周波数ｆ４１、および周波数ｆ４２から周波数ｆ５の周波数帯域は、ガードバンドを示す。

なお、図３（ｂ）では、決定部１４０は、ガードバンドを設けたが、基地局ＢＳによる送信電力の制御処理に応じてガードバンドを設け無くてもよい。

図４は、図２に示した基地局ＢＳ（１）における送信電力の制御処理の一例を示す。図４（ａ）は、周波数帯域が隣接する他システムＯＳＹが通信信号を送信していない場合の信号ｓｉｇ１の送信電力の一例を示す。図４（ｂ）は、周波数帯域が隣接する少なくとも１つの他システムＯＳＹが通信信号を送信している場合の信号ｓｉｇ１の送信電力の一例を示す。図４（ｃ）は、周波数帯域が隣接する少なくとも１つの他システムＯＳＹが通信信号を送信している場合の信号ｓｉｇ１の送信電力の別例を示す。

また、図４では、基地局ＢＳ（１）が信号ｓｉｇ１の送信電力を制御する場合を示すため、図３に示した周波数帯域のうち、他システムＯＳＹ（１）、信号ｓｉｇ１および他システムＯＳＹ（２）の周波数帯域を示す。なお、基地局ＢＳ（２）は、基地局ＢＳ（１）の場合と同様に、信号ｓｉｇ１の送信電力を制御し、詳細な説明を省略する。また、基地局ＢＳ（３）、ＢＳ（４）は、信号ｓｉｇ１の場合と同様に信号ｓｉｇ３の送信電力を制御し、詳細な説明を省略する。

例えば、基地局ＢＳ（１）の制御部５０は、制御装置ＣＬからの制御情報に含まれる他システムＯＳＹの送信タイミングを参照し、信号ｓｉｇ１を送信するタイミングにおいて、周波数帯域が隣接する他システムＯＳＹ（１）および他システムＯＳＹ（２）が通信信号を送信しているか否かを判定する。制御部５０は、図４（ａ）において破線で示すように、他システムＯＳＹ（１）、ＯＳＹ（２）が通信信号を送信していない場合、予め設定されている送信電力αに決定する。すなわち、信号ｓｉｇ１が他システムＯＳＹ（１）、ＯＳＹ（２）に対して干渉等の影響を与えないため、制御部５０は、通信システムＳＹＳの通信品質を最適にできる送信電力αに決定する。そして、制御部５０は、信号ｓｉｇ１のサブキャリアＳＣ１−ＳＣＮの送信電力を決定した送信電力αに設定する制御指示を、変調部２０および送受信部３０に出力する。

一方、制御部５０は、図４（ｂ）において実線で示すように、他システムＯＳＹ（１）、ＯＳＹ（２）が通信信号を送信していると判定した場合、動的送信電力制御等を実行し、送信電力αより小さい送信電力βに決定する。そして、制御部５０は、信号ｓｉｇ１のサブキャリアＳＣ１−ＳＣＮの送信電力を決定した送信電力βに設定する制御指示を、変調部２０および送受信部３０に出力する。これにより、基地局ＢＳ（１）は、信号ｓｉｇ１を送信したとしても他システムＯＳＹ（１）、ＯＳＹ（２）に対して干渉等の影響を抑制でき、通信システムＳＹＳおよび他システムＯＳＹ（１）、ＯＳＹ（２）の通信品質の劣化を抑制できる。

なお、制御部５０は、他システムＯＳＹ（１）、ＯＳＹ（２）が通信信号を送信していると判定した場合、信号ｓｉｇ１に含まれるサブキャリアＳＣ１−ＳＣＮの各々の送信電力を、送信電力βに制御しなくてもよい。例えば、図４（ｃ）に示すように、制御部５０は、他システムＯＳＹ（１）または他システムＯＳＹ（２）の周波数帯域に隣接する破線で示したサブキャリアＳＣ１、ＳＣＮの送信電力を、サブキャリアＳＣ２−ＳＣ（Ｎ−１）の送信電力αと比べて小さい送信電力γに制御してもよい。そして、制御部５０は、サブキャリアＳＣ１、ＳＣＮの送信電力γ、およびサブキャリアＳＣ２−ＳＣ（Ｎ−１）の送信電力αに設定する制御指示を変調部２０および送受信部３０に出力する。

この場合、サブキャリアＳＣ１、ＳＣＮの送信電力をサブキャリアＳＣ２−ＳＣ（Ｎ−１）より小さく制御することにより、通信システムＳＹＳは、他システムＯＳＹとの間の干渉を抑制でき、ガードバンドの周波数帯域を従来と比べて狭く設定できる。すなわち、通信システムＳＹＳは、周波数利用効率を向上させることができる。

また、制御部５０は、サブキャリアＳＣ１、ＳＣＮの送信電力を送信電力αから送信電力γした場合に、サブキャリアＳＣ１、ＳＣＮの小電力化により得られた余剰の電力を、送信電力の時間領域における最大値が規制値以下となる範囲内でサブキャリアＳＣ２−ＳＣ（Ｎ−１）の送信電力に等分配してもよい。これにより、通信システムＳＹＳは、サブキャリアＳＣ１、ＳＣＮの小電力化による品質劣化を抑制できる。

なお、送信電力α、β、γの値は、通信システムＳＹＳと他システムＯＳＹとの間の距離、およびガードバンドの幅等に応じて適宜決定されることが好ましい。また、送信電力βと送信電力γとの値は、互いに同じでもよく、異なってもよい。送信電力αは、第１の送信電力の一例であり、送信電力β、γは、第２の送信電力の一例である。

図５は、図１に示した通信システムＳＹＳにおける制御処理の一例を示す。図５に示した処理では、ステップＳ１００からステップＳ１４０の処理は、基地局ＢＳ（１）により実行される。また、ステップＳ２００からステップＳ２３０の処理は、基地局ＢＳ（２）により実行される。また、ステップＳ３００からステップＳ３３０の処理は、制御装置ＣＬにより実行される。すなわち、図５に示した処理は、制御方法の一実施形態を示す。

なお、図５に示した処理のうち、ステップＳ１００からステップＳ１３０、ステップＳ２００からステップＳ２２０およびステップＳ３００からステップＳ３３０の処理は、通信システムＳＹＳの運用開始前に実行される。また、基地局ＢＳ（３）、ＢＳ（４）は、図５に示した基地局ＢＳ（１）、ＢＳ（２）と同様に動作し、詳細な説明を省略する。

ステップＳ１００では、基地局ＢＳ（１）の制御部５０は、例えば、制御装置ＣＬからの制御指示に基づいて、周波数を掃引して他システムＯＳＹの通信信号を送受信部３０に受信させる。送受信部３０は、受信した他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域を測定する。また、送受信部３０は、基地局ＢＳ（１）のクロック回路から出力される時刻に基づいて、他システムＯＳＹの通信信号を受信した受信時刻を測定する。送受信部３０は、測定した各他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域および受信時刻を含む信号を制御部５０に出力する。

なお、通知部６０は、制御装置ＣＬからの制御指示を受信した場合、変調部２０および送受信部３０を介して、受信した制御指示を基地局ＢＳ（２）に出力することが好ましい。

次に、ステップＳ１１０では、通知部６０は、ステップＳ１００で測定された他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域および受信時刻を含んだ受信情報を、ＩＦ部１０およびネットワークＮＷを介して、制御装置ＣＬに通知する。また、通知部６０は、基地局ＢＳ（２）から受信情報を受信した場合、受信した基地局ＢＳ（２）からの受信情報も制御装置ＣＬに通知する。

次に、ステップＳ１２０では、制御部５０は、制御装置ＣＬにより算出された各他システムＯＳＹの基地局ＯＢの位置および通信信号の送信タイミングと、決定された周波数帯域を含む制御情報を、ネットワークＮＷを介して制御装置ＣＬから受信する。制御部５０は、受信した制御情報を、基地局ＢＳ（１）の記憶装置に記憶する。

次に、ステップＳ１３０では、通知部６０は、ステップＳ１２０で受信した制御情報をデータとして変調部２０に出力し、送受信部３０およびアンテナＡＴ１を介して制御情報を含む信号ｓｉｇ１を基地局ＢＳ（２）に送信する。これにより、通知部６０は、制御情報を基地局ＢＳ（２）に通知する。

次に、ステップＳ１４０では、制御部５０は、ステップＳ１２０で受信した制御情報に基づいて動的送信電力制御等を実行し、他システムＯＳＹにおける通信信号の送信タイミングに応じて、変調部２０および送受信部３０における信号ｓｉｇ１の送信電力を制御する。

そして、基地局ＢＳ（１）は、ネットワークＮＷや加入者の通信機器からデータを受信する度に、信号ｓｉｇ１の送信電力を制御し、データを含む信号ｓｉｇ１を基地局ＢＳ（２）に送信する。

一方、ステップＳ２００では、基地局ＢＳ（２）の制御部５０は、基地局ＢＳ（１）におけるステップＳ１００の処理と同様に、制御装置ＣＬからの制御指示に基づいて、周波数を掃引して他システムＯＳＹの通信信号を送受信部３０に受信させる。送受信部３０は、受信した他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域を測定する。また、送受信部３０は、基地局ＢＳ（２）のクロック回路から出力される時刻に基づいて、他システムＯＳＹの通信信号を受信した受信時刻を測定する。送受信部３０は、測定した各他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域および受信時刻を含む信号を制御部５０に出力する。

次に、ステップＳ２１０では、通知部６０は、ステップＳ２００で測定された他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域および受信時刻を含んだ受信情報を、制御装置ＣＬに通知するために、変調部２０にデータとして出力する。そして、送受信部３０は、受信情報を含む信号ｓｉｇ１を基地局ＢＳ（１）に送信する。

次に、ステップＳ２２０では、送受信部３０は、ステップＳ１３０で基地局ＢＳ（１）により送信された信号ｓｉｇ１を受信し、受信した信号ｓｉｇ１を復調部４０に出力する。そして、復調部４０は、受信した信号ｓｉｇ１に対して復調処理を実行し、信号ｓｉｇ１に含まれる制御情報を制御部５０に出力する。制御部５０は、受信した制御情報を、基地局ＢＳ（２）の記憶装置に記憶する。

次に、ステップＳ２３０では、制御部５０は、ステップＳ２２０で受信した制御情報に基づいて動的送信電力制御等を実行し、他システムＯＳＹにおける通信信号の送信タイミングに応じて、変調部２０および送受信部３０における信号ｓｉｇ１の送信電力を制御する。

そして、基地局ＢＳ（２）は、ＩＦ部１０を介して加入者の通信機器からデータを受信する度に、信号ｓｉｇ１の送信電力を制御し、データを含む信号ｓｉｇ１を基地局ＢＳ（１）に送信する。

一方、ステップＳ３００では、制御装置ＣＬの制御部１２０は、ネットワークＮＷおよびＩＦ部１１０を介して、基地局ＢＳの各々が測定した他システムＯＳＹの受信情報を受信する。

次に、ステップＳ３１０では、算出部１３０は、ステップＳ３００で受信した他システムＯＳＹの受信情報を用いて、他システムＯＳＹにおける通信信号を送信する基地局ＯＢの位置および送信タイミングを算出する。例えば、算出部１３０は、他システムＯＳＹの基地局ＯＢの位置および送信タイミングを算出するために、他システムＯＳＹの受信情報を測定した少なくとも３つの基地局ＢＳを選択する。そして、算出部１３０は、選択した３つの基地局ＢＳの受信情報に含まれる受信時刻と、式（１）−式（３）とを用いて、他システムＯＳＹの基地局ＯＢの位置および通信信号の送信タイミングを算出する。

次に、ステップＳ３２０では、決定部１４０は、受信情報を用いて、基地局ＢＳが送信する信号ｓｉｇ１および信号ｓｉｇ３の各々の周波数帯域を決定する。

次に、ステップＳ３３０では、制御部１２０は、ステップＳ３１０で算出した各他システムＯＳＹの基地局ＯＢの位置および通信信号の送信タイミングと、ステップＳ３２０で決定した周波数帯域とを含む制御情報を、ネットワークＮＷを介して基地局ＢＳ（１）および基地局ＢＳ（３）に通知する。また、制御部１２０は、算出した各他システムＯＳＹの基地局ＯＢの位置および通信信号の送信タイミングと、各基地局ＢＳが測定した受信情報とを、管理情報として制御装置ＣＬの記憶装置に記憶する。そして、制御装置ＣＬは、処理を終了する。

なお、図５に示した処理のうち、ステップＳ１００からステップＳ１３０、ステップＳ２００からステップＳ２２０およびステップＳ３００からステップＳ３３０の処理は、所定の時間間隔（例えば、半年や１年等）毎に実行されてもよい。この場合、ステップＳ１００からステップＳ１３０、ステップＳ２００からステップＳ２２０およびステップＳ３００からステップＳ３３０の処理は、ステップＳ１４０およびステップＳ２３０の処理と並列に実行されるのが好ましい。

以上、図１から図５に示した実施形態では、通信システムＳＹＳは、データを送信するにあたり、通信システムＳＹＳの基地局ＢＳの各々に他システムＯＳＹの通信信号を受信させ、他システムＯＳＹの通信信号の周波数帯域および受信時刻を測定させる。通信システムＳＹＳは、他システムＯＳＹにおける基地局ＯＢの位置および通信信号の送信タイミングを、各基地局ＢＳが測定した周波数帯域および受信時刻を含む受信情報を用いて、制御装置ＣＬに算出させる。また、通信システムＳＹＳは、各基地局ＢＳが信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ３を送信する周波数帯域を、各基地局ＢＳからの受信情報を用いて制御装置ＣＬに決定させる。これにより、通信システムＳＹＳは、他システムＯＳＹの情報を取得でき、他システムＯＳＹとの間の干渉の発生を抑制しつつ、基地局ＢＳ間で信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ３を送受信できる。すなわち、通信システムＳＹＳは、周波数利用効率の向上を図ることができる。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

１０，１１０…ＩＦ部；２０…変調部；３０…送受信部；４０…復調部；５０，１２０…制御部；６０…通知部；１３０…算出部；１４０…決定部；ＡＴ１…アンテナ；ＢＳ（１）−ＢＳ（４），ＯＢ（１）−ＯＢ（３）…基地局；ｓｉｇ１，ｓｉｇ３…信号；ＯＳＹ…他システム；ＳＣ１−ＳＣＮ…サブキャリア；ＳＹＳ…通信システム

Claims (9)

1. データを含む第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局と、
   前記複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置とを備え、
   前記複数の一対の基地局の各々は、
   対向する前記基地局に対して前記第１の信号を送信する送信部と、
   対向する前記基地局からの前記第１の信号と、前記複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信する受信部と、
   受信した前記他のシステムにおける前記第２の信号を示す受信情報を前記制御装置に通知する通知部と、
   前記制御装置からの制御情報に基づいて、前記第１の信号の送信電力を制御する制御部とを備え、
   前記制御装置は、
   前記他のシステムの前記受信情報を前記複数の一対の基地局の各々から受信する受信部と、
   前記受信情報を用いて前記他のシステムが前記第２の信号を送信するタイミングを算出する算出部と、
   前記受信情報を用いて前記複数の一対の基地局の各々が前記第１の信号を送信する周波数帯域を決定する決定部と、
   算出した前記他のシステムにおける前記タイミングと、決定した前記複数の一対の基地局の各々における前記周波数帯域とを示す前記制御情報を前記複数の一対の基地局の各々に通知する通知部とを備え、
   前記制御部は、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されていない場合、第１の送信電力で前記送信部に前記第１の信号を送信させ、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されている場合、前記第１の送信電力より小さい第２の送信電力で前記送信部に前記第１の信号を送信させる
   ことを特徴とする通信システム。
2. データを含む複数のサブキャリアを有する第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局と、
   前記複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置とを備え、
   前記複数の一対の基地局の各々は、
   対向する前記基地局に対して前記第１の信号を送信する送信部と、
   対向する前記基地局からの前記第１の信号と、前記複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信する受信部と、
   受信した前記他のシステムにおける前記第２の信号を示す受信情報を前記制御装置に通知する通知部と、
   前記制御装置からの制御情報に基づいて、前記第１の信号の送信電力を制御する制御部とを備え、
   前記制御装置は、
   前記他のシステムの前記受信情報を前記複数の一対の基地局の各々から受信する受信部と、
   前記受信情報を用いて前記他のシステムが前記第２の信号を送信するタイミングを算出する算出部と、
   前記受信情報を用いて前記複数の一対の基地局の各々が前記第１の信号を送信する周波数帯域を決定する決定部と、
   算出した前記他のシステムにおける前記タイミングと、決定した前記複数の一対の基地局の各々における前記周波数帯域とを示す前記制御情報を前記複数の一対の基地局の各々に通知する通知部とを備え、
   前記制御部は、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されている場合、前記複数のサブキャリアのうち前記第２の信号に隣接するサブキャリアの送信電力を他のサブキャリアの送信電力より小さくして前記送信部に前記第１の信号を送信させる
   ことを特徴とする通信システム。
3. データを含む第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局と、
   前記複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置とを備え、
   前記複数の一対の基地局の各々は、
   対向する前記基地局に対して前記第１の信号を送信する送信部と、
   対向する前記基地局からの前記第１の信号と、前記複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信する受信部と、
   受信した前記他のシステムにおける前記第２の信号を示す受信情報を前記制御装置に通知する通知部と、
   前記制御装置からの制御情報に基づいて、前記第１の信号の送信電力を制御する制御部とを備え、
   前記制御装置は、
   前記他のシステムの前記受信情報を前記複数の一対の基地局の各々から受信する受信部と、
   前記受信情報を用いて前記他のシステムが前記第２の信号を送信するタイミングを算出する算出部と、
   前記受信情報を用いて前記複数の一対の基地局の各々が前記第１の信号を送信する周波数帯域を決定する決定部と、
   算出した前記他のシステムにおける前記タイミングと、決定した前記複数の一対の基地局の各々における前記周波数帯域とを示す前記制御情報を前記複数の一対の基地局の各々に通知する通知部とを備え、
   前記算出部は、前記複数の一対の基地局のうち３つの基地局を選択し、選択した前記３つの基地局からの前記他のシステムの前記受信情報を用いて前記他のシステムにおける前記タイミングを算出する
   ことを特徴とする通信システム。
4. 対向する基地局に対してデータを含む第１の信号を送信する送信部と、
   前記対向する基地局からの前記第１の信号と、前記対向する基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信する受信部と、
   受信した前記他のシステムにおける前記第２の信号を示す受信情報を外部の制御装置に通知する通知部と、
   前記制御装置からの制御情報に基づいて、前記第１の信号の送信電力を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されていない場合、第１の送信電力で前記送信部に前記第１の信号を送信させ、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されている場合、前記第１の送信電力より小さい第２の送信電力で前記送信部に前記第１の信号を送信させる
   ことを特徴とする基地局。
5. 対向する基地局に対してデータを含む複数のサブキャリアを有する第１の信号を送信する送信部と、
   前記対向する基地局からの前記第１の信号と、前記対向する基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信する受信部と、
   受信した前記他のシステムにおける前記第２の信号を示す受信情報を外部の制御装置に通知する通知部と、
   前記制御装置からの制御情報に基づいて、前記第１の信号の送信電力を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されている場合、前記複数のサブキャリアのうち前記第２の信号に隣接するサブキャリアの送信電力を他のサブキャリアの送信電力より小さくして前記送信部に前記第１の信号を送信させる
   ことを特徴とする基地局。
6. データを含む第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置であって、
   前記複数の一対の基地局の各々が受信した前記複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号を示す受信情報を、前記複数の一対の基地局の各々から受信する受信部と、
   前記受信情報を用いて前記他のシステムが前記第２の信号を送信するタイミングを算出する算出部と、
   前記受信情報を用いて前記複数の一対の基地局の各々が前記第１の信号を送信する周波数帯域を決定する決定部と、
   算出した前記他のシステムにおける前記タイミングと、決定した前記複数の一対の基地局の各々における前記周波数帯域とを示す制御情報を前記複数の一対の基地局の各々に通知する通知部と
   を備え、
   前記算出部は、前記複数の一対の基地局のうち３つの基地局を選択し、選択した前記３つの基地局からの前記他のシステムの前記受信情報を用いて前記他のシステムにおける前記タイミングを算出する
   ことを特徴とする制御装置。
7. データを含む第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局と前記複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置とを有する通信システムの制御方法であって、
   前記複数の一対の基地局の各々は、対向する前記基地局に対して前記第１の信号を送信し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、対向する前記基地局からの前記第１の信号と、前記複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、受信した前記他のシステムにおける前記第２の信号を示す受信情報を前記制御装置に通知し、
   前記制御装置は、前記他のシステムの前記受信情報を前記複数の一対の基地局の各々から受信し、
   前記制御装置は、前記受信情報を用いて前記他のシステムが前記第２の信号を送信するタイミングを算出し、
   前記制御装置は、前記受信情報を用いて前記複数の一対の基地局の各々が前記第１の信号を送信する周波数帯域を決定し、
   前記制御装置は、算出した前記他のシステムにおける前記タイミングと、決定した前記複数の一対の基地局の各々における前記周波数帯域とを示す制御情報を前記複数の一対の基地局の各々に通知し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、前記制御装置からの前記制御情報に基づいて、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されていない場合、第１の送信電力で前記送信部に前記第１の信号を送信させ、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されている場合、前記第１の送信電力より小さい第２の送信電力で前記送信部に前記第１の信号を送信させるように、前記第１の信号の送信電力を制御する
   ことを特徴とする制御方法。
8. データを含む複数のサブキャリアを有する第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局と前記複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置とを有する通信システムの制御方法であって、
   前記複数の一対の基地局の各々は、対向する前記基地局に対して前記第１の信号を送信し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、対向する前記基地局からの前記第１の信号と、前記複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、受信した前記他のシステムにおける前記第２の信号を示す受信情報を前記制御装置に通知し、
   前記制御装置は、前記他のシステムの前記受信情報を前記複数の一対の基地局の各々から受信し、
   前記制御装置は、前記受信情報を用いて前記他のシステムが前記第２の信号を送信するタイミングを算出し、
   前記制御装置は、前記受信情報を用いて前記複数の一対の基地局の各々が前記第１の信号を送信する周波数帯域を決定し、
   前記制御装置は、算出した前記他のシステムにおける前記タイミングと、決定した前記複数の一対の基地局の各々における前記周波数帯域とを示す制御情報を前記複数の一対の基地局の各々に通知し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、前記制御装置からの前記制御情報に基づいて、前記第１の信号を送信するタイミングにおいて前記第２の信号が送信されている場合、前記複数のサブキャリアのうち前記第２の信号に隣接するサブキャリアの送信電力を他のサブキャリアの送信電力より小さくして前記送信部に前記第１の信号を送信させるように、前記第１の信号の送信電力を制御する
   ことを特徴とする制御方法。
9. データを含む第１の信号を対向して送受信する複数の一対の基地局と前記複数の一対の基地局の各々を制御する制御装置とを有する通信システムの制御方法であって、
   前記複数の一対の基地局の各々は、対向する前記基地局に対して前記第１の信号を送信し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、対向する前記基地局からの前記第１の信号と、前記複数の一対の基地局と異なる少なくとも１つの他のシステムにおける第２の信号とを受信し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、受信した前記他のシステムにおける前記第２の信号を示す受信情報を前記制御装置に通知し、
   前記制御装置は、前記他のシステムの前記受信情報を前記複数の一対の基地局の各々から受信し、
   前記制御装置は、前記複数の一対の基地局のうち３つの基地局を選択し、選択した前記３つの基地局からの前記他のシステムの前記受信情報を用いて前記他のシステムが前記第２の信号を送信するタイミングを算出し、
   前記制御装置は、前記受信情報を用いて前記複数の一対の基地局の各々が前記第１の信号を送信する周波数帯域を決定し、
   前記制御装置は、算出した前記他のシステムにおける前記タイミングと、決定した前記複数の一対の基地局の各々における前記周波数帯域とを示す制御情報を前記複数の一対の基地局の各々に通知し、
   前記複数の一対の基地局の各々は、前記制御装置からの前記制御情報に基づいて、前記第１の信号の送信電力を制御する
   ことを特徴とする制御方法。

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