JP5582041B2

JP5582041B2 - 無線通信ネットワーク間の通信共存システム

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Publication number: JP5582041B2
Application number: JP2011004206A
Authority: JP
Inventors: 俊義王; トンチェアバイカッシュ; スタニスラフフィリン; モハメッドアジイズルラハマン; 春毅宋; 昌佑表; 洲藍; 博司原田
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2031-01-12
Also published as: JP2012147259A

Description

本発明は、複数の通信システムが同一帯域で共存する上で好適な無線通信ネットワーク間の通信共存システム及び方法に関する。

従来よりTV White Space（ＴＶＷＳ）を利用した無線通信ネットワークの標準化が進められており、特に近年においては異なるＩＥＥＥ８０２標準がＴＶＷＳにおいて共存するための手法の標準化（ＩＥＥＥ８０２．１９規格）も進められている。このため、これら異なるＩＥＥＥ８０２標準の通信システムを同じ周波数帯においていかに共存させるかが特に重要になり、特に最近における無線通信機会の飛躍的な増大に伴い、その重要性はより増している。

例えば、図２０に示すように、異なる２つ以上の無線通信システム７、８が並存する場合において、先ず無線通信システム７では、基地局としての役割を担うコーディネータ７１とこれと無線通信可能な携帯端末等からなるデバイス７２ａ〜７２ｃを含み、また無線通信システム８では、基地局としての役割を担うコーディネータ８１とこれと無線通信可能な携帯端末等からなるデバイス８２ａ〜８２ｃを含むものとなる。

このとき、各コーディネータ７１、８１からの通信可能範囲が重なる斜線部で示す干渉範囲は、コーディネータ７１、８１の何れからも無線信号が到達しえる領域である。特に無線通信システム７、８がともに同一の周波数チャネルを使用している場合に、かかる干渉範囲にあるデバイス８２ａは、実際にコーディネータ８１との間で無線通信を行う際において、隣接する他の無線通信システム７による干渉を受けることになる。

このため、異なる２つ以上の無線通信システムを同じ周波数帯域において動作させる場合、互いに干渉することなく同一空間内において共存し得る共存方法を確立する必要がある。従来においても、例えば特許文献１に示すように、互いの無線通信ネットワークによる相互干渉の影響を無くしてそれぞれの共存を可能とする共存技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

米国特許第２０１０／０００８２９７号公報

しかしながら、上述した特許文献１の開示技術は、ＩＥＥＥ８０２．２２無線通信システムにおいてビーコンプロトコル等に基づいて共存処理を行うことが記載されているに過ぎない。このため、あくまでＩＥＥＥ８０２．１９．１システムにおいて、後述する共存制御手段（Coexistence Manager :CM）や、ＣＤＩＳ（Coexistence Discovery and Information Server）を用いて、実際に高精度な干渉防止のための共存処理を行う手法は未だ提案されていないのが現状であった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ＩＥＥＥ８０２．１９．１システムにおいて共存制御手段（ＣＭ）やＣＤＩＳによる制御が行われる場合においても、隣接する他の無線通信システムを漏れなく見つけ出して、高精度な干渉防止のための共存処理を行うことが可能な無線通信ネットワーク間の共存システムを提案することにある。

本発明に係る無線通信ネットワーク間の通信共存システムは、上述した課題を解決するために、一以上のデバイスとコーディネータ間で無線通信を行う無線通信ネットワーク間の通信共存システムにおいて、管轄内にある１又は複数の無線通信ネットワークによる各共存処理を制御する共存制御手段と、複数の上記共存制御手段から送信される各情報を記憶する記憶手段とを備え、上記各無線通信ネットワークにおける上記コーディネータは、マトリックス状に縦横配列させてなるとともに実際の通信位置に対応させた各四角形領域に、上記デバイスとの間で無線通信可能か否かを示す識別子を記述した通信可能マップをそれぞれ作成して、これを上記共存制御手段を介して上記記憶手段へ送信し、上記記憶手段は、上記各無線通信ネットワークにおける上記コーディネータからそれぞれ送信されてきた上記通信可能マップを記憶するとともに、互いに隣接する無線通信ネットワーク間でそれぞれの通信可能マップにつき同一通信位置に対応する各四角形領域に記述された識別子を比較することにより、隣接する無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じるか否かを判別し、通信干渉が生じる旨を判別した場合には、その隣接する一の無縁通信ネットワークに対して、隣接する他の無線通信ネットワークに関する情報を記述した隣接通信情報を上記共存制御手段を介して送信し、隣接する各無線通信ネットワークは、受信した上記隣接通信情報に基づいて互いに通信共存するための各種共存処理を実行することを特徴とする。

本発明に係る無線通信ネットワーク間の通信共存方法は、一以上のデバイスとコーディネータ間で無線通信を行う無線通信ネットワーク間の通信共存方法において、管轄内にある１又は複数の無線通信ネットワークによる各共存処理を制御する共存制御手段と、複数の上記共存制御手段から送信される各情報を記憶する記憶手段とを使用し、上記各無線通信ネットワークにおける上記コーディネータにより、マトリックス状に縦横配列させてなるとともに実際の通信位置に対応させた各四角形領域に、上記デバイスとの間で無線通信可能か否かを示す識別子を記述した通信可能マップをそれぞれ作成して、これを上記共存制御手段を介して上記記憶手段へ送信し、上記記憶手段により、上記各無線通信ネットワークにおける上記コーディネータからそれぞれ送信されてきた上記通信可能マップを記憶するとともに、互いに隣接する無線通信ネットワーク間でそれぞれの通信可能マップにつき同一通信位置に対応する各四角形領域に記述された識別子を比較することにより、隣接する無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じるか否かを判別し、通信干渉が生じる旨を判別した場合には、その隣接する一の無縁通信ネットワークそれぞれに対して、隣接する他の無線通信ネットワークに関する情報を記述した隣接通信情報を上記共存制御手段を介して送信し、隣接する各無線通信ネットワークにより、受信した上記隣接通信情報に基づいて互いに通信共存するための各種共存処理を実行することを特徴とする。

上述した構成からなる本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１９．１システムにおいて共存制御手段（ＣＭ）やＣＤＩＳによる制御が行われる場合においても、隣接する他の無線通信システムを漏れなく見つけ出して、高精度な干渉防止のための共存処理を行うことが可能となる。

本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システムの構成図である。ＣＤＩＳ内において記憶される無線通信ネットワークやＣＥを階層的に示した図である。本発明を適用した無線通信ネットワーク間の共存システムにおける一のＣＤＩＳ下の階層構造の模式図である。ＩＥＥＥ８０２．１９．１における共存システムのモデル図を示す図である。ＣＥとＣＭとの間で、このＣＯＥＸ＿ＴＲ＿ＳＡＰを介して共存のための各種通信を行う際のプロトコルスタックの構成を示す図である。本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システムにおける共存処理動作のコンセプトについて説明をするための図である。本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システムにおける共存処理動作のコンセプトについて説明をするための他の図である。隣接通信情報の例について説明するための図である。ＣＥの処理フローについて説明するための第１のフローチャートである。ＣＥの処理フローについて説明するための第２のフローチャートである。ＣＥの処理フローについて説明するための第３のフローチャートである。ＣＭの処理フローについて説明するための第１のフローチャートである。ＣＭの処理フローについて説明するための第２のフローチャートである。ＣＭの処理フローについて説明するための第３のフローチャートである。Ｈ、Ｓ、Ｉに移行した場合の処理フローの詳細について説明するためのフローチャートである。Ｊ、Ｋ、Ｆに移行した場合の処理フローの詳細について説明するためのフローチャートである。Ｍ、Ｎに移行した場合の処理フローの詳細について説明するためのフローチャートである。Ｏ、Ｑ、Ｒに移行した場合の処理フローの詳細について説明するためのフローチャートである。ＣＤＩＳの動作フローを示すフローチャートである。従来技術の問題点について説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システムは、ＩＥＥＥ８０２．１９．１標準が実装され、TV White Space（ＴＶＷＳ）存在する場合においても互いに共存処理を行うことが可能なシステムである。但し、本発明を適用した通信システムは、これに限定されるものではなく、ＴＶＷＳ以外の空間においても、他のいかなるシステム間の共存処理において適用してもよい。

本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システム１は、図１に示すように、一つのＣＤＩＳ（Coexistence Discovery and Information Server）２と、このＣＤＩＳとの間で情報を送受信可能な複数のＣＭ（Coexistence Manager）３と、これら各ＣＭ３との間で情報を送受信可能なＣＥ４（Coexistence Enabler）とを備えている。この図１では、ＣＤＩＳとの間で情報を送受信可能な２つのＣＭ３ａ、３ｂと、このＣＭ３ａの管轄に入っており、このＣＭ３ａのみと情報を送受信できる２つのＣＥ４ａ−１、４ａ−２と、ＣＭ３ｂの管轄に入っており、このＣＭ３ｂのみと情報を送受信できる１つのＣＥ４ｂとを備えている場合を例にとり説明をするが、これに限定されるものではない。また、ＣＤＩＳ２は、一つのみ設けられている場合に限定されるものではなく、複数に亘り設けられるものであってもよい。仮に複数のＣＤＩＳ２が設けられる場合には、互いに同期をとる必要がある。

また、この無線通信ネットワーク間の通信共存システム１は、外部にあるＴＶＷＳのデータベース５との間でも情報を送受信可能とされている。具体的には、ＣＤＩＳ２又はＣＭ３が、このデータベース５との間で情報を送受信可能とされている。

この本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システム１は、そのシステム外にある複数の無線通信ネットワーク６間において互いに通信干渉が生じないようにして隣接空間において互いに共存しえるような共存処理を実行していく。ＣＥ４は、その共存処理対象としての無線通信ネットワーク６に実装されている。無線通信ネットワーク６は、当該ネットワークの基地局としての役割を担うコーディネータ６１と、かかるコーディネータ６１との間で無線通信可能な複数のデバイス６２を有している。

一のＣＥはそれぞれ割り当てられた一の無線通信ネットワーク６のコーディネータ６１内に設けられる。例えば、ＣＥ４ａ−１は、割り当てられた無線通信ネットワーク６ａ−１におけるコーディネータ６１ａ−１内に実装される。ＣＥ４ａ−２は、割り当てられた無線通信ネットワーク６ａ−２におけるコーディネータ６１ａ−２内に実装される。ＣＥ４ｂは、割り当てられた無線通信ネットワーク６ｂにおけるコーディネータ６１ｂ内に実装される。

以下、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システム１の各構成要素について詳細に説明をする。

ＣＤＩＳ２は、少なくとも無線通信ネットワーク６間における共存処理に関する各種情報が記述され、またＣＭ３が実際に共存処理の制御を行う場合において、自身に格納されている各種有用な情報を提供するサーバーである。また、このＣＤＩＳは、ＴＶＷＳのデータベース５にアクセスし、そのＴＶＷＳにおけるプライマリユーザとの共存を行う上で必要な、使用可能な情報を取得してこれを蓄積する。またＣＤＩＳ２は、ＣＭ３毎にその管轄する無線通信ネットワーク６やＣＥ４に関する情報を記憶する。

図２は、このＣＤＩＳ２内において記憶される無線通信ネットワーク６やＣＥ４を階層的に示している。記憶すべき情報はＣＭ３がまとめてＣＤＩＳ２へ送信する。このため、ＣＤＩＳ２は、ＣＭ３単位で情報を記憶する。先ず最上位には、ＣＭ３に関する情報がテーブル化されて記憶され、これは有効チャネルのテーブルと同格となるように記憶されている。また、このＣＭ３の管轄するＣＥ４に関する情報がテーブル化されて記憶され、更にその下には無線通信ネットワーク６についての情報がテーブル化されて記憶されることになる。

ＣＭ３は、必要に応じて共存処理に関する意思決定を行う。このＣＭ３は、共存処理に関する各要求コマンド、又は応答コマンドを生成し、これをＣＤＩＳ２やＣＥ４へ送信する。また、このＣＭ３は、ＣＤＩＳ２やＣＥ４から送信されてきた各要求コマンド、又は応答コマンドを受信して共存に関する各種意思決定を行い、又は処理動作を実行することになる。また、ＣＭ３は、ＣＥ４自体が共存に関する意思決定を行わない場合には、このＣＥ４に代わってその意思決定を代行する場合もある。またＣＭ３はＴＶＷＳとの共存処理を行う場合においても、共存制御を自ら実行し、又はこれを補助する役割も担う。ちなみに、このＣＭ３は、それぞれのＣＥ４の管轄が割り当てられている。なお、このＣＭ３は、コーディネータ６１に実装されるものであってもよいし、インターネット上において個別に設けられるものであってもよい。

図３は、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システム１における階層構造の模式的に示している。この図３によれば、例えばＣＭ３ａの管轄としては、ＣＥ４ａ−１、ＣＥ４ａ−２、ＣＥ４ａ−３が割り当てられている。ＣＭ３ｂの管轄としては、ＣＥ４ｂ−１、ＣＥ４ｂ−２、ＣＥ４ｂ−３、ＣＥ４ｂ−４が割り当てられている。またＣＭ３ｃの管轄としては、ＣＥ４ｃ−１、ＣＥ４ｃ−２、ＣＥ４ｃ−３が割り当てられている。例えばＣＭ３ａは、自らの管轄内にあるＣＥ４ａ−１、ＣＥ４ａ−２、ＣＥ４ａ−３がそれぞれどのチャネルを利用しているのか、その通信範囲はどの程度か、どの通信規格か、等といった各種通信情報を基本的に全て把握しようとする。把握した通信情報は、ＣＭ３内にある図示しない記憶部に記憶される。また自己の管轄内にあるＣＥ４に関する通信情報が更新された場合には、随時アップデートされる場合もある。なお、ＣＭ３ａは、他のＣＭ３ｂ等の管轄下にあるＣＥ４ｂ−１〜ＣＥ４ｂ−４についての通信情報は、当初の段階では分からない状態となっている。

ちなみに、ここでいう通信情報は、チャネル情報に加えて、ＣＭ３のＩＤやネットワークＩＤ、サービスエリア、ネットワークの規格や通信方式、各種意思決定の方法等、通信に関するあらゆる情報が含まれる。

ＣＥ４は、無線通信ネットワーク６におけるコーディネータ６１並びにデバイス６２間と、ＣＭ３との間における通信を中継し、また共存に関する各種処理を実行するイネーブラーである。このＣＥ４は、実際に無線通信ネットワーク６におけるコーディネータ６１内に実装され、そのコーディネータ６１によって生成され、又はデバイス６２から受信した、共存に関する各種要求や応答をＣＭ３へ送信する。また、このＣＥ４は、ＣＭ３から送信されてくる、共存に関する各種要求や応答をコーディネータ６１やデバイス６２へ送る。ＣＥ４は、あくまでイネーブラーとしての役割が主たるものであって、送受信する信号を必要に応じて他の規格のものに置き換えたり、送受信する信号を他の信号に変換する処理を担う。即ち、図１におけるＣＥ４とコーディネータ６１との間における点線矢印は、何れもイネーブルを意味する。このＣＥ４は、ＣＭ３の下に管轄グループに分かれ、一のＣＥ４が２以上のＣＭ３の管轄グループに属することは無い。

なお、ＣＥ４は、それぞれ無線通信ネットワーク６に実装されることから、ＣＥ４の判断は、無線通信ネットワーク６（コーディネータ６１、デバイス６２を含む）自身の判断を代表しているといえる。

ＴＶＷＳのデータベース５は、プライマリユーザによって既に占有されているチャネルのリストを格納するデータベースである。また、このＴＶＷＳのデータベース５は、既に占有されていないチャネルのリストも格納する。

デバイス６２は、ＩＥＥＥ８０２標準に基づいてコーディネータ６１との間で無線パケット通信を行うことができ、更にはコーディネータ６１を介して他のデバイス６２との間で無線パケット通信を行うことができる。このデバイス６２は、例えば携帯電話、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等を初めとしたモバイル端末等である。

コーディネータ６１も同様に上述したデバイス６２と構成を同一とするものであってもよい。このコーディネータ６１は、無線通信ネットワーク６内における中央制御ユニットとしての役割を担う。また、コーディネータ６１にはＣＥ４を装着可能な図示しない装着部が設けられていてもよい。

ちなみに、この無線通信ネットワーク６内には、当該ネットワーク６内の通信を制御するための通信制御局が別途設けられていてもよい。

図４は、ＩＥＥＥ８０２．１９．１における共存システムのモデル図を示している。これらの共存システム全体は、アプリケーション層において定義されている。各ＩＥＥＥ８０２．１９．１システムにおいて、以下のサービスアクセスポイント（ＳＡＰ）を有している。

共存ＳＡＰ（ＣＯＥＸ＿ＳＡＰ）は、ＣＤＩＳ２、ＣＭ３、ＣＥ４の何れかと、無線通信ネットワーク６又はデバイス６２との間におけるＳＡＰであり、例えばＩＥＥＥ８０２．１１や、ＩＥＥＥ８０２．２２のシステムにおいて用いられる。

また共存転送ＳＡＰ（ＣＯＥＸ＿ＴＲ＿ＳＡＰ）は、ＣＤＩＳ２、ＣＭ３、ＣＥ４の何れかとＴＶＷＳのデータベース５との間におけるＳＡＰである。ちなみに、このＴＶＷＳのデータベース５との間での通信はサービスプロバイダを介して実行していくことになる。

また、図５は、ＣＥ４とＣＭ３との間で、このＣＯＥＸ＿ＴＲ＿ＳＡＰを介して共存のための各種通信を行う際のプロトコルスタックの構成を示している。ＣＥ４とＣＭ３とは、物理リンク層、ＴＣＰ層、ＩＰ層を介して共存のアプリケーションを実行していくこととなる。

次に、本発明を適用した無線通信ネットワーク間の通信共存システム１における共存処理動作のコンセプトについて説明をする。

図６(a)の斜線は、ある無線通信ネットワーク６において、コーディネータ６１がデバイス６２との間で通信可能な範囲を示している。即ち、四角形状で示されるドメイン領域内において通信可能な範囲と通信不能な非斜線領域に分離することができる。このドメイン領域は、コーディネータ６１から無線通信可能な最大範囲である。通信不能な範囲は、例えば、山岳地帯や建物等の影響により、当該範囲にデバイス６２が位置する場合には、コーディネータ６１との間で通信することができない範囲を意味する。この通信可能な範囲並びに通信不能な範囲は、コーディネータ６１側において、デバイス６２側からの電波の受信状況や受信信号強度等から予め判別することができる。

本発明では、かかる通信可能な範囲を図６(b)に示すようなマトリックス状に縦横配列させた四角形領域５１からなる通信可能マップ５０に落とし込む。この四角形領域５１は、実際の通信位置に対応させたものである。この四角形領域５１は、実際の通信位置の縦横１００ｍに対応させたものであるが、係る長さに限定されるものではない。この四角形領域５１は、後述する識別子の如きパラメータがそれぞれ割り当てられる。以下は、この四角形領域５１の定義の例である。

四角形領域は、ピクセルＩＤ、緯度、経度、周波数の下限、周波数の上限、アンテナの極性（水平、鉛直、円形等）、アンテナのアジマス角度の上下限、アンテナのエレベーション角の上下限、受信感度等のデータが記述されるものであってもよい。

また、この四角形領域５１には、それぞれコーディネータ６１がデバイス６２との間で無線通信可能か否かを示す識別子が記述される。この識別子は、いかなるものであってもよいが、例えば図６(b)に示すように、単位四角形領域５１内における通信可能範囲の割合が５０％を超える場合は、“１”を、また、単位四角形領域５１内における通信可能範囲の割合が５０％以下の場合には“０”を記述するようにしてもよい。その結果、通信可能範囲は、“１”と“０”とからなる２値で表された通信可能マップ５０で表示することが可能となる。また、２値化する際において、閾値として５０％で区切ることに限定されるものでは無く、閾値を超えるか否かで複数レベル化しされているものであれば、いかなるものであってもよい。なお、この通信可能マップ５０は、このように２値で表示する場合に限定されるものではなく、単位四角形領域５１内における通信可能範囲の占有率に応じて３段階以上で表示するようにしてもよい。

次に、各無線通信ネットワーク６のコーディネータ６１は、それぞれ作成した通信可能マップ５０を、それぞれを管轄するＣＭ３を介してＣＤＩＳ２へ送信する。ＣＤＩＳ２は、かかる通信可能マップ５０を管轄するＣＭ３毎にグルーピングし、無線通信ネットワーク６毎にそれぞれ記憶する。

次に、ＣＤＩＳ２は、この記憶した通信可能マップ５０を比較することにより、無線通信ネットワーク６間で通信干渉が生じる可能性があるか否か判別を行う。図７は、通信可能マップ５０ａと、通信可能マップ５０ｂとの間で通信干渉が生じたか否かを判別する例である。先ず同一通信位置に対応する各四角形領域５１を互いに比較する。この図７では、同一通信位置に対応する各四角形領域５１を、通信可能マップ５０ａと、通信可能マップ５０ｂとの間で重ねて表示している。

ちなみに判別は、各四角形領域５１に記述されている識別子を比較することにより行う。通信可能マップ５０ａと、通信可能マップ５０ｂとにおいて、同一通信位置に対応する双方の各四角形領域５１が互いに“１”と記述されている場合には、通信干渉が生じることを判別する。これに対して、通信可能マップ５０ａと、通信可能マップ５０ｂとにおいて、同一通信位置に対応する各四角形領域５１の何れか一方が“０”の場合には通信干渉が生じないことを判別する。ちなみに、この通信干渉が生じる旨が１以上の四角形領域５１において判別された場合には、その通信可能マップ５０ａ、ｂを生成した２つの無線通信ネットワーク６間において通信干渉が生じる旨を判別することとなる。

このとき、識別子を単位四角形領域５１内における通信可能範囲の占有率に応じて３段階以上で表示した場合においても同様に、通信可能範囲の占有率が高いもの同士が重複した場合には、通信干渉が生じる旨を判別するようにしてもよい。

次に、上述した判別の結果、通信干渉が生じる旨を判別した場合には、その隣接する一の無縁通信ネットワーク６に対して、隣接する他の無線通信ネットワーク６に関する情報を記述した隣接通信情報をＣＭ３を介して送信する。

この隣接通信情報は、隣接する無線通信ネットワークのネットワークＩＤ、採用する通信規格、チャネル情報を含むものであってもよい。

ネットワークＩＤは、ネットワークの同一性を見分けるために付された、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるＦＣＣ（Federal Communications Commission）、ＢＣＣ（The Broadcasting Corporation of China）等によって与えられるＩＤである。

通信規格は、ＴＶＷＳの動作環境下においても、通信可能なもので、例えばＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．２２、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇＴＶＷＳ等である。

また、チャネル情報とは、現在その無線通信ネットワーク６が使用しているチャネルである。共存システムにおいて、そのチャネルを使用している無線通信ネットワーク６は、それ以上強い干渉を受けないように制御されるのが通常である。

このような隣接通信情報を受信した無線通信ネットワーク６は、互いに通信干渉が生じないようにするためにチャネルを変更する等の各種調整を行うことになる。

図８に示すように、３つの無線通信ネットワーク６ａ〜６ｃが存在していた場合において、無線通信ネットワーク６ａは、ネットワークＩＤが“１０１”、通信規格がＩＥＥＥ８０２．１１、無線通信ネットワーク６ｂは、ネットワークＩＤが“１０２”、通信規格がＩＥＥＥ８０２．１１、無線通信ネットワーク６ｃは、ネットワークＩＤが“１０３”、通信規格がＩＥＥＥ８０２．２２であるものとする。このような情報は事前にＣＤＩＳ２へ送信されているものであってもよいし、上述した通信可能マップ送信時において同時にこれもＣＤＩＳ２へ送信するようにしてもよい。

ＣＤＩＳ２により互いに通信干渉が生じる旨が判断された結果、それぞれに対して隣接通信情報が送信されてきたものとする。また、チャネルは、チャネル１、チャネル２のみ存在するものとしたとき、無線通信ネットワーク６ａは、チャネル１を、無線通信ネットワーク６ｂは、チャネル２を、無線通信ネットワーク６ｃは、チャネル２を使用する。

表１は、ＣＤＩＳ２から送信されてくる隣接通信情報の例を示している。

隣接通信情報は、何れも隣接する無線通信ネットワークに関する情報である。このため無線通信ネットワーク６ａには、無線通信ネットワーク６ｂに関する隣接通信情報が、無線通信ネットワーク６ｂには、無線通信ネットワーク６ａ、６ｃに関する隣接通信情報が、更に無線通信ネットワーク６ｃには、無線通信ネットワーク６ｂに関する隣接通信情報が送信されてくることになる。

例えば、無線通信ネットワーク６ａは、隣接通信情報を取得することにより、無線通信ネットワーク６ｂが自身と同一の通信規格を採用していることを判別することができ、また自身とは異なるチャネル２で通信を行っていることを判別することができる。このため、無線通信ネットワーク６は、現在使用しているチャネル１をそのまま使用し続けることが、通信干渉を防ぐ意味において望ましいことを知ることができる。また、無線通信ネットワーク６ｃとしては、無線通信ネットワーク６ｂとの通信干渉を防止するために、チャネル１に切り替えることが望ましいことを知ることができる。

各無線通信ネットワーク６は、隣接する他の無線通信ネットワーク６との通信干渉を防止する観点から、チャネル切り替え等の制御を行う。

次に、無線通信ネットワーク間の通信共存方法のフローについて説明をする。

図９−１１は、ＣＥ４の処理フローを示している。先ず図９のステップＳ１１に示すように、ＣＥ４自身が無線通信ネットワーク６又はこれを構成するコーディネータ６１、デバイス６２への接続状況を確認する。次にステップＳ１２へ移行し、その接続が有効か否かを確認する。接続が無効であれば再びステップＳ１１へ移行し、接続が有効であれば、ステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１３へ移行した場合、無線通信ネットワーク６（以下、これを構成するコーディネータ６１並びにデバイス６２をも含む概念とする。）から共存に必要な各種情報を取得する。この共存のために必要な情報は、上述したチャネル情報、無線通信ネットワークに割り当てられたＩＤやネットワークＩＤ、サービスエリア、ネットワークの規格や通信方式等、通信に関するあらゆる情報を含むものである。

次にステップＳ１４へ移行し、その取得した情報が有効か否かを判別する。取得した情報が有効であればＡへ、また取得した情報が有効でなければステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ１５では、無線通信ネットワーク６に対して、共存に必要な情報を要求した後、再度ステップＳ１１へと戻る。

Ａに移行した場合には、そのままステップＳ１６へ移行し、ＣＭ３への接続確認を行う。そしてステップＳ１７において、接続が有効であるものと判断した場合にはＢへ移行する。これに対して、このステップＳ１７において接続が有効でない旨が判断された場合には、ステップＳ１８へ移行する。

ステップＳ１８へ移行した場合には、ＣＭ３が未動作であることを、無線通信ネットワーク６へ通知した上で、再度Ａに戻り、ステップＳ１６、１７の処理を繰り返し実行することになる。

図１０は、Ｂに移行した場合におけるフローを示している。先ずステップＳ１９へ移行し、無線通信ネットワーク６から認証情報を取得する。次にステップＳ２０へ移行し、ＣＥ４の認証を実行する。ステップＳ２１において認証が成功したのであればステップＳ２３へ移行する。これに対してステップＳ２１において認証が失敗した場合には、ステップＳ２２へ移行する。ステップＳ２２では、無線通信ネットワーク６に対して、認証が失敗である旨を通知し、再度ステップＳ１９へと戻る。

ステップＳ２３へ移行した場合には、無線通信ネットワーク６から登録情報を取得する。この登録情報とは、ＣＤＩＳ２が隣接通信情報を作成する上で、無線通信ネットワーク６それぞれのネットワークＩＤ、通信規格、チャネル等の情報である。次にステップＳ２４へ移行し、ＣＥ４の登録を実行した後、Ｃへ移行する。

図１１は、Ｃに移行した場合におけるフローを示している。ステップＳ２５において先ず隣接検出が行われる。この隣接検出とは、上述したＣＤＩＳ２による、無線通信ネットワーク６間において互いに通信干渉が生じる可能性があるか否かの判定である。この隣接検出の終了後、ステップＳ２６へ移行する。ステップＳ２６では、ＣＤＩＳ２側から送られてきた隣接通信情報を無線通信ネットワーク６へ転送する。この転送処理を終了させた後、Ｄを介してステップＳ２７へ移行する。

ステップＳ２７では、ＣＥ４において入力されたメッセージのチェックを行う。この入力メッセージは、無線通信ネットワーク６（コーディネータ６１、デバイス６２も勿論含む）からのものもあれば、ＣＭ３からのものも含まれる。ステップＳ２８において、新規にメッセージが入力されていない場合には、再びＤに戻り、このステップＳ２７、２８を繰り返し実行する。これに対して、新たなメッセージを受信した場合には、ステップＳ２９へ移行する。

ステップＳ２９では、その新たなメッセージの詳細を確認する。新たなメッセージが、新たな登録情報であればステップＳ３０へ、新たな隣接通信情報であればステップＳ３１へ、ＣＭ３がパワーオフする旨の通知であればステップＳ３２へ、セッションアクティブのチェック要求であればステップＳ３３へ、新たな有効チャネルリストの要求の場合には、ステップＳ３４へ、ＣＭ３からそれ以外のメッセージを受信した場合には、ステップＳ３６へ移行する。

ステップＳ３０へ移行した場合には、登録情報のアップデートを行う。また、ステップＳ３１へ移行した場合には、無線通信ネットワーク６に対して隣接通信情報を提供する。また、ステップＳ３２へ移行した場合には、そのＣＭ３について登録解除を実行する。ステップＳ３３へ移行した場合には、セッションアクティブの確認を行う。ステップＳ３４へ移行した場合には、先ず登録解除、認証解除を行い、更にステップＳ３５へ移行してＣＭ３が動作しないことを無線通信ネットワーク６等に通知する。ステップＳ３６へ移行した場合には、ＣＭ３に対して、かかるメッセージはサポート外であることを通知する。このステップＳ３０〜３６（ステップＳ３４を除く）の各処理を終了させた後、再びＤへ戻る。

図１２−１８は、ＣＭ３における処理フローを示している。スタート後、Ｅを経てステップＳ４１へ移行する。このステップＳ４１では、ＣＤＩＳ２への接続を試みる。実際には、ＣＭ３と接続可能なＣＤＩＳ２の候補リストに基づいて一のＣＤＩＳ２を選択し、それに対する接続を試みることになる。

次にステップＳ４２へ移行し、ＣＭ３とＣＤＩＳ２との接続が成功したか否かを識別する。接続成功の場合には、ステップＳ４４へ移行し、接続失敗の場合には、ステップＳ４３へ移行する。

ステップＳ４３に移行した場合には、ＣＤＩＳ２の候補リストの終端であるか否かを判別する。ＣＤＩＳ２の候補リストの終端でない場合には、ステップＳ４１へ戻り、次のＣＤＩＳ２に対して接続を試みる。また、ＣＤＩＳ２の候補リストの終端にある場合には、接続可能なＣＤＩＳ２がもはや残存していないため、その後のフローを停止させる。

ステップＳ４４へ移行した場合には、ＣＭ３のＣＤＩＳ２側における認証を実行する。次にステップＳ４５へ移行し、かかるステップＳ４４の認証がされた場合にはＦを通過してステップＳ４６へ移行し、当該認証がされなかった場合には、再びＥへ戻る。

ステップＳ４６へ移行した場合には、メッセージを受信できたか否か判別を行う。メッセージを受信できた場合には、ステップＳ４７へ移行し、受信できなかった場合には、Ｆに戻り、再びステップＳ４６の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ４７へ移行した場合には、ＣＥ４からのメッセージか否かを判別する。ＣＥ４からのメッセージであれば、ステップＳ４８へ移行する。これに対して、ＣＥ４からのメッセージでない場合にはＧへ移行する。ステップＳ４８へ移行した場合には、ＣＥ４のためにタイマーをセットするとともに、セッションアクティブのチェックを行った後、Ｇへ移行する。

なお、上述したＦは、図１３に示すようなフローチャートからも続くものとされていてもよい。この図１３では、Ｚからスタートし、先ずステップＳ４９において、ＣＤＩＳ２から、又はデータベース５から有効なチャネルを取得する。次にステップＳ５０に移行し、有効なチャネルリストを無線通信ネットワーク６へ通知する。次にステップＳ５１へ移行し、ＣＭ３による隣接検出を行う。次にステップＳ５２へ移行し、かかる隣接検出の結果得られた隣接通信情報を無線通信ネットワーク６へ通知し、Ｆへ移行する。

また図１２のＧに移行した場合には、図１４に示すように、かかるメッセージがイベントに関するものか、要求に関するものか、タイマーに関するものかを先ず識別する。

メッセージがイベントに関するものであって、パワーオフに関するものであればＨへ移行する。また、メッセージが要求に関するものであって、認証要求であればＩへ、登録要求であればＪへ、登録解除要求であればＫへ、認証解除要求であればＬへ、セッションアクティブの確認に関するものであればＭへ、隣接通信情報の通知に関するものであればＮへ、チャネルリストの通知に関するものであればＯへ、使用チャネルの応答であればＰへ、セッションアクティブの要求に関するものであればＱへ、他のメッセージであればＲへ移行する。また、メッセージがタイマーに関するものであって、セッションアクティブ要求であればＳへ移行する。

以下、これらＨ〜Ｓの詳細なフローについて説明をする。

Ｈに移行した場合には、図１５(a)に示すように、ステップＳ５３において、登録解除の通知を行い、ステップＳ５４においてＣＭ３の登録解除並びに認証解除の処理を行い、終了となる。

Ｓに移行した場合には、図１５(b)に示すように、ステップＳ５５においてＣＥ４のセッションアクティブチェックを行う。

Ｉに移行した場合には、図１５(c)に示すように、ステップＳ５６においてＣＥ４の認証を行う。

Ｊに移行した場合には、図１６(a)に示すように、ステップＳ５７において、動作コードを確認する。この動作コードでは、新規登録か、登録情報のアップデートかの何れかを示すものとされている。この動作コードが新規登録の場合には、ステップＳ５８へ移行してＣＥ４の登録を行い、次にステップＳ５９へ移行してＣＭ３の登録を行う。これに対して、動作コードがアップデートの場合には、ステップＳ６０へ移行してＣＥ４の登録アップデートを行い、更にステップＳ６１へ移行してＣＭ３の登録アップデートを行う。これらの処理を終了させた後、何れも図１３のＺへ移行する。

Ｋに移行した場合には、図１６(b)に示すように、ステップＳ６２に示すように、ＣＥ４の登録解除を行う。次にステップＳ６３に示すように、最後のＣＥ４の登録が解除されたか否か判別をする。最後のＣＥ４の登録解除が行われた場合には、ステップＳ６４へ移行する。これに対して、最後のＣＥ４の登録解除が未だ完了していない場合には、ステップＳ６５へ移行する。

ステップＳ６４に移行した場合には、ＣＭ３の登録解除を行う。またステップＳ６５に移行した場合には、ＣＭ３の登録アップデートを行う。ステップ６４、６５をそれぞれ終了させた後、Ｆへ移行する。

Ｌに移行した場合には、図１６(c)に示すように、ステップＳ６６において、ＣＥ４の認証解除を行う。

Ｍに移行した場合には、図１７(a)に示すように、ステップＳ６７に移行した場合には、ＣＥ４のセッションアクティブのタイマーをリセットする。

Ｎに移行した場合には、図１７(b)に示すように、ステップＳ６８に移行し、隣接通信情報をアップデートし、更にステップＳ６９へ移行してＣＥ４へ隣接通信情報を送信する。

Ｏに移行した場合には、図１８(a)に示すように、有効チャネルリストのアップデートをステップＳ７０において実行する。またステップＳ７１において、ＣＥ４への有効チャネルリストを送信する。このとき、情報サービスを一緒に含めるようにしてもよい。

Ｐに移行した場合には、フローチャートによる説明は省略するが、使用可能なチャネルに関する応答を送信する。

Ｑに移行した場合には、図１８(b)に示すように、ステップＳ７２において、ＣＤＩＳ２へのセッションアクティブの確認を送信する。

Ｒに移行した場合には、図１８(c)に示すように、ステップＳ７３において、受信したメッセージはサポート外である旨のエラーメッセージを送信する。

なお、これらＨ〜Ｓの詳細なフローにおいて、Ｊを除く全てのフローを実行後、Ｆに移行することになる。

図１９は、ＣＤＩＳ２の動作フローを示している。先ずステップＳ８１において、先ずデータベース５への接続を行う。次にＴを通過し、ステップＳ８２において、新たなメッセージやタイマーの満了を受信したか否かを識別する。その結果、受信した場合には、ステップＳ８３に移行し、受信できなかった場合には、Ｔへ移行する。

ステップＳ８３に移行した場合には、新たに受信した情報が、メッセージかタイマーかを識別する。受信したメッセージが接続要求の場合には、実際に接続処理を行った後、ステップＳ８４に示すような接続応答を行う。受信したメッセージが認証要求の場合には、ステップＳ８５に示すように、実際にＣＭ３の認証処理を行う。受信したメッセージが登録要求の場合には、ステップＳ８６に示すように、ＣＭ３の登録処理を行い、更にステップＳ８７に示すようにその登録した内容を隣接通信情報に反映させる。受信したメッセージが登録解除要求の場合には、ステップＳ８８に示すように、ＣＭ３の登録解除処理を行う。受信したメッセージが認証解除要求の場合には、ステップＳ８９に示すように、ＣＭ３の認証解除処理を行う。受信したメッセージが他のメッセージの場合には、ステップＳ９０に示すように、サポート外である旨のエラーメッセージを通知する。

また受信した情報がタイマーであった場合には、ＣＭ３のセッションアクティブ化である場合には、ステップＳ９１へ移行し、ＣＭ３のセッションアクティブ化のチェックを行う。

なお、これらステップＳ８４−Ｓ８５、Ｓ８７−Ｓ９１の処理を実行後、再度Ｔへ移行する。

表２は、ＣＭ３にログインするためにＣＥ４からＣＭ３へ送られるメッセージである。このメッセージは、ＣＤＩＳ２へログインするためにＣＭ３からＣＤＩＳ２へも送られる。

表３は、ＣＥ４の認証を認め、或いは拒絶するためにＣＭ３からＣＥ４へ送られるメッセージである。このメッセージは、ＣＭ３の認証を認め又は拒絶するためにＣＤＩＳ２からＣＭ３へと送信される。

表４は、ＣＭ３からログオフするためにＣＥ４からＣＭ３へ送られるメッセージである。このメッセージは、ＣＤＩＳ２からログオフするためにＣＭ３からＣＤＩＳ２へ送られる。

表５は、ＣＥ４の認証解除を認め、又は拒絶するためにＣＭ３からＣＥ４へ送られるメッセージである。また、このメッセージは、ＣＭ３の認証解除を認め、又は拒絶するためにＣＤＩＳ２からＣＭ３へ送られるメッセージである。

表６は、無線通信ネットワーク６又はデバイス６２の情報を登録するためにＣＥ４からＣＭ３へ送信されるメッセージである。このメッセージは、最初の登録又は登録のアップデートのために使用される。

表７は、ＣＭ３からＣＤＩＳ２により提供されるものであり、無線通信ネットワーク６又はデバイス６２の情報を登録するためにＣＭ３からＣＤＩＳ２へ送られるメッセージである。このメッセージは、最初の登録又は登録のアップデートのために使用される。

表８は、ＣＭ３からＣＥ４へ登録の確認のために送信されるメッセージである。このメッセージは、ＣＤＩＳ２からＣＭ３へ、登録の確認のために送信される。

表９は、ＣＭ３からＣＥ４へ、ＣＥ４への登録解除の通知のために送られるメッセージである。このメッセージは、ペイロードにおいて記述されないものとされている。

表１０は、ＣＭ３から登録の記録を除去するためにＣＥ４からＣＭ３へ送られるメッセージである。また、このメッセージは、ＣＤＩＳ２から登録の記録を除去するためにＣＭ３からＣＤＩＳ２へ送信される。

表１１は、登録解除の確認のためにＣＭ３からＣＥ４へ送信されるメッセージである。このメッセージは、登録解除の確認のために、ＣＤＩＳ２からＣＭ３へも送信される。

表１２は、ＣＤＩＳ２の有効性をチェックするためにＣＭ３からＣＤＩＳ２へ送信されるメッセージである。このメッセージは、ペイロードにおいて記述されるものではない。

表１３は、ＣＭ３のためのサービスを提供するためにＣＤＩＳ２の有効性を確認すべくＣＤＩＳ２からＣＭ３へ送られるメッセージである。

表１４は、ＣＥ４への隣接通信情報を提供するためにＣＭ３からＣＥ４へ送信されるメッセージである。

表１５は、ＣＤＩＳ２からＣＭ３へ送られるメッセージである。このメッセージは、ＣＤＩＳ２のために、ＣＭ３へ要求するためのものであり、無線通信ネットワーク６並びにデバイス６２に関する隣接通信情報を提供するためのものである。

表１６は、ＣＥ４へ有効チャネルのリストを要求するためにＣＭ３からＣＥ４へ送信されるメッセージである。このメッセージは、ＣＭ３からＣＤＩＳ２又はデータベース５へ、有効チャネルのリストを要求するためにも使用される。このメッセージはペイロードにおいて記述されるものではない。

表１７は、ＣＥ４からＣＭ３に対してＣＭへ有効チャネルリストを提供するためのメッセージである。このメッセージは、ＣＤＩＳ２やデータベース５からＣＭ３へも送信されるものであり、ＣＤＩＳ２やデータベース５がＣＭ３に対して有効チャネルリストを提供するために使用される。

表１８は、ＣＭ３／ＣＤＩＳ２からＣＥ４／ＣＭ３へ、ＣＥ４／ＣＭ３へのチャネルリストの提供のために送信されるものである。

１無線通信ネットワーク間の共存システム
２ＣＤＩＳ
３ＣＭ
４ＣＥ
５データベース
６無線通信ネットワーク
６１コーディネータ
６２デバイス

Claims

一以上のデバイスとコーディネータ間で無線通信を行う無線通信ネットワーク間の通信共存システムにおいて、
管轄内にある１又は複数の無線通信ネットワークによる各共存処理を制御する共存制御手段と、複数の上記共存制御手段から送信される各情報を記憶する記憶手段とを備え、
上記各無線通信ネットワークにおける上記コーディネータは、マトリックス状に縦横配列させてなるとともに実際の通信位置に対応させた各四角形領域に、上記デバイスとの間で無線通信可能か否かを示す識別子を記述した通信可能マップをそれぞれ作成して、これを上記共存制御手段を介して上記記憶手段へ送信し、
上記記憶手段は、上記各無線通信ネットワークにおける上記コーディネータからそれぞれ送信されてきた上記通信可能マップを記憶するとともに、互いに隣接する無線通信ネットワーク間でそれぞれの通信可能マップにつき同一通信位置に対応する各四角形領域に記述された識別子を比較することにより、隣接する無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じるか否かを判別し、通信干渉が生じる旨を判別した場合には、その隣接する一の無縁通信ネットワークに対して、隣接する他の無線通信ネットワークに関する情報を記述した隣接通信情報を上記共存制御手段を介して送信し、
隣接する各無線通信ネットワークは、受信した上記隣接通信情報に基づいて互いに通信共存するための各種共存処理を実行すること
を特徴とする無線通信ネットワーク間の通信共存システム。
上記コーディネータは、無線通信可能範囲が上記四角形領域において閾値を超えるか否かで複数レベル化した上記識別子を記述すること
を特徴とする請求項１記載の無線通信ネットワーク間の通信共存システム。
上記記憶手段は、上記隣接通信情報として、無線通信ネットワークのネットワークＩＤ、採用する通信規格、チャネル情報を含むこと
を特徴とする請求項１又は２記載の無線通信ネットワーク間の通信共存システム。
一以上のデバイスとコーディネータ間で無線通信を行う無線通信ネットワーク間の通信共存方法において、
管轄内にある１又は複数の無線通信ネットワークによる各共存処理を制御する共存制御手段と、複数の上記共存制御手段から送信される各情報を記憶する記憶手段とを使用し、
上記各無線通信ネットワークにおける上記コーディネータにより、マトリックス状に縦横配列させてなるとともに実際の通信位置に対応させた各四角形領域に、上記デバイスとの間で無線通信可能か否かを示す識別子を記述した通信可能マップをそれぞれ作成して、これを上記共存制御手段を介して上記記憶手段へ送信し、
上記記憶手段により、上記各無線通信ネットワークにおける上記コーディネータからそれぞれ送信されてきた上記通信可能マップを記憶するとともに、互いに隣接する無線通信ネットワーク間でそれぞれの通信可能マップにつき同一通信位置に対応する各四角形領域に記述された識別子を比較することにより、隣接する無線通信ネットワーク間で通信干渉が生じるか否かを判別し、通信干渉が生じる旨を判別した場合には、その隣接する一の無縁通信ネットワークそれぞれに対して、隣接する他の無線通信ネットワークに関する情報を記述した隣接通信情報を上記共存制御手段を介して送信し、
隣接する各無線通信ネットワークにより、受信した上記隣接通信情報に基づいて互いに通信共存するための各種共存処理を実行すること
を特徴とする無線通信ネットワーク間の通信共存方法。
上記コーディネータにより、無線通信可能範囲が上記四角形領域において閾値を超えるか否かで複数レベル化した上記識別子を記述すること
を特徴とする請求項４記載の無線通信ネットワーク間の通信共存方法。
上記記憶手段により、上記隣接通信情報として、無線通信ネットワークのネットワークＩＤ、採用する通信規格、チャネル情報を含むこと
を特徴とする請求項４又は５記載の無線通信ネットワーク間の通信共存方法。