JP2012015782A - 無線装置、無線システム - Google Patents

Abstract

【課題】確実性の高い電波検出を行うことのできる無線装置、無線システムを提供する。
【解決手段】無線装置は、使用する周波数帯が第１の無線システムと重複した該第１の無線システムとは異なる第２の無線システムに属し、該第２の無線システムに属するクライアント装置と通信する無線装置であって、クライアント装置に対し第１の無線システムの電波を検出するための検出条件を含む要求信号を送信する送信部と、要求信号に応じてクライアント装置から送信された検出条件に基づく第１の無線システムの電波の検出結果を含む応答信号を受信する受信部と、応答信号に基づいて第１の無線システムの稼働状況を判定する判定部と、判定部の判定結果として、第１の無線システムが稼働中と判定された場合、第１の無線システムが使用する周波数帯と重複する周波数帯における送信部の電波の発射を制限する制御部とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、使用する周波数帯を共用する無線システムにおいて混信を予め防止する無線装置、無線システムに関する。

電波関連産業において、ＴＶＷＳ（TV White Space：テレビ用空きスペース）を使用するシステムの開発が進められている。ＴＶＷＳを使用した通信を実現するには、既存の無線通信システムを改修して、これらのシステムの動作を電波関連法規に適合させる必要がある。

ＴＶＷＳを使用するシステムに要求される条件としては、例えば、当該ＴＶＷＳを使用する優先順位が高い無線局（この場合はＴＶ）が当該周波数帯を使用しているときは、電波の発射を停止する機能を有することが挙げられる。免許を有し電波監理上優先順位の高い無線局の通信を妨害しないためである。

このような機能を実現するには、ＴＶＷＳにおける電波の利用状況、特に優先順位の高いＴＶなどの無線局の電波を監視して混信を防ぐ仕組みが必要である。他の無線局との混信を防ぐ仕組みとしては、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式）が知られている。しかし、ＣＳＭＡ／ＣＡのような検出方式は、検出対象がＴＶのように受信電界強度の低い電波の場合、当該電波の検出に失敗することがあった。また、ＣＳＭＡ／ＣＡのような検出方式は、電波検出のための手順やフレームワークを有していないため、リモートでの電波検出を行うことができなかった。

特開２００７−１６６４７０公報

このように、従来の無線装置、無線システムでは、確実な電波検出が困難であるという問題がある。本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、確実性の高い電波検出を行うことのできる無線装置、無線システムを提供することを目的としている。

上記した課題を解決するため、実施形態に係る無線システムは、使用する周波数帯が第１の無線システムと重複した該第１の無線システムとは異なる第２の無線システムに属し、該第２の無線システムに属するクライアント装置と通信する無線装置であって、クライアント装置に対し第１の無線システムの電波を検出するための検出条件を含む要求信号を送信する送信部と、要求信号に応じてクライアント装置から送信された検出条件に基づく第１の無線システムの電波の検出結果を含む応答信号を受信する受信部と、応答信号に基づいて第１の無線システムの稼働状況を判定する判定部と、判定部の判定結果として、第１の無線システムが稼働中と判定された場合、第１の無線システムが使用する周波数帯と重複する周波数帯における送信部の電波の発射を制限する制御部とを具備している。

また、実施形態に係る無線システムは、使用する周波数帯が他の無線システムと重複し第１および第２の無線装置を有する無線システムであって、第１の無線装置は、第２の無線装置に対し他の無線システムの電波を検出するための検出条件を含む要求信号を送信する送信部と、要求信号に応じて第２の無線装置から送信された検出条件に基づく他の無線システムの電波の検出結果を含む応答信号を受信する受信部と、応答信号に基づいて他の無線システムの稼働状況を判定する判定部と、判定部の判定結果として、他の無線システムが稼働中と判定された場合、他の無線システムが使用する周波数帯と重複する周波数帯における送信部の電波の発射を制限する制御部とを備え、第２の無線装置は、要求信号を受信する受信部と、要求信号に応じて他の無線システムの電波を検出する検出部と、検出部による検出結果に基づいて応答信号を送信する送信部とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、確実性の高い電波検出を行うことのできる無線装置、無線システムを提供することができる。

実施形態の概念を示す概念図である。 実施形態の無線システムの構成を示すブロック図である。 実施形態の無線システムにおける要求フレームの例を示す図である。 実施形態の要求フレームにおける測定タイプフィールドの例を示す図である。 実施形態の要求フレームにおける測定要求フィールドの例を示す図である。 実施形態の要求フレームにおける測定要求フィールドの例を示す図である。 実施形態の無線システムにおける応答フレームの例を示す図である。 実施形態の応答フレームにおける測定タイプフィールドの例を示す図である。 実施形態の応答フレームにおける測定報告フィールドの例を示す図である。 実施形態の応答フレームにおける測定報告フィールドの例を示す図である。 実施形態の無線システムの動作を示すフローチャートである。

（実施形態の構成）
以下、図面を参照して、実施形態に係る無線システムについて詳細に説明する。図１に示すように、この実施形態の無線システムにおけるアクセスポイント装置１（以下「ＡＰ１」）は、クライアント装置２（以下「ＳＴＡ２」）と無線通信する親局であり、プライマリシステムＰＳと重複する周波数帯を使用する。プライマリシステムＰＳは、ＡＰ１およびＳＴＡ２よりも当該周波数帯を使用する優先順位が高く、ＡＰ１およびＳＴＡ２は、プライマリシステムＰＳに対して混信を与えてはならない状態にある。以下に説明する例では、プライマリシステムＰＳは、テレビジョン放送の電波を送信する無線システムであり、ＡＰ１およびＳＴＡ２は、無線ＬＡＮシステム（ＷＬＡＮシステム）であるものとして説明する。

ＳＴＡ２は、ＡＰ１と通信する子局であり、同時にプライマリシステムＰＳの電波を検出するリモートセンサ局としても機能する。ＡＰ１は、通信相手としてのＳＴＡ２の親局であると同時に、センサ局としてのＳＴＡ２の親局でもある。すなわち、ＡＰ１は、ＳＴＡ２を統括する機能を有している。

（ＡＰ・ＳＴＡの構成）
図２に示すように、この無線システムにおけるアクセスポイント装置・ＡＰ１は、受信部１１、送信部１２、インタフェース部１３を有している。受信部１１は、アンテナ１０を介してＳＴＡ２から送られる電波を受信し、所定の方式で復調する。送信部１２は、ＳＴＡ２に対する情報を変調して無線信号を生成し、アンテナ１０を介してＳＴＡ２に送信する。インタフェース部１３は、受信部１１および送信部１２と、インターネットなどのネットワーク１４とを接続する。

受信部１１は、クライアント装置・ＳＴＡ２からの電波をアンテナ１０を介して受信し、所定の方式で復調してインタフェース部１３を経由してネットワーク１４に送る。一方、ネットワーク１４からの情報は、インタフェース部１３を介して送信部１２に送られ、送信部１２は、当該情報を無線信号に変換してアンテナ１０を介してＳＴＡ２に送信する。すなわち、受信部１１、送信部１２およびインタフェース部１３は、ＳＴＡ２を収容するＷＬＡＮのアクセスポイントとして機能する。受信部１１および送信部１２は、例えば、IEEE802.11規格に準拠したシステムを用いて実現することができる。なお、受信部１１および送信部１２が使用する周波数帯は、プライマリシステムＰＳが使用する周波数帯と少なくとも一部が重複している。

また、この無線システムにおけるＡＰ１は、フレーム生成部１５、フレーム解析部１６および無線制御部１７などを含む演算部とおよびデータベース（ＤＢ）１８とを備えている。

フレーム生成部１５は、ＡＰ１からＳＴＡ２へ送るビーコンや制御信号などを構成するデータフレームを生成する。フレーム解析部１６は、ＳＴＡ２からＡＰ１へ送られる応答信号などを構成するデータフレームの内容を解析する。無線制御部１７は、ＳＴＡ２から送られフレーム解析部１６が解析したデータフレームの内容に基づいて、送信部１２の動作を制御する。ＤＢ１８は、ＳＴＡ２から送られフレーム解析部１６が解析したデータフレームの内容に基づいて、プライマリシステムＰＳの稼働状況や隣接する他のＡＰ／ＳＴＡの配置状況などを記憶するデータベースである。ＤＢ１８は、ＡＰ１の他の要素と直接接続されても、ネットワーク１４を介して接続されてもかまわない。

すなわち、この実施形態の無線システムにおけるＡＰ１は、ＷＬＡＮのアクセスポイントとして機能する受信部１１、送信部１２およびインタフェース部１３と、ビーコンや制御信号を生成・解析するフレーム生成部１５およびフレーム解析部１６と、電波の発射の制御を担う無線制御部１７とを備えている。

続いて、この実施形態の無線システムにおけるクライアント装置・ＳＴＡ２について説明する。この無線システムにおけるＳＴＡ２は、受信部２１、送信部２２、インタフェース部２３を有している。受信部２１は、アンテナ２０を介してＡＰ１から送られる電波を受信し、所定の方式で復調する。送信部２２は、ＡＰ１に対する情報を変調して無線信号を生成し、アンテナ２０を介してＡＰ１に送信する。インタフェース部２３は、受信部２１および送信部２２と、外部機器であるパーソナルコンピュータ・ＰＣ２４とを接続する。

受信部２１は、アンテナ２０を介してＡＰ１からの電波を受信して所定の方式で復調し、復調した信号（情報）をインタフェース部２３を介してＰＣ２４に送る。一方、ＰＣ２４からの情報は、インタフェース部２３を介して送信部２２に送られ、送信部２２は、当該情報を無線信号に変換してアンテナ２０を介してＡＰ１に送信する。すなわち、受信部２１、送信部２２およびインタフェース部２３は、ＡＰ１を親局とするＷＬＡＮのクライアントとして機能する。ＡＰ１の受信部１１および送信部１２と同様に、ＳＴＡ２の受信部２１および送信部２２は、例えば、IEEE802.11規格に準拠したシステムを用いて実現することができる。ＡＰ１の受信部１１および送信部１２と同様に、ＳＴＡ２の受信部２１および送信部２２が使用する周波数帯は、プライマリシステムＰＳが使用する周波数帯と少なくとも一部が重複している。

また、この無線システムにおけるＳＴＡ２は、フレーム生成部２５、フレーム解析部２６、無線制御部２７、検出制御部２８および検出部２９などを含む演算部を備えている。

フレーム生成部２５およびフレーム解析部２６は、ＡＰ１におけるフレーム生成部１５およびフレーム解析部１６と対応する。すなわち、フレーム生成部２５は、ＳＴＡ２からＡＰ１へ送る送信信号を構成するデータフレームを生成する。フレーム解析部２６は、ＡＰ１からＳＴＡ２へ送られるビーコンや制御信号などを構成するデータフレームの内容を解析する。無線制御部２７は、ＡＰ１から送られフレーム解析部２６が解析したデータフレームの内容に基づいて、送信部２２の動作を制御する。

検出制御部２８および検出部２９は、プライマリシステムＰＳの電波を検出するセンサシステムを構成する。検出部２９は、プライマリシステムＰＳの電波（これはＡＰ１の送信部１２およびＳＴＡ２の送信部２２の送信電波と周波数の少なくとも一部が重複する）を検出するセンサである。検出部２９は、アンテナ２０を介して電波を検出してもよいし、内部にアンテナを内蔵してもよい。検出制御部２８は、検出部２９による電波検出を制御するとともに検出部２９による検出結果をフレーム生成部２５に送る機能を有している。

すなわち、この実施形態の無線システムにおけるＳＴＡ２は、ＷＬＡＮのクライアントとして機能する受信部２１、送信部２２およびインタフェース部２３と、ビーコンや制御信号を生成・解析するフレーム生成部２５およびフレーム解析部２６と、電波の発射の制御を担う無線制御部２７と、プライマリシステムＰＳの電波を検出する検出制御部２８および検出部２９とを備えている。

（要求フレーム）
この実施形態に係る無線システムのＡＰ１は、ＳＴＡ２に備えられたセンサシステム（検出制御部２８および検出部２９）を利用して、プライマリシステムＰＳの稼働状況を確認する。すなわち、ＡＰ１は、ＡＰ１および配下のＳＴＡ２が無線通信を維持可能か（プライマリシステムＰＳの通信に混信妨害を与える状態にあるか否か）を判定する。これは、例えばＡＰ１の周囲の電波受信環境がよくないでも、ＡＰ１と距離の離れたＳＴＡ２によるリモート検出を可能にするものである。また、ＳＴＡ２を複数配置した場合には、プライマリシステムＰＳの受信点たるＳＴＡ２の配置を広範囲に散らせることが可能となる。これは、ＡＰ１が各ＳＴＡ２の受信結果を合成することにより、プライマリシステムＰＳの電波が微弱であっても確実な電波検出を可能にするものである。ＡＰ１がＳＴＡ２にプライマリシステムＰＳの電波検出を実行させるため、ＡＰ１のフレーム生成部１５は「要求フレーム」を生成し、送信部１２は、当該要求フレーム含んだビーコンを送信する。要求フレームは、例えば、図３に示すような構成を有している。

図３に示す例では、要求フレームには、フレームを識別する「エレメントＩＤ（Element ID）」、全フィールドの長さを示す「フィールド長（Length）」、測定タイミングを示す「測定トークン（Measurement Token）」、測定要求の種別を示す「測定要求モード（Measurement Request Mode）」、測定対象の種別を示す「測定タイプ（Measurement Type）」、具体的測定条件を示す「測定要求（Measurement Request）」の各要素が含まれている。

図４に、要求フレームの要素のうち「測定タイプ」の一例を示す。図４に示すように、要求フレームの測定タイプには、ＡＰ１からＳＴＡ２への電波の受信電力を測定させる「基本要求（Basic Request）」、ＡＰ１からＳＴＡ２への電波の周波数帯やチャネルの空き状況を評価させる「空きチャネル評価要求（Clear Channel Assessment request）」、ＡＰ１からＳＴＡ２への電波の受信電力とそのヒストグラムを検出・生成させる「受信電力表示ヒストグラム要求（Received Power Indication histogram request）」、使用する周波数帯が重複し当該周波数帯を使用する優先順位の高い無線システムの信号を検出させる「プライマリサービス信号要求（Primary Service Signal request）」などが要素として記録される。例えば、この実施形態の無線システムのように、プライマリシステムＰＳの稼働状況を検出する測定タイプは、「プライマリサービス信号要求」に対応する値の「３」が要求フレームの「測定タイプ」フィールドに格納される。すなわち、要求フレームには、ＳＴＡ２に検出させる測定対象を特定する情報が含まれている。

図５に、要求フレームの測定タイプが「基本要求」である場合に「測定要求」に格納される要素の一例を示す。図５に示すように、要求フレームの測定タイプが「基本要求」である場合、測定要求の要素として、電波規制の区分を示す「規制クラス（Regulatory Class）」、ＡＰ１からＳＴＡ２への通信に用いるチャネルを示す「チャネル番号（Channel Number）」、ＡＰ１からのビーコンがＳＴＡ２に到着してから測定を開始するまでの時間を示す「測定開始時間（Measurement Start Time）」、測定を継続する時間を示す「測定継続時間（Measurement Duration）」、測定動作と測定動作の時間間隔を示す「測定間隔（Measurement Interval）」、測定を反復する回数を示す「測定反復（Measurement Repetition）」などが格納される。

同様にして、図６に、要求フレームの測定タイプが「プライマリサービス信号要求」である場合に「測定要求」に格納される要素の一例を示す。図６に示すように、要求フレームの測定タイプが「プライマリサービス信号要求」である場合、測定要求の要素として、電波規制の区分を示す「規制クラス（Regulatory Class）」、測定対象のプライマリシステムＰＳのチャネルを示す「チャネル番号（Channel Number）」、ＡＰ１からのビーコンがＳＴＡ２に到着してからプライマリシステムＰＳの電波測定を開始するまでの時間を示す「測定開始時間（Measurement Start Time）」、電波測定を継続する時間を示す「測定継続時間（Measurement Duration）」、測定動作と測定動作の時間間隔を示す「測定間隔（Measurement Interval）」、測定を反復する回数を示す「測定反復（Measurement Repetition）」などが格納される。

すなわち、この実施形態の要求フレームには、ＳＴＡ２がプライマリシステムＰＳの電波を検出するための検出条件に関する情報が含まれている。この実施形態の無線システムでは、ＡＰからＳＴＡへプライマリシステムＰＳの電波検出を要求する要求フレームに、当該プライマリシステムＰＳの電波を検出するための測定条件に関する情報を含むので、ＡＰ１が電波検出を必要とするタイミングで必要な時間の測定を実現することができる。これは、プライマリシステムＰＳの電波が弱い場合やＡＰ１単独ではプライマリシステムＰＳの電波検出が困難な場合であっても、確実性の高い電波検出を可能とするものである。

（応答フレーム）
この実施形態に係る無線システムのＳＴＡ２は、自己のセンサシステム（検出制御部２８および検出部２９）を利用した電波検出をＡＰ１から指示され、ＡＰ１にその測定結果を送り返す。すなわち、ＳＴＡ２は、プライマリシステムＰＳの電波を検出して検出結果をＡＰ１に報告する機能を有する。ＳＴＡ２がＡＰ１に検出結果を報告するため、ＳＴＡ２のフレーム生成部２５は、「応答フレーム」を生成し、送信部２２は、当該応答フレーム含んだ応答信号を送信する。応答フレームは、例えば、図７に示すような構成を有している。

図７に示す例では、応答フレームには、フレームを識別する「エレメントＩＤ（Element ID）」、全フィールドの長さを示す「フィールド長（Length）」、測定タイミングを示す「測定トークン（Measurement Token）」、測定報告の種別を示す「測定報告モード（Measurement Report Mode）」、測定対象の種別を示す「測定タイプ（Measurement Type）」、実際に測定した諸条件を示す「測定報告（Measurement Report）」の各要素が含まれている。

図８に、応答フレームのうち「測定タイプ」の一例を示す。図８に示すように、応答フレームの測定タイプには、ＡＰ１からＳＴＡ２への電波の受信電力の測定結果を報告する「基本報告（Basic Report）」、ＡＰ１からＳＴＡ２への電波の周波数帯やチャネルの空き状況の評価結果を報告する「空きチャネル評価報告（CCA report）」、ＡＰ１からＳＴＡ２への電波の受信電力とそのヒストグラムを報告する「受信電力表示ヒストグラム報告（RPI histogram report）」、使用する周波数帯が重複し当該周波数帯を使用する優先順位の高い無線システムの信号の検出結果を報告する「プライマリサービス信号報告（PSSI report）」などが要素として格納される。この実施形態の無線システムのように、プライマリシステムＰＳの稼働状況を検出する測定タイプは、「プライマリサービス信号報告」に対応する値の「３」が応答フレームの「測定タイプ」フィールドに格納される。すなわち、応答フレームには、ＳＴＡ２が検出した測定対象を特定する情報が含まれている。

図９に、応答フレームの測定タイプが「基本報告」である場合に「測定報告」に格納される要素の一例を示す。図９に示すように、応答フレームの測定タイプが「基本報告」である場合、測定報告の要素として、ＳＴＡ２のＢＳＳＩＤを示す「ＢＳＳ」、ＡＰ１からＳＴＡ２への通信に用いた電波のＯＦＤＭプリアンブルを示す「ＯＦＤＭプリアンブル」、確認できない信号を示す「未確認信号」、プライマリサービスの信号を示す「プライマリサービス信号」、測定できなかったことを示す「測定外」などが格納される。

同様にして、図１０に、応答フレームの測定タイプが「プライマリサービス信号報告」である場合に「測定報告」に格納される要素の一例を示す。図１０に示すように、応答フレームの測定タイプが「プライマリサービス信号報告」である場合、測定報告の要素として、測定対象のプライマリシステムＰＳのチャネルを示す「チャネル番号（Channel Number）」、ＡＰ１からのビーコンがＳＴＡ２に到着してからプライマリシステムＰＳの電波測定を開始するまでの時間を示す「測定開始時間（Measurement Start Time）」、電波測定を継続する時間を示す「測定継続時間（Measurement Duration）」、測定した電波の信号強度を示す「信号強度（Signal Energy）」、測定時のノイズ閾値を示す「ノイズ閾値（Noise Threshold）」などが格納される。

すなわち、この実施形態の応答フレームには、ＳＴＡ２が実際に検出した検出結果が含まれている。この実施形態の無線システムでは、ＳＴＡからＡＰへプライマリシステムＰＳの電波検出を報告する応答フレームに、当該プライマリシステムＰＳの電波を実際に検出した検出結果を含むので、ＡＰ１は、ＳＴＡ２の設置場所におけるプライマリシステムＰＳの電波の受信電界強度を知ることができる。これは、ＡＰ１が電波受信環境のよくない場合でも、プライマリシステムＰＳの電波検出を可能にする。特に、ＳＴＡ２が複数配置されている場合は、ＡＰ１がＳＴＡ２の設置された複数箇所におけるプライマリシステムＰＳの電波受信結果を取得できる。すなわち、ＡＰ１は、複数のＳＴＡ２からの報告結果を合成することで、プライマリシステムＰＳの電波が微弱であっても確実性の高い検出を実現することができる。

このように、この実施形態の無線システムでは、ＡＰ１のビーコンに含まれる要求フレームに基づいて、ＳＴＡ２がプライマリシステムＰＳの電波検出を実行し、ＳＴＡ２は、測定結果を応答フレームに格納して応答信号をＡＰ１に送り返す。

（実施形態の動作）
続いて、図２ないし１１を参照して、この実施形態に係る無線システムの動作を説明する。

（ＡＰ１によるビーコン送信）
フレーム生成部１５は、所定のタイミングで、要求フレームを生成する（ステップ３０。以下「Ｓ３０」のように称する。）。フレーム生成部１５は、プライマリシステムＰＳの電波到来の有無をＳＴＡ２に検出させるため、測定タイプを「プライマリサービス信号要求」とした要求フレームを生成する。フレーム生成部１５には、測定対象周波数帯（チャネル）、測定開始時間、測定継続時間、測定間隔、および測定反復など電波検出のためのパラメータが予め与えられている。すなわち、フレーム生成部１５は、これらのパラメータに基づき図３および図６に示すような要求フレームを生成する。

フレーム生成部１５が要求フレームを生成すると、送信部１２は、当該要求フレームを変調してＳＴＡ２へのビーコン周波数の高周波信号を生成する。送信部１２は、アンテナ１０を介して生成した高周波信号を送信する（Ｓ３１）。ビーコンの送信タイミング等は、ＡＰ１およびＳＴＡ２の無線システム単位で予め決定しておく。

（ＳＴＡ２による電波検出）
一方、ＳＴＡ２の受信部２１は、親局であるＡＰ１との通信信号と併せて、ＡＰ１からのビーコン信号を常に受信しうるように待機している（Ｓ３２）。受信部２１は、アンテナ２０を介して受信したビーコン信号を復調し、データフレームを取り出してフレーム解析部２６に送る。ここでは、取り出されるデータフレームは要求フレームとなる。

フレーム解析部２６は、受け取った要求フレームを解析してＡＰ１の要求内容を抽出する（Ｓ３３）。すなわち、ＡＰ１のフレーム生成部１５が要求フレームに格納した測定対象周波数帯（チャネル）、測定開始時間、測定継続時間、測定間隔、および測定反復など電波検出のためのパラメータを抽出する。フレーム解析部２６は、抽出したパラメータを検出制御部２８に送る。

電波検出のためのパラメータを受け取ると、検出制御部２８は、要求フレームから抽出された測定開始時間からプライマリシステムＰＳの電波検出を開始する（Ｓ３４）。検出制御部２８は、測定開始時間に規定されたタイミングで、検出部２９が検出したプライマリシステムＰＳの周波数帯の検出信号の記録を開始し、測定継続時間に規定された時間中記録を継続する。このとき、測定開始時間は、受信部２１がビーコン信号を受け取ってから、あるいはフレーム解析部２６が要求フレームを取り出してからのオフセット時間により規定することができる。要求フレームに測定間隔や測定反復の要素が規定されている場合、検出制御部２８は、規定内容に従って検出部２９が検出した検出信号の記録を繰り返す。電波検出のためのパラメータに規定された電波検出手順が終わると、検出制御部２８は、記録した検出結果をフレーム生成部２５に送る。

検出結果を受けると、フレーム生成部２５は、検出結果を格納した応答フレームを生成する（Ｓ３５）。フレーム生成部２５は、検出制御部２８および検出部２９による電波検出の結果をＡＰ１に報告するため、測定タイプを「プライマリサービス信号報告」とした応答フレームを生成する。フレーム生成部２５は、検出制御部２８から送られた検出結果に基づき、測定チャネル番号、測定開始時間、測定継続時間、信号強度の値、ノイズ閾値の値など電波検出の報告のためのパラメータを格納した、図７および図１０に示すような応答フレームを生成する。検出制御部２８および検出部２９による電波検出が複数回実行される場合は、１回の検出ごとに応答フレームを生成してもよいし、複数回分をまとめて応答フレームを生成してもよい。あるいは、加算器や積分器を備えて複数回分の検出結果を合成した上で、合成された検出結果に基づいて応答フレームを生成してもよい。フレーム生成部２５は、生成した応答フレームを送信部２２に送る。

応答フレームが生成されると、送信部２２は、当該応答フレームを変調してＡＰ１への応答周波数の高周波信号を生成する。送信部２２は、アンテナ２０を介して生成した高周波信号を送信する（Ｓ３６）。

（ＡＰ１によるプライマリシステムの稼働状況の判定）
受信部１１は、送信部１２がビーコンを送信した後、ＳＴＡ２からの応答信号の受信待機状態にある（Ｓ３７）。受信部１１は、アンテナ１０を介して受信した応答信号を復調し、応答フレームを取り出してフレーム解析部１６に送る。

フレーム解析部１６は、受け取った応答フレームを解析してＳＴＡの報告内容を抽出する（Ｓ３８）。すなわち、ＳＴＡ２のフレーム生成部２５が応答フレームに格納した測定チャネル番号、測定開始時間、測定継続時間、信号強度の値、ノイズ閾値の値などのパラメータを抽出して、抽出結果を無線制御部１７に送る。

この実施形態では、ＡＰ１およびＳＴＡ２は、ＷＬＡＮを構成するから、クライアントであるＳＴＡ２は複数存在してもかまわない。その場合、受信部１１およびフレーム解析部１６は、ＳＴＡ２の数だけステップ３７および３８の動作を繰り返す（Ｓ３９）。

全てのＳＴＡ２からの抽出結果を受けると（Ｓ３９のＹｅｓ）、無線制御部１７は、信号強度の値やノイズ閾値の値などに基づき、判定対象とするＳＴＡ２を特定する（Ｓ４０）。これは、ＳＴＡ２の設置場所の電磁波環境により生じうる不適切なデータ（明らかに周囲のノイズを拾っている場合等）を排除するものである。

ＳＴＡ２を特定すると、無線制御部１７は、特定した各ＳＴＡ２の抽出結果を合成し、ＡＰ１およびＳＴＡ２の無線システムが配置された領域における合成受信信号電力値を算出する（Ｓ４１）。この合成受信信号電力値は、当該無線システムの配置領域においてプライマリシステムＰＳの電波が受信可能か（当該領域においてプライマリシステムＰＳに混信妨害を与えうるか否か）を判定する指標である。

無線制御部１７による特定したＳＴＡ２の抽出結果の合成は、様々な方法が考えられる。例えば、ＳＴＡ２が一つのみであれば、複数回の検出サンプルを合成することができる。ＳＴＡ２が複数存在する場合は、各ＳＴＡ２が並行して測定した検出エネルギーを合成して指標値を算出することができる。

指標となる電力値が求まると、無線制御部１７は、当該電力値と所定の閾値とを比較してプライマリシステムＰＳの稼働の有無を判定する（Ｓ４２）。当該電力値が閾値以下の場合（Ｓ４２のＮｏ）、無線制御部１７は、送信部１２に送信許可を与える（Ｓ５１）。すなわち、無線制御部１７は、当該領域においてプライマリシステムＰＳに混信妨害を与えるおそれがないと判定し、ＡＰ１とＳＴＡ２との間の通信を許可する。

送信部１２に送信許可を与えると、無線制御部１７は、ＤＢ１８にプライマリシステムＰＳの稼働状況を登録する。すなわち、当該領域におけるプライマリシステムＰＳは稼働していない旨登録する（Ｓ５２）。

一方、指標となる電力値と所定の閾値とを比較した結果、当該電力値が閾値を超えた場合（Ｓ４２のＹｅｓ）、無線制御部１７は、フレーム生成部１５に対し、ＳＴＡ２へ電波発射禁止を指示する指示フレームの生成を指示する。指示を受けると、フレーム生成部１５は、ＳＴＡ２の電波発射を禁ずる内容の指示フレーム（図示せず）を生成して送信部１２に送る（Ｓ４３）。

指示フレームを受けると、送信部１２は、指示フレームを変調してビーコン信号を生成し、アンテナ１０を介して当該ビーコン信号を送信する（Ｓ４４）。

（ＡＰ１によるＳＴＡ２のリモート制御）
ＳＴＡ２の受信部２１は、ＡＰ１からの指示ビーコンを受信する（Ｓ４５）。受信部２１は、指示ビーコンを復調して指示フレームを取り出し、フレーム解析部２６に送る。

指示フレームを受けると、フレーム解析部２６は、指示フレームの内容を解析する。すなわちフレーム解析部２６は、指示フレームの内容として「ＳＴＡ２の電波発射禁止」を抽出し、当該内容を無線制御部２７に送る。

指示フレームの内容を受けると、無線制御部２７は、ＡＣＫとしての応答フレームの生成をフレーム生成部２５に指示し、指示を受けたフレーム生成部２５は、ＡＣＫとしての応答フレームを生成して送信部２２に送る（Ｓ４７）。応答フレームを受けた送信部２２は、当該応答フレームを変調して応答信号を生成し、アンテナ２０を介してＡＰ１に送信する（Ｓ４８）。

併せて、無線制御部２７は、送信部２２に対し電波発射停止を指示する（Ｓ４９）。指示を受けた送信部２２は、電波発射停止解除の指示を受けるまで電波の発射を停止する。

（ＡＰ１の電波発射制御）
ＳＴＡ２からＡＣＫとしての応答信号を受けると（Ｓ５０）、受信部１１は、応答信号を復調してＡＣＫとしての応答フレームを取り出し、フレーム解析部１６に送る。フレーム解析部１６は、応答フレームからＡＣＫを確認して無線制御部１７にＡＣＫ受領通知を送る。無線制御部１７は、ＡＣＫ受領通知によりＳＴＡ２への電波発射停止制御が実行されたと判断し、送信部１２に電波発射停止を指示する（Ｓ５１）。指示を受けた送信部１２は、電波発射停止解除の指示を受けるまで電波の発射を停止する。

送信部１２に電波発射停止を指示すると、無線制御部１７は、ＤＢ１８にプライマリシステムＰＳの稼働状況を登録する。すなわち、当該領域においてプライマリシステムＰＳが稼働している旨登録する（Ｓ５２）。

このように、この実施形態の無線システムによれば、クライアントがプライマリシステムの電波検出を行ってその結果をアクセスポイントに報告し、アクセスポイントが当該報告に基づいてＷＬＡＮの電波発射（ＡＰ１およびＳＴＡ２の電波発射）を制御するので、プライマリシステムの電波を確実に捉えてプライマリシステムへの混信を予め防止することができる。また、アクセスポイントにおける電波受信環境がよくない場合であっても、電波の検出が可能となる。特に、ＳＴＡ２が複数存在する場合、プライマリシステムの電波が微弱であっても、判定に十分な受信電力を得ることができ、プライマリシステムの稼働の有無を確実に判定することが可能となる。

また、この実施形態の無線システムによれば、ビーコン信号およびそれに対する応答信号に電波検出指示および検出結果報告を組み込んでいるので、既存の無線システム、例えばIEEE802.11などの無線方式に簡単に適用することができる。そして、電波検出の要請メッセージおよび報告のための応答メッセージを含む情報交換手順を備えるので、電波レベルの低いとき、あるいは単一の端末で測定すると誤りが出る可能性があるときに、他の端末に測定要求を発するとともに受け取ることが可能となる。すなわち、柔軟かつ確実性の高い電波検出を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。たとえば、上記説明した実施形態では、プライマリシステムＰＳが稼働している場合にＡＰ１およびＳＴＡ２の電波発射を停止させているが、これには限定されない。電波発射停止に代えて、ＡＰ１およびＳＴＡ２が使用する周波数帯やチャネルを変更するように制御してもよい。

また、上記説明した実施形態では、ＡＰ１は、ＳＴＡ２に電波発射停止を指示しＡＣＫを受け取った後に自らの送信部の電波発射を停止しているが、この手順もこれには限定されない。ＡＣＫの確認を待たずに自ら電波発射を停止してもかまわない。さらに、上記説明した実施形態では、ＳＴＡ２にのみ検出制御部２８および検出部２９を備えているが、これにも限定されない。ＡＰ１にも検出制御部および検出部を備えてもよい。この場合、ＡＰ１においてプライマリシステムＰＳの電波検出が困難な場合にのみＳＴＡ２に電波検出要請を行う等、電波受信環境に応じた電波検出を行うことができる。

さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。そして、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…アクセスポイント装置（ＡＰ）、２…クライアント装置（ＳＴＡ）、１０…アンテナ、１１…受信部、１２…送信部、１３…インタフェース部、１４…ネットワーク、１５…フレーム生成部、１６…フレーム解析部、１７…無線制御部、１８…データベース、２０…アンテナ、２１…受信部、２２…送信部、２３…インタフェース、２４…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、２５…フレーム生成部、２６…フレーム解析部、２７…無線制御部、２８…検出制御部、２９…検出部、ＰＳ…プライマリシステム。

Claims (6)

1. 使用する周波数帯が第１の無線システムと重複した該第１の無線システムとは異なる第２の無線システムに属し、該第２の無線システムに属するクライアント装置と通信する無線装置であって、
   前記クライアント装置に対し前記第１の無線システムの電波を検出するための検出条件を含む要求信号を送信する送信部と、
   前記要求信号に応じて前記クライアント装置から送信された前記検出条件に基づく前記第１の無線システムの電波の検出結果を含む応答信号を受信する受信部と、
   前記応答信号に基づいて前記第１の無線システムの稼働状況を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果として、前記第１の無線システムが稼働中と判定された場合、前記第１の無線システムが使用する周波数帯と重複する周波数帯における前記送信部の電波の発射を制限する制御部と
   を具備したことを特徴とする無線装置。
2. 前記受信部は、複数の前記クライアント装置から送信された前記応答信号を受信し、
   前記判定部は、前記受信部が受信した前記複数のクライアント装置からの応答信号それぞれを合算する合算処理部をさらに備え、
   前記制御部は、該合算処理部の合算結果に基づき前記送信部の電波の発射を制御すること
   を特徴とする請求項１記載の無線装置。
3. 前記制御部は、前記第１の無線システムが稼働中と判定された場合、前記送信部の発射する電波の周波数を変更させることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
4. 前記制御部は、前記第１の無線システムが稼働中と判定された場合、前記送信部を通じて前記クライアント装置に対し該クライアント装置の電波の発射を制限させる指示信号を送信することを特徴とする請求項１記載の無線装置。
5. 前記第２の無線システムは、前記第１の無線システムよりも前記周波数帯を使用する優先順位が低いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線装置。
6. 使用する周波数帯が他の無線システムと重複し第１および第２の無線装置が属する無線システムであって、
   前記第１の無線装置は、
   前記第２の無線装置に対し前記他の無線システムの電波を検出するための検出条件を含む要求信号を送信する送信部と、
   前記要求信号に応じて前記第２の無線装置から送信された前記検出条件に基づく前記他の無線システムの電波の検出結果を含む応答信号を受信する受信部と、
   前記応答信号に基づいて前記他の無線システムの稼働状況を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果として、前記他の無線システムが稼働中と判定された場合、前記他の無線システムが使用する周波数帯と重複する周波数帯における前記送信部の電波の発射を制限する制御部とを備え、
   前記第２の無線装置は、
   前記要求信号を受信する受信部と、
   前記要求信号に応じて前記他の無線システムの電波を検出する検出部と、
   前記検出部による検出結果に基づいて応答信号を送信する送信部とを備えたこと
   を特徴とする無線システム。

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