频率通知装置、无线装置、管理装置以及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信装置、与无线通信的管理相关的信息处理装置和信息处理方法。
【背景技术】
[0002]近年，无线信息流量急速持续增加，因此，对于作为有限资源的频率的需要持续增加。作为有效利用频率的一个手段，进行了关于通过感知周围的电波环境来进行通信的认知无线电技术的研宄(例如，参照专利文献I)。例如，空白电视信号频段(White Space)型(或频率共用型)认知无线电得到关注。空白电视信号频段型认知无线电的功能是这样的功能:不会干扰能够优先使用各频率的系统，利用与时间、场所等相对应的频率的空白进行通信。该频率的空白被称作空白电视信号频段(White Space)。例如，在美国，在2010年9月，由美国FCC(Federal Communicat1ns Commiss1n:联邦通信委员会)发表有关于TV空白电视信号频段(TVWS)的通信利用的最后章程(非专利文献2)。
[0003]在空白电视信号频段型认知无线电技术中，具有使用频率的优先权的系统被称作I次系统或主系统。发现并使用对I次系统分配的频帯的空白电视信号频段的系统被称作2次系统或第二系统。在TVWS的情况下，电视广播成为I次系统。在电视广播中利用UHF带等分配宽的频帯，实际使用的频率、例如物理的电视信道根据区域不同而不同。此外，TVffS具有时间方向性变动少的特征。作为寻找这样的准静态TVWS的方法，在上述FCC的章程中也被采用的数据库存取方式有前景。在数据库存取方式中，在设置在网络上的数据库中存储有I次系统的基站布局信息和根据对I次系统避免干扰基准所请求的二次系统的能够使用的空白电视信号频段。希望利用空白电视信号频段的二次系统利用自身的位置信息在数据库中进行查询，从而得到自身能够使用的空闲频率的列表。空闲频率也称作空白电视信号频段频率。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-176506号公报
[0007]专利文献2:日本特开2007-88940号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1:S.Haykin, “Cognitive rad1:Brain-empowered wirelesscommunicat1ns，，，IEEE Journal on Selected Areas in Communicat1ns, Vol.23, N0.2,Feb.2005
[0010]非专利文献2: FCC 10-174, “Second Memorandum Opin1n andorder” , Sep.23, 2010
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]作为利用空闲频率的通信系统，可以例示出主从(master-slave)型系统。在主从型系统中，主设备访问数据库，从而得到主设备能够在通信中利用的空闲频率的列表。另一方面，从设备使用由主设备提供的空闲频率的列表与主设备进行通信。
[0013]可是，主设备和从设备对I次系统产生的影响不同。例如，存在能够在主设备中使用的空闲频率和能够在从设备中使用的空闲频率不同的情况。因此，存在主设备和从设备在通信中无法充分利用空闲频率的情况。因此，公开的实施方式的课题在于，提供一种在包括主设备和从设备的系统中能够有效利用空闲频率的技术。
[0014]用于解决问题的手段
[0015]使用频率通知装置例示出公开的实施方式的一个方面。频率通知装置具备:频率存储部，其存储能够使用的频率，所述能够使用的频率包括:在规定的通信区域中由无线装置进行的使用受到限制的限制频率；和在通信区域中由无线装置进行的使用没有受到限制的频率；和通知部，其在对通信区域内的无线装置通知能够使用的频率时，通知要求在使用限制频率进行通信之前确认可否使用限制频率的信号。
[0016]发明效果
[0017]根据本通信系统，在包括作为主设备的频率通知装置和作为从设备的无线装置的系统中，能够提高在通信区域中使用受到限制的限制频率的使用可能性，能够有效利用空闲频率。
【附图说明】
[0018]图1是例示出利用空白电视信号频段(以下记载为WS)的认知通信系统的图。
[0019]图2是示出通信系统的结构例的图。
[0020]图3是例示出主设备和WS数据库服务器的通信顺序的图。
[0021]图4是例示出主设备和WS数据库服务器的通信顺序的图。
[0022]图5是例示出从设备经由蜂窝网络访问WS数据库服务器的信号的流程的图。
[0023]图6是例示出主设备的装置结构的图。
[0024]图7是例示出从设备的装置结构的图。
[0025]图8是例示出WS数据库服务器的装置结构的图。
[0026]图9是例示出与使用了主设备的WS频率的通信相关联的功能的结构的图。
[0027]图10是例示出与从设备的WS频率和通信区域相关联的功能的结构的图。
[0028]图11是例示出WS数据库服务器的结构的图。
[0029]图12是例示出WS数据库的图。
[0030]图13是例示出WS数据库服务器所执行的处理的流程的图。
[0031]图14是例示出主设备执行的处理的流程的图。
[0032]图15是例示出从设备执行的处理的流程的图。
[0033]图16是例示出实施例2的主设备的处理的图。
[0034]图17是例示出实施例2的主设备的处理的图。
[0035]图18是例示出实施例2的从设备的处理的图。
【具体实施方式】
[0036]以下，参照附图，对用于实施本发明的最优方式(以下，称作“实施方式”)进行说明。以下的实施方式的结构是例示，本发明并不受实施方式的结构的限定。
[0037]图1例示出利用空白电视信号频段(以下记载为WS)的认知通信系统的图。在图1中，例示出了作为I次系统的电视广播的服务区域AO与2次系统的通信区域A1、A2的关系。另外，在图1中，作为利用WS的认知通信系统，例示出了主从型系统。
[0038]在图1中，主设备2-1使用能够在整个通信区域Al中使用的WS频率来与从设备3-1进行通信。因此，在通信区域Al中，从设备3-1直接使用主设备2-1所使用的WS频率来进行发送。即，主设备2-1和从设备3-1例如与使用了频率f I的电视广播的服务区域AO相距最小分离距离以上。因此，主设备2-1和从设备3-1能够使用频率f I来相互通信。最小分离距离是为了使通信区域Al中的主设备2-1和从设备3-1之间的通信不干扰电视广播的服务区域AO而设置的距离的一个例子。
[0039]另外，由于WS频率根据不同的场所而不同，因此，能够在主设备的通信区域的一部分区域中进行使用，并且，还存在在一部分区域中具有使用限制的WS频率。例如，在图1中的通信区域A2的一部分区域中，使用了频率fl的主设备2-2与从设备3-2之间的通信会给电视广播带来干扰。因此，在通信区域A2中，如果要尽可能消除对电视广播带来干扰，则主设备2-2无法使用频率fl。
[0040]现在，例如假设通信区域A2是下述这样的通信区域:即使主设备2-2发送频率fl的无线信号，也不会对作为I次系统的电视广播的服务区域AO带来干扰。可是，当通信区域A2与电视广播的服务区域AO之间的距离比最小分离距离短时，会发生干扰。例如，在通信区域A2中的靠近电视广播的服务区域AO的设为阴影的部分区域中，当从设备3-2向主设备2-2发送频率fl的无线信号时，会发生不满足干扰基准的情况。因此，在通信区域A2中，无法简单地将主设备2-2作为能够使用频率Π的WS频率。
[0041]并且，在图1中，假设主设备2_1、2_2和从设备3_1，3_2具有相同的发送功率、相同的天线高度。因此，在图1中，关于主设备2-1、2-2和从设备3-1、3-2，不对电视广播产生影响的最小分离距离相同。
[0042]因此，在实施例1中，例示出这样的通信系统:例如在如通信区域A2这样的包括距I次系统的距离小于最小分离距离的部分区域的通信区域中，提高主设备2-2能够使用频率fl来与从设备3-2之间进行通信的可能性。根据本通信系统，在距I次系统的距离相同的地点，具有使能够使用的WS频率比以往增加的效果。另外，根据本通信系统，具有使能够使用相同的WS频率的通信区域扩大的效果。
[0043]实施例1
[0044]下面，参照图2至图15来说明实施例1的通信系统。图2是示出本通信系统的结构例的图。并且，如图1所例示出的那样，本通信系统包括WS数据库服务器1、主设备2-1、2-2等和从设备3_1、3_2等。并且，在统称主设备2_1、2_2等的情况下，仅称作主设备2。另夕卜，在统称从设备3-1、3-2等的情况下，仅称作从设备3。
[0045]WS数据库服务器I通过外部网络4，例如公用网将与场所和时间相对应的WS频率提供至主设备2。在此，外部网络4是进行利用了主设备2和从设备3之间的WS频率的通信的网络以外的网络。外部网络4例如是因特网等公用网。但是，外部网络4也可以是例如利用与I次系统中使用的频率不同的频率的网络，例如蜂窝网络。主设备2-1、2-2等分别利用从WS数据库服务器I接受提供而得到的WS频率而在从设备3-1、3-2等之间形成通信网络。
[0046]主设备2在主存储装置中保存与能够在整个自身的通信区域中发送的WS频率和仅能够在一部分通信区域中发送的WS频率相关的信息，作为从设备3能够使用的频率的候补。主设备2将从设备3能够使用的频率的候补(以下为候补频率)的信息发送到从设备3。在实施例1中，主设备2在发送候补频率时，要求从设备3事前确认在使用候补频率时是否能够在所在位置进行使用。即，主设备2在发送候补频率时，将要求进行事前确认的指示信息发送到从设备3。
[0047]从设备3通过接收与WS频率相关的指示信息，来识别查询在使用候补频率时，是否能够在所在位置进行使用的要求。因此，从设备3使用在指示信息中要求进行事前确认的候补频率之外的频率，对WS数据库服务器I进行查询。然后，从设备3利用通过WS数据库服务器I确认为能够在所在位置进行使用的频率。在此，使用候补频率之外的频率是指，例如使用蜂窝网络。
[0048]此外，具体而言，主设备2例如通过外部网络4将自身的所在位置输入WS数据库服务器I。另一方面，WS数据库服务器I根据主设备2的位置信息、发送功率、天线增益、天线高度来生成主设备2能够在发送中使用的可使用的WS频率的列表，并通知给主设备2。主设备2通过以上的顺序取得可使用的WS频率的列表。然后，主设备2从可使用的WS频率的列表来选择要使用的WS频率，在自己的通信网络中使用。
[0049]确定下述这样的通信区域:从设备3能够根据主设备2的发送功率、天线增益、天线高度、从设备的所需接收功率等来无误地接收来自主设备2的信号。在以下内容中，将通信区域作为从设备3能够无误地接收来自主设备2的