JP5078777B2 - Wireless communication system, cooperative sensing method, and comprehensive judgment station apparatus - Google Patents

Wireless communication system, cooperative sensing method, and comprehensive judgment station apparatus Download PDF

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Description

本発明は、複数の無線通信システムが同一周波数帯域を共用して無線通信を行う場合の協調センシング処理における無線通信システム、協調センシング方法、及び、総合判定局装置に関する。   The present invention relates to a wireless communication system, a cooperative sensing method, and a comprehensive determination station apparatus in cooperative sensing processing when a plurality of wireless communication systems share the same frequency band and perform wireless communication.

近年、複数の無線通信システムが同一周波数帯域を共用して無線通信を行う技術が提案されている。
例えば、優先的に帯域を利用するプライマリシステムと、セカンダリシステムとの2つのシステムが同一の周波数帯域を共用する場合、プライマリシステムが当該周波数帯域を利用していない場合にのみ、セカンダリシステムがこの周波数帯域を利用することができるコグニティブ無線技術がある。このようなコグニティブ無線では、セカンダリシステム側で、共用する周波数帯域をプライマリシステムが利用しているか否かを正確に判定することが重要となる。
In recent years, a technique has been proposed in which a plurality of wireless communication systems share the same frequency band and perform wireless communication.
For example, when two systems, a primary system that preferentially uses a band and a secondary system, share the same frequency band, the secondary system can only use this frequency when the primary system does not use the frequency band. There are cognitive radio technologies that can use the bandwidth. In such a cognitive radio, it is important on the secondary system side to accurately determine whether or not the primary system is using the shared frequency band.

このプライマリシステムによる周波数帯域の利用有無を検出する方法として、当該周波数帯域のエネルギーにより、プライマリシステムを検出するエネルギー検出法(Energy detection)や、周波数帯域の周期定常性の特徴を利用したCyclostationary detectionなどの検出方法がある。非特許文献1には、エネルギー検出法による性能解析結果の一例が示されている。   As a method of detecting the use or non-use of the frequency band by the primary system, energy detection method (Energy detection) that detects the primary system based on the energy of the frequency band, cyclostationary detection that utilizes the characteristics of periodic steadiness of the frequency band, etc. There is a detection method. Non-Patent Document 1 shows an example of a performance analysis result by an energy detection method.

また、例えば、セカンダリシステムに含まれる端末装置が、プライマリシステムによる周波数帯域の利用を検出した場合に、セカンダリシステム側の基地局等に通知し、この基地局がセカンダリシステム内の全端末装置に対して周波数センシングを指示して、その結果を用いて総合判定を行うことによる協調センシング技術が検討されている。   Also, for example, when a terminal device included in the secondary system detects the use of a frequency band by the primary system, it notifies the base station on the secondary system side, etc., and this base station sends all terminal devices in the secondary system to Therefore, cooperative sensing technology has been studied by instructing frequency sensing and making a comprehensive judgment using the result.

以下、複数の端末装置の検出結果を利用し、基地局や総合判定局が、プライマリシステムの周波数帯域利用の有無について判定を行う協調センシング技術について、図面を参照して説明する。なお、総合判定局は、単独で設置される場合や、基地局が総合判定局を兼ねる場合もある。図11は、このような協調センシングシステムの構成を示す図である。
図11において、プライマリシステム100aとセカンダリシステム200aとが所定の周波数帯域を共用している。また、セカンダリシステム200aは、基地局及び総合判定局としての総合判定局装置30aと、端末20a〜29aとを有する。
Hereinafter, a cooperative sensing technique in which a base station or a comprehensive determination station determines whether or not a frequency band of a primary system is used by using detection results of a plurality of terminal devices will be described with reference to the drawings. In addition, the comprehensive judgment station may be installed alone, or the base station may also serve as the comprehensive judgment station. FIG. 11 is a diagram showing the configuration of such a cooperative sensing system.
In FIG. 11, the primary system 100a and the secondary system 200a share a predetermined frequency band. Moreover, the secondary system 200a has the comprehensive determination station apparatus 30a as a base station and a comprehensive determination station, and the terminals 20a-29a.

セカンダリシステム200aにおいて、端末22aがプライマリシステム100aによる所定の周波数帯域による無線信号を検出した場合における協調センシングシステムの処理の流れを図12、図13、図14を用いて説明する。
図13は、端末22aにおけるプライマリシステム100aの信号検出時の処理フローである。端末22aは、プライマリシステム100aからの無線信号を検出すると(ステップS2201)、プライマリシステム100aからの無線信号を検出したことを通知するプライマリシステム100a検出通知を総合判定局装置30aに送信する(ステップS2202)。
In the secondary system 200a, the process flow of the cooperative sensing system when the terminal 22a detects a radio signal in a predetermined frequency band by the primary system 100a will be described with reference to FIG. 12, FIG. 13, and FIG.
FIG. 13 is a processing flow at the time of signal detection of the primary system 100a in the terminal 22a. When the terminal 22a detects a radio signal from the primary system 100a (step S2201), the terminal 22a transmits a primary system 100a detection notification for notifying that the radio signal from the primary system 100a has been detected to the comprehensive determination station device 30a (step S2202). ).

次に、総合判定局装置30aにおける処理の流れを説明する。図12は、総合判定局装置30aが、端末20a〜29aのいずれかにより、プライマリシステム100a検出通知を受信した場合における処理の流れを示す図である。
総合判定局装置30aは、端末22aからプライマリシステム100a検出通知を受信すると(ステップS3001)、協調センシングの開始を指示する協調センシング開始要求をセカンダリシステム200a内の端末20a〜29aに送信する(ステップS3002)。図15は、セカンダリシステム200aの全ての端末20a〜29aが協調センシングを実行した場合の協調センシングシステム全体を示す概念図である。
Next, the flow of processing in the comprehensive determination station device 30a will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a process flow when the comprehensive determination station device 30a receives the primary system 100a detection notification from any of the terminals 20a to 29a.
When the comprehensive determination station device 30a receives the primary system 100a detection notification from the terminal 22a (step S3001), the integrated determination station device 30a transmits a cooperative sensing start request instructing the start of cooperative sensing to the terminals 20a to 29a in the secondary system 200a (step S3002). ). FIG. 15 is a conceptual diagram showing the entire cooperative sensing system when all the terminals 20a to 29a of the secondary system 200a execute cooperative sensing.

図12に戻り、総合判定局装置30aは、端末20a〜29aから協調センシング結果を受信し(ステップS3003)、全端末装置から協調センシング結果を受信したか否かを判定する(ステップS3004)。総合判定局装置30aは、全端末装置からの協調センシング結果を受信するまで協調センシング結果の受信を待機し、全端末装置の協調センシング結果を受信した場合、受信した協調センシング結果に基づき、プライマリシステム100aによる所定の周波数帯域を利用した無線通信の有無を総合判定する(ステップS3005)。   Returning to FIG. 12, the comprehensive determination station device 30a receives the cooperative sensing results from the terminals 20a to 29a (step S3003), and determines whether the cooperative sensing results have been received from all the terminal devices (step S3004). The comprehensive determination station device 30a waits for the reception of the cooperative sensing result until receiving the cooperative sensing result from all the terminal devices, and when receiving the cooperative sensing result of all the terminal devices, The presence / absence of wireless communication using a predetermined frequency band by 100a is comprehensively determined (step S3005).

次に、図12のステップS3002において総合判定局装置30aが送信する協調センシング開始要求を受信した際の端末20a〜29aにおける処理の流れについて説明する。図14は、端末20a〜29aにおける協調センシング処理の流れを示す図である。図14において、端末20a〜29aは、協調センシング開始要求を受信すると(ステップS2211)、協調センシング処理として、プライマリシステム100aからの無線信号の有無の検出処理を実行する(ステップS2212)。端末20a〜29aは、検出結果を協調センシング結果として総合判定局装置30aに送信する(ステップS2213)。   Next, the flow of processing in the terminals 20a to 29a when receiving the cooperative sensing start request transmitted by the comprehensive determination station device 30a in step S3002 of FIG. 12 will be described. FIG. 14 is a diagram illustrating a flow of cooperative sensing processing in the terminals 20a to 29a. In FIG. 14, when receiving the cooperative sensing start request (step S2211), the terminals 20a to 29a execute a detection process for the presence / absence of a radio signal from the primary system 100a as the cooperative sensing process (step S2212). The terminals 20a to 29a transmit the detection result as the cooperative sensing result to the comprehensive determination station device 30a (step S2213).

セカンダリシステム200aにおいて、上述したように総合判定局装置30a、端末20a〜29aが動作し、端末20a〜29aは、プライマリシステム100aが所定の周波数帯域による無線通信を行っておらず、協調センシング処理の実行を行っていない時間帯において、所定の周波数帯域を利用した無線通信を行うこととなる。協調センシングシステムは、上述した手順により複数の端末装置の協調センシング結果を用いてプライマリシステムの存在の有無について判定を行う。
Qingchun Ren, Qilian Liang,“ Performance Analysis of Energy Detection for Cognitive Radio Wireless Network ”WASA 2007, IEEE, pp.139−146,Aug.2007
In the secondary system 200a, the comprehensive determination station device 30a and the terminals 20a to 29a operate as described above, and the terminals 20a to 29a are not performing wireless communication in a predetermined frequency band with the primary system 100a, and perform cooperative sensing processing. Wireless communication using a predetermined frequency band is performed in a time zone in which execution is not performed. The cooperative sensing system determines the presence / absence of the primary system using the cooperative sensing results of a plurality of terminal devices according to the above-described procedure.
Qingchun Ren, Qilian Liang, “Performance Analysis of Energy Detection for Cognitive Radio Wireless Network”, WASA 2007, IEEE, pp. 139-146, Aug. 2007

しかしながら、端末装置間で協調センシングの方法、検出能力が必ずしも同一ではないため、検出結果の信頼度が等しいわけではない。また、例えば、図15のプライマリシステム100aからの無線信号到達範囲daに示すように、プライマリシステム100aが、セカンダリシステム200aのエリア全体を含むような送信電力により無線信号を送信するとは限らない。システム間の位置関係から、プライマリシステム100aの電波を受信する一部の端末装置のみである場合が多々あり、プライマリシステム100aからの無線信号到達範囲daに含まれない端末装置、例えば、端末24a〜29aによる協調センシング結果は、総合判定局装置30aにおけるプライマリシステム100aの周波数帯域利用有無の判定に必ずしも必要ではない。
さらに、全端末装置に対してセンシングを指示することにより、プライマリシステムの電波を受信していない端末装置から応答され、この応答を用いて判定することにより、信頼性がさらに低下するという問題がある。
However, the cooperative sensing method and detection capability are not necessarily the same between the terminal devices, so the reliability of the detection results is not the same. Further, for example, as shown in a radio signal reachable range da from the primary system 100a in FIG. 15, the primary system 100a does not always transmit a radio signal with transmission power including the entire area of the secondary system 200a. Due to the positional relationship between the systems, there are many cases where only some of the terminal devices receive radio waves of the primary system 100a, and terminal devices that are not included in the wireless signal reachable range da from the primary system 100a, for example, the terminals 24a to 24a. The cooperative sensing result by 29a is not necessarily required for determining whether or not the frequency band of the primary system 100a is used in the comprehensive determination station device 30a.
Furthermore, there is a problem in that by instructing sensing to all terminal devices, a response is received from a terminal device that has not received radio waves of the primary system, and reliability is further reduced by making a determination using this response. .

また、端末20a〜29aは、他の無線信号による干渉や減衰等の影響により、プライマリシステム100aの信号検出時に誤検出や、誤警報することがある。このような検出結果について、協調センシング時に全ての端末装置からの検出結果を同等の確度として総合判定を行うと、プライマリシステム100aにおける周波数帯域の利用有無において誤判定する可能性が高くなるという問題がある。   Further, the terminals 20a to 29a may be erroneously detected or falsely alarmed at the time of signal detection of the primary system 100a due to the influence of interference or attenuation by other radio signals. When such a detection result is comprehensively determined with detection accuracy from all terminal devices as equivalent accuracy during cooperative sensing, there is a problem that the possibility of erroneous determination in the presence / absence of use of the frequency band in the primary system 100a increases. is there.

本発明は、このような事情を考慮し、上記の問題を解決すべくなされたもので、その目的は、端末装置ごとの信号検出性能、センシング方法の差異による信号検出結果の信頼度に応じてプライマリシステムによる無線通信の有無を判定することができる無線通信システム、協調センシング方法、及び、総合判定局装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and has been made to solve the above-described problems. The purpose of the present invention depends on the signal detection performance for each terminal device and the reliability of the signal detection result due to the difference in sensing method. An object of the present invention is to provide a wireless communication system, a cooperative sensing method, and a comprehensive determination station apparatus that can determine the presence or absence of wireless communication by a primary system.

上記問題を解決するために、本発明は、無線通信システムが、優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムであって、前記セカンダリシステムが、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定局装置と、前記共用周波数帯域による無線信号を検出する端末局装置とを備え、前記総合判定局装置が、前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信部と、前記端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出部と、前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶する信頼度情報データベースと、前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信部と、前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求部と、前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定部とを備え、前記端末局装置が、前記総合判定局装置が送信する前記テスト信号、又は、前記プライマリシステムが送信する無線信号のいずれかである前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出する検出部と、前記検出部による検出結果を前記総合判定局装置に応答する送信部とを備えることを特徴とする無線通信システムである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a primary system in which a wireless communication system preferentially uses a predetermined shared frequency band, and the shared system is used when the primary system does not use the shared frequency band. A wireless communication system including a secondary system that uses a frequency band, wherein the secondary system determines whether or not the shared frequency band is used by the primary system, and a radio signal using the shared frequency band A terminal station apparatus that detects the test signal, and the comprehensive determination station apparatus detects a test signal transmission unit that transmits a radio signal using the shared frequency band as a test signal, and the test signal received from the terminal station apparatus Reliability information for each terminal station device is calculated based on the test signal detection result including whether or not A reliability calculation unit, a reliability information database that stores the position information of the terminal station device and the reliability information in association with each other, a reception unit that receives a primary system detection signal from the terminal station device, and the primary In response to reception of a system detection signal, the reliability information database includes a cooperative sensing request unit that transmits a cooperative sensing start request of the primary system to the terminal station device, and a cooperative sensing result received from the terminal station device. A total determination unit that calculates a value weighted by the reliability information to be stored, and determines whether or not the shared frequency band is used by the primary system, and the terminal station device transmits the total determination station device The shared frequency band which is either a test signal or a radio signal transmitted by the primary system A detection unit for detecting the presence or absence of a radio signal by a radio communication system, comprising a transmitter for responding to detection result by the detecting unit in the overall determination station.

また、本発明の無線通信システムは、前記総合判定局装置の協調センシング要求部が、前記プライマリシステム検出信号の送信元である端末局装置の位置情報に基づき、協調センシングの対象となる端末局装置を選択することを特徴とする。   Further, in the wireless communication system of the present invention, the cooperative sensing request unit of the comprehensive determination station device is a terminal station device that is a target of cooperative sensing based on position information of the terminal station device that is a transmission source of the primary system detection signal. It is characterized by selecting.

また、本発明の無線通信システムは、前記総合判定局装置のテスト信号送信部が、異なる送信電力により前記テスト信号を複数回数送信することを特徴とする。   The radio communication system of the present invention is characterized in that the test signal transmission unit of the comprehensive decision station apparatus transmits the test signal a plurality of times with different transmission powers.

また、本発明の無線通信システムは、前記端末局装置の前記検出部が、前記共用周波数帯域による無線信号を検出した場合、受信した無線信号の受信レベルを検出し、前記送信部が応答する前記検出結果が、前記無線信号の有無の検出結果と前記検出部による受信レベルの検出結果とを含む検出結果であり、前記総合判定局装置の前記信頼度算出部が、前記検出結果に含まれる受信レベルに基づいて、前記端末局装置ごとの信頼度情報を算出することを特徴とする。 In the radio communication system of the present invention, when the detection unit of the terminal station apparatus detects a radio signal using the shared frequency band, the reception unit detects a reception level of the received radio signal, and the transmission unit responds. The detection result is a detection result including a detection result of presence / absence of the radio signal and a detection result of the reception level by the detection unit, and the reliability calculation unit of the comprehensive determination station apparatus receives the reception included in the detection result The reliability information for each terminal station apparatus is calculated based on the level.

また、本発明の無線通信システムは、前記総合判定局装置の前記信頼度算出部が、前記テスト信号の送信電力に応じた前記テスト信号の無線信号到達領域を算出し、前記端末局装置の前記位置情報が、算出した無線信号到達領域に含まれる位置であるか否かに基づき、判定対象の端末局装置の推定検出結果を判定し、前記端末局装置から送信されるテスト信号検出結果と、前記推定検出結果とを比較することにより、誤検出確率の値と、誤警報確率の値とを算出し、この算出結果に基づき信頼度を算出することを特徴とする。   Further, in the wireless communication system of the present invention, the reliability calculation unit of the comprehensive determination station device calculates a wireless signal arrival area of the test signal according to transmission power of the test signal, and the terminal station device Based on whether or not the position information is a position included in the calculated radio signal reachable area, determine the estimation detection result of the terminal station device to be determined, a test signal detection result transmitted from the terminal station device, By comparing the estimated detection result, a false detection probability value and a false alarm probability value are calculated, and the reliability is calculated based on the calculation result.

また、本発明は、優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおける協調センシング方法であって、前記セカンダリシステムが備える総合判定局装置が、前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信過程と、前記端末局装置が、前記総合判定局装置が送信する前記テスト信号である前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出するテスト信号検出過程と、検出した検出結果を前記総合判定局装置に応答するテスト結果応答過程と、前記総合判定局装置が、セカンダリシステムが備える端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、前記端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出過程と、前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶領域に記憶する信頼度情報記憶過程と、前記端末局装置が、前記プライマリシステムが送信する前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出するプライマリシステム検出過程と、検出した検出結果をプライマリシステム検出信号として前記総合判定局装置に応答するプライマリシステム検出通知過程と、前記総合判定局装置が、前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信過程と、前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求過程と、前記端末局装置が、前記プライマリシステムが送信する前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出する協調センシング過程と、検出した検出結果を協調センシング結果として前記総合判定局装置に応答する協調センシング結果通知過程と、前記総合判定局装置が、前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定過程とを有することを特徴とする協調センシング方法である。 The present invention also provides a radio comprising a primary system that preferentially uses a predetermined shared frequency band, and a secondary system that uses the shared frequency band when the primary system does not use the shared frequency band. A cooperative sensing method in a communication system, wherein a comprehensive determination station device included in the secondary system transmits a radio signal using the shared frequency band as a test signal, and the terminal station device includes the comprehensive determination A test signal detection process for detecting the presence or absence of a radio signal in the shared frequency band, which is the test signal transmitted by a station apparatus, a test result response process for responding the detected detection result to the comprehensive determination station apparatus, and the comprehensive determination The test signal received by the station device from the terminal station device included in the secondary system. Based on the test signal detection result including whether or not the signal is detected, the reliability calculation process for calculating reliability information for each terminal station apparatus, the position information of the terminal station apparatus, and the reliability information are associated with each other Reliability information storage process stored in the storage area, a primary system detection process in which the terminal station apparatus detects presence / absence of a radio signal in the shared frequency band transmitted by the primary system, and a detection result detected by the primary system In response to a primary system detection notification process responding to the comprehensive determination station apparatus as a detection signal, a reception process in which the comprehensive determination station apparatus receives a primary system detection signal from the terminal station apparatus, and reception of the primary system detection signal Cooperative sensing for transmitting the primary system cooperative sensing start request to the terminal station device. And a cooperative sensing process in which the terminal station device detects presence / absence of a radio signal in the shared frequency band transmitted by the primary system, and responds to the comprehensive determination station device with the detected detection result as a cooperative sensing result. and cooperative sensing result notification process, the comprehensive determination station apparatus, to cooperative sensing results received from the mobile station apparatus calculates the reliability information database weighted by reliability information stored value, by the primary system And a comprehensive determination process for determining whether or not the shared frequency band is used.

また、本発明は、優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおいて、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定局装置と、前記共用周波数帯域による無線信号を検出する端末局装置とを備える前記セカンダリシステムの総合判定局装置であって、前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信部と、前記端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出部と、前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶する信頼度情報データベースと、前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信部と、前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求部と、前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定部とを備えることを特徴とする総合判定局装置である。 The present invention also provides a radio comprising a primary system that preferentially uses a predetermined shared frequency band, and a secondary system that uses the shared frequency band when the primary system does not use the shared frequency band. In the communication system, an overall determination station apparatus of the secondary system, comprising: an overall determination station apparatus that determines whether or not the shared frequency band is used by the primary system; and a terminal station apparatus that detects a radio signal in the shared frequency band A test signal transmission unit that transmits a radio signal using the shared frequency band as a test signal, and a test signal detection result that includes whether or not the test signal received from the terminal station device has been detected. A reliability calculation unit for calculating reliability information for each device, and position information of the terminal station device; , A reliability information database that stores the reliability information in association with each other, a receiving unit that receives a primary system detection signal from the terminal station device, and cooperation of the primary system in response to reception of the primary system detection signal and cooperative sensing request unit that transmits a sensing start request to the terminal station apparatus, to the cooperative sensing result received from the mobile station apparatus calculates the reliability information database weighted by reliability information stored value, the An overall determination station apparatus comprising: an overall determination unit that determines whether or not the shared frequency band is used by a primary system.

本発明によれば、総合判定局装置が、予めプライマリシステムの共用周波数帯域による無線信号をテスト信号として送信し、各端末局装置の誤検出確率、誤警報確率を算出し、算出した値に基づき信頼度の情報を取得する。協調センシング結果と取得した信頼度の情報とに基づき総合判定を行うことにより、総合判定時の検出精度の劣化を抑制することが可能になるという効果がある。   According to the present invention, the comprehensive judgment station device transmits in advance a radio signal in the shared frequency band of the primary system as a test signal, calculates the false detection probability and false alarm probability of each terminal station device, and based on the calculated values Get reliability information. By performing the comprehensive determination based on the cooperative sensing result and the acquired reliability information, there is an effect that it is possible to suppress deterioration in detection accuracy during the comprehensive determination.

以下、本発明の一実施形態による協調センシングシステムを図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態によるプライマリシステム100と、セカンダリシステム200とを備える協調センシングシステムの全体を示す概略ブロック図である。
セカンダリシステム200は、プライマリシステム100に割り当てられる周波数帯域を使用して無線通信を行う。以下、プライマリシステム100に割り当てられる周波数帯域を共用周波数帯域と称する。
Hereinafter, a cooperative sensing system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an entire cooperative sensing system including a primary system 100 and a secondary system 200 according to the present embodiment.
The secondary system 200 performs wireless communication using a frequency band assigned to the primary system 100. Hereinafter, the frequency band assigned to the primary system 100 is referred to as a shared frequency band.

セカンダリシステム200は、共用周波数帯域による無線信号の検出を行う端末20〜29と、共用周波数帯域による通信を制御する総合判定局装置30とを備え、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用の有無に応じてセカンダリシステム200における通信を制御する協調センシング処理を行う協調センシングシステムである。   The secondary system 200 includes terminals 20 to 29 that detect radio signals in the shared frequency band and a comprehensive determination station device 30 that controls communication in the shared frequency band, and determines whether or not the shared frequency band is used by the primary system 100. It is a cooperative sensing system which performs the cooperative sensing process which controls the communication in the secondary system 200 according to it.

プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用の有無に応じた通信制御について説明する。セカンダリシステム200は、プライマリシステム100が共用周波数帯域による無線信号の送信中、すなわち、プライマリシステム100による無線通信の運用中である場合、セカンダリシステム200において、共用周波数帯域を利用する無線通信を制限する。一方、セカンダリシステム200において、プライマリシステム100が運用中ではない場合、共用周波数帯域を利用した無線通信に対する制限を解除する。   Communication control according to whether or not the shared frequency band is used by the primary system 100 will be described. The secondary system 200 restricts wireless communication using the shared frequency band in the secondary system 200 when the primary system 100 is transmitting a radio signal in the shared frequency band, that is, when the primary system 100 is operating radio communication. . On the other hand, in the secondary system 200, when the primary system 100 is not in operation, the restriction on the wireless communication using the shared frequency band is released.

セカンダリシステム200において、総合判定局装置30は、通信処理部31と、制御部32と、信頼度情報取得部33と、信頼度情報データベース34と、協調センシング処理部35とを備える。総合判定局装置30は、端末20〜29の端末装置ごとの信頼度情報を取得する信頼度情報取得処理と、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用有無を判定する協調センシング処理を含む総合判定処理とを行う。   In the secondary system 200, the comprehensive determination station device 30 includes a communication processing unit 31, a control unit 32, a reliability information acquisition unit 33, a reliability information database 34, and a cooperative sensing processing unit 35. The comprehensive determination station device 30 includes comprehensive determination processing including reliability information acquisition processing for acquiring reliability information for each terminal device of the terminals 20 to 29 and cooperative sensing processing for determining whether or not the shared frequency band is used by the primary system 100. And do.

総合判定局装置30の通信処理部31は、通信部311と通信制御部312とを備え、無線信号の送受信を行う。
通信部311は、設定される送信電力に基づき、無線信号を送信し、端末20〜29、及び、プライマリシステム100からの無線信号を受信する。通信制御部312は、通信部311が送信する無線信号の送信電力の設定を変更することにより、送信電力の制御を行う。
制御部32は、総合判定局装置30内の各部を制御する。
The communication processing unit 31 of the comprehensive determination station device 30 includes a communication unit 311 and a communication control unit 312 and transmits and receives radio signals.
The communication unit 311 transmits a radio signal based on the set transmission power, and receives radio signals from the terminals 20 to 29 and the primary system 100. The communication control unit 312 controls transmission power by changing the setting of the transmission power of the radio signal transmitted by the communication unit 311.
The control unit 32 controls each unit in the comprehensive determination station device 30.

信頼度情報取得部33は、信頼度情報取得制御部331と、誤検出誤警報確率算出部332と、信頼度算出部333とを備え、端末20〜29の信頼度情報を取得する。
信頼度情報取得制御部331は、信頼度情報取得部33の各部の制御や、通信処理部31による信号の送受信要求、及び、信頼度情報データベース34への信頼度情報の書き込み要求を制御部32に出力し、信頼度情報の取得処理の制御を行う。
誤検出誤警報確率算出部332は、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用有無の検出に関する端末20〜29における誤検出確率と、誤警報確率とを算出する。
信頼度算出部333は、誤検出誤警報確率算出部332が算出する誤検出確率と、誤警報確率とに基づき、端末20〜29の信頼度を算出する。
The reliability information acquisition unit 33 includes a reliability information acquisition control unit 331, a false detection false alarm probability calculation unit 332, and a reliability calculation unit 333, and acquires the reliability information of the terminals 20 to 29.
The reliability information acquisition control unit 331 controls the respective units of the reliability information acquisition unit 33, the signal transmission / reception request by the communication processing unit 31, and the request for writing reliability information to the reliability information database 34. And the reliability information acquisition process is controlled.
The false detection false alarm probability calculation unit 332 calculates false detection probabilities and false alarm probabilities in the terminals 20 to 29 related to detection of whether or not the shared frequency band is used by the primary system 100.
The reliability calculation unit 333 calculates the reliability of the terminals 20 to 29 based on the false detection probability calculated by the false detection false alarm probability calculation unit 332 and the false alarm probability.

信頼度情報データベース34は、端末装置ごとの端末識別情報と、位置情報と、信頼度情報とを対応付けた信頼度情報を記憶する。
協調センシング処理部35は、協調センシング制御部351と、協調センシングエリア判定部352と、総合判定部353とを備え、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用を通知するプライマリシステム100検出通知の受信に応じて、協調センシング処理を行う。
The reliability information database 34 stores reliability information in which terminal identification information for each terminal device, position information, and reliability information are associated with each other.
The cooperative sensing processing unit 35 includes a cooperative sensing control unit 351, a cooperative sensing area determination unit 352, and an overall determination unit 353, and receives a primary system 100 detection notification that notifies the use of the shared frequency band by the primary system 100. In response, cooperative sensing processing is performed.

協調センシング制御部351は、協調センシングエリア判定部352と総合判定部353とを制御することにより、協調センシング処理の全体制御を行う。
協調センシングエリア判定部352は、プライマリシステム100検出通知の送信元端末の位置情報に応じて、協調センシング処理の対象範囲を判定する。
総合判定部353は、協調センシングエリア判定部352が判定した協調センシング処理の対象範囲内の端末20〜29からの協調センシング結果と、信頼度情報データベース34が記憶する端末20〜29ごとの信頼度情報とに基づき、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用有無を判定する。
The cooperative sensing control unit 351 controls the cooperative sensing area determination unit 352 and the comprehensive determination unit 353 to perform overall control of the cooperative sensing process.
The cooperative sensing area determination unit 352 determines the target range of the cooperative sensing process according to the location information of the transmission source terminal of the primary system 100 detection notification.
The comprehensive determination unit 353 includes the cooperative sensing results from the terminals 20 to 29 within the target range of the cooperative sensing process determined by the cooperative sensing area determination unit 352 and the reliability for each of the terminals 20 to 29 stored in the reliability information database 34. Based on the information, the presence / absence of use of the shared frequency band by the primary system 100 is determined.

端末20〜29は同様の構成を備えるため、端末20を代表例として内部構成について説明する。端末20は、通信部201と、端末制御部202と、信号検出部203と、記憶部204とを備え、例えば、コンピュータ端末や、携帯電話端末などである。
通信部201は、プライマリシステム100からの無線信号を検出し、無線信号の送受信を行う。
Since the terminals 20 to 29 have the same configuration, the internal configuration will be described using the terminal 20 as a representative example. The terminal 20 includes a communication unit 201, a terminal control unit 202, a signal detection unit 203, and a storage unit 204, and is, for example, a computer terminal or a mobile phone terminal.
The communication unit 201 detects a radio signal from the primary system 100 and transmits / receives a radio signal.

端末制御部202は、端末20の各部を制御する。また、端末制御部202は、協調センシング開始要求に応じて、信号検出部203による検出結果を協調センシング結果として総合判定局装置30に送信する。また、端末制御部202は、テスト開始信号に応じて、総合判定局装置30が送信する共用周波数帯域によるテスト信号の信号検出部203による検出結果をテスト結果通知として総合判定局装置30に送信する。
信号検出部203は、通信部201が受信する無線信号の周波数帯域が共用周波数帯域であるか否かと、無線信号の受信レベルとを検出し、検出結果を端末制御部202に出力する。
記憶部204は、端末20の端末識別情報と、位置情報とを記憶する。
The terminal control unit 202 controls each unit of the terminal 20. Moreover, the terminal control part 202 transmits the detection result by the signal detection part 203 to the comprehensive determination station apparatus 30 as a cooperative sensing result according to a cooperative sensing start request | requirement. Also, the terminal control unit 202 transmits the detection result by the signal detection unit 203 of the test signal in the shared frequency band transmitted by the comprehensive determination station device 30 to the comprehensive determination station device 30 as a test result notification in response to the test start signal. .
The signal detection unit 203 detects whether the frequency band of the radio signal received by the communication unit 201 is a shared frequency band and the reception level of the radio signal, and outputs the detection result to the terminal control unit 202.
The storage unit 204 stores terminal identification information of the terminal 20 and position information.

次に、本発明の一実施形態による協調センシングシステムにおける端末20〜29の処理の流れについて、端末20を代表例として説明する。図2は、端末20による総合判定局装置30から送信されるテスト信号の検出手順を示す図である。
同図において、端末20は、通信部201を介して端末制御部202がテスト開始信号を受信する(ステップS201)。端末制御部202は、テスト開始信号の受信に伴い、所定時間ごとに共有周波数帯域による無線信号の有無の判定結果と、テスト信号の信号レベルの測定結果と、記憶部204が記憶する位置情報と、自装置の端末識別情報とを含むテスト結果通知を総合判定局装置30に送信する(ステップS202)。
Next, the process flow of the terminals 20 to 29 in the cooperative sensing system according to the embodiment of the present invention will be described using the terminal 20 as a representative example. FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for detecting a test signal transmitted from the comprehensive determination station device 30 by the terminal 20.
In the figure, in the terminal 20, the terminal control unit 202 receives a test start signal via the communication unit 201 (step S201). As the test start signal is received, the terminal control unit 202 determines the presence / absence of a radio signal in the shared frequency band every predetermined time, the measurement result of the signal level of the test signal, and the position information stored in the storage unit 204 Then, a test result notification including the terminal identification information of the own device is transmitted to the comprehensive determination station device 30 (step S202).

また、端末20におけるプライマリシステム100検出に関する動作の流れについて、図面を参照して説明する。図3は、端末20が総合判定局装置30によるテスト信号送信がなく、自装置において協調センシング処理を実行していない場合におけるプライマリシステム100からの無線信号の検出手順を示す。   In addition, the flow of operations related to detection of the primary system 100 in the terminal 20 will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows a procedure for detecting a radio signal from the primary system 100 when the terminal 20 does not transmit a test signal by the comprehensive determination station device 30 and does not execute cooperative sensing processing in the own device.

端末20において、信号検出部203は、通信部201が受信する無線信号に対し、共用周波数帯域による無線信号であるか否かを判定することにより、プライマリシステム100による共用周波数帯域による無線信号の有無を判定する。信号検出部203は、プライマリシステム100の無線信号を検出した場合、受信した無線信号の受信レベルの情報を含むプライマリシステム100検出信号の送信要求を端末制御部202に出力する(ステップS211)。   In the terminal 20, the signal detection unit 203 determines whether or not the wireless signal received by the communication unit 201 is a wireless signal in the shared frequency band by determining whether or not there is a wireless signal in the shared frequency band by the primary system 100. Determine. When the signal detection unit 203 detects the radio signal of the primary system 100, the signal detection unit 203 outputs a transmission request for the primary system 100 detection signal including information on the reception level of the received radio signal to the terminal control unit 202 (step S211).

端末制御部202は、プライマリシステム100による無線信号を検出したことを示す通知と、受信レベルの情報と、記憶部204から読み出す自装置の位置情報と端末識別情報とを含むプライマリシステム100検出通知を通信部201から総合判定局装置30に送信させる(ステップS212)。   The terminal control unit 202 sends a notification indicating that the primary system 100 has detected a radio signal, a reception level information, location information of the own device read from the storage unit 204, and terminal identification information. The communication unit 201 transmits the information to the comprehensive determination station device 30 (step S212).

また、端末20における協調センシング処理の動作の流れについて図面を参照して説明する。図4は、端末20における協調センシング処理の流れを示す図である。
端末20において、通信部201が、総合判定局装置30から協調センシング開始要求を受信し、協調センシング開始要求を端末制御部202に出力する(ステップS221)。
In addition, the flow of the cooperative sensing process in the terminal 20 will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram illustrating the flow of the cooperative sensing process in the terminal 20.
In the terminal 20, the communication unit 201 receives the cooperative sensing start request from the comprehensive determination station device 30, and outputs the cooperative sensing start request to the terminal control unit 202 (step S221).

端末制御部202は、協調センシング開始要求に応じて、信号検出要求を信号検出部203に出力する。信号検出部203は、信号検出要求に基づき、通信部201が受信する無線信号から共有周波数帯域によるプライマリシステム100からの無線信号の有無と、無線信号を検出した場合における受信レベルとを検出し、検出結果を端末制御部202に出力する(ステップS222)。
端末制御部202は、信号検出部203が出力する信号検出の有無の情報と、受信レベルと、記憶部204から読み出す自装置の位置情報と端末識別情報とを含む協調センシング結果を通信部201から総合判定局装置30に送信させる(ステップS223)。
The terminal control unit 202 outputs a signal detection request to the signal detection unit 203 in response to the cooperative sensing start request. Based on the signal detection request, the signal detection unit 203 detects the presence / absence of a radio signal from the primary system 100 in the shared frequency band from the radio signal received by the communication unit 201 and the reception level when the radio signal is detected, The detection result is output to the terminal control unit 202 (step S222).
The terminal control unit 202 outputs from the communication unit 201 a cooperative sensing result including information on presence / absence of signal detection output from the signal detection unit 203, a reception level, position information of the own device read from the storage unit 204, and terminal identification information. It is made to transmit to the comprehensive determination station apparatus 30 (step S223).

<信頼度情報取得過程>
次に、本発明の一実施形態による協調センシングシステムにおける総合判定局装置30の動作について、端末20〜29の信頼度情報取得過程と、協調センシング過程とからなる処理の流れを説明する。
まず、総合判定局装置30による信頼度情報取得処理の概要について説明する。
この信頼度情報取得過程の間は、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用がない。例えば、予め総合判定局装置30が、信頼度情報取得処理の開始をプライマリシステム100に通知しておき、この通知に応じてプライマリシステム100が共用周波数帯域を利用した無線通信を行わない構成とする。
<Reliability information acquisition process>
Next, regarding the operation of the comprehensive determination station device 30 in the cooperative sensing system according to the embodiment of the present invention, the flow of processing including the reliability information acquisition process of the terminals 20 to 29 and the cooperative sensing process will be described.
First, an outline of the reliability information acquisition process by the comprehensive determination station device 30 will be described.
During this reliability information acquisition process, the shared frequency band is not used by the primary system 100. For example, the comprehensive determination station device 30 notifies the primary system 100 of the start of the reliability information acquisition process in advance, and the primary system 100 does not perform wireless communication using the shared frequency band in response to this notification. .

総合判定局装置30は、テスト信号の送信を通知するテスト開始信号を端末20〜29に送信したのち、N回(ただし、N>1)のテスト信号の送信を1セットとして、1セットごとに異なる送信電力によりテスト信号の送信をMセット(ただし、M>1)行う。
総合判定局装置30は、端末20〜29から受信するテスト結果通知と、端末20〜29の位置情報と、受信したテスト結果通知に対応するテスト信号の送信電力の値とに基づき、端末装置ごとの信頼度を算出する。
The comprehensive judgment station device 30 transmits a test start signal for notifying the transmission of the test signal to the terminals 20 to 29, and then sets the transmission of the test signal N times (where N> 1) as one set for each set. M sets of test signals are transmitted with different transmission powers (where M> 1).
Based on the test result notification received from the terminals 20 to 29, the position information of the terminals 20 to 29, and the value of the transmission power of the test signal corresponding to the received test result notification, the comprehensive determination station device 30 The reliability of is calculated.

次に、総合判定局装置30における信頼度情報取得処理の動作の流れの詳細について、図面を参照して説明する。
なお、総合判定局装置30は、セカンダリシステム200に備えられる端末装置の端末識別情報と、位置情報とを対応付けた端末装置の情報を予め内部の記憶領域に保持している。
例えば、総合判定局装置30は、セカンダリシステム200に含まれる全端末装置の端末識別情報と位置情報とを予め信頼度情報データベース34に保持していることとしてもよいし、テスト開始信号に応じてセカンダリシステム200の端末装置が自装置の端末識別情報と位置情報とを含む応答信号を総合判定局装置30に送信することにより、総合判定局装置30が端末装置の情報を取得することでもよい。
Next, details of the operation flow of the reliability information acquisition process in the comprehensive determination station device 30 will be described with reference to the drawings.
In addition, the comprehensive determination station device 30 holds in advance an internal storage area of terminal device information in which terminal identification information of a terminal device provided in the secondary system 200 is associated with position information.
For example, the comprehensive determination station device 30 may hold the terminal identification information and the position information of all terminal devices included in the secondary system 200 in the reliability information database 34 in advance, or according to the test start signal The terminal device of the secondary system 200 may transmit the response signal including the terminal identification information and the position information of the device itself to the integrated determination station device 30 so that the integrated determination station device 30 acquires the information of the terminal device.

図5は、信頼度情報取得過程における総合判定局装置30の処理の流れを示すフロー図である。
総合判定局装置30において信頼度情報取得制御部331は、信頼度情報取得処理の開始として、プライマリシステム100に信頼度情報取得処理の開始を通知する信号を通信部311に送信させる(ステップS301)。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow of the comprehensive determination station device 30 in the process of obtaining reliability information.
In the comprehensive determination station apparatus 30, the reliability information acquisition control unit 331 causes the communication unit 311 to transmit a signal notifying the primary system 100 of the start of the reliability information acquisition process as the start of the reliability information acquisition process (step S301). .

次に、信頼度情報取得制御部331は、セカンダリシステム200の通信領域全てに到達する送信電力により、テスト開始信号を通信部311に送信させる(ステップS302)。信頼度情報取得制御部331は、テスト信号を送信する際の送信電力の変更要求を通信制御部312に出力し、通信制御部312が通信部311の送信電力を設定する(ステップS303)。
ここで、テスト信号を送信する際の送信電力は、例えば、最大送信電力Wの値をテスト信号の送信セット数のMで割った値「W/M」を基準送信電力Wsとし、1セットごとに、基準送信電力Ws×セット数m(ただし、m=1、2、・・・、(M−1)、M)の送信電力とする。
Next, the reliability information acquisition control unit 331 causes the communication unit 311 to transmit a test start signal with the transmission power that reaches the entire communication area of the secondary system 200 (step S302). The reliability information acquisition control unit 331 outputs a transmission power change request when transmitting a test signal to the communication control unit 312, and the communication control unit 312 sets the transmission power of the communication unit 311 (step S <b> 303).
Here, the transmission power at the time of transmitting the test signal is, for example, a value “W / M” obtained by dividing the value of the maximum transmission power W by M of the number of test signal transmission sets as the reference transmission power Ws. The transmission power of the reference transmission power Ws × the number of sets m (where m = 1, 2,..., (M−1), M).

次に、信頼度情報取得制御部331は、通信部311にテスト信号を送信させる(ステップS304)。このテスト信号は、プライマリシステム100の通信方式による共用周波数帯域を用いた無線信号である。
図6は、m=1の時、総合判定局装置30からの送信電力「基準送信電力Ws×セット数1」によるテスト信号の到達範囲(無線信号が所定の信号強度以上となる範囲)を無線信号到達範囲aとした場合の協調センシングシステムの概念図を示す。同図において、無線信号到達範囲aの範囲には、端末23と、端末25とが含まれる。
Next, the reliability information acquisition control unit 331 causes the communication unit 311 to transmit a test signal (step S304). This test signal is a radio signal using a shared frequency band according to the communication method of the primary system 100.
FIG. 6 shows that when m = 1, the test signal reachable range (range in which the radio signal is equal to or higher than the predetermined signal strength) based on the transmission power “reference transmission power Ws × number of sets 1” from the comprehensive determination station apparatus 30 is wireless. The conceptual diagram of a cooperative sensing system at the time of setting it as the signal reachable range a is shown. In the figure, the range of the radio signal reachable range a includes a terminal 23 and a terminal 25.

この無線信号到達範囲aに含まれる端末装置のうち、正常にテスト信号を検出した端末装置、例えば、端末25は、テスト結果通知として、信号検出有りを示す検出通知を総合判定局装置30に送信する。ここで、テスト結果通知は、信号検出の有無を示す情報と、テスト信号の受信レベルの情報と、自装置の位置情報と、自装置の端末識別情報とを含む。
また、無線信号到達範囲aに含まれる端末装置のうち、テスト信号が検出できなかった端末装置、例えば、端末23は、テスト結果通知として、信号検出なしを示す非検出通知を総合判定局装置30に送信する。このように、無線信号到達範囲aに含まれ、本来検出通知を送信すべきであるが、テスト結果通知として非検出通知を送信する端末装置を誤検出した端末装置と定義する。
Of the terminal devices included in the wireless signal reachable range a, the terminal device that has successfully detected the test signal, for example, the terminal 25 transmits a detection notification indicating the presence of signal detection to the comprehensive determination station device 30 as a test result notification. To do. Here, the test result notification includes information indicating presence / absence of signal detection, information on the reception level of the test signal, position information of the own apparatus, and terminal identification information of the own apparatus.
In addition, among the terminal devices included in the wireless signal reachable range a, the terminal device in which the test signal cannot be detected, for example, the terminal 23 sends a non-detection notification indicating no signal detection as the test result notification to the comprehensive determination station device 30. Send to. As described above, a terminal device that is included in the wireless signal reachable range a and originally should transmit a detection notification but transmits a non-detection notification as a test result notification is defined as a terminal device that is erroneously detected.

同様に、セカンダリシステム200に含まれ、無線信号到達範囲a以外の領域に存在する端末装置のうち、テスト信号が検出できなかった端末装置、例えば、端末23は、テスト結果通知として、信号検出なしを示す非検出通知を総合判定局装置30に送信する。
また、セカンダリシステム200に含まれ、無線信号到達範囲a以外の領域に存在する端末装置のうち、テスト信号を検出したことを通知する端末装置、例えば、端末22は、テスト結果通知として、信号検出有りを示す検出通知を総合判定局装置30に送信する。
このように、無線信号到達範囲aに含まれず、本来非検出通知を送信すべきであるが、テスト結果通知として検出通知を送信する端末装置を誤警報した端末装置と定義する。
Similarly, among terminal devices included in the secondary system 200 and existing in a region other than the radio signal reachable range a, a terminal device that has not been able to detect a test signal, for example, the terminal 23 has no signal detection as a test result notification. Is transmitted to the comprehensive determination station device 30.
In addition, among the terminal devices included in the secondary system 200 and existing in a region other than the wireless signal reachable range a, a terminal device that notifies that a test signal has been detected, for example, the terminal 22 may detect a signal as a test result notification. A detection notification indicating the presence is transmitted to the comprehensive determination station device 30.
In this way, a terminal device that is not included in the wireless signal reachable range a and should originally transmit a non-detection notification but transmits a detection notification as a test result notification is defined as a terminal device that has falsely alarmed.

図5に戻り、総合判定局装置30は、端末20〜29からテスト結果通知を受信する(ステップS306)。
なお、上述したように、端末20〜29が、総合判定局装置30からテスト開始信号を受信すると、テスト信号の検出の有無にかかわらず、所定周期ごとにテスト結果通知を総合判定局装置30に送信するようにしたため、総合判定局装置30は、テスト信号を検出したことを通知する検出通知と、テスト信号を検出できなかったことを通知する非検出通知とを取得することが可能になる。
Returning to FIG. 5, the comprehensive determination station device 30 receives a test result notification from the terminals 20 to 29 (step S306).
As described above, when the terminals 20 to 29 receive the test start signal from the comprehensive determination station device 30, the test results notification is sent to the comprehensive determination station device 30 at predetermined intervals regardless of whether or not the test signal is detected. Since it transmits, the comprehensive determination station | game apparatus 30 can acquire the detection notification which notifies that the test signal was detected, and the non-detection notification which notifies that a test signal was not able to be detected.

信頼度情報取得制御部331は、テスト信号の送信電力の値と、通信部311が受信する各端末装置ごとのN回分のテスト結果通知とを対応付けたテスト結果通知情報を一時的に内部の記憶領域に記憶し、テスト信号の送信回数がN回に達したか否かを判定する(ステップS307)。
信頼度情報取得制御部331は、N回テスト信号を送信し、N回分の端末20〜29のテスト結果通知を受信するまで、ステップS304〜S306の処理を繰り返す。信頼度情報取得制御部331は、設定した送信電力によるN回のテスト信号の送信が終了していた場合、誤検出誤警報確率算出部332にN回分のテスト結果通知情報を含む誤検出、誤警報の確率算出要求を誤検出誤警報確率算出部332に出力する。
The reliability information acquisition control unit 331 temporarily sets test result notification information in which the value of the transmission power of the test signal is associated with N test result notifications for each terminal device received by the communication unit 311 in the internal state. It is stored in the storage area, and it is determined whether or not the number of test signal transmissions has reached N (step S307).
The reliability information acquisition control unit 331 repeats the processes of steps S304 to S306 until the test signal is transmitted N times and the test results notifications of the terminals 20 to 29 for N times are received. When the transmission of N test signals with the set transmission power has been completed, the reliability information acquisition control unit 331 causes the false detection / false alarm probability calculation unit 332 to perform erroneous detection and error including N times of test result notification information. The alarm probability calculation request is output to the false detection false alarm probability calculation unit 332.

誤検出誤警報確率算出部332は、誤検出、誤警報の確率算出要求に応じて、送信電力の情報と、信頼度情報データベース34が記憶する位置情報と、端末装置ごとのN回分のテスト結果通知情報とに基づき、各端末装置ごとに誤検出確率と、誤警報確率とを算出する。具体的には、誤検出誤警報確率算出部332は、テスト結果通知情報に含まれる端末装置の端末識別情報を検索キーとして、信頼度情報データベース34から位置情報を読み出し、読み出した位置情報に基づき、端末20〜29が、入力された送信電力の情報に対応する無線信号到達範囲aに含まれる端末装置と、無線信号到達範囲aに含まれない端末装置とのいずれであるかを判定する。   The false detection false alarm probability calculation unit 332 responds to the false detection and false alarm probability calculation request, the transmission power information, the position information stored in the reliability information database 34, and the N test results for each terminal device. Based on the notification information, a false detection probability and a false alarm probability are calculated for each terminal device. Specifically, the false detection false alarm probability calculation unit 332 reads the position information from the reliability information database 34 using the terminal identification information of the terminal device included in the test result notification information as a search key, and based on the read position information. The terminals 20 to 29 determine whether the terminal device is included in the wireless signal reachable range a corresponding to the input transmission power information or the terminal device not included in the wireless signal reachable range a.

次に、誤検出誤警報確率算出部332は、N回分の端末装置ごとのテスト結果通知に基づき、以下の計算式を用いて誤検出確率Ped(i)と、誤警報確率Pea(j)とを算出する。
誤検出確率Ped(i)={誤検出の回数Ned(i)÷テスト送信回数N}×100[パーセント、%]
ただし、iは、無線信号到達範囲aに含まれる端末装置の識別番号のいずれかを示す。誤検出の回数Ned(i)は、識別番号iの端末装置における誤検出の回数を示す(ただし、Ned(i)=0、1、・・・、(N−1)、N)。
Next, the false detection false alarm probability calculation unit 332 uses the following calculation formula based on the N test result notifications for each terminal device, and the false detection probability P ed (i) and false alarm probability P ea (j ) Is calculated.
False detection probability P ed (i) = {number of false detections N ed (i) ÷ number of test transmissions N} × 100 [percent,%]
However, i shows one of the identification numbers of the terminal devices included in the wireless signal reachable range a. The number of erroneous detections N ed (i) indicates the number of erroneous detections in the terminal device with the identification number i (where N ed (i) = 0, 1,..., (N−1), N).

誤警報確率Pea(j)={誤警報の回数Nea(j)÷テスト回数N}×100[%]
ただし、jは、セカンダリシステム200に含まれ、無線信号到達範囲aに含まれない端末装置の識別番号のいずれかを示す。誤警報の回数Nea(j)は、識別番号jの端末装置における誤検出の回数を示す(ただし、Nad(j)=0、1、・・・、(N−1)、N)。
False alarm probability P ea (j) = {number of false alarms N ea (j) ÷ number of tests N} × 100 [%]
However, j represents one of the identification numbers of the terminal devices included in the secondary system 200 and not included in the wireless signal reachable range a. The number of false alarms N ea (j) indicates the number of false detections in the terminal device with the identification number j (where N ad (j) = 0, 1,..., (N−1), N).

例えば、図6において、N=10として、総合判定局装置30がテスト信号を10回送信する場合、無線信号到達範囲aに含まれる端末23が、10回のうち7回テスト信号を検出し(正常検出)、3回テスト信号を検出できなかった(誤検出)こととする。
この場合、端末23は、無線信号到達範囲aに含まれているため、誤警報確率Pea(23)=0%である。
For example, in FIG. 6, when N = 10 and the comprehensive determination station device 30 transmits a test signal 10 times, the terminal 23 included in the wireless signal reachable range a detects the test signal 7 times out of 10 times ( It is assumed that the test signal was not detected three times (false detection).
In this case, since the terminal 23 is included in the wireless signal reachable range a, the false alarm probability P ea (23) = 0%.

一方、誤検出確率Ped(23)は、
誤検出確率Ped(23)={誤検出の回数Ned(23)÷テスト送信回数N}×100=(3÷10)×100=30[%]
として、誤検出誤警報確率算出部332が算出する。
On the other hand, the false detection probability P ed (23) is
False detection probability P ed (23) = {number of false detections N ed (23) ÷ number of test transmissions N} × 100 = (3 ÷ 10) × 100 = 30 [%]
As a result, the false detection false alarm probability calculation unit 332 calculates.

また、同様に、無線信号到達範囲aに含まれない端末22が、10回のうち、1回テスト信号を検出し(誤警報)、9回テスト信号を検出できなかった(正常検出)場合、端末22は、無線信号到達範囲aに含まれていないため、誤検出確率Pea(22)=0%である。
一方、誤警報確率Pea(22)は、
誤警報確率Pea(22)={誤警報の回数Nea(22)÷テスト回数N}×100=(1÷10)×100=10[%]
として、誤検出誤警報確率算出部332が算出する。
Similarly, when the terminal 22 not included in the wireless signal reachable range a detects the test signal once out of 10 times (false alarm) and fails to detect the test signal 9 times (normal detection), Since the terminal 22 is not included in the wireless signal reachable range a, the false detection probability P ea (22) = 0%.
On the other hand, the false alarm probability P ea (22) is
False alarm probability P ea (22) = {number of false alarms N ea (22) ÷ number of tests N} × 100 = (1 ÷ 10) × 100 = 10 [%]
As a result, the false detection false alarm probability calculation unit 332 calculates.

図5に戻り、誤検出誤警報確率算出部332は、端末20〜29の端末識別情報に対応付けた算出結果を信頼度情報取得制御部331に出力する。信頼度情報取得制御部331は、算出結果を信頼度情報データベース34において、算出結果の端末識別情報に対応する信頼度の項目に書き込むことにより、信頼度情報を更新する(ステップS308)。
信頼度情報取得制御部331は、現在のテスト信号の送信電力の設定が最大送信電力Wであるか否かを判定する(ステップS309)。信頼度情報取得制御部331は、現在のテスト信号の送信電力が最大送信電力Wではない判定すると、現在のテスト信号の送信電力に基準送信電力Wsを加算し、テスト信号の送信回数をリセットして、ステップS303の処理に戻る。
Returning to FIG. 5, the false detection false alarm probability calculation unit 332 outputs the calculation result associated with the terminal identification information of the terminals 20 to 29 to the reliability information acquisition control unit 331. The reliability information acquisition control unit 331 updates the reliability information by writing the calculation result in the reliability information database 34 in the reliability item corresponding to the terminal identification information of the calculation result (step S308).
The reliability information acquisition control unit 331 determines whether or not the current transmission power setting of the test signal is the maximum transmission power W (step S309). If the reliability information acquisition control unit 331 determines that the transmission power of the current test signal is not the maximum transmission power W, the reliability information acquisition control unit 331 adds the reference transmission power Ws to the transmission power of the current test signal and resets the number of times of transmission of the test signal. Then, the process returns to step S303.

図7は、m=2の時、総合判定局装置30からの送信電力「基準送信電力Ws×セット数2」によるテスト信号の到達範囲を無線信号到達範囲bとした場合の協調センシングシステムの概念図を示す。同図において、無線信号到達範囲bの範囲には、端末22〜27が含まれ、また、端末20〜29の検出結果には、誤検出や誤警報が含まれない例を示す。
このように、セット数ごとに異なる送信電力のテスト信号を送信することにより、各端末装置は、異なる受信レベルでテスト信号を受信するようになる。これにより、総合判定局装置30は、端末装置ごとの受信レベルごとの誤検出、誤警報の確率を算出することが可能になるという効果がある。
FIG. 7 shows the concept of the cooperative sensing system when the arrival range of the test signal based on the transmission power “reference transmission power Ws × number of sets 2” from the comprehensive determination station device 30 is the wireless signal arrival range b when m = 2. The figure is shown. In the figure, the range of the wireless signal reachable range b includes terminals 22 to 27, and the detection results of the terminals 20 to 29 do not include false detections or false alarms.
Thus, by transmitting a test signal having different transmission power for each set number, each terminal apparatus receives a test signal at a different reception level. Accordingly, there is an effect that the comprehensive determination station device 30 can calculate the probability of false detection and false alarm for each reception level for each terminal device.

図5に戻り、信頼度情報取得制御部331は、1セットN回のテスト信号の送信をMセット実行後、ステップS309において、現在の送信電力が最大送信電力Wであると判定すると、最大送信電力Wにより、端末20〜29にテスト終了を通知するとともに、プライマリシステム100に信頼度情報取得処理の終了を通知することにより、信頼度情報取得処理を終了する。
以上が総合判定局装置30による信頼度情報取得過程における動作の流れである。
Returning to FIG. 5, after the reliability information acquisition control unit 331 performs M sets of transmission of one set of N test signals, and determines in step S309 that the current transmission power is the maximum transmission power W, the maximum transmission power is transmitted. The power W notifies the terminals 20 to 29 of the end of the test and notifies the primary system 100 of the end of the reliability information acquisition process, thereby ending the reliability information acquisition process.
The above is the operation flow in the reliability information acquisition process by the comprehensive determination station device 30.

総合判定局装置30は、無線信号の送信電力を制御することにより、送信する無線信号到達エリアを変更する。これにより、端末20〜29における、受信信号の受信レベルごとのテスト結果通知を総合判定局装置30が取得することが可能になる。すなわち、受信レベルごとの誤検出確率、誤警報確率を算出することができ、総合判定処理過程において、協調センシング対象の端末装置からの協調センシング結果に含まれる受信レベルに応じて高精度にプライマリシステム100の共用周波数帯域の利用の有無を判定することが可能になるという効果がある。   The comprehensive determination station device 30 changes the radio signal arrival area to be transmitted by controlling the transmission power of the radio signal. Thereby, it becomes possible for the comprehensive determination station apparatus 30 to acquire the test result notification for each reception level of the reception signal in the terminals 20 to 29. That is, it is possible to calculate the false detection probability and false alarm probability for each reception level, and in the comprehensive determination process, the primary system with high accuracy according to the reception level included in the cooperative sensing result from the terminal device as the cooperative sensing target. There is an effect that it is possible to determine whether or not 100 shared frequency bands are used.

<総合判定処理過程>
次に、本発明の一実施形態による協調センシングシステムにおける総合判定局装置30の動作について、総合判定処理過程の処理の流れを説明する。
まず、総合判定局装置30による総合判定処理の概要について説明する。
総合判定局装置30は、端末20〜29が実行する協調センシング処理の協調センシング結果と端末装置ごとの信頼度情報とに基づき、プライマリシステム100が共用周波数帯域を利用した無線通信を行っているか否かの総合判定処理を行う。この総合判定処理において、総合判定局装置30は、端末20〜29のうち、一部の端末装置を協調センシング対象と判定し、この協調センシング対象の端末装置に協調センシングを実行させる協調センシング処理を行う。
<Comprehensive judgment process>
Next, the process flow of the comprehensive determination process will be described for the operation of the comprehensive determination station device 30 in the cooperative sensing system according to the embodiment of the present invention.
First, an overview of comprehensive determination processing by the comprehensive determination station device 30 will be described.
Based on the cooperative sensing result of the cooperative sensing process executed by the terminals 20 to 29 and the reliability information for each terminal device, the comprehensive determination station device 30 determines whether the primary system 100 performs wireless communication using the shared frequency band. The overall judgment process is performed. In this comprehensive determination process, the comprehensive determination station apparatus 30 determines a part of the terminals 20 to 29 as a cooperative sensing target, and performs a cooperative sensing process in which the cooperative sensing target terminal apparatus performs cooperative sensing. Do.

図8は、セカンダリシステム200の無線信号到達範囲をエリアA、エリアB、エリアCの3つの領域に分割した際における端末20〜29の配置例を示す図である。同図において、プライマリシステム100側から順にエリアAには、端末20〜23が含まれ、エリアBには、端末24、端末25が含まれ、エリアCには、端末26〜29が含まれる。
これらの領域は、予めプライマリシステム100からの距離に応じて分割した領域や、信頼度情報取得過程、及び、総合判定処理過程ではない時間帯において、プライマリシステム100からの共用周波数帯域の無線信号を検出した端末装置の位置を中心とする所定範囲と、この所定範囲外とで分割することでもよい。
FIG. 8 is a diagram illustrating an arrangement example of the terminals 20 to 29 when the wireless signal reachable range of the secondary system 200 is divided into three areas of area A, area B, and area C. In the figure, in order from the primary system 100 side, area A includes terminals 20 to 23, area B includes terminals 24 and 25, and area C includes terminals 26 to 29.
These areas are pre-divided according to the distance from the primary system 100, and the radio signal of the shared frequency band from the primary system 100 in a time zone that is not the reliability information acquisition process and the comprehensive determination process process. You may divide | segment into the predetermined range centering on the position of the detected terminal device, and the outside of this predetermined range.

ここでは、予めエリアA、エリアB、エリアCに領域分割されており、総合判定局装置30の協調センシングエリア判定部352は、内部の記憶領域に予め領域の情報を記憶していることとする。
次に、総合判定処理における総合判定局装置30の処理の流れの詳細を図面を用いて説明する。図9は、総合判定局装置30による総合判定処理の流れを示すフロー図である。
Here, the area is divided into area A, area B, and area C in advance, and the cooperative sensing area determination unit 352 of the comprehensive determination station device 30 stores area information in an internal storage area in advance. .
Next, details of the process flow of the comprehensive determination station apparatus 30 in the comprehensive determination process will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a flowchart showing a flow of comprehensive determination processing by the comprehensive determination station device 30.

総合判定局装置30において、通信部311を介して制御部32は、いずれかの端末装置、例えば、端末22からプライマリシステム100の共用周波数帯域を用いた無線信号の検出を通知するプライマリシステム100検出通知を受信する。
制御部32は、プライマリシステム100検出通知の受信を受けて、端末22の端末識別情報を含むプライマリシステム100検出通知を含む誤警報であるか否かの判定要求を協調センシング処理部35に出力する(ステップS321)。
In the comprehensive determination station device 30, the control unit 32 via the communication unit 311 detects the detection of the radio signal using the shared frequency band of the primary system 100 from any terminal device, for example, the terminal 22. Receive notifications.
Upon receipt of the primary system 100 detection notification, the control unit 32 outputs a determination request as to whether or not it is a false alarm including the primary system 100 detection notification including the terminal identification information of the terminal 22 to the cooperative sensing processing unit 35. (Step S321).

協調センシング処理部35において、協調センシング制御部351は、入力される端末22の端末識別情報を検索キーとして、信頼度情報データベース34から端末22の位置情報を読み出し、端末22の位置情報を含む協調センシング対象エリア判定要求を協調センシングエリア判定部352に出力する。協調センシングエリア判定部352は、端末22の位置情報と、内部の記憶領域に記憶する領域の情報とに基づき、端末22がいずれの領域に存在するかを判定し、判定結果を協調センシング制御部351に出力する(ステップS322)。ここでは、協調センシング制御部351は、端末22は、エリアAに存在していることと判定する。   In the cooperative sensing processing unit 35, the cooperative sensing control unit 351 reads the position information of the terminal 22 from the reliability information database 34 using the input terminal identification information of the terminal 22 as a search key, and includes the position information of the terminal 22. The sensing target area determination request is output to the cooperative sensing area determination unit 352. The cooperative sensing area determination unit 352 determines in which region the terminal 22 is present based on the position information of the terminal 22 and the information on the region stored in the internal storage region, and the determination result is the cooperative sensing control unit. It outputs to 351 (step S322). Here, the cooperative sensing control unit 351 determines that the terminal 22 exists in the area A.

次に、協調センシング制御部351は、判定結果に基づき、協調センシング対象エリアであるエリアAに含まれる端末装置を選択する。例えば、協調センシング制御部351は、信頼度情報データベース34が記憶する全端末装置の位置情報と、対応する端末識別情報とを読み出し、読み出した位置情報のうち、エリアAに含まれる位置情報の端末装置を抽出する。協調センシング制御部351は、抽出した端末装置を宛先として、協調センシング開始要求信号を通信部311に送信させる(ステップS323)。   Next, the cooperative sensing control unit 351 selects a terminal device included in the area A that is the cooperative sensing target area based on the determination result. For example, the cooperative sensing control unit 351 reads the position information of all terminal devices stored in the reliability information database 34 and the corresponding terminal identification information, and the terminal of the position information included in the area A among the read position information. Extract the device. The cooperative sensing control unit 351 causes the communication unit 311 to transmit a cooperative sensing start request signal to the extracted terminal device as a destination (step S323).

図10は、総合判定局装置30が、エリアAの端末装置に対して送信する協調センシング開始要求信号に応じて、エリアAに含まれる端末20〜23が協調センシング処理を行っている状況を示す概念図である。   FIG. 10 illustrates a situation where the terminals 20 to 23 included in the area A are performing the cooperative sensing process in response to the cooperative sensing start request signal transmitted from the comprehensive determination station device 30 to the terminal device in the area A. It is a conceptual diagram.

図9に戻り、協調センシング制御部351は、通信部311を介して協調センシング結果を受信すると(ステップS324)、協調センシング結果に含まれる端末識別情報に基づき、エリアAの全端末装置、すなわち、端末20〜23から協調センシング結果を受信したか否かを判定する(ステップS325)。
協調センシング制御部351は、端末20〜23の全端末装置から協調センシング結果を受信するまで受信を待機し、端末20〜23の協調センシング結果を受信すると、端末20〜23の端末識別情報に対応する信頼度情報を信頼度情報データベース34から読み出す(ステップS326)。
Returning to FIG. 9, when the cooperative sensing control unit 351 receives the cooperative sensing result via the communication unit 311 (step S324), based on the terminal identification information included in the cooperative sensing result, all the terminal devices in the area A, that is, It is determined whether or not cooperative sensing results have been received from the terminals 20 to 23 (step S325).
The cooperative sensing control unit 351 waits for reception until the cooperative sensing result is received from all the terminal devices of the terminals 20 to 23. When the cooperative sensing result of the terminals 20 to 23 is received, the cooperative sensing control unit 351 corresponds to the terminal identification information of the terminals 20 to 23. The reliability information to be read is read from the reliability information database 34 (step S326).

協調センシング制御部351は、読み出した信頼度情報と、受信した協調センシング結果とを含む総合判定処理要求を総合判定部353に出力する。総合判定部353は、入力される総合判定処理要求に応じて、端末装置ごとの協調センシング結果に対し、信頼度情報の重み付け処理を行う(ステップS327)。
総合判定部353による重み付け処理について、誤検出確率Ped(i)、誤警報率Pea(i)である端末i(ただし、i=20、21、22、23)について説明する。
The cooperative sensing control unit 351 outputs a comprehensive determination processing request including the read reliability information and the received cooperative sensing result to the comprehensive determination unit 353. The comprehensive determination unit 353 performs weighting processing of reliability information on the cooperative sensing result for each terminal device in response to the input comprehensive determination processing request (step S327).
The weighting process by the comprehensive determination unit 353 will be described for the terminal i (where i = 20, 21, 22, 23) having the false detection probability P ed (i) and the false alarm rate P ea (i).

協調センシング指示の結果、端末iが「プライマリシステム100からの共用周波数帯域の利用あり」を通知した場合、総合判定部353は、信頼度R、及び、重み付けの値を次式により算出する。
信頼度R(検出あり)=(100−誤警報率Pea(i))[%]
重み(検出あり)=信頼度R(検出あり)÷100%
一方、この端末iが「検出なし」を通知した場合、総合判定部353は、信頼度R、及び重み付けの値を次式により算出する。
信頼度R(検出なし)=(100−誤検出確率Ped(i))[%]
重み(検出なし)=信頼度R(検出なし)÷100%
As a result of the cooperative sensing instruction, when the terminal i notifies “the shared frequency band is being used from the primary system 100”, the comprehensive determination unit 353 calculates the reliability R and the weighting values by the following equations.
Reliability R (with detection) = (100−false alarm rate P ea (i)) [%]
Weight (with detection) = Reliability R (with detection) / 100%
On the other hand, when the terminal i notifies “no detection”, the comprehensive determination unit 353 calculates the reliability R and the weighting value by the following equations.
Reliability R (no detection) = (100−false detection probability P ed (i)) [%]
Weight (no detection) = Reliability R (no detection) / 100%

総合判定部353による重み付け処理の手順について、その具体例を説明する。
判定対象の端末装置として、例えば、誤検出確率Ped(21)=10%、誤警報率Pea(21)=0%である端末21に関する総合判定処理について説明する。
協調センシング指示の結果、端末21が「プライマリシステム100からの共用周波数帯域の利用あり」を通知した場合、総合判定部353は、信頼度R、及び、重み付けの値を上述の式を用いて算出する。
A specific example of the procedure of the weighting process by the comprehensive determination unit 353 will be described.
As a determination target terminal device, for example, an overall determination process related to the terminal 21 having a false detection probability P ed (21) = 10% and a false alarm rate P ea (21) = 0% will be described.
As a result of the cooperative sensing instruction, when the terminal 21 notifies “the shared frequency band is being used from the primary system 100”, the comprehensive determination unit 353 calculates the reliability R and the weighting values using the above-described formulas. To do.

信頼度R(検出あり)=(100−誤警報率Pea(21))=(100−0)=100[%]
重み(検出あり)=信頼度R(検出あり)÷100%=100÷100=1
一方、この端末装置が「検出なし」を通知した場合、
信頼度R(検出なし)=(100−誤検出確率Ped(21))=(100−10)=90%
重み(検出なし)=信頼度R(検出なし)÷100%=90÷100=0.9
Reliability R (with detection) = (100−false alarm rate P ea (21)) = (100−0) = 100 [%]
Weight (with detection) = Reliability R (with detection) / 100% = 100/100 = 1
On the other hand, when this terminal device notifies "no detection"
Reliability R (no detection) = (100−false detection probability P ed (21)) = (100−10) = 90%
Weight (no detection) = Reliability R (no detection) ÷ 100% = 90 ÷ 100 = 0.9

同様にして、総合判定部353は、協調センシング指示を送信した端末20〜23全てにおいて、信頼度R、重みを算出する。
次に、総合判定部353は、次式、すなわち、重みRiと変数Xiとを端末装置ごとに乗算し、乗算した算出結果を協調センシング対象の端末装置全てについて加算することにより、総合判定結果Tを算出する(ステップS328)。
総合判定結果T=ΣRiXi
ただし、Riは、端末iにおける重みの値、変数Xiは、検出ありの場合、値「1」、検出なしの場合、値「−1」である。
Similarly, the comprehensive determination unit 353 calculates the reliability R and the weight in all the terminals 20 to 23 that have transmitted the cooperative sensing instruction.
Next, the overall determination unit 353 multiplies the following equation, that is, the weight Ri and the variable Xi for each terminal device, and adds the calculated results for all the terminal devices to be cooperatively sensed. Is calculated (step S328).
Overall judgment result T = ΣRiXi
However, Ri is a weight value at the terminal i, and the variable Xi is a value “1” when there is a detection, and a value “−1” when there is no detection.

このとき、総合判定結果T≧0である場合、総合判定部353は、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用があると判定し、総合判定結果T<0である場合、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用がないと判定する。
総合判定部353は、判定結果を協調センシング制御部351に出力する。協調センシング制御部351は、判定結果に基づき、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用がある場合、セカンダリシステム200における通信の中止を指示したり、他の周波数帯域の利用を要求する信号を通信部311から送信させることにより、通信制御を行う(ステップS328)。
At this time, when the comprehensive determination result T ≧ 0, the comprehensive determination unit 353 determines that the shared frequency band is used by the primary system 100. When the comprehensive determination result T <0, the shared frequency by the primary system 100 is determined. It is determined that there is no bandwidth usage.
The comprehensive determination unit 353 outputs the determination result to the cooperative sensing control unit 351. When the shared frequency band is used by the primary system 100 based on the determination result, the cooperative sensing control unit 351 instructs the communication of the secondary system 200 to stop communication or requests use of another frequency band. By transmitting from 311, communication control is performed (step S 328).

なお、通信の中止の指示や、他の周波数帯域の利用の要求を行う際に、ステップS321においてプライマリシステム100検出通知を送信した端末装置が存在する領域、ここでは、エリアAに存在する端末装置のみに通信制御を行うこととしてもよい。
なお、総合判定局装置30は、同一周波数帯域、及び、通信方式によるテスト電波を送信し、各端末装置からの結果受信とを任意の回数(例えば、N回)繰り返し、端末装置ごとに、受信レベルに対する誤検出確率と、誤警報確率とを重みとして算出し、信頼度情報データベース34に書き込む。本処理は、この繰り返し回数が多いほど、誤検出確率、誤警報確率の値の精度が向上する。以上説明した処理手順が、総合判定局装置30による協調センシング処理過程である。
It should be noted that the terminal device that exists in the area where the terminal device that transmitted the primary system 100 detection notification in step S321 exists, here, the terminal device that exists in area A, when instructing to stop communication or request to use another frequency band It is good also as performing communication control only.
The comprehensive determination station device 30 transmits test radio waves using the same frequency band and communication method, and repeats reception of results from each terminal device an arbitrary number of times (for example, N times). The false detection probability and false alarm probability for the level are calculated as weights and written to the reliability information database 34. In this process, as the number of repetitions increases, the accuracy of the false detection probability and false alarm probability values improves. The processing procedure described above is a cooperative sensing processing process by the comprehensive determination station device 30.

上述の実施形態によれば、予め、総合判定局装置30がプライマリシステム100が用いる共用周波数帯域により、プライマリシステム100の通信方式を適用したテスト信号を送信し、セカンダリシステム200に含まれる端末20〜29のテスト結果通知を取得する。これに基づき、総合判定局装置30が、各端末20〜29ごとのセンシングの誤検出確率、誤警報確率を算出し、算出した誤検出確率と誤警報確率とに基づき信頼度の値を算出する。総合判定局装置30は、算出した信頼度の値に基づき、各端末20〜29から送信される協調センシング検出結果に重み付け処理を行うことにより、プライマリシステム100における共用周波数帯域を用いた無線通信の実行有無をより正確に判定することが可能になるという効果がある。   According to the above-described embodiment, the comprehensive determination station device 30 transmits in advance a test signal to which the communication method of the primary system 100 is applied using the shared frequency band used by the primary system 100, and the terminals 20 to 20 included in the secondary system 200. 29 test result notifications are acquired. Based on this, the comprehensive determination station device 30 calculates the sensing false detection probability and false alarm probability for each of the terminals 20 to 29, and calculates the reliability value based on the calculated false detection probability and false alarm probability. . The comprehensive determination station device 30 performs weighting processing on the cooperative sensing detection results transmitted from the terminals 20 to 29 based on the calculated reliability value, thereby performing wireless communication using the shared frequency band in the primary system 100. There is an effect that the presence or absence of execution can be determined more accurately.

また、総合判定局装置30は、プライマリシステム100を検出したことを通知するプライマリシステム100検出通知の送信元の位置情報に基づき、セカンダリシステム200の一部分(例えば、エリアA)を協調センシング処理を実行させる範囲とし、当該範囲に含まれる端末装置に対してのみ協調センシング処理を実行させるようにした。   Further, the comprehensive determination station device 30 performs cooperative sensing processing on a part of the secondary system 200 (for example, area A) based on the location information of the transmission source of the primary system 100 detection notification that notifies that the primary system 100 has been detected. As a range to be performed, the cooperative sensing process is executed only for the terminal devices included in the range.

これにより、図10に示すように、プライマリシステム100からの無線信号到達範囲dの外の端末装置(例えば、端末24〜29)からの誤検出や誤警報が含まれる可能性のある協調センシング結果を用いることがなくなるため、プライマリシステム100による共用周波数帯域の無線通信の実行有無をより正確に判定することが可能になるという効果がある。さらに、端末24〜29に対し、必要のないセンシング処理を抑制することができ、端末20〜23において協調センシング処理を実行中であっても、端末24〜29は、通信を中断させられることなく、処理を続行することが可能になるという効果がある。   As a result, as shown in FIG. 10, the cooperative sensing result that may include a false detection or a false alarm from a terminal device (for example, the terminals 24 to 29) outside the wireless signal reachable range d from the primary system 100. Therefore, it is possible to more accurately determine whether the primary system 100 performs wireless communication in the shared frequency band. Furthermore, unnecessary sensing processing can be suppressed for the terminals 24 to 29, and even if the terminals 20 to 23 are executing the cooperative sensing processing, the terminals 24 to 29 are not interrupted. There is an effect that the processing can be continued.

また、プライマリシステム100の協調センシング開始要求に応じた協調センシング結果に対し、信頼度情報データベース34に予め記憶している誤検出確率、又は、誤警報確率を重み付けとして用いて、総合判定結果Tを算出することにより、端末装置ごとの協調センシング結果の信頼性を向上させる。
さらに、最初にプライマリシステムを検出したことを通知する端末装置の位置情報に応じて、エリアを限定してセンシング指示を送信する。これにより、さらにプライマリシステム100の影響を受けやすい、プライマリシステム100からの無線信号を受信しやすい位置に存在する端末装置に協調センシングさせることで、判定結果の信頼性を向上させることが可能になるという効果がある。
In addition, with respect to the cooperative sensing result in response to the cooperative sensing start request of the primary system 100, the total determination result T is calculated using the false detection probability or false alarm probability stored in advance in the reliability information database 34 as a weight. By calculating, the reliability of the cooperative sensing result for each terminal device is improved.
Further, the sensing instruction is transmitted with the area limited according to the position information of the terminal device that first notifies that the primary system has been detected. Accordingly, it is possible to improve the reliability of the determination result by causing the terminal device that is more easily influenced by the primary system 100 and that is present at a position where the radio signal from the primary system 100 is easily received to be cooperatively sensed. There is an effect.

また、総合判定局装置30は、各端末装置の位置情報を取得することにより、プライマリシステム100の信号がセカンダリシステム200のいずれのエリアに影響を与えるかを推定する。これにより、総合判定局装置30は、協調センシング時にプライマリシステム100の検出が必要となるエリアのみにセンシングの指示を送信し、協調センシング結果の信頼度に基づき総合判定を行うことにより、総合判定時の検出精度の劣化を抑制することが可能になる。   Moreover, the comprehensive determination station apparatus 30 estimates which area | region of the secondary system 200 the signal of the primary system 100 influences by acquiring the positional information on each terminal device. Thereby, the comprehensive determination station device 30 transmits a sensing instruction only to an area where the primary system 100 needs to be detected during cooperative sensing, and performs comprehensive determination based on the reliability of the cooperative sensing result. It is possible to suppress deterioration in detection accuracy.

なお、上述した実施形態において誤警報率Pea(i)と誤検出確率Ped(i)とに基づき、総合判定局装置30が信頼度Rを算出することとして説明したが、これに限らず、下記の計算式により信頼度を算出するようにしてもよい。
総合判定局装置30は、端末iが無線信号到達範囲内に存在する場合に、テスト信号を検出(正常検出)し、検出したことを通知する確率を示す正常検出確率Pad(i)と、端末iが無線信号到達範囲外に存在する場合に、テスト信号を受信しなかったことを通知する確率を示す正常警報率Paa(i)とに基づき、信頼度R’を算出する。
In the above-described embodiment, the comprehensive determination station device 30 calculates the reliability R based on the false alarm rate P ea (i) and the false detection probability P ed (i). However, the present invention is not limited to this. The reliability may be calculated by the following calculation formula.
When the terminal i is within the radio signal reachable range, the comprehensive determination station device 30 detects (normally detects) the test signal and indicates a normal detection probability P ad (i) indicating the probability of notifying the detection, When the terminal i exists outside the radio signal reachable range, the reliability R ′ is calculated based on the normal alarm rate P aa (i) indicating the probability of notifying that the test signal has not been received.

ここで、総合判定局装置30は、正常検出確率Pad(i)、正常警報率Paa(i)、信頼度R’を次式により算出する。
正常検出確率Pad(i)=(100−誤検出確率Ped(i))={正常検出の回数Nad(i)÷テスト送信回数N}×100[パーセント、%]
正常警報率Paa(i)=(100−誤警報率Pea(i))={正常警報の回数Naa(i)÷テスト回数N}×100[%]
信頼度R’={(正常検出確率Pad(i)/100)×(正常警報率Paa(i)/100)}×100[%]
Here, the comprehensive determination station device 30 calculates the normal detection probability P ad (i), the normal alarm rate P aa (i), and the reliability R ′ by the following equations.
Normal detection probability P ad (i) = (100−false detection probability P ed (i)) = {number of normal detections N ad (i) ÷ number of test transmissions N} × 100 [percent,%]
Normal alarm rate P aa (i) = (100−false alarm rate P ea (i)) = {number of normal alarms N aa (i) ÷ number of tests N} × 100 [%]
Reliability R ′ = {(normal detection probability P ad (i) / 100) × (normal alarm rate P aa (i) / 100)} × 100 [%]

ここで、上述の検出結果別に算出する信頼度R(検出あり)、R(検出なし)と異なり、正常検出確率Pad(i)と、正常警報率Paa(i)とに基づき算出する信頼度R’は、受信レベルごとに、端末iの検出結果に一律に適用する端末iの検出結果に対する総合的な信頼度を示す値である。
そして、総合判定局装置30において、総合判定部353は、信頼度R’に基づき、重み付けの値と、総合判定結果T’とを次式により算出する。
重み=信頼度R’÷100%
総合判定結果T’=ΣRi’Xi
Here, unlike the reliability R (with detection) and R (without detection) calculated for each detection result, the reliability calculated based on the normal detection probability P ad (i) and the normal alarm rate P aa (i). The degree R ′ is a value indicating the overall reliability of the detection result of the terminal i that is uniformly applied to the detection result of the terminal i for each reception level.
Then, in the comprehensive determination station device 30, the comprehensive determination unit 353 calculates a weighting value and a comprehensive determination result T ′ by the following expression based on the reliability R ′.
Weight = Reliability R ′ ÷ 100%
Overall determination result T ′ = ΣRi′Xi

ただし、Ri’は、端末iにおける重みの値、変数Xiは、検出ありの場合、値「1」、検出なしの場合、値「−1」である。
信頼度R’を用いることにより、総合判定部353は、検出結果ごとに異なる値による重み付けを行うことなく、総合判定結果T’を算出することができる。また、信頼度情報データベース34において、信頼度R’のみを記憶するようになるため、データの増大を抑制することができる。
However, Ri ′ is a weight value at the terminal i, and the variable Xi is a value “1” when there is a detection, and a value “−1” when there is no detection.
By using the reliability R ′, the comprehensive determination unit 353 can calculate the comprehensive determination result T ′ without performing weighting with a different value for each detection result. In addition, since only the reliability R ′ is stored in the reliability information database 34, an increase in data can be suppressed.

また、上述した信頼度R’を正常検出確率Pad(i)と、正常警報率Paa(i)との平均値、すなわち、次式により算出することでもよい。
信頼度R’={正常検出確率Pad(i)+正常警報率Paa(i)}÷2[%]
同様に、上述した信頼度Rを誤警報率Pea(i)と誤検出確率Ped(i)との平均値、すなわち、次式に基づき算出することでもよい。
信頼度R=100−(誤警報率Pea(i)+誤検出確率Ped(i))÷2[%]
Further, the reliability R ′ described above may be calculated by the average value of the normal detection probability P ad (i) and the normal alarm rate P aa (i), that is, by the following equation.
Reliability R ′ = {normal detection probability P ad (i) + normal alarm rate P aa (i)} ÷ 2 [%]
Similarly, the reliability R described above may be calculated based on the average value of the false alarm rate P ea (i) and the false detection probability P ed (i), that is, based on the following equation.
Reliability R = 100− (false alarm rate P ea (i) + false detection probability P ed (i)) ÷ 2 [%]

また、上述した信頼度R(検出あり)と、信頼度R(検出なし)とを次式に基づき算出することでもよい。
信頼度R(検出あり)=(100−誤検出確率Ped(i))[%]
信頼度R(検出なし)=(100−誤警報率Pea(i))[%]
また、重みの値を、正常検出確率Pad(i)に基づく信頼度と、正常警報率Paa(i)に基づく信頼度との組合せ、または、誤警報率Pea(i)に基づく信頼度と誤検出確率Ped(i)に基づく信頼度との組合せを用いて各々の信頼度を乗算、すなわち、次式により算出することでもよい。
重み=(信頼度R(検出なし)÷100%)×(信頼度R(検出あり)÷100%)
Further, the above-described reliability R (with detection) and reliability R (without detection) may be calculated based on the following equations.
Reliability R (with detection) = (100−probability of detection P ed (i)) [%]
Reliability R (no detection) = (100−false alarm rate P ea (i)) [%]
Further, the weight value is a combination of the reliability based on the normal detection probability P ad (i) and the reliability based on the normal alarm rate P aa (i), or the reliability based on the false alarm rate P ea (i). It is also possible to multiply each reliability using a combination of the degree and the reliability based on the false detection probability P ed (i), that is, to calculate by the following equation.
Weight = (Reliability R (no detection) ÷ 100%) × (Reliability R (detection) ÷ 100%)

また、上述した実施形態において、図5に示すように、所定の送信電力により、N回のテスト信号を送信後、ステップS307において誤検出誤警報確率算出部332が誤検出、誤警報の確率を算出し、信頼度算出部333が信頼度を算出するようにしたがこれに限られず、以下のようにしてもよい。すなわち、ステップS309において、最大送信電力によるテスト信号に対する応答を受信後に、全てのテスト信号に対する応答をそれぞれ受信したテスト信号に含まれる受信レベルごとに誤検出誤警報確率算出部332が確率を算出し、信頼度算出部333が信頼度を算出することでもよい。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, after transmitting N test signals with a predetermined transmission power, the false detection false alarm probability calculation unit 332 calculates the false detection and false alarm probabilities in step S307. Although the reliability is calculated and the reliability calculation unit 333 calculates the reliability, the present invention is not limited to this, and may be as follows. That is, in step S309, after receiving a response to the test signal with the maximum transmission power, the false detection false alarm probability calculating unit 332 calculates the probability for each reception level included in the test signal that has received responses to all the test signals. The reliability calculation unit 333 may calculate the reliability.

これにより、各端末の受信レベルごとの誤検出、誤警報確率をあらかじめシステム監視装置30が算出しておき、協調センシング結果に含まれる端末の識別情報と、受信レベルの情報とに基づき、当該受信レベルにおける信頼度の情報を用いて、システム監視装置30が単極装置100の無線信号の有無を総合判定することが可能になるという効果がある。このように、信頼度や、重みの値は、端末ごとのセンシング結果の確度としての信頼度を算出し、この信頼度に基づき、システム監視装置30が総合判定を行うことであれば、いずれの信頼度の算出方法、重みの値の算出方法でも適用可能である。   Thereby, the system monitoring device 30 calculates in advance the false detection probability and false alarm probability for each reception level of each terminal, and based on the terminal identification information and the reception level information included in the cooperative sensing result, There is an effect that it becomes possible for the system monitoring device 30 to comprehensively determine the presence or absence of the radio signal of the monopolar device 100 using the reliability information at the level. As described above, the reliability and the weight value are calculated as reliability as the accuracy of the sensing result for each terminal, and if the system monitoring apparatus 30 performs comprehensive determination based on this reliability, A reliability calculation method and a weight value calculation method can also be applied.

なお、対象エリアの決定方法の一例として、例えば、図8に示すように、予めセカンダリシステムのエリアを複数のサブエリア(図6のエリアA、B、C)に分割しておき、プライマリシステム検出を通知した端末装置が存在する領域を協調センシング対象エリアとして説明したが、これに限らず、他のエリアとしてもよい。
例えば、プライマリシステム100検出通知の送信元の端末装置を中心に、半径xの円に含まれる範囲を協調センシングエリアとしてもよい。また、複数の端末装置が、プライマリシステム検出を通知した場合、通知する複数の端末装置により囲まれる範囲(2つの端末装置の場合、総合判定局と、2つの端末装置とで囲まれる範囲)を協調センシングエリアとしてもよい。
As an example of the method for determining the target area, for example, as shown in FIG. 8, the secondary system area is divided into a plurality of sub-areas (areas A, B, and C in FIG. 6) in advance, and primary system detection is performed. In the above description, the area where the terminal device that has notified is present as the cooperative sensing target area, but is not limited thereto, and may be another area.
For example, a range included in a circle with a radius x around the terminal device that is the transmission source of the primary system 100 detection notification may be used as the cooperative sensing area. In addition, when a plurality of terminal devices notify the detection of the primary system, a range surrounded by the plurality of terminal devices to be notified (in the case of two terminal devices, a range surrounded by the comprehensive determination station and the two terminal devices) It may be a cooperative sensing area.

また、端末20〜29における位置情報は、予め記憶部204が記憶することとして説明したが、これに限られず、例えば、GPS(Global Positioning System)装置などを端末20〜29が備えており、このGPS装置により位置情報を取得して総合判定局装置30に位置情報を通知することなど、端末20〜29の位置情報が取得可能な構成であればいずれの構成でも適用可能である。   Further, the position information in the terminals 20 to 29 has been described as being stored in the storage unit 204 in advance. However, the present invention is not limited to this. For example, the terminals 20 to 29 include a GPS (Global Positioning System) device. Any configuration is applicable as long as the location information of the terminals 20 to 29 can be acquired, such as acquiring the location information by the GPS device and notifying the comprehensive determination station device 30 of the location information.

また、総合判定局装置30がテスト開始信号を送信し、端末20〜29が所定周期ごとにテスト結果通知を送信することとして説明したが、これに限らず、例えば、総合判定局装置30が予めセカンダリシステム200に含まれる全ての端末装置の端末識別情報と、位置情報とを予め取得しており、端末20〜29が、テスト信号を受信した場合にのみテスト結果通知を総合判定局装置30に送信するようにしてもよい。この場合、総合判定局装置30は、テスト結果通知を送信しなかった端末装置について、位置情報と、テスト信号の送信電力とに基づき、誤検出であるか否かを判定することにより、実現可能である。   Moreover, although the comprehensive determination station apparatus 30 transmitted the test start signal and the terminals 20 to 29 have been described as transmitting the test result notification every predetermined period, the present invention is not limited to this. Terminal identification information and position information of all terminal devices included in the secondary system 200 are acquired in advance, and a test result notification is sent to the comprehensive determination station device 30 only when the terminals 20 to 29 receive a test signal. You may make it transmit. In this case, the comprehensive determination station device 30 can be realized by determining whether the terminal device that has not transmitted the test result notification is a false detection based on the position information and the transmission power of the test signal. It is.

なお、上述の総合判定局装置30、端末20〜29、プライマリシステム100は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、総合判定局装置30の通信処理部31、制御部32、信頼度情報取得部33、信頼度情報データベース34、協調センシング処理部35、並びに、端末20〜29の通信部201、端末制御部202、信号検出部203、記憶部204、の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいう「コンピュータシステム」とは、CPU及び各種メモリやOS、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
In addition, the above-described comprehensive determination station device 30, the terminals 20 to 29, and the primary system 100 have a computer system therein. And the communication processing part 31, the control part 32, the reliability information acquisition part 33, the reliability information database 34, the cooperative sensing process part 35 of the comprehensive determination station apparatus 30, and the communication part 201 of the terminals 20-29, the terminal control part 202, the signal detection unit 203, and the storage unit 204 are stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the computer system reads and executes the program to perform the above-described processing. Is called. The “computer system” herein includes a CPU, various memories, an OS, and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.

また、図2、図3、図4、図5、図9に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、また、図1に示す総合判定局装置30の機能と端末20〜29の機能とを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、プライマリシステム100による共用周波数帯域の利用の有無を判定する協調センシング処理を行ってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
Also, a program for realizing each step shown in FIGS. 2, 3, 4, 5, and 9 is recorded on a computer-readable recording medium, and the comprehensive decision station device 30 shown in FIG. By recording a program for realizing the functions and the functions of the terminals 20 to 29 on a computer-readable recording medium, causing the computer system to read and execute the program recorded on the recording medium, the primary system 100 A cooperative sensing process for determining whether or not the shared frequency band is used may be performed.
The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

本発明の一実施形態における無線通信システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radio | wireless communications system in one Embodiment of this invention. 同実施形態における端末20のテスト信号検出処理のの動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the test signal detection process of the terminal 20 in the embodiment. 同実施形態における端末20のプライマリシステム100検出時の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow at the time of the primary system 100 detection of the terminal 20 in the embodiment. 同実施形態における端末20の協調センシング処理の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the cooperative sensing process of the terminal 20 in the embodiment. 同実施形態における総合判定局装置30の信頼度情報取得過程の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the reliability information acquisition process of the comprehensive determination station apparatus 30 in the embodiment. 同実施形態における総合判定局装置30が送信するテスト信号の到達範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reach | attainment range of the test signal which the comprehensive determination station apparatus 30 in the embodiment transmits. 同実施形態における総合判定局装置30が送信するテスト信号の到達範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reach | attainment range of the test signal which the comprehensive determination station apparatus 30 in the embodiment transmits. 同実施形態におけるセカンダリシステム200における領域分割例を示す図である。It is a figure which shows the example of an area | region division in the secondary system 200 in the embodiment. 同実施形態における総合判定局装置30の総合判定処理過程の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the comprehensive determination process process of the comprehensive determination station apparatus 30 in the same embodiment. 同実施形態におけるセカンダリシステム200において、エリアAの端末装置のみが協調センシング処理を行う場合の概念図である。In the secondary system 200 in the embodiment, it is a conceptual diagram when only the terminal device in area A performs the cooperative sensing process. 従来の協調センシングシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional cooperative sensing system. 総合判定局装置30aの動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the comprehensive determination station apparatus 30a. 端末22aの動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the terminal 22a. 端末20a〜端末29aの動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the terminal 20a-the terminal 29a. 従来の協調センシングシステムにおける協調センシング処理の概念図である。It is a conceptual diagram of the cooperative sensing process in the conventional cooperative sensing system.

符号の説明Explanation of symbols

100、100a プライマリシステム
200、200a セカンダリシステム
20〜29、20a〜29a 端末
201 通信部
202 端末制御部
203 信号検出部
204 記憶部
30、30a 総合判定局装置
31 通信処理部
311 通信部
312 通信制御部
32 制御部
33 信頼度情報取得部
331 信頼度情報取得制御部
332 誤検出誤警報確率算出部
333 信頼度算出部
34 信頼度情報データベース
35 協調センシング処理部
351 協調センシング制御部
352 協調センシングエリア判定部
353 総合判定部
a、b 無線信号到達範囲
d プライマリシステム100からの無線信号到達範囲
da プライマリシステム100aからの無線信号到達範囲
A、B、C エリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 100a Primary system 200, 200a Secondary system 20-29, 20a-29a Terminal 201 Communication part 202 Terminal control part 203 Signal detection part 204 Storage part 30, 30a Comprehensive judgment station apparatus 31 Communication processing part 311 Communication part 312 Communication control part 32 control unit 33 reliability information acquisition unit 331 reliability information acquisition control unit 332 false detection false alarm probability calculation unit 333 reliability calculation unit 34 reliability information database 35 cooperative sensing processing unit 351 cooperative sensing control unit 352 cooperative sensing area determination unit 353 Comprehensive determination unit a, b Radio signal reach range d Radio signal reach range from primary system 100 da Radio signal reach range from primary system 100a A, B, C area

Claims (7)

優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおいて、
前記セカンダリシステムは、
前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定局装置と、
前記共用周波数帯域による無線信号を検出する端末局装置とを備え、
前記総合判定局装置は、
前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信部と、
前記端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出部と、
前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶する信頼度情報データベースと、
前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信部と、
前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求部と、
前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定部とを備え、
前記端末局装置は、
前記総合判定局装置が送信する前記テスト信号、又は、前記プライマリシステムが送信する無線信号のいずれかである前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果を前記総合判定局装置に応答する送信部とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。
In a wireless communication system comprising: a primary system that preferentially uses a predetermined shared frequency band; and a secondary system that uses the shared frequency band when the primary system does not use the shared frequency band;
The secondary system is
A comprehensive determination station apparatus that determines whether or not the shared frequency band is used by the primary system;
A terminal station device for detecting a radio signal by the shared frequency band,
The comprehensive judgment station device is:
A test signal transmitter for transmitting a radio signal using the shared frequency band as a test signal;
A reliability calculation unit for calculating reliability information for each terminal station device based on a test signal detection result including whether or not the test signal received from the terminal station device is detected;
A reliability information database that stores the positional information of the terminal station device and the reliability information in association with each other;
A receiver for receiving a primary system detection signal from the terminal station device;
In response to receiving the primary system detection signal, a cooperative sensing request unit that transmits a cooperative sensing start request of the primary system to the terminal station device,
To cooperative sensing results received from the terminal station apparatus, wherein the reliability information database to calculate the value weighted by the reliability information to be stored, the total determination unit determines the presence or absence of use of the shared frequency band by the primary system And
The terminal station device
A detection unit for detecting presence or absence of a radio signal in the shared frequency band, which is either the test signal transmitted by the comprehensive determination station device or the radio signal transmitted by the primary system;
A wireless communication system comprising: a transmission unit that responds to the comprehensive determination station device with a detection result by the detection unit.
前記総合判定局装置の協調センシング要求部は、
前記プライマリシステム検出信号の送信元である端末局装置の位置情報に基づき、協調センシングの対象となる端末局装置を選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
The cooperative sensing request unit of the comprehensive judgment station device,
The radio communication system according to claim 1, wherein a terminal station apparatus that is a target of cooperative sensing is selected based on position information of a terminal station apparatus that is a transmission source of the primary system detection signal.
前記総合判定局装置のテスト信号送信部は、
異なる送信電力により前記テスト信号を複数回数送信する
ことを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の無線通信システム。
The test signal transmission unit of the comprehensive judgment station device,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the test signal is transmitted a plurality of times with different transmission powers.
前記端末局装置の前記検出部は、
前記共用周波数帯域による無線信号を検出した場合、受信した無線信号の受信レベルを検出し、
前記送信部が応答する前記検出結果は、
前記無線信号の有無の検出結果と前記検出部による受信レベルの検出結果とを含む検出結果であり、
前記総合判定局装置の前記信頼度算出部は、前記検出結果に含まれる受信レベルに基づいて、前記端末局装置ごとの信頼度情報を算出する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の無線通信システム。
The detection unit of the terminal station apparatus is
When detecting a radio signal by the shared frequency band, detect the reception level of the received radio signal,
The detection result to which the transmitter responds is:
The detection result includes the detection result of the presence or absence of the wireless signal and the detection result of the reception level by the detection unit,
The reliability calculation unit of the comprehensive determination station apparatus calculates reliability information for each terminal station apparatus based on a reception level included in the detection result . The wireless communication system according to 1.
前記総合判定局装置の前記信頼度算出部は、
前記テスト信号の送信電力に応じた前記テスト信号の無線信号到達領域を算出し、前記端末局装置の前記位置情報が、算出した無線信号到達領域に含まれる位置であるか否かに基づき、判定対象の端末局装置の推定検出結果を判定し、
前記端末局装置から送信されるテスト信号検出結果と、前記推定検出結果とを比較することにより、誤検出確率の値と、誤警報確率の値とを算出し、この算出結果に基づき信頼度を算出する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の無線通信システム。
The reliability calculation unit of the comprehensive determination station device,
Calculate a radio signal arrival area of the test signal according to the transmission power of the test signal, and determine whether or not the position information of the terminal station apparatus is a position included in the calculated radio signal arrival area Determine the estimated detection result of the target terminal station device,
By comparing the test signal detection result transmitted from the terminal station device with the estimated detection result, the value of the false detection probability and the value of the false alarm probability are calculated, and the reliability is calculated based on the calculation result. The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is calculated.
優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおける協調センシング方法であって、
前記セカンダリシステムが備える総合判定局装置が、
前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信過程と、
前記端末局装置が、
前記総合判定局装置が送信する前記テスト信号である前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出するテスト信号検出過程と、
検出した検出結果を前記総合判定局装置に応答するテスト結果応答過程と、
前記総合判定局装置が、
セカンダリシステムが備える端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、前記端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出過程と、
前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶領域に記憶する信頼度情報記憶過程と、
前記端末局装置が、
前記プライマリシステムが送信する前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出するプライマリシステム検出過程と、
検出した検出結果をプライマリシステム検出信号として前記総合判定局装置に応答するプライマリシステム検出通知過程と、
前記総合判定局装置が、
前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信過程と、
前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求過程と、
前記端末局装置が、
前記プライマリシステムが送信する前記共用周波数帯域による無線信号の有無を検出する協調センシング過程と、
検出した検出結果を協調センシング結果として前記総合判定局装置に応答する協調センシング結果通知過程と、
前記総合判定局装置が、
前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定過程と
を有することを特徴とする協調センシング方法。
A cooperative sensing method in a wireless communication system comprising: a primary system that preferentially uses a predetermined shared frequency band; and a secondary system that uses the shared frequency band when the primary system does not use the shared frequency band Because
Comprehensive determination station device provided in the secondary system,
A test signal transmission process of transmitting a radio signal using the shared frequency band as a test signal;
The terminal station device is
A test signal detection process for detecting presence / absence of a radio signal in the shared frequency band which is the test signal transmitted by the comprehensive judgment station device;
A test result response process for responding the detected detection result to the comprehensive judgment station device;
The comprehensive judgment station device is
Based on a test signal detection result including whether or not the test signal received from the terminal station device included in the secondary system is detected, a reliability calculation process for calculating reliability information for each terminal station device;
A reliability information storage process for storing the position information of the terminal station device and the reliability information in a storage area in association with each other;
The terminal station device is
A primary system detection process for detecting presence or absence of a radio signal by the shared frequency band transmitted by the primary system;
A primary system detection notification process for responding to the comprehensive determination station device as a detected result of detection as a primary system detection signal;
The comprehensive judgment station device is
A receiving process of receiving a primary system detection signal from the terminal station device;
In response to receiving the primary system detection signal, a cooperative sensing request process for transmitting a cooperative sensing start request of the primary system to the terminal station device;
The terminal station device is
A cooperative sensing process for detecting the presence or absence of a radio signal by the shared frequency band transmitted by the primary system;
A cooperative sensing result notification process of responding to the comprehensive determination station device as a detected result of the detection as a cooperative sensing result;
The comprehensive judgment station device is
To cooperative sensing results received from the terminal station apparatus, wherein the reliability information database to calculate the value weighted by the reliability information to be stored, the total determination process determines the presence or absence of use of the shared frequency band by the primary system A cooperative sensing method characterized by comprising:
優先的に所定の共用周波数帯域を利用するプライマリシステムと、前記プライマリシステムが前記共用周波数帯域を利用していない場合に、前記共用周波数帯域を利用するセカンダリシステムとを備える無線通信システムにおいて、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定局装置と、前記共用周波数帯域による無線信号を検出する端末局装置とを備える前記セカンダリシステムの総合判定局装置であって、
前記共用周波数帯域を用いる無線信号をテスト信号として送信するテスト信号送信部と、
前記端末局装置から受信する前記テスト信号を検出したか否かを含むテスト信号検出結果に基づき、端末局装置ごとの信頼度情報を算出する信頼度算出部と、
前記端末局装置の位置情報と、前記信頼度情報とを対応付けて記憶する信頼度情報データベースと、
前記端末局装置からプライマリシステム検出信号を受信する受信部と、
前記プライマリシステム検出信号の受信に応じて、前記プライマリシステムの協調センシング開始要求を前記端末局装置に送信する協調センシング要求部と、
前記端末局装置から受信する協調センシング結果に対し、前記信頼度情報データベースが記憶する信頼度情報重み付けした値を算出し、前記プライマリシステムによる前記共用周波数帯域の利用の有無を判定する総合判定部と
を備えることを特徴とする総合判定局装置。
In a wireless communication system comprising: a primary system that preferentially uses a predetermined shared frequency band; and a secondary system that uses the shared frequency band when the primary system does not use the shared frequency band. A comprehensive determination station apparatus of the secondary system comprising a comprehensive determination station apparatus that determines whether or not the shared frequency band is used by a system, and a terminal station apparatus that detects a radio signal using the shared frequency band,
A test signal transmitter for transmitting a radio signal using the shared frequency band as a test signal;
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To cooperative sensing results received from the terminal station apparatus, wherein the reliability information database to calculate the value weighted by the reliability information to be stored, the total determination unit determines the presence or absence of use of the shared frequency band by the primary system Comprehensive judgment station apparatus characterized by including these.
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