Устройство управления связью, способ управления связью, программа и система управления связью

Устройство управления связью, способ управления связью, программа и система управления связью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству управления связью, способу управления связью, программе и системе управления связью.

Уровень техники

Как отмечено Федеральной комиссией по связи (FCC), главной причиной «истощения» частотных ресурсов для беспроводной связи является неэффективная политика распределения частот (см. Непатентную литературу 1 ниже). Большинство частотных ресурсов выделяют конкретному провайдеру с эксклюзивной лицензией и накладывают жесткие ограничения на мощность передач на этих частотных ресурсах, чтобы предотвратить взаимные помехи. В таких условиях была разработана система так называемого когнитивного радио, представляющая собой систему беспроводной связи, где устройства беспроводной связи способны адаптивно изменять параметры работы. С появлением когнитивного радио во многих странах была разработана новая политика с целью открыть частотные ресурсы в пределах, не вызывающих недопустимых помех, для пользователей, не имеющих лицензии.

Система связи провайдера, обладающего лицензией на некоторый частотный канал, именуется первичной системой (PS). С другой стороны, система связи, вторично использующая частотный канал, защищенный в пользу первичной системы, именуется вторичной системой (SS). Способы вторичного использования частотного канала разделяются на две группы. Первая группа подходов называется «оппортунистический доступ к спектру» (opportunistic spectrum access) или гибкий доступ к спектру и контролирует частотный ресурс первичной системы, чтобы обнаружить факт отсутствия абонента первичной системы (абонента PS) и позволить абоненту вторичной системы (абоненту SS) использовать найденное так называемое спектральное «окно» (spectrum hole) (см. Непатентную литературу 2 ниже). Вторая группа подходов состоит в распределении и совместном использовании спектра, согласно которому распознают одновременное присутствие абонента PS и абонента SS и управляют параметрами, такими как мощность передачи во вторичной системе связи, чтобы не допустить создание абонентом SS помех, превышающих уровень, допустимый для абонента PS (см. Непатентную литературу 3 ниже). Каждый подход важен с точки зрения эффективного использования частотных ресурсов.

Список литературы

Непатентная литература

Непатентная литература 1: Федеральная комиссия по связи, Технический отчет «Задачи спектральной политики» (Federal Communications Commission, "Spectrum policy task force" ET Docket No. 02-135, Nov. 2002, Technical Report).

Непатентная литература 2: Дж. Митола и Дж.К. Магвайр «Когнитивное радио: повышение степени персонализации программируемого радио» (J. Mitola and G.Q. Maguire, "Cognitive radio: Making software radios more personal" IEEE Personal Communications, vol. 6, no. 4, pp. 13-18, August 1999).

Непатентная литература 3: С.Хайкин «Когнитивное радио: Усиленная разумом радиосвязь» (S. Haykin, "Cognitive radio: Brain-empowered wireless communications" IEEE Journal on Selected Areas in Communication, vol. 23, no. 2, pp. 201-220, February 2005).

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Применительно к указанной выше второй группе подходов, иными словами, совместному использованию спектра, помехи, создаваемые для абонента PS, часто оценивают путем вычитания потерь в тракте (от абонента SS к абоненту PS) из мощности передач абонента SS. Потери в тракте зависят не только от расстояния между абонентами, но и от замираний и изменяются во времени. Поэтому, согласно существующему способу помехи оценивают на основе средней величины или минимальной величины потерь в тракте, определенной за заданный промежуток времени, чтобы определить мощность передач абонента SS. Однако согласно существующему способу, когда потери в тракте увеличиваются на короткое время, абонент SS не может эффективно использовать запас увеличения мощности, обусловленный увеличением потерь в тракте. Поэтому пропускная способность вторичной системы связи не оптимизирована. С другой стороны, обмен сигналами между передающей стороной и приемной стороной необходим для оценки изменяющихся потерь в тракте с высокой точностью. Вследствие этого, когда оценка помех основана на данных о потерях в тракте в коротком цикле, сигнализационные издержки увеличиваются.

Поэтому желательно разработать и реализовать механизм, который делает возможным для вторичной системы связи более эффективное использование частотных ресурсов по сравнению с существующим способом без чрезмерного увеличения сигнализационных издержек.

Решение проблемы

Согласно настоящему изобретению предложено устройство управления связью, содержащее модуль управления мощностью для определения мощности передач и беспроводного сигнала, передаваемого устройством, создающем помехи, с использованием индекса замираний, оцениваемого на основе изменений относительно расстояния между устройством, создающим помехи, и устройством, которому создаются помехи.

Далее, согласно настоящему изобретению предложен способ управления связью, реализуемый устройством управления связью, осуществляющим управление мощностью передач устройства, создающего помехи, указанный способ управления связью содержит этап, на котором управляют мощностью передачи беспроводного сигнала от устройства, создающего помехи, с использованием индекса замираний, оцениваемого на основе относительного расстояния между устройством, создающим помехи, и устройством, которому создаются помехи.

Далее, согласно настоящему изобретению предложена программа, в соответствии с которой компьютер, осуществляющий управление работой устройства управления связью, выполняет функции модуля управления мощностью, выполненного с возможностью управления мощностью передачи беспроводного сигнала, передаваемого устройством, создающим помехи, с использованием индекса замираний, оцениваемого на основе относительного расстояния между устройством, создающим помехи, и устройством, которому создаются помехи.

Далее, согласно настоящему изобретению предложена система управления связью, содержащая устройство беспроводной связи второй системы беспроводной связи, расположенное в соте первой системы беспроводной связи, и устройство управления связью, выполненное с возможностью определения мощности передачи беспроводного сигнала, передаваемого устройством беспроводной связи так, чтобы исключить создание недопустимых помех для первой системы беспроводной связи, с использованием индекса замираний, оцениваемого на основе относительного расстояния между устройством, создающим помехи, и устройством, которому создаются помехи.

Преимущества изобретения

Согласно технологии настоящего изобретения пропускная способность связи во вторичной системе связи может быть увеличена по сравнению с результатами, достижимыми при использовании существующих способов, без чрезмерного увеличения сигнализационных издержек.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет диаграмму, иллюстрирующую схему распределения спектра для совместного использования.

Фиг. 2 представляет диаграмму, иллюстрирующую пример известного способа управления мощностью передач вторичной системы связи.

Фиг. 3 представляет диаграмму, иллюстрирующую новую модель учета помех концептуально.

Фиг. 4 представляет схему, иллюстрирующую пример конфигурации системы управления связью согласно одному из вариантов.

Фиг. 5 представляет схему, иллюстрирующую пример конфигурации устройства управления связью.

Фиг. 6 представляет логическую схему, иллюстрирующую пример общей последовательности операций процесса управления связью.

Фиг. 7 представляет логическую схему, иллюстрирующую пример подробной последовательности операций процесса построения формулы для вычисления мощности.

Фиг. 8 представляет логическую схему, иллюстрирующую другой пример подробной последовательности операций процесса построения формулы для вычисления мощности.

Осуществление изобретения

Далее предпочтительные варианты настоящего изобретения будут рассмотрены подробно со ссылками на прилагаемые чертежи. Отметим, что в настоящем описании и на чертежах элементам, имеющим по существу одинаковые функции и структуры, присвоены одни и те же позиционные обозначения, а повторное пояснение опущено.

Кроме того, описание будет дано в следующем порядке.

I. Общий обзор

1-1. Распределение спектра для совместного использования

1-2. Техническая проблема

1-3. Новая модель учета помех

II. Пример конфигурации системы управления связью

2-1. Краткое описание системы

2-2. Пример конфигурации устройства управления связью

2-3. Последовательность операций

III. Заключение

I. Общий обзор

1-1. Распределение спектра для совместного использования

Фиг. 1 представляет диаграмму, иллюстрирующую схему распределения спектра для совместного использования в соответствии с технологией согласно настоящему изобретению. На фиг. 1 показана базовая станция (в дальнейшем именуемая базовой станцией PS) 10 первичной системы связи. Эта первичная система представляет собой систему беспроводной связи провайдера, обладающего лицензией на некоторый частотный канал. Базовая станция PS предоставляет услуги беспроводной связи одному или более терминалам (в дальнейшем именуемым терминалами PS) 14 в первичной системе связи, расположенным в соте 12, в частотном канале, на который имеется лицензия (далее - лицензированный канал). Здесь, когда число активных терминалов PS, расположенных в соте 12, мало, в частотных ресурсах первичной системы образуется излишек (неиспользуемые ресурсы). Если провайдер, не имеющий лицензии, совсем не может использовать частотный канал, защищенный для первичной системы, эффективность использования частотных ресурсов снижается. С другой стороны, если не имеющий лицензии провайдер может свободно оперировать в пределах своих собственных услуг беспроводной связи, возможно создание недопустимых помех для услуг беспроводной связи, которые предоставляет первичная система связи и которые должны быть, естественно, защищены. Таким образом, с точки зрения повышения эффективности использования частотных ресурсов? доказано, что не имеющий лицензии провайдер должен вторично использовать излишние частотные ресурсы первичной системы связи в пределах, не создающих недопустимых помех.

В примере, показанном на фиг. 1, базовая станция (в дальнейшем именуемая базовой станцией SS) 20, являющаяся главным узлом вторичной системы связи, и один или более терминалов (в дальнейшем именуемых терминалами SS) 24 вторичной системы связи расположены в соте 12 первичной системы связи. Базовая станция SS 20 является устройством управления связью, оперирующим во вторичной системе связи посредством вторичного использования частотного канала, защищенного в пользу первичной системы связи. Эта базовая станция SS 20 может быть, например, точкой радио доступа, базовой станцией фемтоячейки, базовой станцией «горячей зоны», удаленным радио блоком (remote radio head (RRH)), либо устройством какого-либо другого типа, обладающим функциями когнитивного радио. Здесь, например, когда передача беспроводного сигнала 26 от терминала SS 24 происходит в одно и то же время с передачей сигнала 16 нисходящей линии от базовой станции PS 10, этот радиосигнал 26 может создавать взаимные помехи с сигналом 16 нисходящей линии в терминале PS 14. Вследствие этого, базовая станция SS 20 управляет мощностью передач терминала SS 24 таким образом, чтобы уровень помех, наблюдаемый в терминале PS14, не превышал допустимого уровня. Кроме того, базовая станция SS 20 управляет мощностью своих собственных передач таким же образом. Соответственно, реализуется безопасное распределение спектра для совместного использования между первичной системой связи и вторичной системой связи. Кроме того, когда вторичная система связи передает радиосигнал в моменты передач в восходящей линии (не в моменты передач в нисходящей линии), базовая станция PS 10 является целью защиты при распределении спектра для совместного использования.

1-2. Техническая проблема

В общем случае, помехи, создаваемые для первичной системы связи, оценивают путем вычитания потерь в тракте между устройством, создающим помехи (например, терминалом SS 24, показанным на фиг. 1) из вторичной системы связи и устройством, для которого создаются помехи, (например, терминалом PS 14, показанным на фиг. 1) в первичной системе связи из мощности передач устройства, создающего помехи. Однако потери в тракте зависят не только от местонахождения терминала, но и от факторов замираний, таких как замирания вследствие многолучевого распространения и замирания вследствие затенения, и изменяются во времени. Поэтому трудно оценить потери в тракте в коротком цикле. Вследствие этого, согласно существующему способу вычисляют среднюю величину или минимальную величину оценки потерь в тракте за каждый период времени заданной продолжительности и управляют мощностью передач во вторичной системе связи на основе индикатора этих потерь.

Фиг. 2 представляет схему, иллюстрирующую пример существующего способа управления мощностью во вторичной системе связи. На фиг. 2 по горизонтальной оси отложено время, а по вертикальной оси оценка величины потерь в тракте, и построен график изменений оценочной величины потерь в тракте в функции времени. Согласно существующему способу, например, вычисляют среднюю величину L_ave или минимальную величину L_wrst оценки потерь в тракте за период времени TL₀. Затем, используя найденную среднюю величину L_ave или минимальную величину L_wrst, определяют мощность передач во вторичной системе связи в пределах, не создающих помех, превышающих допустимый уровень, для первичной системы связи.

Здесь, например, в периоды времени от момента T₀₀ до момента Т₀₁, от момента Т₀₂ до момента Т₀₃, и от момента Т₀₄ до момента Т₀₅, оценочная величина потерь в тракте превышает среднюю величину L_ave. Таким образом, если мощность передач во вторичной системе связи определять с использованием средней величины L_ave, тогда мощность передач, соответствующая заштрихованной на чертеже области RO1, не используется, хотя на самом деле ее использовать можно. Кроме того, если мощность передач во вторичной системе определять согласно минимальной величине L_wrst, тогда мощность передач, соответствующая обеим областям - области RO1 и «заштрихованной» на чертеже точками области RO2, не используется, хотя на самом деле ее использовать можно. Эту неэффективность можно разрешить путем укорочения периода TL₀. Однако недостатком такого решения является увеличение сигнализационных издержек, сопровождающих оценку потерь в тракте и передачу соответствующих сообщений обратной связи в коротком цикле.

1-3. Новая модель учета помех

1. Основные принципы

Таким образом, технология согласно настоящему изобретению предлагает новую модель учета помех для управления мощностью передач с использованием вместо потерь в тракте индекса замираний, оценить который легче, чем потери в тракте. Фиг. 3 представляет диаграмму, иллюстрирующую новую модель учета помех концептуально. В примере, показанном на фиг. 3, график, выполненный штриховой линией, представляет девиацию оценочной величины потерь в тракте. В общем случае, когда вклад замираний изменяется, вариации потерь в тракте изменяются вместе с самими потерями в тракте. Таким образом, оценочная величина потерь в тракте и девиация этой величины коррелированны одна с другой. Поэтому в новой модели учета помех параметр, именуемый «индекс замираний» и относящийся к девиации оценочной величины потерь в тракте, используется для построения формулы для вычисления мощности в функции от индекса замираний. Формула для вычисления мощности построена с использованием так называемого «принципа заполнения водой». В этом случае мгновенное значение индекса замираний оценивают простым способом и подставляют оценку мгновенного значения в формулу для вычисления мощности, чтобы определить мощность передач вторичной системы. Поэтому мощность передач вторичной системы может быть увеличена на величину, соответствующую областям RO1 и RO2, показанным на фиг. 2. Следовательно, можно повысить эффективность использования частотных ресурсов.

2. Построение формулы для вычисления мощности

В новой модели учета помех сделаны следующие допущения. Иными словами, в чертеже на фиг. 1 предполагается, что вероятность нахождения терминала PS 14 в любой точке ячейки 12 первичной системы связи одинакова. Кроме того, предполагается, что вероятность нахождения терминала SS 24 в любой точке круглой области с радиусом r_ss вокруг базовой станции SS 20 также одинакова. Здесь радиус ячейки 12 равен R_C, расстояние между базовой станцией PS 10 и терминалом PS 14 равно r_рр, расстояние между базовой станцией PS 10 и базовой станцией SS 20 равно r_ps, расстояние между базовой станцией SS 20 и терминалом SS 24 равно r_ss, расстояние между терминалом SS 24 и терминалом PS 14 равно r_sp, угол между трактом (лучом) от базовой станции PS 10 к терминалу PS 14 и трактом (лучом) от базовой станции PS 10 к базовой станции SS 20 равен θ и угол между лучом от базовой станции SS 20 к базовой станции PS 10 и лучом от базовой станции SS 20 к терминалу SS 24 равен φ. Кроме того, индекс замираний для сигнала помех от терминала SS 24 к терминалу PS 14 равен ξ_sp. Расстояние между узлами и функция совместной плотности вероятности для узла связаны Формулой (1) ниже.

Математическое выражение

Если мощность передач, исходящих от передающей станции (в дальнейшем именуется передающая станция SS; например, терминал SS 24) вторичной системы связи, отстоящей от базовой станции SS 20 на расстояние r_ss, обозначена P_S (r_ss, ξ_SP) в качестве функции индекса ξ_SP замираний, то, поскольку величины r и ξ независимы, средняя величина потерь отношения сигнала к шумам и помехам (SINR) для приемной станции (в дальнейшем именуется приемная станция; например, терминал PS 14) в первичной системе связи может быть выражена Формулой (2) ниже.

Математическое выражение 2

где

В Формуле (2) функция f_ξsp (ξ) представляет гауссовское распределение с нулевым средним значением при стандартном отклонении σ [дБ] индекса замираний. В Формуле (3) параметр G_UE обозначает коэффициент усиления антенны терминала, N_p обозначает мощность шумов в устройстве, для которого создаются помехи. Функция En {G_path, _{UE, UE} (r_SP)} представляет собой ожидаемую величину потерь в тракте, иными словами, вычисленную функцию совместной плотности вероятности для расстояния между узлами, выраженную Формулой (1).

Здесь средняя величина отношения сигнал/шум (SIR) для приемной станции (в дальнейшем именуемой приемная станция SS) во вторичной системе связи представляет собой функцию индекса ξ_sp замираний и расстояния r_ss, как это выражено в следующих формулах.

Математическое выражение 3

где

В формуле (5), Р_р обозначает мощность передач базовой станции PS 10, G_BS обозначает коэффициент усиления антенны базовой станции PS 10 и G_{path, UE, UE} (r_ss) обозначает потери в тракте между передающей станцией SS и приемной станцией SS. Функция En {1/G_{path, BS, UE} (r_ps)} представляет собой ожидаемое значение обратной величины потерь в тракте, вычисленной на основе функции совместной плотности вероятности для расстояния между узлами, как в Формуле (1).

На основе неравенства Йенсена верхняя граница эргодической пропускной способности может быть выражена следующей формулой. Кроме того, единицей измерения эргодической пропускной способности является (бит/с)/Гц (bps/Hz).

Математическое выражение 4

В последующем описании суффиксы будут для краткости опущены. Задача оптимизации с заданными ограничениями, как в следующих формулах, была сформулирована с целью максимизации верхней границы пропускной способности вторичной системы связи.

Математическое выражение 5

где

В Формуле (8), SINR_{loss, tol} обозначает допустимую величину потерь отношения SINR для первичной системы связи. Параметр к является параметром модели учета помех, вычисленный по Формуле (3). Оператор Лагранжа для решения задачи оптимизации с заданными ограничениями согласно Формуле (7) представлен следующей формулой.

Математическое выражение 6

В результате дифференцирования оператора Лагранжа по P_S (ξ), получается следующая формула.

Математическое выражение 7

Когда уравнение для P_S (ξ) решено при ограничении P_S(ξ)≥0, решение по принципу заполнения водой, имеющее величину ξ₀ порога отсечки, получают по следующей формуле.

Математическое выражение 8

Формула (11) указывает, что мощность P_S (r_ss, _ξsp) равна нулю в период времени, когда индекс ξ_SP замираний между передающей станцией SS (устройство-источник помех) и терминалом PS (устройство, для которого создаются помехи) превосходит величину ξ₀ [дБ] порога отсечки. Следовательно, удовлетворяется ограничение, что потери отношения SINR, наблюдаемые в терминале PS, меньше допустимого уровня SINR_{loss, tol}. Величину ξ₀ порога отсечки вычисляют посредством следующего уравнения, записанного в замкнутой форме.

Математическое выражение 9

Кроме того, в предположении гауссовского распределения с нулевой средней (нормальное распределение) Формула (12) может быть эквивалентно заменена следующей формулой с использованием заданного стандартного отклонения σ [дБ] для индекса ξ_sp замираний.

Математическое выражение 10

В Формуле (13), Q(⋅) представляет собой функцию Q вероятности больших отклонений для стандартного нормального распределения.

В новой модели учета помех величина £о порога отсечки может быть рассчитана путем вычисления параметров к (r_ss), χ(r_ss) и у и решения уравнений по Формуле (12) или Формуле (13). Тогда формула вычисления мощности (Формула (11)) для вычисления мощности P_S (r_ss, ξ_sp) передач может быть построена с использованием вычисленной величины ξ₀ порога отсечки. Аргументов формулы (11) для вычисления мощности является только индекс ξ_sp замираний. Поскольку предполагается, что взаимное расположение первичной системы связи и вторичной системы связи является вероятностным, реально измеренная величина потерь в тракте между передающей станцией SS и терминалом PS не может быть использована при построении формулы для вычисления мощности.

В соответствии с технологией согласно настоящему изобретению после построения формулы для вычисления мощности можно определить мощность передач, излучаемую передающей станцией SS, с использованием индекса ξ_sp замираний, оцениваемого на основе относительного перемещения устройства, создающего помехи.

3. Оценка индекса замираний

Мгновенное значение индекса замираний может быть оценено, например, с использованием способа оценки замираний на основе метода наименьших квадратов, который будет рассмотрен ниже. Этот способ оценки замираний на основе метода наименьших квадратов был описан, например, в статьях «Экспериментальный анализ совместных статистических свойств разброса азимута, разброса задержки и замираний вследствие затенения» ("Experimental analysis of the joint statistical properties of azimuth spread, delay spread, and shadow fading" (A. Algans, К.I. Pedersen, and P.E. Mogensen, IEEE Journal on Selected Areas in Communication, vol. 20, no. 3, pp. 523-531, April 2002)) и «Корреляция крупномасштабных параметров между объектами и внутри объекта, полученных путем измерения макроячеек на частоте 1800 МГц» ("Inter - and intrasite correlations of large-scale parameters from macrocellular measurements at 1800 mhz" (N. Jalden, P. Zetterberg, B. Ottersten, and L. Garcia, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2007)).

Когда расстояние между устройством, создающим помехи, и устройством, для которого создаются помехи, равно d, соотношение между индексом h_sh замираний и зависящими от расстояния потерями h_ch (d) в тракте согласно способу оценки замираний на основе метода наименьших квадратов выражено следующей формулой. Математическое выражение 11

Предполагается, что расстояние d равно сумме опорного расстояния d₀ и приращения (изменения) d_i относительного расстояния по сравнению с опорным расстоянием d₀ (d=d₀+d_i). Тогда Формулу (14) переписывают следующим образом.

Математическое выражение 12

Здесь разложение в ряд Тейлора для х в интервале -1<х≤1 представлено следующим образом.

Математическое выражение 13

Соответственно, когда разложение в ряд Тейлора осуществляется для функции log₁₀(1+d_i/d₀) в диапазоне -1<d_i/d₀<1, то с упором на третий член Формулы (15) получена следующая приближенная формула. Кроме того, отброшены третий и последующие члены разложения в ряд Тейлора.

Математическое выражение 14

где

Аппроксимирующая формула, полученная в результате дальнейшего обобщения Формулы (17), выглядит следующим образом. Математическое выражение 15

Здесь, при условии, что m задает приращение d_i относительного расстояния по сравнению с опорным расстоянием d₀ и что подготовлены результаты измерения мощности P_i приема на расстоянии d=d₀+d_i (i=1, 2, …, m), построена следующая система уравнений. Здесь также предполагается, что |di|<d₀ и что m в достаточной степени больше n.

Математическое выражение 16

В результате решения уравнения Формулы (19) методом наименьших квадратов получают вектор а=(а₀, a₁, …, a_n) коэффициентов, выраженный следующей формулой.

Математическое выражение 17

В результате, если вектор а=(а₀, a₁, …, а_n) коэффициентов может быть получен заранее путем решения системы уравнений по Формуле (19), мгновенное значение индекса замираний можно оценить на основе расстояния по вертикали между средней мощностью приема и величиной оценки зависящих от расстояния потерь в тракте, полученной на основе полинома (18) для конкретного относительного расстояния d_i. Затем можно определить мощность передач, исходящих от передающей станции SS, путем подстановки оценки мгновенного значения индекса замираний в формулу (11) для вычисления мощности.

Кроме того, расчет оценки мгновенного значения индекса замираний не ограничивается рассмотренным здесь примером и может быть выполнен другими способами.

II. Пример конфигурации системы управления связью

В этом разделе будет рассмотрен пример варианта системы управления связью, которая управляет мощностью передач во вторичной системе связи с использованием описанной выше модели учета помех.

2-1. Общий обзор системы

На фиг. 4 представлена схема, иллюстрирующая конфигурацию системы 1 управления связью согласно одному из вариантов. Как показано на фиг. 4, система 1 управления связью содержит базовую станцию PS 10, терминал PS 14, базовую станцию SS 20, терминал SS 24 и сервер 30 данных.

Сервер 30 данных представляет собой серверное устройство, имеющее базу данных для управления вторичным использованием частотного канала во вторичной системе связи. Этот сервер данных собирает системную информацию относительно первичной системы связи от базовой станции PS 10. Эта системная информация, собранная от базовой станции PS 10, может содержать, например, местонахождение базовой станции PS 10, радиус ячейки, коэффициент усиления антенны, мощность шумов, мощность передач базовой станции PS 10, допустимые потери отношения SINR и другую подобную информацию. Затем, когда начинает работать вторичная система связи, сервер 30 передает системную информацию относительно первичной системы связи в адрес базовой станции SS 20 в ответ на запрос от этой базовой станции SS 20. Сервер 30 данных может сообщить в адрес базовой станции SS 20 такую информацию, как спектральная маска и частотный канал для использования вторичной системой связи. Связь между базовой станцией SS 20 и сервером 30 данных может осуществляться, например, через какую-нибудь сеть связи, такую как Интернет. Кроме того, базовая станция SS 20 может непосредственно принимать системную информацию относительно первичной системы связи от базовой станции PS 10.

В рассматриваемом варианте базовая станция SS 20 работает в качестве устройства управления связью, которое управляет мощностью передач базовой станции SS 20 и мощностью передач терминала SS 24. Базовая станция SS 20 определяет мощность передач, исходящих от передающей станции SS (например, от базовой станции SS 20 или терминала SS 24), с использованием мгновенного значения индекса замираний согласно рассмотренной выше модели учета помех. После построения формулы для вычисления мощности, использующей принцип заполнения водой, можно периодически обновлять в коротком цикле только индекс замираний, подставляемый в эту построенную формулу для вычисления мощности. Формула вычисления мощности может быть построена заново, когда помехи, наблюдаемые в первичной системе связи, превышают допустимый уровень (иными словами, происходит нарушение допустимых пределов помех). Терминал PS 14 (или базовая станция PS 10) передает отчет о наблюдаемом уровне помех периодически или в случае обнаружения превышения допустимого уровня помех. Базовая станция SS 20 принимает отчет о наблюдаемом уровне помех и может построить заново (иными словами, модифицировать) формулу для вычисления мощности в случае необходимости. Соответственно, защита первичной системы связи оказывается усилена.

Кроме того, функции устройства управления связью, осуществляющего управление мощностью передач во вторичной системе связи, вместо базовой станции SS 20 может выполнять сервер 30 данных или какой-либо другой узел.

2-2. Пример конфигурации устройства управления связью

На фиг. 5 представлена схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства 20 управления связью. Как показано на фиг. 5, устройство 20 управления связью содержит модуль 110 связи с сетью, модуль 120 беспроводной связи, запоминающее устройство 130, и модуль 140 управления. Этот модуль 140 управления содержит модуль 150 сбора данных и модуль 160 управления мощностью.

Модуль 100 связи с сетью представляет собой интерфейс связи для осуществления связи между устройством 20 управления связью и сервером 30 данных. Связь между устройством 20 управления связью и сервером 30 данных может быть реализована посредством проводной связи, беспроводной связи или с использованием сочетания этих видов связи.

Модуль 120 беспроводной связи представляет собой интерфейс беспроводной связи для устройства управления связью с целью предоставления услуг беспроводной связи одному или более терминалам SS 24. Этот модуль 120 беспроводной связи передает радиосигнал в частотном канале, защищенном в пользу первичной системы, с использованием мощности передачи, которая может быть определена в соответствии с рассмотренной выше моделью учета помех.

Запоминающее устройство 130 хранит программу и данные для работы устройства 20 управления связью с использованием носителя записи, такого как жесткий диск или полупроводниковое запоминающее устройство. Например, запоминающее устройство 130 хранит системную информацию относительно первичной системы связи, которая была получена от сервера 30 данных. Кроме того, запоминающее устройство 130 хранит параметр, подготовленный или вычисленный для мощности передач во вторичной системе связи.

Модуль 140 управления соответствует процессору, такому как центральный процессор (CPU) или цифровой процессор сигнала (DSP). Модуль 140 управления активизирует различные функции устройства 20 управления связью путем выполнения программы, хранящейся в запоминающем устройстве 130 или на другом носителе записи.

Модуль 150 сбора данных осуществляет сбор данных, необходимых для управления мощностью передач посредством модуля 160 управления мощностью. Например, когда вторичная система начинает работать, модуль 150 сбора данных получает системную информацию о первичной системе от сервера 30 данных. Кроме того, модуль 150 сбора данных осуществляет сбор такой информации, как местонахождение, коэффициент усиления антенны и максимальная мощность передач, относительно терминала SS 24, присоединившегося к вторичной системе связи.

Модуль 160 управления мощностью определяет мощность передач беспроводного сигнала, передаваемого от устройства, создающего помехи, из вторичной системы связи, таким образом, чтобы не создавать помех, превышающих допустимый уровень, для работы устройства, для которого создаются помехи, в первичной системе связи. Кроме того, если терминал SS 24 передает беспроводной сигнал в моменты, когда происходят передачи сигнала нисходящей линии в первичной системе связи, терминал SS 24 является устройством, создающим помехи, а терминал PS 14 является устройством, для которого создаются помехи. С другой стороны, если терминал SS 24 передает беспроводной сигнал в моменты, когда происходят передачи сигнала восходящей линии в первичной системе связи, базовая станция PS 10 оказывается устройством, для которого создаются помехи. Когда базовая станция SS 20 передает радиосигнал, эта базовая станция SS 20 является устройством, создающим помехи.

Более конкретно, модуль 160 управления мощностью определяет мощность передач устройства, создающего помехи, с использованием мгновенного значения индекса замираний, оцениваемого на основе приращения (изменения) относительного расстояния между устройством, создающим помехи, и устройством, для которого создаются помехи, в соответствии с рассмотренной выше моделью учета помех. Мгновенное значение индекса замираний оценивают периодически в коротком цикле и динамически обновляют величину мощности передач с использованием полученной оценки мгновенного значения. Мощность передач определяют путем подстановки мгновенного значения индекса замираний в рассмотренную выше формулу (11) для вычисления мощности, воплощающую принцип заполнения водой, например. Величина ξ₀ порога отсечки в формуле для вычисления мощности зависит от девиации замираний и вычисляется с использованием параметров κ, χ и γ модели учета помех.

Мгновенное значение индекса замираний можно оценивать в устройстве 20 управления связью. В альтернативном варианте мгновенное значение индекса замираний можно оценивать в других устройствах (например, в индивидуальном терминале SS 24). В первом случае модуль 160 управления мощностью периодически оценивает мгновенное значение индекса замираний применительно к каждому устройству-источнику помех на основе изменения относительного расстояния до устройства, создающего помехи, иными словами, величины относительного перемещения (отсчитываемого от опорной точки), соответствующего рассмотренному выше параметру d_i. В последнем случае мгновенное значение индекса замираний оценивают в каком-либо устройстве, после чего оценку мгновенного значения это устройство передает, а модуль 110 связи с сетью принимает указанную оценку.

Модуль 160 управления мощностью передает каждому устройству, создающему помехи, команду использовать динамически обновляемую величину мощности передачи (или меньшую мощность передачи). В результате пропуск