【手続補正書】
【提出日】平成25年6月18日(2013.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソースノードと、中継ノードと、を具備するシステムであって、
前記中継ノードは、該中継ノードでの信号チャネルの利用可能性を示す第１検出データを提供するために、無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、
前記ソースノードは、該ソースノードでの前記信号チャネルの利用可能性を示す第２検出データを提供するために、前記無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、
前記ソースノード及び前記中継ノードのどちらかはそれぞれ、前記第１検出データまたは前記第２検出データに基づいて、チャネル利用可能性パラメータを生成し、
前記チャネル利用可能性パラメータは、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記第１検出データまたは前記第２検出データのどちらよりも少ないビット数の情報を具備し、
前記ソースノードは、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用されない第１検出データ及び第２検出データのうちのどちらかと、を合成することによって得られる検出結果に基づいて、メッセージ情報を前記中継ノードへ送信するかどうかを判定する、システム。
【請求項２】
前記中継ノードは、前記第１検出データに基づいて、前記チャネル利用可能性パラメータを生成し、前記チャネル利用可能性パラメータを前記ソースノードへ送信し、
前記ソースノードは、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記第２検出データとを合成することによって前記検出結果を得る請求項１のシステム。
【請求項３】
前記ソースノードは、前記第２検出データに基づいて前記チャネル利用可能性パラメータを生成し、前記チャネル利用可能性パラメータを前記中継ノードへ送信し、
前記中継ノードは、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記第１検出データと、を合成することによって前記検出結果を取得し、
前記中継ノードはさらに、前記検出結果を前記ソースノードへ送信する請求項１のシステム。
【請求項４】
前記ソースノードと前記中継ノードは、複数の時間間隔にわたってエネルギー検出を繰り返し、それによって前記複数の時間間隔のうちのそれぞれの間で、それぞれ第１検出データ及び第２検出データを提供し、
前記ソースノードと前記中継ノードはそれぞれ、それぞれの時間間隔で検出される平均エネルギーに基づいて、それぞれｎビット検定統計量を生成し、該検定統計量はそれぞれ前記ソースノード及び前記中継ノードでの前記信号チャネルの利用可能性を示し、
前記チャネル利用可能性パラメータは、前記検定統計量の値に基づいて生成され、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用されるビット数はｎより小さい請求項１から３のうちのいずれか１項のシステム。
【請求項５】
前記ソースノードは、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記チャネル利用可能性パラメータを生成しないソースノード及び中継ノードのいずれか１つの検定統計量と、を合成することによって得られた検出結果に基づいて、メッセージ情報を前記中継ノードへ送信するかどうかを決定する請求項４のシステム。
【請求項６】
前記チャネル利用可能性パラメータで使用されるビット数は、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するノードによって生成される前記検定統計量の大きさに依存する請求項４または５のシステム。
【請求項７】
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用されるノードは第１エネルギー閾値を定義し、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記検定統計量が前記第１閾値よりも大きい場合に、前記チャネル利用可能性パラメータでのビット数は第１値に設定され、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記第１閾値よりも小さい場合に、前記チャネル利用可能性パラメータでのビット数が第２値に設定される請求項６のシステム。
【請求項８】
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記ノードは、第１エネルギー閾値及び第２エネルギー閾値を定義し、該第２エネルギー閾値は、該第１エネルギー閾値よりも大きく、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記検定統計量が前記第１閾値よりも小さい、または前記第２閾値よりも大きい場合には、前記チャネル利用可能性パラメータでのビット数は第１値に設定され、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記検定統計量が前記第１閾値と前記第２閾値との間にある場合には、前記チャネル利用可能性パラメータでのビット数は第２値に設定される請求項７のシステム。
【請求項９】
前記第２値は、前記第１値よりも大きい請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記第１閾値及び第２閾値は、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために用いられる前記ノードによって変えられることが可能である請求項８または９のシステム。
【請求項１１】
複数の中継ノードを具備し、前記ソースノードは、複数の中継ノードのそれぞれによってそれぞれの１組のノードを形成し、
それぞれの組のノードごとに、
前記中継ノードは、前記中継ノードでの信号チャネルの利用可能性を示す第１検出データを提供するために、前記無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、
前記ソースノードは、前記ソースノードでの前記信号チャネルの利用可能性を示す第２検出データを提供するために、前記無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、
前記ソースノード及び前記中継ノードのうちのどちらかは、それぞれ前記第１検出データまたは前記第２検出データに基づいて、チャネル利用可能性パラメータを生成し、
前記チャネル利用可能性パラメータは、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される第１検出データまたは第２検出データのどちらよりも小さいビット数の情報を具備し、
前記ソースノードは、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用されない前記第１検出データ及び前記第２検出データのどちらか１つと、を合成することによって得られた検出結果に基づいて、メッセージ情報を前記中継ノードへ送るかどうかを決定する請求項１から１０のいずれか１項のシステム。
【請求項１２】
複数のセカンダリ中継ノードを具備し、前記中継ノードは、前記セカンダリ中継ノードのそれぞれによって、それぞれ１組のノードを形成し、
前記ソースノードは、第２検出データに基づいて前記チャネル利用可能性パラメータを生成し、前記チャネル利用可能性パラメータを前記中継ノードへ送信し、
前記セカンダリ中継ノードのそれぞれは、それぞれの前記セカンダリ中継ノードでの信号チャネルの利用可能性を示す検出データを提供するために、前記無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、
前記セカンダリ中継ノードのそれぞれは、そのそれぞれの検出データに基づいてそれぞれのチャネル利用可能性パラメータを生成し、チャネル利用可能性パラメータはそれぞれ、それぞれの前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される検出データよりも小さいビット数の情報を具備し、
前記セカンダリ中継ノードのそれぞれは、そのそれぞれのチャネル利用可能性パラメータを前記中継ノードへ送信し、
前記中継ノードは、それぞれの前記チャネル利用可能性パラメータと、前記第１検出データとを合成することによって、セカンダリ中継ノードごとにそれぞれの検出結果を取得し、
前記中継ノードはさらに、前記それぞれの前記検出結果を前記ソースノードへ送信する請求項１から１０のいずれか１項のシステム。
【請求項１３】
ネットワークにおける第２信号ノードと通信するための信号ノードであって、前記第２信号ノードは、前記第２信号ノードでの信号チャネルの利用可能性を示す第１検出データを提供するために、無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、前記第１検出データに基づいてチャネル利用可能性パラメータを生成し、前記チャネル利用可能性パラメータは、前記第１検出データよりも少ないビットの情報を具備し、
前記信号ノードは、前記信号ノードでの信号チャネルの利用可能性を示す第２検出データを提供するために、無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、
前記信号ノードは、前記チャネル利用可能性パラメータを前記第２信号ノードから受信し、検出結果を取得するために、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記第２検出データとを合成し、前記検出結果は、前記信号チャネルを使用して情報が前記信号ノードと前記第２信号ノードとの間で交換されるかどうかを判定するために使用される、信号ノード。
【請求項１４】
ネットワークにおける第２信号ノードと通信するための信号ノードであって、前記第２信号ノードは、前記第２信号ノードでの信号チャネルの利用可能性を示す第１検出データを提供するために、無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、検出結果を取得するために、信号ノードから受信される情報と、前記第１検出データとを合成し、前記検出結果は、信号チャネルにわたって情報が前記信号ノードと前記第２信号ノードとの間で交換されるかどうかを決定するために使用され、
前記信号ノードは、前記信号ノードでの信号チャネルの利用可能性を示す第２検出データを提供するために、無線スペクトルのエネルギー検出を行ない、前記第２検出データに基づいてチャネル利用可能性パラメータを生成し、前記チャネル利用可能性パラメータは、前記第２検出データよりも少ないビットを具備し、
前記信号ノードは、前記検出結果を得るために、前記第１検出データと合成される前記第２信号ノードへ前記チャネル利用可能性パラメータを送信する、信号ノード。
【請求項１５】
ネットワークにおいて、ソースノードから中継ノードへメッセージ情報を送信するかどうかを決定する方法であって、
前記中継ノードでの信号チャネルの利用可能性を示す第１検出データを提供するために、前記中継ノードでの無線スペクトルのエネルギー検出を行なうことと、
前記ソースノードでの信号チャネルの利用可能性を示す第２検出データを提供するために、前記ソースノードでの無線スペクトルのエネルギー検出を行なうことと、
前記中継ノードまたは前記ソースノードそれぞれに関するチャネル利用可能性パラメータを生成するために、前記第１検出データまたは第２検出データを使用することと、
該チャネル利用可能性パラメータは、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記第１検出データまたは前記第２検出データのどちらかよりも小さいビット数の情報を具備し、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記ソースノードまたは前記中継ノードのどちらか一方から、前記ソースノードまたは前記中継ノードの他方へ、前記チャネル利用可能性パラメータを送信することと、
前記チャネル利用可能性パラメータと、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用されない前記第１または第２の検出データのどちらかと、を合成することによって、検出結果を取得することと、
前記検出結果に基づいて、前記ソースノードから前記中継ノードへ、メッセージ情報を送るかどうかを決定することと、を具備する方法。
【請求項１６】
前記チャネル利用可能性パラメータは前記第１検出データを使用して生成され、前記チャネル利用可能性パラメータは中継ノードからソースノードへ送信され、
前記検出結果は、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記第２検出データとを合成することによって取得される請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記チャネル利用可能性パラメータは、前記第２検出データを使用して生成され、前記チャネル利用可能性パラメータは前記ソースノードから前記中継ノードへ送信され、
前記検出結果は、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記第１検出データとを合成することによって取得され、
前記検出結果は前記中継ノードから前記ソースノードへ送信される請求項１５の方法。
【請求項１８】
複数の時間間隔にわたって前記ソースノードと前記中継ノードでの前記エネルギー検出を繰り返し、それによって複数の時間間隔のそれぞれ１つの間にそれぞれ第１検出データ及び第２検出データを提供することと、
前記ソースノード及び複数の中継ノードに関するそれぞれｎビット検定統計量を生成することと、
前記検定統計量は、それぞれの時間間隔で検出される平均エネルギーに基づいていて、
前記検定統計量の値に基づいて前記チャネル利用可能性パラメータを生成することと、を具備し、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用されるビット数はｎより小さい、請求項１５から１７のいずれか１項の方法。
【請求項１９】
前記検出結果は、前記チャネル利用可能性パラメータと、前記チャネル利用可能性パラメータを生成しない前記ソースノード及び中継ノードのうちのどちらかの検定統計量と、を合成することによって取得される請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記チャネル利用可能性パラメータで使用されるビット数は、前記チャネル利用可能性パラメータを生成するノードによって検出されるエネルギーに依存する請求項１５から１９のいずれか１項の方法。
【請求項２１】
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用されるノードでの第１エネルギー閾値を定義することを具備し、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される検定統計量が第１閾値よりも大きい場合に、前記チャネル利用可能性パラメータでのビット数は第１値に設定され、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記検定統計量が前記第１閾値よりも小さい場合に、前記チャネル利用可能性パラメータでのビット数は第２値に設定される請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記ノードでの第１エネルギー閾値及び第２エネルギー閾値を定義することを具備し、前記第２エネルギー閾値は前記第１エネルギー閾値よりも高く、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記検定統計量が、前記第１閾値よりも小さいか、または前記第２閾値よりも大きい場合に、前記チャネル利用可能性パラメータでのビット数は第１値に設定され、
前記チャネル利用可能性パラメータを生成するために使用される前記検定統計量が、前記第１閾値と前記第２閾値との間にある場合には、前記チャネル利用可能性パラメータでのビット数は第２値に設定される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２値は前記第１値より大きい請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記第１エネルギー閾値及び前記第２エネルギー閾値は可変閾値である請求項２２または２３の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
実施形態は、今、以下の添付図面を参照して一例として記述される。
【図１】図１は、コグニティブ無線ネットワークにおける従来の検出スキームの概略図である。
【図２】図２は、実施形態に従う情報検出スキームの概略図である。
【図３】図３は、検出情報が各ノードによって得られ、フュージョンセンターに中継される従来の多重閾値検出スキームを示す。
【図４ａ】図４ａは、実施形態による情報検出スキームを示す。
【図４ｂ】図４ｂは、実施形態による情報検出スキームを示す。
【図５】図５は、実施形態に従って、中継ノードによって行なわれる情報検出処理のフローチャートを示す。
【図６】図６は、実施形態に従って、ソースノードによって行なわれる情報検出処理のフローチャートを示す。
【図７】図７は、実施形態ごとの異なるＳＮＲ環境の下での性能比較を示す。
【図８】図８は、実施形態による検出スキームにおける不確定領域のサイズを変える場合、検出性能へ与える影響を示す。
【図９】図９は、本明細書で説明する実施形態による３つの検出スキーム間のシグナリングコスト比較を示す。
【図１０】図１０は、本明細書で説明する実施形態において検出情報に用いられたビット数の関数としてシグナリングコストを示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
いくつかの実施形態では、システムは複数のセカンダリ中継ノードを具備してもよく、中継ノードは、セカンダリ中継ノードの各々を持ったそれぞれの１組のノードを形成し、  
ソースノードは、第２検出データに基づいてチャネル利用可能性パラメータを生成し、かつチャネル利用可能性パラメータを中継ノードに送信するように構成され、  
セカンダリ中継ノードのそれぞれは、セカンダリ中継ノードそれぞれで信号チャネルの利用可能性を示す検出データを提供するために、無線スペクトルのエネルギー検出を行なうように構成され、  
セカンダリ中継ノードのそれぞれは、そのそれぞれの検出データに基づいてそれぞれのチャネル利用可能性パラメータを生成するように構成され、  
チャネル利用可能性パラメータはそれぞれ、それぞれのチャネル利用可能性パラメータを生成するために用いられる検出データよりも小さいビット数の情報を具備し、  
セカンダリ中継ノードのそれぞれは、そのそれぞれのチャネル利用可能性パラメータを中継ノードへ送信するように構成され、  
中継ノードは、それぞれのチャネル利用可能性パラメータと第１検出データとを合成することによって、それぞれのセカンダリ中継ノードに関するそれぞれの検出結果を得るように構成され、  
中継ノードは、それぞれの検出結果をソースノードへ送信するようにさらに構成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図３は、検出情報が、各ノードによって得られ、フュージョンセンターへ中継される、従来の多重閾値検出スキームを示す。ノードごとに、閾値係数αを参照することにより、そのノードによって検出された信号に関して、上下の閾値を定義することは可能である。図４ａを参照して、２つの閾値間の領域は、２Δ１として設定される。ここで、Δ１＝αλ、λ２＝λ−Δ１及びλ１＝λ＋Δ１である。２つの閾値間の領域は不確定領域と名付けられる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図４ａ及び図４ｂは、検定統計量復元処理が行なわれる特定の実施形態による情報検出スキームを示す。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図４ａは、特定の実施形態による検出スキームにおいて用いられるような中継ノードの機能性を示す（この機能性のフローチャートは図５に示される）。中継ノードについては、同様の２重閾値は、図３に示される従来のスキームにおいて適用されたものに選ばれる。しかしながら、図３に示される場合と異なり、中継ノードは、検定統計量を送る代わりに、ソースノードへチャネル利用可能性パラメータを送る。特に、λ＜Ｔｍ（ｙ）≦λ１あるいはλ２＜Ｔｍ（ｙ）≦λ１の場合には、２ビットの量子化された情報チャネル利用可能性パラメータＬｍ（例えば０１または１０）が、中継ノードによってソースノードへ送られる。Ｔｍ＞（ｙ）λ１あるいはＴｍ（ｙ）≦λ２の場合には、１ビットのローカル判定Ｌｍ（例えば０または１）チャネル利用可能性パラメータは、中継ノードによってソースノードへ送られる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図４ａ及び図４ｂに示されるスキームはさらに、提案されるスキームのソースノードがフュージョンセンターとして動作するだけでなく、検出タスクを実行する検出ノードとしても動作する、図３に示される従来の検出スキームとは異なる。ソースノードは、グローバル判定を行なうために、それ自身の検定統計量と、複数の中継ノードによって受信される検出情報と、を合成してもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図４ｂは、特定の実施形態による検出スキームにおいて用いられるようなソースノードの機能性を示す。この機能性のフローチャートも図６に示される。従来の連携的なスペクトル手法では、全ての検出ノードからの２ビットの量子化された情報は、フュージョンセンターによって整数値として要約され、閾値と比較される。対照的に、図４ｂに示される実施形態では、ソースノードは、中継ノードから受信されるチャネル利用可能性パラメータを逆量子化し、かつ各中継ノードについて検定統計量Ｔｍｒ（ｙ）を再構築するために用いられる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図４ｂに示されるように、ソースノードによって行なわれる検定統計量復元処理は、復元領域Δ２＝βλと共に、ソースノード側で新しい閾値係数βを導入することにより実現される。したがって、ｍ番目の中継ノードに関する再構築された検定統計量は、以下で与えられる：
【数５】
2013146065.tif 000001