(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信周波数帯域集合を用いる１次遠隔通信システムと共存するように構成され、前記１次遠隔通信システムは、空間的に分割された複数の送信機から成り、かつ各送信機は、カバレージエリア内で、送信機に割り当てられた前記集合中の複数の周波数帯域での送信に適している、コグニティブ遠隔通信端末であって、
所定の精度で前記端末の位置を提供するために適した位置決定手段と、
送信機毎の位置、割り当てられた周波数帯域、及びカバレージエリアを定義したカバレージ情報を格納したデータベースと、
前記端末位置を発信源として、端末が前記集合中の周波数帯域毎に送信可能な最大出力を、送信機毎の位置、割り当てられた周波数帯域、及びカバレージエリアと共に決定するために適した算出手段と、
最大出力が最も高い値となった周波数帯域から始まるように並び替えられた周波数帯域中の信号の存在を検出するために適した無線送受信手段と
を具備し、
また、前記算出手段は、前記で得られた最大出力に応じて、周波数帯域を並び替えるために適することを特徴とするコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項２】
前記算出手段が、前記集合中の各周波数帯域を取得して、それらの割り当てられた周波数帯域のうちの前記帯域を用いる送信機を決定し、ついで、カバレージ情報データベースに応じて、これらの送信機それぞれのカバレージエリアを決定して、検討されている帯域に対してカバレージエリアが前記端末に最も近い送信機を推測するために適することを特徴とする請求項１に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項３】
前記算出手段が、伝搬モデルを用いるとともに、端末に最も近いカバレージエリア上の点で生成される電波強度が所定のしきい値を越えることがないように、端末が送信可能な最大出力を算出するために適することを特徴とする請求項２に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項４】
出力検出部が、前記並び替えられた帯域中の信号の存在を検出できることを特徴とする請求項１乃至３に記載の遠隔通信端末。
【請求項５】
前記位置決定手段が、ＧＰＳ受信機であることを特徴とする請求項１乃至４に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項６】
前記位置決定手段が、端末に最も近い送信機のスペクトル署名に応じて、カバレージエリアの平均直径に等しい精度で端末の位置を決定することを特徴とする請求項１乃至４に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項７】
前記１次遠隔通信システムが、前記集合の周波数帯域で所定の時間パラメータのＯＦＤＭ信号を送信し、
前記位置決定手段が、前記帯域それぞれの中のＯＦＤＭ信号の存在確率を決定するとともに、順序付けられた帯域リストを取得するために、帯域を確率の高いものから順に並び替えるために適することを特徴とする請求項６に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項８】
前記時間パラメータが、ＯＦＤＭシンボルの有効期間及び周期プレフィックス長であり、
ＯＦＤＭ信号の存在する確率が、以下の判別関数によって推測されることを特徴とする請求項７に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【数１】
0005101397.tif 000050
ここで、
ｓ（ｕ），ｕ＝０，・・・，Ｕー１は、端末が受信した信号の一連のサンプルであり、ベースバンドへの復調後に取得され、かつサンプリングされ、
α及びβは、それぞれＯＦＤＭシンボルの有効期間及びプレフィックス長であり、サンプル数として表される。
【請求項９】
前記１次遠隔通信システムが、ＤＶＢ−Ｔ放送システムであり、
６つの周波数帯域が、送信機毎に割り当てられ、かつＰ＝３であることを特徴とする請求項８に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項１０】
前記端末位置が、全ての割り当てられた帯域が前記順序付けされたリスト中に最初に現れるものである送信機によって与えられることを特徴とする請求項７乃至９に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項１１】
所与の範囲に対して複数の基本エリア中の基本エリア毎に、前記データベースが、これらの帯域での対応する平均受信レベルリストを有し、
前記位置決定手段が、さまざまな帯域で受信レベルを測定し、受信レベルが所与のしきい値より大きい帯域を選択し、かつ平均受信レベルリストが前記で選択された帯域で測定されたレベルから成るリストに最も値の近いエリアを探索するために適することを特徴とする請求項１乃至４に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項１２】
所与の範囲に対して複数の基本エリア中の基本エリアＺｉ毎に、前記データベースが、これらの帯域での対応する平均受信レベルリストを有し、
前記位置決定手段が、さまざまな帯域で受信レベルを測定し、受信レベルが所与のしきい値より大きい帯域を選択し、かつ所定のしきい値ｄＴより短い所与の隔たりで、平均受信レベルリストが前記で選択された帯域で測定されたレベルから成るリストに類似しているエリアＺｉを探索するために適することを特徴とする請求項１乃至４に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項１３】
前記位置決定手段が、前記所定のしきい値より短い隔たりを示す基本エリアの組合せから成るエリア
【数２】
0005101397.tif 000051
に端末の位置を決定することを特徴とする請求項１２に記載のコグニティブ遠隔通信端末。
【請求項１４】
１次遠隔通信システムが、空間的に分割された複数の送信機から成り、かつ各送信機が、カバレージエリア内で、前記集合中かつ送信機に割り当てられた複数の周波数帯域で送信するために適しているような、送信周波数集合を用いる１次遠隔通信システムとの共存を要する端末のために利用可能な帯域を探索するための方法であって、
所定の精度で前記端末の位置を取得し、
前記端末位置を発信源として、端末によって前記集合中の周波数帯域毎に送信可能な最大出力を、送信機毎の位置、割り当てられた周波数帯域、及びカバレージエリアと共に、決定し、
前記で得られた最大出力に応じて、周波数帯域を並び替え、
最大出力が最も高い値となった周波数帯域から始まるように前記で並び替えられた周波数帯域中で、信号の存在を検出することを特徴とする利用可能な帯域を探索するための方法。
【請求項１５】
前記集合中の周波数帯域毎に、それらの割り当てられた周波数帯域の中の前記帯域を用いる送信機を決定し、ついで、これらの送信機それぞれのカバレージエリアを決定して、検討されている帯域に対してカバレージエリアが前記端末に最も近い送信機を推測することを特徴とする請求項１４に記載の利用可能な帯域を探索するための方法。
【請求項１６】
伝搬モデルを用いるとともに、端末に最も近いカバレージエリア上の点において生成される電波強度が所定のしきい値を越えることがないように、端末が送信可能な最大出力を算出することを特徴とする請求項１５に記載の利用可能な帯域を探索するための方法。
【請求項１７】
出力検出部が、前記並び替えられた帯域中の信号の存在を検出することを特徴とする請求項１４乃至１６に記載の利用可能な帯域を探索するための方法。
【請求項１８】
前記端末位置が、ＧＰＳ受信機によって取得されることを特徴とする請求項１４乃至１７に記載の利用可能な帯域を探索するための方法。
【請求項１９】
前記端末位置が、端末に最も近い送信機のスペクトル署名に応じて、カバレージエリアの平均直径に等しい精度で取得されることを特徴とする請求項１４乃至１７に記載の利用可能な帯域を探索するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コグニティブ無線の分野、特に、ＷＲＡＮ（Wireless Regional Area Networks）ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
スペクトル輻輳の増加によって、前もって周波数帯域を割り当てられた１次システムと称されるシステムとの共存が可能な遠隔通信システムの使用法が考え出された。現在、主要な研究は、２つの共存方式によって行なわれている。その１つ目は、非常に強いスペクトル拡散を用いて非常に弱い信号を使用することから成る。これは、超広帯域（ＵＷＢ）システムを採用した方法である。２つ目は、不定期に又は一時的に空いているスペクトルの一部を認知して（cognitively）使用することから成り、言い換えれば、コグニティブ無線方法である。２次システムとも称されるコグニティブ無線システムに課せられるただ１つの制約は、１次無線システムの妨げとなってはいけないということである。コグニティブ無線の説明は、非特許文献１の「Cognitive radio: an integrated agent architecture for software defined radio」と題されたＪ．Ｍｉｔｏｌａによる発表論文に掲載されている。
【０００３】
特に、コグニティブ無線の原理は、ＷＲＡＮの開発のために選択されたものである。現在、これらのネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．２２のワークグループ内で規格化が進められている。より正確に言えば、現在作成されているこの規格は、ＷＲＡＮネットワークでのポイント−ツー−ポイントワイヤレス送信を実現するために、空いているＵＨＦ及びＶＨＦ帯域のコグニティブ使用法を提案する。ＩＥＥＥ８０２．２２規格の概要は、非特許文献２の「IEEE 802.22: an introduction to the first wireless standard base on cognitive radios」と題されたＣ．Ｃｏｒｄｅｉｒｏらによる論文に掲載されている。
【０００４】
特に、８０２．２２規格は、この目的のために、ＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcast-Terrestrial）テレビジョン放送システムに割り当てられたＵＨＦ帯域をどのように使用できるかを開示している。それによって、ＤＶＢ−Ｔ規格がＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，直交周波数分割多重方式）変調を使用して、圧縮された映像／音声ストリームを送信するということに気づく。
【０００５】
従って、ＷＲＡＮネットワーク送信機は、どのＵＨＦ帯域を使用するべきかと、それが送信可能となる出力とを容易に決定できなければならない。現在、コグニティブ無線端末が、受信した信号出力及び受信機パラメータを用いて、異なる帯域を規則正しく走査するとともに、それらの電波強度を計測するように、提案がなされている。基地局は、現在使用されている帯域（帯域内チャネル）で端末が計測を行えるように、送信を周期的に停止しなければならない。これは、アップリンク及びダウンリンク双方のスループットを相応に低下させる。
【特許文献１】仏国特許出願第０７−５５３９４号明細書
【非特許文献１】J. Mitola, “Cognitive radio: an integrated agent architecture for software defined radio”, Royal Institute of Technology, Stockholm, PhD Dissertation, May 8 2000
【非特許文献２】C. Cordeiro et al., “IEEE 802.22: an introduction to the first wireless standard base on cognitive radios”, Journal of Communications, Vol. 1, No. 1, April 2006, pp. 38-47
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、端末と基地局との間の通信速度を大きく低下させることなく、コグニティブ送信のために利用可能なＵＨＦチャネルを容易に決定するための方法を開示することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、送信周波数帯域集合を用いる１次遠隔通信システムと共存するように構成されたコグニティブ遠隔通信端末を対象とし、ここで、１次遠隔通信システムは、空間的に分割された複数の送信機から成り、かつ各送信機は、カバレージエリア内で、送信機に割り当てられた上記集合中の複数の周波数帯域での送信に適している。上記端末は、所定の精度で上記端末の位置を提供するために適した位置決定手段と、送信機毎の位置、割り当てられた周波数帯域、及びカバレージエリアを定義したカバレージ情報を格納したデータベースと、上記端末位置を発信源として、上記集合中の周波数帯域毎に端末によって送信可能な最大出力、並びに送信機毎の位置、割り当てられた周波数帯域、及びカバレージエリアを決定するために適した算出手段と、最大出力が最も高い値となった周波数帯域から始まるように並び替えられた周波数帯域中の信号の存在を検出するように構成された無線送受信手段とを具備し、また、上記算出手段は、上記で得られた最大出力に応じて、周波数帯域を並び替えるために適することを特徴とする。
【０００８】
また、好ましくは、算出手段は、上記集合中の各周波数帯域を取得して、それらの割り当てられた周波数帯域のうちの上記帯域を用いる送信機を決定し、ついで、カバレージ情報データベースに応じて、これらの送信機それぞれのカバレージエリアを決定して、検討されている帯域に対してカバレージエリアが上記端末に最も近い送信機を推測するために適する。
【０００９】
典型的に、算出手段は、伝搬モデルを用いるとともに、端末に最も近いカバレージエリア上の点で生成される電波強度が所定のしきい値を越えることがないように、端末が送信可能な最大出力を算出するために適する。
【００１０】
出力検出部は、上記並び替えられた帯域中の信号の存在を容易に検出できる。
【００１１】
第１実施態様によれば、位置決定手段は、ＧＰＳ受信機である。
【００１２】
第２実施態様によれば、上記位置決定手段は、端末に最も近い送信機のスペクトル署名に応じて、カバレージエリアの平均直径に等しい精度で端末の位置を決定する。
【００１３】
１次遠隔通信システムが上記集合の周波数帯域で所定の時間パラメータのＯＦＤＭ信号を送信するので、好ましくは、位置決定手段は、上記帯域それぞれの中のＯＦＤＭ信号の存在確率を決定するとともに、順序付けされた帯域リストを取得するために、帯域を確率の高いものから順に並び替えるために適する。
【００１４】
例えば、時間パラメータは、ＯＦＤＭシンボルの有効期間及び周期プレフィックス長である。ＯＦＤＭ信号が現れる確率は、以下の判別関数によって推測される。
【００１５】
【数１】
0005101397.tif 000002
【００１６】
ここで、ｓ（ｕ），ｕ＝０，・・・，Ｕー１は、端末が受信した信号の一連のサンプルであり、ベースバンドへの復調後に取得され、かつサンプリングされる。α及びβは、それぞれＯＦＤＭシンボルの有効期間及びプレフィックス長であり、サンプル数として表される。
【００１７】
例示的な一実施態様によれば、１次遠隔通信システムは、ＤＶＢ−Ｔ放送システムであり、６つの周波数帯域が送信機毎に割り当てられ、かつＰ＝３である。
【００１８】
好ましくは、端末位置は、全ての割り当てられた帯域が上記順序付けされたリスト中に最初に現れるものである送信機によって与えられる。
【００１９】
同様に、本発明は、上記のようなコグニティブ端末のために利用可能な帯域を探索するための方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を読んだ後に明確となる。
【００２１】
ここで、コグニティブ遠隔通信システムについて、再度考察する。コグニティブ遠隔通信システムは、複数の周波数帯域を占有する機能を有する１次遠隔通信システムとの共存を要求され、例えば、ＤＶＢ−Ｔテレビジョン信号放送システムと共存するためのＷＲＡＮシステムなどがある。
【００２２】
本発明の基本的なアイデアは、端末の位置と、１次システム中の異なる送信機の位置及びそれぞれのカバレージエリアを与えるデータベースと、を用いて、１次システムで利用可能な周波数帯域を決定することにある。
【００２３】
図１は、この発明に用いられる方法を示す。
【００２４】
２次遠隔通信システムＴの端末が１１０で示され、かつ１次遠隔通信システムの送信機が１２０で示される。
【００２５】
ここで、端末は、自身の位置と、送信機１２０の位置と、それぞれの対応するカバレージエリアと、を認識していると見なす。カバレージエリアは、図１において、円によって表される。送信機のカバレージエリアは、この送信機によって生成される電波強度が所与の最小値より大きいエリアに関する。典型的に、最小値は４４μＶ／ｍである。カバレージエリアは、単純な等方性送信の場合のカバレージ半径、又は、区分性送信の場合の指向性及び扇形開口角カバレージ半径、さらには、カバレージエリアの輪郭を定義する点集合の対応する座標といった幾何学的パラメータ一式によって記述できる。
【００２６】
最後に、コグニティブ端末が、異なる送信機１２０に割り当てられた対応する周波数帯域を認識していると見なす。明細書中では、これらの周波数帯域のリストを、Ｂ＝｛Ｂｋ｝ｋ＝１，・・・，Ｋと表す。ここで、Ｋは、１次システムによって使用される周波数帯域の総数である。
【００２７】
周波数帯域Ｂｋ∈Ｂ毎に、端末１１０は、Ｂｋ帯域が割り当てられた送信機
【数２】
0005101397.tif 000003
を探索する。ついで、端末は、これらの送信機の対応するカバレージエリア
【数３】
0005101397.tif 000004
からの
【数４】
0005101397.tif 000005
で表される距離を算出する。例えば、送信機
【数５】
0005101397.tif 000006
のカバレージが帯域Ｂｋに対する自身のカバレージ半径
【数６】
0005101397.tif 000007
によって定義される場合、この送信機のカバレージエリアへの距離
【数７】
0005101397.tif 000008
は、単純に、
【数８】
0005101397.tif 000009
によって与えられる。ここで、Ｄｎは、端末と検討されている送信機
【数９】
0005101397.tif 000010
との間隔である。より複雑な距離推測は、区分性カバレージエリア又はサンプルエリア輪郭の場合に、例えば、送信機に最も近いこの輪郭中の点を探索することによってなし得る。
【００２８】
端末位置が誤差範囲、言い換えれば、不確実なエリア内で認識されたならば、ワーストケースは、上記算出の目的が考慮される。より正確に言えば、所与の送信機
【数１０】
0005101397.tif 000011
への距離
【数１１】
0005101397.tif 000012
の算出に対して、端末は、
【数１２】
0005101397.tif 000013
のカバレージエリアに最も近い不確実なエリア中の点に位置すると見なす。
【００２９】
端末が所与の送信機のカバレージエリアの内側に位置する場合、この送信機に割り当てられた周波数帯域は、周波数帯域Ｂのリストから直ちに除外される。端末が異なる送信機のいくつかのカバレージエリアの内側にある場合、これらの送信機に割り当てられた周波数帯域集合は、周波数帯域Ｂのリストから除外される。このように減らされたリストをＢ´と表す。
【００３０】
Ｂ´に属する周波数帯域Ｂｋ毎に、端末は、カバレージエリアが最も近い送信機、言い換えれば、最も短い距離
【数１３】
0005101397.tif 000014
を備えた送信機、すなわち
【数１４】
0005101397.tif 000015
を決定する。
【００３１】
ついで、端末は、伝搬モデルを使用して、最も近いカバレージエリア、言い換えれば、送信機
【数１５】
0005101397.tif 000016
のカバレージエリアでの受信を妨げることなく送信が可能な最大出力を決定する。好ましくは、端末は、これを達成するために、伝搬モデルを使用する。例えば、伝搬モデルは、「Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30MHz to 3000MHz」（r.2, 08-2005）と題するＩＴＵ勧告Ｐ．１５４６に従う。
【００３２】
より正確に言えば、端末は、このモデルを使用して、端末に最も近い送信機
【数１６】
0005101397.tif 000017
のカバレージエリアの輪郭上の点Ｍにおいて、最大電波強度がしきい値
【数１７】
0005101397.tif 000018
を越えることがないように、送信が可能な出力
【数１８】
0005101397.tif 000019
を算出する。例えば、値３０μＶ／ｍが
【数１９】
0005101397.tif 000020
に使用できる。
【００３３】
端末の位置が不確かであることのみが認識されるならば、再びワーストケースを考慮する。言い換えれば、不確定エリアに最も近いカバレージの輪郭上の点Ｍを使用する。
【００３４】
ついで、最大出力値
【数２０】
0005101397.tif 000021
が並べ替えられ、かつ端末は、対応する周波数帯域が利用可能である場合に、出力の高いものから順に検証を行なう。Ｂ´の所与の帯域Ｂｋに対して、端末は、信号が既にそこに含まれているか、例えば、アナログＴＶ信号又は別のコグニティブシステムからの信号が含まれているかを検出する。この場合、端末は、
【数２１】
0005101397.tif 000022
より小さい出力においてこの帯域内で送信できる。故に、１次遠隔通信システムの妨害となることなく、可能な限り高い出力での送信を可能にする第１利用可能帯域が与えられるので、利用可能な帯域の探索は最適化される。
【００３５】
図２は、本発明によるコグニティブ端末のために利用可能帯域を決定するための方法を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップ２１０において、端末Ｔは、自身の位置を自ら取得又は決定し、ついで、反復探索ループを開始させる。１次遠隔通信システムの帯域Ｂｋ毎に、１回の反復が行なわれる。
【００３７】
ステップ２２０において、帯域カウンタが、ｋ＝１に初期化され、かつ利用可能な帯域の集合Ｂ´が、１次遠隔通信システムの帯域の集合Ｂに初期化される。
【００３８】
ステップ２３０において、探索が、帯域Ｂｋが割り当てられた１次システムの送信機
【数２２】
0005101397.tif 000023
、言い換えれば、Ｎが送信機の数であり、かつＢ（．）が送信機の割り当てられた帯域を与える関数であるＢｋ∈Ｂ（Ｓｎ）となる送信機Ｓｎ，ｎ＝１，・・・，Ｎに対して行なわれる。
【００３９】
ステップ２４０において、送信機
【数２３】
0005101397.tif 000024
毎に、
【数２４】
0005101397.tif 000025
のカバレージエリアから端末への距離
【数２５】
0005101397.tif 000026
が算出される。
【００４０】
ステップ２５０において、端末Ｔが送信機
【数２６】
0005101397.tif 000027
のカバレージエリアに属しているかどうかを判断する。属していた場合、集合Ｂ´は、
【数２７】
0005101397.tif 000028
に割り当てられた除外帯域によって更新され、すなわち、
【数２８】
0005101397.tif 000029
となる。除外された帯域の使用は、これらの帯域に対して
【数２９】
0005101397.tif 000030
とすることによって排除される。
【００４１】
ステップ２６０において、帯域の総数Ｋに達したかどうかが調べられる。Ｋに達していない場合、帯域カウンタを加算し、かつステップ２３０へ戻る。そうではなく、全ての帯域のレビューを終えた場合には、Ｂ´の帯域Ｂｋ毎に、ステップ２７０が実行され、距離
【数３０】
0005101397.tif 000031
が最も短い送信機
【数３１】
0005101397.tif 000032
、言い換えれば、帯域Ｂｋの端末からの送信によって最も妨害を受けそうな送信機が見つけ出される。
【００４２】
ステップ２８０において、先に記載した伝搬モデルを使用して、Ｂ´の帯域毎に、カバレージエリア基部の点Ｍでの電波強度が所定のしきい値
【数３２】
0005101397.tif 000033
を越えることのないように、端末が送信可能な出力
【数３３】
0005101397.tif 000034
が算出される。
【００４３】
ステップ２９０は、端末がこれらの帯域で送信可能な最大出力値
【数３４】
0005101397.tif 000035
に応じた周波数帯域Ｂｋの並び替えから成る。
【００４４】
ステップ２９５において、最も高い値となった出力
【数３５】
0005101397.tif 000036
に対応する帯域で始まる利用可能な帯域に対する集合Ｂのうちで探索が行なわれ、ついで出力の高いものから順に続けられる。
【００４５】
一変形例によれば、帯域による送信機の探索過程は、Ｂｋ∈Ｂ´となる帯域Ｂｋへの反復ループを制限することによって迅速化できる。言い換えれば、端末を含むカバレージエリアが送信機に割り当てられているために、反復の間に帯域が除去される場合、探索の残りを考慮する必要はない。
【００４６】
図３は、本発明によるコグニティブ無線システムの端末のブロック図である。
【００４７】
端末３００は、自身の少なくとも近似的な位置を決定する機能を持つ位置決定手段３１０を具備する。近似的とは、例えば、１次遠隔通信システム中のセルの直径程度の精度を意味する。
【００４８】
また、端末は、１次システム中の異なる送信機の位置と、それらに割り当てられた周波数帯域と、カバレージ情報と、を格納するデータベース３２０を具備する。送信機のカバレージ情報は、自身のカバレージエリアと、送信機のカバレージエリアの幾何学的説明と、（さらに、異なる帯域に対するカバレージエリアと、）を決定するために使用される。故に、端末は、１次システムのスペクトル配置マップを正確に認識する。
【００４９】
ついで、算出手段３３０は、各帯域Ｂｋが割り当てられた送信機を探索する。ついで、手段３３０は、これらの送信機に対応するカバレージ情報を取り出すとともに、上記に示したように
【数３６】
0005101397.tif 000037
の値を減少させることによって帯域が並び替えられる前に、端末の位置を発信源として、値
【数３７】
0005101397.tif 000038
を算出する。
【００５０】
ついで、上記で得られた順序に並び替えられた帯域は、利用可能な帯域を探索するために、コグニティブ送受信モジュール３４０へ送信される。帯域の利用可能性は、単純な出力検出部で検査される。
【００５１】
位置決定手段３１０は、例えば、ＧＰＳ受信機、又は当業者には既知の方法で基地局によって送信された信号を基点とする三角測量手段から成る。
【００５２】
１次遠隔通信システムがＤＶＢ−Ｔシステムである場合には、特定の位置決定方法が使用できる。
【００５３】
上記位置決定方法の第１変形例は、以下に記載するように、異なる送信機のスペクトル署名を利用する。
【００５４】
各ＤＶＢ−Ｔ送信機にＫチャネルのうちのｌチャネルの部分集合が割り当てられた場合について、以下に記載する。例えば、フランスでは、ＤＶＢ−Ｔ規格を採用したＴＮＴ（地上デジタルテレビジョン）は、ＵＨＦチャネル２１から６９を使用する。各送信機は、上記のようにＫ＝４９のＵＨＦチャネルのうちのｌ＝６チャネルで送信することのみ可能となっている。Ｌのうちのこれらｌチャネルの組合せが、送信機のスペクトル署名を形成する。
【００５５】
位置決定方法は、占有されたＵＨＦチャネルを検出して、最も近くの送信機のスペクトル署名を識別する。これは、ＤＶＢ−Ｔ信号によって占有されたＵＨＦチャネルを検出することによって行なわれる。これらの信号は明確な時間パラメータのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調を使用するので、出願人によって同日出願された仏国特許出願第０７−５５３９４号に開示されたＯＦＤＭ信号の特性評価方法が有利に使用される。上記出願は、引用によって本願明細書に組み込まれる。
【００５６】
より正確に言えば、端末が受信したＯＦＤＭ信号ｓａは、以下の式で表すことができ、マルチパスを無視し、かつベースバンドへ復調される。
【００５７】
【数３８】
0005101397.tif 000039
【００５８】
ここで、Ｅは、信号出力である。Ｍは、ＯＦＤＭ多重搬送波である。ａｎは、変調アルファベットＱＰＳＫに属する情報シンボルである。１／Ｔｃは、情報シンボルのフローである。Ｄは、情報シンボルの数として表される周期プレフィックスのサイズである。ｇ（ｔ）は、時間に対応したＯＦＤＭシンボルの整形パルスである。Δｆは、ＲＦ変調の不完全性による搬送波剰余である。ＴＤＴ  ＤＶＢ−Ｔ信号の場合、時間パラメータが定義されるとともに、Ｍ＝８１９２、Ｄ＝２５６、Ｔｃ＝１／８μｓに相当する。
【００５９】
ＯＦＤＭ信号の存在は、判別関数Ｊ（α，β）の算出から検出される。
【００６０】
【数３９】
0005101397.tif 000040
【００６１】
ここで、ｓ（ｕ），ｕ＝０，・・・，Ｕ−１は、ベースバンドでの復調後に取得される受信した信号の一連のサンプルであり、周波数
【数４０】
0005101397.tif 000041
でサンプリングを行なう。ＵＴｅは、サンプリングされた数列の長さであり、好ましくは、０．０５ｓと０．１ｓとの間から選択される。Ｐは、Ｐ≧１となる整数であり、例えば、Ｐ＝２である。この判別関数は、時間パラメータα＝Ｍ及びβ＝Ｄを備えたＯＦＤＭ信号の存在を検出するために使用される。このような信号の存在確率は、高い値のＪ（α，β）に対して、より大きくなる。
【００６２】
図４は、スペクトル署名の識別による位置決定方法のフローチャートを示す。
【００６３】
チャネルインデックスｋは、ステップ４１０において、１に初期化され、以下の一連のステップが、ＵＨＦチャネルＢｋ，ｋ＝１，・・・，Ｋ、この場合はＫ＝４９、毎に実行される。
【００６４】
ステップ４２０において、チャネル中央周波数ｆｋにおける信号が、ベースバンドへ復調され、ステップ４３０において、シンボル周波数１／Ｔｃでサンプリングされる。
【００６５】
ステップ４４０において、判別関数の値が、上記時間パラメータα＝Ｍ及びβ＝Ｄに対して算出される。
【００６６】
ステップ４５０において、ｋ＝Ｋであるかどうかを判断する。ｋ＝Ｋでない場合、ステップ４５５において、ｋが加算され、ステップ４２０へ戻る。ｋ＝Ｋである場合、言い換えれば、Ｋ個のチャネルの検査を終えた場合、ステップ４６０において、異なるチャネルに対して取得したＪ（α，β）の値、すなわち、Ｊｋ，ｋ＝１，・・・，Ｋを並び替える。
【００６７】
ステップ４７０において、チャネルカウンタＣが、ｌに初期化され、これらＣチャネル集合に含まれるスペクトル署名を備えた送信機の数ｖが、０に設定される。
【００６８】
ステップ４８０において、Ｃ個の最高値Ｊｋに対応するＣ個のチャネルＢｋの集合Ω（Ｃ）が、決定される。
【００６９】
ステップ４８０中の次のステップにおいて、それらのスペクトル署名（言い換えれば、それらのｌ個の割り当てられたチャネル全て）が集合Ω（Ｃ）に含まれる送信機が探索される。ｖは、これらの送信機の数に等しい。
【００７０】
ステップ４９０において、ｖの値が０であるかどうかを確認する。０である場合、ステップ４９５において、Ｃが加算され、ステップ４７０へ戻る。０でない場合、ステップ４９７において、通常、ｖ＝１と、Ω（Ｃ）に属する６個のチャネルが選択された送信機とが得られる。ついで、端末が、Ω（Ｃ）のカバレージエリアに割り当てられたと見なす。ｖ＞１である場合、これは、端末がいくつかの送信機間に割り当てられたこと、言い換えれば、いくつかのカバレージエリアの共通部分に割り当てられたことを意味する。
【００７１】
この位置決定方法で、カバレージエリアの平均直径程度の精度で端末の位置を決定することが可能となる。
【００７２】
上記位置決定方法の第２変形例は、重要な範囲上で使用されるＵＨＦチャネルのマップをデータベースが有することを前提とする。より正確に言えば、この範囲は、基本エリア（例えば、ブロック）へ分割されており、かつ基本エリア毎にデータベースに記録がある。この記録は、このチャネルの１次システムによって送信された信号のＢ個の平均受信レベルのチャネル毎に与えられる。故に、エリアＺｉ毎に、対応する平均受信レベルΛｉ＝｛λｉ（ｂ）｜ｂ∈Γｉ｝の順序付けられたリストが存在する。ここで、λｉ（ｂ）は、エリアＺｉにおける帯域ｂの平均受信レベルである。エリアＺｉに対する帯域ｂで１次システムによる信号が送信されない場合、１次信号の最小検出レベル未満の任意の値が、λｉ（ｂ）のために選択される。例えば、ノイズレベルより下の−１５ｄＢである。
【００７３】
この第２位置決定変形例によれば、コグニティブ端末の位置決定手段は、最初に、この端末が所与のしきい値より大きい出力を受信可能なＵＨＦチャネルを決定する。これらのチャネルから成る部分集合Ｂは、
【数４１】
0005101397.tif 000042
で表される。対応する帯域で測定されたレベルの順序付けられたリストは、
【数４２】
0005101397.tif 000043
で表される。
【００７４】
ついで、位置決定手段は、データベースに記録されたエリアＺｉの集合の中で、一定の測定法に従って、ΛｉがΛに最も近いエリアＺｉ０を探索する。
【００７５】
より正確に言えば、以下の式の値が最小となるエリアＺｉ毎にスカラーρｉを決定する。
【００７６】
【数４３】
0005101397.tif 000044
【００７７】
この最小値を
【数４４】
0005101397.tif 000045
とする。値ｄｉは、実際は、ΛｉとΛとの間の距離を表す。式（３）で定義されたもの以外の測定法を想定することは、当業者には明白である。
【００７８】
ついで、エリアＺｉ中で最も短い距離ｄｉを示すエリアであるエリアＺｉ０を決定することができる。ついで、コグニティブ端末は、エリアＺｉ０に位置するものと見なすことができる。
【００７９】
あるいは、誤差範囲を承認するとともに、距離ｄｉが所定の許容誤差しきい値ｄｍｉｎより小さくなるように、エリアＺｉを選択することもできる。この場合、コグニティブ端末は、以下の式で表されるエリアに位置するものと見なされる。
【００８０】
【数４５】
0005101397.tif 000046
【００８１】
第３変形例により、位置決定方法の第１及び第２変形例が組み合わせられる。より正確に言えば、以下の式のように共通部分が決定される。
【００８２】
【数４６】
0005101397.tif 000047
【００８３】
ここで、Ｚは、式（４）によって定義される。π（Ω（Ｃ））は、上記で定義されたように、チャネルがΩ（Ｃ）によって与えられる送信機のカバレージエリアである。
【００８４】
この第３変形例の適用において、第１及び第２変形例の間で異なる位置が取得された場合、言い換えれば、
【数４７】
0005101397.tif 000048
である場合、これら２つの変形例のうちの１つに優先度が与えられる。好ましくは、このような相違の場合、Λのχ個の最も高い測定された受信レベルに対応するチャネルの所定の数χ（例えば、χ＝５）で部分集合
【数４８】
0005101397.tif 000049
を限定することによって、第２位置決定変形例を選択する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の基本原理を図示したものである。
【図２】本発明の一実施形態による利用可能な帯域を検索するための方法のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態によるコグニティブ無線端末を図示したものである。
【図４】本発明の好適な一実施形態を用いた位置決定方法のためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
３００  コグニティブ無線端末
３１０  位置決定手段
３２０  データベース
３３０  算出手段
３４０  コグニティブ送受信手段
【図１】
0005101397.tif 000052
【図２】
0005101397.tif 000053
【図３】
0005101397.tif 000054
【図４】
0005101397.tif 000055