(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信し、且つその第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含んでいる信号受信部と、
前記重複部分に相応する重複時間区間中に受信された信号の差に基づいて前記第１信号の存在可否と関わる状態情報を生成する状態情報生成部と、
前記状態情報と予め定められた閾値を比較して前記状態情報に含まれた前記受信された信号との差が前記閾値より高い場合、前記第２ネットワークに属する通信装置が使用中の周波数リソースを変更する第1通信動作モード、前記通信装置が通信動作を停止する第2通信動作モードと、前記通信装置が遂行中の通信動作を続ける第3通信動作モードのうちのいずれか1つの通信動作モードを決定する動作モード決定部とを備えるコグニティブ無線通信装置。
【請求項２】
前記第２信号は、直交周波数分割多重接続方式によって前記第２ネットワークから生成された信号である請求項１に記載のコグニティブ無線通信装置。
【請求項３】
前記第１信号は前記第１ネットワークの下向きリンク信号または上向きリンク信号を含み、前記第２信号は前記第２ネットワークの下向きリンク信号または上向きリンク信号を含む請求項１に記載のコグニティブ無線通信装置。
【請求項４】
第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信し、(且つその第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含んでいる)信号受信部と、前記重複部分に相応する重複時間区間中に受信された信号の差に前記第１信号を検出するためのセンシング区間中に受信したセンシング信号を足す値に基づいて前記第１信号の存在可否と関わる状態情報を生成する状態情報生成部と、
前記状態情報と予め定められた閾値を比較して前記状態情報に含まれた前記受信された信号との差が前記閾値より高い場合、前記第２ネットワークに属する通信装置が使用中の周波数リソースを変更する第1通信動作モード、前記通信装置が通信動作を停止する第2通信動作モードと、前記通信装置が遂行中の通信動作を続ける第3通信動作モードのうちのいずれか1つの通信動作モードを決定する動作モード決定部とを備えるコグニティブ無線通信装置。
【請求項５】
第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信し、(且つその第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含んでいる)信号受信ステップと、前記重複部分に相応する重複時間区間中に受信された信号の差に基づいて前記第１信号の存在可否と関わる状態情報を生成する状態情報生成ステップと、前記状態情報と予め定められた閾値を比較して前記状態情報に含まれた前記受信された信号との差が前記閾値より高い場合、前記第２ネットワークに属する通信装置が使用中の周波数リソースを変更する第1通信動作モード、前記通信装置が通信動作を停止する第2通信動作モードと、前記通信装置が遂行中の通信動作を続ける第3通信動作モードのうちのいずれか1つの通信動作モードを決定する動作モード決定ステップとを含むコグニティブ無線通信方法。
【請求項６】
第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信し、且つその第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含んでいる信号受信ステップと、前記重複部分に相応する重複時間区間中に受信された信号の差に前記第１信号を検出するセンシング区間中に受信したセンシング信号を足す値に基づいて前記第１信号の存在可否と関わる状態情報を生成する状態情報生成ステップと、 前記状態情報と予め定められた閾値を比較して前記状態情報に含まれた前記受信された信号との差が前記閾値より高い場合、前記第２ネットワークに属する通信装置が使用中の周波数リソースを変更する第1通信動作モード、前記通信装置が通信動作を停止する第2通信動作モードと、前記通信装置が遂行中の通信動作を続ける第3通信動作モードのうちのいずれか1つの通信動作モードを決定する動作モードの決定ステップとを含むコグニティブ無線通信方法。
【請求項７】
請求項５及び６のうちのいずれか１つの方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコグニティブ無線技術に関し、特に、第１ネットワークの第１信号が存在するか否かを判断するコグニティブ無線通信装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、限定された周波数リソースを効率的に使用できる技術に関する様々な研究が活発に行われている。その中、最も目立つ技術中の１つがコグニティブ無線（Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ、ＣＲ）技術である。
コグニティブ無線技術は限定された周波数リソースを再活用してより効率的に周波数リソースを使う技術である。すなわち、コグニティブ無線技術によれば、第２ネットワークに属する通信装置は第１ネットワークで使われない周波数リソースを周期的または非周期的にセンシング（Ｓｅｎｓｉｎｇ）して使用可能な周波数リソースを認知し、認知された使用可能な周波数リソースを利用してデータを送／受信する。
【０００３】
但し、使用可能な周波数リソースに対して第１ネットワークが優先権限を有するため、第２ネットワークの信号と第１ネットワークの信号が衝突する心配がある場合、第２ネットワークの通信装置は通信動作を停止するか、使用中の周波数リソースを変更しなければならない。
【０００４】
よって、第２ネットワークに属する通信装置は第１ネットワークの信号が存在するか否かを把握しなければならない。この時、第２ネットワークに属する通信装置が第１ネットワークの信号が存在するか否かを把握するために長すぎるセンシング区間を置くのは非効率的である。
従って、センシング区間を無くすか、センシング区間を短くしても、第１ネットワークの信号が存在するか否かを効率的に判断できる技術が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、第２信号において同一信号が繰り返される重複部分に含まれた信号の間の同一性を利用して第１信号が存在するか否かを判断することにより、付加的なハードウェアリソースおよび無線リソースを必要としないコグニティブ無線通信装置およびその方法を提供する。
【０００６】
また、本発明は、重複時間区間中に受信された信号の差を利用して第１信号が存在するか否かを判断することにより、より効率的にコグニティブ無線技術を活用できるコグニティブ無線通信装置およびその方法を提供する。
また、本発明は、センシング区間を置くことにより、より正確に第１信号の存在を認知するだけでなく、重複時間区間中に受信された信号の差を利用して第１信号が存在するか否かを判断することにより、通信システムのデータ転送率を極大化できるコグニティブ無線通信装置およびその方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信装置は、第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信する信号受信部（前記第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含む）と、前記重複部分に含まれた信号の間の同一性を利用して前記第１信号の存在と関わる状態情報を生成する状態情報生成部、および前記状態情報に基づいて前記第２ネットワークに属する通信装置の通信動作モードを決定する動作モード決定部を含む。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信装置は、第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信する信号受信部（前記第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含む）と、前記重複部分に含まれた重複信号および前記第１信号をセンシングするセンシング区間中に受信したセンシング信号を利用して前記第１信号の存在と関わる状態情報を生成する状態情報生成部、および前記状態情報に基づいて前記第２ネットワークに属する通信装置の通信動作モードを決定する動作モード決定部を含む。
【０００９】
また、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信するステップ（前記第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含む）と、前記重複部分に含まれた信号の間の同一性を利用して前記第１信号の存在と関わる状態情報を生成するステップ、および前記状態情報に基づいて前記第２ネットワークに属する通信装置の通信動作モードを決定するステップを含む。
【００１０】
また、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信するステップ（前記第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含む）と、前記重複部分に含まれた重複信号および前記第１信号をセンシングするセンシング区間中に受信したセンシング信号を利用して前記第１信号の存在と関わる状態情報を生成するステップ、および前記状態情報に基づいて前記第２ネットワークに属する通信装置の通信動作モードを決定するステップを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、第２信号において同一信号が繰り返される重複部分に含まれた信号の間の同一性を利用して第１信号が存在するか否かを判断することにより、付加的なハードウェアリソースおよび無線リソースを必要としないコグニティブ無線通信装置およびその方法を提供することができる。
【００１２】
また、本発明は、重複時間区間中に受信された信号の差を利用して第１信号が存在するか否かを判断することにより、より効率的にコグニティブ無線技術を活用するコグニティブ無線通信装置およびその方法を提供することができる。
【００１３】
また、本発明は、センシング区間を置くことにより、より正確に第１信号の存在を認知するだけでなく、重複時間区間中に受信された信号の差を利用して第１信号が存在するか否かを判断することにより、通信システムのデータ転送率を極大化するコグニティブ無線通信装置およびその方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る望ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１ネットワークおよび第２ネットワークの一例を示す図である。
図１を参照すれば、第１ネットワークは第１基地局および第１端末を含み、第２ネットワークは第２基地局および第２端末を含む。この時、第２基地局および第２端末は直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭ、Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式の信号を送／受信することができる。
【００１５】
この時、本発明のコグニティブ無線通信装置は第２端末または第２基地局に設けられて動作することができる。
この時、第２端末または第２基地局は第１ネットワークに割り当てられた周波数リソースのうちの一部または全部をコグニティブ無線技術を利用して使用可能な周波数リソースとして認知することができる。また、第２端末または第２基地局は認知された使用可能な周波数リソースを利用して第２信号を互いに送／受信することができる。
【００１６】
すなわち、第２端末が使用可能な周波数リソースを利用してアップリンク（ｕｐ−ｌｉｎｋ）時間において第２信号を第２基地局に転送することができ、第２基地局が使用可能な周波数リソースを利用してダウンリンク（ｄｏｗｎ−ｌｉｎｋ）時間において第２信号を第２端末に転送することができる。但し、第１端末または第１基地局は、第２端末または第２基地局が信号を送／受信しているか否かを考慮することなく、独立して予め割り当てられた周波数リソースを使うことができる。
この時、第２基地局または第２端末から転送された第２信号は第１端末または第１基地局に受信され得る。よって、第２信号によって第１端末または第１基地局に干渉が発生し得る。
【００１７】
但し、第２端末または第２基地局が使用可能な周波数リソースを使用中であっても、第１基地局または第１端末がその使用可能な周波数リソースに対する優先権限を有し得る。この時、第２基地局または第２端末は使用中の使用可能な周波数リソースを変更するか、通信動作を停止しなければならない。よって、第２端末または第２基地局は第１端末または第１基地局から転送された第１信号の存在有無を把握する必要がある。
【００１８】
図２は本発明の一実施形態により時間に対してセンシング区間および第２信号を示す図である。
図２を参照すれば、コグニティブ無線通信装置はセンシング区間ＮＤ中に第１ネットワークの第１信号を受信する。図２につき、本発明のコグニティブ無線通信装置が第２端末または第２基地局に設けられていると仮定して記述する。
【００１９】
第２端末または第２基地局はセンシング区間ＮＤ中にデータを送／受信する通信動作を停止し、第１信号を受信する。この時、センシング区間ＮＤが長くなるほど第１信号の存在有無を正確に判断することができるが、センシング区間ＮＤ中に第２端末または第２基地局がデータを送／受信する通信動作が停止するため、通信システム全体のデータ転送率は減少し得る。
よって、センシング区間ＮＤの長さを適切に調節して第１信号の存在有無を正確に判断しながらも、高い通信システム全体のデータ転送率を達成する必要がある。
【００２０】
また、第２端末または第２基地局はセンシング区間ＮＤの後に第２信号を受信する。この時、図２には示されていないが、第１信号が存在する場合、第２端末または第２基地局は第１信号をセンシング区間の後にも受信することができる。
【００２１】
また、第２信号は直交周波数分割多重接続方式で符号化された信号でありうる。この時、第２信号はサイクリックプレフィックス（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ）およびプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）信号を含むことができる。
【００２２】
サイクリックプレフィックスは一般的に第２信号のデータフレームのうちの開始部分に挿入される。この時、サイクリックプレフィックスは第２信号のデータフレームのうちの最後部分の信号がコピーされて開始部分に挿入されるため、第２信号のデータ開始部分の信号と最後部分の信号は同一である。すなわち、第２信号がサイクリックプレフィックスを含む場合、第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含む。
【００２３】
また、プリアンブル信号はパケット同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）と関わるシンボル、チャネル推定と関わるシンボル、フレーム同期のためのシンボルなどを含むことができる。この時、サイクリックプレフィックスと同じように、プリアンブル信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含むことができる。
【００２４】
つまり、図２において、重複時間区間ＮＧ１および重複時間区間ＮＧ２には同一信号が繰り返し存在する。この時、重複時間区間ＮＧ１および重複時間区間ＮＧ２の長さは同一でありうる。
よって、第２信号はサイクリックプレフィックスおよびプリアンブル信号のうちの一部分と同じように同一信号が繰り返される重複部分を含む。但し、図２においては２つの重複部分だけが示されているが、本発明の一実施形態によれば、重複部分は２つ以上存在することができる。
【００２５】
また、第２端末または第２基地局は時間区間ＮＥ＋ＮＧ２中に有効信号部分を受信する。
この時、第１信号が存在する場合、第２端末または第２基地局が重複時間区間（ＮＧ１、ＮＧ２）中に第２信号の重複部分に含まれた信号だけでなく、第１信号を受信することができる。
【００２６】
例えば、第２端末または第２基地局が重複時間区間ＮＧ１中に受信した信号をＲ１、重複部分に含まれた信号をＸ、重複時間区間ＮＧ１に相応する第１信号をＹ１とすると、Ｒ１は下記式（１）のように表すことができる。
【式１】
【００２７】
Ｒ１＝Ｘ＋Ｙ１                              （１）
【００２８】
また、第２端末または第２基地局が重複時間区間ＮＧ２中に受信した信号をＲ２、重複部分に含まれた信号をＸ、重複時間区間ＮＧ２に相応する第１信号をＹ２とすると、Ｒ２は下記式（２）のように表すことができる。この時、第２端末または第２基地局が重複時間区間ＮＧ１中に受信した信号と重複時間区間ＮＧ２中に受信した信号は同一であり、Ｘで表すことができる。
【式２】
【００２９】
Ｒ２＝Ｘ＋Ｙ２                              （２）
【００３０】
前記式（１）および前記式（２）を参照すれば、Ｒ１およびＲ２に共通に含まれた信号はＸである。この時、前記式（２）と前記式（１）の差は下記式（３）のように表すことができる。
【式３】
【００３１】
Ｒ２−Ｒ１＝Ｙ２−Ｙ１
（３）
【００３２】
前記式（３）を参照すれば、Ｒ２およびＲ１の差は第２信号の重複部分と関わる成分は含まず、単に第１信号の成分だけを含む。この時、Ｙ２とＹ１が等しい確率は非常に低いため、Ｒ２とＲ１の差を利用して第１信号が存在するか否かが判断することができる。
すなわち、Ｒ２とＲ１の差が予め定められた閾値より大きいか否かによって第１信号が存在するか否かを判断することができる。
【００３３】
図３は本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信装置を示すブロック図である。
図３を参照すれば、コグニティブ無線通信装置は信号受信部３１０、状態情報生成部３２０、および動作モード決定部３３０を含む。
【００３４】
信号受信部３１０は第１ネットワークの第１信号および第２ネットワークの第２信号を受信する。この時、第２信号は同一信号が繰り返される２つ以上の重複部分を含む。特に、第２信号は直交周波数分割多重接続方式の信号であり、サイクリックプレフィックスまたはプリアンブルを含むことができる。
【００３５】
状態情報生成部３２０は重複部分に含まれた信号の間の同一性を利用して第１信号の存在と関わる状態情報を生成する。この時、状態情報生成部３２０は重複部分に相応する重複時間区間中に受信された信号の差に基づいて状態情報を生成することができる。
この時、状態情報生成部３２０は１次信号をセンシングするセンシング区間中に受信したセンシング信号をさらに考慮して状態情報を生成することができる。
【００３６】
すなわち、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信装置はセンシング区間がなくても状態情報を生成することができるが、センシング区間を利用してより正確な状態情報を生成することもできる。
【００３７】
例えば、前記式（３）を参照して、センシング区間中に受信したセンシング信号をＺ、重複時間区間ＮＧ１中に受信した信号をＲ１、重複時間区間ＮＧ２中に受信した信号をＲ２と仮定する。この時、センシング区間中に第２信号は生成されないため、センシング信号Ｚは第１信号の一部分である確率が高い。Ｒ２およびＲ１の差とセンシング信号を足すと下記式（４）のように表すことができる。
【式４】
【００３８】
Ｔ＝Ｚ＋Ｒ２−Ｒ１＝Ｚ＋Ｙ２−Ｙ１          （４）
【００３９】
前記式（４）において、第１信号が存在せず、ノイズが存在しない理想的な状況である場合にＴは「０」になる。但し、第１信号が存在すると、一般的に特定レベル以上にＴが計算される。よって、Ｔを状態情報とすると、状態情報Ｔが予め定められた閾値より大きいか否かによって第１信号の存在有無を判断することができる。
【００４０】
また、動作モード決定部３３０は状態情報に基づいて第２ネットワークに属する通信装置の通信動作モードを決定する。この時、動作モード決定部３３０は状態情報と予め定められた閾値とを比較し、比較結果を用いて通信動作モードを決定することができる。
【００４１】
例えば、重複部分に相応する重複時間区間中に受信された信号の差が閾値より大きい場合、動作モード決定部３３０は第１信号が存在すると判断して、第２ネットワークに属する通信装置の動作モードを決定することができる。
【００４２】
この時、動作モード決定部３３０は、第２ネットワークに属する装置が使用中の周波数リソースを変更する第１通信動作モード、通信装置が通信動作を停止する第２通信動作モード、または通信装置が遂行中である通信動作を維持する第３通信動作モードのうちのいずれか１つを通信動作モードに決定することができる。
【００４３】
図４は本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法を示す動作フローチャートである。
図４を参照すれば、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、第１信号および第２信号を受信する（Ｓ４１０）。
【００４４】
その次、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、第１信号をセンシングするセンシング区間を利用して受信したセンシング信号を検出する（Ｓ４２０）。
【００４５】
その次、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、重複部分に相応する重複時間区間中に受信された信号を検出する（Ｓ４３０）。
【００４６】
その次、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、重複部分に含まれた重複信号およびセンシング区間中に受信したセンシング信号を利用して第１信号の存在と関わる状態情報を生成する（Ｓ４４０）。
この時、状態情報を生成するステップ（Ｓ４４０）は、重複時間区間中に受信された信号の差およびセンシング信号に基づいて状態情報を生成するステップでありうる。
【００４７】
その次、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、生成された状態情報が予め定められた閾値より大きいか否かを判断する（Ｓ４５０）。
この時、状態情報が閾値より大きい場合、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、第２ネットワークに属する通信装置が使用中の周波数リソースを変更する第１通信動作モードまたは前記通信装置が通信動作を停止する第２通信動作モードに通信動作モードを決定する（Ｓ４６０）。
【００４８】
その逆に、状態情報が閾値より小さいか等しい場合、本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法は、前記通信装置が通信動作を行い続ける第３通信動作モードに通信動作モードを決定し、ステップＳ４１０が新たに開始される。
本発明に係るコグニティブ無線通信方法は図１〜図３に対する説明が同じく適用されるので以下詳細な説明は省略する。
【００４９】
本発明に係るコグニティブ無線通信方法は、様々なコンピュータ手段を介して行われ得るプログラム命令形態として実現され、コンピュータで読み取りできる媒体に記録され得る。前記コンピュータで読み取りできる媒体はプログラム命令、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて含むことができる。前記媒体に記録されるプログラム命令は、特に本発明のために設計され構成されたものであるか、コンピュータソフトウェア当業者に公知の使用可能なものであってもよい。コンピュータで読み取りできる記録媒体の例にはハードディスク、フロッピーディスク、および磁気テープのような磁気媒体（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍｅｄｉａ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体（ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｅｄｉａ）、フロプティカルディスク（ｆｌｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）のような磁気−光媒体（ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｅｄｉａ）、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を格納して行うように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例にはコンパイラによって作られるもののような機械語コードだけでなく、インタープリタなどを使ってコンピュータによって実行できる高級言語コードが含まれる。上記のハードウェア装置は本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成することができ、その逆も同様である。
【００５０】
以上のように、本発明について限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば、本記載から様々に修正および変形することができる。
よって、本発明の範囲は説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲のみならず、該特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１ネットワークおよび第２ネットワークの一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態により時間に対してセンシング区間および第２信号を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線通信方法を示す動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
３１０：信号受信部
３２０：状態情報受信部
３３０：動作モード決定部
【図１】
0005002567.tif 000002
【図２】
0005002567.tif 000003
【図３】
0005002567.tif 000004
【図４】
0005002567.tif 000005