JP2008245041A - Radio communication apparatus and radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信装置及び無線通信システムに関し、特にコグニティブ無線通信を行う端末に用いて好適な、無線通信装置及び無線通信システムに関する。 The present invention relates to a radio communication apparatus and a radio communication system, and more particularly to a radio communication apparatus and a radio communication system suitable for use in a terminal that performs cognitive radio communication.
情報化社会の発展により、使用できる無線通信手段の数が飛躍的に増加しており、その通信速度の増加も著しい。通信速度を増加させるために、無線通信手段のなかで特定の用途に使用されてきた帯域を違う用途に使用させる例も多い。一般的な無線通信については、特定の周波数帯域を特定の用途に限定して使用するよう法律で定められているが、いくつかの周波数帯域は複数の用途に開放されている。将来的にはUWB(Ultra-WideBand)無線方式のように、非常に広い周波数帯域を小電力の信号を送信する端末が近距離通信を行う方式に限定して、特定の周波数帯域を他の用途と重ねて利用するように開放される可能性がある。さらに、同一周波数帯域を複数の通信システムで共用し、優先度の高いプライマリシステムに対し、優先度の低いセカンダリシステムがプライマリシステムの通信中、もしくは通信開始時には通信をしない、コグニティブラジオと呼ばれる方式の検討が開始されている。コグニティブラジオ方式では、プライマリ端末や無線システムに干渉を与えないようにして、端末が未使用の周波数帯域を使用しなければならないため、使用の可能性がある周波数帯域を端末がスキャンしてその周波数帯域の使用状況を検出し、その周波数帯域が使用されていなければ、端末はその周波数帯域を使用する。 With the development of the information society, the number of wireless communication means that can be used has increased dramatically, and the increase in communication speed has also been remarkable. In order to increase the communication speed, there are many examples in which the band that has been used for a specific application in the wireless communication means is used for a different application. Regarding general wireless communication, the law stipulates that a specific frequency band is limited to a specific application, but some frequency bands are open to a plurality of applications. In the future, the UWB (Ultra-WideBand) radio system will limit the specific frequency band to other applications by limiting the very wide frequency band to a system where a terminal that transmits a low-power signal performs short-range communication. There is a possibility of being released so that it can be used repeatedly. In addition, the same frequency band is shared by multiple communication systems, and a system called cognitive radio that does not communicate when the secondary system with low priority is communicating with the primary system or when communication is started with respect to the primary system with high priority. Consideration has begun. In the cognitive radio system, the terminal must use an unused frequency band so as not to interfere with the primary terminal or the radio system. If the usage status of the band is detected and the frequency band is not used, the terminal uses the frequency band.
このような干渉を回避する技術としては、一般的には無線LANなどで使用されているRTS/CTS(Request To Send/Clear To Send)方式のようなものがある。また、各無線伝送装置が自局宛の無線信号を受信している場合、共通の拡散符号を用いたアクセス制御信号を送信する無線伝送システムが提案されている(特許文献1参照)。この特許文献1には、受信側の伝送装置が受信と同時にBUSY信号を送信することにより、他の干渉する伝送装置に送信をさせないという技術が開示されている。
As a technique for avoiding such interference, there is a technique such as RTS / CTS (Request To Send / Clear To Send) method generally used in a wireless LAN or the like. Also, a wireless transmission system has been proposed that transmits an access control signal using a common spreading code when each wireless transmission device receives a wireless signal addressed to its own station (see Patent Document 1). This
さらに、受信信号から第1の通信システムの周期自己相関値を計算する周期自己相関値計算部と、周期自己相関値に基づいて第2の通信システムでのデータ送信の可否を決定するデータ送信可否決定部とを有する制御装置も提案されている(特許文献2参照)。この特許文献2には、優先システムのサービスエリアを考慮したデータ送信電力の制御を可能とし、優先システムに対する干渉を効率的に低減し、非優先システム間通信の品質を向上する技術が開示されている。プライマリ端末のキャリア検出を行うために、特許文献2に記載の技術を用いて、周期自己相関値を求めて、プライマリ端末のキャリア検出精度を向上させることによって、コグニティブ無線システムのエリア範囲を拡大させることも考えられる。
しかしながら、これらの従来技術は、同一の無線アクセス方式を用いたシステムに属するライセンスされた端末間のみに限定される技術であり、また無線ネットワークあるいは無線ネットワークに接続された端末のアクセス制御を行う制御局の設置が必須となるため、制御が複雑である。コグニティブ無線端末は、制御局の制御下になく、かつプライマリ端末に対する干渉を最小限度に抑えて通信を行うが、このコグニティブ無線端末には従来の干渉回避技術を適用することができないという欠点がある。 However, these conventional technologies are technologies that are limited to licensed terminals belonging to a system using the same radio access method, and control for performing access control of a radio network or a terminal connected to the radio network. Since installation of a station is essential, control is complicated. Although the cognitive radio terminal performs communication while being not under the control of the control station and minimizing interference with the primary terminal, there is a drawback that conventional interference avoidance techniques cannot be applied to this cognitive radio terminal. .
また、特許文献2で開示されている方法では、いわゆる隠れ端末問題が解決されていない。さらに、コグニティブ無線システムでは、コグニティブ無線端末及びプライマリ端末の間で干渉が発生する場合には、即時に通信を停止する即応性がコグニティブ無線端末に求められる。したがってキャリアセンスでは、いかに素早くプライマリ端末の通信を検知し、通信を停止するかが求められるが、特許文献2に記載の周期自己相関値の相関処理は時間を要するため、十分な即応性が得られないという不具合が発生する。
Further, the method disclosed in
そこで本発明は、上記の課題に鑑み、コグニティブ無線通信の受信端末側において、プライマリ端末による通信と、コグニティブ通信の送信端末からの送信とが衝突する場合に、未然にコグニティブ無線の受信端末側における衝突を回避し、コグニティブ通信の送信端末による無駄な送信をも防ぐことが可能な無線通信装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described problems, the present invention, in the case where the communication by the primary terminal and the transmission from the transmission terminal of the cognitive communication collide on the reception terminal side of the cognitive radio communication, It is an object of the present invention to provide a radio communication apparatus and a radio communication system that can avoid collision and prevent unnecessary transmission by a cognitive communication transmission terminal.
このため、本発明の一態様によれば、他の無線通信装置との間で予め行う通信によって取得されて、前記他の無線通信装置との間で共有される識別信号を記憶する識別信号記憶部と、電波の受信及び復調と、データの復号とを行う受信部と、前記受信部から出力される信号の電力を測定して、この信号の電力の有無を判断するキャリアセンス部と、前記受信部から出力される信号のうちの前記他の無線通信装置から送信された電波に含まれる識別信号と、前記識別信号記憶部に記憶された識別信号との相関を検出する識別信号相関器と、送信データ及び前記識別信号記憶部に記憶された識別信号を変調して無線信号を送信する送信部と、送信時においては、前記キャリアセンス部における前記信号の電力の検出と前記識別信号相関器における相関の検出処理とを同時に行い、前記キャリアセンス部にて前記信号の電力が検出されたこと、及び前記識別信号相関器にて相関が検出されたことのうちのいずれか一方が生じた場合には、送信の停止を指示する制御信号を前記送信部へ発信するとともに、受信時においては、前記キャリアセンス部において前記信号の電力が存在する場合には前記識別信号記憶部に記憶された識別信号を前記送信部に送信させる干渉回避制御部と、を備えたことを特徴とする無線通信装置が提供される。 Therefore, according to one aspect of the present invention, an identification signal storage that stores an identification signal that is acquired in advance through communication with another wireless communication device and is shared with the other wireless communication device. A reception unit that receives and demodulates radio waves and decodes data, measures the power of a signal output from the reception unit, and determines the presence or absence of power of the signal, and An identification signal correlator for detecting a correlation between an identification signal included in a radio wave transmitted from the other wireless communication device among signals output from the reception unit and an identification signal stored in the identification signal storage unit; A transmission unit that modulates transmission data and an identification signal stored in the identification signal storage unit and transmits a radio signal; and at the time of transmission, detection of power of the signal in the carrier sense unit and the identification signal correlator In When the detection of the function is performed at the same time, and either one of the detection of the power of the signal by the carrier sense unit and the detection of the correlation by the identification signal correlator occurs. Transmits a control signal instructing to stop transmission to the transmission unit, and at the time of reception, if there is power of the signal in the carrier sense unit, the identification signal stored in the identification signal storage unit An interference avoidance control unit that causes the transmission unit to transmit a radio communication device is provided.
また、本発明の別の一態様によれば、識別信号を記憶する第1識別信号記憶部と、無線信号を送受信する第1送受信部と、この第1送受信部から出力される信号の電力を測定して、この信号の電力の有無を判断する第1キャリアセンス部と、前記第1キャリアセンス部において前記信号の電力が存在する場合には前記第1識別信号記憶部に記憶された識別信号を前記第1送受信部に送信させる第1干渉回避制御部と、を有する第1の無線通信装置と、前記第1識別信号記憶部に記憶された識別信号と同じ識別信号を記憶する第2識別信号記憶部と、無線信号を送受信する第2送受信部と、この第2送受信部から出力される信号の電力を測定して、この信号の電力の有無を判断する第2キャリアセンス部と、前記第2送受信部から出力される信号のうちの前記第1の無線通信装置から送信された電波に含まれる識別信号と前記第2識別信号記憶部に記憶された識別信号との相関を検出する識別信号相関器と、前記第2キャリアセンス部における前記信号の電力の検出と前記識別信号相関器における相関の検出処理とを同時に行い、前記第2キャリアセンス部にて前記信号の電力が検出されたこと、及び前記識別信号相関器にて相関が検出されたことのうちのいずれか一方が生じた場合には、送信の停止を指示する制御信号を前記第2送受信部へ発信する第2干渉回避制御部と、を有する第2の無線通信装置と、を備え、前記第2の無線通信装置は、前記第2送受信部からのデータ送信の前に、前記第2干渉回避制御部が、前記識別信号相関器による相関の検出によって前記第2送受信部から出力される識別信号の電力が所定の雑音電力以上であること、又はこの識別信号の電力が前記雑音電力未満でありかつ前記第2キャリアセンス部にて検出された信号の電力が前記雑音電力以上であると判定した場合には、前記第2送受信部からの送信を停止する、ことを特徴とする無線通信システムが提供される。 According to another aspect of the present invention, the first identification signal storage unit that stores the identification signal, the first transmission / reception unit that transmits / receives a radio signal, and the power of the signal output from the first transmission / reception unit A first carrier sense unit for measuring and determining the presence or absence of power of the signal, and an identification signal stored in the first identification signal storage unit when the power of the signal is present in the first carrier sense unit A first interference avoidance control unit that transmits the first identification signal to the first transmission / reception unit, and a second identification that stores the same identification signal as the identification signal stored in the first identification signal storage unit A signal storage unit, a second transmission / reception unit for transmitting / receiving a radio signal, a second carrier sense unit for measuring the power of a signal output from the second transmission / reception unit and determining the presence / absence of the power of the signal, The signal output from the second transceiver An identification signal correlator for detecting a correlation between an identification signal included in a radio wave transmitted from the first wireless communication device and an identification signal stored in the second identification signal storage unit, and the second carrier The detection of the power of the signal in the sense unit and the correlation detection process in the identification signal correlator are performed simultaneously, the power of the signal is detected in the second carrier sense unit, and the identification signal correlator A second interference avoidance control unit that transmits a control signal instructing to stop transmission to the second transmission / reception unit when any one of the detected correlations occurs. A second wireless communication device, wherein the second interference avoidance control unit detects the correlation by the identification signal correlator before data transmission from the second transmission / reception unit. Second transmission / reception The power of the identification signal output from the signal is equal to or higher than a predetermined noise power, or the power of the identification signal is less than the noise power and the power of the signal detected by the second carrier sense unit is the noise power. When it determines with it being above, the radio | wireless communications system characterized by stopping the transmission from a said 2nd transmission / reception part is provided.
本発明によれば、未然にコグニティブ無線の受信端末側における衝突を回避し、コグニティブ通信の送信端末による無駄な送信をも防ぐことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the collision in the receiving terminal side of a cognitive radio can be avoided beforehand, and the useless transmission by the transmission terminal of a cognitive communication can also be prevented.
以下、本発明の実施形態に係る無線通信装置及び無線通信システムについて、図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。 Hereinafter, a wireless communication device and a wireless communication system according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る無線通信装置は、コグニティブ無線を行うコグニティブ無線端末に搭載される。図1は本実施形態に係る無線通信システムの構成図である。この無線通信システムは、図1に示すように、第1の無線通信装置を持つコグニティブ無線端末(CR端末)1と、第2の無線通信装置を持ち、このコグニティブ無線端末1と同じ構成を有するコグニティブ無線端末2と、所定の周波数帯域で優先度を高く設定されているプライマリ端末3、4とを備えている。これらのコグニティブ無線端末1、2は、プライマリ端末3、4が使用している周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて通信を行っている場合を考える。プライマリサービスエリア5において、プライマリ端末3及び4は通信を行っている。コグニティブ無線端末1及び2は、所定の周波数帯域で優先度を低く設定されているセカンダリ端末である。これらのコグニティブ無線端末1及び2は、周囲の電波の利用状況を認識するために、キャリアセンスを行って、所定の周波数帯域の電波の有無を検知する。また、プライマリサービスエリア6において、コグニティブ無線1及び2は通信を行っている。これらのプライマリサービスエリア5及び6は重なっているものとする。この重なる範囲であるエリア7において、コグニティブ無線端末1は通信を行っている。
(First embodiment)
The radio communication apparatus according to the first embodiment of the present invention is mounted on a cognitive radio terminal that performs cognitive radio. FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless communication system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, this radio communication system has a cognitive radio terminal (CR terminal) 1 having a first radio communication device and a second radio communication device, and has the same configuration as this
コグニティブ無線端末1及び2の送受信タイミングはお互いに同期しており、送受信の開始時間はこれらのコグニティブ無線端末1及び2による通信開始のハンドシェイクにより事前に設定されている。コグニティブ無線端末1はプライマリ端末3から送信された電波が到達する距離内に存在し、コグニティブ無線端末2はプライマリ端末3から送信された電波が到達しない距離内にある。
The transmission / reception timings of the
図2は本実施形態に係る無線通信端末を含むコグニティブ無線端末1のブロック図である。コグニティブ無線端末1は、コグニティブ無線端末2との間で予め行う通信によって取得されて、コグニティブ無線端末2との間で共有される識別信号を記憶する図示しない識別信号記憶部と、伝送路より到来する電波を受信して、この電波を復調してデータの復号を行う受信無線部8と、受信無線部8において受信処理された信号又は受信無線部8において受信処理が途中である信号から電力を測定してその信号の電力の有無を判断するキャリアセンス部9と、受信無線部8によりコグニティブ無線端末2から送信された電波について受信処理された信号又は受信処理の途中である信号と、識別信号記憶部に記憶された識別信号との相関演算を行い、相関を検出する識別信号相関器10と、送信データと、識別信号記憶部に記憶された識別信号との変調及び送信を行う送信無線部11と、送信時においてはキャリアセンス部9におけるキャリア信号の電力の検出と識別信号相関器10における相関の検出処理とを同時に行い、キャリアセンス部9にてキャリア信号の電力が検出されたこと、及び識別信号相関器10にて相関が検出されたことのうちのいずれか一方が生じた場合には、送信の停止を指示する制御信号を送信無線部11へ発信するとともに、受信時においてはキャリアセンス部9においてキャリア信号の電力が存在する場合には識別信号記憶部に記憶された識別信号を送信無線部11に送信させる干渉回避制御部12とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram of the
受信無線部8は、受信部として機能する。受信無線部8は、無線信号の帯域制限を行う図示しないフィルタと、無線信号の周波数変換を行う図示しない周波数変換部と、周波数変換された信号を直交復調する図示しない直交復調部とを有する。受信無線部8の機能は、無線信号を送受信するRFモジュールに設けられた受信回路により実現する。キャリアセンス部9の機能は、例えばデジタル信号を累積加算する演算を行えるロジック回路により実現する。識別信号相関器10は、識別信号を記憶する記憶手段と、この識別信号を用いた相関計算を行うロジック回路とを備えている。送信無線部11は、送信部として機能する。送信無線部11は、無線信号の帯域制限を行う図示しないフィルタと、無線信号の周波数変換を行う図示しない周波数変換部と、周波数変換された信号を直交変調する図示しない直交変調部とを有する。送信無線部11の機能は、RFモジュールのモジュール送信回路により実現する。干渉回避制御部12の機能はロジック回路や記憶手段によって実現する。
The
更にコグニティブ無線端末1は、音声通話やデータ通信などのユーザーアプリケーションの実行に必要なデータと、無線通信システム内のネットワークとの接続処理の実行に必要な制御データとを送受信する上位レイヤ部13と、受信無線部8からの受信信号の正弦波成分と余弦波成分とを一定時間間隔でデジタル信号に変換するAD変換器14と、このAD変換器14からのデジタル信号に対して検波処理を行い、復調したデータを上位レイヤ部13に伝達する受信ベースバンド処理部15と、上位レイヤ部13からの送信データを所定の変調方式にしたがって搬送波信号の余弦波成分及び正弦波成分へマッピングする送信ベースバンド処理部16と、この送信ベースバンド処理部16から出力される搬送波信号の余弦波成分及び正弦波成分についてのデジタル信号をアナログ信号に変換するDA変換器17とを備えている。上位レイヤ部13の機能はCPU(中央演算装置)、ROM、RAM及びLSIにより実現する。受信ベースバンド処理部15及び送信ベースバンド処理部16の機能はいずれもLSIにより実現される。
Furthermore, the
これにより、受信無線部8は、無線信号に対して帯域制限及びダウンコンバート処理を行い、この処理した信号を直交復調処理することによって、この処理信号は正弦波成分と余弦波成分とに分割される。キャリアセンス部9は受信無線部8からの信号、又はAD変換器14からの信号の電力を測定する。識別信号相関器10は、AD変換器14からのデジタル信号と記憶手段に記憶された識別信号との相関を検出する。
As a result, the
干渉回避制御部12には、キャリアセンス部9からの信号と、識別信号相関器10からの信号とが入力される。この干渉回避制御部12は、これらの信号に応じて、キャリアを検出したか、あるいは、他のコグニティブ無線端末2からの識別信号を受信したかを判別し、この判別結果に基づいて送信無線部11の制御を行う。具体的には、干渉回避制御部12は、送信時には、キャリアセンス部9及び識別信号相関器10から、それぞれの検出結果情報を受け取り、送信無線部11に対して送信を停止する指示信号を発信する。また、受信時には、干渉回避制御部12は、キャリアセンス部9による信号電力の検出結果を用いて信号電力が存在するかどうかの判定を行い、信号電力が存在すると判断した場合は識別信号のデータ系列(以下識別信号系列と呼ぶ)を送信ベースバンド処理部16に伝達する。
The interference
識別信号系列は、コグニティブ無線端末1とコグニティブ無線端末2との通信開始時、あるいは通信開始後においてこれらのコグニティブ無線端末1及び2の通信中に取得されて、コグニティブ無線端末1とコグニティブ無線端末2との間で共有される情報系列である。識別信号系列は、上位レイヤ部13及び干渉回避制御部12のいずれかに記憶されている。識別信号系列は、識別信号の送信時に、送信ベースバンド処理部16に渡されて、送信ベースバンド処理部16はこの識別信号系列によって拡散変調された無線信号を送信する。識別信号系列には、好適にはM系列符号といった符号列どうしの直交性の高い符号を用いる。
The identification signal sequence is acquired at the start of communication between the
また、上位レイヤ部13は、ネットワークレイヤ、アプリケーションレイヤ、又はこれらのレイヤよりも上位のレイヤの処理を実行する。
The
送信無線部11は、上位レイヤ部13からの信号を、DA変換部17を介して入力されて、この信号をアップコンバートし、アップコンバートした信号についての電力増幅処理と帯域制限とを行う。コグニティブ無線端末1が受信側のコグニティブ無線端末として機能する場合には、送信無線部11は、干渉回避制御部12から識別信号を変調して無線信号を送信する。
The
また、コグニティブ無線端末2はコグニティブ無線端末1と同じ構成を有する。
The
このような構成のコグニティブ無線端末1及び2の間の送受信動作について説明する。図3は本実施形態に係るコグニティブ無線端末1及び2の間の通信フローを説明するための図である。プライマリ端末3は同図では図示されていないプライマリ端末4との間で通信を行っている。コグニティブ無線端末2はコグニティブ無線端末1に対して送信を行っている。同図では下から上へ時間が進行する。以下、時間の進行にしたがったプライマリ端末3、コグニティブ無線端末1及び2の3つの端末の送受信の処理について述べる。
A transmission / reception operation between the
コグニティブ無線端末1は、プライマリ端末3がプライマリサービスエリア5内にいることを知っている。時間T1ではプライマリ端末3は送信を行っていない。時間T1は、コグニティブ無線端末1がコグニティブ無線端末2が行う送信前のキャリアセンスよりも前であり、この時間T1に、受信側端末としてのコグニティブ無線端末1は受信する周波数帯域についてキャリアセンスを開始する。キャリアセンス部9は受信した電力レベルを求める処理を行う。具体的には、キャリアセンス部9は、AD変換器14からのサンプリングデータを累積加算する。キャリアセンス部9は、受信無線部8から出力されるRSSI(受信信号強度表示信号)をAD変換した数値を累積加算するなどの手段を使用してもよい。
The
このコグニティブ無線端末1のキャリアセンス部9が検出した電力値は干渉回避制御部12に渡される。干渉回避制御部12はその電力値が干渉と見なせる値、例えば雑音電力から6dB以上の電力値であるかどうかの判定を行う。干渉が生じている場合には、識別信号を送信するため、干渉回避制御部12は送信ベースバンド処理部16に対して識別信号系列を発信する。あるいは、識別信号系列、又は識別信号系列を変調した信号系列を送信ベースバンド処理部16が予め持っておき、干渉回避制御部12がこの送信ベースバンド処理部16に対して識別信号系列、又は識別信号系列を変調した信号系列を送信する旨を指示してもよい。時間T1よりも前にコグニティブ無線端末1及び2が通信することによって、識別信号系列が得られ、得られた識別信号系列はコグニティブ無線端末1とコグニティブ無線端末2との間で共有される。送信ベースバンド処理部16は、この識別信号系列をDA変換部17に出力する。DA変換部17にて識別信号系列はアナログ変換された後、アナログ信号は送信無線部11において、周波数変換、帯域制限及び電力増幅の各処理を行われて送信される。さらにこのときの電力増幅利得は、送信無線部11によって、通常通信を行う時の増幅の利得よりもインジケータデータ系列の長さに比例して小さくされる。
The power value detected by the
コグニティブ無線端末2は、送信前の時間T2に、信号キャリアセンスと識別信号の検出処理とを同時に行う。コグニティブ無線端末2による信号キャリアセンスの処理はコグニティブ無線端末1と同様である。識別信号の検出処理については、コグニティブ無線端末2はAD変換された信号データに対して、識別信号系列を変調した信号との相関処理を行う。識別信号系列は予めコグニティブ無線端末1との間で共有される。この相関値が雑音電力と比べて大きいと干渉回避制御部12が見なした場合、コグニティブ無線端末2では、識別信号を検出したことを示す情報を、識別信号相関器10が干渉回避制御部12へ通達する。干渉回避制御部12は、信号キャリアセンスを行って検出した電力値が干渉の発生と見なせる値であることと、識別信号の検出処理により識別信号が検出されたことを示す情報が識別信号相関器10から通達されることとのうちのどちらか一方が成立した場合、又はこれらの両方が成立した場合に、送信ベースバンド処理部16に対して送信をしない旨を通達する。
The
また、T2において、コグニティブ無線端末2が識別信号を検出しない場合には、T3において、コグニティブ無線端末2は発信を行う。T2においてコグニティブ無線端末2がキャリアを検出しないが識別信号を検出した場合には、コグニティブ無線端末2は、予め知っている通信相手であるコグニティブ無線端末1からの信号を受信したことがわかる。この場合、T3において、コグニティブ無線端末2は発信を停止する。コグニティブ無線端末2はキャリアセンスによりキャリアがないことを知った上で、送信を停止する。コグニティブ無線端末2からの送信は行われずに、コグニティブ無線端末1も受信を行わない。従って、本実施形態に係るコグニティブ無線端末1及び2によれば、プライマリ端末3に対する干渉を最小限度に抑えた状況で、コグニティブ無線端末1及び2は通信を行うことができる。
When the
図4は本実施形態に係るコグニティブ無線端末1の動作手順を説明するためのフローチャートである。ステップA1において、コグニティブ無線端末1は時間T1に達したかどうかを判定し、時間T1に達するまでの間はNoルートを通り待機する。ステップA1において、コグニティブ無線端末1が時間T1になったと判定した場合には、Yesルートを通り、キャリアセンスを開始する(ステップA2)。ステップA3において、コグニティブ無線端末1は時間T2に達するかどうかを判定し、時間T2に達するまでの間はNoルートを通り待機する。ステップA3において、時間T2になると、Yesルートを通り、コグニティブ無線端末1は信号電力が検出されたかどうかを判定する(ステップA4)。このステップA4におけるキャリアセンスの結果、信号電力が検出された場合には、Yesルートを通り、コグニティブ無線端末1は識別信号を送信する(ステップA5)。信号電力が検出されない場合には、ステップA4のNoルートを通り、コグニティブ無線端末1は識別信号の送信を行わない。
FIG. 4 is a flowchart for explaining an operation procedure of the
次に、ステップA6においてコグニティブ無線端末1は、データの送受信の開始時刻であるT3に達するかどうかを判定し、時間T3になるまでの間はNoルートを通り待機する。ステップA6において、時間T3になると、Yesルートを通り、ステップA4のキャリアセンスにおいて信号電力が検出されているかどうかを判定する(ステップA7)。ステップA7において、コグニティブ無線端末1は、ステップA4のキャリアセンスで信号電力が検出されていないと判定した場合にはNoルートを通り、データの受信処理を開始する(ステップA8)。ステップA7において、ステップA4のキャリアセンスで信号電力が検出されているとコグニティブ無線端末1が判定した場合には、Yesルートを通り、受信処理を行わない。このように、受信側としてのコグニティブ無線端末1は動作する。
Next, in step A6, the
図5は本実施形態に係るコグニティブ無線端末2の動作手順を説明するためのフローチャートである。ステップB1において、コグニティブ無線端末2は時間T2に達したどうかを判定し、時間T2に達するまでの間はNoルートを通り待機する。ステップB1において、時間T2になると、Yesルートを通り、コグニティブ無線端末2はキャリアセンスと識別信号の検出処理とを同時に開始する(ステップB2)。すなわち、時刻T3まで処理が続行される。ステップB3において、コグニティブ無線端末2は時間T3に達したかどうかを判定し、時間T3に達するまでの間はNoルートを通り待機する。ステップB3において、時間T3になると、Yesルートを通り、コグニティブ無線端末2は信号電力が検出されたかどうかを判定する(ステップB4)。ステップB4におけるキャリアセンスの結果、コグニティブ無線端末2が信号電力を検出した場合には、Yesルートを通り、コグニティブ無線端末2は送信を行わずに終了する。ステップB4のキャリアセンスの結果、信号電力が検出されない場合には、Noルートを通り、ステップB5においてコグニティブ無線端末2は、識別信号の検出処理を行って、識別信号が検出されたかどうかを調べる。ステップB5において、識別信号をコグニティブ無線端末2が検出した場合にはYesルートを通り、送信を行わずに終了し、また、コグニティブ無線端末2が識別信号を検出しない場合には、Noルートを通り、ステップB6において、コグニティブ無線端末2はデータの送信処理を行う。
FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation procedure of the
以上により、コグニティブ通信の受信端末側で、プライマリ通信とコグニティブ通信の送信端末からの送信が衝突する場合に、特にRTS/CTS方式のようにプライマリシステムと連動するための特殊な制御パケットを必要とせず、未然にコグニティブ受信側での衝突を回避し、コグニティブ送信側の無駄な送信も防ぐことができる。 As described above, when the primary communication and the transmission from the cognitive communication transmission terminal collide on the cognitive communication receiving terminal side, a special control packet for interworking with the primary system is particularly required like the RTS / CTS method. Therefore, it is possible to avoid a collision on the cognitive reception side and prevent unnecessary transmission on the cognitive transmission side.
このように、本発明の無線通信システムは、従来、受信側の端末でしか行われなかったキャリアセンスを送信側の端末も行い、プライマリ端末が検出された場合には、これを受信側に通知するための識別信号を送信する。送信側のキャリアセンスは受信側のキャリアセンスより前のタイミングで行われ、識別信号の送信は受信側のキャリアセンス時間で行うため、キャリアセンスと識別信号の検出を同時に行うことができる。これにより、受信側でプライマリ端末が検出されず送信側で検出される隠れプライマリ端末が発生した場合に、コグニティブ端末が送信を行いプライマリ端末に干渉を与えてしまうことを防ぐことが可能になる。 As described above, the wireless communication system of the present invention also performs carrier sense, which was conventionally performed only at the receiving side terminal, on the transmitting side terminal, and notifies the receiving side when the primary terminal is detected. An identification signal for transmitting is transmitted. Since the carrier sense on the transmitting side is performed at a timing before the carrier sense on the receiving side and the identification signal is transmitted at the carrier sense time on the receiving side, the carrier sense and the identification signal can be detected simultaneously. This makes it possible to prevent the cognitive terminal from transmitting and interfering with the primary terminal when the primary terminal is not detected on the receiving side and a hidden primary terminal is detected on the transmitting side.
また、本発明の無線通信装置によれば、コグニティブ通信の受信端末側で、プライマリ通信とコグニティブ通信の送信端末からの送信が衝突する場合に、特にRTS/CTS方式のようにプライマリシステムと連動するための特殊な制御パケットを必要とせず、未然にコグニティブ受信側での衝突を回避し、コグニティブ送信側の無駄な送信も防ぐことができる。さらに、本発明の無線通信装置によれば、プライマリ端末が干渉となる場合においても、送信を停止することなく通信を継続できる可能性が高くなり、無線通信システムのデータ伝送効率を向上することができる。 In addition, according to the wireless communication apparatus of the present invention, when transmission from the primary communication and the cognitive communication transmission terminal collides on the cognitive communication receiving terminal side, the radio communication apparatus particularly works in conjunction with the primary system as in the RTS / CTS method. Therefore, it is possible to avoid collision on the cognitive reception side and prevent unnecessary transmission on the cognitive transmission side. Furthermore, according to the wireless communication apparatus of the present invention, even when the primary terminal becomes an interference, there is a high possibility that communication can be continued without stopping transmission, and the data transmission efficiency of the wireless communication system can be improved. it can.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、受信側であるコグニティブ無線端末1からの識別信号をコグニティブ無線端末2が受信すると、コグニティブ無線端末2は即座に送信を停止する。本発明の第2の実施形態に係る無線通信装置は、別の干渉回避制御方法として、キャリア信号が検出されたときに空いているチャネルがある場合には、干渉が生じているチャネルから空きチャネルにキャリアの周波数を変更する。本実施形態に係る無線通信装置も、コグニティブ無線を行うコグニティブ無線端末に搭載される。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, when the
図6は本実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。この無線通信装置では、干渉回避制御部18には、送受信端末であるコグニティブ無線端末1及び2の間で予め行われる通信によって取得されて、通信に使用可能な周波数帯域の候補として、それぞれに優先度を設定された複数の周波数帯域の候補の情報である候補キャリアリストを記憶する候補キャリアリスト記憶部19が設けられている。候補キャリアリストの一例は、図7に示すように、通信可能な複数、例えば3つの周波数帯域と、各周波数帯域に設定された優先順位とが対応付けられたデータである。候補キャリアは、事前に送受信端末間で通信に使用する候補として選択される。候補キャリアリスト記憶部19は、候補キャリアの周波数と対となるように決められた番号を記憶してもよい。干渉回避制御部18は、キャリア信号の電力が存在すると判断した場合には、この候補キャリアに基づいて、送信無線部11の無線信号の周波数を変更する。図6中で上述した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものを表す。
FIG. 6 is a block diagram of the wireless communication apparatus according to the present embodiment. In this wireless communication apparatus, the interference
これにより、受信無線部8は周波数の異なる複数の無線信号に対し帯域制限及び周波数変換処理を行い、直交復調処理によって正弦波成分と余弦波成分とに受信処理した信号を分割する。AD変換器14は、受信無線部8より異なる周波数を有する複数の受信信号の正弦波成分と余弦波成分とを一定時間間隔でデジタル信号に変換する。受信ベースバンド処理部15は、AD変換器14からの複数の受信信号についてのデジタル信号に対し検波処理を行い、復調したデータを上位レイヤ部13に伝達する。上位レイヤ部13は、音声通話やデータ通信などのユーザーアプリケーションの実行に必要なデータと、無線通信システム内のネットワークとの接続処理の実行に必要な制御データとを送受信する。キャリアセンス部9は受信無線部8及びAD変換器14からの周波数の異なる複数の受信信号から電力を測定する。識別信号相関器10は、AD変換器14からの周波数の異なる複数の受信信号についてのデジタル信号と、識別信号との相関を検出する。
Thus, the
また、送信ベースバンド処理部16は、上位レイヤ部13からの送信データを所定の変調方式にしたがって、複数の搬送波信号のそれぞれについての余弦波成分及び正弦波成分へのマッピング処理を行う。DA変換器17は、送信ベースバンド処理部16から複数の搬送波信号の余弦波成分及び正弦波成分のデジタル信号をアナログ信号に変換する。送信無線部11は、DA変換器17からの複数の搬送波信号についてのアナログ信号を周波数変換し、変換した信号についての電力増幅処理と帯域制限とを行う。
In addition, the transmission
干渉回避制御部18は、送信時に、キャリアセンス部9及び識別信号相関器10のそれぞれにおいて得られた検出結果情報を受け取り、この検出結果情報に基づいて、送信無線部11に対し送信を停止する指示信号を発信する。また、受信時には、干渉回避制御部18は、キャリアセンス部9によって信号電力の検出結果に基づいて信号電力が存在すると判断された場合、識別信号系列を送信ベースバンド処理部16に伝達する。本実施形態においても、識別信号系列は、事前にコグニティブ無線端末1とコグニティブ無線端末2との通信開始時、あるいは通信開始後これらのコグニティブ無線端末1及び2の通信中に取得されて、コグニティブ無線端末1とコグニティブ無線端末2との間で共有される情報系列である。識別信号系列は、上位レイヤ部13及び干渉回避制御部12のいずれかに記憶されている。識別信号系列は、識別信号の送信時に、送信ベースバンド処理部16に渡される。この識別信号系列は送信ベースバンド処理部16において拡散変調される。識別信号系列には、好適にはM系列符号といった直交性の高い符号を用いる。
The interference
また、コグニティブ無線端末2もコグニティブ無線端末1と同じ構成を有する。
The
このような構成のコグニティブ無線端末1及び2の間の送受信動作について説明する。図8は本実施形態に係る無線通信装置を有するコグニティブ無線端末1及び2の間の通信フローを説明するための図である。図8では横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。一例として、周波数が高いほうから順に3.6GHz、3.4GHz、3.2GHzの中心周波数を有する候補キャリア1、2、3が表示されている。以下、送信側端末としてのコグニティブ無線端末2が、受信側端末としてのコグニティブ無線端末1に対して送信を行い、コグニティブ無線端末1がプライマリ端末3から干渉を受ける場合についての処理について述べる。
A transmission / reception operation between the
コグニティブ無線端末1とコグニティブ無線端末2とは、通信を開始する直前の通信を行い、この通信によって、候補キャリアとなる周波数帯域に関する情報を複数まとめた候補キャリアリストを、コグニティブ無線端末1及び2は共有する。通信開始後のコグニティブ無線端末1及び2の間の通信によって、候補キャリアリストがこれらのコグニティブ無線端末1、2の間で共有されるようにしてもよい。コグニティブ無線端末1及び2は、通信の開始前に、複数の候補キャリアの間に優先順位を付しておく。例えば候補キャリア1、2、3に対しそれぞれ3、1、2が付される。
The
次にコグニティブ無線端末2からコグニティブ無線端末1にデータ送信を行う場合、時間T1において受信側であるコグニティブ無線端末1が候補キャリアリストに示された周波数帯域についてキャリアセンスを行う。コグニティブ無線端末1はキャリアセンスを行った結果、雑音電力以上の電力を有するキャリア信号を検出した場合、検出したキャリア信号のすべてを用いて、時間T2において識別信号の送信を行う。図8の例では、コグニティブ無線端末1は、最初候補キャリア2を用いてコグニティブ通信を行う。この候補キャリア2にプライマリ端末3からの電波によって干渉が生じる場合には、T1において、コグニティブ無線端末1は候補キャリア1〜3のすべてについてキャリアセンスを行う。コグニティブ無線端末1はプライマリ端末3からの干渉が候補キャリア2に生じていることを検出すると、コグニティブ無線端末1は候補キャリア1、3が空いていることを知る。
Next, when data is transmitted from the
一方送信側であるコグニティブ無線端末2は、時間T2から、候補キャリアリストに書き込まれた候補キャリアのすべてについて、キャリアセンス部9を用いたキャリアセンスと、識別信号相関器10とを用いた識別信号の検出処理を行う。まずキャリアセンスの結果、雑音電力以外の電力を有するキャリア信号が検出された周波数帯域を抽出する。さらに抽出した周波数帯域についての識別信号の検出処理の結果、コグニティブ無線端末2は識別信号が検出された周波数帯域を抽出する。コグニティブ無線端末2は、抽出された周波数帯域を候補キャリアリストに記憶された候補キャリアに照らし合わせて、その周波数帯域の優先順位ないしは優先度を抽出する。コグニティブ無線端末2は、抽出した複数の優先順位どうしを比較して、複数の周波数帯域のうちのもっとも優先順位が高い周波数帯域を抽出する。ここでコグニティブ無線端末1もコグニティブ無線端末2に記憶された候補キャリアリストと同一の候補キャリアリストを記憶しており、またキャリアセンスの結果もコグニティブ無線端末1は記憶しているため、コグニティブ無線端末1がコグニティブ無線端末2と同様の抽出処理を行うことによって、コグニティブ無線端末1もコグニティブ無線端末2が抽出した周波数帯域と同じ周波数帯域を抽出することができる。したがって、通信開始後、時間T3においてコグニティブ無線端末1とコグニティブ無線端末2とはそれぞれ抽出した周波数帯域を用いて通信を開始することが可能となる。
On the other hand, the
図8の例では、時間T2において、候補キャリア1、3が空きチャネルであることを示す情報を挿入した情報をコグニティブ無線端末1はコグニティブ無線端末2に対して送信する。時間T2において、コグニティブ無線端末2は候補キャリア1〜3についてのキャリアセンスと、コグニティブ無線端末1からの識別信号の受信とを行っている。時間T2の後、コグニティブ無線端末2は識別信号に挿入された情報に基づいて、チャネルの切り替え処理を行う。時間T3において、コグニティブ無線端末2は候補キャリア3を用いて送信を行う。従って、本実施形態に係るコグニティブ無線端末1及び2によれば、プライマリ端末3に対して干渉を与えずに、通信を行うことができる。
In the example of FIG. 8, at time T <b> 2, the
図9は候補キャリアリストを用いた場合のコグニティブ無線端末1の動作手順を説明するためのフローチャートである。コグニティブ無線端末1は、時間T1に達するまで待機し(ステップC1のNoルート)、時間T1になると、ステップC1のYesルートを通り、候補キャリアリストに示された周波数のすべてについてのキャリアセンスCSを開始する(ステップC2)。コグニティブ無線端末1は時間T2になるまでキャリアセンスを実行し(ステップC3のNoルート)、時間T2になると、ステップC3のYesルートを通り、ステップC4において、各候補キャリア(i=1〜候補キャリア数N)について、優先順位の高い候補キャリアから順にキャリアセンスの結果を調べる。ステップC5において、コグニティブ無線端末1が候補キャリアの信号電力を検出した場合には、Yesルートを通り、そのi番目の周波数帯域のキャリアを用いてコグニティブ無線端末1は識別信号の送信を開始する(ステップC6)。ステップC5において、コグニティブ無線端末1が候補キャリアの信号電力を検出しない場合には、Noルートを通り、コグニティブ無線端末1はi>Nの判定といったインクリメント処理の判定を行い(ステップC7)、i>Nとならない間はステップC7のNoルートを通り、インクリメント処理を行い(ステップC8)、ステップC5の処理を行う。このように、コグニティブ無線端末1は、候補キャリアを検出しない場合には、次に優先順位の高い候補キャリアの結果を調べて、すべての候補キャリアについて信号電力を検出しない場合には、いずれの候補キャリアを用いた識別信号の送信を行わない。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation procedure of the
また、ステップC7のYesルートを通り、コグニティブ無線1は、次にデータの送受信の開始時刻であるT3まで待機し(ステップC8のNoルート)、時間T3になると、ステップC8のYesルートを通り、ステップC4からステップC7におけるキャリアセンスによって信号電力が検出されない候補キャリアを用いて受信処理を開始する(ステップC10)。ステップC10において、コグニティブ無線端末1は、受信処理を開始した候補キャリアを用いてキャリアセンスを同時に開始する。コグニティブ無線端末1はキャリアセンスを一定時間行った後、ステップC11において、コグニティブ無線端末1は、各候補キャリアについて、優先順位の高い候補キャリアからキャリアセンスの結果を調べる。ステップC12において、コグニティブ無線端末1はi番目の候補キャリアの信号電力を検出したかどうかを判定する。信号電力が検出されない候補キャリアについては、コグニティブ無線端末2からの送信が行われていないと判断できるため、ステップC12において、コグニティブ無線端末1はi番目の候補キャリアの信号電力を検出しない場合には、Noルートを通り、i番目の候補キャリアを用いた受信処理を停止する(ステップC13)。ステップC12において、コグニティブ無線端末1はi番目について信号電力を検出した場合には、Yesルートを通り、受信処理を続行する。コグニティブ無線端末1はi>Nの判定といったインクリメント処理を行う(ステップC14、ステップC15)。
The
従って、第1の無線通信装置を持つコグニティブ無線端末1は、候補キャリアリスト記憶部19に記憶された候補キャリアについて、キャリアセンス部9によるキャリア信号の電力の検出を行い、干渉回避制御部18が、キャリアセンス部9による検出によって電力を検出された候補キャリアが1つ以上存在すると判定した場合には、送信無線部11が送信する無線信号の周波数を、所定の条件を満たす候補キャリアの周波数に変更し、変更した候補キャリアを用いて識別信号記憶部に記憶された識別信号を送信するといえる。
Therefore, the
図10は候補キャリアリストを用いた場合のコグニティブ無線端末2の動作手順を説明するためのフローチャートである。まずコグニティブ無線端末2は時刻T2に達するまで待機する(ステップD1のNoルート)。時刻T2になると、ステップD1のYesルートを通り、コグニティブ無線端末2は、候補キャリアリストに示されるすべての周波数帯域に対してキャリアセンスと識別信号の検出処理とを同時に開始する(ステップD2)。コグニティブ無線端末2は時刻T3まで処理を続行する(ステップD3のNoルート)。時刻T3になると、Yesルートを通り、コグニティブ無線端末2はi、Nの値を設定し(ステップD4)、i番目の周波数を用いてキャリア信号の電力の検出の有無を判定する(ステップD5)。ステップD5において、i番目の周波数について検出されないとコグニティブ無線端末2が判定した場合にはNoルートを通り、ステップD6において、コグニティブ無線端末2はi番目の周波数を用いて識別信号が検出されたかどうかを判定する。ステップD6において、i番目の周波数を用いて識別信号が検出されない場合には、Noルートを通り、コグニティブ無線端末2はi番目の周波数を用いて送信処理を行う(ステップD7)。ステップD5においてi番目の周波数を用いて信号電力が検出された場合、及びステップD6においてi番目の周波数を用いて識別信号が検出された場合には、いずれもYesルートを通り、コグニティブ無線端末2はi>Nの判定といったインクリメント処理を行う(ステップD8、D9)。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation procedure of the
このように、ステップD4からステップD8においては、コグニティブ無線端末2は、各候補キャリアについて、優先順位の高い候補キャリアから順にキャリアセンスの結果と、識別信号の検出処理の結果とを調べる。キャリアセンス及び識別信号の検出処理のどちらかの結果によって信号電力又は識別信号が検出された場合には、コグニティブ無線端末2はその候補キャリアを用いての送信を行わない。キャリアセンス及び識別信号の検出処理の両方においていずれも検出されない候補キャリアが存在した場合には、コグニティブ無線端末2はデータの送信処理を開始する。従って、第2の無線通信装置を持つコグニティブ無線端末2は、候補キャリアリスト記憶部19に記憶された候補キャリアについて、キャリアセンス部9によるキャリア信号の電力の検出と識別信号相関器10によるコグニティブ無線端末1からの識別信号の検知処理とを同時に行い、干渉回避制御部18が、この識別信号が検出された候補キャリアが1つ以上存在すること、又はこの識別信号の電力は非検出でありかつキャリアセンス部9による検出によって電力を検出された候補キャリアが1つ以上存在すると判定した場合には、送信無線部11が送信する無線信号の周波数を、所定の条件を満たす候補キャリアを除くもっとも高い優先度を有する候補キャリアの周波数に変更するといえる。
Thus, in step D4 to step D8, the
以上により、プライマリ端末3が干渉となる場合においても、コグニティブ無線端末1及び2は送信を停止することなく通信を継続できる可能性が高くなり、コグニティブ無線通信システムのデータ伝送効率を向上することができる。
As described above, even when the
このように、本実施形態では、受信側端末としてのコグニティブ無線端末1が、候補キャリア2においてプライマリ端末3からの電波による干渉の有無を判断するため、プライマリ端末3によって例えば候補キャリア2などの使用中のキャリアを知ることができる。コグニティブ無線端末1はコグニティブ無線端末2に対して、他の候補キャリアを表す情報を送信し、コグニティブ無線端末2はキャリアセンスの時間にこの情報が挿入された信号をコグニティブ無線端末1より受信するため、コグニティブ無線端末2はこの情報にある候補キャリアに移動して通信を行うことができる。
As described above, in this embodiment, the
また、指定した候補キャリアが送信側のコグニティブ無線端末2において全て使用されていた場合には、コグニティブ無線端末1、2の両方とも送信を行わない。従って、この場合には、コグニティブ無線端末2からは送信が行われないため、干渉が生じない。
If all the designated candidate carriers are used in the
従来技術では、干渉を回避するために、コグニティブ無線端末は、優先順位が最も高い候補キャリアに移動した上で、再度その候補キャリアを用いて通信を開始する。例えば候補キャリア2が最高の優先順位である場合には、2台のコグニティブ無線端末は候補キャリア2にてキャリアセンスを行う。このキャリアセンスによりプライマリ端末からの電波を受信した場合には、2台のコグニティブ無線端末はともに候補キャリア2から次の優先順位をもつ他の候補キャリア3に移動する。従って、従来技術では、送信を即座に停止する機能はないといえる。これに対して、本発明によれば、プライマリ端末3からのキャリアをコグニティブ無線端末1が検出した場合には即座に送信を停止することができる。本発明の無線通信装置は、送信を即座に停止するため、コグニティブ無線端末1、2からキャリアが送信される状況が生じない。従って、干渉が生じない。
In the prior art, in order to avoid interference, the cognitive radio terminal moves to the candidate carrier with the highest priority, and then starts communication using the candidate carrier again. For example, when the
(第2の実施形態の変形例)
第2の実施形態に係るコグニティブ無線端末1及び2は、複数の候補キャリアを含む周波数帯域に対してキャリアセンスを行うようにもできる。図11は本発明の第2の実施形態の変形例に係る無線通信装置を有するコグニティブ無線端末1及び2の間の他の通信フローを説明するための図である。コグニティブ無線端末1及び2は、通信の開始前に、複数の候補キャリアの間に優先順位を付与される。例えば候補キャリア1、2、3に対しそれぞれ3、1、2が付与される。図11に示す例では、コグニティブ無線端末1が、AD変換後のサンプルデータに対して候補キャリアごとにフィルタリングするか、複数の受信ベースバンド処理部15を用いて候補キャリアごとに周波数変換すること、あるいはフーリエ変換を行うことなどにより、候補キャリアごとのキャリアセンスを実行する。さらに識別信号系列を、それぞれの候補キャリアで信号電力が検出されたかを示す情報、又はその情報を符号系列で拡散したものとして用いる。例えば、3本の候補キャリアのうち1本のキャリアを用いてコグニティブ無線端末1又は2が電力を検出した場合、検出されたことを1で表し、検出されなかったことを0で表す。さらに先頭の情報から優先順位の高い候補キャリアを示すようにすることによって、001という情報系列をコグニティブ無線端末1、2は送ることになる。コグニティブ無線端末1、2はさらにこの情報系列に対して、より系列数の長い符号系列を乗算し、拡散効果を得てもよい。
(Modification of the second embodiment)
The
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
第1の実施形態及び第2の実施形態では、コグニティブ無線端末1が受信側の端末であり、コグニティブ無線端末2が送信側の端末であったが、本発明は、コグニティブ無線端末1を送信側の端末とし、コグニティブ無線端末2を受信側の端末とすることもできる。
In the first embodiment and the second embodiment, the
上記の第2の実施形態では、候補キャリアリスト記憶部19は干渉回避制御部18の内部に設けられているが、この候補キャリアリスト記憶部19は干渉回避制御部18の外部に設けられて、干渉回避制御部18と接続されるようにもできる。
In the second embodiment, the candidate carrier
無線通信システムには、第3世代移動通信システムなどのセルラ方式のシステムと、無線LANなどのシステムとがある。本発明は、いずれもシステムにも適用可能である。 Wireless communication systems include cellular systems such as third generation mobile communication systems and systems such as wireless LANs. The present invention can be applied to any system.
1…コグニティブ無線端末(第1の無線通信装置)、2…コグニティブ無線端末(第2の無線通信装置)、3,4…プライマリ端末、5,6…プライマリサービスエリア、7…エリア、8…受信無線部(受信部、第1送受信部、第2送受信部)、9…キャリアセンス部(第1キャリアセンス部、第2キャリアセンス部)、10…識別信号相関器、11…送信無線部(送信部、第1送受信部、第2送受信部)、12,18…干渉回避制御部(第1干渉回避制御部、第2干渉回避制御部)、13…上位レイヤ部、14…AD変換器、15…受信ベースバンド処理部、16…送信ベースバンド処理部、17…DA変換器、19…候補キャリアリスト記憶部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
電波の受信及び復調と、データの復号とを行う受信部と、
前記受信部から出力される信号の電力を測定して、この信号の電力の有無を判断するキャリアセンス部と、
前記受信部から出力される信号のうちの前記他の無線通信装置から送信された電波に含まれる識別信号と、前記識別信号記憶部に記憶された識別信号との相関を検出する識別信号相関器と、
送信データ及び前記識別信号記憶部に記憶された識別信号を変調して無線信号を送信する送信部と、
送信時においては、前記キャリアセンス部における前記信号の電力の検出と前記識別信号相関器における相関の検出処理とを同時に行い、前記キャリアセンス部にて前記信号の電力が検出されたこと、及び前記識別信号相関器にて相関が検出されたことのうちのいずれか一方が生じた場合には、送信の停止を指示する制御信号を前記送信部へ発信するとともに、受信時においては、前記キャリアセンス部において前記信号の電力が存在する場合には前記識別信号記憶部に記憶された識別信号を前記送信部に送信させる干渉回避制御部と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 An identification signal storage unit that stores an identification signal that is acquired by communication performed in advance with another wireless communication device and shared with the other wireless communication device;
A receiving unit for receiving and demodulating radio waves and decoding data;
A carrier sense unit that measures the power of a signal output from the receiving unit and determines the presence or absence of the power of the signal;
An identification signal correlator for detecting a correlation between an identification signal included in a radio wave transmitted from the other wireless communication device among signals output from the reception unit and an identification signal stored in the identification signal storage unit When,
A transmission unit that modulates transmission data and an identification signal stored in the identification signal storage unit and transmits a radio signal;
At the time of transmission, the power detection of the signal in the carrier sense unit and the correlation detection processing in the identification signal correlator are performed simultaneously, the power of the signal is detected in the carrier sense unit, and When any one of the correlations detected by the identification signal correlator occurs, a control signal instructing to stop transmission is transmitted to the transmission unit, and at the time of reception, the carrier sense An interference avoidance control unit that causes the transmission unit to transmit the identification signal stored in the identification signal storage unit when power of the signal is present in the unit;
A wireless communication apparatus comprising:
前記第1識別信号記憶部に記憶された識別信号と同じ識別信号を記憶する第2識別信号記憶部と、無線信号を送受信する第2送受信部と、この第2送受信部から出力される信号の電力を測定して、この信号の電力の有無を判断する第2キャリアセンス部と、前記第2送受信部から出力される信号のうちの前記第1の無線通信装置から送信された電波に含まれる識別信号と前記第2識別信号記憶部に記憶された識別信号との相関を検出する識別信号相関器と、前記第2キャリアセンス部における前記信号の電力の検出と前記識別信号相関器における相関の検出処理とを同時に行い、前記第2キャリアセンス部にて前記信号の電力が検出されたこと、及び前記識別信号相関器にて相関が検出されたことのうちのいずれか一方が生じた場合には、送信の停止を指示する制御信号を前記第2送受信部へ発信する第2干渉回避制御部と、を有する第2の無線通信装置と、を備え、
前記第2の無線通信装置は、
前記第2送受信部からのデータ送信の前に、前記第2干渉回避制御部が、前記識別信号相関器による相関の検出によって前記第2送受信部から出力される識別信号の電力が所定の雑音電力以上であること、又はこの識別信号の電力が前記雑音電力未満でありかつ前記第2キャリアセンス部にて検出された信号の電力が前記雑音電力以上であると判定した場合には、前記第2送受信部からの送信を停止する、
ことを特徴とする無線通信システム。 A first identification signal storage unit for storing an identification signal, a first transmission / reception unit for transmitting / receiving a radio signal, and the power of a signal output from the first transmission / reception unit are measured to determine the presence / absence of power of the signal. First interference avoidance that causes the first transmission / reception unit to transmit the identification signal stored in the first identification signal storage unit when power of the signal exists in the first carrier sense unit and the first carrier sense unit A first wireless communication device having a control unit;
A second identification signal storage unit that stores the same identification signal as the identification signal stored in the first identification signal storage unit; a second transmission / reception unit that transmits and receives a radio signal; and a signal output from the second transmission / reception unit Included in the radio wave transmitted from the first wireless communication device among the signals output from the second carrier sensing unit and the second transmitting / receiving unit for measuring the power and determining the presence or absence of the power of this signal An identification signal correlator for detecting a correlation between the identification signal and the identification signal stored in the second identification signal storage unit; and detection of the power of the signal in the second carrier sense unit and correlation of the identification signal in the identification signal correlator. When the detection processing is performed at the same time and one of the detection of the power of the signal by the second carrier sense unit and the detection of the correlation by the identification signal correlator occurs. Send Includes the second interference avoidance control unit for transmitting a control signal for instructing the stop to the second transceiver, the second wireless communication apparatus having, a,
The second wireless communication device is:
Prior to data transmission from the second transmission / reception unit, the second interference avoidance control unit determines that the power of the identification signal output from the second transmission / reception unit upon detection of correlation by the identification signal correlator is a predetermined noise power. If it is determined that the power of the identification signal is less than the noise power and the power of the signal detected by the second carrier sense unit is greater than or equal to the noise power, Stop transmission from the transceiver,
A wireless communication system.
前記第2の無線通信装置の第2キャリアセンス部による信号の電力の検出よりも前の時間に、前記第1干渉回避制御部が、前記第1キャリアセンス部にて検出された信号の電力が所定の雑音電力以上であると判定した場合には、前記第1送受信部からの識別信号の送信を行う、ことを特徴とする請求項3記載の無線通信システム。 The first wireless communication device is:
The power of the signal detected by the first carrier sense unit is detected by the first interference avoidance control unit at a time prior to the detection of the signal power by the second carrier sense unit of the second wireless communication apparatus. The wireless communication system according to claim 3, wherein when it is determined that the noise power is equal to or higher than a predetermined noise power, an identification signal is transmitted from the first transmission / reception unit.
前記第2の無線通信装置は、
この情報に複数の周波数キャリアの候補が含まれる場合には、これらの候補キャリアについて、前記第2キャリアセンス部による信号の電力の検出と前記識別信号相関器による前記第1の無線通信装置からの識別信号の検知処理とを同時に行い、前記第2干渉回避制御部が、この識別信号が検出された候補キャリアが1つ以上存在すること、又はこの識別信号の電力は非検出でありかつ前記第2キャリアセンス部による検出によって電力を検出された候補キャリアが1つ以上存在すると判定した場合には、前記第2送受信部が送信する無線信号の周波数を、複数の候補キャリアのうちの所定の条件を満たす候補キャリアを除くもっとも高い優先度を有する候補キャリアの周波数に変更する、ことを特徴とする請求項3記載の無線通信システム。 A plurality of frequencies acquired by communication performed in advance between the first wireless communication device and the second wireless communication device, each of which has a priority set as a candidate frequency band usable for communication A candidate carrier list storage unit for storing band candidate information;
The second wireless communication device is:
When this information includes a plurality of frequency carrier candidates, detection of signal power by the second carrier sensing unit and detection from the first wireless communication apparatus by the identification signal correlator for these candidate carriers. The identification signal detection process is performed simultaneously, and the second interference avoidance control unit includes one or more candidate carriers from which the identification signal is detected, or the power of the identification signal is not detected and the second If it is determined that there is one or more candidate carriers whose power is detected by the detection by the two-carrier sensing unit, the frequency of the radio signal transmitted by the second transmitting / receiving unit is set to a predetermined condition among a plurality of candidate carriers. The wireless communication system according to claim 3, wherein the frequency is changed to the frequency of the candidate carrier having the highest priority except for the candidate carrier satisfying
前記第1の無線通信装置は、
この情報に複数の周波数キャリアの候補が含まれる場合には、これらの候補キャリアについて、前記第1キャリアセンス部による信号の電力の検出を行い、前記第1干渉回避制御部が、前記第1キャリアセンス部による検出によって電力を検出された候補キャリアが1つ以上存在すると判定した場合には、前記第1送受信部が送信する無線信号の周波数を、複数の候補キャリアのうちの所定の条件を満たす候補キャリアの周波数に変更し、変更した候補キャリアを用いて前記識別信号を送信する、ことを特徴とする請求項3記載の無線通信システム。 A plurality of frequencies acquired by communication performed in advance between the first wireless communication device and the second wireless communication device, each of which has a priority set as a candidate frequency band usable for communication A candidate carrier list storage unit for storing band candidate information;
The first wireless communication device is:
When the information includes a plurality of frequency carrier candidates, the first carrier sense unit detects signal power for these candidate carriers, and the first interference avoidance control unit detects the first carrier. When it is determined that there is one or more candidate carriers whose power is detected by detection by the sensing unit, the frequency of the radio signal transmitted by the first transmitting / receiving unit satisfies a predetermined condition among the plurality of candidate carriers The radio communication system according to claim 3, wherein the frequency is changed to a candidate carrier frequency, and the identification signal is transmitted using the changed candidate carrier.
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