JP2011024126A - 無線通信デバイス，無線通信方法，無線通信システム，及び無線通信デバイス用のインターフェイス - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は，標準規格に対応可能に構成しつつ，工業的に製造することが可能なインターフェイスを含む無線通信デバイスなどを提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の無線通信デバイスは，アプリケーションＳＡＰ，コミュニケーションＳＡＰ，及びメジャメントＳＡＰから選択された少なくとも１つのＳＡＰを含む。ここで，ＳＡＰとは，サービスアクセスポイントである。また，アプリケーションＳＡＰは，センシングインターフェイスサービスと，制御又はアプリケーションを行う部位との間に設けられるものである。コミュニケーションＳＡＰは，センシングインターフェイスサービスと，無線通信機構との間に設けられるものである。メジャメントＳＡＰは，センシングインターフェイスサービスと，スペクトラム計測部との間に設けられるものである。
【選択図】図４

Description

本発明は，無線通信デバイス，無線通信方法，無線通信システム，及び無線通信デバイス用のインターフェイスなどに関する。

無線通信の一例として，コグニティブ無線通信がある。コグニティブ無線通信システム（ＣＲＳ）におけるデータ通信のセットアップ手続きは以下のとおりである。まず，コグニティブ無線通信システムは，スペクトラムセンシングを特定の無線周波数領域にわたって行う。続いて，スペクトラム利用状況をセンシング結果に基づいて解析する。そして，コグニティブ無線通信システムにおいてデータ通信に利用する周波数領域を決定する。これらの処理中に，スペクトラムセンサーとそれらのクライアントとの間では，さまざまなセンシング情報と，センシング制御情報とが交換されている。

コグニティブ無線通信システムでは，互いに異なる構成要素間におけるセンシング情報とセンシング制御情報との交換と，スペクトラムセンシングとを速やかに行う必要がある。これは，スペクトラムセンシングの信頼性を高めたり，ロバスト性を確保したりするためである。ここで，スペクトラムセンシングは，スペクトラムを利用可能な機会（単に「スペクトラム機会」ともいう）を効率的に得るための処理である。

コグニティブ無線通信システム等の構成要素は，例えばＩＥＥＥ １９００．４で定義されており，スペクトラムセンサー，コグニティブエンジン，及びデータアーカイブがある。これらは，いずれも，１つのデバイスであってもよいし，１つのデバイスの一部であってもよい。これらの構成要素は，無線を介してセンシング情報を入手可能に構成されている。

ＩＥＥＥ １９００．６のワーキンググループ（標準化グループ）では，センシング情報とセンシング制御情報などを交換するためのロジカルインターフェイスとデータ構造を定義している（非特許文献１）。しかし，無線通信システムの構成要素を，インターフェイスの標準規格に準拠させつつ，工業的に製造することは容易ではない。

ＩＥＥＥ，「IEEE1900.6 Working Group on Spectrum Sensing Interfaces and Data Structures forDynamic Spectrum Access and other Advanced Radio Communication Systems」，［ｏｎｌｉｎｅ］，（平成２１年７月７日検索），インターネット，＜ＵＲＬ：http://grouper.ieee.org/groups/scc41/6/index.htm＞

そこで，本発明は，標準規格に準拠させつつ，工業的に製造することが可能なインターフェイスを含む無線通信デバイス，並びにそのようなインターフェイスを提供することを目的とする。また，本発明は，当該インターフェイスを用いた無線通信方法及び無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明は，無線通信可能な無線通信デバイスに関する。この無線通信デバイスは，アプリケーションＳＡＰ，コミュニケーションＳＡＰ，及びメジャメントＳＡＰから選択された少なくとも１つのＳＡＰを含んでいる。ここで，ＳＡＰとは，サービスアクセスポイントのことである。そして，アプリケーションＳＡＰは，センシングインターフェイスサービスと，制御又はアプリケーションを行う部位との間に設けられるものである。また，コミュニケーションＳＡＰは，センシングインターフェイスサービスと，無線通信機構との間に設けられるものである。メジャメントＳＡＰは，センシングインターフェイスサービスと，スペクトラム計測部との間に設けられるものである。

このようにすることで，複数の無線通信デバイスの間で，標準規格に準拠させつつ，工業的に製造することが可能なインターフェイスを形成することができる。

本発明の他の側面では，上記無線通信デバイスが，スペクトラムセンシングを行うためのスペクトラムセンサーである。この場合，スペクトラムセンサーは，コミュニケーションＳＡＰと，メジャメントＳＡＰとを少なくとも含んでいる。

本発明の他の側面では，上記無線通信デバイスが，スペクトラムセンシングを行うためのスペクトラムセンサーが生成したセンシング情報を受信するクライアントとして機能するデバイスである。この場合，クライアントとして機能するデバイスは，アプリケーションＳＡＰと，コミュニケーションＳＡＰとを少なくとも含んでいる。

さらに，本発明の他の側面では，上記クライアントとして機能するデバイスが，コグニティブ無線通信を制御するためのコグニティブエンジンである。

又は，本発明の他の側面では，上記クライアントとして機能するデバイスが，無線通信可能なエリアに配置され，情報を記録するためのデータアーカイブである。

また，本発明の別の側面は，複数の無線通信デバイスの間で無線通信を行うための無線通信方法に関する。ここで，複数の無線通信デバイスの各々は，アプリケーションＳＡＰ及びメジャメントＳＡＰの一方又は双方のＳＡＰと，コミュニケーションＳＡＰとを含んでいる。そして，この無線通信方法では，複数の無線通信デバイスが，コミュニケーションＳＡＰ間でインターフェイスを形成することにより，無線通信が行われる。

また，本発明の別の側面は，無線通信を行うことが可能な無線通信システムに関する。この無線通信システムは，アプリケーションＳＡＰ及びメジャメントＳＡＰの一方又は双方のＳＡＰと，コミュニケーションＳＡＰとを含む無線通信デバイスを複数含んでいる。そして，この無線通信システムでは，複数の無線通信デバイスが，コミュニケーションＳＡＰ間でインターフェイスを形成することにより，無線通信が行われるようになっている。

さらに，本発明の別の側面では，上記無線通信システムにおいてコミュニケーションＳＡＰ間に形成される，無線通信デバイス用のインターフェイスに関する。これらのような別の側面においても，上述した効果と同等の効果を奏することができる。

本発明によれば，標準規格に対応可能に構成しつつ，工業的に製造することが可能なインターフェイスを含む無線通信デバイス，並びにそのようなインターフェイスを提供することができる。また，本発明によれば，当該インターフェイスを用いた無線通信方法及び無線通信システムを提供することができる。

図１は，本発明のコグニティブ無線通信システムの構成を概略的に示す図である。 図２は，スペクトラムセンサーとそれらのクライアントとの間における情報交換を模式的に説明するための図である。 図３（ａ）〜図３（ｃ）は，プライマリユーザー（ＰＵ）とセカンダリーユーザー（ＳＵ）との間にある複数のスペクトラムセンサーによって実行されるスペクトラムセンシングを説明するための図であり，図３（ａ）は，協調センシング（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｅｎｓｉｎｇ）を示し，図３（ｂ）は，協働センシング（ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ ｓｅｎｓｉｎｇ）を示し，図３（ｃ）は，選択センシング（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｓｅｎｎｓｉｎｎｇ）を示している。 図４は，本発明のインターフェイスの参照モデルを模式的に説明するための図である。 図５は，スペクトラムセンサーのクライアントがコグニティブエンジン（ＣＥ）又はデータアーカイブ（ＤＡ）である場合（具体例１）の参照モデルを説明するための図である。 図６は，２つのスペクトラムセンサーが，センシング情報を交換する場合における参照モデルを説明するための図である。 図７は，コグニティブエンジン（ＣＥ）又はデータアーカイブ（ＤＡ）のクライアントが別のコグニティブエンジン（ＣＥ）である場合の参照モデルを説明するための図である。 図８は，本発明の実施例１のデバイス搭載型スペクトラムセンサーの参照モデルを模式的に示すブロック図である。 図９は，本発明の実施例２の分配型スペクトラムセンサーの参照モデルを模式的に示すブロック図である。

以下，図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。しかしながら，以下説明する形態はある例であって，当業者にとって自明な範囲で適宜修正することができる。

図１は，本発明のコグニティブ無線通信システムの構成を概略的に示す図である。

図１に示すコグニティブ無線通信システム１００は，複数の無線通信デバイスを含んでいる。そして，コグニティブ無線通信システム１００では，複数の無線通信デバイスの間で，コグニティブ無線通信によるデータ通信が行われる。

具体的には，コグニティブ無線通信システム１００は，図１に示すように，プライマリーシステム用の基地局１０と，セカンダリーシステム用の基地局１５と，プライマリーユーザーとしての無線通信デバイス２０と，セカンダリーユーザーとしての無線通信デバイス３０，３１と，スペクトラムセンサー４０と，データアーカイブ５０とを構成要素として含む。なお，データアーカイブ４０も，スペクトラムセンサー５０も無線通信デバイスとして機能する。

コグニティブ無線通信システム１００の構成要素は，互いに無線通信可能に構成されており，これにより，無線ネットワーク１を形成している。言い換えると，コグニティブ無線通信システム１００の構成要素は，無線ネットワーク１に接続されている。また，コグニティブ無線通信システム１００は，インターネットバックボーン３を含んでおり，これにより，各構成要素は，無線ネットワーク１を介してやインターネットに接続可能となっている。インターネットバックボーン３の一例は，公衆交換電話網（ＰＳＴＮ：Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。

プライマリーシステム用の基地局１０と，セカンダリーシステム用の基地局１５とは，互いに，有線又は無線を介して接続されており，互いに情報の送受信を行うことが可能である。セカンダリーシステム用の基地局１５には，コグニティブエンジン（ＣＥ）１５ａが搭載されている。ここで，コグニティブエンジン（ＣＥ）１５ａは，他の無線通信デバイスとの間でコグニティブ無線通信を行うための制御装置であり，基地局１０との間で，無線ネットワーク１を介した直接的な無線通信が可能となっている。また，コグニティブエンジン（ＣＥ）１５ａは，一対の無線通信デバイスがコグニティブ無線通信を行う際に，それらの無線通信デバイスが利用すべき周波数帯域を特定するとともに，特定した周波数帯域を利用して無線通信を行うように一対の無線通信デバイスの双方に制御信号を送信するためのものである。

無線通信デバイス２０は，基地局１０，１５との間で，無線ネットワーク１又はインターネットバックボーン３を介してデータの送受信を行うことが可能である。

無線通信デバイス３０，３１は，いずれも，無線通信デバイス２０と同様に，基地局１０，１５との間で，無線ネットワーク１又はインターネットバックボーン３を介してデータの送受信を行うことが可能である。

また，無線通信デバイス３０，３１は，いずれも，コグニティブエンジン（ＣＥ）３０ａが搭載された無線通信デバイスである。ここで，コグニティブエンジン（ＣＥ）３０ａは，コグニティブエンジン（ＣＥ）１５ａと同等の機能を有する。

無線通信デバイス２０や無線通信デバイス３０，３１は，コグニティブエンジンが搭載された無線通信デバイスからの制御信号に従って動作することで，互いに，直接的な通信を行うこと（Ｐ２Ｐ通信）が可能となっている。ここで，無線通信デバイス３０や無線通信デバイス３１は，コグニティブエンジン３０ａを備えているので，そのコグニティブエンジン３０ａを利用して，他の無線通信デバイスとの間でＰ２Ｐ通信を行うことが可能である。

また，無線通信デバイス３１には，さらに，スペクトラムセンサー４０ａが搭載されている。スペクトラムセンサー４０ａは，スペクトラムセンサー４０と同等の機能を有する。なお，無線通信デバイス３０には，スペクトラムセンサー４０ａは搭載されていない。

スペクトラムセンサー４０は，スペクトラムセンシングを行うためのデバイスであり，無線ネットワーク１内に分配されるように配置されたスタンドアローン型のセンサーである。なお，スペクトラムセンサー４０ａは，スタンドアローン型でない点でスペクトラムセンサー４０と異なる。ここで，スペクトラムセンシングとは，スペクトラムを利用可能な機会を効率的に探すための処理である。

データアーカイブ５０は，情報を，システマティカルに（例えば，時間に関する情報とともに）保存するためのものであり，無線通信システム１００における記録部又はデータソースとして機能する。例えば，データアーカイブ５０には，空間的に分配された複数のスペクトラムセンサーから転送されてきたセンシング情報が保存される。ここで，データアーカイブ５０に保存されたセンシング情報は，他の無線通信デバイス（例えば，コグニティブエンジン（ＣＥ））によって読み出され，スペクトラムのモニタリングに用いられる。なお，データアーカイブ５０に保存される情報は，センシング情報に限られることはなく，他の情報であってもよい。また，データアーカイブ５０は，図１に示す例では，スタンドアローン型であるが，基地局１０，１５や無線通信デバイス２０，３０，３１に内蔵されていてもよい。

図１を用いて説明したように，コグニティブ無線通信システム１００は，構成要素として，スペクトラムセンサー，コグニティブエンジン（ＣＥ），データアーカイブ（ＤＡ）を含んでいる。スペクトラムセンシングの際には，コグニティブエンジン（ＣＥ）やデータアーカイブ（ＤＡ）は，スペクトラムセンサーのクライアントとなる。

コグニティブエンジン（ＣＥ）は，コントロール機構を含んでおり，また，当該コントロール機構に応じたポリシーをもっている。このコントロール機構は，現在の状況や，到達可能な一連の状況を把握するように構成されている。コントロール機構は，さらに，認識可能な無線プラットフォームの通信（又はその状況）やその通信に関連するコストに関する情報を把握するように構成されていてもよい。

スペクトラムセンサーは，スペクトラムセンシングを行って，他の構成要素（クライアント）にセンシング情報を送信したり，また，一方で，自らがクライアントとなって，他のスペクトラムセンサーから，センシング情報を受信して，集めたセンシング情報を処理したりすることが可能に構成されている。

データアーカイブ（ＤＡ）は，上述したように記録部として機能するものであり，他の構成要素のデータソースとして機能する。データアーカイブ（ＤＡ）には，スペクトラムセンサーからのセンシング情報やその他の情報，コグニティブエンジン（ＣＥ）からの規制情報やポリシーに関する情報などが格納される。

図２は，スペクトラムセンサーとそれらのクライアントとの間における情報交換を模式的に説明するための図である。

図２に示すように，情報交換，特にセンシング情報の情報交換は，スペクトラムセンサー間，スペクトラムセンサー−コグニティブエンジン（ＣＥ）間（又はスペクトラムセンサー−データアーカイブ（ＤＡ）間），コグニティブエンジン（ＣＥ）−データアーカイブ（ＤＡ）間（又はコグニティブエンジン（ＣＥ）−コグニティブエンジン（ＣＥ）間）などでインターフェイス６０を介して行われる。このようにして，コグニティブ無線通信システム１００内の構成要素間で情報が共有される。

インターフェイス６０の一例としては，ＩＥＥＥ １９００．６に準拠したインターフェイスを挙げることができるが，ＩＥＥＥ １９００．６に準拠したインターフェイスに限られることはなく，後述する図４の参照モデルに従ったインターフェイスであればいかなるものであってもよい。

図３（ａ）〜図３（ｃ）は，プライマリユーザー（ＰＵ）とセカンダリーユーザー（ＳＵ）との間にある複数のスペクトラムセンサーによって実行されるスペクトラムセンシングを説明するための図であり，図３（ａ）は，協調センシング（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｅｎｓｉｎｇ）を示し，図３（ｂ）は，協働センシング（ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ ｓｅｎｓｉｎｇ）を示し，図３（ｃ）は，選択センシング（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｓｅｎｎｓｉｎｎｇ）を示している。

図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すプライマリユーザー（ＰＵ）は，コグニティブエンジン（ＣＥ）を含んでおり，センシング情報を解析可能に構成されており，具体的には，複数のセンシング情報を統合することが可能に構成されている。また，図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す複数のスペクトラムセンサーは，コグニティブ無線通信システム１００において，互いに異なる位置に配置されており，センシング可能な周波数領域や期間も通常は互いに異なっている。

図３（ａ）に示す協調センシングでは，分配されている複数のスペクトラムセンサーの各々がスペクトラムセンシングを行い，得られたセンシング情報を，同じプライマリユーザー（ＰＵ）に送信する。すなわち，複数のスペクトラムセンサーのセンシング情報の送信先が共通している。この場合，コグニティブエンジン（ＣＥ）は，複数のセンシング情報を統合して，必要な決定処理を行う。

図３（ｂ）に示す協働センシングでは，分配されている複数のスペクトラムセンサーのうちの１つが，プラットフォームとなり，このプラットフォームとして機能するスペクトラムセンサーが，他のスペクトラムセンサーからのセンシング情報をプライマリユーザー（ＰＵ）に送信する。なお，プラットフォームとして機能するスペクトラムセンサー自身もスペクトラムセンシングを行う。この場合，プラットフォームとして機能するスペクトラムセンサーが複数のセンシング情報を統合して，よりよいセンシング情報をコグニティブエンジン（ＣＥ）に送信する。

図３（ｂ）に示す選択センシングでは，分配されている複数のスペクトラムセンサーのうちの１つに，他のスペクトラムセンサーからのセンシング情報が集められる。ただし，協働センシングとは異なり，センシング情報の統合は行われず，その代わりに，集められた複数のセンシング情報の中から１つのセンシング情報（最もよいスペクトラムセンサー）が選択される。そして，選択されたセンシング情報だけがコグニティブエンジン（ＣＥ）に送信される。

図３（ａ）〜図３（ｃ）に示したように，センシング情報がコグニティブエンジン（ＣＥ）に到達するまでの経路には，さまざまなものがある。また，コグニティブエンジン（ＣＥ）に到達したセンシング情報は，スペクトラムセンサーの能力（例えば，データ統合機能の有無）によっても異なることとなる。さらに，コグニティブエンジン（ＣＥ）は，受信したセンシング情報が統合されたものであるか，選択されたものであるか等によってもその後の決定処理を変更する必要がある。なお，センシング情報をコグニティブエンジン（ＣＥ）に送信する場合について説明したが，センシング情報などの情報をデータアーカイブ（ＤＡ）に格納する場合についても同様の多様性が生じる。しかしながら，このような多様性のために，複数の構成要素に共通するインターフェイスを構成することは容易ではない。

これに対して，本発明では，コグニティブ無線通信システム１００の構成要素（無線通信デバイス）に共通するインターフェイスを提供する。このインターフェイスは，当然ながら，標準規格に対応可能に構成されている必要がある。また，スペクトラムセンサーやそれらのクライアントは，互いに，センシングインターフェイスサービスをもつ必要がある。このようなセンシングインターフェイスは，センシング情報等の情報交換に適したデータ構造を定義するものであり，かつ，そのデータ構造は，コグニティブ無線通信システムのあらゆる構成要素の間で解読可能である必要がある。

図４は，本発明のインターフェイスの参照モデルを模式的に説明するための図である。

図４に示す参照モデルは，本発明のインターフェイス（例えば，図２に示したようなインターフェイス６０）の基本的な構成を示しており，当該インターフェイスを実装するときに有効となるモデルである。このようなインターフェイスの一例としては，ＩＥＥＥ １９００．６に準拠したインターフェイスを挙げることができるが，ＩＥＥＥ １９００．６に準拠したインターフェイスに限られることはなく，ここで説明する参照モデルに従ったインターフェイスであればいかなるものであってもよい。そして，この参照モデル（センシングインターフェイスサービス）の一部又は全部は，コグニティブ無線通信システム１００の各構成要素（スペクトラムセンサー，コグニティブエンジン（ＣＥ），及びデータアーカイブ（ＤＡ））のインターフェイスとして適用される。さらに，このセンシングインターフェイスサービス又はそのインターフェイスを提供するために必要な機能は，ＩＳＯ／ＩＥＣ７９４８−１：１９９４におけるオープンシステムインターコネクションモデル（ＯＳＩモデル：開放型システム間相互接続モデル）の任意の階層に対してアクセス可能である。

図４に示すように，このセンシングインターフェイスサービスには，３つのサービスアクセスポイント（ＳＡＰ：ｓｅｒｖｉｃｅ ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）が含まれている。ＳＡＰとは，ＯＳＩモデルにおける論理アドレスの概念をいい，一般的には，各階層間でのインターフェイスに相当する。本態様による参照モデルの３つのＳＡＰは，具体的には，コミュニケーションＳＡＰ，アプリケーションＳＡＰ，メジャメントＳＡＰである。本態様による参照モデルでは，どのＳＡＰも，シナリオによっては，３つ以上の階層（例えば，ネットワーク層，データリンク層，及び物理層）に関与可能となっている点が特徴的である。

コミュニケーションＳＡＰは，スペクトラムセンサーとそれらのクライアントの間でのセンシング情報等（センシングメッセージ，センサーメッセージ，制御メッセージ，及び規制情報）の情報交換に用いる通信サービスを提供する。このように，コミュニケーションＳＡＰは，複数の階層（ネットワーク層，データリンク層，及び物理層）に関与することが可能である。クライアントの役割は，スペクトラムセンサー，コグニティブエンジン（ＣＥ），及びデータアーカイブ（ＤＡ）のいずれもが果たすことが可能である。例えば，スペクトラムセンサーが，無線通信デバイスとは離れて独立して動作するスタンドアローン型のものである場合，そのスペクトラムセンサーとコグニティブエンジン（ＣＥ）との間の通信は，ＰＨＹ−ＭＡＣ間のＳＡＰと，ＭＡＣ−ネットワーク間のＳＡＰというように，２つの階層に関与する。コミュニケーションＳＡＰは，概略的には，コグニティブ無線通信システムの構成要素が有する通信機構（サブシステム）に相当する。このような通信機構は，コグニティブ無線通信システム１００の構成要素に，ひと組の共通プリミティブを設け，それらの共通プリミティブをトランスポートプロトコル（ＴＰ）においてマッピングしたものに相当する。なお，コミュニケーションＳＡＰは，必ずしも，２つ又はそれ以上の階層に関与する必要はない。例えば，スペクトラムセンサーが無線通信デバイスに組み込まれている場合は，そのスペクトラムセンサーとコグニティブエンジン（ＣＥ）との間の通信は，無線通信デバイス内のデータバスを用いて行われるため，ＯＳＩモデルの複数の階層に関与する必要はない。

例えば，コミュニケーションＳＡＰは，協調センシング，協働センシング，選択センシングなどを行うスペクトラムセンサー間において，センシング情報を交換するために用いられる。また，このコミュニケーションＳＡＰは，コグニティブエンジン（ＣＥ）とデータアーカイブ（ＤＡ）との間において，センサー制御メッセージや規制情報を交換するために用いられる。

アプリケーションＳＡＰは，例えばＩＥＥＥ１９００．６に準拠した構成要素に，センシング情報といったアプリケーションサービスを提供する。このアプリケーションＳＡＰは，例えば１９００．６に準拠した構成要素用のひと組の共通プリミティブを提供することで，コグニティブ無線通信システム１００のアプリケーションを実現するためのセンシング情報を交換させる。

例えば，このアプリケーションＳＡＰは，ＩＥＥＥ１９００．６のアプリケーションに用いられる。このようなアプリケーションは，その目的（例えば，ポリシーの調査や，スペクトラムの利用状況の解析）のためにセンシング情報を利用するものである。

メジャメントＳＡＰは，スペクトラムセンサーのスペクトラム計測機能を管理するために，リコンフィギャレーションサービスやメジャメントサービスを提供する。すなわち，メジャメントＳＡＰも，シナリオによっては，複数の階層と関与することが可能である。スペクトラム計測機能としては，例えば，アナログディジタル変換（ＡＤＣ），ディジタルアナログ変換（ＤＡＣ），フィルタリング，及び信号状態がある。

そして，本発明では，図４に示した３つのＳＡＰのうちの少なくとも１つのＳＡＰが，コグニティブ無線通信システム１００の各構成要素に実装される。以下，実装の具体例について説明する。

（具体例１）
具体例１では，スペクトラムセンサーのクライアントがコグニティブエンジン（ＣＥ）又はデータアーカイブ（ＤＡ）である場合について説明する。このようなクライアントは，センシングインターフェイスサービスとして，アプリケーションＳＡＰ及びコミュニケーションＳＡＰにアクセス可能なものをもつ必要がある。また，スペクトラムセンサーは，センシングインターフェイスサービスとして，メジャメントＳＡＰ及びコミュニケーションＳＡＰにアクセス可能なものをもつ必要がある。

図５は，スペクトラムセンサーのクライアントがコグニティブエンジン（ＣＥ）又はデータアーカイブ（ＤＡ）である場合（具体例１）の参照モデルを説明するための図である。なお，図５示す参照モデルは，図４に示した参照モデルの見方を変えたものであると考えてよい。

動的スペクトラムアクセス技術が利用される際には，図５に示すように，コグニティブエンジン（ＣＥ）又はデータアーカイブ（ＤＡ）におけるアプリケーション部は，いくつかのセンシング情報要求コマンドを生成する。各センシング情報要求コマンドには，例えば，所望の周波数帯域や，所望のセンシングパフォーマンスがある。

そして，センシングインターフェイスサービスは，これらの要求コマンドを，アプリケーションＳＡＰから受信し，受信した要求コマンドを，所定のメッセージフォーマットで要求メッセージに変換する。このメッセージフォーマットは，公知のインターフェイスによって定義されたものであればいかなるものであってもよい。

このようにして得られた要求メッセージは，コミュニケーションＳＡＰに送られる。コグニティブ無線通信システムは，コミュニケーションサービスを提供する無線通信機構（サブシステム）を介して，スペクトラムセンサーのコミュニケーションＳＡＰへと送信する。ここで，無線通信機構は，物理層（ＰＨＹ）に相当するものであればいかなるものでもよく，例えば，データバス，無線ＬＡＮ，又はＵＷＢなどを挙げることができる。スペクトラムセンサーのコミュニケーションＳＡＰは，スペクトラムセンサーのセンシングインターフェイスサービスへと転送する。

スペクトラムセンサーにおけるセンシングインターフェイスサービスは，基づいてメッセージを所定フォーマットのデータ構造に解凍して，コグニティブエンジン（ＣＥ）又はデータアーカイブ（ＤＡ）から受信した要求コマンドを取得する。ここで，データ構造のフォーマットは，公知のものであればいかなるものであってもよい。続いて，スペクトラムセンサーにおけるセンシングインターフェイスサービスは，それらの要求コマンドを，メジャメントＳＡＰを介してスペクトラム計測部に送る。このハードウェア（つまり，スペクトラム計測部）は，スペクトラム計測を行って，スペクトラム結果を生成する。

そして，スペクトラムセンサーにおけるセンシングインターフェイスサービスは，メジャメント計測部が生成したセンシング結果を，メジャメントＳＡＰを介して取得して，そのセンシング結果を，インターフェイスによって定義されたデータ構造に変換する。このときのデータ構造のフォーマットも，公知のものであればいかなるものであってもよいが，公知のインターフェイスによって定義されたものである必要がある。そして，スペクトラムセンサーは，コミュニケーションＳＡＰを介して，センシング結果をクライアントであるデータアーカイブ（ＤＡ）へと送信する。

データアーカイブ（ＤＡ）におけるセンシングインターフェイスサービスは，センシング結果を，所定フォーマットのデータ構造に基づいて解凍し，解凍したセンシング結果をセンシング情報として，アプリケーションＳＡＰを介して動的スペクトラムアクセス技術に用いることができるようにする。なお，センシング結果を解凍する際のデータ構造のフォーマットは，公知のものであればいかなるものであってもよい。

具体例１を用いて説明したように，スペクトラムセンサーがコミュニケーションＳＡＰとメジャメントＳＡＰとを含み，かつ，クライアントが，アプリケーションＳＡＰとコミュニケーションＳＡＰとを含むことで，双方の間で，センシング情報の交換を行うことができる。

（具体例２）
具体例２では，２つのスペクトラムセンサーがセンシング情報を交換する場合について説明する。

図６は，２つのスペクトラムセンサーが，センシング情報を交換する場合における参照モデルを説明するための図である。なお，図６に示す参照モデルは，図４に示した参照モデルの見方を変えたものであると考えてよい。

具体的には，第１のスペクトラムセンサーから送信されたセンシング情報を第２のスペクトラムセンサーにおいて処理する。なお，この場合，第２のスペクトラムセンサーは，第１のスペクトラムセンサーのクライアントとして機能する。このようにクライアントとして機能するスペクトラムセンサーは，メジャメントＳＡＰ及びコミュニケーションＳＡＰに加えて，アプリケーションＳＡＰを含んでいる。

例えば，２つのスペクトラムセンサーからのセンシング情報を結合する（集める）。これより，センシングパフォーマンスをより高めることができる。

（具体例３）
図７は，コグニティブエンジン（ＣＥ）又はデータアーカイブ（ＤＡ）のクライアントが別のコグニティブエンジン（ＣＥ）である場合の参照モデルを説明するための図である。なお，図７に示す参照モデルは，図４に示した参照モデルの見方を変えたものであると考えてよい。

この場合，１つのコグニティブエンジン（ＣＥ）（例えば，コグニティブ無線通信可能なスマートフォン）は，そのセンシング情報を他のコグニティブエンジン（ＣＥ）と共有することが可能である。これに代えて，コグニティブエンジン（ＣＥ）を，データアーカイブ（ＤＡ）からポリシー情報を受信可能に構成してもよい。なお，データアーカイブ（ＤＡ）は，コグニティブ無線通信システムの基地局に設けられてもよし，コグニティブ無線通信システムにおいて基地局とは独立に設けられてもよい。

具体例３を用いて説明したように，コグニティブエンジン（ＣＥ）やデータアーカイブ（ＤＡ）が，アプリケーションＳＡＰとコミュニケーションＳＡＰとを含むことで，コグニティブエンジン（ＣＥ）−データアーカイブ（ＤＡ）間での通信，コグニティブエンジン（ＣＥ）間での通信，及びデータアーカイブ（ＤＡ）間での通信が可能となる。

次に，本発明の実施例（実施例１及び実施例２）について説明する。実施例１は，デバイス搭載型スペクトラムセンサーに対して適用される参照モデルである。実施例２は，コグニティブ無線通信システムにおいて分配された分配型スペクトラムセンサーに対して適用される参照モデルである。以下，詳細に説明する。

（実施例１）
実施例１は，デバイス搭載型スペクトラムセンサーに対して適用される参照モデルである。デバイス搭載型スペクトラムセンサーとは，無線通信可能なデバイスに搭載されたスペクトラムセンサーをいう。ここで，無線通信可能なデバイスは，コグニティブエンジン（ＣＥ）を内蔵したデバイスであってもよいし，ある程度の処理能力をもつとともに，記憶能力をもつ電子的なデータアーカイブ（ＤＡ）といった電子機器であってもよいし，コグニティブエンジン（ＣＥ）及びデータアーカイブ（ＤＡ）の双方を含むデバイスであってもよい。

図８は，実施例１のデバイス搭載型スペクトラムセンサーの参照モデルを模式的に示すブロック図である。図８に示すデバイス搭載型スペクトラムセンサーは，コグニティブエンジン（ＣＥ）を内蔵したデバイスに搭載されている。

クライアント側からのトランスポートＳＡＰは，概略的には，バス制御モジュールに相当する。このバス制御モジュールは，スペクトラムセンサーとの間で，トランスポートＳＡＰと同様の方法で通信を行うためのものである。スペクトラムセンサー側にあるトランスポートＳＡＰは，概略的には，クライアントとの間で通信を行うためのバス制御モジュールに相当する。

アプリケーション−コントロールＳＡＰ（図８に示すコグニティブエンジンサービス）は，スペクトラムセンシングモジュールを制御するためのコマンドを生成するために用いられる（サービスコントローラー）。また，このアプリケーション−コントロールＳＡＰは，例えば，データを統合したりデータのフィルタリングを行ったりするといった処理や，センシング活性を制御するといった処理（センサー制御処理）を実現するためにも用いられる。なお，サービスコントローラーは，ＩＥＥＥ １９００．６の規格に準拠していることが好ましいが，それに限られることはない。

スペクトラムセンサー側にあるメジャメントＳＡＰ（図８に示すセンシングモジュール）は，アプリケーション−コントロールＳＡＰから受信したコマンドからコマンドメッセージを生成するとともに，生成したコマンドメッセージを，実際の制御信号に変換するために用いられる。

そして，図８に示すように，スペクトラムセンサー側とクライアント側とを結ぶインターフェイスは，センサー独立型のインターフェイス（ＳＩＩ：ｓｅｎｓｏｒ ｉｎｄｅｐａｎｄｅｎｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）であり，具体的には，バスである。

（実施例２）
実施例２は，分配型スペクトラムセンサーに対して適用される参照モデルである。分配型スペクトラムセンサー（ＤＳＳ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｅｎｓｏｒ）とは，本明細書では，１つのデバイスにおいてコグニティブエンジン（ＣＥ）とともに搭載されていないものをさすこととする。

図９は，実施例２の分配型スペクトラムセンサーの参照モデルを模式的に示すブロック図である。

クライアント側からのトランスポートＳＡＰは，概略的には，無線通信機構（図９に示すＣＩＭコミュニケーションモジュール）に相当する。この無線通信機構は，スペクトラムセンサーとの間で，トランスポートＳＡＰと同様の方法で通信を行うためのものである。

スペクトラムセンサー側にあるトランスポートＳＡＰは，概略的には，無線通信機構制御モジュール（図９に示すＳＩＭコミュニケーションモジュール）に相当する。この無線通信制御機構は，クライアントとの間で通信を行うためのものである。

アプリケーション−コントロールＳＡＰ及びメジャメントＳＡＰについては，それぞれ，上述した実施例１で説明したアプリケーション−コントロールＳＡＰ及びメジャメントＳＡＰと同等の機能をもつ。

そして，図９に示すように，スペクトラムセンサー側とクライアント側とを結ぶインターフェイスは，センサー独立型の無線インターフェイスであり，具体的には，ＰＨＹである。また，図９に示すスペクトラムセンサーでは，ＳＩＭサービスとＳＩＭコミュニケーションモジュールとの間は物理的に離れており，コミュニケーションＡＰＩにより内部通信が可能となっている。同様に，図９に示すクライアントでは，ＣＩＭサービスとＣＩＭコミュニケーションモジュールとの間は物理的に離れており，コミュニケーションＡＰＩにより内部通信が可能となっている。これらのような特徴は，ＩＥＥＥ １９００．４において定義されておらず，従来では，工業的に生産することができなかった。

（実施例３）
実施例３は，実施例１のデバイス搭載型スペクトラムセンサーと，実施例２の分配型スペクトラムセンサーとを組み合わせたものである。これにより，柔軟性に優れ，また新規性のあるスペクトラムセンシング技術を提供することが可能となる。

例えば，スペクトラムセンサーがクライアントに搭載されており（又は組み込まれており），そのクライアントには，コグニティブエンジン（ＣＥ）が搭載されておらず，コグニティブエンジン（ＣＥ）と同等の機能を有していない。このようなクライアントは，例えば，パーソナルコンピューター（ＰＣ）やノート型のＰＣである。ＰＣの処理能力と記憶機能は，スペクトラムセンサーの制御やデータの統合を実現するために用いることが可能である。

このような組み合わせのデバイスは，結果として，コンピューター化された（スマートな）スペクトラムセンシングを行う能力をもつこととなる。このようなコンピューター化されたスペクトラムセンシングを行うことが可能なデバイスは，上述したような参照モデルと同じ参照モデルを内包しているといえる。

この場合，メジャメントＳＡＰは，上述した実施例１や実施例２のメジャメントＳＡＰと同等の機能をもつ。アプリケーションＳＡＰ（又はアプリケーション−コントロールＳＡＰ）は，コンピューター化された用途（例えば，データの統合）を実現するために必要な制御コマンドを生成する。

コミュニケーションＳＡＰは，アプリケーションＳＡＰ（又はアプリケーション−コントロールＳＡＰ）が生成した制御コマンドに従って，適切な通信媒体を選択する。例えば，コンピューター化された上記の能力をもつ他のスペクトラムセンサーとの間での協調関連用途のために，コミュニケーションＳＡＰは，無線通信可能な媒体として無線通信システムを選択する一方，スペクトラムセンサーの制御関連用途のために，スペクトラムセンサーとの間で通信を行うためのバスモジュール（又はバス制御モジュール）を選択する。

上述したように，具体例１〜具体例３によれば，例えばデータ統合機能を有していない無線通信デバイス（スペクトラムセンサー）と，データ統合機能を有しているクライアントとの間で，センシング情報の交換や，集約したセンシング情報に対する処理を行うことが可能となる。

本発明は，無線通信，特にレイリーフェージングチャネルに対して分配センシングを行う分野で好適に利用されうる。

１ 無線ネットワーク
３ インターネットバックボーン
１０，１５ 基地局
２０，３０，３１ 無線通信デバイス
１５ａ，３０ａ コグニティブエンジン（ＣＥ）
４０，４０ａ スペクトラムセンサー
４１ 通信モジュール
６０ センシングインターフェイス
１００ コグニティブ無線通信システム

Claims (8)

1. 無線通信可能な無線通信デバイスであって，
   アプリケーションＳＡＰ，コミュニケーションＳＡＰ，及びメジャメントＳＡＰから選択された少なくとも１つのＳＡＰを含み，
   ここで，
   前記アプリケーションＳＡＰは，
   センシングインターフェイスサービスと，制御又はアプリケーションを行う部位との間に設けられるものであり，
   前記コミュニケーションＳＡＰは，
   前記センシングインターフェイスサービスと，無線通信機構との間に設けられるものであり，
   前記メジャメントＳＡＰは，
   前記センシングインターフェイスサービスと，スペクトラム計測部との間に設けられるものである，
   無線通信デバイス。
2. 前記無線通信デバイスは，
   スペクトラムセンシングを行うためのスペクトラムセンサーであり，
   前記スペクトラムセンサーは，
   前記コミュニケーションＳＡＰと，前記メジャメントＳＡＰとを少なくとも含む，
   請求項１に記載の無線通信デバイス。
3. 前記無線通信デバイスは，
   スペクトラムセンシングを行うためのスペクトラムセンサーが生成したセンシング情報を受信するクライアントとして機能するデバイスであり，
   前記クライアントとして機能するデバイスは，
   前記アプリケーションＳＡＰと，前記コミュニケーションＳＡＰとを少なくとも含む，
   請求項１に記載の無線通信デバイス。
4. 前記クライアントとして機能するデバイスは，
   コグニティブ無線通信を制御するためのコグニティブエンジンである，
   請求項３に記載の無線通信デバイス。
5. 前記クライアントとして機能するデバイスは，
   無線通信可能なエリアに配置され，情報を記録するためのデータアーカイブである，
   請求項３に記載の無線通信デバイス。
6. 複数の無線通信デバイスの間で無線通信を行うための無線通信方法であって，
   前記複数の無線通信デバイスの各々は，
   アプリケーションＳＡＰ及びメジャメントＳＡＰの一方又は双方のＳＡＰと，コミュニケーションＳＡＰとを含み，
   ここで，
   前記アプリケーションＳＡＰは，
   センシングインターフェイスサービスと，制御又はアプリケーションを行う部位との間に設けられるものであり，
   前記コミュニケーションＳＡＰは，
   前記センシングインターフェイスサービスと，無線通信機構との間に設けられるものであり，
   前記メジャメントＳＡＰは，
   前記センシングインターフェイスサービスと，スペクトラム計測部との間に設けられるものであり，
   前記複数の無線通信デバイスは，
   コミュニケーションＳＡＰ間でインターフェイスを形成することにより，前記無線通信を行う，
   無線通信方法。
7. 無線通信を行うことが可能な無線通信システムであって，
   アプリケーションＳＡＰ及びメジャメントＳＡＰの一方又は双方のＳＡＰと，コミュニケーションＳＡＰとを含む無線通信デバイスを複数含み，
   ここで，
   前記アプリケーションＳＡＰは，
   センシングインターフェイスサービスと，制御又はアプリケーションを行う部位との間に設けられるものであり，
   前記コミュニケーションＳＡＰは，
   前記センシングインターフェイスサービスと，無線通信機構との間に設けられるものであり，
   前記メジャメントＳＡＰは，
   前記センシングインターフェイスサービスと，スペクトラム計測部との間に設けられるものであり，
   前記複数の無線通信デバイスは，
   コミュニケーションＳＡＰ間でインターフェイスを形成することにより，前記無線通信を行う，
   無線通信システム。
8. 請求項７に記載の無線通信システムにおいて前記コミュニケーションＳＡＰ間に形成される，無線通信デバイス用のインターフェイス。
   

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