JP2012005068A - Cognitive wireless communication system and method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a smooth cognitive wireless communication even when a device, especially in a secondary system, can not acquire location information or channel information.SOLUTION: Even when a second device 21 in a secondary system can not acquire location information or channel information, the second device 21 acquires these various kinds of information from a first device 11 by underlay communication firstly. Further, the second device 21 carries out cognitive communication with the other device based on the control by the first device 11 when receiving a communication permission notification. At this time, when being provided with a plurality of wireless interfaces, the second device 21 can start the communication with high power.

Description

本発明は、コグニティブ無線通信システム及び方法に関し、特にセカンダリシステムにおけるデバイスが、位置情報の取得やチャネル情報の取得ができないものであっても、円滑なコグニティブ無線通信を実現する上で好適な、コグニティブ無線通信システム及び方法に関する。   The present invention relates to a cognitive radio communication system and method, and particularly to a cognitive radio communication that is suitable for realizing smooth cognitive radio communication even if a device in a secondary system cannot acquire position information or channel information. The present invention relates to a wireless communication system and method.

アナログテレビからデジタルテレビへの移行に伴い、ある程度の周波数が開放されてそれらの周波数帯域が移動通信に使用されるようになっている。特に、新しい通信サービスや様々なアプリケーションが次々に実用化されている昨今において、この無線帯域の割り当ては細分化され、複雑なものとなっている。このようにして割り当てられた各通信サービスが無線帯域において混在している中で、更に新たな通信サービスをこの無線帯域に割り当てるのは徐々に困難になりつつある。ＦＣＣ（Federal Communications Commission）は、２００２年においてＳＰＴＦ（Spectrum Policy Task Force）において、市場メカニズムで電波利用権を割り当てる方式と、電波をコモンズとして開放する方式の双方をバランス良く取り入れることを提言している。また、ＦＣＣは、TV White Space（TVWS）として知られているような、ＴＶ帯域の使用に関する規定について発表もしている。   With the shift from analog TV to digital TV, some frequencies are released and those frequency bands are used for mobile communications. In particular, in recent years when new communication services and various applications are put into practical use one after another, the allocation of the radio band is subdivided and complicated. While the communication services allocated in this way are mixed in the radio band, it is gradually becoming difficult to allocate new communication services to the radio band. The FCC (Federal Communications Commission) proposed in 2002 that the SPTF (Spectrum Policy Task Force) should incorporate both a method of allocating radio wave usage rights through market mechanisms and a method of releasing radio waves as commons in a balanced manner. . The FCC is also announcing regulations regarding the use of TV bands, known as TV White Space (TVWS).

またこれら以外には、周波数の有効利用しつつ無線通信を行う方法としてコグニティブ（Cognitive）無線通信技術が近年において注目されている（例えば、特許文献１−３参照。）。コグニティブ無線通信とは、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用する技術である。即ち、コグニティブ無線通信によれば、セカンダリシステムに属するデバイスは、プライマリシステムにおいて使用されてい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ものである。   In addition to these, a cognitive wireless communication technique has recently attracted attention as a method for performing wireless communication while effectively using frequencies (see, for example, Patent Documents 1-3). Cognitive radio communication is a technology that uses frequency resources more efficiently by reusing limited frequency resources. That is, according to cognitive radio communication, devices belonging to the secondary system sense frequency resources that are not used in the primary system periodically or aperiodically to recognize available frequency resources, and can be used. Data is transmitted / received using various frequency resources.

コグニティブ無線では、もともとある通信帯域を使用する優先システム（プライマリシステム）と、プライマリシステムが使用していない周波数帯域や時間などを監視して、この情報をもとに通信を行うコグニティブシステム(セカンダリシステム)が存在する。基本的にはプライマリシステムは、優先的に与えられた通信帯域を常に使用することが可能であり、例えばテレビシステム等がある。セカンダリシステムは、プライマリシステムに干渉を与えることなく、自システム内に属するデバイスによる通信を行う。セカンダリシステムは、上述したプライマリシステムとしてのテレビシステムに割り当てられている周波数を使用することが前提となる。この中でも、特にこのセカンダリシステムでは、自身が判断して周波数を利用して通信を行うデバイスがあり、例えば自らの位置情報と、当該位置において利用可能なプライマリシステムの周波数に関する情報を取得することができるデバイスがある。また、このセカンダリシステムでは、このような位置情報やプライマリシステムの周波数情報を取得することができない場合には、他のデバイスによる制御の下で通信を行うものもある。   In cognitive radio, the primary system (primary system) that uses the original communication band and the cognitive system (secondary system) that monitors the frequency band and time that the primary system is not using and communicates based on this information ) Exists. Basically, the primary system can always use a preferentially assigned communication band, such as a television system. The secondary system performs communication by devices belonging to the own system without interfering with the primary system. The secondary system is premised on using the frequency allocated to the television system as the primary system described above. Among these, in particular, in this secondary system, there is a device that performs communication using frequency determined by itself. For example, it is possible to acquire information about its own position information and frequency of the primary system that can be used at the position. There is a device that can. Further, in this secondary system, when such position information and frequency information of the primary system cannot be acquired, there are some which perform communication under the control of another device.

コグニティブ無線通信では、以下の手順により通信を行う。先ず、セカンダリシステムは、プライマリシステムが無線通信を行っていない時間や、利用していない周波数帯域を検出する。次に、セカンダリシステムは、自システムに属するデバイスによる通信によりプライマリシステムの各デバイスが通信を行う上で干渉を与えないか否かを確認し、問題ないと判断した場合には、上記検出した周波数帯域又は時間により無線通信を行う。上述した処理を自ら行うことができないデバイスは、他のデバイスによる制御の下で行うことは勿論である。   In cognitive radio communication, communication is performed according to the following procedure. First, the secondary system detects a time when the primary system is not performing wireless communication and a frequency band that is not used. Next, the secondary system checks whether or not each device of the primary system performs interference by communication by a device belonging to its own system, and when it is determined that there is no problem, the detected frequency Wireless communication is performed according to bandwidth or time. Of course, a device that cannot perform the above-described processing itself is performed under the control of another device.

ところで、このようなコグニティブ無線通信においては、上述したセカンダリシステムを構成するデバイスのような、正式な規格において未だ認可されていないものについて、３６５０〜３７００ＭＨｚ帯域において動作させる際には、ＤＳＥ（Dynamic Station Enablement）に基づくものとなる。例えば図１３に示すように、ステップＳ３１において、セカンダリシステムのデバイスは、プライマリシステムの基地局から通信許可通知の待ち受けを継続して実行する。このステップＳ３１における待ち受け時において、プライマリシステムの基地局から通信許可通知を受信した場合、ステップＳ３２へ移行する。ステップＳ３２に移行した場合、プライマリシステムの基地局は、このセカンダリシステムのデバイスに対して、その後の通信を行うことを許可する。セカンダリシステムのデバイスは、ステップＳ３３へ移行して無線通信を開始する。このステップＳ３３において、基地局から通信不可通知を受信した場合、通信を停止するとともに、ステップＳ３１へ戻り、再び待ち受け状態となる。   By the way, in such a cognitive wireless communication, when operating in the 3650 to 3700 MHz band for devices that have not yet been approved in a formal standard, such as the devices constituting the secondary system described above, DSE (Dynamic Station Enablement). For example, as shown in FIG. 13, in step S31, the device of the secondary system continues to wait for a communication permission notification from the base station of the primary system. If a communication permission notification is received from the base station of the primary system at the standby time in step S31, the process proceeds to step S32. When the process proceeds to step S32, the base station of the primary system permits subsequent communication to the device of the secondary system. The device of the secondary system moves to step S33 and starts wireless communication. In step S33, when a communication failure notification is received from the base station, the communication is stopped and the process returns to step S31 to be in a standby state again.

特開２００８−２０６０４４号公報JP 2008-206044 A 特開２００９−１１２００６号公報JP 2009-112006 A 特開２００９−１６５１１７号公報JP 2009-165117 A

ところで、上述の如きコグニティブ無線通信システムでは、セカンダリシステムにおけるデバイスが、自らの位置情報の取得やＴＶＷＳ等のデータベースからチャネル情報の取得ができない場合には、適用することができないという問題点があった。   By the way, the cognitive radio communication system as described above has a problem that it cannot be applied when the device in the secondary system cannot acquire its own location information or channel information from a database such as TVWS. .

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、特にセカンダリシステムにおけるデバイスが、位置情報の取得やチャネル情報の取得ができないものであっても、円滑なコグニティブ無線通信を実現することが可能なコグニティブ無線通信システム及び方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is that a device in the secondary system in particular cannot acquire position information or channel information. Another object of the present invention is to provide a cognitive radio communication system and method capable of realizing smooth cognitive radio communication.

本発明に係るコグニティブ無線通信システムは、上述した問題点を解決するために、プライマリシステムを構成するとともに、位置情報を取得する位置情報取得手段及び／又はチャネル情報が記録されたデータベースから上記チャネル情報を取得するためのチャネル情報取得手段を有する第１のデバイスと、セカンダリシステムを構成するとともに、上記位置情報取得手段及び上記チャネル情報取得手段を有しない第２のデバイスとを備え、上記第２のデバイスは、上記第１のデバイスから送信されてくる通信開始メッセージを検出した場合には、通信開始処理を実行する通信開始処理ステップと、所定期間内において通信開始処理が成功した場合には、無線周波数チャネルの検出を行う周波数検出ステップと、上記周波数検出ステップにおいて所定の無線周波数チャネルが検出されなかった場合には、上記第１のデバイスとの間で、信号レベルを低くしつつ通信を行うことにより、上記第１のデバイスから上記位置情報及び／又は上記チャネル情報を取得するアンダーレイ通信ステップと、上記アンダーレイ通信ステップにおいて上記第１のデバイスから通信許可通知を受信した場合には、上記信号レベルを高くしつつ、上記第１のデバイスによる制御の下で他のデバイスとの間で通信を行うオーバーレイ通信ステップとを有し、上記オーバーレイ通信ステップにおいて上記第１のデバイスから通信不可通知を受信した場合には、上記アンダーレイ通信ステップに移行し、上記アンダーレイ通信ステップ又は上記オーバーレイ通信ステップにおいて、上記第１のデバイスから通信終了メッセージを受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、上記通信開始処理ステップへ移行することを実行することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the cognitive radio communication system according to the present invention constitutes the primary system and the channel information from the location information acquisition means for acquiring the location information and / or the database in which the channel information is recorded. Comprising a first device having channel information acquisition means for acquiring a second system and a second device that constitutes a secondary system and does not have the position information acquisition means and the channel information acquisition means, When the device detects a communication start message transmitted from the first device, the device starts a communication start processing step for executing the communication start processing, and when the communication start processing is successful within a predetermined period, A frequency detection step for detecting a frequency channel and the frequency detection step described above. If the predetermined radio frequency channel is not detected, communication with the first device while lowering the signal level allows the position information and / or the first device to be transmitted from the first device. When an underlay communication step for acquiring channel information and a communication permission notification are received from the first device in the underlay communication step, the signal level is increased and the control is performed by the first device. And an overlay communication step for performing communication with another device, and when the communication failure notification is received from the first device in the overlay communication step, the process proceeds to the underlay communication step, and Communication from the first device in the underlay communication step or the overlay communication step When receiving the completion message, or when detecting a communication signal by the first device, and executes to migrate into the communication start processing steps.

本発明に係るコグニティブ無線通信システムは、上述した問題点を解決するために、プライマリシステムを構成するとともに、位置情報を取得する位置情報取得手段及び／又はチャネル情報が記録されたデータベースから上記チャネル情報を取得するためのチャネル情報取得手段を有する第１のデバイスと、セカンダリシステムを構成するとともに、上記位置情報取得手段及び上記チャネル情報取得手段を有しない第２のデバイスとを備え、上記第２のデバイスは、上記第１のデバイスから送信されてくる通信許可通知を検出した場合には、通信開始処理を実行する通信開始処理ステップと、所定期間内において通信開始処理が成功した場合には、無線周波数チャネルの検出を行う周波数検出ステップと、上記周波数検出ステップにおいて所定の無線周波数チャネルが検出されなかった場合には、上記第１のデバイスとともに通信を開始する通信ステップとを有し、上記通信ステップにおいて、上記第１のデバイスから通信不可通知を受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、上記通信開始処理ステップへ移行することを実行することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the cognitive radio communication system according to the present invention constitutes the primary system and the channel information from the location information acquisition means for acquiring the location information and / or the database in which the channel information is recorded. Comprising a first device having channel information acquisition means for acquiring a second system and a second device that constitutes a secondary system and does not have the position information acquisition means and the channel information acquisition means, When the device detects a communication permission notification transmitted from the first device, the device starts a communication start processing step for executing the communication start processing, and when the communication start processing is successful within a predetermined period, A frequency detection step for detecting a frequency channel, and the frequency detection step described above. A communication step of starting communication with the first device in the case where no communication failure notification is received from the first device in the communication step, or When a communication signal from the first device is detected, the process proceeds to the communication start processing step.

本発明に係るコグニティブ無線通信方法は、上述した問題点を解決するために、プライマリシステムを構成するとともに、位置情報を取得し、及び／又はチャネル情報が記録されたデータベースから上記チャネル情報を取得する第１のデバイスと、セカンダリシステムを構成するとともに上記位置情報の取得及び上記チャネル情報の取得を行わない第２のデバイスとを有する無線通信システムにおけるコグニティブ無線通信方法において、上記第２のデバイスにより、上記第１のデバイスから送信されてくる通信開始メッセージを検出した場合には、通信開始処理を実行する通信開始処理ステップと、所定期間内において通信開始処理が成功した場合には、無線周波数チャネルの検出を行う周波数検出ステップと、上記周波数検出ステップにおいて所定の無線周波数チャネルが検出されなかった場合には、上記第１のデバイスとの間で、信号レベルを低くしつつ通信を行うことにより、上記第１のデバイスから上記位置情報及び／又は上記チャネル情報を取得するアンダーレイ通信ステップと、上記アンダーレイ通信ステップにおいて上記第１のデバイスから通信許可通知を受信した場合には、上記信号レベルを高くしつつ上記第１のデバイスによる制御の下で他のデバイスとの間で通信を行うオーバーレイ通信ステップとを順に実行し、上記オーバーレイ通信ステップにおいて上記第１のデバイスから通信不可通知を受信した場合には、上記アンダーレイ通信ステップに移行し、上記アンダーレイ通信ステップ又は上記オーバーレイ通信ステップにおいて、上記第１のデバイスから通信終了メッセージを受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、上記通信開始処理ステップへ移行することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the cognitive radio communication method according to the present invention constitutes a primary system, acquires position information, and / or acquires the channel information from a database in which channel information is recorded. In a cognitive radio communication method in a radio communication system having a first device and a second device that constitutes a secondary system and does not acquire the position information and the channel information, the second device When a communication start message transmitted from the first device is detected, a communication start processing step for executing the communication start processing; and when the communication start processing is successful within a predetermined period, In the frequency detection step for detection and the frequency detection step If the predetermined radio frequency channel is not detected, communication is performed with the first device while lowering the signal level, so that the position information and / or the first device is transmitted from the first device. Underlay communication step for acquiring channel information, and when communication permission notification is received from the first device in the underlay communication step, the control is performed by the first device while increasing the signal level. When performing an overlay communication step for communicating with other devices in order and receiving a communication failure notification from the first device in the overlay communication step, the process proceeds to the underlay communication step. In the underlay communication step or the overlay communication step, the first device When receiving a communication termination message, or when detecting a communication signal by the first device is characterized in that the transition to the communication start processing steps.

本発明に係るコグニティブ無線通信方法は、上述した問題点を解決するために、プライマリシステムを構成するとともに、位置情報を取得し、及び／又はチャネル情報が記録されたデータベースから上記チャネル情報を取得する第１のデバイスと、セカンダリシステムを構成するとともに上記位置情報の取得及び上記チャネル情報の取得を行わない第２のデバイスとを有する無線通信システムにおけるコグニティブ無線通信方法において、上記第２のデバイスにより、上記第１のデバイスから送信されてくる通信許可通知を検出した場合には、通信開始処理を実行する通信開始処理ステップと、所定期間内において通信開始処理が成功した場合には、無線周波数チャネルの検出を行う周波数検出ステップと、上記周波数検出ステップにおいて所定の無線周波数チャネルが検出されなかった場合には、上記第１のデバイスとともに通信を開始する通信ステップとを順に実行し、上記通信ステップにおいて、上記第１のデバイスから通信不可通知を受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、上記通信開始処理ステップへ移行することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the cognitive radio communication method according to the present invention constitutes a primary system, acquires position information, and / or acquires the channel information from a database in which channel information is recorded. In a cognitive radio communication method in a radio communication system having a first device and a second device that constitutes a secondary system and does not acquire the position information and the channel information, the second device If a communication permission notification transmitted from the first device is detected, a communication start processing step for executing the communication start processing; and if the communication start processing is successful within a predetermined period, In the frequency detection step for performing the detection, and in the frequency detection step When a fixed radio frequency channel is not detected, a communication step of starting communication with the first device is sequentially executed, and a communication failure notification is received from the first device in the communication step Alternatively, when a communication signal from the first device is detected, the process proceeds to the communication start processing step.

上述した構成からなる本発明によれば、セカンダリシステムにおける第２のデバイスが、位置情報の取得やチャネル情報の取得ができないものであっても、最初にアンダーレイ通信において、第１のデバイスからこれら各種情報を取得することが可能となり、さらに通信許可通知を受けた場合に実際にクライアント−マスターの関係の下で、第２のデバイスは、第１のデバイスによる制御に基づいて他のデバイスとの間でコグニティブ通信を行うことが可能となる。即ち、本発明によれば、セカンダリシステムにおける第１のデバイスが、位置情報の取得やチャネル情報の取得ができないものであっても、円滑なコグニティブ無線通信を実現することが可能となる。   According to the present invention having the above-described configuration, even if the second device in the secondary system cannot acquire the position information or the channel information, the first device in the underlay communication first performs these operations. Various types of information can be acquired, and when the communication permission notification is received, the second device can actually communicate with other devices under the control of the first device under the client-master relationship. Cognitive communication can be performed between them. That is, according to the present invention, smooth cognitive radio communication can be realized even when the first device in the secondary system cannot acquire position information or channel information.

本発明を適用したコグニティブ無線通信システムの構成図である。It is a block diagram of a cognitive radio communication system to which the present invention is applied. 本発明を適用したコグニティブ無線通信システムの流れについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the cognitive radio | wireless communications system to which this invention is applied. （ａ）は、アンダーレイ通信について説明するための図であり、（ｂ）は、オーバーレイ通信について説明するための図である。(A) is a figure for demonstrating underlay communication, (b) is a figure for demonstrating overlay communication. 本発明を適用したコグニティブ無線通信システムの流れについて説明するための他の図である。It is another figure for demonstrating the flow of the cognitive radio | wireless communications system to which this invention is applied. 本発明を適用したコグニティブ無線通信システムのタイムチャートである。It is a time chart of the cognitive radio communication system to which the present invention is applied. 図５のタイムチャートを実行する上での処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in performing the time chart of FIG. 本発明を適用したコグニティブ無線通信システムのイネーブル成功時のタイムチャートである。It is a time chart at the time of successful enable of the cognitive radio communication system to which the present invention is applied. 本発明を適用したコグニティブ無線通信システムのイネーブル失敗時のタイムチャートである。It is a time chart at the time of enable failure of the cognitive radio communication system to which the present invention is applied. ２つのテレビチャネルにおいて処理を実行する例を示す図である。It is a figure which shows the example which performs a process in two television channels. テレビチャネルとＩＳＭ帯域との間で併行して処理を実行する例を示す図である。It is a figure which shows the example which performs a process in parallel between a television channel and an ISM band. ＩＳＭ帯域における処理と併行して、テレビチャネルにおいて使用可能なチャネルの探索を行う例を示す図である。It is a figure which shows the example which searches the channel which can be used in a television channel in parallel with the process in an ISM band. 図１１の例の変形例であって、テレビチャネルの探索が終わった後、サービスモニタリング期間を設ける例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a modification of the example of FIG. 11 and an example in which a service monitoring period is provided after searching for a television channel is completed. 従来のコグニティブ無線通信システムのフローについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the conventional cognitive radio | wireless communications system.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

図１は、本発明を適用したコグニティブ無線通信システム１の構成を示している。このコグニティブ無線通信システム１は、もともとある通信帯域を優先的に使用するプライマリシステム１０と、プライマリシステム１０が使用していない周波数帯域や時間などを監視して、この情報をもとに通信を行うセカンダリシステム２０が存在する。即ち、このセカンダリシステムは、正式な規格において未だ認可されていないものであり、あくまでプライマリシステム１０により使用されていない周波数帯域を選択的に使用して通信を行うものである。   FIG. 1 shows a configuration of a cognitive radio communication system 1 to which the present invention is applied. The cognitive radio communication system 1 monitors a frequency band and a time that are not used by the primary system 10 that preferentially uses a communication band, and performs communication based on this information. A secondary system 20 exists. That is, this secondary system is not yet approved in the official standard, and performs communication by selectively using a frequency band that is not used by the primary system 10 to the last.

基本的にはプライマリシステム１０は、優先的に与えられた通信帯域を常に使用することが可能であり、例えばテレビシステム等がある。セカンダリシステム２０は、プライマリシステム１０に干渉を与えることなく、自システム内に属する第２のデバイス２１による通信を行うことが前提となる。ちなみに、このコグニティブ無線通信システム１では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆの規定の下で、図示しない電波塔からテレビジョン受像機に向けてテレビジョン用の電波が放射されていることが前提となる。   Basically, the primary system 10 can always use a preferentially assigned communication band, such as a television system. The secondary system 20 is premised on performing communication by the second device 21 belonging to the own system without interfering with the primary system 10. Incidentally, in this cognitive radio communication system 1, it is assumed that television radio waves are radiated from a radio tower (not shown) to a television receiver under the provisions of IEEE802.11af.

プライマリシステム１０は、基地局１２と、基地局１２にアクセス可能な第１のデバイス１１とを備えている。   The primary system 10 includes a base station 12 and a first device 11 that can access the base station 12.

第１のデバイス１１は、例えば、ノート型のパーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）や、携帯電話等を初めとした各種携帯情報端末等で構成される。この第１のデバイス１１は、少なくとも基地局１２との間で無線通信を行うことができ、更には基地局１２を介して他の第１のデバイス１１との間で無線パケット通信を行うことができる。この第１のデバイス１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）に基づいて自らの位置情報を取得する位置情報取得手段を有している。また第１のデバイス１１は、例えばＴＶＷＳ等のチャネル情報が記録された図示しないデータベースからチャネル情報を取得するためのチャネル情報取得手段を有している。なお、この位置情報取得手段、チャネル情報取得手段は、双方が第１のデバイス１１に実装されていることは必須とならず、何れか１以上が実装されていればよい。   The first device 11 includes, for example, a notebook personal computer (notebook PC), various portable information terminals such as a mobile phone, and the like. The first device 11 can perform wireless communication with at least the base station 12 and further perform wireless packet communication with another first device 11 via the base station 12. it can. The first device 11 has position information acquisition means for acquiring its own position information based on GPS (Global Positioning System). The first device 11 has channel information acquisition means for acquiring channel information from a database (not shown) in which channel information such as TVWS is recorded. Note that it is not essential that both the position information acquisition unit and the channel information acquisition unit are mounted on the first device 11, and one or more of them may be mounted.

基地局１２は、第１のデバイス１１から送信されてくるビーコンを取得し、また第１のデバイス１１との間でリンクを確立するために、これらを互いに同期化させる役割を担う。また、この基地局１２は、図示しないテレビジョン受像機に対して割り当てた周波数チャネルを利用し、電波を送信する。   The base station 12 is responsible for acquiring beacons transmitted from the first device 11 and synchronizing them with each other in order to establish a link with the first device 11. The base station 12 transmits radio waves using a frequency channel assigned to a television receiver (not shown).

セカンダリシステム２０は、第２のデバイス２１を少なくとも有している。この第２のデバイス２１は、上述した第１のデバイス１１に含まれている位置情報取得手段、チャネル情報取得手段を有していないことが前提となる。   The secondary system 20 has at least a second device 21. It is assumed that the second device 21 does not have the position information acquisition unit and the channel information acquisition unit included in the first device 11 described above.

次に、このようなコグニティブ無線通信システム１の動作について図面を参照しながら詳細に説明をする。このコグニティブ無線通信システム１の具体的な動作フローは、主としてセカンダリシステム２０における第２のデバイス２１側において実行していくことになる。   Next, the operation of such a cognitive radio communication system 1 will be described in detail with reference to the drawings. The specific operation flow of the cognitive radio communication system 1 is mainly executed on the second device 21 side in the secondary system 20.

先ず図２に示すように、ステップＳ１１において、第２のデバイス２１は、待ち受け状態に入る。第２のデバイス２１は、この待ち受け状態において、プライマリシステム１０における第１のデバイス１１からの通信開始メッセージを待ち続ける。この通信開始メッセージには、第１のデバイス１１が第２のデバイス２１に対して通信を許可する周波数帯域も指定される。第２のデバイス２１は、かかる第１のデバイス１１からの通信開始メッセージの取得を所定時間毎に実行し、仮に通信開始メッセージを受信した場合には、ステップＳ１２へと移行する。また第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１からの通信開始メッセージを受信することができなかった場合、このステップＳ１１における待ち受けをそのまま継続して実行することになる。   First, as shown in FIG. 2, in step S11, the second device 21 enters a standby state. In this standby state, the second device 21 continues to wait for a communication start message from the first device 11 in the primary system 10. In this communication start message, the frequency band in which the first device 11 permits communication with the second device 21 is also specified. The second device 21 acquires the communication start message from the first device 11 every predetermined time. If the communication start message is received, the second device 21 proceeds to step S12. Further, when the second device 21 cannot receive the communication start message from the first device 11, the second device 21 continues to execute the standby in step S11.

ステップＳ１２に移行した場合に、第２のデバイス２１は、通信開始処理（イニシャライズ）を実行する。このイニシャライズでは、第２のデバイス２１内部の各構成要素につき、実際に通信を開始するための各種制御を行っていくことになる。このステップＳ１２において所定時間内にイニシャライズ処理が成功した場合には、ステップＳ１３へと移行する。これに対して、所定時間内にイニシャライズ処理が終了せず、或いは所定時間内においてイニシャライズ処理が失敗に終わった場合には、ステップＳ１１へと戻り、待ち受け状態に入ることとなる。   When the process proceeds to step S12, the second device 21 executes a communication start process (initialization). In this initialization, various controls for actually starting communication are performed for each component in the second device 21. If the initialization process is successful within the predetermined time in step S12, the process proceeds to step S13. On the other hand, if the initialization process is not completed within the predetermined time, or if the initialization process has failed within the predetermined time, the process returns to step S11 and enters a standby state.

ステップＳ１３へ移行した場合には、第２のデバイス２１は、無線周波数チャネルの検出を行う。即ち、この無線周波数チャネルの検出は、プライマリシステム１０において使用されてい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して使用可能な周波数リソースを認知するために行うものである。このとき、第２のデバイス２１は、上述した通信開始メッセージを介して予め第１のデバイス１１により通信を許可された所定の帯域について、無線周波数チャネルの検出を行う。仮に第２のデバイス２１が属するセカンダリシステム２０が、ＦＣＣの規定に従う場合には、無線周波数チャネルの検出を３０秒程度行う。   When the process proceeds to step S13, the second device 21 detects a radio frequency channel. That is, the detection of the radio frequency channel is performed in order to recognize frequency resources that can be used by sensing frequency resources that are not used in the primary system 10 periodically or aperiodically. At this time, the second device 21 detects a radio frequency channel for a predetermined band permitted to be communicated by the first device 11 in advance via the communication start message described above. If the secondary system 20 to which the second device 21 belongs complies with FCC regulations, the radio frequency channel is detected for about 30 seconds.

このステップＳ１３において、無線周波数チャネルの検出を行った結果、他の無線周波数チャネルが検出された場合には、ステップＳ１１へ戻る。ここでいう他の無線周波数チャネルとは、ＴＶＷＳに基づく信号も含まれる。また、このステップＳ１３において、無線周波数チャネルの検出を行った結果、検出エラーが生じた場合には、ステップＳ１１へ戻ることになる。この検出エラーの例としては、Ａ）第２のデバイス２１における周波数チャネルの検出モジュールが第２のデバイス２１内部の他の機能によりロックされている、Ｂ）検出した周波数チャネルの帯域が、予め第１のデバイス１１により通信を許可された所定の帯域をカバーしていない、等である。これに対して、このステップＳ１３において、無線周波数チャネルの検出を行った結果、他の無線周波数チャネルが何ら検出されなかった場合には、ステップＳ１４へ移行する。   In step S13, when another radio frequency channel is detected as a result of detecting the radio frequency channel, the process returns to step S11. The other radio frequency channels here include signals based on TVWS. If a detection error occurs as a result of detecting the radio frequency channel in step S13, the process returns to step S11. Examples of this detection error include: A) the frequency channel detection module in the second device 21 is locked by another function in the second device 21; and B) the detected frequency channel band in advance The predetermined band permitted to be communicated by one device 11 is not covered, and so on. On the other hand, when no other radio frequency channel is detected as a result of detecting the radio frequency channel in step S13, the process proceeds to step S14.

ステップＳ１４へ移行した場合に、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１との間で、信号レベルを低くしつつ通信を行う。この通信は、図３（ａ）に示すようなアンダーレイ通信でデバイス１１、２１間において無線通信を行っていくことになる。このアンダーレイ通信とは、ＵＷＢ通信のように広帯域でしかも低い信号レベルからなる信号を生成することにより通信を行うものである。このアンダーレイ通信によれば、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１に向けて発信する際に、その信号出力の制御を行い、低出力レベルとなるようにこれを抑え込む。また第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１による通信の干渉を避けるために、サービスモニタリングも同時に実行する。   When the process proceeds to step S14, the second device 21 communicates with the first device 11 while reducing the signal level. In this communication, wireless communication is performed between the devices 11 and 21 by underlay communication as shown in FIG. The underlay communication is communication performed by generating a signal having a wide band and a low signal level as in UWB communication. According to this underlay communication, when the second device 21 transmits to the first device 11, the second device 21 controls the signal output and suppresses this so that the output level becomes low. The second device 21 also performs service monitoring at the same time in order to avoid communication interference by the first device 11.

このステップＳ１４において、あえて低い出力レベルからなる信号によるアンダーレイ通信を行う理由は、プライマリシステム１０において第１のデバイス１１が自ら通信を行う際に、この第２のデバイス２１との通信により干渉を受けることを防止するためである。即ち、第１のデバイス１１と第２のデバイス２１との通信をアンダーレイ通信とすることで出力レベルを低くすることにより、第１のデバイス１１と基地局１２との間で送受信される信号に干渉を与えてしまうのを防止することができる。また、ステップＳ１４において第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１から上記位置情報及び／又は上記チャネル情報をアンダーレイ通信を通じて取得する。第１のデバイス１１は、位置情報取得手段及び／又はチャネル情報取得手段を有していることから、上記位置情報及び／又は上記チャネル情報を取得することが可能となるが、第２のデバイス２１は、これらの各手段を有しないことから当該情報を自ら取得できない。このため、第２のデバイス２１は、このアンダーレイ通信を通じて第１のデバイス１１を介して上記位置情報及び／又は上記チャネル情報を取得することが可能となる。ちなみに、このステップＳ１４において、例えばＦＣＣによる規定の下で動作させる場合には、最大出力電圧は、５０ｍＷ程度となる。   In step S14, the reason why the underlay communication is performed with a signal having a low output level is that when the first device 11 performs communication by itself in the primary system 10, the communication with the second device 21 causes interference. This is to prevent them from receiving. That is, by reducing the output level by setting the communication between the first device 11 and the second device 21 to underlay communication, the signal transmitted and received between the first device 11 and the base station 12 is changed. It is possible to prevent the interference. In step S14, the second device 21 acquires the position information and / or the channel information from the first device 11 through underlay communication. Since the first device 11 has position information acquisition means and / or channel information acquisition means, it is possible to acquire the position information and / or channel information. Cannot obtain the information by itself because it does not have these means. Therefore, the second device 21 can acquire the position information and / or the channel information via the first device 11 through the underlay communication. Incidentally, in this step S14, for example, when operating under the regulation by FCC, the maximum output voltage is about 50 mW.

このステップＳ１４において、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１から通信終了メッセージを受信した場合、又は第１のデバイス１１が自ら通信を行うための通信信号を検出した場合には、ステップＳ１１へと移行する。これに対して、第２のデバイス２１は、このステップＳ１４において、第１のデバイス１１から通信許可通知を受信した場合には、ステップＳ１５へ移行する。   In step S14, when the second device 21 receives a communication end message from the first device 11, or when the first device 11 detects a communication signal for performing communication by itself, the second device 21 performs step S11. Migrate to On the other hand, when the second device 21 receives a communication permission notification from the first device 11 in step S14, the second device 21 proceeds to step S15.

ステップＳ１５に移行した場合に、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１との間で、信号レベルを高くしつつ通信を行う。この通信は、図３（ｂ）に示すようなオーバーレイ通信で第１のデバイス１１、２１間において無線通信を行っていくことになる。このオーバーレイ通信とは、現時点において使用されていない空き周波数において、信号レベルを高くしつつ通信を行うものである。このオーバーレイ通信を行うためには、モードＩの下で動作することが必要となる。即ち、このモードＩでは、第２のデバイス２１がマスターとなり、第１のデバイス１１がクライアントとなるようにして通信を行うものである。これにより、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１による制御の下で、他のデバイスとの間でオーバーレイ通信を行うことが可能となる。ちなみに、このオーバーレイ通信では、アンダーレイ通信と比較して、より高い容量のデータを広い伝達範囲を以って伝送することが可能となる。   When the process proceeds to step S15, the second device 21 performs communication with the first device 11 while increasing the signal level. In this communication, wireless communication is performed between the first devices 11 and 21 by overlay communication as shown in FIG. In this overlay communication, communication is performed while increasing the signal level at an unused frequency that is not currently used. In order to perform this overlay communication, it is necessary to operate under mode I. That is, in this mode I, communication is performed such that the second device 21 becomes a master and the first device 11 becomes a client. As a result, the second device 21 can perform overlay communication with other devices under the control of the first device 11. Incidentally, in this overlay communication, it is possible to transmit higher capacity data over a wide transmission range compared to underlay communication.

このステップＳ１５において、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１から通信終了メッセージを受信した場合、又は第１のデバイス１１が自ら通信を行うための通信信号を検出した場合には、ステップＳ１１へと移行する。   In this step S15, when the second device 21 receives a communication end message from the first device 11, or when the first device 11 detects a communication signal for performing communication by itself, the second device 21 performs step S11. Migrate to

このように、本発明を適用したコグニティブ無線通信システム１は、セカンダリシステムにおける第２のデバイス２１が、位置情報の取得やチャネル情報の取得ができないものであっても、最初にアンダーレイ通信において、第１のデバイス１１からこれら各種情報を取得することが可能となり、さらに通信許可通知を受けた場合に実際にクライアント−マスターの関係の下で、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１による制御に基づいて他のデバイスとの間でコグニティブ通信を行うことが可能となる。即ち、本発明によれば、セカンダリシステム１０における第１のデバイス１１が、位置情報の取得やチャネル情報の取得ができないものであっても、円滑なコグニティブ無線通信を実現することが可能となる。   As described above, in the cognitive radio communication system 1 to which the present invention is applied, even if the second device 21 in the secondary system cannot acquire position information or channel information, first in underlay communication, It is possible to acquire these various types of information from the first device 11, and when the communication permission notification is received, the second device 21 is actually used by the first device 11 under the client-master relationship. It becomes possible to perform cognitive communication with other devices based on the control. That is, according to the present invention, even if the first device 11 in the secondary system 10 cannot acquire position information or channel information, smooth cognitive radio communication can be realized.

なお、上述した図２の例では、コグニティブ無線通信システム１が非ライセンス帯域において作動する場合の例である。以下の図４の例では、コグニティブ無線通信システム１において、例えばプライマリシステム１０がＩＳＭ（Industry Science Medical）、ＧＳＭ(Group Special Mobile)等のような正式に認可されたものある場合である。   2 is an example in which the cognitive radio communication system 1 operates in the non-licensed band. In the example of FIG. 4 below, in the cognitive radio communication system 1, for example, the primary system 10 is officially authorized such as ISM (Industry Science Medical), GSM (Group Special Mobile), or the like.

図４におけるステップＳ２１において、第２のデバイス２１は、待ち受け状態に入る。第２のデバイス２１は、この待ち受け状態において、プライマリシステム１０における第１のデバイス１１からの通信許可通知を待ち続ける。この通信許可通知は、第１のデバイス１１が第２のデバイス２１に対して通信を許可する旨が記述されてなるとともに、その他通信開始のために必要な各種情報、更に通信可能なチャネルのリストといった情報も含まれる。第２のデバイス２１は、かかる第１のデバイス１１からの通信許可通知の取得を所定時間毎に実行し、仮に通信許可通知を受信した場合には、ステップＳ２２へと移行する。また第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１からの通信許可通知を受信することができなかった場合、このステップＳ２１における待ち受けをそのまま継続して実行することになる。   In step S21 in FIG. 4, the second device 21 enters a standby state. In this standby state, the second device 21 continues to wait for a communication permission notification from the first device 11 in the primary system 10. This communication permission notification describes that the first device 11 permits communication to the second device 21, and other information necessary for starting communication, and a list of channels that can be further communicated Such information is also included. The second device 21 acquires the communication permission notification from the first device 11 every predetermined time. If the communication permission notification is received, the second device 21 proceeds to step S22. Further, when the second device 21 cannot receive the communication permission notification from the first device 11, the second device 21 continues to perform the standby in step S21 as it is.

ちなみに、この図４のモードでは、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１による制御の下で動作する。即ち、第２のデバイス２１が第１のデバイス１１から有効なチャネルリストを得るプロセスや、第１のデバイス１１によって制御されるプロセスは、何れも第１のデバイス１１の通信帯域において実行される。第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１との間で、あたかもプライマリシステム１０を使用する第一ユーザ間の通信のように振舞いつつ通信を行うことになる。   Incidentally, in the mode of FIG. 4, the second device 21 operates under the control of the first device 11. That is, the process in which the second device 21 obtains an effective channel list from the first device 11 and the process controlled by the first device 11 are all executed in the communication band of the first device 11. The second device 21 communicates with the first device 11 while acting like communication between the first users who use the primary system 10.

ステップＳ２２に移行した場合に、第２のデバイス２１は、通信許可処理（イネーブル）を実行する。このステップＳ２２では、第２のデバイス２１内部の各構成要素につき、実際に通信を開始するための各種制御を行っていくことになる。このステップＳ２２において所定時間内に通信許可処理が成功した場合には、ステップＳ２３へと移行する。これに対して、所定時間内に通信許可処理が終了せず、或いは所定時間内において通信許可処理が失敗に終わった場合には、ステップＳ２１へと戻り、待ち受け状態に入ることとなる。   When the process proceeds to step S22, the second device 21 executes a communication permission process (enable). In step S22, various controls for actually starting communication are performed for each component in the second device 21. If the communication permission process is successful within the predetermined time in step S22, the process proceeds to step S23. On the other hand, if the communication permission process does not end within the predetermined time, or if the communication permission process fails within the predetermined time, the process returns to step S21 and enters a standby state.

ステップＳ２３へ移行した場合には、第２のデバイス２１は、無線周波数チャネルの検出を行う。即ち、この無線周波数チャネルの検出は、プライマリシステム１０において使用されてい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して使用可能な周波数リソースを認知するために行うものである。このとき、第２のデバイス２１は、上述した通信開始メッセージを介して予め第１のデバイス１１により通信を許可された所定の帯域について、無線周波数チャネルの検出を行う。仮に第２のデバイス２１が属するセカンダリシステム２０が、ＦＣＣの規定に従う場合には、無線周波数チャネルの検出を３０秒程度行う。   When the process proceeds to step S23, the second device 21 detects a radio frequency channel. That is, the detection of the radio frequency channel is performed in order to recognize frequency resources that can be used by sensing frequency resources that are not used in the primary system 10 periodically or aperiodically. At this time, the second device 21 detects a radio frequency channel for a predetermined band permitted to be communicated by the first device 11 in advance via the communication start message described above. If the secondary system 20 to which the second device 21 belongs complies with FCC regulations, the radio frequency channel is detected for about 30 seconds.

このステップＳ２３において、無線周波数チャネルの検出を行った結果、他の無線周波数チャネルが検出された場合には、ステップＳ２１へ戻る。ここでいう他の無線周波数チャネルとは、ＴＶＷＳに基づく信号も含まれる。また、このステップＳ２３において、無線周波数チャネルの検出を行った結果、検出エラーが生じた場合には、ステップＳ２１へ戻ることになる。この検出エラーの例としては、Ａ）第２のデバイス２１における周波数チャネルの検出モジュールが第２のデバイス２１内部の他の機能によりロックされている、Ｂ）検出した周波数チャネルの帯域が、予め第１のデバイス１１により通信を許可された所定の帯域をカバーしていない、等である。これに対して、このステップＳ２３において、無線周波数チャネルの検出を行った結果、他の無線周波数チャネルが何ら検出されなかった場合には、ステップＳ２４へ移行する。このとき、第２のデバイス２１は、アンダーレイモードの下でイニシャライズされることになる。   In step S23, if another radio frequency channel is detected as a result of detecting the radio frequency channel, the process returns to step S21. The other radio frequency channels here include signals based on TVWS. If a detection error occurs as a result of detecting the radio frequency channel in step S23, the process returns to step S21. Examples of this detection error include: A) the frequency channel detection module in the second device 21 is locked by another function in the second device 21; and B) the detected frequency channel band in advance The predetermined band permitted to be communicated by one device 11 is not covered, and so on. On the other hand, if no other radio frequency channel is detected as a result of the detection of the radio frequency channel in step S23, the process proceeds to step S24. At this time, the second device 21 is initialized under the underlay mode.

ステップＳ２４へ移行した場合に、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１とともに通信を開始する。このステップＳ２４においては、非ライセンス帯域において、又はあくまで第２ユーザとして通信を行う。また第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１による通信の干渉を避けるために、サービスモニタリングも同時に実行する。   When the process proceeds to step S <b> 24, the second device 21 starts communication with the first device 11. In step S24, communication is performed in the unlicensed band or as the second user. The second device 21 also performs service monitoring at the same time in order to avoid communication interference by the first device 11.

このステップＳ２４において、第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１から通信不可通知を受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、ステップＳ１１へと移行する。   In step S24, when the second device 21 receives a communication failure notification from the first device 11 or detects a communication signal from the first device, the second device 21 proceeds to step S11.

上述した図４のモードにおいて、セカンダリシステム１０における第１のデバイス１１が、位置情報の取得やチャネル情報の取得ができないものであっても、円滑なコグニティブ無線通信を実現することが可能となる。   In the mode of FIG. 4 described above, smooth cognitive radio communication can be realized even if the first device 11 in the secondary system 10 cannot acquire position information or channel information.

上述した図４のモードでは、第２のデバイス２１が通信許可処理（イネーブル）を実行し、かかる通信許可処理が成功した場合に、使用可能なチャネルを検索する場合である。   In the mode of FIG. 4 described above, the second device 21 executes a communication permission process (enable), and searches for a usable channel when the communication permission process is successful.

図５は、他のモードのタイムチャートで示したものである。先ず第２のデバイス２１は、通信許可通知用の周波数帯域（例えばＩＳＭ帯域）を使用し、通信許可メッセージを待ち受ける。第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１から通信許可メッセージを受信した場合には、第１のデバイス１１に対して通信許可要求を送信する。かかる通信許可要求を受けた第１のデバイス１１において通信許可処理が成功した場合には、かかる通信許可認証通知が第２のデバイス２１へと送られることになる。   FIG. 5 is a time chart of another mode. First, the second device 21 uses a communication permission notification frequency band (for example, an ISM band) and waits for a communication permission message. When receiving a communication permission message from the first device 11, the second device 21 transmits a communication permission request to the first device 11. When the communication permission process is successful in the first device 11 that has received such a communication permission request, the communication permission authentication notification is sent to the second device 21.

次に第２のデバイス２１は、無線周波数チャネルの検出を行う。即ち、この無線周波数チャネルの検出は、プライマリシステム１０において使用するテレビチャネルが使用可能であるかを確認する。仮にこのテレビチャネルが使用されていない場合には実際にそのチャネルを使用して通信を行う。これに対して、テレビチャネルが使用されていた場合には、再度、使用可能なテレビチャネルの探索を続けることとなる。   Next, the second device 21 detects a radio frequency channel. That is, the detection of the radio frequency channel confirms whether or not the television channel used in the primary system 10 can be used. If this television channel is not used, communication is actually performed using that channel. On the other hand, when the television channel is used, the search for the usable television channel is continued again.

仮に第２のデバイス２１が、使用可能ないくつかの有用情報を取得している場合、認証が成功した後に、第２のデバイス２１が使用可能なテレビチャネルの探索を行うこととなる。   If the second device 21 acquires some useful information that can be used, the television channel that can be used by the second device 21 is searched after successful authentication.

図６は、図５の処理フローを示したものである。ステップＳ３１において、第２のデバイス２１は、待ち受け状態に入る。第２のデバイス２１は、この待ち受け状態において、プライマリシステム１０における第１のデバイス１１からの通信許可通知を待ち続ける。第２のデバイス２１は、かかる第１のデバイス１１からの通信許可通知を待ち続け、仮に通信許可通知を受信した場合には、ステップＳ３２へと移行する。また第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１からの通信許可通知を受信することができなかった場合、このステップＳ３１における待ち受けをそのまま継続して実行することになる。   FIG. 6 shows the processing flow of FIG. In step S31, the second device 21 enters a standby state. In this standby state, the second device 21 continues to wait for a communication permission notification from the first device 11 in the primary system 10. The second device 21 continues to wait for the communication permission notification from the first device 11, and if it receives the communication permission notification, proceeds to step S32. Further, when the second device 21 cannot receive the communication permission notification from the first device 11, the second device 21 continues to perform the standby in step S31.

ステップＳ３２に移行した場合に、第２のデバイス２１は、通信許可処理（イネーブル）を実行する。このステップＳ３２において所定時間内に通信許可処理が成功した場合、或いは他の信号が検出されなかった場合には、ステップＳ３３へと移行する。これに対して、所定時間内に通信許可処理が終了せず、或いは所定時間内において通信許可処理が失敗に終わった場合、或いは他の信号検出を確認した場合、或いは他に有効なチャネルが存在しない場合には、ステップＳ３１へと戻り、待ち受け状態に入ることとなる。   When the process proceeds to step S32, the second device 21 executes a communication permission process (enable). If the communication permission process is successful within the predetermined time in step S32, or if no other signal is detected, the process proceeds to step S33. In contrast, if the communication permission process does not end within the predetermined time, or if the communication permission process fails within the predetermined time, or if other signal detection is confirmed, or there is another valid channel If not, the process returns to step S31 to enter a standby state.

ステップＳ３３へ移行した場合には、認証されたものとして通信の開始を行うことになるが、このステップＳ３３において通信不可通知、或いは他の信号検出がなされてかつ有効なチャネルが無い場合、或いはdot11DSER有効時間内においてイネーブル信号を検出することができなかった場合た場合にはステップＳ３１へと戻ることになる。また、このステップＳ３３において、他の信号検出がなされてかつ有効なチャネルが存在する場合には、ステップＳ３２へ移行する。   When the process proceeds to step S33, the communication is started as being authenticated. However, in this step S33, when communication is disabled or other signal is detected and there is no effective channel, or dot11DSER If the enable signal cannot be detected within the valid time, the process returns to step S31. In step S33, if another signal is detected and an effective channel exists, the process proceeds to step S32.

図４の処理フローと異なる点は、使用可能なチャネルの確認作業が、ステップＳ３３のイネーブル状態のみならず、その前段階の非イネーブル状態においても実行され得る点である。   The difference from the processing flow of FIG. 4 is that the check operation of usable channels can be executed not only in the enabled state in step S33 but also in the previous non-enabled state.

また、第２のデバイス２１が、周波数帯域内において信号を検出した場合には、当該第２のデバイス２１は、イネーブル状態を維持し、他の帯域内において有効なチャネルのチェックを行う。また第２のデバイス２１は、イネーブル要求を互いに送受信し、ＳＴＡをイネーブルするための返答を行うことにより、テレビチャネルの有効性を確認する。この有効性のチェック結果は、有効なチャネルリストをアップーデートする際に使用される。   When the second device 21 detects a signal in the frequency band, the second device 21 maintains the enabled state and checks for a valid channel in the other band. In addition, the second device 21 transmits and receives enable requests to each other, and sends a reply for enabling the STA, thereby confirming the validity of the television channel. This validity check result is used when updating the valid channel list.

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば図７に示すような処理フローに基づいて実行するようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be executed based on a processing flow as shown in FIG. 7, for example.

先ずテレビチャネルにおいて第２のデバイス２１は、通信許可メッセージを待ち受ける。第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１から通信許可メッセージを受信した場合には、イネーブル処理のためのモードに切り替わる。このモードにおいて、第２のデバイス２１は、使用可能なテレビチャネルの探索を継続して行うこととなる。そして、その探索が終了した後、第２のデバイス２１は、通信許可要求を第１のデバイス１１へと送信する。仮にイネーブル処理が成功した場合には、イネーブル状態に入り、通信開始となる。   First, in the television channel, the second device 21 waits for a communication permission message. When the second device 21 receives a communication permission message from the first device 11, the second device 21 switches to a mode for enabling processing. In this mode, the second device 21 continues to search for usable television channels. Then, after the search is completed, the second device 21 transmits a communication permission request to the first device 11. If the enable process is successful, the enable state is entered and communication is started.

これに対して、図８に示すように通信許可要求を送ったが、イネーブル処理が失敗緒に終わった場合には、非イネーブル状態に入り、テレビチャネルの探索期間に移行することとなる。   On the other hand, as shown in FIG. 8, a communication permission request is sent, but when the enable process is unsuccessful, it enters a non-enable state and shifts to a TV channel search period.

また図９に示す例において、第２のデバイス２１は、テレビチャネル＃１を使用し、通信許可メッセージを待ち受ける。第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１から通信許可メッセージを受信した場合には、第１のデバイス１１に対して通信許可要求を送信する。かかる通信許可要求を受けた第１のデバイス１１において通信許可処理が成功した場合には、かかる通信許可認証通知が第２のデバイス２１へと送られることになる。   In the example shown in FIG. 9, the second device 21 uses the television channel # 1 and waits for a communication permission message. When receiving a communication permission message from the first device 11, the second device 21 transmits a communication permission request to the first device 11. When the communication permission process is successful in the first device 11 that has received such a communication permission request, the communication permission authentication notification is sent to the second device 21.

次に第２のデバイス２１は、テレビチャネル＃２において無線周波数チャネルの検出を行う。即ち、この無線周波数チャネルの検出は、プライマリシステム１０において使用するテレビチャネルが使用可能であるかを確認する。仮にこのテレビチャネルが使用されていない場合には実際にそのチャネルを使用して通信を行う。これに対して、テレビチャネルが使用されていた場合には、再度、使用可能なテレビチャネルの探索を続けることとなる。仮に第２のデバイス２１が、イネーブル成功の場合にはイネーブル状態に移行し、通信を実行することになる。これに対してイネーブル失敗の場合には、非イネーブル状態となり、使用可能なテレビチャネルの探索を継続して実行することになる。   Next, the second device 21 detects a radio frequency channel in the television channel # 2. That is, the detection of the radio frequency channel confirms whether or not the television channel used in the primary system 10 can be used. If this television channel is not used, communication is actually performed using that channel. On the other hand, when the television channel is used, the search for the usable television channel is continued again. If the second device 21 is successfully enabled, the second device 21 shifts to the enabled state and executes communication. On the other hand, if the enable fails, the state is disabled and the search for an available television channel is continued.

図１０の例では、第２のデバイス２１は、ＩＳＭ帯域において、通信許可メッセージを待ち受ける。第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１から通信許可メッセージを受信した場合には、第１のデバイス１１に対して通信許可要求を送信する。かかる通信許可要求を受けた第１のデバイス１１において通信許可処理が成功した場合には、かかる通信許可認証通知が第２のデバイス２１へと送られることになる。   In the example of FIG. 10, the second device 21 waits for a communication permission message in the ISM band. When receiving a communication permission message from the first device 11, the second device 21 transmits a communication permission request to the first device 11. When the communication permission process is successful in the first device 11 that has received such a communication permission request, the communication permission authentication notification is sent to the second device 21.

また、第２のデバイス２１は、上述したＩＳＭ帯域における処理と併行して、テレビチャネル＃２において使用可能なテレビチャネルの探索を行い、その後の処理は、上述と同様である。   The second device 21 searches for a TV channel that can be used in the TV channel # 2 in parallel with the processing in the ISM band described above, and the subsequent processing is the same as described above.

図１１の例では、第２のデバイス２１は、ＩＳＭ帯域において、テレビチャネル＃１に関する通信許可メッセージを待ち受ける。第２のデバイス２１は、第１のデバイス１１からテレビチャネル＃１に関する通信許可メッセージを受信した場合には、第１のデバイス１１に対して通信許可要求を送信する。かかる通信許可要求を受けた第１のデバイス１１において通信許可処理が成功した場合には、かかる通信許可認証通知が第２のデバイス２１へと送られることになる。   In the example of FIG. 11, the second device 21 waits for a communication permission message regarding the television channel # 1 in the ISM band. The second device 21 transmits a communication permission request to the first device 11 when receiving the communication permission message regarding the television channel # 1 from the first device 11. When the communication permission process is successful in the first device 11 that has received such a communication permission request, the communication permission authentication notification is sent to the second device 21.

また、第２のデバイス２１は、上述したＩＳＭ帯域における処理と併行して、テレビチャネル＃２において使用可能なテレビチャネルの探索を行う。そして、信号を検出できた場合には、イネーブル状態に移行する。また更に３０秒以上に亘って探索時間を増加させ、テレビチャネル＃２において使用可能なテレビチャネルの探索を行う。仮に第２のデバイス２１が、イネーブル成功の場合にはイネーブル状態に移行し、通信を実行することになる。これに対してイネーブル失敗の場合には、非イネーブル状態となり、使用可能なテレビチャネルの探索を継続して実行することになる。   Further, the second device 21 searches for a TV channel that can be used in the TV channel # 2 in parallel with the processing in the ISM band described above. When the signal can be detected, the state shifts to the enable state. Further, the search time is increased over 30 seconds to search for a TV channel that can be used in TV channel # 2. If the second device 21 is successfully enabled, the second device 21 shifts to the enabled state and executes communication. On the other hand, if the enable fails, the state is disabled and the search for an available television channel is continued.

図１２の例では、図１１の例の変形例であって、テレビチャネル＃１の探索が終わった後、サービスモニタリング期間を設ける例である。その他の細かい動作フローは図１１の例と同様であるが、係る図１２の例においても上述と同様の効果を奏することは勿論である。   The example of FIG. 12 is a modification of the example of FIG. 11, and is an example in which a service monitoring period is provided after the search for the television channel # 1 is completed. The other detailed operation flow is the same as that of the example of FIG. 11, but it is needless to say that the example of FIG.

１ コグニティブ無線通信システム
１０ プライマリシステム
１１ 第１のデバイス
１２ 基地局
２０ セカンダリシステム
２１ 第２のデバイス

1 Cognitive Radio Communication System 10 Primary System 11 First Device 12 Base Station 20 Secondary System 21 Second Device

Claims (4)

プライマリシステムを構成するとともに、位置情報を取得する位置情報取得手段及び／又はチャネル情報が記録されたデータベースから上記チャネル情報を取得するためのチャネル情報取得手段を有する第１のデバイスと、
セカンダリシステムを構成するとともに、上記位置情報取得手段及び上記チャネル情報取得手段を有しない第２のデバイスとを備え、
上記第２のデバイスは、
上記第１のデバイスから送信されてくる通信開始メッセージを検出した場合には、通信開始処理を実行する通信開始処理ステップと、
所定期間内において通信開始処理が成功した場合には、無線周波数チャネルの検出を行う周波数検出ステップと、
上記周波数検出ステップにおいて所定の無線周波数チャネルが検出されなかった場合には、上記第１のデバイスとの間で、信号レベルを低くしつつ通信を行うことにより、上記第１のデバイスから上記位置情報及び／又は上記チャネル情報を取得するアンダーレイ通信ステップと、
上記アンダーレイ通信ステップにおいて上記第１のデバイスから通信許可通知を受信した場合には、上記信号レベルを高くしつつ、上記第１のデバイスによる制御の下で他のデバイスとの間で通信を行うオーバーレイ通信ステップとを有し、
上記オーバーレイ通信ステップにおいて上記第１のデバイスから通信不可通知を受信した場合には、上記アンダーレイ通信ステップに移行し、
上記アンダーレイ通信ステップ又は上記オーバーレイ通信ステップにおいて、上記第１のデバイスから通信終了メッセージを受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、上記通信開始処理ステップへ移行すること
を実行することを特徴とするコグニティブ無線通信システム。 A first device that constitutes a primary system and has channel information acquisition means for acquiring position information acquisition means for acquiring position information and / or channel information acquisition means from a database in which channel information is recorded;
A secondary system and a second device that does not include the position information acquisition unit and the channel information acquisition unit;
The second device is
If a communication start message transmitted from the first device is detected, a communication start processing step for executing communication start processing;
When the communication start process is successful within a predetermined period, a frequency detection step for detecting a radio frequency channel;
When the predetermined radio frequency channel is not detected in the frequency detection step, the position information is transmitted from the first device by performing communication with the first device while reducing the signal level. And / or underlay communication step for obtaining the channel information;
When a communication permission notification is received from the first device in the underlay communication step, communication is performed with another device under the control of the first device while increasing the signal level. An overlay communication step,
If a communication failure notification is received from the first device in the overlay communication step, the process proceeds to the underlay communication step.
In the underlay communication step or the overlay communication step, when a communication end message is received from the first device or when a communication signal is detected by the first device, the process proceeds to the communication start processing step. The cognitive radio communication system characterized by performing the above. プライマリシステムを構成するとともに、位置情報を取得する位置情報取得手段及び／又はチャネル情報が記録されたデータベースから上記チャネル情報を取得するためのチャネル情報取得手段を有する第１のデバイスと、
セカンダリシステムを構成するとともに、上記位置情報取得手段及び上記チャネル情報取得手段を有しない第２のデバイスとを備え、
上記第２のデバイスは、
上記第１のデバイスから送信されてくる通信許可通知を検出した場合には、通信開始処理を実行する通信開始処理ステップと、
所定期間内において通信開始処理が成功した場合には、無線周波数チャネルの検出を行う周波数検出ステップと、
上記周波数検出ステップにおいて所定の無線周波数チャネルが検出されなかった場合には、上記第１のデバイスとともに通信を開始する通信ステップとを有し、
上記通信ステップにおいて、上記第１のデバイスから通信不可通知を受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、上記通信開始処理ステップへ移行すること
を実行することを特徴とするコグニティブ無線通信システム。 A first device that constitutes a primary system and has channel information acquisition means for acquiring position information acquisition means for acquiring position information and / or channel information acquisition means from a database in which channel information is recorded;
A secondary system and a second device that does not include the position information acquisition unit and the channel information acquisition unit;
The second device is
A communication start processing step for executing a communication start process when a communication permission notification transmitted from the first device is detected;
When the communication start process is successful within a predetermined period, a frequency detection step for detecting a radio frequency channel;
A communication step for starting communication with the first device when a predetermined radio frequency channel is not detected in the frequency detection step;
In the communication step, when a communication failure notification is received from the first device, or when a communication signal from the first device is detected, the process proceeds to the communication start processing step. A cognitive radio communication system. プライマリシステムを構成するとともに、位置情報を取得し、及び／又はチャネル情報が記録されたデータベースから上記チャネル情報を取得する第１のデバイスと、セカンダリシステムを構成するとともに上記位置情報の取得及び上記チャネル情報の取得を行わない第２のデバイスとを有する無線通信システムにおけるコグニティブ無線通信方法において、
上記第２のデバイスにより、
上記第１のデバイスから送信されてくる通信開始メッセージを検出した場合には、通信開始処理を実行する通信開始処理ステップと、
所定期間内において通信開始処理が成功した場合には、無線周波数チャネルの検出を行う周波数検出ステップと、
上記周波数検出ステップにおいて所定の無線周波数チャネルが検出されなかった場合には、上記第１のデバイスとの間で、信号レベルを低くしつつ通信を行うことにより、上記第１のデバイスから上記位置情報及び／又は上記チャネル情報を取得するアンダーレイ通信ステップと、
上記アンダーレイ通信ステップにおいて上記第１のデバイスから通信許可通知を受信した場合には、上記信号レベルを高くしつつ上記第１のデバイスによる制御の下で他のデバイスとの間で通信を行うオーバーレイ通信ステップとを順に実行し、
上記オーバーレイ通信ステップにおいて上記第１のデバイスから通信不可通知を受信した場合には、上記アンダーレイ通信ステップに移行し、
上記アンダーレイ通信ステップ又は上記オーバーレイ通信ステップにおいて、上記第１のデバイスから通信終了メッセージを受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、上記通信開始処理ステップへ移行すること
を特徴とするコグニティブ無線通信方法。 A first device that constitutes a primary system, obtains position information and / or obtains the channel information from a database in which channel information is recorded, and constitutes a secondary system and obtains the position information and the channel In a cognitive radio communication method in a radio communication system having a second device that does not acquire information,
With the second device,
If a communication start message transmitted from the first device is detected, a communication start processing step for executing communication start processing;
When the communication start process is successful within a predetermined period, a frequency detection step for detecting a radio frequency channel;
When the predetermined radio frequency channel is not detected in the frequency detection step, the position information is transmitted from the first device by performing communication with the first device while reducing the signal level. And / or underlay communication step for obtaining the channel information;
When a communication permission notification is received from the first device in the underlay communication step, an overlay for communicating with other devices under the control of the first device while increasing the signal level The communication steps are executed in order,
If a communication failure notification is received from the first device in the overlay communication step, the process proceeds to the underlay communication step.
In the underlay communication step or the overlay communication step, when a communication end message is received from the first device or when a communication signal is detected by the first device, the process proceeds to the communication start processing step. A cognitive radio communication method characterized by the above. プライマリシステムを構成するとともに、位置情報を取得し、及び／又はチャネル情報が記録されたデータベースから上記チャネル情報を取得する第１のデバイスと、セカンダリシステムを構成するとともに上記位置情報の取得及び上記チャネル情報の取得を行わない第２のデバイスとを有する無線通信システムにおけるコグニティブ無線通信方法において、
上記第２のデバイスにより、
上記第１のデバイスから送信されてくる通信許可通知を検出した場合には、通信開始処理を実行する通信開始処理ステップと、
所定期間内において通信開始処理が成功した場合には、無線周波数チャネルの検出を行う周波数検出ステップと、
上記周波数検出ステップにおいて所定の無線周波数チャネルが検出されなかった場合には、上記第１のデバイスとともに通信を開始する通信ステップとを順に実行し、
上記通信ステップにおいて、上記第１のデバイスから通信不可通知を受信した場合、又は上記第１のデバイスによる通信信号を検出した場合には、上記通信開始処理ステップへ移行すること
を特徴とするコグニティブ無線通信方法。 A first device that constitutes a primary system, obtains position information and / or obtains the channel information from a database in which channel information is recorded, and constitutes a secondary system and obtains the position information and the channel In a cognitive radio communication method in a radio communication system having a second device that does not acquire information,
With the second device,
A communication start processing step for executing a communication start process when a communication permission notification transmitted from the first device is detected;
When the communication start process is successful within a predetermined period, a frequency detection step for detecting a radio frequency channel;
When a predetermined radio frequency channel is not detected in the frequency detection step, a communication step for starting communication with the first device is sequentially executed,
In the communication step, when a communication failure notification is received from the first device, or when a communication signal from the first device is detected, the process proceeds to the communication start processing step. Communication method.
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