JP2012505589A - 特徴検出を用いて衝突を検出する認知無線通信端末及び認知無線通信方法 - Google Patents

Abstract

認知無線通信端末は、衝突検出周期内の第１時点で割り当てられた静的タイムスロットによりデータを分割し、分割されたデータの少なくとも一部を受信側に送信する送信処理部と、第１時点の静的タイムスロットの間に受信側とのチャネルで他の端末のエネルギー及び特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断する検出部と、を備え、検出部の判断に基づき他の端末のエネルギー及び特徴情報がどちらも検出されない場合、送信処理部は、分割された残りのデータを送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、認知無線通信システムに関し。より詳細には、認知無線通信端末及び認知無線通信方法に関する。

限定された周波数資源を効率的に使用することのできる技術に関する様々な研究が活発に進められている。その中でも最も注目を浴びている技術の１つが認知無線（Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ Ｒａｄｉｏ：ＣＲ）技術である。

近年、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）などのような免許不要な機器（ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）の使用が増加しており、このような時代的な傾向によって免許不要な機器が使用できる周波数帯域及びシステム標準の数も大きく増加している。

免許不要な機器は、中央で無線資源を管理して用いる集中的（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ）方式のセルラー通信とは異なり、端末自身が自ら無線資源に接続して通信する分散（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）方式の通信プロトコルが適用される。

このような分散方式の通信プロトコルは、実現が容易であり複雑度が小さいという長所があるにも拘らず、ネットワーク内の端末数が増加する場合に無線資源を使おうとする端末間の競争（衝突、ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）が深刻化することで、その効率が著しく落ちてしまうという問題がある。従って、日々増加している免許不要な機器に対する時代的な流れを反映して、免許不要な機器がネットワーク上で効率的に通信することのできる新たな技術が切実に求められている。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、無線資源をより効率的に用いることができる認知無線通信端末及び認知無線通信方法を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による認知無線通信端末は、衝突検出周期内の第１時点で割り当てられた静的タイムスロットによりデータを分割し、該分割されたデータの少なくとも一部を受信側に送信する送信処理部と、前記第１時点の静的タイムスロットの間に前記受信側とのチャネルで他の端末のエネルギー及び特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断する検出部と、を備え、前記検出部の判断に基づき前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報がどちらも検出されない場合、前記送信処理部は、前記分割された残りのデータを送信する。

前記検出部の判断に基づき前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギーのみが検出された場合、前記送信処理部は、前記特徴情報を前記衝突検出周期の間に前記受信側に送信し、前記衝突検出周期の後に前記受信側とのチャネルを占有して前記分割された残りのデータを送信してもよい。
前記検出部の判断に基づき前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報の両方が検出された場合、前記送信処理部は、前記分割されたデータの送信を中断してもよい。
前記他の端末は、前記衝突検出周期内の第２時点で割り当てられた静的タイムスロットで前記特徴情報を検出し、前記特徴情報の検出に対応してデータの送信を中断してもよい。
前記第１時点は、前記第２時点よりも時間的に先行する。
前記検出部は、前記第１時点の静的タイムスロットでエネルギー検出方式又は特徴検出方式を用いて前記受信側とのチャネルで前記エネルギー及び前記特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断してもよい。
前記特徴検出方式は、前記受信側とのチャネルでプリアンブル、パイロット、シグネチャー、及びサイクリックプリフィックスのうちの少なくとも１つの特徴情報が検出されたか否かによって行われてもよい。
前記送信処理部は、前記分割された残りのデータを次回衝突検出周期内の第３時点で割り当てられた静的タイムスロットにより分割し、前記検出部は、前記第３時点の静的タイムスロットで前記受信側とのチャネルに前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断し、前記第３時点における前記判断に基づき前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報がどちらも検出されない場合、前記送信処理部は、前記第３時点で前記分割された残りのデータを送信してもよい。
前記第３時点における前記判断の結果に基づき前記他の端末のエネルギーのみが検出された場合、前記送信処理部は、前記特徴情報を前記次回衝突検出周期で前記受信側とのチャネルに送信し、前記次回衝突検出周期の後に前記受信側とのチャネルを占有して前記残りのデータを送信してもよい。
前記第３時点における前記判断の結果に基づき前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報の両方が検出された場合、前記送信処理部は、前記分割されたデータの送信を中断してもよい。
前記他の端末は、前記次回衝突検出周期内の第４時点で割り当てられた静的タイムスロットで前記特徴情報を検出し、前記特徴情報の検出に対応してデータの送信を中断し、前記第３時点は、前記第４時点よりも時間的に先行する。
前記衝突検出周期は前記静的タイムスロットの大きさに該当する複数のタイムスロットに区分され、前記複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つは、優先順位を反映して特定端末に対する静的タイムスロットとして該特定端末に割り当てられてもよい。
前記優先順位はチャネルサービスに対応し、前記複数のタイムスロットのうちの時間的に最優先のタイムスロットは、サービス品質（ＱＯＳ）が最優先で保証されなければならない前記特定端末に割り当てられてもよい。
本発明による認知無線通信端末は、前記分割されたデータの受信が完了した場合、前記受信側からＡＣＫ信号を受信する受信部を更に備えてもよい。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による認知無線通信端末のための認知無線通信方法は、データを送信するステップと、衝突検出周期内の第１時点で前記データの送信を中断し、受信側とのチャネルで他の端末のエネルギー及び特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断するステップと、前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギー又は前記特徴情報が検出されない場合に前記データの送信を再開するステップと、を有する。

本発明による認知無線通信方法は、前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギーのみが検出された場合、前記特徴情報を前記衝突検出周期で前記受信側とのチャネルに送信するステップと、前記衝突検出周期の後に前記受信側とのチャネルを占有して前記残りのデータを送信するステップと、を更に含んでもよい。
本発明による認知無線通信方法は、前記判断の結果に基づき前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報が検出された場合に前記データの送信を中断するステップを更に含んでもよい。
本発明による認知無線通信方法は、前記データの送信が完了した場合に前記受信側からＡＣＫ信号を受信するステップを更に含んでもよい。

本発明によれば、チャネルで発生する端末間の衝突を未然に防止することによって、ネットワークに端末が増加する場合でも無線資源をより効率的に用いることができる。
また、端末の特性に応じて無線資源の割当順位を適用することによって、特定端末のサービス品質（ＱＯＳ）を保証することができる。
更に、既存の方式と互換されるので、安価な費用で実現することができる。

本発明の一実施形態による認知無線通信方法を説明するための端末のタイミング図である。 本発明の一実施形態による認知無線通信端末が衝突検出周期の間に行う衝突検出を説明する図である。 本発明の一実施形態による認知無線通信端末を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態による認知無線通信端末が複数の衝突検出周期の間に行う衝突検出を説明する図である。 本発明の一実施形態による優先順位が適用された認知無線通信端末が行う衝突検出を説明する図である。 本発明の一実施形態による優先順位のタイムスロットが割り当てられた衝突検出周期を説明する図である。 本発明の一実施形態による優先順位のタイムスロットが割り当てられた複数の衝突検出周期を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。

以下に開示する認知無線通信端末とは、端末自身が自ら無線資源に接続して通信する分散（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）方式のネットワーク上で作動する端末を総称する概念として解釈され得る。

図１は、本発明の一実施形態による認知無線通信方法を説明するための端末のタイミング図である。

本実施形態による送信側の認知無線通信端末１１０は、データを送信しようとするチャネルが使用可能であるかを監視（ｓｅｎｓｉｎｇ）し、使用可能になると、ランダムバックオフ（ｒａｎｄｏｍ ｂａｃｋｏｆｆ）などによる遅延後にチャネルに接続してデータ送信を開始する。このような認知無線通信端末１１０が初期にチャネルに接続するための過程は、従来のＣＳＭＡ／ＣＡと同一であり、従って、本実施形態による認知無線通信端末１１０はＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮのシステムと互換される。

図１を参照すると、このような初期データの送信は、所定の衝突検出周期（ＣＤ周期、ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ）の間に一部が行われ、衝突検出周期の任意の時点でランダムに割り当てられる静的タイムスロット１１１（ｑｕｉｅｔ ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ）の間に一時的に中断され、送信側の認知無線通信端末１１０はチャネルの衝突検出を行う。

例えば、送信側の認知無線通信端末１１０は、衝突検出周期の間にデータの一部を送信し、ランダムに割り当てられる静的タイムスロット１１１の間にデータの送信を一時中断し、他の端末１３０との衝突検出を行う。他の端末１３０の衝突が検出されない場合、送信側の認知無線通信端末１１０は、衝突検出周期が終了した後に中断された残りのデータ送信を再開する。また、データを全て受信した受信側の認知無線通信端末１２０は、データの受信完了を知らせるために「Ａｃｋ」信号を送信側の認知無線通信端末１１０に送信する。

送信側の認知無線通信端末１１０は、チャネルのエネルギー検出（ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）又は特徴情報の検出（ｆｅａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を用いて衝突検出を行う。

特徴情報の検出は、予め設定されたプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、パイロット（ｐｉｌｏｔ）、シグネチャー（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）、及びサイクリックプリフィックス（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）のうちの少なくとも１つに関連する情報の検出を含む。

例えば、図１に示すように、チャネルにエネルギーと特徴情報がどちらも検出されない場合、チャネルを使おうとする他の端末１３０がない状態であり、この様な場合、受信側の認知無線通信端末１２０は、衝突検出周期の後にチャネルを占有して送信が一時中断されたデータの送信を再開する。

他の例として、チャネルにエネルギー又は特徴情報が検出された場合、チャネルを使おうとする他の端末１３０が存在して衝突が予想される状態である。これは図２によって具体的に説明する。

図２は、本発明の一実施形態による認知無線通信端末が衝突検出周期の間に行う衝突検出を説明する図である。

送信側の認知無線通信端末２１０は、所定の衝突検出周期の間にデータの一部を送信し、衝突検出周期の任意の時点でランダムに割り当てられる静的タイムスロット２１１の間にデータの送信を一時中断し、他の端末２３０との衝突の有無を検出する。このとき、静的タイムスロット２１１で、他の端末２３０は該当チャネルを用いてデータを送信し、送信側の認知無線通信端末２１０はチャネルに送信中である他の端末２３０のデータによるエネルギーを検出する。

静的タイムスロットは、複数のタイムスロットのうち、エネルギー又は特徴情報を検出するために端末毎にランダムに割り当てられる期間であり、複数のタイムスロットは、プリアンブルを除いた残りのうちの衝突検出周期を均等に分割することにより割り当てられてもよい。このような静的タイムスロットでチャネルにエネルギーが検出されると、送信側の認知無線通信端末２１０は該当チャネルにおいて衝突の発生を認知する。

例えば、送信側の認知無線通信端末２１０は、衝突検出周期内の２１１の間にチャネルで他の端末２３０が送信中であるエネルギーを検出する。また、図２に示すように、送信側の認知無線通信端末２１０は、他の端末２３０が特徴情報を送信しないため、エネルギーのみを検出する。このとき、検出されたエネルギーが閾値以下である場合、送信側の認知無線通信端末２１０は検出されたエネルギーを無視してもよい。

送信側の認知無線通信端末２１０が静的タイムスロット２１１の間に該当チャネルで閾値以上のエネルギーのみを検出した場合、送信側の認知無線通信端末２１０は、該当チャネルに衝突が発生したものと判断し、衝突を引き起こした端末の中から自身が最初に衝突を検出した端末としてチャネルを予約してもよい。

特徴検出について、特徴情報は、予め設定されたプリアンブル、パイロット、シグネチャー、及びサイクリックプリフィックスのうちの少なくとも１つに関連する情報を含んでもよい。送信側の認知無線通信端末２１０は、衝突検出周期の間のみ特徴情報を送出してもよい。

衝突検出周期が終了する時点、又はこの時点から一定時間（ｂａｃｋｏｆｆ ｔｉｍｅ）の分だけ遅延後、送信側の認知無線通信端末２１０はチャネルを占有してデータの送信を終了する。

他の端末２３０の静的タイムスロット２３１は、送信側の認知無線通信端末２１０の静的タイムスロット２１１の後に割り当てられる。

このとき、他の端末２３０は、静的タイムスロット２３１の間に、送信側の認知無線通信端末２１０のデータによって、閾値以上のエネルギーを検出し、チャネルに衝突が発生したことを認知する。これと共に、他の端末２３０は、送信側の認知無線通信端末２１０が送出する特徴情報も検出する。例えば、他の端末２３０は、静的タイムスロット２３１の間に、チャネルでエネルギー及び特徴情報の両方を検出する。

チャネルでエネルギー及び特徴情報の両方が検出されることによって、他の端末２３０は、チャネルに衝突が発生し、また該当チャネルで最初に衝突検出を行った端末があると判断する。これにより、他の端末２３０はデータの送信を中断することによって、最初に衝突検出を行った端末に無線資源を譲る。

反対に、ランダムに割り当てられる静的タイムスロットは、送信側の認知無線通信端末２１０に割り当てられる静的タイムスロット２１１よりも他の端末２３０に先に割り当てられてもよい。この場合、他の端末２３０はエネルギーのみを検出して特徴情報を送信し、送信側の認知無線通信端末２１０はエネルギーと特徴情報の両方を検出することになる。この検出の後、送信側の認知無線通信端末２１０はデータの送信を中断し、他の端末２３０が無線資源を占有するように譲る。

加えて、受信側の認知無線通信端末２２０は、データの受信完了を知らせるために「Ａｃｋ」信号を送信側の認知無線通信端末２１０に送信する。

上述したように、本発明による認知無線通信端末は、ネットワークに端末が増加する場合でも、チャネルで発生する端末間の衝突を未然に防止することによって、チャネルをより効率的に用いることができる。また、認知無線通信方法は、最初のチャネルの接続及び受信側端末に従来の分散方式を適用することで従来の端末と多くの部分を互換することが可能になる。

図３は、本発明の一実施形態による認知無線通信端末を説明するためのブロック図である。

本実施形態による認知無線通信端末は、検出部３１０及び送信処理部３２０を備える。検出部３１０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を受信するＲＦモジュール３１１、受信したＲＦ信号のエネルギーを検出するＥＤ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）モジュール３１２、受信したアナログのＲＦ信号をデジタルに変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）モジュール３１３、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）モジュール３１３からデジタル出力の特徴情報を検出するＦＤ（Ｆｅａｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）モジュール３１４、及び信号処理のために信号を加工するＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）モジュール３１５を備える。

送信処理部３２０は、検出部３１０のＥＤモジュール３１２又はＦＤモジュール３１４から受信する制御情報を基底帯域処理してチャネルの占有又は非占有を決定するためのＭＡＣプロセスモジュール３２１及びベースバンドプロセスモジュール３２２を備える。更に、送信処理部３２０は、一般的なデータの送信に必要なＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）モジュール３２３、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）モジュール３２４、及びＲＦモジュール３２５を更に備える。

検出部３１０は、チャネルのエネルギー又は特徴情報の有無を検出して他の端末との衝突の可能性を判断する。

例えば、検出部３１０は、チャネルにエネルギーと特徴情報のどちらも検出しなかった第１の場合、エネルギーと特徴情報の両方を検出した第２の場合、エネルギーのみを検出した第３の場合、及び特徴情報のみが検出される第４の場合を判断してもよい。しかし、特徴情報のみが検出される場合もまれに発生することがあるが、特徴情報のみが検出される場合、チャネルを使おうとする端末がデータを送信しない状況であるためその場合を考慮する必要がない。

第１の場合、送信処理部３２０は、現在のチャネルにデータを送信しようと待機中である端末がないと判断し、その後に無線資源を占有して前に中断したデータの送信を再開するように処理する。

第２の場合、送信処理部３２０は、チャネルを占有することを先に通知した（ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ）端末があることを認知し、データの送信を一切中断する。

第３の場合、送信処理部３２０は、エネルギーが検出されたためにチャネルに衝突が発生したことを認知するものの、自身が最初にチャネルの衝突検出を行ったと判断し、特徴情報を送出して他の端末がチャネルを使用することを放棄するように通知する。ここで、送信処理部３２０は、衝突検出周期の後、チャネルを占有し、分割された残りのデータを送信する。これによって、認知無線通信端末は、特徴情報に基づきチャネルで発生する端末間の衝突を防止することができる。

図４は、本発明の一実施形態による認知無線通信端末が複数の衝突検出周期の間に行う衝突検出を説明する図である。

１回の衝突検出周期中に衝突検出を行う場合、ランダムに割り当てられる静的タイムスロットは、２つの端末に同時に割り当てられることがある。この場合、２つの端末はそれぞれ現チャネルが空いていると判断することがある。

これを防止するため、衝突検出周期を２回に決め、各衝突検出周期中にそれぞれランダムに割り当てられる静的タイムスロットで衝突検出の有無を行い、静的タイムスロットの重複によって発生し得る問題点を防止することができる。また、ネットワークの信頼度に基づいて衝突検出周期の反復回数を決定してもよい。

例えば、図４を参照すると、送信側の認知無線通信端末４１０は、第１衝突検出周周期の間にデータの一部を送信し、第１衝突検出周期の間に任意の時点でランダムに割り当てられる静的タイムスロット４１１の間にデータの送信を一時中断し、他の端末４３０との一次衝突検出を行う。

もし、エネルギー及び特徴情報がどちらも検出されない場合、送信側の認知無線通信端末４１０は、第１衝突検出周期に続く第２衝突検出周期の任意の時点までデータの送信を再び開始する。第２衝突検出周期の任意の時点は、第１衝突検出周期のようにランダムに決定され、第２衝突検出周期の任意の時点で衝突検出のための静的タイムスロット４１２が割り当てられる。

次に、送信側の認知無線通信端末４１０は、静的タイムスロット４１２の間に、再開されたデータの送信を再び一時中断し、他の端末４３０との２次衝突検出を行う。

このとき、送信側の認知無線通信端末４１０は、チャネルで他の端末４３０との衝突の可能性を認知する。例えば、２つの端末がそれぞれランダムに選択する２回の静的タイムスロットの２つの時点が正確に一致する場合（即ち、４１１と４３１、及び４１２と４３２が同時に一致する場合）は極めて珍しいため、送信側の認知無線通信端末４１０は１次検出において見落とした衝突を２次検出では認知することができる。

送信側の認知無線通信端末４１０は、２次検出時点である静的タイムスロット４１２で、他の端末４３０のエネルギーを検出してチャネルに衝突が発生したことを認知する。また、送信側の認知無線通信端末４１０は、静的タイムスロット４１２でエネルギーのみが検出されたため、第２衝突検出周期で自身が最初に衝突検出を行ったことが分かる。衝突検出を最初に行った送信側の認知無線通信端末４１０は、第２衝突検出周期の間に特徴情報を送信して他の端末４３０がチャネルを占有することを防止する。

その後、第２衝突検出周期が終了すると、送信側の認知無線通信端末４１０は送信を中断した残りのデータを全て受信側に送信する。

他の端末４３０の立場からみると、第１衝突検出周期の間に静的タイムスロット４１１と同一の時点で静的タイムスロット４３１が選択されたとしても、２次衝突検出周期の間に静的タイムスロット４１２とは異なる時点で静的タイムスロット４３２が選択される。このとき、他の端末４３０は、送信側の認知無線通信端末４１０が送信する特徴情報によって、エネルギー及び特徴情報の両方を検出する。また、エネルギー及び特徴情報の両方が検出されると、他の端末４３０は、データの送信を一切中断し、次回にデータの送信を初めから再び開始する。

送信側の認知無線通信端末４１０のシステム的な観点からみると、送信処理部で分割された残りのデータを２次衝突検出周期内の任意の時点で割り当てられた静的タイムスロット４１２により分割し、検出部において静的タイムスロット４１２で受信側とのチャネルに他の端末４３０のエネルギー又は特徴情報が検出されたか否かを判断する。

エネルギー及び特徴情報がどちらも検出されなかった第１の場合、送信処理部は、第２衝突検出周期が終了した後に残りのデータを送信する。また、エネルギー及び特徴情報の両方が検出された第２の場合、送信処理部は、特徴情報を第２衝突検出周期で受信側とのチャネルに送信し、第２衝突検出周期の後にチャネルを占有して残りのデータを送信する。このとき、他の端末４３０は、第２衝突検出周期内でランダムに選択された静的タイムスロットの間に、送信処理部の特徴情報を検出してデータの送信を中断する。

最後に、特徴情報が検出された第３の場合には、送信処理部はデータの送信を中断する。

図５は、本発明の一実施形態による優先順位が適用された認知無線通信端末が行う衝突検出を説明する図である。

図５を参照すると、本実施形態による特定認知無線通信端末は、他の端末よりも優先して静的タイムスロットが割り当てられ、静的タイムスロットの間に、他の端末よりも先に衝突検出を行ってチャネルを占有してもよい。例えば、特定の認知無線通信端末は、ＱＯＳが最優先で保証されなければならない分野に適用することができる。

例えば、衝突検出周期の間に端末毎にランダムに割り当てられる静的タイムスロットは、エネルギー検出時間及び特徴情報検出時間が反映された複数のタイムスロットに区分され、複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つは、優先順位を反映して特定端末の静的タイムスロットとして割り当てられる。これは図６を参照して具体的に説明する。

図６は、本発明の一実施形態による優先順位のタイムスロットが割り当てられた衝突検出周期を説明する図である。

図６に示すように、衝突検出周期（ＣＤ周期）６００は、図面符号６０１、６０２、６０３、及び６０４で識別される均等分割されたタイムスロットを含む。

衝突検出周期（ＣＤ周期）６００内において、図面符号６０１はフレーム同期のためのプリアンブル領域（Ｐ）、図面符号６０２は最優先順位を有する静的タイムスロット領域ＤＱＴ（１）（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｑｕｉｅｔ Ｔｉｍｅ１）、図面符号６０３は２番目の優先順位を有する静的タイムスロット領域ＤＱＴ（２）（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｑｕｉｅｔ Ｔｉｍｅ２）に区分される。また、衝突検出周期（ＣＤ周期）６００は、ネットワーク内の一般的な端末にランダムに割り当てられるタイムスロット（ＣＤ Ｓｌｏｔｓ）６０４を更に含む。即ち、衝突検出を行うための静的タイムスロットはそれぞれ優先順位を有し、端末の特性に応じて異なるように割り当てられてもよい。

例えば、チャネルサービス品質（ＱＯＳ）が最優先的で保証されなければならない特定端末は、プリアンブルスロット６０１を除いた静的タイムスロットのうちの時間的に最優先のタイムスロットのＤＱＴ（１）６０２が固定的に割り当てられ、ＤＱＴ（１）６０２でチャネルの衝突検出を行う。即ち、ＤＱＴ（１）６０２で衝突検出を行う特定端末は、他の端末よりも優先的に無線資源を占有することができる。

同様に、ＤＱＴ（２）６０３が割り当てられる端末は、ＤＱＴ（１）６０２が割り当てられる端末よりも次の順位でチャネルを占有してもよい。

図７は、本発明の一実施形態による優先順位のタイムスロットが割り当てられた複数の衝突検出周期を説明する図である。

図７に示す第１衝突検出周期７００は、図６に示す衝突検出周期６００に対応する。即ち、端末は、第１衝突検出周期７００の間のプリアンブルスロット７０１を除いた残りの静的タイムスロットのうちの特定タイムスロットでチャネル衝突を検出する。図６を参照して上述したように、最優先順位を有する第１端末は、ＤＱＴ（１）７０２の静的タイムスロットが固定的に割り当てられ、該当時間の他の端末よりも優先してチャネルの衝突検出が行われる。同様に、ＤＱＴ（２）７０３の静的タイムスロットが割り当てられる第２端末は、第１端末を除いた他の端末よりも優先してチャネルの衝突検出が行われる。

固定的に割り当てられるＤＱＴ（１）７０２及びＤＱＴ（２）７０３を除いた複数の静的タイムスロット７０４、７１１は、優先順位が比較的に低い第３端末に割り当てられてもよい。例えば、第３端末は、第１衝突検出周期７００の間の静的タイムスロット７０４のうちの１つが割り当てられて該当時間の間に衝突検出を行ない、第２衝突検出周期７１０の間の静的タイムスロット７１１のうちの１つが割り当てられ、該当時間の間に衝突検出を行なってもよい。このとき、第２衝突検出周期７１０よりも時間的に先行する第１衝突検出周期７００の間にだけ優先順位が反映された静的タイムスロットＤＱＴ（１）、ＤＱＴ（２）が割り当てられ得る。

本発明による認知無線通信方法は、チャネルで発生する端末間の衝突を未然に防止することによって、ネットワークに端末が増加する場合でも無線資源をより効率的に用いることができる。それだけではなく、端末の特性に応じて無線資源の割当順序を適用することによって、特定端末のサービス品質（ＱＯＳ）を保証することができ、既存の方式と互換されることによって安価な費用で実現することができる。

上述した認知無線通信方法は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行することができるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などの単独又は組み合わせたものを含んでもよい。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、光ディスクのような光磁気媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コード（ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｄｅ）だけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コード（ｈｉｇｈｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｄｅ）を含む。上述したハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェア階層で作動するように構成されてもよい。

上述したように本発明の実施形態を図面を参照しながら説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。従って、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されて定められるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。

１１０、２１０、４１０、５１０ ＴＸ（送信側の認知無線通信端末）
１１１、４１１、４３１ 静的タイムスロット（エネルギー：× 特徴：×）
１２０、２２０、４２０、５２０ ＲＸ（受信側の認知無線通信端末）
１３０、２３０、４３０、５３０ 他の端末
２１１、４１２、５１２ 静的タイムスロット（エネルギー：○ 特徴：×）
２３１、４３２、５３１ 静的タイムスロット（エネルギー：○ 特徴：○）
３１０ 検出部
３１１、３２５ ＲＦ
３１２ ＥＤ
３１３ ＡＤＣ
３１４ ＦＤ
３１５ ＦＦＴ
３２０ 送信処理部
３２１ ＭＡＣプロセス
３２２ ベースバンドプロセス
３２３ ＩＦＦＴ
３２４ ＤＡＣ
５１１、６０１、７０１ Ｐ（プリアンブル領域）
６００ ＣＤ周期
６０２、７０２ ＤＱＴ１
６０３、７０３ ＤＱＴ２
６０４、７０４、７１１ ＣＤスロット
７００ 第１ＣＤ周期
７１０ 第２ＣＤ周期

Claims (19)

1. 衝突検出周期内の第１時点で割り当てられた静的タイムスロットによりデータを分割し、該分割されたデータの少なくとも一部を受信側に送信する送信処理部と、
   前記第１時点の静的タイムスロットの間に前記受信側とのチャネルで他の端末のエネルギー及び特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断する検出部と、を備え、
   前記検出部の判断に基づき前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報がどちらも検出されない場合、前記送信処理部は、前記分割された残りのデータを送信することを特徴とする認知無線通信端末。
2. 前記検出部の判断に基づき前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギーのみが検出された場合、前記送信処理部は、前記特徴情報を前記衝突検出周期の間に前記受信側に送信し、前記衝突検出周期の後に前記受信側とのチャネルを占有して前記分割された残りのデータを送信することを特徴とする請求項１に記載の認知無線通信端末。
3. 前記検出部の判断に基づき前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報の両方が検出された場合、前記送信処理部は、前記分割されたデータの送信を中断することを特徴とする請求項１に記載の認知無線通信端末。
4. 前記他の端末は、前記衝突検出周期内の第２時点で割り当てられた静的タイムスロットで前記特徴情報を検出し、前記特徴情報の検出に対応してデータの送信を中断することを特徴とする請求項２に記載の認知無線通信端末。
5. 前記第１時点は、前記第２時点よりも時間的に先行することを特徴とする請求項４に記載の認知無線通信端末。
6. 前記検出部は、前記第１時点の静的タイムスロットでエネルギー検出方式又は特徴検出方式を用いて前記受信側とのチャネルで前記エネルギー及び前記特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の認知無線通信端末。
7. 前記特徴検出方式は、前記受信側とのチャネルでプリアンブル、パイロット、シグネチャー、及びサイクリックプリフィックスのうちの少なくとも１つの特徴情報が検出されたか否かによって行われることを特徴とする請求項６に記載の認知無線通信端末。
8. 前記送信処理部は、前記分割された残りのデータを次回衝突検出周期内の第３時点で割り当てられた静的タイムスロットにより分割し、
   前記検出部は、前記第３時点の静的タイムスロットで前記受信側とのチャネルに前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断し、
   前記第３時点における前記判断に基づき前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報がどちらも検出されない場合、前記送信処理部は、前記第３時点で前記分割された残りのデータを送信することを特徴とする請求項１に記載の認知無線通信端末。
9. 前記第３時点における前記判断の結果に基づき前記他の端末のエネルギーのみが検出された場合、前記送信処理部は、前記特徴情報を前記次回衝突検出周期で前記受信側とのチャネルに送信し、前記次回衝突検出周期の後に前記受信側とのチャネルを占有して前記残りのデータを送信することを特徴とする請求項８に記載の認知無線通信端末。
10. 前記第３時点における前記判断の結果に基づき前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報の両方が検出された場合、前記送信処理部は、前記分割されたデータの送信を中断することを特徴とする請求項８に記載の認知無線通信端末。
11. 前記他の端末は、前記次回衝突検出周期内の第４時点で割り当てられた静的タイムスロットで前記特徴情報を検出し、前記特徴情報の検出に対応してデータの送信を中断し、前記第３時点は、前記第４時点よりも時間的に先行することを特徴とする請求項９に記載の認知無線通信端末。
12. 前記衝突検出周期は前記静的タイムスロットの大きさに該当する複数のタイムスロットに区分され、前記複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つは、優先順位を反映して特定端末に対する静的タイムスロットとして該特定端末に割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の認知無線通信端末。
13. 前記優先順位はチャネルサービスに対応し、前記複数のタイムスロットのうちの時間的に最優先のタイムスロットは、サービス品質（ＱＯＳ）が最優先で保証されなければならない前記特定端末に割り当てられることを特徴とする請求項１２に記載の認知無線通信端末。
14. 前記分割されたデータの受信が完了した場合、前記受信側からＡＣＫ信号を受信する受信部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の認知無線通信端末。
15. 認知無線通信端末のための認知無線通信方法であって、
    データを送信するステップと、
    衝突検出周期内の第１時点で前記データの送信を中断し、受信側とのチャネルで他の端末のエネルギー及び特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断するステップと、
    前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギー又は前記特徴情報が検出されない場合に前記データの送信を再開するステップと、を有することを特徴とする認知無線通信方法。
16. 前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギーのみが検出された場合、
    前記特徴情報を前記衝突検出周期で前記受信側とのチャネルに送信するステップと、
    前記衝突検出周期の後に前記受信側とのチャネルを占有して前記残りのデータを送信するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の認知無線通信方法。
17. 前記判断の結果に基づき前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギー及び前記特徴情報が検出された場合に前記データの送信を中断するステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の認知無線通信方法。
18. 前記データの送信が完了した場合に前記受信側からＡＣＫ信号を受信するステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の認知無線通信方法。
19. 認知無線通信端末として機能させる方法をコンピュータに実行させる命令を含むプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    データを送信するステップと、
    衝突検出周期内の第１時点で前記データの送信を中断し、受信側とのチャネルで他の端末のエネルギー及び特徴情報のうちの少なくともいずれか１つが検出されたか否かを判断するステップと、
    前記受信側とのチャネルで前記他の端末のエネルギー又は前記特徴情報が検出されない場合に前記データの送信を再開するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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