JP5089333B2 - コグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法 - Google Patents
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Description
図1Aは、本発明の実施形態が動作する無線ネットワークを示す。タスクは、未使用周波数帯域(図4における「スペクトルホール」401)を検出することである。次に、未使用周波数帯域を、コグニティブ無線に対する利用可能な周波数帯域として割り当てることができる。
図1Bは、本発明の一実施形態によるコグニティブ無線(CR)150を示す。CRは、1つ又は複数の送信RFチェーン156及び受信RFチェーン158に直接か又はスイッチ154を介して接続されるアンテナアレイ152を含み、送信RFチェーン156及び受信RFチェーン158は、それぞれ送信ビームフォーミング行列(TxBF)161及び受信ビームフォーミング行列(RxBF)162に従って動作する送信ユニット157及び受信ユニット159にそれぞれ接続される。コントローラ170が、本明細書で説明するようなさまざまなコンポーネントのすべての動作を制御する。
行列H(CR) kj(f)は、周波数fにおけるCRkからCRjまでのCRチャネル状態情報(CSI)行列を表す。ベクトルh(ifi) k_n(f)は、周波数fにおいてCRkにおいて検出された、指標nによる特定のPUからの第nの干渉チャネルベクトルを示す。1つのPUから複数の干渉信号が送信される場合、各信号は、1つの仮想PUとしての役割を果たす。このため、チャネルベクトルh(ifi) k_n(f)が依然として適用される。ここで、NT_k及びNR_kを、CRkにおけるアレイ152の送信アンテナエレメント及び受信アンテナエレメントの数として示し、NT_k=NR_k=Nk、∀kとする。
図2は、散乱/フェージングチャネルにおける送信ビームフォーミングTxBF及び受信ビームフォーミングRxBFを示す。円201及び202は、それぞれ、信号が散乱する可能性のあるCR1及びCR2の周囲のエリアを表す。
従来技術では、1次元局所周波数検知は、空間方向を考慮しない。それは、ランダム方向受信アンテナアレイ又は固定RxBF行列を用いる検知と等価である。
時空間周波数検知を、TxBF161及び/又はRxBF162と結合することができる。上述したように、検知しない場合、送信機及び受信機は、最適なビームフォーミングステアリングベクトル/行列の位置を、すべてのあり得る空間方向にわたって現チャネル状態に従って特定することができる。
ここまで、ビームフォーミングを使用するアンテナアレイの電子「ステアリング」について説明した。しかしながら、アンテナアレイエレメントの方位角及び高度角(θ,φ)を物理的に調整することにより、異なる空間方向を検知することも可能であるということが理解されるべきである。
Claims (14)
- コグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法であって、
受信RFチェーンに結合される複数のエレメントを含むアンテナアレイを使用してRF信号に対する複数の周波数帯域を検知するステップであって、前記複数のエレメントは個々に制御可能である、ステップと、
各周波数帯域に対し、前記受信RFチェーンに結合される前記複数のエレメントを含む前記アンテナアレイを使用して前記RF信号に対する複数の空間方向を検知するステップと、
特定の前記周波数帯域について特定の前記空間方向において前記RF信号が検知されない場合、コグニティブ無線において前記RF信号を送信するために利用可能な周波数帯域及び利用可能な方向として前記特定の周波数帯域及び前記特定の空間方向を割り当てるステップであって、前記RF信号は前記アンテナアレイに接続される送信RFチェーンによって送信される、ステップと
を含み、
前記複数の空間方向は、前記複数のエレメントによって受信される前記RF信号を互いに対して時間シフトさせることによって検知される、
コグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。 - 種々の時間間隔にわたり前記複数の空間方向を検知するステップをさらに含む、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記複数の空間方向は、前記複数のエレメントによって受信される前記RF信号を互いに対して位相シフトさせることによって検知される、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記空間方向の集合は互いに直交し、前記方法は、同時に且つ同じ周波数帯域で前記空間方向の集合を検知するステップをさらに含む、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記空間方向の数は、前記エレメントの数に等しい、請求項4に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記検知するステップ及び前記割り当てるステップは、複数の送受信機によって協調して実行される、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記利用可能な周波数帯域に対し送信ビームフォーミング行列及び受信ビームフォーミング行列を選択するステップをさらに含む、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記送信ビームフォーミング行列および前記受信ビームフォーミング行列は量子化される、請求項7に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記検知するステップ及び前記送信するステップは、異なる持続時間で分離される、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記検知するステップ及び前記送信するステップは、異なる周波数帯域で同時に行われる、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記受信RFチェーンは前記受信ビームフォーミング行列RxBFに従って動作し、前記送信RFチェーンは前記送信ビームフォーミング行列TxBFに従って動作し、前記送信ビームフォーミング行列TxBFおよび前記受信ビームフォーミング行列RxBFはMIMOネットワークに対する等価チャネル行列として結合される、請求項7に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 前記受信RFチェーンは前記受信ビームフォーミング行列RxBFに従って動作し、前記送信RFチェーンは前記送信ビームフォーミング行列TxBFに従って動作し、前記送信ビームフォーミング行列TxBFおよび前記受信ビームフォーミング行列RxBFは、マルチユーザネットワークに対する等価チャネル行列として結合される、請求項7に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 複数の送信RFチェーンは、時間多重化を使用して同じ利用可能な周波数帯域で前記RF信号を送信する、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
- 各周波数帯域はサブキャリアの集合を含み、前記検知するステップ及び前記割り当てるステップは前記複数の空間方向に対する各サブキャリアに対して実行される、請求項1に記載のコグニティブ無線ネットワークにおいて未使用周波数帯域を検出する方法。
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