WO2011007581A1

WO2011007581A1 - コグニティブ無線通信におけるチャネル調整方法，及び当該方法を実施可能なコグニティブ無線通信システム

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Publication number: WO2011007581A1
Application number: PCT/JP2010/004618
Authority: WO
Inventors: チェンスン; ヨハネスアレムスグドデメシ; ハグエンチャン; 原田博司
Original assignee: 独立行政法人情報通信研究機構
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2011-01-20
Also published as: CN102577564B; US20120135770A1; KR20120039641A; EP2456274A1; EP2456274A4; CN102577564A; JP2011024130A; US8849338B2; JP5273615B2

Abstract

【課題】　本発明は，コグニティブ無線通信において，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と補助制御チャネル（ＡＣＳ）とに干渉が生じるのを抑えることができるチャネル調整方法を提供することを目的とする。【解決手段】　本発明のコグニティブ無線通信におけるチャネル調整方法では，まず，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続をセットアップする。その後，スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用するかどうかを判別する。続いて，利用する場合，そのスペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）と，セットアップしたコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）とが干渉するかどうかを判別する。これにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）とスペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）とが互いに干渉しないように調整される。

Description

コグニティブ無線通信におけるチャネル調整方法，及び当該方法を実施可能なコグニティブ無線通信システム

　本発明は，コグニティブ無線通信におけるチャネル調整方法，及び当該方法を実施可能なコグニティブ無線通信システムなどに関し，特に，コグニティブ無線通信におけるコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と，スペクトラムセンシング用の補助制御チャネル（ＡＣＳ）とを調整するためのチャネル調整方法，及び当該方法を実施可能なコグニティブ無線通信システムなどに関する。

　無線通信の一例として，動的スペクトラムアクセス技術（ＤＳＡ）を利用した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，スペクトラムセンシング結果に基づいてスペクトラム利用状況を解析する。そして，解析の結果に基づいて，コグニティブ無線通信のデータ通信で利用可能な周波数領域（ホワイトスペース）を決定する。

　上記セットアップ手続き中においては，コグニティブ無線通信システムの構成要素間で，さまざまなセンシング情報と，センシング制御情報とを交換することが不可欠となる。ここで，コグニティブ無線通信システムを構成する物理要素としては，コグニティブ端末（ＣＴ：ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ）と，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ：ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｒａｄｉｏ　ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ）と，スペクトラムセンサーとがある。コグニティブ端末（ＣＴ）やコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）は，無線ネットワークを介して情報を受信したり，情報を送信したりすることが可能である。

　そして，無線ネットワーク（ネットワーク側）と，コグニティブ端末（ＣＴ）やコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）（端末側）とを接続するためのチャネルとして，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ：ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｐｉｌｏｔ　ｃｈａｎｎｅｌ）が知られている（例えば，非特許文献１参照。）。コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）は，低い周波数帯域を利用して，ネットワーク側と端末側とを広い受信可能エリアにわたって接続するためのチャネルである。

　また，端末側（例えば，コグニティブ端末内の（すなわち，組み込みタイプの）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）において，センシング情報とセンシング制御情報とを交換することが考えられる。さらには，センシング情報とセンシング制御情報との交換を，コグニティブ無線通信システムにおいて空間的に分配されたスタンドアローン型の（すなわち，独立して動作する）スペクトラムセンサーと，他のコグニティブ端末との間で行うことも考えられる。また，センシング情報とセンシング制御情報との交換は，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）同士の間，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）とコグニティブ端末（ＣＴ）との間，スペクトラムセンサー同士の間などでも行われる。本明細書では，コグニティブ端末同士の間（つまり，ネットワーク側にはない端末同士の間）で，センシング情報やセンシング制御情報を交換するために用いるチャネルを，スペクトラムセンシング用の補助制御チャネル（ＡＣＳ：ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｆｏｒ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｓｅｎｓｉｎｇ）ともいうこととする。

　しかしながら，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の周波数領域とスペクトラムセンシング用の補助制御チャネル（ＡＣＳ）の周波数領域とが重複する場合，隣接チャネル干渉が生じる。特に，スペクトラムセンシングを行っている期間にそのような干渉が生じると，動的スペクトラムアクセスに障害が発生することとなる。また，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）からのセンシング情報と，補助制御チャネル（ＡＣＳ）からのセンシング情報とが同時に１つのコグニティブ端末（ＣＴ）に到達すると，競合が生じることとなる。

Ｍ．Ｉｎｏｕｅら，"NovelOut-of-Band Signaling for Seamless Interworking between Heterogeneous Networks"，ＩＥＥＥ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎ．，第１１巻，第２号，ｐ．５６－６３，２００４年４月

　そこで，本発明は，コグニティブ無線通信において，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と補助制御チャネル（ＡＣＳ）とに干渉が生じるのを抑えることで，センシング情報やセンシング制御情報の交換を確実に行うことができるチャネル調整方法，並びにそのようなチャネル調整方法を実施可能なコグニティブ無線通信システムを提供することを第１の目的とする。

　また，本発明は，コグニティブ無線通信において，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の利用と補助制御チャネル（ＡＣＳ）の利用とに競合が生じるのを抑えることで，無線リソースを有効に利用して，センシング情報やセンシング制御情報の交換をスムーズに行うことができるチャネル調整方法，並びにそのようなチャネル調整方法を実施可能なコグニティブ無線通信システムを提供することを第２の目的とする。

　本発明は，コグニティブ無線通信におけるチャネル調整方法に関する。このチャネル調整方法では，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続をセットアップするステップと，前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）をセットアップした後に，スペクトラムセンシング用のチャネル（補助制御チャネル：ＡＣＳ）を利用するかどうかを判別するステップと，前記判別するステップにおける判別の結果，前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用する場合には，当該スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）と，前記セットアップされたコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）とが干渉するかどうかを判別するステップとが実行される。

　これにより，前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）とが互いに干渉しないように調整される。また，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）のセットアップと補助制御チャネル（ＡＣＳ）のセットアップとが順次行われることになるので，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と補助制御チャネル（ＡＣＳ）との競合を回避することができる。これらの結果，センシング情報やセンシング制御情報の交換を確実に行うことができるだけでなく，無線リソースを有効に利用して，センシング情報やセンシング制御情報の交換をスムーズに行うこともできる。

　本発明の他の側面では，上記セットアップするステップが，前記セットアップされるコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に関する情報をデータベースに登録するステップを含む。この場合，前記チャネル調整方法は，さらに，利用するスペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）に関する情報を前記データベースに登録するステップを含む。これにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に関する情報と，補助制御チャネル（ＡＣＳ）に関する情報とが確実に管理されるので，両者の競合を回避することができる。

　また，本発明の他の側面では，前記コグニティブ無線通信を複数のコグニティブ端末（ＣＴ）の間で行うための無線通信システムが，前記コグニティブ端末（ＣＴ）を制御するためのコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）を含んでいる。ここで，前記コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）は，利用するスペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を管理するためのＡＣＳマネージャーを含み，前記複数のコグニティブ端末（ＣＴ）のうちの少なくとも１つのコグニティブ端末（ＣＴ）が，前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を管理するためのコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を含んでいる。

　そして，前記ＣＰＣマネージャーが，前記データベースに前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に関する情報を登録するステップと，前記データベースに前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）に関する情報を登録するステップとを実行する。また，前記ＡＣＳマネージャーが，前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用するかどうかを判別するステップと，前記干渉するかどうかを判別するステップとを実行する。この場合，前記チャネル調整方法は，さらに，前記ＡＣＳマネージャーが，前記ＣＰＣマネージャーによる前記データベースへの登録に必要な情報を提供するステップを含む。このようにすることで，ＣＰＣマネージャーとＡＣＳマネージャーとの間で情報交換が円滑になされるとともに，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に関する情報と補助制御チャネル（ＡＣＳ）に関する情報とを確実に管理することができる。

　さらに，本発明の他の側面では，前記複数のコグニティブ端末（ＣＴ）のうちの少なくとも１つのコグニティブ端末（ＣＴ）と，前記コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）とは，前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を介して同じ位置特定情報を入手することが可能なサイズの区画に配置されている。これにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に関する情報が共有される。

　また，本発明の別の側面は，コグニティブ無線通信システムに関する。このコグニティブ無線通信システムは，コグニティブ無線通信におけるチャネル調整方法を実施可能な無線通信システムである。このシステムは，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続をセットアップする手段と，前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）をセットアップした後に，スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用するかどうかを判別する手段と，前記判別するステップにおける判別の結果，前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用する場合には，当該スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）と，前記セットアップされたコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）とが干渉するかどうかを判別する手段とを含む。したがって，このシステムは，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，コグニティブ無線通信において，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と補助制御チャネル（ＡＣＳ）とに干渉が生じるのを抑えることで，センシング情報やセンシング制御情報の交換を確実に行うことができるチャネル調整方法，並びにそのようなチャネル調整方法を利用したコグニティブ無線通信システムを提供することができる。

　また，本発明によれば，コグニティブ無線通信において，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の利用と補助制御チャネル（ＡＣＳ）の利用とに競合が生じるのを抑えることで，無線リソースを有効に利用して，センシング情報やセンシング制御情報の交換をスムーズに行うことができるチャネル調整方法，並びにそのようなチャネル調整方法を利用したコグニティブ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，図１におけるコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を模式的に説明するための図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は，図１におけるコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０やコグニティブ端末（ＣＴ）３０の構成をより詳細に示すブロック図であり，図３（ａ）は，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０の機能ブロックを示しており，図３（ｂ）は，コグニティブ端末（ＣＴ）３０の機能ブロックを示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）は，図１のコグニティブ無線通信システムにおいて実施されるチャネル調整方法の処理手順を示すフローチャートであり，図４（ａ）は，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続をセットアップする段階を示し，図４（ｂ）は，補助制御チャネル（ＡＣＳ）をセットアップする段階を示している。

　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，本発明の無線通信システムの構成を概略的に示すブロック図である。

　図１に示すコグニティブ無線通信システム１００は，無線ネットワーク１０を含み，さらに，物理要素として，２つのコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０と，２つのコグニティブ端末（ＣＴ）３０と，２つのスペクトラムセンサー（ＳＳ）４０とを含んで構成されている。なお，コグニティブ無線通信システム１００は，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０を複数含んでいてもよい。また，コグニティブ無線通信システム１００は，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０や，コグニティブ端末（ＣＴ）３０や，２つのスペクトラムセンサー（ＳＳ）４０を，１つ以上含んでいればよいが，コグニティブ無線通信でのデータの送受信を行うためには，コグニティブ端末（ＣＴ）３０を２つ以上含まれている必要がある。

　無線ネットワーク１０は，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０とコグニティブ端末（ＣＴ）３０との間や，複数のコグニティブ端末（ＣＴ）の間に無線通信環境を与えるためのものである。

　コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０は，コグニティブ無線通信システム１００におけるコグニティブ無線通信を制御する制御デバイスであり，具体的には，その近傍に位置するコグニティブ端末（ＣＴ）を制御するためのものである。コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０は，他の無線通信デバイスとの間で無線通信可能に構成されている。そして，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０は，例えば，無線ネットワーク１０を介して指示情報を受信したり，コグニティブ端末（ＣＴ）３０からのスペクトラム情報を受信して解析を行ったり，コグニティブ端末（ＣＴ）３０にスペクトラム制御情報などを送信したりする。

　コグニティブ端末（ＣＴ）３０は，無線通信可能な無線通信デバイスである。コグニティブ端末（ＣＴ）３０は，コグニティブ無線通信システム１００を構成するロジカル要素（コグニティブエンジン（ＣＥ），スペクトラムセンサー，及びデータアーカイブ（ＤＡ））のうちの少なくとも１つを搭載したデバイスである。コグニティブ端末（ＣＴ）３０としては，具体的には，コグニティブエンジン（ＣＥ）のみを含むデバイス，コグニティブエンジン（ＣＥ）及びデータアーカイブ（ＤＡ）を含むデバイス，コグニティブエンジン（ＣＥ）及びスペクトラムセンサーを含むデバイス，並びに，コグニティブエンジン（ＣＥ），データアーカイブ（ＤＡ），及びスペクトラムセンサーを含むデバイスの４種類のデバイスが考えられる。同様に，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）も４種類のデバイスが考えられる。

　スペクトラムセンサー（ＳＳ）４０は，図１に示す例では，スタンドアローン型のものである。なお，上述したように，スペクトラムセンサー（ＳＳ）４０は，コグニティブ端末（ＣＴ）３０に組み込まれたものであってもよいし，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０に組み込まれたものであってもよい。

　そして，コグニティブ無線通信システム１００では，コグニティブ無線通信をセットアップ（確立）する前に，コグニティブ無線通信システム１００の物理要素は，互いに接続されるように，つまり，図１の一点鎖線に示すようにチャネルを形成する。具体的には，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ：ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｐｉｌｏｔ　ｃｈａｎｎｅｌ）や，スペクトラムセンシング用の補助制御チャネル（ＡＣＳ：ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｆｏｒ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｓｅｎｓｉｎｇ）が形成される。そして，形成されたチャネルは，後述する図４の処理の際に用いられることとなる。

　コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）は，無線ネットワーク１０とコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０との間や，無線ネットワーク１０とコグニティブ端末（ＣＴ）３０との間などの比較的長距離にあるデバイス間に形成されるチャネルである。コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）は，通常はデータレートが低く，基本情報のみを伝送するために用いられる。

　ここで，コグニティブ無線通信システム１００における通信可能な領域（地理的領域）は，図２に示すように，マトリックス状にすなわちメッシュ状に区画化されている。そして，本態様では，各区画（セル）を特定するための位置特定情報がメッシュ番号（♯）で表される。また，これらの位置情報には，スペクトラム利用に関連する情報を対応付けることが可能である。そして，各区画内に位置するコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０やコグニティブ端末（ＣＴ）３０には，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を介して，位置特定情報がスペクトラム利用に関連する情報として供給されるようになっている。言い換えると，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０やコグニティブ端末（ＣＴ）３０は，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を利用することにより，スペクトラム利用に関連する情報を取得することができるようになっている。なお，１つの区画に，複数の無線通信デバイスが配置されていてもよく，この場合には，複数の無線通信デバイスは互いに近接していることとなる。図１に示す例では，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０とコグニティブ端末（ＣＴ）３０とは，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の１つの区画（セル）内に配置されている。

　また，補助制御チャネル（ＡＣＳ）は，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０とコグニティブ端末（ＣＴ）３０との間や，コグニティブ端末（ＣＴ）間などの比較的近距離にある物理要素間に形成されるチャネルである。この補助制御チャネル（ＡＣＳ）は，センシング期間に形成され，主としてセンシング期間に用いられる。補助制御チャネル（ＡＣＳ）の周波数帯域は，例えば，産業化学医療用の周波数帯域（ＩＳＭバンド：Ｉｎｄｕｓｔｒｙ－Ｓｃｉｅｎｃｅ－Ｍｅｄｉｃａｌ　ｂａｎｄ）において予め定められている周波数スロット（無線チャネル）に設定される。この補助制御チャネル（ＡＣＳ）を介することで，センシング情報やセンシング制御情報の交換が可能となっている。したがって，コグニティブ無線通信システム１００では，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０やコグニティブ端末（ＣＴ）３０は，互いに，センシング情報やセンシング制御情報を共有することが可能に構成されている。

　ここで，コグニティブ無線通信システム１００では，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と補助制御チャネル（ＡＣＳ）とが共存することとなる。そのため，上述したように，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と補助制御チャネル（ＡＣＳ）との間で，干渉や競合が生じる可能性がある。そのような干渉や競合を回避するためには，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と補助制御チャネル（ＡＣＳ）とに対して調整（コーディネート）を行うことが考えられる。

　そこで，本態様では，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０には，機能ユニットとして，ＡＣＳマネージャー２０ａが設けられており，また，コグニティブ端末（ＣＴ）３０には，機能ユニットとして，ＣＰＣマネージャー３０ａが設けられている。なお，詳細については，図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて後述する。本態様では，ＡＣＳマネージャー２０ａ及びＣＰＣマネージャー３０ａを設けることにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と補助制御チャネル（ＡＣＳ）とに対して調整を行うことが可能となっている。

　図３（ａ）及び図３（ｂ）は，図１におけるコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０やコグニティブ端末（ＣＴ）３０の構成をより詳細に示すブロック図であり，図３（ａ）は，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０の機能ブロックを示しており，図３（ｂ）は，コグニティブ端末（ＣＴ）３０の機能ブロックを示している。

　コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０のＡＣＳマネージャー２０ａは，図３（ａ）に示すように，ＣＰＣ特定部２２と，ホワイトスペース特定部２４と，ＡＣＳシグナリング部２６とを機能ブロックとして含んでいる。また，ＡＣＳマネージャー２０ａは，ＣＰＣマネージャー３０ａ（のデータベース（ＤＢ））に補助制御チャネル（ＡＣＳ）に関する情報（周波数領域に関する情報，及び，その周波数領域のサービスエリアでの利用状況に関する情報）を提供する機能を有する。

　ここで，ＣＰＣ特定部２２は，既存のコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を特定するためのセンシングを行うための機能ブロックである。ホワイトスペース特定部２４は，補助制御チャネル（ＡＣＳ）が利用可能な無線リソースの候補（ホワイトスペース）を特定するための機能ブロックである。ＡＣＳシグナリング部２６は，ＡＣＳシグナリングを行うための機能ブロックである。ＡＣＳシグナリング部２６は，ＡＣＳシグナリングを行うための機能ブロックである。

　コグニティブ端末（ＣＴ）３０のＣＰＣマネージャー３０ａは，図３（ｂ）に示すように，データベース（ＤＢ）３２と，ＣＰＣシグナリング部３４と，登録部３６とを機能ブロックとして含んでいる。ここで，データベース（ＤＢ）３２は，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）や補助制御チャネル（ＡＣＳ）の複数の周波数領域と，各周波数領域のサービスエリアでの利用状況とを関連付けたデータベースである。これにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）や補助制御チャネル（ＡＣＳ）に関する情報の提供（読み出し）が可能となる。また，ＣＰＣシグナリング部３４は，ＣＰＣシグナリングを行うための機能ブロックである。登録部３６は，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の新規ユーザー（ユーザー端末）に関する情報や，上記補助制御チャネル（ＡＣＳ）に関する情報を登録する（書き込む）ための機能ブロックである。

　なお，図３（ａ）に示す構成では，ＣＰＣマネージャー３０ａ（コグニティブ端末（ＣＴ）３０）がデータベース３２を備えるとした。しかし，データベース３２は，ＣＰＣマネージャー３０ａ（コグニティブ端末（ＣＴ）３０）内に設けられている必要はなく，ネットワーク上に配置されたデータベースであればいかなるものであってもよく，また，単体であってもよいし，複数であってもよい。ただし，書き込み（登録）と読み出しの早さを確保する点では，データベース３２をＣＰＣマネージャー３０ａ内に設けることが最も好ましく，ＡＣＳマネージャー２０ａ内に設けることが次善に好ましい。

　次に，図１のコグニティブ無線通信システム１００において，データ通信のセットアップに際して行われる処理について説明する。具体的には，この処理は，センシング情報とセンシング制御情報とを交換するための処理に相当する。

　図４（ａ）及び図４（ｂ）は，図１のコグニティブ無線通信システム１００において実施されるチャネル調整方法の処理手順を示すフローチャートである。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すチャネル調整を実施することによって，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）及び補助制御チャネル（ＡＣＳ）の周波数帯域の管理が効率的にかつ効果的に行われることとなる。

　図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すチャネル調整は，大きく分けて２つの段階に分けて考えることができ，１つは，図４（ａ）に示す，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続をセットアップする段階であり，もう１つは，図４（ｂ）に示す，補助制御チャネル（ＡＣＳ）をセットアップする段階である。以下，ＡＣＳマネージャー２０ａによって行われる処理を中心にして説明する。

　まず，図４（ａ）を用いて，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続をセットアップする段階について説明する。

　図４（ａ）において，まず，ステップＳ１では，ＡＣＳマネージャー２０ａは，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を検出して，ＣＰＣマネージャー３０ａにデータベース３２に登録させる。なお，ステップＳ１がリターンして実行される場合には，データベース３２内の中から，１つのコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）が選択される。このようにしてコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を特定することにより，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０は，そのコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を介してポリシー情報やセンシング要求を受信することができるようになる。

　続くステップＳ２では，データベース３２のチェックが完了したかどうかを判別する。そして，ステップＳ２の判別の結果，データベース３２のチェックが完了した場合には（ステップＳ２でＹＥＳ），ＡＣＳマネージャー２０ａは，ＣＰＣ特定部２２を用いてセンシングを行う（ステップＳ３）。

　続いて，ＣＰＣシグナリング部３４によるＣＰＣシグナリングが検出されたかどうかを判別する（ステップＳ４）。この判別の結果，ＣＰＣシグナリングが検出された場合には（ステップＳ４でＹＥＳ），ステップＳ１のコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続に関する情報がネットワーク上で登録される（ステップＳ５）。具体的には，このコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に関する情報がＣＰＣマネージャー３０ａのデータベース３２に登録される。そして，この登録処理に成功したかどうかを判別する（ステップＳ６）。

　ステップＳ５の登録処理に成功した後（ステップＳ６でＹＥＳ），ＡＣＳマネージャー２０ａは，センシング情報を受信する（ステップＳ７）。センシング情報を受信した場合，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用するかどうかを判別する（ステップＳ８）。補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用しない場合（ステップＳ８でＮＯ），本処理を終了する。これにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続のセットアップが完了する。

　図４（ａ）において，ステップＳ２の判別の結果，データベース３２のチェックが完了した場合には，後述する図４（ｂ）の処理を行う。また，ステップＳ８の判別の結果，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用する場合にも，図４（ｂ）の処理を行う。

　続いて，図４（ｂ）を用いて，補助制御チャネル（ＡＣＳ）をセットアップする段階について説明する。

　図４（ｂ）において，まず，ステップＳ１１では，ＡＣＳマネージャー２０ａは，複数の候補の中から，利用予定の１つの補助制御チャネル（ＡＣＳ）を決定する。

　続くステップＳ１２では，ＡＣＳマネージャー２０ａは，ホワイトスペース特定部２４を用いてセンシングを行う。そして，センシングの結果，ホワイトスペースが見つかったかどうかを判別する（ステップＳ１３）。ホワイトスペースが見つからない場合には（ステップＳ１３でＮＯ），ステップＳ１１に戻り，ホワイトスペースが見つかるまでステップＳ１１～Ｓ１３の処理を繰り返す。ホワイトスペースが見つかった場合（ステップＳ１３でＹＥＳ），ＡＣＳマネージャー２０ａは，当該ホワイトスペースにおいてプローブ信号としてのパイロットトーン（ｐｉｌｏｔ　ｔｏｎｅ）を報知する（ステップＳ１４）。このプローブ信号は，ＣＰＣマネージャー３０ａによって感知されて，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に対して干渉を生じさせるものであるかどうかについて解析される。干渉が生じる場合には，ＣＰＣマネージャー３０ａは，干渉アラートを発する。

　続くステップＳ１５では，ＣＰＣマネージャー３０ａからの干渉アラートがあるかどうかを判別する。ＣＰＣマネージャー３０ａからの干渉アラートがある場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ），ステップＳ１１に戻って，ステップＳ１１～Ｓ１５の処理を繰り返す。

　一方，ＣＰＣマネージャー３０ａからの干渉アラートがない場合（ステップＳ１５でＮＯ），続いて，補助制御チャネル（ＡＣＳ）による接続に関する情報がネットワーク上で登録される（ステップＳ１６）。具体的には，ステップＳ１１の補助制御チャネル（ＡＣＳ）に関する情報がＣＰＣマネージャー３０ａのデータベース３２に登録される。そして，この登録処理に成功したかどうかを判別する（ステップＳ１７）。ステップＳ１６の登録処理に成功せず，失敗した場合には，ステップＳ１１に戻り，図４（ｂ）の処理を繰り返す。

　ステップＳ１６の登録処理に成功した場合（ステップＳ１７でＹＥＳ），本処理を終了する。これにより，補助制御チャネル（ＡＣＳ）のセットアップが完了して，補助制御チャネル（ＡＣＳ）が利用可能な状態となる。

　次に，上記態様（図４（ａ）及び図４（ｂ）の処理）の具体例を説明する。

　具体例では，レガシー無線リソースマネージャーにＣＰＣマネージャー３０ａが設けられる。また，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０にＡＣＳマネージャー２０ａがインストールされる。

　そして，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０のサービスが始まることで，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０におけるＡＣＳマネージャー２０ａは，まず，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を検出して，検出されたコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）をＣＰＣマネージャー３０ａに登録する。これにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を利用した無線リンクがセットアップされることとなる。

　その後，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０は，ポリシー情報やセンシング要求を無線ネットワーク１０から受信する。続いて，ＡＣＳマネージャー２０ａは，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用する必要があるかどうかを判別する。補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用する必要がある場合の第１の例は，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）が到達できないコグニティブ端末（ＣＴ）３０がいくつかある場合である。第２の例は，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用してセンシング情報の交換を行う場合である。

　そして，ＡＣＳマネージャー２０ａは，補助制御チャネル（ＡＣＳ）用のホワイトスペースの検出を開始する。その後，補助制御チャネル（ＡＣＳ）が一旦セットアップされると，ＡＣＳマネージャー２０ａは，ＡＣＳシグナリングを報知するとともに，ポリシー情報やセンシング要求をコグニティブ端末（ＣＴ）３０に送信する。最終的には，コグニティブ端末（ＣＴ）３０は，センシング情報を交換するために，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用することとなる。

　以上詳細に説明したように，上記態様によれば，以下の効果を奏することができる。

　上記態様によれば，コグニティブ端末（ＣＴ）は，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を利用するタイミングと，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用するタイミングとが重複しないように，タイミング調整を適切に行うことができる。これにより，競合の発生を回避することができる。これにより，無線リソースの利用が効率的に行われる。その結果，センシング情報やセンシング制御情報の交換をスムーズに行うことができる。

　また，上記態様によれば，データベースに登録するので，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の周波数領域と，補助制御チャネル（ＡＣＳ）の周波数領域とが重複しないように，又は重複したとしても両者を利用するタイミングが互いにずれるように調整される。これにより，干渉の発生や競合の発生を確実に回避することができる。

　特に，干渉アラートがある間は，補助制御チャネル（ＡＣＳ）のセットアップが完了しないようになっているので，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）及び補助制御チャネル（ＡＣＳ）の間で干渉や競合を回避することができる。

　また，コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０にＡＣＳマネージャー２０ａを設け，かつコグニティブ端末（ＣＴ）３０にＣＰＣマネージャー３０ａを設けることで，無線リソースの管理を，ネットワーク側とユーザー端末側とに分けて，広い範囲及び狭い範囲とに分けて，さらには，長期間及び短期間とに分けて行うことができる。これにより，分配された無線リソースを管理することが実現できるとともに，必要な決定を行うことができる。

　また，分配された無線リソースの割り当てに関して，ネットワークと端末との間の調整が容易になる。

　さらに，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）及び補助制御チャネル（ＡＣＳ）を同時に利用することが可能となるので，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）や補助制御チャネル（ＡＣＳ）を単独で用いた場合に比べて無線通信可能範囲を広げることができる。その結果，無線リソースを効率的にかつ効果的に活用することができる。

　コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０とコグニティブ端末（ＣＴ）３０との間で同期をとるためのビーコンを提供することが可能となる。このため，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用するのがより容易となる。

　ところで，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を用いる場合，コグニティブ端末（ＣＴ）側のコグニティブノードの間で調整を実現することは，通常，ノードの数が多すぎることに起因して，非常に困難である。一方，上記態様によれば，調整負荷を，ネットワーク側とユーザー側（コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）２０，コグニティブ無線通信デバイス，及びスペクトラムセンサー）とに分配することが可能である。

　また，上記態様によれば，ネットワーク側とユーザー側の双方における情報交換の組織化を効率的に行うことができる。

　また，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を介して詳細な情報を取得することにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に対する情報負荷を軽減させることができる。また，これにより，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の区画（セル）のサイズを大きくして，その数を少なくすることができる。これは，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を介して提供される，互いに近い位置特定情報をもつ情報が関連付けられるためである。また，コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の数が少ないことを利用することで，同じ情報を広いエリアに伝達することができる。さらには，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を用いて，狭いエリアに対して特定の情報を伝達することにより，利用すべきコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）の数を削減することができる。

　コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）は，長期間／広いエリアに対しても変化しないセンシング情報を利用することが可能であるし，一方，補助制御チャネル（ＡＣＳ）は，狭いエリアに対して周波数変化情報を送信するために利用することが可能である。

　また，ＡＣＳマネージャー２０ａは，スペクトラムセンサー用の同期情報を提供することが可能である。また，ＡＣＳマネージャー２０ａは，センシング情報やセンシング制御情報の送信がなされていない場合，他の構成要素がデータ通信用のチャネルを利用できるようにするために，補助制御チャネル（ＡＣＳ）の利用を開放することが可能である。

　コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を利用している場合には，情報を報知するためのオプションを多数のユーザーに与えることができ，また，補助制御チャネル（ＡＣＳ）を利用している場合には，センシング情報を少数のユーザーに対して与えることができる。

　本発明は，無線通信，特にコグニティブ無線通信などの分野で好適に利用されうる。

　１０　無線ネットワーク
　２０　コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）
　２０ａ　ＡＣＳマネージャー
　２２　ＣＰＣ特定部
　２５　ホワイトスペース特定部
　２６　ＡＣＳシグナリング部
　３０　コグニティブ端末（ＣＴ）
　３０ａ　ＣＰＣマネージャー
　３２　ＣＰＣデータベース（ＤＢ）
　３４　ＣＰＣシグナリング部
　３６　登録部
　４０　スペクトラムセンサー（ＳＳ）
１００　コグニティブ無線通信システム

Claims

　コグニティブ無線通信におけるチャネル調整方法であって，
　コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続をセットアップするステップと，
　前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）をセットアップした後に，スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用するかどうかを判別するステップと，
　前記判別するステップにおける判別の結果，前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用する場合には，当該スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）と，前記セットアップされたコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）とが干渉するかどうかを判別するステップと
を含み，
　これにより，前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）とが互いに干渉しないように調整される，
　チャネル調整方法。
　前記セットアップするステップは，
　　前記セットアップされるコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に関する情報をデータベースに登録するステップを含み，
　前記チャネル調整方法は，さらに，
　　利用するスペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）に関する情報を前記データベースに登録するステップを含む，
　請求項１に記載のチャネル調整方法。
　前記コグニティブ無線通信を複数のコグニティブ端末（ＣＴ）の間で行うための無線通信システムが，
　　前記コグニティブ端末（ＣＴ）を制御するためのコグニティブベースステーション（ＣＲＢ）を含み，
　　前記コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）は，
　　　利用するスペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を管理するためのＡＣＳマネージャーを含み，
　　前記複数のコグニティブ端末（ＣＴ）のうちの少なくとも１つのコグニティブ端末（ＣＴ）は，
　　　前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を管理するためのコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を含み，
　前記ＣＰＣマネージャーが，
　　前記データベースに前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）に関する情報を登録するステップと，
　　前記データベースに前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）に関する情報を登録するステップと，
を実行し，
　前記ＡＣＳマネージャーが，
　　前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用するかどうかを判別するステップと，
　　前記干渉するかどうかを判別するステップと，
　を実行し，
　前記チャネル調整方法は，さらに，
　　前記ＡＣＳマネージャーが，前記ＣＰＣマネージャーによる前記データベースへの登録に必要な情報を提供するステップを含む，
　請求項２に記載のチャネル調整方法。
　前記複数のコグニティブ端末（ＣＴ）のうちの少なくとも１つのコグニティブ端末（ＣＴ）と，前記コグニティブベースステーション（ＣＲＢ）とは，前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）を介して同じ位置特定情報を入手することが可能なサイズの区画に配置されている，
　請求項３に記載の調整方法。
　コグニティブ無線通信におけるチャネル調整方法を実施可能なコグニティブ無線通信システムであって，
　コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）による接続をセットアップする手段と，
　　前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）をセットアップした後に，スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用するかどうかを判別する手段と，
　　前記判別するステップにおける判別の結果，前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）を利用する場合には，当該スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）と，前記セットアップされたコグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）とが干渉するかどうかを判別する手段と
　を含み，
　これにより，前記コグニティブパイロットチャネル（ＣＰＣ）と前記スペクトラムセンシング用のチャネル（ＡＣＳ）とが互いに干渉しないように調整される，
　コグニティブ無線通信システム。