專利名稱：認(rèn)知無線通信中的信息共享方法、認(rèn)知無線通信裝置以及認(rèn)知無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無線通信中的信息共享方法、認(rèn)知無線通信裝置以及認(rèn)知無線通信系統(tǒng)等，特別是指一種在認(rèn)知無線通信確立之前，多個認(rèn)知無線通信裝置間能夠共享檢測信息與檢測控制信息的信息共享方法、一種能夠利用該信息共享方法進行信息共享的認(rèn)知無線通信裝置以及認(rèn)知無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線通信在多個無線通信裝置間進行。為了進行無線通信，需要對每個無線通信服務(wù)劃分頻段。然而，由于現(xiàn)在無線通信服務(wù)的數(shù)量很多，因而很難對新的無線通信服務(wù)與無線通信申請分配新的頻段，即，無線通信服務(wù)處于飽和狀態(tài)。然而，雖然現(xiàn)在無線通信服務(wù)處于飽和狀態(tài)，但是，目前也公知，實際上有的頻段幾乎未被利用(使用)。這意味著無線頻譜資源未被有效利用。為了促進無線頻譜的有效利用，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC =Federal Communications Commission)在2002年通過公開書面文件認(rèn)可了，允許未授權(quán)的無線通信服務(wù)訪問(接入)未被利用的頻段。該文件由頻譜政策特別工作組(SPTF=Spectrum Policy Task Force)制定。認(rèn)知無線通信即是基于這一方案而進行改進的無線通信的一例 (例如，參照專利文獻1)。在認(rèn)知無線系統(tǒng)中，需要進行特定的處理以確立進行數(shù)據(jù)通信(確定通信鏈路)。 具體為，首先，在特定的無線頻率的整個區(qū)域范圍內(nèi)進行頻譜檢測(頻譜情況檢測)，之后， 根據(jù)該檢測結(jié)果分析頻譜的使用狀況。并且，在構(gòu)成認(rèn)知無線通信系統(tǒng)的構(gòu)成要素(節(jié)點) 之間進行信息交換。所交換的信息包括檢測信息與檢測控制信息。這些節(jié)點可以自己進行檢測而生成檢測信息，也可以從其他的節(jié)點獲得檢測信息。如此，各節(jié)點與其他的節(jié)點共享檢測信息，從而能夠提高檢測效果。之后，認(rèn)知無線通信系統(tǒng)確定用于進行數(shù)據(jù)通信的頻段，從而能夠利用該頻段進行數(shù)據(jù)通信。然而，認(rèn)知無線系統(tǒng)的各節(jié)點在進行檢測之前，并不能夠掌握用于數(shù)據(jù)通信的信道的情況，因而，各節(jié)點也不知道為了共享檢測信息與檢測控制信息應(yīng)該使用哪個信道?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本發(fā)明專利公開公報特開2007-088940號

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題因而，本發(fā)明的目的在于，提供一種認(rèn)知無線通信中的信息共享方法，使用該方法能夠在多個認(rèn)知無線通信裝置間有效且高效地進行檢測信息與檢測控制信息的交換。另夕卜，本發(fā)明的目的還在于，提供一種能夠使用該信息共享方法而共享檢測信息與檢測控制信息的認(rèn)知無線通信裝置以及認(rèn)知無線通信系統(tǒng)。本發(fā)明的第1方面涉及一種認(rèn)知無線通信中的信息共享方法。該信息共享方法包括信道測出步驟與信息共享步驟。信道測出步驟，是在認(rèn)知無線通信用的通信鏈路確立之前實行的步驟。在信道測出步驟中，檢測出多個無線通信裝置間能夠利用的共用信道；在信息共享步驟中，利用在所述檢測步驟中檢測出的共用信道在所述多個無線通信裝置間進行檢測信息以及檢測控制信息的共享。如此，通過利用共用信道從而能夠高效且有效地進行檢測信息與檢測控制信息的交換。另外，無線通信裝置可以是能夠進行無線通信的裝置的一部分，也可以是能夠進行無線通信的裝置本身。另外，多個無線通信裝置例如可以包括數(shù)據(jù)存檔庫(DA)。該數(shù)據(jù)存檔庫(DA)用于存儲檢測信息與檢測控制信息。另外，該數(shù)據(jù)存檔庫(DA)能夠?qū)z測信息發(fā)送給其他的無線通信裝置(例如，認(rèn)知引擎(CE))，將檢測控制信息發(fā)送給其他的無線通信裝置(例如，頻譜檢測器)。在本發(fā)明的其他方面中，所述多個無線通信裝置包括在所述通信鏈路確立之前進行頻譜檢測的頻譜檢測器。此時，所述信息共享方法還包括檢測步驟，在該檢測步驟中，通過由所述頻譜檢測器進行所述頻譜檢測而得到檢測信息。并且，在信息共享步驟中，所述頻譜檢測器利用所述共用信道將由所述檢測步驟所得到的檢測信息發(fā)送給其他的無線通信裝置，從而能夠在所述多個無線通信裝置間共享檢測信息。另外，在本發(fā)明的其他方面中，多個無線通信裝置包括認(rèn)知引擎或者數(shù)據(jù)存檔庫。 認(rèn)知弓I擎生成用于控制所述頻譜檢測器所進行的檢測的檢測控制信息。數(shù)據(jù)存檔庫用于存儲認(rèn)知引擎所生成的檢測控制信息以及頻譜檢測器所得到的檢測信息，并且將檢測控制信息以及檢測信息提供給其他的無線通信裝置。此時，在所述檢測步驟中，頻譜檢測器根據(jù)通過所述共用信道取得的檢測控制信息進行頻譜檢測。如此，檢測控制信息也被共享，從而能夠有效地進行處理。另外，認(rèn)知引擎(CE)與數(shù)據(jù)存檔庫(DA)存儲或保存頻譜檢測器所得到的檢測信息。即，認(rèn)知引擎(CE)與數(shù)據(jù)存檔庫(DA)是頻譜檢測器的客戶裝置的一例。再者，在本發(fā)明的另外方面中，多個無線通信裝置包括用于存儲信息的數(shù)據(jù)存檔庫；能夠讀取所述數(shù)據(jù)存檔庫中存儲的信息的認(rèn)知引擎。此時，在所述信息共享步驟中，所述頻譜檢測器利用所述共用信道將在所述檢測步驟中取得的檢測信息發(fā)送給數(shù)據(jù)存檔庫， 從而使其存儲在該數(shù)據(jù)存檔庫中，從而使所述認(rèn)知引擎能夠監(jiān)測存儲在所述數(shù)據(jù)存檔庫中的檢測信息。還有，在本發(fā)明的其他方面，在所述信道測出步驟中，所述共用信道從ISM帶域的頻譜間隙部分檢測出來。ISM帶域為適宜進行認(rèn)知無線通信的頻段。并且，采用本方面，由于在通信鏈路確立之前利用ISM帶域，因而能夠有效地利用ISM帶域。本發(fā)明第2方面涉及能夠利用上述信息共享方法而實現(xiàn)信息共享的認(rèn)知無線通信裝置。具體為，本方面涉及的認(rèn)知無線通信裝置能夠利用在認(rèn)知無線通信用的通信鏈路確立之前檢測出的信道，與其他的無線通信裝置共享信息。另外，本發(fā)明第3方面涉及包括多個第2方面涉及的認(rèn)知無線通信裝置的認(rèn)知無線通信系統(tǒng)。采用第2方面與第3方面也能夠獲得與上述第1方面相同的效果。發(fā)明的效果采用本發(fā)明，能夠高效且有效地在多個認(rèn)知無線通信裝置間進行信息交換。在本發(fā)明，由于是找出被稱為白區(qū)的非使用頻譜而將其用于進行數(shù)據(jù)通信，因而，特別是對于不同的載體(例如，頻譜檢測器與頻譜檢測器的客戶)之間的檢測信息以及檢測控制信息的交換而言，尤其有效。檢測控制信息的例子，例如在W02008-086243中有公開記載。


圖1所示為本發(fā)明的認(rèn)知無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2所示為圖1中的頻譜檢測器40的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為用于說明構(gòu)成圖1的無線通信系統(tǒng)100的多個構(gòu)成要素之間的關(guān)系的示意圖；圖4所示為頻譜檢測器40與其客戶的ISO模式；圖5所示為由圖1的無線通信系統(tǒng)100所進行的通信方法的處理步驟的流程圖。附圖標(biāo)記說明1無線通信網(wǎng)絡(luò)；3因特網(wǎng)基干網(wǎng)；10、15、15'基地站；20、30、31無線通信裝置； 30a認(rèn)知引擎(CE) ；40,40a頻譜檢測器；41通信模塊；42信息收發(fā)部；43無線通信模塊控制器；45檢測模塊；46檢測器；46a RF鏈路；46b模擬/數(shù)字變換器(A/D變換器)；47檢測信息處理單元；48存儲器；49電源單元；50數(shù)據(jù)存檔庫；60信道；65、6fe 6 檢測用輔助控制信道(ACS) ；100認(rèn)知無線通信系統(tǒng)。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明。不過，下面所說明的方式僅僅是例子而已，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)進行適當(dāng)?shù)淖兏?。圖1所示為本發(fā)明的認(rèn)知無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1所示的認(rèn)知無線通信系統(tǒng)100包含多個無線通信裝置。并且，在認(rèn)知無線通信系統(tǒng)100中，多個無線通信裝置之間通過認(rèn)知無線通信進行數(shù)據(jù)通信。具體為，如圖1所示，認(rèn)知無線通信系統(tǒng)100的構(gòu)成要素包括主系統(tǒng)用的基地站 10、次級系統(tǒng)用的基地站15、作為主用戶的無線通信裝置20、作為次級用戶的無線通信裝置30與31、頻譜檢測器40、數(shù)據(jù)存檔庫50。頻譜檢測器40與數(shù)據(jù)存檔庫50都具有無線通信裝置的功能。認(rèn)知無線通信系統(tǒng)100的構(gòu)成要素能夠相互進行無線通信，從而形成了無線通信網(wǎng)絡(luò)1。換言之，認(rèn)知無線通信系統(tǒng)100的構(gòu)成要素連接在無線通信網(wǎng)絡(luò)1上。另外，認(rèn)知無線通信系統(tǒng)100包括因特網(wǎng)基干網(wǎng)絡(luò)3，從而，各構(gòu)成要素能夠通過無線通信網(wǎng)絡(luò)1連接到因特網(wǎng)上。作為因特網(wǎng)基干網(wǎng)絡(luò)3的一個例子，可以是公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN =Public Switched Telephone Network)0另外，圖1中也示出了用于其他的無線通信系統(tǒng)的次級系統(tǒng)用的基地站15'。該基地站15'位于無線通信系統(tǒng)100的可通信區(qū)域范圍(能夠通過無線通信網(wǎng)絡(luò)1進行無線通信的區(qū)域范圍)之外。該基地站15'也能夠與無線通信系統(tǒng)100的可通信范圍內(nèi)的無線通信裝置(例如，基地站15)進行通信，具有次級用戶的功能。因而，這樣的次級用戶也是認(rèn)知無線通信系統(tǒng)100的構(gòu)成要素的一例。主用戶用的基地站10與次級用戶用的基地站15通過有線或者無線連接，能夠相互進行信息的發(fā)送與接收。在次級用戶用的基地站15上配備有認(rèn)知引擎(CE) lfe。認(rèn)知引
5擎1 是用于和其他的無線通信裝置間進行認(rèn)知無線通信的控制裝置，能夠與基地站10之間通過無線通信網(wǎng)絡(luò)1直接進行無線通信。在兩個無線通信裝置進行認(rèn)知無線通信時，該認(rèn)知引擎1 確定這兩個無線通信裝置應(yīng)該使用的頻段，并對該兩個無線通信裝置都發(fā)送控制信號以使它們利用所確定的頻段進行無線通信。無線通信裝置20能夠通過無線通信網(wǎng)絡(luò)1或者因特網(wǎng)基干網(wǎng)3與基地站10、15 之間進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。與無線通信裝置20相同，無線通信裝置30、31也能夠通過無線通信網(wǎng)絡(luò)1或者因特網(wǎng)基干網(wǎng)3與基地站10、15之間進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。另外，無線通信裝置30、31上配備有認(rèn)知引擎(CE)30a。認(rèn)知引擎(CE)30a與認(rèn)知引擎(CE)Ife具有相同的功能。無線通信裝置20與無線通信裝置30、31根據(jù)配備有認(rèn)知引擎的無線通信裝置發(fā)出的控制信號進行動作(工作)，從而能夠直接進行相互通信(P2P通信)。由于無線通信裝置30與無線通信裝置31具有認(rèn)知引擎30a，因而能夠利用該認(rèn)知引擎30a與其他的無線通信裝置間進行P2P通信。另外，在無線筒狀裝置31上配備有頻譜檢測器40a。頻譜檢測器40a與頻譜檢測器40具有相同的功能。另外，在無線通信裝置30上沒有配備頻譜檢測器。頻譜檢測器40用于進行頻譜檢測，是獨立工作的傳感器，配置于無線通信網(wǎng)絡(luò)1 內(nèi)。另外，與頻譜檢測器40不同，頻譜檢測器41不是獨立工作的。在此，頻譜檢測意為，為有效促進頻譜利用機會而進行的檢測。數(shù)據(jù)存檔庫50用于系統(tǒng)化地存儲信息(例如，與有關(guān)時間的信息一起存儲)，具有無線通信系統(tǒng)100中的存儲部或數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)庫的功能。例如，在數(shù)據(jù)存檔庫50中存儲由分配在各個地域的多個頻譜檢測器發(fā)送來的檢測信息。數(shù)據(jù)存檔庫50與認(rèn)知引擎(CE)最大的區(qū)別在于，數(shù)據(jù)存檔庫50不參與確定如何使用頻譜。由其他的無線通信裝置(例如，認(rèn)知引擎(CE))讀取數(shù)據(jù)存檔庫50中存儲的信息 (之前的檢測信息)而用于頻譜的檢測中。另外，數(shù)據(jù)存檔庫50中存儲的信息并不限于檢測信息，也可以是其他的信息，例如檢測控制信息。由于數(shù)據(jù)存檔庫50存儲著之前的檢測與之前的檢測控制信息，因而能夠?qū)⒆銐虻男畔⒀杆俚靥峁┙o認(rèn)知引擎(CE)。圖1中所示的數(shù)據(jù)存檔庫50為獨立工作型的，然而也可以內(nèi)置在基地站10、15或者無線通信裝置20、 30,31 中。圖2所示為圖1中的頻譜檢測器40的結(jié)構(gòu)框圖。另外，頻譜檢測器40a與頻譜檢測器40具有相同的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，頻譜檢測器40包括通信模塊41與檢測模塊45。通信模塊41與檢測模塊45相互協(xié)作而進行工作。通信模塊41包括信息收發(fā)部42、無線通信模塊控制器43。信息收發(fā)部42使用后述的檢測用輔助控制信道(ACS)發(fā)送檢測信息以及接受檢測控制信息。檢測用輔助控制信道(ACQ是頻譜檢測器40與客戶之間的共用信道的一例。無線通信模塊控制器43用于對通信模塊41進行各種控制，例如，在檢測模塊45之間進行信息交換，處理信息收發(fā)部42所收發(fā)的信息。檢測模塊45包括檢測器46、檢測信息處理單元47、存儲器48、電源單元49。檢測器46用于接收無線信號。具體而言，檢測器46包括無線射頻識別鏈路46a、模擬/數(shù)字變換器(A/D變換器)46b、信號檢測部46c。存儲器48中存儲著有關(guān)頻譜檢測器40的信息， 例如，存儲著傳感器制造信息單、傳感器ID、傳感器數(shù)據(jù)表。電源單元49提供所需的電力以使檢測模塊45進行工作。在檢測模塊45中，若通過無線射頻識別鏈路46a接收到了無線信號，則由A/D變換器46b將所接收到的無線信號數(shù)字化，信號檢測部46c從數(shù)字化信號中檢測出所需的信號。并且，將檢測出的信號作為檢測信息輸入檢測信息處理單元47中。檢測信息處理單元 47根據(jù)需要從存儲器48中讀取有關(guān)頻譜檢測器40的信息，以及對從信號檢測部46c輸入的檢測信息進行處理。另外，檢測信息處理單元47與無線通信模塊控制器43之間進行信息交換。圖3為用于說明構(gòu)成圖1的無線通信系統(tǒng)100的多個構(gòu)成要素之間的關(guān)系的示意圖。圖3中示出了構(gòu)成圖1中的認(rèn)知無線通信系統(tǒng)100的多個構(gòu)成要素中的一部分。 具體而言，無線通信網(wǎng)絡(luò)1、第1認(rèn)知引擎(CE)、第2認(rèn)知引擎(CE)、數(shù)據(jù)存檔庫50、第1頻譜檢測器、第2頻譜檢測器表示在圖2中。第1認(rèn)知引擎(CE)例如相當(dāng)于無線通信裝置30上所配備的認(rèn)知引擎(CE) 30a。第 2認(rèn)知引擎(CE)例如相當(dāng)于基地站15上所配備的認(rèn)知引擎(CE) 15a。另外，第1認(rèn)知引擎 (CE)與第2認(rèn)知引擎(CE)也可以相當(dāng)于無線通信裝置31上所配備的認(rèn)知引擎(CE)30a。另外，第1頻譜檢測器例如相當(dāng)于獨立工作的頻譜檢測器40。第2頻譜檢測器例如相當(dāng)于無線通信裝置31上所配備的頻譜檢測器40a。另外，第2頻譜檢測器只要是不同于第1頻譜檢測器的其他頻譜檢測器即可。并且，這些構(gòu)成要素相互連接，S卩，如圖3所示，形成了信道。并且，所形成的信道在后述的圖5中的信息交換處理中會用到。在此，對檢測期間所形成的信道的種類進行說明。信道的種類大致劃分為兩種。具體而言，一種是現(xiàn)有技術(shù)中也能夠形成的信道，如圖3所示，為在無線通信網(wǎng)絡(luò)1與第1認(rèn)知引擎(CE)或第2認(rèn)知引擎(CE)之間形成的信道60。作為信道60的一例，有感知導(dǎo)頻信道(CPC cognitive pilot channel)。感知導(dǎo)頻信道(CPC)用于例如將頻譜使用情況相關(guān)信息報知給位于規(guī)定的區(qū)域(網(wǎng)狀區(qū)域)中的主用戶。另外一種是在構(gòu)成要素間形成的信道。該信道在檢測期間形成，主要在檢測期間使用。因而，本說明書中將此信道稱為檢測用輔助控制信道(ACS auxiliary control channel for sensing)0如圖3所示，作為檢測用輔助控制信道(ACS)而言，可以舉出5種(符號6 65e)0檢測用輔助控制信道(ACS)6 為在檢測期間形成于兩個頻譜檢測器之間的信道。 檢測用輔助控制信道(ACS)6 為在檢測期間形成于認(rèn)知引擎(CE)與頻譜檢測器之間的信道。檢測用輔助控制信道(ACS) 65c為在檢測期間形成于數(shù)據(jù)存檔庫50與頻譜檢測器之間的信道。檢測用輔助控制信道(ACS) 65d為在檢測期間形成與認(rèn)知引擎(CE)與數(shù)據(jù)存檔庫 50之間的信道。檢測用輔助控制信道(ACS) 6 為在檢測期間形成于兩個認(rèn)知引擎(CE)之間的信道。圖4所示為頻譜檢測器40與其客戶的ISO模式。另外，圖4所示的例子并不只是頻譜檢測器40，也可適用于頻譜檢測器40a。如圖4所示，頻譜檢測器40與其客戶之間可以通過檢測用輔助控制信道(ACS)進行相互通信。在ISO模式中，頻譜檢測器40與其客戶都具有PHY層(物理層)以及MAC層 (介質(zhì)訪問控制層)。作為客戶而言，從圖3可知，可以是其他的頻譜檢測器、認(rèn)知引擎(CE) 或者數(shù)據(jù)存檔庫50。檢測用輔助控制信道(ACS)，在圖4所示的例子中，對應(yīng)于ISO模式的 PHY層以及MAC層。并且，頻譜檢測器40與客戶共用檢測用輔助控制信道(ACS)，從而在檢測期間也形成網(wǎng)絡(luò)而能夠在兩者間進行信息交換。另外，作為頻譜檢測器與客戶的實際例子，例舉了圖4所示的ISO模式，然而并不限于ISO模式。如此，在檢測期間，于相距較近的兩個無線通信裝置間形成信道，實際中能夠使用該信道從而迅速地進行信息交換。另外，由于兩個無線通信裝置相距較近，因而能夠降低信息交換所需的能量的損失。所以，能夠高效地且在穩(wěn)定性較高的狀態(tài)下進行信息交換。即， 采用本實施方式，能夠高效且有效地進行檢測信息的交換與檢測控制信息的交換。接下來對檢測用輔助控制信道(ACQ進行詳細(xì)的說明。分配給檢測用輔助控制信道(ACS)的頻段由通信中的終端裝置(例如，認(rèn)知引擎 (CE)、頻譜檢測器或者數(shù)據(jù)存檔庫)設(shè)定，且事先已知。例如，在以較短的距離(例如，數(shù)米 數(shù)百米)形成檢測用輔助控制信道(ACS) 的情況下，在頻譜檢測器40、40a進行檢測時，考慮到在醫(yī)療化學(xué)產(chǎn)業(yè)用的頻段(ISM帶 auxiliary control channel for sensing)中有預(yù)先設(shè)定的頻譜間隙(無線信道)，而在這區(qū)域設(shè)定檢測用輔助控制信道(ACS)的頻段。例如，檢測用輔助控制信道(ACS)的頻段可從2. 4GHz帶域(2. 4 2. 5GHz)與5. 8GHz帶域(5. 725GHz 5. 875GHz)中選擇頻譜間隙進行設(shè)定。另外，也可以不是考慮頻譜間隙，而是考慮既存的無線技術(shù)(無線通信服務(wù))來設(shè)定檢測用輔助控制信道(ACS)的頻段。此時，低速率的無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(LR-WPAN:low rate wireless personal area network)、Zigbee (注冊商標(biāo))、或者藍(lán)牙(注冊商標(biāo))、 IEEE802. 11、或者紅外線通信(IrDA)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中的超寬帶域用的物理層(UWB PHY)所對應(yīng)的頻段成為檢測用輔助控制信道(ACS)的頻段的可選項。在有多個可選項時，可以用規(guī)定的方法選擇一個可選項而將檢測用輔助控制頻段(ACQ設(shè)定在該可選項的頻段上，也可以選擇多個可選項，將檢測用輔助控制頻段(ACQ分別設(shè)定在該多個可選項的頻段上，并可切換。選擇LR-WPAN、Zigbee或者藍(lán)牙(注冊商標(biāo))這些現(xiàn)有技術(shù)的話，能夠在較近的距離范圍以較低的數(shù)據(jù)傳輸率進行無線通信。另外，也可以同時考慮頻譜間隙與既存的無線技術(shù)這二者來設(shè)定檢測用輔助控制信道(ACS)的頻段。另外，分配給檢測用輔助控制信道(ACS)的頻段的寬度，即使是較窄，也是足夠的了。例如，可以將分配給檢測用輔助控制信道(ACS)的頻段的寬度設(shè)定得比分配給無線通信服務(wù)的頻段的寬度窄。這是因為，檢測用輔助控制信道(ACS)只需保證檢測控制信息這樣的信息能夠在構(gòu)成要素間進行交換即可。另外，由于作為交換對象的信息是有限制的，因而，利用檢測用輔助控制信道(ACQ的通信鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率可以設(shè)定得較低(例如，數(shù)百 kb/s)。
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另外，為了實現(xiàn)構(gòu)成要素間的信息交換，檢測用輔助控制信道(ACS)要一直維持構(gòu)成要素間的雙向數(shù)據(jù)通信(信息流動)。從而，例如，作為客戶的無線通信裝置能夠?qū)⒂糜谑诡l譜檢測最優(yōu)化的控制信號發(fā)送給頻譜檢測器。另外，也能夠?qū)︻l譜檢測器進行控制以利用特定的頻段進行頻譜檢測。再者，也能夠?qū)︻l譜檢測器進行控制以規(guī)定的誤檢報警用的速率進行信號檢測。還有，頻譜檢測器能夠根據(jù)接收到的控制信號中所包含的控制信息與控制指令將相應(yīng)的信息發(fā)送給無線通信裝置。
圖5所示為由圖1的無線通信系統(tǒng)100所進行的通信方法的處理步驟的流程圖。 在本說明書中，以頻譜檢測器40與其客戶之間的通信方法的處理步驟為例進行說明。
圖5中，首先，在步驟SlO S40的檢測期間中進行頻譜檢測。具體為，在步驟SlO 中，頻譜檢測器40檢測出檢測用輔助控制信道(ACS)。
之后在步驟S20 S40中，利用檢測用輔助控制信道(ACS)從而在多個無線通信裝置間進行信息交換。所交換的信息有，由頻譜檢測所得到的檢測信息、用于控制檢測的檢測控制信息。另外，檢測控制信息由認(rèn)知引擎(CE)生成，基于檢測信息生成。在該檢測控制信息中包含有關(guān)進行檢測的頻段的信息。并且，由該信息交換實現(xiàn)在多個無線通信裝置間的信息共享。
首先，在步驟S20中，頻譜檢測器40通過檢測用輔助控制信道(ACS)接收來自于客戶的檢測指令(檢測控制信息)(步驟S20)。
接下來，在步驟S30中，頻譜檢測器40根據(jù)接收到的指令進行頻譜檢測。并且，頻譜檢測器40將作為頻譜檢測的結(jié)果而得到的檢測信息通過檢測用輔助控制信道(ACS)發(fā)送給客戶(例如，認(rèn)知引擎(CE))。
步驟SlO S40的一系列處理，也在其他的頻譜檢測器中進行。另外，不進行頻譜檢測的無線通信裝置(例如，數(shù)據(jù)存檔庫(DA))用上述的步驟SlO S40的一系列處理通過檢測用輔助控制信道(ACS)接收來自于其他的無線通信裝置的信息即檢測信息與檢測控制信息。如此，在無線通信系統(tǒng)100的構(gòu)成要素間進行信息交換，從而各構(gòu)成要素與其他的構(gòu)成要素共享相同的信息。
另外，通過信息交換，檢測信息匯集到認(rèn)知引擎(CE)中，并且，認(rèn)知引擎(CE)根據(jù)所匯集的檢測信息確定要進行數(shù)據(jù)通信的兩個無線通信裝置以及用于使該兩個無線通信裝置間進行數(shù)據(jù)通信的頻段。具體而言，根據(jù)頻譜的利用情況的分析結(jié)果找出未被利用的頻譜(白區(qū))以進行頻段的確定。并且，有關(guān)所確定的頻帶的信息也通過檢測用輔助控制信道(ACQ發(fā)送給相應(yīng)的兩個無線通信裝置。
之后在步驟S50中，要進行數(shù)據(jù)通信的兩個無線通信裝置根據(jù)檢測控制信息確立 (建立)通信鏈路，通過認(rèn)知無線通信相互進行數(shù)據(jù)通信(例如，P2P通信)。該數(shù)據(jù)通信所利用的頻段是由認(rèn)知引擎(CE)確定的。另外，可以利用檢測用輔助控制信道(ACQ進行數(shù)據(jù)通信，然而，最好是利用數(shù)據(jù)通信專用的信道進行數(shù)據(jù)通信。
接下來，說明本發(fā)明的具體實施例(第1具體實施例 第3具體實施例)。
在第1具體實施例中頻譜檢測器40、40a能夠進行協(xié)調(diào)檢測/協(xié)作檢測。協(xié)調(diào)檢測(cooperative sensing)是配備有頻譜檢測器40a的無線通信裝置之間進行的檢測，協(xié)作檢測(collaborative sensing)是獨立工作式的頻譜檢測器40之間所進行的檢測。并且，頻譜檢測器40與頻譜檢測器40a根據(jù)來自于認(rèn)知引擎(CE)的要求(指令)進行頻譜檢測并將該檢測結(jié)果作為檢測信息發(fā)送給認(rèn)知引擎(CE)。從而檢測信息被匯集到認(rèn)知引擎 (CE)。
并且，認(rèn)知引擎(CE)根據(jù)所匯集的檢測信息確定頻譜檢測器群(組)。
在該第1具體實施例中，檢測用輔助控制信道(ACS)用于頻譜檢測器間的通信以及頻譜檢測器與認(rèn)知引擎(CE)間的通信。
在第2具體實施例中，頻譜檢測器40、40a也能夠進行協(xié)調(diào)檢測/協(xié)作檢測。并且頻譜檢測器40與頻譜檢測器40a根據(jù)來自于認(rèn)知引擎(CE)的要求(指令)或者定期地進行頻譜檢測并將該檢測結(jié)果作為檢測信息發(fā)送給數(shù)據(jù)存檔庫50。從而檢測信息匯集到數(shù)據(jù)存檔庫50中。之后，若數(shù)據(jù)存檔庫50接收到檢測信息則將它們存儲起來。其結(jié)果是，間斷的傳送過來的檢測信息依次存儲在數(shù)據(jù)存檔庫50中。
并且，數(shù)據(jù)存檔庫50中所存儲的檢測信息用于頻譜的檢測。
在該第2具體實施例中，檢測用輔助控制信道(ACS)用于頻譜檢測器間的通信以及頻譜檢測器與數(shù)據(jù)存檔庫50間的通信。
在第3具體實施例中，頻譜檢測器40、40a也能夠進行協(xié)調(diào)檢測/協(xié)作檢測。各無線通信裝置根據(jù)來自于其他的無線通信裝置的請求確定有協(xié)作可能性的無線通信裝置，并且，對該無線通信裝置請求規(guī)定檢測信息，該規(guī)定檢測信息涉及的是他們之間能夠利用的特定的頻段(一種或多種頻段)。該請求中最好包含頻譜利用情況的相關(guān)信息。作為頻譜利用情況的相關(guān)信息而言有，關(guān)于頻段的信息、關(guān)于中心頻率的信息、關(guān)于頻段的占用情況的信息、關(guān)于檢測性能(誤檢報警的或然率、誤檢測的或然率)的信息。從而，各無線通信裝置能夠預(yù)先收集其后的數(shù)據(jù)通信中所需要的頻譜利用情況的相關(guān)信息。
在該第3具體實施例中，檢測用輔助控制信道(ACS)用于認(rèn)知通信裝置間的通信。
如上面所詳細(xì)說明的，采用上述的實施方式，在通信鏈路確立之前的準(zhǔn)備期間中， 檢測出信息交換中能夠利用的共用信道，將所檢測出的信道作為輔助控制信道利用，從而， 迅速的在無線通信裝置之間實現(xiàn)檢測信息與檢測控制信息的共享。從而能夠迅速的實現(xiàn)通信鏈路確立?？傊?，采用本實施方式能夠提供一種能夠高效且有效的進行檢測信息與檢測控制信息的交換的認(rèn)知無線通信中的信息共享方法。另外，為了利用這些公用信道可以使用現(xiàn)有的通信協(xié)議與工作條件說明書。
另外，采用本實施方式，在無線通信裝置為頻譜檢測器時，上述輔助控制信道能夠用于傳輸來自于頻譜檢測器的檢測信息。從而，其他的無線通信裝置也能夠共享檢測信息。其結(jié)果是，提高了無線通信系統(tǒng)100的檢測能力。另外，通過使用檢測用輔助控制信道 (ACS)在較近的距離范圍內(nèi)進行信息交換，從而能夠提高檢測的可靠性，并且能夠保證頻譜檢測的穩(wěn)定性。另外，多個頻譜檢測器最好是在地域上分散在各無線通信系統(tǒng)100中，如此，能夠減輕多徑干擾所引起的信號衰減，從而提高可靠性。
再者，采用本實施方式，上述輔助控制信道能夠用于接收來自于其他的無線通信裝置的檢測控制信息與來自于頻譜檢測器的檢測信息。從而，能夠匯集來自于其他的無線通信裝置的檢測控制信息與來自于頻譜檢測器的檢測信息。這一點，在無線通信裝置為頻譜檢測器的客戶的時候特別有效。
還有，采用本實施方式，在無線通信裝置為數(shù)據(jù)客戶時，來自于其他的無線通信裝置的多個信息(檢測信息與檢測控制信息)與關(guān)于時間的信息一起被存儲。因而，通過讀取出存儲在數(shù)據(jù)存檔庫中的一系列信息從而能夠例如進行這一系列的信息的檢測。另外， 能夠從數(shù)據(jù)存檔庫迅速地獲取足夠的信息。
此外，本實施方式的輔助控制信道的頻段為從ISM帶域中選擇的頻譜間隙。輔助控制信道的帶域最好是采用從2. 4GHz帶域(2. 4 2. 5GHz)中選擇的頻譜間隙。該2. 4GHz 帶域用于無線LAN與無線PAN進行近距離通信，因而能夠容易地檢測出輔助控制信道。
另外，采用本實施方式，不僅是認(rèn)知無線通信中的信息共享方法，還能夠提供一種實施該方法的認(rèn)知無線通信裝置以及認(rèn)知無線通信系統(tǒng)。
在上述實施方式中，無線通信裝置可以為能夠進行無線通信的裝置的一部分，也可以是能夠進行無線通信裝置本身。此外，多個無線通信裝置也可以包含例如數(shù)據(jù)存檔庫。
本發(fā)明的內(nèi)容的至少一部分預(yù)定會在2009年7月四日在東京召開的IEICE SR workshop上由本發(fā)明的發(fā)明人以"Auxiliary Control Channel For Spectrum Sensing in Cognitive Radio Systems”這樣的論文名進行公開。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠很好地應(yīng)用在無線通信特別是認(rèn)知無線通信等領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種信息共享方法，為認(rèn)知無線通信中的信息共享方法，其特征在于， 包括在認(rèn)知無線通信用的通信鏈路確立之前，檢測出多個無線通信裝置間能夠利用的共用信道的信道測出步驟；利用在所述信道測出步驟中檢測出的共用信道在所述多個無線通信裝置間進行檢測信息以及檢測控制信息的共享的信息共享步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息共享方法，其特征在于，所述多個無線通信裝置包括在所述通信鏈路確立之前進行頻譜檢測的頻譜檢測器， 所述信息共享方法還包括，通過由所述頻譜檢測器進行所述頻譜檢測而得到檢測信息的檢測步驟，在所述信息共享步驟中，所述頻譜檢測器利用所述共用信道將由所述檢測步驟所得到的檢測信息發(fā)送給其他的無線通信裝置，從而在所述多個無線通信裝置間共享檢測信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信息共享方法，其特征在于， 所述多個無線通信裝置包括認(rèn)知引擎或者數(shù)據(jù)存檔庫，所述認(rèn)知弓I擎生成用于控制所述頻譜檢測器所進行的檢測的檢測控制信息， 所述數(shù)據(jù)存檔庫用于存儲所生成的檢測控制信息以及檢測信息，并且對其他的無線通信裝置提供檢測控制信息以及檢測信息，在所述檢測步驟中，所述頻譜檢測器根據(jù)通過所述共用信道取得的控制信息進行所述頻譜檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信息共享方法，其特征在于， 所述多個無線通信裝置包括用于存儲信息的數(shù)據(jù)存檔庫；能夠讀取所述數(shù)據(jù)存檔庫中存儲的信息的認(rèn)知引擎，在所述信息共享步驟中，所述頻譜檢測器利用所述共用信道將在所述檢測步驟中取得的檢測信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)存檔庫，從而使其存儲在該數(shù)據(jù)存檔庫中，從而使所述認(rèn)知引擎能夠監(jiān)測存儲在所述數(shù)據(jù)存檔庫中的檢測信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的信息共享方法，其特征在于，在所述信道測出步驟中，所述共用信道從ISM帶域的頻譜間隙部分檢測出來。
6.一種認(rèn)知無線通信裝置，其特征在于，包括以下部分，利用在認(rèn)知無線通信用的通信鏈路確立之前檢測出的信道與其他的無線通信裝置共享信息。
7.一種認(rèn)知無線通信系統(tǒng)，包括多個無線通信裝置，其特征在于，還包括以下部分，使所述多個無線通信裝置間利用在認(rèn)知無線通信用的通信鏈路確立之前檢測出的信道共享 fn息ο
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供一種認(rèn)知無線通信中的信息共享方法，使用該方法能夠在多個認(rèn)知無線通信裝置間有效且高效地進行檢測信息與檢測控制信息的交換。在認(rèn)知無線通信裝置中，在認(rèn)知無線通信用的通信鏈路確立之前，作為測出信道檢測出多個認(rèn)知無線通信裝置間能夠利用的共用信道，利用所檢測出的共用信道在多個無線通信裝置間進行檢測信息與檢測控制信息的交換，從而共享這些信息，在多個認(rèn)知無線通信裝置間共享的檢測信息與檢測控制信息，在確定用于頻譜監(jiān)測與數(shù)據(jù)通信所使用的信道的處理中將會用到它們。
文檔編號H04W72/08GK102484795SQ20108003161
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者原田博司, 孫晨, 迪梅西·約翰尼斯·阿萊姆塞左德, 陳博阮 申請人:獨立行政法人情報通信研究機構(gòu)