動的に無線資源を割り当てる装置及び方法
動的に周波数資源を用いる通信装置及び通信方法に関するもので、具体的に、動的に周波数割当が可能な移動端末及び通信方法を提供する。この移動端末は、動的に周波数割当が可能な移動端末であって、特定の周波数政策及び使用者により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索し、検索された周波数帯域から特定の周波数帯域を選択する認知エンジンと、該選択された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォームブロック、及びプラットフォームブロックの設定によって特定のプロトコルによるデータ処理を行なう少なくとも一つの要素（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックを含む通信システムブロックと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的に周波数資源を使用する通信装置及び通信方法に関するもので、より具体的には、動的に周波数割当が可能な移動端末及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在サービスされている無線通信サービスは固定した帯域幅を用いてデータ送信及び受信を行なう。特に、移動通信システムは、特定帯域に割り当てられた資源とセル（ｃｅｌｌ）間の周波数配置を通じて最大の性能を得る方式を用いる。固定した帯域を用いて信号を送受信する技法は、変わらない周波数領域を通じて具現される。すなわち、現在用いているシステム規格に合せながらもより高いサービス質(例えば、スループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）、使用者の数)を支援するには、通常、セル構造をより細かく分けたり、既存システム規格を需要にしたがって拡張して新しいインフラ構造（ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を構築する方法を取る。
【０００３】
従来の周波数資源を用いる方式は、固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を基盤とする技法と可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を基盤とする技法とに区分される。
【０００４】
固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を基盤とする技法を用いるシステムは、サービスの規格を定めるに当って、特定の帯域に適切で様々な送信／受信技法を適用して規格を作る。また、固定した帯域を基礎にサービスを提供し、規格に変化を与えるためにはサービスシステム全体に対する変更をしなければならない特徴がある。
【０００５】
一方、上述した可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を基盤とする技法は、様々な帯域幅オプションを選択的に適用する技法で、最近主流を占めつつある。この可変帯域幅を基盤とする規格は、固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の場合に比べて帯域幅の変化とサービスの質に対する制御がより容易である。しかし、この可変帯域幅を基盤とする場合にも、実際サービスが提供されている状況では、固定した帯域幅のシステムと同一に動作する。要するに、可変帯域幅を基盤とする技法を通じて周波数帯域が広くなったり狭くなったりしても、用いられる技術が変わらないという長所を得ることができる。また、周波数帯域が変わっても用いられる技術が変わらないので、ハードウェアの複雑性を増加させずにサービスの質を変化させることができる。
【０００６】
これら従来の技法に代わる新しい技法が認知無線（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ：以下、“ＣＲ”という。）技法である。このＣＲ技法は、１９９９年にＭｉｔｏｌａが提示した技法で、周波数帯域の效率的な使用のために提案された。このＣＲ技法は、基本的に、ソフトウェア的に定義されたラジオ（ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｆｉｎｅｄ ｒａｄｉｏ：ＳＤＲ）を基盤に具現される。ＣＲ技法は、周波数帯域を検索（ｓｃａｎ）して使われていないスペクトラムを選択し、これを基本通信帯域と設定することができる。すなわち、ＣＲ技法は、スペクトラムセンシングを行なうことができる。また、このＣＲ技法は、検索されたサービス種類によってＳＤＲ様式（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）に変形を加え、サービス種類を変化させたりサービスの質を変化させることを自ら判断して決定することができる。
【０００７】
現在様々な無線サービスが提供されているという事実とＣＲ技法が追求する基本概念を考慮すると、今後の無線端末は一つの融合した形態になると見込まれる。すなわち、今後、無線端末はＣＲ技法によって運用されると予想される。上記ＣＲ技法は、現在ＩＥＥＥ８０２．２２でＴＶ帯域を共有してＷＲＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）サービスを提供するための技法として採用された。
【０００８】
上述したＣＲ技法の特徴の一部は、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンドを使用する一部通信規格の特徴と同一である。すなわち、上記ＩＳＭバンドなどを用いて通信を行なう一部規格では、“共存（ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ）”という方法で周波数帯域認識と無線資源の衝突を防止させるプロトコルを提供する。この共存もまた、周波数感知を通じて様々な無線資源を使用するもので、上記のＣＲ技法の特徴と重なる部分が存在する。
【０００９】
要するに、周波数管理技法によって通信方式を区分すると、上述の固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の通信方式と、可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の通信方式と、ＣＲ技法の通信方式とに分けられる。以下、それぞれの方式による通信方法について説明する。
【００１０】
まず、固定した帯域幅の通信方式を説明する。
【００１１】
図１は、固定した帯域幅の通信方法における無線資源の使用を示す図である。
【００１２】
現在の移動通信システム（ＣＤＭＡ及びＧＳＭ等）や無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１及びＨｉｐｅｒ ＬＡＮ等）、無線ＰＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１５）のようなサービスは、初期標準化段階で定められた帯域幅を用いてサービスを提供する。この帯域幅は、政府から周波数使用許可を受けたりあるいは公開された帯域の一部である。固定した帯域幅の通信方式の特徴は、時間による周波数帯域幅の増加や減少がないということである。すなわち、固定した帯域幅内でのサービスは、その帯域幅に対して最適化される。すなわち、現在トラフィック（ｔｒａｆｆｉｃ）の量によらずに既に定められた帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を引き続き使用する。
【００１３】
次に、可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の通信方式について説明する。
【００１４】
可変帯域幅を使用するサービスは、２種類の形態に分けることができる。第一の形態は、基地局のサービス帯域が一定な状態で、端末が用いる帯域幅が可変する場合である。第二の形態は、基地局が用いる帯域幅と端末が用いる帯域幅がいずれも可変する場合である。
【００１５】
上記第一の形態の一例を、図２に示す。図２に示す一例は、ＯＦＤＭを用いるＩＥＥＥ８０２．１６またはＩＥＥＥ８０２．２０規格であり得る。また、図２に示す一例は、３ＧＰＰ ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のようなサービスであっても良く、ＣＤＭＡ方式ではチャネルをまとめて端末に割り当てる方式であるＥＶ−ＤＯ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ Ｏｎｌｙ）またはＥＶ−ＤＶ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ ａｎｄ Ｖｏｉｃｅ）であっても良い。図２の一例は、基地局が使用する総帯域幅が定められ、端末が使用する帯域幅は、該当の基地局から特定帯域幅が割り当てられる。端末は、割り当てられた帯域幅を通じてサービスを受ける。基地局が使用する帯域幅は、システム設置に当って定められる。
【００１６】
次いで、上記ＣＲ技法の特徴の一部を受け入れた可変帯域幅の通信方法について説明する。図３は、ＣＲ技法の特徴の一部を受け入れた可変帯域幅の通信方法の無線資源使用方法を示す。図３に示すように、基地局がサービスする帯域幅は、時間によって変化することができる。図３の一例は、ＩＥＥＥ８０２．２２規格であり得る。このＩＥＥＥ８０２．２２規格は、上記ＣＲ技法の特徴を受け入れながら生成されたサービスモデルである。すなわち、各時間別に使用可能な周波数帯域を感知し、基地局が可能な帯域幅内で自身のサービスを拡張する。結果として、ＩＥＥＥ８０２．２２規格の端末は、変化する帯域幅をいずれも受容可能でなければならない。ＩＥＥＥ８０２．２２規格では、ＴＶ帯域を共有しながらＷＲＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）サービスを提供するが、このサービス単位は、他のサービスで使われないチャネルから構成され、チャネルの併合／分割を基本とする。すなわち、基地局が、使われていないＴＶチャネルを把握した場合、このチャネルをＷＲＡＮサービスに使用する。また、規格より提示した範囲内でＴＶチャネルが連続して使用可能であるとすれば、このチャネルをまとめて一つの帯域として使用し、この時、全体を用いたサービスを提供することができる。また、端末は、基地局のこのようなチャネル状況を全て把握し、同様に自身の受信能力を増やさなければならない。
【００１７】
次に、ＣＲ技法について説明する。ＣＲ技法は、特定の周波数管理技法に制限されないということを特徴とする。すなわち、ＣＲ技法は、現在スペクトラム（すなわち、周波数資源）をより効率的に使用するために、端末の構成が周波数資源によって変化する特徴を有する。図４には、周波数資源のうち、使われていない部分がある場合、ＣＲ技法による端末（以下、‘ＣＲ端末’と称する。）がどのように無線資源を用いるかを示す。図４に示すように、ＣＲ端末は、自由にスペクトラムを検査し選択する。すなわち、ＣＲ端末は、図４に示すようなスペクトラムを観察し、４０１〜４０６の無線資源が使われていないということを認知できる。これにより、まず、４０１及び４０２領域中の“Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｓｅｒｖｉｃｅ ｗｉｔｈ ＣＲ”で表示された帯域を通じて一般のＣＲサービスが提供される場合、この帯域を通じて一般のＣＲサービスを受信することができる。また、端末は、上記の４０１及び４０２領域を通じて新しいサービスを創造（ｃｒｅａｔｉｏｎ）しても良い。
【００１８】
一方、ｔ１時点後に、上記の４０１及び４０２の無線資源をそれ以上使用できないとすれば、これを認識したＣＲ端末は、ｔ１時点後から４０３の無線資源を通じてサービスを受けたり新しいサービスを提供することができる。また、ｔ２時点後に、４０３の無線資源がそれ以上使用不可能な場合には、端末はｔ２時点後に、図４に示すように、４０６の無線資源を選択して持続してサービスを受けたり提供することができる。
【００１９】
このＣＲ端末は、観察しようとするスペクトラム帯域があり、その帯域で使われていない領域が発見されると、その領域内でＣＲ技法を通じて提供される通信サービスを受ける。もちろん、提供されるサービスは、固定した帯域幅によるサービスであっても良く、可変帯域幅によるサービスであっても良い。ＣＲ技法の特徴は、既存サービスとは違い、使用する周波数資源が時間によって変化するので、これを管理するための規格（すなわち、プロトコル）及び周波数資源に対する学習過程が必要であるという点にある。現在ＣＲ技法の特徴を持つ標準案の一例としてはＩＥＥＥ８０２．２２ＷＲＡＮシステムがある。
【００２０】
上記ＣＲ技法は、その他の技法に比べて周波数帯域を自由に使用するという特徴がある。可変帯域幅の通信方法は時間によって帯域幅が変わるものの、通信システムで使用可能な帯域幅をあらかじめ設定し、あらかじめ設定された帯域幅内で帯域幅の大きさに変化を与えると通信を行なう。しかし、ＣＲ技法では、あらかじめ設定された制約無しで自由に周波数帯域を検索する。また、検索の結果、使用可能な帯域が発見されると、これを通じてサービスを受けたりサービスを創造するという特徴がある。
【００２１】
上述した固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の技法と可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の技法を用いる通信規格には、下記のような問題がある。
【００２２】
現在のシステムは、以降、消費者の要求が発生すると修正される必要がある。すなわち、消費者の要求事項を受け入れるためには、新しい標準の創出と新しいシステムの提供が必要である。言い換えると、上記の固定した帯域幅を用いるシステム及び可変帯域幅を用いるシステムは、消費者の欲求に応じて常に規格が変化しなければならない。しかし、一つのサービスにおいては消費者の希望する形態のサービスを完璧に提供し難いため、色々なサービスが乱立することとなり、これによってスペクトラム効率は減少する。特に、使用者の限定された要求がある場合、スペクトラム使用は地域的／時間的に変化する。すなわち、このような限定された要求がある場合には非効率的なスペクトラム使用が問題とされる。したがって、変化する使用者の欲求を満たしながら色々な通信技法を受け入れるためには、無線端末はＣＲ基盤へと進化せざるを得ない。
【００２３】
しかし、このようなＣＲ技法のための帯域使用技法及び通信技法は未だ提示されていないのが現状である。今のところ、既存の無線システムの形態をそのまま受け入れるＳＤＲ端末に周波数環境に対する認知／決定を行なう再構成要素に重点をおいている。しかし、このようなＣＲ動作シナリオは全ての無線端末を一つに統合する効果はあるが、変化する使用者の要求を十分に満たすと共にスペクトラムを效率的に使用する方向への進化は考慮されていないという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は上記の問題を解決するためのもので、その目的は、遊休スペクトラムを利用できる通信方法及び通信装置を提供することにある。
【００２５】
本発明の他の目的は、使用者の要求に效率的に対応できる周波数利用技法及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に係る移動端末は、上述の目的を達成するために、特定の周波数政策及び使用者（Ｕｓｅｒ）により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索し、検索された周波数帯域から特定の周波数帯域を選択する認知エンジンと、該選択された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）ブロック、及び該プラットフォームブロックの設定によって特定なプロトコルに従うデータ処理を行なう少なくとも一つの要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックを含む通信システムブロックと、を含んでなる。
【００２７】
上記移動端末は、ＣＲ技法に基づくことが好ましい。
【００２８】
また、特定な周波数政策を獲得する政策をさらに含むことが好ましい。また、プラットフォームブロックは、スペクトラムセンシングとスペクトラム設定を行なうことが好ましい。
【００２９】
要素ブロックは、特定の通信規格に相応することが好ましい。
【００３０】
該要素ブロックは、プラットフォームブロックの制御によって通信を行なうことが好ましい。
【００３１】
本発明に係る通信方法は、動的に周波数割当が可能な送信端のサービス送受信方法において、特定の周波数政策及び使用者により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索する段階と、この検索結果によって送信端が使用する周波数帯域を決定し、この決定された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）ブロックのための連結を行なう段階と、該決定された周波数帯域を通じてサービスを送受信する少なくとも一つの要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックのための連結を行なう段階と、を含む。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、次の効果が得られる。まず、本発明によると、遊休スペクトラムを效率的に使用することができる。また、本発明の特定実施形態では、プロバイダ間に割り当てられたスペクトラムを共有することもできる。
【００３３】
本発明の一実施形態では、ＣＲ端末に対する包括的ＭＡＣ／ＰＨＹ形式を定義する。この実施形態によると、ＣＲ通信装置で使用可能なサービス種類をプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）形式のＭＡＣ／ＰＨＹに具現するので、様々なＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供することができる。本発明によれば、バーストトラフィック（Ｂｕｒｓｔ ｔｒａｆｆｉｃ）に対して、使用者間ＱｏＳの減少方式に比べて、使用者か感じるチャネル輻輳現象を除去することができる。
【００３４】
本発明の各実施形態は、自ら進化できる標準規格の形態を提示する。すなわち、本発明は、ＣＲ端末に現在の無線通信だけでなく未来の通信技法に対する包括的な枠組みを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】固定した帯域幅の通信方法における無線資源の使用を示す図である。
【図２】基地局のサービス帯域が一定な状態で、端末が使用する帯域幅が可変である場合における無線資源の使用を示す図である。
【図３】ＣＲ技法の特徴を一部受容した可変帯域幅の通信方法における無線資源の使用方法を示す図である。
【図４】ＣＲ端末が無線資源を検索して使用する方法を示す図である。
【図５】図５Ａは、本実施例によるＣＲ通信装置の一例を示すブロック図であり、図５Ｂは、本実施例によるＣＲ通信装置の他の例を示すブロック図である。
【図６】本実施例によるＣＲ通信装置に含まれるＣＲ処理モジュール構造を示すブロック図である。
【図７】図７Ａは、本実施例によるＣＲ通信装置に含まれる通信システムブロックの一例を示すブロック図であり、図７Ｂは、本実施例によるＣＲ通信装置に含まれる通信システムブロックの他の例を示すブロック図である。
【図８】本実施例による認知学習方法の一例を説明する図である。
【図９】本実施例による認知学習方法の他の例を説明する図である。
【図１０】ＣＲ通信装置が処理すべきデータ量によってプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが決定する周波数の帯域幅を示す図である。
【図１１】ＣＲ通信装置で行なうチャネル設定の概念を示す図である。
【図１２】使用者密度が互いに異なる地域で用いられる周波数帯域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の一実施例は、ＣＲ技法を基盤とする端末とこれを支援する基地局間の通信規格の基本構造を提案する。従来の通信規格は、その通信システム全体を一つの規格で定義したため、消費者の需要または企業の政策変化によるシステム変形が規格定義につながるという問題があった。すなわち、需要や政策の変化に従って新しいシステムを設置しなければならないという問題があった。
【００３７】
本発明の一実施例は、このような需要や政策の変化にも規格を変えなくて済むＣＲ技法に関する内容を提案する。すなわち、需要や政策の変化による周波数帯域、すなわち、スペクトラムの変化に影響を受けない通信技法を提案する。
【００３８】
本発明の一実施例は、次世代通信端末及びシステムが持つ基本構造を提案し、次世代通信規格が持つべき基本構造及び周波数使用方法を提案する。
【００３９】
以下、本実施例が提案するＣＲ基盤の通信装置（例えば、端末及び基地局）のハードウェア構造を説明する。
【００４０】
ＣＲ基盤の通信装置は、既存の端末と違い、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）プロセシングブロック以外のブロックをデジタル化し、ソフトウェアを基盤に動作する。
【００４１】
図５Ａは、ＣＲ基盤の通信装置の一例を示すブロック図である。すなわち、ＣＲ基盤の通信装置は、自由に周波数帯域を検索し、特定の周波数帯域からサービスを受けたりサービスを創造するため、全体周波数帯域のうち一部帯域をフィルタリングするフィルタリングモジュール５０１が必要とされる。このフィルタリングモジュール５０１は、ＣＲ基盤の通信装置の一般的な動作を制御する別の制御部（図示せず）またはＣＲ処理モジュール（ＣＲ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）５０３を通じて制御されるバンドパスフィルタ（Ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）等で具現されることができる。このバンドパスフィルタは、特定の周波数帯域を可変的にフィルタリングすることができる。このフィルタリングモジュール５０１でフィルタリングされたアナログ信号は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換モジュール５０２によりデジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換モジュール５０２の出力は、ＣＲ処理モジュール５０３に入力される。このＣＲ処理モジュール５０３は、後述される様々な周波数制御技法によってデータ処理を行なう。ＣＲ処理モジュール５０３はソフトウェアで具現され、必要によって特定の無線規格に関するモジュールをローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）し、所望のＣＲ処理を行なう。すなわち、ＣＲ基盤の通信装置は上記ＳＤＲを基盤とする。
【００４２】
ただし、図５Ａの通信装置を具現する上で困難があり得る。したがって、図５ＢのようなＣＲ基盤の通信装置を用いてＣＲ技法を行なっても良い。現在の技術水準では、無線チャネルから受信される無線信号を一度に基底帯域（ｂａｓｅｂａｎｄ）信号に変換することは難く、広帯域処理し難いため、ミキサー（Ｍｉｘｅｒ）を用いた基底帯域変換と、他のフィルタを必要としている。図示の如く、図５ＢのＣＲ基盤の通信装置は、無線周波数受信モジュール５１１でＲＦ信号を受信する。このＲＦ信号は、ダウンミキシング（ｄｏｗｎ ｍｉｘｉｎｇ）モジュール５１２により中間帯域周波数（ＩＦ）信号に変換され、フィルタリングモジュール５１３によりフィルタリングされる。すなわち、フィルタリングモジュール５１３の出力信号は、ＣＲ通信装置が使用しようとする周波数帯域から獲得した信号である。フィルタリングモジュール５１３の出力は、Ａ／Ｄ変換モジュール５０２に入力され、Ａ／Ｄ変換モジュール５０２の出力は、ＣＲ処理モジュール５０３に入力される。ダウンミキシングモジュール５１２は、基底帯域に信号をダウンミキシングすることもでき、このようにダウンミキシングされた信号はフィルタリング後にデジタル信号に変換され、ＣＲ処理モジュール５０３に入力されることができる。
【００４３】
以下、図６を参照してＣＲ処理モジュール５０３の構造と具体的な動作について説明する。このＣＲ処理モジュール５０３は、ソフトウェアにより具現されるので、図６は、ＣＲ処理モジュールのソフトウェア構造について説明する。
【００４４】
図６に示すように、ＣＲ処理モジュールのソフトウェア構造は、通信システムブロック６０１、認知エンジン（Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅ）６０２、政策エンジン（Ｐｏｌｉｃｙ Ｅｎｇｉｎｅ）６０３を含んでなる。
【００４５】
通信システムブロック６０１は、ＣＲ通信装置で通信信号を処理するソフトウェアモジュールで、実際通信のためのデータ処理を行なう。すなわち、従来に提案された通信規格または新しく提案される様々な通信規格を用いて、Ａ／Ｄ変換モジュール５０２によりデジタル信号に変換された信号に対するデータ処理を行なう。この通信システムブロック６０１は、後述されるプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ及び要素ＭＡＣ／ＰＨＹを含む。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹに含まれる要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、認知エンジン６０２により選択されることができる。すなわち、認知エンジン６０２が周波数帯域を検索し、検索結果により選択された特定の帯域を通じて通信をすると決定した場合、複数の特定の通信システムブロックのうちいずれか一つをローディングして通信を行なうことができる。通信システムブロック６０１は、実際通信のためのデータ処理を行なうので、各階層（ＰＨＹ、ＭＡＣなどの階層）によって区分されるデータ処理を行なうことが好ましい。
【００４６】
同図の通信システムブロック６０１は、応用（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）階層、トランスポート（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）階層、ネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ）階層、ＭＡＣ／Ｌｉｎｋ階層、ＰＨＹ階層を含む。応用階層は、最上位で使用者（ｕｓｅｒ）と最も近く位置しており、データ通信の応用に関連した一般的なサービスを提供する。主要機能には、ファイル伝送、電子メール、遠隔ログイン、網管理、スプレッドシート、ワードプロセシングなどがある。トランスポート階層は、通信をする両使用者の終端間にｅｎｄ ｔｏ ｅｎｄ通信を担当する階層で、送信側から受信側までデータがエラー無しでシームレスに信頼性あるデータを伝送できるようにする機能を提供する。すなわち、使用者間の連結設定、伝送維持及び連結の解除、流れ制御、エラー制御、順序制御などを提供する。ネットワーク階層は、互いに異なる場所に位置した２つのシステム間の連結性と経路選択を提供する。すなわち、送信側から受信側までパケットをルーティングするが、ルーティングプロトコルが、互いに連結されたネットワークを通じて最適の経路を選択し、ネットワーク階層のプロトコルは選択された経路を通じて情報を送る。
【００４７】
主要機能には、通信線路を確立するためのアドレス決定、経路選択、データ伝送及び中継機能がある。
【００４８】
上述した応用階層、トランスポート階層、ネットワーク階層の機能は、一つの階層に含まれて具現されることができる。すなわち、応用階層、トランスポート階層、ネットワーク階層を含む一つの上位階層が存在することができる。
【００４９】
ＭＡＣ階層は、物理的リンクを通じた信頼性あるデータ伝送のために用いられ、Ｌｉｎｋ階層は、特定の通信装置間に特定のサービスを通じて通信を行なう場合、各通信装置間の連結情報（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を維持するのに用いられる。また、ＰＨＹ階層は、通信装置間に物理的な媒体を通じて連結を確立する機能を行なう。ＭＡＣ階層及びＬｉｎｋ階層は、後述されるプラットフォームＭＡＣにより具現され、ＰＨＹ階層は、後述されるプラットフォームＰＨＹにより具現される。
【００５０】
政策エンジン６０３は、周波数政策に対する管理を行なう。周波数政策とは、どの帯域が検索可能でどの帯域が検索不可能かなどに関する情報、特定の帯域にいかなるサービスが提供されているかに関する情報、特定の帯域でいかなる信号強さ（ｐｏｗｅｒ）で通信を行なえるかに関する情報などを含む情報で、認知エンジン６０２が検索できる周波数帯域に対する各種制御情報のことを意味する。ＣＲ技法の基本概念は、自由に周波数帯域を検索しそれによってサービスを受信及び創造するということであるから、通信装置の位置する地域または国家の周波数政策に関する情報が必要である。政策エンジン６０３は、政策ドメイン（ｐｏｌｉｃｙ ｄｏｍａｉｎ）６０４から、特定の周波数帯域の観察可否、使用可否、各周波数帯域を通じて提供したり創造できるサービスなどに関する情報を獲得する。政策エンジン６０３は、政策ドメイン６０４から獲得した情報に基づいて、通信システムブロック６０１、認知エンジン６０２などの動作を制御できる。例えば、認知エンジン６０２により特定の周波数帯域でデータ通信を提供する際に送信電力を増加させて伝送しようとする場合、地域または国家の周波数政策に反するという問題があり得るので、政策エンジン６０３の制御下に送信電力を決定して通信を行なうことが好ましい。
【００５１】
認知エンジン６０２は、瞬時的な周波数帯域の変化を追跡して適切な対応を行なう。すなわち、認知エンジン６０２は、現在スペクトラム、すなわち、周波数帯域の使用現況と政策エンジン６０３が提供する情報に基づいてどんな帯域を通じてどんなサービスを行なうかを決定し、通信システムブロック６０１に対する最適化及び通信プロコルに対する制御を行なう。
【００５２】
認知エンジン６０２は、ＣＲ通信装置の使用者の特定の要求を使用者ドメイン６０５から獲得し、無線チャネルで獲得したデジタル信号を用いて外部環境及びＲＦチャネル６０６に対する検索（ｓｃａｎ）を行なうことができる。このような検索を通じて特定のサービスを提供を受けると決定する場合にも、政策エンジン６０３などの制御を受けることができる。認知エンジン６０２により特定の通信システムブロック６０１が選択され、認知エンジン６０２により特定の設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）が適用されることができ、外部環境及びＲＦチャネル６０６に対するデータ処理が行なわれることができる。通信システムブロック６０１の動作においても周波数政策による政策エンジン６０３の制御が行なわれることができる。
【００５３】
もし、通信システムブロック６０１が周波数帯域の変化を受容できるようなプロトコルを有しているとすれば、認知エンジン６０２は、通信システムブロック６０１に対する特定の設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を通じて変化する周波数帯域の環境に合う通信を行なうことができる。もし、通信システムブロック６０１が変化する周波数帯域を受け入れることができないとすれば、認知エンジン６０２が通信システムブロック６０１に対する設定を制御できないから、認知エンジン６０２は特定の通信システムブロック６０１を選択する機能のみを行なうこととなる。すなわち、上記ＣＲ通信装置は、従来の規格のうち一つを選択して使用することとなるので、結局としてマルチモード（ｍｕｌｔｉ−ｍｏｄｅ）サービスを支援する動作を行なうこととなる。
【００５４】
以下、通信システムブロック６０１の構造について具体的に説明する。上述した通り、通信システムブロック６０１は複数個備えられ、認知エンジン６０２により選択されることができる。この場合、本実施例は、通信システムブロックを一つのプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）ブロックと一つのプラットフォームに含まれる多数の要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックとに区分することを提案する。
【００５５】
図７Ａは、本実施例による通信システムブロックの一例である。同図で、通信システムブロック６０１のＭＡＣとＰＨＹブロックは、プラットフォーム（Ｐｌａｔｆｏｒｍ）ＭＡＣとプラットフォーム（Ｐｌａｔｆｏｒｍ）ＰＨＹブロックを含む。プラットフォーム（Ｐｌａｔｆｏｒｍ）ＭＡＣは、複数個の要素ＭＡＣ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ１，２，３）を含む。また、プラットフォーム（Ｐｌａｔｆｏｒｍ）ＰＨＹは、複数個の要素ＰＨＹ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＰＨＹ１，２，３）を含む。
【００５６】
通信システムモジュールが変化する周波数帯域を支援するためには、既存のように全体を規定する単一プロトコルを構成することは好ましくない。特定のサービスを実際に支援するプロトコルは、個々の要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ＭＡＣまたはＰＨＹを通じて定義し、それぞれの要素を管理するプラットフォームＭＡＣまたはプラットフォームＰＨＹを別に定義することが好ましい。すなわち、ＭＡＣとＰＨＹを支援するプラットフォームＭＡＣ及びプラットフォームＰＨＹの規格を定義し、各プラットフォーム規格内で受容可能な要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）形態の規格を作る。
【００５７】
このプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）は、通信システムを具現するための基本的なプロトコル及びインターフェースを提供する。すなわち、認知エンジン６０２が特定の周波数を検索してサービスを選択すると、このような情報は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）に伝達される。
【００５８】
プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知エンジン６０２が決定した帯域でいかなる通信規格を用いて通信を行なうか決定する。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、複数の要素ＭＡＣ／ＰＨＹのうちいずれか一つを選択する。この場合、要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、特定の帯域に限定されたプロトコル及びインターフェースを提供することができる。この場合、認知エンジン６０２が決定した帯域で通信が行なわれるようにする設定は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹにより定められることができる。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、ＣＲ技法による通信をするための通信構造を支援する主体であり、要素ＭＡＣ／ＰＨＹは実際通信のためのデータ処理などを行なう主体である。
【００５９】
図７Ｂは、本実施例による通信システムブロックの他の例である。本実施例による通信システムブロックは、図７Ａに示すように、一つの上位階層とそれによるプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹを含んでも良く、図７Ｂに示すように、複数の上位階層（第１、第２、第３上位階層）とプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹを含んでも良い。本実施例による移動端末は、様々なサービスを提供できるので、提供されるサービスによって複数の上位階層を含むことができる。
【００６０】
次に、図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、ＣＲ端末の具体的動作の一例について説明する。例えば、まず、ＣＲ端末を用いる使用者は、３ＧＰＰ移動通信サービスと無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）サービスを同時に受けることを選択することができる。使用者のこのような選択は、使用者ドメイン６０５から認知エンジン６０２に提供される。認知エンジン６０２は政策エンジン６０３の制御により国家や地域の周波数政策に基づいて周波数帯域を検索し、ＣＲ端末の位置している地域で３ＧＰＰ移動通信サービスと無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）サービスを見出す。この場合、認知エンジン６０２は、そのような情報をプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）に伝達する。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、従来の３ＧＰＰ移動通信サービスのためのプロトコル及びインターフェースを処理する要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ／ＰＨＹ）と、従来のＷＬＡＮサービスのためのプロトコル及び無線インターフェースを処理する要素ＭＡＣ／ＰＨＹをローディングする。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知エンジン６０２により見出された周波数帯域を通じて３ＧＰＰ及びＷＬＡＮサービスを提供できるように周波数設定を行なう。このような一連の動作によって使用者は３ＧＰＰ移動通信サービスと無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）サービスを共に受ける。
【００６１】
本実施例は、ＣＲ通信装置がデジタル信号を処理するにあたって図７のような規格モデルを提案する。上述した内容から、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ及び要素ＭＡＣ／ＰＨＹの特徴がわかる。
【００６２】
プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）は、要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ／ＰＨＹ）が含む機能によって象徴的なプロトコルと具体的なプロトコルとにその特徴が区分されることができる。
【００６３】
もし、それぞれの要素ＭＡＣ／ＰＨＹが周波数帯域を検索して特定の帯域を選択するスペクトラムセンシング（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｅｎｓｉｎｇ）を独自に行ない、センシングされたスペクトラムによってインターフェースを定義する場合、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは象徴的なプロトコルとして動作する。すなわち、それぞれの要素ＭＡＣ／ＰＨＹがＣＲ技法を支援する場合には、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは認知エンジン６０２から伝達されるデータを要素ＭＡＣ／ＰＨＹに伝達する等の基本的な制御のみを行なう。
【００６４】
もし、それぞれの要素ＭＡＣ／ＰＨＹがＣＲ技法を支援しない場合、すなわち、ＣＲ通信装置と通信して変化する周波数環境、すなわち時間によって変化する周波数帯域の使用現況を認知し判断するための機能がない場合に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは具体的なプロトコルとして動作する。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが具体的なプロトコルとして動作する場合、要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、実際サービスを受けたり提供するインターフェースを提供する。
【００６５】
また、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、このような実際サービスを提供する要素ＭＡＣ／ＰＨＹのための運営プラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）として動作する。すなわち、具体的なプロトコルとしてのプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、ＣＲ通信装置と通信して周波数帯域の環境を認知し判断するスペクトラムセンシング機能を行ない、センシングされたスペクトラムに対する設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を行なう。例えば、特定の周波数帯域に特定の制御チャネルを設定し、この制御チャネルにより指示される特定のデータチャネルを設定できる。このプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹにより設定されたスペクトラム（例えば、特定のデータチャネル）を用いて、要素ＭＡＣ／ＰＨＹがサービスを受信することができる。
【００６６】
一方、要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、ユーザーのが所望する特定のサービス、例えば、ＷＬＡＮ、携帯移動通信、ＷＰＡＮ、ＧＰＳ、ＴＶ、ラジオなどのような無線サービスに該当するインターフェースを提供する。この要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、ＣＲ通信装置に受信されたデジタルデータを特定の通信規格（例えば、ＷＬＡＮ、３ＧＰＰ、ＷＰＡＮ、ＧＰＳ、ＴＶ等）に従って処理でき、これを通じて特定の無線サービスに該当するインターフェースを提供することができる。この要素ＭＡＣ／ＰＨＹの様々なインターフェース（例えば、ＷＬＡＮ、３ＧＰＰ、ＷＰＡＮ、ＧＰＳ、ＴＶに相応するインターフェース）は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ制御下に自由に選択される。
【００６７】
上述した如く、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、要素ＭＡＣ／ＰＨＹのためのスペクトラムセンシング及びスペクトラム設定を行なう。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、周波数帯域を検索して周波数帯域を分析するスペクトラムセンシング及びセンシング結果によって周波数に対する設定を行なうスペクトラム設定を行なうことができる。この要素ＭＡＣ／ＰＨＹは実際サービスの提供及び創造に関する役割を行なう。
【００６８】
以下、上述したプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）のスペクトラムセンシング及びスペクトラム設定の具体的方法について説明する。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、次の４つの動作を行なう。第一に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知エンジン６０２と共に認知学習（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ）を行なう。第二に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは動的サービススペクトラム（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）制御を行なう。第三に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹはチャネル設定（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を行なう。第四に、要素ＭＡＣ／ＰＨＹのためのペイロード管理（ｐａｙｌｏａｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ／ＰＨＹ）を行なう。
【００６９】
まず、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの認知学習（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ）について説明する。
【００７０】
認知学習（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ）は、ＣＲ技法の通信で重要な部分を占める手順で、周波数帯域上で使われている周波数領域と使われていない部分とを区別し、どんなプロトコルがどのスペクトラムに用いられているかを判別する。認知学習を行なうためには、ＣＲ通信装置が周波数帯域を観察し、これを判断し、これに関する情報を他のＣＲ通信装置に知らせることが好ましい。例えば、ＣＲ端末とＣＲ基地局との通信に問題がある場合、ＣＲ端末のみが独自に周波数帯域を観察するとしたら観察できる周波数の帯域には限界（距離による信号減殺、処理容量（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）などによる限界）があるわけである。また、ＣＲ基地局のみが独自に周波数帯域を観察しても全ての周波数帯域を観察できることはできず、よって、ＣＲ端末とＣＲ基地局は周波数帯域を観察した結果を互いに共有すれば良い。すなわち、認知学習は、各ＣＲ端末が独自に判断する地域学習（ｌｏｃａｌ ｌｅａｒｎｉｎｇ）と、全体ネットワーク上で多数のＣＲ端末が提供する情報を基盤とする分散学習（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｌｅａｒｎｉｎｇ）とに区分できる。
【００７１】
図８は、ＣＲ端末とＣＲ基地局を含むネットワーク上での認知学習方法を示す図である。図８に示すように、ＣＲ端末とＣＲ基地局のプラットフォームＰＨＹ／ＭＡＣは、相互間のサービス伝達のために連結を設定する（Ｓ８０１）。すなわち、ＣＲ端末は、基地局への接近のために、自らスペクトラムを観察し、基地局のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが送る信号を見出す。その後、その基地局に接続してその他のサービスパラメータを得る。ただし、Ｓ８０１段階は、Ｓ８０２またはＳ８０３段階の後に行なわれることができる。
【００７２】
Ｓ８０２は地域学習段階である。各ＣＲ端末及びＣＲ基地局は検索可能な周波数帯域（スペクトラム）を観察し、どんな周波数帯域にどんなサービスが存在するか判断する。
【００７３】
Ｓ８０３は分散学習段階である。各ＣＲ端末及びＣＲ基地局は、地域学習段階を通じてどんな周波数帯域を通じてサービスを受信できるか、または、どんな周波数帯域が空いているか等に関する情報を交換できる。Ｓ８０３段階で、端末が独自に観察したスペクトラム情報を基地局に伝達し、基地局が総合的なスペクトラムに関する情報を整理できるようにする。
【００７４】
Ｓ８０１乃至Ｓ８０３段階によってプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ間の連結が設定されると、提供されるサービスによる要素ＭＡＣ／ＰＨＹを決定し、決定された要素ＭＡＣ／ＰＨＹをローディングして要素ＭＡＣ／ＰＨＹ間の連結を設定する（Ｓ８０４）。以降、ＣＲ端末は特定サービスの要素ＭＡＣ／ＰＨＹに接続して該当のサービスを受けながらプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹとの通信は継続する。
【００７５】
ＣＲ端末で認知学習は次に説明する順序で動作できる。まず、無線チャネルから受信される情報をプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹで獲得し、このような受信信号に関する情報を認知エンジン６０２に伝達する。認知エンジン６０２は、政策エンジン６０３などの制御を受けて周波数帯域に対する検索結果及びどんなサービスが可能かに関する情報をプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹに伝達する。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは認知学習を終え、認知エンジン６０２にフィードバック情報を送り、要素ＭＡＣ／ＰＨＹをローディングすることで、実際サービスを受けることができる。すなわち、認知学習は、認知エンジン６０２とプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹにより共に行なわれ、その結果によって実際提供される要素ＭＡＣ／ＰＨＹを定めることができ、定められた要素ＭＡＣ／ＰＨＹに対するパラメータ設定も可能になる。
【００７６】
図９は、ＣＲ端末とＣＲ基地局を含むネットワーク上における認知学習方法を示す図である。
【００７７】
図９の場合には、基地局でＣＲ技法を支援しないので、ＣＲ端末は地域学習及び分散学習を行なう必要がない。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、基地局と通信できる要素ＭＡＣ／ＰＨＹをローディングし、各要素ＭＡＣ／ＰＨＹに対する設定を行なった後、サービスを受ける（Ｓ８０４）。
【００７８】
以下、上記プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの動的サービススペクトラム（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）制御について説明する。
【００７９】
プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知学習を通じたスペクトラムを決定した後、ＣＲ通信装置がどのようにスペクトラムを設定するかを設定する。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、周波数帯域分析結果、提供されるサービスと関連した要素ＭＡＣ／ＰＨＹの個数、及び全体トラフィックの量に基づいて必要な周波数帯域幅を動的に決定する。
【００８０】
図１０は、ＣＲ通信装置が処理すべきデータ量によってプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが決定する周波数の帯域幅を示す図である。
【００８１】
従来の通信技法では、周波数帯域に制限があったため、定められた周波数資源を全部使用した後に続けてサービスの要求が増加する場合、提供されるサービスの質（例えば、ＱｏＳ）が低下してしまう。
【００８２】
しかし、上記のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、周波数帯域を自由に検索して所望のサービスを見出し、使われていない周波数帯域を用いるＣＲ技法に基づく。したがって、トラフィックの増加に応じて周波数帯域幅を自由に調節することができる。すなわち、ＣＲ通信装置において帯域幅は瞬間的な借り／貸しの関係を形成する。したがって、より多いトラフィックを処理しなければならない場合、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは多くの周波数資源を用いるように動的割当を行なうことができる。また、トラフィックの量が減ると、それに応じて用いられる帯域幅を減少させることができる。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、全体的なトラフィックの量とスペクトラム状況によって周波数帯域幅を調節する。したがって、国家や地域の周波数政策に反することなく使用可能周波数帯域が充分な場合、全てのトラフィックを処理できるような最大の帯域幅まで周波数帯域を増加させることができる。また、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、全体的なトラフィックの量、チャネルの状況、必要とするサービスの種類によって、用いられる周波数帯域を再設定することもできる。
【００８３】
一方、一つのＣＲ基地局と複数のＣＲ端末が通信する場合、無線端末が使用する周波数帯域が衝突する問題が発生し得る。したがって、ＣＲ通信装置は、他のＣＲ通信装置と衝突なしに周波数帯域を用いるための共存（ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ）のために特定の周波数帯域を互いに共有するプロトコルを提供することが好ましい。
【００８４】
図１０に示すように、トラフィックが増加する場合、ＣＲ通信装置は上述した認知学習を通じて周波数帯域を観察し、使用する帯域及びサービスを決定することができる。この場合、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知学習を通じた周波数帯域の観察結果、サービスに使われる要素ＭＡＣ／ＰＨＹの個数及び増加するトラフィックの量に基づいてより広い周波数帯域を通じてそれぞれの要素ＭＡＣ／ＰＨＹが通信を行なうように設定することができる。ＣＲ技法の特性の上、地域や国家の周波数政策に反しない限り周波数帯域に制限はないので、処理すべきトラフィックを広い周波数帯域を通じて処理する利点がある。
【００８５】
次に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹのチャネル設定（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）について説明する。
【００８６】
ＣＲ通信装置のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、他のＣＲ通信装置との通信のために制御チャネルと基本データチャネルを設定することが好ましい。以下、このようなチャネル設定の一例としてＣＲ基地局のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが設定する制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）と基本データチャネル（Ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｃｈａｎｎｅｌ）について説明する。
【００８７】
制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）は、ＣＲ通信装置が使用する帯域幅と各帯域幅に対するサービスの種類を定義する。制御チャネルは、複数のＣＲ端末のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹと基地局のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ間の連結に用いられる。
【００８８】
基本データチャネル（Ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｃｈａｎｎｅｌ）は、基本的なデータチャネルの役割と制御チャネルの役割を共に果たすチャネルのことをいう。
【００８９】
図１１は、ＣＲ通信装置で行なうチャネル設定の概念を示す図である。
【００９０】
図１１の制御チャネル９０４は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが使用する周波数資源の量、すなわち、スペクトラムの量に関する情報を提供する。また、図１１の制御チャネル９０４は、複数のデータチャネル９０１，９０２，９０３，９０５，９０６のチャネルに関する情報を提供する。すなわち、ＣＲ基地局と通信するＣＲ端末のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、制御チャネル９０４を通じてＣＲ基地局のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹと連結を設定する。このような連結を通じてＣＲ端末は、どんな周波数帯域で通信できるか、このような周波数帯域ではどんなサービスが提供されるかがわかる。また、制御チャネル９０４は、ＣＲ端末が各チャネルにどんな方法で接近しなければならないかに関する情報を含んでいる。制御チャネル９０４は、ＣＲ通信装置が周波数帯域を検索した結果によって決定されることが好ましい。
【００９１】
図１１の基本データチャネル（Ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｃｈａｎｎｅｌ）９０３は、制御チャネル９０４に含まれる情報を含むことができる。すなわち、基本データチャネル９０３は、制御チャネルから拡張されたチャネルでありうる。例えば、ＣＲ基地局が広範囲な帯域を通じてサービスを提供しなければならない場合、制御チャネル９０４を通じて全ての制御情報を伝送できないという問題が生じうる。この場合、基本データチャネル９０３は、制御チャネル９０４の役割の一部を行なうことができる。また、基本データチャネル９０３は、その他の拡張データチャネル９０１，９０２，９０５，９０６などのようにデータチャネルの役割を行なうことができる。基本データチャネル９０３を通じて提供されるサービスは、通信規格により必ず提供されなければならないサービス（ｍａｎｄａｔｏｒｙ ｓｅｒｖｉｃｅ）でありうる。
【００９２】
図１１に示すように、ＣＲ技法は特定の周波数帯域に限定されないので、時間の変化によってチャネルが使用する周波数帯域が変わる特徴がある。図１１の場合、９０１，９０２，９０３，９０５，９０６のデータチャネルがそれぞれ異なる要素ＭＡＣ／ＰＨＹにより用いられる。すなわち、特定のサービスのうち第１サービスは、９０１及び９０５のチャネルを通じて第２要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ２ ＭＡＣ／ＰＨＹ）により提供される。また、特定のサービスのうち第２サービスは、９０２チャネルを通じて第３要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ３ ＭＡＣ／ＰＨＹ）により提供される。また、特定のサービスのうち第３サービスは９０３チャネルを通じて第１要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ １ ＭＡＣ／ＰＨＹ）により、特定のサービスのうち第４サービスは９０６チャネルを通じて第４要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ４ ＭＡＣ／ＰＨＹ）により提供される。
【００９３】
図示のように、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの設定によってそれぞれのサービスは互いに隣接する周波数帯域を通じて提供されて良く、互いに分離された周波数帯域を通じて提供されても良い。同様に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの設定によって、一つの要素ＭＡＣ／ＰＨＹは互いに隣接する周波数帯域を通じて通信しても良く、分散された周波数帯域を通じて通信しても良い。
【００９４】
次に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹのペイロード管理（ｐａｙｌｏａｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ／ＰＨＹ）について説明する。
【００９５】
上述したように、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが用いるスペクトラムの量を決定すると、これは、図１１の９０４チャネルのような制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて全ての端末がわかるように規格化されて放送される。この放送データを通じてＣＲ端末は自身の所望するサービスを該当の基地局から受け取る。
【００９６】
ＣＲ端末は、要素ＭＡＣ／ＰＨＹを通じて実際にサービスを受ける、すなわち、ＣＲ端末の要素ＭＡＣ／ＰＨＹはサービスのためのインターフェースを提供する。要素ＭＡＣ／ＰＨＹは独自の伝送信号規格、すなわち、ＲＦ信号規格を備えたか否かによって２つの方式に区分される。その第一は、要素ＭＡＣ／ＰＨＹの物理的伝送信号規格をプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの規格に従うようにし、内部のペイロード構造（ｐａｙｌｏａｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）のみ要素ＭＡＣ／ＰＨＹで具現する方式であり、第二は、要素ＭＡＣ／ＰＨＹの物理的伝送信号規格を独立的に定める方式である。第一の方式は、従属的要素ＭＡＣ／ＰＨＹ定義方法であり、第二の方式は、独立的要素ＭＡＣ／ＰＨＹ定義方法である。
【００９７】
次に、従属的要素ＭＡＣ／ＰＨＹ定義方法について説明する。この場合、要素ＭＡＣ／ＰＨＹの物理信号に関する規格は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの規格に従って決定されるため、端末の要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、各サービスにしたがって個別的な物理的な同期化や仮想基地局検索などの過程を行なうことなく直接サービスに接近可能になる。ただし、サービスの規格に従って定められる上り／下りリンクの伝送チェーンに対する定義が別に存在し、支援されるトラフィックの種類によってそれぞれ異なるＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供できる接近構造（ａｃｃｅｓｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を提供する従属的な要素ＭＡＣ／ＰＨＹが定義されることが好ましい。伝送チェーンは、上位階層（例えば、ＭＡＣ階層の上位に存在した階層）から伝達されるパケットに対する順序で、物理的な信号として伝送される前まで意味を持つ。伝送チェーンの例には、再伝送、スケジューリング、チャネルコーディング、ハイブリッドＡＲＱ、ＭＩＭＯ、断片化（ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）などがある。伝送チェーンによって伝達されるパケットのＱｏＳは、パケットを伝達する形式や構造によって決定されるが、各Ｑｏsは、プロトコルの種類によって区分されることができる。例えば、ＷＬＡＮでは実時間伝送が支援されないが、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅでは実時間伝送が支援される。したがって、上述したように、支援されるトラフィックの種類によってそれぞれ異なるＱｏＳを提供できる接近構造を提供することが好ましい。
【００９８】
次いで、独立的要素ＭＡＣ／ＰＨＹ定義方法について説明する。この場合、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹにより用いられる周波数帯域が決定された後、制御チャネルに、特定帯域に対して特定サービスが使用されているということを表記する。例えば、図１１の９０４チャネルを通じて９０１〜９０６帯域に特定のサービスが提供されることを知らせる。それぞれの帯域に接続してサービスを受けるための物理的伝送信号規格は、各要素ＭＡＣ／ＰＨＹで定義される。すなわち、制御チャネルから各帯域に関する情報を提供する動作はプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹで行なわれ、その他の動作は要素ＭＡＣ／ＰＨＹで行なわれる方法である。この方法は、既存の様々な無線通信機器をそのまま受容できる点から好まれる。この場合、各要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、従来の制限された帯域幅（例えば、従来のＣＤＭＡ通信規格で使用する特定の帯域幅）に対するインターフェースを提供するので、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、各要素ＭＡＣ／ＰＨＹが接続しなければならないチャネルに関する情報を提供しなければならない。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、制御チャネル（例えば、図１１の９０４チャネル）と必ず定義されなければならないデータチャネル（例えば、９０４チャネルに含まれるデータチャネルまたは９０３のチャネル）に対してインターフェースを定義し、拡張された帯域（例えば、図１１の９０１，９０２，９０５，９０６のチャネル）に対しては特定の要素ＭＡＣ／ＰＨＹを使用するように指示しなければならない。
【００９９】
上述したプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）の概念は、人口密度の異なる地域にサービスを提供する通信プロバイダに有利に活用されることができる。すなわち、上述したようにトラフィックの量によってサービスを提供する方法だけでなく、サービスが提供される地域によってそれぞれ異なるサービスを提供することができる。例えば、田舎と都市では使用者の密度が異なるが、これを勘案して新しいサービス競争モードを提供可能である。
【０１００】
図１２は、使用者密度がそれぞれ異なる地域で用いられる周波数帯域を示す図である。
【０１０１】
同図で、ｐｒｏｖｉｄｅｒ １及びｐｒｏｖｉｄｅｒ ２は、市場の支配的なプロバイダである。ＣＲ技法によれば、ＣＲ端末のための特定サービスを提供する帯域でそれぞれ異なるプロバイダが共存できる。この場合に、市場の支配的なプロバイダは、使用者密度の高い地域と低い地域両方においてサービスを提供するために全ての地域にＣＲ通信装置を設置することができる。しかし、一般的なプロバイダは、たとえ使用者密度の高い地域と低い地域両方でサービスを提供したいとしても、全ての地域にＣＲ通信装置を設置し難い。この場合、一般的なプロバイダは、使用者密度の高い地域では該当のプロバイダのみのＣＲ通信装置（例えば、ＣＲ基地局）を設置し、使用者密度の低い地域では支配的プロバイダのＣＲ通信装置を介してサービスを提供すれば良い。特に、異なるプロバイダ同士は、ＣＲ技法を通じて同じ帯域を共有しながら、必要でない帯域に対しては貸与を通じて他のプロバイダに費用を請求することができる。また、特定プロバイダがサービスできる帯域をさらに使うために他のプロバイダから周波数帯域を借りる方案も可能である。
【０１０２】
本発明の精神及び必須特徴を逸脱しない範囲で様々な他の特定形態に本発明を具体化できるということは、当業者には自明である。したがって、上記の詳細な説明はいずれの面においても制約的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されるべきである。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解釈により定められるべきであり、その等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的に周波数資源を使用する通信装置及び通信方法に関するもので、より具体的には、動的に周波数割当が可能な移動端末及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在サービスされている無線通信サービスは固定した帯域幅を用いてデータ送信及び受信を行なう。特に、移動通信システムは、特定帯域に割り当てられた資源とセル（ｃｅｌｌ）間の周波数配置を通じて最大の性能を得る方式を用いる。固定した帯域を用いて信号を送受信する技法は、変わらない周波数領域を通じて具現される。すなわち、現在用いているシステム規格に合せながらもより高いサービス質(例えば、スループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）、使用者の数)を支援するには、通常、セル構造をより細かく分けたり、既存システム規格を需要にしたがって拡張して新しいインフラ構造（ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を構築する方法を取る。
【０００３】
従来の周波数資源を用いる方式は、固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を基盤とする技法と可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を基盤とする技法とに区分される。
【０００４】
固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を基盤とする技法を用いるシステムは、サービスの規格を定めるに当って、特定の帯域に適切で様々な送信／受信技法を適用して規格を作る。また、固定した帯域を基礎にサービスを提供し、規格に変化を与えるためにはサービスシステム全体に対する変更をしなければならない特徴がある。
【０００５】
一方、上述した可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を基盤とする技法は、様々な帯域幅オプションを選択的に適用する技法で、最近主流を占めつつある。この可変帯域幅を基盤とする規格は、固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の場合に比べて帯域幅の変化とサービスの質に対する制御がより容易である。しかし、この可変帯域幅を基盤とする場合にも、実際サービスが提供されている状況では、固定した帯域幅のシステムと同一に動作する。要するに、可変帯域幅を基盤とする技法を通じて周波数帯域が広くなったり狭くなったりしても、用いられる技術が変わらないという長所を得ることができる。また、周波数帯域が変わっても用いられる技術が変わらないので、ハードウェアの複雑性を増加させずにサービスの質を変化させることができる。
【０００６】
これら従来の技法に代わる新しい技法が認知無線（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ：以下、“ＣＲ”という。）技法である。このＣＲ技法は、１９９９年にＭｉｔｏｌａが提示した技法で、周波数帯域の效率的な使用のために提案された。このＣＲ技法は、基本的に、ソフトウェア的に定義されたラジオ（ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｆｉｎｅｄ ｒａｄｉｏ：ＳＤＲ）を基盤に具現される。ＣＲ技法は、周波数帯域を検索（ｓｃａｎ）して使われていないスペクトラムを選択し、これを基本通信帯域と設定することができる。すなわち、ＣＲ技法は、スペクトラムセンシングを行なうことができる。また、このＣＲ技法は、検索されたサービス種類によってＳＤＲ様式（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）に変形を加え、サービス種類を変化させたりサービスの質を変化させることを自ら判断して決定することができる。
【０００７】
現在様々な無線サービスが提供されているという事実とＣＲ技法が追求する基本概念を考慮すると、今後の無線端末は一つの融合した形態になると見込まれる。すなわち、今後、無線端末はＣＲ技法によって運用されると予想される。上記ＣＲ技法は、現在ＩＥＥＥ８０２．２２でＴＶ帯域を共有してＷＲＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）サービスを提供するための技法として採用された。
【０００８】
上述したＣＲ技法の特徴の一部は、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンドを使用する一部通信規格の特徴と同一である。すなわち、上記ＩＳＭバンドなどを用いて通信を行なう一部規格では、“共存（ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ）”という方法で周波数帯域認識と無線資源の衝突を防止させるプロトコルを提供する。この共存もまた、周波数感知を通じて様々な無線資源を使用するもので、上記のＣＲ技法の特徴と重なる部分が存在する。
【０００９】
要するに、周波数管理技法によって通信方式を区分すると、上述の固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の通信方式と、可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の通信方式と、ＣＲ技法の通信方式とに分けられる。以下、それぞれの方式による通信方法について説明する。
【００１０】
まず、固定した帯域幅の通信方式を説明する。
【００１１】
図１は、固定した帯域幅の通信方法における無線資源の使用を示す図である。
【００１２】
現在の移動通信システム（ＣＤＭＡ及びＧＳＭ等）や無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１及びＨｉｐｅｒ ＬＡＮ等）、無線ＰＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１５）のようなサービスは、初期標準化段階で定められた帯域幅を用いてサービスを提供する。この帯域幅は、政府から周波数使用許可を受けたりあるいは公開された帯域の一部である。固定した帯域幅の通信方式の特徴は、時間による周波数帯域幅の増加や減少がないということである。すなわち、固定した帯域幅内でのサービスは、その帯域幅に対して最適化される。すなわち、現在トラフィック（ｔｒａｆｆｉｃ）の量によらずに既に定められた帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を引き続き使用する。
【００１３】
次に、可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の通信方式について説明する。
【００１４】
可変帯域幅を使用するサービスは、２種類の形態に分けることができる。第一の形態は、基地局のサービス帯域が一定な状態で、端末が用いる帯域幅が可変する場合である。第二の形態は、基地局が用いる帯域幅と端末が用いる帯域幅がいずれも可変する場合である。
【００１５】
上記第一の形態の一例を、図２に示す。図２に示す一例は、ＯＦＤＭを用いるＩＥＥＥ８０２．１６またはＩＥＥＥ８０２．２０規格であり得る。また、図２に示す一例は、３ＧＰＰ ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のようなサービスであっても良く、ＣＤＭＡ方式ではチャネルをまとめて端末に割り当てる方式であるＥＶ−ＤＯ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ Ｏｎｌｙ）またはＥＶ−ＤＶ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ ａｎｄ Ｖｏｉｃｅ）であっても良い。図２の一例は、基地局が使用する総帯域幅が定められ、端末が使用する帯域幅は、該当の基地局から特定帯域幅が割り当てられる。端末は、割り当てられた帯域幅を通じてサービスを受ける。基地局が使用する帯域幅は、システム設置に当って定められる。
【００１６】
次いで、上記ＣＲ技法の特徴の一部を受け入れた可変帯域幅の通信方法について説明する。図３は、ＣＲ技法の特徴の一部を受け入れた可変帯域幅の通信方法の無線資源使用方法を示す。図３に示すように、基地局がサービスする帯域幅は、時間によって変化することができる。図３の一例は、ＩＥＥＥ８０２．２２規格であり得る。このＩＥＥＥ８０２．２２規格は、上記ＣＲ技法の特徴を受け入れながら生成されたサービスモデルである。すなわち、各時間別に使用可能な周波数帯域を感知し、基地局が可能な帯域幅内で自身のサービスを拡張する。結果として、ＩＥＥＥ８０２．２２規格の端末は、変化する帯域幅をいずれも受容可能でなければならない。ＩＥＥＥ８０２．２２規格では、ＴＶ帯域を共有しながらＷＲＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）サービスを提供するが、このサービス単位は、他のサービスで使われないチャネルから構成され、チャネルの併合／分割を基本とする。すなわち、基地局が、使われていないＴＶチャネルを把握した場合、このチャネルをＷＲＡＮサービスに使用する。また、規格より提示した範囲内でＴＶチャネルが連続して使用可能であるとすれば、このチャネルをまとめて一つの帯域として使用し、この時、全体を用いたサービスを提供することができる。また、端末は、基地局のこのようなチャネル状況を全て把握し、同様に自身の受信能力を増やさなければならない。
【００１７】
次に、ＣＲ技法について説明する。ＣＲ技法は、特定の周波数管理技法に制限されないということを特徴とする。すなわち、ＣＲ技法は、現在スペクトラム（すなわち、周波数資源）をより効率的に使用するために、端末の構成が周波数資源によって変化する特徴を有する。図４には、周波数資源のうち、使われていない部分がある場合、ＣＲ技法による端末（以下、‘ＣＲ端末’と称する。）がどのように無線資源を用いるかを示す。図４に示すように、ＣＲ端末は、自由にスペクトラムを検査し選択する。すなわち、ＣＲ端末は、図４に示すようなスペクトラムを観察し、４０１〜４０６の無線資源が使われていないということを認知できる。これにより、まず、４０１及び４０２領域中の“Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｓｅｒｖｉｃｅ ｗｉｔｈ ＣＲ”で表示された帯域を通じて一般のＣＲサービスが提供される場合、この帯域を通じて一般のＣＲサービスを受信することができる。また、端末は、上記の４０１及び４０２領域を通じて新しいサービスを創造（ｃｒｅａｔｉｏｎ）しても良い。
【００１８】
一方、ｔ１時点後に、上記の４０１及び４０２の無線資源をそれ以上使用できないとすれば、これを認識したＣＲ端末は、ｔ１時点後から４０３の無線資源を通じてサービスを受けたり新しいサービスを提供することができる。また、ｔ２時点後に、４０３の無線資源がそれ以上使用不可能な場合には、端末はｔ２時点後に、図４に示すように、４０６の無線資源を選択して持続してサービスを受けたり提供することができる。
【００１９】
このＣＲ端末は、観察しようとするスペクトラム帯域があり、その帯域で使われていない領域が発見されると、その領域内でＣＲ技法を通じて提供される通信サービスを受ける。もちろん、提供されるサービスは、固定した帯域幅によるサービスであっても良く、可変帯域幅によるサービスであっても良い。ＣＲ技法の特徴は、既存サービスとは違い、使用する周波数資源が時間によって変化するので、これを管理するための規格（すなわち、プロトコル）及び周波数資源に対する学習過程が必要であるという点にある。現在ＣＲ技法の特徴を持つ標準案の一例としてはＩＥＥＥ８０２．２２ＷＲＡＮシステムがある。
【００２０】
上記ＣＲ技法は、その他の技法に比べて周波数帯域を自由に使用するという特徴がある。可変帯域幅の通信方法は時間によって帯域幅が変わるものの、通信システムで使用可能な帯域幅をあらかじめ設定し、あらかじめ設定された帯域幅内で帯域幅の大きさに変化を与えると通信を行なう。しかし、ＣＲ技法では、あらかじめ設定された制約無しで自由に周波数帯域を検索する。また、検索の結果、使用可能な帯域が発見されると、これを通じてサービスを受けたりサービスを創造するという特徴がある。
【００２１】
上述した固定した帯域幅（ｆｉｘｅｄ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の技法と可変帯域幅（ｓｃａｌａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の技法を用いる通信規格には、下記のような問題がある。
【００２２】
現在のシステムは、以降、消費者の要求が発生すると修正される必要がある。すなわち、消費者の要求事項を受け入れるためには、新しい標準の創出と新しいシステムの提供が必要である。言い換えると、上記の固定した帯域幅を用いるシステム及び可変帯域幅を用いるシステムは、消費者の欲求に応じて常に規格が変化しなければならない。しかし、一つのサービスにおいては消費者の希望する形態のサービスを完璧に提供し難いため、色々なサービスが乱立することとなり、これによってスペクトラム効率は減少する。特に、使用者の限定された要求がある場合、スペクトラム使用は地域的／時間的に変化する。すなわち、このような限定された要求がある場合には非効率的なスペクトラム使用が問題とされる。したがって、変化する使用者の欲求を満たしながら色々な通信技法を受け入れるためには、無線端末はＣＲ基盤へと進化せざるを得ない。
【００２３】
しかし、このようなＣＲ技法のための帯域使用技法及び通信技法は未だ提示されていないのが現状である。今のところ、既存の無線システムの形態をそのまま受け入れるＳＤＲ端末に周波数環境に対する認知／決定を行なう再構成要素に重点をおいている。しかし、このようなＣＲ動作シナリオは全ての無線端末を一つに統合する効果はあるが、変化する使用者の要求を十分に満たすと共にスペクトラムを效率的に使用する方向への進化は考慮されていないという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は上記の問題を解決するためのもので、その目的は、遊休スペクトラムを利用できる通信方法及び通信装置を提供することにある。
【００２５】
本発明の他の目的は、使用者の要求に效率的に対応できる周波数利用技法及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に係る移動端末は、上述の目的を達成するために、特定の周波数政策及び使用者（Ｕｓｅｒ）により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索し、検索された周波数帯域から特定の周波数帯域を選択する認知エンジンと、該選択された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）ブロック、及び該プラットフォームブロックの設定によって特定なプロトコルに従うデータ処理を行なう少なくとも一つの要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックを含む通信システムブロックと、を含んでなる。
【００２７】
上記移動端末は、ＣＲ技法に基づくことが好ましい。
【００２８】
また、特定な周波数政策を獲得する政策をさらに含むことが好ましい。また、プラットフォームブロックは、スペクトラムセンシングとスペクトラム設定を行なうことが好ましい。
【００２９】
要素ブロックは、特定の通信規格に相応することが好ましい。
【００３０】
該要素ブロックは、プラットフォームブロックの制御によって通信を行なうことが好ましい。
【００３１】
本発明に係る通信方法は、動的に周波数割当が可能な送信端のサービス送受信方法において、特定の周波数政策及び使用者により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索する段階と、この検索結果によって送信端が使用する周波数帯域を決定し、この決定された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）ブロックのための連結を行なう段階と、該決定された周波数帯域を通じてサービスを送受信する少なくとも一つの要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックのための連結を行なう段階と、を含む。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、次の効果が得られる。まず、本発明によると、遊休スペクトラムを效率的に使用することができる。また、本発明の特定実施形態では、プロバイダ間に割り当てられたスペクトラムを共有することもできる。
【００３３】
本発明の一実施形態では、ＣＲ端末に対する包括的ＭＡＣ／ＰＨＹ形式を定義する。この実施形態によると、ＣＲ通信装置で使用可能なサービス種類をプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）形式のＭＡＣ／ＰＨＹに具現するので、様々なＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供することができる。本発明によれば、バーストトラフィック（Ｂｕｒｓｔ ｔｒａｆｆｉｃ）に対して、使用者間ＱｏＳの減少方式に比べて、使用者か感じるチャネル輻輳現象を除去することができる。
【００３４】
本発明の各実施形態は、自ら進化できる標準規格の形態を提示する。すなわち、本発明は、ＣＲ端末に現在の無線通信だけでなく未来の通信技法に対する包括的な枠組みを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】固定した帯域幅の通信方法における無線資源の使用を示す図である。
【図２】基地局のサービス帯域が一定な状態で、端末が使用する帯域幅が可変である場合における無線資源の使用を示す図である。
【図３】ＣＲ技法の特徴を一部受容した可変帯域幅の通信方法における無線資源の使用方法を示す図である。
【図４】ＣＲ端末が無線資源を検索して使用する方法を示す図である。
【図５】図５Ａは、本実施例によるＣＲ通信装置の一例を示すブロック図であり、図５Ｂは、本実施例によるＣＲ通信装置の他の例を示すブロック図である。
【図６】本実施例によるＣＲ通信装置に含まれるＣＲ処理モジュール構造を示すブロック図である。
【図７】図７Ａは、本実施例によるＣＲ通信装置に含まれる通信システムブロックの一例を示すブロック図であり、図７Ｂは、本実施例によるＣＲ通信装置に含まれる通信システムブロックの他の例を示すブロック図である。
【図８】本実施例による認知学習方法の一例を説明する図である。
【図９】本実施例による認知学習方法の他の例を説明する図である。
【図１０】ＣＲ通信装置が処理すべきデータ量によってプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが決定する周波数の帯域幅を示す図である。
【図１１】ＣＲ通信装置で行なうチャネル設定の概念を示す図である。
【図１２】使用者密度が互いに異なる地域で用いられる周波数帯域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の一実施例は、ＣＲ技法を基盤とする端末とこれを支援する基地局間の通信規格の基本構造を提案する。従来の通信規格は、その通信システム全体を一つの規格で定義したため、消費者の需要または企業の政策変化によるシステム変形が規格定義につながるという問題があった。すなわち、需要や政策の変化に従って新しいシステムを設置しなければならないという問題があった。
【００３７】
本発明の一実施例は、このような需要や政策の変化にも規格を変えなくて済むＣＲ技法に関する内容を提案する。すなわち、需要や政策の変化による周波数帯域、すなわち、スペクトラムの変化に影響を受けない通信技法を提案する。
【００３８】
本発明の一実施例は、次世代通信端末及びシステムが持つ基本構造を提案し、次世代通信規格が持つべき基本構造及び周波数使用方法を提案する。
【００３９】
以下、本実施例が提案するＣＲ基盤の通信装置（例えば、端末及び基地局）のハードウェア構造を説明する。
【００４０】
ＣＲ基盤の通信装置は、既存の端末と違い、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）プロセシングブロック以外のブロックをデジタル化し、ソフトウェアを基盤に動作する。
【００４１】
図５Ａは、ＣＲ基盤の通信装置の一例を示すブロック図である。すなわち、ＣＲ基盤の通信装置は、自由に周波数帯域を検索し、特定の周波数帯域からサービスを受けたりサービスを創造するため、全体周波数帯域のうち一部帯域をフィルタリングするフィルタリングモジュール５０１が必要とされる。このフィルタリングモジュール５０１は、ＣＲ基盤の通信装置の一般的な動作を制御する別の制御部（図示せず）またはＣＲ処理モジュール（ＣＲ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）５０３を通じて制御されるバンドパスフィルタ（Ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）等で具現されることができる。このバンドパスフィルタは、特定の周波数帯域を可変的にフィルタリングすることができる。このフィルタリングモジュール５０１でフィルタリングされたアナログ信号は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換モジュール５０２によりデジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換モジュール５０２の出力は、ＣＲ処理モジュール５０３に入力される。このＣＲ処理モジュール５０３は、後述される様々な周波数制御技法によってデータ処理を行なう。ＣＲ処理モジュール５０３はソフトウェアで具現され、必要によって特定の無線規格に関するモジュールをローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）し、所望のＣＲ処理を行なう。すなわち、ＣＲ基盤の通信装置は上記ＳＤＲを基盤とする。
【００４２】
ただし、図５Ａの通信装置を具現する上で困難があり得る。したがって、図５ＢのようなＣＲ基盤の通信装置を用いてＣＲ技法を行なっても良い。現在の技術水準では、無線チャネルから受信される無線信号を一度に基底帯域（ｂａｓｅｂａｎｄ）信号に変換することは難く、広帯域処理し難いため、ミキサー（Ｍｉｘｅｒ）を用いた基底帯域変換と、他のフィルタを必要としている。図示の如く、図５ＢのＣＲ基盤の通信装置は、無線周波数受信モジュール５１１でＲＦ信号を受信する。このＲＦ信号は、ダウンミキシング（ｄｏｗｎ ｍｉｘｉｎｇ）モジュール５１２により中間帯域周波数（ＩＦ）信号に変換され、フィルタリングモジュール５１３によりフィルタリングされる。すなわち、フィルタリングモジュール５１３の出力信号は、ＣＲ通信装置が使用しようとする周波数帯域から獲得した信号である。フィルタリングモジュール５１３の出力は、Ａ／Ｄ変換モジュール５０２に入力され、Ａ／Ｄ変換モジュール５０２の出力は、ＣＲ処理モジュール５０３に入力される。ダウンミキシングモジュール５１２は、基底帯域に信号をダウンミキシングすることもでき、このようにダウンミキシングされた信号はフィルタリング後にデジタル信号に変換され、ＣＲ処理モジュール５０３に入力されることができる。
【００４３】
以下、図６を参照してＣＲ処理モジュール５０３の構造と具体的な動作について説明する。このＣＲ処理モジュール５０３は、ソフトウェアにより具現されるので、図６は、ＣＲ処理モジュールのソフトウェア構造について説明する。
【００４４】
図６に示すように、ＣＲ処理モジュールのソフトウェア構造は、通信システムブロック６０１、認知エンジン（Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅ）６０２、政策エンジン（Ｐｏｌｉｃｙ Ｅｎｇｉｎｅ）６０３を含んでなる。
【００４５】
通信システムブロック６０１は、ＣＲ通信装置で通信信号を処理するソフトウェアモジュールで、実際通信のためのデータ処理を行なう。すなわち、従来に提案された通信規格または新しく提案される様々な通信規格を用いて、Ａ／Ｄ変換モジュール５０２によりデジタル信号に変換された信号に対するデータ処理を行なう。この通信システムブロック６０１は、後述されるプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ及び要素ＭＡＣ／ＰＨＹを含む。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹに含まれる要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、認知エンジン６０２により選択されることができる。すなわち、認知エンジン６０２が周波数帯域を検索し、検索結果により選択された特定の帯域を通じて通信をすると決定した場合、複数の特定の通信システムブロックのうちいずれか一つをローディングして通信を行なうことができる。通信システムブロック６０１は、実際通信のためのデータ処理を行なうので、各階層（ＰＨＹ、ＭＡＣなどの階層）によって区分されるデータ処理を行なうことが好ましい。
【００４６】
同図の通信システムブロック６０１は、応用（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）階層、トランスポート（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）階層、ネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ）階層、ＭＡＣ／Ｌｉｎｋ階層、ＰＨＹ階層を含む。応用階層は、最上位で使用者（ｕｓｅｒ）と最も近く位置しており、データ通信の応用に関連した一般的なサービスを提供する。主要機能には、ファイル伝送、電子メール、遠隔ログイン、網管理、スプレッドシート、ワードプロセシングなどがある。トランスポート階層は、通信をする両使用者の終端間にｅｎｄ ｔｏ ｅｎｄ通信を担当する階層で、送信側から受信側までデータがエラー無しでシームレスに信頼性あるデータを伝送できるようにする機能を提供する。すなわち、使用者間の連結設定、伝送維持及び連結の解除、流れ制御、エラー制御、順序制御などを提供する。ネットワーク階層は、互いに異なる場所に位置した２つのシステム間の連結性と経路選択を提供する。すなわち、送信側から受信側までパケットをルーティングするが、ルーティングプロトコルが、互いに連結されたネットワークを通じて最適の経路を選択し、ネットワーク階層のプロトコルは選択された経路を通じて情報を送る。
【００４７】
主要機能には、通信線路を確立するためのアドレス決定、経路選択、データ伝送及び中継機能がある。
【００４８】
上述した応用階層、トランスポート階層、ネットワーク階層の機能は、一つの階層に含まれて具現されることができる。すなわち、応用階層、トランスポート階層、ネットワーク階層を含む一つの上位階層が存在することができる。
【００４９】
ＭＡＣ階層は、物理的リンクを通じた信頼性あるデータ伝送のために用いられ、Ｌｉｎｋ階層は、特定の通信装置間に特定のサービスを通じて通信を行なう場合、各通信装置間の連結情報（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を維持するのに用いられる。また、ＰＨＹ階層は、通信装置間に物理的な媒体を通じて連結を確立する機能を行なう。ＭＡＣ階層及びＬｉｎｋ階層は、後述されるプラットフォームＭＡＣにより具現され、ＰＨＹ階層は、後述されるプラットフォームＰＨＹにより具現される。
【００５０】
政策エンジン６０３は、周波数政策に対する管理を行なう。周波数政策とは、どの帯域が検索可能でどの帯域が検索不可能かなどに関する情報、特定の帯域にいかなるサービスが提供されているかに関する情報、特定の帯域でいかなる信号強さ（ｐｏｗｅｒ）で通信を行なえるかに関する情報などを含む情報で、認知エンジン６０２が検索できる周波数帯域に対する各種制御情報のことを意味する。ＣＲ技法の基本概念は、自由に周波数帯域を検索しそれによってサービスを受信及び創造するということであるから、通信装置の位置する地域または国家の周波数政策に関する情報が必要である。政策エンジン６０３は、政策ドメイン（ｐｏｌｉｃｙ ｄｏｍａｉｎ）６０４から、特定の周波数帯域の観察可否、使用可否、各周波数帯域を通じて提供したり創造できるサービスなどに関する情報を獲得する。政策エンジン６０３は、政策ドメイン６０４から獲得した情報に基づいて、通信システムブロック６０１、認知エンジン６０２などの動作を制御できる。例えば、認知エンジン６０２により特定の周波数帯域でデータ通信を提供する際に送信電力を増加させて伝送しようとする場合、地域または国家の周波数政策に反するという問題があり得るので、政策エンジン６０３の制御下に送信電力を決定して通信を行なうことが好ましい。
【００５１】
認知エンジン６０２は、瞬時的な周波数帯域の変化を追跡して適切な対応を行なう。すなわち、認知エンジン６０２は、現在スペクトラム、すなわち、周波数帯域の使用現況と政策エンジン６０３が提供する情報に基づいてどんな帯域を通じてどんなサービスを行なうかを決定し、通信システムブロック６０１に対する最適化及び通信プロコルに対する制御を行なう。
【００５２】
認知エンジン６０２は、ＣＲ通信装置の使用者の特定の要求を使用者ドメイン６０５から獲得し、無線チャネルで獲得したデジタル信号を用いて外部環境及びＲＦチャネル６０６に対する検索（ｓｃａｎ）を行なうことができる。このような検索を通じて特定のサービスを提供を受けると決定する場合にも、政策エンジン６０３などの制御を受けることができる。認知エンジン６０２により特定の通信システムブロック６０１が選択され、認知エンジン６０２により特定の設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）が適用されることができ、外部環境及びＲＦチャネル６０６に対するデータ処理が行なわれることができる。通信システムブロック６０１の動作においても周波数政策による政策エンジン６０３の制御が行なわれることができる。
【００５３】
もし、通信システムブロック６０１が周波数帯域の変化を受容できるようなプロトコルを有しているとすれば、認知エンジン６０２は、通信システムブロック６０１に対する特定の設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を通じて変化する周波数帯域の環境に合う通信を行なうことができる。もし、通信システムブロック６０１が変化する周波数帯域を受け入れることができないとすれば、認知エンジン６０２が通信システムブロック６０１に対する設定を制御できないから、認知エンジン６０２は特定の通信システムブロック６０１を選択する機能のみを行なうこととなる。すなわち、上記ＣＲ通信装置は、従来の規格のうち一つを選択して使用することとなるので、結局としてマルチモード（ｍｕｌｔｉ−ｍｏｄｅ）サービスを支援する動作を行なうこととなる。
【００５４】
以下、通信システムブロック６０１の構造について具体的に説明する。上述した通り、通信システムブロック６０１は複数個備えられ、認知エンジン６０２により選択されることができる。この場合、本実施例は、通信システムブロックを一つのプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）ブロックと一つのプラットフォームに含まれる多数の要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックとに区分することを提案する。
【００５５】
図７Ａは、本実施例による通信システムブロックの一例である。同図で、通信システムブロック６０１のＭＡＣとＰＨＹブロックは、プラットフォーム（Ｐｌａｔｆｏｒｍ）ＭＡＣとプラットフォーム（Ｐｌａｔｆｏｒｍ）ＰＨＹブロックを含む。プラットフォーム（Ｐｌａｔｆｏｒｍ）ＭＡＣは、複数個の要素ＭＡＣ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ１，２，３）を含む。また、プラットフォーム（Ｐｌａｔｆｏｒｍ）ＰＨＹは、複数個の要素ＰＨＹ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＰＨＹ１，２，３）を含む。
【００５６】
通信システムモジュールが変化する周波数帯域を支援するためには、既存のように全体を規定する単一プロトコルを構成することは好ましくない。特定のサービスを実際に支援するプロトコルは、個々の要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ＭＡＣまたはＰＨＹを通じて定義し、それぞれの要素を管理するプラットフォームＭＡＣまたはプラットフォームＰＨＹを別に定義することが好ましい。すなわち、ＭＡＣとＰＨＹを支援するプラットフォームＭＡＣ及びプラットフォームＰＨＹの規格を定義し、各プラットフォーム規格内で受容可能な要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）形態の規格を作る。
【００５７】
このプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）は、通信システムを具現するための基本的なプロトコル及びインターフェースを提供する。すなわち、認知エンジン６０２が特定の周波数を検索してサービスを選択すると、このような情報は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）に伝達される。
【００５８】
プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知エンジン６０２が決定した帯域でいかなる通信規格を用いて通信を行なうか決定する。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、複数の要素ＭＡＣ／ＰＨＹのうちいずれか一つを選択する。この場合、要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、特定の帯域に限定されたプロトコル及びインターフェースを提供することができる。この場合、認知エンジン６０２が決定した帯域で通信が行なわれるようにする設定は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹにより定められることができる。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、ＣＲ技法による通信をするための通信構造を支援する主体であり、要素ＭＡＣ／ＰＨＹは実際通信のためのデータ処理などを行なう主体である。
【００５９】
図７Ｂは、本実施例による通信システムブロックの他の例である。本実施例による通信システムブロックは、図７Ａに示すように、一つの上位階層とそれによるプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹを含んでも良く、図７Ｂに示すように、複数の上位階層（第１、第２、第３上位階層）とプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹを含んでも良い。本実施例による移動端末は、様々なサービスを提供できるので、提供されるサービスによって複数の上位階層を含むことができる。
【００６０】
次に、図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、ＣＲ端末の具体的動作の一例について説明する。例えば、まず、ＣＲ端末を用いる使用者は、３ＧＰＰ移動通信サービスと無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）サービスを同時に受けることを選択することができる。使用者のこのような選択は、使用者ドメイン６０５から認知エンジン６０２に提供される。認知エンジン６０２は政策エンジン６０３の制御により国家や地域の周波数政策に基づいて周波数帯域を検索し、ＣＲ端末の位置している地域で３ＧＰＰ移動通信サービスと無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）サービスを見出す。この場合、認知エンジン６０２は、そのような情報をプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）に伝達する。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、従来の３ＧＰＰ移動通信サービスのためのプロトコル及びインターフェースを処理する要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ／ＰＨＹ）と、従来のＷＬＡＮサービスのためのプロトコル及び無線インターフェースを処理する要素ＭＡＣ／ＰＨＹをローディングする。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知エンジン６０２により見出された周波数帯域を通じて３ＧＰＰ及びＷＬＡＮサービスを提供できるように周波数設定を行なう。このような一連の動作によって使用者は３ＧＰＰ移動通信サービスと無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）サービスを共に受ける。
【００６１】
本実施例は、ＣＲ通信装置がデジタル信号を処理するにあたって図７のような規格モデルを提案する。上述した内容から、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ及び要素ＭＡＣ／ＰＨＹの特徴がわかる。
【００６２】
プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）は、要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ／ＰＨＹ）が含む機能によって象徴的なプロトコルと具体的なプロトコルとにその特徴が区分されることができる。
【００６３】
もし、それぞれの要素ＭＡＣ／ＰＨＹが周波数帯域を検索して特定の帯域を選択するスペクトラムセンシング（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｅｎｓｉｎｇ）を独自に行ない、センシングされたスペクトラムによってインターフェースを定義する場合、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは象徴的なプロトコルとして動作する。すなわち、それぞれの要素ＭＡＣ／ＰＨＹがＣＲ技法を支援する場合には、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは認知エンジン６０２から伝達されるデータを要素ＭＡＣ／ＰＨＹに伝達する等の基本的な制御のみを行なう。
【００６４】
もし、それぞれの要素ＭＡＣ／ＰＨＹがＣＲ技法を支援しない場合、すなわち、ＣＲ通信装置と通信して変化する周波数環境、すなわち時間によって変化する周波数帯域の使用現況を認知し判断するための機能がない場合に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは具体的なプロトコルとして動作する。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが具体的なプロトコルとして動作する場合、要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、実際サービスを受けたり提供するインターフェースを提供する。
【００６５】
また、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、このような実際サービスを提供する要素ＭＡＣ／ＰＨＹのための運営プラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）として動作する。すなわち、具体的なプロトコルとしてのプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、ＣＲ通信装置と通信して周波数帯域の環境を認知し判断するスペクトラムセンシング機能を行ない、センシングされたスペクトラムに対する設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を行なう。例えば、特定の周波数帯域に特定の制御チャネルを設定し、この制御チャネルにより指示される特定のデータチャネルを設定できる。このプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹにより設定されたスペクトラム（例えば、特定のデータチャネル）を用いて、要素ＭＡＣ／ＰＨＹがサービスを受信することができる。
【００６６】
一方、要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、ユーザーのが所望する特定のサービス、例えば、ＷＬＡＮ、携帯移動通信、ＷＰＡＮ、ＧＰＳ、ＴＶ、ラジオなどのような無線サービスに該当するインターフェースを提供する。この要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、ＣＲ通信装置に受信されたデジタルデータを特定の通信規格（例えば、ＷＬＡＮ、３ＧＰＰ、ＷＰＡＮ、ＧＰＳ、ＴＶ等）に従って処理でき、これを通じて特定の無線サービスに該当するインターフェースを提供することができる。この要素ＭＡＣ／ＰＨＹの様々なインターフェース（例えば、ＷＬＡＮ、３ＧＰＰ、ＷＰＡＮ、ＧＰＳ、ＴＶに相応するインターフェース）は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ制御下に自由に選択される。
【００６７】
上述した如く、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、要素ＭＡＣ／ＰＨＹのためのスペクトラムセンシング及びスペクトラム設定を行なう。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、周波数帯域を検索して周波数帯域を分析するスペクトラムセンシング及びセンシング結果によって周波数に対する設定を行なうスペクトラム設定を行なうことができる。この要素ＭＡＣ／ＰＨＹは実際サービスの提供及び創造に関する役割を行なう。
【００６８】
以下、上述したプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）のスペクトラムセンシング及びスペクトラム設定の具体的方法について説明する。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、次の４つの動作を行なう。第一に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知エンジン６０２と共に認知学習（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ）を行なう。第二に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは動的サービススペクトラム（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）制御を行なう。第三に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹはチャネル設定（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を行なう。第四に、要素ＭＡＣ／ＰＨＹのためのペイロード管理（ｐａｙｌｏａｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ／ＰＨＹ）を行なう。
【００６９】
まず、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの認知学習（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ）について説明する。
【００７０】
認知学習（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ）は、ＣＲ技法の通信で重要な部分を占める手順で、周波数帯域上で使われている周波数領域と使われていない部分とを区別し、どんなプロトコルがどのスペクトラムに用いられているかを判別する。認知学習を行なうためには、ＣＲ通信装置が周波数帯域を観察し、これを判断し、これに関する情報を他のＣＲ通信装置に知らせることが好ましい。例えば、ＣＲ端末とＣＲ基地局との通信に問題がある場合、ＣＲ端末のみが独自に周波数帯域を観察するとしたら観察できる周波数の帯域には限界（距離による信号減殺、処理容量（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）などによる限界）があるわけである。また、ＣＲ基地局のみが独自に周波数帯域を観察しても全ての周波数帯域を観察できることはできず、よって、ＣＲ端末とＣＲ基地局は周波数帯域を観察した結果を互いに共有すれば良い。すなわち、認知学習は、各ＣＲ端末が独自に判断する地域学習（ｌｏｃａｌ ｌｅａｒｎｉｎｇ）と、全体ネットワーク上で多数のＣＲ端末が提供する情報を基盤とする分散学習（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｌｅａｒｎｉｎｇ）とに区分できる。
【００７１】
図８は、ＣＲ端末とＣＲ基地局を含むネットワーク上での認知学習方法を示す図である。図８に示すように、ＣＲ端末とＣＲ基地局のプラットフォームＰＨＹ／ＭＡＣは、相互間のサービス伝達のために連結を設定する（Ｓ８０１）。すなわち、ＣＲ端末は、基地局への接近のために、自らスペクトラムを観察し、基地局のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが送る信号を見出す。その後、その基地局に接続してその他のサービスパラメータを得る。ただし、Ｓ８０１段階は、Ｓ８０２またはＳ８０３段階の後に行なわれることができる。
【００７２】
Ｓ８０２は地域学習段階である。各ＣＲ端末及びＣＲ基地局は検索可能な周波数帯域（スペクトラム）を観察し、どんな周波数帯域にどんなサービスが存在するか判断する。
【００７３】
Ｓ８０３は分散学習段階である。各ＣＲ端末及びＣＲ基地局は、地域学習段階を通じてどんな周波数帯域を通じてサービスを受信できるか、または、どんな周波数帯域が空いているか等に関する情報を交換できる。Ｓ８０３段階で、端末が独自に観察したスペクトラム情報を基地局に伝達し、基地局が総合的なスペクトラムに関する情報を整理できるようにする。
【００７４】
Ｓ８０１乃至Ｓ８０３段階によってプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ間の連結が設定されると、提供されるサービスによる要素ＭＡＣ／ＰＨＹを決定し、決定された要素ＭＡＣ／ＰＨＹをローディングして要素ＭＡＣ／ＰＨＹ間の連結を設定する（Ｓ８０４）。以降、ＣＲ端末は特定サービスの要素ＭＡＣ／ＰＨＹに接続して該当のサービスを受けながらプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹとの通信は継続する。
【００７５】
ＣＲ端末で認知学習は次に説明する順序で動作できる。まず、無線チャネルから受信される情報をプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹで獲得し、このような受信信号に関する情報を認知エンジン６０２に伝達する。認知エンジン６０２は、政策エンジン６０３などの制御を受けて周波数帯域に対する検索結果及びどんなサービスが可能かに関する情報をプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹに伝達する。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは認知学習を終え、認知エンジン６０２にフィードバック情報を送り、要素ＭＡＣ／ＰＨＹをローディングすることで、実際サービスを受けることができる。すなわち、認知学習は、認知エンジン６０２とプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹにより共に行なわれ、その結果によって実際提供される要素ＭＡＣ／ＰＨＹを定めることができ、定められた要素ＭＡＣ／ＰＨＹに対するパラメータ設定も可能になる。
【００７６】
図９は、ＣＲ端末とＣＲ基地局を含むネットワーク上における認知学習方法を示す図である。
【００７７】
図９の場合には、基地局でＣＲ技法を支援しないので、ＣＲ端末は地域学習及び分散学習を行なう必要がない。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、基地局と通信できる要素ＭＡＣ／ＰＨＹをローディングし、各要素ＭＡＣ／ＰＨＹに対する設定を行なった後、サービスを受ける（Ｓ８０４）。
【００７８】
以下、上記プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの動的サービススペクトラム（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）制御について説明する。
【００７９】
プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知学習を通じたスペクトラムを決定した後、ＣＲ通信装置がどのようにスペクトラムを設定するかを設定する。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、周波数帯域分析結果、提供されるサービスと関連した要素ＭＡＣ／ＰＨＹの個数、及び全体トラフィックの量に基づいて必要な周波数帯域幅を動的に決定する。
【００８０】
図１０は、ＣＲ通信装置が処理すべきデータ量によってプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが決定する周波数の帯域幅を示す図である。
【００８１】
従来の通信技法では、周波数帯域に制限があったため、定められた周波数資源を全部使用した後に続けてサービスの要求が増加する場合、提供されるサービスの質（例えば、ＱｏＳ）が低下してしまう。
【００８２】
しかし、上記のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、周波数帯域を自由に検索して所望のサービスを見出し、使われていない周波数帯域を用いるＣＲ技法に基づく。したがって、トラフィックの増加に応じて周波数帯域幅を自由に調節することができる。すなわち、ＣＲ通信装置において帯域幅は瞬間的な借り／貸しの関係を形成する。したがって、より多いトラフィックを処理しなければならない場合、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは多くの周波数資源を用いるように動的割当を行なうことができる。また、トラフィックの量が減ると、それに応じて用いられる帯域幅を減少させることができる。プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、全体的なトラフィックの量とスペクトラム状況によって周波数帯域幅を調節する。したがって、国家や地域の周波数政策に反することなく使用可能周波数帯域が充分な場合、全てのトラフィックを処理できるような最大の帯域幅まで周波数帯域を増加させることができる。また、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、全体的なトラフィックの量、チャネルの状況、必要とするサービスの種類によって、用いられる周波数帯域を再設定することもできる。
【００８３】
一方、一つのＣＲ基地局と複数のＣＲ端末が通信する場合、無線端末が使用する周波数帯域が衝突する問題が発生し得る。したがって、ＣＲ通信装置は、他のＣＲ通信装置と衝突なしに周波数帯域を用いるための共存（ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ）のために特定の周波数帯域を互いに共有するプロトコルを提供することが好ましい。
【００８４】
図１０に示すように、トラフィックが増加する場合、ＣＲ通信装置は上述した認知学習を通じて周波数帯域を観察し、使用する帯域及びサービスを決定することができる。この場合、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、認知学習を通じた周波数帯域の観察結果、サービスに使われる要素ＭＡＣ／ＰＨＹの個数及び増加するトラフィックの量に基づいてより広い周波数帯域を通じてそれぞれの要素ＭＡＣ／ＰＨＹが通信を行なうように設定することができる。ＣＲ技法の特性の上、地域や国家の周波数政策に反しない限り周波数帯域に制限はないので、処理すべきトラフィックを広い周波数帯域を通じて処理する利点がある。
【００８５】
次に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹのチャネル設定（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）について説明する。
【００８６】
ＣＲ通信装置のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、他のＣＲ通信装置との通信のために制御チャネルと基本データチャネルを設定することが好ましい。以下、このようなチャネル設定の一例としてＣＲ基地局のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが設定する制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）と基本データチャネル（Ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｃｈａｎｎｅｌ）について説明する。
【００８７】
制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）は、ＣＲ通信装置が使用する帯域幅と各帯域幅に対するサービスの種類を定義する。制御チャネルは、複数のＣＲ端末のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹと基地局のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ間の連結に用いられる。
【００８８】
基本データチャネル（Ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｃｈａｎｎｅｌ）は、基本的なデータチャネルの役割と制御チャネルの役割を共に果たすチャネルのことをいう。
【００８９】
図１１は、ＣＲ通信装置で行なうチャネル設定の概念を示す図である。
【００９０】
図１１の制御チャネル９０４は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが使用する周波数資源の量、すなわち、スペクトラムの量に関する情報を提供する。また、図１１の制御チャネル９０４は、複数のデータチャネル９０１，９０２，９０３，９０５，９０６のチャネルに関する情報を提供する。すなわち、ＣＲ基地局と通信するＣＲ端末のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、制御チャネル９０４を通じてＣＲ基地局のプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹと連結を設定する。このような連結を通じてＣＲ端末は、どんな周波数帯域で通信できるか、このような周波数帯域ではどんなサービスが提供されるかがわかる。また、制御チャネル９０４は、ＣＲ端末が各チャネルにどんな方法で接近しなければならないかに関する情報を含んでいる。制御チャネル９０４は、ＣＲ通信装置が周波数帯域を検索した結果によって決定されることが好ましい。
【００９１】
図１１の基本データチャネル（Ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｃｈａｎｎｅｌ）９０３は、制御チャネル９０４に含まれる情報を含むことができる。すなわち、基本データチャネル９０３は、制御チャネルから拡張されたチャネルでありうる。例えば、ＣＲ基地局が広範囲な帯域を通じてサービスを提供しなければならない場合、制御チャネル９０４を通じて全ての制御情報を伝送できないという問題が生じうる。この場合、基本データチャネル９０３は、制御チャネル９０４の役割の一部を行なうことができる。また、基本データチャネル９０３は、その他の拡張データチャネル９０１，９０２，９０５，９０６などのようにデータチャネルの役割を行なうことができる。基本データチャネル９０３を通じて提供されるサービスは、通信規格により必ず提供されなければならないサービス（ｍａｎｄａｔｏｒｙ ｓｅｒｖｉｃｅ）でありうる。
【００９２】
図１１に示すように、ＣＲ技法は特定の周波数帯域に限定されないので、時間の変化によってチャネルが使用する周波数帯域が変わる特徴がある。図１１の場合、９０１，９０２，９０３，９０５，９０６のデータチャネルがそれぞれ異なる要素ＭＡＣ／ＰＨＹにより用いられる。すなわち、特定のサービスのうち第１サービスは、９０１及び９０５のチャネルを通じて第２要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ２ ＭＡＣ／ＰＨＹ）により提供される。また、特定のサービスのうち第２サービスは、９０２チャネルを通じて第３要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ３ ＭＡＣ／ＰＨＹ）により提供される。また、特定のサービスのうち第３サービスは９０３チャネルを通じて第１要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ １ ＭＡＣ／ＰＨＹ）により、特定のサービスのうち第４サービスは９０６チャネルを通じて第４要素ＭＡＣ／ＰＨＹ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ４ ＭＡＣ／ＰＨＹ）により提供される。
【００９３】
図示のように、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの設定によってそれぞれのサービスは互いに隣接する周波数帯域を通じて提供されて良く、互いに分離された周波数帯域を通じて提供されても良い。同様に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの設定によって、一つの要素ＭＡＣ／ＰＨＹは互いに隣接する周波数帯域を通じて通信しても良く、分散された周波数帯域を通じて通信しても良い。
【００９４】
次に、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹのペイロード管理（ｐａｙｌｏａｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＭＡＣ／ＰＨＹ）について説明する。
【００９５】
上述したように、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹが用いるスペクトラムの量を決定すると、これは、図１１の９０４チャネルのような制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を通じて全ての端末がわかるように規格化されて放送される。この放送データを通じてＣＲ端末は自身の所望するサービスを該当の基地局から受け取る。
【００９６】
ＣＲ端末は、要素ＭＡＣ／ＰＨＹを通じて実際にサービスを受ける、すなわち、ＣＲ端末の要素ＭＡＣ／ＰＨＹはサービスのためのインターフェースを提供する。要素ＭＡＣ／ＰＨＹは独自の伝送信号規格、すなわち、ＲＦ信号規格を備えたか否かによって２つの方式に区分される。その第一は、要素ＭＡＣ／ＰＨＹの物理的伝送信号規格をプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの規格に従うようにし、内部のペイロード構造（ｐａｙｌｏａｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）のみ要素ＭＡＣ／ＰＨＹで具現する方式であり、第二は、要素ＭＡＣ／ＰＨＹの物理的伝送信号規格を独立的に定める方式である。第一の方式は、従属的要素ＭＡＣ／ＰＨＹ定義方法であり、第二の方式は、独立的要素ＭＡＣ／ＰＨＹ定義方法である。
【００９７】
次に、従属的要素ＭＡＣ／ＰＨＹ定義方法について説明する。この場合、要素ＭＡＣ／ＰＨＹの物理信号に関する規格は、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹの規格に従って決定されるため、端末の要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、各サービスにしたがって個別的な物理的な同期化や仮想基地局検索などの過程を行なうことなく直接サービスに接近可能になる。ただし、サービスの規格に従って定められる上り／下りリンクの伝送チェーンに対する定義が別に存在し、支援されるトラフィックの種類によってそれぞれ異なるＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供できる接近構造（ａｃｃｅｓｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を提供する従属的な要素ＭＡＣ／ＰＨＹが定義されることが好ましい。伝送チェーンは、上位階層（例えば、ＭＡＣ階層の上位に存在した階層）から伝達されるパケットに対する順序で、物理的な信号として伝送される前まで意味を持つ。伝送チェーンの例には、再伝送、スケジューリング、チャネルコーディング、ハイブリッドＡＲＱ、ＭＩＭＯ、断片化（ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）などがある。伝送チェーンによって伝達されるパケットのＱｏＳは、パケットを伝達する形式や構造によって決定されるが、各Ｑｏsは、プロトコルの種類によって区分されることができる。例えば、ＷＬＡＮでは実時間伝送が支援されないが、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅでは実時間伝送が支援される。したがって、上述したように、支援されるトラフィックの種類によってそれぞれ異なるＱｏＳを提供できる接近構造を提供することが好ましい。
【００９８】
次いで、独立的要素ＭＡＣ／ＰＨＹ定義方法について説明する。この場合、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹにより用いられる周波数帯域が決定された後、制御チャネルに、特定帯域に対して特定サービスが使用されているということを表記する。例えば、図１１の９０４チャネルを通じて９０１〜９０６帯域に特定のサービスが提供されることを知らせる。それぞれの帯域に接続してサービスを受けるための物理的伝送信号規格は、各要素ＭＡＣ／ＰＨＹで定義される。すなわち、制御チャネルから各帯域に関する情報を提供する動作はプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹで行なわれ、その他の動作は要素ＭＡＣ／ＰＨＹで行なわれる方法である。この方法は、既存の様々な無線通信機器をそのまま受容できる点から好まれる。この場合、各要素ＭＡＣ／ＰＨＹは、従来の制限された帯域幅（例えば、従来のＣＤＭＡ通信規格で使用する特定の帯域幅）に対するインターフェースを提供するので、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、各要素ＭＡＣ／ＰＨＹが接続しなければならないチャネルに関する情報を提供しなければならない。すなわち、プラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹは、制御チャネル（例えば、図１１の９０４チャネル）と必ず定義されなければならないデータチャネル（例えば、９０４チャネルに含まれるデータチャネルまたは９０３のチャネル）に対してインターフェースを定義し、拡張された帯域（例えば、図１１の９０１，９０２，９０５，９０６のチャネル）に対しては特定の要素ＭＡＣ／ＰＨＹを使用するように指示しなければならない。
【００９９】
上述したプラットフォームＭＡＣ／ＰＨＹ（ｐｌａｔｆｏｒｍ ＭＡＣ／ＰＨＹ）の概念は、人口密度の異なる地域にサービスを提供する通信プロバイダに有利に活用されることができる。すなわち、上述したようにトラフィックの量によってサービスを提供する方法だけでなく、サービスが提供される地域によってそれぞれ異なるサービスを提供することができる。例えば、田舎と都市では使用者の密度が異なるが、これを勘案して新しいサービス競争モードを提供可能である。
【０１００】
図１２は、使用者密度がそれぞれ異なる地域で用いられる周波数帯域を示す図である。
【０１０１】
同図で、ｐｒｏｖｉｄｅｒ １及びｐｒｏｖｉｄｅｒ ２は、市場の支配的なプロバイダである。ＣＲ技法によれば、ＣＲ端末のための特定サービスを提供する帯域でそれぞれ異なるプロバイダが共存できる。この場合に、市場の支配的なプロバイダは、使用者密度の高い地域と低い地域両方においてサービスを提供するために全ての地域にＣＲ通信装置を設置することができる。しかし、一般的なプロバイダは、たとえ使用者密度の高い地域と低い地域両方でサービスを提供したいとしても、全ての地域にＣＲ通信装置を設置し難い。この場合、一般的なプロバイダは、使用者密度の高い地域では該当のプロバイダのみのＣＲ通信装置（例えば、ＣＲ基地局）を設置し、使用者密度の低い地域では支配的プロバイダのＣＲ通信装置を介してサービスを提供すれば良い。特に、異なるプロバイダ同士は、ＣＲ技法を通じて同じ帯域を共有しながら、必要でない帯域に対しては貸与を通じて他のプロバイダに費用を請求することができる。また、特定プロバイダがサービスできる帯域をさらに使うために他のプロバイダから周波数帯域を借りる方案も可能である。
【０１０２】
本発明の精神及び必須特徴を逸脱しない範囲で様々な他の特定形態に本発明を具体化できるということは、当業者には自明である。したがって、上記の詳細な説明はいずれの面においても制約的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されるべきである。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解釈により定められるべきであり、その等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動的に無線資源を割り当てる装置であって、
特定の周波数政策及び使用者（Ｕｓｅｒ）により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索し、該検索された周波数帯域から１つ以上の周波数帯域を選択する認知エンジンと、
前記選択された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）ブロック、及び前記プラットフォームブロックの設定によるプロトコルによるデータ処理を行なう少なくとも一つの要素（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックを含む通信システムブロックと、
を含む、動的無線資源割当装置。
【請求項２】
無線チャネルから受信される無線信号の周波数帯域を変更する無線信号処理モジュールと、
前記変更された周波数帯域から受信されるアナログ信号をデジタル信号に変更するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換モジュールと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項３】
前記装置が位置する地域の周波数政策を獲得し、前記認知エンジンのための周波数政策を管理する政策エンジンをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項４】
前記プラットフォームブロックは、前記周波数帯域検索及び選択のための情報を前記認知モジュールに提供することを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項５】
前記プラットフォームブロックは、前記選択された周波数帯域のうち、前記装置が使用するスペクトラムの大きさを決定することを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項６】
前記プラットフォームブロックは、処理すべきトラフィックの量によって前記スペクトラムの大きさを決定することを特徴とする、請求項５に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項７】
前記装置は移動端末であり、
前記プラットフォームブロックは、特定の制御チャネルを通じて基地局に含まれるプラットフォームブロックと連結を設定することを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項８】
前記制御チャネルは、サービスデータを送受信する少なくとも一つのデータチャネルに関する情報を含むことを特徴とする、請求項６に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項９】
前記要素（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックは、前記データチャネルを通じて送受信される前記サービスデータを処理することを特徴とする、請求項８に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項１０】
送信端のサービスデータ送受信方法であって、
特定の周波数政策及び使用者により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索する段階と、
前記検索結果によって前記送信端が使用する周波数帯域を選択する段階と、
前記決定された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォームブロックのための連結を行なう段階と、
前記決定された周波数帯域を通じてサービスを送受信する少なくとも一つの要素（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックのための連結を行なう段階と、
を含んでなる、サービスデータ送受信方法。
【請求項１１】
前記送信端が位置する地域の周波数政策を獲得する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１２】
前記周波数帯域を検索した結果を受信端に伝送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１３】
前記周波数帯域を検索する段階は、
使用可能な周波数帯域を検索し、特定サービスが前記周波数帯域を通じて提供されるか否かを判断する段階であることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１４】
前記プラットフォームブロックのための連結を行なう段階は、
前記送信端のプラットフォームブロックと受信端のプラットフォームブロック間の連結を行なう段階であることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１５】
前記選択された周波数帯域は、トラフィックの大きさによって決定されることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１６】
前記プラットフォームブロックのための連結を行なう段階は、
特定の制御チャネルを通じて行なわれることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１７】
前記制御チャネルは、前記サービスデータが送受信される少なくとも一つのデータチャネルに関する情報を含むことを特徴とする、請求項１６に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１８】
前記要素ブロックのための連結を行なう段階は、
特定の制御チャネルを通じて指示されるデータチャネルを通じて行なわれることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１９】
前記要素ブロックは、前記プラットフォームブロックの設定による特定プロトコルによってデータ処理を行なうことを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１】
動的に無線資源を割り当てる装置であって、
特定の周波数政策及び使用者（Ｕｓｅｒ）により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索し、該検索された周波数帯域から１つ以上の周波数帯域を選択する認知エンジンと、
前記選択された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）ブロック、及び前記プラットフォームブロックの設定によるプロトコルによるデータ処理を行なう少なくとも一つの要素（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックを含む通信システムブロックと、
を含む、動的無線資源割当装置。
【請求項２】
無線チャネルから受信される無線信号の周波数帯域を変更する無線信号処理モジュールと、
前記変更された周波数帯域から受信されるアナログ信号をデジタル信号に変更するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換モジュールと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項３】
前記装置が位置する地域の周波数政策を獲得し、前記認知エンジンのための周波数政策を管理する政策エンジンをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項４】
前記プラットフォームブロックは、前記周波数帯域検索及び選択のための情報を前記認知モジュールに提供することを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項５】
前記プラットフォームブロックは、前記選択された周波数帯域のうち、前記装置が使用するスペクトラムの大きさを決定することを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項６】
前記プラットフォームブロックは、処理すべきトラフィックの量によって前記スペクトラムの大きさを決定することを特徴とする、請求項５に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項７】
前記装置は移動端末であり、
前記プラットフォームブロックは、特定の制御チャネルを通じて基地局に含まれるプラットフォームブロックと連結を設定することを特徴とする、請求項１に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項８】
前記制御チャネルは、サービスデータを送受信する少なくとも一つのデータチャネルに関する情報を含むことを特徴とする、請求項６に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項９】
前記要素（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックは、前記データチャネルを通じて送受信される前記サービスデータを処理することを特徴とする、請求項８に記載の動的無線資源割当装置。
【請求項１０】
送信端のサービスデータ送受信方法であって、
特定の周波数政策及び使用者により選択されたサービスに基づいて周波数帯域を検索する段階と、
前記検索結果によって前記送信端が使用する周波数帯域を選択する段階と、
前記決定された周波数帯域に対する設定を行なうプラットフォームブロックのための連結を行なう段階と、
前記決定された周波数帯域を通じてサービスを送受信する少なくとも一つの要素（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ブロックのための連結を行なう段階と、
を含んでなる、サービスデータ送受信方法。
【請求項１１】
前記送信端が位置する地域の周波数政策を獲得する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１２】
前記周波数帯域を検索した結果を受信端に伝送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１３】
前記周波数帯域を検索する段階は、
使用可能な周波数帯域を検索し、特定サービスが前記周波数帯域を通じて提供されるか否かを判断する段階であることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１４】
前記プラットフォームブロックのための連結を行なう段階は、
前記送信端のプラットフォームブロックと受信端のプラットフォームブロック間の連結を行なう段階であることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１５】
前記選択された周波数帯域は、トラフィックの大きさによって決定されることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１６】
前記プラットフォームブロックのための連結を行なう段階は、
特定の制御チャネルを通じて行なわれることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１７】
前記制御チャネルは、前記サービスデータが送受信される少なくとも一つのデータチャネルに関する情報を含むことを特徴とする、請求項１６に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１８】
前記要素ブロックのための連結を行なう段階は、
特定の制御チャネルを通じて指示されるデータチャネルを通じて行なわれることを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【請求項１９】
前記要素ブロックは、前記プラットフォームブロックの設定による特定プロトコルによってデータ処理を行なうことを特徴とする、請求項１０に記載のサービスデータ送受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００９−５４５２２７（Ｐ２００９−５４５２２７Ａ）
【公表日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２１７０５（Ｐ２００９−５２１７０５）
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／００３６３４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０１３４２９
【国際公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５０２０３２１０５）エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド (2,269)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／００３６３４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０１３４２９
【国際公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５０２０３２１０５）エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド (2,269)
【Ｆターム（参考）】
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