JP5278893B2 - Cognitive radio communication network system and cognitive communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信端末とネットワークの双方に異種無線間シームレスハンドオーバーおよびコグニティブ無線のためのマネージャを有するコグニティブ無線通信ネットワークシステム、前記マネージャ間の通信方法、および通信状況に応じてリコンフィギュレーションを判断および決定する機構を有する通信端末を含むコグニティブ無線通信ネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a cognitive radio communication network system having a manager for heterogeneous radio seamless handover and cognitive radio in both a communication terminal and a network, a communication method between the managers, and reconfiguration determination according to a communication situation. And a cognitive radio communication network system including a communication terminal having a mechanism for determining.
現在、携帯電話、無線LANなど種々の通信システムの無線アクセスネットワークが存在し、電波の周波数が広範囲に亘って使用されている。しかし、電波は、通信方式や通信システム、特定の事業者などが固有の周波数を占有しているため、ある周波数帯では通信量が多く、輻輳する場合があり、全体としての周波数利用効率には改善の余地がある。このような輻輳により通信品質が悪くなった場合、またはより良い条件の通信方式やエリアが見つけられた場合に、自動的により良い通信方式へスイッチできることが望ましい。また、新たな通信システムがVHFやUHFバンドで利用され、従前の無線通信と共存する可能性もあり、高速データ処理を維持するために、時間や場所、状況に適する通信システムの自由な選択が要求される。しかしながら、現在の通信システムや装置では、ユーザーがこれら全ての通信システムや放送サービスを使用することは困難である。したがって、有線か無線かを問わず、通信か放送かに係わらず、簡便に各種の通信システムを取り扱うことができれば、ユーザーの所在地やユーザーの希望するコスト、出力などの要求に応じて、最適なアクセスシステムを自動的に選択でき、同じ周波数帯での多くの通信システムの共存も実現することができる。
このような目的で開発された技術として、ソフトウェア無線通信装置がある(特許文献1)。ソフトウェア無線通信装置は、受信した電波を、一度ADコンバーターでアナログデジタル変換し、復調などの部分をデジタルシグナルプロセッサやマイクロプロセッサとソフトウェアで行うため、ソフトウェアを切り替えることで複数の周波数や無線方式に対応することができる。
また、それぞれの無線アクセスネットワークが有する各基地局に、無線チャネル利用状況の情報を保持するデータベース装置を接続し、各基地局間に前記データベース装置を統合する、既存の無線アクセスネットワークが利用している周波数のデータベースを持つデータベース装置を設置したコグニティブ通信システムもある(特許文献2)。これは、各端末が、無線チャネル割当てを基地局に要求すると、当該基地局はその要求を認識し、当該端末が位置(緯度、経度)する場所において、空き状態にある無線チャネルの周波数を、データベース装置から参照して検索する。次いで、当該基地局が、該当する利用可能な無線チャネルを端末に指示するとともに、端末は割り当てられたこの無線チャネルを端末内でパラメータなどをセットすることで通信が開始される。この結果、基地局が使用可能性のある周波数の帯域をスキャンしてその使用状況を検出し、端末は、その帯域が使用されていなければ借り受けて使用するものもある。
さらに、種々のスペクトル条件に高度に適用することができるリコンフィグラブル無線システムがある(非特許文献1)。このコグニティブ無線端末は種々のネットワークと未使用のスペクトルの検出を行い、最もよいエアーインターフェースやアクセスネットワークの構成を選択することができ、選択されたフォーマットに再構築することができる。この技術は、リコンフィグレーションによって効率的にスペクトルリソースを利用するものである。
別のアプローチとして、スマートでダイナミックに再構築して現存の無線システムを選択して利用するE2Rプロジェクトがある。コグニティブネットワーク技術がヘテロジニアス無線環境に応用された技術であり、ネットワーク状況にハンドオーバーを適用およびセンシティブにすることができ、端末は、好適な無線システムを多くの使用可能な候補ネットワークから自動的におよびダイナミックに選択することができる(非特許文献2)。
また、複数の異種無線アクセスネットワークが接続され、カストマのポリシー、サービスの質、バンド幅、モビリティー、待ち時間などに基づいてカスタマイズされる、コグニティブ無線クラウド(Cognitive Wireless Clouds:CWC)も提案されている(非特許文献3)。
Currently, there are radio access networks of various communication systems such as mobile phones and wireless LANs, and radio wave frequencies are used over a wide range. However, because radio waves occupy a specific frequency in communication methods, communication systems, and specific operators, there is a large amount of communication in a certain frequency band, which may cause congestion. There is room for improvement. It is desirable to be able to automatically switch to a better communication method when communication quality deteriorates due to such congestion, or when a communication method or area with better conditions is found. In addition, new communication systems are used in the VHF and UHF bands, and may coexist with conventional wireless communication. In order to maintain high-speed data processing, it is possible to freely select a communication system suitable for time, place and situation. Required. However, with current communication systems and devices, it is difficult for users to use all these communication systems and broadcast services. Therefore, regardless of whether it is wired or wireless, regardless of whether it is communication or broadcasting, if various communication systems can be handled easily, it will be optimal depending on the user's location, cost desired by the user, output, etc. An access system can be automatically selected, and coexistence of many communication systems in the same frequency band can be realized.
As a technology developed for such a purpose, there is a software radio communication apparatus (Patent Document 1). The software radio communication device converts the received radio wave from analog to digital once with an AD converter, and performs demodulation and other parts with a digital signal processor or microprocessor and software, so it supports multiple frequencies and radio systems by switching software can do.
In addition, each base station included in each radio access network is connected to a database device that holds information on the usage status of the radio channel, and the existing radio access network that integrates the database device between the base stations is used. There is also a cognitive communication system in which a database device having a database of frequencies is installed (Patent Document 2). This is because when each terminal requests a base station to allocate a radio channel, the base station recognizes the request, and in the place where the terminal is located (latitude, longitude) Search from the database device. Next, the base station instructs the terminal about a corresponding available radio channel, and the terminal starts communication by setting a parameter or the like for the allocated radio channel in the terminal. As a result, the base station scans a frequency band that can be used to detect the usage status, and the terminal borrows and uses it if the band is not used.
Furthermore, there is a reconfigurable radio system that can be applied to various spectrum conditions at a high level (Non-Patent Document 1). This cognitive radio terminal detects various networks and unused spectrum, can select the best air interface and access network configuration, and can be reconstructed into a selected format. This technology uses spectrum resources efficiently by reconfiguration.
Another approach is an E2R project that uses smart and dynamic reconfiguration to select and utilize existing wireless systems. Cognitive network technology is applied to heterogeneous wireless environment, and can apply and sensitive handover to the network situation, the terminal automatically selects a suitable wireless system from many available candidate networks And can be selected dynamically (Non-Patent Document 2).
In addition, a cognitive wireless cloud (CWC) is proposed in which multiple heterogeneous wireless access networks are connected and customized based on customer policy, quality of service, bandwidth, mobility, latency, etc. (Non-Patent Document 3).
移動通信端末が異なるオペレータによって提供される無線アクセスネットワークを利用できると仮定すれば、より多くの切換うる無線アクセスネットワークを候補として得られ、よって高品質なサービスを提供しつつユーザーの高度の要求も満足させることが容易となる。しかしながら、上記特許文献1は、同種無線アクセスネットワークを対象とするものである。
また、上記特許文献2は、周波数利用状況を管理する階層化されたデータベースシステムを導入するものであり、各通信端末が存在する無線アクセスネットワークの管轄範囲内に加え、周辺の周波数利用状況をうることができるが、その選択は、周波数に限定される。また、異種無線アクセスネットワークをシームレスに結合した構成に関する開示もない。すなわち、データベース装置が通信端末の周波数環境を検出し、これを下位層から上位層に順次統合するものであるが、商用無線システムは複数の事業者によって管理され、それら全てをネットワーク側で協調して動作させることは、スケーラビリティの点、および事業者のビジネスモデルの問題として困難である。
また、複数の無線アクセスネットワークを選択または組合わせて使用可能とする場合、ユーザごとに求めるサービス品質やその評価基準(価値観)が異なり、ネットワーク側で画一的に制御を行うことは困難である。さらに、エンドツーエンドの品質サービスを維持して、多くの異なるオペレータの無線アクセスネットワーク間を好適に構築することが要求されるが、現在の技術では上記目的に十分でない。
そこで、この発明の目的は、エンドツーエンドの品質サービスを維持するとともに、ユーザが嗜好や状況などに応じて好適な無線状況を選択することができ、かつ、情報サービスを提供する各事業者間の独立性を確保しつつ、ユーザは各事業者の情報サービスを横断的に利用できる具体的な運用形態を有する、無線通信ネットワークシステムおよびコグニティブ通信方法を提供するものである。
Assuming that the mobile communication terminal can use radio access networks provided by different operators, more switchable radio access networks can be obtained as candidates, and thus the high demand of users while providing high quality services. It becomes easy to satisfy. However,
Also, when multiple radio access networks can be selected or combined, the service quality required for each user and the evaluation criteria (values) differ, and it is difficult to perform uniform control on the network side. is there. In addition, while maintaining end-to-end quality services, it is required to build well between the radio access networks of many different operators, but current technology is not sufficient for the above purposes.
Therefore, an object of the present invention is to maintain an end-to-end quality service and allow a user to select a suitable radio situation according to preferences, situations, etc., and between each provider providing an information service. The wireless communication network system and the cognitive communication method have a specific operation form in which the user can use the information service of each operator across the network while ensuring the independence of the network.
このため請求項1に記載の発明は、複数の無線アクセスネットワークと、前記無線アクセスネットワークに共通のプラットホームを提供する共通コアネットワークと、前記無線アクセスネットワークの1以上と通信可能な通信端末と、前記共通コアネットワークに設けられた前記通信端末およびネットワークの通信状態を管理するコグニティブネットワークマネージャとを含むコグニティブ無線通信ネットワークシステムにおいて、前記通信端末は、前記コグニティブネットワークマネージャと連携し、当該通信端末が有する通信状態およびユーザープロファイルのユーザの嗜好とユーザのコンテキストに関する情報を前記コグニティブネットワークマネージャ(CNM)に報告し、および前記コグニティブネットワークマネージャが有する通信状態の情報を取得しうるコグニティブ端末マネージャ(CTM)を有するコグニティブ通信端末(CT)であるとともに、前記コグニティブネットワークマネージャは、少なくとも2以上備えることを特徴とする。
Therefore, the invention described in
請求項2に記載の発明は、前記コグニティブネットワークマネージャは、前記コグニティブ端末マネージャとのインターフェースとして機能するグローバルコグニティブネットワークマネージャ(GCNM)と、該グローバルコグニティブネットワークマネージャに接続するとともに、複数の無線アクセスネットワークにそれぞれ連係するローカルコグニティブネットワークマネージャ(LCNM)とからなることを特徴とする。
In the invention according to
請求項3に記載の発明は、前記コグニティブネットワークマネージャは、前記共通コアネットワーク内に2以上備え、相互に通信可能とすることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is characterized in that two or more cognitive network managers are provided in the common core network and can communicate with each other.
請求項4に記載の発明は、複数の無線アクセスネットワークと、前記無線アクセスネットワークに共通のプラットホームを提供する共通コアネットワークと、前記無線アクセスネットワークの1以上と通信可能な通信端末と、前記共通コアネットワークに設けられた前記通信端末およびネットワークの通信状態を管理するコグニティブネットワークマネージャとを含み、
前記通信端末は、当該通信端末が得た通信状態に関する情報およびユーザの嗜好とユーザのコンテキストに関する情報を前記コグニティブネットワークマネージャ(CNM)に報告し、および前記コグニティブネットワークマネージャが有する通信状態の情報を取得しうるコグニティブ端末マネージャ(CTM)を有するコグニティブ通信端末(CT)であるとともに、
前記コグニティブネットワークマネージャは、前記コグニティブ端末マネージャとのインターフェースとして機能するグローバルコグニティブネットワークマネージャ(GCNM)と、該グローバルコグニティブネットワークマネージャに接続するとともに、複数の無線アクセスネットワークにそれぞれ連係するローカルコグニティブネットワークマネージャ(LCNM)とからなる、コグニティブ無線通信ネットワークシステムのコグニティブ通信方法であって、
前記コグニティブ端末マネージャが、無線アクセスネットワークの利用状況に関する問合せの情報を、前記グローバルコグニティブネットワークマネージャへ送信する情報問合せ工程と、
前記グローバルコグニティブネットワークマネージャが、前記ローカルコグニティブネットワークマネージャの有する利用状況に関する情報を、前記コグニティブ端末マネージャへ送信する情報回答工程とを含むことを特徴とする。
The invention according to claim 4 includes a plurality of radio access networks, a common core network that provides a common platform for the radio access network, a communication terminal that can communicate with one or more of the radio access networks, and the common core Including the communication terminal provided in the network and a cognitive network manager for managing the communication state of the network,
The communication terminal reports information on the communication state obtained by the communication terminal and information on user preferences and user context to the cognitive network manager (CNM), and acquires information on the communication state of the cognitive network manager. A cognitive communication terminal (CT) with a possible cognitive terminal manager (CTM),
The cognitive network manager includes a global cognitive network manager (GCNM) functioning as an interface with the cognitive terminal manager, and a local cognitive network manager (LCNM) connected to the global cognitive network manager and associated with a plurality of radio access networks. A cognitive communication method for a cognitive radio communication network system, comprising:
The cognitive terminal manager transmits information on an inquiry about the usage status of a radio access network to the global cognitive network manager; and
The global cognitive network manager includes an information answering step of transmitting information on the usage status of the local cognitive network manager to the cognitive terminal manager.
請求項5に記載の発明は、複数の無線アクセスネットワークと、前記無線アクセスネットワークに共通のプラットホームを提供する共通コアネットワークと、前記無線アクセスネットワークの1以上と通信可能な通信端末と、前記共通コアネットワークに設けられた前記通信端末およびネットワークの通信状態を管理するコグニティブネットワークマネージャ(CNM)とを含み、
前記通信端末は、当該通信端末が得た通信状態に関する情報およびユーザの嗜好とユーザのコンテキストに関する情報を前記コグニティブネットワークマネージャに報告し、および前記コグニティブネットワークマネージャが有する通信状態の情報を取得しうるコグニティブ端末マネージャ(CTM)を有するコグニティブ通信端末(CT)であるとともに、
前記コグニティブネットワークマネージャは、前記コグニティブ端末マネージャとのインターフェースとして機能するグローバルコグニティブネットワークマネージャ(GCNM)と、該グローバルコグニティブネットワークマネージャに接続するとともに、複数の無線アクセスネットワークにそれぞれ連係するローカルコグニティブネットワークマネージャ(LCNM)とからなる、コグニティブ無線通信ネットワークシステムのコグニティブ通信方法であって、
前記コグニティブ端末マネージャが、無線アクセスネットワークの利用状況に関する問合せの情報を、前記グローバルコグニティブネットワークマネージャへ送信する情報問合せ工程と、
前記グローバルコグニティブネットワークマネージャが、前記ローカルコグニティブネットワークマネージャのアドレスを、前記コグニティブ端末マネージャへ送信する情報回答工程と、
前記コグニティブ端末マネージャが、前記ローカルコグニティブネットワークマネージャと通信を行う情報収集工程とを含むことを特徴とする。
The invention according to
The communication terminal reports to the cognitive network manager information related to the communication status obtained by the communication terminal and information related to user preferences and user context, and can acquire information on the communication status possessed by the cognitive network manager. A cognitive communication terminal (CT) having a terminal manager (CTM),
The cognitive network manager includes a global cognitive network manager (GCNM) functioning as an interface with the cognitive terminal manager, and a local cognitive network manager (LCNM) connected to the global cognitive network manager and associated with a plurality of radio access networks. A cognitive communication method for a cognitive radio communication network system, comprising:
The cognitive terminal manager transmits information on an inquiry about the usage status of a radio access network to the global cognitive network manager; and
An information reply step in which the global cognitive network manager transmits the address of the local cognitive network manager to the cognitive terminal manager;
The cognitive terminal manager includes an information collecting step of communicating with the local cognitive network manager.
請求項6に記載の発明は、複数の無線アクセスネットワークと、前記無線アクセスネットワークに共通のプラットホームを提供する共通コアネットワークと、前記無線アクセスネットワークの1以上と通信可能な通信端末と、前記共通コアネットワークに設けられた前記通信端末およびネットワークの通信状態を管理するコグニティブネットワークマネージャとを含み、
前記通信端末は、当該通信端末が得た通信状態に関する情報およびユーザの嗜好とユーザのコンテキストに関する情報を前記コグニティブネットワークマネージャ(CNM)に報告し、および前記コグニティブネットワークマネージャが有する通信状態の情報を取得しうるコグニティブ端末マネージャ(CTM)を有するコグニティブ通信端末(CT)であるとともに、
前記コグニティブネットワークマネージャは、前記共通コアネットワーク内に2以上備え、相互に通信可能とするコグニティブ無線通信ネットワークシステムのコグニティブ通信方法であって、
前記コグニティブ端末マネージャが、無線アクセスネットワークの利用状況に関する問合せの情報を、1の前記コグニティブネットワークマネージャへ送信する情報問合せ工程と、
前記1のコグニティブネットワークマネージャが、前記コグニティブ端末マネージャの問合せの情報に該当するコグニティブネットワークマネージャのアドレスを、前記コグニティブ端末マネージャへ送信する情報回答工程と、
前記コグニティブ端末マネージャが、前記該当するコグニティブネットワークマネージャと通信を行う情報収集工程とを含むことを特徴とする。
The invention according to claim 6 includes a plurality of radio access networks, a common core network that provides a common platform for the radio access network, a communication terminal that can communicate with one or more of the radio access networks, and the common core Including the communication terminal provided in the network and a cognitive network manager for managing the communication state of the network,
The communication terminal reports information on the communication state obtained by the communication terminal and information on user preferences and user context to the cognitive network manager (CNM), and acquires information on the communication state of the cognitive network manager. A cognitive communication terminal (CT) with a possible cognitive terminal manager (CTM),
The cognitive network manager is provided with two or more in the common core network, and is a cognitive communication method of a cognitive radio communication network system capable of communicating with each other.
An information inquiry step in which the cognitive terminal manager transmits information on an inquiry about the usage status of a radio access network to one of the cognitive network managers;
An information reply step in which the one cognitive network manager transmits an address of the cognitive network manager corresponding to the inquiry information of the cognitive terminal manager to the cognitive terminal manager;
The cognitive terminal manager includes an information collecting step of communicating with the corresponding cognitive network manager.
請求項7に記載の発明は、複数の無線アクセスネットワークと、前記無線アクセスネットワークに共通のプラットホームを提供する共通コアネットワークと、前記無線アクセスネットワークの1以上と通信可能な通信端末と、前記共通コアネットワークに設けられた前記通信端末およびネットワークの通信状態を管理するコグニティブネットワークマネージャとを含み、
前記通信端末は、当該通信端末が得た通信状態に関する情報およびユーザの嗜好とユーザのコンテキストに関する情報を前記コグニティブネットワークマネージャ(CNM)に報告し、および前記コグニティブネットワークマネージャが有する通信状態の情報を取得しうるコグニティブ端末マネージャ(CTM)を有するコグニティブ通信端末(CT)であるとともに、
前記コグニティブネットワークマネージャは、前記共通コアネットワーク内に2以上備え、相互に通信可能とするコグニティブ無線通信ネットワークシステムのコグニティブ通信方法であって、
前記コグニティブ端末マネージャが、無線アクセスネットワークの利用状況に関する問合せの情報を、1の前記コグニティブネットワークマネージャへ送信する情報問合せ工程と、
前記特定のコグニティブネットワークマネージャが、前記情報問合せに該当するコグニティブネットワークマネージャの通信状況に関する情報を、前記コグニティブ端末マネージャへ送信する情報回答工程とを含むことを特徴とする。
The invention according to
The communication terminal reports information on the communication state obtained by the communication terminal and information on user preferences and user context to the cognitive network manager (CNM), and acquires information on the communication state of the cognitive network manager. A cognitive communication terminal (CT) with a possible cognitive terminal manager (CTM),
The cognitive network manager is provided with two or more in the common core network, and is a cognitive communication method of a cognitive radio communication network system capable of communicating with each other.
An information inquiry step in which the cognitive terminal manager transmits information on an inquiry about the usage status of a radio access network to one of the cognitive network managers;
The specific cognitive network manager includes an information answering step of transmitting information on a communication status of the cognitive network manager corresponding to the information inquiry to the cognitive terminal manager.
将来の移動無線通信において、異なる複数のサービスを提供する事業者のネットワーク側に共有するコグニティブネットワークマネージャを備えるとともに、サービスを享受するユーザの通信端末にコグニティブ端末マネージャが実装され、さらに、コグニティブネットワークマネージャを階層化して、それらを分散配置することで、コグニティブネットワークマネージャが、コグニティブ端末および各無線アクセスネットワークから得られる情報を分散して処理を行えるので、コグニティブネットワークマネージャの装置の処理負荷を軽減することができる。 In future mobile radio communications, a cognitive network manager is provided that is shared on the network side of a provider that provides a plurality of different services, and the cognitive terminal manager is implemented in a communication terminal of a user who enjoys the service. By layering them and distributing them, the cognitive network manager can distribute and process information obtained from the cognitive terminals and each radio access network, thus reducing the processing load on the cognitive network manager device. Can do.
また、独自の情報サービスを取り扱う各無線アクセスネットワークの各事業者が、それぞれに属するマネージャを共通コアネットワークに提供するので、不必要に事業者間の情報が混在されることなく、事業者間の独立性が保たれた状態で、これらマネージャを統括するマネージャによりシステム全体の情報処理が円滑に行われる。 In addition, each wireless access network operator that handles its own information service provides its own manager to the common core network, so there is no need to mix information between operators unnecessarily. In the state where the independence is maintained, information processing of the entire system is smoothly performed by the manager that supervises these managers.
従って、本発明によれば、コグニティブネットワークマネージャが階層化されるため、システムのスケーラビリティを確保できるとともに、情報のプライベート性が高い無線アクセスネットワークでもシステム内に収容し易くするコグニティブ無線通信ネットワークシステムを提供することができる。また、コグニティブネットワークマネージャの処理負荷を軽減できるとともに、事業者間の独立性を維持しつつ、効率的に情報処理を行えるコグニティブ通信方法を提供することができる。 Therefore, according to the present invention, since the cognitive network manager is hierarchized, it is possible to ensure the scalability of the system and provide a cognitive radio communication network system that can be easily accommodated in the system even in a radio access network with high information privacy. can do. In addition, it is possible to provide a cognitive communication method that can reduce the processing load of the cognitive network manager and can efficiently perform information processing while maintaining independence between operators.
さらに、本発明によれば、複数のコグニティブネットワークマネージャが水平に分散配置され、それぞれのコグニティブネットワークマネージャが相互に通信可能とされるため、端末(ユーザ)は、一部のコグニティブネットワークマネージャが故障したとしても、他のコグニティブネットワークマネージャと通信することができ、システム全体の情報処理を確実かつ安定的して行えるコグニティブ通信方法を提供することができる。 Furthermore, according to the present invention, since a plurality of cognitive network managers are horizontally distributed and the respective cognitive network managers can communicate with each other, some of the cognitive network managers have failed in the terminal (user). Even so, it is possible to provide a cognitive communication method capable of communicating with other cognitive network managers and performing information processing of the entire system reliably and stably.
以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図1は本発明のコグニティブ無線通信ネットワークシステムの全体図、図2は図1におけるコグニティブ無線通信ネットワークシステムの一部を拡大して示した、マネージャと基地局の連係図、図3は本発明のコグニティブ無線通信ネットワークシステムの構成図、図4はプロキシ方式によるコグニティブ端末マネージャと、コグニティブネットワークマネージャとの通信方法を示すブロック図、図5はポインタ方式によるコグニティブ端末マネージャと、コグニティブネットワークマネージャとの通信方法を示すブロック図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of a cognitive radio communication network system according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a part of the cognitive radio communication network system in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a communication method between a cognitive terminal manager and a cognitive network manager using a proxy method, and FIG. 5 is a communication method between a cognitive terminal manager and a cognitive network manager using a pointer method. FIG.
本発明のコグニティブ無線通信ネットワークシステム1の好適な態様の一例を図1に示す。本発明のコグニティブ無線通信ネットワークシステム1は、それぞれが種々のシステムの電波中継を行う基地局2a,2b,3a,3b,Na,Nbなどを内設する複数の無線アクセスネットワーク(RAN)2、3、Nと、前記無線アクセスネットワークに共通のプラットホームを提供する共通コアネットワーク(CCN)7と、前記無線アクセスネットワークの1以上と通信可能な通信端末5と、前記共通コアネットワークに設けられた前記通信端末およびネットワークの通信状態を管理するコグニティブネットワークマネージャ9とを含む。そして、共通コアネットワーク7には、各無線アクセスネットワークが接続されている。なお、図1に例示するように、無線アクセスネットワークNを、無線アクセスネットワーク3を介して共通コアネットワーク7に接続することもできる。本発明では、例えば、携帯電話や無線LAN、Bluetooth,WiMAXなど、周波数や通信方式、料金体系、事業主などの異なるものを無線アクセスネットワークとして接続し、相互に周波数の有効利用を図ることができる。図1では、各無線アクセスネットワーク2、3、Nの地域的広がりをセルで模式的に示した。図示しないが、各無線アクセスネットワークには、複数の基地局を含むことができ、これらが階層構造をなすものであってもよい。その場合、いずれかの基地局が共通コアネットワーク7と接続されていればよい。なお、本発明における無線アクセスネットワークとは、通信端末5と無線アクセスネットワーク2,3の基地局2a、3aなどとの通信が無線で行えればよく、無線アクセスネットワークや共通コアネットワークは無線でも有線でもよい。また、前記コグニティブ無線通信ネットワークシステム1は、企業や、個人によって形成された非商用ネットワークであってもよい。
本発明において、コグニティブネットワークマネージャ(CNM)9とは、共通コアネットワーク7に設けられ、通信端末5および共通コアネットワーク7の通信状態を管理する装置をいう。
An example of a suitable aspect of the cognitive radio
In the present invention, the cognitive network manager (CNM) 9 is a device that is provided in the
本発明では、前記無線アクセスネットワーク2,3,Nは、ゲートウエイルータgなどを介して共通コアネットワーク7を与えるインターネットiなどのIPネットワークに接続してもよい。図1では、各無線アクセスネットワーク2,3,Nがそれぞれゲートウェイを介してインターネットiに接続される1つの態様を示した。なお、図1に例示するように、無線アクセスネットワークNを、無線アクセスネットワーク3を介して共通コアネットワーク7に接続することもできる。本願のコグニティブネットワークとしては、IPプロトコルで通信可能なIPネットワークを想定している。これにより、共通コアネットワーク7内で通信端末5どうしのエンドツーエンドの本発明による通信が可能となる。
In the present invention, the
本発明では、前記通信端末5が、当該通信端末5の通信状態およびユーザの嗜好とユーザのコンテキストに関する情報を前記コグニティブネットワークマネージャ9に報告し、および前記コグニティブネットワークマネージャ9が有する共通コアネットワーク7の通信状態の情報を取得しうるコグニティブ端末マネージャ(CTM)11を有するコグニティブ通信端末(CT)5であることを特徴とする。なお、本発明で使用するコグニティブ通信端末5としては、ソフトウェア無線技術により、複数の無線アクセスネットワークと通信可能であることが好ましい。これは、コグニティブ通信端末5が通信可能な複数の無線アクセスネットワークの中から、ユーザが選択した無線アクセスネットワークにコグニティブ通信端末5の通信先を変更する際、コグニティブ通信端末5が、その無線アクセスネットワークと通信できるよう、コグニティブ通信端末5を、その無線アクセスネットワークの通信条件に対応したソフトウエアに変更するためである。これによりコグニティブ通信端末5側でユーザの好みに応じたネットワーク制御を行うことができる。
In the present invention, the
本発明で使用しうるコグニティブ通信端末5が取得する通信状態の情報とは、当該端末の位置、情報量、通信速度、当該端末が受信可能な周波数、波形などが例示できる。
図3に示すように、コグニティブ通信端末5には、コグニティブ通信端末5の位置や、通信速度や動画や音楽などの通信内容などに関するユーザの情報を収集およびコグニティブネットワークマネージャ9へ送受信する端末統計モニタ(TSM)12と、コグニティブ通信端末5のリコンフィギュレーションを制御する端末リコンフィギュレーションコントローラ(TRC)13とが設置され、後記するように、コグニティブ端末マネージャ11がコグニティブネットワークマネージャ9から得た情報や端末統計モニタ12からの情報に基づいて、端末リコンフィギュレーションコントローラ13によってリコンフィギュレートすることができる。端末統計モニタ12には、アンテナが配設されることにより、無線の利用状況を検出することができる。
また、端末統計モニタ12は、コグニティブ通信端末(CT)5の位置をアクセスしている基地局2aとの通信によって得てもよく、別個に設けたGPS機能により取得してもよい。
Examples of the communication state information acquired by the
As shown in FIG. 3, the
The terminal statistics monitor 12 may be obtained by communication with the
さらに、コグニティブ通信端末5には、予め通信速度や通信料金、無線アクセスネットワーク事業者などユーザの好みを登録したユーザプロファイルを設置することができ、このユーザプロファイルによって、コグニティブ通信端末5が通信可能とする無線アクセスネットワーク中からユーザの好みに合った最適な無線アクセスネットワークを選択することができる。なお、前記ユーザプロファイルは、コグニティブ通信端末5の初期設定時に登録しておいてもよいが、コグニティブ通信端末5の利用中にも上記したユーザの好みに関する情報を入力させることもできる。
Furthermore, the
本発明では、各基地局2a,2b,3a,3b,Na,Nbなどに、上述したコグニティブ通信端末5の接続数や、これらコグニティブ通信端末5とのアクセスによる混雑度など、当該各基地局の通信状況の情報を収集するRAN統計モニタ15を設置する。
In the present invention, each
本発明で使用しうるコグニティブネットワークマネージャ9は、グローバルコグニティブネットワークマネージャ(GCNM)9aと、ローカルコグニティブネットワークマネージャ(LCNM)9ba,9bb,9bnとに階層化して設けるものである。このグローバルコグニティブネットワークマネージャ9aは、共通コアネットワーク7内に設置され、前記コグニティブ端末マネージャ11とのインターフェースとして機能する。一方、ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnは、共通コアネットワーク7内または各無線アクセスネットワーク内に設置し、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aに接続され、各ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnそれぞれが、各基地局のRAN統計モニタ15と連係して各基地局の通信状況の情報を個別に把握するとともに、共通コアネットワーク7内の通信端末の通信状況の情報を、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aを介して各基地局に属する通信端末ごとに個別に把握する。そして、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aは、各ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnを統括する。
The
次に、図2に、コグニティブ無線通信ネットワークシステム1の具体的利用形態を示す。図2には、異なる周波数の二つの無線アクセスネットワーク2,3の地域的広がりとその基地局2a,3a、前記ネットワーク2,3に共通のプラットホームを提供する共通コアネットワーク7、および無線ネットワーク2、3の双方と通信可能なコグニティブ通信端末5との関係を示す。図2では、無線アクセスネットワーク2,3の通信可能地域が一部重複しており、その重複地域にあるコグニティブ通信端末5は、その時点で無線アクセスネットワークの基地局2a,3aの双方とアクセスすることができる。なお、図2の無線アクセスネットワーク2,3は、それぞれが有する基地局を便宜的に基地局2a,3aのみで示した。
Next, FIG. 2 shows a specific usage form of the cognitive radio
今、コグニティブ通信端末5が、無線アクセスネットワーク2の基地局2aにアクセスし、図示しない他のコグニティブ通信端末と通信を開始したと仮定する。図3に示すように、本発明では、コグニティブ通信端末5が、基地局2aへアクセスすると、コグニティブ端末マネージャ11が収集した、無線アクセスネットワーク2や無線アクセスネットワーク3の通信状態の情報を、共通コアネットワーク7に配置されたグローバルコグニティブネットワークマネージャ9aを介して該当する基地局に連係するローカルコグニティブネットワークマネージャ9baに提供する。このような情報はパケットで送信することができる。なお、図3および後述する図6に示す無線アクセスネットワークNの共通コアネットワーク7への接続方法は限定されない。
このとき、コグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャ9との通信は、両者間に専用の回線を設けたアウトバンドにすることができ、その通信に用いる周波数は、無線アクセスネットワーク2,3と、コグニティブ通信端末5との通信に用いる周波数以外の専用の周波数を用いてもよい。なお、各ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnが、共通コアネットワーク7または各無線アクセスネットワークに配設されているため、既存の通信回路を使用することで、コグニティブ通信端末5からの通信状況の全情報を各ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnごとに分散して取得することができる。この際、コグニティブ端末マネージャ11は、現在アクセスしている基地局2aに限定されず、基地局3aを介して通信状態の情報をコグニティブネットワークマネージャ9へ制御信号により送信してもよい。更に、コグニティブネットワークマネージャ9と無線アクセスネットワークの基地局2a、3aなどとの間に専用回線を設け、コグニティブ通信端末5からの通信状態の情報を取得してもよい。
Now, it is assumed that the
At this time, the communication between the
また、コグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャ9と間の通信方法には、以前に提案された(例えばG. Wu et al., "MIRAI Architecture for Heterogeneous Network," IEEE Communications Magazine, Vol. 40, No. 2, 2002)などの周知技術の共通シグナルを用いて、基地局2a,3aのうち、比較的利用状況が少ないなど利用可能な基地局2a,3aを介して制御信号の送受信をするインバンドにすることもできる。
Further, a communication method between the
このコグニティブ通信端末5が、基地局2aとアクセスし、並行して送信された通信状態の情報は、共通コアネットワーク7のグローバルコグニティブネットワークマネージャ9aを介して基地局2aのローカルコグニティブネットワークマネージャ9bに送信される。
The
従って、各ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnは、当該プラットホームを共通する共通コアネットワーク7に接続する複数の無線アクセスネットワークにアクセスする複数の通信端末からの通信状態の情報を、それぞれの無線アクセスネットワークに属する通信端末および基地局の双方から得ることができる。このため、共通コアネットワーク7内に有する全てのコグニティブ通信端末の位置や、現在接続している無線アクセスネットワークなどアプリケーションの種類などに関する各通信端末の情報は、無線アクセスネットワークごとに対応する各ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnが分担して把握するとともに、各ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnは、通信端末がアクセスした基地局と、通信端末との関係を集計することで、対応する基地局の通信状態の情報も把握することができる。
なお、共通コアネットワーク7は、例えば、各無線アクセスネットワーク2,3,Nのゲートウエイルータgなどにネットワーク統計モニタ10などを配設し、トラフィック量の情報として利用してもよい。
Accordingly, each of the local cognitive network managers 9ba, 9bb, and 9bn receives information on communication states from a plurality of communication terminals that access a plurality of radio access networks that connect the platform to the
In the
ここで、コグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャ9とが、プロキシ方式による通信方法(コグニティブ通信方法)で、コグニティブ通信端末5が無線アクセスネットワーク2から無線アクセスネットワーク3に接続先を切替える方法について図4を用いて説明する。
Here, a diagram illustrating a method in which the
コグニティブ通信端末5が、無線アクセスネットワーク2とアクセスしている途中で、他のコグニティブ通信端末のアクセス数が増加したため、通信速度が低下したと仮定する。このような場合、コグニティブ端末マネージャ11から、無線アクセスネットワーク3の利用状況に関する問合せの情報を、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aに送信させる(情報問合せ工程)。
While the
次いで、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aは、無線アクセスネットワーク3に連係するローカルコグニティブネットワークマネージャ9bbから得た、基地局3aの通信状況に関する情報を、コグニティブ端末マネージャ11へ送信する(情報回答工程)。
Next, the global
コグニティブ通信端末5には、予め、種々の無線アクセスネットワークのそれぞれに対応した、周波数や通信形式などに関する各無線アクセスネットワークとアクセス可能にさせるソフトウエアが格納されている。従って、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aから回答を受信したコグニティブ通信端末5は、現在アクセス中の無線アクセスネットワーク2のソフトウエアに替えて、無線アクセスネットワーク3のソフトウエアを設定して、コグニティブ通信端末5のリコンフィギュレーションを行うことができる。
The
なお、上述の各無線アクセスネットワークに対応したソフトウエアは、予め格納されたものでなく、コグニティブ通信端末5が、その都度コグニティブネットワークマネージャ9から必要なソフトウエアを通信により取り寄せてもよい。
The software corresponding to each wireless access network described above is not stored in advance, and the
コグニティブ通信端末5は、上述したようなリコンフィギュレーション機構によって、その通信先を基地局2aなどを介して通信していた無線アクセスネットワーク2から無線アクセスネットワーク3に変更して、基地局3aなどを介して通信することができる。
The
なお、上記では、無線アクセスネットワーク2および無線アクセスネットワーク3の二つの無線アクセスネットワークで説明したが、コグニティブ通信端末に、無線アクセスネットワークに対応するソフトウエアを導入することで、3以上の無線アクセスネットワークとの通信も可能である。このような場合、上述の方法によりコグニティブ通信端末5が、コグニティブネットワークマネージャ9からの回答で、無線アクセスネットワーク3と通信できない場合には、コグニティブ通信端末5は、ユーザプロファイルからユーザの好みの順に応じた次の候補の無線アクセスネットワークを選択して、上述同様にして選択し、通信可能となった無線アクセスネットワークに対応したコグニティブ通信端末5のリコンフィギュレーションを行い、ユーザの選択した無線アクセスネットワークと通信することができる。
In the above description, the two radio access networks, that is, the
以上のような、コグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャ9との、プロキシ方式による通信方法では、コグニティブ端末マネージャ11は、コグニティブネットワークマネージャ9に対して、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aのみと通信(コグニティブ端末マネージャ11は、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aのIPアドレスのみを知っていればよい)を行えばよく、コグニティブ端末マネージャ11は、ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnについて関知する必要がない。
In the proxy-type communication method between the
そして、ローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnは、上述したような各無線アクセスネットワークに属する個別の情報処理機能を有していればよく、従って、それぞれのローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnを提供する事業者などの独立性が維持されるとともに、コグニティブ端末マネージャ11から問合せのあった情報に対応するローカルコグニティブネットワークマネージャのみが情報処理を行えばよいので、他のローカルコグニティブネットワークマネージャの情報処理の負荷を少なくすることができる。これは、例えば、企業や個人がローカルコグニティブネットワークマネージャを有し、複雑な機能はグローバルコグニティブネットワークマネージャ9aに依存するような実装に適している。さらに、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aは、複数のローカルコグニティブネットワークマネージャ9ba,9bb,9bnから取得した情報を、ユーザの嗜好とユーザのコンテキスト情報に合うように、内容や推奨の順位づけを行った上でユーザに提供することができる。
The local cognitive network managers 9ba, 9bb, and 9bn only need to have individual information processing functions belonging to the respective radio access networks as described above, and accordingly, the local cognitive network managers 9ba, 9bb, and 9bn Independence of the provider to be provided is maintained, and only the local cognitive network manager corresponding to the information inquired from the
次に、コグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャ9とが、ポインタ方式による通信方法(コグニティブ通信方法)で、コグニティブ通信端末5が無線アクセスネットワーク2から無線アクセスネットワーク3に接続先を切替える方法について図5を用いて説明する。
Next, a method in which the
これは、上述同様に、まず、コグニティブ端末マネージャ11は、無線アクセスネットワーク3の利用状況に関する問合せの情報を、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aに送信する(情報問合せ工程)。
In the same manner as described above, the
グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aは、基地局3a(無線アクセスネットワーク3)に連係するローカルコグニティブネットワークマネージャ9bbのIPアドレスを、コグニティブ端末マネージャ11へ送信する(情報回答工程)。
The global
次いで、コグニティブ端末マネージャ11は、再度、無線アクセスネットワーク3の利用状況に関する問合せの情報を、当該ローカルコグニティブネットワークマネージャ9bbへ送信する(情報収集工程)。
Next, the
そして、ローカルコグニティブネットワークマネージャ9bbは、基地局3aの通信状況に関する情報を、コグニティブ端末マネージャ11へ送信する(情報収集工程)。
Then, the local cognitive network manager 9bb transmits information on the communication status of the
そして、無線アクセスネットワーク3が利用可能であれば、コグニティブ通信端末5は、無線アクセスネットワーク3との通信を可能とするために、上述同様の方法でコグニティブ通信端末5のリコンフィギュレーションを行う。
If the radio access network 3 is available, the
よって、コグニティブ通信端末5は、その通信先を無線アクセスネットワーク2から無線アクセスネットワーク3に変更して、通信することができる。
Therefore, the
以上のような、コグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャ9との、ポインタ方式による通信方法では、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aは、コグニティブ端末マネージャ11からの問い合わせ情報に該当するローカルコグニティブネットワークマネージャのIPアドレスを、コグニティブ端末マネージャ11に照会するだけでよいので、グローバルコグニティブネットワークマネージャ9aにかかる情報処理の負荷を高まりにくくすることができる。
In the communication method using the pointer method between the
また、各事業者などにより提供されたローカルコグニティブネットワークマネージャ9bが、ユーザのコグニティブ通信端末5のコグニティブ端末マネージャ11に対して直接通信できるため、事業者間の独立性が維持されたコグニティブ無線アクセスネットワークシステム1を提供することができる。
In addition, since the local cognitive network manager 9b provided by each operator can directly communicate with the
以上のような構成により、共通コアネットワーク7のコグニティブネットワークマネージャ9を階層化して、それらを分散配置するため、コグニティブネットワークマネージャ9の情報処理の負荷を軽減できるとともに、コグニティブ無線アクセスネットワークシステム1のスケーラビリティを確保できるほか、それぞれ情報のプライベート性が高い無線アクセスネットワークでも、それらの独立性を維持できるため、それら無線アクセスネットワークをコグニティブ無線アクセスネットワークシステム1内に収容し易くすることができる。
With the configuration as described above, the
上述では、階層化して設置したコグニティブネットワークマネージャの説明をしてきたが、このコグニティブネットワークマネージャ自体を機能分担や階層化せずに分散配置することもできる。図6は、水平式に分散させたコグニティブネットワークマネージャを備えるコグニティブ無線通信ネットワークシステムの構成図である。 In the above description, the cognitive network manager installed in a hierarchy has been described. However, the cognitive network manager itself can be distributed and distributed without sharing functions or hierarchizing. FIG. 6 is a configuration diagram of a cognitive radio communication network system including cognitive network managers distributed horizontally.
この場合、図6に示すように、共通コアネットワーク7内に、コグニティブネットワークマネージャを2以上に分散させて複数設置する。その際、例えば、コグニティブネットワークマネージャ9´は、無線アクセスネットワーク2および無線アクセスネットワーク3と接続させ、コグニティブネットワークマネージャ9´´は、無線アクセスネットワークNと接続させる。このようにして、任意の無線アクセスネットワークを統括した複数のコグニティブネットワークマネージャを共通コアネットワーク7内において水平に分散配置する。さらに、これらコグニティブネットワークマネージャ9´,9´´を相互に通信可能とする。
In this case, as shown in FIG. 6, a plurality of cognitive network managers are distributed and installed in the
従って、コグニティブネットワークマネージャ9´,9´´は、それぞれが管轄する無線アクセスネットワークにアクセスする複数の通信端末からの通信状態の情報を、管轄する無線アクセスネットワークに属する通信端末および基地局の双方から得ることができ、共通コアネットワーク7内に有する全てのコグニティブ通信端末の位置や、現在接続している無線アクセスネットワークなどアプリケーションの種類などに関する各通信端末の情報を各コグニティブネットワークマネージャが分担して把握するとともに、コグニティブネットワークマネージャ9´,9´´間の相互通信により、一方のコグニティブネットワークマネージャが他方のコグニティブネットワークマネージャの有する通信状態の情報も把握することができる。
Accordingly, the
なお、コグニティブ端末5のコグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャとの間の通信方法は、上述したような、共通シグナルを用いて、比較的利用状況が少ないなど利用可能な基地局を介して制御信号の送受信をするインバンドにすることが好ましい。また、コグニティブ端末マネージャ11には、共通コアネットワーク7内の、どのコグニティブネットワークマネージャにもアクセス可能とするプログラムを有する設定ファイルを備えており、コグニティブ通信端末5の位置や通信状態に応じて任意のコグニティブネットワークマネージャと接続可能としている。
Note that the communication method between the
ここで、このような水平式に分散配置させたコグニティブネットワークマネージャを用いて、上述同様に、コグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャとが、ポインタ方式による通信方法(コグニティブ通信方法)で、コグニティブ通信端末5が無線アクセスネットワーク2から無線アクセスネットワーク3に接続先を切替える方法について図6を参照して説明する。
Here, using the cognitive network manager distributed in a horizontal manner as described above, the
まず、コグニティブ端末マネージャ11は、無線アクセスネットワーク3の利用状況に関する問合せの情報を、任意の、例えばコグニティブネットワークマネージャ9´´に送信する(情報問合せ工程)。
First, the
次いで、コグニティブネットワークマネージャ9´´が、コグニティブ端末マネージャの問合せの情報に該当する、この場合、無線アクセスネットワーク3の利用状況に関する情報を有するコグニティブネットワークマネージャ9´のIPアドレスを、コグニティブ端末マネージャ11へ送信する(情報回答工程)。
Next, the
次いで、コグニティブ端末マネージャ11は、再度、無線アクセスネットワーク3の利用状況に関する問合せの情報を、コグニティブネットワークマネージャ9´へ送信し、コグニティブネットワークマネージャ9´は、基地局3aの通信状況に関する情報を、コグニティブ端末マネージャ11へ回答する(情報収集工程)。
Next, the
そして、無線アクセスネットワーク3が利用可能であれば、コグニティブ通信端末5は、無線アクセスネットワーク3との通信を可能とするために、上述同様の方法でコグニティブ通信端末5のリコンフィギュレーションを行い、その通信先を無線アクセスネットワーク2から無線アクセスネットワーク3に変更して、通信することができる。
If the radio access network 3 is available, the
このように、コグニティブ通信端末5が最初にアクセスした、任意のコグニティブネットワークマネージャ(この場合コグニティブネットワークマネージャ9´´)がインターフェースの役割をして、必要な情報を有するコグニティブネットワークマネージャのIPアドレスをコグニティブ通信端末5に伝えるため、各コグニティブネットワークマネージャにかかる情報処理の負荷を高まりにくくすることができる。また、各事業者などにより提供されたコグニティブネットワークマネージャが、ユーザのコグニティブ通信端末のコグニティブ端末マネージャに対して直接通信できるため、事業者間の独立性が維持されたコグニティブ無線アクセスネットワークシステム1を提供することができる。
In this way, an arbitrary cognitive network manager (in this case,
次に、コグニティブ端末マネージャ11と、コグニティブネットワークマネージャ9とが、プロキシ方式による通信方法(コグニティブ通信方法)で、コグニティブ通信端末5が無線アクセスネットワーク2から無線アクセスネットワークNに接続先を切替える方法について、同じく図6を参照して説明する。
Next, a method in which the
この場合、まず、コグニティブ端末マネージャ11は、無線アクセスネットワークNの利用状況に関する問合せの情報を、例えばコグニティブ通信端末5が所属する無線アクセスネットワーク2に連係するコグニティブネットワークマネージャ9´など特定のコグニティブネットワークマネージャに送信する(情報問合せ工程)。
In this case, first, the
このとき、コグニティブネットワークマネージャ9´は、無線アクセスネットワークNの利用状況に関する情報を有していないため、コグニティブネットワークマネージャ9´が、無線アクセスネットワークNの利用状況に関する情報を有しているコグニティブネットワークマネージャ9´´へ、コグニティブ端末マネージャ11からの無線アクセスネットワークNの利用状況に関する問合せの情報を送信する。
At this time, since the
次いで、コグニティブネットワークマネージャ9´は、コグニティブネットワークマネージャ9´´から得た無線アクセスネットワークNの利用状況に関する情報を、コグニティブ端末マネージャ11へ送信する(情報回答工程)。
Next, the
そして、無線アクセスネットワークNが利用可能であれば、コグニティブ通信端末5は、無線アクセスネットワークNとの通信を可能とするために、上述同様の方法でコグニティブ通信端末5のリコンフィギュレーションを行い、その通信先を無線アクセスネットワーク2から無線アクセスネットワークNに変更して、通信することができる。
If the radio access network N is available, the
このように、コグニティブ端末マネージャは、特定のコグニティブネットワークマネージャ(この場合コグニティブネットワークマネージャ9´´)のみと通信を行えばよく、コグニティブ端末マネージャは、他のコグニティブネットワークマネージャについて関知する必要がない。従って、それぞれのコグニティブネットワークマネージャを提供する事業者などの独立性が維持されるとともに、特定のコグニティブネットワークマネージャを介してコグニティブ端末マネージャから問合せのあった情報に対応するコグニティブネットワークマネージャが情報処理を行えばよいので、他のコグニティブネットワークマネージャの情報処理の負荷を少なくすることができる。
Thus, the cognitive terminal manager only needs to communicate with a specific cognitive network manager (in this case,
以上のように、水平式に分散配置させたコグニティブネットワークマネージャをコグニティブ無線通信ネットワークシステムに用いることで、共通コアネットワーク7内に複数有するコグニティブネットワークマネージャの一部が、故障や作動不良などの不具合を起こしたとしても、コグニティブ端末は、他のコグニティブネットワークマネージャと通信することができ、システム全体が停止することなく、システム内の情報処理を確実かつ安定的に行うことができる。さらに、各コグニティブネットワークマネージャの保持すべき情報量、処理能力、必要なハードウエアスペックは限定されないため、コグニティブネットワークマネージャの構築と提供を容易にすることができ、コグニティブネットワークマネージャの普及を促す効果もある。
As described above, by using the cognitive network manager distributed in a horizontal manner in the cognitive radio communication network system, some of the cognitive network managers in the
なお、各コグニティブネットワークマネージャが分担して管理する情報は、上述したような、統括する任意の基地局の情報に限られず、例えば、共通コアネットワーク7内において、全コグニティブ端末の通信状態や、全基地局の通信状態、ネットワークの通信状態などに分けて、各コグニティブネットワークマネージャが分担して管理してもよく、それら分担管理する情報の種類は限定されない。
Note that the information shared and managed by each cognitive network manager is not limited to the information of the arbitrary base station to be managed as described above. For example, in the
1 コグニティブ無線通信ネットワークシステム
2,3,N 無線アクセスネットワーク(RAN)
2a,2b,3a,3b,Na,Nb 基地局
5 コグニティブ通信端末(CT)
7 共通コアネットワーク(CCN)
9,9´,9´´ コグニティブネットワークマネージャ(CNM)
9ba,9bb,9bn ローカルコグニティブネットワークマネージャ(LCNM)
10 ネットワーク統計モニタ(NSM)
11 コグニティブ端末マネージャ(CTM)
12 端末統計モニター(TSM)
13 端末リコンフィギュレーションコントローラ(TRC)
15 RAN統計モニタ(RSM)
1 Cognitive radio
2a, 2b, 3a, 3b, Na,
7 Common Core Network (CCN)
9, 9 ', 9 "Cognitive Network Manager (CNM)
9ba, 9bb, 9bn Local cognitive network manager (LCNM)
10 Network statistics monitor (NSM)
11 Cognitive terminal manager (CTM)
12 Terminal Statistics Monitor (TSM)
13 Terminal Reconfiguration Controller (TRC)
15 RAN Statistics Monitor (RSM)
Claims (7)
を含むことを特徴とする、コグニティブ通信方法。 A plurality of radio access networks, a common core network that provides a common platform for the radio access network, a communication terminal capable of communicating with one or more of the radio access networks, the communication terminal provided in the common core network, and A cognitive network manager for managing the communication state of the network, wherein the communication terminal reports to the cognitive network manager (CNM) information on the communication state obtained by the communication terminal, user preferences and user context, and A cognitive communication terminal (CT) having a cognitive terminal manager (CTM) capable of acquiring information on a communication state of the cognitive network manager, and the cognitive network manager A global cognitive network manager (GCNM) functioning as an interface with the cognitive terminal manager, and a local cognitive network manager (LCNM) connected to the global cognitive network manager and linked to a plurality of radio access networks. A cognitive communication method for a cognitive radio communication network system, wherein the cognitive terminal manager transmits information on an inquiry about a use status of a radio access network to the global cognitive network manager, and the global cognitive network manager The communication status of the local cognitive network manager. Information, and information reply step of transmitting to the cognitive terminal manager that,
A cognitive communication method comprising:
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