JP5278893B2 - コグニティブ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 - Google Patents
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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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
Claims (7)
- 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コグニティブ無線通信ネットワークシステム。
- 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、請求項1に記載のコグニティブ無線通信ネットワークシステム。
- 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、請求項1に記載のコグニティブ無線通信ネットワークシステム。
- 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、コグニティブ通信方法。 - 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、コグニティブ通信方法。
- 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、コグニティブ通信方法。
- 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、特定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、コグニティブ通信方法。
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