[发明专利]可重新配置的通信设备及其管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有可重新配置的收发器(transceiver)的通信设备，尤其涉及认知无线电(cognitive radio)。

背景技术

自一九八零年代中期起，许多研究人员就希望能够利用3G无线通信技术实现全球统一的无线通信架构。然而这些年来，非但全球化的无线通信系统尚未实现，为了配合各种具有不同传输速率或不同传输距离的实际应用，还有多种新的通信标准应运而生。在这些五花八门的通信标准当中，有些通信标准共存于同一个区域中，或是利用相同的频带来传输数据。举例来说，目前相当普遍的蓝牙技术和WiFi技术都是通过2.4GHz的频带收发数据。

有许多国家的管理机构已发现，虽然现存如此多样的无线通信标准，多数的无线频段却没有被充分且有效地利用。举例而言，世界上大部分的移动电话网络都是处于满载状态，但业余无线电和呼叫器所使用的频段却通常相当冷清。为了改善无线频段的整体使用效率，开发能够配合多种通信标准并弹性运用多个频段的移动通信装置是必要的。

非授权移动存取技术(Unlicensed Mobile Access，UMA)是一种能够允许双模(dual-mode)移动电话在区域网络及广域网络之间无缝漫游(seamlessroaming)的技术；其中的区域网络服务可能是由私人的蓝牙网络或802.11网络提供，广域网络则可为GSM/GPRS或UMTS等移动电话网络。此技术实现了跨用多重标准及多种频带的无线通信系统的构想。

软件定义无线电(Software-Defined Radio，SDR)被视为一种实现UMA的手段。SDR的基本概念是通过调整一处理器平台(通常是以数字信号处理器执行物理层的传送/接收功能)的系统参数，来达成令单一平台符合多种通信标准的效果。

认知无线电(cognitive radio)的概念可说是SDR的延伸。更明确地说，认知无线电能够检测通信环境的状况(如频带利用率)，并利用可重新配置(re-configurable)的收发器(transceiver)让移动通信装置可根据环境状况采用适当的通信及网络功能。由于认知无线电具有能充分利用频带的潜力，它已被视为无线通信领域中的关键技术。

到目前为止，以认知无线电为题材的文献大多与相当复杂的军事应用相关，或是将探讨的焦点放在认知无线电的观念、模拟工具及基本限制。此外，大部分的相关研究关注于能够感测频谱(尤其是电视频段的频谱)的认知无线电。根据认知无线电的概念，未经正式许可的使用者(unlicensed user)被允许在不造成干扰的情况下使用经正式许可的频段，当经正式许可的使用者出现时，未经正式许可的使用者即无法利用该频段。能够感测频谱的认知无线电首先必须找出目前可供使用的频段，接着再选出可符合使用者通信需求的最佳可用频段。对于感测频谱的认知无线电来说，如何保持无缝通信并安排出合理的频谱使用计划是相当重要的议题。

相较于现有技术，虽然能够感测频谱的认知无线电已经对频带利用率贡献良多，但更全方位(也即考虑更多环境参数)的认知无线电仍然是无线通信领域的重要发展方向。

发明内容

因此，本发明的一范畴在于提供一种实现全方位认知无线电方案且符合未来各种通信应用的需求的无线通信装置架构。

根据本发明，认知无线电的观念涵盖了针对整体网络环境的感测以及弹性利用共存的各种通信系统。除了频谱利用率，本发明还考虑并加强了移动通信装置面对众多共存的通信系统的整体网络效率。此外，本发明也为移动通信装置提出了能够充分利用频谱及共存系统/网络的认知无线电架构。

根据本发明的一具体实施例为一通信设备，其中包含一物理(physical)信息辨识模块、一媒体存取控制(Media Access Control，MAC)信息辨识模块、一协调模块以及一可重新配置的传送/接收模块。该物理信息辨识模块包含有一射频单元与一转换单元，该射频单元用以由至少一通信网络接收一射频信号，该转换单元用以将该射频信号转换为一数字基频信号，并且该物理信息辨识模块根据该射频信号而产生与该至少一通信网络相关的一组物理信息。该物理信息辨识模块用以辨识与至少一通信网络相关的一组物理信息。该MAC信息辨识模块则用以辨识与该至少一通信网络相关的一组MAC信息。该协调模块连接至该物理信息辨识模块及该MAC信息辨识模块，用以根据该组物理信息及该组MAC信息产生一组控制信号。该可重新配置的传送/接收模块连接至该协调模块，用以通过该至少一通信网络传送/接收数据，并可根据该组控制信号被重新配置。