认知无线系统、认知无线设备以及无线信号检测方法

摘要

本发明提供一种无线系统，其设置有：存储部，其对生成作为搜索对象的无线系统特有的特征量所使用的系统参数、和与系统参数类似的伪参数进行存储；特征量生成部，其使用系统参数，根据接收到的频带的信号生成一个或多个特征量；非特征量生成部，其使用伪参数，根据接收到的频带的信号生成一个或多个非特征量；以及判定部，其使用特征量和非特征量，对要搜索的无线系统的信号是否存在进行判定。

说明书

技术领域

本发明涉及一种对周围的无线环境进行认知的无线设备及无线通信系统，具体地说，涉及一种无线设备所使用的对周围的无线环境进行认知的技术。

背景技术

在与周围的无线环境相应而适当地变更无线通信所使用的参数的无线通信系统即无线认知中，对周围的无线环境进行认知(检测无线信号)，与该无线环境对应地进行参数的最优化。特别是，对于分配给其它无线通信系统(下面记载为主系统)的频带中，使认知无线系统作为次系统通过共享而利用频带，从而提高了频带的利用效率。

在次系统与主系统共享频带而进行使用的时候，次系统不会对主系统进行的现有服务造成影响。在次系统中，为了避免对主系统的干扰，需要利用主系统没有使用的频带，或者以小于或等于主系统中所允许的干扰量的方式进行通信。即，次系统在使用频带前，需要正确地识别主系统对该频带的使用状况。

作为检测在主系统所使用的频带(次系统想使用的频带)中是否存在主系统的信号的具体方法，已知的频谱感知，该频谱感知是次系统无线设备检测周围的无线信号的方法。如果对频谱感知进行大致划分，则具有：根据以时间平均求出的接收信号功率的大小进行判定的功率检测的方法(能量检测)；以及将主系统的发送信号中含有的特征量用于检测的方法(特征检测)。

作为利用上述频谱感知进行主系统的检测，使次系统利用主系统没有使用的频带的无线通信系统的一个例子，可以举出IEEE 802.22。针对IEEE 802.22，正在讨论对利用分配给美国电视广播的频带的区域无线网络(Wireless Regional Area Network：WRAN)系统的标准化。在该IEEE 802.22中，具有下述规定，即，在作为美国的电视广播规格的先进电视系统委员会(ATSC)信号的接收功率为-116dBm以上的情况下，误检测概率(misdetection rate)和误警报概率(false alarm rate)分别为0.1以下。

在此，所谓误检测概率，是即使主系统的信号存在也判断搜索出的频带为空闲状态的概率。所谓误警报概率，是即使搜索出的频带为空闲状态也判断主系统的信号存在的概率。主系统的信号的误检测关系到对主系统产生的干扰，误警报导致频率利用效率降低。

图1是例示使用频谱感知的次系统无线设备和主系统之间的关系的图。

在图1中，示出了进行发送的主系统无线设备100、进行接收的主系统无线设备110、以及利用频谱感知识别频带的使用状况的次系统无线设备200。此外，基准接收功率区域10示出有必要将与主系统的检测有关的次系统无线设备200的误检测概率以及误警报概率抑制在规定值以内的区域。即，如图1所示，在次系统无线设备200位于基准接收功率区域内的情况下，要求次系统无线设备200可靠地检测从主系统无线设备100发送来的信号，将误检测概率和误警报概率尽可能降低的同时抑制在规定值以内。

此外，即使在上述WRAN系统之外的认知无线通信系统中，也与WRAN系统相同地，需要保护主系统不受到次系统的干扰，并且较高地保持使用频带的频率利用效率。因此，次系统对于电平高于基准接收功率的信号，需要使次系统的误检测概率及误警报概率为规定值以下。

为了使误检测概率及误警报概率为规定值以下，提出了各种主系统的检测方法。其中，作为对主系统的发送信号所包含的特征量进行检测所利用的检测方法，具有：利用从主系统发送来的信号的周期平稳性(cyclostationary)的方法；利用所述发送信号或帧格式所具有的周期性的方法；以及在次系统无线设备中准备与接收信号内的导频信号序列相同的序列，获得与接收信号之间的关联的方法等。

例如，在专利文献1中，公开了利用从主系统发送来的信号的周期平稳性，使用卡方检验的频谱感知方法。在该方法中，生成作为反映周期平稳性的特征量的周期自相关函数值，并与预先设定的阈值进行比较，由此，判定主系统的信号是否存在。此外，所述阈值是与次系统无线设备所设定的误警报概率对应而根据卡方分布确定的。由于其特征为，所述阈值可以不依赖于噪声功率或干扰功率而仅根据误警报概率的设定值确定，因此，不需要推定噪声功率或干扰功率。再者，通过调整周期自相关函数值的生成所需要的平均化时间，可以在基准接收功率以上的区域中，使误检测概率为设定值以下。

其它的技术在专利文献2、专利文献3以及非专利文献1等文献中进行了记载。专利文献2的频谱感知方法所利用的发送信号或帧格式中具有的周期性，也存在于使用了循环前缀的OFDM信号中，因此，专利文献2的方法还可以检测OFDM信号。此外，利用专利文献2所使用的循环前缀的周期性相同的性质，如专利文献3记载所示，可以应用于对OFDM信号的参数即有效符号长度及保护间隔长的盲推定。

专利文献1：日本特开2006-222665号公报

专利文献2：美国专利US 20070092045

专利文献3：日本特开2007-082185号公报

非专利文献1：D.Cabric，S.M.Mishra，R.W.Brodersen，“Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios，”出处：the Thirty-Eighth Asilomar Conference on Signals，Systems andComputers(2004年11月)

发明内容

但是，对于将上述主系统的发送信号所含有特征量用于检测的检测方法，需要进一步地改善。

具体地说，专利文献1的卡方检验是限定于利用周期平稳性进行的频谱感知方法的方法。因此，无法利用从主系统发送来的控制信号的相关特性、主系统发送信号或帧格式的周期性等对检测主系统有用的特征量。

本发明的目的在于提供一种认知无线系统、认识无线设备和频谱感知方法，其利用对检测主系统有用的主系统发送信号的特征量、以及不反映主系统的特征性质的非特征量，高精度地检测主系统。

本发明的其他目的在于提供一种认知无线系统、认识无线设备和频谱感知方法，其利用对检测主系统有用的主系统发送信号的特征量、以及不反映主系统的特征性质的非特征量，实现所设定的误警报概率。

本发明的其他目的在于提供一种认知无线系统、认识无线设备和频谱感知方法，其利用对检测主系统有用的主系统发送信号的特征量、以及不反映主系统的特征性质的非特征量，降低误检测概率。

本发明所涉及的认知无线系统的特征在于，具有：存储部，其对生成要搜索的无线系统特有的特征量所使用的系统参数和与所述系统参数类似的伪参数进行存储；特征量生成部，其使用所述系统参数，根据接收到的频带的信号生成一个或多个特征量；非特征量生成部，其使用所述伪参数，根据接收到的频带的信号生成一个或多个非特征量；以及判定部，其使用所述特征量和所述非特征量，对所述无线系统的信号是否存在进行判定。

本发明所涉及的认知无线设备的特征在于，具有：存储部，其对生成要搜索的无线系统特有的特征量所使用的系统参数和与所述系统参数类似的伪参数进行存储；特征量生成部，其使用所述系统参数，根据接收到的频带的信号生成一个或多个特征量；非特征量生成部，其使用所述伪参数，根据接收到的频带的信号生成一个或多个非特征量；以及判定部，其使用所述特征量和所述非特征量，对所述无线系统的信号是否存在进行判定。

本发明所涉及的无线信号检测方法的特征在于，对要搜索的频带的无线信号进行接收处理，使用接收到的频带的信号和要搜索的无线系统的系统参数，进行生成一个或多个特征量的处理，使用接收到的频带的信号和与所述系统参数类似的伪参数，进行生成一个或多个非特征量的处理，使用所述特征量和所述非特征量，进行所述无线系统的信号是否存在的判定处理。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种认知无线系统、认识无线设备和频谱感知方法，其利用对检测主系统有用的主系统发送信号的特征量、以及不反映主系统的特征性质的非特征量，高精度地检测主系统。

附图说明

图1是例示使用频谱感知的次系统无线设备和主系统之间的关系的图。

图2是第一实施方式中的次系统无线设备的功能框图。

图3是表示第一实施方式中的次系统无线设备的检测动作的流程图。

图4是第二实施方式中的次系统无线设备的功能框图。

图5是更详细地表示导频信号序列存储部、自相关器和互相关器的功能框图。

图6是第三实施方式中的次系统无线设备的功能框图。

图7是更详细地表示周期时间存储部和特征量生成用相关器的功能框图。

图8是表示所取得的OFDM信号和进行了延迟的OFDM信号的图。

图9是表示连续且周期性地插入了导频信号序列的信号的图。

图10是例示在信号y(t)中使用了OFDM信号的周期自相关函数的图。

图11是第4实施方式中的次系统无线设备的功能框图。

图12是例示第4实施方式中的周期自相关函数的图。

图13是第5实施方式中的次系统无线设备的功能框图。

图14是例示第5实施方式中的周期自相关函数的图。

图15是第6实施方式中的次系统无线设备的功能框图。

图16是例示在存储部中关联存储的可搜索的频带、和每个无线系统可提取的在频带中所使用的特征量的信息相关联的信息的说明图。

标号的说明

10基准接收功率区域

100、110主系统无线设备

200次系统无线设备

300、400、500、600、700、800本发明中的次系统无线设备

301、401、501、601、701、801天线

302、402、502、602、702、802RF模拟部(频率变换部)

306、406、506、606、706、806判定部

303系统参数存储部(存储部)

304特征量生成部(Feature Value Generator)

305非特征量生成部(Non-Feature Value Generator)

403导频信号序列存储部(存储部)

404自相关器

405互相关器

410导频信号序列

411、412伪随机信号序列

421、422、423相关器

431、432、433最大值选择部

503周期时间存储部(存储部)

504特征量生成用相关器(Feature Value Correlator)

505非特征量生成用相关器(Non-Feature Value Correlator)

511延迟部

512相关器

521周期时间

522、523非周期时间

603周期自相关函数用参数存储部(存储部，Memory for theParameter of CAF)

604周期自相关函数波峰值生成部(Generator of Peak Values ofCAF)

605周期自相关函数非波峰值生成部(Generator of Non-PeakValues of CAF)

611、612、613周期自相关函数成为波峰的循环频率

621、622、623周期自相关函数不为波峰的循环频率

631波峰集合

632非波峰集合

703周期自相关函数合成用参数存储部(存储部，Memory for theParameter of CAF Combining)

704周期自相关函数波峰合成值生成部(Generator of CombinedPeak Values of CAF)

705周期自相关函数非波峰合成值生成部(Generator ofCombined Non-Peak Values of CAF)

711、712、713周期自相关函数成为波峰的循环频率

721、722、723、731、732、733周期自相关函数不为波峰的循环频率

741波峰集合

742、743非波峰集合

803周期时间存储部(存储部)

804统计量生成用相关器

805伪统计量生成用相关器

813周期自相关函数合成用参数存储部(存储部)

814周期自相关函数合成值生成部

815伪周期自相关函数合成值生成部

1010、1020、1030、1110、1120、1130OFDM符号

2010、2020、2030、2040、2130、2220、2310、2320导频信号序列

具体实施方式

参照图2和图3，详细说明本发明的第一实施方式。

图2是本实施方式中的次系统无线设备300的功能框图。此外，为了使说明清楚，对于与本发明关系较少的细微部分省略记述。

次系统无线设备300具有：天线301，其接收主系统的发送信号(无线电波)；RF(射频)模拟部302，其从天线301所接收到的信号中取出期望频带中的信号；系统参数存储部303，其对生成主系统特有的特征量所使用的主系统的系统参数和与所述系统参数类似的伪参数进行存储；特征量生成部304，其根据接收信号和所述系统参数生成所述特征量；非特征量生成部305，其根据接收信号和所述伪参数，生成不反映主系统的特征性质的非特征量；以及判定部306，其判定是否存在主系统的信号。

系统参数存储部303由作为通常存储装置的ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、HDD(硬盘驱动器)的其中一种或者它们的组合而构成，对与要搜索的主系统特有的特征量相应的系统参数、和用于生成非特征量的与系统参数类似的参数、即伪参数进行存储。

在此，说明特征量和非特征量之间的关系。

所谓特征量，是将作为搜索对象的主系统所使用的通信方式或帧格式的特征性质进行数值化而得到的值。特征量是利用特征量生成部304使用接收到的频带的信号和系统参数而生成的。特征量具有下述性质：通过反映在主系统的通信方式或帧格式中所使用的系统参数，从而在要搜索的频带中存在作为搜索对象的主系统的无线信号的情况(检测出具有特征的无线信号的情况)下，该特征量变大。

所谓非特征量，是以下述方式进行生成处理的值，即，在所搜索的频带中不存在作为搜索对象的主系统的无线信号的情况下，保持与上述特征量相同的概率分布，在存在主系统的无线信号的情况下，较小地保持该值。

对于非特征量，是使用接收到的频带的无线信号和存储在系统参数存储部303中的伪参数，利用非特征量生成部305而生成的。在非特征量的生成中，替代在特征量生成处理中所使用的系统参数，而使用与系统参数类似但不同的伪参数。

在此，在非特征量生成处理的过程中，通过如上所述使用伪参数，从而具有下述性质，即，即使在存在主系统的无线信号的情况下，也较小地保持非特征量的值。

在不存在主系统的无线信号，接收到的信号由噪声成分和/或干扰成分构成时，通过相同地生成特征量和非特征量的处理，从而具有下述性质，即，使得特征量和非特征量成为相同的概率分布。此外，如果特征量和非特征量成为相同的概率分布，则特征量和非特征量形成相同程度的大小。

即，在特征量较大的情况下，主系统发送无线信号的概率较高。另外，如果特征量和非特征量的大小为相同程度，则主系统没有发送无线信号的概率较高。

因此，通过比较所述特征量和所述非特征量的大小，在所述特征量较大的情况下，判定为主系统存在，由此，可以检测主系统。

此外，通过预先设定生成所述特征量和所述非特征量的数量，可以进行将误警报概率设定为期望值的主系统的检测。

具体地说，在只能生成一个所述特征量的情况下，将所述非特征量的生成数设定为N-1(N为2以上的整数)，在所述特征量和N-1个所述非特征量中，最大值为所述特征量的情况下，通过进行判定主系统存在的处理，可以进行将误警报概率设定为1/N的主系统检测。

例如，在将误警报概率设定为0.1的情况下，通过在次系统无线设备的设定中使N＝10，从而生成1个特征量和9个非特征量，在其中最大值为特征量的情况下，进行主系统存在的判定处理。另一方面，在最大值为非特征量的其中一个的情况下，进行主系统不存在的判定处理。相同地，在将误警报概率设定为0.01的情况下，只要在次系统无线设备的设定中使N＝100，生成1个特征量和99个非特征量而进行判定处理即可。

此外，在可生成多个特征量的情况下，通过进行如下所述的主系统的检测，可以使误警报概率成为期望值，与只使用一个特征量的主系统检测相比，降低误检测概率。换言之，为了降低主系统检测时的误检测概率，增加用于判定的特征量的数量是有效的。即，通过与所期望的误检测概率的值相应地，对利用判定部306进行的判定所使用的特征量种类和特征量数量的组合进行调节而进行判定处理，由此，可以在维持误警报概率的期望值的状态下，降低误检测概率。

在可生成多个特征量的情况下，将所述特征量的生成数设定为n，所述非特征量的生成数设定为N-n(N为(n+1)以上的整数)，在生成的所述特征量和所述非特征量中以降序选择m个值，在m个全部为所述特征量的情况下，进行主系统存在的判定处理，在m个中含有所述非特征量的情况下，进行主系统不存在的判定处理。此时，与使用一个特征量设定误警报概率的主系统检测相比，可以将误警报概率设定为_nC_m/_NC_m，可以进行降低了误检测概率的主系统检测。

例如，在可生成3个特征量的情况下，在利用将误警报概率设定为0.1的次系统无线设备进行主系统检测时，将所述特征量的生成数设为3(＝n)，将所述非特征量的生成数设为2(＝N-n：即N＝5)，在生成的所述特征量和所述非特征量之中，以降序选择3(＝m)个值。此时，根据上述的判定处理，误警报概率为3C₃/₅C₃＝0.1，成为期望值，并且，与使用一个特征量设定误警报概率的主系统检测相比，可以进行降低了误检测概率的主系统检测。

即，通过预先设定特征量和非特征量的生成数，可以在判定部306中，进行满足所期望的误警报概率的主系统检测。

下面，示出次系统无线设备300的检测动作。

图3是表示本实施方式中的次系统无线设备300的检测动作的流程图。

RF模拟部302经由天线301输入要搜索的频带的无线信号，对所期望的频带中的信号进行接收处理，向特征量生成部304和非特征量生成部305输出(步骤S301)。

特征量生成部304从系统参数存储部303取得系统参数，使用系统参数和从RF模拟部302输入的信号，生成一个或多个特征量。特征量生成部304将生成的特征量输出到判定部306(步骤S302)。

非特征量生成部305从系统参数存储部303取得伪参数，使用伪参数和从RF模拟部302输入的信号，生成一个或多个非特征量。非特征量生成部305将生成的非特征量输出到判定部306(步骤S303)。

判定部306将输入来的所述特征量和所述非特征量之间的大小关系进行比较，在所述特征量较大的情况下，进行判定为存在主系统的信号的处理。另外，判定部306在所述非特征量较大的情况下，进行判定为不存在主系统的信号的处理(步骤S304)。

通过这样的动作，本实施方式的次系统无线设备300可以高精度地检测主系统的信号。

此外，通过与期望的误警报概率相应地设定由所述特征量生成部304生成的特征量的生成数、和由所述非特征量生成部305生成的非特征量的生成数，可以进行满足期望的误警报概率的主系统检测。相同地，通过增加由所述特征量生成部304生成的特征量的生成数而进行判定处理，可以进行降低了误检测概率的主系统检测。

下面，参照附图，详细说明本发明的第二实施方式。

在本实施方式中，在检测主系统时，利用主系统所使用的控制信号(控制频道)作为特征量。

例如，利用以定时同步用、频道推定用、频率偏移推定用等目的而插入主系统的发送信号中的导频信号(pilot signal)。下面，为了使说明清晰，针对只利用一种控制信号的主系统检测进行说明。此外，本实施方式的方法也可以用于能够利用多种控制信号的情况。再者，如果利用多种控制信号，则可以在设定误警报概率的同时，降低误检测概率。

图4是本实施方式中的次系统无线设备400的功能框图。另外，对于与本实施方式关系较小的细微部分省略记述。

次系统无线设备400具有：天线401，其接收主系统的发送信号(无线电波)；RF模拟部402，其取出天线401所接收到的信号的位于所期望频带中的信号，变换为基带信号；导频信号序列存储部403，其对主系统所使用的导频信号序列、和与所述控制信号关联较低的多个伪随机信号序列等信号序列进行存储；自相关器404，其将所述基带信号和所述导频信号序列相关联，从而生成作为特征量的值；互相关器405，其将所述基带信号和所述伪随机信号序列相关联，从而生成作为非特征量的值；以及判定部406，其判定是否存在主系统的信号。

图5是更详细地表示导频信号序列存储部403、自相关器404和互相关器405的框图。

在导频信号序列存储部403中，储存有导频信号序列410和伪随机信号序列(在图5中，仅记述了411和412)，其中该导频信号序列410是要搜索的主系统所特有的序列，该伪随机信号序列与导频信号序列410为相同长度(相同位长)，与导频信号序列410相关较低。伪随机信号序列有N-1个，分别用于生成非特征量。

自相关器404由相关器421和最大值选择部431构成。互相关器405由N-1个相关器(仅记述了422和423)和N-1个最大值选择部(仅记述了432和433)构成。

下面，示出图4所示的次系统无线设备400的检测动作。

要搜索的频带的无线电波经由天线401和RF模拟部402输入，对期望的频带中的基带信号进行检测处理，并输出到自相关器404和互相关器405。

在自相关器404中，由RF模拟部402供给的基带信号输入相关器421，使用从导频信号序列存储部403取得的导频信号序列410，利用相关器421计算一个或多个相关值。接着，利用相关器421计算出的相关值输入到最大值选择部431，从多个相关值中选择最大值的相关值作为特征量。然后，所选择的特征量输入到判定部406。

此时，在相关器421中，在预先确定的搜索时间窗内，一边将开始相关计算的定时移动一边计算所述基带信号和所述导频信号序列410的相关值。即，分别计算多个与开始时刻对应的相关值。

上述搜索时间窗依赖于要搜索的主系统的发送信号的帧格式而确定。例如，在存在主系统的发送信号而向该发送信号中周期地插入导频信号序列的情况下，将插入导频信号序列的周期作为搜索时间窗。

通过这样选择搜索时间窗，相关器421可以如下进行计算，即，在所计算的相关值中，必然包括所述基带信号所含有的导频信号序列和预先准备的导频信号序列410时间同步的定时的相关值。

在上述自相关器404中使用导频信号序列410进行的相关值的计算处理以及特征量的选择处理，同时在互相关器405中，根据伪随机信号序列进行相关量的计算处理以及非特征量的选择处理。

在互相关器405中，在相关器422中输入由RF模拟部402供给的基带信号，使用从导频信号序列存储部403取得的伪随机信号序列411，利用相关器422计算相关值。

接着，利用相关器422计算出的多个相关值输入到最大值选择部432，进行选择处理，从多个相关值中选择最大值的相关值作为非特征量。然后，所选择的非特征量输入到判定部406。

互相关器405具有的除了相关器422及最大值选择部432之外的各相关器(423等)以及各最大值选择部(433等)，也使用从导频信号序列存储部403取得的伪随机信号序列(412等)，与相关器422及最大值选择部432相同地进行动作。

在互相关器405的各相关器(422等)中，在相关器421所使用的搜索时间窗内，一边将开始相关计算的定时移动一边计算伪随机信号序列411等和所述基带信号之间的多个相关值。之后，从互相关器405的各最大值选择部(433等)输出的总计N-1个非特征量输入到判定部406。

在判定部406中，从由自相关器404和互相关器405输入的总计N个特征量及非特征量之中选择值最大的特征量。在N个之中最大的值为从自相关器404输入的特征量时，判定部406判定为存在主系统的信号。另外，在所选择的值为由互相关器405生成的N-1个中的任一非特征量时，判定部406判定为不存在主系统的信号，频带为空闲状态。

通过这样进行动作，本实施方式的次系统无线设备400在检测主系统的信号的情况下，可以满足以N的设定数规定的期望的误警报概率而进行检测。

在本实施方式中，在存在主系统的信号的情况下，一边将开始相关计算的定时移动一边计算基带信号和主系统所使用的导频信号序列之间的相关值，由此，在所述基带信号所含有的导频信号序列和所准备的导频信号序列进行了时间同步的情况下，在自相关器404中得到最大的特征量。利用该性质，进行主系统的检测。

即，在存在主系统的信号的情况下，由于在自相关器404中使用导频信号序列来生成的特征量，与在互相关器405中使用伪随机信号序列来生成的非特征量相比较大，因此可以检测主系统。

与此相对，在不存在主系统的信号的情况下，由于接收信号仅仅由噪声成分或干扰成分构成，因此，由自相关器404生成的特征量和由互相关器405生成的N-1个非特征量都具有相同的概率分布。

在该情况下，在判定部406中，由于从自相关器404输入的根据导频信号序列410生成的特征量最大的概率是1/N，因此，误警报概率为1/N。

例如，在将误警报概率设定为0.1而进行主系统检测的情况下，在自相关器404中选择一个特征量，在互相关器405中选择9个非特征量，由判定部406选择最大值。如果由此设定生成的数量，则为N＝10，可以将误警报概率设定为期望值即0.1。

即，通过预先设定N，可以无需推定噪声功率和干扰功率而进行将误警报概率以所期望的值(1/N)进行固定的主系统检测。

下面，参照附图，详细地说明本发明的第三实施方式。

在本实施方式中，在检测主系统时，将主系统的发送信号内同一信号重复的周期性用作为特征量。

例如，在检测主系统的时候，使用在正交频分复用(OFDM)或单载波频分多址(SC-FDMA)所使用的循环前缀、连续或按一定间隔重复插入的导频信号等。

此外，本实施方式中的周期性是指，在主系统的发送信号内，同一信号重复使用。另外，周期时间是指重复使用的同一信号的时间间隔。

图6是本实施方式中的次系统无线设备500的功能框图。

次系统无线设备500具有：天线501，其接收主系统的发送信号(无线电波)；RF模拟部502，其从天线所接收到的信号中取出期望频带中的RF信号；周期时间存储部503，其存储主系统的发送信号的周期时间和不具有周期性的非周期时间；特征量生成用相关器504，其使用所述周期时间，生成主系统的发送信号中特有的特征量；非特征量生成用相关器505，其使用所述非周期时间来生成多个非特征量；以及判定部506，其判定主系统的信号是否存在。

在周期时间存储部503中，储存有作为要搜索的主系统特有的周期时间的时间T521以及非周期时间(在图7中仅记载了522和523)。非周期时间为N-1个，分别用于生成非特征量。

特征量生成用相关器504由延迟部511和相关器512构成。非特征量生成用相关器505由N-1个延迟部和N-1个相关器构成。

此外，在所述RF模拟部502中，虽然使用接收到的信号作为RF信号，但是次系统无线设备500也可以设置为，将接收到的信号变换为IF(中间频率)信号或基带信号，与RF信号的情况相同地进行处理。在下面，为了使说明清晰，针对用作为RF信号的情况进行记述。

下面，使用图7来说明次系统无线设备500的动作。另外，为了使说明变得简单，说明特征量生成用相关器504的动作，关于非特征量生成用相关器505的详细动作，省略记载。

图7是更详细地表示周期时间存储部503和特征量生成用相关器504的功能框图。

在次系统无线设备500中，首先，经由天线501(未图示)和RF模拟部502(未图示)，使要搜索的频带的无线信号作为期望的频带的RF信号而输出到特征量生成用相关器504及非特征量生成用相关器505(未图示)。

在特征量生成用相关器504中，由RF模拟部502供给的RF信号输入到延迟部511及相关器512中。所输入的RF信号在延迟部511中以从周期时间存储部503取得的周期时间521延迟，从而生成延迟信号。所获得的延迟信号在相关器512中，与原来的RF信号进行相关，由此生成的特征量输入到判定部506。另外，特征量的生成处理在后面详细地叙述。

在进行上述特征量生成用相关器504的特征量的生成处理的同时，在非特征量生成用相关器505中，生成基于RF信号和延迟信号而得到的非特征量。此时，对于在非特征量生成用相关器505中所使用的延迟时间，使用存储在周期时间存储部503中的非周期时间(522或523)。在非特征量生成用相关器505中，根据与周期时间T不同的非周期时间T₁～T_N-1，生成总计N-1个非特征量，向判定部506发送。

在判定部506中，从由特征量生成用相关器504和非特征量生成用相关器505输入的总计N个的特征量和非特征量中选择值最大的特征量。在N个之中最大的值为从特征量生成用相关器504输入的特征量时，判定部506判定为存在主系统的信号。另外，在所选择的值为在非特征量生成用相关器505中生成的N-1个中的任一非特征量时，判定部506判定为不存在主系统的信号，频带为空闲状态。

通过这样动作，本实施方式的次系统无线设备500在检测主系统的信号的情况下，可以满足以N的设定数确定的期望误警报概率而进行检测。

下面，对于相关器512中的具有周期性的信号的特征量生成处理，使用图8，以OFDM信号为例进行详细说明。另外，对于设置于非特征量生成用相关器505的相关器中的使用非周期时间的非特征量生成处理，也与下述内容相同地进行处理。

图8是表示所取得的OFDM信号和进行了延迟的OFDM信号的图。在该图中，横轴是时间，纵轴表示延迟时间不同的OFDM信号的种类。

图8中的时间T_F表示OFDM信号的有效符号长度。在通常的OFDM信号中，如图8所示，在保护间隔(GI)部分中，插入作为各OFDM符号的后半部分的复制的循环前缀(Cyclic Prefix)。

因此，通过使OFDM信号以作为有效符号长度的时间T_F延迟，从而由于源信号的循环前缀的复制源和T_F时间延迟信号的保护间隔部分在时间上一致，所以产生相关。

因此，在将OFDM信号的循环前缀利用于主系统的信号检测的次系统无线设备500中，在主系统的信号存在的情况下，在图7的相关器512中，将根据OFDM信号的循环前缀的周期性而生成的高相关值作为特征量。

此外，在OFDM信号中，由于生成相关时，每隔OFDM符号长度(GI和有效符号长度的合计时间)就产生循环前缀的复制源和延迟信号的保护间隔部分在时间上一致的区间(以下，记载为GI一致区间)，因此，在相关器512中，可以仅提取对相关有贡献的多个GI一致区间而合成的相关值用作为特征量。

另外，因为不知道GI一致区间从接收信号的哪个时刻(地点)开始，所以在一些开始候补点中，对认为是所述GI一致区间的位置的相关值进行抽取及合成，由此，生成只在GI一致区间中生成的特征量的候补，从该候补中选择最大值。

在相关器512中，也可以使用通过上述方法所选择的最大值作为相关值，根据该方法，可以从相关计算中去除不需要的信号成分。但是，此时，在非特征量生成用相关器505利用非周期时间延迟进行的相关计算时，也使用相同的相关计算方法。

另外，对于生成所使用的延迟的值(周期时间、非周期时间)，例如在使用OFDM传送的IEEE 802.11a中，因为规定为有效符号长度为3.2μs、保护间隔长为0.8μs，所以如上所述，有效符号长度3.2μs为周期时间。此外，作为非周期时间，可以使用除了作为周期时间的3.2μs以外的时间的0.8μs、1.6μs、2.4μs、4.0μs、4.8μs、5.6μs、6.4μs等时间。

下面，以图9的控制信号为例，说明相关器512中的具有多个周期时间的信号的相关值。

图9是表示连续且周期性地插入了导频信号序列的信号的图。在该图中，横轴为时间，纵轴表示以不同的多个延迟时间使源信号延迟而得到的延迟信号的种类。

源信号如下所示构成，即，将两个长度为T_p的相同导频信号序列和长度为T_d的数据序列组合起来作为一个单位，通过重复该单位而构成信号。因此，导频信号序列#1～4(2010、2020、2030、2040)全部为相同的信号序列。

在上述信号的情况下，各种延迟时间可以用作为用于生成特征量的周期时间。在取得源信号和T_p时间延迟信号的相关的情况下，源信号的导频信号序列#4(2040)和T_p时间延迟信号的导频信号序列#3(2130)在时间上一致。

相同地，在源信号和(T_p+T_d)时间延迟信号的相关中，源信号的导频信号序列#3(2030)和(T_p+T_d)时间延迟信号的导频信号序列#2(2220)在时间上一致。

相同地，在源信号和(2T_p+T_d)时间延迟信号的相关中，源信号的导频信号序列#3(2030)和(2T_p+T_d)时间延迟信号的导频信号序列#1(2310)、源信号的导频信号序列#4(2040)和(2T_p+T_d)时间延迟信号的导频信号序列#2(2320)在时间上一致。

通过这些时间一致的区间，在源信号和延迟信号之间产生相关。因此，在主系统的信号存在的情况下，通过利用延迟时间为T_p、(T_p+T_d)、(2T_p+T_d)等而得到的延迟信号，基于根据控制信号的周期性而产生的相关，生成特征量。

此外，与使用图8说明的上述OFDM信号的情况相同地，在相关器512中，也可以只提取导频信号序列一致的区间进行相关计算。

此外，在前述的图7的说明中，针对在特征量生成用相关器504中只利用一个周期时间生成特征量的情况进行了说明，但也可以如使用图9所说明的例子那样，在能够对作为检测对象的无线信号中设定多个周期时间的情况下，在特征量生成用相关器504中，设置与多个周期时间对应的延迟部和相关器，从特征量生成用相关器504输出多个特征量，在判定部506中使用。

在本实施方式中，利用了主系统的发送信号的周期性，在存在具有周期性的发送信号的情况下，由特征量生成用相关器504生成的特征量变大。利用该性质，进行主系统检测。

在主系统的信号存在的情况下，由特征量生成用相关器504生成的特征量与由非特征量生成用相关器505生成的N-1个非特征量相比变大，因此，可以判定为存在主系统的信号。

与此相对，在主系统的信号不存在的情况下，由于接收信号只由噪声成分或干扰成分构成，因此，在特征量生成用相关器504中生成的特征量和在非特征量生成用相关器505中生成的N-1个非特征量都具有相同的概率分布。

在该情况下，由于在判定部506中，从特征量生成用相关器504输入的特征量最大的概率为1/N，因此，通过设定N，可以将误警报概率设置为1/N。此外，也可以在次系统无线设备中设定期望的误警报概率，在次系统无线设备中自动地计算N，使用该值进行主系统的检测处理。

例如，在将误警报概率设定为0.1而进行主系统检测的情况下，在特征量生成用相关器504中生成一个特征量，在非特征量生成用相关器505中生成9个非特征量，在判定部506中选择最大值。如果这样设定生成的数量，则N＝10，可以将误警报概率设定为期望值即0.1。

即，通过预先设定N，可以无需推定噪声功率和干扰功率，而进行将误警报概率以期望的值(1/N)固定的主系统检测。

此外，在所述RF模拟部502中，如前述所示，即使接收到的信号并非RF信号，而是变换为IF信号或基带信号，也可以相同地进行处理。在RF模拟部502中使用IF信号或基带信号的情况下，由于这些信号可以用复数表示，因此，在特征量生成用相关器504和非特征量生成用相关器505中通过相关计算而生成的相关值(特征量和非特征量)也可以用复数表示。在该情况下，在判定部506中，从由特征量生成用相关器504和非特征量生成用相关器505输入的总计N个特征量及非特征量之中，选择实部最大的特征量或复数绝对值最大的特征量。选择最大值后的判定部506中的判定方法，与使用RF信号的情况和使用IF信号或基带信号的情况相同，在判定部506中，根据所选择的最大值是特征量还是非特征量，而对主系统信号是否存在进行判定。

下面，参照附图，详细地说明本发明的第四实施方式。

本发明也可以应用于利用接收信号的周期稳定性进行的主系统检测。在本实施方式中，利用作为主系统的发送信号的特征的周期稳定性，进行主系统的检测。

首先，说明周期稳定性。所谓某信号周期稳定是表示该信号的自相关值为周期函数。此时，式1所表示的基带信号y(t)的周期自相关函数(Cyclic Autocorrelation Function、CAF)周期性地具有波峰。

$R_y^{\alpha }\left(\tau \right)=\frac{1}{T}\underset{t=0}{\overset{T-1}{\Sigma }}y\left(t\right)y*(t+\tau )e^{-j2\mathrm{\pi \alpha \Delta t}}$...(式1)

在此，α称为循环频率。此外，T是用于平均化的采样数，Δ为采样时间，τ表示与计算周期自相关函数值的延迟时间对应的采样数。另外，*表示复共轭。

在图10中示出信号为周期稳定性的情况下的周期自相关函数。其中，横轴表示以波峰间隔归一化的循环频率、纵轴表示周期自相关函数的绝对值。在式2中示出周期自相关函数的绝对值。

$\left|R_y^{\alpha }\left(\tau \right)\right|$...(式2)

图10是例示在信号y(t)中使用了OFDM信号的周期自相关函数的图。

在OFDM信号的情况下，以1/T_s(T_s为将保护间隔和有效符号长度组合而得到的OFDM符号长度)间隔的循环频率产生波峰。此外，在OFDM信号中，在τ与有效符号长度相等的时候，周期自相关函数的波峰最大。如该例所示，周期稳定的信号在固定间隔的循环频率中，在周期自相关函数中产生波峰。

下面，将在周期自相关函数成为波峰的循环频率中的周期自相关函数值称为周期自相关函数波峰值，将周期自相关函数不为波峰的循环频率中的周期自相关函数值称为周期自相关函数非波峰值。

图11是本实施方式中的次系统无线设备600的功能框图。

次系统无线设备600具有：天线601，其接收主系统的发送信号(无线电波)；RF模拟部602，其将由天线接收到的信号的期望频带中的信号变换为基带信号；周期自相关函数用参数存储部603，其存储主系统的发送信号的周期自相关函数成为波峰的循环频率和延迟时间、以及所述周期自相关函数不为波峰的循环频率和延迟时间；周期自相关函数波峰值生成部604，其使用周期自相关函数成为波峰的循环频率和延迟时间，根据所述基带信号生成周期自相关函数波峰值作为特征量；周期自相关函数非波峰值生成部605，其使用周期自相关函数不为波峰的循环频率和延迟时间，根据所述基带信号生成周期自相关函数非波峰值作为非特征量；以及判定部606，其判定是否存在主系统的信号。

另外，在所述RF模拟部602中，将接收到的信号变换为基带信号，但本实施方式也可以将接收到的信号变换为IF(中间频率)信号，与基带信号的情况相同地进行处理。下面，为了说明清晰，针对变换为基带信号的情况进行记述。

下面，对次系统无线设备600的检测动作进行说明。

在次系统无线设备600中，首先，经由天线601和RF模拟部602输入要搜索的频带的无线信号，将期望的频带中的无线信号变换为基带信号，输出到周期自相关函数波峰值生成部604和周期自相关函数非波峰值生成部605。

下面，使用图12说明周期自相关函数波峰值生成部604、周期自相关函数非波峰值生成部605和判定部606的动作。

图12是例示本实施方式的的周期自相关函数的图。在图12中，横轴表示循环频率，纵轴表示周期自相关函数值(绝对值)。

在周期自相关函数波峰值生成部604中，从周期自相关函数用参数存储部603取得主系统的发送信号的周期自相关函数成为波峰的循环频率和延迟时间，使用所取得的循环频率及延迟时间和从RF模拟部602输入来的基带信号，生成n个周期自相关函数波峰值(图12的波峰#1(611)等)，将它们的绝对值向判定部606发送。

另外，在图12中，将在周期自相关函数非波峰值生成部605中使用的周期自相关函数不为波峰的循环频率的集合作为非波峰集合632。周期自相关函数非波峰值生成部605将非波峰集合632的各循环频率中的N-n个周期自相关函数非波峰值的绝对值向判定部606发送。

接着，在判定部606中，从所输入的总计N个周期自相关函数波峰值和周期自相关函数非波峰值之中，从绝对值大一侧开始选择m个(其中，m≤n)值。判定部606在所选择的m个周期自相关函数值全部为从波峰集合631所选择的周期自相关函数波峰值的情况下，判定为存在主系统的信号。此外，在所选择的m个周期自相关函数值中存在从非波峰集合632的循环频率中的周期自相关函数非波峰值中所选择的值时，判定为不存在主系统的信号，频带为空闲状态。

通过这样动作，本实施方式的次系统无线设备600在检测主系统的信号时，可以满足以n、m、N的设定数确定的期望误警报概率而进行检测。

在本实施方式中，利用主系统的发送信号的周期稳定性，在所述发送信号存在的情况下，由周期自相关函数波峰值生成部604生成的n个周期自相关函数波峰值变大。利用该性质进行主系统检测。

在主系统的信号存在的情况下，在周期自相关函数值生成部604中生成的n个周期自相关函数波峰值与在周期自相关函数非波峰值生成部605中生成的N-n个周期自相关函数非波峰值相比变大。因此，作为由判定部606选择的m个周期自相关函数值，周期自相关函数波峰值被选中的概率变高。所以，可以检测主系统。

与此相对，在主系统的信号不存在的情况下，由于接收信号仅仅由噪声成分或干扰成分构成，因此，在周期自相关函数波峰值生成部604中生成的n个周期自相关函数波峰值和在周期自相关函数非波峰值生成部605中生成的N-n个周期自相关函数非波峰值，都具有相同的概率分布。因此，由于在判定部606中所选择的m个周期自相关函数值全部为波峰集合631的循环频率中的周期自相关函数波峰值要素的概率为_nC_m/_NC_m(C表示组合)，所以误警报概率为_nC_m/_NC_m。

例如，在周期自相关函数波峰值生成部604中生成3(＝n)个周期自相关函数波峰值的情况下，为了将误警报概率设定为0.1而进行主系统检测，使在周期自相关函数波峰值生成部604中生成的周期自相关函数波峰值的生成数为3，在周期自相关函数非波峰值生成部605中生成的周期自相关函数非波峰值的生成数为2(＝N-n：即N＝5)，在生成的总计5个周期自相关函数值之中，从较大一侧开始选择m＝3个值。此时，根据所述判定部606的判定处理，可以进行误警报概率成为₃C₃/₅C₃＝0.1即期望值的主系统检测。

即，通过预先设定上述n、m、N，可以无需推定噪声功率、干扰功率，而进行使误警报概率确定为(_nC_m/_NC_m)的主系统检测。

下面，参照附图，详细地说明本发明的第五实施方式。

本实施方式与第四实施方式相同地利用主系统的发送信号的周期稳定性，但判定是否存在主系统的信号时所使用的特征量与第四实施方式不同。

图13是本实施方式中的次系统无线设备700的功能框图。

次系统无线设备700具有：天线701，其接收主系统的发送信号(无线电波)；RF模拟部702，其将由天线接收到的信号的期望频带中的信号变换为基带信号；周期自相关函数合成用参数存储部703，其存储主系统的发送信号的周期自相关函数成为波峰的循环频率及延迟时间、在该循环频率及该延迟时间中的发送信号的周期自相关函数值复制物(replicas)、以及所述周期自相关函数不为波峰的循环频率和延迟时间；周期自相关函数波峰合成值生成部704，其使用周期自相关函数成为波峰的循环频率、延迟时间、所述周期自相关函数值的复制物，根据所述基带信号生成周期自相关函数波峰合成值作为特征量；周期自相关函数非波峰合成值生成部705，其使用周期自相关函数不为波峰的循环频率、延迟时间及所述周期自相关函数值的复制物，根据所述基带信号生成周期自相关函数非波峰合成值作为非特征量；以及判定部706，其判定是否存在主系统的信号。

另外，在所述RF模拟部602中，将接收到的信号变换为基带信号，但本实施方式也可以将接收到的信号变换为IF(中间频率)信号，与基带信号的情况相同地进行处理。下面，为了说明清晰，针对变换为基带信号的情况进行记述。

下面，对次系统无线设备700的检测动作进行说明。

在次系统无线设备700中，首先，经由天线701和RF模拟部702输入要搜索的频带的无线信号，将期望的频带中的无线信号变换为基带信号，并输出到周期自相关函数波峰合成值生成部704和周期自相关函数非波峰合成值生成部705。

下面，使用图14说明周期自相关函数波峰合成值生成部704、周期自相关函数非波峰合成值生成部705和判定部706的动作。

图14是例示本实施方式中的周期自相关函数的图。

在周期自相关函数波峰合成值生成部704中，从周期自相关函数用参数存储部703取得主系统的发送信号的周期自相关函数成为波峰的循环频率和延迟时间，使用所取得的循环频率及延迟时间和从RF模拟部702输入来的基带信号，生成n个周期自相关函数波峰值(图14的峰#1(711)等)。

在图14中，将在周期自相关函数波峰合成值生成部704中生成的周期自相关函数成为波峰的循环频率的集合示出为波峰集合A741。在周期自相关函数波峰合成值生成部704中，从周期自相关函数合成用参数存储部703取得周期自相关函数值复制物，将生成的波峰集合A741的循环频率中的n个周期自相关函数波峰值与所取得的周期自相关函数值复制物进行复加权合成，生成式3所示的周期自相关函数波峰合成值D。

$D=\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}\widehat{R_x^{{\alpha }_k}}{\left(\tau \right)}^{*}{R}_y^{{\alpha }_k}\left(\tau \right)$...(式3)

在此，为根据所述基带信号生成的波峰集合A741内，各循环频率α_k中的周期自相关函数波峰值。此外，为所述周期自相关函数值复制物。再者，对于周期自相关函数值复制物，是将事先计算出的值存储在周期自相关函数合成用参数存储部703中的。

周期自相关函数波峰合成值生成部704将生成的周期自相关函数波峰合成值向判定部706发送。

下面，对周期自相关函数非波峰合成值生成部705的动作进行说明。首先，从周期自相关函数合成用参数存储部703取得周期自相关函数不为波峰的循环频率和延迟时间(非波峰#1(721)等)，使用所取得的循环频率及延迟时间和从RF模拟部702输入的基带信号，生成周期自相关函数非波峰值。

在图14中，将N-1个不为波峰的循环频率的集合定义为非波峰集合(只图示出B₁742和B_N-1743)。另外，各非波峰集合将n个循环频率作为要素。

在周期自相关函数非波峰合成值生成部705中，在各非波峰集合中，生成该非波峰集合内的循环频率中的周期自相关函数非波峰值，将生成的周期自相关函数非波峰值利用所述周期自相关函数值复制物进行复加权合成，生成周期自相关函数非波峰合成值。非波峰集合B_m(1≤m≤N-1)中的周期自相关函数非波峰合成值D_m由式4所示的式子生成。

$D_m=\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}\widehat{R_x^{{\alpha }_k}}{\left(\tau \right)}^{*}{R}_y^{{\beta }_k}\left(\tau \right)$...(式4)

在此，用于复加权合成的周期自相关函数值复制物使用与周期自相关函数波峰合成值生成部704所使用的值相同的值。另外，表示非波峰集合B_m内的循环频率β_k中的周期自相关函数非波峰值。

此外，为了减少生成n个周期自相关函数非波峰合成值所需的计算量，也可以替代式4的周期自相关函数非波峰合成值而使用下述式5。

$D_m=R_y^{{\beta }_n}\sqrt{\frac{T^{\prime }}{T}\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\left|\widehat{R_x^{{\alpha }_k}}\left(\tau \right)\right|}^2}$...(式5)

在此，T’为生成非波峰集合B_m内的循环频率β_n中的周期自相关函数非波峰值所使用的平均化采样数。式5可以根据一个周期自相关函数非波峰值生成，然后进行系数校正，以形成与式4相同的概率分布。另外，用于生成式5中的周期自相关函数非波峰值的循环频率，只要是非波峰集合B_m内的循环频率即可，也可以不是β_n。

在周期自相关函数非波峰合成值生成部705中，对所有的非波峰集合生成周期自相关函数非波峰合成值，将总计N-1个周期自相关函数非波峰合成值输入到判定部706。

接着，在判定部706中，从所输入的周期自相关函数波峰合成值和N-1个周期自相关函数非波峰合成值中，选择实部最大的值或者复数绝对值最大的值。在所选择的最大值为周期自相关函数波峰合成值的情况下，判定部706判定为存在主系统的信号。另外，在所选择的最大值是从N-1个周期自相关函数非波峰合成值中选出的情况下，判定部706判定为不存在主系统的信号，频带为空闲状态。

通过这样动作，本实施方式的次系统无线设备700在检测主系统的信号的情况下，可以满足期望的误警报概率而进行检测。

在本实施方式中，利用主系统的发送信号的周期稳定性。

在所述发送信号存在的情况下，将周期自相关函数值复制物作为复加权，对周期自相关函数成为波峰的各循环频率中的周期自相关函数波峰值进行复加权合成，从而生成周期自相关函数波峰合成值，由此，可以使各循环频率中的周期自相关函数波峰值的相位一致，可以将周期自相关函数波峰值进行同相合成。因此，在本实施方式中，可以改善相对于信号功率的噪声功率(或者相对于信号的噪声干扰功率)，周期自相关函数波峰合成值变大。

即，在主系统的信号存在的情况下，由于所述周期自相关函数波峰合成值与由周期自相关函数非波峰合成值生成部705生成的N-1个周期自相关函数非波峰合成值相比变大，因此可以检测主系统。

与此相对，在主系统的信号不存在的情况下，由于接收信号仅仅由噪声成分或干扰成分构成，因此，周期自相关函数波峰合成值和N-1个周期自相关函数非波峰合成值成为相同的概率分布，周期自相关函数波峰合成值被选作为最大值的概率为1/N。因此，误警报概率为1/N。

由此，例如在将误警报概率设定为0.1的情况下，通过使N＝10，生成1个周期自相关函数波峰合成值和9个周期自相关函数非波峰合成值。在所生成的周期自相关函数波峰合成值和周期自相关函数非波峰合成值之中，最大值为所述周期自相关函数波峰合成值的情况下，判定部706进行存在主系统的判定处理，在其中最大值为周期自相关函数非波峰合成值的任一个的情况下，判定部706进行不存在主系统的判定处理。

即，通过预先设定N，可以无需推定噪声功率、干扰功率，而进行使误警报概率确定为(1/N)的主系统检测。

下面，参照附图，详细地说明本发明的第六实施方式。

本实施方式通过组合使用第二实施方式至第五实施方式，从而改善主系统的检测概率。下面，作为组合的例子，针对将利用第三实施方式和第五实施方式进行的主系统的检测进行组合的情况进行说明，但其它的组合也相同地可以进行。另外，主系统的发送信号为具有第三实施方式和第五实施方式所利用的周期性和周期稳定性这两者的信号。

图15是本实施方式中的次系统无线设备800的功能框图。

次系统无线设备800具有：天线801，其接收主系统的发送信号(无线电波)；RF模拟部802，其从由天线接收到的信号的期望频带中取得IF信号或基板信号；周期时间存储部803(与周期时间存储部503相同)，其存储主系统的发送信号的周期时间和不具有周期性的非周期时间；特征量生成用相关器804(与特征量生成用相关器504相同)，其使用所述周期时间，生成主系统的发送信号特有的特征量；非特征量生成用相关器805(与非特征量生成用相关器505相同)，其使用所述非周期时间，生成多个非特征量；判定部806，其判定主系统的信号是否存在；周期自相关函数合成用参数存储部813(与周期自相关函数合成用参数存储部703相同)，其存储主系统的发送信号的周期自相关函数成为波峰的循环频率及延迟时间、在该循环频率及该延迟时间中的发送信号的周期自相关函数值的复制物、和所述周期自相关函数不为波峰的循环频率及延迟时间；周期自相关函数波峰合成值生成部814(与周期自相关函数波峰合成值生成部704相同)，其使用周期自相关函数成为波峰的循环频率、延迟时间、所述周期自相关函数值复制物，根据所述基带信号计算周期自相关函数波峰合成值作为特征量；以及周期自相关函数非波峰合成值生成部815(与周期自相关函数非波峰合成值生成部705相同)，其使用周期自相关函数不为波峰的循环频率、延迟时间和所述周期自相关函数值复制物，根据所述基带信号计算周期自相关函数非波峰合成值作为非特征量。

在此，对于与在第三实施方式和第五实施方式中已经说明过的要素相同的要素(周期时间存储部803、特征量生成用相关器804、非特征量生成用相关器805、周期自相关函数合成用参数存储部813、周期自相关函数波峰合成值生成部814、周期自相关函数非波峰合成值生成部815)，省略说明。

在判定部806中，输入从特征量生成用相关器804输出的值和从周期自相关函数波峰合成值生成部814输出的值之积，作为特征量，输入从非特征量生成用相关器805输出的N-1个值和从周期自相关函数非波峰合成值生成部815输出的N-1个值之积，作为非特征量。

在判定部806中，从所输入的总计N个的特征量和非特征量中选择值最大的特征量。在N个之中最大的值为特征量时，判定部806判定为存在主系统的信号。另外，在所选择的值为N-1个中的任一个非特征量的情况下，判定部806判定为不存在主系统的信号，频带为空闲状态。

此外，在上述说明中，判定部806输入了特征量生成用相关器804及周期自相关函数波峰合成值生成部814的输出值之积、以及非特征量生成用相关器805及周期自相关函数非波峰合成值生成部815的输出值之积，但是输入值并不限定为积，也可以是进行了加权加法运算而得到的值。

通过这样动作，本实施方式的次系统无线设备800在检测主系统的信号的情况下，可以满足期望的误警报概率而进行检测。

下面，对次系统无线设备800的检测进行说明。在本实施方式中，利用主系统的发送信号的周期性及周期稳定性。

在主系统的信号存在的情况下，由于特征量生成用相关器804和周期自相关函数波峰合成值生成部814的值都变大，所以它们的输出值之积即特征量更大，与作为非特征量生成用相关器805和周期自相关函数非波峰合成值生成部815之积生成的N-1个非特征量相比变大，因此，可以检测主系统。

与此相对，在主系统的信号不存在的情况下，由于接收信号仅仅由噪声成分或干扰成分构成，因此，特征量和N-1个非特征量都具有相同的概率分布。

在该情况下，在判定部806中，由于特征量为最大的概率为1/N，因此，误警报概率为1/N。

例如，在将误警报概率设定为0.1而进行主系统的检测的情况下，生成1个特征量生成用相关器804和周期自相关函数波峰合成值生成部814的输出值之积即特征量，生成9个非特征量生成用相关器805和周期自相关函数非波峰合成值生成部815的输出值之积即非特征量，在判定部806中选择最大值。如果这样设定所生成的数量，则N＝10，可以将误警报概率设定为期望值即0.1。

即，通过预先设定N，可以无需推定噪声功率、干扰功率，而进行使误警报概率确定为(1/N)的主系统检测。

另外，也可以将N与每个要搜索的无线系统的误警报概率的期望值、或判定所使用的特征量的生成数等对应而预先设定。例如，也可以对于作为搜索对象的特定无线系统设定N＝10，对于其它的作为搜索对象的特定无线系统设定N＝100。

如上面所说明的那样，根据本发明，能够实现下述频谱感知方法，即，利用对检测主系统有用的主系统发送信号的特征量、即从主系统发送来的导频信号序列的相关特性、主系统的发送信号或帧格式的周期性以及所述发送信号的周期稳定性等，实现所设定的误警报概率。

此外，在次系统中，通过使用多个特征量来进行判定处理，可以将误警报概率设定为期望的值，并且降低主系统的误检测概率。

本发明例如可以应用于下述用途，即，在无线通信系统间或无线通信系统内的各无线设备(无线终端)间共享频率的无线通信系统中，对该频带是否已经被其它系统或其它无线设备所使用、或者开始使用进行判定。

另外，在上述多个实施方式中，将对误警报概率的期望值的设定记载为对生成的特征量数量等(N等)进行设定，但是也可以设定误警报概率的期望值本身，利用无线设备自动地计算N等，使用该值进行主系统的检测处理。例如，在将误警报概率的期望值设定为0.1的情况下，利用无线设备确定判定所使用的特征量的数量，将该数量设为n，将根据n确定非特征量的数量设为N-n，从而计算满足误警报概率0.1的非特征量的数量。接着，无线系统生成所确定的数量的特征量和所计算出的数量的非特征量，对主系统的信号是否存在进行判定处理。另外，也可以与误警报概率的期望值相关联，预先确定判定使用的特征量的数量和非特征量的数量。

此外，示出了在次系统无线设备内生成特征量和非特征量并向判定部输出的实施方式，但也可以构成为，使用其它装置(服务器或其它无线设备)进行特征量和非特征量的生成以及/或判定处理。在该情况下，可以在次系统无线设备中只对接收到的频带的信号(RF信号等)进行提取，或者在次系统无线设备中进行至生成特征量和非特征量的生成为止，将生成的信号输出到其它装置，在其它装置中进行剩余的处理，并将其判定结果输出到次系统无线设备。

另外，也可以设置通知部(单元)，其使用无线或有线通信将判定结果向其它次系统无线设备或服务器进行通知，共享地使用判定结果。

此外，在实施方式的说明中，记载了预先设定特征量和非特征量的生成数量，但该设定数为由判定部进行判定所使用的特征量和非特征量的数量，并不一定必须与特征量或非特征量的生成数量一致。例如，也可以生成很多特征量和非特征量，从其中任意地选择判定所需数量的非特征量。

另外，也可以预先将能够搜索的频带和使用该频带的各主系统的能够提取的特征量的信息相关联，与其它信息一起存储在存储部中。作为例示，将在次系统无线设备的能够检测的频带中，被许可使用该频带而进行运用的主系统的使用频带(例如中心频率、带宽)及无线规格、可提取的特征量作为主系统信息进行存储，与主系统信息相关联地存储用于生成特征量的信息(系统设定参数)、即使用特征量的种类、判定部对特征量的使用数量、判定部对非特征量的使用数量、用于生成各种特征量和非特征量的参数(例如导频信号序列、周期时间、循环频率以及延迟时间、周期自相关函数值复制物)等(参照图16)。此外，也可以预先在该信息中存储误警报概率的期望值、或作为误警报概率的设定值的N、n、M等，并与系统参数或伪参数相关联。再者，作为主系统信息，也可以记录主系统的使用时间带等，用于提高误警报概率值和误检测概率值。

此外，无线系统或无线设备的各部分及各种单元也可以使用硬件或者硬件与软件的组合实现。在将硬件和软件进行组合的方式中，通过在RAM等中展开程序，基于程序使控制部等硬件进行动作，由此，实现各部及各种单元。

再者，参照上述实施方式对发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。本发明的结构及详细内容可以在本发明的权利要求书的范围内进行本领域的技术人员所了解的各种变更。

该申请以2008年5月27日申请的日本申请特愿2008-137471号作为基础而主张优先权，在这里引入其公开的全部内容。