(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間周波数で集中されたテレビチャンネル信号に転換されたテレビチャンネル信号周波数から生じる平坦化パワースペクトルのＤＴＶパイロット信号をサーチし、かつ監視されたテレビチャンネルに関連するＤＴＶパイロット信号検出判定を生成するＤＴＶパイロット信号検出ロジックと、
前記平坦化パワースペクトルの無線マイクロホンまたは狭帯域信号をサーチし、かつ前記監視されたテレビチャンネルに関連する無線マイクロホン検出判定を生成する無線マイクロホン検出ロジックと、
前記ＤＴＶパイロット信号検出判定および前記無線マイクロホン検出判定を受信し、かつ前記監視されたテレビチャンネルが使用可能なホワイトスペースかどうか判断するために前記それぞれの判定の少なくとも１つを分析する感知マネジャと、を備える、
テレビバンド装置。
【請求項２】
前記中間周波数で集中された前記テレビ信号のベースバンド表示のＤＴＶフィールド同期シーケンスをサーチし、かつ前記監視されたテレビチャンネルに関連するＤＴＶフィールド同期検出判定を生成するＤＴＶフィールド同期検出ロジックをさらに備え、
前記感知マネジャは、前記ＤＴＶパイロット信号検出判定および前記無線マイクロホン検出判定が前記監視されたテレビチャンネルが使用可能なホワイトスペースであることをそれぞれ示す場合、前記監視されたテレビチャンネルが使用可能なホワイトスペースかどうか判断するためにＤＴＶフィールド同期判定を分析する、
請求項１に記載のテレビバンド装置。
【請求項３】
前記監視されたテレビチャンネルに関連する信号を選択し、かつ利得が制御されたアナログテレビチャンネル信号を出力する、前記感知マネジャにより制御された無線周波数フロントエンドと、
前記アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換器と、
前記中間周波数に集中した前記テレビチャンネル信号の前記デジタル表現を変換するデジタル低域変換器と、をさらに備える、
請求項１に記載のテレビバンド装置。
【請求項４】
前記中間周波数に集中した前記テレビチャンネル信号を受信し、かつ前記テレビチャンネル信号をベースバンド信号に変換する低域変換器および低減器と、
前記ベースバンド信号の利得を自動的に制御するデジタル利得コントローラと、
前記ベースバンド信号を濾波する平方根コサインフィルタおよびイコライザと、
前記濾波されたベースバンド信号をＡＴＳＣフィールド同期パターンと相関させ、かつ相関データを前記ＤＴＶフィールド同期検出ロジックへ出力する相関器と、をさらに備える、
請求項３に記載のテレビバンド装置。
【請求項５】
前記中間周波数に集中した前記テレビチャンネル信号を入力として受信し、かつシリアルデータストリームとして前記中間周波数に集中した前記テレビチャンネル信号の高速フーリエ変換を出力する高速フーリエ変換と、
前記シリアルデータストリームを受信し、かつ前記平坦化パワースペクトルを前記ＤＴＶパイロット信号検出ロジックおよび前記無線マイクロホン検出ロジックへ出力するスペクトル平坦化フィルタと、をさらに備える、
請求項３に記載のテレビバンド装置。
【請求項６】
前記スペクトル平坦化フィルタが、
前記シリアルデータストリーム内のそれぞれの高速フーリエ変換２進数出力の複素共役を計算する複素共役関数、および前記２進数出力と前記複素共役を乗算し２進数の信号パワーを計算する乗算器と、
前記２進数の前記信号パワーの加重平均を前のＦＦＴサイクルの同一の２進数の前記信号パワーの加重平均と加算し、前記平坦化パワースペクトルを計算する指数平均フィルタと、を備える、
請求項５に記載のテレビバンド装置。
【請求項７】
前記指数平均フィルタが、
前記２進数の前記信号パワーに第１の定数を乗算し第１の加重平均を計算する乗算関数と、
前記前のＦＦＴサイクルの同一の２進数の前記信号パワーの調整された平均に第２の定数を乗算し、第２の加重平均を計算する乗算関数と、
前記第１の加重平均と前記第２の加重平均を加算し、平坦化パワースペクトルを計算する加算器と、を備える、
請求項６に記載のテレビバンド装置。
【請求項８】
無線周波数フロントエンド出力テレビチャンネル信号を中間周波数に集中したテレビチャンネル信号へデジタル化および低域変換する第１の低域変換器回路と、
前記中間周波数に集中した前記テレビチャンネル信号を受信し、かつ前記テレビチャンネル信号を複合シリアル出力信号に変換する高速フーリエ変換と、
前記複合シリアル出力信号を平均して、シリアルモードの平坦化パワースペクトルを計算するスペクトル平坦化フィルタと、
前記平坦化パワースペクトルを受信し、ＤＴＶパイロット信号の平坦化パワースペクトルをサーチし、およびＤＴＶパイロット信号検出判定を出力するＤＴＶパイロット信号検出ロジックと、
前記平坦化パワースペクトルを受信し、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号の平坦化パワースペクトルをサーチし、および無線マイクロホン検出判定を出力する無線マイクロホン検出ロジックと、
前記ＤＴＶパイロット信号検出ロジックおよび前記無線マイクロホン検出ロジックからそれぞれの検出判定を受信し、かつ前記それぞれの検出判定のうち少なくとも１つを分析して、前記無線周波数フロントエンドがホワイトスペーステレビチャンネルに同調されているかどうか判断する感知マネジャと、を備える、
テレビバンドホワイトスペースセンサ。
【請求項９】
前記中間周波数に集中した前記テレビチャンネル信号をベースバンド信号に変換する低域変換器および低減器と、
前記ベースバンド信号を濾波し、かつ濾波されたベースバンド信号を出力する平方根コサインフィルタおよびイコライザ（ＳＲＲＣ）と、
前記濾波されたベースバンド信号をＤＴＶフィールド同期パターンと相関させる相関器と、
前記相関器の出力を分析してＤＴＶフィールド同期を検出し、かつＤＴＶフィールド同期検出判定を前記感知マネジャへ出力するＤＴＶフィールド同期検出ロジックと、をさらに備える、
請求項８に記載のテレビバンドホワイトスペースセンサ。
【請求項１０】
前記感知マネジャがさらに、前記ＤＴＶパイロット検出判定および前記ＷＭ感知判定が、前記感知マネジャに前記無線周波数フロントエンドがホワイトスペーステレビチャンネルに同調されていることを示す場合、前記フィールド同期検出判定を分析するロジックを有する、請求項９に記載のテレビバンドホワイトスペースセンサ。
【請求項１１】
感知するテレビチャンネルを選択するステップと、
中間周波数に集中した信号へ転換されたテレビチャンネル信号周波数をスキャンしてＤＴＶパイロット信号を検出するステップと、
前記ＤＴＶパイロット信号が検出された場合、感知する次のテレビ信号を選択するステップと、
ＤＴＶパイロット信号が検出されなかった場合、予め定められた時間の間繰り返しテレビチャンネルを選択し、かつ前記中間周波数に集中した前記信号をスキャンして無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号を検出するステップと、
予め定められた時間の間、少なくとも予め定められた回数で前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出されなかった場合、前記選択されたテレビチャンネルがホワイトスペースであると確認するステップと、を含む、
テレビバンドのホワイトスペースを感知する方法。
【請求項１２】
前記中間周波数に集中した前記信号から生じるベースバンド信号をスキャンしてＤＴＶフィールド同期パターンを検出するステップと、
前記ＤＴＶパイロット信号と前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号のどちらも検出されなかった場合、前記ＤＴＶフィールド同期パターンが検出されたかどうか判断するステップと、
前記ＤＴＶフィールド同期パターンが検出されなかった場合、前記選択されたテレビチャンネルがホワイトスペースであると確認するステップと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記感知するテレビチャンネルを選択するステップが、前記テレビチャンネルを選択し、かつアンテナに接続された無線周波数フロントエンドへ周波数パラメータを渡す感知マネジャにより制御される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記感知マネジャが前記感知されるテレビチャンネルのチャンネル感知マトリクスを保持し、かつ前記感知マネジャが、前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号を検出するため、それぞれのチャンネルが繰り返し選択された回数のチャンネル感知マトリクス内に記録を保持する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記テレビチャンネルに関連した中間周波数に集中した信号をスキャンして前記ＤＴＶパイロット信号を検出するステップが、
前記中間周波数に集中した前記信号を受信する高速フーリエ変換による平坦化パワースペクトル出力、および前記高速フーリエ変換の出力を受信し、かつ前記平坦化パワースペクトルを出力してＡＴＳＣテレビ信号の予想されるパイロット信号位置に集中した第１のウィンドウのパワーレベルを計算するスペクトル平坦化フィルタを使用するステップと、
前記平坦化パワースペクトルを使用して、前記第１のウィンドウと重ならない、前記ＡＴＳＣテレビ信号の占有された帯域幅内にある第２のウィンドウのパワーレベルを計算するステップと、
前記第２のウィンドウの前記パワーレベルを測定して、前記第１および第２のウィンドウで計算されるスペクトル幅を均一にし、かつ前記第１のウィンドウと前記第２のウィンドウの間のパワー差分を計算するステップと、
前記パワー差分を予め定められた閾値と比較するステップと、
前記パワー差分が予め定められた閾値を超える場合、前記ＤＴＶパイロット信号が検出されたと確認するステップと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記中間周波数に集中した前記信号から生じるベースバンド信号をスキャンして前記ＤＴＶフィールド同期パターンを検出するステップが、
前記ベースバンド信号を平方根コサインフィルタおよびイコライザに渡すステップと、
前記平方根コサインフィルタおよびイコライザの出力とＡＴＳＣ  ＤＴＶフィールド同期パターンを相関させるステップと、
相関器出力の絶対値を計算するステップと、
プログラム可能な重み関数を用いて前記絶対値を直前の絶対値と平均するステップと、
前記平均された絶対値をプログラム可能な閾値と乗算し、一方で前記絶対値の予め定められた数のウィンドウのピーク値をサーチするステップと、
前記ピーク値を前記乗算の結果と比較し、かつ前記ピーク値が前記結果より大きい場合、ＤＴＶフィールド同期が検出されたと判断するステップと、を含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記中間周波数に集中した前記信号をスキャンし、前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号を検出するステップが、
前記中間周波数に信号集中されたものを受信する高速フーリエ変換、および前記高速フーリエ変換の出力を受信し平坦化パワースペクトルを出力するスペクトル平坦化フィルタにより出力された前記平坦化パワースペクトルを線形目盛からデジベルへ変換するステップと、
前記変換されたパワースペクトルの最小パワーレベルおよび最大パワーレベルを求めるステップと、
前記最小パワーレベルおよび前記最大パワーレベルを用いて複数のヒストグラムセルを定義するステップと、
前記平坦化パワースペクトルを用いて複数の無線マイクロホン感知ウィンドウのパワーレベルを計算するステップと、
前記無線マイクロホン感知ウィンドウパワーレベルを用いて周波数ヒストグラムを計算するステップと、
前記周波数ヒストグラムを用いて前記平坦化パワースペクトルのノイズパワースペクトル密度を推計するステップと、
前記推計されたノイズパワースペクトル密度を線形目盛へ変換するステップと、
前記複数の無線マイクロホン感知ウィンドウのそれぞれのノイズパワーを計算するステップと、
前記ノイズパワーを用いて前記複数の無線マイクロホン感知ウィンドウのそれぞれのノイズ閾値を計算するステップと、
前記計算されたパワーレベルと前記複数の無線マイクロホン感知ウィンドウのそれぞれの前記計算されたノイズ閾値を比較し、
複数の無線マイクロホン感知ウィンドウのどれかで前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出されたかどうか判断するステップと、を含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の無線マイクロホン感知ウィンドウが周波数において重なる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、無線マイクロホン感知ウィンドウのそれぞれの２進数の無線マイクロホン判定を生成するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、近接した前記無線マイクロホン判定の予め定められた数が２進数の１であるかどうか判断することにより、前記無線マイクロホン感知判定を用いて局在的信号エネルギークラスタをサーチするステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記予め定められた時間の間少なくとも予め定められた回数の前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出されたかどうか判断するステップが、
前記テレビチャンネルが感知される毎に、少なくとも１つの局在的信号エネルギークラスタが検出されたかどうか判断し、かつ検出された場合対応するチャンネルスキャン判定を２進数の１に設定し、検出されなかった場合対応するチャンネルスキャン判定を２進数の０に設定するステップと、
前記予め定められた数のチャンネルスキャン判定速度効果２進数の１かどうかを判断するステップと、を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記予め定められた数のチャンネルスキャン判定が２進数の１かどうかを判断するステップが、前記チャンネルスキャン判定の少なくとも５０パーセントが２進数の１かどうかを判断するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、チャンネルスキャン判定の５０パーセント未満が２進数の１である場合、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出されなかったと判断するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
無線周波数フロントエンドをテレビバンドの関連するテレビチャンネルの周波数に同調するステップと、
前記無線周波数フロントエンドからの出力を中間周波数に集中した信号に変換するステップと、
前記中間周波数に集中した前記信号をスキャンしてＤＴＶパイロット信号を検出するステップと、
ＤＴＶパイロット信号が検出される場合、前記無線周波数フロントエンドを前記テレビバンドの他のテレビチャンネルに関連する周波数に同調するステップと、
ＤＴＶパイロット信号が検出されない場合、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号の前記中間周波数に集中した前記信号をスキャンし、かつ予め定められた時間の間、繰り返し前記無線周波数フロントエンドを前記関連するテレビチャンネルの前記周波数に同調し、および前記中間周波数に集中した前記信号をスキャンして前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号を検出するステップと、
前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出される場合、前記無線周波数フロントエンドを前記テレビバンドの他のテレビチャンネルに関連する周波数に同調するステップと、を有する、
テレビバンドのホワイトスペースを感知する方法。
【請求項２５】
さらに、
前記ＤＴＶパイロット信号および前記無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出されない場合、前記中間周波数に集中した前記信号をベースバンド信号に変換し、かつ前記ベースバンド信号をスキャンしてＤＴＶフィールド同期パターンを検出するステップと、
前記ＤＴＶフィールド同期パターンが検出されない場合、前記テレビチャンネルがホワイトスペースであると確認するステップと、を含む、請求項２４に記載のテレビバンドのホワイトスペースを感知する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コグニティブ無線に一般的に関し、特に、ＶＨＦ／ＵＨＦのＴＶバンドスペクトル内の空きバンド（ホワイトスペース）を判断するテレビバンド装置の効率的なスペクトルセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
認可されていないＴＶバンド装置が使用するための未使用のＴＶバンドスペクトル開放は、ＶＨＦ／ＵＨＦのＴＶバンドスペクトル内のホワイトスペースを動的に識別可能なテレビバンド装置の要求を生んだ。
【０００３】
従って、ＶＨＦ／ＵＨＦのＴＶバンドスペクトル内のホワイトスペースを識別する効率的なセンサを備えたテレビバンド装置のニーズが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、ＶＨＦ／ＵＨＦＴＶバンド帯域内のホワイトスペースを識別する効率的なセンサを備えたテレビバンド装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、従って、中間周波数で集中されたテレビチャンネル信号に転換されたテレビチャンネル信号周波数から生じる平坦化パワースペクトルのＤＴＶパイロット信号をサーチし、監視されたテレビチャンネルに関連するＤＴＶパイロット信号検出判定を生成するＤＴＶパイロット信号検出ロジックと、平坦化パワースペクトルの無線マイクロホンまたは狭帯域信号をサーチし、監視されたテレビチャンネルに関連する無線マイクロホン検出判定を生成する無線マイクロホン検出ロジックと、ＤＴＶパイロット信号検出判定および無線マイクロホン検出判定を受信し、監視されたテレビチャンネルが使用可能なホワイトスペースかどうか判断するためにそれぞれの判定の少なくとも１つを分析する感知マネジャとを備える、テレビバンド装置を提供する。
【０００６】
本発明はさらに、無線周波数フロントエンド出力テレビチャンネル信号を中間周波数に集中したテレビチャンネル信号へデジタル化および低域変換する第１の低域変換器回路と、中間周波数に集中したテレビチャンネル信号を受信しテレビチャンネル信号を複合シリアル出力信号に変換する高速フーリエ変換と、複合シリアル出力信号を平均してシリアルモードの平坦化パワースペクトルを計算するスペクトル平坦化フィルタと、平坦化パワースペクトルを受信し、ＤＴＶパイロット信号の平坦化パワースペクトルをサーチし、ＤＴＶパイロット信号検出判定を出力するＤＴＶパイロット信号検出ロジックと、平坦化パワースペクトルを受信し、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号の平坦化パワースペクトルをサーチし、無線マイクロホン検出判定を出力する無線マイクロホン検出ロジックと、ＤＴＶパイロット信号検出ロジックおよび無線マイクロホン検出ロジックからそれぞれの検出判定を受信し、それぞれの検出判定のうち少なくとも１つを分析して無線周波数フロントエンドがホワイトスペーステレビチャンネルに同調されているかどうか判断する感知マネジャとを備える、テレビバンドホワイトスペースセンサを提供する。
【０００７】
本発明はなお、さらに、感知するテレビチャンネルを選択するステップと、中間周波数に集中した信号へ転換されたテレビチャンネル信号周波数をスキャンしてＤＴＶパイロット信号を検出するステップと、ＤＴＶパイロット信号が検出された場合、感知する次のテレビ信号を選択するステップと、ＤＴＶパイロット信号が検出されなかった場合、予め定められた時間の間繰り返しテレビチャンネルを選択し、中間周波数に集中した信号をスキャンして無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号を検出するステップと、予め定められた時間の間、少なくとも予め定められた回数で無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出されなかった場合、選択されたテレビチャンネルがホワイトスペースであると確認するステップとを含む、テレビバンドのホワイトスペースを感知する方法を提供する。
【０００８】
本発明はなお、さらに、無線周波数フロントエンドをテレビバンドの関連するテレビチャンネルの周波数に同調するステップと、無線周波数フロントエンドからの出力を中間周波数に集中した信号に変換するステップと、中間周波数に集中した信号をスキャンしてＤＴＶパイロット信号を検出するステップと、ＤＴＶパイロット信号が検出される場合、無線周波数フロントエンドをテレビバンドの他のテレビチャンネルに関連する周波数に同調するステップと、ＤＴＶパイロット信号が検出されない場合、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号の中間周波数に集中した信号をスキャンし、予め定められた時間の間、繰り返し無線周波数フロントエンドを関連するテレビチャンネルの周波数に同調し、中間周波数に集中した信号をスキャンして無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号を検出するステップと、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出される場合、無線周波数フロントエンドをテレビバンドの他のテレビチャンネルに関連する周波数に同調するステップとを含む、テレビバンドのホワイトスペースを感知する方法を提供する。
【０００９】
このように本発明の性質を大まかに記載したが、以下の添付の図を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による、テレビバンドホワイトスペースを識別するセンサを設定したテレビバンド装置の概略図である。
【図２】図１に示されたセンサが用いる感知手順の１つの実施形態の概略のフローチャートである。
【図３】図１に示されたセンサが使用する感知スケジュールの１つの実施形態を示す、タイミングチャートの概略図である。
【図４】本発明による、スペクトル平坦化メカニズムの１つの実施形態の概略図である。
【図５】図１に示されたセンサが使用する、感知プロセスの１つの実施形態のフローチャートである。
【図６】図１に示されたセンサが使用する、ＡＴＳＣパイロット感知ウィンドウの概略図である。
【図７】図１に示されたセンサが使用する、無線マイクロホンおよび他の狭帯域信号感知ウィンドウの概略図である。
【図８】無線マイクロホンおよび他の狭帯域装置信号を感知するために、図１に示されたセンサが使用するプロセスの１つの実施形態のフローチャートである。
【図９】図１に示された感知マネジャが使用する、テレビバンド装置が使用するためのホワイトスペースチャンネルが検出されたかどうかを判断する、判定プロセスの１つの実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、監視されたテレビチャンネルから生じるベースバンド信号のＤＴＶフィールド同期シーケンスをサーチし、監視されたテレビチャンネルに関連するＤＴＶフィールド同期検出判定を生成する、ＤＴＶフィールド同期検出ロジック、中間周波数で集中されたテレビチャンネル信号から生じる平坦化されたパワースペクトルのＤＴＶパイロット信号をサーチし、監視されたテレビチャンネルに関連するＤＴＶパイロット信号検出判定を生成する、ＤＴＶパイロット信号検出ロジック、中間周波数で集中された信号から生じる平坦化されたパワースペクトルの無線マイクロホンまたは狭帯域信号をサーチし、監視されたテレビチャンネルに関連する無線マイクロホン検出判定を生成する、無線マイクロホン検出ロジック、およびＤＴＶフィールド同期判定、ＤＴＶパイロット信号検出判定および無線マイクロホン検出判定を受信し、監視されたテレビチャンネルが使用可能なホワイトスペースかどうかを判断するためにそれぞれの判定を分析する検出マネジャを有する、テレビバンド装置およびホワイトスペースセンサを提供する。
【００１２】
図１は、本発明によるＴＶホワイトスペースセンサを設定したテレビバンド装置２０の概略図である。当業者に理解されるであろうように、テレビバンド装置２０は、送受信機および／またはオーディオ／ビデオ（ＡＶ）構成要素へのインタフェース２２を有し、これは当業界で公知であり、図示または記載しない。当業者にさらに理解されるであろうように、図１に示されおよび後述するセンサ構成要素も、テレビバンド装置２０が実行するホワイトスペース感知に加え、他の受信機および／または信号処理機能に使用してもよい。当業者はさらに、後述するテレビバンド装置２０が、実行するホワイトスペース感知が先進的なテレビシステム委員会（ＡＴＳＣ）規格Ａ／５３（ＡＴＳＣデジタルテレビ規格パート１〜６、２００７）の条項に従い実行されることを理解すべきである。しかし、後述する方法は、本発明の範囲から逸脱することなく他の国際テレビ規格に適応が可能である。
【００１３】
テレビバンド装置２０は、テレビバンドアンテナ２４を装備し、その構造および機能は当業界で公知である。アンテナ２４は、デジタルテレビ（ＤＴＶ）および／または無線マイクロホン（ＷＭ）送信機２６から送信されたテレビバンド信号２５を受信する。当業者によく理解されているように、アンテナ２４が受信したテレビバンド信号２５は、付加白色ガウス雑音（ＡＧＷＮ）および送信された信号の複数経路の重複で混入している。受信された信号は、アンテナ２４から、受信された信号から１回に１つのテレビバンドチャンネルを選択的に分離するよう設計された、少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）フロントエンド２８へ渡される。少なくとも１つのＲＦフロントエンド２８（以下単に「ＲＦフロントエンド２８」と呼ぶ）は、選択されたチャンネル信号から生じる利得調整アナログ中間周波数信号を出力する。
【００１４】
ＲＦフロントエンド２８によるアナログ中間周波数信号出力は、ＲＦフロントエンド２８出力を、例えば１００ＭＨｚ（ＡＴＳＣシンボルレートの約８倍）のサンプリングレートでサンプリングしてアナログ中間周波数をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２９へ渡される。デジタル信号は、サンプルを低域化し、デジタル信号を低減し中間周波数（ＩＦ）に集中された信号（以下単にＩＦ信号３１と呼ぶ）を出力するデジタル低域変換器および低減器３０へ渡される。本発明の１つの実施形態によれば、ＩＦ信号３１は５．３８１ＭＨｚで集中される。ＩＦ信号３１は、同時に、信号パス３３ａを介してＦＦＴ３４、および低域変換器および低減器３８に渡される。ＦＦＴ３４は、ＩＦ信号３１を図４を参照して後述するパラメータにより処理し、シリアルデータ列をスペクトル平坦化フィルタ３５に出力するが、これも図４を参照して後述する。スペクトル平坦化フィルタ３５のシリアル出力は、信号パス３３ｂを介してＤＴＶパイロット信号検出ロジック３６へ、および信号パス３３ｃを介して無線マイクロホン検出ロジック３７へ出力される。一方、低域変換器および低減器３８は、ベースバンド信号３９を当業界に公知の方法で出力する。ベースバンド信号３９は、デジタル利得コントローラ４０へ渡され、デジタル利得コントローラは、ベースバンド信号３９の利得を自動的に調整し、利得調整ベースバンド信号を平方根コサインフィルタおよびイコライザ（ＳＲＲＣフィルタ）４１に出力するが、この機能は当業界で公知である。ＳＲＲＣフィルタ４１の出力は相関器４２へ渡され、相関器４２がＳＲＲＣフィルタ出力を格納されたＡＴＳＣフィールド同期パターン４３と相関させる。相関器４２からの出力は信号パス４４を介してＤＴＶフィールド同期検出ロジック４５に渡されるが、その機能は図５を参照して後述する。
【００１５】
ＤＴＶパイロット信号検出ロジック３６、無線マイクロホン検出ロジック３７およびＤＴＶフィールド同期検出ロジック４５からの出力は、それぞれ感知マネジャ４６へ渡される。感知マネジャ４６はチャンネル感知マトリクス４８を保持し、図２、図５、図８および図９を参照して後述するように、ホワイトスペースＴＶバンドチャンネルの検出について全ての最終判定を行う。
【００１６】
図２は、図１に示されたテレビバンド装置２０のセンサが用いる感知手順の１つの実施形態のフローチャートである。感知マネジャ４６は、チャンネル感知マトリクス４８を予め定められた初期値に設定または再設定することにより、チャンネル感知マトリクス４８をロードおよび初期化する（５０）。チャンネル感知マトリクス４８の内容および構造は、設計選択の問題である。しかし、チャンネル感知マトリクスは、ホワイトスペースに感知されるチャンネルのリストを有するかまたは有するよう初期化される。そのリストは、ＵＨＦ／ＶＨＦテレビバンド内の４９全ての公知の可能性があるホワイトスペースチャンネルを有してもよく、またはＤＴＶまたはＷＭの使用に認可された所定の領域内の全てのチャンネルを除外してもよい。本発明の１つの実施形態によれば、ＵＨＦ／ＶＨＦテレビバンド内でローカルで認可されたチャンネルのデータベースへの問い合わせ（図示せず）が実行され、感知されるチャンネル感知マトリクス４８内のチャンネルのリストを初期化する。チャンネル感知マトリクスがロードされおよび初期化された後、変数「チャンネル−Ｎ」が感知される第１のチャンネルに設定される。チャンネル−Ｎは、感知されるチャンネルの数字の昇順で１番目のチャンネル、感知されるチャンネルの数字の降順で１番目のチャンネル、ホワイトスペースであると確認された最近のチャンネルなどのような、いずれの適切なアルゴリズムを用いて選択してもよい。
【００１７】
チャンネル感知マトリクス４８がロードされた後、ＲＦフロントエンド２８ｉｓが、チャンネル−Ｎを選択するため感知マネジャ４６により指示した（５２）。感知マネジャは、それから、変数「Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎ」が「１」に等しいかどうかを判断する（５４）。変数Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎは、チャンネル感知マトリクス４８が初期化されるとき、スキャンされるそれぞれのチャンネルに「１」を設定される。Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎ＝１であれば、図５および図６を参照して後述するように、これはチャンネル−Ｎの第１のスキャンであり、ＤＴＶ感知（５６）が実行される。その後の全てのスキャンにおいて、無線マイクロホン（ＷＭ）感知だけが実行され、これは図７および図８を参照して後述する。感知マネジャ４６は、それから、ＤＴＶ信号が検出されたかどうかを判断する（５８）。ＤＴＶ信号が検出されなかったまたはＣｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎが「１」に等しくなかった場合、それからＷＭ感知が実行され（６０）、チャンネル感知マトリクス４８内のチャンネル−Ｎの無線マイクロホン統計がアップデートされる（６２）。感知マネジャ４６は、それから、Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎが変数Ｍに等しいかどうか判断する（６４）。１つの実施形態では、変数Ｍは２９であり、スキャン間隔およびスキャンするチャンネルの平均数を考えると、３０秒で実行可能なスキャンの数であり、連邦通信委員会（ＦＣＣ）はホワイトスペースを照合する時間間隔を規制した。しかし、Ｍの値は、スキャンされるチャンネルの数、および／またはスキャンされる全てのチャンネルの第１のスキャンが完了したときのスキャン手順の開始からの全経過時間によって動的にも割り当ててよい。
【００１８】
Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎがＭに等しくない場合、感知マネジャ４６はＣｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎを増加させる（６６）。しかし、Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎがＭに等しい場合、チャンネル−Ｎのスキャンは完了し、図８および図９を参照して後述するように、感知マネジャ４６はチャンネル−Ｎのスキャンの間に無線マイクロホン信号または他の狭帯域信号が確認されたかどうか判定する（６８）。どちらの場合も、チャンネル感知マトリクスはチャンネル−Ｎについての情報でアップデートされる（７０）。変数チャンネル−Ｎは、それから、感知される次のチャンネルに設定されるか、または感知マネジャ４６が全てのチャンネルの感知が完了したと判断する。感知マネジャ４６は、その後チャンネル感知マトリクスを調べ、ホワイトスペースチャンネルが確認されたかどうか判断する（７２）。図９を参照して後述するように、ＤＴＶ信号がそのチャンネルで検出されず、チャンネルのスキャンが完了した後少なくとも３０秒（ＦＣＣ−０８−２６０）の全経過時間の後に無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が確認されなかったと判断された場合、ホワイトスペースチャンネルが確認される。ホワイトスペースチャンネルが（７２）で確認された場合、スキャンプロセスは終了する。そうでなければ、感知マネジャ４６はチャンネル感知が完了したかどうか判断する（７４）。チャンネル感知が完了していない場合、感知マネジャ４６はＲＦフロントエンド２８ｔｏ選択チャンネル−Ｎに指示し（５２）、前述のプロセスが、ホワイトスペースチャンネルが確認されるまたはチャンネル感知マトリクス４８内の全てのチャンネルの感知が完了するまで繰り返される。
【００１９】
図３は、図１に示されたテレビバンド装置２０のセンサが使用する感知スケジュールの１つの実施形態を示すタイミングチャートの概略図である。前述のように、ＦＣＣは、可能性があるホワイトスペースチャンネルを最小３０秒監視して、そのチャンネルに無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が存在しないことを確実にしなければならないと定める。当業者に理解されるように、ＤＴＶ放送業者に使用されるチャンネルは常に作動している。結果として、ＤＴＶ信号は通常容易に検出され、約２５秒以内に最終的に識別が可能であり、本発明の実施形態によるテレビバンドチャンネルの最初のスキャンの完了に必要とされる時間は、図４〜９を参照して後述する。図１を参照して前述したように、ＤＴＶ感知８０および最初のＷＭ感知８１は、平行して実行される。結果として、チャンネル感知マトリクス４８のそれぞれのチャンネルの最初のスキャンは、約２５ｍｓで完了する。同一のチャンネルのその後のスキャン８２〜８４は、図２を参照して前述したように時間を空けられ、そのチャンネルが本発明によるセンサの範囲内で無線テレビバンド装置により使用中の場合、少なくとも１つのＷＭまたは他の狭帯域信号８５の発生を検出すると想定される。
【００２０】
図４は、図１に示されたスペクトル平坦化フィルタ３５の１つの実施形態の概略図である。アンテナ２４（図１）がＲＦフロントエンド２８ｕｎｄｅｒ感知マネジャ４６の方向により選択されたテレビバンドチャンネルを受信するとき、アナログ−デジタル変換器２９は予め定められたレートｆｓで受信された信号をサンプリングする。本発明の１つの実施形態によれば、ｆｓは１００ＭＨｚまたはＡＴＳＣシンボルレートの約８倍に等しく、図１を参照して前述したように、デジタル低域変換器および低減器３０により、ＩＦ信号３１へ低域変換および低減される。ＩＦ信号３１は、予め定められたレートでＦＦＴ３４によりサンプリングされる。本発明の１つの実施形態によれば、ＦＦＴサンプリングレートは２１．５２４ＭＨｚである。ＦＦＴ３４は、４０９６（４Ｋ）までのプログラム可能なサイズである。本発明の１つの実施形態では、ＦＦＴ３４は４Ｋの２進数を有するようプログラムされる。ＦＦＴ３４は、シリアルＩＦ信号３１をパラレル信号へ変換し、パラレル信号は、当業界で公知の方法で高速フーリエ変換により処理され、パラレル信号パス８６ａ、８６ｂを通りスペクトル平坦化フィルタ３５へ出力されるシリアルデータストリームに戻される。信号パス８６ａは、複合シリアルＦＦＴ出力データを乗算関数８７に提供し、乗算関数は、「ｊ」が虚数成分であるそれぞれの２進数値（ａ＋ｊｂ）を、複素共役関数８８が複合信号を処理し、複合信号のその共役（ａ−ｊｂ）を出力するまで保持する。乗算関数８８は複合ＦＦＴ出力信号に虚数成分を除去する複素共役（ａ＋ｊｂ）（ａ−ｊｂ）を乗算し、ＦＦＴ２進数の第１の半分の信号パワー（Ｐｏｗｎ（ｋ）、ここでｎ＝１，２，．．．，２０４８）を出力する。信号パワー値は指数平均フィルタへ出力され、指数平均フィルタは、この実施形態では、シリアルＰｏｗｎ（ｋ）値を受信し、それぞれの値にプログラム可能な定数１−ηを乗算する乗算関数８９を有する。１つの実施形態では、ηは０．９５に設定される。同時に、タイミング回路９１は、サンプリングクロック時間ｎｃのレート、すなわち２１．５２４ＭＨｚ×ｎｃ、ここではｎｃ≧２でタイミング信号を出力する。タイミング回路９１により出力されたタイミング信号は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３の読み出しおよび書き込み動作を制御するスペクトル平坦化制御機能９２へ送られる。１つの実施形態では、スペクトル平坦化制御機能が使用するＲＡＭ９３の深さは、ＦＦＴ２進数サイズ（ＮＦＦＴ）／２、すなわち４Ｋ／２＝２Ｋである。ＩＦ信号３１のサンプリングの間、スペクトル平坦化制御機能９２は前の（ｋ−１）ＦＦＴサイクル、すなわちＰｎ（ｋ−１）の同一のＦＦＴ２進数ｎに対応するＲＡＭ９３から値を読み出し、その値を乗算関数９５へ出力し、乗算関数はＲＡＭ９３から取り出した値Ｐｎ（ｋ−１）にプログラム可能な定数９４（η）を乗算する。乗算関数９５の出力は合計関数９６に渡され、合計関数は乗算関数８９および９５の出力を加算し平坦化パワースペクトル９８、Ｐｎ（ｋ）を生成する。平坦化パワースペクトル９８値Ｐｎ（ｋ）も信号パス９７を介してＲＡＭ９３へ送られ、そこでスペクトル平坦化制御機能９２が値を使用しＲＡＭ９���が読んだ値Ｐｎ（ｋ−１）を上書きする。数学的に表現すると、スペクトル平坦化フィルタ３５は以下のようにＰｎ（ｋ）を計算する。
【００２１】
【数１】
0005542207.tif 000002
【００２２】
ここで、ｎ＝１，２，．．．，ＮＦＦＴ／２、およびｋ＝１，２，．．．，Ｎａｖである。
【００２３】
Ｎａｖは、特定のイベントを引き起こすプログラム可能な変数である。図５を参照して後述するように、１つの実施形態では、Ｎａｖは１００に設定される。
【００２４】
図５は、図１に示されたテレビバンド装置２０のセンサが使用する、感知プロセスの１つの実施形態のフローチャートである。図４を参照して前述したように、ＩＦ信号３１がＦＦＴ３４に受信され（１００）、処理される（１０２）。ＦＦＴ３４により出力されたパワースペクトルはスペクトル平坦化フィルタ３５により平均され（１０４）、スペクトル平坦化フィルタは平坦化パワースペクトルＰｎ（ｋ）を出力する。平坦化パワースペクトルは継続的に、無線マイクロホン検出ロジック３７（１０８および１１０）、および（１１２）ＤＴＶパイロット信号検出ロジック３６へ出力されるが、詳細を後述するように、スペクトル平坦化フィルタ３５により予め定められた数のＦＦＴサイクルが平均されるまで、出力は処理されない。結果として、それぞれのＦＦＴ出力サイクルの後、スペクトル平坦化フィルタ３５により平均されたＦＦＴサイクルの現在の数ＮがＮａｖ−２に等しいかどうか判断される（１０５）。等しくなければ、スペクトル平坦化フィルタ３５により平均されたＦＦＴサイクルの現在の数ＮがＮａｖ−１に等しいかどうか判断される（１０６）。等しくなければ、スペクトル平坦化フィルタ３５により平均されたＦＦＴサイクルの現在の数ＮがＮａｖ以上かどうか判断される（１０７）。これらの条件のどれも真でない場合、図４を参照して前述したように、ＦＦＴサイクル出力の平均はスペクトル平坦化フィルタ３５により続けられる。Ｎ≧Ｎａｖのとき、ＤＴＶパイロット信号検出ロジック３６は、スペクトル平坦化フィルタ３５から出力されたＮ番目の平均値１，．．．，ＮＦＦＴ／２を用いて、ＤＴＶパイロット信号感知ウィンドウ−１およびウィンドウ−２の信号パワーレベルを計算する（１１４）。
【００２５】
ＤＴＶパイロット信号感知ウィンドウ−１（図６の２０２参照）は、Δｆ１の周波数およびＦＦＴ指標［ｎ１，ｎ２］の幅を有する細いウィンドウである。ウィンドウ−１は、ＤＴＶパイロット２０６（図６）が位置付けられる６ＭＨｚのＤＴＶ信号２００の中央におかれる。１つの実施形態では、Δｆ１は約３０ＫＨｚである。ＤＴＶパイロット信号感知ウィンドウ−２（図６の２０４参照）は、Δｆ２の周波数およびＦＦＴ指標［ｎ３，ｎ４］の幅を有する。ＤＴＶパイロット感知ウィンドウ−２は、６ＭＨｚのチャンネルのＤＴＶデータ部分に位置付けられる。１つの実施形態では、Δｆ２は約１ＭＨｚである。周波数の幅およびＤＴＶパイロット信号感知ウィンドウ−２の位置は、パイロット信号が占有する帯域幅を含んではならないが、大部分は設計選択の問題である。ウィンドウ−１の計算されたパワー（Ｐｗ１）は、ＦＦＴ指標ｎ１とｎ２の間のそれぞれの値Ｐｎの合計である。ウィンドウ−２の計算されたパワー（Ｐｗ２）は、ＦＦＴ指標ｎ３とｎ４の間のそれぞれの値Ｐｎの合計である。
【００２６】
図５を再び参照すると、パイロット感知ウィンドウ−１およびウィンドウ−２のパワーレベルの計算（１１４）の後、相対パワー差分（ΔＰ）がウィンドウ−２のパワーの第１のスケーリングにより計算され（１１６）、それから、ウィンドウ−１とウィンドウ−２のパワー差分を方程式を用いて計算する。
【００２７】
【数２】
0005542207.tif 000003
【００２８】
【数３】
0005542207.tif 000004
【００２９】
パワー差分ΔＰは、それから、パイロット信号が検出されたかどうか判断するため、プログラム可能な閾値と比較される（１１８）。１つの実施形態では、プログラム可能な閾値は、０．５ｄＢに設定される。ΔＰが閾値より大きい場合、ＤＴＶパイロットが検出されたことを示すため、ｄｐｉｉｏｔ＝１が感知マネジャ４６に渡される。ΔＰが閾値未満の場合、ＤＴＶパイロットが検出されなかったことを示すため、ｄｐｉｉｏｔ＝０が感知マネジャ４６に渡される。感知マネジャ４６は、図２を参照して前述したように、チャンネルマトリクス４８をアップデートする（１２０）。
【００３０】
同時に、図１を参照して前述したように、ＩＦ信号３１はさらに低域変換されて低減され（１２４）、ＳＲＲＣ濾波され（１２６）、フィールド同期パターンと相関される（１２８）。１つの実施形態では、フィールド同期パターン４３は、ＤＴＶフィールド同期パターンのＰＮ５１１セクションである。別の実施形態では、フィールド同期パターンは延長されてＤＴＶフィールド同期パターンのＰＮ５１１に続く３つのＰＮ６３シーケンスを有する。ＤＴＶフィールド同期検出ロジック４５は、相関器出力ｙａｂｓ［ｎ］の絶対値を計算し（１３０）、それぞれの絶対値を前の絶対値と平均し（１３２）、方程式を用いてその平均値とプログラム可能な値（β）を乗算する。
【００３１】
【数４】
0005542207.tif 000005
【００３２】
ここで、β＝０．９５である。
【００３３】
計算された平均値は、それからプログラム可能な閾値τＦＳと乗算され、結果が長さＶの予め規定されたウィンドウに求められるピーク値（Ｍａｘ  ｗｉｎｄｏｗ  ｏｆ  ｌｅｎｇｔｈ  Ｖ）と以下のように比較される（１４０）。
【００３４】
【数５】
0005542207.tif 000006
【００３５】
１つの実施形態では、閾値τＦＳ＝７である。予め規定されたウィンドウＶの長さは設計選択の問題であるが、ウィンドウは適合されるフィールド同期シンボルシーケンスより長くなければならない。１つの実施形態では、ウィンドウＶは１，０００シンボルの長さである。それぞれの判定ｄＦＳ１（フィールド同期存在）およびｄＦＳ０（フィールド同期欠損）は、これらのうち１つがそれぞれのウィンドウＶが処理された後に出力されるが、感知マネジャ４６へ渡され、図９を参照して詳細に後述するように、感知マネジャがフィールド同期検出判定を使用して、ＤＴＶパイロット検出判定およびＷＭ検出判定が監視されたチャンネルがホワイトスペースであることを示すかどうかのチャンネル感知マトリクスをアップデートする（１２０）。
【００３６】
ＤＴＶ信号のパイロット感知およびフィールド同期感知に加え、本発明によるメカニズムは、スペクトル平坦化フィルタ３５が予め定められた数のＦＦＴサイクルを平均した後、ＷＭおよび他の狭帯域信号の感知を同時に実行する。ＷＭおよび狭帯域感知は、図７に示されたスライドＷＭ感知ウィンドウ２１０を用いて実行される。例示のため、スライドＷＭ感知ウィンドウ２１０の３つの例２１０ａ〜２１０ｃが示されている。スライドＷＭ感知ウィンドウ２１０は、プログラム可能な幅Ｗを有する。１つの実施形態では、幅Ｗは２０ＦＦＴ２進数（１０５．１ｋＨｚ）である。スライドＷＭ感知ウィンドウ２１０の最初の位置は、６ＭＨｚチャンネルの下端に位置する２５ｋＨｚの保護区間２１２の上端にある。１つの実施形態では、スライドＷＭ感知ウィンドウの位置は、Ｗ／２まで重なる。ＷＭ感知ウィンドウ２１０は、６ＭＨｚのバンドを横断して上部の２５ｋＨｚの保護区間２１４の下端へ移動される。ＷＭ感知ウィンドウ２１０の位置に対応する周波数は、予め計算される。ウィンドウサイズ（ＷのＨｚ）およびウィンドウの重なりは、それぞれのＷＭ感知ウィンドウｐｏｓｉｔｉｏ  ｎの下端周波数ｆ１および上端周波数ｆ２を計算するのに使用される。所定のウィンドウ位置でｆ１およびｆ２に対応するＦＦＴ２進数（ｎ１，ｎ２）は、以下のように予め計算される。
【００３７】
Ｗ＝Ｎｂｘｆｒｅｓ        方程式５
【００３８】
ここで、Ｎｂ＝ウィンドウＷのＦＦＴ２進数の数であり、以下の通りである。
【００３９】
【数６】
0005542207.tif 000007
【００４０】
【数７】
0005542207.tif 000008
【００４１】
【数８】
0005542207.tif 000009
【００４２】
図５を再び参照すると、スペクトル平坦化フィルタ３５が（１０５）で判断されるようなΝａｖ−２ＦＦＴサイクルを平均した後、図８を参照して後述するように、平坦化パワースペクトル出力は線形目盛からデジベル（ｄＢ）へ変換され、最小および最大パワーレベルが求められる（１４０）。最小および最大デシベルレベルは、それから、また図８を参照して後述するように、予め規定された数のヒストグラムセルを定義するため使用される（１４２）。プロセスは、それから、スペクトル平坦化（１０４）に戻る。
【００４３】
スペクトル平坦化フィルタ３５がＮａｖ−１平均を計算したと判断された（１０６）とき、また図８を参照して後述するように、（１４２）で定義されたヒストグラムセルが、周波数ヒストグラムを計算する（１４４）ため使用される。周波数ヒストグラムが計算された後、プロセスはスペクトル平坦化機能１０４に戻り、ＦＦＴ出力の他のサイクルが処理される。
【００４４】
スペクトル平坦化フィルタ３５がＮａｖＦＦＴサイクルを平均したと判断された（１０７）とき、図８を参照して後述するように、１４４で計算された周波数ヒストグラムが、パワースペクトルノイズフロアを推計する（１４６）ため使用される。無線マイクロホン検出ロジック３７は、それから、それぞれのＷＭ感知ウィンドウ２１０のパワーレベルを以下のように計算する（１４８）。
【００４５】
【数９】
0005542207.tif 000010
【００４６】
計算されたパワーレベルは、ＷＭおよび他の狭帯域信号を感知するため、推計されたノイズフロアと比較される（１５０）。ＷＭ検出ロジック３７は判定ベクトルｄＷＭを出力し、判定ベクトルｄＷＭは、（１５４）で判断されたように、チャンネル感知マトリクス４８のアップデート（１２０）がＤＴＶパイロット信号が検出されなかった場合、感知マネジャ４６により分析される（１５２）。ＤＴＶパイロット信号が検出された場合、ＷＭ感知は中止され（１５６）、プロセスは終了する。そうでなければ、図９を参照して後述するように、ＷＭ判定ベクトルが感知マネジャ４６に分析され、感知マネジャ４６はチャンネル感知マトリクス４８をアップデートする（１５８）。
【００４７】
図８は、図５を参照して概略を記述したように、無線マイクロホンおよび他の狭帯域装置信号を感知するために、図１に示されたＴＶバンド装置２０のセンサが使用するプロセスの１つの実施形態のフローチャートである。前述のように、平坦化パワースペクトル値はＷＭ検出ロジック３７により受信され（２２０）、以下のように線形目盛（ｘ）からｄＢ（ｙ）へ変換される。
【００４８】
【数１０】
0005542207.tif 000011
【００４９】
それに続き、ＷＭ検出ロジック３７は、ＦＦＴ指標（ｎｌｏｗ，ｎｈｉｇｈ）により規定されるチャンネル帯域幅＝ＢＷの平坦化パワースペクトルの最低パワーレベル（Ｐｍｉｎ）および最高パワーレベル（Ｐｍａｘ）を、以下のように求める（２２２）。
【００５０】
【数１１】
0005542207.tif 000012
【００５１】
【数１２】
0005542207.tif 000013
【００５２】
【数１３】
0005542207.tif 000014
【００５３】
【数１４】
0005542207.tif 000015
【００５４】
Ｋと同一サイズのヒストグラムセル（Ｖｋ）が、それから、以下のように（Ｐｍｉｎ，Ｐｍａｘ）の範囲内で定義される（２２４）。
【００５５】
【数１５】
0005542207.tif 000016
【００５６】
変数Ｋはプログラム可能である。１つの実施形態では、Ｋは６４に等しい。
【００５７】
周波数ヒストグラムは、それから、以下のように計算される（２２６）。
【００５８】
【数１６】
0005542207.tif 000017
【００５９】
ＷＭ検出ロジックは、それから、以下のように最大周波数カウントのヒストグラムセルを求める（２２８）。
【００６０】
【数１７】
0005542207.tif 000018
【００６１】
ｄＢでの推計されるノイズパワーレベル（Ｎｐ）は、それから、以下のように計算される（２３０）。
【００６２】
【数１８】
0005542207.tif 000019
【００６３】
ノイズパワーレベル（Ｎｐ）は、それから、線形目盛（Ｎ０）（ワット（Ｗａｔｔｓ）／Ｈｚ）へ以下のように変換される（２３２）。
【００６４】
【数１９】
0005542207.tif 000020
【００６５】
それぞれのスライドウィンドウのノイズパワー（Ｎｗ）は、以下のように計算される。
【００６６】
【数２０】
0005542207.tif 000021
【００６７】
ここで、ＷはＨｚでのスライドウィンドウの幅である。
【００６８】
ノイズパワー閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）は、それから、以下のように計算される（２３４）。
【００６９】
【数２１】
0005542207.tif 000022
【００７０】
ここで、δはプログラム可能な定数である。
【００７１】
１つの実施形態では、δは、０．１に等しい。信号パワー（ＰＮ、ここで、Ｎはスライドウィンドウ２１０の数に等しい）が、それから、図５を参照して前述したように、方程式８を用いてそれぞれのスライドウィンドウに計算される（２３６）。ループカウンタｎが１に設定され（２３８）、ウィンドウｎの計算された信号パワーＰｎが計算されたノイズパワー閾値（方程式１９）より大きいかどうか判断される。大きければ、ＷＭ判定ベクトル要素ｄｎは「１」に設定される（２４２）。大きくなければ、ｄｎは「０」に設定される（２４６）。どちらの場合も、ｎは１を増分され（２４４）、ｎがＮより大きいかどうか判断される。大きくなければ、それぞれのウィンドウ２１０にＷＭ判定ｄｎが生成されるまで、ループ（２４０〜２４８）が再び実行される。
【００７２】
全てのＷＭ判定ｄｎが生成された後、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号の存在を示す局在的信号エネルギークラスタのテストのため、判定合計ベクトルＳｎが以下のように計算される（２５０）。
【００７３】
Ｒｕｎｎｉｎｇ＿ｓｕｍ＝０；
ｆｏｒ  ｎ＝１：Ｎ
Ｉｆ  ｄｎ＝＝１
Ｒｕｎｎｉｎｇ＿ｓｕｍ＝Ｒｕｎｎｉｎｇ＿ｓｕｍ＋１；
ｅｌｓｅ
Ｒｕｎｎｉｎｇ＿ｓｕｍ＝０；
ｅｎｄ；
ｅｎｄ；
ｓｕｍ＿ｖｅｃｔｏｒ（ｎ）＝Ｒｕｎｎｉｎｇ＿ｓｕｍ；
Ｅｎｄ；
【００７４】
無線マイクロホン検出ロジック３７は、それから、感知マネジャ４６からループカウンタ開始値ｎｓおよびループカウンタ終了値Ｎｓを取得する（２５２）。近隣のチャンネルで強力なＤＴＶ信号が検出された場合、感知されるチャンネル端内への信号放出の結果として近接したチャンネル端付近で検出される可能性がある信号エネルギークラスタによる偽りの検出をなくすため、開始値および／または終了値を調整してもよい。無線マイクロホン検出ロジック３７も、無線マイクロホン判定ベクトルｄｗｍの全ての発生をゼロにする。
【００７５】
無線マイクロホン検出ロジック３７は、それから、ｓｕｍ＿ｖｅｃｔｏｒ値Ｓｎｓがプログラム可能な閾値Ｓｔより大きいかどうか判断する（２５４）。本発明の１つの実施形態では、Ｓｔは３に等しい。大きければ、無線マイクロホン判定ベクトルｄｗｍは１に等しく設定される（２５６）。大きくなければ、無線マイクロホン判定ベクトルｄｗｍはゼロに設定される（２５８）。ループカウンタ開始値ｎｓは、それから１を増分され（２６２）、ループカウンタｎｓがループカウンタ終了値Ｎｓより大きいかどうか判断される（２６４）。ｎｓ〜Ｎｓの範囲内の全てのｓｕｍ＿ｖｅｃｔｏｒ値がテストされたとき、無線マイクロホン判定ベクトルｄｗｍは感知マネジャ４６に渡され（２４６）、プロセスは終了する。
【００７６】
図９は、図１に示された感知マネジャ４６が使用する、テレビバンド装置２０が使用するホワイトスペースチャンネル２０が検出されたかどうかを判断する判定プロセスの１つの実施形態のフローチャートである。図５を参照して前述したように、感知マネジャ４６は、ＤＴＶパイロット信号検出ロジック３６からパイロット信号判定ｄｐｉｌｏｔを受信する（３００）。パイロット信号判定がＤＴＶパイロット信号が検出された（ｄｐｉｌｏｔ＝１）ことを示す場合、ＤＴＶ信号が確認され、スキャンされているチャンネル（チャンネル−Ｎ）はチャンネル感知マトリクス４８から削除される（３０４）か、そうでなければ使用中であることが示される。本発明の他の実施形態によれば、パイロット信号およびフィールド同期パターンの両方が検出されたとき、ＤＴＶ信号が確認されることに注目すべきである。
【００７７】
どちらの実施形態も、ＤＴＶ信号が確認されたとき、感知マネジャ４６はＷＭ検出プロセスを中止する（３０６）か、または検出ロジック３７からの出力判定を無視する。本発明の１つの実施形態によれば、感知マネジャ４６は、ＤＴＶ信号の強度を判断するため、ＷＭ感知ウィンドウの計算されたパワーを使用する（図５の１４０参照）。図８を参照して前述したように、感知マネジャ４６は、それから、近接したチャンネルのＷＭ感知スペクトルの下端および上端をそれぞれ定義するチャンネル−ｎ＋１のＷＭスクリーニング変数ｎｓおよびチャンネル−Ｎ−１のＷＭスクリーニング変数Ｎｓを設定し、後の使用のためそれらの値を格納する。感知マネジャ４６は、それから、全てのチャンネル感知が完了した場合を除いて、チャンネル−Ｎを感知されるチャンネル感知マトリクスの次のチャンネルへ設定する（３０８）。全てのチャンネル感知が完了すると（３１０）、プロセスは終了する。完了しなければ、感知マネジャ４６は次のパイロット信号判定を待ち（３００）、プロセスは繰り返す。
【００７８】
感知マネジャ４６がパイロット信号が検出されなかったと判断する場合（３００）、感知マネジャ４６は、ループカウンタｃをＷＭスクリーニング変数ｎｓ（初期値＝１）に等しく設定し、Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎ変数により指数化された判定ベクトル要素（ＤＣ−Ｎ−ｓ）をゼロに設定する（３１２）。感知マネジャ４６は、それから、無線マイクロホン検出ロジック３７から渡されたそれぞれの判定を調べることによりＷＭ判定ベクトルの分析を開始し、判定（ｄｗｍ（ｃ））が１に等しい、すなわち、図８を参照して前述したように、局在的エネルギークラスタが検出されたかどうかを判断する（３１４）。１に等しいと、感知マネジャ４６は、ＤＣ−Ｎ−ｓを１に等しく設定する（３１６）。どちらの場合も、感知マネジャ４６はループカウンタｃに１を増分し（３１８）、ループカウンタｃが最新のＷＭ感知ウィンドウの初期値を有するＮｓより大きいかどうか判断する（３２０）。ループカウンタｃがＮｓ未満または等しい場合、検査ループは繰り返す（３１４〜３２０）。そうでなければ、感知マネジャ４６は変数Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎに１を増分し（３２２）、Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｎ−ｓｃａｎが、ＤＴＶ信号が検出されなかったそれぞれのチャンネルに実行されるスキャンの数を示す（Ｍ）より大きいかどうか判断する（３２４）。本発明の１つの実施形態によれば、Ｍはチャンネル感知マトリクスのチャンネルの数に基き、感知マネジャ４６により動的に計算され、所定の規定された３０秒の最小チャンネルスキャン時間を前提として第１のスキャンにおいて感知マネジャ４６に判断されるように、ＤＴＶ信号により占有されるチャンネルの数より少ない。通常は、Ｍはおよそ３０に等しい。
【００７９】
感知マネジャ４６が、チャンネル−Ｎが必要な回数（３２４）スキャンされたと判断する場合（３２４）、感知マネジャ４６はチャンネルがホワイトスペースかどうかについて判定する。本発明の１つの実施形態では、チャンネルがホワイトスペースかどうかについての判定は、それぞれのチャンネル−Ｎ感知判定ＤＣ−Ｎ−ｓを調べることによりなされる。これを行うため、感知マネジャ４６はカウンタＴをゼロに初期化し、ループカウンタｃを完了したスキャンの数を示すＭに等しく設定し、２進数のホワイトスペース判定（ｄｗｓ）を１に設定する。感知マネジャ４６は、それから、（３１６）で前述したようにそれぞれ格納されたそれぞれの格納されたチャンネル−Ｎ感知判定を、Ｍから１への降順でテストする。チャンネル−Ｎ感知判定ＤＣ−Ｎ−ｓが１に等しい（Ｍ回目のスキャンの間に感知された無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号）場合、カウンタＴは１を増分される（３３２）。そうでなければ、ホワイトスペース判定ｄｗｓがゼロに設定される（３３０）。どちらの場合も、ループカウンタｃは１を減分され（３３４）、ｃはチャンネル−Ｎ感知判定のＭ（ｃ＝Ｍ／３×２）の３分の１１／３がテストされたかどうか判断するためテストされる（３３６）。テストされていれば、ホワイトスペース判定ｄｗｓがなお１に等しいかどうか判断するためテストされる（３３８）。ｄｗｓがなお１に等しい場合、少なくともチャンネル−Ｎ感知判定の最後の３分の１の全てが正であり（１に等しい）、チャンネル−Ｎは無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号に占有されていると宣言される。結果として、感知マネジャ４６はそのチャンネルの分析を終了し、チャンネル−Ｎがスキャンする次のチャンネルに設定される（３０８）に戻るか、またはスキャンが完了したと判断される。ｄｗｓが１に等しくなければ、全てのチャンネル−Ｎ感知判定がテストされたかどうか判断するため、ループカウンタｃが調べられる（３４０）。テストされていなければ、ループ３２８〜３４０が、全てのチャンネル−Ｎ感知判定がテストされるまで実行され続ける。ｃがゼロに等しいとき、ＴがＭの少なくとも２分の１に等しいかどうか（Ｔ≧Ｍ／２）、すなわち少なくとも２分の１のチャンネル−Ｎのスキャンにおいて、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出されたスキャンの順序にかかわらず、無線マイクロホンまたは他の狭帯域信号が検出されたかどうかを判断するため、Ｔがテストされる（３４２）。ＴがＭの少なくとも２分の１に等しくなければ、感知マネジャ４６は、フィールド同期検出ロジック４５からフィールド同期判定を調べ、ＤＴＶフィールド同期信号が検出された（ｄＦｓ＝１）かどうか判断する（３４４）。ＤＴＶフィールド同期信号が検出されなければ、チャンネル−Ｎ周波数およびあらゆる他の関連パラメータが、感知マネジャ４６によりインタフェース２２（図１）を介してＴＶバンド装置２０の送受信機へ渡され、プロセスは終了する。ＤＴＶフィールド同期信号が検出されれば、感知マネジャ４６は、チャンネル−Ｎがホワイトスペースでないことを示すためチャンネル感知マトリクス４８をアップデートし、チャンネル感知が完了した場合を除いてチャンネル−Ｎを感知する次の���ャンネルへ設定し（３０８）、前述のプロセスが繰り返される。
【００８０】
当業者に理解されるであろうように、図９に示された判定プロセスは単に例示的なものであり、本発明によるテスト方法を用いた他の等しく有効なホワイトスペースの宣言方法は当業者の力量の範囲内である。
【００８１】
前述の本発明の実施形態は、従って本発明によるテレビバンド装置２０の例示のみを意図したものであり、本発明による方法を用いてホワイトスペースチャンネルを宣言するのに使用されうる全てのアルゴリズムの完全な記載ではない。本発明の範囲は、従って添付の請求項の範囲のみにより限定されることを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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