(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コグニティブ無線ネットワークにおいてスペクトルマネージャ(ＳＭ)を操作する方法であって、
動作チャネルが見付かったかどうかを決定する間は、前記スペクトルマネージャをネットワーク初期化状態で操作することと、
動作チャネルが見付かった場合に、前記スペクトルマネージャをネットワーク動作状態に移すことと、
前記動作チャネルよりも、より広い帯域幅、より良いリンクパラメータ、より高い信号対雑音比、より大きい受信信号強度の少なくとも１つを有するバックアップチャネルが見付かった結果として、チャネルの移動が要求された場合に、前記スペクトルマネージャを前記ネットワーク初期化状態に移すことと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記ＳＭが、従来のデータベースサービスへのアクセスをインターフェイスすることと、
前記ＳＭが、調整領域別のポリシーを適用することと、
前記ＳＭが、チャネルのセットの管理を行なうことと、
前記ＳＭが、チャネルの移動又はスペクトルの移動性を開始することと、
前記ＳＭが、従来の保護を行なうことと、
前記ＳＭが、自己共存モードを開始することと、
前記ＳＭが、資源の割り振りを行なうことと、
前記ＳＭが、ネットワーク管理システムとインターフェイスすることと、
前記ＳＭが、共存マネージャとインターフェイスすることと、
前記ＳＭが、静止期間を監視し、スケジュールすることと、
からなるグループのうちの１つ以上を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項３】
前記ネットワーク初期化状態にある間に、動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することと、
幾つかの動作チャネルが利用可能である場合に、スペクトル感知エチケットを使用して、動作チャネルを選択することと、
ネットワークを通常の動作モードに設定することと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項４】
候補チャネルと、動作チャネルと、バックアップチャネルとのリストを更新すること、
を更に含む、請求項３のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項５】
動作チャネルが見付かった場合に、１本以上の排他的なバックアップチャネルが見付かったかどうかを決定することと、
排他的なバックアップチャネルが見付からない場合に、前記ネットワークが自己共存モードで動作し得るかどうかを決定することと、
排他的なバックアップチャネルが見付からず、且つ同じチャネルで動作することを望む他のコグニティブ無線ネットワークがある場合に、前記コグニティブ無線ネットワークを自己共存モードにすることと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項６】
利用可能なチャネルのリストを見付けるために、従来のデータベースサービスにアクセスすることと、
従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定することと、
送信アンテナの高さと電力とからなるグループの１つ以上を含む情報と共に、加入者の
ジオロケーションの推定値を、前記従来のデータベースサービスに提供することと、
利用可能なチャネルのリストを前記従来のデータベースサービスから受信することと、
従来のデータベースサービスによって提供された利用可能なチャネルの前記リストから、動作チャネルを選択することと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項７】
従来のデータベースサービスにアクセスする前に、タイマを設定することと、
前記タイマが切れる前に、前記従来のデータベースサービスを見付けることができなかった場合に、前記調整領域のポリシーに従うことと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項８】
前記タイマが切れた場合に、基地局に、前記基地局に関連付けられている加入者の登録を取り消し、且つデータベースサービスが利用可能になるまで、前記基地局自身の動作を終了するように命令すること、
を更に含む、請求項７のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項９】
前記従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルのリストを更新することと、
前記タイマをリセットすることと、
を更に含む、請求項７のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１０】
従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、
様々な加入者の位置を、それらの送信及び受信アンテナの高さと、送信電力と共に、前記従来のデータベースサービスに提供することと、
前記従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルのリストを更新することと、
近隣のコグニティブ無線システムを発見することと、
近隣のコグニティブ無線システムの静止期間のスケジュールを発見することと、
接続されたスペクトル感知オートマトンに対する静止期間をスケジュールすることと、
接続されたスペクトル感知オートマトンに、初期化状態に移って、且つ利用可能なチャネルのサブセットである候補チャネルのリストを見付けるように命令することと、
スペクトルを感知して、候補を新しいバックアップチャネルに変換することと、
からなるグループの少なくとも１つ以上を行なうことと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１１】
前記ネットワーク初期化状態にある間に、動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することと、
動作チャネルが利用可能でない場合に、従来のデータベースサービスを見付けることができるかどうかを決定することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、１本以上の排他的なバックアップチャネルが見付かるかどうかを決定することと、
１本以上の排他的なバックアップチャネルが見付かった場合に、スペクトル感知エチケットを使用して、動作チャネルを選択することと、
前記コグニティブ無線ネットワークを通常の動作モードに設定することと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１２】
動作チャネルが利用可能である場合に、他のコグニティブ無線ネットワークに同期するように、基地局に命令することと、
前記動作チャネルが通常の動作モードに利用可能であるかどうかを決定することと、
前記動作チャネルが通常の動作モードに利用可能である場合に、前記動作チャネルで送信を開始するように、前記基地局に命令することと、
前記動作チャネルが利用可能でない場合に、自己共存モードで動作するように、前記基地局に命令することと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１３】
顧客構内設備(ＣＰＥ)が、前記スペクトルマネージャに関連付けられている基地局(ＢＳ)に、以前に登録したかどうかを決定することと、
前記ＣＰＥが前記ＢＳに登録している場合に、前記ＣＰＥの位置が変わったかどうかを決定することと、
前記位置が変わっていない場合に、前記ＣＰＥが前記コグニティブ無線ネットワークに登録することを可能にすることと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１４】
前記ＣＰＥが前記ＢＳに登録しているか、又は前記ＣＰＥの位置が変わった場合に、従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、前記データベースサービスからの利用可能なチャネルの位置別リストを更新することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、サポートされているＣＰＥのセキュリティスーツと、ＣＰＥのスペクトル感知の仕様とを確認することと、
前記ＣＰＥのセキュリティスーツと、前記ＣＰＥのスペクトル感知の仕様が、前記コグニティブワイヤレスネットワークによってサポートされているかを決定することと、
前記ＣＰＥのセキュリティスーツと、前記ＣＰＥのスペクトル感知の仕様が、サポートされている場合に、前記ＣＰＥが前記コグニティブワイヤレスネットワークに登録することを可能にすることと、
を更に含む、請求項１３のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１５】
前記ＣＰＥのセキュリティスーツと、前記ＣＰＥのスペクトル感知の仕様が、サポートされていない場合に、前記ＣＰＥが前記コグニティブワイヤレスネットワークに登録することを可能にしないことと、
前記ＣＰＥのセキュリティスーツと、前記ＣＰＥのスペクトル感知の仕様が、サポートされていない場合に、前記従来のデータベースサービスに基づいて、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新することと、
を更に含む、請求項１４のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１６】
リフレッシュデータベースタイマが切れたことを検出することと、
前記リフレッシュデータベースタイマが切れた場合に、
前記リフレッシュデータベースタイマをリセットすることと、
従来のデータベースサービスにアクセスすることと、
従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、前記従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルの位置別リストを更新することと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１７】
前記リフレッシュデータベースタイマが切れた場合に、
前記スペクトルマネージャに関連付けられている基地局と、関連付けられているＣＰＥとに対して、前記動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することと、
前記スペクトルマネージャに関連付けられている基地局と、関連付けられているＣＰＥとに対して、前記動作チャネルが利用可能である場合に、前記従来のデータベースサービスに基づいて、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新することと、
を更に含む、請求項１６のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１８】
従来の信号を検出することと、
前記従来の信号の信号のタイプを決定できるかどうかを決定することと、
前記信号のタイプを決定できる場合に、前記信号のタイプを決定することと、
前記信号のタイプに基づいて、８０２．２２のポリシーを実行することと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項１９】
前記従来の信号を検出することは、
Ｎチャネル、Ｎ−１チャネル、又はＮ＋１チャネルにおいて、従来の信号を検出することと、
従来の信号が検出されない場合に、タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌを第１の閾値に設定することと、
従来の信号が検出された場合に、タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌを、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定することと、
を更に含み、
前記信号のタイプを決定することは、
タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌが切れていない間に、前記信号のタイプを決定することと、
タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌがタイムアウトになっている場合に、前記Ｔｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌのタイムアウトに関連付けられたコグニティブ無線ポリシーを実行することと、
を更に含む、請求項１８のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項２０】
前記動作チャネルよりも高い信号対雑音比(ＳＮＲ)を有するバックアップチャネルが見付かった場合に、前記スペクトルマネージャを前記ネットワーク初期化状態に移すことは、
前記ネットワーク動作状態である間と、イベントが発生していないアイドル状態である間とにおいて、より良いバックアップチャネルが利用可能であるかどうかを決定することと、
より良いバックアップチャネルが利用可能である場合に、チャネルの切り替えを開始することと、
を更に含む、請求項１のスペクトルマネージャを操作する方法。
【請求項２１】
Ｎチャネルと、Ｎ−１チャネルと、Ｎ＋１チャネルと、バックアップチャネルと、候補チャネルとに対する静止期間をスケジュールすることと、
ＣＰＥを識別し、感知の責任を割り当てることと、
感知報告を集めることと、
信号対雑音比(ＳＮＲ)と受信信号強度表示(ＲＳＳＩ)とからなるグループからのパラメータを含む、前記識別されたＣＰＥの少なくとも１つのリンクパラメータを監視することと、
を更に含み、
より良いバックアップチャネルが利用可能であるかどうかを決定することが、前記感知報告と、前記ＳＮＲと、前記ＲＳＳＩとのうちの１つ以上に基づく、
請求項２０のスペクトルマネージャを操作する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に、ワイヤレス通信のための装置と、システムと、方法とに関する。より詳しくは、この装置と、システムと、方法は、ダイナミックな干渉（dynamic interference）からワイヤレス通信ネットワークを保護することに関する。特に、この装置と、システムと、方法は、ネットワーク中の様々なエンティティ（entities）、例えば、感知、ポリシー、データベース、等とインターフェイスし、且つ規制条件を満たす一方で、ホワイトスペース（White Space）とも称される未使用のスペクトルにおける通信を可能にする。
【背景技術】
【０００２】
従来からの商用のワイヤレス通信ネットワークは、ダイナミックな干渉環境に弱い。干渉は、様々な通信システムに影響を及ぼし得る。更に、今日のワイヤレスネットワークは、従来のシステム（incumbent system）を保護する必要がある。従来のシステムは、所定の周波数帯で既に動作しているかもしれない。従って、今日のワイヤレスネットワークは、これらの適法の従来のシステムの存在を検出し、必要であれば、スペクトルを空ける必要がある。以前のワイヤレスネットワークは、自律的に他の非占有周波数帯に移動する又は帯域幅を変更する知能を有していないことが多い。これらの無線システムを構築する際に、多数の民間の経営者によって、多くの資金が既に投じられている。現在、これらの無線システムは、ダイナミックスペクトルアクセス（dynamic spectrum access, DSA）がイネーブルにされていない。現在の無線機をコグニティブ（cognitive）にするために、これらの無線システムは、民間の通信事業者から、より多くの投資を必要とする。
【０００３】
より詳細には、音声と、ビデオと、データとに対する世界的な需要を満たすために利用可能な十分な無線周波数(radio frequency, RF)スペクトルがあると、一般に考えられている。例えば、複数の異なる市場における平均スペクトル使用の測定値に基づいて、利用可能なスペクトルのうちの８０％を超えるスペクトルが利用されていることが分かった。現在のスペクトルの殆どは、指令、制御のライセンシング構造（command and control licensing structure）を使用して割り振られている。指令、制御のライセンシング構造では、少数の選ばれたエンティティが広いスペクトル帯を管理しており、その広いスペクトル帯の多くが利用されている。最も適切な例は、放送テレビジョン(ＴＶ)のスペクトルである。放送テレビジョン(ＴＶ)のスペクトルでは、信号は、通常、ＶＨＦとＵＨＦの周波数においてオーバーザエアで（over the air）送信される。地方の市場では、需要が限られているために、ＴＶチャネルはしばしば未使用になる。都市の市場では、大多数の人々が、ケーブル又は光ファイバを使用して、テレビ放送を受信し始めている。多くの国が、ディジタルＴＶ(Digital TV, DTV)に移行している。アナログＴＶと比較して、ディジタルＴＶでは、信号ははるかに小さな帯域幅を占有する。このため、サービスを放送するために割り振られるスペクトル量は、大きく且つますます増えているが、局部的に未使用である。この空のスペクトルの使用が、割り振られている(従来の)放送サービスに対して有害な干渉を引き起こさないことを確認できる場合に、広帯域データを送信するために、この空のスペクトルに機会を狙って（opportunistically）アクセスしてもよい。
【０００４】
ＲＦスペクトルを機会を狙って使用できるようにする技術は、既に存在する。このようなスペクトルを機会を狙って使用することは、しばしば、ダイナミックスペクトルアクセス（ＤＳＡ）と呼ばれる。ＤＳＡ技術が、従来のユーザを有害に干渉することなく、従来のユーザに割り振られたチャネルへのアクセスを可能にできることが、次世代通信（neXt Generation (XG) Communications）のようなプログラムによって証明された。コグニティブ無線（cognitive radio）の概念も実現可能であると思われる。コグニティブ無線機は、現在のユーザのニーズを満たすために、ＲＦスペクトルのような既存の資源をより最適に利用するように、周囲の環境を感知し且つ送信パラメータを変更することができる無線機として定義される。更に、干渉を回避する一方で、システムの資源をより良く使用するために、機械学習技術（machine learning technique）とＤＳＡ技術を組み合わせることが提案されている。
【０００５】
将来は、利用可能なスペクトルを可能な限り使用するために、様々な異なる波形とプロトコルとを使用する多数のこのようなＤＳＡ対応のコグニティブ無線デバイスが、コグニティブネットワークにおいて共存する（co-exist）であろう。競合する技術が、様々なタイプのサービスのために異なるタイプの波形とプロトコルとを用いることになるので、ここでは、共存という単語が重要である。これらの種々の波形とプロトコルは、相互に害することなく、スペクトル資源を共有する必要があるので、共存する必要がある。電気電子技術者協会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)の標準規格のワーキンググループのうちの幾つか、例えばＩＥＥＥ  ８０２．１５．２は、共存という用語を、「所定の共有環境において、１つのシステムが、あるタスクを行なうことができ、他のシステムが、それらの他のシステムのタスクを行なうことができ、同じルールセットを使用しても、又は使用していなくてもよい。」と定義した。
【０００６】
ＩＥＥＥ８０２．２２の標準規格は、ワイヤレス地域エリアネットワーク（wireless regional area networks, WRAN)に関する。ＷＲＡＮは、他のユーザを干渉することなく、テレビジョンの放送帯域におけるホワイトスペース(未使用の帯域幅)を使用する。この標準規格は、主として、コグニティブ無線を補強するという概念に基づいている。
【０００７】
Ｐ１９００．１の標準規格は、コグニティブ無線という用語を以下のように定義した。
【０００８】
Ａ．無線の一形式であって、複数の通信システムがそれらの環境と内部状態とを認識して、その情報と予め定められた目的とに基づいて、それらの無線動作の挙動（radio operating behavior）に関して意思決定することができる。
【０００９】
Ｂ．（Ａで定義されている）コグニティブ無線は、無線と、適応性（adaptive）無線と、他の技術とを利用し、挙動又は動作を自律的に調節し、所望の目的を達成する。
【００１０】
コグニティブ無線は、一般に、スペクトルの感知と、従来の又は主要なユーザのデータベースへのアクセスと、ユーザのジオロケーション（geo-location）と、加入者の登録及びトラッキング（tracking）と、スペクトルの管理と、スペクトルの移動性（mobility）及び共有とを含む。スペクトルの管理は、一般に、ユーザのサービス品質（quality of service, QoS)の条件を満たすスペクトルの最良の部分の利用を判断及び決定し、他のユーザを有害に干渉することなく、それを使用することに関する。スペクトルの移動性及び共有は、スペクトルの一部分から別の部分に移る(例えば、ダイナミックなスペクトルアクセス、ダイナミックな周波数選択、周波数ホッピング、等)場合に、シームレスな通信を維持することを可能にし、スペクトルの割り振りにおける公平性を図る。
【００１１】
この目的のために、共通の帯域幅を共有するコグニティブ無線とネットワークは、公平に分配されるように、利用可能なスペクトルの異なる部分にアクセスすることによって、相互に効果的に自己共存（self-coexist）し、更に、主要なユーザ又は従来のものに対して有害な干渉を引き起こさないことを保証しなければならない。このような自己共存及びスペクトル管理の実行は、簡単でない。更に、従来からの共存技術は、通信システムの動作の概念を変更する必要があるので、レガシーシステム（legacy system）は、共存を必要とするシステムと相互に動作可能ではない。
【００１２】
学習を支持して、判断及び決定するプロセスは、コグニティブ無線ネットワークの知能を具現するエンティティを設ける。このエンティティは、コグニティブ無線ネットワークにおける多くの異なる知覚プロセス（awareness process）とインターフェイスすることに責任を担う（responsible）。知覚プロセスは、例えば、スペクトルの感知、従来の又は主要なユーザのデータベースに対するインターフェイス、様々なユーザ又は加入者のジオロケーション、加入者の登録及びトラッキング、チャネルのセットの管理、共存、静止期間（quiet period）のスケジューリング、規制領域に依存するポリシーに対するインターフェイス、等である。このエンティティは、多くの異なる名前を使用して、例えば、「コグニティブエンジン(Cognitive Engine)」、「スペクトルマネージャ（Spectrum Manager, SM）」、「システム戦略判断装置（System Strategy Reasoner, SSR）」、等と称されている。ＩＥＥＥ８０２．２２の標準規格は、このエンティティをスペクトルマネージャ（ＳＭ）と称する。ＳＭは、ネットワーク中の１つのノードに存在し得るか、又は、ネットワークの全体にわたって分散され、分散型意思決定（distributed decision making）を行なうことができる。ある特定の場合に、このようなエンティティは、ネットワーク中の１つのノードに存在する。このノードは、制御ノード又は基地局（Base Station, BS）と呼ばれ得る。例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２のシステムにおいて、ＳＭは、ＢＳに存在し、ワイヤレス接続、ワイヤード接続、光ファイバ接続、又はこれらの組み合わせを通じて、スペクトル感知オートマン（Spectrum Sensing Automatons, SSA）、従来のデータベースサービス、ポリシー、ジオロケーションデバイス、等に論理的に接続される。スペクトル感知オートマンは、コグニティブ無線ネットワークにおけるスペクトル感知機能（Spectrum Sensing Functions, SSF）に結び付けられたドライバプログラムである。ＳＳＦを備える各無線機は、ＳＳＡを更に有すると考えられる。現在の無線機が、何らかのコグニティブ能力を有していても、よ
り良い無線機が依然として求められている。
【発明の概要】
【００１３】
好ましい実施形態は、スペクトルマネージャ(ＳＭ)を有するコグニティブ無線システムを含む。好ましい実施形態は、スペクトルマネージャＳＭを操作する方法を含む。スペクトルマネージャＳＭは、２つの動作状態を含む。即ち、ネットワーク初期化（initialization）時のＳＭと、ネットワーク動作時のＳＭである。ネットワーク初期化状態にある間、ＳＭの主要な責任(responsibility）は、動作チャネルを見付けることである。動作チャネルを見付けた後で、ＳＭは、ネットワーク初期化状態からネットワーク動作状態に移り、一方で、ネットワークを設定する手続きを実行する。ネットワーク動作状態にある間、ＳＭは、他の手続きを実行することができる。他の手続きは、新しい顧客構内設備（consumer premise equipment, CPE）を確認する(verify)手続きと、チャネルと周波数のデータのデータベースを更新する手続きと、新しい信号が検出された場合に、信号のタイプを決定する手続きと、共存状況に遭遇した場合に、共存モード（co-existence mode）に入る手続きと、さもなければＳＭがアイドル（idle）である場合に、より良いバックアップチャネルを探すようなバックグラウンド手続きとを含む。
【００１４】
他の構成では、スペクトルマネージャを操作する方法は、ネットワーク初期化状態にある間に、動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することを含む。動作チャネルが利用可能である場合は、スペクトル感知エチケット（spectrum sensing etiquette）を使用して、動作チャネルを選択し、ネットワークを通常(normal)の動作モードに設定する。動作チャネルが利用可能である場合は、候補チャネルと、動作チャネルと、バックアップチャネルとのリストを更新することもできる。動作チャネルが見付からない場合は、排他的なバックアップチャネルを探索する。排他的なバックアップチャネルが見付からない場合は、ネットワークが自己共存モードで動作し得るかどうかを決定し、それが可能である場合は、ＳＭは、コグニティブ無線ネットワークを自己共存モードにすることを開始する。
【００１５】
スペクトルマネージャを操作する方法は、動作チャネルが見付からない場合は、従来のデータベースサービスにアクセスすることができる。次に、従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定する。従来のデータベースサービスが見付かった場合は、スペクトル感知を行なって、候補チャネルをバックアップチャネルに変換する。
【００１６】
方法の他の構成では、従来のデータベースサービスにアクセスする前に、更に、タイマを設定することができる。タイマが切れて、データベースサービスへの接続を設定できないならば、ＳＭは、調整領域の条件に基づいて、対応するポリシーを実行することに決めてもよい。例えば、米国で、ＳＭが、指定時間内に従来のデータベースサービスに接続できないならば、このような接続が回復するまで、ＳＭは、全てのワイヤレス送信を止めなければならない。次に、タイマが切れる前に、スペクトル感知を行なって、候補チャネルを新しいバックアップチャネルに変換する。更に、従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルのリストを更新し、タイマをリセットする。
【００１７】
好ましい実施形態の幾つかの構成では、従来のデータベースサービスが見付かった場合に、１つ以上の動作が行なわれ得る。１つ以上の動作は、従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルのリストを更新することと、近隣のコグニティブ無線システムを発見することと、近隣のコグニティブ無線システムの静止期間のスケジュールを発見することと、接続されたスペクトル感知オートマトンの静止期間をスケジュールすることと、接続されたスペクトル感知オートメーションに、初期化状態に移って、且つ利用可能なチャネルのサブセットである候補チャネルのリストを見付けるように命令することと、スペクトルを感知して、候補チャネルをバックアップチャネルに変換することと、を含む。
【００１８】
好ましい実施形態の他の構成では、ネットワーク初期化状態にある間に、動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することができる。動作チャネルが利用可能でない場合は、従来のデータベースサービスを見付けることができるかどうかを決定する。従来のデータベースサービスが見付かった場合は、１本以上の排他的なバックアップチャネルが見付かるかどうかを決定する。１本以上の排他的なバックアップチャネルが見付かった場合は、スペクトル感知エチケットを使用して、動作チャネルを選択する。次に、動作チャネルを使用して、ネットワークを通常の動作モードに設定する。
【００１９】
スペクトルマネージャを操作する方法は、顧客構内設備(ＣＰＥ)が、スペクトルマネージャに関連付けられた基地局(base station, BS)に、以前に登録したかどうかを決定することができる。ＣＰＥがＢＳに登録した場合は、ＣＰＥの位置が変わったかどうかを決定することができる。位置が変わっていない場合は、ＣＰＥは、コグニティブ無線ネットワークに登録することを許される。更に、ＣＰＥがＢＳに登録したか、又はＣＰＥの位置が変わった場合は、従来のデータベースサービスを探索する。従来のデータベースサービスが見付かった場合は、データベースサービスからの利用可能なチャネルの位置別リストを更新でき、ＣＰＥについて、ＣＰＥのスペクトル感知の仕様（CPE spectrum sensing specification）と、ＣＰＥのセキュリティスーツ（CPE security suite）とを確認して、これらが、ＳＭとネットワークとによってサポートされているかどうかを決定する。ＣＰＥのセキュリティスーツと、ＣＰＥのスペクトル感知の仕様とがサポートされている場合は、ＣＰＥはコグニティブワイヤレスネットワークに登録することを可能にされ、さもなければ、ＣＰＥは登録することを可能にされない。
【００２０】
他の構成では、スペクトルマネージャを操作する方法は、チャネルのデータベースを更新するステップを含む。リフレッシュデータベースタイマが切れた場合は、リフレッシュデータベースタイマをリセットし、従来のデータベースサービスにアクセスする試みがなされる。従来のデータベースサービスが見付かった場合は、従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルの位置別リストを更新する。次に、スペクトルマネージャに関連付けられている基地局と、関連付けられているＣＰＥとに対して、動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することができる。動作チャネルが利用可能である場合は、従来のデータベースサービスに基づいて、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新する。
【００２１】
更に、スペクトルマネージャを操作する方法は、従来のものを検出し、その信号を分類することを試みる。従来の信号が検出された場合は、その信号のタイプを決定する試みがなされる。信号のタイプに少なくとも部分的に基づいて、コグニティブ無線ポリシーを設定することができる。
【００２２】
最良の様式を示す１つ以上の好ましい実施形態が、図面と以下の説明とに明らかにされている。請求項は、本発明を個々に明確に示して明らかにしている。
【００２３】
添付の図面は、明細書に組み込まれ、明細書の一部を構成している。添付の図面は、様々な例示的な方法と、本発明の様々な態様の他の例示的な実施形態とを示している。図面に示されている要素の境界(例えば、ボックス、ボックスのグループ、又は他の形状)は、境界の一例を表わしていることが分かるであろう。幾つかの例では、１つの要素が複数の要素として設計され得ること、又は、複数の要素が１つの要素として設計され得ることが、当業者に分かるであろう。幾つかの例では、別の要素の内部コンポーネントとして示されている要素を、外部コンポーネントとして実施してもよく、逆の場合も同様であり得る。更に、要素は、共通の尺度をもつように示されていないかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】コグニティブ無線機(ＣＲ)を使って実施されるワイヤレス地域エリアネットワーク(ＷＲＡＮ)の例示的な実施形態を示している。
【図２】異なるワイヤレスネットワークの標準規格の特性を示している。
【図３】従来の無線機と共存する、ＩＥＥＥ８０２．２２に準拠した無線機を示している。
【図４】時間と周波数とに関するチャネルの従来のものの例示的なパターンを示している。
【図５】典型的な８０２．２２のコグニティブ無線システムを示している。
【図６】ネットワーク初期化時とネットワーク動作時とにおけるＳＭの状態機械の１つの実施形態を示している。
【図７】手続き「ｆｉｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図７Ａ】手続き「ｆｉｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図７Ｂ】手続き「ｆｉｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図８】手続き「ＳＭ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｎｅｔｗｏｒｋ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図９】手続き「ＳＭ ｎｅｗ ＣＰＥ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図９Ａ】手続き「ＳＭ ｎｅｗ ＣＰＥ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図９Ｂ】手続き「ＳＭ ｎｅｗ ＣＰＥ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図１０】手続き「ＳＭ ｄａｔａｂａｓｅ ｕｐｄａｔｅ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図１１】手続き「Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｙｐｅ ｅｘｅｃｕｔｅ ｐｏｌｉｃｉｅｓ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図１２】手続き「ＳＭ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図１３】コグニティブ無線ネットワークにおける様々なプロセスにＳＭがどのようにインターフェイスするかを示している。
【図１４】スペクトル感知オートマトン(ＳＳＡ)のための状態機械図を示している。
【図１５】手続き「ｆｉｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ」のフローチャートの別の例示的な実施形態を示している。
【図１５Ａ】手続き「ｆｉｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ」のフローチャートの別の例示的な実施形態を示している。
【図１５Ｂ】手続き「ｆｉｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ」のフローチャートの別の例示的な実施形態を示している。
【図１６】手続き「ＳＭ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｎｅｔｗｏｒｋ」のフローチャートの別の例示的な実施形態を示している。
【図１７】手続き「ＳＭ ＣＰＥ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒａｃｋｉｎｇ」のフローチャートの例示的な実施形態を示している。
【図１７Ａ】手続き「ＳＭ ＣＰＥ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒａｃｋｉｎｇ」のフローチャートの例示的な実施形態を示している。
【図１７Ｂ】手続き「ＳＭ ＣＰＥ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒａｃｋｉｎｇ」のフローチャートの例示的な実施形態を示している。
【図１８】手続き「ＳＭ ｄａｔａｂａｓｅ ｕｐｄａｔｅ」のフローチャートの別の例示的な実施形態を示している。
【図１９】手続き「ＳＭ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｙｐｅ ｅｘｅｃｕｔｅ ｐｏｌｉｃｉｅｓ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図２０】手続き「ＳＭ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」のフローチャートの別の例示的な実施形態を示している。
【図２０Ａ】手続き「ＳＭ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」のフローチャートの別の例示的な実施形態を示している。
【図２０Ｂ】手続き「ＳＭ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」のフローチャートの別の例示的な実施形態を示している。
【図２１】手続き「ＳＭ Ｉｎｉｔｉａｔｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｖｅ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【図２２】手続き「ＳＭ Ｓｅｌｆ Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ Ｍｏｄｅ」のフローチャートの１つの例示的な実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
同様の番号は、複数の図面の全体を通して同様の部分を示している。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態の詳細を紹介する前に、電気電子技術者協会(ＩＥＥＥ)８０２．２２の標準規格を概説する。この標準規格は、ワイヤレス地域エリアネットワーク（ＷＲＡＮ）に関連付けられている。ＷＲＡＮは、コグニティブ無線（cognitive radio, CG）を用いており、本発明の好ましい実施形態は、これに関連付けられている。
【００２７】
図１に示されているように、８０２．２２のシステム１００は、固定のポイントツウマルチポイント(point-to-multipoint, P-MP)のワイヤレスエアーインターフェイスを特定しており、基地局（base station ,BS）１は、自らのセル３と、関連付けられている顧客構内設備（consumer premise equipment, CPE）２とを管理する。商用環境（commercial environment）では、ＢＳ１は、専門的にインストールされたエンティティであり、例えばセルラタワー（cellular tower）である。ＢＳ１とＣＰＥ２は、マスタ−スレーブタイプ(master - slave type)の関係を形成しており、ＢＳが、ダウンストリーム方向で様々なＣＰＥ２に送信することによって、セルにおける媒体のアクセスを制御する。ＣＰＥ２は、セル内で自由に送信する権限をＢＳ１によって与えられた後で、セル内で自由に送信することができる。８０２．２２のセル３(又は、単に、セル)は、全体的に、１つの８０２．２２のＢＳ１と、この８０２．２２のＢＳ１に関連付けられ且つ制御されるゼロ以上の８０２．２２のＣＰＥ２とによって形成されていると定義される。８０２．２２のＢＳ１からの送信信号が、関連付けられている８０２．２２のＣＰＥ２によって、所定の最低の信号対雑音比（signal to noise ratio, SNR）の信号品質で受信されることが可能な地点まで、この受信可能エリアは広がっている。
【００２８】
ＢＳ１のこれまでの役割に加えて、８０２．２２のシステムは、スペクトルマネージャ(ＳＭ)と呼ばれるエンティティを含み、ＳＭは、幾つかの特有の特徴を更に管理する。幾つかの特有の特徴は、例えば、分散感知（distributed sensing）、従来のデータベースサービスへのアクセス、調整領域別のポリシー、チャネルのセットの管理、チャネルの移動又はスペクトルの移動性、従来の保護、自己共存、資源の割り振り、静止期間のスケジューリング、等である。例えば、分散感知の特徴は、適切な従来の保護を保証する必要があり、ＢＳ１によって管理される。ＢＳ１は、様々なＣＰＥ２に、異なる通信チャネルの分散測定を行なって、チャネルが使用中であるかどうかを決定するように命令する。ＢＳ１は、受信したフィードバックに基づいて、何らかの措置をとるべきであれば、どの措置を取るべきかを決める。更に、ＳＭは、送信アンテナの高さと、送信電力と共に、様々な加入者のジオロケーションを、従来のデータベースサービスに提供することに責任を担う。そして次に、従来のデータベースサービスは、特定の８０２．２２のＷＲＡＮシステムに対する利用可能なチャネルのリストを決定し、それをＢＳのＳＭに提供する。
【００２９】
ＳＭは、スペクトルの主要なユーザが有害な干渉を経験しないことを保証することに責任を担う。この目的のために、ＳＭは、情報を従来のデータベースサービスに連続的に提供し、データベースサービスからの利用可能なチャネルのリストをリフレッシュし、動作チャネルである特定の利用可能なチャネルを選択し、他の利用可能なチャネルをバックアップ又は候補チャネルとして確保し、加入者の位置を追跡し、加入者が、その現在の位置において、その特定のチャネルで動作できることを保証する。更に、ＳＭは、スペクトル感知を必要とする調整領域におけるスペクトル感知に対する静止期間をスケジュールすることに責任を担う。ＳＭは、様々な加入者／センサから感知情報を集めて、主要な又は従来のユーザがそのチャネルにおいて見付けられるかどうかを決定することに責任を担う。ある特定の場合に、ＳＭは、更に、コグニティブセキュリティ機能を行なう。コグニティブセキュリティ機能は、例えば、信号のタイプ(例えば、信号の分類)を決定することと、信号を認証して、疑似警報又はサービス妨害攻撃（Denial of Service attack）でないことを保証することである。信号が検出された場合に、ＳＭは、１つ以上のセンサからより多くの感知測定が必要であるかどうかを決定し、ＳＭは追加の静止期間をスケジュールする。ＳＭは、データベース、スペクトル感知、等からの集められた情報と、調整領域別のポリシーとに基づいて、１以上の加入者又はネットワークの全体のために、バックアップチャネルへのチャネル移動が必要であるかどうかを決定する。ＳＭは、バックアップチャネルへのチャネル移動の要請を発行するか、コグニティブ無線ネットワークを共存モードに移行させるか、或いは主要なユーザ又は従来のものが何らかの干渉を経験しないように、ネットワークがシャットダウンすることを保証する。
【００３０】
更に、ＳＭは、ネットワーク管理システムとインターフェイスすることに責任を担う。例えば、ネットワーク管理システムは、利用可能なチャネルの所定のセットから、１つのサブセットのみを、所定のネットワークに割り振ることに決めるかもしれない。
【００３１】
ＳＭは、ネットワーク共存マネージャ（Network Co-Existence Manager）と更にインターフェイスし得る。ネットワーク共存マネージャは、異なる組のネットワークであって、それらの全てが所定のスペクトルを使用したいネットワーク間で、利用可能なスペクトルの時間及び周波数を公平に分配することに責任を担う。
【００３２】
他の既存のＩＥＥＥ８０２の標準規格と比較して、８０２．２２ＷＲＡＮの別の際立った特徴は、ＢＳの受信可能範囲である。電力を問題にしないならば、ＢＳの受信可能範囲を１００ｋｍまで伸ばすことができる(現在の指定受信可能範囲は、４ワットの等価等方放射電力（Equivalent isotropically radiated power, EIRP）で、３３ｋｍである)。図２に示されているように、ＷＲＡＮは、これまでのネットワークよりもはるかに大きな受信可能範囲を有する。これは、主として、ＴＶの周波数帯の好ましい伝搬特性とより高い電力とによる。この拡張された受信可能範囲は、特有の技術的課題と機会とを提供する。
【００３３】
８０２．２２のエアーインターフェイスに対する重要な１つの条件は、フレキシビリティと適応性である。その理由は、従来のデバイスが保護されなければならないスペクトルで、８０２．２２が動作するからである。８０２．２２のシステムはライセンスを受けずに動作でき、ＢＳは大きなエリアにサービスするので、図１に示されているような、部分的に重なり合った８０２．２２のネットワーク間の同じ場所に位置する８０２．２２の複数のセルの自己共存（self-coexistence）は、図３に示されているような、従来のものとの共存（coexistence）と同様に、最も重要である。従来のものとの共存は、正確で高速のスペクトルの感知と、測定と、検出アルゴリズムと、スペクトルの管理とによって達成される。これは、ＣＰＥとＢＳとによって行なわれる。従って、これらの技術により、フレキシビリティと適応性は非常に高くなる。ＰＨＹユニットと媒体アクセス制御装置(medium-access controller, MAC)は、共存の問題に対処するために、このフレキシビリティと適応性とをサポートするように設計されている。
【００３４】
図４は、時間と周波数とについての、従来のものによるチャネルの占有の例示的なパターンを示している。この図に示されているように、ＣＰＥによる送信の機会(即ち、チャネルが空である時間)は、ランダムな挙動（random behavior）をしばしば経験する。ランダムな挙動は、ＭＡＣとＰＨＹとの両者の設計に影響を及ぼす。ＷＲＡＮの適用には、恐らく可変のスループットで可変数のユーザをサポートするダウンストリームにおけるフレキシビリティが必要である。更に、ＷＲＡＮは、アップストリームにおける多重アクセスをサポートする必要がある。マルチキャリア変調技術は、信号の時間と周波数の領域の両者を制御できるので、マルチキャリア変調技術は、この点に関して非常にフレキシブルである。マルチキャリア変調技術は、例えば、直交周波数分割多重化／直交周波数分割多重アクセス（Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDM/OFDMA）である。これは、二次元(時間と周波数)のスロットを定めて、両方向で送信されるサービスを、これらのスロットのサブセットにマップする機会を提供する。現在の８０２．２２のドラフトは、幾つかの技術的改良、例えばチャネルボンディング（channel bonding）を備えた、ダウンストリームリンク及びアップストリームリンクに対するＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ変調に基づく。ＷＲＡＮは、一般に長い遅延拡散(大きな地域又は大都市エリアにおいて２５ｕｓ乃至５０ｕｓまで)によって特徴付けられる。このため、約４０ｕｓのサイクリックプレフィックス（cyclic prefix）を使用する必要があり得る。サイクリックプレフィックスによるオーバーヘッドの影響を弱め、更に、長い遅延拡散と、ＲＦフィルタのマスク（RF filter Mask）によって課される他の何らかの調整条件とを緩和するために、およそ２Ｋの搬送波を１本のチャネルで使用することができる。
【００３５】
更に、８０２．２２のＰＨＹは、変調と符号化とに関して、高いフレキシビリティを提供すべきである。例えば、図１のシナリオを検討する。図１において、ＣＰＥは、ＢＳから様々な距離に配置され得るので、異なる信号対雑音比(ＳＮＲ)の品質を経験し得る。この問題を克服し、システムの効率を改善するために、ＢＳは、少なくともＣＰＥ毎に、帯域幅と、変調と、符号化とを、ダイナミックに調節できるべきである。ＯＦＤＭＡは、ＣＰＥの条件に合うように、副搬送波を効率的に割り振ることができるので、ＯＦＤＭＡは、これらの目標を達成するのに良く適している。加入者を４８本のサブチャネルに分けてもよく、変調方式、例えば、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、６４ＱＡＭと、畳み込み符号化とを使用できることが、当業者に分かるであろう。これは、サブチャネル当たりに数Ｋｂｐｓから始まって、チャネル当たりに１９Ｍｂｐｓまでのデータレートを提供する。これは、十分なフレキシビリティを提供するはずである。
【００３６】
コグニティブ無線システムは、従来のものに対して有害な干渉を引き起こさないように時間と周波数とにおいてマッピングを行なうＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡのような高度な物理層の移送技術を使用して実施され得る。又は、コグニティブ無線システムは、他の方式を使用してもよい。他の方式は、例えば、符号分割多重アクセス(Code Division Multiple Access, CDMA)、直接シーケンススペクトル拡散(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)、シングルキャリア、周波数ホッピングスペクトル拡散(Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS)、等である。更に、全てのサブキャリアを１本のテレビジョン周波数チャネルに連続的に割り振って、主要な又は従来のシステムに対して干渉を引き起こすある程度の可能性があるならば、システムが別のチャネルに移動するように、コグニティブ無線システムは実施され得る。
【００３７】
コグニティブ無線システムは、従来のものに対して有害な干渉を引き起こさないように時間と周波数とにおいてマッピングを行なうＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡのような高度な物理層の移送技術を使用して実施され得る。更に、コグニティブ無線システムは、他の方式を使用してもよい。他の方式は、例えば、符号分割多重アクセス(Code Division Multiple Access, CDMA)、直接シーケンススペクトル拡散(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)、シングルキャリア、周波数ホッピングスペクトル拡散(Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS)、等である。更に、全てのサブキャリアを１本のテレビジョン周波数チャネルに連続的に割り振って、主要な又は従来のシステムに対して干渉を引き起こすある程度の可能性があるならば、システムが別のチャネルに移動するように、コグニティブ無線システムは実施され得る。
【００３８】
より広い帯域幅が、周波数選択性フェージング（frequency-selective fading）の影響を弱め、周波数選択性フェージングのチャネル環境において更なる周波数ダイバーシティを提供することは、当業者に周知である。更に、より広い帯域幅は、より大きなキャパシティを提供する。従って、スペクトルが利用可能である場合は必ず、より広い帯域幅のシステムを使用するのが有益である。このような利用可能なより広いスペクトルを使用して、データレートと距離との兼ね合いをとることができる。例えば、ＢＳにより近いデバイスは、大きなキャパシティを有することができ、一方で、遠くのデバイスは、マルチパスダイバーシティと、より大きな送信及び受信電力とから恩恵を得ることができる。更に、隣接チャネルを統合することによるチャネルボンディングを使用してもよい。チャネルボンディングは、この条件を満たすことを可能にする。２つのチャネルボンディング方式がある。即ち、隣接チャネルのボンディングと、非隣接チャネルのボンディングである。
【００３９】
図５は、無線機５０２のシステム５００を示している。このシステムの無線機５０２は、ワイヤレスネットワークの４つの異なるノード１−４を表わしている。このシステム５００のノード１と、２と、４を形成している無線機５０２は、非ＤＳＡ無線機５０８と、構成及び監視(configuration & monitoring, C&M)ロジック５０６と、アンテナ５１０に関連付けられたスペクトル感知ロジック５０４とを含んでいる。ノード１−４は、非コグニティブ無線機２０８に接続された１台以上のコンピュータ５１１(例えば、ラップトップ)をオプションで更に含み得る。Ｃ＆Ｍロジック５０６は、一般的記述のブロック（generic description block）であり、ある特定の場合に、これは、スペクトル感知オートマトン(Spectrum Sensing Automaton, SSA)と称され得る。
【００４０】
ここで使用されている「ロジック」は、１つ（又は複数）の機能又は１つ（又は複数）の動作を行なうために、並びに／或いは、別のロジック、方法、及び／又はシステムから機能又は動作を行わせるために、ハードウェア、ファームウェア、マシンに記憶されている又はマシンで実行される命令、並びに／或いは各々の組み合わせを含むが、これらに制限されない。ロジックは、ソフトウェアで制御されるマイクロプロセッサ、ディスクリートロジック(例えば、ＡＳＩＣ)、アナログ回路、ディジタル回路、プログラムされたロジックデバイス、命令を含んでいるメモリデバイス、等を含み得る。ロジックは、少なくとも１つの回路、１つ以上のゲート、ゲートの組み合わせ、又は他の回路コンポーネントを含み得る。複数の論理的ロジックが記載されている場合に、複数の論理的ロジックを１つの物理的ロジックに組み込むことが可能であり得る。同様に、１つの論理的ロジックが記載されている場合に、その１つの論理的ロジックを複数の物理的ロジックに分散させることが可能であり得る。
【００４１】
スペクトル感知ロジック５０４は、そのアンテナ５１０によって捕捉された周波数データを監視し、どのチャネル及び／又は周波数が使用されているか又は使用されていないかを、Ｃ＆Ｍロジック５０６に報告する。Ｃ＆Ｍロジック５０６は、この情報を、ノード１−４のうちの１つであって、スペクトルマネージャ(ＳＭ)を含み得る基地局又は制御ノードとして働くものに報告する。スペクトル感知ロジック５０４と、Ｃ＆Ｍロジック５０６は、他のコグニティブ無線機能、例えば、８０２．２２の標準規格に記載されている機能を行なうことができる。図５では、ノード４のＣ＆Ｍロジック５０６は、ＳＭとして働き得る。システム５００の１つの構成では、ＳＭとして働かない他のノード１−３は、マスタ−スレーブ関係にあるＳＭに報告し、そのＳＭによって制御される。
【００４２】
ＳＭは、システム５００のコグニティブエンジンとして働くことができる。ＳＭは、ノード１−３の各々からのスペクトル感知情報と無線リンク統計とを監視し、無線ネットワークに対する周波数帯域幅(ＢＷ)又は電力の変更が必要であるかどうかを決める。ＳＭは、ＳＭに関連付けられた専用のＩＰアドレスを有し得るので、ＳＭは、ノード１−４のうちの何れかに存在し得るが、ポイントツウマルチポイント(Point to Multi-Point, PMP)のネットワークトポロジでは、ＳＭは制御ノード(Control Node, CN)に存在する可能性が高い。
【００４３】
図６−１３に示されている状態機械とフローチャートとを参照することにより、ＳＭによって実行される様々な動作と手続きをより良く理解することができる。説明を単純にするために、図示されている方法は、一連のブロックとして示され且つ説明されているが、幾つかのブロックを、示され且つ説明されている順序と異なる順序で、及び／又は、他のブロックと同時に行なうことができるので、この方法は、ブロックの順序によって制限されないことが分かるであろう。更に、例示的な方法を実施するために、図示されているブロックが全て必要とされる訳ではない。ブロックを組み合わせてもよく、又は複数のコンポーネントに分けてもよい。更に、追加及び／又は代わりの方法は、図示されていない追加のブロックを用いることができる。
【００４４】
図１３は、ＳＭがコグニティブ無線ネットワークにおける様々なプロセスとどのようにインターフェイスするかを示している。この図は、ＳＭと様々なプロセスとの間の論理的な接続を示している。多くの場合に、物理的接続は、ワイヤレス接続、ケーブル、光ファイバ、又はこれらの組み合わせによって行なわれ得る。スペクトルマネージャの機能のうちの幾つかは、以下の通りである。
【００４５】
１．適法の従来のデータベースサービスへのアクセスの保証。
【００４６】
２．チャネルのセットの管理−利用可能なチャネルと、許可されない（disallowed）チャネルと、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストの維持。
【００４７】
３．調整領域依存ポリシー（regulatory domain dependent policy）とポリシーの判断とに対するインターフェイス（即ち、より高水準の言語のポリシー構造から機械読み出し可能なコードへの変換）。
【００４８】
４．加入者のジオロケーション。
【００４９】
５．加入者の登録及びトラッキング。
【００５０】
６．資源の割り振りとスケジューリング。
【００５１】
７．スペクトル感知オートマトンとスペクトル感知機能とに対するインターフェイス。
【００５２】
８．ネットワーク管理システムに対するインターフェイス。
【００５３】
９．ネットワーク共存マネージャに対するインターフェイス。
【００５４】
１０．コグニティブセキュリティ機能、例えば、信号の認証と、協調的な感知と、情報の融合と、意思決定との実施。
【００５５】
１１．静止期間のスケジューリング。
【００５６】
１２．チャネルの移動が必要であるかどうか、どのチャネルに移動するか、等の決定。
【００５７】
図１４は、スペクトル感知オートマトンのための状態機械の図を示している。ＳＭは、ＩＥＥＥ８０２．２２のネットワークのノードに存在するＳＳＡに論理的にインターフェイスしている。
【００５８】
図６を参照すると、例示的なスペクトルマネージャ(ＳＭ)の状態機械の図６００が示され記載されている。ネットワーク初期化状態中において、ＳＭの主要な責任は、動作チャネルを見付けることであるだろう。ＳＭの状態機械は、２つの主要な動作状態を有し、ネットワーク初期化時におけるＳＭ６０２と、ネットワークの動作時におけるＳＭ６０４を有する。ネットワーク初期化時におけるＳＭのタイマ(ＴＷａｉｔ Ｂｅｆｏｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｖｅ)は、デフォルトで１０ｍｓに設定されるであろう。８０２．２２のドラフトの標準規格に記載されているように、ＴＷａｉｔ Ｂｅｆｏｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｖｅは、ＢＳが第１のバックアップチャネルに移動するまでの待ち時間である。これを使用して、ＢＳが第１のバックアップチャネルに動作を切り替える前に、全てのＣＰＥがバックアップチャネルに移動する準備ができていることを確かめる。しかしながら、他の調整領域の条件に従って、このタイマの値は構成可能であるだろう。ネットワーク初期化状態中において、ＳＭの主要な責任は、動作チャネルを見付けることであるだろう。
【００５９】
タイマＴＷａｉｔ Ｂｅｆｏｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｖｅが切れると、ＳＭは、手続きＳＭ Ｆｉｎｄ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌを実行するであろう。動作チャネルを見付けるために含まれる様々なタスクは、図７に示されている。動作チャネルを見付けるタスクは、従来のデータベースにアクセスして利用可能なチャネルのリストを取得することと、近隣の８０２．２２のシステムを発見することと、静止期間の同期化とスケジューリングをすることと、主要なユーザの信号の感知を開始することと、から成るであろう。
【００６０】
７０２において、ＳＭは、バックアップチャネルが利用可能であるかどうかを決定する。バックアップチャネルが利用可能であるならば、７２６において、ＳＭは、スペクトルエチケットを使用して、新しい動作チャネルを選択することができる。ＳＭは、ＩＥＥＥ８０２．２２のドラフトＶＤ３．０の標準規格のセクション１０．２．３．２(ここでは、セクションの参照は全てこの標準規格に関する)に記載されているスペクトルエチケットに基づいて、動作チャネルを選択することができる。次に、７２８において、ＳＭは、チャネルの候補と、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新し、手続きＥｓｔａｂｌｉｓｈ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ネットワークを設定する）を通常モード（Normal Mode）で実行する。手続きＥｓｔａｂｌｉｓｈ  Ｎｅｔｗｏｒｋは、後述で更に説明する。
【００６１】
バックアップチャネルが利用可能でないならば、７０３において、ＳＭは、タイマＴＮｏＤＢ．を設定するであろう。タイマＴＮｏＤＢは、データベースサービスにアクセスせずに、ライセンスを受けていない帯域で、ＷＲＡＮサービスを行なうことができる最長時間を示す。タイマの値は、最初に米国の調整領域とクラスに設定され得るが、タイマの値は、他の調整領域の条件に従って構成可能であり得る。従来のデータベースサービスが見付かる前に、タイマＴＮｏＤＢが切れると、ＳＭのフローは、７１０において、そのシナリオのために定められたポリシーを実行することになる。例えば、ＳＭは、基地局に、それに関連付けられているＣＰＥの登録を取り消し、且つデータベースサービスが利用可能になるまで、それ自身の動作を終了するように命令できる。
【００６２】
ＴＮｏＤＢがタイムアウトになる前に、ＳＭは、最初に、ブロック７０４と７０８とによって示されているように、利用可能なチャネルのリストを見付けるために、従来のデータベースサービスに繰り返しアクセスする。従来のデータベースサービスが見付かった場合に、ＳＭは、幾つかの動作を行なうことができる。例えば、ＳＭは、７１２において、データベースサービスからのチャネルのリストを更新し、更に、７１２において、ＴＮｏＤＢのタイマをリセットすることができる。７１４において、ＳＭは、近隣の８０２．２２のシステムを発見し、それらの静止期間のスケジュールを決定することができる。次に、７１６において、ＳＭは、接続されたスペクトル感知オートマトンに対する静止期間をスケジュールすることができる。次に、７１８において、ＳＭは、スペクトル感知オートマトンに、初期化状態に入って、利用可能なチャネルのサブセットとして候補チャネルのリストを見付けるように命令することができる。７２０において、ＳＭは、適切なスペクトル感知を行なって、候補チャネルのリストをバックアップチャネルに変換する。候補チャネルは、バックアップチャネルになるであろう。バックアップチャネルは、ＩＥＥＥ８０２．２２のドラフトＶＤ３．０の標準規格のセクション１０．２．３に特定されている状態遷移図に基づいて、動作チャネルになるであろう。
【００６３】
手続き７００は、７２２において、１本以上の排他的なバックチャネルが見付かったかどうかを決定する。１本以上の排他的なバックアップチャネルが利用可能である場合に、７２６において、ＳＭは、スペクトルエチケットを使用して、動作チャネルを選択する。スペクトルエチケットは、ＩＥＥＥ ８０２．２２のドラフトＶＤ７．０の標準規格のセクション６．２２．３．１に記載されているように決定され得る。次に、７２８において、ＳＭは、手続きＥｓｔａｂｌｉｓｈ  ｔｈｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ネットワークを設定）を実行して、ネットワーク動作状態のスペクトルマネージャに対する図７のＳＭの状態機械に移って、タイマＴＲｅｆｒｅｓｈ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｉｎｆｏを約１時間のデフォルト値に設定することができる。このタイマの値は、必要に応じて、他の調整領域の条件に従って構成可能であるだろう。
【００６４】
ブロック７２２において、排他的なバックアップチャネルが見付からない場合は、７２４において、ＳＭは、自己共存モードに入るかどうかを決定する。共存モードが利用可能である場合は、７３０において、ＳＭは、資源を共有する自己共存機構を使用する。更に、７３２において、ＳＭは、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新し、手続きＥｓｔａｂｌｉｓｈ  Ｎｅｔｗｏｒｋを共存モードで実行する。自己共存機構は、ＩＥＥＥ ８０２．２２のドラフトＶＤ７．０の標準規格のセクション６．２２．３に記載されている。共存モードが利用可能でない場合は、ＳＭは、ブロック７０３に戻り、従来のデータベースサービスに再アクセスし始める前に、タイマＴＮｏＤＢを設定する。
【００６５】
図８は、手続きＳＭ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈ Ｎｅｔｗｏｒｋ８００のフローチャートを示している。最初に、８０２において、ＳＭは、ＢＳに、他の８０２．２２のシステムに同期するように命令する。８０４において、通常の動作モードが利用可能であるかどうかを決定する。通常の動作モードが利用可能であるならば、８０６において、ＢＳは、識別された動作チャネルで送信を開始し、ＣＰＥがネットワークを加わるのを待つ。通常の動作モードが利用可能でないならば、８０８において、ＳＭは、手続きＳＭ Ｓｅｌｆ Ｃｏ Ｅｘｉｓｔａｎｃｅ Ｍｏｄｅを実行する。ＣＰＥの初期化動作と、登録動作と、手続きＳＭ Ｓｅｌｆ Ｃｏ Ｅｘｉｓｔａｎｃｅ Ｍｏｄｅは、セクション６．１６．２と、６．１６．２．１０と、６．２２．３とにそれぞれ記載されている。
【００６６】
図９は、手続きＳＭ Ｎｅｗ ＣＰＥ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎのフローチャート９００を示している。ＢＳに登録していない新しいＣＰＥは、ＢＳに登録要求をする必要がある。９０２において、ＳＭは、ＣＰＥがＢＳに登録したかどうかを決定する。ＣＰＥがＢＳに登録したならば、９１２において、ＳＭは、ＣＰＥの位置が変わったかどうかを決定する。位置が変わっていないならば、９２６において、ＳＭは、ＣＰＥがネットワークに登録することを可能にし、９２８において、ＳＭは、従来のデータベースサービスからの情報に基づいて、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新する。
【００６７】
ＣＰＥが以前に登録していないか、又はＣＰＥの位置が変わったならば、９０４において、ＴＮｏＤＢのタイマを設定する。タイマを設定した後で、９０６において、ＳＭは、従来のデータベースサービスにアクセスし、現在の動作チャネルがＣＰＥの位置で利用可能であるかどうかを確認する。次に、ＳＭは、９０８において、従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定する。従来のデータベースサービスが見付からないならば、ＴＮｏＤＢのタイマがタイムアウトになっていなければ、９０５において、ＳＭは、再び、従来のデータベースサービスに再アクセスする。タイマがタイムアウトになっているならば、９０８において、ＳＭは、そのシナリオに対するポリシーを実行する。例えば、１つのポリシーは、基地局に、それに関連付けられているＣＰＥの登録を取り消し、且つデータベースサービスが利用可能になるまでそれ自身の動作を終了するように命令することを、ＳＭに要求し得る。
【００６８】
従来のデータベースサービスが見付かった場合は、９１０において、ＳＭは、データベースサービスからの利用可能なチャネルの位置別リストを更新し、ＴＮｏＤＢのタイマをリセットする。次に、９１４において、ＳＭは、現在の動作チャネルがＣＰＥの位置で利用可能であるかどうかを決定する。現在の動作チャネルがＣＰＥの位置で利用可能でないならば、９１８において、ＳＭは、その状況に対して定められたポリシーを実行する。例えば、チャネルが最早利用可能でないならば、チャネルの切り替えを開始することができる。その代わりに、チャネルが直ぐに利用可能でなくなると決定されたならば、ＳＭは、優先順位の最も高いバックアップチャネルへの移動を開始することができる。
【００６９】
現在のチャネルがＣＰＥの位置で利用可能である場合は、９２０において、ＳＭは、ＣＰＥがサポートするセキュリティスーツとそのスペクトル感知の能力を確認する。９２２において、ＳＭは、セキュリティスーツとスペクトル感知が許容可能であるかどうかを決定する。現在の占有されているチャネルがＣＰＥの位置で利用可能でないか、又はＣＰＥの能力が要求に満たないことが、ＳＭに分かると、９２４において、ＳＭは、ＣＰＥがネットワークに登録するのを妨げることを選択する。さもなければ、フローは９２６に進んで、ＣＰＥがネットワークに登録することを可能にする。
【００７０】
図１０は、手続きＳＭ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｕｐｄａｔｅ１０００についてのフローチャートを示している。タイマＴＲｅｆｒｅｓｈ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｉｎｆｏが切れた際に、ＳＭは、１００２において、このタイマをリセットすることによって、更に、１００４において、タイマＴＮｏＤＢを設定することによって、手続きＳＭ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｕｐｄａｔｅの実行を開始する。タイマを設定した後で、ＳＭは、１００６において、従来のデータベースサービスにアクセスし、現在の動作チャネルがＣＰＥの位置で利用可能であるかどうかを確認する。次に、１００８において、ＳＭは、従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定する。従来のデータベースサービスが見付からないならば、ＴＮｏＤＢのタイマがタイムアウトになっていなければ、１００６において、ＳＭは、再び従来のデータベースサービスに再アクセスする。タイマがタイムアウトになっているならば、１０１０において、ＳＭは、そのシナリオに対するポリシーを実行する。例えば、ＳＭは、基地局に、それに関連付けられているＣＰＥの登録を取り消し、且つデータベースサービスが利用可能になるまで、それ自身の動作を終了するように命令することができる。
【００７１】
従来のデータベースが見付かった場合は、１０１２において、ＳＭは、利用可能なチャネルのリストを更新し、ＴＮｏＤＢのタイマをリセットする。１０１４において、ＳＭは、それ自身とその全てのＣＰＥとに対して、現在の動作チャネルが利用可能であることを確認する。ＢＳと、全てのそれに関連付けられているＣＰＥとに対して、現在の動作チャネルが利用可能であるならば、ＢＳは、既存の動作チャネルで動作し続け、１０１８において、従来のデータベースサービスからの情報に基づいて、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新する。
【００７２】
ＢＳか、又はそのＣＰＥのうちの１つ以上に対して、現在の動作チャネルが利用可能でないならば、１０１６において、ＳＭは、適切なポリシーを実行する。例えば、チャネルが最早利用可能でないならば、チャネルの切り替えを開始することができる。その代わりに、チャネルが直ぐに利用可能でなくなると決定されたならば、ＳＭは、優先順位の最も高いバックアップチャネルへの移動を開始することができる。
【００７３】
図１１は、手続きＤｅｔｅｒｍｉｎｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｔｙｐｅ Ｅｘｅｃｕｔｅ Ｐｏｌｉｃｉｅｓ中のＳＭの動作１１００を示している。ＢＳのスペクトル感知オートマトンか、又はそのＣＰＥの１つ以上のスペクトル感知オートマトンを通じて、信号が検出されたことが通知された場合は、ＳＭは、通常、この手続きを実行する。
【００７４】
信号が検出されると、ＳＭは、検出された信号のタイプを見付けることを試みるであろう。信号のタイプに基づいて、ＳＭは、セクション９．２．５のスペクトルマネージャのポリシーに特定されているポリシーを実行するであろう。手続き１１００は、１１０２において、Ｎ、Ｎ＋１、又はＮ−１のチャネルにおいて従来のものが検出されたかどうかを決定することによって開始する。従来のものが検出されたならば、１１０４において、タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ ｓｉｇｎａｌを１秒に設定し、さもなければ、１１０６において、タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ ｓｉｇｎａｌを６秒に設定する。
【００７５】
次に、１１０８において、ＳＭは、帯域幅、サイクル周波数、等のような特徴に基づいて、検出された信号のタイプを決定することを試みて、追加の感知測定を行なうことができる。追加の感知測定は、ＢＬＭ−ＲＥＱメッセージを使用することができる。１１１０において、ＳＭは、それが信号のタイプを見付けたかどうかを決定する。信号のタイプが決定されていないならば、フローはブロック１１０８に戻って、信号のタイプを決定しようとし続ける。信号のタイプが決定される前に、ＴＮｏＤＢのタイマがタイムアウトになる場合は、ＳＭは、この状況に対処するポリシーを実行することになる。信号のタイプが決定される場合は、１１１４において、ＴＮｏＤＢのタイマがリセットされる。更に、１１１６において、ＳＭは、スペクトル感知情報に基づいて、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新し、１１１８において、このシナリオに対するポリシーを実行する。例えば、信号がワイヤレスマイクロホン又はＴＶ信号であるならば、信号に関する情報をログし、ローカルの規制条件に従って、信号を利用可能にする。
【００７６】
ＳＭがアイドルである(イベントが行われていない)間、ＳＭは、図１２に示されている手続きＳＭ Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ１２００を実行し得る。この手続きでは、１２０２において、ＳＭは、静止期間をスケジュールする。Ｎ、Ｎ＋１、及びＮ−１と、バックアップと、候補のチャネルに対して、静止期間をスケジュールすることができる。１２０４において、ＳＭは、ＣＰＥを識別し、感知の責任を、ＣＰＥの対応するＳＳＡ(アイドル時間中のＳＳＡの動作)に割り当てる。１２０６において、ＳＭは、(ＢＬＭ−ＲＥＰを通じて)スペクトル感知報告を集めることができる。ＳＭは、チャネル状態情報を維持し、様々なＣＰＥのリンク品質を維持し、１２０８において、リンクパラメータを監視する。リンクパラメータは、例えば、ＳＮＲ、ＲＳＳＩ、等である。この情報に少なくとも部分的に基づいて、１２１０において、ＳＭは、より良いバックアップチャネルが利用可能であるかどうかを決定できる。より良いバックアップチャネルが決定されたならば、１２１２において、ＳＭは、チャネルの切り替えを開始でき、さもなければ、フローはブロック１２０２に戻ることができる。
【００７７】
図１３−２２は、既に記載された手続きと追加の手続きとの他の実施形態を示している。
【００７８】
上述では、簡潔で、明確で、理解し易くするために、ある特定の用語が使用されている。説明の目的で、且つ広く解釈されることを意図して、このような用語を使用しているので、先行技術の要求を超える不要な制限は含まれていない。従って、本発明は、示され且つ説明されている特定の詳細と、代表的な実施形態と、説明に役立つ例とに制限されない。従って、本出願は、請求項の範囲内の変更と、修正と、バリエーションとを含むことを意図している。
【００７９】
更に、本発明の記載と説明は一例であって、本発明は、示されている又は記載されている詳細そのものに制限されない。「好ましい実施形態」、「実施形態」、「一例」、「例」、等の記載は、このように記載されている１つ（又は複数）の実施形態或いは１つ（又は複数）の例が、特定の特徴、構造、特性、特質、要素、又は制限を含み得るが、全ての実施形態又は例が、その特定の特徴、構造、特性、特質、要素、又は制限を必ずしも含んでいるとは限らないことを示している。更に、「好ましい実施形態では」との表現の反復的な使用は、同じ実施形態を指している場合もあるが、必ずしも同じ実施形態を指しているとは限らない。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]コグニティブ無線ネットワークにおいてスペクトルマネージャ(ＳＭ)を操作する方法であって、
動作チャネルが見付かったかどうかを決定する間には、前記スペクトルマネージャをネットワーク初期化状態で操作することと、
動作チャネルが見付かった場合に、前記スペクトルマネージャをネットワーク動作状態に移すことと、
前記動作チャネルよりも好適な特性を有するバックアップチャネルが見付かり、チャネルの移動が要求された場合に、前記スペクトルマネージャを前記ネットワーク初期化状態に移すことと、
を含む、方法。
[２]前記ＳＭが、従来のデータベースサービスへのアクセスをインターフェイスすることと、
前記ＳＭが、調整領域別のポリシーを適用することと、
前記ＳＭが、チャネルのセットの管理を行なうことと、
前記ＳＭが、チャネルの移動又はスペクトルの移動性を開始することと、
前記ＳＭが、従来の保護を行なうことと、
前記ＳＭが、自己共存モードを開始することと、
前記ＳＭが、資源の割り振りを行なうことと、
前記ＳＭが、ネットワーク管理システムとインターフェイスすることと、
前記ＳＭが、共存マネージャとインターフェイスすることと、
前記ＳＭが、静止期間を監視し、スケジュールすることと、
からなるグループのうちの１つ以上を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[３]前記ネットワーク初期化状態にある間に、動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することと、
幾つかの動作チャネルが利用可能である場合に、スペクトル感知エチケットを使用して、動作チャネルを選択することと、
ネットワークを通常の動作モードに設定することと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[４]候補チャネルと、動作チャネルと、バックアップチャネルとのリストを更新すること、
を更に含む、前記[３]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[５]動作チャネルが見付かった場合に、１本以上の排他的なバックアップチャネルが見付かったかどうかを決定することと、
排他的なバックアップチャネルが見付からない場合に、前記ネットワークが自己共存モードで動作し得るかどうかを決定することと、
排他的なバックアップチャネルが見付からず、且つ同じチャネルで動作することを望む他のコグニティブ無線ネットワークがある場合に、前記コグニティブ無線ネットワークを自己共存モードにすることと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[６]利用可能なチャネルのリストを見付けるために、従来のデータベースサービスにアクセスすることと、
従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定することと、
送信アンテナの高さと電力とからなるグループの１つ以上を含む情報と共に、加入者の
ジオロケーションの推定値を、前記従来のデータベースサービスに提供することと、
利用可能なチャネルのリストを前記従来のデータベースサービスから受信することと、
従来のデータベースサービスによって提供された利用可能なチャネルの前記リストから、動作チャネルを選択することと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[７]従来のデータベースサービスにアクセスする前に、タイマを設定することと、
前記タイマが切れる前に、前記従来のデータベースサービスが見付けることができなかった場合に、前記調整領域のポリシーに従うことと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[８]前記タイマが切れた場合に、基地局に、前記基地局に関連付けられている加入者の登録を取り消し、且つデータベースサービスが利用可能になるまで、前記基地局自身の動作を終了するように命令すること、
を更に含む、前記[７]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[９]前記従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルのリストを更新することと、
前記タイマをリセットすることと、
を更に含む、前記[７]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１０]従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、
様々な加入者の位置を、それらの送信及び受信アンテナの高さと、送信電力と共に、前記従来のデータベースサービスに提供することと、
前記従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルのリストを更新することと、
近隣のコグニティブ無線システムを発見することと、
近隣のコグニティブ無線システムの静止期間のスケジュールを発見することと、
接続されたスペクトル感知オートマトンに対する静止期間をスケジュールすることと、
接続されたスペクトル感知オートマトンに、初期化状態に移って、且つ利用可能なチャネルのサブセットである候補チャネルのリストを見付けるように命令することと、
スペクトルを感知して、候補を新しいバックアップチャネルに変換することと、
からなるグループの少なくとも１つ以上を行なうことと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１１]前記ネットワーク初期化状態にある間に、動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することと、
動作チャネルが利用可能でない場合に、従来のデータベースサービスを見付けることができるかどうかを決定することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、１本以上の排他的なバックアップチャネルが見付かるかどうかを決定することと、
１本以上の排他的なバックアップチャネルが見付かった場合に、スペクトル感知エチケットを使用して、動作チャネルを選択することと、
前記コグニティブ無線ネットワークを通常の動作モードに設定することと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１２]動作チャネルが利用可能である場合に、他のコグニティブ無線ネットワークに同期するように、基地局に命令することと、
前記動作チャネルが通常の動作モードに利用可能であるかどうかを決定することと、
前記動作チャネルが通常の動作モードに利用可能である場合に、前記動作チャネルで送信を開始するように、前記基地局に命令することと、
前記動作チャネルが利用可能でない場合に、自己共存モードで動作するように、前記基地局に命令することと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１３]顧客構内設備(ＣＰＥ)が、前記スペクトルマネージャに関連付けられている基地局(ＢＳ)に、以前に登録したかどうかを決定することと、
前記ＣＰＥが前記ＢＳに登録している場合に、前記ＣＰＥの位置が変わったかどうかを決定することと、
前記位置が変わっていない場合に、前記ＣＰＥが前記コグニティブ無線ネットワークに登録することを可能にすることと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１４]前記ＣＰＥが前記ＢＳに登録しているか、又は前記ＣＰＥの位置が変わった場合に、従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、前記データベースサービスからの利用可能なチャネルの位置別リストを更新することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、サポートされているＣＰＥのセキュリティスーツと、ＣＰＥのスペクトル感知の仕様とを確認することと、
前記ＣＰＥのセキュリティスーツと、前記ＣＰＥのスペクトル感知の仕様が、前記コグニティブワイヤレスネットワークによってサポートされているかを決定することと、
前記ＣＰＥのセキュリティスーツと、前記ＣＰＥのスペクトル感知の仕様が、サポートされている場合に、前記ＣＰＥが前記コグニティブワイヤレスネットワークに登録することを可能にすることと、
を更に含む、前記[１３]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１５]前記ＣＰＥのセキュリティスーツと、前記ＣＰＥのスペクトル感知の仕様が、サポートされていない場合に、前記ＣＰＥが前記コグニティブワイヤレスネットワークに登録することを可能にしないことと、
前記ＣＰＥのセキュリティスーツと、前記ＣＰＥのスペクトル感知の仕様が、サポートされていない場合に、前記従来のデータベースサービスに基づいて、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新することと、
を更に含む、前記[１４]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１６]リフレッシュデータベースタイマが切れたことを検出することと、
前記リフレッシュデータベースタイマが切れた場合に、
前記リフレッシュデータベースタイマをリセットすることと、
従来のデータベースサービスにアクセスすることと、
従来のデータベースサービスが見付かったかどうかを決定することと、
従来のデータベースサービスが見付かった場合に、前記従来のデータベースサービスからの利用可能なチャネルの位置別リストを更新することと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１７]前記リフレッシュデータベースタイマが切れた場合に、
前記スペクトルマネージャに関連付けられている基地局と、関連付けられているＣＰＥとに対して、前記動作チャネルが利用可能であるかどうかを決定することと、
前記スペクトルマネージャに関連付けられている基地局と、関連付けられているＣＰＥとに対して、前記動作チャネルが利用可能である場合に、前記従来のデータベースサービスに基づいて、候補チャネルと、バックアップチャネルと、動作チャネルとのリストを更新することと、
を更に含む、前記[１６]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１８]従来の信号を検出することと、
前記従来の信号の信号のタイプを決定できるかどうかを決定することと、
前記信号のタイプを決定できる場合に、前記信号のタイプを決定することと、
前記信号のタイプに少なくとも部分的に基づいて、８０２．２２のポリシーを実行することと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[１９]前記従来の信号を検出することは、
Ｎチャネル、Ｎ−１チャネル、又はＮ＋１チャネルにおいて、従来の信号を検出することと、
従来の信号が検出されない場合に、タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌを第１の閾値に設定することと、
従来の信号が検出された場合に、タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌを、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定することと、
を更に含み、
前記信号のタイプを決定することは、
タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌが切れていない間に、前記信号のタイプを決定することと、
タイマＴｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌがタイムアウトになっている場合に、前記Ｔｃｌａｓｓｉｆｙ  ｓｉｇｎａｌのタイムアウトに関連付けられたコグニティブ無線ポリシーを実行することと、
を更に含む、前記[１８]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[２０]前記動作チャネルよりも高い信号対雑音比(ＳＮＲ)を有するバックアップチャネルが見付かった場合に、前記スペクトルマネージャを前記ネットワーク初期化状態に移すことは、
前記ネットワーク動作状態である間と、イベントが発生していないアイドル状態である間とにおいて、より良いバックアップチャネルが利用可能であるかどうかを決定することと、
より良いバックアップチャネルが利用可能である場合に、チャネルの切り替えを開始することと、
を更に含む、前記[１]のスペクトルマネージャを操作する方法。
[２１]Ｎチャネルと、Ｎ−１チャネルと、Ｎ＋１チャネルと、バックアップチャネルと、候補チャネルとに対する静止期間をスケジュールすることと、
ＣＰＥを識別し、感知の責任を割り当てることと、
感知報告を集めることと、
信号対雑音比(ＳＮＲ)と受信信号強度表示(ＲＳＳＩ)とからなるグループからのパラメータを含む、前記識別されたＣＰＥの少なくとも１つのリンクパラメータを監視することと、
を更に含み、
より良いバックアップチャネルが利用可能であるかどうかを決定することが、前記感知報告と、前記ＳＮＲと、前記ＲＳＳＩとのうちの１つ以上に少なくとも部分的に基づく、
前記[２０]のスペクトルマネージャを操作する方法。
【図１】
0005859513.tif 000002
【図２】
0005859513.tif 000003
【図３】
0005859513.tif 000004
【図４】
0005859513.tif 000005
【図５】
0005859513.tif 000006
【図６】
0005859513.tif 000007
【図７】
0005859513.tif 000008
【図７Ａ】
0005859513.tif 000009
【図７Ｂ】
0005859513.tif 000010
【図８】
0005859513.tif 000011
【図９】
0005859513.tif 000012
【図９Ａ】
0005859513.tif 000013
【図９Ｂ】
0005859513.tif 000014
【図１０】
0005859513.tif 000015
【図１１】
0005859513.tif 000016
【図１２】
0005859513.tif 000017
【図１３】
0005859513.tif 000018
【図１４】
0005859513.tif 000019
【図１５】
0005859513.tif 000020
【図１５Ａ】
0005859513.tif 000021
【図１５Ｂ】
0005859513.tif 000022
【図１６】
0005859513.tif 000023
【図１７】
0005859513.tif 000024
【図１７Ａ】
0005859513.tif 000025
【図１７Ｂ】
0005859513.tif 000026
【図１８】
0005859513.tif 000027
【図１９】
0005859513.tif 000028
【図２０】
0005859513.tif 000029
【図２０Ａ】
0005859513.tif 000030
【図２０Ｂ】
0005859513.tif 000031
【図２１】
0005859513.tif 000032
【図２２】
0005859513.tif 000033