(57)【要約】  無線ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するための方法及び装置は、動作データの送信及び受信のために第１の候補チャネルに切替えることと、利用可能性について以前の動作チャネルを検知することと、以前の動作チャネルが利用可能であるかを判断することと、以前の動作チャネルが利用可能である場合に以前の動作チャネルに切替え戻すことと、動作データの送信及び受信のために候補チャネルを使用し続けること、動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに直ちに切替えること、ならびに、動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに所定時間後に切替えることのうちのいずれか１つと、を含めて説明される。
2009528767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するための方法であって、
動作データの送信及び受信のために第１の候補チャネルに切替えるステップと、
利用可能性に関して以前の動作チャネルを検知するステップと、
前記以前の動作チャネルが利用可能であるかどうかを判断するステップと、
前記以前の動作チャネルが利用可能である場合、前記以前の動作チャネルに切替え戻すステップと、
動作データの送信及び受信のために前記候補チャネルを使用し続けるステップ、動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに直ちに切替えるステップ、ならびに、動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルに所定時間後に切替えるステップのうち、いずれか１つのステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記候補チャネル上で前記以前の動作チャネルのためのチャネル検知報告を受信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
切替及び検知の制御メッセージを送信するステップと、
利用可能性に関して前記第１の候補チャネルを検知するステップと、
前記第１の候補チャネルが利用可能であるかどうかを判断するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の候補チャネルが利用可能でない場合、
切替取消制御メッセージを送信するステップと、
第２の候補チャネルを選択するステップと、
動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルに切替えるステップと、前記以前の動作チャネルを検知するために沈黙時間をスケジュールするステップと、のいずれか１つを実行することによって、前記以前の動作チャネルを検知するステップを可能にするステップと、
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記以前の動作チャネルが利用可能でない場合、前記以前の動作チャネルに切替え戻すステップを取り消すために切替取消制御メッセージを送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の候補チャネルを検知する前記ステップが、チャネル切替開始時間に始まり、チャネル切替処理時間を通して続く、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の候補チャネルに切替える前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間を加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記以前の動作チャネルを検知する前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とを加えた時間に始まり、チャネル検知継続時間を通して続く、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記以前の動作チャネルに切替え戻す前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とチャネル検知継続時間とを加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
動作データの送信及び受信のために前記候補チャネルを使用し続けるステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とチャネル検知継続時間とを加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに直ちに切替える前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とチャネル検知継続時間とを加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルに所定時間後に切替える前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とチャネル検知継続時間とを加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記切替取消制御メッセージを送信する前記ステップが、チャネル切替処理時間中に実行される、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
前記切替取消制御メッセージの前記送信ステップが、チャネル検知継続時間中に実行される、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップが、切替及び検知の制御メッセージによって、開始され及び制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記切替取消制御メッセージが、以前に送信された前記切替及び検知の制御メッセージと、以前に送信された前記切替及び検知の制御メッセージから生じる実行されていないすべてのステップと、を取り消す、請求項４に記載の方法。
【請求項１７】
前記切替取消制御メッセージが、前記以前の動作チャネルに切替え戻す前記ステップを取り消す、請求項５に記載の方法。
【請求項１８】
無線ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するための装置であって、
動作データの送信及び受信のために第１の候補チャネルに切替えるための手段と、
利用可能性に関して以前の動作チャネルを検知するための手段と、
前記以前の動作チャネルが利用可能であるかどうかを判断するための手段と、
前記以前の動作チャネルが利用可能である場合、前記以前の動作チャネルに切替え戻すための手段と、
動作データの送信及び受信のために前記候補チャネルを使用し続けるための手段、動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに直ちに切替えるための手段、ならびに、動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルに所定時間後に切替えるための手段のうち、いずれか１つの手段と、
を含む、前記装置。
【請求項１９】
前記候補チャネル上で前記以前の動作チャネルのためのチャネル検知報告を受信するための手段をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
切替及び検知の制御信号を送信するための手段と、
利用可能性に関して前記第１の候補チャネルを検知するための手段と、
前記第１の候補チャネルが利用可能であるかどうかを判断するための手段と、
をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の候補チャネルが利用可能でない場合、
切替取消制御信号を送信するための手段と、
第２の候補チャネルを選択するための手段と、
動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルに切替えるステップと、前記以前の動作チャネルを検知するために沈黙時間をスケジュールするステップと、のいずれか１つを実行することによって、前記以前の動作チャネルを検知するステップを可能にするための手段と、
をさらに含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記以前の動作チャネルが利用可能でない場合、前記以前の動作チャネルに切替え戻すステップを取り消すために切替取消制御信号を送信するための手段をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記手段が、切替及び検知の制御信号によって、開始され及び制御される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記切替取消制御信号が、以前に送信された前記切替及び検知の制御信号と、以前に送信された前記切替及び検知の制御信号から生じる実行されていないすべての動作と、を取り消す、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記切替取消制御信号が、前記以前の動作チャネルに切替え戻す前記ステップを取り消す、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
コグニティブ・ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するためのシステムであって、
チャネルを切替えるためのＲＦユニットと、
チャネル利用可能性を検知するための検知ユニットと、
前記検知ユニット及び前記ＲＦユニットを制御するための媒体アクセス制御ユニットと、
を含む、前記システム。
【請求項２７】
前記コグニティブ・ネットワークが地域無線ネットワークである、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記システムが、基地局とこれに関連する加入者宅内機器ユニットとを含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
前記基地局が前記関連する加入者宅内機器ユニットを制御する、請求項２８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コグニティブ無線ネットワーク（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ）に関し、特に、コグニティブ無線ネットワーク、例えば、地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｒｅｇｉｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）内のチャネル利用可能性を検知するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）では、基地局（ＢＳ:Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）及び関連する加入者宅内機器（ＣＰＥ：Ｃｕｓｔｏｍｅｒ  Ｐｒｅｍｉｓｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、その基地局及びＣＰＥによって現在使用されている動作周波数帯域／チャネル内の許可を受けた現存の（ｉｎｃｕｍｂｅｎｔ）ユーザ又はその他のＷＲＡＮシステムの存在を能動的に検出する。許可を受けた現存のユーザが検出された場合、ＷＲＡＮは現存のユーザとの干渉を避けるために他のチャネルに切替える必要がある。他のＷＲＡＮが検知された場合、ＷＲＡＮは、複数のＷＲＡＮ間の干渉を避けるためにさらに他のチャネルに切替えて、複数のＷＲＡＮがスペクトル内で共存することを可能にし得る。
【０００３】
ＷＲＡＮは、現存のＷＲＡＮ又は別のＷＲＡＮもやはり同じチャネル上で動作しているかどうかを検出／検知する目的で、動作（送信／受信）のために現在使用しているチャネル上での送信を停止する、すなわち、沈黙（ｑｕｉｅｔ）する必要がある。これは結果として、サービス／オペレーションの中断（ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ）と、ＷＲＡＮスループット内の低減と、を引き起こす。さらに、この処理は遅延をもたらし、ＢＳ／ＣＰＥは、沈黙／検知時間中にデータをバッファ（ｂｕｆｆｅｒ）する必要がある。
【０００４】
いくつかの提案では、沈黙時間は周期的にスケジューリングされる。ＷＲＡＮシステムは、沈黙時間にチャネルを検知する。この手法は、結果として、サービス中断をもたらす。ＷＲＡＮシステムは、沈黙時間中、データを送信することができない。データは基地局とＣＰＥとでバッファされなければならず、これは遅延とより高いバッファ要求とをもたらす。遅延は、音声用途及びビデオ用途など、リアルタイム・トラフィックによっては許容され得ない。
【０００５】
他の提案では、周期的なチャネル・ホッピングが使用された。この方式では、ＷＲＡＮは周期的にその動作チャネルを変更する。ＷＲＡＮが新しいチャネルにホップする場合、チャネル検知は古い動作チャネル上で実行することが可能である。この手法を用いて、ＷＲＡＮは、他のチャネルにホップする前に、固定時間中、ある１つのチャネル内で動作する。複数のチャネルを共有する複数のＷＲＡＮが存在する場合、この手法はチャネル・ホッピングのために複雑なスケジューリング方式を要求する。そうでない場合、２つ以上のＷＲＡＮは同じチャネルにホップすることが可能であり、これは周波数ホッピング期間の全体において、ＷＲＡＮ間で、衝突と干渉とを引き起こす可能性がある。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、ＷＲＡＮの送信動作を中断せずにチャネル利用可能性を検知／検出するための方法及び装置である。ＷＲＡＮはまず、現在動作チャネル（Ｃｕｒｒｅｎｔ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）（Ｃｏｐ）から（候補／バックアップ・チャネルのリストから選択された）他のチャネルに切替える。ＷＲＡＮは次いで、動作（送信／受信）のために候補チャネル（Ｃｃａ）を使用すると同時に、前の現在動作チャネル（Ｃｏｐ）を検知する。前の現在動作チャネル（Ｃｏｐ）が利用可能である（前の現在チャネル（Ｃｏｐ）を使用する、現存又はその他のＷＲＡＮは検知されなかった）と判断された場合、ＷＲＡＮは前の現在動作チャネル（Ｃｏｐ）に切替え戻す（ｓｗｉｔｃｈ  ｂａｃｋ）。
【０００７】
ＷＲＡＮはチャネルを周期的に走査して、許可を受けた現存のＷＲＡＮ及びその他のＷＲＡＮの存在を検出／検知する。許可を受けた現存のユーザが検出された場合、ＷＲＡＮは現存のユーザとの干渉を避けるために他のチャネルに切替える。その他のＷＲＡＮが検出された場合、ＷＲＡＮは、公平なリソース共有を可能にするような方法で、互いにもたらされた干渉を解決する。したがって、本発明によって解決される問題は、追加のバッファリング（ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ）の必要性を回避すると共に、現存のユーザ又はその他のＷＲＡＮとの干渉を回避し、同時に、遅延とサービス中断とを回避するような方法でチャネル検知を実行することである。
【０００８】
無線ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するための方法及び装置が説明され、該方法及び装置は、動作データの送信及び受信のために第１の候補チャネルに切替えることと、利用可能性について以前の動作チャネルを検知することと、以前の動作チャネルが利用可能であるかを判断することと、以前の動作チャネルが利用可能である場合、以前の動作チャネルに切替え戻すことと、動作データの送信及び受信のために候補チャネルを使用し続けること、動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに直ちに切替えること、及び、動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに所定時間後に切替えることのうちのいずれか１つと、を含む。また、チャネル切替えのためのＲＦユニットと、チャネル利用可能性を検知するための検知ユニットと、検知ユニット及びＲＦユニットを制御するための媒体アクセス制御ユニットと、を含む、コグニティブ・ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するためのシステムが説明される。
【０００９】
本発明は、添付の図面と共に読む場合、以下の詳細な説明から最もよく理解される。図面は以下で簡単に説明される添付の図面を含み、図面上では同様の番号は類似の要素を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ＶＨＦ／ＵＨＦ帯域内で占有されていないディジタルＴＶ（ＤＴＶ）スペクトルを利用するコグニティブ・ネットワークは、ＩＥＥＥ（ＩＥＥＥ８０２．２２）の後援で開発されている。このネットワークは、その地域的な受信可能範囲により、地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）と称される。このネットワークは、ＤＴＶ信号及び無線マイクロホン信号など、許可を受けた現存の信号にいかなる有害な干渉も引き起こすことはない。これに加え、このネットワークは、同じ地域で動作している複数のＷＲＡＮの共存をサポートする必要がある。
【００１１】
ＷＲＡＮ（基地局とその関連するＣＰＥ）がその現在動作チャネルを検知した場合、ＷＲＡＮは、現存のＷＲＡＮ又はその他のＷＲＡＮがこのチャネル上で動作するかどうかを検出するために、このチャネル上の送信を停止する（沈黙を保つ）必要がある。これは結果として、サービス／オペレーションの中断を引き起こし、ＷＲＡＮスループットを低減する。沈黙期間中、ＷＲＡＮシステムはデータを送信することができない。沈黙期間中、データは基地局とＣＰＥとでバッファされなければならず、これは遅延を引き起こし、要求されるバッファリングを増大させる。遅延は、音声用途及びビデオ用途など、リアルタイム・トラフィックに関しては許容され得ない。
【００１２】
本発明は、ＷＲＡＮの動作（送信／受信）を中断せずに、チャネル利用可能性を検知／検出するための方法及び装置である。本発明の方法及び装置は、ＷＲＡＮ基地局によって生成され、ＷＲＡＮ基地局によってその関連するＣＰＥユニットに送信される、切替及び検知の制御／管理・メッセージ／信号によって開始及び制御される。図１Ａは、地域無線ネットワークの概略図である。ＷＲＡＮは、ＷＲＡＮ基地局５が複数のＷＲＡＮ  ＣＰＥユニット１０ａ〜１０ｉと通信する固定地点−多地点ネットワークである。ＷＲＡＮの受信可能範囲内で、ＴＶ受信機１５ａ、１５ｂ及び無線マイクロホン・ユーザ２０など、現存のユーザが存在し得る。その地域内にはその他のＷＲＡＮ（図示せず）も存在し得る。図１Ｂに示されるように、ＷＲＡＮはまず、１０５で、その現在動作チャネル（Ｃｏｐ）から他の候補／バックアップ・チャネル（Ｃｃａ）に切替える。ＷＲＡＮは次いで、データの送信／受信のための候補チャネルを使用すると同時に、１１０で、以前の動作チャネル（前の現在動作チャネル（Ｃｏｐ））を検知する。１１５で、以前の動作チャネル（Ｃｏｐ）が動作するために利用可能である（現存のＷＲＡＮ及びその他のＷＲＡＮはＣｏｐを使用していない）と判断された場合、ＷＲＡＮは、１２０で、以前の動作チャネル（Ｃｏｐ）に切替え戻す。そうでない場合、１２５で、ＷＲＡＮは候補チャネル（Ｃｃａ）を使用し続け、或いは代替として、他のチャネルに直ちに切替える、もしくはその代わりに、所定の時間Ｔ中、候補チャネルを使用する。
【００１３】
ＷＲＡＮがチャネル内で動作している場合、ＷＲＡＮは現在動作チャネルだけでなく、その他のチャネルも検知する。チャネル検知結果に基づいて、現存のユーザ及びその他のＷＲＡＮによって使用されていないチャネルを含むバックアップ／候補チャネル・リストが生成／構築される。
【００１４】
図２Ａは、本発明の原理による、候補チャネル（Ｃｃａ）と現在動作チャネル（Ｃｏｐ）とが利用可能である場合の、チャネル検知手順と、基地局及び加入者宅内機器の間の信号送信と、を示すラダー図である。図２Ｂは、図２Ａに示された方法のタイミング図である。図２Ｂは、ラダー図の動作のいくつかを示し、動作のタイミングを明確にするタイミング図である。
【００１５】
図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、ＷＲＡＮの基地局がその現在動作チャネルＣｏｐを検知することを望む場合、基地局は、２０１で、すべての関連するＣＰＥユニットに（切替及び検知の制御メッセージ／信号と呼ばれる）制御／管理・メッセージ／信号を送る。各チャネル検知期間に対する制御／管理・メッセージ／信号は、メッセージＩＤと、チャネル切替開始時間と、チャネル切替処理時間と、検知処理時間と、検知継続期間と、候補動作チャネルＣｃａのＩＤと、を含む。チャネル切替開始時間２５０に、ＢＳとＣＰＥユニットとは、２０２で、現在動作チャネルＣｏｐ内で動作し続ける。チャネル切替処理時間２５５中、基地局とＣＰＥユニットとは、２０５ａ、２０５ｂで、候補動作チャネル（Ｃｃａ）を検知し始める。２１０で、チャネル切替開始時間２５０にチャネル切替処理時間２５５を加えた時間に、候補動作チャネルＣｃａが利用可能である（チャネル切替処理時間２５５中、現存のユーザ又は干渉が検出されない）場合、ＢＳとＣＰＥユニットとは２１５ａ、２１５ｂで、候補チャネルＣｃａに切替える。ＷＲＡＮは次いで、２２０で、候補チャネルＣｃａ上で動作（送信／受信）する。チャネル切替開始時間２５０にチャネル切替処理時間２５５を加えた時間に、ＷＲＡＮが候補動作チャネルＣｃａに切替える場合、チャネル切替開始時間２５０にチャネル切替処理時間２５５と検知処理時間２６０とを加えた時間に、ＢＳとＣＰＥユニットとは、２２５ａ、２２５ｂで、チャネル検知継続期間２６５中に、以前の動作チャネルＣｏｐを検知することを開始し、ＣＰＥユニットは、２３５で、候補チャネルＣｃａ上で、基地局とＣＰＥユニットとの間で交換された動作データと共にチャネル検知結果をＢＳに報告する。２４０で、ＢＳが以前の動作チャネルＣｏｐが利用可能であると判断する場合、ＷＲＡＮは、２４５ａ、２４５ｂで、チャネル切替開始時間２５０にチャネル切替処理時間２５５と検知処理時間２６０とチャネル検知継続期間２６５とを加えた時間に、以前の動作チャネルＣｏｐに切替え戻す。
【００１６】
図３Ａは、本発明の原理による、候補チャネル（Ｃｃａ）が利用可能でない場合の、チャネル検知手順と、基地局及び加入者宅内機器の間の信号送信と、を示すラダー図である。図３Ｂは、図３Ａに示された方法のタイミング図である。図３Ｂは、ラダー図の動作のいくつかを示し、動作のタイミングを明確にするタイミング図である。
【００１７】
図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、ＷＲＡＮの基地局がその現在動作チャネルＣｏｐを検知することを望む場合、３０１で、基地局はすべての関連するＣＰＥユニットに切替及び検知の制御メッセージ／信号（制御／管理・メッセージ／信号）を送る。各チャネル検知期間に対する制御／管理メッセージは、メッセージＩＤと、チャネル切替開始時間と、チャネル切替処理時間と、検知処理時間と、検知継続期間と、候補動作チャネルＣｃａのＩＤと、を含む。チャネル切替開始時間３３０で、ＢＳとＣＰＥユニットとは、３０２で、現在動作チャネルＣｏｐ内で動作し続ける。チャネル切替処理時間３３５の間、基地局とＣＰＥユニットとは、３０５ａ、３０５ｂで、候補動作チャネルＣｃａを検知することを開始する。ＢＳは、チャネル切替処理時間３３５の間、候補チャネルＣｃａ上の現存のユーザ又は干渉を検出することが可能である。ＣＰＥもまた、チャネル切替処理時間３３５の間、候補チャネルＣｃａ上で現存のユーザ又は干渉を検出することが可能である。チャネル切替処理時間３３５の間、ＣＰＥが候補チャネルＣｃａ上で現存のユーザ又は干渉を検出する場合、ＣＰＥは３１０でＢＳに報告する。３１５で、ＢＳが候補チャネルＣｃａは利用不可能であると判断すると、可能ならば、３２０で、ＢＳは動作チャネルＣｏｐ上で切替取消制御メッセージ／信号と呼ばれる制御／管理メッセージをＣＰＥユニットに送ることによって切替及び検知の動作を取り消す。切替取消メッセージは、メッセージＩＤと、この切替取消メッセージが取り消すことを求める以前の制御／管理メッセージＩＤ（すなわち、以前の切替及び検知のメッセージのＩＤ）と、この取消メッセージが発行されなかった場合、ＷＲＡＮが切替えることになるチャネルのＩＤ（この場合、Ｃｃａ  ＩＤ）と、を含む。切替取消制御メッセージ／信号は、以前に送信された切替及び検知の制御メッセージ／信号と、以前に送信された切替及び検知の制御メッセージ／信号から生じる実行されていないすべてのステップ／動作と、を取り消す。切替及び検知が取り消された場合、ＢＳは、３２５で、現在動作チャネルＣｏｐ上でチャネル検知を実行する目的で、切替えるための他の候補チャネルを選択し得る。或いは、切替及び検知が取り消された場合、ＢＳはチャネル検知のために沈黙期間をスケジューリングすることが可能であるが、ＷＲＡＮは、検知継続期間の間、他のチャネルに切り替わらない。後者の手法の場合、ＷＲＡＮは、沈黙期間の間、データを送信することはできない。
【００１８】
図４Ａは、本発明の原理による、現在動作チャネル（Ｃｏｐ）が利用不可能になった場合のチャネル検知手順と基地局及び加入者宅内機器の間の信号送信とを例示するラダー図である。図４Ｂは、図４Ａに示された方法のタイミング図である。図４Ｂは、ラダー図の動作のいくつかを示し、動作のタイミングを明確にするタイミング図である。
【００１９】
図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、ＷＲＡＮの基地局がその現在動作チャネルＣｏｐを検知することを望む場合、基地局は、４０１で、すべての関連するＣＰＥユニットに切替及び検知の制御メッセージ／信号（制御／管理・メッセージ／信号）を送る。各チャネル検知期間に対する制御／管理・メッセージ／信号は、メッセージＩＤと、チャネル切替開始時間４５５と、チャネル切替処理時間４６０と、検知処理時間４６５と、チャネル検知継続期間４７０と、候補動作チャネルＣｃａのＩＤと、を含む。チャネル切替開始時間４５５に、ＢＳとＣＰＥユニットとは、４０２で、現在動作チャネルＣｏｐ内で動作を続ける。チャネル切替処理時間４６０の間、基地局とＣＰＥユニットとは、４０５ａ、４０５ｂで、候補動作チャネルＣｃａを検知することを開始する。４１０で、候補動作チャネルＣｃａが利用可能である（チャネル切替処理時間４６０の間、現存のユーザ又は干渉が検出されない）場合、チャネル切替開始時間４５５にチャネル切替処理時間４６０を加えた時間に、ＢＳとＣＰＥユニットとは、４１５ａ、４１５ｂで、候補動作チャネルＣｃａに切替える。４２０で、ＷＲＡＮは候補チャネルＣｃａ上で動作（送信／受信）する。チャネル切替開始時間４５５にチャネル切替処理時間４６０を加えた時間に、ＷＲＡＮが候補動作チャネルＣｃａに切替える場合、チャネル切替開始時間４５５にチャネル切替処理時間４６０と検知処理時間４６５とを加えた時間に、ＢＳとＣＰＥユニットとは、４２５ａ、４２５ｂで、チャネル検知継続期間４７０の間に以前の動作チャネルＣｏｐを検知することを開始し、４３５で、ＣＰＥユニットは、候補チャネルＣｃａを使用して、基地局とＣＰＥユニットとの間で交換された動作データと共にチャネル検知結果をＢＳに報告する。４４０で、ＣＰＥがチャネル検知継続期間４７０の間にＣｏｐ上で現存のユーザ又は干渉を検出し、したがって、以前の動作チャネルＣｏｐが利用可能でない場合、４４５で、ＢＳは、チャネル切替及び検知のメッセージ（制御／管理・メッセージ／信号）を取り消して以前の動作チャネルＣｏｐに切替え戻すために、切替取消メッセージ／信号を発行する。切替取消メッセージ／信号は、メッセージＩＤと、この切替取消メッセージ／信号が取消を求める以前の制御／管理メッセージＩＤ（すなわち、以前の切替及び検知の制御メッセージ／信号のＩＤ）と、この取消メッセージが発行さなかった場合、ＷＲＡＮが切替えることになるチャネル（この場合、Ｃｏｐ）のＩＤと、を含む。切替取消制御メッセージ／信号は、以前に送信された切替戻し及び検知制御メッセージ／信号と、以前に送信された切替戻し及び検知制御メッセージ／信号から生じた実行されていないすべてのステップ／動作と、を取り消す。以前の動作チャネルＣｏｐが利用不可能になる場合、４５０では、ＷＲＡＮは候補動作チャネルＣｃａ上で動作し続けるか、或いは代替として、他のチャネルに直ちに切替え、もしくはその代わりに、所定の時間Ｔの間、候補チャネルを使用し得る。
【００２０】
Ｃｃａに切替えた後、ＷＲＡＮ（ＢＳ及びＣＰＥ）が候補チャネルＣｃａ上で通信することができない場合、ＷＲＡＮ（ＢＳ及びＣＰＥ）は、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とを加えた時間で開始して、チャネル検知継続期間に対して以前の動作チャネルＣｏｐを検知する。この場合、検知継続期間は沈黙時間として扱われる。検知の後、ＢＳとＣＰＥとはＣｏｐに切替え戻すか、又はその他の措置を取ることが可能である。
【００２１】
複数のＷＲＡＮ、すなわち、複数の基地局とそれらの関連するＣＰＥユニットとは同期化され得る。これらのＷＲＡＮは、その中に物理的又は論理的な制御チャネルを有し得る。この場合、上記の切替及び検知の方法は、同期化された方法で実行することが可能である。複数の同期化されたＷＲＡＮが共有されたチャネル／周波数帯域内で動作する場合、これらのＷＲＡＮは、共有された動作チャネルに「沈黙」時間を与えるために、切替及び検知の方法を同時に実行する（例えば、共有された動作チャネルから離れるように同時に切替える）ことが可能である。共有された動作チャネル上のチャネル検知が、次いで実行され得、現存のユーザ（許可を受けたユーザ）が検出され得る。
【００２２】
代替の実施形態では、チャネル切替処理時間は０又は固定値に設定されることが可能となる。このシナリオでは、チャネル切替処理時間が０又は固定値に設定された場合、チャネル切替処理時間は、切替及び検知の制御／管理・メッセージ／信号内に含まれないことが可能となる。さらに他の代替の実施形態では、チャネル切替処理時間を固定値にランダム値を加えた値に設定することも可能である。ランダム値は、ウィンドウ［ｔｗ＿ｍｉｎ，ｔｗ＿ｍａｘ］から取得されうる。その上、さらに他の代替の実施形態では、検知処理時間は０又は固定値に設定されることが可能となる。このシナリオでは、検知処理時間が０又は固定値に設定された場合、検知処理時間は、切替及び検知の制御／管理・メッセージ／信号内に含まれないことが可能となる。さらに他の代替の実施形態では、チャネル検知継続期間は固定値に設定されることが可能である。このシナリオでは、チャネル検知継続期間が固定値に設定された場合、チャネル検知継続期間は、切替及び検知の制御／管理・メッセージ／信号内に含まれないことが可能となる。他の代替の実施形態では、チャネル切替開始時間は、切替及び検知の制御／管理・メッセージ／信号内に含まれない。これは上記で説明したチャネル切替及び検知の手順は、ＢＳが切替及び検知の制御／管理メッセージを送り、ＣＰＥユニットが切替及び検知の制御／管理メッセージを受信した直後に開始することを意味する。
【００２３】
図５に示されるように、他の代替の実施形態は、５０５ａ、５０５ｂで、ＷＲＡＮを候補動作チャネルに切替えるために、５０１でＢＳがチャネル切替の制御／管理・メッセージ／信号をＣＰＥユニットに送ることである。ＷＲＡＮが候補動作チャネル内で動作する場合、５１０で、ＢＳは以前の動作チャネルＣｏｐを検知して、５１５ａ、５１５ｂで、以前の動作チャネルＣｏｐを検知するようＣＰＥユニットに命令するために検知の制御／管理・メッセージ／信号を発行する。ＣＰＥユニットは、５２５で、候補動作チャネルＣｃａを使用して、基地局とＣＰＥユニットとの間で交換された動作データと共にチャネル検知結果をＢＳに報告する。チャネル検知結果に基づいて、５３０では、ＢＳは、ＷＲＡＮが候補動作チャネルＣｃａ上で動作し続けるか、或いは代替として、以前の動作チャネルＣｏｐに切替える、又はその代わりに、他のチャネルに直ちに切替えるか、もしくは所定の時間Ｔの間、候補チャネルを使用するか、を決定し得る。ＢＳとＣＰＥユニットとは、切替えるためのその他の候補動作チャネルの位置を突き止めるために走査することも可能である。
【００２４】
図６は、本発明による、地域無線ネットワークの加入者宅内機器及び基地局のブロック図である。ＷＲＡＮ基地局とＷＲＡＮ  ＣＰＥユニットの両方の中に、４つの主な構成要素が存在する。すなわち、検知ユニット６０５ａ、６０５ｂと、ＲＦユニット６１０ａ、６１０ｂと、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ユニット６１５ａ、６１５ｂと、ベースバンド処理ユニット６２０ａ、６２０ｂと、である。上記識別された構成要素のうちのはじめの３つが本発明の主題である。ＭＡＣユニットは、現存のユーザ、その他のＷＲＡＮ又は干渉が存在するかどうかを判断するためにチャネルを検知する検知ユニットを制御する。ＭＡＣユニットはまた、上記に説明されたような本発明に従ってチャネル検知動作を実行するために、チャネルを実際に切替えるＲＦユニットも制御する。ＷＲＡＮでは、ＣＰＥユニットは、ＣＰＥユニットが関連づけられる基地局の制御を受ける。制御はデータ及び信号送信の交換を介して実施される。
【００２５】
本発明は、様々な形式のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用プロセッサ、又はそれらの組合せで実施されうる点を理解されたい。本発明はハードウェアとソフトウェアとの組合せで実施されることが好ましい。さらに、ソフトウェアはプログラム記憶装置上で実体的に具体化されたアプリケーション・プログラムとして実施されることが好ましい。アプリケーション・プログラムは、任意の適切なアーキテクチャを備えるコンピュータにアップロードされ、当該コンピュータによって実行され得る。コンピュータは、１つ又は複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、及び（１つ又は複数の）入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースなどの、ハードウェアを有するコンピュータ・プラットフォーム上で実施されることが好ましい。コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システム及びマイクロ・インストラクション・コードも含む。本明細書で説明された様々な処理及び機能は、オペレーティング・システムを経由して実行される、マイクロ・インストラクション・コードの一部もしくはアプリケーション・プログラムの一部（又はそれらの組合せ）であり得る。これに加え、追加のデータ記憶装置及び印刷装置などの、様々なその他の周辺装置が、コンピュータ・プラットフォームに接続され得うる。
【００２６】
添付の図面で示される構成システムの構成要素及び方法ステップのいくつかはソフトウェア内で実施されることが好ましいため、システムの構成要素（又はプロセス・ステップ）間の実際の関連は、本発明がプログラムされる方法に応じて異なってよい点を理解されたい。本明細書内の教示を考慮すれば、当業者は本発明のこれらの及び類似の実施形態又は構成を予想することが可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】例示的なコグニティブ・ネットワーク（地域無線ネットワーク）の概略図である。
【図１Ｂ】本発明の原理による、チャネル検知手順を例示するフローチャートである。
【図２Ａ】本発明の原理による、候補チャネル（Ｃｃａ）と現在動作チャネル（Ｃｏｐ）とが利用可能である場合の、チャネル検知手順と、基地局及び加入者宅内機器の間の信号送信と、を示すラダー図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示された方法のタイミング図である。
【図３Ａ】本発明の原理による、候補チャネル（Ｃｃａ）が利用可能でない場合の、チャネル検知手順と、基地局及び加入者宅内機器の間の信号送信と、を示すラダー図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示された方法のタイミング図である。
【図４Ａ】本発明の原理による、現在動作チャネル（Ｃｏｐ）が利用不可能になった場合の、チャネル検知手順と、基地局及び加入者宅内機器の間の信号送信と、を例示するラダー図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示された方法のタイミング図である。
【図５】本発明の原理による、チャネル検知手順と、基地局及び加入者宅内機器の間の信号送信と、のための代替の実施形態を示すラダー図である。
【図６】本発明による、地域無線ネットワークの加入者宅内機器及び基地局のブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
５    ＷＲＡＮ基地局
１０ａ〜１０ｉ    ＷＲＡＮ  ＣＰＥユニット
１５ａ、１５ｂ    ＴＶ受信機
２０    無線マイクロホン・ユーザ
２５０    チャネル切替開始時間
２５５    チャネル切替処理時間
２６５    チャネル検知継続期間
３３０    チャネル切替開始時間
３３５    チャネル切替処理時間
４５５    チャネル切替開始時間
４６０    チャネル切替処理時間
４６５    検知処理時間
４７０    チャネル検知継続期間
６０５ａ、６０５ｂ    検知ユニット
６１０ａ、６１０ｂ    ＲＦユニット
６１５ａ、６１５ｂ    媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ユニット
６２０ａ、６２０ｂ    ベースバンド処理ユニット
【図１Ａ】
2009528767.tif 000003
【図１Ｂ】
2009528767.tif 000004
【図２Ａ】
2009528767.tif 000005
【図２Ｂ】
2009528767.tif 000006
【図３Ａ】
2009528767.tif 000007
【図３Ｂ】
2009528767.tif 000008
【図４Ａ】
2009528767.tif 000009
【図４Ｂ】
2009528767.tif 000010
【図５】
2009528767.tif 000011
【図６】
2009528767.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月31日(2008.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するための方法であって、
動作データの送信及び受信のために第１の候補チャネルに切替えるステップと、
利用可能性に関して以前の動作チャネルを検知するステップと、
前記以前の動作チャネルが利用可能であるかどうかを判断するステップと、
前記以前の動作チャネルが利用可能である場合、前記以前の動作チャネルに切替え戻すステップと、
現在の動作チャネルが利用可能でない場合、動作データの送信及び受信のために前記候補チャネルを使用し続けるステップ、動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに切替えるステップ、ならびに、動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルにある時間後に切替えるステップのうち、いずれか１つのステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記候補チャネル上で前記以前の動作チャネルのためのチャネル検知報告を受信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
切替及び検知の制御メッセージを送信するステップと、
利用可能性に関して前記第１の候補チャネルを検知するステップと、
前記第１の候補チャネルが利用可能であるかどうかを判断するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の候補チャネルが利用可能でない場合、
切替取消制御メッセージを送信するステップと、
第２の候補チャネルを選択するステップと、
動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルに切替えるステップと、前記以前の動作チャネルを検知するために沈黙時間をスケジュールするステップと、のいずれか１つを実行することによって、前記以前の動作チャネルを検知するステップを可能にするステップと、
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記以前の動作チャネルが利用可能でない場合、前記以前の動作チャネルに切替え戻すステップを取り消すために切替取消制御メッセージを送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の候補チャネルを検知する前記ステップが、チャネル切替開始時間に始まり、チャネル切替処理時間を通して続く、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の候補チャネルに切替える前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間を加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記以前の動作チャネルを検知する前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とを加えた時間に始まり、チャネル検知継続時間を通して続く、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記以前の動作チャネルに切替え戻す前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とチャネル検知継続時間とを加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
動作データの送信及び受信のために前記候補チャネルを使用し続けるステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とチャネル検知継続時間とを加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに切替える前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とチャネル検知継続時間とを加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルにある時間後に切替える前記ステップが、チャネル切替開始時間にチャネル切替処理時間と検知処理時間とチャネル検知継続時間とを加えた時間に始まる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記切替取消制御メッセージを送信する前記ステップが、チャネル切替処理時間中に実行される、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
前記切替取消制御メッセージの前記送信ステップが、チャネル検知継続時間中に実行される、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップが、切替及び検知の制御メッセージによって、開始され及び制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記切替取消制御メッセージが、以前に送信された前記切替及び検知の制御メッセージと、以前に送信された前記切替及び検知の制御メッセージから生じる実行されていないすべてのステップと、を取り消す、請求項４に記載の方法。
【請求項１７】
前記切替取消制御メッセージが、前記以前の動作チャネルに切替え戻す前記ステップを取り消す、請求項５に記載の方法。
【請求項１８】
無線ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するための装置であって、
動作データの送信及び受信のために第１の候補チャネルに切替えるための手段と、
利用可能性に関して以前の動作チャネルを検知するための手段と、
前記以前の動作チャネルが利用可能であるかどうかを判断するための手段と、
前記以前の動作チャネルが利用可能である場合、前記以前の動作チャネルに切替え戻すための手段と、
現在の動作チャネルが利用可能でない場合、動作データの送信及び受信のために前記候補チャネルを使用し続けるための手段、動作データの送信及び受信のために第２の候補チャネルに切替えるための手段、ならびに、動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルにある時間後に切替えるための手段のうち、いずれか１つの手段と、
を含む、前記装置。
【請求項１９】
前記候補チャネル上で前記以前の動作チャネルのためのチャネル検知報告を受信するための手段をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
切替及び検知の制御信号を送信するための手段と、
利用可能性に関して前記第１の候補チャネルを検知するための手段と、
前記第１の候補チャネルが利用可能であるかどうかを判断するための手段と、
をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の候補チャネルが利用可能でない場合、
切替取消制御信号を送信するための手段と、
第２の候補チャネルを選択するための手段と、
動作データの送信及び受信のために前記第２の候補チャネルに切替えるステップと、前記以前の動作チャネルを検知するために沈黙時間をスケジュールするステップと、のいずれか１つを実行することによって、前記以前の動作チャネルを検知するステップを可能にするための手段と、
をさらに含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記以前の動作チャネルが利用可能でない場合、前記以前の動作チャネルに切替え戻すステップを取り消すために切替取消制御信号を送信するための手段をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記手段が、切替及び検知の制御信号によって、開始され及び制御される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記切替取消制御信号が、以前に送信された前記切替及び検知の制御信号と、以前に送信された前記切替及び検知の制御信号から生じる実行されていないすべての動作と、を取り消す、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記切替取消制御信号が、前記以前の動作チャネルに切替え戻す前記ステップを取り消す、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
コグニティブ・ネットワーク内のチャネル利用可能性を検知するためのシステムであって、
チャネルを切替えるためのＲＦユニットと、
チャネル利用可能性を検知するための検知ユニットと、
前記検知ユニット及び前記ＲＦユニットを制御するための媒体アクセス制御ユニットと、
を含む、前記システム。
【請求項２７】
前記コグニティブ・ネットワークが地域無線ネットワークである、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記システムが、基地局とこれに関連する加入者宅内機器ユニットとを含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
前記基地局が前記関連する加入者宅内機器ユニットを制御する、請求項２８に記載のシステム。
【国際調査報告】
2009528767.tif 000013
2009528767.tif 000014
2009528767.tif 000015