(57)【要約】  本発明は、第１無線システムと、無線スペクトルが少なくともローカルに共有されるように共存する第２無線システムとの間で無線スペクトルを共有することに係る。第１無線システムの無線アクセスポイントには、共存する第２無線システムに関する情報と、その無線アクセスポイントのサービスエリアで動作するユーザ端末に対しそれが課する制約とが与えられる。無線アクセスポイントは、集中データベースのような適当なものにより他の無線システムに関する情報を検索し又は得ることができる。この情報に基づき、無線アクセスポイントは、ビーコン又は制御情報を生成して、その無線アクセスポイントのサービスエリアで動作しているユーザターミナルへブロードキャストし、これにより、ユーザ端末が、第２の無線システムと共存できるようにそれらの動作を調整できるようにする。従って、別の（第２の）システムに関する情報の検索と、スペクトル共有情報のシグナリングとの２つのプロセスが存在する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数スペクトルを使用する方法であって、
少なくとも１つの地理的位置に共存する第１の無線システム及び第２の無線システムによって、共有無線スペクトルを共有する段階を含み、
前記第１の無線システムが、該第１の無線システムにおける複数のユーザ端末に少なくとも前記共有無線スペクトルにおいて該第１の無線システムに対するアクセスを提供するものであり、
さらに、
前記少なくとも１つの地理的位置における前記第１の無線システムの少なくとも１つの無線アクセスポイントに、前記共存する第２の無線システムに関する情報と、第２の無線システムが前記無線アクセスポイントのサービスエリアにおいて動作する複数のユーザ端末に対して課する制約と、を提供する段階と、
前記少なくとも１つの無線アクセスポイントにおいて、ビーコン、又は、提供された前記情報から取り出された制御情報を、該少なくとも１つの無線アクセスポイントの前記サービスエリアにおいて動作する複数のユーザ端末にブロードキャストする段階と、
前記共有無線スペクトルにおける前記複数のユーザ端末の動作を前記ビーコン又は制御情報に適合させて、複数のユーザ端末が前記第２の無線システムと共存して動作することができるようにする段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ブロードキャストされるビーコン又は制御情報が、
除外ゾーン（例えば、ユーザ端末がセル／セクタにおいて放射することが許されない）、
除外方向（例えば、ユーザ端末がある方向に放射することが許されない）、
電力限界（例えば、前記第２の無線システムにより受け容れられる最大電力）、
段階的電力制限（例えば、前記無線アクセスポイントが、前記共存する第２の無線システムに近い送信電力は、低い一方、該第２の無線システムからさらに離れると増加する、ということを前記無線アクセスポイントが保証する）、
干渉する無線システムがアクティブでない場合の別の帯域幅の指示、
使用可能な帯域幅の減少、
干渉を回避するためのサブキャリアに対するパンクチャリングパターン、及び／又は、
ＧＰＳのような位置情報、
という情報構成要素のうちの１又はそれ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の無線システムが、該第１の無線システムに独占的に割り当てられた個別無線スペクトルと、前記第１の無線システム及び前記第２の無線システムにより共有して使用される共有無線スペクトルと、を有する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の無線システムの主な動作が前記個別無線スペクトルにおいて行われ、特別なリソースが必要なときに前記共有無線スペクトルにおいてアドレスされる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記共有スペクトルから前記第１の無線システム及び前記第２の無線システムに対するリソースを含み、
前記割り当てが、好ましくは、
前記無線スペクトルのスキャニング、
前記無線スペクトルにおける干渉測定、及び／又は、
前記第２の無線システムに対する、好ましくは前記無線アクセスポイントによる又はアクセスゲートウェイを介したリソースのネゴシエーション、
のうちの１又はそれ以上を含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第１のシステムと前記第２のシステムとの間のネゴシエーションが、前記無線アクセスポイントを介した無線パラメータのローカル調整、アクセスゲートウェイを介したオペレータレベルのネゴシエーション、又は、これらの組み合わせ、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記共有無線スペクトルに関する前記ビーコン又は制御情報が、前記第１の無線システムの前記個別無線スペクトル、場合によっては制御チャネルにおいて、ブロードキャストされる、請求項１から請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ビーコン又は制御情報が、前記第２の無線システムを用いて適当に無線分割された前記共有無線スペクトルにおいて、場合によっては制御チャネルにおいて、ブロードキャストされる、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ブロードキャストのための指向性アンテナを用いることにより無線分割を提供する段階をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記共有無線スペクトルが、前記第１の無線システム及び前記第２の無線システムに加えて、さらに少なくとも１つの無線システムにより、共有される、請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の無線システムが地上無線システムであり、
前記第２の無線システムが、
固定サービス（ＦＳ）無線システム、固定リンク、固定ワイヤレスアクセスシステム、中／大容量固定リンク、トランスホリゾンリンク、固定マイクロ波リンク、固定衛星無線システム、及び、固定衛星サービス（ＦＳＳ）システム、
のうちの１つである、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のシステムの無線アクセスノードが、固定衛星システムの衛星地球局とともに配置され、該衛星地球局の近くにある前記第１の無線システムのすべての関連するセルに対して前記ビーコン又は制御情報をブロードキャストするように構成されている、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
中継器として動作する複数の無線アクセスポイントは、ユーザ端末と無線アクセスポイントとの間において基地局として配置することができるものである、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
各セルにおいて、セルに限定的に調整された送信ルールをブロードキャストする段階を含む、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
各々が前記共有スペクトルに関する前記ビーコン又は制御情報をブロードキャストする複数の無線アクセスポイントが、前記衛星地球局の周りにリング状に配置される、請求項１から請求項１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のシステムの無線アクセスノードが、
固定衛星システムの衛星地球局とともに配置されており、さらに、
前記ビーコン又は制御情報を中継無線アクセスポイントに送信し、該情報に基づいて、該無線アクセスノードのカバレージエリアにおいて、ローカルに調整された送信ルールを生成及びブロードキャストする、ように構成されている、請求項１から請求項１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
各々が前記共有スペクトルに関する前記ビーコン又は制御情報をブロードキャストする複数の無線アクセスポイントが、前記衛星地球局の周りにリング状に配置される、請求項１から請求項１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
無線システムであって、
少なくとも１つの地理的位置において共存する第２の無線システムとによって共有される共有無線スペクトルと、
ユーザ端末に対して少なくとも前記共有無線スペクトルにおいて当該無線システムに対するアクセスを提供する複数の無線アクセスポイントと、
を具備し、
前記少なくとも１つの地理的位置における前記複数の無線アクセスポイントのうちの少なくとも１つの無線アクセスポイントには、前記共存する第２の無線システムに関する情報と、該第２の無線システムが該無線アクセスポイントのサービスエリアにおいて動作する複数のユーザ端末に対して課する制約と、が提供され、
前記少なくとも１つの無線アクセスポイントが、ビーコン、又は、提供された前記情報から取り出された制御情報を、該少なくとも１つの無線アクセスポイントの前記サービスエリアにおいて動作する複数のユーザ端末に対してブロードキャストし、これにより、前該複数のユーザ端末が前記共有無線スペクトルにおける動作を前記ビーコン又は制御信号に適合することを可能として、複数のユーザ端末が前記第２の無線システムと共存して動作することができるようになっている、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項１９】
第１の無線システムのための無線アクセスポイントであって、
当該無線アクセスポイントとほぼ同一の地理的位置に共存する第２の無線システムによって共有される共有無線スペクトルであって、これにより、少なくとも該共有無線スペクトルにおいて前記第１の無線システムに対するアクセスを複数のユーザに提供するための共有無線スペクトルと、
前記共存する第２の無線システムに関する情報と、該第２の無線システムが当該無線アクセスポイントのサービスエリアにおいて動作する複数のユーザ端末に対して課する制約と、を含むデータベースと、
ビーコン又は提供された前記情報から取り出された制御情報を、前記無線アクセスポイントの前記サービスエリアにおいて動作する複数のユーザ端末にブロードキャストする送信器であって、これにより、これにより、前該複数のユーザ端末が前記共有無線スペクトルにおける動作を前記ビーコン又は制御信号に適合することを可能として、複数のユーザ端末が前記第２の無線システムと共存して動作することができるようにする送信器と、
を具備することを特徴とする無線アクセスポイント。
【請求項２０】
前記共有無線スペクトルに関する前記ビーコン又は制御情報をブロードキャストする、リング状アンテナアレイ、好ましくは衛星地球局とともに配置されたリング状アンテナアレイを具備する、請求項１９に記載の無線アクセスポイント。
【請求項２１】
前記無線アクセスノードが、ともに配置され、周りの中継器に対して調整された無線パラメータを用いるように指示する、請求項１９又は請求項２０に記載の無線アクセスポイント。
【請求項２２】
前記無線アクセスノードが前記第２のシステムのアンテナとともに配置され、
周りのセルが調整された無線パラメータを適用することができる、請求項１９から請求項２１のいずれかに記載の無線アクセスポイント。
【請求項２３】
前記無線アクセスノードが、ユーザ端末と基地局として動作するさらなる無線アクセスポイントとの間における中継局として動作するように構成される、請求項１９から請求項２２のいずれかに記載の無線アクセスポイント。
【請求項２４】
第１の無線システムのための中継無線アクセスポイントであって、ユーザ端末と基地局として動作するさらなる無線アクセスポイントとの間における中継局として動作するように構成され、
当該中継無線アクセスポイントとほぼ同一の地理的位置に共存する第２の無線システムとによって共有される共有無線スペクトルであって、これにより、少なくとも該共有無線スペクトルにおいて前記第１の無線システムに対するアクセスを複数のユーザ端末に提供する共有無線スペクトルと、
前記共存する第２の無線システムに関する情報と、該第２の無線システムが前記中継無線アクセスポイントのサービスエリアにおいて動作する複数のユーザ端末に課する制限と、を前記さらなる無線アクセスポイントから受信する受信器と、
ビーコン、又は、提供された前記情報から取り出された制御情報を、前記中継無線アクセスポイントのサービスエリアにおいて動作する複数のユーザ端末に対して送信する送信器であって、これにより、該複数のユーザ端末が該端末の前記共有無線スペクトルにおける動作を前記ビーコン又は制御情報に適合することを可能にして、複数のユーザ端末が前記第２の無線システムとともに共存して動作することができるようにする送信器と、
を具備することを特徴とする中継無線アクセスポイント。
【請求項２５】
請求項２４に記載の中継無線アクセスポイントであって、
前記情報に基づいて該中継無線アクセスポイントのカバレージエリアにおいてローカルに調整された送信ルールを生成及びブロードキャストするように構成された中継無線アクセスポイント。
【請求項２６】
ユーザ端末であって、
第１の無線システムと、該第１の無線システムにおいてサービスを提供する無線アクセスポイントとほぼ同一の地理的位置に共存する第２の無線システムと、によって共有される共有無線スペクトルを利用して、少なくとも該共有無線スペクトルにおいて前記第１の無線システムにアクセスする、トランシーバと、
前記第１の無線システムの前記無線アクセスポイントによりブロードキャストされたビーコン又は制御情報に基づいて、前記共有無線スペクトルにおける当該ユーザ端末の動作を前記ビーコン又は制御情報に適合するように構成され、当該ユーザ端末が前記第２の無線システムとともに共存して動作することができるようにする、制御ユニットと、
を具備し、
前記ビーコン又は制御情報が前記共有無線スペクトルの使用に関する情報を含む、
ことを特徴とするユーザ端末。
【請求項２７】
前記ブロードキャストがローカルに調整された送信ルールを含む、請求項２６に記載のユーザ端末。
【請求項２８】
前記第１の無線システムが、該第１の無線システムに独占的に割り当てられた個別無線スペクトルと、該第１の無線システム及び前記第２の無線システムによって共有して使用される共有無線スペクトルと、を有し、
前記制御ユニットは、前記サービスを提供する無線アクセスポイントから許可が得られたときにのみ、前記共有された周波数スペクトルにおけるユーザ端末の動作を可能にする、請求項２６又は請求項２７に記載のユーザ端末。
【請求項２９】
前記第１の無線システムの主な動作が前記個別無線スペクトルにおいて行われ、
特別なリソースが、必要なときに前記共有無線スペクトルにおいてアドレスされ、
前記制御ユニットは、前記サービスを提供する無線アクセスポイントから許可が得られたときにのみ、前記共有された周波数スペクトルにおけるユーザ端末の動作を可能にする、請求項２６から請求項２８のいずれかに記載のユーザ端末。
【請求項３０】
前記許可が幾つかのアクティブシグナリングにより得られるか、又は、
ユーザ端末は、前記共有されたスペクトルの利用可能性を述べるメッセージを前記無線アクセスポイントから受信するまで待つことを強制される、請求項２６から請求項２９のいずれかに記載のユーザ端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線システム間での無線スペクトルの共有に係る。
【背景技術】
【０００２】
将来のワイヤレスサービスは、異なる無線アクセス技術を使用する多数の形式のワイヤレスシステムによって提供されることになろう。ＷＩＮＮＥＲ(Wireless World Initiative New Radio)プロジェクトの中で、ある範囲のアプリケーションシナリオのための新規なエアインターフェイスが開発された。この新規なエアインターフェイスのシームレスな相互作用を許すためには、既存のワイヤレスシステム及び将来のワイヤレスシステムとのインターワーキングをサポートすることが重要となる。ＷＩＮＮＥＲプロジェクトは、同じ無線インターフェイスで異なるドメイン（ローカルエリア、首都エリア及びワイドエリア）をカバーするような無線インターフェイスを開発することを目的とする。プロジェクト内の重要な革新エリアは、広い帯域幅（高いデータレートを許す）の使用に加えて、スペクトル共有及びネットワーク中継のような新規な概念を含む。ＷＩＮＮＥＲプロジェクトの１つの重要な目的は、将来の無線システムのための新規な無線スペクトルを得ることである。スペクトル共有メカニズムは、これら新規なスペクトル帯域で動作するのに重要であることが予想される。革新の別の重要なエリアは、中継である。中継を使用するときには、基地局とユーザ端末との間に中継点が配置される。中継点は、スケールダウンした基地局のように振舞い、カバレージ範囲を拡張して、特別なダイバーシティ、等を与える上で役立つ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、ワイヤレス通信システムにおいて効率的なスペクトル共有を与えるための方法及びメカニズムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のこの目的は、独立請求項に記載されたことを特徴とする方法、システム、無線アクセスポイント、及びユーザ端末によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に開示される。
【０００５】
他の（第２の）システムに関する情報を検索すること、及びスペクトル共有情報をシグナリングすること、の２つのプロセスが存在する。第１の無線システムは、第２の無線システムと共存し、無線スペクトルが少なくともローカルに共有される。第１の無線システムの無線アクセスポイントには、共存する第２の無線システムに関する情報と、その無線アクセスポイントのサービスエリアで動作するユーザ端末に対しそれが課する制約とが与えられる。無線アクセスポイントは、集中データベースのような適当なものにより他の無線システムに関する情報を検索し又は得ることができる。この情報に基づいて、無線アクセスポイントは、ビーコン又は制御情報を生成して、その無線アクセスポイントのサービスエリアで動作しているユーザ端末へブロードキャストし、これにより、ユーザ端末が、第２の無線システムと共存できるようにそれらの動作を調整できるようにする。
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、第２の無線システムに関して収集された情報は、データベースに記憶することができる。このデータベースは、スペクトル共有のために第１の無線システムによって使用することができ、例えば、シグナリング情報をそこから検索することができ、そしてそれに含まれた情報に基づいて判断を行うことができる。データベースは、シグナリングすることのできるパラメータ、例えば、干渉情報、アクティビティパターン、位置情報、等を含むことができる。
【０００７】
本発明のある実施形態によれば、ブロードキャストされるビーコン又は制御情報は、次の情報エレメントの１つ以上を含むことができる。即ち、除外ゾーン（例えば、ユーザ端末は、セル／セクタにおいて放射することが許されない）、除外方向（例えば、ユーザ端末は、ある方向に放射することが許されない）、電力限界（例えば、第２の無線システムにより受け容れられる最大電力）、段階的電力限界（例えば、無線アクセスポイントは、共存する第２の無線システム付近の送信電力が低いが、第２の無線システムから離れるにつれて増加することを保証する）、干渉する無線システムがアクティブでない場合の別の帯域幅の指示、使用可能な帯域幅の減少、干渉を回避するためのサブキャリアに対するパンクチャーパターン、及び／又はＧＰＳのような位置情報。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、第１の無線システムは、２つの形式の無線周波数スペクトル、即ち専用無線スペクトル及び共有無線スペクトルを有する。専用無線スペクトルは、第２のシステムへの又は第２のシステムからの干渉が生じないように、第１の無線システムへ排他的に指定される。共有無線スペクトルは、第１及び第２の無線システムの共有使用である。第１の無線システムの一次動作は、専用無線スペクトルで行われ、そして必要に応じて、共有無線スペクトルで特別なリソースがアドレスされる。
【０００９】
共有スペクトルから第１及び第２の無線システムへリソースを割り当てるために適当なメカニズム又は手順を使用することができる。このようなメカニズムは、無線スペクトルのスキャニング、無線スペクトルにおける干渉測定、及び／又は好ましくは無線アクセスポイントによる又はアクセスゲートウェイを経ての第２の無線システムとのリソースネゴシエーションを含む。
【００１０】
本発明の一実施形態では、第１システムと第２システムとの間のネゴシエーションは、無線アクセスポイントを経て無線パラメータをローカルに調整することを含む。本発明の別の実施形態では、オペレータレベルのネゴシエーションがアクセスゲートウェイを経て行われる。これらのネゴシエーションは、オペレータが制御に残したい長期間又は一般的設定或いは微妙な設定（例えば、トラフィック情報）に関連している。本発明の更に別の実施形態では、第１の無線システムに両形式のネゴシエーションが使用される。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、共有周波数スペクトルにおけるユーザ端末の動作は、無線アクセスポイントから許可が得られたときだけ許される。この許可は、あるアクティブなシグナリングによって得ることができる。或いはまた、許可を得ることは、帯域の利用性を示すメッセージ（例えば、ビーコンメッセージ又はブロードキャストメッセージ）が無線アクセスポイントから受信されるまでユーザ端末が待機する必要があることも意味する。これらのメカニズムは、無線アクセスポイントがフェイルしたときにユーザ端末が干渉を開始しないことを保証する。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、共有無線スペクトルに関するビーコン又は制御情報は、第１無線システムの専用無線スペクトルにおいてブロードキャストされ、このブロードキャスティングが第２無線システムへの干渉を生じることはない。制御情報は、制御チャンネルにおいて送信することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、ビーコン又は制御情報は、第２無線システムとの適当な無線分離を伴って共有無線スペクトルにおいてブロードキャストされる。この適当な無線分離は、ブロードキャスティングのために方向性アンテナを使用することにより行うことができる。制御情報は、制御チャンネルにおいて送信することができる。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、共有無線スペクトルは、第１及び第２の無線システムに加えて、少なくとも１つの更に別の無線システムにより共有される。本発明の一実施形態によれば、第１の無線システムは、地上無線システムであり、そして第２の無線システムは、固定衛星サービス（ＦＳＳ）のような固定衛星無線システムである。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、第１システムの無線アクセスノードは、固定衛星システムの衛星地球局と同じ場所にあり、その衛星地球局に隣接する第１無線システムの全関連セルにビーコン又は制御情報をブロードキャストするように構成される。
【００１６】
本発明の一実施形態では、中継が使用される。中継を使用するときには、中継点として動作する無線アクセスポイントが、ユーザ端末と、基地局として動作する無線アクセスポイントとの間に配置される。中継点は、スケールダウンした基地局のように振舞い、カバレージ範囲を拡張して、特別なダイバーシティ、等を与える上で役立つ。中継点は、例えば、調整された送信電力を許すか、或いは他のシステム（例えば、衛星又は高所に置かれたマイクロ波リンク）と干渉しない屋上より下での動作を許すことにより、スペクトルの共有を改善することができる。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、セル特有に調整された送信ルールが各セルにおいてブロードキャストされる。中継点として動作する無線アクセスポイントは、ユーザ端末と、基地局として動作する無線アクセスポイントとの間に配置される。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、複数の無線アクセスポイントが、衛星地球局の周りにリング構成で配置され、各無線アクセスポイントは、共有スペクトルに関するビーコン又は制御情報をブロードキャストする。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、第１システムの無線アクセスノードは、固定衛星システムの衛星地球局と同じ場所にあって、ビーコン又は制御情報を中継無線アクセスポイントへ送信するように構成され、この無線アクセスポイントは、その情報に基づいて、ローカルに調整された送信ルールを生成し、それらの無線カバレージエリアにブロードキャストする。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、複数の無線アクセスポイントが、衛星地球局の周りにリング構成で配置され、各無線アクセスポイントは、共有スペクトルに関するビーコン又は制御情報をブロードキャストする。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、無線アクセスポイントは、好ましくは衛星地球局と同じ位置にあるリング形状のアンテナアレイを備え、このリング形状のアンテナアレイは、共有スペクトルに関するビーコン又は制御情報をブロードキャストする。
【００２２】
一実施形態によれば、無線アクセスノードが同じ位置に置かれ、この同じ位置のノードは、その周囲の中継点に、調整された無線パラメータ（例えば（徐々に）低い送信電力）、屋上より低い動作のみ、等を使用するように命令する。
【００２３】
一実施形態によれば、無線アクセスノードが第２システムのアンテナと同じ位置に置かれ、その周囲のセルに、調整された無線パラメータが適用される。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、第１の無線システムは地上無線システムであり、そして第２の無線システムは、固定サービス（ＦＳ）無線システム、例えば、固定リンク、固定ワイヤレスアクセスシステム、中／大容量固定リンク、及びトランスホリゾンリンクである。
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、第１の無線システムは地上無線システムであり、そして第２の無線システムは固定マイクロ波リンクである。この場合も、同じ場所に置かれたアンテナ、及び中継点、等を使用することができる。
【００２６】
本発明の更に別の実施形態は、上述した実施形態の全ての組合せを包含する。
【００２７】
本発明は、多数の潜在的な効果を発揮する。スペクトルの共有は、将来の無線システムのための新たなスペクトルを得る仕方を開拓するものである。より多くのスペクトル及びより広い帯域幅が得られることは、より高いデータレートを保証すると共に、おそらく、新たなサービスを通してより優れたユーザ経験を保証する。融通性のあるスペクトルの使用は、同じ周波数帯域において多数の異なる形式の無線装置を、融通性のある動的な仕方で動作できるようにする。また、融通性のあるスペクトルの使用は、例えば、厳密に認可するか或いは認可なし又は免除とするだけでなく、他のシステムとどのように共有するかの礼儀作法ルールで認可するような、新規なスペクトル認可方法を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２９】
本発明の原理は、無線スペクトルリソースを１つ以上の共存する無線システムで共有するための無線システムに適用することができる。適当な無線システムの幾つかの例を以下に説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態による無線システムの機能的ブロック図である。ユーザ端末ＵＴ１、ＵＴ２、ＵＴ３、ＵＴ４は、無線リンク、即ちエアインターフェイス又は無線インターフェイスを経て、無線インフラストラクチャーの無線アクセスポイントＲＡＰ１、ＲＡＰ２、ＲＡＰ３に接続される。図１に例示するシステムでは、無線アクセスポイントＲＡＰ１は、基地局トランシーバである。無線アクセスポイントＲＡＰ２、ＲＡＰ３は、中継点又はリピータ局であって、基地局ＲＡＰ１からの送信を各ユーザ局ＵＴへ更に中継すると共に、ユーザ局ＵＴからの送信を基地局ＲＡＰ１へ中継する。無線アクセスポイントＲＡＰ１−３は、本発明が適用される特定の無線システム／技術に適した基地局技術又はリピーター技術で実施することができる。例えば、ＷＩＮＮＥＲプロジェクトによる無線システムでは、同じ無線インターフェイスが異なるドメインをカバーすることができる。ＷＩＮＮＥＲプロジェクトに関する更なる情報は、ワイヤレスワールドリサーチフォーラムhttp://wireless-world-research-forum.orgから得ることができる。１つ以上のＲＡＰを、他の無線システム３との直接的なネゴシエーションを許す適当なシステム間インターフェイス４を通して、別の無線システムのような別の通信システム３に接続することができる。無線アクセスポイントＲＡＰ１−ＲＡＰ３を含む無線システムを、好ましくはコアネットワークに接続することができ、このケースでは、１つ以上の他の無線システムへのインターフェイス４を、コアネットワークを経て実施することができる。
【００３１】
本発明は、スペクトルの共有により（将来の）無線システムのための新たな無線スペクトルを得ることに係る。本発明は、これらの新たなスペクトル帯域で動作するための新規な効率的なスペクトル共有メカニズムを提供する。
【００３２】
他の（第２の）システムに関する情報を検索すること、及びスペクトル共有情報をシグナリングすること、の２つのプロセスが存在する。
【００３３】
図１に示す実施形態では、無線アクセスポイントＲＡＰ１−３及びユーザ端末ＵＴ１−４が、共通の高周波数スペクトルを、少なくとも１つの地理的位置における他の無線システム３と共有すると仮定する。無線アクセスポイントＲＡＰ１−３（基地局及び中継局の両方）には、ユーザ端末ＵＴ１−４が他の無線システム３と共存できるようにそれらの設定を調整すべきことをそれら端末に通知するためのメカニズムが設けられる。このため、無線アクセスポイントＲＡＰ１−３には、他の無線システム３に関する情報と、スペクトル共有がユーザ端末ＵＴ１−４の動作に課する対応限界とが与えられる。要求された情報は、ＲＡＰに関連した分散型（ローカル）データベースから、又はどこかに維持された集中データベースから、得ることができる。ローカルデータベースは、スペクトル共有のために各ＲＡＰによって使用することができ、例えば、そこからシグナリング情報を検索することができ、そしてそれに含まれる情報に基づいて判断することができる。データベースは、シグナリングすることのできるパラメータ、例えば、干渉情報、アクティビティパターン、位置情報、等を含むことができる。本発明の一実施形態によれば、ローカル及び集中データベースの組合せが使用される。長期間情報は、集中データベースに維持することができ、一方、ローカルデータベースは、集中データベースの当該部分と、ローカル短期間変数とを含むことができる。必要に応じて、無線アクセスポイントＲＡＰのローカルデータベースは、例えば、スキャニング、種々の信号測定、又は他の無線システム３との直接的なネゴシエーションを使用して特定のローカル情報で更新することができる。無線アクセスポイントＲＡＰは、例えば、インバンド干渉を測定することができ、そしてその測定結果を、それが現在サービスしているユーザ端末ＵＴの既知のアクティビティパターンと合成することができる。その結果、現在周波数帯域の無線アクティビティを、判断実行のために決定することができる。
【００３４】
しかしながら、受信される干渉を常に測定することはできず、課せられる干渉を測定することは更に困難（不可能）である。それ故、共有される周波数スペクトルにおいて使用するチャンネル及びチャンネルの使用期間に関する情報を交換するためには、インターフェイス４を経て他の無線システム３と直接ネゴシエーションすることも必要となる。本発明の一実施形態では、他のシステム３とのネゴシエーションは、無線アクセスポイントＲＡＰ１−３を経て無線パラメータをローカル調整することを含む。本発明の別の実施形態では、オペレータレベルのネゴシエーションがアクセスゲートウェイ（図示せず）を経て実行される。これらのネゴシエーションは、オペレータが制御に残したい長期間又は一般的設定或いは微妙な設定（例えば、トラフィック情報）に関連している。本発明の更に別の実施形態では、両形式のネゴシエーションが使用される。上述した測定及びネゴシエーションは、共有されたスペクトルからリソースを割り当てるのに適した手順の例示に過ぎないことに注意されたい。割り当ては、本発明の本質的な特徴ではない。更に、中継無線アクセスポイントＲＡＰ２−３が可動である場合は、位置に基づくパラメータ調整に必要とされるそれらの位置を基地局ＲＡＰ１に通知することができる。また、ローカルデータベースは、他の異なるＲＡＰの位置も含むことができる。静止した中継アクセスポイントＲＡＰ２−３の場合は、これは静的なデータベースである。他のＲＡＰは、例えば、初期化の際にそれらの位置を報告する。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、無線アクセスポイントＲＡＰ１−３は、２つの形式の無線周波数スペクトル、即ち専用無線スペクトル及び共有無線スペクトルを使用することができる。専用無線スペクトルは、他の無線システム３への又は他の無線システム３からの干渉が生じないように、第１の無線システムの無線アクセスポイントＲＡＰ１−３の使用に排他的に指定される。共有無線スペクトルは、無線アクセスポイントＲＡＰ１−３及び他の無線システム３の共有使用である。ユーザ端末ＵＴ１−４の一次動作は、専用無線スペクトルで行われ、そして必要に応じて、共有無線スペクトルからユーザ端末へ特別なリソースがアドレスされる。
【００３６】
本発明によれば、共有スペクトルに関する情報を信号するために、無線アクセスポイントＲＡＰとユーザ端末ＵＴとの間には非干渉通信メカニズムが設けられる。より詳細には、無線アクセスポイントＲＡＰへ供給される情報に基づいて、無線アクセスポイントＲＡＰは、ビーコン又は制御情報を生成して、その無線アクセスポイントのサービスエリアで動作しているユーザ端末ＵＴへブロードキャストし、これにより、ユーザ端末ＵＴが、他の無線システム３と共存できるようにそれらの動作を調整できるようにする。この制御情報は、制御チャンネルを経て送信することができる。本発明の一実施形態によれば、無線アクセスポイントＲＡＰ１−３は、共有無線スペクトルに関するビーコン又は制御情報を専用無線スペクトルによってブロードキャストし、このブロードキャストで他の無線システム３への干渉が生じることはない。これは、ユーザ端末ＵＴが２つの周波数帯域を聴取するので、余計な複雑さを導入することがある。しかしながら、ＷＩＮＮＥＲのような将来の無線システムでは、このオーバーヘッドは小さなものとなる。というのは、ユーザ端末の無線部が、多帯域動作を含む広範囲な無線パラメータにわたって動作できねばならないからである。別の実施形態では、ビーコン又は制御情報は、他の無線システム３と適当な無線分離を伴って共有無線スペクトルでブロードキャストされる。この適当な無線分離は、ブロードキャスティングのために方向性アンテナを使用することにより行うことができる。好ましい実施形態では、一次周波数帯域のビーコンメッセージへの特別なフィールドが共有帯域の利用性に関する情報と連結される。
【００３７】
本発明のある実施形態によれば、ブロードキャストされるビーコン又は制御信号は、次の情報エレメントの１つ以上を含むことができる。即ち、除外ゾーン（例えば、ユーザ端末ＵＴは、セル／セクタにおいて放射することが許されない）、除外方向（例えば、ユーザ端末ＵＴは、ある方向に放射することが許されない）、電力限界（例えば、他の無線システム３により受け容れられる最大電力）、段階的電力限界（例えば、無線アクセスポイントは、共存する他の無線システム３付近の送信電力が低いが、他の無線システム３から離れるにつれて増加することを保証する）、干渉する無線システム３がアクティブでない場合の別の帯域幅の指示、使用可能な帯域幅の減少、干渉を回避するためのサブキャリアに対するパンクチャーパターン、及び／又はＧＰＳのような位置情報。この位置情報（ＧＰＳ）は、ユーザ端末ＵＴがそれ自身のＧＰＳも有している場合に、ユーザ端末ＵＴが無線アクセスポイントＲＡＰへの方向を決定する上で助けとなり得る。
【００３８】
図２は、無線アクセスポイントＲＡＰの構成を例示するブロック図である。本発明の特徴は、無線アクセスポイントＲＡＰの制御ユニットにおいて機能的ブロック２１として実施され、一方、それに対応してクライアントとして動作する機能的ブロックは、ユーザ端末ＵＴの制御ユニットにおいて実施される。本発明の機能は、無線アクセスポイント及びユーザ端末のメモリに各々記憶されてそれらのコントローラユニット即ちある形式のコンピューティング装置において実行される実行可能なプログラムコードとして実施されるのが好ましい。測定及びネゴシエーション機能は、典型的に、基地局であるＲＡＰ１に置かれ、一方、基地局及び中継局の両ＲＡＰは、シグナリングチャンネルを実施することができる。
【００３９】
ユーザ端末ＵＴ１−４は、無線アクセスポイントＲＡＰからビーコン又は制御情報を受け取り、そして他の無線システム３と共存できるようにそれらの送信設定を調整する。
【００４０】
上述したように、本発明の潜在的なアプリケーションは、図３に示す固定衛星サービス（ＦＳＳ）との共有及び共存、マイクロ波リンクとの共有及び共存、ワイヤレスＬＡＮとの共存を含む。パンクチャーパターンは、ＷＬＡＮとの共存と交換することができる。パンクチャーは、ＷＬＡＮシステムがアクティブであるスペクトルに対応するサブキャリアを使用しないことに関連している。
【００４１】
図３は、ＦＳＳシステムとの共存の一例を示す。無線アクセスポイントＲＡＰ１−４（基地局又は中継点）のリングは、衛星地球局３１を取り巻き、そして制御チャンネルを経てビーコンメッセージ又は特殊な制御メッセージにおいて、どんな電力制約であるか、即ちＦＳＳシステムとの干渉が生じないようにする送信ルール、をブロードキャストするように構成される。
【００４２】
更に別の実施形態では、基地局として動作する無線アクセスポイントＲＡＰ１は、中継局ＲＡＰ２−４に低下電力プロフィールを送信し、これら中継点ＲＡＰ２−４が衛星地球局３１から離されていくときにこのプロフィールに基づいて電力が低下される。このように、中継点は、衛星局に対して生じる干渉を制限するのに使用される。中継点に代わって、「通常」の基地局のリングを使用することもできる。また、電力に加えて、ある帯域幅（その一部分）の使用を禁止することもでき、衛星局から離れていくときに、これらの帯域を再び使用するようにしていくことができる。例えば、衛星システムに使用される異なるキャリア周波数の間に干渉に対する感受性に差があり、また、アップリンク及びダウンリンク帯域に差がある（おそらく、アップリンクとの共有は問題でない）。ＲＡＰのリングに対する異なるトポロジーが考えられる。
ａ．１つのＲＡＰが衛星アンテナと同じ位置にあって、全セルに共有されるスペクトル情報をブロードキャストすることができる。
ｂ．１つのＲＡＰが同じ位置にあって、カバレージエリア調整ルール（ハイアラーキー解決策）でブロードキャストする中継点を含む全セルへ送信することができる。
ｃ．アンテナを取り巻くＲＡＰのリングがある。これは、リング状のアンテナアレイとして実施されてもよい。
ｄ．調整送信ルールが、衛星アンテナを取り巻く複数のセルに適用されてもよい。
【００４３】
また、局の位置に基づいてシナリオが異なってもよい。田園エリアでは、主たる目的は、アンテナへの直接的な干渉を減少することである（反射の数が少ない）。都市環境では、非常に多くの反射があるが、（屋上より低いところで動作する）中継点の使用で、干渉状態を減少するための特別な空間的ダイバーシティを与えることができる。
【００４４】
図３を参照して上述した特徴は、マイクロ波リンクのような他の形式の第２無線システムとの共存を可能にするように適用することもできる。
【００４５】
当業者であれば、技術の進歩につれて、本発明の概念を種々の仕方で実施できることが明らかであろう。本発明及びその実施形態は、上述した実施例に限定されず。特許請求の範囲内で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による無線システムを例示する機能的ブロック図である。
【図２】無線アクセスポイントＲＡＰの構成を例示するブロック図である。
【図３】ＦＳＳシステムとの共存を例示する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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