(57)【要約】  既存無線の有無を無線局に通知するように適応されるメディアアクセス制御MACレイヤを含む無線システム及び方法が説明される。無線通信ネットワークにおける無線通信方法では、セカンダリ無線装置から他のセカンダリ無線装置にメディアアクセス制御MACヘッダを送信するステップを有し、前記MACヘッダが、制限周波数チャネルにおける既存装置の動作又は動作の不在を示すフィールドを含む。又、無線通信ネットワークにおける無線通信方法は、アップストリームUS帯域を第１セカンダリ無線装置に割り当てるステップ、アップストリーム帯域を第２セカンダリ無線装置に割り当てないステップ、第１セカンダリ無線装置から基地局に、制限周波数チャネルの測定情報を含むレポートを送信するステップ、及び第２セカンダリ無線装置から前記基地局に、前記制限周波数チャネル又は他の制限周波数チャネルにおける既存装置の動作を示すフィールドを含むメディアアクセス制御MACヘッダを送信するステップを有する。
2009509383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークにおける無線通信方法であって、
セカンダリ無線装置から他のセカンダリ無線装置にメディアアクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダを送信するステップを有し、前記ＭＡＣヘッダが、制限周波数チャネルにおける既存装置の動作又は動作の不在を示すフィールドを含む方法。
【請求項２】
前記フィールドが、前記既存装置の動作を示す緊急共存状況（ＵＣＳ）データフィールドである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＭＡＣヘッダが、前記周波数チャネルを示すチャネル番号（ＣＮ）データフィールドをさらに有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記他の無線装置が基地局である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記セカンダリ無線装置から前記他のセカンダリ無線装置にレポートを送信するステップをさらに有し、当該レポートが、前記制限周波数チャネルの測定情報を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
特定の時間において前記セカンダリ無線装置に帯域を割り当てるステップ、及び
前記特定の時間の間に前記レポートを送信するステップ、をさらに有する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
緊急共存状況（ＵＣＳ）通知スロットを提供するステップをさらに有し、当該ＵＣＳ通知スロットの間に、前記他のセカンダリ無線装置によって前記ＭＡＣヘッダが受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
緊急共存状況（ＵＣＳ）通知スロットを提供するステップをさらに有し、前記レポートが当該ＵＣＳ通知スロット間において送信されない、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記セカンダリ無線装置がアップストリームサブフレームにおけるアップストリーム帯域を割り当てられていない場合に限り、前記ＵＣＳ通知スロットにおいて当該セカンダリ無線装置からＵＣＳデータフィールドを送信するステップをさらに有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
プライマリ周波数チャネルにおける既存装置の動作を示す緊急共存状況（ＵＣＳ）データフィールドを持つメディアアクセス制御フレームを有するデータ通信。
【請求項１１】
前記既存装置が動作するチャネルを示すチャネル番号（ＣＮ）データフィールドをさらに有する、請求項１０に記載のデータ通信。
【請求項１２】
前記チャネルにおける前記既存装置の受信信号強度を示す受信信号レベル（ＲＳＳ）フィールドをさらに有する、請求項１０に記載のデータ通信。
【請求項１３】
無線通信ネットワークにおける無線通信方法であって、
アップストリーム（ＵＳ）帯域を第１セカンダリ無線装置に割り当てるステップ、
アップストリーム帯域を第２セカンダリ無線装置に割り当てないステップ、
第１セカンダリ無線装置から基地局に、制限周波数チャネルの測定情報を含むレポートを送信するステップ、及び
第２セカンダリ無線装置から前記基地局に、前記制限周波数チャネル又は他の制限周波数チャネルにおける既存装置の動作を示すフィールドを含むメディアアクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダを送信するステップ、
を有する方法。
【請求項１４】
前記フィールドが、前記既存装置の動作を示す緊急共存状況（ＵＣＳ）データフィールドである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＭＡＣヘッダが、前記制限周波数チャネルを示すチャネル番号（ＣＮ）データフィールドをさらに有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＭＡＣヘッダを送信した後に、後続のデータフレーム中の特定の時間において、第２セカンダリ無線装置に帯域を割り当てるステップをさらに有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記特定の時間において、第２セカンダリ無線装置から前記基地局に他のレポートを送信するステップをさらに有する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記制限周波数チャネルが、ライセンスされた周波数チャネル又はライセンスされていない周波数チャネルである請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
緊急共存状況（ＵＣＳ）通知スロットを提供するステップをさらに有し、当該ＵＣＳ通知スロットの間に、前記ＭＡＣヘッダが、前記基地局によって受信される、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記レポートが、前記ＵＣＳ通知スロットの間に送信されない、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、同時出願され共に譲渡された、出願番号（整理番号US002806、US002805及びUS002296）の米国特許出願に関する。本出願は、2005年9月16日に出願された米国仮特許出願番号第60/718,127号の優先権を主張し、当該仮出願は本明細書に参照として完全に取り込まれる。
【背景技術】
【０００２】
無線通信技術は非常に進歩し、無線メディアを有線手段の現実的な代替手段とした。このように、データ及び音声通信における無線接続性の使用は、増加し続けている。これらの装置は、ほんの少し例を挙げると、携帯電話、無線ネットワーク（例えば無線ローカルエリアネットワーク（WLAN））中の携帯型コンピュータ、無線ネットワーク中の据え置き型コンピュータ、携帯型ハンドセットを含む。
【０００３】
無線アプリケーションが増え続けると、通信スペクトラムを争う装置、ネットワーク及びシステムの数も増える。既に知られているように、通信スペクトラムには、専用の又はライセンスされた部分、及びライセンスされていない部分がある。スペクトラムのライセンスされていない帯域（例えば、産業、科学及び医療（ISM）用無線帯域）は自由にアクセスされることができるので、これらの帯域は、ユーザによって盛んに占有される傾向がある。対照的に、最近の調査は、ライセンスされた帯域のわずかな部分だけが用いられていることを示す。したがって、ライセンスされていない帯域の多くは過密である一方、ライセンスされた帯域の比較的広範な部分は未使用のままである。これにより、監査機関団体（例えば合衆国の連邦通信委員会（FCC））が、現在の通信帯域割当て及びそれらの使用を評価することになった。
【０００４】
通信帯域の再割当のための１つのオプションは、通信スペクトラムに動的にアクセスするように適応される無線ネットワークの使用を必要とする。例えば、動的なスペクトラムアクセス（Dynamic Spectrum Access: DSA）無線ネットワークは、通信スペクトラムの専用の（ライセンスされた）部分において実現されることができる。実例として、DSA無線ネットワークは、通常はテレビジョン送受信専用のスペクトラムにおいて動作することができる。それによって、通信帯域の特定の部分は、より完全に利用されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ライセンスされていない（セカンダリ）ユーザによる使用のために特定の通信帯域を再割当てするには、その帯域への優先アクセス権をもつライセンスされたユーザ（プライマリユーザ又は既存ユーザ（incumbent user））が、自由にこの帯域にアクセスできることを保証するチャネル管理が必要である。例えば、監査機関団体（例えばFCC）は、既存ユーザがチャネルの占有を開始した後、セカンダリユーザが比較的短い期間内にそのチャネルを立ち退くことを要求する場合がある。したがって、メディアアクセス制御（MAC）レイヤ及び物理（PHY）レイヤ仕様は、この必要とされるチャネル管理を対象とした規定を含まなければならない。
【０００６】
明らかなように、既存装置がチャネルの占有を開始する際に、セカンダリ装置がチャネルを立ち退くために、セカンダリ装置は、チャネルの立ち退き要求を通知されなければならない。DSA無線ネットワーク内には、多数のセカンダリ装置が存在する場合があり、既存装置の存在を効果的な通知することを難しいタスクにしている。
【０００７】
したがって、必要なのは、少なくとも上記の欠点を克服する、セカンダリ装置に既存装置によるチャネル占有を通知する方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例示の実施例によれば、無線通信の方法は、セカンダリ無線装置から他のセカンダリ無線装置にメディアアクセス制御（MAC）ヘッダを送信することを含み、MACヘッダは、プライマリ周波数チャネルにおける既存装置の動作又は不在を示すフィールドを含む。他の例示の実施例によれば、データ通信は、既存装置の動作を示す緊急共存状況（UCS）フィールドを持つメディアアクセス制御（MAC）フレームを含む。
【０００９】
他の例示の実施例によれば、無線通信ネットワークにおける無線通信の方法は、アップストリーム(US)帯域を第１セカンダリ無線装置に割り当てること、アップストリーム帯域を第２セカンダリ無線装置に割り当てないこと、制限周波数チャネルの測定情報を含むレポートを、第１セカンダリ無線装置から基地局に送信すること、及び、前記制限周波数チャネル又は他の制限周波数チャネルにおける既存装置の動作を示すフィールドを含むメディアアクセス制御（MAC）ヘッダを、第２セカンダリ無線装置から基地局に送信することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の詳細な説明を添付の図面と共に読むことによって、本発明は最適に理解される。様々な特徴は必ずしも一定の比率で描画されるわけではないことが強調される。実際、議論の明快さのために、寸法は任意に拡大又は縮小される場合がある。
【００１１】
ここで使用しているように、用語「制限周波数チャネル」又は「制限チャネル」は、プライマリユーザ専用の周波数チャネルを意味する。制限チャネルは、FCCのような監査機関団体によってライセンスされた通信スペクトラムの部分であることができ、すなわち、優先度に基づいて特定のユーザによってアクセスされる。例えば、合衆国におけるテレビジョンチャネルは、ライセンスされた周波数チャネルである。しかしながら、ワイヤレスマイクのような特定の装置は、テレビジョンスペクトラムの使用について特にライセンスされていないけれども、他のユーザ以上の優先度によってそのネットワークにアクセスすることができる。したがって、制限チャネルである特定のライセンスされていないチャネルは、制限チャネルとして意図される。さらに、特定のユーザに優先アクセス権を提供するいわゆるライセンスされた免除チャネル（licensed-exempt channel）も、制限チャネルである。
【００１２】
本明細書において、単数形で表現された場合には、それが１つ以上あることを意味する。「複数」との表現は、２つ以上を意味する。
【００１３】
以下の詳細な説明において、制限ではなく説明を目的として、本教示の詳細な理解を提供するために、具体的な詳細を開示する例示の実施例が記載される。しかしながら、本開示の利益を受ける技術分野の当業者にとって、前記具体的な詳細から離れた他の実施の形態が本明細書中に開示されていることは明らかである。さらに、例示の実施例の説明を不明確にしないように、周知の装置、方法、システム及びプロトコルの説明が省略される場合がある。それでもなお、当業者の範囲内のそのような装置、方法、システム及びプロトコルは、例示の実施例に従って用いられることができる。最後に、実用的あれば、同様の参照番号は、同様の特徴を参照する。
【００１４】
本明細書に記載される実例となる実施の形態において、ネットワークは、集中型アーキテクチャ又は分散型アーキテクチャによる無線ネットワークであることができることが留意される。実例として、ネットワークは、（例えばIEEE 802.22のもとで規定される、又はIEEE 802.16, IEEE 802.11又はIEEE 802.15のもとで規定されたような）DSAメディアアクセス（MAC）レイヤのもとで機能するネットワークであることができる。さらに、ネットワークは、セルラネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）、無線パーソナルエリアネットワーク（WPAN）又は無線地域エリアネットワーク（WRAN）であることができる。さらに、MACプロトコルは、時分割多重アクセス（TDMA）プロトコル、搬送波検知多重アクセス（CSMA）プロトコル、衝突防止付きCSMA（CSMA/CA）プロトコル、符号分割多重アクセス（CDMA）プロトコル、又は周波数分割多重アクセス（FDMA）プロトコルであることができる。上記のネットワーク及びプロトコルは単なる実例であって、特に言及されたもの以外のネットワーク及びプロトコルが、本教示から逸脱すること無く、用いられることができることが強調される。
【００１５】
図1は、実例となる実施の形態による無線ネットワーク100の簡略化された模式図である。特定の実施例において、無線ネットワーク100は、集中型ネットワークである。しかしながら、本教示は、分散型無線ネットワークに一般化されることができる。
【００１６】
無線ネットワーク100は、アクセスポイント（AP）101を含み、それは基地局（BS）とも呼ばれる。無線ネットワーク100は、複数の無線局（STA）102をさらに有し、それは無線装置又は加入者宅内機器（Customer Premise Equipment: CPE）と呼ばれる場合もある。
【００１７】
実例として、無線ネットワーク100は、上述のネットワークの種類のうちの１つであることができる。さらに、STA102は、コンピュータ、携帯電話、パーソナル携帯情報機器（PDA）、ポータブルコンピュータ又は、そのようなネットワークにおいて一般的に動作する同様の装置であることができる。特定の実施例において、少なくとも1つのSTA102は据え置き型である。
【００１８】
本明細書においてより完全に記載されるように、例示の実施の形態のSTA102及びBS101は、既存ユーザ/装置の保護を必要とする周波数帯域の制限周波数チャネルにおいて機能するように適応される。このように、BS101及びSTA102はセカンダリ装置であり、ネットワーク100はセカンダリネットワークである。
【００１９】
少数のSTA102だけが示されるが、これは単に議論を簡単にするためであることに注意すべきである。明らかに、多くの他のSTA102が用いられることができる。最後に、STA102が必ずしも同じものではないことに注意すべきである。実際、選択されたプロトコルのもとで機能するように適応される多数の異なる種類のSTAが、ネットワーク100中で用いられることができる。
【００２０】
チャネルの利用可能度及び品質が時間とともに変化する動的な環境（例えばTV帯域のために設計される新たな無線技術）において、例示の実施例のDSA MACレイヤ方法及び装置は実現されることができる。したがって、例示の実施例のセカンダリSTAのネットワークは、動的な態様で、有益にチャネル利用可能度を得る。本明細書において詳細に説明されるように、実例となる実施の形態のDSA MACレイヤ方法及び方法は、既存装置がライセンスされたチャネル即ち周波数帯域の占有を開始したこと、又はその占有が差し迫っていることを、セカンダリSTA102が他のセカンダリSTA102に通知することを促進する。
【００２１】
図2は、例示の実施例によるタイミング図である。図1と並行して検討されると、図2の説明はより明確に理解される。集中型無線システムに基づく実例となるインフラストラクチャにおいて、BS101のMACレイヤは、ダウンストリーム（DS）及びアップストリーム（US）メディアアクセスの両方を調整するように機能する。システム100が、制限周波数チャネルにおいて既存装置と共存して動作するように適応されるので、システム100のBS101及びSTA102は、連続的に又は周期的に特定のパラメータを監視/測定する。この監視/測定は、ネットワーク100に属するBS101及びSTA102の送信によって直接影響を受ける可能性がある制限周波数チャネル/帯域中の既存装置の存在を検出することを可能にする。例示の実施例によれば、STA102は、既存ユーザが所与のライセンスされた周波数帯域において動作し始めたことを、そのネットワークのBS101に通知するように適応される。
【００２２】
スーパーフレームの間、セカンダリネットワークによる影響を受けるチャネルの測定のために、各々継続期間201を持つ複数の（ｎ個の）沈黙期間205が提供される。特に、無線ネットワーク100によって直接影響を受けないチャネルにおいて測定が行われる場合、沈黙期間は必要ない。各々の沈黙期間205の間、STA102はデータフレームを送信せず、測定を行って影響を受けた周波数チャネルからデータを取得する。例えば、このデータは、チャネルを占有する既存装置の受信された信号強度（RSS）、測定の信頼性、測定されたチャネル、既存ユーザの推定位置、及び測定継続時間を含むことができる。これらのデータは、後で使用するために、STA102の物理（PHY）及びMACレイヤ内で、アルゴリズムによって処理される。
【００２３】
データが取得されて処理された後、通知期間202が開始する。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、通知期間202の間、既存装置に関するデータを取得したSTA102は、BS101に情報を提供することができる。この情報に基づいて、BS101は、情報を報告するSTA102との後のダウンストリーム（DS）通信において、措置を講じることができる。
【００２４】
通知期間の完了の後、オプションの回復期間203が開始する。共に係属中であり同時に出願された、Cordeiro等による、出願番号（整理番号002803）、発明の名称"Method of Recovering Communication Access After Incumbent Notification in Dynamic Spectrum Access Wireless Systems"において説明されるように、回復期間202の間、BS101はSTA102にチャネル管理命令を発行して、STA102に特定の措置を講じることを命じることができる。これらの措置は、動作チャネルを切替えること、チャネルにおける動作を終了すること、及び送信パワーレベルを下げることを含むが、これらに限定されるものではない。特に、回復期間は、既存装置/ユーザに対するサービスの保護に有効である。
【００２５】
オプションの回復期間202の後、通信期間204が開始する。通信期間204は、すでに参照された既知の無線プロトコルによる、STA102とBS101との間のUS及びDSトラフィックを含む。
【００２６】
最後に、通信期間204の終了後、他の沈黙期間205（沈黙期間2）が開始し、現在のスーパーフレームの終了までこのシーケンスが続く。
【００２７】
図3は、例示の実施例の無線ネットワーク100のメディアアクセスを調整するためにBS101のMACレイヤによって用いられることができるデータフレーム構造の概念図である。第n番目のフレーム300は、２つの部分、主要なダウンストリーム（DS）サブフレーム及びアップストリーム（US）サブフレームを含む。これらの２つのセグメント間の境界は適応可能であり、したがって、ダウンストリーム及びアップストリーム容量の制御は容易に遂行される。有利なことに、メディアアクセスの方法は、より多くの又はより少ないSTA102に対応するためにスケーラブルであり、より多くの又はより少ないSTA102は、無線ネットワーク100における既存装置の共存に関してBS101に情報を提供する。ダウンストリームサブフレームは、ダウンストリームPHYプロトコルデータユニット（PDU）301から構成されており、それはPHYレイヤ上で送信されるデータパケットである。PHY PDU 301は、STA102の既存装置との共存を促進するように適応される競合区間を含むことができる。
【００２８】
加えて、DS PHY PDU 301は、フレーム制御ヘッダ（FCH）302及びDSバースト303を含むことができる。DSバースト303は、ブロードキャストメッセージ304及びMAC PDU 305を含むこともできる。MAC PDU 305は、MACヘッダ306、MACペイロードフィールド307及び巡回冗長検査（CRC）フィールド308を含むことができる。特に、例示の実施例が主に既存ユーザのUS通知に関するので、DS機能の詳細は、例示の実施例の説明を不明確にすることを回避するために省略される。DSサブフレームの要素の詳細は当業者に知られており、組み込まれた明細書中に見つけられることに注意すべきである。
【００２９】
USサブフレームは、各々異なるSTA102から送信される、初期化（例えば初期レンジング）のための競合区間スロット309、帯域要求のための競合スロット310、緊急共存状況（Urgent Coexistence Situation: UCS）通知スロット311及び１つ以上のアップストリームPHY PDU 312を含むことができる。これらのPHY PDU 312は、異なるSTA102から送信されて、対応するSTAからBS101までMAC PDU 305を伝達する。
【００３０】
すでに参照された通信フレーム204におけるデータのアップストリーム通信は、さまざまな態様で発生することができる。例えば、データの通信は、競合に基づく帯域割当てを介して遂行されることができる。特に、既知のハンドシェイクシーケンスが実施されることができ、特定のSTA102が通信フレーム204間の特定の区間における帯域を許可される。例示の実施例において、競合区間スロット309を介した帯域要求を受信した後に、BS101は、無線ネットワーク中の特定のSTA102に帯域割当てを提供する。一旦帯域が割り当てられると、STA102はネットワークを占有してアップストリームデータを送信することができる。
【００３１】
第n番目の通信フレーム間の帯域が割り当てられたSTA102について、このSTA102によって送信されるUS PHY PDU 312は、プリアンブル313、バースト制御ヘッダ（BCH）314及びUSバースト315を含む。有用に、BCH314は、STA102及びその関連するBS101に関する情報を提供し、その情報は、スペクトラムのユーザを追跡際に有益であり、したがってポリシング手順の実現を促進する。
【００３２】
USバースト315は少なくとも１つのMAC PDU316を含み、各々のMAC PDU 316は、MACヘッダ317、MACペイロードフィールド318及びCRC319を含む。周知のように、特定の通信フレーム204の帯域は、制限される場合がある。その結果、ネットワークの全てのSTA 102が、第n番目の通信フレームにおいて帯域を割り当てられることができるというわけではない。しかしながら、特定のSTA102が特定の通信フレーム204において帯域を提供されない場合、この特定のSTA102は、既存装置に関する共存問題をBS101に通知する機会を提供されることができない。最終的に、これによって、チャネルの占有を開始した既存装置と特定のSTA102との干渉が生じる場合がある。これは、既存装置とセカンダリ装置の共存に関する規制規定違反である可能性がある。
【００３３】
例示の実施例により、STA102によって既存装置の存在をBS101に通知する方法が提供される。特定の実施例において、STAからの全てのデータ送信に対して十分か否かにかかわらず、特定の通信フレーム204間の帯域を割り当てられたSTA102に、通知方法が提供される。他の特定の実施の形態において、特定の通信フレームにおいて帯域が割り当てられていないSTA102に、通知方法が提供される。
【００３４】
図4は、例示の実施例による、無線ネットワーク100のSTA102と既存装置の共存をBS101に通知する方法である。図1〜3と同時にこの方法を検討することが有効である。
【００３５】
ステップ401において、無線ネットワーク100のSTA102は、測定を行う。通常、測定は、BS101の指示で行われる。すなわち、BS101は、測定を行うために、STA102へのスーパーフレーム放送の初めにビーコンで命令を提供することができる。測定は、沈黙期間の間はバンド内で、通信期間の間はバンド外で実行されることができる。測定は、制限チャネル即ち帯域を占有しているあらゆる既存装置の受信信号強度の測定を含むが、これに限定されるものではない。
【００３６】
ステップ402において、STA102は、ステップ401の間に得られた測定結果に基づいて、レポート若しくはダイジェスト又はその両方を編集する。前述のように、STAのPHYレイヤは、レポート/ダイジェストの編集向けのアルゴリズムを含む。
【００３７】
表1は、レポートの例を示し、このレポートは、STA102からBS101へ送信されることができ、既存装置の有無について報告する。他の種類のレポートも、測定で得られたデータに基づいて定められることができる。表2は検出される装置の種類を例示し、表3はレポートモードを説明する。
【表１】
2009509383.tif 000003
【表２】
2009509383.tif 000004
【表３】
2009509383.tif 000005
【００３８】
次に、実例となる方法において、決定403として示されるように、フレームにおいて得られる帯域割当ては、STA102の措置を方向付ける。この目的のために、前述のように、BS101は、ネットワーク内の全てのSTAに帯域を割り当てることができない場合がある。さらに、たとえSTA102が（US）通信フレーム204間の帯域を提供されても、STA102は、BS101に全てのデータを送信するために十分な帯域を提供されない可能性がある。STA102がBS101にデータを提供するために十分な帯域を提供される場合、又はSTA102が、現在の通信フレーム204において全てのデータを送信するには不十分な帯域を提供される場合であっても、当該方法はステップ404に進む。しかし、STA102が通信フレーム204間の帯域を割り当てられなかった場合、当該方法はステップ405に進む。
【００３９】
特定の例において、STA102は、特定の周波数帯域において動作している既存装置に関する完全なレポートを、BS101に返信するために十分な（US）帯域割当てを割り当てられることができる。特定の実施の形態によれば、STA102は、ステップ406において、通信フレーム204中で割り当てられたその時間の間、このUS送信を遂行する。特に、レポートの送信は、STA 102による他のデータの送信に先行して行なわれる。したがって、レポートが最初に送信され、USバースト315における他のデータ通信の送信が続くことができる。
【００４０】
実例として、フレーム204中でSTA102からBS101に送信される完全なレポートは、以下のような情報を含むことができる。
-プライマリ無線システムが占有した周波数チャネル/帯域。チャネル占有についての過去の履歴情報が利用可能な場合、STA102は、既存ユーザ又はプライマリ無線システムによる将来のチャネル占有に関して通知することもできる。
-プライマリ無線信号が検出される受信電力。
-検出の信頼性。
-分かる場合、検出されたプライマリ無線システムの種類。
【００４１】
一旦BS101がSTA102からレポートを受信すると、BS101は、セカンダリSTA102が特定のチャネル又は帯域において既存装置/サービスの機能に干渉する可能性を低減するために、様々な措置のうちの１つ以上を採ることができる。これらの措置は（これらはいつでも講じられることができ、次に始まるDSサブフレームにおいて開始される）、STA102に、ランデブーチャネルに切り替えるように、及び／又は動作用の他のチャネル/帯域がBS101によって選択されるまで特定のチャネル/帯域における動作を停止するように、指示することを含む（但しこれらに限定されない）。
【００４２】
STA102が、十分なUS帯域を割り当てられたがBS101に応答しなかった場合、BS101は、STA102からの応答が無いのは既存装置からの干渉に起因するという仮定に基づいて行動することができる。この目的のために、既存サービス/装置によって発生する干渉は、BS101から発せられる信号との衝突を生じさせる場合がある。この場合、BS101は、UCSを解決するためにチャネル管理を目的とする措置を講じることができる。例えば、全てのSTA102がランデブーチャネル又はバックアップチャネルへ移動するDSサブフレームにおいて、BS101は命令を送信することができる。
【００４３】
他の例において、STA102は、表1に示されるような完全なレポートを提供するために十分な帯域を持つことができず、その代わりにレポートのダイジェストを送信することができる。ダイジェストは、完全なレポートの顕著な面のみから構成される。例えば、ダイジェストは単に、既存装置の存在/不在、そのチャネル、及び既存装置の受信信号強度について通知することができる。
【００４４】
特定の（例えば第n番目の）通信フレーム中の帯域を割り当てられたSTAが完全なレポート又はダイジェストを提供するための十分な帯域を持つことができない様々な理由がある。１つの理由は、帯域の不足、及び帯域を与えられるSTA102に対するBS101による帯域の配給である。加えて、STA102は、サービス品質（QoS）の保証を満たすために、高感度トラフィック（例えば音声伝送）を送信することを必要とする場合があり、それは、STA102がBSにレポートを送信するのを妨げる場合がある。明らかなように、これは、レポート又はダイジェストの送信に利用可能な帯域を制限する可能性がある。この場合、例示の実施例の方法は、制限チャネル/帯域における既存装置の存在（又は差し迫った存在）の効率的な通知を提供する。
【００４５】
既存装置の存在に関する情報を効率的に提供する方法は、既存装置の存在を表すビットをMACヘッダ317中に提供することを含む。有利なことに、これは、特定の通信フレーム204中の帯域を割り当てられていないセカンダリSTA102によって、及びフレーム204中の不十分な帯域を割り当てられたSTA102によって、実行されることができる。
【００４６】
基地局によってUS帯域を与えられるが、完全なレポート又はダイジェストを送信するために十分な帯域を持つことができないセカンダリSTA102は、それでもなお、既存装置の存在をBS101に適切に通知するために、BS101に十分な情報を送信することができる。例示の実施例のステップ404において、STA102は、UCSデータフィールド及びCNデータフィールドを含むMACヘッダ317をBS 101に提供する。有利なことに、例示の実施例のMACプロトコルは、メインプロトコルMACヘッダ中に、UCSデータフィールド及びCNデータフィールドを提供する。これらのフィールドは、プライマリチャネル/帯域における既存装置の動作（又は差し迫った動作）についてのBS101に対する迅速な及び効率的な通知を促進する。特に、STA102が完全なレポートを提供するために必要な帯域を持つ場合であっても、STA102はまた、MACヘッダ中に上述のフィールドを含むことができる。
【００４７】
表4は、UCS及びCNフィールドを収容するMACヘッダの例を表す。これらのフィールドがMACヘッダ自身の一部であるので、完全なレポート又はダイジェストのためには（あったとしても）充分でない帯域がSTA102に割り当てられた場合であっても、STA102はやはり、最小限の情報によって、既存装置の存在をBS101に通知することができる。この場合、STA102は単に、既存装置及び影響を受けるチャネルをBS101に通知するUCS及びCNフィールドを設定する。選択的に、MACヘッダは、受信信号強度（RSS）データフィールドを収容することもできる。RSSデータフィールドは、STA102によって設定され、制限チャネル/帯域における既存装置の受信信号レベル値を提供する。このように、比較的わずかな量のオーバーヘッドによって、STA102は、STAの位置において既存サービスから受信された信号強度のBS101への指示を提供する。
【００４８】
限られた量のUS帯域だけがBSによって割り当てることができると仮定すると、わずかなSTA102だけが、所与のフレームを送信する許可を与えられる。それでもなお、既存装置の存在に関する情報は、既存装置保護を保証するために提供されなければならない。例示の実施例において、BS101によってDSサブフレーム間のUS帯域を与えられないセカンダリSTA102は、MACヘッダにおいてUCS、CN及び選択的にRSSデータをBS101に送信するためのUCS通知スロット311を争う。スロット311を得た後、ステップ405において、STA102は上述のフィールドを有するMACヘッダを送信する。MACヘッダのデータフィールドにおいて既存装置の共存の通知を受信すると、BS101は、プライマリチャネル通信との干渉を回避するための措置を講じることができる。
【００４９】
限られた数のUCSスロットだけが各々のUSサブフレーム中に提供されるので、UCSスロット311はまた、特定のフレームにおいて影響を受けたSTA102に対して利用できない場合がある。例示の実施例において、影響を受けたSTA102は、BSがアップストリーム帯域をこの特定のSTA102に割り当てるか、又はUCS通知スロット311をこのSTA102に割り当てる後続のフレームを待つ。これらのUCS通知スロット311へのアクセスは、競合に基づいて、既知の打切り指数バイナリバックオフアルゴリズム（truncated exponential binary backoff algorithm）によって実現されることができる。有利なことに、例示の実施の形態において、UCS通知スロット311中の衝突の回数を低減するために、STA102がこれらの競合に基づくUCSスロット311を用いることを許可される唯一の状況は、その特定のSTA102がUS帯域を割り当てられていないときである。
【００５０】
実施の形態において、一度、BS101が、（例えば、第n番目のフレームにおいて）STA102からUCS通知を含むMACヘッダを受信すると、BS101は、次のフレーム（フレームn+1）において、報告しているSTA102に、このSTA102が完全なレポートをBS101に返信することができるように、より多くのUSリソースを割り当てることができる。あるいは、BS101は、全てのSTA102が影響を受けるチャネル/帯域における動作を中止し、及び／又はランデブーチャネルに動作を切り替えるために、次のフレームにおいて、チャネル管理命令を発することができる。他の実施の形態において、BS101は、あらゆる当面の措置を講じることを遅延させることができ、そして他のSTA102からのレポート又はヘッダ情報を待つことができる。他のSTA102が同じUCSを報告しない場合には、BS101は、単一のSTAによって提供されるUCSは信頼できないと結論を下すことができ、そのUCSを無視できる。一方、複数のSTAが同じCNにおける同じ共存状況を報告する場合、BS102は、問題を解決するために、上述のような措置を講じなければならない。さらに別の実施の形態では、BS101は、UCSに対処するために送信電力制御技術を用いることができる。
【表４】
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【００５１】
例示の実施例において説明されるチャネル/帯域中の既存装置の存在の通知方法は、通知の信頼性をデータ効率と釣り合わせることを試みる。この目的のために、実施の形態によれば、測定が行なわれた後で各々のSTA102が既存装置の存在を報告することができるように、BS101は、ネットワーク中の各々のSTA102に、US帯域を割り当てることができる。したがって、各々の沈黙期間205の後、各々のSTA102が適切な通知を保証するために十分な帯域を割り当てられた場合、セカンダリSTA102による制限チャネルの使用によって引き起こされる共存問題は、確実に対処されることができる。この場合、BSは、UCS通知スロット用の時間を割り当てる必要はない。しかしながら、いくつかの状況において、特に既存装置が検出されなかった場合、これは帯域の無駄につながる場合がある。したがって、通知信頼性とデータ効率との間には明白なトレードオフがある。有利なことに、例示の実施の形態は、データ効率と並行して信頼性を提供することを目的とする様々なオプションを提示する。
【００５２】
この開示を考慮して、本明細書において説明される様々な方法及び装置が、ハードウェア及びソフトウェアで実現されることができる点が注意される。さらに、様々な方法及びパラメータが、単に例として考慮されるが、いかなる制限も意味しない。この開示からみて、当業者は、これらの技術を遂行するために、彼らの自身の技術及び必要な機器を決定して本教示を実施することができるが、添付の請求の範囲の範囲内に留まる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】例示の実施例による無線通信システムの簡略化された概略図。
【図２】例示の実施例によるデータ送信のタイミング図。
【図３】例示の実施例によるダウンストリーム（DS）及びアップストリーム（US）通信フレームの簡略化されたブロック図。
【図４】例示の実施例による無線通信方法の簡略化されたフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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