(57)【要約】複数種別の信号により周波数および時間の両方を共有する無線周波数帯域における活動を管理するシステム、方法、ソフトウェア、および関連機能が提供される。このような周波数帯域の一例は免許不要周波数帯域である。周波数帯域における無線周波エネルギーは、周波数帯域での活動が発生している領域中の１つまたは複数の装置および／または場所で捕捉される。周波数帯域で発生する信号は、時間間隔にわたって周波数帯域の一部または全部をサンプリングすることによって検出される。帯域中の信号パルスエネルギーが検出され、この信号パルスエネルギーを使用して、信号種別に従って信号を分類する。周波数帯域で発生している信号の種別についての知識、および他のスペクトル活動関連統計（スペクトルインテリジェンスと呼ぶ）を用いて、装置または装置ネットワークにおいて措置がとられ、他の信号との干渉を回避する、また一般にその他の信号との周波数帯域の同時使用を最適化することができる。スペクトルインテリジェンスを用いて、装置ユーザまたはネットワーク管理者に措置を示唆する、または装置または装置のネットワークにおいて措置を自動的に呼び出して所望のパフォーマンスを維持することができる。
2005523616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域の使用を管理する方法であって、前記無線周波数帯域で発生する無線周波数エネルギーから導き出されたスペクトル活動情報に基づいて、（ａ）前記無線周波数帯域での装置の動作を制御する制御信号、および（ｂ）前記無線周波数帯域で発生すると判断された特定種別の活動を記述する情報、のうちの少なくとも１つを生成するステップを含む、無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２】
複数の信号種別に関連する活動が発生し得る無線周波数帯域における無線周波数エネルギーを監視するステップであって、それによって前記周波数帯域での活動を表すスペクトル活動情報を生成する、監視するステップをさらに含む、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３】
前記監視するステップは、前記無線周波数帯域で動作する通信装置において行われる、請求項２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４】
前記監視するステップは、前記無線周波数帯域における信号を受信可能な無線受信器を有する装置において行われる、請求項２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項５】
前記監視するステップは、時間間隔中の周波数帯域の略全体における無線周波数エネルギーを受信することを含む、請求項２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項６】
前記監視するステップは、前記無線周波数帯域の一部における無線周波数エネルギーを受信することを含む、請求項２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項７】
前記監視するステップは、前記周波数帯域をスキャンして、前記無線周波数帯域の異なる部分における無線周波数エネルギーを受信することをさらに含む、請求項６記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項８】
前記監視するステップは、前記無線周波数帯域での活動に関連する領域の異なる場所で得られる活動を監視することを含む、請求項２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項９】
前記監視するステップは、時間間隔中に前記無線周波数帯域において受信される無線周波数エネルギーに関連するパワースペクトル情報を生成することを含む、請求項２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１０】
前記パワースペクトル情報から前記無線周波数帯域において検出された無線周波数エネルギーのパルスの特徴を記述する信号パルス情報を生成するステップをさらに含む、請求項９記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１１】
前記信号パルス情報を生成するステップは、前記スペクトル活動情報から前記周波数帯域において検出された信号パルスのパルス持続時間、パルス中心周波数、パルス帯域幅、およびパルス間の時間間隔のうちの１つまたは複数を含む信号パルスデータを生成することを含む、請求項９記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１２】
前記周波数帯域において経時にわたり検出された信号パルスの信号パルスデータを累積するステップをさらに含む、請求項１１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１３】
累積された信号パルスデータに基づいて前記周波数帯域における信号を分類するステップをさらに含み、前記生成するステップは、前記周波数帯域で発生していると判断された信号の種別に基づく、請求項１２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１４】
前記スペクトル活動情報に基づいて前記周波数帯域における信号を分類するステップであって、それによって信号の種別を判断する、分類するステップをさらに含み、前記生成するステップは、前記周波数帯域で発生していると判断された信号の種別に基づく、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１５】
前記生成するステップは、前記分類するステップに基づいて、前記無線周波数帯域において発生すると判断された信号の信号種別を記述する情報を生成することを含む、請求項１４記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１６】
前記分類された信号の特徴に関する情報を表示するステップをさらに含む、請求項１５記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１７】
前記分類するステップは、前記周波数帯域において発生すると判断された信号種別が、前記周波数帯域において動作している１つまたは複数の装置の動作に干渉する可能性があるものであるか否かを判断することを含む、請求項１４記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１８】
前記生成するステップは、前記装置に干渉すると判断された前記信号に起因する前記装置のパフォーマンスの低下を回避するように、前記無線周波数帯域において動作している装置に変更を行う旨をユーザに指示する推奨情報を生成することを含む、請求項１７記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項１９】
前記制御信号を生成するステップは、制御信号を生成することを含み、それによって前記無線周波数帯域で発生すると判断された前記信号を周波数および時間において回避するように、前記無線周波数帯域において動作している装置を制御して送信をスケジューリングする、請求項１７記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２０】
前記無線周波数帯域における前記装置の動作に干渉すると判断された前記信号のソースを位置特定するステップをさらに含む、請求項１７記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２１】
前記無線周波数帯域において前記装置の動作に干渉すると判断された前記信号のソースの位置を表示することをさらに含む、請求項２０記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２２】
前記無線周波数帯域において動作している装置のパフォーマンス状態を検出するステップをさらに含む、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２３】
前記検出するステップは、ユーザまたはアプリケーションプログラムからのコマンドに応答する、請求項２２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２４】
前記情報を生成するステップは、前記パフォーマンス状態についてユーザに通知する情報を生成することを含む、請求項２２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２５】
前記パフォーマンス状態を検出するステップは、しきい値を超えるビット／パケットエラーレートに基づいてパフォーマンスの低下を検出することを含む、請求項２２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２６】
前記パフォーマンス状態を検出するステップは、前記スペクトル活動情報に基づいて、しきい値に相対して、前記周波数帯域における高スペクトル活動を検出することを含む、請求項２２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２７】
前記スペクトル活動情報および／または前記装置の動作に関する情報に基づいて、前記装置のパフォーマンスの低下の原因を求めるステップをさらに含む、請求項２２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２８】
前記原因を求めるステップは、前記装置が別の信号からの干渉を受けているか否かを判断することを含む、請求項２７記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項２９】
前記パフォーマンスの低下の原因が別の信号からの干渉であると判断される場合、前記装置のパフォーマンスに干渉する前記信号を分類するステップをさらに含む、請求項２８記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３０】
前記パフォーマンスの低下の原因が別の信号からの干渉であると判断される場合、前記装置において干渉回避手続きまたは干渉補償手続きを自動的に実行するステップをさらに含む、請求項２８記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３１】
前記情報を生成するステップは、前記判断されたパフォーマンスの低下の原因に基づいて、前記装置のパフォーマンスをどのように向上させるかについての推奨情報を生成することを含む、請求項２７記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３２】
前記推奨情報を生成するステップは、前記装置の少なくとも１つの動作パラメータを制御するにあたってパフォーマンス低下の改善措置がわからない、または利用不可能である場合に実行される、請求項３１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３３】
前記制御信号を生成するステップは、前記パフォーマンスの低下の原因に応じて、前記装置の動作パラメータを自動的に変更する制御信号を生成することを含む、請求項２７記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３４】
前記パフォーマンスの低下の原因はしきい値未満の受信信号レベルであると判断するステップをさらに含む、請求項２２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３５】
前記情報を生成するステップは、前記装置または該装置の環境に調整を行って前記受信信号レベルを改良するようにユーザに指示する推奨情報を生成することを含む、請求項３４記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３６】
前記制御信号および／または情報を生成するステップは、前記パフォーマンスの低下を経験している前記装置から離れたコンピューティング装置で行われる、請求項２２記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３７】
前記パフォーマンスの低下を経験している装置からの情報を前記コンピューティング装置に送るステップをさらに含み、前記コンピューティング装置は前記パフォーマンスの低下の原因および／または改善措置を求め、情報および／またはコントロールを前記パフォーマンスの低下を経験している装置に送る、請求項３６記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３８】
前記制御信号を生成するステップは、動作の周波数チャネル、送信データレート、パケット断片サイズ、他の信号への干渉を回避する送信スケジューリング、送信パワー、パケット断片化しきい値、およびクリアなチャネルアクセスしきい値からなる群から選択される、前記周波数帯域において動作している装置の１つまたは複数の動作パラメータを制御する制御信号を生成することを含む、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項３９】
前記制御信号を生成するステップは、前記周波数帯域で動作している装置ネットワークの少なくとも１つの動作パラメータを調整する制御信号を生成することを含む、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４０】
前記制御信号を生成するステップは、前記周波数帯域で動作する１つまたは複数の関連するステーション装置を有するワイヤレスローカルエリアネットワークのアクセスポイント装置の動作パラメータを調整する制御信号を生成することを含む、請求項３９記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４１】
前記制御信号を生成するステップは、関連するステーション装置をそれぞれ有する複数のアクセスポイントのうちの少なくとも１つの制御信号を生成することを含み、前記制御信号は、前記複数のアクセスポイントへのチャネルの割り当て、および前記複数のアクセスポイントへの関連するステーションの割り当てのうちの少なくとも１つを制御する、請求項４０記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４２】
前記スペクトル活動情報に基づいて、前記周波数帯域で発生すると判断された信号を分類するステップをさらに含む、請求項３８記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４３】
前記制御信号を生成するステップは、前記周波数帯域で発生すると判断された信号の種別に基づく、請求項４１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４４】
前記制御信号を生成するステップは、前記周波数帯域において、前記スペクトル活動情報から判断された状況が存在する場合、装置が前記無線周波数帯域でどのように動作すべきかを規定するポリシー情報に基づく、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４５】
前記制御信号を生成するステップは、前記周波数帯域での或る信号種別の使用を他の信号種別の使用よりも優先するポリシー情報に基づいて、前記周波数帯域における１つまたは複数の装置の動作を制御する信号を生成することを含む、請求項４４記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４６】
前記制御信号を生成するステップは、規制機関により指定される前記周波数帯域の一次ユーザを前記周波数帯域の他のユーザよりも優先するというポリシー情報に基づいて、前記周波数帯域における１つまたは複数の装置の動作を制御する信号を生成することを含む、請求項４４記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４７】
前記制御信号を生成するステップは、前記スペクトル活動情報によりレーダ信号が前記周波数帯域に存在することが示される場合、前記周波数帯域での装置による信号の送信を拒絶する信号を生成することを含む、請求項４４記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４８】
前記制御信号を生成するステップは、前記周波数帯域に他の任意の信号が存在する場合、装置の送信データレートを最大化するポリシーに基づいて、前記周波数帯域における装置により送信される信号のデータレートを調整する信号を生成することを含む、請求項４４記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項４９】
前記無線周波数帯域において動作する新しい装置および／または規制ポリシーを考慮するように前記ポリシー情報を更新するステップをさらに含む、請求項４４記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項５０】
前記スペクトル活動情報に基づくことにより、前記周波数帯域において動作する１つまたは複数のワイヤレスネットワークに対するサービス不能攻撃の可能性を検出するステップをさらに含み、前記情報を生成するステップは、前記サービス不能攻撃の可能性を記述する情報を生成することを含む、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項５１】
前記サービス不能攻撃の可能性を検出するステップは、前記スペクトル活動情報を解析して、サービス不能攻撃の可能性を示す雑音信号（複数可）を検出することを含む、請求項５０記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項５２】
前記スペクトル活動情報に基づいて、前記周波数帯域において動作する装置の位置を求めるステップをさらに含む、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項５３】
許可を受けた装置による送信に使用されている装置の識別子と突き合わせた前記スペクトル活動情報に基づいて、前記周波数帯域において動作する前記許可を受けた装置の信号パルス特徴情報を記憶するステップと、送信において検出された識別子に対応する、前記周波数帯域で送信している装置の信号パルス特徴を前記識別子に関連する、記憶されている信号パルス特徴と比較するステップと、送信に関連する信号パルス特徴がその識別子に記憶されている前記信号パルス特徴に一致しない場合、装置が許可を受けていない装置であると判断するステップと、をさらに含む、請求項１記載の無線周波数帯域の使用を管理する方法。
【請求項５４】
複数の種別の信号が存在し得る無線周波数帯域の使用を管理するシステムであって、
ａ．前記無線周波数帯域における無線周波数エネルギーを受信して、前記無線周波数帯域において発生し得る複数の種別の信号の活動を監視し、また複数の種別の信号の活動を表すスペクトル活動情報を生成する無線装置と、
ｂ．該無線装置に結合され、前記スペクトル活動情報を受け取り、前記無線周波数帯域において動作する装置を制御するコントロール、および前記無線周波数帯域において発生すると判断される特定種別の活動を記述する情報のうちの少なくとも１つを生成するコンピューティング装置と、
を備える、無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項５５】
前記無線装置はワイヤレスリンクまたはワイヤードリンクにより前記コンピューティング装置に結合される、請求項５４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項５６】
前記コンピューティング装置に結合されたディスプレイをさらに備え、前記コンピューティング装置は、前記周波数帯域において発生すると判断された特定種別の活動を記述する情報を表示する、請求項５４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項５７】
１つまたは複数のワイヤレスネットワーククライアントステーションに関連するワイヤレスアクセスポイントをさらに備える、請求項５４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項５８】
前記コンピューティング装置は前記ワイヤレスアクセスポイントに結合され、前記アクセスポイントの１つまたは複数の動作パラメータを制御する、請求項５７記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項５９】
前記コンピューティング装置は、動作の周波数チャネル、送信データレート、パケット断片サイズ、他の信号への干渉を回避するような送信のスケジューリング、送信パワー、パケット断片化しきい値、およびクリアなチャネルアクセスしきい値のうちの少なくとも１つを制御するコントロールを生成する、請求項５８記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６０】
前記ワイヤレスネットワーククライアントステーションの少なくとも１つは前記無線装置を備える、請求項５７記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６１】
前記無線装置を備える少なくとも１つのワイヤレスネットワーククライアントステーションは、得たスペクトル活動情報を前記ワイヤレスアクセスポイントに送信する、請求項６０記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６２】
前記アクセスポイント装置は、スペクトル活動情報を関連する各ワイヤレスクライアントステーションに送る、請求項５８記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６３】
前記アクセスポイント装置は前記無線装置を備える、請求項５７記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６４】
１つまたは複数のワイヤレスネットワーククライアントステーションにそれぞれ関連する複数のワイヤレスアクセスポイントをさらに備える、請求項５７記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６５】
前記コンピューティング装置は前記アクセスポイントのそれぞれに結合され、前記アクセスポイントの１つまたは複数のコントロールを生成する、請求項６３記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６６】
前記コンピューティング装置は、アクセスポイントへのクライアントステーションの割り当て、アクセスポイントのパワーレベル、およびアクセスポイント周波数チャネルのうちの１つまたは複数のコントロールを生成する、請求項６３記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６７】
前記コンピューティング装置は、アクセスポイント用のローカルに生成されたコントロールと競合しないように、いずれかの特定のアクセスポイントにおけるスペクトル活動の知識に基づいて前記複数のアクセスポイントのうちの１つまたは複数のアクセスポイントのうちの１つまたは複数に影響を与えるコントロールを生成する、請求項６６記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６８】
前記無線装置は、無線受信器と、該無線受信器に結合され、前記無線受信器により前記周波数帯域において受信した無線周波数エネルギーのスペクトル解析を行って、前記受信した無線周波数エネルギーのパワースペクトル情報を生成するスペクトル解析器と、を備える、請求項５４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項６９】
前記無線受信器は、無線周波数帯域の略全体にわたる信号を受信することが可能である、請求項５４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７０】
前記無線受信器は、前記無線周波数帯域の一部にわたる信号を受信することが可能であり、前記無線周波数帯域の異なる部分に調整されるように制御される、請求項５４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７１】
前記無線装置は、前記スペクトル解析器に結合され、前記パワースペクトル情報から１つまたは複数の特徴を有する信号パルスを検出する信号検出器をさらに備える、請求項６８記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７２】
前記信号検出器は、対応する１つまたは複数の範囲に入る１つまたは複数の特徴を有すると判断された無線周波数エネルギーのパルスの信号パルスの信号パルスデータを生成する、請求項７１記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７３】
前記無線装置は、前記信号検出器により検出された各信号パルス毎に、パワーレベル、中心周波数、帯域幅、開始時間、および持続時間からなる群から選択されるデータを含む信号パルスデータを出力する、請求項７３記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７４】
前記コンピューティング装置は、前記周波数帯域において経時にわたり検出された信号パルスの信号パルスデータを累積する、請求項７３記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７５】
前記コンピューティング装置は、前記累積された信号パルスデータに基づいて前記周波数帯域における信号を分類し、前記周波数帯域において発生していると判断された信号の種別に基づいてコントロールまたは情報を生成する、請求項７４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７６】
前記コンピューティング装置は、前記スペクトル活動情報に基づいて前記周波数帯域において発生している信号を分類し、前記周波数帯域において発生していると判断された信号の種別に基づいてコントロールまたは情報を生成する、請求項５４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７７】
前記コンピューティング装置は、前記無線周波数帯域で発生すると判断される信号の信号種別を記述する情報を生成する、請求項７５記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７８】
前記コンピューティング装置はデータを生成して、前記分類された信号の特徴に関する情報を表示する、請求項７７記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項７９】
前記コンピューティング装置は、前記周波数帯域に発生すると判断された信号の種別が、前記周波数帯域において動作している１つまたは複数の装置の動作に干渉する可能性があるものであるか否かを判断する、請求項７６記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８０】
前記コンピューティング装置は、前記装置に干渉すると判断された前記信号に起因する前記装置のパフォーマンスの低下を回避するように、前記無線周波数帯域において動作している装置に変更を行うことをユーザに指示する推奨情報を生成する、請求項７９記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８１】
前記コンピューティング装置は、前記無線周波数帯域において動作している装置が、前記無線周波数帯域で発生すると判断された前記信号を周波数および時間において回避するように送信をスケジュールするコントロールを生成する、請求項７９記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８２】
前記コンピューティング装置は、スペクトル活動情報を処理して、前記無線周波数帯域における前記装置の動作に干渉すると判断された前記信号のソースの位置を求める、請求項７９記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８３】
前記コンピューティング装置はデータを生成して、前記無線周波数帯域における前記装置の動作に干渉すると判断された前記信号のソースの位置を表示する、請求項８２記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８４】
前記コンピューティング装置は、前記周波数帯域において、前記スペクトル活動情報から判断された状況が存在する場合、装置が前記無線周波数帯域でどのように動作すべきかを規定するポリシー情報に基づいて前記コントロールを生成する、請求項５４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８５】
前記コンピューティング装置は、前記周波数帯域での或る信号種別の使用を他の信号種別の使用よりも優先するポリシー情報に基づいて、前記周波数帯域における１つまたは複数の装置の動作を制御する前記コントロールを生成する、請求項８４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８６】
前記コンピューティング装置は、規制機関により指定される前記周波数帯域の一次ユーザを前記周波数帯域の他のユーザよりも優先するというポリシー情報に基づいて、前記周波数帯域における１つまたは複数の装置の動作を制御する前記コントロールを生成する、請求項８４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８７】
前記コンピューティング装置は、前記スペクトル活動情報によりレーダ信号が前記周波数帯域に存在することが示される場合、前記周波数帯域での装置による信号の送信を拒絶する前記コントロールを生成する、請求項８４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８８】
前記コンピューティング装置は、前記無線周波数帯域において動作する新しい装置および／または規制ポリシーを考慮する新しいまたは更新されたポリシー情報を受け取る、請求項８４記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項８９】
前記無線周波数帯域での活動が発生し得る様々な場所に配置された複数の無線装置をさらに備える、請求項５３記載の無線周波数帯域の使用を管理するシステム。
【請求項９０】
命令がエンコードされたプロセッサ可読媒体であって、前記命令は、プロセッサにより実行されると、前記無線周波数帯域において発生している無線周波数エネルギーから導き出されたスペクトル活動情報に基づいて、無線周波数帯域における装置の動作を制御する制御信号、および（ｂ）前記無線周波数帯域で発生すると判断された特定種別の活動を記述した情報を生成するステップを前記プロセッサに実行させる、プロセッサ可読媒体。
【請求項９１】
前記コントロールを生成する前記媒体にエンコードされる命令は、動作の周波数チャネル、送信データレート、パケット断片サイズ、他の信号への干渉を回避するような送信のスケジューリング、送信パワー、パケット断片しきい値、およびクリアなチャネルアクセスしきい値からなる群から選択される１つまたは複数の動作パラメータを制御するコントロールを生成する命令を含む、請求項９０記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項９２】
前記コントロールを生成する命令は、前記周波数帯域において、前記スペクトル活動情報から判断された状況が存在する場合、装置が前記無線周波数帯域でどのように動作すべきかを規定するポリシー情報に基づく、請求項９１記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項９３】
複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステムであって、
ａ．前記無線周波数帯域における活動に関連するデータを累積する第１のプロセスと、
ｂ．該第１のプロセスからのデータに基づいて、前記無線周波数帯域で発生している信号の種別を分類する第２のプロセスと、
ｃ．前記第１のプロセスにより累積される前記データおよび／または前記第２のプロセスに基づいて発生すると判断された信号の種別に基づいて、前記無線周波数帯域において動作する装置のコントロール、および前記周波数帯域で発生している特定種別の活動を記述する情報のうちの少なくとも１つを生成する第３のプロセスと、
を含む、無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステム。
【請求項９４】
前記第３のプロセスは、特定種別の信号が前記無線周波数帯域で動作している少なくとも１つの装置に干渉を引き起こしていると判断する、請求項９３記載の無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステム。
【請求項９５】
前記無線周波数帯域における信号ソースの位置を求める第４のプロセスをさらに含む、請求項９４記載の無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステム。
【請求項９６】
前記第２のプロセスで、特定種別の信号が前記無線周波数帯域において発生していると判断されることに応答して、前記第３のプロセスは、前記周波数帯域で発生している前記特定種別の信号の位置を求めるように前記第４のプロセスに命令する、請求項９５記載の無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステム。
【請求項９７】
前記第１のプロセス、第２のプロセス、第３のプロセス、および第４のプロセスのうちの少なくとも１つと対話して、前記無線周波数帯域において動作している複数のワイヤレスネットワークのコントロール、および前記無線周波数帯域において動作している前記複数のワイヤレスネットワークの活動に関する情報のうちの少なくとも１つを生成する第５のプロセスをさらに含む、請求項９４記載の無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステム。
【請求項９８】
前記第３のプロセスは、前記無線周波数帯域における信号の発生および終了の検出に関連するイベントを記述するイベントデータを生成し、前記データは、（ａ）前記イベントの発生時間、（ｂ）イベントの種別、（ｃ）信号の種別、（ｄ）前記イベントの記述的情報、（ｅ）検出された信号に関連するパワーレベル、帯域幅、および中心周波数のうちの１つまたは複数を含む、前記イベントに関連する技術的詳細、および（ｆ）前記無線周波数帯域で動作している装置に対する前記イベントのパフォーマンスを低下させる可能性のある性質を示す、前記イベントに関連する警告インジケーションのうちの少なくとも１つを含む、請求項９４記載の無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステム。
【請求項９９】
前記第１、第２、および第３のプロセスのうちの少なくとも１つからデータを受け取る少なくとも１つのアプリケーションプログラムと、前記第１、第２、および第３のプロセスのうちの少なくとも１つにより生成されたデータを前記少なくとも１つのアプリケーションプログラムにインタフェースするアプリケーションプログラミングインタフェースと、をさらに備える、請求項９４記載の無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステム。
【請求項１００】
前記アプリケーションプログラミングインタフェースは、第１、第２、および第３のプロセスのうちの少なくとも１つから解析機能を要求する第１のメッセージ群と、スペクトル活動データを前記アプリケーションプログラムに提供する第２のメッセージ群と、を備える、請求項９９記載の無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステム。
【請求項１０１】
複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域における活動を管理するシステムのソフトウェア構造であって、
a．前記無線周波数帯域における活動に関するスペクトル活動情報を処理して機能を実行するアプリケーションプログラムと、
ｂ．前記スペクトル活動情報を生成する１つまたは複数のプロセスにメッセージを提示し、前記アプリケーションプログラムにスペクトル活動情報を返すアプリケーションプログラミングインタフェースと、
を備える、無線周波数帯域における活動を管理するシステムのソフトウェア構造。
【請求項１０２】
複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域における活動に関するデータを解析し、スペクトル活動情報を生成する少なくとも１つのプロセスとアプリケーションプログラムをインタフェースする方法であって、
ａ．前記少なくとも１つのプロセスによるスペクトル解析機能に対する要求を生成するステップと、
ｂ．前記少なくとも１つのプロセスにより生成される前記スペクトル活動情報を受け取るステップと、
を含む、アプリケーションプログラムをインタフェースする方法。
【請求項１０３】
前記要求を生成するステップは、スペクトル解析機能の種別の識別子を生成することを含む、請求項１０２記載のアプリケーションプログラムをインタフェースする方法。
【請求項１０４】
前記要求を生成するステップは、（ａ）スペクトル解析機能を実行すべき前記無線周波数帯域の特定の部分の周波数位置および帯域幅、および（ｂ）前記無線周波数帯域において発生を監視すべき無線周波数エネルギーの特徴のうちの少なくとも１つを記述するデータを生成することを含む、請求項１０３記載のアプリケーションプログラムをインタフェースする方法。
【請求項１０５】
前記無線周波数帯域において監視すべき無線周波数エネルギーの特徴を記述するデータを生成するステップは、前記無線周波数帯域において監視すべき無線周波数エネルギーのパルスに関連する（ｉ）中心周波数、（ｉｉ）持続時間、（ｉｉｉ）帯域幅、および（ｉｖ）パルス間の時間のうちの少なくとも１つの範囲を生成することを含む、請求項１０４記載のアプリケーションプログラムをインタフェースする方法。
【請求項１０６】
前記要求を生成するステップは、（ａ）前記無線周波数帯域における無線周波数エネルギーの周波数の関数としてのパワー、（ｂ）前記無線周波数帯域における無線周波数エネルギーの周波数の関数としてのパワーの統計解析、（ｃ）前記無線周波数帯域において発生すると判断された特定の特徴を有する信号パルス、（ｄ）少なくとも１つの範囲を満たす前記無線周波数帯域で発生すると判断された無線周波数エネルギーのパルスの（ｉ）中心周波数、（ｉｉ）持続時間、（ｉｉｉ）帯域幅、および（ｉｖ）パルス間の時間のうちの少なくとも１つのヒストグラム、（ｅ）前記無線周波数帯域における信号の活動に関連するイベントの検出、（ｆ）前記無線周波数帯域において特定の状況が検出された場合、受信した無線周波数エネルギーのデジタルサンプル、のうちの少なくとも１つに関するデータに対する要求を生成することを含む、請求項１０５記載のアプリケーションプログラムをインタフェースする方法。
【請求項１０７】
前記スペクトル活動情報を受け取るステップは、（ａ）（ｉ）平均パワーレベル、（ｉｉ）前記無線周波数帯域の前記特定の部分における複数の周波数ビンの活動の最大パワーレベル、および（ｉｉｉ）活動を有する周波数ビンにおける活動の測定のうちの少なくとも１つを含む前記無線周波数帯域の特定の部分に関連する統計、（ｂ）少なくとも１つの範囲を満たす前記無線周波数帯域において発生すると判断された信号パルスの（ｉ）中心周波数、（ｉｉ）持続時間、（ｉｉｉ）帯域幅、および（ｉｖ）開始時間のうちの少なくとも１つを含む信号パルスデータ、（ｄ）前記少なくとも１つの範囲を満たす前記無線周波数帯域において発生すると判断された信号パルスの（ｉ）中心周波数、（ｉｉ）持続時間、（ｉｉｉ）帯域幅、および（ｉｖ）パルス間の時間のうちの少なくとも１つのヒストグラム、（ｅ）前記無線周波数帯域において特定の状況が検出された場合、受信した無線周波数エネルギーのデジタルサンプル、（ｆ）周波数の関数としての無線周波数帯域の指定部分または全体のパワー、（ｇ）（ｉ）前記イベントの発生時間、（ｉｉ）イベントの種別、（ｉｉｉ）信号の種別、（ｉｖ）前記イベントの記述的情報、（ｖ）検出された信号に関連するパワーレベル、帯域幅、および中心周波数のうちの１つまたは複数を含む、前記イベントに関連する技術的詳細、および（ｖｉ）前記無線周波数帯域で動作している装置に対する前記イベントのパフォーマンスを低下させる可能性のある性質を示す、前記イベントに関連するアラートインジケーションのうちの少なくとも１つを含むイベントの発生、のうちの１つまたは複数のデータを受け取ることを含む、請求項１０６記載のアプリケーションプログラムをインタフェースする方法。
【請求項１０８】
前記要求を生成するステップは、前記無線周波数帯域における活動を監視すべき信号および報告すべきイベントの特徴を記述するデータを生成することを含む、請求項１０７記載のアプリケーションプログラムをインタフェースする方法。
【請求項１０９】
アプリケーションインタフェースを、複数の種別の信号が発生している場合がある無線周波数帯域における活動に関するデータを解析し、スペクトル活動情報を生成する少なくとも１つのプロセスにインタフェースする、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に具現されるアプリケーションプログラミングインタフェースであって、前記少なくとも１つのプロセスから解析機能を要求する第１のメッセージ群と、前記スペクトル活動情報を前記アプリケーションプログラムに提供する第２のメッセージ群と、を備えるアプリケーションプログラミングインタフェース。
【請求項１１０】
前記第１のメッセージ群は、前記少なくとも１つのプロセスにより実行すべき解析機能の識別子および前記解析機能の構成情報を含む、請求項１０９記載のアプリケーションプログラミングインタフェース。
【請求項１１１】
前記識別子は、（ａ）前記無線周波数帯域における無線周波数エネルギーの周波数の関数としてのパワー、（ｂ）前記無線周波数帯域における無線周波数エネルギーの周波数の関数としてのパワーの統計解析、（ｃ）前記無線周波数帯域において発生すると判断された特定の特徴を有する信号パルス、（ｄ）少なくとも１つの範囲を満たす前記無線周波数帯域で発生すると判断された信号パルスの（ｉ）中心周波数、（ｉｉ）持続時間、（ｉｉｉ）帯域幅、および（ｉｖ）パルス間の時間のうちの少なくとも１つのヒストグラム、（ｅ）前記無線周波数帯域における信号の活動に関連するイベントの検出、（ｆ）前記無線周波数帯域において特定の状況が検出された場合、受信した無線周波数エネルギーのデジタルサンプル、のうちの少なくとも１つを識別する、請求項１１０記載のアプリケーションプログラミングインタフェース。
【請求項１１２】
前記構成情報は、（ａ）前記少なくとも１つのプロセスにより解析機能を実行すべき前記無線周波数帯域の部分の周波数位置および帯域幅、および（ｂ）前記無線周波数帯域において発生を監視すべき無線周波数エネルギーの特徴のうちの少なくとも１つのデータを含む、請求項１１１記載のアプリケーションプログラミングインタフェース。
【請求項１１３】
前記無線周波数帯域において監視すべき無線周波数エネルギーの特徴を記述するデータは、前記無線周波数帯域において監視すべき無線周波数エネルギーのパルスに関連する（ｉ）中心周波数、（ｉｉ）持続時間、（ｉｉｉ）帯域幅、および（ｉｖ）パルス間の時間のうちの少なくとも１つの範囲を指定する、請求項１１２記載のアプリケーションプログラミングインタフェース。
【請求項１１４】
前記第２のメッセージ群は、（ａ）（ｉ）平均パワーレベル、（ｉｉ）前記無線周波数帯域の前記特定の部分における複数の周波数ビンの活動の最大パワーレベル、および（ｉｉｉ）活動を有する周波数ビンにおける活動の測定のうちの少なくとも１つを含む、前記無線周波数帯域の特定の部分に関連する統計、（ｂ）少なくとも１つの範囲を満たす前記無線周波数帯域において発生すると判断された信号パルスの（ｉ）中心周波数、（ｉｉ）持続時間、（ｉｉｉ）帯域幅、および（ｉｖ）開始時間のうちの少なくとも１つを含む信号パルスデータ、（ｄ）前記少なくとも１つの範囲を満たす前記無線周波数帯域において発生すると判断された信号パルスの（ｉ）中心周波数、（ｉｉ）持続時間、（ｉｉｉ）帯域幅、および（ｉｖ）パルス間の時間のうちの少なくとも１つのヒストグラム、（ｅ）前記無線周波数帯域において特定の状況が検出された場合、受信した無線周波数エネルギーのデジタルサンプル、（ｆ）周波数の関数としての無線周波数帯域の指定部分または全体のパワー、（ｇ）（ｉ）前記イベントの発生時間、（ｉｉ）イベントの種別、（ｉｉｉ）信号の種別、（ｉｖ）前記イベントの記述的情報、（ｖ）検出された信号に関連するパワーレベル、帯域幅、および中心周波数のうちの１つまたは複数を含む、前記イベントに関連する技術的詳細、および（ｖｉ）前記無線周波数帯域で動作している装置に対する前記イベントのパフォーマンスを低下させる可能性のある性質を示す、前記イベントに関連するアラートインジケーションのうちの少なくとも１つを含むイベントの発生、のうちの少なくとも１つに関するデータを提供する、請求項１０９記載のアプリケーションプログラミングインタフェース。
【請求項１１５】
前記第１のメッセージ群は、前記無線周波数帯域における活動を監視すべき信号および報告すべきイベントの特徴を記述するデータを含む、請求項１１４記載のアプリケーションプログラミングインタフェース。
【請求項１１６】
イベントの発生に関連する情報を提供する前記第２のメッセージ群は、前記周波数帯域において発生する別の信号種別に対して、干渉源としてイベント種別をさらに識別する、請求項１１４記載のアプリケーションプログラミングインタフェース。
【請求項１１７】
無線周波数帯域における無線周波数エネルギーを受信し、無線周波数エネルギーを表す信号を処理する装置であって、
ａ．複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域における無線周波数エネルギーを受信する無線受信器と、
ｂ．時間間隔中に前記無線周波数帯域の少なくとも一部において受信した無線周波数エネルギーのパワー値を計算するスペクトル解析器と、
ｃ．該スペクトル解析器に結合され、１つまたは複数の特徴を満たす無線周波数エネルギーの信号パルスを検出する信号検出器と、
ｄ．前記スペクトル解析器および前記信号検出器に結合され、前記スペクトル解析器および前記信号検出器の出力を受け取り、前記スペクトル解析器および前記信号検出器から導き出されるスペクトル活動情報に基づいて、（ａ）無線周波数帯域における装置の動作を制御する制御信号、および（ｂ）前記無線周波数帯域において発生すると判断された特定種別の活動を記述する情報のうちの少なくとも１つを生成するようにプログラムされたプロセッサと、
を備える、無線周波数エネルギーを受信し、無線周波数エネルギーを表す信号を処理する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、以下の出願（すべての全体を参照により本明細書に援用する）に対する優先権を主張するものである。
２００２年４月２２日出願の米国仮特許出願第６０／３７４，３６３号
２００２年４月２２日出願の米国仮特許出願第６０／３７４，３６５号
２００２年５月１６日出願の米国仮特許出願第６０／３８０，８９１号
２００２年５月１６日出願の米国仮特許出願第６０／３８０，８９０号
２００２年７月３０日出願の米国仮特許出願第６０／３１９，４３５号
２００２年９月１１日出願の米国仮特許出願第６０／３１９，５４２号
２００２年１１月２０日出願の米国仮特許出願第６０／３１９，７１４号
２００３年３月１０日出願の米国仮特許出願第６０／４５３，３８５号
２００３年３月１４日出願の米国仮特許出願第６０／３２０，００８号
２００２年９月１８日出願の米国特許出願第１０／２４６，３６３号
２００２年９月１８日出願の米国特許出願第１０／２４６，３６４号
２００２年９月１８日出願の米国特許出願第１０／２４６，３６５号
本願は、２００２年９月１８日出願の米国特許出願第１０／２４６，３６３号の一部継続である。
【０００２】
［発明の背景］
過去数年にわたるワイヤレス用途および装置の爆発的な成長により、途方もない公益恩恵がもたらされた。ワイヤレスのネットワークおよび装置は何百万ものオフィス、家庭、および最近ではますます多くの公共の場で展開されている。こういったワイヤレスの展開は活発なペースで継続すると予想され、利便性および生産性を高める将来性が与えられる。
【０００３】
殆どは免許不要帯域において見られるこの成長にはマイナス面がないわけではない。米国では、ＦＣＣによって確立された免許不要帯域は、自由に使用できる２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚのスペクトルの大部分からなる。ＦＣＣは現在、送信パワー(transmit power)スペクトル密度に対する限度およびアンテナ利得に対する限度等、免許不要帯域に対する要件を設定している。免許不要帯域装置がより普及するようになり、所与のエリアでの装置の密度が増大することから、多くの場合で「共有財産の悲劇」(tragedy of the commons)作用が明るみに出るようになり、ワイヤレスユーティリティ全体（およびユーザの満足度）が崩壊するであろうことが十分に認識される。この現象はすでに、高密度のワイヤレス装置が存在する環境で観察されている。
【０００４】
免許不要帯域の装置によって使用されるシグナリングプロトコルの種別は、その帯域で同じく動作している他の種別の信号と連携して指定されていない。たとえば、周波数ホッピング信号(frequency hopping signal)（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）通信プロトコルを使用する装置から発信される信号、または特定のコードレス電話から発信される信号）は、ＩＥＥＥ８０２．１１ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の周波数チャネル中にホッピングする場合があり、それによってＷＬＡＮの動作に干渉することになる。したがって、ユーザが予期するサービスレベルを劣化させることなく、免許不要帯域の恩恵をすべて利用する技術が必要である。
【０００５】
歴史から見て、「共有財産の悲劇」問題を解決するワイヤレス業界の一般的な手法は、製造業者が単に、スペクトルがさらに高い別の共有財産に移すというものであった。しかしこの方策は、スペクトルの希少性および高い帯域ほど技術的特性の魅力が低い（信号伝搬の減少および表面貫通不能）ことからあまり長くは実現することができない。
【０００６】
企業が免許不要帯域を使用する場合は、ワイヤレスネットワーク（たとえば、ＷＬＡＮ）のより大規模な展開およびワイヤードネットワークへの統合に焦点が合わせられる。ＷＬＡＮは、無線スペクトルの効率的な管理についての追加要件を導入するため、既存のネットワーク管理方式を複雑化する場合がある。現行のＷＬＡＮシステムおよび管理技術は、ＷＬＡＮのネットワークレベルでの活動の管理に焦点を合わせているが、複数種別の信号（たとえば、通信プロトコル／ネットワーク種別、装置種別等）が存在する場合に周波数帯域を管理する能力を提供しないか、わずかしか提供しない。必要なのは、免許不要帯域等の共有無線周波数帯域で何が発生しているかについての知識を取得して利用し、装置が周波数のそれぞれの使用に関して知的に行動することができ、それによってその周波数帯域で動作している装置および装置ネットワークのパフォーマンスを維持する技術である。
【０００７】
［発明の概要］
手短に、複数の異種の種別の信号および様々な技術の装置により、周波数および時間の両方で共有される無線周波数帯域における活動を管理するシステム、方法、ソフトウェア、および関連機能を提供する。このような周波数帯域の一例は免許不要周波数帯域である。周波数帯域における無線周波エネルギーは、周波数帯域での活動が発生している領域中の１つまたは複数の装置および／または場所で捕捉される。周波数帯域で発生する信号は、時間間隔にわたって周波数帯域の一部または全体をサンプリングすることによって検出される。帯域中の信号パルスエネルギーが検出され、この信号パルスエネルギーを使用して、信号種別に従って信号を分類する。周波数帯域で発生している信号の種別についての知識、および他のスペクトル活動関連統計（スペクトルインテリジェンス(spectrum intelligence)と呼ぶ）を用いて、装置または装置ネットワークにおいて他の信号との干渉を回避する、また一般にその他の信号との周波数帯域の同時使用を最適化するような措置がとられることができる。スペクトルインテリジェンスを用いて、装置ユーザまたはネットワーク管理者に措置を示唆する、または装置または装置のネットワークにおいて措置を自動的に呼び出して所望のパフォーマンスを維持することができる。
【０００８】
免許不要周波数帯域または共有周波数帯域を使用する装置は、本明細書に記載の機構および機能を採用して、異種の技術を用いる複数の装置同士の帯域共有および共存をより容易にすることができる。インテリジェンスを収集し、インテリジェンスに基づいて行動する能力を有する装置、または他の装置によって得られたインテリジェンスに基づいて行動する能力を有する装置は、本明細書では「認知無線装置」(cognitive radio device)と呼ぶ。共有周波数帯域で動作する装置はいずれも、程度の様々な認知無線を備えてそれぞれのローカル無線環境を感知し、かつ／または同じ免許不要帯域にアクセスしている他の装置の存在（およびアプリケーションニーズ）を検出することができる。装置付近での共有周波数帯域の他のユーザを感知し、検出し、分類する能力は、装置がどのようにしてスペクトルを最も効率的に使用することができるかを求めることができることにとって重要である。この認知無線哲学は個々の装置および装置ネットワークの両方に当てはまる。
【０００９】
認知無線装置により、免許不要帯域を頑健かつ効率的に使用することが可能になるとともに、二次アクセスアプリケーション(secondary access application)が容易になる。認知無線はそれぞれの無線環境を感知し、他のワイヤレス装置の存在を検出し、該他の装置を分類し、次いで特定用途向け通信ポリシーを実施することができる。認知無線には位置感知機構も装備して、最も効率的に通信することができる様式を求めるのを助け、または二次アクセスの場合は特定のスペクトルに仮にもアクセスする場合があるか否かを判断するのを助けることができる。
【００１０】
認知無線は、認知無線装置ユーザおよび付近で動作しているその他の「ダム（dumb）」
装置ユーザの両方のためになる。それぞれの無線環境のスペクトルアウェアネスを通して、認知無線装置は他の装置からの干渉を回避することができ、それによってそれぞれの振る舞いを適合させることができないダム装置よりも信頼性の高いワイヤレス接続を維持する。認知無線装置は、それぞれの環境に適合して、たとえば混雑の少ない周波数で送信することができるため、発生する無線干渉はダム装置よりも少ない。これにより、認知無線装置ユーザおよびダム装置ユーザの両方にとってのユーザ体験の向上につながる。
【００１１】
認可ワイヤレス用途の場合と同様に、パフォーマンスの予測可能性は免許不要帯域ワイヤレスサービスを満足のいくように提供することにとって重要である。認知スペクトル管理技法を首尾よく提供することは、免許不要帯域用途が、便利であるが多くの場合二次的である今日のワイヤレス（wireless）の概観を、免許不要帯域接続の信頼性が高く一次的なものであり、かつ頑健であると見られるものへ進化するのを助ける可能性を有する。
【００１２】
メディアへのアクセスが制御され、効率的に管理されるワイヤード接続および認可帯域ワイヤレス接続とは異なり、免許不要帯域は異種のワイヤレス技術による使用に利用可能である。パフォーマンスの点でこのような環境で動作している装置の末路は破滅的である場合がある。たとえば、また上に述べたように、２つの商業的に成功している免許不要規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈは、互いに近くで動作するときは「非知的」に(unintelligently)振舞う。
【００１３】
免許不要帯域の知的使用を通して、総容量を上げ、より多くのユーザのニーズを満足させることができる。同じ帯域が複数の地理的エリアで使用される周波数再利用は、容量を劇的に増大することをが示されている。認可帯域オペレータにより現在実証されているように「周波数セル」サイズを低減することにより、機器の追加という犠牲を払って全体のスループットを高めることができる。免許不要帯域でのパワーレベル限度により、数百平方メートルを超えるエリアにわたってワイヤレスサービスを提供するにあたって周波数再利用は実質上必要なものになる。知的パワー制御機構を採用することにより、免許不要帯域での周波数再利用をさらに拡張することができる。
【００１４】
ワイヤレス接続性の範囲が数メートルに限られている、いわゆるパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）用途の場合、このようなＰＡＮ装置によって生じる干渉のレベルは、ワイヤレス接続を持続させるのに必要最低限のレベルに出力パワー(output power)を制御して、ことによって非常に低くすることができる。装置は、付近にある他の装置がワイヤレスメディアを求めて競合していないことを感知することが可能な場合、付近の他の装置に対するパフォーマンスを劣化させることなく、スペクトルを必要なだけ使用して可能な限り高いデータレートで送信することができる。スペクトルにアクセスしている他の装置の存在が検出されると、装置は続けて帯域幅使用を低減して他の装置への干渉を最小化することができる。このような柔軟かつ知的な免許不要帯域の使用は認知無線装置の一例である。
【００１５】
測定および分類を通してローカルＲＦ環境の占有を認識して反応する装置の能力により、占有されていない認可帯域での二次アクセスユーザとして短距離ワイヤレス装置を使用可能にすることにより、ワイヤレス容量を実質的に増大する機会が開かれる。スペクトル管理を通して、このアクセスを、こういった認可帯域で提供されるサービスに影響を与えることなく提供することができる。
【００１６】
本発明の目的および利点は、添付図面に関連して行われる以下の説明を参照した場合により容易に明らかになろう。
【００１７】
［図の詳細な説明］
本明細書に記載のシステム、方法、ソフトウェア、および他の技術は、免許不要帯域等、複数の種別の信号が発生し（多くの場合同時に）、またその帯域のユーザ間の干渉が発生する場合がある共有周波数帯域の使用を協働管理するように設計される。本明細書に述べる概念の多くは、認可周波数帯域が二次認可または免許不要目的で使用される場合等、必ずしも「免許不要」であるとは限らない周波数帯域に適用することができる。
【００１８】
「ネットワーク」なる用語は以下、多くの様式で使用される。共有周波数帯域で動作する複数の装置またはノードをそれぞれ含む１つまたは複数のワイヤレスネットワークがあり得る。このようなネットワークの一例はＷＬＡＮである。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）使用可能装置と併せて形成されるピコネット(piconets)と呼ばれるネットワークもある。本明細書において説明する例の多くは主に、ある程度は、使用の拡大がＷＬＡＮにこれまで見られ、また引き続き見られると予想されることにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮに関して行われる。さらに、ネットワークという用語はワイヤードネットワーク、ならびに１つまたは複数のワイヤードネットワークおよびワイヤレスネットワークの集合体を指す。本明細書において述べるスペクトル管理のシステム、方法、ソフトウェア、および装置の特徴は、特定のワイヤレスネットワークのいずれにも限定されず、共有周波数帯域で使用される現在既知の、または以後開発されるワイヤレスネットワーク技術のいずれにも等しく適用することが可能である。
【００１９】
図１を参照して、それぞれの動作モードの或る時点で共通周波数帯域内の信号を送信すなわち発信すると共に、周波数および時間の点で少なくとも一部重複する場合がある複数の装置がある環境を示す。これら装置が近接して互いに十分近い場合、または十分に高いパワーレベルで信号を送信する場合、必然的に１つまたは複数の装置の信号同士に干渉が発生することになる。図１に示す点線は、図示の装置のいずれかからの活動が他の装置に影響を及ぼす可能性がある領域を示すことを意味する。図１は、コードレス電話１０００、周波数ホッピング通信装置１０１０、マイクロ波オーブン(microwave oven)１０２０、ＷＬＡＮアクセスポイント１０５０（１）および関連するクライアントステーション（ＳＴＡ）１０３０（１）、１０３０（２）〜１０３０（Ｎ）で構成されるワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、乳児モニタ装置１０６０、ならびに他の任意の既存の、または新しいワイヤレス装置１０７０を含む、免許不要周波数帯域で動作することができる装置の非網羅的な例示として選択されたものを示す。複数のＷＬＡＮ  ＡＰ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）は、１つまたは複数の関連するクライアントＳＴＡ１０３０（１）〜１０３０（Ｎ）をそれぞれ有する領域で動作することができる。別法として、図１に示す領域は、周波数帯域での活動が行われている多数の他の同様の領域のうちの１つであることができる。所望のカバレッジエリアに応じて、１つまたは複数のＡＰをいくつかの領域のうちの対応する領域に割り当てることができ、各領域は、図１の単一領域に示されるユーザ等、他のユーザと共有することが可能である。ＷＬＡＮ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）のうちの１つまたは複数は、サーバ１０５５に接続されたワイヤードネットワーク（たとえば、イーサネット（登録商標）ネットワーク）に接続することができる。コードレス電話１０００は、種類に応じてアナログであっても、デジタルの周波数ホッピング装置であってもよい。周波数ホッピング通信装置１０１０には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ワイヤレス通信プロトコル、ＨｏｍｅＲＦ（商標）ワイヤレス通信プロトコルに従って動作する装置、ならびにコードレス電話を含むことができる。さらに、レーダ装置１０８０も免許不要周波数帯域で動作する場合がある。周波数帯域で動作することが可能な他の装置としては、デジタル（静止および／または）ビデオカメラ、ケーブルセットトップボックス等の機器も挙げることができる。
【００２０】
以下でさらに明らかになるように、本明細書に記載のスペクトル管理方法は、周波数帯域で動作する装置または装置ネットワーク（図１に示すもの等）のいずれでも実施することができる。必要なハードウェア機能および／またはソフトウェア機能がその装置のハードウェア／ソフトウェアプラットフォームに配備されて、装置が認知無線装置として機能し、それによって信号検出、累積／測定、分類、および制御／報告といったスペクトル管理ステップを実行することができるようにする。たとえば、ＷＬＡＮアプリケーションをサポートする認知無線装置は、マイクロ波オーブン、周波数ホッピング装置、または別法として別のＷＬＡＮとして干渉源を分類した後、データレート、パケットサイズ、周波数チャネル、伝送パワー等のうちの少なくとも１つを採用することによってより知的なスペクトルアクセスおよび波形判断を行うことができ、最終的により高いリンク信頼性を提供することができる。
【００２１】
これに代えて、またはこれに加えて、スペクトル管理は、複数の信号種別のいずれかに関連する活動が周波数帯域で行われている様々な場所に、図１に示す複数のスペクトルセンサ１２００（１）〜１２００（Ｎ）を配備して、センサオーバーレイネットワークを形成することによって実施することができる。スペクトルセンサによって集められたスペクトルインテリジェンスは、ネットワーク管理ステーション１０９０やサーバ１０５５、ＡＰのホストプロセッサ等の１つまたはいくつかの処理プラットフォームに供給され、そこでポリシー判断が行われ、コントロールを生成することができる。たとえば、ＡＰ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）に対してＷＬＡＮ管理アプリケーションを実行する別のサーバ１０５７があることがある。サーバ１０５５またはネットワーク管理ステーション１０９０は、１つまたは複数のＡＰでの変更に影響するコントロールまたは報告をサーバ１０５７に対して生成することがある。
【００２２】
ネットワーク管理ステーション１０９０、サーバ１０５５、およびサーバ１０５７は、その他の装置が動作している領域に物理的に存在する必要はない。ネットワーク管理ステーション１０９０は、サーバ１０５５と同じワイヤードネットワークに接続することができ、また、１つまたは複数のＷＬＡＮ  ＡＰ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）および／あるいは１つまたは複数のスペクトルセンサ１２００（１）〜１２００（Ｎ）からスペクトル活動情報を受け取ることができる。ネットワーク管理ステーション１０９０は、たとえば、プロセッサ１０９２、プロセッサにより実行される１つまたは複数のソフトウェアプログラムを記憶するメモリ１０９４、および表示モニタ１０９６を有する。ネットワーク管理ステーション１０９０は、ＷＬＡＮ  ＡＰ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）によってサービス提供されるＷＬＡＮ等、ワイヤードネットワークならびにワイヤレスネットワークを管理する１つまたは複数のソフトウェアプログラムも実行することができる。スペクトルセンサ１２００（１）〜１２００（Ｎ）は、ワイヤード接続またはワイヤレス接続によってＡＰ、サーバ１０５５、またはスペクトル管理ステーション１０９０に接続することができる。
【００２３】
現在米国において、免許不要周波数帯域は産業科学医療用（ＩＳＭ）帯域およびＵＮＩＩ周波数帯域にあり、２．４ＧＨｚにおける免許不要周波数帯域、および、５ＧＨｚにおける、または５ＧＨｚ付近における、免許不要周波数帯域を含む。これらは既存の免許不要帯域の単なる例である。他の国々では、スペクトルの他の部分が免許不要使用のために確保されてきており、またそうすることができる。定義により、「免許不要」周波数帯域は一般に、いずれのユーザも別のユーザに対してその周波数帯域を使用する優先権利を何等有さないことを意味する。いずれの団体もそのスペクトルに対する専有権利を購入していない。免許不要帯域に関連する基本的なパワー要件および帯域幅要件の一式があるが、これら要件内で動作するいずれのユーザも随時自由に免許不要帯域を使用することができる。これら周波数帯域の「免許不要」特徴の結果、これら周波数帯域で動作する装置は必然的に互いの動作に干渉することになる。干渉が発生すると、或る装置から別の装置への信号を適宜受信することができず、送信側装置が再送信する（したがってスループットが低下する）、またはおそらく、２つの通信装置間の通信リンク全体が破壊されることになる。さらに、これら周波数帯域は自由に使用することができるため、コストがゼロであることにより、より多くのアプリケーションおよびユーザが免許不要帯域へと促され、これにより、より混雑し、干渉をより受けやすくなる。したがって、免許不要周波数帯域で動作している装置の動作を管理して、すべてのユーザによる効率的かつ公平な利用を確保する必要がある。
【００２４】
図２および図３は、米国での２つの免許不要帯域のスペクトル使用のいくつかの例を示す。図２は、たとえば周波数ホッパ装置、コードレス電話、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂＷＬＡＮ通信装置、乳児モニタ装置、およびマイクロ波オーブン等、２．４ＧＨｚ免許不要周波数帯域で動作する例示的な装置のスペクトルプロファイルを示す。周波数ホッピング装置はその時々で、予測可能な、またはランダムな周波数副帯域を占有するため、経時にわたり周波数帯域全体に広がることができる。非周波数ホッピング種類のコードレス電話は、その時々でいくつかの周波数副帯域（チャネル）のうちの１つを占有することができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ装置は通常、その時々で２．４ＧＨｚ帯域中の３つのＲＦチャネルのうちの１つを占有することになり、乳児モニタも同様である。マイクロ波オーブンは、免許不要帯域の大部分に広がり得るエネルギーバーストを放射することになる。２．４ＧＨｚ帯域で動作可能な他の装置はＩＥＥＥ８０２．１１ｇＷＬＡＮ装置である。
【００２５】
図３は５ＧＨｚ免許不要帯域の場合の同様の環境セットを示す。米国では、５ＧＨｚに実際に３つの免許不要周波数帯域がある。これらのうちの２つは隣接し、３つ目は他の２つに隣接しない（簡略化するために、図３において考慮せず）。５ＧＨｚ免許不要帯域には、８つの異なる周波数副帯域（チャネル）で動作するＩＥＥＥ８０２．１１ａＷＬＡＮ装置、直接拡散方式（ＤＳＳＳ：direct sequence spread spectrum）コードレス電話、および様々なレーダ装置が存在し得る。
【００２６】
複数の種類の信号が同時に発生し得る免許不要帯域の管理には、干渉の最小化およびスペクトル効率の最大化が含まれる。干渉の最小化は信号対雑音比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート（ＢＥＲ）等に関して表現され、スペクトル効率の最大化は単位面積当たりに使用される単位帯域当たりのデータレート（ｂｐｓ／Ｈｚ／ｍ２）または「満足した」ユーザ数として表現される。ここで、満足したとは、データレート、待ち時間、ジッタ、セッション失敗、およびセッション遮断等、特定のパフォーマンス基準に見合うことに基づく。スペクトル管理の目標は、可能な場合に回避行動をとって干渉を回避し、干渉が発生した場合には干渉を検出して報告し、干渉が不可避である場合は知的に判断して干渉を緩和することである。さらに、スペクトル管理は柔軟であり、様々なエンドユーザの需要および新しい装置および種別の装置の出現に対処する。
【００２７】
図４および図５は、免許不要周波数帯域のスペクトル管理に関連する全体的な概念を示す。スペクトル活動情報と呼ばれる、周波数帯域での活動についての情報が、図７および図８に関連して以下で説明する或る程度の機能を有する、周波数で動作している装置のいずれか１つまたはいくつかから得られる。これは、ステップ２０００ではスペクトルサンプリングと呼ばれ、時間期間中の周波数帯域全体での無線周波数エネルギーをサンプリングする、または周波数帯域の副帯域を走査して（要求に応じて、または周期的に）、周波数帯域におけるスペクトルベースおよび時間ベースの活動を求めることを含むことができる。図５に示す各ステップは無線装置、たとえば、認知無線装置内で行うことが可能である。これに代えて、またはこれに加えて、スペクトル活動情報は複数の装置（センサオーバーレイネットワークの複数のスペクトルセンサにおいて等）において集められ、コンピューティング装置で処理されて、周波数帯域で動作している１つまたは複数の装置、あるいは装置ネットワーク（たとえば、１つまたは複数のＡＰ）に報告および／またはコントロールを生成する。スペクトルインテリジェンスは、同じ装置で集められて使用されるか、それともセンサオーバーレイネットワークから集められるかに関わりなく、スペクトルアウェア報告またはコントロールを、たとえば、企業のワイヤードネットワークおよびワイヤレスネットワークを管理する汎用ネットワーク管理アプリケーションにインタフェースするために使用することができる。
【００２８】
たとえば、図４に示すように、スペクトル活動情報は１つまたは複数のＡＰ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）、および／またはセンサオーバーレイネットワークの１つまたは複数のスペクトルセンサ１２００（１）〜１２００（Ｎ）、または以下で説明する特定の機能を備えた他の任意の装置において得られる。たとえば、地域や構内の様々な場所に配置されるであろう３つのスペクトルセンサが図４に示される。スペクトル活動情報は、周波数帯域中の信号を受信可能な装置においてローカルに生成することができ、または装置内の無線受信器（または、受信器出力に結合されたデータコンバータ）によって出力された未処理データが、必ずしもその周波数帯域で動作している訳ではない、または周波数帯域で動作している装置付近にある別の装置に結合される。スペクトル活動情報は、周波数帯域全体における活動に関連する情報、ならびにＷＬＡＮで動作しているＡＰまたはＳＴＡにより得ることができる、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘＷＬＡＮ統計等、周波数帯域で動作しているワイヤレスネットワークに関連する統計を含むことができる。
【００２９】
認知無線装置によっては、それぞれの周囲／環境にのみ影響するスペクトル活動状況を知ることができる。他の高度知的装置は、それ自体、および接続されたすべての装置のスペクトル活動状況を知ることができる。たとえば、ＳＴＡはそれ自体の認知無線機能を有することができるが、関連するＡＰそれ自体だけでなくその各ＳＴＡのインテリジェンスも有する。しかしＡＰは、ＡＰまたは他のＳＴＡにおけるスペクトル状況についてＳＴＡにアドバイスすることができる。階層を上に移動すると、複数のＡＰを管理するサーバは、複数ＡＰネットワーク全体のインテリジェンスを有することになる。スペクトル活動情報は、さらなる処理のために「上流」に送られると、必要な構成要素または要素に蒸留する、または圧縮することができる。
【００３０】
スペクトル活動情報（またはスペクトル活動情報の生成に使用される未処理データ）は、ローカルまたはリモートに他の装置に報告されて、周波数帯域での活動に関連するリアルタイムアラートを表示、解析、かつ／または生成する。さらにスペクトル活動情報は、後で解析するために短期ベース（秒もしくは分）または長期ベース（分〜時間）で累積し記憶することができる。たとえば、スペクトル活動情報の長期記憶は、以下でさらに説明するデータマイニングおよび他の非リアルタイム処理アプリケーションに有用であり得る。
【００３１】
これに加えて、または報告機能から離れて、スペクトル活動情報をプロセッサ（実際のスペクトル活動情報のソース装置に近く、または遠くの）で処理することができる。信号分類ステップ２０１０は、スペクトルサンプリングステップの出力を処理して信号を測定し、パワー、持続時間、帯域幅、周波数ホッピング性等の特性に基づいて分類することを含む。信号分類ステップ２０１０の出力は検出された信号／装置を分類するデータである。分類出力は、たとえば、「コードレス電話」、「周波数ホッパ装置」、「周波数ホッパコードレス電話」、「マイクロ波オーブン」、「８０２．１１ｘＷＬＡＮ装置」等であることができる。スペクトル活動情報を処理することによって生成される信号分類情報は、スペクトル活動情報のように、近くまたは遠くの場所に報告し、リアルタイムアラートの生成に使用することができる。たとえば、干渉状況（周波数帯域中の装置または装置ネットワークの動作周波数帯域、隣接する動作周波数チャネル等に別の信号が存在する）が検出されると、リアルタイムアラートを生成して、ネットワーク管理者にこの状況についてアドバイスすることができる。リアルタイムアラートは、グラフィックス表示、オーディオ、電子メールメッセージ、ページングメッセージ等の形をとることができる。アラートは、周波数帯域で動作している装置または装置ネットワークに調整を行うという、ユーザまたはネットワーク管理者への推奨を含むことができる。
【００３２】
ポリシー実行ステップ２０２０は、もしあれば、信号分類ステップ２０１０によって出力された情報について何を行うべきかを判断することを含む。たとえば、ポリシーは、信号分類ステップ２０１０の出力に基づいて通信装置または装置ネットワークのスペクトルアクションまたはコントロールのいずれを採用すべきかを規定する。ポリシー実行ステップ２０２０の出力は、状況を改善または調整するために取るべき、ネットワーク管理者、アプリケーションプログラム、またはシステムへの推奨アクションを含むことができる。さらに、スペクトル活動情報の処理にあたり、コントロールを生成して、周波数帯域で動作している装置または装置ネットワークの１つまたは複数の動作パラメータを調整することができる。スペクトルアクションステップ２０３０は、アクションを実行するための特定のコントロールを生成する。コントロールの例は、装置を周波数帯域中の異なる周波数副帯域またはチャネルに割り当てること（動的周波数選択−ＤＦＳ）、ネットワーク負荷平衡（チャネル周波数または時間に基づいた）、送信パワーの調整（送信パワー制御−ＴＰＣ）、通信データレートの調整、送信データパケットのパラメータの調整、干渉緩和アルゴリズムまたは共存アルゴリズムの実行、スペクトルエチケット手続き（spectrum etiquette procedure）の実行、スペクトル優先方式の実行、またはＷＬＡＮ中のＡＰへのＳＴＡ再割り当てである。干渉緩和アルゴリズムの例は、２００２年５月２３日公開の、本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の米国特許公報第２００２００６１０３１号に開示されている。取ることができる他のアクションとしては、ユーザおよび管理者にスペクトル活動情報を報告して、診断問題に人知を介入できるようにし、ネットワーク設定を最適化し、干渉源を除去することが挙げられる。調整が自動的に行われる場合であっても、イベント報告またはアラートを生成してネットワーク管理者に状況をアドバイスすることができる。コントロールは、特定の装置レベルで装置の動作パラメータを変更することであっても、またＩＥＥＥ８０２．１１ｘＡＰ装置が使用する１つまたは複数の動作パラメータを変更する（そのＡＰに関連するＳＴＡがそのワイヤレスネットワークでどのように動作するかに影響する）ことによる等、ネットワークレベルで、周波数帯域で動作しているワイヤレスネットワークの動作パラメータを変更することであってもよい。
【００３３】
制御信号を、周波数帯域で実際に動作している装置（図１１および図１２参照）、または周波数帯域で動作している装置から離れたコンピューティング装置において生成することができる。この後者の場合、ネットワーク管理ステーション１０９０またはサーバ１０５５（図１）はスペクトル活動情報を受け取り、制御信号を生成することができる。次いで、制御信号は次に、周波数帯域で動作している１つまたは複数の装置に返送される。たとえば、制御信号がＷＬＡＮ  ＡＰまたはＳＴＡのパラメータに関連する場合、ネットワーク管理ステーション１０９０またはサーバ１０５５は、ネットワーク接続を介して制御信号を１つまたは複数のＡＰ（たとえば、図１に示すＡＰ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）のうちの１つまたは複数）に送出することができる。ＡＰは制御信号を受け取り、その動作パラメータの１つを変更する。これに加えて、適切なコマンドをそのＳＴＡのＡＰに供給して、ＡＰにパラメータ変更情報をＳＴＡに送信させることによって、制御信号を特定のＳＴＡに送出することができる。
【００３４】
スペクトル管理構造
図６を参照して、スペクトル管理システム構造について説明することにする。この構造については「最下」レベルから説明を始め、上位レベルに向かって上に進められる。図６のブロックの脇にある注釈は、さらなる図を参照してより明らかになるように、これらプロセスを実行することができるところを示すことを意味する。最下レベルには、周波数帯域で動作する装置に存在するハードウェアおよびハードウェアに関連するドライバがある。したがって、以下このレベルをハードウェア／ドライバレベルと呼ぶこともある。こういった装置（認知無線装置）の例は図１に関連して上で参照されており、例示的な装置について図１１により詳細に説明する。周波数帯域中の無線周波数エネルギーを受信しサンプリングするために、装置には少なくとも、リアルタイムスペクトル解析器（ＳＡＧＥ）２０および無線受信器または無線送受信器（以下「無線器」）１２がある。ＳＡＧＥ２０はハードウェアまたはソフトウェアに無線器１２と併せて実装することができ、狭帯域モードあるいは広帯域モードで動作している無線器１２により受信した信号を処理する。広帯域モードでは、無線受信器／送受信器１２は、その時々の時間間隔中の対象周波数帯域全体にわたって信号をダウンコンバートすることができる。無線受信器／送受信器１２が狭帯域モードで動作する場合、無線受信器（または送受信器）は周波数帯域にわたる異なる副帯域に同調させて帯域全体についての情報を得ることができる。特定の装置に応じて、特定の通信規格に従ってベースバンド信号処理を実行するために使用されるモデム１４も存在する場合がある。
【００３５】
また最下レベルには、ＳＡＧＥ２０、無線送受信器／受信器１２、およびモデム１４に関連するドライバのセットもある。ＳＡＧＥ２０ドライバ１５は、ＳＡＧＥ２０により生成されたスペクトル活動情報をより上位レベルのプロセスにインタフェースすると共に、ＳＡＧＥ２０にコントロールをインタフェースする。スペクトルアウェアドライバ１７は、手動で生成された、または自動的に生成されたコントロールに応答して、装置または装置ネットワークの動作パラメータを変更する。たとえば、装置がＩＥＥＥ８０２．１１ＡＰの場合、動作パラメータの変更は、ＡＰの動作ならびにそのＡＰに関連するＳＴＡの動作の変更に影響し得る。スペクトルアウェアドライバ１７は、制御信号に応答して、特定の通信プロトコルのルールにより必ずしも要求される訳ではない動作パラメータを変更することが可能な場合があり、隣接するパラメータに対して必要な制御点を有する、ＩＥＥＥ８０２．１１等、特定の通信規格に関連する、特別に設計された下位媒体アクセス制御（ＬＭＡＣ：lower medium access control）レイヤの形をとることができる。
【００３６】
スペクトルアウェアドライバ１７は上位レベルのインタフェースアルゴリズムからコマンドを受け取り、送信レート、断片化しきい値等を調整することができる。これに加えて、スペクトルアウェアドライバ１７はコマンドを受け取り、別の装置からの信号と時間および周波数において干渉する可能性があるパケットの送信を回避する動的パケットスケジューリング、動的パケット断片化、および「オンザフライ」でのデータ暗号化を実行することができる。さらに、スペクトルアウェアドライバ１７はコマンドを受け取り、動作の（中心周波数）、動作の帯域幅、データレート、送信パワー等を変更することができる。スペクトルアウェアドライバ１７は適切な制御信号を生成して、無線装置内の適切なハードウェアまたはファームウェア中のこういった動作パラメータのいずれかを変更する。
【００３７】
図７を参照して、ＳＡＧＥ２０について手短に説明することにする。ＳＡＧＥは、本発明の譲受人に譲渡され、全体を参照により本明細書に援用する「System and Method for Real-Time Spectrum Analysis in a Communication Device」という名称の２００２年９月１８日出願の同時係属中の米国特許出願第１０／２４６，３６５号により十分に説明されている。
【００３８】
ＳＡＧＥ２０は、周波数帯域中の活動についてのリアルタイム情報を取得し、ＶＬＳＩアクセラレータとして、またはソフトウェアに実装することができる。ＳＡＧＥ２０は、スペクトル解析器（ＳＡ）２２、信号検出器（ＳＤ）２３、スナップショットバッファ（ＳＢ）２４、および汎用信号シンクロナイザ（ＵＳＳ）２５を備える。
【００３９】
ＳＡ２２は、たとえば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセスを使用して最大で１００ＭＨｚ等、ＲＦスペクトルの帯域幅のリアルタイムの分光写真を表すデータを生成する。したがって、ＳＡ２２を使用して、２．４ＧＨｚ帯域または５ＧＨｚ帯域等、周波数帯域におけるすべての活動を監視することができる。図７に示すように、ＳＡ２２に入るデータパスは、自動利得制御ブロック（ＡＧＣ）ブロック、窓掛けブロック、ＮＦＦＴ＝２６５ポイント複素数ＦＦＴブロック、およびスペクトル補正ブロックで構成される。窓掛けブロックおよびＦＦＴブロックは最高で１２０Ｍｓｐｓ（複素数）のサンプリングレートをサポートすることができる。窓掛けブロックは、ハニング窓あるいは矩形窓を使用してＩデータおよびＱデータに対してＦＦＴ前に窓掛けを実行する。ＦＦＴブロックは、対象周波数帯域の帯域幅に広がる２５６個の周波数ビンそれぞれに（ＩおよびＱ）ＦＦＴデータを提供する。各ＦＦＴサンプリング時間間隔毎に、ＦＦＴブロックはＭ（１０等）ビットのデータを各ＦＦＴ周波数ビン、たとえば、２５６個のビンに出力する。スペクトル補正アルゴリズムは側音抑制およびＤＣオフセットを補正する。
【００４０】
ＳＡ２２内には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、線形／対数コンバータ、デシメータ、および統計ブロックがある。ＬＰＦは、各ＦＦＴ周波数における信号のパワー値に対して単位利得単極ローパスフィルタ処理を実行する。Ｐｆｆｔ（ｋ）を使用してＦＦＴ周波数ｆ（ｋ）の信号のパワー値を表すと、ローパスフィルタ出力Ｐｌｐｆ（ｋ）は、以下：
Ｐｌｐｆ（ｋ，ｔ）＝α１・Ｐｌｐｆ（ｋ，ｔ）＋（１−α１）・Ｐｌｐｆ（ｋ，ｔ−１）、１≦ｋ≦２５６のように各ＦＦＴ期間につき１度更新される。ここで、α１はＬＰＦ帯域幅を指定するパラメータである。ＦＦＴの出力にある線形／対数ブロックは、各ＦＦＴ値Ｐｌｐｆ＿ｔｄ（ｋ）毎にデシベル値ＰｄＢ（ｋ）＝１０＊ｌｏｇ（｜Ｐｌｐｆ＿ｔｄ（ｋ）｜）を計算し（ｄＢＦＳ単位、すなわちＡＤＣのフルスケールからのｄＢ単位）、デシベル値は続けて、ｄＢＦＳ値から受信器利得制御を取り去ることによって絶対パワーレベル（ｄＢｍ単位）に変換される。ＰＤＢ（ｋ）は、複数の周波数ビンｋでのパワーに対応するデータフィールドである。統計ブロックは、以下の統計を累積し、ＲＡＭインタフェースＩ／Ｆ２６を介してデュアルポートＲＡＭ（ＤＰＲ）２８の統計バッファに記憶する。すなわち、時間期間中のデューティサイクル(duty cycle)ｖｓ周波数、時間期間中の平均パワーｖｓ周波数、時間期間中の最大（ｍａｘ）パワーｖｓ周波数、および時間期間中のピーク数。統計ブロックは、ＳＡＧＥ２０を動作させている装置の周囲の他の信号についての基本的な情報を与える。デューティサイクルは、ＦＦＴ周波数ビンでのパワーがパワーしきい値を超えた回数の連続計数である。特定のＦＦＴ周波数ビンでの最大パワーは経時にわたり追跡される。ピークヒストグラムは、時間間隔にわたって検出されたピーク数を追跡する。
【００４１】
統計ブロックは、パワー、デューティサイクル、最大パワー、およびピークヒストグラムの統計を累積するモジュールを有する。統計は連続したＦＦＴ時間間隔にわたってＤＰＲに累積される。スペクトル解析器制御レジスタに記憶される構成可能値によって決まる特定数のＦＦＴ間隔後、割り込みがプロセッサに対して発生し、したがってプロセッサは統計をＤＰＲからメモリに読み出す。たとえば、統計は、プロセッサがＤＰＲから値を読み出す前に、１０，０００ＦＦＴ間隔分、ＤＰＲに保持される。
【００４２】
（平均）パワー統計を累積するために、生成されたＰＤＢ（ｋ）データフィールドは統計ブロックに供給される。これは任意選択のデシメータにより間引きすることができる。ステータスブロックが前の時間間隔の各周波数ビンのパワーを加算し、これは現在の時間間隔のその周波数ビンのパワーに加算される。各周波数ビンの連続パワー和は、平均パワー統計とも呼ばれるＳｕｍＰｗｒ統計としてＤＰＲ２８に出力される。
【００４３】
デューティサイクル統計は、ＰＤＢ（ｋ）をパワーしきい値と比較することによって生成される。周波数ビンのパワーがパワーしきい値を超える都度、その周波数ビンのそれまでの、デューティ計数統計(duty count stat)（ＤｕｔｙＣｎｔ）に対応するデューティ計数統計が増分され、これはここでも、ＦＦＴ周波数のパワーがパワーしきい値を超えた回数の連続計数である。
【００４４】
最大パワー統計（ＭａｘＰｗｒ）は各周波数ビンで追跡される。各周波数ｋでの現在の最大パワー値は、各周波数ｋでの新しいパワー値と比較される。新しいＰＤＢ（ｋ）がその周波数での現在の最大パワーを超えるか否かに応じて、現在のパワー最大または新しいＰＤＢ（ｋ）のいずれかが出力される。
【００４５】
各ＦＦＴ時間間隔中にピーク検出器によって検出されるピークの数は、計数され、バッファリングされ、ヒストグラムレジスタに記憶されて、ＤＰＲ２８に出力される。
【００４６】
これら統計のそれぞれについてより詳細に以下で説明する。
【００４７】
ＳＤ２３は、受信信号データ中の信号パルスを識別し、それぞれのスペクトル属性および時間属性に基づいてこれら信号を濾波し、各パルスについての特徴情報をデュアルポートＲＡＭ（ＤＰＲ）２８に渡す。ＳＤ２３はまた、パルスタイミング情報をＵＳＳ２５ブロックに提供し、それによってＵＳＳ２５は他の装置への伝送および他の装置からの伝送にクロックを同期させることができる（たとえば、コードレス電話、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈヘッドセット、ビデオオーバー８０２．１１装置等のＱｏＳに注意を払うべきＵＬＢ装置との干渉をなくすため）。ＳＤ２３はピーク検出器およびいくつかのパルス検出器、たとえば４つのパルス検出器を備える。ピーク検出器は入力においてＦＦＴデータ中のスペクトルピークを探し、検出された各ピークの帯域幅、中心周波数、およびパワーを報告する。ピーク検出器の出力は１つまたは複数のピークおよび関連する情報である。各パルス検出器は、ピーク検出器からの入力を基にして信号パルスを検出し、特徴付ける。
【００４８】
ピーク検出器は、構成された最小パワーレベルよりもそれぞれ上の、連続したＦＦＴ周波数ビン中のＦＦＴポイントのセットとしてピークを検出する。ＦＦＴ間隔につき１度、ピーク検出器は、ピークしきい値よりも上のＦＦＴ値を有する周波数ビン、および連続した周波数ビンのセットのうちのいずれの周波数ビンがそのセットの最大値を有するかを記述したデータを出力する。これに加えて、ピーク検出器は各ＦＦＴ間隔毎にパワーｖｓ周波数ビンデータフィールドを渡す。これは擬似コード（ｋは周波数ビンインデックス）：
PDBdiff(k)=PDB(k)-SD_PEAKTH;
If(PDBdiff(k)≧0)
PDBpeak(k)=PDB(k);
PEAKEN(k)=1;
Else
PDBpeak(k)=0;
PEAKEN(k)=0;
end
により表すことができる。ピークは検出された各ピークの帯域幅、中心周波数、およびパワーを出力する。
【００４９】
パルス検出器は構成情報に基づいて相対しきい値を計算し、ピークが相対しきい値を超えるか否かを判断する。ピークが相対しきい値を超える場合、ピークをパルス候補と定める。パルス候補が見つかると、パルス検出器は識別されたパルス候補を、パワー範囲、中心周波数、帯域幅、および持続時間（パルス検出器構成情報によって定義される）等のパルス定義と比較する。パルス候補が構成情報に関連する、定義されたパルスと一致した後、パルス検出器はパルスが検出されたことを宣言し、検出されたパルスに関連するパルスイベントデータ（パワー、中心周波数、帯域幅、持続時間、および開始時間）を出力する。
【００５０】
ＳＢ２４は、到着時間場所測定値（time of arrival location measurements）等、信号分類および他の目的のために有用な、受信信号の未処理デジタル信号サンプルのセットを集める。スナップショットトリガ信号ＳＢ＿ＴＲＩＧを使用してＳＢ２４をトリガし、ＳＤ２３から、あるいは外部トリガソースからサンプル収集を開始することができる。スナップショットトリガ条件が検出されると、ＳＢ２４はデジタルサンプルのセットをバッファアップし、プロセッサへの割り込みをアサートする。次いでプロセッサは、別の装置を識別する、または見つける目的でサンプルに対してバックグラウンドレベル処理を実行することができる。
【００５１】
ＵＳＳ２５は、周波数ホッピング信号（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＳＣＯおよび特定のコードレス電話）等、周期信号源を検出してそれと同期をとる。ＵＳＳ２５は、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１通信規格によって提供されるもの等、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルに従って周波数帯域でのパケット伝送のスケジューリングを管理するスペクトルアウェアドライバ１７（図６）とインタフェースする。ＵＳＳ２５は、ＳＤ２３内のパルス検出器によって識別された信号のクロックを追跡するようにそれぞれ構成することができる１つまたは複数のクロックモジュールを備える。
【００５２】
プロセッサ（図示せず）はＳＡＧＥ２０とインタフェースして、ＳＡＧＥ２０によって出力されたスペクトル情報を受け取り、ＳＡＧＥ２０の特定の動作パラメータを制御する。プロセッサは、ＳＡＧＥ２０と同じ半導体チップ上あるいは別のチップ上に存在する適したマイクロプロセッサのいずれであってもよい。プロセッサは、ＤＰＲ２８および制御レジスタ２７を通してＳＡＧＥ２０とインタフェースする。
【００５３】
制御レジスタ２７は、プロセッサがＳＡＧＥ２０を構成し、制御し、監視することができるようにするレジスタを含む。制御／状態レジスタ、割り込みイネーブルレジスタ、割り込みフラグレジスタ、スペクトル解析器制御レジスタ、信号検出器制御レジスタ、スナップショットバッファ制御レジスタ、およびＵＳＳ制御レジスタがある。
【００５４】
図６を再び参照すると、次の上位レベルには、測定エンジン５０、分類エンジン５１、位置特定（location）エンジン５４、およびスペクトルエキスパート５６がある。これらプロセスはソフトウェアによって実行することができる。プロセス５０、５２、および５４のいずれによっても使用されるスペクトル活動情報は、周波数帯域で動作している通信装置から、および／または他の場所の商業設備や他の設備およびその周囲等、対象領域の様々な場所に位置決めされた１つもしくは複数のスペクトルセンサ（図１）からのものであることができる。さらに、測定エンジン５０、分類エンジン５２、およびスペクトルエキスパート５６は、ＡＰ等、無線周波数帯域で動作する装置でローカルに実行されても、また図１に示すサーバ１０５５やネットワーク管理ステーション１０９０等、サーバコンピュータでリモートに実行されてもよい。
【００５５】
測定エンジン５０はＳＡＧＥ２０からの出力を集めて総計し、データを将来の処理に有用なデータ単位に正規化する。具体的には、測定エンジン５０は、ＳＡＧＥ２０からの出力データの時間間隔にわたって統計を累積し、周波数帯域に広がる複数の周波数ビンそれぞれに関して、平均パワー、最大パワー、およびデューティサイクル、ならびに以下で説明する他の統計を追跡する。これに加えて、測定エンジン５０は、構成された基準に見合う、ＳＡＧＥによって出力された信号パルスのパルスイベントデータを累積する。各パルスイベントは、パワーレベル、中心周波数、帯域幅、開始時間、持続時間、および終了時間についてのデータを含むことができる。測定エンジン５０は信号分類に有用な信号パルスデータのヒストグラムを構築することができ、その例について後述する。最後に、測定エンジン５０は、構造中の上位レベルからのコマンドに応答しての場所測定に有用な未処理受信信号データ（ＳＡＧＥ２０のスナップショットバッファから）を累積する。測定エンジン５０はスペクトル活動情報の短期記憶を保持することができる。さらに、測定エンジン５０はＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ等、無線周波数帯域で動作しているワイヤレスネットワークのパフォーマンスに関連する統計を総計することができる。測定エンジン５０の例示的な出力について、ネットワークスペクトルインタフェースに関連して後述する。測定エンジン５０の出力のグラフィックス表示の例を図２１〜図２５に示す。さらに、上位レベルアプリケーションは、ユーザコマンド（適したユーザインタフェースを通して）に応答して測定エンジンのデータおよび統計を監視し、装置または装置ネットワークのパフォーマンス低下があるか否かを判断することができる。パフォーマンス低下の突き止められた原因に基づいて、特定のアクションを推奨する、または特定のアクションを自動的にとることができる。
【００５６】
他のソフトウェアプログラムまたはシステム（以下で説明するネットワークスペクトルインタフェース、分類エンジン５２、または位置特定エンジン５４等）からの要求に応答して、測定エンジン５０は応答して、要求されたデータ種別に従ってＳＡＧＥ２０（ＳＡＧＥドライバ１５を通して）およびまたは無線器１２を構成し、これら構成を使用してＳＡＧＥ２０を走らせ、ＳＡＧＥ２０によって出力されたデータを処理することによって生成されたいくつかの種別のデータのうちの１つまたは複数で応答する。
【００５７】
分類エンジン５２は、ＳＡＧＥ２０の出力（測定エンジン５０により累積される）を既知の信号のデータテンプレートおよび関連する情報と比較し、ＳＡＧＥによって検出されたエネルギーパルス情報に基づいて周波数中の信号を分類する。分類エンジン５２は、たとえば、１つまたは複数の装置の動作に干渉する信号（たとえば、免許不要帯域で動作している装置として免許不要帯域の同じチャネルを占有する、または同じチャネルで発生している）を検出することができる。分類エンジン５２の出力には、周波数帯域において検出された信号の種別が含まれる。分類出力は、たとえば、「コードレス電話」、「周波数ホッパ装置」、「周波数ホッパコードレス電話」、「マイクロ波オーブン」、「８０２．１１ｘＷＬＡＮ装置」等であることができる。分類エンジン５２は、測定エンジンによってそれに供給された信号データを既知の信号または信号種別の情報データベースと比較することができる。信号分類データベースは、周波数帯域を使用する新たな装置の参照データで更新することができる。これに加えて、分類エンジン５２は、ＳＡＧＥの信号検出器出力から直接容易に得られる、分類された信号の中心周波数、帯域幅、パワー、パルス持続時間等のうちの１つまたは複数を記述する情報を出力することができる。これは、周波数帯域で他の装置の動作に干渉していると判断された分類信号にとって特に有用であり得る。
【００５８】
信号分類技法の例は、本発明の譲受人に譲渡され、全体を参照により本明細書に援用する「System and Method for Signal Classification of Signals in a Frequency Band」という名称の２００２年９月１８日出願の同時係属中の米国特許出願第１０／２４６，３６４号に記載されている。使用可能なこれら信号分類技法は、パルスヒストグラム、パルス時間シグネチャ、および他のカスタムアルゴリズムに基づき、その例が上記係属中の特許出願に説明されており、図８および図９に関連して手短に説明する。他の信号分類技法も当分野において既知であり得ることを理解されたい。
【００５９】
図８は、周波数帯域に存在し得る信号の例示的な信号パルスを示す。パルス１〜６からなるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ信号活動がある。パルス１、３、および５は順方向チャネル８０２．１１ｂ伝送であり、パルス２、４、および６は承認信号である。パルス７〜１４を含む、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＳＣＯ信号等の周波数ホッピング信号もある。信号のタイミング、強度、および持続時間は厳密な尺度で示されていない。たとえば、適宜構成されたパルス検出器により、信号パルス１〜６に対してパルスイベントデータが生成される。適宜構成された別のパルス検出器により、信号パルス７〜１４に対してパルスイベント情報が生成される。信号パルスデータは２つの種別の信号に関して経時にわたり累積される。信号パルスデータは様々なヒストグラムに累積することができる。これに加えて、周波数帯域における信号活動からスペクトル解析情報を導き出すことができ、この情報を使用して、たとえば、同じ時間間隔中の帯域中の異なる周波数でのパワー値（しきい値を超える）の数を計数することにより、所与の時間期間に周波数帯域に存在すると見られる異なる伝送数を生成することができる。
【００６０】
図８に示す例示的なパルスに生成されるパルスイベントデータの例を以下に提供する。
【００６１】
パルス１
ＳＤＩＤ：            １（パルス検出器１を識別する）
パルス帯域幅：        １１ＭＨｚ
中心周波数：          ３７ＭＨｚ
パルス持続時間：      １．１ｍ秒
パワー：                −７５ｄＢｍ
パルス２
ＳＤＩＤ：            １
パルス帯域幅：        １１ＭＨｚ
中心周波数：          ３７ＭＨｚ
パルス持続時間：      ２００マイクロ秒
パワー：                −６０ｄＢｍ
パルス３
ＳＤＩＤ：            １
パルス帯域幅：        １２ＭＨｚ
中心周波数：          ３７ＭＨｚ
パルス持続時間：      １．１ｍ秒
パワー：                −７５ｄＢｍ
パルス４
ＳＤＩＤ：            １
パルス帯域幅：        １１ＭＨｚ
中心周波数：          ３７ＭＨｚ
パルス持続時間：      ２００マイクロ秒
パワー：                −６０ｄＢｍ
パルス５
ＳＤＩＤ：            １
パルス帯域幅：        １３ＭＨｚ
中心周波数：          ３７ＭＨｚ
パルス持続時間：      １８ｍ秒
パワー：                −７５ｄＢｍ
パルス６
ＳＤＩＤ：            １
パルス帯域幅：        １１ＭＨｚ
中心周波数：          ３７ＭＨｚ
パルス持続時間：      ２００マイクロ秒
パワー：                −６０ｄＢｍ
【００６２】
上に列挙していないが、各パルスの情報にはパルスの開始時間も含まれ、それによってパルス検出器によって検出された連続パルス間の時間を計算することが可能になる。
【００６３】
パルス７〜１４のパルスイベントデータも中心周波数を例外として極めて類似する。たとえば、パルス７〜１４はパルス帯域幅１ＭＨｚ、パルス持続時間３５０ｍ秒を有することができるが、中心周波数は２４００ＭＨｚ〜２４８３ＭＨｚ周波数帯域の略すべてにわたって変化する。パルス７〜１４のＳＤＩＤは、パルス検出器２がたとえば、これら種別のパルスを検出するように構成されているため２である。
【００６４】
図９は、累積された信号パルスデータがどのように参照データと比較されるかを大まかに示す。分類すべき信号の累積信号パルスデータが、既知の信号の参照データまたはプロファイル信号パルスデータと比較される。累積信号パルスデータの各ヒストグラムが、参照信号パルスデータの同様種類のヒストグラムと比較される。累積信号パルスデータと参照信号パルスデータの間での一致度は調整することができ、特定の参照信号パルスの場合、必ず、他の信号パルスデータと比較して特定のパルスデータへの非常に近い一致が見つけられる。このために、各参照データセットは、最終的に一致を宣言するために満たさなければならないそれぞれの一致基準を有することができる。たとえば、累積信号パルスデータをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＳＣＯ信号の参照データと比較する場合、一致を宣言するためには、パルス持続時間、帯域幅、パルスヒストグラム間の時間に非常に厳密な一致がなければならない。スコアシステムを使用することができ、この場合、数値が各信号特徴間での比較結果に割り当てられる。特定の信号種別の場合、総数値（たとえば、トータルスコア）が特定の値以上である場合、一致を宣言することができる。特定の信号特徴が最小の一致度を有さなければならないことを要求するさらなる制約が必要な場合もある。
【００６５】
周波数帯域を使用し得る様々な信号の参照データは、そういった装置の実際の測定および解析から、および／または米国の連邦通信委員会等の監督機関によって提供される情報データベースから得ることができる。ＦＣＣは、周波数帯域での動作を許可された各装置の伝送パラメータデータベースを保持し公開することができる。このようなパラメータの例は、
動作周波数範囲
スペクトルチャネル化（帯域幅）および特徴付け：
周波数ホッピング：ホップレートおよびホップ中心周波数
静止チャネル：チャネル中心周波数
シンボルレート
変調モード（たとえば、ＱＰＳＫ、ＯＦＤＭ、ＱＡＭ、・・・）
伝送スペクトルマスク
伝送パワーレベル
伝送オン／オフ時間特徴付け
最小および最大の「オン」時間
最小および最大の「オフ」時間
当てはまる場合、チャネルアクセス間のスロット時間
【００６６】
比較ステップは、既知の信号のパルスタイミングシグネチャを累積信号パルスデータ（通常、比較的短い時間期間にわたる）と比較して、特定の所定かつ調整可能な許容差内で一致があるか否かを判断することを含むことができる。視覚的なパラダイムは、まるで既知の信号のパルスタイミングテンプレートを未知の信号の累積パルスデータに沿ってスライドさせて、十分な一致があるか否かを判断するようなことである。パルスタイミングシグネチャは、装置または装置クラスの示差的な表現を提供することができる。これらは非常に厳密なタイミング属性を有する信号の分類に有用である。
【００６７】
特定のパルスの累積パルスデータは、特定の種別のものであるが、必ずしも確定である訳ではないことを示唆する場合がある。たとえば、８０２．１１信号の示唆的な特徴は、２００マイクロ秒未満という非常に持続時間が短い信号パルスの存在、および２０マイクロ秒未満のパルス間の時間である。しかし、データ（中心周波数および帯域幅）を追加しても、８０２．１１信号であると確認するには十分ではない。したがって、パルスタイミングシグネチャ解析（すなわち、パターン）がパルスデータに対して実行される。たとえば、８０２．１１信号のパルスタイミング解析は、互いの間隔が２０マイクロ秒未満であり、第２の信号パルス（８０２．１１ＡＣＫパルス）が２００マイクロ秒未満である、同じ中心周波数上の２番目の信号パルスの識別に焦点合わせされる。８０２．１１信号の最初のパルスの持続時間はこの解析に特に関連しない。
【００６８】
同様の解析は、活動が時間的に非常に近い２つのバーストエネルギー（パルス）からなるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＳＣＯ信号のパルスシグネチャ情報と突き合わせて、パルスデータに対して実行することができる。最初のパルスに関連するエネルギーは帯域中の１つの周波数で発生し、２番目のパルスに関連するエネルギーは、一貫して繰り返される時間間隔だけ最初のパルスから隔てられた帯域中の別の周波数で発生する場合がある。実際、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＳＣＯ信号は、周波数ホッピングシーケンスを採用する多くの免許不要帯域装置の代表であり、第１の装置（たとえば、「マスタ」）による伝送およびその後の厳密な時間期間後に第２の装置（たとえば、「スレーブ」）による伝送を含む。第１のパルスの立ち上がりまたは立ち下がりと第２のパルスの立ち上がりの間の時間期間は一般にかなり一定している。両方のパルスも、持続時間は比較的短くてよい。これに加えて、第２のパルスの立ち上がりと次の第１のパルスの立ち上がりの間の時間期間は非常に一定であり得る。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＡＣＬ伝送は、周期的に見え、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＳＣＯ伝送と同様のタイミングシグネチャを有する場合もあれば、有さない場合もあるという点で準周期的である。
【００６９】
周波数ホッピング信号の場合のパルスタイミングシグネチャ解析は、スペクトル情報が、信号がホップインすることができる帯域全体ではなく、その周波数帯域の一部のみのサンプリングから導き出される場合、わずかに異なる。たとえば、周波数ホッピング信号も同様に、帯域の２０ＭＨｚ部分のみのデータが入力として分類プロセスに提供された場合、２．４ＧＨｚ帯域等、周波数帯域中のどこにでも発生する可能性があるため、信号パルスデータは周波数ホッピング信号からの比較的少ない割合のパルスを示す。パルスタイミングシグネチャ解析はそれに従って調整される。
【００７０】
パルスタイミングシグネチャ解析を用いての信号分類は、２つ以上の装置が周波数帯域で伝送している場合に特に有用である。信号のパルスタイミングシグネチャ情報は、パルス持続時間、パルス間の時間等、パルスの特徴を記述するデータで表すことができる。次いでこの情報を同様のパルスタイミングシグネチャ情報と比較して、一致があるか否かを判断することができる。
【００７１】
測定エンジン５０および分類エンジン５２は両方とも、上位レベルのソフトウェアプログラムやシステムに報告されるスペクトルイベントを生成することができる。たとえば、ＳＡＧＥ２０によって生成されるスペクトル活動情報の解析に基づいて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）装置の周波数帯域でのオンまたはオフ、またはコードレス電話のアクティブ化等、特定種別のイベントについて報告を行うことができる。こういったスペクトルイベントについてはさらに後述する。
【００７２】
図６を再び参照すると、位置特定エンジン５４は、周波数帯域で動作している装置の物理的な場所を計算する。場所測定技法の一例は、測定エンジン５０によって集められたスナップショットバッファデータを使用して、場所を特定すべき装置によって送信された信号および別の参照信号（ＡＰ等）の２つ以上の既知の場所（２つ以上のＳＴＡ等）で到着時間差（ＴＤＯＡ）測定を実行し、周波数帯域の領域で動作している様々な装置（干渉源等）の場所を求めることを含む。単に干渉源を別の場所に移すだけで、別の装置または装置ネットワークが経験している場合がある伝送問題を解消することができるときもある。位置特定エンジン５４は、ネットワーク内の複数の場所から得られた測定を調整することができる。位置特定エンジンの一例は、本発明の譲受人に譲渡され、全体を参照により本明細書に援用する「System and Method for Locating Wireless Devices in an Unsynchronized Wireless Network」という名称の２００２年１１月２７日出願の同時係属中の米国特許出願第６０／３１９，７３７号に開示されている。ＴＤＯＡおよび到着時間（ＴＯＡ）測定を使用してワイヤレス無線通信装置の場所を求める他の多くの技法が当分野において既知であり、同様に位置特定エンジンに使用することができる。
【００７３】
位置特定エンジン５４は、別法として、ネットワークスペクトルインタフェース（ＮＳＩ）７０の「上」のソフトウェアに存在してもよい。周波数帯域での干渉状況が検出されると、スペクトルエキスパート５６またはネットワークエキスパート８０は位置特定エンジン５４と通信して、干渉源ソースを物理的に見つけることができる。位置特定エンジン５４の出力は、位置情報、パワーレベル、装置種別、および／または装置（ＭＡＣ）アドレスを含むことができる。セキュリティサービス８２が位置特定エンジン５４に、考えられるセキュリティ問題を呈する可能性がある不良装置を見つけるように命じることができる。
【００７４】
スペクトルエキスパート５６は、測定エンジンおよび分類エンジンが得た周波数帯域での活動についての知識が与えられた場合、周波数帯域で動作している装置の動作を最適化するプロセスである。たとえば、スペクトルエキスパート５６はＳＡＧＥ２０からのデータ、および任意選択で、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘネットワーク等の周波数帯域で動作している特定のワイヤレスネットワークからの統計を処理して、装置のパラメータの調整を推奨し、またはこれら調整を装置において自動的に実行する。スペクトルエキスパート５６は、たとえば、ＡＰに結合されたホスト装置、サーバ、またはネットワーク管理ステーション（図１）によって実行されるソフトウェアプログラムであることができる。スペクトルエキスパート５６の出力に基づいて調整する（手動または自動的に）ことができるパラメータには、周波数チャネル、送信パワー、断片化しきい値、ＲＴＳ／ＣＴＳ、送信データレート、ＣＣＡしきい値、干渉回避等が含まれる。干渉緩和技法の他の例は、本発明の譲受人に譲渡され、全体を参照により本明細書に援用する、「Systems and Methods for Interference Mitigation with Respect to Periodic Interferers in Short-Range Wireless Applications」という名称の２００３年１月２０日出願の同時係属中の米国特許出願第１０／２４８，４３４号に記載されている。スペクトルエキスパート５６は、周波数帯域で動作している装置または装置ネットワークの動作に干渉する信号の検出等、周波数帯域でのアラート状況に関するトリガに対して動作して、アラートを自動的に報告し、かつ／またはこれに応答して装置においてパラメータを調整することができる。たとえば、スペクトルエキスパート５６は単一のＷＬＡＮ  ＡＰを制御する、または制御を示唆するように動作することができる。
【００７５】
スペクトルエキスパート５６はスペクトルインテリジェンス意志決定者である。スペクトルエキスパート５６（および／または後述するネットワークエキスパート）は、スペクトルポリシー情報に基づいてどのアラートおよび／またはコントロールを生成するかを判断することができる。スペクトルポリシー情報は、周波数帯域で発生していると判断された状況に基づいて、対応するアラートおよび／またはコントロールを規定する情報集合体である。この情報集合体は、周波数帯域で動作する新たな装置および／または周波数帯域の要件に関する規定の変更を考慮して(account for)更新可能である。さらに、スペクトルエキスパート５６は行動をとること、またどのように行動するか、または行動しないことを判断することができる。たとえば、スペクトルエキスパートは、別の信号に干渉するか、それともしないかを判断することができる。スペクトルポリシーをどのように適用することができるかの例について以下で説明する。
【００７６】
スペクトルエキスパート５６はスペクトル活動情報を用いてＡＰにおけるＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮパラメータを知的に制御することができる。
１．干渉信号についての情報と共に受信信号の品質の測定には、ＡＰおよび／またはＳＴＡの送信データレートの調整が必要な場合がある。
２．パケットエラーおよびＳＡＧＥパルスデータの追跡には、断片化しきい値の調整が必要な場合がある。
３．隠れノードを示す統計のパケットシーケンスでの検出には、ＲＴＳ／ＣＴＳシーケンスの実行が必要な場合がある。ＲＴＳ／ＣＴＳシーケンスは、「送出確認システム」として使用され、伝送を遅くするので可能な場合は低雑音環境においてオフにされるが、ＳＴＡを見つける等、必要な場合はアクティブ化することができる。
４．ＳＡＧＥスペクトル解析データを使用して、新しくよりクリーンなチャネルを選択するようにＡＰを制御することができる。
５．干渉源を示すＳＡＧＥ関連データおよび信号分類データの使用には、ＡＰの送信パワーの調整が必要な場合がある。
６．特定の装置種別または特定された（スナップショットバッファおよび他のスペクトルデータを通して）ブランドおよび装置モデルに応じて、アクションを実行する。
【００７７】
一般に、スペクトルエキスパート５６は、（ＡＰの場合のように）関連するいくつかの他の無線装置の振る舞いを制御することのそれ自体を制御する無線装置で実行することができる。これら種類の判断およびコントロールは、装置または特定の限られた装置群に影響するという点でローカルのポリシー判断またはコントロールと呼ばれる。以下で説明するネットワークエキスパート８０は、装置ネットワーク全体（たとえば、複数のＡＰおよびＷＬＡＮ内のそれぞれの関連するＳＴＡ）に影響するもの等、より広い種別のポリシー判断およびコントロールを行う。
【００７８】
１つまたは複数のスペクトルセンサ１２００（１）〜１２００（Ｎ）で構成されるセンサオーバーレイネットワークはスペクトル活動情報を生成することができ、スペクトル活動情報は、周波数帯域中の装置を制御するサーバに供給される。たとえば、信号検出がセンサレベルで実行され、測定および累積をセンサレベルあるいはＡＰのホストプロセッサで実行することができる。スペクトルエキスパート５６は、ＡＰに接続されたホスト装置のホストプロセッサで実行され、そのＡＰの制御に使用される。信号検出はセンサレベルで実行され、測定および累積はセンサレベルあるいはＡＰのホストプロセッサで実行することができる。
【００７９】
測定エンジン５０、分類エンジン５２、およびスペクトルエキスパート５６が存在する抽象レベルは、以下で「スペクトル」レベルまたは「スペクトルアウェア」レベルと呼ぶことができる。
【００８０】
図６に示すＮＳＩ７０は、測定エンジン５０、分類エンジン５２、位置特定エンジン５４、およびスペクトルエキスパート５６の各プロセス（および下位レベルドライバ）を上位レベルサービスにインタフェースする。ＮＳＩ７０は、アプリケーションプログラムにより（１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に）実装することができ、これらプロセスのスペクトル解析機能にアクセスするアプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）としての役割を果たす。特定の装置のスペクトル知識または活動情報をチェックするというエンドユーザの需要に応じてのコマンドをアプリケーションプログラムから受け取ることができ、ＮＳＩはコマンドをプロセスの１つからの特定のスペクトル解析機能への要求に変換する。ＮＳＩ７０と同様のインタフェースを使用して測定エンジン５０、分類エンジン５２、位置特定エンジン５４、およびスペクトルエキスパート５６間、または中での対話があり得ることも可能である。さらに、図６におけるブロックの物理的な場所はこれら機能、アプリケーション、またはプロセスの可能な論理的配置を限定する意味はない。たとえば、ＮＳＩは、測定エンジン、分類エンジン、および／またはスペクトルエキスパートのスペクトル解析機能を使用して、図６に示すブロックのうちの任意の１つまたは複数とインタフェースするために使用することができる。さらに、非公式なインタフェースや接続が、図６に示す任意の２つのプロセス間に存在してもよい。
【００８１】
ＮＳＩ７０のすぐ上の抽象レベルは「ネットワーク」レベルと呼ぶことができる。ネットワークレベルには様々なサービスが存在し得る。たとえば、ネットワークエキスパート８０、セキュリティサービス８２、ロケーションサービス８６、およびデータマイニングサービス８８がある。ＮＳＩの上にあるソフトウェアは、別個に以下特定し説明するが、集合的に、また総称的に、たとえばネットワーク管理ステーション１０９０（図１）によって実行可能なネットワーク管理ソフトウェア（ＮＭＳ）と呼ぶこともできる。
【００８２】
ネットワークエキスパート８０はスペクトルエキスパート５６と同様であるが、図１に示すＡＰ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）およびそれぞれに関連する各ＳＴＡ等、複数のＷＬＡＮ  ＡＰにわたって等、上位レベルで動作する。ネットワークエキスパート８０は、配備コスト、容量、およびＱｏＳに基づいてネットワークを最適化する。ネットワークエキスパート８０は、ネットワーク管理者に提案を行う、または１つもしくは複数のワイヤレスネットワークのパラメータを自動的に調整することができる。たとえば、ネットワークエキスパート８０は、ＡＰの配置およびＡＰのアンテナの配置、ＡＰチャネル割り当て、ＡＰにわたるＳＴＡの負荷平衡（ネットワーク負荷状況に基づいてＳＴＡを別のＡＰに再び割り当てる）、送信パワー、およびＲＴＳ／ＣＴＳパラメータのパラメータを制御または提案することができる。これに加えて、ネットワークエキスパートは、ネットワークのどこからでも検出された干渉についてネットワーク管理者またはネットワーク管理アプリケーションに通知することができる。ネットワークエキスパート８０は、最良のスループットおよび信頼性の高い通信リンクを提供するであろうＡＰにＳＴＡを割り当てることによって、ワイヤレスネットワークでの装置のカバレッジを最適化することができる。ネットワークエキスパートによって処理されるスペクトル活動情報は、周波数帯域で動作しているＡＰからのものであっても、また他のビジネス企業や他の設備の場所およびその周囲等、対象領域の様々な場所に位置決めされた１つおよび／または複数のスペクトルセンサからのものであってもよい。ネットワークエキスパート８０は、特定の状況が検出された場合にアラートを生成するトリガも有することができる。スペクトル監視機能（ならびに制御機能）を有するＷＬＡＮ  ＡＰは、関連する任意のＷＬＡＮ  ＳＴＡによって供給される任意のスペクトル情報をスペクトル知識に追加することができる。しかしネットワークエキスパート８０は、同じまたは異なる種類（たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ、ＷＰＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）等）の複数のワイヤレスネットワークを含み得る、免許不要帯域動作の全体領域のスペクトル活動のさらに大きな全体図を有することができる。逆に、ＷＬＡＮ  ＡＰは関連するＳＴＡにＳＰが監視するスペクトル状況についてアドバイスすることができる。
【００８３】
ネットワークエキスパート８０は、スペクトル測定データを使用して、ＳＡＧＥ２０が帯域全体のデータを解析して、分類エンジン５２が他のチャネルに何が存在しているかを特定することができるようにする情報を出力するチャネルスキャン、ＳＡＧＥ２０がチャネル利用について帯域全体の統計を集めるチャネル選択／負荷平衡等の８０２．１１プロトコル機能を最適化することができる。こういった技法の恩恵は、より高速なチャネル取得、より高速なチャネルのハンドオフ、およびＳＴＡベースの負荷平衡である。
【００８４】
ネットワークエキスパート８０は、ネットワーク全体等、より広い領域にわたって得られたスペクトル活動情報に対して働く。この情報を得る１つの方法は、ネットワークエキスパート８０が実行されるサーバにそれぞれ接続された複数の認知的に動作可能な（cognitively-enabled）ＡＰを通してである。これに代えて、またはこれに加えて、１つまたは複数のスペクトルセンサ１２００（１）〜１２００（Ｎ）で構成されたセンサオーバーレイネットワークが、ネットワーク全体または対象領域にわたって配備される。ネットワークエキスパート８０は、センサおよび制御機構に接続された、またはＷＬＡＮ管理アプリケーションを通して等、ＡＰを制御するように結合されたサーバで実行される。信号検出はセンサレベルで実行され、測定および分類はセンサレベルあるいはサーバで実行することができる。
【００８５】
ネットワークエキスパート８０は、図１に示すネットワーク管理ステーション１０９０によってサポートされるもの等、汎用ネットワーク管理システムとインタフェースすることができる。汎用ネットワーク管理システムは、ＡＰ等のネットワーク構成要素のイネーブル、ディセーブル、および構成を制御することができる。システム統合ブロック９０（後述）がネットワークエキスパート８０を汎用ネットワーク管理システムにインタフェースして、汎用ネットワーク管理システムによる変更をネットワークエキスパート８０に通知できるようにすると共に、チャネル割り当ておよびＳＴＡ関連付け等、ワイヤレスネットワーク（複数可）内の変更を汎用ネットワーク管理システムに通知できるようにすることができる。
【００８６】
したがって、ネットワークエキスパート８０はより広い種別のポリシー判断および制御を行う。これに加えて、ネットワークエキスパート８０は、より広いネットワークの一部、または装置の局所配備である装置にそれぞれ関連するスペクトルエキスパート５６の複数のインスタンスの上位レベル制御として動作することができる。このパラダイムは後述する図２８に示される。そうするにあたり、ネットワークエキスパート８０は、ネットワークエキスパート８０の権限下のスペクトルエキスパート５６によって行われるローカルポリシー判断およびコントロールを考慮しなければならない。ネットワークエキスパート８０は、そのスペクトルエキスパート５６によって行われるローカルポリシー判断およびコントロールについての知識を記憶し保持する。ネットワークエキスパート８０は、局所範囲のポリシー判断もしくはコントロール、またはネットワーク範囲のポリシー判断もしくはコントロールを行うことができる。局所範囲の判断は、たとえば、ネットワークエキスパート権限下のすべてではなくいくつかのスペクトルエキスパート５６によって制御される特定の「領域」またはロケールで発生している活動に関する。ネットワーク範囲の判断は、ネットワークが存在するすべての領域またはロケールにわたるネットワーク全体で発生している活動に関する。局所範囲、またはネットワーク範囲の判断を行う場合、ネットワークエキスパート８０は、スペクトルエキスパート５６によって行われるローカルポリシー判断またはコントロールに干渉しないように判断を行うことができ、または特定のローカル判断に取って代わる特定の判断を行うことができる。たとえば、ネットワークエキスパートの制御下にある特定のＡＰは、１日の中の特定の時間に特定の周波数チャネルで時折干渉を経験する場合があり、したがって１日の中のその時間中に別のチャネルに移るように調整される（スペクトルエキスパート５６によって等）。ネットワークエキスパート８０は、他の情報に基づいて、特定のＡＰをその特定のチャネルにより永続的に移すという判断をすることもできる。これは、ＡＰが時折１日の中の特定の時間にそのチャネルから離れるニーズと競合する。したがってネットワークエキスパート８０は、そのＡＰをそのチャネルに移してＡＰでのローカルポリシーを遵守するように判断を変更する。ローカルポリシー判断を考慮に入れる場合、ネットワークエキスパート８０は、ネットワークまたは局所的な振る舞いの「ぐらつき（oscillations）」を回避するように判断を変更することができる。
【００８７】
セキュリティサービス８２は、下位レベルで生成されたスペクトル活動および関連情報に基づいてセキュリティ情報を提供する。たとえば、セキュリティサービス８２は、周波数帯域で動作しているもう１つの装置またはネットワークでサービス不能攻撃があるときを検出し、「駐車場」攻撃（parking lot attack）を検出し、不認可ＡＰ等の不良装置を見つけ、ＲＦフィンガープリンティングを実行して認可装置（たとえば、ステーションやＡＰ）になりすましている装置があるか否か判断することができる。
【００８８】
サービス不能攻撃は、スペクトル活動情報を調べて、周波数帯域中の１つまたは複数の信号に干渉する場合がある大きな帯域幅の雑音信号を探すことによって検出することができる。雑音信号がかなりの時間期間続く場合、セキュリティサービスは、サービス不能攻撃が周波数帯域で動作している１つまたは複数のワイヤレスネットワークに対して行われていることを宣言することができる。アラートまたは報告を生成してネットワーク管理者に状況を通知し、攻撃の状況を説明する（攻撃元のおおよその場所、パワーレベル、周波数帯域幅、発生時刻等）ことができる。
【００８９】
駐車場攻撃は、暗号化という障害をかいくぐることができる、または暗号化がネットワーク上でイネーブルされていないと想定して、ワイヤレスネットワーク装置のユーザが、稼働中のネットワークの、このネットワーク上で信号を送信かつ／または受信するのに十分近くにワイヤレス装置を配置する等によって、許可なくワイヤレスネットワーク上で信号を送信かつ／または受信する場合である。装置のユーザが単に、送信された信号をリスンしている場合、それを検出する方法はない場合がある。しかし、物理的境界（２次元または３次元で）を、ネットワークにサービス提供しているＡＰの周囲に作ることができる場合、位置特定エンジン５４を使用して、装置の送信から、装置が、ＡＰ（複数可）に接続されたワイヤードネットワークのサーバに記憶されている情報へのアクセスを試みる恐れのある不認可装置を示す物理的境界外にあるか否かを判断することができる。
【００９０】
不認可装置（たとえば、ＡＰ）は、装置の伝送を調べることによって検出することができ、使用する伝送に含まれる情報から（ＩＥＥＥ８０２．１１、サービスセット識別子（ＳＳＩＤ）など）、記憶されている有効ＳＳＩＤセットと突き合わせてそのＳＳＩＤが有効であるか否かを判断することができる。ＡＰが無効ＳＳＩＤを使用して周波数帯域で動作している場合、セキュリティサービス８２は位置特定エンジン５４に、ＡＰの場所を突き止めるように命令することができる。
【００９１】
セキュリティサービス８２は、セキュリティに関連する違反が、周波数帯域で動作している１つまたは複数のワイヤレスネットワークまたは装置において検出された場合、ネットワーク管理者にリアルタイムアラートを生成することができる。駐車場攻撃の可能性が検出される場合、手続きをセットアップして、境界外装置のユーザ（または装置自体）に、ＡＰが認可装置として検証するために使用するセキュリティコードを供給するように求めることができる。このコードを供給することができない装置は不認可装置と見なされ、その装置へのサービスが停止される。アラートを生成して、ネットワーク管理者にそのユーザをさらに調査するようにアドバイスすることもできる。
【００９２】
ワイヤレスネットワークにおいてセキュリティを管理する別の方法は、認可された各ＳＴＡやＡＰ等、各認可装置のＲＦシグネチャを記憶するというものである。ＲＦシグネチャは、ＳＡＧＥ機能を有する装置を使用して得られた各認可装置の詳細な信号パルス特徴を捕捉し、これら特徴を記述した情報をデータベースに記憶することによって作成することができる。ＳＴＡがＡＰに関連する都度、信号パルス特徴を情報データベースと突き合わせて比較して、認可装置であるか否かを判断することができる。この手続きは、有効なＭＡＣアドレスを得ること（ＷＬＡＮでの伝送をリスンすることにより）、およびそのＭＡＣアドレスを使用するそのＳＴＡとしてのなりすましからＳＴＡのユーザを守る。ＭＡＣアドレスが有効になる場合であっても、不正装置のＲＦフィンガープリントは、データベースに記憶されている認可装置のＲＦフィンガープリントと一致しない可能性が高い。
【００９３】
ロケーションサービス８６は、位置特定エンジン５４によって行われる場所測定に付加価値サービスを提供する。こういったサービスの例は、図１０に一例を示すカバレッジマップ、ボイスオーバＩＰ装置の高速ハンドオフ、装置に最も近いプリンタの発見、なくした装置の発見、および緊急位置特定（Ｅ９１１）の実行である。別の例として、ロケーションサービス８６は免許不要帯域動作領域（たとえば、企業）中の複数のポイントおよびノード（複数のスペクトルマップ）からのスペクトル情報を処理し、情報を理解し易いフォーマットに組み立てることができる。
【００９４】
データマイニングサービス８８は、スペクトル活動情報（および任意選択で、スペクトルエキスパートからの出力）を捕捉してデータベースに長期記憶することを含む。クエリを使用して非リアルタイムでスペクトル活動情報を解析することにより、ネットワーク管理者は、１日の中のどの時間で干渉が問題であるか、動作領域のうちのどのエリアに最も重いスペクトル負荷があるか等、様々な状況を求めることができる。
【００９５】
ネットワークレベルの上には、システム統合ブロック９０およびユーザインタフェース（ＵＩ）ブロック９２がある。システム統合ブロック９０は、下位のサービスのいずれからのデータも、一般にネットワーク管理アプリケーション（複数可）９４と呼ばれる他のアプリケーション、プロトコル、ソフトウェアツール、またはシステムにインタフェースする。たとえば、システム統合ブロック９０は情報をＳＮＭＰフォーマットに変換することができる。システム統合ブロック９０によって実行される機能は、下位のサービスを使用して動作したい特定のアプリケーション、プロトコル、システム、またはソフトウェアツールによって指示される。ネットワーク管理アプリケーション９４は、ネットワーク管理ステーション１９００（図１）によって実行されてワイヤードネットワークおよびワイヤレスネットワークを管理することができる。ＵＩ９２は、人が使用するために下位の任意のサービスによって生成される情報のグラフィックス、オーディオ、またはビデオ種別のインタフェースを提供することができる。スペクトル活動情報およびアラートのグラフィカルユーザインタフェースの例を図１６〜図２５に示し、後述する。これら上位レベルのプロセスは、無線周波数帯域活動が発生している箇所から離れたコンピュータ機器上で実行することができる。たとえば、ネットワーク管理アプリケーション９４は、センサ装置、ＡＰ等、ならびに広域ネットワーク（ＷＡＮ）接続、たとえば、インターネット、専用高速ワイヤード接続、または他のより長距離のワイヤードまたはワイヤレス接続を介して、被制御装置（たとえば、ＡＰ）に結合された中央監視センタまたは中央制御センタ（電話サービスプロバイダ、ケーブルインターネットサービスプロバイダ等）にあるネットワーク管理ステーション１０９０によって実行することができる。
【００９６】
対象周波数帯域中の無線周波数エネルギーを受け取る装置にＳＡＧＥ２０を装備して、スペクトル活動情報を生成することができる。図１１はこのような認知無線装置の一例を示す。通信装置は、受信した無線周波数エネルギーをダウンコンバートし、送信する信号をアップコンバートする無線器１２を備える。無線器１２は狭帯域無線器であっても、または広帯域動作および狭帯域動作が可能な無線器であってもよい。広帯域無線送受信器の一例は、「System and Architecture for Wireless Transceiver Employing Composite Beamforming and Spectrum Management Techniques」という名称の２００２年４月２日出願の本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の米国特許仮出願第６０／３７４，５３１号、および「Multiple-Input Multiple-Output Radio Transceiver」という名称の２００２年１０月１１日出願の本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の米国特許出願第１０／０６５，３８８号に開示されている。ベースバンドセクション（図６に示すモデムを備える、またはこれに対応することができる）１４が無線器１２に結合され、信号のデジタルベースバンド処理を実行する。１つまたは複数のアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１８が、無線器１２によって出力されるアナログベースバンド信号をデジタル信号に変換する。同様に、１つまたは複数のデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）１６は、ベースバンドセクション１４によって生成されたデジタル信号を、無線器１２によるアップコンバートに向けて変換する。図６において参照されるＳＡＧＥ２０は、ＡＤＣ１８からの入力を受け取るものとして示されている。
【００９７】
ベースバンドセクション１４およびＳＡＧＥ２０に結合されたプロセッサ３０を設けることができる。プロセッサ３０はメモリ３２に記憶されている命令を実行して、本明細書では「オンチップ」ソフトウェア機能または「埋め込み」ソフトウェア機能であるとして説明されるソフトウェアスペクトル管理機能のいくつかを実行する。したがって本明細書では、メモリ３２に記憶されるソフトウェアのいくつかはオンチップソフトウェアまたは埋め込みソフトウェアと呼ばれる。オンチップソフトウェア機能または埋め込みソフトウェア機能の例は、ＳＡＧＥドライバ１５、スペクトルアウェアドライバ１７、および測定エンジン５０であるが、分類エンジン５２、位置特定エンジン５４、およびスペクトルエキスパート５６等、図６に示すさらなるプロセスもプロセッサ３０によって実行することができる。図１１に示す想像線は、想像線で囲まれた要素のいくつかまたはすべてを単一のデジタル特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に組み立てることができることを示すことを意味する。プロセッサ３０は通信プロトコルに関連するＭＡＣ処理も実行することができる。無線器およびその他の構成要素の周りのより大きなブロックは、これら要素をネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）フォームファクタに実装し得ることを示すことを意味する。プロセッサ３０は、装置が使用する特定の通信プロトコルに関連するトラヒック統計を生成する能力を有することもできる。ＩＥＥＥ８０２．１１トラヒック統計の例について後述する。
【００９８】
適したインタフェース３４によりプロセッサ３０に結合されたホストプロセッサ４０を設けることができる。ホストプロセッサ４０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ１０５５、またはネットワーク管理ステーション１０９０（図１）等、ホスト装置の一部であってもよい。メモリ４２は、上位レベルのスペクトル管理機能を実行するために、ホストされる、または「オフチップ」のソフトウェアを記憶する。ホストプロセッサ４０が実行し得るプロセスの例としては、測定エンジン５０、分類エンジン５２、位置特定エンジン５４、およびスペクトルエキスパート５６が挙げられる。これに加えて、ホストプロセッサ４０は、ネットワークエキスパート８０等、さらに上位レベルのプロセス、ならびに下位レベルのプロセスも実行することができる。
【００９９】
図１１に示す通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ  ＡＰまたはＳＴＡ等、周波数帯域で動作する様々な装置のいずれの一部であっても、またはそのような様々な装置に対応してもよい。通信装置は、図１に示すサーバ１０５５やネットワーク管理ステーション１０９０等、通信装置から離れていてもよいコンピュータと情報を共有することができる。リモートコンピュータは、ワイヤレス通信機能を有することができる（または通信装置とのワイヤレス通信機能を有する別の装置を通るワイヤによってリンクされる）。システム統合ブロック９０およびＵＩ９２（図６）を実行するソフトウェアは、ホストプロセッサ４０またはリモートコンピュータ、たとえばサーバ１０５５やリモートネットワーク管理ステーション１０９０によって実行することができる。
【０１００】
図１１に示すもの等の認知無線装置は、周波数帯域で発生している活動を検出し、測定し、分類することができ、またスペクトルエキスパート５６等の機能を通して、動作周波数、送信パワー、データレート、パケットサイズ、送信のタイミング（他の信号を避けるため）等、その動作パラメータのいずれか１つを変更すべきか否かについて知的に判断することができる。さらに無線装置は、周波数帯域での活動を検出し、測定し、分類する別の無線装置によって生成された情報を基にして生成されたコントロールに応答することができる。
【０１０１】
図１２は、スペクトルセンサ（たとえば、図４に関連して上で参照したスペクトルセンサ１２００（１）〜１２００（Ｎ））の例示的なブロック図を示す。スペクトルセンサは、対象周波数帯域中の信号を受信する無線装置である。この意味で、スペクトルセンサはある種のスペクトルモニタであり、検出、測定、および分類もして、他の無線装置、装置ネットワーク全体の動作を制御することができるネットワーク制御アプリケーション等に供給されるスペクトルインテリジェンスを提供することもできる。スペクトルセンサは、広帯域モードあるいは走査狭帯域モードで、対象周波数帯域中の信号をダウンコンバート可能な少なくとも１つの無線受信器を備える。図１２に示すように、スペクトルセンサは２つの無線受信器４０００および４０１０（別の免許不要帯域専用）を備える、または単一の二重帯域無線受信器を備えることが可能である。無線受信器の出力をデジタル信号に変換するＡＤＣ１８があり、次いでデジタル信号はＳＡＧＥ２０または信号パルスデータおよびスペクトルを生成可能な他の装置に結合される。ＤＡＣ１６は、スイッチ４０２０を介して無線受信器に制御信号を供給するために有用であることができる。
【０１０２】
カードバス、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ミニＰＣＩ等のインタフェース４０３０は、ＳＡＧＥ２０および他の構成要素の出力をホスト装置３０００にインタフェースする。ローカル処理（図６に示す測定エンジン５０、分類エンジン５２、位置特定エンジン５４、およびスペクトルエキスパート５６等）を実行する任意選択の埋め込みプロセッサ４０４０、ワイヤードネットワークにインタフェースするイーサネット（登録商標）ブロック４０５０、フラッシュメモリ４０６０、およびＳＤＲＡＭ４０７０がある。特定の通信プロトコルまたは規格（「プロトコルＸ」）に関連する任意選択の下位ＭＡＣ（ＬＡＭＣ）論理ブロック４０８０、およびプロトコルＸに関連するモデム４０９０もある。プロトコルＸは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘプロトコル等、周波数帯域で動作するいずれの通信プロトコルであってもよい。装置は複数のプロトコルをサポートすることができる。ブロックの多くはデジタル論理ゲートアレイＡＳＩＣに統合することができる。ＬＭＡＣ論理４０８０およびモデム４０９０は、プロトコルＸ上の通信トラヒックの追跡、およびトラヒック統計の生成に使用することができる。無線器（複数可）および他の構成要素の周りのより大きなブロックは、スペクトルセンサ装置をＰＣＩ  ＰＣカードまたはミニＰＣＩ配備のためにＮＩＣフォームファクタに実装し得ることを示すことを意味する。別法として、これら構成要素の多くは、埋め込みプロセッサを節約して、プロセッサ／ＣＰＵマザーボード上に直接実装してもよい。
【０１０３】
ホスト装置３０００は、ワイヤードネットワーク接続、ＵＳＢ接続、さらにはワイヤレス接続（８０２．１１ｘワイヤレスネットワーク接続等）を介してスペクトルセンサによって供給されるスペクトル活動情報を処理する、プロセッサ３００２およびメモリ３００４を有するコンピュータであることができる。ホスト装置３０００に表示モニタ３０１０を結合することができる。ホスト装置内のメモリ３００４は、上記埋め込みソフトウェアおよび／またはホストされるソフトウェア（図６に示すプロセスの場合）に対応するソフトウェアプログラムを記憶することができる。これに加えて、メモリ３００４は、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム（Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＣＥ等）等のオペレーティングシステムのドライバ等、ホスト装置のドライバソフトウェアを記憶することができる。ホスト装置３０００は、デスクトップまたはノートブックのパーソナルコンピュータ、個人情報端末、または図１に示すスペクトルセンサ、サーバ１０５５、またはネットワーク管理ステーション１０９０にローカルな、もしくはリモートなコンピュータ装置であることができる。
【０１０４】
或る形のスペクトルセンサには、ＳＡＧＥ２０はあるが、埋め込みプロセッサ等、他の処理構成要素がない。センサはホスト装置または離れて配置されたサーバ等のプロセッサに接続され、そこでＳＡＧＥ２０の出力が処理されて、信号の測定／累積、分類等が行われる。これは、信号処理の大部分が１つまたは複数の中央に配置されたコンピューティング装置で実行されるセンサオーバーレイネットワークの一部として使用される低コストスペクトルセンサにとって望ましい場合がある。
【０１０５】
さらに別の変形形態は、ＳＡＧＥ２０の機能をホストプロセッサ３００２上のソフトウェアに実装するというものである。周波数帯域で動作しているいずれか１つまたは複数の装置（特に、広帯域で使用可能な無線受信器を有する装置）のＡＤＣの出力をホストプロセッサに供給することができ、ホストプロセッサにおいて、測定エンジン、分類エンジン等、上に述べたスペクトル管理機能全体がソフトウェアで実行される。たとえば、ＡＤＣ１８の出力を、図１２に示すインタフェースのいずれか１つを介在させてホストプロセッサ３００２に結合することができ、ホストプロセッサ３００２がソフトウェアにおいて、ＳＡＧＥプロセスならびに他のプロセスの１つまたは複数を実行する。
【０１０６】
スペクトルセンサは、免許不要または共有の周波数帯域での動作が発生している領域に存在するいずれの装置にも配備することができる。たとえば、スペクトルセンサは、カメラ、ホームステレオ、ＰＣの周辺機器等のコンシューマ装置に存在することができる。スペクトルセンサに接続される他のいずれの装置も、スペクトルセンサが得たスペクトル知識を取得し、このスペクトル知識を、それぞれのスペクトル監視機能（サポートされる場合）から得ることができるスペクトル自体についての知識に追加することができる。さらに、ローカル装置（たとえば、ＰＣ）がリモート装置から得るスペクトル知識は、ローカル装置（たとえば、ＰＤＡ）ならびにリモート装置での動作の構成および／または診断に有用であり得る。
【０１０７】
ＬＭＡＣ論理４０８０は、埋め込みプロセッサ４０４０によって実行されるソフトウェアに実装することができる。ソフトウェア実装されるＬＡＭＣの１つの利点は、プロトコルＸに関連する追加統計を、ファームウェア実装で必要な場合よりも容易に生成することができることである。こういった統計をソフトウェアカウンタによって累積し、ＬＡＭＣソフトウェア中のメモリロケーションに割り振ることができる。図１１および図１２に示す無線装置が生成することができる追加のＩＥＥＥ８０２．１１統計の例について以下で説明する。こういった統計のいくつかは、ＷＬＡＮ  ＡＰやＷＬＡＮ  ＳＴＡ等、装置内のパフォーマンス低下の良好な指標であり、修正アクションまたは制御の自動的な開始またはユーザ／ネットワーク管理者、ソフトウェアアプリケーション等に警告する情報の生成に使用することができる。これら統計の多くは３２ビットカウンタによって提供することができ、折り返すことができる。折り返し間隔は特定の統計に依存するが、最短で５分であることができる。ホストドライバからのソフトウェアはこれらカウンタを周期的にポーリングして、６４ビットカウンタ（折り返し時間は４３０００年）に変換することができ、これによってオンチップメモリ要件が低減することになる。
【０１０８】
ＬＭＡＣ論理によって生成された統計からＳＴＡに提供することができる追加のＩＥＥＥ８０２．１１ＭＩＢ拡張の例を以下で説明する。これら統計は、一般的なチャネルの問題ならびに位置および局所的な干渉に基づく問題等、ＳＴＡの部分集合に影響する問題を特定するために使用することができる。たとえば、これら統計は、パケットエラーレート（ＰＥＲ）情報を示し、考えられる干渉種別への洞察を提供することができ、断片化およびＲＴＳしきい値の調整を助けるために使用することができる。
ｌｍｓｔ＿ＲｘＴｉｍｅ  最後のフレーム（任意の種別の）をこのＳＴＡからいつ受信したかについてのタイムスタンプ。これは、ＳＴＡがチャネルに存在することを含意するが、関連／認証状態、または他の上位レベルの活動で応答していることは含意しない。マルチキャストＳＴＡエントリの場合、最後のマルチキャストフレームが送信されたときに更新される。
ｌｍｓｔ＿ＡｃｋＭＳＤＵ  送信に成功した、すなわち最後／唯一の断片が承認された、またはマルチキャストされたＭＳＤＵの数。送信されたデータ／管理フレームの総数は、承認された数および承認されなかった数によって導き出される。
ｌｍｓｔ＿ＡｃｋＦｒａｇ  送信に成功した断片の数（ｌｍｓｔ＿ＡｃｋＭＳＤＵに計数された最後の断片を除く）。
ｌｍｓｔ＿ＲｘＣＴＳ  ＲＴＳが送信され、ＣＴＳを受信した回数。送信されたＲＴＳフレームの数は、受信したＣＴＳフレームの数および受信されなかったＣＴＳフレームの数から導き出される。
ｌｍｓｔ＿ＮｏＣＴＳ  ＲＴＳを送信したが、ＣＴＳを受信しなかった回数。
ｌｍｓｔ＿ＲｘＡＣＫ  ユニキャストデータ／管理フレームを送信し、明示的なＡＣＫフレームを受信した数。これは、ＰＣＦ／ＨＣＦピギーバックＡＣＫではなく実際のＡＣＫ制御フレームを示す。ＰＥＲ計算の場合、ｌｍｓｔ＿ＡｃｋＭＳＤＵ＋ｌｍｓｔ＿ＡｃｋＦｒａｇがより有用であり得る。これら統計の差およびこのフィールドは、処理されたピギーバックＡＣＫの数である。
ｌｍｓｔ＿ＮｏＡＣＫ  ユニキャストデータ／管理フレームを送信したが、ＡＣＫを受信しなかった数。
ｌｍｓｔ＿ＢａｄＣＲＣ  ＣＴＳまたはＡＣＫ制御フレームが期待されたが、ＣＲＣエラーを有するフレームを代わりに受信した回数。これはおそらく、受信側がフレームを受信したが、応答が失われたことを意味する。ＣＲＣエラーを有する他のフレームは、フレーム種別フィールドおよび発信アドレスフィールドに疑いのある場合もあるため、相関付けることはできない。
ｌｍｓｔ＿ＢａｄＰＬＣＰ  ＣＴＳまたはＡＣＫ制御フレームが期待されたが、ＰＨＹ制御を復調することができないフレームを代わりに受信した回数。これはおそらく、受信側がフレームを受信したが、応答が失われたことを意味する。ＰＬＣＰエラーを有する他のフレームは、ＰＨＹからフレーム種別フィールドおよび発信アドレスフィールドが提供されないため、相関付けることはできない。この状況は、ｌｍｉｆ＿ＢａｄＰＬＣＰ統計の下でも計数される。
ｌｍｓｔ＿ＭａｘＲｅｔｒｙ  過度の再送信によりドロップされたフレームを示す。
ｌｍｓｔ＿ＨｉｓｔＲｅｔｒｙ［８］  応答受信前の再送信試行数のヒストグラムを提供する。これは、ＲＴＳからＣＴＳまで、および各断片からフレーム交換シーケンス中のＡＣＫまでを含む。インデックス０は、始めて送信に成功したフレームである。これは通常、逆指数曲線を提供するはずであり、この曲線が大幅に外れる場合、遠方のマイクロ波オーブンからの干渉等、大きなアウテージ（outage）を示す場合がある。
ｌｍｓｔ＿ＨｉｓｔＳｉｚｅ［２］［４］  ＰＥＲとフレームサイズとの関係のヒストグラムを提供する。最初のインデックスはＯＫ応答およびＮＯ応答であり、２番目のインデックスは断片化しきい値に相対するフレームサイズ（４分の１単位（in quarters））である。断片化しきい値の調整の高速化に使用される。
【０１０９】
これら以下の統計は、受信したデータ／管理フレームについての情報を提供する。統計は受信したあらゆるフレームについて保持することができる。統計によっては、チャネル上に重複するＢＳＳがない限りＡＰまたはＳＴＡ上でのみ予期され、この重複により失われたチャネル帯域幅に対する洞察を提供することができる。
ｌｍｓｔ＿ＦｉｌｔＵｃａｓｔ  データ／管理フレームは、別のＳＴＡにアドレス指定されたため濾波された。
ｌｍｓｔ＿ＦｉｌｔＭｃａｓｔ  データ／管理フレームは、マルチキャストアドレスハッシュでイネーブルされていないマルチキャストアドレスに向けられていたため濾波された。
ｌｍｓｔ＿ＦｉｌｔＳｅｌｆ  データ／管理フレームは、ＡＰによりＢＳＳに転送されていたマルチキャストフレームであったため濾波された。
ｌｍｓｔ＿ＦｉｌｔＢＳＳ  データ／管理フレームは、マルチキャストフレームであり、ＢＳＳＩＤがフィルタに整合しなかったため濾波された。
ｌｍｓｔ＿ＦｉｌｔＴｙｐｅ  データ／管理フレームは、フレーム種別／サブ種別がフレーム種別フィルタからディセーブルされているため濾波された。これは、ヌルデータフレーム種別、サポートされていない管理フレーム種別を含む場合があり、ＢＳＳ走査中に他の種別も含む場合がある。
ｌｍｓｔ＿ＦｉｌｔＤｕｐ  データ／管理フレームは、前に受信したフレームの複製であるため濾波された。これは、ＡＣＫフレームが失われていることを示す。すべてのエラーがここで検出されるわけではないが、これは逆方向でＰＥＲの粗い近似を提供することができる。
ｌｍｓｔ＿ＦｗｄＵｃａｓｔ  ユニキャストデータ／管理フレームが埋め込みプロセッサに送出された。
ｌｍｓｔ＿ＦｗｄＭｃａｓｔ  マルチキャストデータ／管理フレームが埋め込みプロセッサに送出された。
ｌｍｓｔ＿ＢａｄＫｅｙ  データ／管理フレームは、提供されていない解読鍵を必要とするため濾波された。これは接続の片側での構成エラーを示す。
ｌｍｓｔ＿ＢａｄＩＣＶ  データ／管理フレームは首尾良く解読することができなかったため濾波された。これはセキュリティ攻撃を示す場合がある。
ｌｍｓｔ＿ＴｏｏＳｍａｌｌ  データ／管理フレームは、暗号化されていたが、必要な暗号化ヘッダを含んでいなかったため濾波された。これはプロトコルエラーを示す。
【０１１０】
以下のこれら統計は他のフレーム交換に関する情報を提供する。
ｌｍｓｔ＿ＲｘＲＴＳｏｔｈｅｒ  このＳＴＡにアドレス指定されなかったＲＴＳを受信した回数。
ｌｍｓｔ＿ＴｘＣＴＳ  ＲＴＳを受信し、ＣＴＳがこれに応答して送信された回数。
ｌｍｓｔ＿ＴｘＡＣＫ  ユニキャストデータ／管理フレームを受信し、ＡＣＫがこれに応答して送信された回数。
【０１１１】
以下の統計は、送信データレートの調整に有用な情報を提供することができる。
ｌｍｓｔ＿ＴｘＡｖｅＲａｔｅ  データ／管理フレームが首尾良く送信された連続平均レート。平均レートコードの場合は（ｌｍｓｔ＿ＡｃｋＭＳＤＵ＋ｌｍｓｔ＿ＡｃｋＦｒａｇ）で除算される。これは承認されたフレームのみを計数する。
ｌｍｓｔ＿ＲｘＡｖｅＲａｔｅ  ユニキャストデータ／管理フレームを首尾良く受信した連続平均レート。平均レートコードの場合はｌｍｓｔ＿ＴｘＡＣＫで除算される。これは、濾波されたフレームを含め、承認されたすべてのフレームを含む。これは複製（ｌｍｓｔ＿ＦｉｌｔＤｕｐ）も含み得るため、その値は送信と完全に対称ではない。
【０１１２】
以下の統計は様々なエラーを有し、発信局まで辿ることができない受信フレームについての情報を提供する。
ｌｍｉｆ＿ＳａｖｅＣＲＣ［３］  これは、ＣＲＣエラーを有する最後のフレームを受信したタイムスタンプおよびＰＨＹ統計を提供する。
ｌｍｉｆ＿ＢａｄＣＲＣ  ＣＲＣエラーを有する受信フレームの数は、ここで計数されるか、あるいはｌｍｓｔ＿ＢａｄＣＲＣの下で計数される。
ｌｍｉｆ＿ＳａｖｅＰＬＣＰ［４］  これは、ｌｍｉｆ＿ＢａｄＰＬＣＰの下で計数された最後の受信フレームのタイムスタンプ、ＰＬＣＰヘッダ、およびＰＨＹ統計を提供する。
ｌｍｉｆ＿ＢａｄＰＬＣＰ［４］  ＰＨＹヘッダが破壊されたため、ＰＨＹがＰＨＹヘッダを復調することができなかった受信フレームの数。これらには、ＣＲＣ／パリティエラー、不良ＳＦＤフィールド、無効／非サポートレート、および無効／非サポート変調が含まれる。
ｌｍｉｆ＿ＳａｖｅＭｉｓｃ［３］  これは、このグループに列挙された、残りの受信エラーについて、タイムスタンプ、ＰＨＹ統計、および最後の受信フレームのＭＡＣヘッダの最初の４バイトを提供する。
ｌｍｉｆ＿ＴｏｏＳｍａｌｌ  それぞれのフレームタイプ／サブタイプには小さすぎた受信フレームの数。これはプロトコルエラーを示す。
ｌｍｉｆ＿ＢａｄＶｅｒ  無効／非サポートバージョンを有する受信フレームの数。これはプロトコルエラー、または８０２．１１仕様の新バージョン（互換性のない）がリリースされたことを示す。
ｌｍｉｆ＿ＢａｄＴｙｐｅ  無効／非サポートフレームタイプ／サブタイプを有する受信した制御（または確保されている）フレームの数。これはプロトコルエラー、または８０２．１１仕様の新バージョンがリリースされたことを示す。
ｌｍｉｆ＿ＢａｄＳｒｃ  発信アドレスがマルチキャストアドレスであったためドロップされたフレームの数。これはプロトコルエラーを示す。
ｌｍｉｆ＿ＦｒｏｍＵｓ  「私たちの（our）」ＭＡＣアドレスから受信したフレームの数。これはセキュリティ攻撃を示し、ネットワーク管理アプリケーションに報告すべきである。
【０１１３】
以下の統計は、発信アドレスが未知である他のフレーム交換についての情報を提供する。
ｌｍｉｆ＿ＲｘＣＴＳｏｔｈｅｒ  他の局に向けられたＣＴＳフレームの数。
ｌｍｉｆ＿ＲｘＣＴＳｂａｄ  未処理のＲＴＳがないときに受信したＣＴＳフレームの数。これはプロトコルエラーを示す。
ｌｍｉｆ＿ＲｘＡＣＫｏｔｈｅｒ  他の局に向けられたＡＣＫフレームの数。
ｌｍｉｆ＿ＲｘＡＣＫｂａｄ  未処理のデータ／管理フレームがないときに受信したＡＣＫフレームの数。これはプロトコルエラーを示す。
【０１１４】
以下の統計はチャネルの使用および搬送波センサ多元接続（ＣＳＭＡ）についての情報を提供する。
ｓｅｑ＿ＣｎｔＲｘ  ０．５μｓ単位での８０２．１１フレームの受信に費やされた時間。フレームの復調に費やされる時間によっては、ＰＨＹヘッダが処理されるまでｓｅｑ＿ＣｎｔＣＣＡの下で計数される。
ｓｅｑ＿ＣｎｔＴｘ  ０．５μｓ単位での８０２．１１フレームの送信に費やされた時間。
ｓｅｑ＿ＣｎｔＣＣＡ  ０．５μｓ単位での、８０２．１１フレームを受信していないエネルギーの検出に費やされた時間。フレームの復調に費やされる時間によっては、ＰＨＹヘッダが処理されるまでｓｅｑ＿ＣｎｔＣＣＡの下で計数される。これは、乳児モニタ等、ネットワークを閉め出した（ネットワークへのサービスを拒絶する）強い干渉の存在の検出にも使用することができる。
ｓｅｑ＿ＣｎｔＥｎａ  ０．５μｓ単位でのチャネルイネーブルおよびアイドルに費やされた時間。これは、ＳＩＦＳ時間およびチャネルバックオフ時間等、チャネルをＣＳＭＡにより使用することができない時間を含む。使用が多い場合、サービス不能攻撃または隠れノードの存在を示す場合がある。
ｓｅｑ＿Ｔｉｍｅｒ  ０．５μｓ単位での、最後のＬＭＡＣリセット（アップタイム）からの時間。先の４つのカウンタから考慮されないいずれの時間も、チャネルがディセーブルされていた時間を示す。
ｌｍｉｆ＿ＣＣＡｃｎｔ  受信エネルギーを検出した回数。これはいずれの送信時間も含まない。
ｌｍｉｆ＿ＣＣＡｏｔｈｅｒ  受信エネルギーを検出したが、８０２．１１フレームを受信しなかった（復調することができなかったフレームも）回数。
ｌｍｉｆ＿ＲｘＦＩＰ  他ではフレームタイプ毎の統計に示される受信イベントの総数。
ｌｍｉｆ＿ＴｘＦＩＰ  他ではフレームタイプ毎の統計で示される送信イベントの総数。
ｌｍｉｆ＿ＴｘＳｋｉｐ  チャネルがＣＳＭＡプロトコルによる送信に利用可能であったが、送信に利用可能なフレームがなかった回数。これは、上位ＭＡＣ（ＵＭＡＣ）またはホストプロセッサボトルネットと８０２．１１チャネルまたはプロトコル制約との間の関係によるパフォーマンス問題の区別を助けることができる。
ｌｍｉｆ＿ＣＷｎＢａｃｋ  チャネルバックオフまたは延期が行われた回数。
ｌｍｉｆ＿ＣＷｕｓｅｄ  バックオフおよび延期によって消費されたスロット時間の数。
ｌｍｉｆ＿ＨｉｓｔＤｅｆｅｒ［４］  フレーム交換シーケンスを開始する各試み毎に、これは、延期またはバックオフが必要であった場合、およびその原因を示す。４つのケースは、延期必要なし、エネルギー受信および／またはフレーム受信後に延期、送信後に延期、およびＣＴＳ／ＡＣＫ応答を受信しない場合にバックオフ、である。最後の原因の場合の単一エントリのみが、フレーム交換シーケンスをそれぞれ試みる前に計数することができる。
【０１１５】
スペクトル活動情報およびＮＳＩを使用してのスペクトル活動情報へのアクセス
測定エンジン５０、分類エンジン５２、位置特定エンジン５４、スペクトルエキスパート５６は、スペクトル解析機能を実行し、ＮＳＩ７０を通してこれら機能にアクセスする情報（アプリケーションプログラムまたはシステムにより使用されることができる）を生成する。ＮＳＩ７０は、コンピュータ／プロセッサ可読媒体に記憶され、１つまたは複数のアプリケーションプログラムまたはシステムを実行するプロセッサ（サーバ１０５５、またはネットワーク管理ステーション１０９０）によって実行される命令によって具体化することができる。たとえば、このプロセッサは、スペクトル解析機能に関する要求および構成を生成し、アプリケーションプログラムに関して結果として得られたデータを受け取るＮＳＩ「クライアント」機能の命令を実行する。測定エンジン、分類エンジン、位置特定エンジン、および／またはスペクトルエキスパートを実行するプロセッサ（複数可）は、関連するコンピュータ／プロセッサ可読媒体（図１、図１１、または図１２に示す）に記憶されている命令を実行して、ＮＳＩクライアントからの要求に応答して構成パラメータを生成し、測定エンジン、分類エンジン、位置特定エンジン、および／またはスペクトルエキスパートによるスペクトル解析機能を開始して、要求されたスペクトル解析機能を実行し、結果として得られたデータを返すＮＳＩ「サーバ」機能を実行することになる。次に、測定エンジンは、ＳＡＧＥドライバ１５がＳＡＧＥ２０および／または無線器１２を構成するコントロールを生成することができる。
【０１１６】
分類エンジン、位置特定エンジン、およびスペクトルエキスパートは、測定エンジンに対するクライアントとして見ることができ、アプリケーションプログラムが測定エンジンと対話するのと同様にして、測定エンジンに要求を生成すると共に、測定エンジンからデータを受け取ることをさらに理解されたい。またさらに、スペクトルエキスパートは、分類エンジンおよび位置特定エンジンに対するクライアントとして見ることができ、これらエンジンの解析サービスを要求することができる。
【０１１７】
ＮＳＩ７０は、トランスポートから独立していてもよく（たとえば、ソケット、ＳＮＭＰ、ＲＭＯＮ等をサポートする）、また８０２．１１ＡＰから、さらなる解析および処理のためにトラヒックを受け入れるように設計されたソフトウェアを実行しているＰＣへのＴＣＰ／ＩＰトラヒックによる等、ワイヤードまたはワイヤレスフォーマットで実装するように設計されてもよい。ＴＣＰ／ＩＰトラヒック（または他の或るネットワークプロトコルを使用したトラヒック）は、ＰＣが組み込み８０２．１１技術または８０２．１１ＮＩＣを有する場合、ラップトップＰＣ内のＰＣＩバスによって搬送することもできる。スペクトル情報データストリームのソースがＴＣＰ／ＩＰ接続である場合、アプリケーションプログラムはソケットを実装し、正しいポートにアクセスしてデータストリームを読み取る。この目的のための代表的なコードのサンプルを以下に示す。（サンプルはＪａｖａ（登録商標）であり、クライアント側のコードを示す）。データストリームへのポート接続が確立すると、データストリームの使用はネットワーク管理ソフトウェア自体によって決定される。
!ソケットおよびポートを開く（まず、忘れずに正しい値を８０２．１１装置のPortNumberに割り当てる）
Socket MyClient;
try {
MyClient=new Socket("Machine name", PortNumber);
}
catch (IOException e) {
System.out.println(e);
}
!入力ストリームを作成して、ＮＳＩからデータを得る
DataInputStream input;
try {
input=new DataInputStream(MyClient.getInputStream());
}
catch(IOException e) {
System.out.println(e);
}
!DataOutputStreamを作成して、制御コマンドおよび構成データをＮＳＩに送る
DataOutputStream output;
try {
output=new DataOutputStream(MyClient.getOutputStream());
}
catch (IOException e) {
System.out.println(e);
}
【０１１８】
クラスＤａｔａＩｎｐｕｔＳｔｒｅａｍは読み出し等のメソッドを有する。クラスＤａｔａＯｕｔｐｕｔＳｔｒｅａｍは、Ｊａｖａ（登録商標）プリミティブデータ型の書き込みを可能にし、そのメソッドの１つはｗｒｉｔｅＢｙｔｅｓである。これらメソッドは、ＮＳＩ７０からのデータの読み出し、およびＮＳＩ７０へのデータの書き込みに使用することができる。
【０１１９】
データストリームのトランスポートが他の下位レベル媒体を介して行われる場合、他の方法を使用してデータストリームにアクセスする。たとえば、データがＰＣのＰＣＩバスを介して搬送される場合、通常、ＰＣＩデバイスドライバがデータへのアクセスを提供する。
【０１２０】
ＮＳＩによりアプリケーションプログラムに提供される情報は、測定エンジン５０（ＳＡＧＥを通して）、分類エンジン５２、位置特定エンジン５４、および／またはスペクトルエキスパート５６によって生成されるデータに対応する。
【０１２１】
ＡＰＩとして動作する際、ＮＳＩは、実行すべきスペクトル解析機能（サービスまたはテストとも呼ばれる）を識別（かつ開始）し、機能の構成情報を提供する第１のメッセージグループを有する。これらはセッション制御メッセージと呼ばれ、アプリケーションプログラムによりＮＳＩに送られる。ＮＳＩにより（要求されたスペクトル解析機能が実行された後）、対象テストデータを含むアプリケーションプログラムに送られる、情報メッセージと呼ばれる第２のメッセージグループがある。
【０１２２】
スペクトル解析機能（すなわち、テスト）の大半は様々な構成パラメータを有し、構成パラメータはセッション制御メッセージを介して送られ、テストの特定の詳細を決める。たとえば、スペクトル監視では、セッション制御メッセージはＮＳＩに、帯域幅の広さ（狭帯域または広帯域）、および監視中の帯域幅の中心周波数を伝える。多くの場合、スペクトル解析機能の詳細なテスト構成パラメータはセッション制御メッセージから省くことができる。こういった場合、ＮＳＩはデフォルト設定を使用する。
【０１２３】
測定エンジン５０（ＳＡＧＥ２０のサービスと併せて）が実行することのできるスペクトル解析機能、および返される、結果として得られるデータの例としては、
スペクトル解析器パワーｖｓ周波数データ（このデータは、所与の帯域幅にわたる周波数の関数としてスペクトルの総パワーを記述する）
スペクトル解析器統計データ（このデータは、ＲＦパワーｖｓ周波数測定値でのデータの統計的解析を提供する）
パルスイベントデータ（このデータは、ＳＡＧＥ２０によって検出された個々のＲＦパルスの特徴を記述する。ＳＡＧＥ２０によって検出された特徴（ひいてはパルスのタイプ）を構成することができる）
パルスヒストグラムデータ（このデータは、異なる周波数、エネルギーレベル、および帯域幅に分布したパルスの割合に関しての、単位時間当たりのパルスの分布を記述する。
スナップショットデータ：このデータは、ＳＡＧＥ２０のスナップショットバッファによって取り込まれたＲＦスペクトルの未処理デジタルデータの部分を含む。データは装置の位置特定を助けることができ、また、たとえば周波数帯域で動作している特定の装置のブランドを求めることができる識別子情報の抽出に使用することもできる。スナップショットデータは信号分類にも有用な場合がある）
が挙げられる。
【０１２４】
分類エンジン５２はスペクトル解析機能を実行して、周波数帯域で発生している信号の種別を求めて分類することができ、分類エンジン５２またはスペクトルエキスパート５６によって提供することができる任意選択の推奨または記述的な情報と共に、結果として得られる、返されたデータは、スペクトルイベントデータと呼ばれ、周波数帯域でアクティブ化される、または非アクティブ化される特定の信号種別の検出等、特定のイベントを記述する。スペクトルエキスパート５４、ならびにネットワークエキスパート８０および他のアプリケーションまたはプロセスは、分類エンジン５２の出力を使用することができる。
【０１２５】
ＮＳＩメッセージをフォーマットして、スペクトル解析機能に関連して所望のＡＰＩ機能を提供する多くの方法がある。以下は、完全を期して提供されるメッセージフォーマットの例であるが、他のＡＰＩメッセージフォーマットを使用して、アプリケーションプログラムと、複数種別の信号が同時に発生し得る周波数帯域での活動に関連するスペクトル解析機能との間の同じタイプのインタフェースを提供し得ることを理解されたい。
【０１２６】
共通メッセージヘッダは、セッション制御メッセージおよび情報メッセージの両方によって使用することができる。ｓｍｌＳｔｄＨｄｒ＿ｔヘッダと呼ばれる共通ヘッダは、すべてのメッセージの一番最初にあり、特定の汎用識別情報をメッセージに提供する。共通ヘッダの汎用フォーマットの一例を以下の表において説明する。
【０１２７】
【表１】
2005523616.tif 000003
【０１２８】
情報メッセージは２つのヘッダで始まる。すなわち、共通ヘッダ（ｓｍｌＳｔｄＨｄｒ＿ｔ）の後に情報ヘッダ（ｓｍｌＩｎｆｏＨｄｒ＿ｔ）が続く。ｓｍｌＩｎｆｏＨｄｒ＿ｔヘッダは、情報メッセージのパラメータを特定する詳細を提供する。
【０１２９】
【表２】
2005523616.tif 000004
【０１３０】
ＮＳＩを介して送ることができるすべてのメッセージの要約が以下の表に含まれる。以下の表中の数値は、ｓｍｌＳｔｄＨｒｄ＿ｔフィールドのｍｓｇＴｙｐｅサブフィールドに使用される値に対応する。
【０１３１】
【表３】
2005523616.tif 000005
【０１３２】
上に示唆したように測定エンジン５０および分類エンジン５２、ならびに任意選択でスペクトルエキスパート５４の出力をＮＳＩフォーマットしたものである情報メッセージの例について説明する。
【０１３３】
スペクトル解析器パワーｖｓ周波数データ
ＳＡＧＥ２０は、制御可能な周波数にセンタリングされた周波数帯域を解析することになる。さらに、解析された周波数帯域の帯域幅を制御することができる。たとえば、２０ＭＨｚ（狭帯域モード）等、周波数帯域全体の一部を解析しても、または１００ＭＨｚ（広帯域モード）等、ほぼ全周波数帯域を解析してもよい。選択された周波数帯域は、複数の周波数「ビン」（たとえば、２５６個のビン）、または隣接する周波数副帯域に分割される。各ビン毎に、また各サンプル時間間隔毎に、ＳＡＧＥ２０の出力から、ｄＢｍ単位で測定された、そのビン内で検出されたパワーについての報告が行われる。測定エンジン５０は構成パラメータをＳＡＧＥドライバ１５に供給し、ＳＡＧＥ２０（図１）の出力を累積する。
【０１３４】
図２２は、所与の時間間隔で行われたパワー測定から作成することができるグラフを示す（また、以下でさらに説明する）。図では、縦の棒は別個の周波数ビンを表さない。図２２に示す２本のぎざぎざした線のうち、下の線は所与の瞬間でのスペクトルの単一のスナップショットでのデータの直接のグラフを表す。これは、以下で説明する１つの単一ｓａｐｆＬｉｓｔＥｎｔｒｉｅｓフィールド中のデータに対応する。しかし、スペクトル解析メッセージは複数のｓａｐｆＬｉｓｔＥｎｔｒｉｅｓフィールドを含むことができ、このような各フィールドはスペクトルの単一スナップショットに対応する。上のぎざぎざの線はソフトウェアアプリケーションによって構築された。これは、現在の瞬間までのテスト期間全体にわたってＲＦスペクトルに見られたピーク値を表す。
【０１３５】
スペクトル解析器パワーｖｓ周波数データの構造の一例は以下である。
【０１３６】
【表４】
2005523616.tif 000006
【０１３７】
第２の標準ヘッダでは、ｍｓｇＴｙｐｅは４６であり、メッセージが情報メッセージと特定され、ｓｅｓｓＴｙｐｅは１０（ＳＭ＿Ｌ１＿ＳＥＳＳ＿ＳＡＰＦ）であり、そのデータが、スペクトル解析器パワーｖｓ周波数テストであるセッションからのものであることを特定する。
【０１３８】
以下のフィールドは、スペクトル解析器パワーｖｓ周波数データの標準情報ヘッダである。
【０１３９】
【表５】
2005523616.tif 000007
【０１４０】
この以下のフィールドｓｍｌＳａｐｆＭｓｇＨｄｒ＿ｔは、監視中の周波数スペクトルを記述する。このメッセージはビンの中心周波数および幅を提供するが、測定中の総帯域幅を提供しない場合がある。これは計算することができる（下端＝ｆｒｑＣｅｎｔｅｒｋＨｚ−１２８＊ｂｉｎＳｉｚｅ、上端＝ｆｒｑＣｅｎｔｅｒｋＨｚ＋１２８＊ｂｉｎＳｉｚｅ。帯域幅の監視に使用中の無線受信器は、実際に全帯域幅に広がる必要はない。その結果、通常、スペクトルのいずれかの端にある周波数ビンによってはゼロ（０）ＲＦパワーを示すことになる。
【０１４１】
【表６】
2005523616.tif 000008
【０１４２】
瞬間でのＲＦスペクトルの単一スナップショットの場合、以下で説明するｓａｐｆＬｉｓｔＥｎｔｒｉｅｓフィールドは、主な対象についての情報、すなわち周波数ビンそれぞれのｄＢｍ単位でのパワーレベルを含む。
【０１４３】
【表７】
2005523616.tif 000009
【０１４４】
ビン「Ｎ」に対応する周波数範囲は（ここで、Ｎは０〜２５５）は、
ＬｏｗＦｒｅｑｕｅｎｃｙ［Ｎ］＝ｓｍｌＳａｐｆＭｓｇＨｄｒ＿ｔ．ｆｒｑＣｅｎｔｅｒＫＨｚ＋（Ｎ−１２８）＊ｓｍｌＳａｐｆＭｓｇＨｄｒ＿ｔ．ｂｉｎＳｉｚｅＫＨｚ
ＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ［Ｎ］＝ｓｍｌＳａｐｆＭｓｇＨｄｒ＿ｔ．ｆｒｑＣｅｎｔｅｒＫＨｚ＋（Ｎ−１２７）＊ｓｍｌＳａｐｆＭｓｇＨｄｒ＿ｔ．ｂｉｎＳｉｚｅＫＨｚ
により与えられる。
【０１４５】
スペクトル解析器統計データ
スペクトル解析器統計データ／メッセージは、周波数スペクトル中のデータの統計解析を提供する。
【０１４６】
指定された数のＦＦＴサイクルから単一のメッセージが構築される。ここで、単一のＦＦＴサイクルは、たとえば、ＦＦＴの２５６個の周波数ビン出力を表す。たとえば、１秒の１／１０の総時間にわたってとられたＲＦスペクトルの４０，０００の連続したＦＦＴが使用されて、単一メッセージの統計が構築される。
【０１４７】
図２３は、スペクトル解析器統計データにおいて伝えることができる情報の種類を示す。下の線はサンプリング期間にわたる（すなわち、４０，０００ＦＦＴ、すなわち１／１０秒にわたる）平均パワーを示す。上の線は、それまで受け取ったすべてのスペクトル解析器統計メッセージにわたる「絶対最大パワー」を表す。
【０１４８】
スペクトル解析器統計データの全体構造の一例は、
【０１４９】
【表８】
2005523616.tif 000010
【０１５０】
である。
【０１５１】
このメッセージヘッダｓｍｌＳａＳｔａｔｓＭｓｇＨｄｒ＿ｔフィールドは、サンプリングプロセスを記述するパラメータを含み、その例は以下である。
【０１５２】
【表９】
2005523616.tif 000011
【０１５３】
たとえば、以下の表に示すように、それぞれ４つのサブフィールドを有する２５６個の連続したｓｔａｔｓＢｉｎがある。４つのサブフィールドを有する各ｓｔａｔｓＢｉｎは、特定の帯域幅についての統計データを含む。各周波数ビンの幅を計算するには、以下の公式を使用することができる。
ｂｉｎＷｉｄｔｈ＝ｓｍｌＳａＳｔａｔｓＭｓｇＨｄｒ＿ｔ．ｂｗＫＨｚ／２５６
【０１５４】
各ビンの下帯域幅および上帯域幅は以下の公式：
ＬｏｗＢａｎｄｗｉｄｔｈ［Ｎ］＝ｓｍｌＳａＳｔａｔｓＭｓｇＨｄｒ＿ｔ．ｃｅｎｔｅｒＦｒｅｑＫＨｚ＋（（Ｎ−１２８）＊ｂｉｎＷｉｄｔｈ）
ＨｉｇｈＢａｎｄｗｉｄｔｈ［Ｎ］＝ｓｍｌＳａＳｔａｔｓＭｓｇＨｄｒ＿ｔ．ｃｅｎｔｅｒＦｒｅｑＫＨｚ＋（（Ｎ−１２７）＊ｂｉｎＷｉｄｔｈ）
によって与えられる。
【０１５５】
【表１０】
2005523616.tif 000012
【０１５６】
「ピーク」活動を記録する１０個の連続したａｃｔｉｖｅＢｉｎがある。ビンは０〜９まで連続してインデックス付与されるものとして見ることができる。各ビン毎に、ビンの値は以下のように解釈すべきである。Ｎ番目のビンでは、ビンの値がＸである場合、ビン９と呼ばれる１０番目のビンに関する以下の特殊なケースを除き、（Ｘ／２）％の時間で、サンプリング期間中にＲＦスペクトルにＮ個のピークがあった。
【０１５７】
【表１１】
2005523616.tif 000013
【０１５８】
ＳＡＧＥ２０に関連して上に説明したように、ピークはＲＦスペクトルにおけるスパイク、すなわち非常に短いエネルギーバーストである。バーストが特定の時間期間続く場合（たとえば、およそ２．５μ秒）、ＳＡＧＥ２０はピークを検出することになり、ピークはこのサブセクションにおいて説明する統計に含められることになる。このような短いピークは一般にパルスデータまたはパルス統計に含まれない。また上に説明したように、一連の連続したピークが連続した時間期間にわたってすべての同じ周波数に見られる場合、このシリーズは、或る最小時間しきい値に達するとパルスとして計数されることになる。図２３は、周波数帯域での活動に関連してピーク数をどのように表示することができるかも示す。
【０１５９】
テスト目的のために、パルスの厳密な最小持続時間はアプリケーションプログラムにより構成可能であるが、典型的な時間は１００μ秒であることができる。ＳＡＧＥ２０は最短で２．５μ秒のＲＦイベントを検出することができるため、典型的なパルスは、パルスであると承認されるには少なくとも４０のＦＦＴ続く必要があるであろう。
【０１６０】
パルスイベントデータ
信号パルスは、特定の時間に開始する特定の帯域幅でのＲＦエネルギーの持続した放射である。ＳＡＧＥ２０は、帯域幅、中心周波数、持続時間、およびパルス間の時間（「パルスギャップ」とも呼ばれる）についての特定の構成可能な特徴（たとえば、範囲）を満たす無線周波数帯域においてパルスを検出する。ＳＡＧＥ２０は、これら特徴を有するパルスを検出すると、
開始時間−ＳＡＧＥが最初にパルスの検出を開始したときから測定される
持続時間−パルスの寿命
中心周波数−パルスの中心周波数
帯域幅−パルスがどの程度広いか
パワー−ｄＢｍ単位での平均パワー
を含むパルスのパルスイベントデータを出力する。
【０１６１】
パルスイベント（ＰＥＶＴ）データ／メッセージの全体構造を以下の表に示す。
【０１６２】
【表１２】
2005523616.tif 000014
【０１６３】
この情報ヘッダフィールドは、パルスイベントメッセージの標準情報ヘッダである。
【０１６４】
【表１３】
2005523616.tif 000015
【０１６５】
メッセージには1つまたは多くのパルスイベントがあり得る。以下のｃｌａｓｓＰｅｖｔｓフィールドの各インスタンスは１つのパルスの属性を記述する。
【０１６６】
【表１４】
2005523616.tif 000016
【０１６７】
パルスヒストグラムデータ
個々のパルスについての情報にアクセスすることが可能であるが、これは、検出され、経時にわたり周波数帯域で発生するパルスについての統計情報を使用して作業することが有用な場合もある。その情報はパルスヒストグラムデータによって提供される。パルスヒストグラムは、パルスの持続時間（短、中、および長持続時間を有するパルスの割合）、パルス間の時間のギャップ（短時間ギャップ、中時間ギャップ、および長時間ギャップを間に有するパルスの割合）、パルスの帯域幅、パルスの周波数、およびパルスのパワーの分布を追跡する。
【０１６８】
図２４は例示的なパルスヒストグラムのグラフィックス表示を示す。
【０１６９】
パルスヒストグラムデータの全体構造を以下の表に示す。
【０１７０】
【表１５】
2005523616.tif 000017
【０１７１】
このＰｈｉｓｔＭｓｇＨｄｒフィールドは、監視中の周波数スペクトルおよび全体のサンプリングプロセスの他のいくつかのパラメータを記述する。
【０１７２】
【表１６】
2005523616.tif 000018
【０１７３】
パルス持続時間ヒストグラムフィールドは一連のバイトを含む。一連の各データバイトまたはビンは、所与の範囲の持続時間に入るパルスの割合（２で乗算される）を示す。以下の表は、データをｓｍａｌｌＢｉｎｓ、ｍｅｄｉｕｍＢｉｎｓ、およびｌａｒｇｅＢｉｎｓに分類し、パルス持続時間を追跡する方法の単なる例である。
【０１７４】
最初のビン（ビン０）は０μ秒〜９μ秒であったパルスの割合（×２）を含む。２番目のビン（ビン１）は、持続時間が１０μ秒〜１９μ秒であったパルスの割合を２で乗算したものを含む。これら「ビン」はそれぞれ１０μ秒幅である。これは２０番目のビン（ビン１９）まで続き、２０番目のビンの値は、長さが１９０〜１９９μ秒であったパルスの割合を２で乗算したものである。
【０１７５】
次の２６個のビンも、より広い、具体的には５０μ秒幅であること以外は同様である。ビン２０は、長さが２００μ秒〜２４９μ秒であったパルスの割合（×２）を示す値を有する。ここでも、５０μ秒幅の２６個のビンがある。ビン番号４５は、長さが１４５０μ秒〜１４９９μ秒であったパルスの割合（掛ける２）を示す値を有する。
【０１７６】
最終の２７個のビンセットはそれぞれ、さらに広い、具体的には５００μ秒幅のパルスの割合（×２）を示す。ビン番号４６は、持続時間の長さが１５００μ秒〜１９９９μ秒であったパルスを含む。ビン７２は、持続時間が１４４９９〜１４９９９μ秒であったパルスを含む。
【０１７７】
【表１７】
2005523616.tif 000019
【０１７８】
パルスギャップヒストグラムは、ギャップの持続時間が所与の時間範囲内に入る、パルス間のギャップの割合（２で乗算される）を示す。ビンは、ギャップがいつ発生したかを反映せず、ギャップの長さがどれくらいであったかを反映する。ギャップは、或るパルスの開始と次のパルスの開始との間で測定される。これは、パルスの開始ははっきりと線引きされる傾向があるが、パルスはしりすぼみになって消える（trail off more gradually）場合があるためである。たとえば、総計で２０のギャップがパルス間にあったと想定する。これら２０のうち、２つのギャップのみが１０μ秒〜１９μ秒の持続時間を有した。最初のギャップは１２μ秒続き、時間１５．３２４秒において発生した。２番目のギャップは１５μ秒続き、時間２００．７５８秒において発生した。両方のギャップは２番目のビン（ビン１と付番される）に記録される。２つのギャップは記録されたすべてのギャップのうちの１０％を反映するため、２番目のビン（ビン１）の値は２×１０％＝２０になる（すべての割合は２で乗算されるため）。
【０１７９】
【表１８】
2005523616.tif 000020
【０１８０】
パルス帯域幅ヒストグラムの場合、各データビンは徐々に広くなる帯域幅を反映する。たとえば、最初のビンが０〜９０９９９ｋＨｚ幅のパルスを表す場合、２番目のビンは１０ｋＨｚ〜１９．９９９ｋＨｚのパルスを表し、３番目のビンは２０ｋＨｚ〜２９．９９９ｋＨｚ幅のパルスを表す等である。ビンに記憶される値は、示される範囲内のどこかにある帯域幅を有するパルスの割合（×２）である。たとえば、各ビンのサイズが８０ｋＨｚであると想定する。また、ＳＡＧＥ２０が１０００個のパルスを検出し、２５６個の周波数ビンがあると想定する。０〜２０，４８０ｋＨｚの帯域幅を有するパルス。別の例としては、ＳＡＧＥ２０が、４００〜４８０ｋＨｚのどこかにある帯域幅をそれぞれ有する６５個のパルスを検出すると想定する。すると、パルスの６．５％が６番目の帯域幅範囲内にあり、したがって６番目のビン（ビン番号５）は２×６．５％＝１３の値を有することになる。
【０１８１】
帯域幅ビンはまったく同じ幅を有することができる。たとえば、最初のビンが８０ｋＨｚ幅である（また、帯域幅０〜７９．９９９ｋＨｚを有するパルスのデータを含む）場合、連続したすべてのビンは８０ｋＨｚ幅である。２番目のビンは８０ｋＨｚ〜１５９．９９９ｋＨｚのパルスを含み、２５６番目のビンは、依然として８０ｋＨｚ幅であり、２０，４００ｋＨｚ〜２０，４７９，９９９ｋＨｚの帯域幅を有するパルスを含む。
【０１８２】
【表１９】
2005523616.tif 000021
【０１８３】
パルス中心周波数ヒストグラムの場合、各データビンは周波数の範囲を反映する。ビンに記憶される値は、中心周波数が示される周波数範囲内にあるパルスの割合を２で乗算したものである。
【０１８４】
すべての周波数ビンはまったく同じ幅であることができる。しかし一般に、一番下のビン（バイト番号０）は周波数０Ｈｚから始まらない。パルスヒストグラムメッセージヘッダ（ＰｈｉｓｔＭｓｇＨｄｒ＿ｔ）は、ｋＨｚ単位での測定であるサブフィールドｈｉｓｔＣｅｎｔｅｒＦｒｅｑｋＨｚを有することを想起する。このフィールドは、パルス中心周波数ヒストグラムの中心周波数を定める。
【０１８５】
以下の公式により、このヒストグラムの各ビンによってカバーされる実際の周波数範囲が与えられ、この範囲の低周波数および高周波数の両方が示される。数Ｎはビンの番号であり、ビン番号はｆｒｅｑＢｉｎｓ０〜ｆｒｅｑＢｉｎｓ２５５まで計数される。
低周波数（ビンＮ）＝ｈｉｓｔＣｅｎｔｅｒＦｒｅｑｋＨｚ−（１２８＊ｂｉｎＳｉｚｅｋＨｚ）＋（Ｎ＊ｂｉｎＳｉｚｅｋＨｚ）
高周波数（ビンＮ）＝ｈｉｓｔＣｅｎｔｅｒＦｒｅｑｋＨｚ−（１２８＊ｂｉｎＳｉｚｅｋＨｚ）＋（（Ｎ＋１）＊ｂｉｎＳｉｚｅｋＨｚ））
【０１８６】
ｋＨｚ単位での各ビンのサイズが１００ｋＨｚであり、帯域幅が２．４ＧＨｚであると想定する。周波数は２，３８７，２００ｋＨｚ〜２，４１２，８００ｋＨｚの範囲で実際に監視されている。また、ＳＡＧＥ２０が１０００個のパルスを検出し、８０個のパルスが２，３８７，６００ｋＨｚ〜２，３８７，６９９ｋＨｚの範囲の中心周波数を有すると想定する。すると、パルスの８％は５番目の帯域幅範囲に入るため、ビン４は２×８％＝１６の値を有することになる。
【０１８７】
パルス中心周波数ヒストグラムのフィールド構造を以下の表に示す。
【０１８８】
【表２０】
2005523616.tif 000022
【０１８９】
パルスパワーヒストグラムの場合、各ビンはｄＢｍ単位で測定される特定のパワー範囲を反映する。各ビンの値は、パワーレベルが示される範囲内にあるパルスの割合（×２）を反映する。
【０１９０】
【表２１】
2005523616.tif 000023
【０１９１】
スナップショットデータ
スナップショットデータは、ＮＳＩによって提供される他のデータと異なり、ＳＡＧＥまたはソフトウェアによるデータ解析に基づかない。むしろこのデータは、ＳＡＧＥに先行し、受信信号アナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤＣからの未処理データを提供する。
【０１９２】
未処理ＡＤＣデータはｎビットＩ／Ｑフォーマットで表現することができる。ここで、「ｎ」は「ｂｉｔｓＰｅｒＳａｍｐｌｅ」で示される。スナップショットサンプルは、位置測定、または詳細なパルス分類（装置の厳密なモデルを特定する等）に使用することができる。「ｓｎａｐｓｈｏｔＳａｍｐｌｅｓ」に含まれるサンプルデータのサイズは通常、８Ｋバイトである。メッセージの全体構造を以下の表に示す。
【０１９３】
【表２２】
2005523616.tif 000024
【０１９４】
スナップショットメッセージｓｍＳｎａｐｓｈｏｔＭｓｇ＿ｔフィールドの一例を以下に定義する。
【０１９５】
【表２３】
2005523616.tif 000025
【０１９６】
スペクトルイベントデータ（たとえば、信号活動の監視）
スペクトルイベントデータのｍｓｇＴｙｐｅは４６であり、ｓｅｓｓＴｙｐｅは１４（ＳＭ＿Ｌ１＿ＳＥＳＳ＿ＥＶＥＮＴ）である。ｓｍＥｖｅｎｔＭｓｇ＿ｔスペクトルイベントメッセージフィールドのフォーマットを以下の表に説明する。
【０１９７】
【表２４】
2005523616.tif 000026
【表２５】
2005523616.tif 000027
【０１９８】
スペクトルイベントメッセージを表示することができる様式の例を図１６〜図２０に示し、以下で説明する。
【０１９９】
ソフトウェアおよびシステムは、上で参照したセッション制御メッセージを使用して、ＮＳＩの他方の側でのサービスからのデータに対する要求をＮＳＩに通信する。セッション制御メッセージのフォーマットの一例は以下の通りである。標準ヘッダがあり、その後に情報要素が続く。情報要素は、以下の表に説明するように、いくつかの部分を有するデータ構造である。
【０２００】
【表２６】
2005523616.tif 000028
【０２０１】
典型的な情報要素は、ＳＡＧＥ構成データ、無線構成データ、およびサービス固有データ（たとえば、パルスデータ、スペクトルデータ等）のデータを提供する。ＮＳＩ情報要素の例を以下の表に提供する。
【０２０２】
【表２７】
2005523616.tif 000029
【０２０３】
ＮＳＩセッション制御メッセージにおいて情報要素を使用する利点がある。セッション制御メッセージのフォーマットは、技術がさらに発展するにつれ、ＮＳＩを使用する既存のソフトウェアまたはシステムを改訂する必要なく、時間の経過に伴って変更または拡張することができる。言い換えれば、メッセージの拡張により、レガシーコードは壊されない。
【０２０４】
従来のソフトウェア設計では、ネットワーク管理ソフトウェアは、セッション制御メッセージそれぞれに固有のデータ構造を予期して符号化されていた。セッション制御メッセージが変更または拡張されるときは常に、ネットワーク管理ソフトウェアのコードの変更が必要であり、コードをリコンパイルする必要があった。
【０２０５】
しかし、セッション制御メッセージを使用する場合、これはもはや必要ない。セッション制御メッセージは以下のように処理される。
１．要求側ソフトウェアまたはシステムがメッセージヘッダを読み取り、いずれの種類のメッセージを受け取っているのかを判断する。
２．ソフトウェア開発者は、仕様文書に基づいて、いずれの種類の情報要素がヘッダフィールドの後に続くかを知る。設計判断を行い、これら情報要素に応答して、ソフトウェアまたはシステムがいずれの種類の行動を取るかを判断する。
３．コード自体において、ヘッダフィールドを読み取った後、ソフトウェアは続く情報要素をループする。対象情報要素にのみ−各情報要素中のｉｎｆｏＥｌｅｍｅｎｔＴｙｐｅフィールドによりフラグを立てることができる−ソフトウェアは適切な行動をとる。
【０２０６】
さらなる情報要素をセッション制御メッセージのいくつかに追加することができる。しかし、「ループ」プロセス中、要求側ソフトウェアは要求側ソフトウェアが対象としないいずれの情報要素も無視するため、制御メッセージ中の追加された情報要素にソフトウェアコードを変更する必要は何等ない。もちろん、追加された種別の情報を利用するようにソフトウェアプログラムをアップグレードすることが望ましい場合があるが、ここでも、その新しいソフトウェアが配置されるまで既存のソフトウェアは機能し続ける。
【０２０７】
この恩恵は双方向で功を奏する。たとえば、ＮＳＩへのメッセージを送信する際に、ソフトウェアプログラムは、ＳＡＧＥの振る舞いを微調整する情報要素を送信することができる。しかし通常、ＳＡＧＥのデフォルト動作モードは満足のいくものであり、変更を行う必要はない。ＳＡＧＥの冗長的なデフォルト構成データを含む情報要素を送信する必要なく、この情報要素は単純に省くことができる。
【０２０８】
ハンドシェイク種別のプロトコルを使用して、アプリケーションとＮＳＩの間のセッションのセットアップ、開始、および終了を行うことができる。当分野において、この機能を提供する多くの技法が既知である。たとえば、すべてのテストは、ｓｍｌＳｔｄＨｄｒ＿ｔフィールドを送信することによって開始される。さらに、任意選択の情報要素を続けることができる。ＮＳＩは、テストが首尾よく開始された、拒絶された、またはテストが保留中である（テストは同じサービスの他の要求の後にキューイングされた）ことを示すメッセージで応答する。４つの考えられるセッション制御応答メッセージは開始、保留、拒絶、および停止である。
【０２０９】
すべての開始メッセージは以下の構造を有することができる。
１．ＳＥＳＳ＿ＳＴＡＲＴ＿ＲＥＱ（４０）のｍｓｇＴｙｐｅ値を有し、実行すべきテストを示すｓｅｓｓＴｙｐｅの値を有する要求されたｓｍｌＳｔｄＨｄｒ＿ｔフィールド。このフィールドは最初に来ることができる。たとえば、パルスイベントテストを開始するにはｓｅｓｓＴｙｐｅ値１２が使用され、パルスヒストグラムテストを開始するには、ｓｅｓｓＴｙｐｅ値１３が使用され、スペクトル解析器パワーｖｓ周波数テストを開始するには、ｓｅｓｓＴｙｐｅ値１０が使用される等である。
２．任意選択の共通セッション構成情報要素。これは、以下で説明する考えられるすべてのテストの対象であるパラメータを構成する。
３．パルスイベントテストの場合のみ、パルス検出器を構成する任意選択の情報要素。
４．ＳＡＧＥおよび無線器を構成する任意選択の情報要素。
５．任意選択のベンダー固有の情報要素、通常（しかし、必ずしもそうというわけではない）無線器に対するさらなる構成に関連する。
６．特定のテスト（ＰＥＶＴ、ＰＨＩＳＴ、ＳＡＰＦ等）の構成情報を有する任意選択のセッション種別固有情報要素。
【０２１０】
汎用／共通セッション構成要素ＩＥ＿Ｓｅｓｓｉｏｎ＿ＣＦＧは、テストを開始する、すなわちＳＥＳＳ＿ＳＴＡＲＴ＿ＲＥＱを使用する場合に任意選択である。送信されない場合、デフォルト値が使用される。
【０２１１】
【表２８】
2005523616.tif 000030
【表２９】
2005523616.tif 000031
【０２１２】
無線器は、ＮＳＩが任意のテストを開始することができる前に、開始帯域幅（たとえば、２．４ＧＨｚ、または５ＧＨｚ帯域のうちの1つ）に構成される。同様に、多くのパルステストサービスを実行することができる前に、ＳＡＧＥの４つのパルス検出器のうちの少なくとも1つ（それ以上ない場合）を少なくとも一度構成する必要がある。これらサービスには、パルスイベント、パルスヒストグラム、スナップショットデータ、およびスペクトル解析器パワーｖｓ周波数（しかし、このテストがパルスイベントによるトリガされるべきである場合のみ）が含まれる。パルス検出器が構成されると、アプリケーションプログラムはパルス検出器を再構成することができるが、続くテストではそれぞれの初期構成のままであることができる。
【０２１３】
無線器構成要素ＩＥ＿Ｒａｄｉｏ＿ＣＦＧを以下の表に説明する。これは、無線器のパフォーマンスを微調整するために使用される。情報要素がメッセージの一部として送信されない場合、無線器はデフォルト値に構成される。
【０２１４】
【表３０】
2005523616.tif 000032
【０２１５】
ＳＡＧＥ構成情報要素ＩＥ＿ＳＡＧＥ＿ＣＦＧは任意選択である。これは、ＳＡＧＥ２０のパフォーマンスを微調整する。この情報要素がメッセージの一部として送信されない場合、ＳＡＧＥ２０はデフォルト値に構成される。ＳＡＧＥ構成要素の一例を以下に記す。
【０２１６】
【表３１】
2005523616.tif 000033
【０２１７】
ＩＥ＿ＶＥＮＤＯＲ＿ＣＦＧ情報要素はベンダー固有の構成情報を含む。通常、これは使用中の特定の無線器に固有の構成である。
【０２１８】
【表３２】
2005523616.tif 000034
【０２１９】
ＮＳＩは、パルス検出器の構成に使用されるパルス検出器構成要素（ＩＥ＿ＰＤ＿ＣＦＧ）を提供する。この要素は、パルス検出器を最初に構成するときに使用されなければならない。これはまた、パルス検出器を再構成する（稀であり得る）場合にも使用される。任意選択のパルスイベントテスト構成要素（ＩＥ＿ＰＥＶＴ＿ＣＦＧ）を以下の表に示す。この構成要素が送信されない場合は、デフォルト値がテストに使用される。
【０２２０】
【表３３】
2005523616.tif 000035
【０２２１】
パルス検出器を構成することは、いずれのパルス検出器（複数可）をテストに使用するかを選択することを含む。これはまた、実際に、パルスとして解釈されることになる信号パルスの種類を示すパラメータ（たとえば、信号パワーの範囲、パルス持続時間、パルス中心周波数等）を提供することも含む。パルス検出器の取り扱いには様々な選択肢がある。
サービスに既存のパルス検出器構成を用いる。
現在使用されていない検出器を割り振る。
既存のパルス検出器を再構成する。
他のセッションが使用可能なようにパルス検出器を解放する。
【０２２２】
パルス検出器を最初に使用する前に構成するか、それとも検出器を再構成するかに関わらず、ヘッダフィールドがまず、特定のｍｓｇＴｙｐｅと共に送信されることになる。この後に、以下の表に説明するパルス検出器構成要素ＩＥ＿ＰＤ＿ＣＦＧが続くことになる。（他の情報要素も同様にメッセージに含めることができる）。パルス検出器は、０〜３のＰＤ＿ＩＤ＿サブフィールド値を使用して選択される。これらは物理的なパルス検出器に対応せず、むしろ、セッションをサポートしているトランスポート接続により使用されるパルス検出器への論理的な参照である。
【０２２３】
【表３４】
2005523616.tif 000036
【０２２４】
フィールドｂｗＴｈｒｅｓｈＤｂｍは、いずれのＲＦ信号がパルスとして計数されるか判断するのを助ける符号付きｄＢｍ値をとる。パルスは、一連の時間連続かつ帯域幅連続「ピーク」、すなわち短いスパイクによって定義され、これがパルスの全体の帯域幅を決める（したがって、「帯域幅しきい値」と参照する）。「ピークフロア(peak floor）」が確立されて、無線エネルギーのいずれのスパイクが有効な「ピーク」として適格であるかが判断される。この「ピークフロア」よりも下のエネルギースパイクは適格ではなく、「ピークフロア」よりも上のエネルギースパイクは適格である。ｂｗＴｈｒｅｓｈＤｂｍパラメータは、「ｂｗＴｈｒｅｓｈＤｂｍ」が正であるか、それとも負であるかに基づいて「ピークフロア」を求める。
ｂｗＴｈｒｅｓｈＤｂｍが負（たとえば、−６５ｄＢｍ）の場合、ピークフロアはｂｗＴｈｒｅｓｈＤｂｍの値と同じである。
ｂｗＴｈｒｅｓｈＤｂｍが正（たとえば、２４ｄＢｍ）の場合、ピークフロアは現在のノイズフロアに基づいて動的に求められる。
ピークフロアｄＢｍ＝ノイズフロアｄＢｍ＋ｂｗＴｈｒｅｓｈＤｂｍ
【０２２５】
ノイズフロアに基づくメカニズム（ｂｗＴｈｒｅｓｈＤｂｍが正）が、無線スペクトル環境での変化によく対応するため、略例外なく使用される。
【０２２６】
特定種別の信号パルスを検出するために、以下の表に示す予め規定されたパルス検出構成があり得る。
【０２２７】
【表３５】
2005523616.tif 000037
【０２２８】
この以下の短パルスプロファイルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ヘッドセットおよび多くのコードレス電話等、短パルス周波数ホッパの検出に適している。
【０２２９】
【表３６】
2005523616.tif 000038
【０２３０】
以下の長パルスプロファイルは、マイクロ波オーブンおよびテレビジョン送信（乳児モニタ、監視カメラ、Ｘ−１０カメラ等）による長パルス出力の検出に適している。
【０２３１】
【表３７】
2005523616.tif 000039
【０２３２】
パルスヒストグラムテストを最初に実行する前に、パルス検出器を構成する必要がある。これは、上に説明したパルスイベントテストを最初に実行することによって行われる。ｓｅｓｓＴｙｐｅ値が「１３」のヘッダフィールドを含むセッション制御メッセージが送信される。この後には、任意選択のパルスヒストグラムテスト構成要素（ＩＥ＿ＰＨＩＳＴ＿ＣＦＧ）を詳述する以下の表に示すように、任意選択の情報要素が続く。これが送信されない場合はデフォルト値（表に示す）が使用される。
【０２３３】
【表３８】
2005523616.tif 000040
【０２３４】
スペクトル解析器パワーｖｓ周波数テストは、ｓｅｓｓＴｙｐｅ値「１０」を有するヘッダフィールドを含み、ヘッダフィールドの後に以下示す任意選択の情報要素が続くセッション制御メッセージを送信することによって開始される。
【０２３５】
【表３９】
2005523616.tif 000041
【０２３６】
スペクトル解析器統計テストは、ｓｅｓｓＴｙｐｅ値「１１」を有するヘッダフィールドを含むセッション制御メッセージを送信することによって開始される。この後には、以下で説明するように、任意選択の情報要素が続く。
【０２３７】
【表４０】
2005523616.tif 000042
【０２３８】
フィールドｐｗｒＴｈｒｅｓｈＤｂｍは、「デューティサイクル」および「ピークカウント」の最小パワーレベルを求めるのを助ける符号付きｄＢｍ値をとる。ｐｗｒＴｈｒｅｓｈＤｂｍパラメータは、ｐｗｒＴｈｒｅｓｈＤｂｍが正であるか、それとも負であるかに基づいて、これら測定の「フロア（floor）」、すなわち最小エネルギーレベルを求める。
ｐｗｒＴｈｒｅｓｈＤｂｍが負（たとえば、−６５ｄＢｍ）の場合、フロアはｐｗｒＴｈｒｅｓｈＤｂｍの値と同じである。
ｐｗｒＴｈｒｅｓｈＤｂｍが正（たとえば、２４ｄＢｍ）の場合、フロアは現在のノイズフロアに基づいて動的に求められる：パワーフロアｄＢｍ＝ノイズフロアｄＢｍ＋ｐｗｒＴｈｒｅｓｈＤｂｍ。ノイズフロアに基づくメカニズム（ｐｗｒＴｈｒｅｓｈＤｂｍが正）が、無線スペクトル環境での変化によく対応するため、略例外なく使用される。
【０２３９】
スペクトルイベントデータテストは、ｓｅｓｓＴｙｐｅ値「１４」を有するヘッダフィールドを含むメッセージを送信することによって開始される。
【０２４０】
スナップショットメッセージテストは、ｓｅｓｓＴｙｐｅ値「１７」を有するヘッダフィールドを含むメッセージを送信することによって開始され、ヘッダフィールドの後には任意選択の構成要素が続く。任意選択のスナップショットメッセージ構成要素（ＩＥ＿ＳＮＡＰ＿ＣＦＧ）が続く。これが送信されない場合はデフォルト値がテストに使用される。
【０２４１】
【表４１】
2005523616.tif 000043
【０２４２】
スナップショットの捕捉のトリガに使用するパルス検出器を指定することにより、いずれの種別の信号パルスを検出して未処理ＡＤＣデータ捕捉をトリガするかを制御することが可能である。
【０２４３】
ＮＳＩはテスト開始メッセージを返信して、要求側ソフトウェアアプリケーションにテストのステータスおよび基となるアプリケーションが要求されたテストについてのデータを送出する能力について通知することができる。要求されたテストを停止することも可能である。以下の表に、ＮＳＩを介して送信することができるセッション制御ステータスメッセージを要約する。
【０２４４】
ＮＳＩをどのように使用して、ＳＡＧＥパルス検出器を構成してデータを得ることができるかの一例を図１３に示す。図中、実線は統一メッセージであり、破線は、単一のメッセージを構成する、送信されたヘッダ、情報要素、および情報メッセージを示す。ステップ６０００は、ＮＳＩに開始メッセージを送信しているソフトウェアアプリケーションを表す。メッセージは、開始メッセージであることを示す特定のｍｓｇＴｙｐｅ値およびパルスイベントテストであることを示すｓｅｓｓＴｙｐｅ値を有するメッセージヘッダを含む。これが送信された最初のメッセージ要求である場合、開始メッセージはＩＥ＿Ｒａｄｉｏ＿ＣＦＧ要素あるいはＩＥ＿ＶＥＮＤＯＲ＿ＣＦＧ要素を含む。２つのＩＥ＿ＰＤ＿ＣＦＧ要素は、短パルスを検出するようにパルス検出器０を構成し、長パルスを検出するようにパルス検出器１を構成するために送信される。パルスイベント情報要素ＩＥ＿ＰＥＶＴ＿ＣＦＧも送信され、構成されたパルス検出器のうちのいずれを使用すべきかを示す。ＳＡＧＥからの適用可能なデータが生成され、ＮＳＩに使用可能になる。ステップ６０１０において、ＮＳＩはサービスが開始されたことを確認するメッセージおよび進行中のサービスのステータスを返信する。ステップ６０２０において、一連の情報メッセージがデータと共に送信される。含まれる各メッセージは情報メッセージであることを示し、また構成されたパラメータ内で検出されるパルスの測定された属性を記述した実際のデータを保持するＣｌａｓｓＰｅｖｔフィールドの１つまたは複数を含む。ステップ６０３０に示すように、さらなる情報メッセージが送信される。
【０２４５】
例示的なスペクトル管理シナリオ
シナリオ１：ネットワーク監視、報告、および行動
報告はスペクトル管理の最も単純かつ最も強力な利用である。この例では、報告を用いて「不良」または望ましくない雑音源の存在への対処を助ける。
例１：企業ＷＬＡＮ環境
測定：各ＡＰは環境の測定を行う。ＡＰは、予期せぬ雑音信号を検出する場合、スペクトルおよびサンプルデータをＷＬＡＮ管理サーバ、たとえば図１のサーバ１０５５に転送する。
分類：サーバにおいて、信号が既知の信号パルス情報に基づいて分類される。信号源の位置が求められる。
ポリシー：サーバはアラートをＷＬＡＮ管理者に発する。「干渉源検出、部屋４００内のＰａｎａｓｏｎｉｃコードレス電話と特定」。
行動：サーバは、スペクトル解析グラフおよびグラフィカル位置情報を含む報告（たとえば、電子メール、オンスクリーンポップアップウィンドウ等）を管理者に送出する。改善行動をとる提案をネットワーク管理者に提供することができる。
例２：家庭ＷＬＡＮ環境
測定、分類：上と同様であるが、この場合、ＡＰおよびＳＴＡは測定に使用され、分類ソフトウェアがＳＴＡに結合されたＰＣ上で実行される。
ポリシー：ＰＣ上での単純な言葉のメッセージを介してユーザに通知されるが、対応は自動である。「コードレス電話が干渉を引き起こしています。雑音解消ウィザードを起動するにはＯＫをクリックして下さい」。「雑音解消ウィザード」は、別のチャネルに移る等により、装置に対する雑音の影響を取り除くスペクトル行動であることができる。別法として、改善行動が自動的にとられ、ユーザにはイベント要約情報が表示される。
【０２４６】
図１４および図１５は、シナリオ１の状況の実行に使用することができるフローチャート（図５に示すフローチャートから変更された）を示す。たとえば、ＷＬＡＮ  ＡＰまたはＳＴＡで実行されるソフトウェアプログラムにより、ユーザ支援ツールを提供することができる。ＳＴＡの場合、家庭環境での場合のように、ツールが自動的にスペクトル管理行動または制御を実行することが可能である。ネットワーク管理者が管理特権および他の制御特権を有し得るＡＰの場合では、ツールは自動的でなくてもよく、代わりにネットワーク管理者ユーザにとるべき行動の選択肢を与えることができる。もちろん、非自動的なツールがＳＴＡ等の装置に存在してもよい。
【０２４７】
図１４はツールの自動版のフローチャートであり、図１５は非自動版のフローチャートである。スペクトルサンプリングステップ２０００、信号分類ステップ２０１０、およびスペクトルポリシー実行ステップ２０２０は、図５に関連して上に説明した同様に付番されたステップと同様である。図１４では、信号分類ステップ２０１０の後、ステップ２０１５において、特定種別の信号または干渉が、信号分類ステップの出力に基づいて検出される場合、アラートをユーザに（たとえば、コンピュータ上に）表示または通知することができる。ステップ２０２０において、次いでスペクトルポリシーが、信号分類ステップの出力に基づいて自動的に実行され、ステップ２０２５において、スペクトルイベント要約情報がユーザに表示または通知される。たとえば、スペクトル行動または制御は、干渉回避手順を実行することであることができる。
【０２４８】
図１５を参照すると、スペクトルサンプリングステップ、信号分類ステップ、およびアラート表示ステップ２０００、２０１０、および２０１５は、図１４に関連して上に説明したステップと同じである。しかし、図１５では、アラートを表示した後、ステップ２０１６が呼び出されて、推奨される行動と共にイベント情報が表示される。ステップ２０１７において、次いでユーザは実行すべきスペクトルポリシーを選択する、または「ポリシーウィザード」に進み、その種別のアラートにとるべきポリシーおよび行動をセットアップすることができる。ポリシーウィザードの一例は、ユーザ（または管理者）に一連の質問をすることによってスペクトルポリシーを作成する作業を単純化する情報である。この情報に基づいて、ポリシーウィザードは、これらのパラメータに適切なスペクトルポリシーおよび関連する行動を生成する。ポリシーウィザードについて以下でさらに詳細に説明する。ステップ２０１７における推奨行動は、図２６と併せて以下で説明するように、装置またはネットワークの動作パラメータの変更以外の提案であることができる。
【０２４９】
図１６〜図２５は、スペクトル活動および測定情報をユーザに、またユーザからインタフェースするのに有用な、例示的なグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）アプリケーションの出力を示す。ＧＵＩは、スペクトル管理システムの様々な構成要素を監視し、構成し、解析する手段を提供する。これは、図６と併せて上に参照したＮＳＩを介して、スペクトル管理システムの他の構成要素と対話する。
【０２５０】
ＧＵＩアプリケーションはＪａｖａ（登録商標）で書くことができ、ＴＣＰを介したソケットを使用して、たとえば特定の無線通信装置に関連するスペクトル活動情報を通信することができる。ＧＵＩアプリケーションソフトウェアは、ホスト名およびポート番号のような構成関連情報をすべて含むＰＥ．ｉｎｉファイルを初期化時にロードする。通信が確立されると、アプリケーションは生成(spawn)およびスレッド(thread)し、ポートで待機してソース装置から来るスペクトル活動情報メッセージを検出する。情報は、ソケットを通して来ると、処理され、これらメッセージを検出している様々な構成要素に表示される。メッセージディスパッチャが、処理されたメッセージを適切な表示パネルにディスパッチする。ソケットを通して来るすべてのメッセージはまた、鍵ＰＥ＿ＬＯＧＳと突き合わせてＰＥ．ｉｎｉにおいてユーザにより指定されたディレクトリにあるログファイルに記録される。ＧＵＩアプリケーションには、図６と併せて上で参照した測定エンジンおよび分類エンジンからのデータが供給される。
【０２５１】
ＧＵＩはいくつかのサブパーツからなる。
故障管理。故障情報を検出し、受け取り、提供する手段を提供する。故障情報は故障の原因を記述する。
構成管理。スペクトル構成要素を構成する手段を提供する。スペクトルアドバイザが、構成関連情報を提供し、構成プロセスを通してユーザをガイドする。
パフォーマンス管理。ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワーク等の通信プロトコルのトラヒックを監視し、スペクトルの利用を示す統計情報を集めて表示する。
イベント管理。様々なスペクトルイベントを監視し、この情報をグラフおよびヒストグラムの形で表示する手段を提供する。
【０２５２】
図１６は、アラートがＧＵＩバー上のアイコンに表示される、干渉が検出されたときにアラートを生成することができる方法を示す。ユーザはより多くの情報を求めてそのアイコンをクリックし、図１７のスペクトル管理コンソールウィンドウに進む。スペクトル管理タブには、周波数帯域で検出され分類されている信号種別を表すアイコン、ならびにこれらの装置を特定するテキスト情報があることができる。さらに、周波数帯域で現在使用されている装置の種別およびトラヒックに基づいて周波数帯域で利用可能な容量を示す、周波数帯域の「容量格付け」を表示するサブウィンドウがあることができる。容量格付けは、スペクトル解析器統計として上で報告された「品質」測定から導き出すことができ、周波数帯域全体の搬送容量の定性推定である。
【０２５３】
図１７に示すスペクトル管理コンソールウィンドウ上の「イベントログ」ボタンをクリックすることにより、図１８のイベントログ画面が表示される。イベントログは、ＳＡＧＥ、測定エンジン、および分類エンジンが検出したすべてのＲＦイベントのイベント情報を表フォーマットで表示する。各イベントには、上に説明したＮＳＩスペクトルイベントメッセージのフィールドと同様に、イベントメッセージ、イベントデータおよび時間、イベントタイムスタンプ、イベントＩＤ、およびイベントソースＩＤを含むフィールドが関連付けられている。
低〜高〜深刻を範囲とするアラートレベルは、イベントが８０２．１１通信に引き起こし得る干渉の程度を示す。
イベント種別は、「干渉源」（たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１通信に干渉し得る信号）、「情報」および「エラー」を含む。
イベントを記述する特定のメッセージ。
イベントの日時。これは、コンピュータの内部クロックに基づいてアプリケーション（すなわち、イベントログソフトウェア）により記入される日時である。
秒およびマイクロ秒単位でのタイムスタンプであり、イベントが発生した時間を示し、テストが最初に開始されたときから計数される。このデータは測定エンジンにより（ＳＡＧＥから）提供される。
ＩＤは装置種別を示し、以下の表に一部のＩＤのリストを提供する。
【０２５４】
【表４２】
2005523616.tif 000044
【０２５５】
たとえば、表示値７は（［０１１］［１］）と同じであり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈヘッドセットがオンになったことを意味する。８（［１００］［０］）は乳児モニタがオフになったばかりであることを意味する。
ソースＩＤはターゲットソースを特定する。このパラメータは、２つ以上のソース（アクセスポイント、すなわちＡＰ）がデータをアプリケーションプログラムに供給している場合にのみ有効である。
【０２５６】
イベント行をクリックしてダイアログを開くことにより、特定のイベントについてのより詳細な情報が表示される。このダイアログは、イベントの説明を含むテキストエリアおよびイベントの詳細を含むテキストエリアの形でイベントについての詳細な情報を含む。詳細なイベントダイアログの例を図１９および図２０に示す。図１９は、行動がスペクトルポリシーに従って実行された後の、例示的なスペクトルイベント要約情報を示す。詳細なイベント情報は、図１４に示すものと同様に、行動がプロセスに従って自動的にとられたことを示す。これと対照的に、図２０は、行動が自動的にとられず、その代わりに、詳細テキストボックスにおいて、図１５に示すものと同様のプロセスに従って、周波数帯域で検出された別の装置の干渉をユーザがどのようにして回避することができるかを提案するユーザへの推奨が行われるイベント情報を示す。
【０２５７】
図２１は、特定の通信プロトコル、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１のトラヒック統計等、統計情報の表示を示し、これは拡張統計を含むことができ、そのうちのいくつかを上に説明した。
【０２５８】
図２２〜図２５は、スペクトル活動情報の表示に使用されるグラフパネルでの例示的な画面を示す。グラフパネルは、画面の右側のグラフまたはプロットおよび左側のツリービューでのプロット種別からなる。ツリービューが開き、任意のプロット種別がクリックされると、対応するプロットが右側に追加されて表示される。画面の右側の任意のプロットは、プロットのクローズアイコンをクリックすることによって取り除くことができる。「開始」ボタンがクリックされ、データがソケット上で利用可能になるとすぐに、スペクトル解析器プロットがプロットされる。「停止」ボタンが押下されると、プロット行動がディセーブルされ、スペクトル解析器プロットはもはや入力データで更新されない。スペクトル活動情報はスペクトル解析器グラフ、パルスヒストグラム、およびパルスプロットに表示される。
【０２５９】
図２２のスペクトル解析器グラフは、上に説明したスペクトル解析器パワーｖｓ周波数情報を含む。スペクトル解析器統計は図２３に示され、スペクトル解析器統計グラフ、デューティサイクルグラフ、およびピーク数棒グラフを含む。このＳＡ統計グラフは、周波数スペクトルについての統計データを表示する。これはスペクトルメッセージに基づき、単一のメッセージが特定数の連続したＦＦＴサイクルから構築される。通常、総時間１／１０秒にわたってとられたＲＦスペクトルの４０，０００の連続したＦＦＴが、単一メッセージの統計の構築に使用される。１行目は、サンプリング期間にわたる（すなわち、４０，０００ＦＦＴ、すなわち１／１０秒にわたる）平均パワーを示す。２行目は、１秒の１／１０から次に高速変化する場合があり、「単一サンプリング期間当たりの最大パワー」を表す。これは、１／１０秒サンプリング期間中に、２５６個の周波数ビンそれぞれにおいて達成された最大パワーを示す。３行目は、それまでに受信したすべてのメッセージにわたる「絶対最大パワー」を表す。デューティサイクルグラフは、所与の周波数に関して、ＲＦスペクトルのパワーが指定のしきい値よりも上である時間の割合を示す。
【０２６０】
ピーク数チャートは、ＲＦスペクトル中に「Ｎ」個のピークがある時間の割合を示す。たとえば、５０％前後に棒「０」がある場合、５０％の時間でピークがまったくない。２０％前後に棒「１」がある場合、２０％の時間でＲＦスペクトルにたった１つのピークしかない。棒「２」が５％前後にある場合、５％の時間でＳＡＧＥはＲＦスペクトルにおいて２つのピークを検出している。（棒「９」は特別なケースである。棒「９」が、たとえば３％前後にある場合、時間の３％でＳＡＧＥはＲＦスペクトルにおいて９以上のピークを見つけている。
【０２６１】
図２４は、中心周波数、帯域幅、パルス持続時間、パルスギャップ、パルスパワー、およびパルス計数の例示的なパルスヒストグラムプロットを示す。「開始」ボタンおよびヒストグラムデータがソケット上で利用可能になるとすぐに、ヒストグラムがプロットされることになる。「停止」ボタンが押下される場合、プロット行動はディセーブルされ、ヒストグラムは入力データでもはや更新されない。以下の種別のプロットが閲覧に利用することができる。
【０２６２】
中心周波数はパルスの中心周波数の分布を示す。グラフは１００ＭＨｚの帯域幅に広がる。実際の中心周波数は、グラフに示される中心周波数を全体のＲＦ中心周波数（２．４ＧＨｚ）と組み合わせることによって求められる。また、グラフの両端は通常、無線器によって捕捉される実際の帯域幅は８３ＭＨｚであるため平坦である。
【０２６３】
帯域幅はパルスの帯域幅の分布を示す。
【０２６４】
パルス持続時間はパルスの持続時間の分布を示す。たとえば、およそ２００μ秒のピークは、パルスの多くが約２００μ秒続くことを示す。
【０２６５】
パルスギャップはギャップ時間の分布を示す。約１５００μ秒のピークは、パルスの多くが約１５００μ秒の長さのギャップだけ時間的に分離されていることを示す。
【０２６６】
パルスパワーはパルスのパワーの分布を示す。
【０２６７】
パルス計数は、対数尺度で、１サンプル間隔当たりで計数されたパルスイベントの数を示す。複数の色を使用して、パルス数が、たとえば、８０２．１１通信等、無線周波数帯域で発生している特定種別の通信に及ぼす危険度が低、中、高であることを示すことができる。
【０２６８】
図２５は、周波数帯域で検出された様々なパルスのパルスチャート／プロットを示す。「捕捉」ボタンが選択されると、ＧＵＩアプリケーションはパルスを捕捉してパルスチャートに表示する。各パルスは三次元で画定され、各パルス毎に単一のドットを提示する。各パルスが発生した時間（横軸）、中心周波数（縦軸）、およびパワー（ドットの色）を示すことを意図する。色分けされた説明文をパルスチャートの左側に使用することができる。ズーム行動は、マウスを、ズームするエリアの下のプロット中の指定エリアにドラッグすることによって実行して、そのエリアを拡大することができる。
【０２６９】
図２６は、クライアント装置上で使用して、クライアント装置、たとえばＳＴＡにおいて検出され得る特定のスペクトル状況をデバッグすることができるスペクトル管理サポートツールプロセス５０００の別の例を示すフローチャートである。本明細書において参照する処理は、クライアント装置、またはクライアント装置から離れた処理装置で実行することができる。プロセス５０００は、適したユーザインタフェースアプリケーションを通して、必要に応じて装置のパフォーマンスの振る舞いをチェックするユーザコマンドにより、または以下で説明するように、周期的にもしくはパフォーマンスの低下を検出したことに応答して、装置のパフォーマンスの振る舞いをチェックするアプリケーションプログラムにより開始することができる。まず、ステップ５０１０において、装置はビットエラーレート（ＢＥＲ）またはＰＥＲ、および他のスペクトル活動情報（上で参照したＳＡＧＥのような構成要素から導き出される）を監視する。ステップ５０２０においてスペクトル活動が高い、またはＢＥＲもしくはＰＥＲが高いことが確認される場合、ステップ５０３０において、装置は信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を計算し、ＳＡＧＥからの出力を使用してさらなるスペクトル解析を実行することができる。この時点までに計算された情報に基づいて、装置はステップ５０４０において、低下の原因が干渉であるか、それとも低信号レベルであるかを判断することができる。
【０２７０】
原因が低信号レベルであると判断される場合、一連のユーザ推奨が行われると共に、ユーザが行動をとった後に信号レベルが適正レベルに戻るか否かを調べるさらなる解析がなされる。たとえば、ステップ５０５０において、弱（受信）信号が装置ユーザに通知される。ステップ５０６０において、装置のアンテナを調整する、または装置の位置を調整する等、信号レベルを向上させるというその場での行動がユーザに推奨される。次いで、ステップ５０７０において、調整により信号レベルが適正な状態に戻ったと判断される場合、プロセスは終了する。ステップ５０６０および５０７０は数回（ｍ回繰り返し）繰り返すことができる。ユーザが調整しても依然として信号レベルに効果がない場合、ステップ５０８０において、さらなる行動を、ＡＰ等、リンク上の他の装置でとることが推奨される。これら推奨行動としては、ＡＰでのアンテナの調整、またはＡＰの位置の調整を挙げることができる。ステップ５０９０において再び、装置の信号レベルが適正レベルであるか否かが判断される。適正ではない場合、プロセスはステップ５１００に続き、信頼性のあるリンクを保持することができないことがユーザに通知され、さらなる推奨としては、２つの装置間の障害を低減または除去すること、および２つの装置間の範囲／距離を低減することを挙げることができる。
【０２７１】
ステップ５０４０において原因が干渉であると判断される場合、一連のステップが実行される。まず、ステップ５１１０において、干渉が信号種別等によって分類される。さらに、ステップ５１２０において、干渉源が干渉軽減技法を使用して軽減することができる種別のものであると判断される場合、装置はこういった技法を自動的に実行する（ＡＰ等、他の装置との協働および／または他の装置による行動を含み得る）。干渉軽減技法の例については上で参照した。干渉源が自動的に軽減できないものである場合、他の様々な行動がユーザに対して推奨される。ステップ５１４０において、干渉状況が検出されたことがユーザに通知される。ステップ５１５０において、干渉が既知の種別である場合、干渉に手動で対処するいくつかの行動が推奨される。ステップ５１６０において、干渉が同じチャネル上の別のＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークによるものである場合、推奨されるユーザ行動は、ユーザのネットワークのＡＰをクリーン／使用されていないチャネルに調整することである。ステップ５１７０において、干渉が隣接チャネル上のＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークによるものである場合、推奨されるユーザ行動としては、ＡＰを他方のネットワークのチャネルから遠くのチャネルに調整する、干渉ネットワークの物理的な位置を調整する、またはユーザネットワーク中のＡＰの位置を調整することを挙げることができる。ステップ５１８０において、干渉がマイクロ波オーブンによるものである場合、推奨されるユーザ行動としては、ユーザネットワークのＡＰをよりクリーンなチャネルに調整する、ユーザネットワーク中のＡＰの位置を調整する、ユーザネットワーク中のＡＰの断片化しきい値を調整して相互運用性を向上させる、またはユーザ装置とマイクロ波オーブンの間の距離を広くすることを挙げることができる。
【０２７２】
さらに別の状況をステップ５１９０および５２００に示す。ステップ５１９０において、状況は、干渉がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）装置であると判断されるものである。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）装置（同期動作モードまたは非同期動作モードで）が干渉の原因であることがユーザに通知され、推奨されるユーザ行動としては、ユーザ装置と干渉装置の間の範囲を広げることが挙げられる。ステップ５２００において、干渉がコードレス電話により引き起こされるものである場合、ユーザ装置またはユーザネットワーク中のＡＰから少なくとも５ｍ等、ユーザ装置とコードレス電話の親機の間の距離を広げるようにユーザに推奨される。
【０２７３】
ステップ５１５０において、干渉源がわからないと判断される場合、ステップ５２１０において、推奨されるユーザ行動としては、干渉の原因となり得る、最近取得または配備されたワイヤレス機器をチェックする、互換性のないネットワークの機器間の範囲／距離を広げる、また様々なネットワーク非両立性の可能性をユーザにアドバイスすることを挙げることができる。
【０２７４】
図２６は、ユーザに情報を通知することを含む様々なステップを示す。テキストを使用してモニタ上に、情報を音声合成オーディオメッセージで通知する、情報をオーディオ−ビデオセグメントで伝える、伝えるべき情報を表す１つまたは複数のアイコンまたはシンボルを表示する等を含め、ユーザに通知する多くのメカニズムがある。こういった表示の例を図１６〜図２０に示す。
【０２７５】
シナリオ２：二次利用
二次利用は、装置が「休閑」許可されたスペクトル("fallow" licensed spectrum)を利用できるようにすることを指す。これは単なる未来のシナリオではない。このシナリオは、欧州での８０２．１１ａの場合ですでに存在する。５ＧＨｚでは、レーダが主なユーザであると考えられ、８０２．１１ａは二次ユーザである。現在の実施態様は単純にネットワークを休止させ、ＲＳＳＩを探すだけである。単純なＲＳＳＩ測定およびＤＦＳは二次利用を可能にするには十分ではない。一次ユーザ(primary user)と二次ユーザ(secondary user)の間の「序列」により、一次ユーザからのものであるか、それとも別の二次ユーザからのものであるかに応じて、雑音に対して別様に応答することが要求される。信号を検出し分類することにより、レーダと他のスペクトルユーザとの差別化が、ＲＳＳＩに基づく技法よりも高速かつ少ない偽検出で行われ、トラヒックがレーダにより影響を受けない新しいチャネルを選択することができる。
【０２７６】
二次ユーザになるには、以下のことが行われる。
測定：周期的に一時停止して一次ユーザの存在をチェックする。
分類：一次ユーザと他の二次ユーザとを区別する。
ポリシー：測定の長さおよび頻度、ならびに一次ユーザが検出された場合の応答の仕方を決める。
【０２７７】
シナリオ３：干渉信号または雑音が存在する場合の高ＱｏＳ
８０２．１１ａネットワークはビデオストリームを搬送する。背景雑音はパケット損失を伴う問題を引き起こしている。ネットワーク中のＡＰがマルチチャネル機能を有すると想定する。
【０２７８】
最良の解決策は、雑音を測定して分類し、干渉信号に応じて異なるポリシーを使用することによって達成される。図２７を参照して、雑音が背景ハムであり、時間的に均一である第１のケースを示す（ケース１）。このケースに関連するポリシーは、空間処理アルゴリズムを使用して２つの装置間のリンクマージンを向上させることであることができる。空間処理アルゴリズムの例は、「System and Method for Antenna Diversity Using Joint Maximal Ratio Combining」という名称の本発明の譲受人に譲渡された２００２年６月１９日出願の同時係属中の米国特許出願第１０／１７４，７２８号、「System and Method for Antenna Diversity Using Equal Power Joint Maximal Ratio Combining」という名称の２００２年６月１９日出願の第１０／１７４，６８９号、および「System and Method for Joint Maximal Ratio Combining Using Time-Domain Signal Processing」という名称の２００２年７月１８日出願の第１０／０６４，４８２号に開示されている。
【０２７９】
ケース２では、干渉は低速周波数ホッピング信号に起因する。このケースに関連するポリシーは冗長チャネルを使用してパケットエラーレートを低減することであろう。
【０２８０】
ケース３では、干渉は高速周波数ホッピング信号に起因する。このケースに関連するポリシーは、より広い帯域幅のチャネルにわたってレート１／２コードを使用し、パケットエラーレートを低減することであろう。
【０２８１】
シナリオ４：高密度環境でのチャネルの発見
使用がまばらな環境では、単に干渉のないチャネルを探すだけで十分であり得る。これは容易なケースである。
【０２８２】
しかし、使用が高密度な環境では、装置は、干渉のないチャネルが利用できないことを容易に見つけることができる。
【０２８３】
このケースでの１つの手法は、「最小」干渉を有するチャネルを受け入れるというものであり得る。新しいネットワークが別のスペクトルユーザと競合しなければならない場合、最適チャネル選択アルゴリズム、たとえば、
様々なネットワークの優先度は何か
新しいネットワークが協働して機能することができるネットワークはどれか
を考慮すべきである。
たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１仕様は、２つの８０２．１１ネットワークがチャネルを適度に共有することができるように設計されているため、各ネットワークは帯域幅の割り振られた部分を得る。この種類の判断を最も最適に行うには、測定機能、分類機能、およびポリシー機能が必要である。
【０２８４】
シナリオ５：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈが存在する場合の８０２．１１
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）信号は周波数ホッピング信号である。したがって、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、たとえば、固定チャネルを使用するＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークのＡＰへの周期的な干渉を引き起こし得る。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）と協働するために、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークは、測定および分類を行ってＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ネットワークの有無を判断することができる。
【０２８５】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈが検出されると、いくつかのポリシーを呼び出すことができる。
ポリシー１ａ：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈが同期（ＳＣＯ）トラヒックを使用している場合、それらがＳＣＯパケットのタイミング間に行われるようにいずれの８０２．１１ＱｏＳパケットもスケジュールする。いくつかの技法が上記同時係属中で本発明の譲受人に譲渡された特許出願に記載されている。
ポリシー１ｂ：ＢｌｕｅｔｏｏｔｈがＳＣＯトラヒックを使用している場合、ＳＣＯ期間中には送信しない。
ポリシー２：操縦アンテナを調整することによってＢｌｕｅｔｏｏｔｈからの干渉を受信する影響を最小化しようと試みる。
ポリシー３：パケットエラーに応答してより低いデータレートにシフトしない。これは問題を悪化させるだけである場合がある。実験により、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数ホッピング信号の干渉に曝された場合に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ装置は「エラーレートの増大」を検出し、これに応答して電波送信レートを低減することが分かっている。送信レートの低減は必ずしも助けになる訳ではなく、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ装置は、許容できない程高い（または潜在的に高い）エラーレートを引き続き検出する場合、データレートをさらに低減する。この行動はＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠するが、明らかに知的ではない。装置は事実上、電波データレートの低減を通してパケットの持続時間を増大させることによって周波数ホッパへの露出を増大させる。標準化機関はこういった種別の状況でのオープンスタンダードプロトコル間で共存性を向上させることができることは事実であるが、この種のパフォーマンスの低下は、本明細書に記載の認知スペクトル管理技術の採用によって最小化、または完全に回避することができる。
【０２８６】
シナリオ６：８０２．１１が存在する場合のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ
８０２．１１と協働するには、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークは測定および分類を行って８０２．１１ネットワークの有無を判断すべきである。８０２．１１ネットワークが検出されると、ポリシーを呼び出すことができる。
ポリシー１：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ネットワークにアダプティブホップセット（adaptive hop set)がサポートされていない。
この場合、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークは、８０２．１１データまたはＡＣＫが発生するスロットをアイドル化することによって８０２．１１への干渉の発生を回避すべきである。この技法の一例は米国特許公報第２００２００６１０３１号に開示されている。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ネットワークは、雑音源のみではなく、「実際の」データネットワークが存在する場合にこのアルゴリズムを使用したいだけであろう。これは、単純なＲＳＳＩ測定よりも優れた信号分類の利点の根拠を示す。
ポリシー２：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ネットワークにアダプティブホップセットがサポートされている
このケースでは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークは８０２．１１帯域に入るホップを除去すべきである。８０２．１５．２における１つの既知の提案は、損失パケットを使用して異種ネットワークの存在を識別することを示唆している。これは常に有効であるとは限らない。干渉は常に対称であるわけではない（すなわち、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークは別のネットワークで問題の原因となっている場合があるが、他のネットワークはＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークに干渉していない）。さらに、これには別のネットワークが検出される前にパケットを損失する必要がある。
【０２８７】
シナリオ７：周波数ホッピング信号が存在する場合のＤＲＡ
動的レート適応（ＤＲＡ：Dynamic Rate Adapting）装置は、利用可能な場合はより多くのスペクトルを使用し、利用可能でない場合はより少ないスペクトルを使用する。たとえば、多くのスペクトルをより高いデータレート、ＱｏＳ等に使用することができる。ＤＲＡは、新しいプロトコルとして（たとえば、「つらい状況での（bed of nails）」直交周波数分割多重システム）、または複数の標準チャネルをまとめることによって実施することができる。
【０２８８】
しかし、ＤＲＡがどのようにして周波数ホッピングプロトコルに対処するかについて疑問が生じる。１つの解決策は、周波数ホッピング信号に丁寧に対処するために、ＤＲＡ装置は測定および分類を介してホッパを検出しなければならないことである。ホッパが分類されると、ポリシーを呼び出すことができる。例示的な状況は以下である。
ポリシー１：周波数ホッピング信号が検出される場合、ＤＲＡを帯域の５０％に制限し、したがって周波数ホッピングネットワークは引き続き動作することができる。
ポリシー２：周波数ホッピングネットワークが、応答してホップセットを適応させる（測定によって観察される）場合、ＤＲＡは帯域の７５％を使用することが許される。
【０２８９】
シナリオ８：装置固有のポリシー
消費者環境において、ユーザは特定の装置に優先度を定義したい場合がある。たとえば、家庭で、ユーザはコードレス電話、ストリーミングビデオ、ＷＬＡＮ等の間に「序列」を確立したい場合がある。特定の装置レベルでのポリシーを可能にするためには、装置が他の動作中の装置を測定し分類することが必要になる。装置には、分類情報を直接交換することにより、または汎用遠隔制御と同様の「トレーニング」モードを使用することにより、互いを認識するように教えることができる。認識されない装置は様々なポリシーで対処することができる。
オフィス環境では、即座に報告する。
家庭環境では、状況を優先度が低いものとして取り扱う。
【０２９０】
シナリオ９：コンテキスト固有のポリシー
いくつかのポリシーは、位置、日時等のコンテキスト情報に依存することになる。
これらポリシーは、ユーザの要望に大きく依存するため、更新可能であることができる。
ネットワーク選択：
家庭環境では、特定の基本サービスステーション識別子、たとえばＢＳＳＩＤ７を常に使用する。
オフィス環境では、ＢＳＳＩＤ２３、２７の中の最小のＣＣＡを使用する。
公衆アクセス環境（たとえば、空港）では、１分当たりで最低のアクセス料金を提供するＢＳＳＩＤを使用する。
トラヒック優先順位付け：
朝の時間帯には、ＷＬＡＮダウンロードトラヒックを優先する。
夕方の時間帯には、ビデオストリーミングデータを優先する。
ポリシーウィザードを使用して、あまり慣れていないユーザが複雑なポリシーを作成できるようにすることができる。
【０２９１】
シナリオ１０：規制固有のポリシー
様々な国々の規制要件に従うために、異なるポリシーが必要な場合がある。
これらポリシーは、たくさんあるためダウンロード可能であるべきであり、かつ
時間の経過に伴い変化することになる。
欧州通信委員会（ＥＣＣ）は、８０２．１１ａのチャネル選択アルゴリズムに対して均等分散要件を課し得る。国により異なる送信パワー、帯域、およびチャネル要件が存在する場合がある。
【０２９２】
シナリオ１１：動的周波数選択
動的周波数選択は、非ＷＬＡＮ信号が特定のＷＬＡＮ周波数チャネルに干渉している状況で有用であり得る。たとえば、図１を参照すると、ＷＬＡＮ  ＳＴＡ１０３０（１）（たとえば、８０２．１１ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）を有するラップトップコンピュータ）は、ＷＬＡＮ  ＡＰ１０５０（１）〜１０５０（Ｎ）の１つを通してサーバ１０５５とデータを交換している。乳児モニタ送信器１０６０は、ＡＰ１０５０（１）がＳＴＡ１０３０（１）とデータを交換するために使用しているものと同じ周波数チャネルでオンになる。スペクトルセンサ１２００（または認知的に動作可能なＡＰ）はスペクトル活動情報を生成し、この活動情報はネットワーク管理ステーション１０９０に供給される。ＡＰ１０５０（１）は８０２．１１ネットワーク統計を供給することができる。８０２．１１ネットワーク統計に基づいて、ネットワーク管理ステーション１０９０は、ＡＰ１０５０（１）がチャネルへのクリアなチャネルアクセス（ＣＣＡ）を得ることができないことを検出することになる。ネットワーク管理ステーション１０９０は、スペクトルセンサ１２００またはＡＰ１０５０により供給されたスペクトル活動情報を解析して、周波数帯域中の別のクリアなチャネルを見つけることができる。次いで、ネットワーク管理ステーション１０９０は、ＡＰ１０５０（１）をクリアなチャネルに再び割り当てることができる。ＡＰ１０５０（１）は、新しいクリアなチャネル上でビーコンの送信を開始することになる。ＳＴＡ１０３０（１）は結局、チャネルの走査に向かい、新しいクリアなチャネル上のビーコンを取得し、ＡＰ１０５０（１）を使用しての８０２．１１トラヒックは新しいクリアなチャネル上で再開されることになる。周波数帯域の特定の部分が常に他の装置により使用されている場合、別の装置またはネットワークは帯域幅で送信しないようにオンザフライでプログラムまたは制御することができる。逆に、「クリーン」なチャネルを慎重に探すことにより、それらチャネルで放送するように装置またはネットワークを制御することができる。
【０２９３】
シナリオ１２：パケットサイズの調整
パルスヒストグラムは、検出された信号パルス間のギャップの持続時間を示すことができる。ギャップが非常に短い場合、パケットサイズを低減してパルス間の利用可能な時間ギャップに合うように、ここでも「オンザフライ」で装置または装置ネットワークをプログラムすることができる。これは単一のパケットが干渉を経験する機会を少なくするため、パケットを再送信する必要性を低減する。もちろん、パルス間のギャップが長くなる場合、パケットサイズを再び増大して、結果としてより高い送信速度を実現することができる。
【０２９４】
上記シナリオは、スペクトルの使用についてのインテリジェンスを集め、その情報を使用することの利点を示す。スマートなデータレート選択は、知的なシステムがどのように、たとえば、干渉についての直接の情報がない現在のシステムよりも優れた利点を有するかの別の例である。干渉についての知識なしでは、干渉、パケットエラー、または隠れノードに起因する問題を区別することは困難である。その結果、現在のシステムは、非生産的である場合が多い「最良推測(best-guess)」アルゴリズムを実施する。一例は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＳＣＯ等、周波数ホッピング信号の存在に対する８０２．１１ｂ応答である。初期８０２．１１ｂ応答はデータレートのバックオフであり、これは次いでより多くの衝突を引き起こし、８０２．１１ｂはさらなるレートバックオフ等でこれに対応する。これとは対照的に、上に説明したシステムは信号分類および他の干渉タイミング情報を使用して、データレートに対して知的な判断を行う。
【０２９５】
さらに、現在のシステムは、静的な予め定められたパケット断片化レベルを使用し、また、干渉信号のタイミングについての情報を有さない。知的スペクトル管理システムは、干渉パターンに応答して、断片化レベルの最適化およびパケットスケジューリングが可能である。
【０２９６】
スペクトル管理システムのより詳細な構造
図２８を参照して、図６に示すものと同様であるが、測定、分類、およびスペクトル行動または制御のいくつかの機能を複数の層に分けたスペクトル管理システム構造の図を示す。この処理レベルは、
１）Ｌ０：ハードウェア管理サービス１００
２）Ｌ１：エンジン管理サービス２００
３）Ｌ２：管理サービス３００
４）ＡＰＰ：アプリケーションサービス４００
である。図６の図と比較すると、レベルＬ０は、ハードウェアまたは物理層レベルおよびハードウェアレベルの上にあるドライバに対応し、レベルＬ１はスペクトルレベルに対応し、レベルＬ２はネットワークレベルに対応する。最上位層ＡＰＰは、ＵＩブロック、システム統合ブロック、およびシステム統合ブロックが統合される他のシステムまたはアプリケーションに対応する。
【０２９７】
Ｌ０：ハードウェア管理サービス
Ｌ０ハードウェア管理サービス１００は、スペクトル管理システムで使用されるハードウェア資源１０を管理する。これらハードウェア資源は、他の装置および通信装置により共有される周波数帯域で動作している通信装置に存在する。ハードウェア資源の管理には、さらに以下で説明する競合管理およびトラヒックデータ累積に基づいた無線器（無線送受信器または受信器）１２の管理、およびＳＡＧＥ２０の管理が含まれる。
【０２９８】
Ｌ０ハードウェア管理サービスレベル１００には、Ｌ０資源マネージャ１１０、ＳＡＧＥ２０を管理するＬ０ＳＡＧＥエンジン１２０、およびＬ０測定エンジン１３０がある。Ｌ０ハードウェア管理サービスは通信装置に含まれる集積回路（ＩＣ）上を意味する「オンチップ」で実行して、ネットワークでの送受信のために信号を処理することができる。この処理レベルは、ネットワークで動作しているすべての通信装置にも同様に適用することができる。
【０２９９】
Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０は、上位レベルのコマンドをＳＡＧＥ２０にインタフェースし、これらコマンドをＳＡＧＥ２０が認識することができる信号に変換する装置ドライバである。コマンドは、以下で説明するＳＡＧＥ２０の１つまたは複数の構成要素の構成信号を含むことができる。
【０３００】
Ｌ０測定エンジン１３０は、ＳＡＧＥ２０により出力されるデータの、スペクトル利用マップ（ＳＵＭ）フォーマットへの初期累積を実行する。スペクトル利用マップについては以下で説明することにする。
【０３０１】
Ｌ１：エンジンサービス
Ｌ１エンジンサービスレベル２００は、最初のレベルの測定、分類、位置特定、およびポリシーサービスが実行されるところである。エンジンサービスレベルには、Ｌ０ハードウェア管理レベルプロセスを制御し、情報を使用してそれぞれの次のレベルのサービスを実行するＬ１位置特定エンジン２１０、Ｌ１測定エンジン２２０、Ｌ１分類エンジン２３０、およびＬ１ポリシーエンジン２４０等のＬ１エンジンがある。エンジン管理レベル２００にＬ１資源マネージャ２５０もある。プロトコル調整エンジン２６０はＬ１エンジンサービスレベル２００に存在し、プロトコル管理に関連する機能を実行し、スペクトル管理において積極的な役割を果たさない。
【０３０２】
Ｌ１エンジンサービスレベル２００は通常、通信装置のホストプロセッサ内にあり、「オフチップ」で実行される。しかし、いくつかのＬ１処理は、追加の外部メモリがサポートされる場合にオンチップで実行することができる。ローカル干渉軽減等、いくつかのローカルポリシー判断は、Ｌ１エンジン処理レベルで判断することができる。Ｌ１エンジンサービスレベルは、ネットワークで動作しているすべての通信装置にも同様に適用することができる。
【０３０３】
Ｌ２：マネージャサービスレベル
次の上位レベルはＬ２マネージャサービスレベル３００である。Ｌ２マネージャサービスは、より複雑なネットワークスペクトル管理機能を受け持つ。このレベルのプロセスの例は、Ｌ２位置特定マネージャ３１０、Ｌ２測定マネージャ３２０、Ｌ２分類マネージャ３３０、およびＬ２ポリシーマネージャ３４０である。Ｌ２資源マネージャ３５０およびＬ２ネットワークスペクトルマネージャ３６０もある。このレベルでの処理は、必ずしもネットワークで動作している通信装置によるものとは限らない、処理についての情報をまとめる中央サーバ位置で実行することができる。
【０３０４】
このレベルに存在し得る他のソフトウェア機能には、報告および照会サービスを使用して、下位の処理レベル、セキュリティポリシー、干渉ポリシー、管理情報ベース（ＭＩＢ）、ウェブサーバ、ＳＮＭＰエージェント、ＳｅｎｄＭａｉｌ等から集められたスペクトル活動情報を解析するデータベース機能が挙げられる。
【０３０５】
ＡＰＰ：アプリケーションサービスレベル
システム構造での最上位レベルは、ネットワークアプリケーションが実行されるＡＰＰアプリケーションサービスレベル４００である。ネットワークの例としては、スペクトル解析器表示アプリケーション４１０、位置／マップ表示アプリケーション４２０、測定／統計アプリケーション４３０、およびスペクトル管理ポリシーアプリケーション４４０が挙げられる。
【０３０６】
図２９を参照すると、スペクトル管理の観点から、ネットワークは、ステーションＳＴＡ５００、アクセスポイントＡＰ５１０、監督ネットワークスペクトルマネージャ３６０、およびアプリケーションサービス４００等の装置を含むことができる。ネットワークスペクトルマネージャ３６０の一例は、ＡＰ５１０およびそれぞれに関連するＳＴＡ５００からなるサブネットを受け持つ。本明細書において、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘＷＬＡＮアプリケーションに関連するＳＴＡおよびＡＰなる用語が使用されるが、本明細書に記載のスペクトル管理構造およびプロセスは、いずれのワイヤレス通信アプリケーションに適用することもできることを理解されたい。上に述べたように、ネットワークスペクトルマネージャ３６０は、ワイヤリンクまたはワイヤレスリンクによりサブネット内のＡＰに結合されたサーバコンピュータ（たとえば、図１のネットワーク管理ステーション１０９０）上に存在することができる。多くの場合、サブネットは実際には、問題となっているネットワーク全体である。
【０３０７】
スペクトル管理は、並列異種ネットワーク管理エンティティと協働するように設計される。たとえば、ＡＰ等のネットワーク構成要素のイネーブル、ディセーブル、および構成を行う汎用ネットワーク管理システムが存在し得る。ネットワークスペクトルマネージャは、異種ネットワーク管理システムによるこのような変更の通知を可能にするサービスインタフェースを有する。同様に、スペクトル管理は、チャネル割り当ておよびＳＴＡ関連付け等、ネットワーク内の変更を汎用ネットワーク管理システムに通知することができるようにサービスインタフェースを提供する。アプリケーションサービス４００でのいずれの適合するアプリケーションもこのネットワーク更新サービスインタフェースを使用することができる。
【０３０８】
図２８を再び参照すると、スペクトル管理サービスの例には、位置特定、測定、分類、およびポリシー管理が挙げられる。ポリシー管理は、周波数帯域で動作している異なる種別の通信装置の共存、周波数帯域での装置へのチャネル割り当て、周波数帯域で動作している装置の送信パワー制御、および周波数帯域で動作している装置の帯域幅割り当てを支配するアルゴリズムを構成し開始する。
【０３０９】
大半のスペクトル管理サービスは特定の媒体アクセスプロトコルから独立している。たとえば、スペクトル解析、分類、無線測定、およびいくつかのポリシーはプロトコルから独立している。これらプロトコルから独立したサービスに加えて、スペクトル管理は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘおよび共存アルゴリズム等、特定の媒体アクセスプロトコルに関連するトラヒック統計のサポート等、いくつかのプロトコル固有のサポートも提供する。しかし、全体スペクトル管理構造は、米国のＩＳＭ免許不要帯域および世界中の他の管轄での免許不要帯域等、いずれの周波数帯域にも適用することができる。
【０３１０】
ネットワークスペクトルインタフェース（ＮＳＩ）
図３０を参照すると、図２８の構造に関連して複数のＮＳＩ  ＡＰＩがある。
１）Ｌ０ハードウェア管理サービス１００をＬｌエンジン管理サービス２００にインタフェースするハードウェアＮＳＩ１７０、
２）Ｌ１エンジン管理サービス２００をＬ２マネージャサービス３００にインタフェースするエンジンＮＳＩ２７０、エンジンＮＳＩ２７０は図６において参照されるＮＳＩに類似し、
３）Ｌ２マネージャサービス３００をアプリケーションサービス４００にインタフェースするマネージャＮＳＩ３７０
がある。
【０３１１】
ＮＳＩは、様々なプログラムインタフェースおよびトランスポートメカニズムに埋め込まれる論理インタフェースであり、任意の適したトランスポートメカニズムを採用することができる。これは主にハードウェアＮＳＩ１７０に影響する。たとえば、Ｌ０ハードウェア管理サービスがオンチップで実行され、Ｌ１エンジン管理サービスがホスト装置ドライバ内で実行される場合、ハードウェアＮＳＩのトランスポートメカニズムは、たとえばＰＣＩインタフェースを介してのものであることができる。一方、Ｌ０ハードウェア管理サービスがＬ１エンジン管理サービスと一緒にオンチップで実行される場合、トランスポートはローカル（オンチップ）ソフトウェアインタフェースであることができる。いずれの場合でも、ハードウェアＮＳＩサービスモデルは同じであろう。
【０３１２】
図３１は、図２８に示すシステム階層のコンテキストの中でスペクトル管理ソフトウェア構造の様々なレベルの間でどのようにＮＳＩが使用されるかを示す。各ＮＳＩに、そのインタフェースのトランスポートプロトコルを規定するアプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）がある。スペクトル管理構造の最上位レベルには、情報がＬ２マネージャサービス３００とアプリケーションサービス４００の間でどのように交換されるかを規定するＮＳＩマネージャサービスＡＰＩ３７２がある。いずれのサブネットのＮＳＩマネージャサービスＡＰＩ３７２も、同じサブネットおよび他のサブネットのＬ２マネージャサービスとインタフェースすることができる。１つ下のレベルには、情報がＬ２マネージャサービス３００とそのサブネットのＡＰで実行されているＬ１エンジンサービス２００の間でどのように交換されるかを規定するＮＳＩエンジンサービスＡＰＩ２７２がある。情報がＬ１エンジン管理サービス２００と各ＡＰにおけるＬ０ハードウェア管理サービス１００の間でどのように交換されるかを規定するＮＳＩハードウェアＡＰＩ１７２がある。
【０３１３】
ＳＴＡネットワークレベルには、情報をＳＴＡにおけるＬ０ハードウェア管理サービス１００とＳＴＡにおけるＬ１エンジン管理サービス２００の間でどのように交換するかを規定するＮＳＩハードウェアＡＰＩ１７４もある。同様に、情報がＬ２エンジン管理サービス２００とＳＴＡにおけるアプリケーションサービス４００の間でどのように交換されるかを規定するＮＳＩエンジンサービスＡＰＩ２７４がある。
【０３１４】
資源マネージャ
図３２を参照して、資源マネージャ機能について説明することにする。スペクトル管理ソフトウェア構造の各レベルの各ネットワーク構成要素内に、資源マネージャがある。資源マネージャは、（１）同じレベルのソフトウェア構成要素間での共通資源（無線送受信器およびＳＡＧＥ等）の競合の調停、および（２）共通下位レベル資源へのアクセス要求、および（３）上位レベルからの要求に応答してそのレベルによるサービスのスケジュール、を受け持つ。可能な場合、資源マネージャは、下位レベル資源の使用スケジュールについての知識および完全な制御権をすでに有している。しかし、いつ下位資源が利用可能になるかについて下位レベルと相談する必要がある場合があり得る。サービス要求が認可されると、上位層構成要素は一般に、下位層構成の相手方と直接対話することになる。資源の調整がネットワークにわたって求められる場合、Ｌ２ネットワークスペクトルマネージャ３６０は関わる様々な資源マネージャを調整する。
【０３１５】
図３３を参照すると、スペクトル管理は、分類、位置特定、および測定等、スペクトル管理サービスの実行に必要な資源のスケジューリングおよび調整に関わる。スペクトルインテリジェンスは、未処理データから、その情報を知的に使用するための上位レベルの情報内容への変換である。
【０３１６】
ネットワーク資源の管理に関わるソフトウェア構成要素は、各ソフトウェアレベルの資源マネージャおよびＬ２ネットワークスペクトルマネージャ３６０である。Ｌ２ネットワークスペクトルマネージャ３６０はネットワークにわたる資源を管理する。これは本質的にネットワーク制御のマスタである。ネットワーク更新サービスインタフェース４５０は、異種のネットワーク管理システムまたは他の上位層アプリケーションから来得る更新要求を管理するアプリケーションサービスである。これら要求はＬ２ネットワークスペクトルマネージャ３６０により処理され、ネットワークにわたる影響を有し得る。
【０３１７】
Ｌ０およびＬ１資源マネージャ１１０および２５０はそれぞれ、それぞれのネットワーク構成要素（ＳＴＡまたはＡＰ）内の資源要求の管理のみを受け持つ。Ｌ２資源マネージャはネットワーク間の資源要求を管理する。しかし、Ｌ２資源マネージャはいずれの活動も管理しない。Ｌ２資源マネージャは本質的に、Ｌ２ネットワークスペクトルマネージャ３６０が制御する資源のインベントリを管理する。
【０３１８】
Ｌ２ネットワークスペクトルマネージャ３６０によって積極的に管理される各ＭＡＣプロトコルには、実際のプロトコルＭＡＣエンジンを管理するＬ１プロトコル調整エンジン２６０（図２８）がある。
【０３１９】
図３３に示すソフトウェア構成要素はネットワーク活動を制御するが、いずれの行動をとるかについて知的な選択を行わない。こういった知的な判断は、ポリシーエンジン／マネージャあるいはアプリケーションサービスレベル４００におけるアプリケーションによって行われる。
【０３２０】
図３４を参照して、スペクトルインテリジェンスの概念についてさらに説明する。スペクトルインテリジェンスは２つの大きなカテゴリで表される。すなわち、知的スペクトル情報６００および知的スペクトル制御６２０。知的スペクトル情報６００は、未処理のスペクトル活動データを次第に上位の情報内容に変換した結果である。たとえば、Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０はパルスイベントを捕捉し、パルスイベントはＬ１分類エンジン２３０によって解析され、Ｌ１分類エンジン２３０は次いで、必要な場合にさらに解析するために事前処理結果をＬ２分類マネージャ３３０に渡す。
【０３２１】
知的スペクトル制御６２０は、発効すると周波数帯域の使用に影響を与える周波数帯域で動作している装置の振る舞いを変更させる、生成されるコマンドである。Ｌ１ポリシーエンジン２４０およびＬ２ポリシーマネージャ３４０は、ネットワーク状況に対して知的に応答する主なメカニズムである。行動には、ＡＰチャネル選択、ＳＴＡ負荷平衡、および干渉軽減（共存アルゴリズム）等が含まれる。これに加えて、マネージャＮＳＩ３７０（図３０）は、上位レベルのネットワークアプリケーションがポリシーを更新する、またはポリシーに影響を及ぼせるようにするポリシーマネージャサービスインタフェースを提供する。
【０３２２】
図３５および図３６は、スペクトル管理システムの異なるレベルのモジュール間の対話についてのより多くの詳細を示す。これら図では、ブロック間の実線はデータフローを表し、破線は制御を表す。
【０３２３】
図３５は、Ｌ０ハードウェア管理サービスとハードウェア資源の間の情報のインタフェース、およびＬ０ハードウェア管理サービスとＬ１エンジンサービスの間のハードウェアＮＳＩによる情報のインタフェースを示す。Ｌ０資源マネージャ１１０は無線資源の使用を管理して、無線器の競合使用を防ぐ。たとえば、Ｌ０資源マネージャ１１０は、中心周波数、帯域幅、またはパワーの変更等、スペクトル管理タスクを実行する要求、またはＳＡＧＥ機能／制御要求をＬ１資源マネージャから受け取ることができる。Ｌ０資源マネージャ１１０は、無線器が使用する中心周波数、帯域幅、および／または出力パワーレベルを制御する制御信号を生成し、信号を受信または送信するＭＡＣプロトコルプロセス１４０とＳＡＧＥ要求の間で無線器の使用を調停することになる。たとえば、ＭＡＣプロトコルに従って信号を送信かつ／または受信する場合、Ｌ０資源マネージャ１１０は狭帯域モードで動作するように無線器の帯域幅を設定することになり、それによって無線器が周波数帯域の一部（信号が存在すると予期される）のみをダウンコンバートする、または信号が送信されるべきであり、プロトコルシーケンサ１５０が無線器を使用することになる周波数帯域の一部のみをアップコンバートする。一方、ＳＡＧＥ２０を動作している場合、Ｌ０資源マネージャ１１０は、広帯域モードで動作して、スペクトル管理機能のために周波数帯域の全体または実質的な部分をサンプリングする、または周波数帯域で広帯域信号を送信するように無線器を制御することになる。受け取った要求に基づいて、Ｌ０資源マネージャ１１０はＳＡＧＥまたは信号通信機能が無線器を使用する持続期間を設定することになる。
【０３２４】
Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０は、装置ドライバ、構成、およびインタフェースの管理をＳＡＧＥ２０のために提供する。これら受け持ちには、ＳＡＧＥデュアルポートＲＡＭ（ＤＰＲ）の利用が含まれる。ＳＡＧＥデュアルポートＲＡＭはいくつかのＳＡＧＥ内部構成要素によって使用される。Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０は、ＤＰＲ資源を様々なアプリケーションに割り当てること、およびＤＰＲ資源が現在利用可能ではない場合に要求を拒絶することを受け持つ。Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０は、ＳＡＧＥ情報を、Ｌ０測定エンジン１３０等の他のＬ０サブシステムまたはＬ１分類エンジン２３０にオフチップに転送する。
【０３２５】
Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０は、Ｌ１エンジンからいくつかの構成要素の構成情報を受け取る。たとえば、Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０は、Ｌ１位置特定エンジン２１０からスナップショットバッファの構成情報を受け取り、適切なトリガイベントがあると、スナップショットバッファの内容をＬ１位置特定エンジン２１０に供給する。同様に、Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０は、Ｌ１分類エンジン２３０からＳＡＧＥ信号検出器構成情報を受け取る。Ｌ０ＳＡＧＥエンジン１２０は信号検出器パルスイベントをＬ１分類エンジン２３０に出力する。Ｌ１ポリシーエンジン２４０は、ＳＡＧＥ２０のＵＳＳ構成要素の制御を提供する。
【０３２６】
Ｌ１測定エンジン２２０は、ＳＡＧＥスペクトル解析器および信号検出器の構成情報をＬ０測定エンジン１３０と交換する。これに加えて、Ｌ０測定エンジンは、ＳＡＧＥ信号検出器からパルスイベントを、ならびにＳＡＧＥスペクトル解析器から統計およびデューティサイクル情報を出力する。Ｌ０測定エンジン１２０は、スペクトル利用マップ(ＳＵＭ)の初期情報を構成するこの情報を累積する。このレベルにおいて、この情報はＬ０ＳＵＭ１６０と呼ばれる。Ｌ０ＳＵＭ１６０は周期的に、Ｌ１ＳＵＭ２６５にオフチップに、またはＬ２ＳＵＭへの累積のためにＬ１測定エンジン２２０に渡すことができる。
【０３２７】
Ｌ１測定エンジン２２０は、パワーｖｓ周波数（ＰＦ）スペクトログラム情報およびＳＡＧＥ２０のスペクトル解析器により生成されたスペクトル解析器統計、ならびにＳＡＧＥ信号検出器により出力されたパルスイベントをＬ２マネージャに提供する。Ｌ１測定エンジン１３０はＳＡＧＥスペクトル解析器構成情報をＬ２測定マネージャ３２０から受け取り、ローパスフィルタパラメータ、デシメーション係数等のものを構成することができる。Ｌ１測定エンジン２２０は、複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ビンそれぞれのタイムスタンプおよび関連する受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）パワー値を出力する。スペクトル解析器統計の場合、ＳＡＧＥ２０のスペクトル解析器は同様に、ローパスフィルタパラメータ、デシメーション係数、サイクル計数（スペクトル解析器更新が統計転送前に実行された数）、およびデューティ計数の最小パワーについて構成することができる。スペクトル解析器統計は、各ＦＦＴビンのタイムスタンプ、および平均パワー、最大パワー、および最小パワーよりも上であった回数を含む関連する統計を含む。
【０３２８】
パルスイベントは、ＳＡＧＥ信号検出器のパルス検出器構成要素により出力される。ＳＡＧＥは、たとえば、４つのパルス検出器を備える。Ｌ１測定エンジン２２０はパルスイベントを集める。２つ以上のＬ１ユーザが同じパルスイベントストリームを使用することができる。たとえば、Ｌ２分類マネージャ３３０はパルスイベントを使用してより詳細な分類を実行することができる。同じパルスイベントストリームはまた、Ｌ１分類エンジン２３０によっても調べられる。
【０３２９】
パルスイベントストリームのユーザは、たとえば０〜３等の信号検出器ＩＤを指定することによって特定のパルス検出器を指定することができる。その他の場合は、Ｌ２ネットワークスペクトルマネージャ３６０がパルス検出器を選択する。パルス検出器の構成情報は、ＩＤ、帯域幅しきい値、最小中心周波数、最大中心周波数、最小パワーしきい値、最小パルス帯域幅、最大パルス帯域幅、最大パルス持続時間等を含む。パルス検出器の構成についてのさらなる詳細は、ＳＡＧＥについての上記同時係属中の出願に開示されている。
【０３３０】
パルスイベントデータストリームは、たとえば、信号検出器ＩＤ、中心周波数（パルスの開始における）、パルス帯域幅（パルスの開始における）、パルス持続時間、パルスイベント開始のタイムスタンプ、パルス検出器に関連する汎用クロックモジュールにおけるダウンカウンタのカウンタ値、およびパルスパワー推定（パルスの開始における）を含む。
【０３３１】
Ｌ１分類エンジン２３０は最初のレベルの信号分類を実行する。信号分類手順の詳細は、本発明の譲受人に譲渡された上記特許出願に開示されている。Ｌ１分類エンジン２３０は、統計およびパルス情報とフィンガープリントテンプレートとの一致により、信号またはパルスのフィンガープリント識別を出力する。結果は、パルスの種別およびタイミングについての１つまたは複数の識別の一致である。これに加えて、Ｌ１分類エンジン２３０は、周波数帯域で何が発生しているかを大まかに特徴付ける統計情報を出力する。Ｌ１分類エンジン２３０は、上に説明したように信号分類に適するようにＳＡＧＥパルス検出器を構成する。
【０３３２】
Ｌ１分類エンジン２３０によって出力された信号識別情報は「フィンガープリント識別」とも呼ばれ、たとえば、中心周波数（関連する場合）、フィンガープリントＩＤ、フィンガープリントＩＤが装置を表す推定確率、識別された装置のパワー、および推定デューティサイクル割合を含む。フィンガープリントＩＤは、たとえば、マイクロ波オーブンのＩＤ、周波数ホッピング装置（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＳＣＯ装置のＩＤ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ＡＣＬ装置のＩＤ、コードレス電話のＩＤ、ＩＥＥＥ８０２．１１装置のＩＤ、およびＩＥＥＥ８０２．１５．３装置のＩＤ、および様々な種別のレーダ信号のＩＤを含む。
【０３３３】
分類統計情報は、ＳＡＧＥ信号検出器により生成されたパルスイベントから構築されるヒストグラムを含む。Ｌ１分類エンジン２３０は、構成に基づいてパルスイベントを集めるようにパルス検出器を構成する。構築される統計ヒストグラムの例としては、中心周波数、帯域幅、アクティブ送信、パルス持続時間、パルス間の時間、および自動補正が挙げられる。これらヒストグラムおよび分類エンジンについては、上記信号分類特許出願にさらに詳細に記載されている。
【０３３４】
図３６は、様々なアプリケーションサービスおよびこれらアプリケーションサービスがマネージャサービスとどのようにインタフェースするかも示す。Ｌ２測定マネージャ３２０は、スペクトル解析器アプリケーション４１０および測定／統計アプリケーション４３０とデータを交換する。Ｌ２測定マネージャ３２０は、Ｌ１測定エンジン２２０からＳＵＭデータを受け取り、Ｌ２ＳＵＭ３８０と呼ばれる完全なＳＵＭを構築する。Ｌ２ＳＵＭ３８０は無線統計およびプロトコル統計を含む。Ｌ２ＳＵＭ２８０については図４１と併せてさらに詳細に説明することにする。Ｌ２位置特定マネージャ３１０は情報を位置特定アプリケーション４２０とインタフェースする。たとえば、Ｌ２位置特定マネージャ３１０は未処理の位置データを供給し、位置特定アプリケーション４２０がこのデータを処理して、周波数帯域で動作している様々な装置の位置情報を生成する。Ｌ２分類マネージャ３３０は情報を分類定義アプリケーション４２５と交換する。分類定義アプリケーション４２５は、分類エンジン２３０による使用のために新しいまたは更新された信号定義参照データ（フィンガープリントとも呼ばれる）を生成して供給するアプリケーションである。分類定義アルゴリズムは、信号分類に関連する、本発明の譲受人に譲渡された上記出願に開示されている。Ｌ２ポリシーマネージャ３４０はポリシーアプリケーション４４０と情報を交換する。ポリシーアプリケーション４００の１つの機能は、特定の状況での周波数帯域の使用を支配するスペクトルポリシーを定義し供給することである。以下で説明するポリシーウィザードは、ポリシーアプリケーション４４０の別の機能の例である。
【０３３５】
図３７〜図４０を参照して、Ｌ１エンジンサービスとＬ２マネージャサービスの間のインタフェースについて説明することにする。エンジンＮＳＩの機能は、Ｌ１エンジンサービスへのアクセスを提供することである。図３７に示すように、ＷＬＡＮ用途では、Ｌ１エンジンサービスはＡＰおよびクライアントＳＴＡ内で動作する。エンジンＮＳＩの単一のインスタンスは、ＡＰおよびＳＴＡ、あるいは単一のＳＴＡへのアクセスを提供する。エンジンＮＳＩのインスタンスはトランスポート接続によって区別される。すなわち、エンジンＮＳＩの各インスタンスに別個のトランスポート接続がある。ＷＬＡＮ用途では、エンジンＮＳＩはＡＰ内およびＳＴＡ内の両方に提供することができる。同様のＬ１サービスがＳＴＡおよび制御ＡＰの両方に提供される。たとえば、ＳＡＧＥの出力はＡＰおよびＳＴＡの両方に提供される。同様に、ネットワークＳＵＭ／統計もＡＰおよびＳＴＡの観点から利用することが可能である。
【０３３６】
図３８を参照すると、エンジンＮＳＩユーザが２つ以上のＡＰにアクセスしたい場合、エンジンＮＳＩの別個のインスタンスが作成される。各インスタンスは別個のトランスポート接続によって区別される。図３８は、それぞれのトランスポート接続をそれぞれ有するエンジンＮＳＩの２つの別個のインスタンスを介して２つのＡＰにアクセスする単一のエンジンＮＳＩユーザの一例を示す。
【０３３７】
図３９および図４０を参照すると、ステーション内のＮＳエンジンサービスにアクセスすることは、ステーション内でローカルに、あるいはトランスポートプロトコルを介してリモートに達成することができる。図３９はローカルステーション管理アプリケーションに典型的なローカルアクセスを示す。ＳＴＡ管理アプリケーションは、ＳＡＧＥスペクトル解析器または統計等のユーザサービスを提供する。図４０は、どのようにしてリモートモデルがリモートＳＴＡ統計の中央累積を可能にするかを示す。これはまた、ＡＰ、ＳＴＡ、および干渉ソースの間の干渉軽減のような活動の調整を可能にする。
【０３３８】
図４１は、Ｌ２ＳＵＭ３８０に含まれる情報の一例を示す。（周波数帯域に広がる複数の周波数ビンのうちの）各高速フーリエ変換（ＦＦＴ）周波数ビンは、関連するデューティサイクル統計、最大パワー統計、平均パワー統計、およびネットワークトラヒック統計がもしあれば、それらを有する。図４１は周波数ビンの例示的な部分集合のみを示す。
【０３３９】
Ｌ２ポリシーマネージャ
ポリシーマネージャ３４０は、周波数帯域に他の信号が存在することに対してどのように反応するかを定義する。これらポリシーは、統制ドメインまたはユーザ／管理者によって命令することができる。たとえば、欧州ＦＣＣは、レーダ信号が検出された場合はチャネルを移す命令を有する。別法として、管理者は、トラヒック負荷が６０％を超える場合に最も少ない雑音を有するチャネルを追加したい場合がある。ユーザは、ＷＬＡＮトラヒック上でコードレス電話トラヒックを優先したい場合がある。
【０３４０】
これらポリシーは経時にわたり変化し、使用ケースによって変わることになる。これにより、すべてのケースをハードコードし、製品と共に出荷することが不可能になる。作成された新しいまたは更新されたポリシー（たとえば、以下で説明するように）は、Ｌ２ポリシーマネージャ３４０によりＬ１ポリシーエンジン２４０にダウンロードすることができる。管理ポリシーは明確な文法の形で説明することができる。これら文法規則は、ＲＳＳＩレベル、ＣＣＡ割合、トラヒック種別(音声、データ、ビデオ等)、プロトコル種別、アクティブチャネル、代替チャネル等の概念を定義する。文法により「よりも大きい」、「最大」、および「のメンバ」等の演算子を定義する。
【０３４１】
文法により、ｉｆ／ｔｈｅｎ規則の優先順位付きセットを、
Ｉｆ［条件］、ｔｈｅｎ［規則をアクティブ化］
の形で構築することができる。
アクティブ化規則は、ＤＦＳ、ＴＰＣ等の基となるスペクトル管理ツールを利用する。
【０３４２】
スペクトルポリシーステートメントの例は、
ＳＯＨＯ  ＡＰ：
ｉｆスタートアップ
アクティブチャネル＝最低ＲＳＳＩ（ＡＰ）からランダム
ｉｆアクティブチャネルパケットエラー１>２０
アクティブチャネル＝最低ＲＳＳＩ（ＡＰ、ＳＴＡ）からランダム
ＳＯＨＯ  ＮＩＣ:
ｉｆスタートアップ
アクティブチャネル＝最後のアクティブチャネルを使用して開始されたＢＳＳＩＤ（１２３４）を見つける
大型ＷＬＡＮ  ＡＰ:
ｉｆスタートアップ
アクティブチャネル＝７固定
ｉｆアクティブチャネルトラヒック利用率>６０％
測定（チャネル８）＝低雑音の場合、チャネル８を追加
大型ＷＬＡＮ  ＮＩＣ：
ｉｆスタートアップ
アクティブチャネル＝低ＣＣＡを有する最高ＳＮＲを見つける
ｉｆアクティブチャネル衝突>５０％
低ＣＣＡを有する代替チャネルを見つける
である。
【０３４３】
ポリシーマネージャ３４０は、スペクトルポリシー規則を現在の状況と突き合わせて行動をとり、本質的に規則ベースのエキスパートシステム「推論エンジン」のように行動する。ポリシーマネージャ３４０の突き合わせインテリジェンスは人工知能のフィールド：ｌｉｓｐ、ｐｒｏｌｏｇ等からのツールキットを使用することができる。これに加えて、ポリシーマネージャ３４０はファジー論理を使用して、「高トラヒック」、「不良信号強度」等のファジー項に対処することができる。
【０３４４】
ポリシーウィザードはポリシーアプリケーション４４０の一例である。これは情報をポリシーマネージャ３４０に供給し、ユーザ（または管理者）に一連の質問たとえば、
これは家庭のネットワークであるか、それともオフィスのネットワークであるか、
ネットワークに２つ以上のＡＰがあるか、
エリアに１つまたは複数のコードレス電話があるか
をすることによってスペクトルポリシー作成作業を簡易化する。
【０３４５】
この情報に基づいて、ポリシーウィザードはパラメータに適したスペクトルポリシーを生成する。スペクトルポリシーはポリシーマネージャ３４０にダウンロードされる。
【０３４６】
要約して言えば、複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域の使用を管理する方法であって、無線周波数帯域で発生している無線周波数エネルギーから導き出されたスペクトル活動情報に基づいて、（ａ）無線周波数帯域における装置の動作を制御する制御信号、および（ｂ）無線周波数帯域において発生すると判断された特定種別の活動を記述した情報のうちの少なくとも１つを生成するステップを含む方法が提供される。
【０３４７】
これに加えて、複数の種別の信号が存在し得る無線周波数帯域の使用を管理するシステムであって、無線周波数帯域での無線周波数エネルギーを受信して、無線周波数帯域で発生し得る複数の種別の信号の活動を監視し、発生し得る複数の種別の信号の活動を表すスペクトル活動情報を生成する少なくとも１つの無線装置、および無線装置に結合され、スペクトル活動情報を受け取り、無線周波数帯域で動作している装置を制御するコントロール、および無線周波数帯域で発生すると判断された特定種別の活動を記述した情報のうちの少なくとも１つを生成する計算装置を備えるシステムが提供される。
【０３４８】
さらに、プロセッサにより実行されると、無線周波数帯域で発生している無線周波数エネルギーから導き出されるスペクトル活動情報に基づいて、無線周波数帯域における装置の動作を制御する制御信号、および（ｂ）無線周波数帯域で発生すると判断された特定種別の活動を記述した情報を生成するステップをプロセッサに実行させる命令がエンコードされたプロセッサ可読媒体が提供される。
【０３４９】
さらにまた、複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェアシステムであって、無線周波数帯域における活動に関連するデータを累積する第１のプロセス、第１のプロセスからのデータに基づいて、無線周波数帯域で発生している信号の種別を分類する第２のプロセス、および第１のプロセスにより累積されたデータおよび／または第２のプロセスにより基づいて発生すると判断された信号の種別に基づいて、無線周波数帯域で動作している装置のコントロール、および周波数帯域で発生している特定種別の活動を記述する情報のうちの少なくとも１つを生成する第３のプロセスを含むソフトウェアシステム。
【０３５０】
さらにまた、複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域における活動を管理するソフトウェア構造であって、無線周波数帯域における活動に関するスペクトル活動情報を処理して機能を実行するアプリケーションプログラム、およびスペクトル活動情報を生成する１つまたは複数のプロセスにメッセージを提示し、スペクトル活動情報をアプリケーションプログラムに返すアプリケーションプログラミングインタフェースを備えたソフトウェア構造がシステムに提供される。
【０３５１】
アプリケーションプログラムを、複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域における活動に関連するデータを解析し、スペクトル活動情報を生成する少なくとも１つのプロセスにインタフェースする方法であって、少なくとも１つのプロセスによるスペクトル解析機能要求を生成するステップ、および少なくとも１つのプロセスにより生成されたスペクトル活動情報を受け取るステップを含む方法が提供される。
【０３５２】
同様に、アプリケーションプログラムを、複数の種別の信号が発生し得る無線周波数帯域における活動に関連するデータを解析し、スペクトル活動情報を生成する少なくとも１つのプロセスにインタフェースする、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に具体化されるアプリケーションプログラミングインタフェースであって、少なくとも１つのプロセスからの解析機能を要求する第１のメッセージ群、およびスペクトル活動情報をアプリケーションプログラムに提供する第２のメッセージ群を含むアプリケーションプログラミングインタフェースが提供される。
【０３５３】
さらに、無線周波数帯域における無線周波数エネルギーを受信し、無線周波数エネルギーを表す信号を処理する装置（認知無線装置）であって、複数の種別の信号が発生している場合がある無線周波数帯域における無線周波数エネルギーを受信する無線受信器、時間間隔中の無線周波数帯域の少なくとも一部で受信した無線周波数エネルギーのパワー値を計算するスペクトル解析器、スペクトル解析器に結合され、１つまたは複数の特徴を満たす無線周波数エネルギーの信号パルスを検出する信号検出器、およびスペクトル解析器および信号検出器に結合され、スペクトル解析器および信号検出器の出力を受け取るプロセッサであって、スペクトル解析器および信号検出器から導き出されるスペクトル活動情報に基づいて、（ａ）無線周波数帯域における装置の動作を制御する制御信号、および（ｂ）無線周波数帯域で発生すると判断された特定種別の活動を記述した情報のうちの少なくとも１つを生成するようにプログラムされたプロセッサを備える装置が提供される。
【０３５４】
上記説明は、例のみを意図し、本発明を限定する意図は決してない。
【図面の簡単な説明】
【０３５５】
【図１】免許不要周波数帯域または共有周波数帯域において同時に動作することができる複数の装置を示すブロック図である。
【図２】２つの例示的な無線周波数帯域に同時に存在することができる信号種別のスペクトルプロファイルを示す。
【図３】２つの例示的な無線周波数帯域に同時に存在することができる信号種別のスペクトルプロファイルを示す。
【図４】スペクトル管理システムの全体的なデータフローを示す図である。
【図５】スペクトル管理プロセスの全体的なフローチャートである。
【図６】スペクトル管理システムの様々なプロセスおよび基本構造を示すブロック図である。
【図７】スペクトル管理システムにおいて有用なリアルタイムスペクトル解析構成要素（以下ＳＡＧＥと呼ぶ）のブロック図である。
【図８】ＳＡＧＥの出力をどのように周波数帯域において検出された信号の分類に使用することができるかを示す図である。
【図９】スペクトル管理システムにおいて有用な信号分類プロセスの全体的なフローチャートである。
【図１０】スペクトル管理システムによって生成することができる例示的なカバレッジマップである。
【図１１】スペクトル管理システムにおいて役割を果たすことができる例示的な通信装置のブロック図である。
【図１２】スペクトル管理システムにおいて役割を果たすことができる例示的なスペクトルセンサ装置のブロック図である。
【図１３】ネットワークスペクトルインタフェースと呼ばれるアプリケーションプログラミングインタフェースがアプリケーションによってどのように使用されて、スペクトル解析機能が開始されるかを示すラダーダイアグラムである。
【図１４】スペクトル管理システムにおいて生成された情報をどのように使用することができるかの例を示すフローチャートである。
【図１５】スペクトル管理システムにおいて生成された情報をどのように使用することができるかの例を示すフローチャートである。
【図１６】スペクトル管理関連情報をユーザに伝える際に有用である例示的な表示画面の図である。
【図１７】スペクトル管理関連情報をユーザに伝える際に有用である例示的な表示画面の図である。
【図１８】スペクトル管理関連情報をユーザに伝える際に有用である例示的な表示画面の図である。
【図１９】スペクトル管理関連情報をユーザに伝える際に有用である例示的な表示画面の図である。
【図２０】スペクトル管理関連情報をユーザに伝える際に有用である例示的な表示画面の図である。
【図２１】スペクトル管理関連情報をユーザに伝える際に有用である例示的な表示画面の図である。
【図２２】スペクトル活動情報を表示することができる例示的な方法の図である。
【図２３】スペクトル活動情報を表示することができる例示的な方法の図である。
【図２４】スペクトル活動情報を表示することができる例示的な方法の図である。
【図２５】スペクトル活動情報を表示することができる例示的な方法の図である。
【図２６】スペクトル管理関連情報を利用して、周波数帯域で動作している装置のパフォーマンスについてユーザにアドバイスするプロセスのフローチャートである。
【図２７】スペクトル管理プロセスによって対処することができる免許不要帯域における複数のシナリオケースを示す図である。
【図２８】スペクトル管理システムのより詳細な構造を示すブロック図である。
【図２９】スペクトル管理プロセスのワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）アプリケーションでの装置同士の階層的対話を示すブロック図である。
【図３０】スペクトル管理構造の様々なプロセスレベル同士のネットワークスペクトルインタフェース（ＮＳＩ）を示すブロック図である。
【図３１】スペクトル管理構造の様々なプロセスレベル同士のネットワークスペクトルインタフェース（ＮＳＩ）を示すブロック図である。
【図３２】スペクトル管理システムの様々なソフトウェアレベルでのリソースマネージャ同士の対話を示す流れ図である。
【図３３】スペクトル管理構造の処理レベル同士の他の階層的関係を示すブロック図である。
【図３４】スペクトル管理構造の処理レベル同士の他の階層的関係を示すブロック図である。
【図３５】スペクトル管理システム構造における中間レベル同士の対話を示すより詳細なブロック図である。
【図３６】スペクトル管理システム構造におけるより上位レベル同士の対話を示すより詳細なブロック図である。
【図３７】エンジンＮＳＩとＷＬＡＮ環境における装置とのいくつかの対話を示す図である。
【図３８】エンジンＮＳＩとＷＬＡＮ環境における装置とのいくつかの対話を示す図である。
【図３９】エンジンＮＳＩとＷＬＡＮ環境における装置とのいくつかの対話を示す図である。
【図４０】エンジンＮＳＩとＷＬＡＮ環境における装置とのいくつかの対話を示す図である。
【図４１】スペクトル解析および周波数帯域で動作する装置から得られた他の情報から構築された例示的なスペクトル利用マップ（ＳＵＭ）の図である。
【図１】
2005523616.tif 000045
【図２】
2005523616.tif 000046
【図３】
2005523616.tif 000047
【図４】
2005523616.tif 000048
【図５】
2005523616.tif 000049
【図６】
2005523616.tif 000050
【図７】
2005523616.tif 000051
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【国際調査報告】
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