(57)【要約】      （修正有）【課題】コグニティブ無線システムにおいてプライマリシステムと共存する互いに競合するセカンダリシステムがさらに優先レベル分けされ、異なる優先度のセカンダリシステムの周波数スペクトルの利用を管理する周波数スペクトル管理装置と周波数スペクトル管理方法を提供する。【解決手段】異なる優先度を有する複数のシステムの第１のシステムからの資源への要求を受信し、受信した要求に基づいて上記複数のシステムと異なる第２のシステムにおける利用可能な資源を認識し、第１のシステムの優先度と第２のシステムにおける上記利用可能な資源とに基づいて複数のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定する。【選択図】図１２
2019134482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる優先度を有する複数のシステムのうち第1のシステムからの、資源への要求を受信し、
受信された要求に基づいて上記複数のシステムと異なる第2のシステムにおける利用可能な資源を認識し、
上記第1のシステムの優先度と、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源に基づいて上記複数のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定するように配置される回路を含むシステム。
【請求項２】
上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源は、初期に上記第2のシステムによる利用に割り当てられ、初期に上記複数のシステムによる利用に割り当てられない資源である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
上記第2のシステムは、超高周波UHF周波数帯域において作動するテレビジョン放送システムであり、及び
上記回路は、上記UHF周波数帯域の少なくとも一つのサブセットを上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源として認識するように配置される請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
上記回路は、上記第2のシステムに割り当てられる、上記第2のシステムに対する干渉が予定の閾値を超えない場合に上記第1のシステムに使用可能な資源を認識することにより、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を認識するように配置される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
上記回路は、
上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が新たに上記第1のシステムに割り当てられた場合に上記第2のシステムに対して引き起こす干渉のレベルを推定し、
推定された干渉レベルに基づいて上記第1のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定するように配置される請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
上記回路は、
上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が新たに上記第1のシステムに割り当てられた場合に上記複数のシステムにおける第3のシステムに対して引き起こす干渉のレベルを推定し、
推定された干渉レベルに基づいて上記第1のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定するように配置される請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
上記要求は、上記第1のシステムの地理位置を指示する情報を含み、及び
上記回路は、上記第1のシステムの地理位置に基づいて上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を認識するように配置される請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
上記要求は、上記第1のシステムの優先度を標識する情報を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
上記複数のシステムは、第1のシステムと第3のシステムを含み、上記第1のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第1の優先度を有し、上記第3のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第2の優先度を有し、上記第2の優先度が上記第1の優先度より高い請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
上記回路は、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が上記第1のシステムに割り当てられる場合に上記第3のシステムに対する干渉レベルを推定するように配置される請求項9に記載のシステム。
【請求項１１】
上記回路は、推定された、上記第3のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超えない場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を上記第1のシステムに割り当てるように配置される請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
上記回路は、推定された上記第3のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超えた場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を調整する制御を行うように配置される請求項10に記載のシステム。
【請求項１３】
上記複数のシステムは第1のシステムと第3のシステムを含み、上記第1のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第1の優先度を有し、上記第3のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第2の優先度を有し、上記第1の優先度が上記第2の優先度より高い請求項1に記載のシステム。
【請求項１４】
上記第1のシステムからの、上記した資源への要求は、上記第1のシステムにおける所望の通信品質、所望の通信範囲、許容可能な干渉閾値の少なくとも一つを指示する情報を含み、
上記回路は、受信された要求に含まれる情報に基づいて第2のシステムにおける上記利用可能な資源を認識するように配置される請求項13に記載のシステム。
【請求項１５】
上記回路は、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が上記第1のシステムに割り当てられる場合に上記第3のシステムの上記第1のシステムに対する干渉レベルを確定するように配置される請求項13に記載のシステム。
【請求項１６】
上記回路は、確定された、上記第3のシステムの上記第1のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超えない場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を上記第1のシステムに割り当て且つ上記第3のシステムに割り当てる資源を調整する制御を行わないように配置される請求項15に記載のシステム。
【請求項１７】
上記回路は、確定された、上記第3のシステムの上記第1のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超える場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を上記第1のシステムに割り当て且つ上記第3のシステムに割り当てる資源を調整する制御を行うように配置される請求項15に記載のシステム。
【請求項１８】
上記複数のシステムは第1のシステムと、第3のシステムと、第4のシステムとを含み、上記第1のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第1の優先度を有し、上記第3のシステムと第4のシステムがそれぞれ上記第2のシステムの資源にアクセスする、上記第1の優先度より低い優先度を有し、
上記回路は、
上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が上記第1のシステムに割り当てられる場合に上記第1のシステムに対する干渉レベルを確定し、
確定された上記第1のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超える場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を上記第1のシステムに割り当てるとともに、上記第3のシステムと上記第4のシステムに割り当てられる、上記第1のシステムに対してより高い干渉量を引き起こすことと確認される少なくとも一つの資源を調整するように制御を行うように配置される請求項1に記載のシステム。
【請求項１９】
上記回路は、上記システムに隔操接続しているデータベースから受信する、上記資源を標識する情報に基づいて上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を認識するように配置される請求項1に記載のシステム。
【請求項２０】
コンピューター読み取り可能な指令を含む非一時的コンピューター読み取り可能な媒体であり、上記コンピューター読み取り可能な指令がシステムにより実行される場合に、上記システムに
異なる優先度を有する複数のシステムのうち第1のシステムからの、資源への要求を受信させ、
受信された要求に基づいて上記複数のシステムと異なる第2のシステムにおける利用可能な資源を認識させ、
上記第1のシステムの優先度と、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源とに基づいて上記複数のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定させる非一時的コンピューター読み取り可能な媒体。
【請求項２１】
異なる優先度を有する複数のシステムのうち第1のシステムからの、資源への要求を受信し、
受信された要求に基づいて上記複数のシステムと異なる第2のシステムにおける利用可能な資源を認識する情報を、他のシステムに送信し、
上記他のシステムから、上記第1のシステムの優先度と上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源とに基づいて上記複数のシステムに割り当てる資源を調整することを要求する情報を受信するように配置される回路を含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信の分野に関し、具体的にはコグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル管理に関し、さらに具体的にはコグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル資源の合理的利用を実現するための周波数スペクトル管理装置、地理位置データベース、セカンダリシステム装置及びこれらの装置を含む周波数スペクトル管理システム、並びに周波数スペクトル管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの進化に伴い、ユーザーは、高品質、高速、新サービスのますます高いサービス需要を有する。無線通信事業者や機器メーカーは、ユーザーの需要を満たすために絶え間なくシステムを改善する必要がある。これは、大量の周波数スペクトル資源（周波数スペクトル資源は、例えば、時間、周波数、帯域幅、許容最大送信電力等のパラメータを用いて量子化する）を必要として新サービスをサポートし、高速通信の要求を満足する。しかし、周波数スペクトル資源は限られ、且つ既に固定の事業者又はサービスに配布されている。新しい使用可能な周波数スペクトル資源は非常に稀又は高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この場合、動的周波数スペクトルの利用の概念を提案し、即ち、これらの既にあるサービスに許可（配布）されたが十分に利用されない周波数スペクトル資源を動的に利用する。現在のコグニティブ無線システムはこの考えに基づき、その中、コグニティブ無線システムは周囲の無線環境を自動的に検出し、許可されたユーザー又はシステム（プライマリユーザー又はプライマリシステム）に有害な干渉を引き起こさない場合に他のユーザー又はシステム（セカンダリユーザー又はセカンダリシステム）は許可されたユーザー又はシステムの周波数スペクトル資源を利用することが許可される。コグニティブ無線システムの発展に伴い、将来様々なセカンダリシステムを加入してきてプライマリシステムの周波数スペクトル資源の使用を要求し、複数のセカンダリシステムの間で競合が生じる場合に、如何に、様々なタイプのセカンダリシステムの間の周波数スペクトル資源の割当を効率的に調整する問題を解決する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下の本発明に関する概要は、発明の幾つかの方面に関する基本的理解を提供するために与えられる。この概念が本発明についての網羅的な概要ではないと理解されるべきである。これは、本発明のキー又は要部を確定することを意図せず、本発明の範囲を限定することを意図しない。簡単化の形でいくつかの概念を与えて、これを後述のより詳細の説明の序文とする目的にある。
【０００５】
上記の需要に鑑み、本願の目的は、コグニティブ無線システムにおいてプライマリシステムと共存する互いに競合するセカンダリシステムがさらに優先レベル分けされ、異なる優先度のセカンダリシステムの周波数スペクトルの利用を管理する周波数スペクトル管理装置と周波数スペクトル管理方法を提供する。本願は、さらに、当該周波数スペクトル管理装置と連携して使用する、相対的な簡単化の機能を有する地理位置データベースと、セカンダリシステムにおける対応するセカンダリシステム装置と、並びに周波数スペクトル管理装置、地理位置データベース及びセカンダリシステム装置を含む周波数スペクトル管理システムとを提供する。
【０００６】
本発明の態様によれば、異なる優先度を有する複数のシステムのうち第1のシステムからの資源への要求を受信し、受信された要求に基づいて上記複数のシステムと異なる第2のシステムにおける利用可能な資源を認識し、上記第1のシステムの優先度と、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源に基づいて上記複数のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定するシステムを提供する。
【０００７】
当該システムは、セカンダリシステムを異なる優先レベルに分け、異なる方法で異なる優先レベルのセカンダリシステムの周波数スペクトル利用要求を処理するとともに、低い優先度のセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを調整することにより、周波数スペクトル資源の効率的利用を実現する。
【０００８】
以下では、図面と併せて本発明の好適な実施例の詳細を記述することにより、本開示のこれら及びその他の長所がより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の以上、他の長所及び特徴をさらに記述するために、以下、図面と併せて本発明の具体的実施形態をより詳細に説明する。上記図面は以下の詳細な説明とともに本明細書に含まれ且つ本明細書の一部を形成する。同じ機能と構造とを有する素子が同一の参照符号で示される。これらの図面は本発明の典型的な例を記述するだけであり、本発明の範囲を限定するものとして見なすべきではないと理解されるべきである。図面において、
【００１０】
【図１】本願の一実施例に基づく、コグニティブ無線システムの構成を示している模式図である。
【００１１】
【図２】本願の一実施例に基づく、コグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル管理装置の構成ブロック図を示している。
【００１２】
【図３】本願の一実施例に基づく、周波数スペクトル管理装置における周波数スペクトル利用調整ユニットの構成ブロック図である。
【００１３】
【図４】調整する既存の第2レベルのセカンダリシステムをどのように選択するかを説明するための模式図を示している。
【００１４】
【図５】調整する既存の第2レベルのセカンダリシステムを選択するための干渉等価線を示す模式図である。
【００１５】
【図６】本願の他の一実施例に基づく、コグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル管理装置の構成ブロック図を示している。
【００１６】
【図７】本願の他の一実施例に基づく、コグニティブ無線システム構成を示す模式図である。
【００１７】
【図８】本願の一実施例に基づく、コグニティブ無線システムにおける地理位置データベースの構成ブロック図を示している。
【００１８】
【図９】目標セカンダリシステムが第２レベルのセカンダリシステムである場合にコグニティブ無線システムにおける情報フローの模式図を示している。
【００１９】
【図１０】目標セカンダリシステムが第1レベルのセカンダリシステムである場合にコグニティブ無線システムにおける情報フローの模式図を示している。
【００２０】
【図１１】本願の一実施例に基づく、コグニティブ無線システムにおけるセカンダリシステム装置の構成ブロック図を示している。
【００２１】
【図１２】本願の一実施例に基づく、コグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル管理方法のフローチャートを示している。
【００２２】
【図１３】本願の一実施例に基づく、周波数スペクトル管理方法における周波数スペクトル調整ステップのサブステップのフローチャートを示している。
【００２３】
【図１４】目標セカンダリシステムが第1レベルのセカンダリシステムである場合に行われる周波数スペクトル調整を示す詳細なフローチャートである。
【００２４】
【図１５】本発明の実施例に基づく方法及び/又は装置及び/又はシステムを実現できる一般的なパーソナルコンピュータの例示的構成ブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付の図面と併せて本発明の例示的実施例ついて説明する。明確と簡潔のために、明細書において実際の実施形態の全ての特徴は記載されていない。しかし、このような実際の実施例のいずれも開発するプロセスにおいて実施形態に特定する決定をして、開発者の具体的目標を実現し、例えば、システム及びビジネスに関するこれらの制約条件に符合し、且つこれらの制限条件が実施形態の違いに応じ変わる可能性があると了解すべきである。また、開発仕事は非常に複雑で時間がかかる可能性があるが、本開示の恩恵を受ける当業者にとって、この仕事が日常の任務であると理解されるべきである。
【００２６】
ここで、説明すべきことは、不必要な細部により本発明を曖昧にすることを避けるために、図面において本発明に基づく方案に密接に関するデバイス構成及び/又は処理ステップだけを示し、本発明にほとんど関係がない他の細部を省略する。  
【００２７】
コグニティブ無線システム
まず、本願の周波数スペクトル管理装置が位置するコグニティブ無線システムを簡単に説明する。一般に、コグニティブ無線システムは、プライマリシステムとセカンダリシステムを含み、プライマリシステムが周波数スペクトル利用権を有するシステムであり、プライマリシステムにおいて複数のユーザー（プライマリユーザー）が存在してもよい。セカンダリシステムは、周波数スペクトル利用権がなくプライマリシステムが当該周波数スペクトルを使用しない場合にのみ当該周波数スペクトルを適切に使用して通信するシステムであってもよく、セカンダリシステムにおいて複数のユーザー（セカンダリユーザー）が存在してもよい。代わりに、セカンダリシステムは、周波数スペクトル利用権を有するシステムであってもよいが、周波数スペクトルの使用上においてプライマリシステムより低い優先レベルを有し、例えば、事業者が新しい基地局を設置して新しいサービスを提供する場合、既存の基地局及び提供するサービスはプライマリシステムとされ周波数スペクトル使用優先順位を有する。
【００２８】
注意することは、ここでの利用可能な周波数スペクトル資源は、時間、周波数帯域、伝送電力等を指してもよい。
【００２９】
一つの応用例として、図1は本願の一実施例に基づく、コグニティブ無線システム100の構成の模式図を示している。なお、ラジオ・テレビジョン周波数スペクトル自身がラジオ・テレビジョンシステムに割り当て使用されるので、ラジオ・テレビジョンシステムはプライマリシステム101であり、プライマリユーザー基地局1011と複数のプライマリユーザー（テレビ）1012を含む。移動通信システム102、103、104はセカンダリシステムであり、それぞれ、セカンダリユーザー基地局1021、1031、1041とセカンダリユーザー1022、1032、1042を含む。当該コグニティブ無線システム100において、デジタルラジオ・テレビジョン周波数スペクトルにおける、あるテレビを放送しないチャンネルの周波数スペクトル又は隣り合うチャネルの周波数スペクトルを動的に利用して、テレビ信号の受信に干渉しない場合に、無線移動通信を行うことができる。
【００３０】
具体的に、UHF周波数帯域はラジオ・テレビジョンサービスに割り当てられるので、ラジオ・テレビジョンシステムが当該周波数帯域内で最も高い優先レベルを有し、プライマリシステムである。また、UHFにおいて、ラジオ・テレビジョンシステムがある時間区間、ある領域に使用しない周波数スペクトル資源は、他の通信システムに割り当て使用されることができる。
【００３１】
このようなプライマリシステムとセカンダリシステムとが共存する通信方式は、セカンダリシステムの応用がプライマリシステムの応用に悪い影響を与えないことを要求し、換言すれば、セカンダリシステムの周波数スペクトルによる影響がプライマリシステムの許容範囲内に制御されることができる。プライマリシステムに対する干渉を一定の範囲に維持、即ちその干渉閾値を超えないことを保証する場合に、複数のセカンダリシステムはこのシステムで使用可能なプライマリシステム資源を共有することができる。
【００３２】
当業者は、図１にプライマリシステムがラジオ・テレビジョンシステムである場合を示したが、本願はこれに限定されるものではなく、プライマリシステムは周波数スペクトル利用権を有する移動通信システムであってもよく、セカンダリシステムが他の周波数スペクトル資源を利用して通信することが必要とするシステムであってもよく、例えば、スマートメーター読取システムであると理解されるべきである。なお、移動通信システムの数は三つに限定されなく、多くても少なくてもよい。
【００３３】
現在、プライマリシステムを保護する主な方式の一つはプライマリシステムのカバレッジ情報をデータベースに記憶するものである。このデータベースにおいてプライマリシステムが許容できる干渉閾値をさらに記憶する。同一領域内のセカンダリシステムは、同一領域内のプライマリシステムの周波数スペクトルの利用を開始する前に、まず、当該データベースにアクセスしセカンダリシステムの状態情報、例えば、位置情報、スペクトラムエミッションマスク(spectrum emission
mask)、伝送帯域幅、キャリア周波数等を提供する。そして、データベースは、セカンダリシステムの状態情報に基づいて、セカンダリシステムのプライマリシステムに対する干渉量を算出し、且つ算出された、現在状態でのセカンダリシステムのプライマリシステムに対する干渉量に基づいて現在状態でのセカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトル資源を算出する。
【００３４】
周波数スペクトル管理装置
図1において、コグニティブ無線システム100は、周波数スペクトル管理装置105を使用して異なるセカンダリシステムの間で周波数スペクトル資源を割り当てることを管理することができる。
【００３５】
本願の一実施例によれば、コグニティブ無線システム100はプライマリシステム101と、第1レベルのセカンダリシステム（例えばセカンダリシステム102）と第２レベルのセカンダリシステム（例えば、セカンダリシステム103、104）を含み、第1レベルのセカンダリシステムはプライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が第２レベルのセカンダリシステムをよりも高く、図2に示すように、当該コグニティブ無線システム100における周波数スペクトル管理装置105は、目標セカンダリシステムがプライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報を受信するように配置される通信ユニット501と、目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを取得するように配置される利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502と、目標セカンダリシステムの優先度に基づいて目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定して目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルを確定し、及び／又は既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定するように配置される周波数スペクトル利用調整ユニット503とを含む。
【００３６】
また、周波数スペクトル利用調整ユニット503は、調整情報を通信ユニット501に提供してそれを直接に又は後述する地理位置データベースを介して対応するセカンダリシステムに提供してもよい。例えば、周波数スペクトル利用調整ユニット503は、確定された既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整に基づいて、対応する既存の第２レベルのセカンダリシステムの周波数スペクトル使用を調整するように配置されてもよい。
【００３７】
コグニティブ無線システム100において、セカンダリシステムは周波数スペクトル使用の面での優先レベルに基づいて第1レベルのセカンダリシステムと第２レベルのセカンダリシステムとに分類され、その中で、第1レベルのセカンダリシステムの優先度が第２レベルのセカンダリシステムより高い。セカンダリシステムの優先レベルに基づいてそれがプライマリシステムの周波数スペクトル資源に対する使用を制御することは、優先度の高いセカンダリシステムの通信品質を可能な限り保証することができるとともに、高い優先度のセカンダリシステムが周波数スペクトルを使用しない場合に低い優先度セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトル資源を最大化することを保証することができる。
【００３８】
セカンダリシステムの優先レベルは、予め設定されてもよく、システムの応用タイプの変化に応じて変化してもよい。例えば、事業者等が提供するクオリティ・オブ・サービス（QoS）保証を有する（例えば支払ってプライマリシステム周波数スペクトル資源を使用する）移動通信システムは第1レベルのセカンダリシステムであり、QoS保証のないランダムに周波数スペクトルを利用する（例えばプライマリシステム周波数スペクトル資源を無料で使用する）システムは第２レベルのセカンダリシステムである。しかし、セカンダリシステムの優先度の設置は、これに限定されるものではなく、実際の応用に基づいて設置してもよい。
【００３９】
目標セカンダリシステム（例えば、セカンダリシステム102、103、104の何れかであってもよい）が直接に周波数スペクトル管理装置105にプライマリシステム101の周波数スペクトル資源を利用する要求を提出する場合に、周波数スペクトル管理装置105における通信ユニット501は、当該要求情報を受信し、利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502に提供する。なお、要求情報には、目標セカンダリシステムに関する関連情報を含む。また、以下の実施例に記述するように、当該要求は、直接に目標セカンダリシステムから必ず受信されなく、コグニティブ無線システムにおける地理位置データベースからのものであってもよい。
【００４０】
一例として、要求情報には、明確に、セカンダリシステムの優先度情報を含むことができる。代わりに、要求情報にはセカンダリシステムの識別（ID）のみを含んでもよく、周波数スペクトル管理装置105は、このIDに基づいて記憶されるシステムIDと優先度のリストを問い合わせてその優先レベルを確定する。要求情報に含まれることができる情報はこれに限定されるものではないと理解すべきである。
【００４１】
例えば、要求情報は、目標セカンダリシステムの地理位置を含んでもよい。また、要求情報は目標セカンダリシステムのシステムパラメータ、周波数スペクトル使用品質要求、干渉閾値などを含んでもよい。
【００４２】
利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502は、受信された要求情報に応答して目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを取得し、プライマリシステム101が受ける干渉に基づいて目標セカンダリシステムの使用可能な周波数スペクトルを初めに確認する。
【００４３】
一つの実施例において、利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502は、目標セカンダリシステムがプライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用することを予測する場合に、プライマリシステムが受ける干渉がプライマリシステムの干渉閾値を超えない条件で予測利用可能な周波数スペクトルを取得するように配置される。
【００４４】
具体的に、利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502は、要求情報に基づいて算出することによって予測利用可能な周波数スペクトルを取得でき、又は外部のデータベースから直接に予測利用可能な周波数スペクトルに関する情報を取得することができる。当該予測利用可能な周波数スペクトルの算出は、任意の従来の技術を使用して行うことができる。 
【００４５】
その後、周波数スペクトル利用調整ユニット503は、要求情報に基づいて取得した目標セカンダリシステムの優先度に応じて目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定し、さらに必要に応じて、既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定する。そして、調整情報が通信ユニット501に提供され、通信ユニット501は、対応するセカンダリシステム又は要求を送信してきた外部装置例えば地理位置データベースにフィードパックする。
【００４６】
周波数スペクトル利用調整ユニット503を使用することにより、目標セカンダリシステムの周波数スペクトル資源に対する割り当てが既存のプライマリシステム及び優先レベルの高いセカンダリシステムの周波数スペクトルの使用に影響しないことを保証し、且つセカンダリシステムの優先レベルに基づいて周波数スペクトル資源を割り当てることができることで、周波数スペクトル資源使用の効率の最大化を図る。
【００４７】
図3は本願の一実施例に基づく、周波数スペクトル利用調整ユニット503の構成ブロック図を示している。図3に示すように、周波数スペクトル利用調整ユニット503は、目標セカンダリシステムの優先度を判断するように配置されるシステム優先度判断モジュール3001と、目標セカンダリシステムがその予測利用可能な周波数スペクトルに基づいてプライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用する場合に既存の第1レベルのセカンダリシステムが受ける予測干渉を算出するように配置される干渉算出モジュール3002と、目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定してその利用可能な周波数スペクトルを確定するように配置される調整モジュール3003とを含む。
【００４８】
なお、システム優先度判断モジュール3001は、目標セカンダリシステムからの要求情報に基づいてその優先レベルを判断することができ、前記の通り具体的な方式は要求情報のタイプに依存する。
【００４９】
既存の第1レベルのセカンダリシステムの通信に対する影響を一定範囲に保持するために、干渉算出モジュール3002は、目標セカンダリシステムが利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502により取得された予測利用可能な周波数スペクトルを使用して通信する場合、既存の第1レベルのセカンダリシステムは予測で受ける干渉を評価し、そして、調整モジュール3003は当該評価の結果に基づいて目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定することにより、実際に目標セカンダリシステムに使用可能な周波数スペクトルを確定する。
【００５０】
一実施例において、干渉算出モジュール3002により算出された予測干渉が既存の第1レベルのセカンダリシステムの干渉閾値を超える場合に、調整モジュール3003は、当該予測利用可能な周波数スペクトルより少ない周波数スペクトルを目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルとして確定する。言い換えれば、評価結果が目標セカンダリシステムが予測利用可能な周波数スペクトルを使用して通信すると既存の第1レベルのセカンダリシステムの通信品質に耐え難い影響を与える場合に、調整モジュール3003は当該予測利用可能な周波数スペクトルを減らし、例えば、一定量又は既存の第1レベルのセカンダリシステムの干渉閾値を超えた干渉量に対応する周波数スペクトルの量を減らしてもよい。
【００５１】
しかし、以下のような場合が存在し、即ち、目標セカンダリシステムがQoS（クオリティ・オブ・サービス）要求を有する第1レベルのセカンダリシステムである場合に、目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを減らす目標セカンダリシステムの通信品質を保証できない。
【００５２】
この問題を解決するために、システム優先度判断モジュール3001は目標セカンダリシステムが第1レベルのセカンダリシステムであると判断した場合に、調整モジュール3003はさらに目標セカンダリシステムの要求情報に基づいて既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定するように配置される。
【００５３】
以下の状況が存在する可能性があり、即ち、目標セカンダリシステムが第1レベルのセカンダリシステムである場合に、既存の各セカンダリシステムが目標セカンダリシステムに与えた干渉が予定の範囲を超えて目標セカンダリシステムが所望の通信品質に達しないと、調整モジュール3003は既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすことができる。従って、目標セカンダリシステムに割り当てる周波数スペクトル資源の量を応じて増やすように、既存の第２レベルのセカンダリシステムが目標セカンダリシステムに対する干渉量を小さくする一方、既存の第２セカンダリシステムがプライマリシステムに対する干渉を減らすことができる。
【００５４】
さらに、目標セカンダリシステムが予測利用可能な周波数スペクトルを使用して通信することに起因して既存の第1レベルのセカンダリシステムに対する予測干渉がその干渉閾値を超えると、目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを低減する必要があり、これにより、目標セカンダリシステムが所望の通信品質に達しない可能性がある。この場合、既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすこともできる。
【００５５】
いろいろな方法を採用して既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを調整することができる。一つのオプションの方法は、全ての第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすものであるが、システムのオーバーヘッドが高くなる。
【００５６】
従って、一つの好適な方法は、既存の第２レベルのセカンダリシステムを選択的に調整するものである。本願の一実施例によれば、調整モジュール3003は、以下の原則に基づいて調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択するように配置され、即ち、既存の第２レベルのセカンダリシステムのうち他の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすことに比べて、当該第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすことにより、上記目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルをより多く増やすことができる。 
【００５７】
なお、調整モジュール3003は、選択された調整される一つ又は複数の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを一定量だけ減らす、又は当該一つ又は複数の第２レベルのセカンダリシステムを停止させるように配置されてもよい。
【００５８】
さらに、具体的に、調整モジュール3003は、既存の第２レベルのセカンダリシステムからプライマリシステム参照点までの経路損失又は距離及び既存の第２レベルのセカンダリシステムから目標セカンダリシステムまでの経路損失又は距離に基づいて、調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択するように配置されてもよい。
【００５９】
図4は如何に調整する既存の第２レベルのセカンダリシステムを選択するかを説明するための模式図を示している。なお、S2が既存の第２レベルのセカンダリシステムを示し、S1が既存の第1レベルのセカンダリシステムを示し、T0が目標セカンダリシステムを示し、この例においてそれが第1レベルのセカンダリシステムであり、参照点がプライマリシステムのサービス範囲内における目標セカンダリシステムの干渉を受ける最も大きい位置である。図面において二つの第２レベルのセカンダリシステムと一つの第1レベルのセカンダリシステム（目標セカンダリシステムを含まない）だけを示したが、図示と説明の簡略のためである。さらに、一般的に、N個の第２レベルのセカンダリシステムとM個の第1レベルのセカンダリシステムが存在することを仮定している。目標セカンダリシステムのＳＮ比は、
【００６０】
【数１】
2019134482.tif 000003
のように示すことができる。
【００６１】
2019134482.tif 000004
【００６２】
2019134482.tif 000005
【００６３】
【数２】
2019134482.tif 000006
【００６４】
2019134482.tif 000007
【００６５】
2019134482.tif 000008
【００６６】
2019134482.tif 000009
【００６７】
また、他の実施例において、周波数スペクトル利用調整ユニット503は、さらに、調整可能な第２レベルのセカンダリシステムが存在しない又は既存の第２レベルのセカンダリシステムを調整しても目標セカンダリシステムの通信品質の要求を満足できない場合に、目標セカンダリシステムの優先度を第２レベルに変更するように配置される優先度調整モジュールを含むこともできる。
【００６８】
調整する第２レベルのセカンダリシステムを確定した後に、周波数スペクトル管理装置105は、通信ユニット501により調整情報を対応する第２レベルのセカンダリシステムに提供してもよく、当該第２レベルのセカンダリシステムは、対応して使用される周波数スペクトルを調整し、例えば使用される周波数スペクトルを一定量だけ減らさせる又は使用を停止させる。既存の第２レベルのセカンダリシステムの調整はリアルタイムで実行することができる。
【００６９】
また、一般に、プライマリシステムが周波数スペクトルを使用する時間に基づいてセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに有効期間を設定する必要があり、即ち、一定の時間範囲内で使用できる。この場合、調整モジュール3003は、さらに、既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを調整する必要がある場合に、目標セカンダリシステムと調整することを選択される第２レベルのセカンダリシステムとの対応関係を記憶し、且つ当該目標セカンダリシステムが周波数スペクトルをリリースした後に、調整された第２レベルのセカンダリシステムが調整前に使用される周波数スペクトルがその有効期間内にあり、且つ当該第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを復元しても他の第1のセカンダリシステムに影響を与えない場合、その周波数スペクトルの使用を復元するように配置されることもできる。
【００７０】
本願の一実施例に基づく、周波数スペクトル管理装置105の各部品の構成と機能が上述された。周波数スペクトル利用調整ユニット503を使用して目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトル及び／又は既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定することにより、第1レベルのセカンダリシステムが周波数スペクトルを効果的に利用するように第２レベルのセカンダリシステムを効率的に制御するとともに、第1レベルのセカンダリシステムの通信に影響しない場合に第２レベルのセカンダリシステムに最大の周波数スペクトル資源を取得させるようにすることができる。
【００７１】
図2は周波数スペクトル管理装置105の一つの例示構造を示したが、これに限定されるものではなく、周波数スペクトル管理装置105は他のユニット又はユニットの組合せを含むこともできる。図6に示すように、周波数スペクトル管理装置105は、プライマリシステム、第1レベルのセカンダリシステム、第２レベルのセカンダリシステムの少なくとも一つの関連情報を含むように配置される記憶ユニット504を含んでもよく、なお、関連情報は各システムの地理位置、使用される周波数スペクトル、及び優先度を含む。また、関連情報は、各システムの周波数スペクトルの使用品質要求、干渉閾値等を含み、例えば、特に、クオリティ・オブ・サービス（QoS）保証を有する第1レベルのセカンダリシステムに関してもよい。図6における通信ユニット501、利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502、周波数スペクトル利用調整ユニット503は図2におけるそれらと同じ構成と機能を有するので、ここで記述を省略する。
【００７２】
記憶ユニット504におけるこれらの関連情報は利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502及び／又は周波数スペクトル利用調整ユニット503の算出に使用されることができる。具体的に、例えば、利用可能な周波数スペクトル取得ユニット502が目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを自動的に算出するように配置される場合に、当該記憶ユニット504にアクセスして算出に必要なパラメータ、例えば、プライマリシステムの干渉閾値、既存のセカンダリシステムで使用される周波数スペクトル、地理位置等を取得することができる。
【００７３】
同様に、周波数スペクトル利用調整ユニット503は、記憶ユニット504に記憶された既存のセカンダリシステムの位置、使用される周波数スペクトル、優先度等を利用して目標セカンダリシステムが予測利用可能な周波数スペクトルを使用して通信する際に既存の第1レベルのセカンダリシステムへ生じる干渉量及び既存のセカンダリシステムが第1レベルのセカンダリシステムとしての目標セカンダリシステムへ生じる干渉量を算出することができる。
【００７４】
一実施形態において、記憶ユニット504は、要求を送信した目標セカンダリシステムが有効なセカンダリシステムであるかどうかをチェックする機能、例えば、目標セカンダリシステムがある一つの認証を通過するかどうかをチェックする機能を実行してもよい。
【００７５】
代わりに又は付加的に、図6に点線で示すように、周波数スペクトル管理装置105は、さらに、外部からプライマリシステム、第1レベルのセカンダリシステム、第２レベルのセカンダリシステムの少なくとも一つの、各システムの地理位置、使用される周波数スペクトル、及び優先度を含む関連情報を取得するように配置されるシステム情報取得ユニット505を含むこともできる。
【００７６】
ここでの外部は、周波数スペクトル管理装置105以外の任意の部品又はシステムを指す。一例として、システム情報取得ユニット505は、地理位置データベースからプライマリシステム、第1レベルのセカンダリシステム、及び第２レベルのセカンダリシステムの少なくとも一つの関連情報を取得するように配置されることができる。
【００７７】
この場合、通信ユニット501は、さらに、目標セカンダリシステムの関連情報を地理位置データベースに提供することにより地理位置データベースから目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを取得するように配置されることもできる。
【００７８】
また、以上、関連情報は各システムの地理位置、使用される周波数スペクトル、及び優先度を含むことが記述されたが、関連情報の具体的内容はこれに限定されるものではない。例えば、システムパラメータ、及び各システムの干渉閾値等を含むこともできる。
【００７９】
以上のように記述した周波数スペクトル管理装置105は、独立の装置であってもよい、又は例えば基地局に位置してもよい。また、図1においてコグニティブ無線システム100に一つの周波数スペクトル管理装置105しか存在しないことを示したが、一つの例示であり、当業者は、コグニティブ無線システム100において複数の周波数スペクトル管理装置105を含むことができ、且つ従来の様々な方法を用いて協働作動することができると理解されるべきである。
【００８０】
地理位置データベース
本発明の他の一実施例によれば、図7に示すように、周波数スペクトル管理装置の他、コグニティブ無線システムは地理位置データベースを含むこともできる。 
【００８１】
なお、コグニティブ無線システム200は、プライマリシステム101と、第1レベルのセカンダリシステム（例えば、セカンダリシステム102）と、第２レベルのセカンダリシステム（例えば、セカンダリシステム103、104）とを含み、第1レベルのセカンダリシステムはプライマリシステム101の周波数スペクトル資源を使用する優先度が第２レベルのセカンダリシステム優先度よりも高く、当該コグニティブ無線システム200において周波数スペクトル管理装置105と地理位置データベース201とを含む。同様に、周波数スペクトル管理装置105と地理位置データベース201との数は一つに限定されない。
【００８２】
なお、周波数スペクトル管理装置105は以上図2を参照して記述した構造及び機能を有するので、ここで繰り返し記載しない。図8に示すように、地理位置データベース201は、目標セカンダリシステムがプライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報を受信するように配置される通信部2001と、当該情報に応答して目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを算出するように配置される利用可能な周波数スペクトル算出部2002と、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、第２レベルのセカンダリシステムとの関連情報を記憶するように配置される記憶部2003とを含み、通信部2001は、少なくとも、予測利用可能な周波数スペクトルをコグニティブ無線システム200における周波数スペクトル管理装置105に送信し、及び周波数スペクトル管理装置105が目標セカンダリシステムの優先度に基づいて確定された、目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルの調整に関する情報及び／又は確定した既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルの調整に関する情報を受信する。
【００８３】
オプションとして、通信部2001は、さらに、周波数スペクトル管理装置へ目標セカンダリシステムの関連情報、記憶部2003により記憶される各システムの関連情報等を送信してもよい。
【００８４】
一例として、地理位置データベース201は、直接に、調整結果、即ち、利用可能な周波数スペクトル資源を目標セカンダリシステムにフィードバックしてもよい。又は、周波数スペクトル管理装置105により当該調整結果を目標セカンダリシステムにフィードバックし、地理位置データベース201は記憶部2003のみを使用して当該周波数スペクトルの割り当て状況を記憶する。
【００８５】
なお、確定された、既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整に関する情報は、確定された、既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルの調整に対する周波数スペクトル利用調整命令を含んでもよい。そして、図8に図示しないが、地理位置データベース201は、さらに、周波数スペクトル利用調整命令に基づいて対応する既存の第２レベルのセカンダリシステムの周波数スペクトル使用を調整するように配置される周波数スペクトル利用調整ユニットを含むこともできる。
【００８６】
また、地理位置データベース201は、プライマリシステムの周波数スペクトルの需要に応じて各第２レベルのセカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトル資源に有効期間を設定し、有効期間を複数の有効時間区間に分割するように配置される有効期間設定部と、各有効時間区分が終わる場合、地理位置データベースが各第２レベルのセカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトル資源を確定し、調整に関する情報に基づいて対応する第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルの調整を行うように、タイミングを実行するように配置されるタイマとを含むこともできる。
【００８７】
以上のように、予測利用可能な周波数スペクトル資源は予測プライマリシステムが受ける干渉がその干渉閾値を超えない条件下で算出して得られたものであり、プライマリシステムが周波数スペクトルを使用する時間を考慮すると、有効期間設定部は、算出された、予測利用可能な周波数スペクトル資源に有効期間を設定して、プライマリシステムを保護することを確保してもよい。同時に、時間的なより精確な管理を実現するために、さらに、有効期間を有効時間区間に分割し、タイマは、地理位置データベースが例えば各第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトル資源がまだ使用できることを確定できるように、各有効時間区間が終わる際に関連する処理を起動してもよく、この際に、受信された調整の情報に基づいて既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルの調整を行ってもよい。
【００８８】
以下、図9を参照して、コグニティブ無線システム200において、目標セカンダリシステムとしての第２レベルのセカンダリシステムT0が地理位置データベース201へプライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する場合に、地理位置データベース201と、周波数スペクトル管理装置105と、当該目標セカンダリシステムとの間の情報フローの一例を記述する。
【００８９】
図9に示すように、第２レベルのセカンダリシステムT0は地理位置データベース201へ周波数スペクトル資源の使用の要求を送信し、地理位置データベース201はその予測利用可能な周波数スペクトルを算出し、算出結果と第２レベルのセカンダリシステムT0の関連情報とを周波数スペクトル管理装置105に送信し、周波数スペクトル管理装置105は、まず、その優先度が第２レベルであると確定するので、その予測利用可能な周波数スペクトルを使用する際に既存の第1レベルのセカンダリシステムが受ける予測干渉を算出し、これに基づいて、当該予測干渉が第1レベルのセカンダリシステムの干渉閾値を超えないように、その利用可能な周波数スペクトルを調整する又は減らすかどうかを確定する。その後、周波数スペクトル管理装置105は調整情報を地理位置データベース201に伝えて、地理位置データベース201は当該調整情報に基づいて目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを更新し、通信部2001により目標セカンダリシステムT0にフィードバックする。勿論、他の一例として、点線で示すように、周波数スペクトル管理装置105により当該調整情報を直接に当該第２レベルのセカンダリシステムT0にフィードバックすることもできる。
【００９０】
また、図10は第1レベルのセカンダリシステムとしての目標セカンダリシステムT0が周波数スペクトル管理装置105へプライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する場合に、地理位置データベース201と、周波数スペクトル管理装置105と、当該目標セカンダリシステムの間の情報フローの一例を示している。
【００９１】
図10に示すように、第1レベルのセカンダリシステムT0は周波数スペクトル管理装置105へ周波数スペクトル資源使用の要求を送信し、周波数スペクトル管理装置105はその所望の通信品質及び所望の周波数スペクトルの使用状況（例えば応用範囲）、干渉閾値等を取得し、第1レベルのセカンダリシステムT0の関連情報を地理位置データベース201に送信する。地理位置データベース201は、当該目標セカンダリシステムの地理位置情報等に基づいてプライマリシステムを保護する条件を満足する場合に目標セカンダリシステムに使用されることができるプライマリシステム周波数スペクトル資源を算出し、当該情報を周波数スペクトル管理装置105に送信する。周波数スペクトル管理装置105は、目標システム予測周波数スペクトルの利用状況、干渉閾値に基づいてどの既存の第２レベルのセカンダリシステムがそれに干渉するかを判断し（例えば、地理位置データベース201は予め既に既存の第2のセカンダリシステムの情報を周波数スペクトル管理装置に送信し、例えば、地理位置データベース201は各第2のセカンダリシステム周波数スペクトル資源を確定した後に情報を全て周波数スペクトル管理装置105に送信してもよい。）、これらの既存のセカンダリシステム及び目標セカンダリシステムの周波数スペクトル使用に対する調整を確定する（関連方法は後述する）。周波数スペクトル管理装置105は、例えば、前述した調整方法を採用して調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択し、地理位置データベース201へ周波数スペクトル利用調整命令を送信することにより、地理位置データベース201は対応する第２レベルのセカンダリシステムを調整し、その後、調整レポートを周波数スペクトル管理装置105に戻すことができる。この場合、周波数スペクトル管理装置105は、利用可能な周波数スペクトル資源を目標セカンダリシステムT0にフィードバックしてもよい。
【００９２】
図9と図10を参照してコグニティブ無線システムにおいて目標セカンダリシステムが周波数スペクトル管理装置105と地理位置データベース201とへプライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報フローの例示を示したが、具体的な詳細はこれに限定されるものではなく、両者の構成と機能に応じて変更することができる。
【００９３】
セカンダリシステム装置
以上、周波数スペクトル管理の役割を果たす装置の構造及び機能が記述されたが、セカンダリシステムにおいて要求を開始及び調整情報を受信することができる部品を含む必要があると理解される。
【００９４】
従って、本願の一実施例によれば、さらに、コグニティブ無線システムにおけるセカンダリシステム装置107を提供し、以上のように、コグニティブ無線システムは、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、第２レベルのセカンダリシステムとを含み、第1レベルのセカンダリシステムはプライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が上記第２レベルのセカンダリシステムよりも高く、セカンダリシステム装置107は第1レベルのセカンダリシステム又は第２レベルのセカンダリシステムに設置される。図11に示すように、セカンダリシステム装置107は、プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求するセカンダリシステム装置に関する優先度情報要求情報を含む要求情報を送信し、優先度に基づいて確定したセカンダリシステム装置に対する利用可能な周波数スペクトル情報を受信するように配置される通信ユニット1071と、通信ユニット1071の受信した利用可能な周波数スペクトル情報に基づいてプライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用するように配置される周波数スペクトル利用ユニット1072とを含む。
【００９５】
なお、セカンダリシステム装置に関する優先度情報は、セカンダリシステムの優先度情報を含み、即ち、当該セカンダリシステムが第1レベルのセカンダリシステム又は第２レベルのセカンダリシステムである。
【００９６】
セカンダリシステム装置107が第２レベルのセカンダリシステムに対応する場合に、通信ユニット1071は、さらに、上記セカンダリシステム装置107に関する周波数スペクトル利用調整情報を受信するように配置され、当該周波数スペクトル調整情報はコグニティブ無線システムにおける第1レベルのセカンダリシステムの、プライマリシステム周波数スペクトル資源の利用を要求する要求情報に基づいて確定される。例えば、新しい第1レベルのセカンダリシステムが周波数スペクトル資源の使用を要求する場合に、周波数スペクトル管理装置105は、当該要求に応答してセカンダリシステム装置107に対応する第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすことにより，これにより、セカンダリシステム装置107の通信ユニット1071へ当該周波数スペクトル利用調整の指令を送信する可能性がある。
【００９７】
周波数スペクトル管理システム
本願の上記開示によれば、さらに、コグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル使用を管理するための周波数スペクトル管理システムであって、コグニティブ無線システムは、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、第２レベルのセカンダリシステムとを含み、第1レベルのセカンダリシステムは上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が第２レベルのセカンダリシステムよりも高く、当該周波数スペクトル管理システムは、以上のように記述した周波数スペクトル管理装置105と、地理位置データベース201と、セカンダリシステム装置107とを含み、地理位置データベース201の通信部2001は、少なくとも予測利用可能な周波数スペクトルを周波数スペクトル管理装置105に送信し、周波数スペクトル管理装置105が目標セカンダリシステムの優先度に基づいて確定した目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整に関する情報及び／又は確定された既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整に関する情報を受信する周波数スペクトル管理システムを提供する。具体的情報フローは、以上図9と10を参照して記述したが、ここで繰り返して記載しない。
【００９８】
当該周波数スペクトル管理システムを使用することにより、プライマリシステムの周波数スペクトル資源をより合理的に割り当てるとともに、高優先度のセカンダリシステムの周波数スペクトル使用を優先的保証することができる。
【００９９】
周波数スペクトル管理方法
以上の実施形態において周波数スペクトル管理装置と、地理位置データベースと、セカンダリシステム装置とを記述するプロセスに、幾つかの処理又は方法も明らかに開示されている。以下、以上で検討したある細部を重複しない場合にこれらの方法の簡略を提供するが、これらの方法は周波数スペクトル管理装置と、地理位置データベースと、セカンダリシステム装置とを記述するプロセスにおいて開示されたが、これらの方法は必ず記述されたそれらの部品を採用せず又はそれらの部品により実行されない。例えば、周波数スペクトル管理装置と、地理位置データベースと、セカンダリシステム装置との実施形態は部分的又は完全的にハードウェア及び／又はファームウェアにより実現されることもでき、これらの方法は周波数スペクトル管理装置、地理位置データベース及び／又はセカンダリシステム装置のハードウェア及び／又はファームウェアにより実現されても、以下検討する周波数スペクトル管理方法は完全的にコンピューター実行可能なプログラムにより実現されてもよい。
【０１００】
図12は本願の一実施例に基づく、コグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル管理方法のフローチャートを示し、コグニティブ無線システムは、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、第２レベルのセカンダリシステムとを含み、第1レベルのセカンダリシステムはプライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が上記第２レベルのセカンダリシステムよりも高い。図12に示すように、当該周波数スペクトル管理方法は、目標セカンダリシステムがプライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報を受信すること（S11）、目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを取得すること（S12）、目標セカンダリシステムの優先度に基づいて目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定して目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルを確定し、及び／又は既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定すること（S13）と、調整情報を対応するセカンダリシステムに提供すること（S14）とを含む。
【０１０１】
なお、要求情報は目標セカンダリシステムに関する関連情報を含むことができ、関連情報は例えば対応するセカンダリシステムの優先度又はID等を含むことができる。必要に応じて、関連情報はシステムの地理位置等のパラメータを含んでもよい。
【０１０２】
目標セカンダリシステムは、プライマリシステムの周波数スペクトルの利用を所望する場合に、上記要求情報を送信する。当該要求情報に応答して目標セカンダリシステムに予測で提供できる予測利用可能な周波数スペクトルを取得する。このような取得は、直接に算出されてもよく、専用の記憶又は算出装置から簡単に取得されてもよい。前者の場合に、周波数スペクトル管理方法は、プライマリシステム、第1レベルのセカンダリシステム、及び第２レベルのセカンダリシステムの少なくとも一つの、各システムの地理位置、使用される周波数スペクトル、優先度等を含む関連情報を取得するステップをさらに含む。一例として、地理位置データベースからこれらの関連情報を取得することができる。また、地理位置データベースから直接に目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを取得してもよい。
【０１０３】
一実施例において、予測利用可能な周波数スペクトルを取得するステップは、目標セカンダリシステムがプライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用することを予測する際にプライマリシステムが受ける干渉がプライマリシステムの干渉閾値を超えない条件で予測利用可能な周波数スペクトルを取得することを含む。任意の従来の技術を予測利用可能な周波数スペクトルを取得してもよい。
【０１０４】
しかし、当該予測利用可能な周波数スペクトルが必ず目標セカンダリシステムに完全に割り当て使用されなく、これは目標セカンダリシステムの優先レベルに依存する一方、既存の第1レベルのセカンダリシステムの周波数スペクトルの使用状況に依存する。従って、周波数スペクトル資源を合理的に割り当てるために、周波数スペクトル調整のステップS13を行なう必要がある。
【０１０５】
例示的に、図13に実線で示すように、ステップS13は、目標セカンダリシステムの優先度を判断する（S131）こと、目標セカンダリシステムがその予測利用可能な周波数スペクトルに基づいてプライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用する際に既存の第1レベルのセカンダリシステムが受ける予測干渉を算出する（S132）こと、目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定してその利用可能な周波数スペクトルを確定する（S133）ことを含むことができる。
【０１０６】
ステップS132で算出された予測干渉が既存の第1レベルのセカンダリシステムの干渉閾値を超えたとき、予測利用可能な周波数スペクトルより小さい周波数スペクトルを目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルとして確定する。
【０１０７】
その優先度が低いので、目標セカンダリシステムの優先度が第２レベルであると判断される場合に、既存の第1レベルのセカンダリシステムの通信品質を確保する必要がある場合に、目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルのみを減らす必要がある。
【０１０８】
目標セカンダリシステムの優先度が第1レベルであると判断する場合に、調整のステップS13は、目標セカンダリシステムの要求情報に基づいて既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定することをさらに含む（S134）。この場合、調整のフローチャートは図14を参照してもよい。
【０１０９】
具体的に、この場合、目標セカンダリシステムの優先度が高いので、例えば、その通信品質を保証する必要があり、従って、まず、既存の各セカンダリシステムが目標セカンダリシステムに与える干渉を算出することにより（S301）、所望の通信品質に達するかどうか判断する（S302）。判断の結果がNOであると、調整可能な既存の第２レベルのセカンダリシステムが存在するかどうかを調べ（S303）、存在すると、調整する既存の第２レベルのセカンダリシステムを選択し（S304）、その後、当該既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを調整したと仮定する場合に、目標セカンダリシステムの所望の通信品質に達する又は調整する第２レベルのセカンダリシステムがなくなるまで目標セカンダリシステムが受ける干渉を新たに算出する。
【０１１０】
その後、ステップS305において、目標セカンダリシステムが現在算出された利用可能な周波数スペクトルを使用して通信する際に既存の第1レベルのセカンダリシステムが受ける干渉が予定の閾値を超えるかどうかを判断する。超えないと、S308に進み、調整が終了し、目標セカンダリシステムが周波数スペクトル資源を要求することが成功する。
【０１１１】
そうでないと、現在の目標セカンダリシステム利用可能な周波数スペクトル資源がゼロであるかどうかを判断する（S306）。ゼロではないと、当該利用可能な周波数スペクトル資源を減らし（S307）、その後、ステップS302に進み、即ち、利用可能な周波数スペクトル資源を減らす場合に目標セカンダリシステムが所望の通信品質に達するかどうかを判断し、達しないと、また、ステップS303、S304を行って、さらに既存の第２レベルのセカンダリシステムを選択して調整する。
【０１１２】
一方、ステップS306においてシステム利用可能な周波数スペクトル資源がゼロであると判断すると、目標セカンダリシステムに割り当てる周波数スペクトル資源がないことを示し、この場合、S309に進み、フローが終了し、目標セカンダリシステムの要求が失敗する。
【０１１３】
同様に、ステップS303において調整可能な既存の第２レベルのセカンダリシステムが存在しないことがわかると、既存の第1レベルのセカンダリシステムの通信品質に影響しない場合に目標セカンダリシステムを正常に動作させることができないことを示し、フローがS309に進み、目標セカンダリシステムの要求が失敗する。
【０１１４】
なお、図14に示さないが、調整可能な第２レベルのセカンダリシステムが存在しないので目標セカンダリシステムの要求が失敗した場合に、さらに、目標セカンダリシステムの優先度を第２レベルに変更する優先度調整ステップを含むこともできると理解されるべきである。
【０１１５】
図14の、調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択するステップS304において、以下の原則に従って調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択し、即ち、既存の第２レベルのセカンダリシステムのうち他の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすことに比べて、第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすことにより、目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルをより増加させることができる。具体的に、既存の第２レベルのセカンダリシステムからプライマリシステム参照点までの経路損失又は距離、及び既存の第２レベルのセカンダリシステムから目標セカンダリシステムまでの経路損失又は距離に基づいて、調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択することができる。
【０１１６】
調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択した後に、選択された調整する一つ又は複数の第２レベルのセカンダリシステムの使用される周波数スペクトルを一定量だけ減らす、又は当該一つ又は複数の第２レベルのセカンダリシステムを停止させてもよい。なお、調整はランダムに行われることができる。
【０１１７】
一例として、上記コグニティブ無線システムにおいて、プライマリシステムは、ラジオ・テレビジョンシステムであってもよい。なお、第1レベルのセカンダリシステムはクオリティ・オブ・サービス保証を有する移動通信システムであってもよい。
【０１１８】
具体的実施例と併せけて本発明の基本的原理を記述したが、指すべきことは、当業者にとって、本発明の方法と装置の全部又は任意のステップ或いは部品は、任意の算出装置（プロセッサー、記憶媒体等）又は算出装置のネットワークにおいて、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその組合せで実現することができると理解すべきであり、当業者は本発明の記述を読んだ場合に、基本的プログラミング技術を利用して実現することができる。
【０１１９】
従って、本発明は、さらに、機器読み取り可能な指令コードを記憶しているプログラム製品を提供する。上記指令コードは、機器によって読み出され実行されたとき、上記した、実施例に基づく方法を実現することができる。
【０１２０】
対応して、上記機器取り可能な指令コードを格納したプログラム製品の記録媒体も本発明の開示に含まれる。上記記憶媒体はソフトディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリカード、メモリスティック等を含むことが限定されるものではない。
【０１２１】
ソフトウェア又はファームウェアにより本発明を実現する場合に、記憶媒体又はネットワークから専用のハードウェア構造を有するコンピューター（図15紙面に示す汎用コンピューター1500）へ当該ソフトウェアを構成するプログラムをインストールし、当該コンピューターは各種のプログラムをインストールした際に各種の機能などを実行できる。
【０１２２】
図15において、中央処理装置（CPU）1501は読み出し専用記憶装置（ROM）1502に記憶されたプログラム又は記憶部1508からランダムアクセスメモリ（RAM）1503にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM1503において、必要に応じてCPU1501が各種の処理などを実行するときになど必要なデータも記憶する。CPU 1501、ROM1502、RAM1503は、バス1504を互いに接続される。入出力インタフェース1505もバス1504に接続している。
【０１２３】
入力部1506（キーボード、マウスなどを含む）、出力部1507（ディスプレイ、例えば、ブラウン管（CRT）、液晶ディスプレイ（LCD）など、及びスピーカなどを含む）、記憶部1508（ハードディスクなどを含む）、通信部1509（ネットワークインタフェースカード、例えばLANカード、モデムなどを含む）は、入出力インタフェース1505に接続する。通信部1509は、ネットワーク例えばインターネットを介して通信処理を実行する。必要に応じて、ドライバー1510は入出力インタフェース1505に接続してもよい。 リムーバブル媒体1511例えば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等は必要に応じてドライバー1510に取り付けられることにより、その中から読み取るコンピュータープログラムが必要に応じて記憶部1508にインストールされるようにする。
【０１２４】
ソフトウェアにより上記の一連の処理を実現する場合に、ネットワーク例えばインターネット又は記憶媒体例えばリムーバブル媒体1511からソフトウェアを構成するプログラムをインストールする。
【０１２５】
当業者は、このような記憶媒体が図15に示すその中にプログラムを記憶した、デバイスとは別に配布さてユーザーにプログラムを提供するリムーバブル媒体1511に限定されるものではないと理解されるべきである。リムーバブル媒体1511の例は磁気ディスク（フロッピーディスク（登録商標）を含む）、光ディスク（コンパクト・ディスク読出し専用メモリー（CD-ROM）とデジタル多目的ディスク（DVD）を含む）、光磁気ディスク（ミニディスク（MD）（登録商標）を含む）、半導体メモリを含む。又は、記憶媒体はROM 1102、記憶部1508に含まれるハードディスクなどであって、その中にプログラムを記憶し、且つそれらを含むデバイスと一緒にユーザーに配布されてもよい。
【０１２６】
さらに指すことは、本発明の装置、方法及びシステムにおいて、各部品又は各ステップは分解及び／又は再結合することができる。このような分解及び／又は再結合は本発明の等価な方案と見なすべきである。そして、上記の一連の処理を実行するステップは、自然的に説明の順に時間的に実行されるが、必ず時間的に実行されない。幾つかのステップは並行又は互いに独立して実行されてもよい。
【０１２７】
最後、さらに説明することは、用語「含む」、「包含」又は他の任意の変異体は非排他的な包含を含むことが意図されて、一連の要素を含むプロセス、方法、物品又はデバイスがそれらの要素を含むだけでなく、明確に説明する他の要素をさらに含み、又はこのようなプロセス、方法、物品又はデバイスに固有される要素も含む。また、より多い制限がない場合に、語句「一つを含む……」により限定される要素は、上記要素を含むプロセス、方法、物品又はデバイスに他の同じな要素が存在することを排除しない。
【０１２８】
以上では図面と併せて本発明の実施例を詳細に記述したが、上記記述された実施形態は本開示を説明するためであり、本開示を限定するものではないと分かるべきである。当業者にとって、本開示の実質と範囲を逸脱しない場合に、上記実施形態に対して各種の修正、変更を行うことができる。本開示の範囲は、付加の請求項及びその等価意味によって限定される。
【０１２９】
本文に開示される実施例は、以下のように配置されることもできる。
【０１３０】
一つの例示的実施例によれば、本開示は、異なる優先度を有する複数のシステムのうち第1のシステムからの、資源への要求を受信し、受信された要求に基づいて上記複数のシステムと異なる第2のシステムにおける利用可能な資源を認識し、上記第1のシステムの優先度と、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源に基づいて上記複数のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定するように配置される回路を含むシステムに関する。
【０１３１】
上記システムによれば、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源は、初期に上記第2のシステムによる利用に割り当てられ、初期に上記複数のシステムによる利用に割り当てられない資源である。
【０１３２】
上記システムによれば、上記第2のシステムは、超高周波UHF周波数帯域において作動するテレビジョン放送システムであり、及び上記回路は、上記UHF周波数帯域の少なくとも一つのサブセットを上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源として認識するように配置される。
【０１３３】
上記システムによれば、上記回路は、上記第2のシステムに割り当てられる、上記第2のシステムに対する干渉が予定の閾値を超えない場合に上記第1のシステムに使用可能な資源を認識することにより、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を認識するように配置される。
【０１３４】
上記システムによれば、上記回路は、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が新たに上記第1のシステムに割り当てられた場合に上記第2のシステムに対して引き起こす干渉のレベルを推定し、推定された干渉レベルに基づいて上記第1のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定するように配置される。
【０１３５】
上記システムによれば、上記回路は、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が新たに上記第1のシステムに割り当てられた場合に上記複数のシステムにおける第3のシステムに対して引き起こす干渉のレベルを推定し、推定された干渉レベルに基づいて上記第1のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定するように配置される。
【０１３６】
上記システムによれば、上記要求は、上記第1のシステムの地理位置を指示する情報を含み、上記回路は、上記第1のシステムの地理位置に基づいて上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を認識するように配置される。
【０１３７】
上記システムによれば、上記要求は、上記第1のシステムの優先度を標識する情報を含む。
【０１３８】
上記システムによれば、上記複数のシステムは、第1のシステムと第3のシステムを含み、上記第1のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第1の優先度を有し、上記第3のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第2の優先度を有し、上記第2の優先度が上記第1の優先度より高い。
【０１３９】
上記システムによれば、上記回路は、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が上記第1のシステムに割り当てられる場合に上記第3のシステムに対する干渉レベルを推定する。
【０１４０】
上記システムによれば、上記回路は、推定された、上記第3のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超えない場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を上記第1のシステムに割り当てるように配置される。
【０１４１】
上記システムによれば、上記回路は、推定された上記第3のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超えた場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を調整する制御を行うように配置される。
【０１４２】
上記システムによれば、上記複数のシステムは第1のシステムと第3のシステムを含み、上記第1のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第1の優先度を有し、上記第3のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第2の優先度を有し、上記第1の優先度が上記第2の優先度より高い。
【０１４３】
上記システムによれば、上記第1のシステムからの、上記した資源への要求は、上記第1のシステムにおける所望の通信品質、所望の通信範囲、許容可能な干渉閾値の少なくとも一つを指示する情報を含み、上記回路は、受信された要求に含まれる情報に基づいて第2のシステムにおける上記利用可能な資源を認識するように配置される。
【０１４４】
上記システムによれば、上記回路は、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が上記第1のシステムに割り当てられる場合に上記第3のシステムの上記第1のシステムに対する干渉レベルを確定するように配置される。
【０１４５】
上記システムによれば、上記回路は、確定された、上記第3のシステムの上記第1のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超えない場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を上記第1のシステムに割り当て且つ上記第3のシステムに割り当てる資源を調整する制御を行わないように配置される。
【０１４６】
上記システムによれば、上記回路は、確定された、上記第3のシステムの上記第1のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超える場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を上記第1のシステムに割り当て且つ上記第3のシステムに割り当てる資源を調整する制御を行うように配置される。
【０１４７】
上記システムによれば、上記複数のシステムは第1のシステムと、第3のシステムと、第4のシステムとを含み、上記第1のシステムが上記第2のシステムの資源にアクセスする第1の優先度を有し、上記第3のシステムと第4のシステムがそれぞれ上記第2のシステムの資源にアクセスする、上記第1の優先度より低い優先度を有し、上記回路は、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源が上記第1のシステムに割り当てられる場合に上記第1のシステムに対する干渉レベルを確定し、確定された上記第1のシステムに対する干渉レベルが予定の閾値を超える場合に、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を上記第1のシステムに割り当てるとともに、上記第3のシステムと上記第4のシステムに割り当てられる、上記第1のシステムに対してより高い干渉量を引き起こすことと確認される少なくとも一つの資源を調整するように制御を行うように配置される。
【０１４８】
上記システムによれば、上記回路は、上記システムに隔操接続しているデータベースから受信する、上記資源を標識する情報に基づいて上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源を認識するように配置される。
【０１４９】
他の一つの例示的実施例によれば、本開示は、コンピューター読み取り可能な指令を含む非一時的コンピューター読み取り可能な媒体に関し、上記コンピューター読み取り可能な指令がシステムにより実行される場合に、上記システムに、異なる優先度を有する複数のシステムのうち第1のシステムからの、資源への要求を受信させ、受信された要求に基づいて上記複数のシステムと異なる第2のシステムにおける利用可能な資源を認識させ、上記第1のシステムの優先度と、上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源とに基づいて上記複数のシステムに割り当てる資源を調整するかどうかを確定させる。
【０１５０】
他の一つの例示的実施例によれば、本開示は、異なる優先度を有する複数のシステムのうち第1のシステムからの、資源への要求を受信し、受信された要求に基づいて上記複数のシステムと異なる第2のシステムにおける利用可能な資源を認識する情報を、他のシステムに送信し、上記他のシステムから、上記第1のシステムの優先度と上記第2のシステムにおける上記利用可能な資源とに基づいて上記複数のシステムに割り当てる資源を調整することを要求する情報を受信するように配置される回路を含むシステムに関する。
【０１５１】
他の一つの例示的実施例によれば、本開示は、コグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル管理装置に関し、その中で、上記コグニティブ無線システムは、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、第２レベルのセカンダリシステムを含み、上記第1レベルのセカンダリシステムは上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が上記第２レベルのセカンダリシステムよりも高く、上記周波数スペクトル管理装置は、目標セカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報を受信するように配置される通信ユニットと、上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを取得するように配置される利用可能な周波数スペクトル取得ユニットと、上記目標セカンダリシステムの優先度に基づいて上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定して上記目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルを確定し、及び／又は既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定するように配置される周波数スペクトル利用調整ユニットとを含む。
【０１５２】
上記装置は、さらに、上記プライマリシステム、上記第1レベルのセカンダリシステム、上記第２レベルのセカンダリシステムの少なくとも一つの各々のシステムの地理位置、使用される周波数スペクトル、及び優先度を含む関連情報を記憶するように配置される記憶ユニットを含む。
【０１５３】
上記装置は、さらに、外部から上記プライマリシステム、上記第1レベルのセカンダリシステム、上記第２レベルのセカンダリシステムの少なくとも一つの、各システムの地理位置、使用される周波数スペクトル、及び優先度を含む関連情報を取得するように配置されるシステム情報取得ユニットを含む。
【０１５４】
上記装置によれば、目標セカンダリシステムに関する上記関連情報は上記目標セカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報に含まれる。
【０１５５】
上記装置によれば、上記利用可能な周波数スペクトル取得ユニットは、上記目標セカンダリシステムがプライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用することを予測する場合に、上記プライマリシステムが受ける干渉が上記プライマリシステムの干渉閾値を超えない条件で上記予測利用可能な周波数スペクトルを取得するように配置される。
【０１５６】
上記装置によれば、上記周波数スペクトル利用調整ユニットは、上記目標セカンダリシステムの優先度を判断するように配置されるシステム優先度判断モジュールと、上記目標セカンダリシステムがその予測利用可能な周波数スペクトルに基づいてプライマリシステム周波数スペクトル資源を利用場合に既存の第1レベルのセカンダリシステムが受ける予測干渉を算出するように配置される干渉算出モジュールと、上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定してその利用可能な周波数スペクトルを確定するように配置される調整モジュールとを含む。
【０１５７】
上記装置によれば、上記干渉算出モジュールの算出した上記予測干渉が既存の第1レベルのセカンダリシステムの干渉閾値を超える場合に、上記調整モジュールは、上記予測利用可能な周波数スペクトルより少ない周波数スペクトルを上記目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルとして確定する。
【０１５８】
上記装置によれば、上記システム優先度判断モジュールは上記目標セカンダリシステムが第1レベルのセカンダリシステムであると判断する場合に、上記調整モジュールは、さらに、上記目標セカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報に基づいて既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定するように配置される。
【０１５９】
上記装置に基づいて、上記調整モジュールは、以下の原則に基づいて調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択するように配置され、即ち、既存の第２レベルのセカンダリシステムにおける他の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすことに比べて、当該第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルを減らすことにより、上記目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルをより多く増加することができる。
【０１６０】
上記装置によれば、上記調整モジュールは、選択された調整する一つ又は複数の第２レベルのセカンダリシステムの使用される周波数スペクトルを一定量だけ減らせる上記一つの又は複数の第２レベルのセカンダリシステムを停止させるように配置される。
【０１６１】
上記装置によれば、上記調整モジュールは、既存の第２レベルのセカンダリシステムからプライマリシステム参照点までの経路損失又は距離及び既存の第２レベルのセカンダリシステムから上記目標セカンダリシステムまでの経路損失又は距離に基づいて調整する第２レベルのセカンダリシステムを選択するように配置される。
【０１６２】
上記装置によれば、上記プライマリシステムはラジオ・テレビジョンシステムである。
【０１６３】
上記装置によれば、上記周波数スペクトル利用調整ユニットは、さらに、確定された既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整に基づいて、対応する既存の第２レベルのセカンダリシステムの周波数スペクトル使用を調整するように配置される。
【０１６４】
他の一つの例示的実施例によれば、本開示は、コグニティブ無線システムにおける地理位置データベースに関し、上記コグニティブ無線システムは、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、第２レベルのセカンダリシステムとを含み、上記第1レベルのセカンダリシステムは上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が上記第２レベルのセカンダリシステムよりも高く、上記地理データベースは、目標セカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報を受信するように配置される通信部と、上記情報に応答して上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを算出するように配置される利用可能な周波数スペクトル算出部と、上記プライマリシステム、上記第1レベルのセカンダリシステム、上記第２レベルのセカンダリシステムの関連情報を記憶するように配置される記憶部とを含み、その中で、上記通信部は、少なくとも上記予測利用可能な周波数スペクトルを上記コグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル管理装置に送信し、上記周波数スペクトル管理装置が上記目標セカンダリシステムの優先度に基づいて確定された上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整に関する情報及び／又は確定された既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整に関する情報を受信する。
【０１６５】
上記地理位置データベースによれば、上記確定された既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整に関する情報は、確定された既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整の周波数スペクトル利用調整命令を含み、上記地理位置データベースは、さらに、上記周波数スペクトル利用調整命令に基づいて対応する既存の第２レベルのセカンダリシステムの周波数スペクトル使用を調整するように配置される周波数スペクトル利用調整ユニットを含む。
【０１６６】
上記地理位置データベースは、さらに、プライマリシステムの周波数スペクトル需要に基づいて各第２レベルのセカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトル資源に有効期間を設定し、上記有効期間を複数の有効時間区間に分割するように配置される有効期間設定部と、各上記有効時間区間が終了する場合に、上記地理位置データベースが各第２レベルのセカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトル資源を確定し、及び上記調整に関する情報に基づいて対応する第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルの調整を行うようにタイミングを実行するように配置されるタイマとを含む。
【０１６７】
他の一つの例示的実施例によれば、本開示は、コグニティブ無線システムにおけるセカンダリシステム装置であって、上記コグニティブ無線システムは、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、第２レベルのセカンダリシステムを含み、上記第1レベルのセカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が上記第２レベルのセカンダリシステムよりも高く、上記セカンダリシステム装置は上記第1レベルのセカンダリシステム又は第２レベルのセカンダリシステムに設置され、上記セカンダリシステム装置は、上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する、上記セカンダリシステム装置に関する優先度情報を含む要求情報を送信し、上記優先度に基づいて確定された上記セカンダリシステム装置の利用可能な周波数スペクトル情報を受信するように配置される通信ユニットと、上記通信ユニットの受信した利用可能な周波数スペクトル情報に基づいて上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用するように配置される周波数スペクトル利用ユニットとを含むセカンダリシステム装置に関する。
【０１６８】
上記セカンダリシステム装置によれば、上記セカンダリシステム装置が第２レベルのセカンダリシステムに対応する場合に、上記通信ユニットは、上記セカンダリシステム装置に関する周波数スペクトル利用調整情報を受信するように配置され、上記周波数スペクトル利用調整情報は、上記コグニティブ無線システムにおける第1レベルのセカンダリシステムの要求に基づいてプライマリシステム周波数スペクトル資源を利用する要求情報に基づいて確定される。
【０１６９】
他の一つの例示的実施例によれば、本開示は、コグニティブ無線システムおける周波数スペクトル使用を管理するための周波数スペクトル管理システムであって、上記コグニティブ無線システムは、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、第２レベルのセカンダリシステムを含み、上記第1レベルのセカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が上記第２レベルのセカンダリシステムよりも高く、上記周波数スペクトル管理システムは、目標セカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報を受信するように配置される通信ユニットと、上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを取得するように配置される利用可能な周波数スペクトル算出ユニットと、上記目標セカンダリシステムの優先度に基づいて上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定して上記目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルを確定し、及び／又は既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定する周波数スペクトル利用調整ユニットとを含む周波数スペクトル管理装置と、目標セカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報を受信するように配置される通信部と、上記情報に応答して上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを算出するように配置される利用可能な周波数スペクトル算出部と、上記プライマリシステム、上記第1レベルのセカンダリシステム、上記第２レベルのセカンダリシステムの関連情報を記憶するように配置される記憶部とを含む地理位置データベースと、上記第1レベルのセカンダリシステム又は第２レベルのセカンダリシステムに設置されるとともに、上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する、上記セカンダリシステム装置に関する優先度情報を含む要求情報を送信する、及び上記優先度に基づいて確定した上記セカンダリシステム装置の利用可能な周波数スペクトル情報を受信するように配置される通信ユニットと、上記通信ユニットの受信した利用可能な周波数スペクトル情報に基づいて上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用するように配置される周波数スペクトル利用ユニットとを含むセカンダリシステム装置と、を含み、上記地理位置データベースの上記通信部は、少なくとも上記予測利用可能な周波数スペクトルを上記周波数スペクトル管理装置に送信し、及び上記周波数スペクトル管理装置が上記目標セカンダリシステムの優先度に基づいて確定した上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整に関する情報及び／又は確定した既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整に関する情報を受信する周波数スペクトル管理システムに関する。
【０１７０】
他の一つの例示的実施例によれば、本開示は、コグニティブ無線システムにおける周波数スペクトル管理方法であって、上記コグニティブ無線システムは、プライマリシステムと、第1レベルのセカンダリシステムと、及び第２レベルのセカンダリシステムを含み、上記第1レベルのセカンダリシステムは上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源を使用する優先度が上記第２レベルのセカンダリシステムよりも高く、上記周波数スペクトル管理方法は、目標セカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報を受信することと、上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルを取得することと、及び上記目標セカンダリシステムの優先度に基づいて上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定して上記目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルを確定し、及び／又は既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定し、調整情報を対応するセカンダリシステムに提供することとを含む周波数スペクトル管理方法に関する。
【０１７１】
上記周波数スペクトル管理方法は、さらに、上記プライマリシステム、上記第1レベルのセカンダリシステム、及び上記第２レベルのセカンダリシステムの少なくとも一つの、各システムの地理位置、使用される周波数スペクトル、優先度を含む関連情報を取得することを含む。
【０１７２】
上記周波数スペクトル管理方法によれば、目標セカンダリシステムに関する上記関連情報は、上記目標セカンダリシステムが上記プライマリシステムの周波数スペクトル資源の利用を要求する情報に含まれる。
【０１７３】
上記周波数スペクトル管理方法によれば、上記予測利用可能な周波数スペクトルを取得するステップは、上記目標セカンダリシステムがプライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用することを予測する場合に上記プライマリシステムが受ける干渉が上記プライマリシステムの干渉閾値を超えない条件で上記予測利用可能な周波数スペクトルを取得することを含む。
【０１７４】
上記周波数スペクトル管理方法によれば、調整するステップは、上記目標セカンダリシステムの優先度を判断することと、上記目標セカンダリシステムがその予測利用可能な周波数スペクトルに基づいてプライマリシステムの周波数スペクトル資源を利用する場合に既存の第1レベルのセカンダリシステムが受ける予測干渉を算出することと、上記目標セカンダリシステムの予測利用可能な周波数スペクトルに対する調整を確定してその利用可能な周波数スペクトルを確定することとを含む。
【０１７５】
上記周波数スペクトル管理方法、上記予測干渉が既存の第1レベルのセカンダリシステムの干渉閾値を超える場合に、上記予測利用可能な周波数スペクトルより少ない周波数スペクトルを上記目標セカンダリシステムの利用可能な周波数スペクトルとして確定することを含む。
【０１７６】
上記周波数スペクトル管理方法によれば、上記目標セカンダリシステムが第1レベルのセカンダリシステムであると判断する場合に、さらに、上記目標セカンダリシステムの要求情報に基づいて既存の第２レベルのセカンダリシステムで使用される周波数スペクトルに対する調整を確定する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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