(57)【要約】コンピューティング装置の局所環境で開いているチャネルを選択して選択された利用可能チャネル上の他のコンピューティング装置との通信を試行するように構成されたコンピューティング装置が本明細書に記載されている。コンピューティング装置は複数の利用可能チャネルの選択確率に基づく利用可能チャネルを選択し、選択確率が指数関数的に減衰する分布曲線によって定義されている。
2013529863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコンピューティング装置によって、前記第１のコンピューティング装置の局所環境で占有されているチャネルに少なくとも部分的に基づいた複数のチャネルの利用可能チャネルを決定するステップと、
前記第１のコンピューティング装置によって、指数関数的な減衰を有する分布曲線によって定義された利用可能チャネルの選択確率に基づいた前記利用可能チャネルの１つを選択するステップと、
前記第１のコンピューティング装置によって、前記利用可能チャネル内の選択された１つ上にて第２のコンピューティング装置と通信することを試行するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のコンピューティング装置及び前記第２のコンピューティング装置が正常に通信を行うまで前記選択するステップと前記試行するステップとを実行するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記分布曲線は、前記第２のコンピューティング装置の環境の利用可能性確率若しくは前記第１のコンピューティング装置と前記第２のコンピューティング装置の間の環境の利用可能性確率のいずれか１つ又は両方に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記利用可能性確率は、以前の通信の試行に基づいて学習され又は他の装置から受信されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ｉ番目の利用可能チャネルの選択確率の１つは、ｘがパラメータである指数関数的に減衰する分布曲線（１−ｘ）ｉ−１ｘによって定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ｘは、ｐ２が前記第２のコンピューティング装置の環境の利用可能性確率であり且つｑが前記第１のコンピューティング装置と前記第２のコンピューティング装置の間の環境の利用可能性確率である（１／６）ｐ２ｑとして定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ｘはランダムに選択され、前記第２コンピューティング装置の環境及び／又は前記第１のコンピューティング装置と前記第２のコンピューティング装置の間の環境の利用可能性確率を知る必要性を迂回することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ランダムに前記ｘを選択するための分布は、ｉが１／ｉ２に比例した確率で１から始まる正の整数を表す値２−ｉを選択することによって定義されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のコンピューティング装置及び前記第２のコンピューティング装置の環境内の利用可能チャネルの第２のコンピューティング装置とマップを交換するステップと、
前記交換されたマップに少なくとも部分的に基づく更なる通信のための１つの他の利用可能チャネルを選択する際に第２のコンピューティング装置と共に参加するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記他の利用可能チャネルは一様に選ばれた相互に利用可能なチャネルであり、前記他の利用可能チャネルは前記複数のチャネルの占有されたものの均一な分布を維持するために切り替えられることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
プロセッサと、処理を実行するために前記プロセッサによって処理されるように構成された複数の実行可能な命令とを含むコンピューティング装置であって、前記複数の実行可能な命令は、
前記コンピューティング装置の局所環境で占有されているチャネルに少なくとも部分的に基づいた複数のチャネルの利用可能チャネルを決定するステップと、
指数関数的減衰分布曲線によって定義された利用可能チャネルの選択確率に基づいた前記利用可能チャネルの１つを選択するステップであって、前記指数関数的減衰分布曲線が１つの他のコンピューティング装置の環境の利用可能性確率若しくは前記コンピューティング装置と前記他のコンピューティング装置の間の環境の利用可能性確率のいずれか１つ又は両方に少なくとも部分的に基づいているステップと、
前記利用可能チャネル内の選択された１つ上にて前記他のコンピューティング装置と通信することを試行するステップと
を含むことを特徴とするコンピューティング装置。
【請求項１２】
前記複数の実行可能な命令は、
前記コンピューティング装置及び前記他のコンピューティング装置の環境内の利用可能チャネルのマップを前記他のコンピューティング装置と交換するステップと、
前記交換されたマップに少なくとも部分的に基づく更なる通信のための１つの他の利用可能チャネルを選択する際に他のコンピューティング装置と共に参加するステップと、を含み、
前記他の利用可能チャネルが一様に選ばれた相互に利用可能なチャネルであり、複数のチャネルの占有されたものの均一な分布を維持するために切り替えられるように更に構成されていることを特徴とする請求項９に記載のコンピューティング装置。
【請求項１３】
前記複数の実行可能な命令は、前記利用可能チャネルを決定するために、前記複数のチャネルを含む周波数スペクトルをスキャンするように更に構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のコンピューティング装置。
【請求項１４】
記憶媒体に保存され、処理を実行するためにコンピューティング装置をプログラムするように構成された複数の実行可能な命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記複数の実行可能な命令は、
前記コンピューティング装置の局所環境で占有されているチャネルに少なくとも部分的に基づいた複数のチャネルの利用可能チャネルを決定するステップと、
正常に１つ他のコンピューティング装置と通信するまで、
前記他のコンピューティング装置の環境並びに前記コンピューティング装置と前記他のコンピューティング装置の間の環境の利用可能性確率に少なくとも部分的に基づいている指数関数的減衰分布曲線によって定義された利用可能チャネルの選択確率に基づいた前記利用可能チャネルの１つを選択し、
前記利用可能チャネル内の選択された１つ上にて前記他のコンピューティング装置と通信することを試行する
ステップと、
前記コンピューティング装置及び前記他のコンピューティング装置の環境内の利用可能チャネルのマップを前記他のコンピューティング装置と交換するステップと、
前記交換されたマップに少なくとも部分的に基づく更なる通信のための１つの他の利用可能チャネルを選択する際に他のコンピューティング装置と共に参加するステップと
を含むことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１５】
通信を試行する合計数が、前記複数のチャネルの合計数とは無関係であることを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景技術］
無線通信の進歩は互いに無線通信する装置の数の増加を可能にしている。モバイル装置及びコンピュータに加えて、ヘッドセット、マイクロホン、リモートコントロール、テレビ等の他の装置は互いに無線通信している。無線通信は様々な形態をとりつつ、通常は”無線周波数”と呼ばれる周波数スペクトル内のチャネルの使用をしばしば必要とする。特定の周波数スペクトルは、通信の特定タイプのために予約されている。他の周波数スペクトル（例えば極超短波テレビ帯域（ＵＨＦ−ＴＶ）におけるホワイトスペース周波数帯）は、機器及び通信の特定タイプ（すなわち、いわゆる一次ユーザー）に優先順位を与えるが、いかなる一次ユーザーにも現在使用されていないチャネルにおいて、他（二次ユーザー）が通信することを許容している。
【０００２】
多くの場合、２つの通信装置は通信の中から選択する複数のチャネルを有している。ここで、１つのチャネルは、周波数スペクトルの一部、すなわち、中心周波数及びチャネル幅として定義される。様々な理由で、チャネルのいくつかが１以上の通信装置で利用（又はオープン）できないこともあり、それ故、そのような装置がこのチャネル上で送信又は効果的に通信することを妨げる。これは例えば、一次ユーザーがこのチャネルを使用している場合のホワイトスペース周波数帯における法的要件に由ることがある。また、１つのチャネルが他のトラフィックで非常にしている可能性がある。
【０００３】
問題は、多くの場合、２つの無線装置が互いに通信を欲しているけれども各チャネルが通信に利用しているチャネルは異なる場合があることである。いくつかのチャネルは両方の装置で利用できる一方で、その他のチャネルは装置の１つだけで利用できる場合があるが、どの装置でも利用可能であることはない。困難性は、どの装置も、先験的に、通信しようとしているそれぞれの他の装置で利用できるチャネルについての知識を有していないということである。装置は、自身の場所における利用可能チャネルについて知っているだけで、他の装置の場所におけるそれらについて知っているわけではない。加えて、或る場合には、局所的に検出できない干渉が原因で、チャネルはそれが両方の装置で利用可能に見える場合でも、通信できない場合がある。
【０００４】
無線装置は、互いを”発見”、すなわち信頼性の高い通信を設定するために、プロトコルを利用することができる。発見が達成されるのは、双方の装置で利用できる或るチャネル上で且つ装置間の環境において同時に装置が通信する場合である。この場合、２つのノードは、任意の設計の通信プロトコルを設定するために既存の標準的なプロトコルを使用することができる。それらは、どちらかの発見が発生したチャネルに留まることができ、又は任意の既存のチャネル選択プロトコルに基づいて、他の任意のチャネルを選択することができる。
【０００５】
上記の発見のプロセスが可能な限り迅速に行われるべき、すなわち、時間（及びエネルギー）を失うことを避けるために、２つ以上の装置が迅速に利用可能チャネル上で互いを見つけることができるべきである事には困難性が生じる。問題なのは、巧妙に行われていない場合、発見時間（＝２つ以上のノードを互い発見するまでの時間）が大きいかもしれチャネルの合計数にて直線的に成長することである。これは、例えば、それらが同時に同一チャネルの選択が起こるまで、２つの装置は定期的にランダムなチャネルを選択する単純な方策の場合である。よって、このようなランダムな選択は、かなりのユーザーの時間及び装置のエネルギーを消費する可能性がある。
【発明の概要】
【０００６】
利用可能チャネルを選択し、互いに通信するように構成されたコンピューティング装置が本明細書に記載されている。これらのコンピューティング装置は互いの発見を欲するが、外部の同期手段（共通のクロック等がない）を欠いている。該装置は、所定のタイムスロットで１つの同一チャネルに収束することを望むチャネルを選択することを再分類し、可能な限り迅速にこれを達成する。この目標を達成するために、コンピューティング装置の各々は、それらの局所環境で利用可能チャネルを決定し、利用可能チャネルの選択確率に基づいた利用可能チャネルの１つを選択する。選択確率は指数減衰を持つ分布曲線によって定義される。利用可能チャネルを選択した後、コンピューティング装置は、それぞれが選択した利用可能チャネル上にて通信しようと互いに通信を試行する。２つの装置が同一チャネルを選択した場合、それらは既存の通信プロトコルを使用して通信をただちに確立できる。２つの装置が２つの異なるチャネルを選択した場合、可能な通信はない。この場合では、コンピューティング装置は、それらが正常に通信するまで選択と試行を繰り返す。コンピューティング装置は、指数減衰を持つ曲線で定義された選択確率に基づいた利用可能チャネルを選択するので、通信するための試行の総数は、チャネルの合計数とは無関係である。
【０００７】
この概要は、簡略化された形で概念の選択を紹介するために設けられ、更に、以下の詳細な説明において記載されている。この概要は、請求項の主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求の範囲を限定するために用いられることを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
詳細な説明は添付図面を参照して記載されており、参照番号の左端の数字は、参照番号が最初に現れる図を特定する。異なる図面における同一参照番号の使用は、類似又は同一の項目又は特徴を示している。
【０００９】
【図１】様々な実施形態による、利用可能チャネルを選択し、各々が選択した利用可能チャネルを介して相互に通信を試行するコンピューティング装置の概観を示すブロック図である。
【図２】様々な実施形態による、例えばコンピューティング装置を示すブロック図である。
【図３】様々な実施形態による、指数減衰を持つ分布曲線の一例を示す図である。
【図４】種々の実施形態による、利用可能チャネルを選択し、選択された利用可能チャネルで通信を試行するための例示的な動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書に記載のものは、コンピューティング装置が正常に通信するまで、選択確率に基づいた利用可能チャネルを繰り返して選択して、それぞれが選択したチャネル上で互いに通信を試行するように構成されたコンピューティング装置である。本明細書で用いる場合、”通信を成功させる”は、コンピューティング装置が、同時に同一利用可能チャネルを選択し、それによって、該利用可能チャネル上で音声やデータの通信を保証し、又は、既存の通信プロトコルを使用して該チャネル若しくは両装置に開放されている任意の他のチャネルの通信を継続きるようになっていることを言う。
【００１１】
種々の実施形態では、各コンピューティング装置は、局所環境で利用可能チャネルを決定する。チャネルは、様々な理由で、”使用不可”にされ得る。ホワイトスペースのネットワークでは、現在の一次ユーザーによる使用、例えば、認可された無線マイクロホンやテレビ局に使用されている場合であれば、チャネルは（すなわち、使用不可）遮断される。他の例では、チャネルは、チャネル上での大量のトラフィック又はその他の理由のために利用できない場合がある。
【００１２】
各々のコンピューティング装置はまた、通信を試行しているとされている他のコンピューティング装置の局所環境に対してと、コンピューティング装置との間の環境に対してとの利用可能性確率を有する場合がある。各利用可能性確率はチャネル数の合計で割った利用可能チャネルの数を反映している。利用可能性確率は時間をかけて学習されるか、又は他の装置又は複数の装置から受信することができる。
【００１３】
利用可能性確率は、そのコンピューティング装置の局所環境に対してオープンであると判断された各コンピューティング装置のチャネルのための選択確率を定義する指数減衰を持つ分布曲線を定義するパラメータを計算するために使用される。利用可能性確率及び指数減衰を持つ分布曲線によって定義された選択確率を利用することにより、コンピューティング装置は通信するいくつかの試行回数内で、すなわち、チャネルの合計数とは無関係で通信可能とされる。
【００１４】
選択確率を利用して、各コンピューティング装置は、利用可能チャネルの１つを選択し、選択された利用可能チャネルを介して他のコンピューティング装置との通信を試行する。通信の試行がいくつかの理由で失敗する場合がある。このような理由は、通信を試行する２つのコンピューティング装置よる異なるチャネルの選択を含むか、又は、通信を試行するコンピューティング装置の局所環境の外部の装置によって選択された”開かれた”チャネルの使用を含む。コンピューティング装置が同一時に同一チャネルを選択するときであってそのチャネルが両方のコンピューティング装置の局所環境とコンピューティング装置の間の環境とで開いているときに、コンピューティング装置は正常に互いに通信することができる。正常な通信が発生するまで、コンピューティング装置は、チャネルとの選択とそれらのチャネル上での通信の試行を繰り返す。
【００１５】
いくつかの実施形態では、正常な通信を確立した後、コンピューティング装置は、それらの利用可能チャネルのマップを交換し、更なる通信のための他の相互に利用可能チャネルを選択する。他の利用可能チャネルは、複数のチャネルの占有されたものの均一な分布を維持するために選択される。
【００１６】
［概観］
図１は、様々な実施形態による、利用可能チャネルを選択し、それぞれが選択された利用可能チャネルを介して互いに通信を試行するコンピューティング装置の概観を示している。図１に示すように、第１のコンピューティング装置１０２（以下、”コンピューティング装置１０２”）は、第２のコンピューティング装置１０４（以下、”コンピューティング装置１０４”）との通信を試行する。コンピューティング装置１０２及び１０４が同時に同一の利用可能チャネル１０６上で選択且つ通信するまで、コンピューティング装置１０２及び１０４の各々は、他方との通信を試行する。利用可能チャネル１０６は複数のチャネル１０８の１つであり、その一部又はすべてが任意のいくつかの装置によって使用されている可能性がある。利用可能チャネル１０６は、”チャネル１”として表示されるが、複数のチャネル１０８の任意のチャネルであってもよい。
【００１７】
コンピューティング装置１０２は局所環境１１０に関連付けられている。その局所環境１１０内において、複数のチャネル１０８のうちの１つ以上のチャネルを使用するいくつかの他の装置がある場合がある。例えば、局所環境１１０は、複数のチャネル１０８の、”チャネル２”１１６及び”チャネル３”１１８をそれぞれ使用するリモートコントロール１１２及びマイクロホン１１４を包含することができる。
【００１８】
コンピューティング装置１０４は局所環境１２０に関連付けられている。その局所環境１２０内において、複数のチャネル１０８のうちの１つ以上のチャネルを使用するいくつかの他の装置がある場合がある。例えば、局所環境１２０は、複数のチャネル１０８の”チャネル４”１２６及び”チャネル５”１２８をそれぞれ使用するパーソナルコンピュータ１２２及びヘッドセット１２４を包含することができる。
【００１９】
また示されているように、複数のチャネル１０８はＮ個のチャネルの合計を有し、”チャネル６”１３０、”チャネル７”１３２、”チャネル８”１３４、”チャネル９”１３６、及び”チャネルＮ”１３８を含む。図１に示すように、”チャネル８”１３４及び”チャネル９”１３６は使用できず、第１のコンピューティング装置１０２と第２のコンピュータ装置１０４との間の環境の他の装置が使用中の可能性がある。
【００２０】
様々な実施形態において、コンピューティング装置１０２及び１０４は、任意の種類のコンピューティング装置としてもよい。例えば、コンピューティング装置１０２及び１０４はそれぞれ、携帯電話若しくはＰＤＡ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータ、ワークステーション、タブレットコンピュータ、テレビ、メディアプレーヤー、デジタルビデオレコーダー、ゲーム機、又はセットトップボックスや、いかなる他の種類の装置等のモバイル装置の１つでもよい。１つの実装において、コンピューティング装置１０２及び１０４は、異なる種類のコンピューティング装置である。これらのコンピューティング装置１０２及び１０４の各々は、無線周波数スペクトル等の周波数スペクトルに亘って無線通信を可能にするコンポーネントが装備されている。これら及びその他のコンポーネントを含む例示のコンピューティング装置１０２／１０４は、図２に示され、その図を参照してより詳細に説明されている。
【００２１】
コンピューティング装置１０２及び１０４は、チャネル１０８の１つ以上等の周波数スペクトルのチャネルを使用して互いの通信を試行する。周波数スペクトルはチャネル１０８だけを含むか、又は、各チャネルが関連する周波数の大きさを有する追加のチャネルを含んでもよい。更に、周波数スペクトルは、周波数の任意の範囲をカバーすることができる。例えば、周波数スペクトルは、５１２ＭＨｚから６９８ＭＨｚまでの範囲を有するＵＨＦ−ＴＶ帯域内のホワイトスペース周波数帯である場合がある。ホワイトスペース周波数帯中の各チャネルは、６ＭＨｚの大きさを有している。実装のいくつかにおいては、これらのチャネルは、個別にそのあと処理される狭い幅のサブチャネルに分割されることができる。
【００２２】
また、いくつかの実装では、周波数スペクトルは、装置間の短距離通信（例えば、１マイル以下の範囲）のために利用される。このように、周波数スペクトルのチャネルを使用して互いに通信するために、コンピューティング装置１０２及び１０４は、互いの距離内にあってもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、コンピューティング装置１０２及び１０４によって利用されている周波数スペクトルは、コンピューティング装置１０２及び１０４若しくはそれらのユーザーが選択される場合、又は、事前にプログラムされた周波数スペクトル即ち自動的にコンピューティング装置１０２及び１０４によって利用される場合のどちらかである。
【００２４】
周波数スペクトル及びそのチャネル１０８を用いる通信に加えて、コンピューティング装置１０２及び１０４はまた、ワイド領域ネットワーク（ＷＡＮ）、ローカル領域ネットワーク（ＬＡＮ）、パーソナル領域ネットワーク（ＰＡＮ）、又はインターネット等の１つ以上の追加のネットワークを介して相互に及び他の装置と通信することが可能である。このような他の装置には、いかなる数のサーバ、サービスプロバイダー、基地局、アクセスポイントを含んでもよい。一実施形態では、チャネル１０８を使用する通信は、ＷＡＮ／ＬＡＮ／ＰＡＮ／インターネット接続が利用できない地理的な場所におけるＷＡＮ／ＬＡＮ／ＰＡＮ／インターネット通信の代替としてコンピューティング装置１０２又は１０４で利用することができる。
【００２５】
様々な実施形態において、局所環境１１０及び１２０はそれぞれコンピューティング装置１０２及び１０４を中心とした地域であってもよく、局所環境１１０及び１２０の各々はコンピューティング装置１０２又は１０４のスキャン範囲によって決定される大きさを有する。例えば、コンピューティング装置１０２のスキャン範囲が１０メートルであれば、コンピューティング装置１０２がその領域のほぼ中央で、局所環境１１０は１００πメートル乗のほぼ円形の領域になるであろう（これは２次元での寸法を説明しているが、実際には、コンピューティング装置が３次元でスキャンする）。コンピューティング装置１０２及び１０４は、異なるスキャン範囲を有することができる故に、局所環境１１０及び１２０は、異なる大きさの領域又は空間をカバーすることができる。局所環境１１０及び１２０の間の領域はまた、局所環境１１０及び１２０の大きさによって並びに第１のコンピューティング装置１０２と第２のコンピュータ装置１０４との間の距離によって決定された大きさを有している。この領域は環境ともなっており、複数のチャネル１０８のうちの１つ以上を利用する装置を含むことができる。
【００２６】
各々の局所環境１１０及び１２０の内において、通信を試行しているコンピューティング装置１０２及び１０４のものと同一周波数スペクトル上で通信している任意の数の装置がある場合がある。これらの装置の多くは、周波数スペクトルのチャネル１０８の一部又はすべてを使用しているかもしれない。例えば、前述したようにリモートコントロール１１２が”チャネル２”１１６を、マイクロホン１１４が”チャネル３”１１８を、パーソナルコンピュータ１２２が”チャネル４”１２６を、そしてヘッドセット１２４がチャネル１０”１２８を使用しているかもしれない。リモートコントロール１１２、マイクロホン１１４、パソコン１２２、及びヘッドセット１２４が装置の例として周波数スペクトルの１０８チャネルを使用するように示されているが、任意の数の他の装置も、又は代わりに、チャネル１０８の一部又は全部を利用してもよい。いくつかの実施形態では、装置の１つ以上のタイプは、例えば、法的要件に基づいた装置の他のタイプよりも優先することができる。特定の装置のタイプを優先している場合は、コンピューティング装置１０２及び１０４は、一実装では、局所環境で１１０及び１２０で利用可能チャネルを決定する際に、それらの優先順位付けされたタイプの装置だけをスキャンしてもよい。
【００２７】
様々な実施形態では、局所環境１１０、１２０の外であるがコンピューティング装置１０２及び１０４の間に配置された他の装置は、チャネル１０８の１つ以上を利用してもよい。例えば、上述したように、このような装置は、”チャネル８”１３４及び”チャネル９”１３６を使用することができる。合計１０チャネルがある場合（すなわち、”チャネルＮ”１３８は１０チャネルである）、チャネル１、６、７、及び１０は両方の局所環境１１０及び１２０において且つその合間の環境で開いているだろう。この例では、コンピューティング装置１０２及び１０４は、それらの両方が同時にチャネル１、６、７、及び１０の同一の１つを選択するときに、やっと正常に通信するであろう。
【００２８】
簡単に上記したように、コンピューティング装置１０２及び１０４の各々は、独立してチャネルを選択しタイムスロットの間にそのチャネルを介して通信を試行して、正常な通信が実現されるまで、連続する各タイムスロットで該選択と試行を繰り返す。選択の前に、コンピューティング装置１０２及び１０４の各々はそれぞれの局所環境１１０及び１２０をスキャンして、その局所環境１１０／１２０に対して利用可能チャネルを決定する。上記の例を続けると、コンピューティング装置１０２は、チャネル１及び４−１０は”利用可能”であることを決定するであろうし、そしてコンピューティング装置１０４は、チャネル１−３及び６−１０が”利用可能”であることを決定するであろう。コンピューティング装置１０２及び１０４の各々は、指数減衰を持つ分布曲線で定義された選択確率に基づいたチャネルを選択するが、該分布曲線は利用可能性確率に基づいて部分的に定義されている。コンピューティング装置１０２によって利用される利用可能性確率は局所環境１２０の利用可能性確率並びにコンピューティング装置１０２及び１０４の間の環境の利用可能性確率を含む。コンピューティング装置１０４によって利用される利用可能性確率は局所環境１１０の利用可能性確率並びにコンピューティング装置１０２及び１０４の間に環境の利用可能性確率を含む。チャネルを選択した後、各コンピューティング装置１０２／１０４は、その選択されたチャネルを使用して他方との通信の試行を行う。コンピューティング装置１０２及び１０４が正常に通信していたら、それらは、それぞれの局所環境１１０及び１２０で開いているチャネルのマップを交換する。いくつかの実施形態では、コンピューティング装置１０２及び１０４は該マップを利用して、複数のチャネル１０８の占有されたものの均一な分布を維持するために、更なる通信のための他のチャネル、切り替えられる他の利用可能チャネルを選択する。コンピューティング装置１０２及び１０４のこれらの処理は、以下でより詳細に説明される。
【００２９】
［コンピューティング装置の例］
図２は、様々な実施形態によるコンピューティング装置の例を示している。図に示すように、コンピューティング装置１０２／１０４（以下、”コンピューティング装置１０２”）は、プロセッサ２０２、インターフェース２０４、ディスプレイ２０６、トランシーバ２０８、出力装置２１０、入力装置２１２、及び、機械可読媒体２１６を含む駆動部２１４を含むことができる。コンピューティング装置１０２は、更にメモリ２１８を含み、メモリは少なくとも利用可能性確率２２０、局所環境モジュール２２２、チャネル発見モジュール２２４及び、通信モジュール２２６を格納する。
【００３０】
いくつかの実施形態において、プロセッサ２０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、若しくはＣＰＵ及びＧＰＵの両方、又は他種の処理装置である。
【００３１】
様々な実施形態では、インターフェース２０４は任意の種類のインターフェースである。インターフェース２０４は、ＷＡＮインターフェース、無線ＬＡＮインターフェース、又はニアフィールドインターフェースのいずれか１つ以上を含む。無線ＬＡＮインターフェースは、無線通信を送受信する機能を果たす、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、８０２．１６及び／又は８０２．２０規格を使用する、Ｗｉ−Ｆｉインターフェース、又はＷｉ−Ｍａｘのインターフェース、又は、ブルートゥース（登録商標）のインターフェースを含めることができる。例えば、コンピューティング装置１０２は、近くの装置と直接通信する無線ＬＡＮインターフェースを使用することができる。ニアフィールドインターフェースはニアフィールドアンテナを介してニアフィール無線通信を送受信するブルートゥース（登録商標）インターフェース又はＦＩＤを含む。例えば、ニアフィールドインターフェース、例えば、ブルートゥース（登録商標）又は可能ＲＦＩＤは、当技術分野で知られている近隣装置と直接通信するような機能のために使用することができる。リーダー／インターロゲーター（ｒｅａｄｅｒ／ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ）がコンピューティング装置１０２に組み込まれてもよい。
【００３２】
様々な実施形態では、ディスプレイ２０６は、液晶ディスプレイ又は一般通信機器に使用されるディスプレイの任意の他のタイプである。例えば、ディスプレイ２０６は、接触感応ディスプレイ画面であってもよく、よって、ソフトキーキーボード、ナビゲーションボタン等を備えるような入力装置やキーパッドとして動作することもできる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、トランシーバ２０８は、当技術分野で知られているトランシーバの任意の種類を含む。例えば、トランシーバ２０８は、アンテナを介して無線周波数通信を送受信する機能を実行する無線トランシーバ及びインターフェースを含んでもよい。無線インターフェースは、コンピューティング装置１０２とコンピューティング装置１０４の間の無線接続、同様に、様々な携帯電話のアンテナ塔、基地局及び／又はアクセスポイントとの無線接続を容易にする。
【００３４】
いくつかの実施形態では、出力装置２１０は、ディスプレイ（すでにディスプレイ２０６と記載）、スピーカー、振動機構、又は触感フィードバック機構等の当該技術分野で知られている任意の種類の出力装置を含む。出力装置２１０はまた、ヘッドフォン、周辺スピーカー、周辺機器ディスプレイ等の１つ以上の周辺機器用のポートを含む。
【００３５】
様々な実施形態では、入力装置２１２は、当該技術分野において既知の入力装置の任意の種類を含む。例えば、入力装置２１２は、マイクロホン、キーボード／キーパッド、又は接触感応ディスプレイ（例えば、上述の接触感応ディスプレイ画面等）を含んでもよい。キーボード／キーパッドは、プッシュボタン数字ダイヤルパッド（例えば、典型的な通信装置等）、マルチキーキーボード（従来のＱＷＥＲＴＹキーボード等）、又はキー若しくはボタンの１つ以上の他のタイプとしてもよく、ジョイスティックのようなコントローラ及び／又は指定されたナビゲーションボタン等を含んでもよい。
【００３６】
機械可読媒体２１６は、本明細書に記載した手順や機能のいずれか１つ以上を具現化する命令（例えば、ソフトウェア）の１以上のセットを格納する。命令はまた、コンピューティング装置１０２によるその実行中に、メモリ２１８内及びプロセッサ２０２内に完全に又は少なくとも部分的に存在し得る。メモリ２１８及びプロセッサ２０２も機械可読媒体２１６を構成する場合がある。
【００３７】
様々な実施形態では、メモリ２１８は、一般的に揮発性メモリ及び不揮発性メモリの両方を含む（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ミニチュアハードドライブ、メモリカード、光記憶装置（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ）、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置（例えば、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ等）若しくは他の磁気記憶装置、又はその他の媒体）。更に、いくつかの実施形態において、メモリ２１８は、通信サービスプロバイダーネットワーク等のサービスプロバイダーのネットワークに対してコンピューティング装置１０２のユーザーを識別するために使用される取り外し可能なメモリカードであるＳＩＭ（加入者識別モジュール）カードを含む。メモリ２１８はまた、コンピュータ記憶媒体として説明することができ、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又はその他のデータ等の情報を格納するための任意の方法又は技術で実装された揮発性及び不揮発性のリムーバブル及び非リムーバブルメディアを含むことができる。
【００３８】
図２に示すように、メモリ２１８はデータ及びモジュール２２０−２２６を格納する。これらのデータ及びモジュール２２０−２２６は、利用可能性確率２２０を含む。様々な実施形態において、利用可能性確率２２０は分数、百分率、又は他のモジュール、プロセス、スレッド、又はアプリケーションによってモジュール又は２２２から２２６を１つ以上のアクセス可能な小数である。上述したように、コンピューティング装置１０２によって格納された利用可能性確率２２０は、局所環境１２０並びにコンピューティング装置１０２及び１０４の間の環境に関連する利用可能性確率に関連する利用可能性確率を含む。利用可能性確率２２０は平均値、中央値、又はチャネルの総数で割った利用可能チャネルの他の統計的に有意な数値を表している。図１に記載の例を続けると、局所環境１２０の利用可能性確率は８／１０（４／５に約分）であり、利用できる８チャネル及び合計１０チャネルを表し得る。コンピューティング装置１０２及び１０４の間に環境の利用可能性確率は８の利用可能チャネル及び合計１０のチャネルを表す８／１０（４／５に約分）であってもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、利用可能性確率２２０は、コンピューティング装置１０４との１つ以上の以前の通信に基づいたコンピューティング装置１０２によって習得することができる。学習は、当技術分野で公知の多数の機械学習技術のいずれかを利用してもよい。一実施態様では、コンピューティング装置１０２は局所環境１２０の利用可能チャネルの以前に受信されたマップを利用する場合がある。これらのマップを使用して、コンピューティング装置１０２は、利用可能チャネルの平均数、利用可能チャネル数の中央数、利用可能チャネル数、最頻出数、又はいくつかの他の統計学的に有意なメトリックの決定することができる。
【００４０】
他の又は追加の実施形態では、コンピューティング装置１０２は、リモートサーバ等の他の装置からの利用可能性確率２２０を受信する。コンピューティング装置１０２は、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）又はその他のコンポーネントを使用してその位置を決定し、該位置をリモートサーバに提供し、見返りにコンピューティング装置１０２及び１０４の間の環境で利用できる利用可能性確率を受け取る場合がある。また、コンピューティング装置１０２は、計算装置１０４又はそのユーザーに関連付けられた識別子を提供して、局所環境１２０に関連する利用可能性確率を見返りに受け取ることができるであろう。
【００４１】
様々な実施形態では、局所環境モジュール２２２は、メモリ２１８に記憶され、プロセッサ２０２によって実行されるように構成された任意の１つ以上のアプリケーション、モジュール、スレッド、又はプロセスである場合がある。局所環境モジュール２２２は、コンピューティング装置１０４のユーザーとして他のユーザー又は装置との通信を望むことを示すユーザー入力に応答して、他のアプリケーション又はプロセスによって起動される場合がある。他の実施形態では、通信はその後、アプリケーションが局所環境モジュール２２２を起動すると、アプリケーションによって自動的にトリガされることがある。起動されていると、局所環境モジュール２２２は、コンピューティング装置１０２のインターフェース２０４、トランシーバ２０８、又は他のコンポーネントと互いに伝達して、そのコンポーネントがそのスペクトルのチャネルを使用して装置のための周波数スペクトルをスキャンするように設定する。スキャンされた周波数スペクトルは、ユーザーが選択又はアプリケーションによって指定される場合がある。前述したように、スキャンを実行するコンポーネントは、局所環境１１０を定義し、限られた範囲を有する場合がある。図１において、例えば、コンピューティング装置１０２は、局所環境１１０内の装置１１２及び１１４がそれぞれ、チャネル１１６及び１１８を使用していることを決定する。一実施形態では、コンピューティング装置１０２はまた、チャネル１０８の１つを使用して装置のタイプを判断し、装置が指定されたタイプ（スキャン周波数スペクトルを有する法律又は規則によって関連付けられているタイプ等）を有しない場合、コンピューティング装置１０２はチャネル１０８の１つの装置による使用を無視する。
【００４２】
スキャンの結果に基づいて、局所環境モジュール２２２は、局所環境１１０内の装置によって使用されるべきスキャンによって決定されたものを除いて、スキャンした周波数スペクトルのすべてのチャネル１０８を含む利用可能チャネルのリストを構築する。上記の例を続けると、局所環境モジュール２２２は、チャネル２及び３が局所環境１１０の機器で使用中であると判断され得るので、チャネル１及び４−１０を含むリストを作成する。リストを構築した後、局所環境モジュール２２２は、チャネル発見モジュール２２４を起動して構築されたリストをチャネル発見モジュール２２４に供給する。
【００４３】
様々な実施形態において、チャネル発見モジュール２２４は、メモリ２１８に記憶され、プロセッサ２０２によって実行されるように構成された任意の１つ以上のアプリケーション、モジュール、スレッド、又はプロセスである場合がある。局所環境モジュール２２２によって起動されると、チャネル発見モジュール２２４は、チャネルを選択する際に使用されるパラメータを算出又は選択する。いくつかの実施形態において、パラメータは、利用可能性確率２２０−メモリ２１８からチャネル発見モジュール２２４によって取得−及び追加のパラメータを使用して計算される。パラメータがｘとして表現され且つコンピューティング装置がコンピューティング装置１０２である場合、ｘはｘ＝（１／６）ｐ２ｑ（但し、ｐ２が局所環境１２０の利用可能性確率で、ｑがコンピューティング装置１０２及び１０４の間の環境に関連付けられている利用可能性確率で、且つ（１／６）が追加のパラメータである）と定義され得る。コンピューティング装置がコンピューティング装置１０４である場合、ｘはｘ＝（１／６）ｐ１ｑ（但し、ｐ１が局所環境１１０の利用可能性確率である）と定義され得る。上記の例を続けると、ｐ２は４／５であり、ｑは４／５である。したがって、ｘが（１／６）（４／５）（４／５）、すなわち８／７５である。他の実施形態においては、チャネル発見モジュール２２４は、パラメータを計算するよりもむしろ、閾値（例えば、１／６）未満のランダムに選択されたパラメータ、又は、値２−ｉ（但し、ｉが１／ｉ２に比例した確率で１から始まる正の整数を表す）を選択することによって定義されるランダムに選択されたパラメータ等のパラメータを選択する。
【００４４】
計算、選択後、そうでなければパラメータを決定した後、チャネル発見モジュール２２４は、パラメータを利用して、局所環境モジュール２２２によってオープンであると判断されるべきチャネルの選択確率を計算するために、チャネル発見モジュール２２４によって使用される指数減衰を持つ分布曲線を定義する。一例の指数関数的に減衰する分布モジュールは図３に示されている。図３に示すように、利用可能チャネルのｉ軸３０４と選択確率のｐ軸を有するグラフ３０２は、指数関数的に減衰する分布曲線３０８を含む。ｉ軸３０４は複数のチャネル１０８内のチャネル数と異なり得る利用可能チャネルに関連付けられている数を言う。例えば、第２の利用可能チャネル（ｉ＝２）は、複数のチャネル内でチャネル６である。実施形態では、指数関数的に減衰する分布曲線３０８は、ｐ＝（ｌ−ｘ）ｉ−１ｘのように定義され、ここで、ｘはチャネル発見モジュール２２４によって計算され、選択され、又は決定される。上記の例を続けると、ｘは８／７５であり、指数関数的に減衰する分布曲線３０８はｐ＝（６７／７５）ｉ−１（８／７５）である。この指数関数的に減衰する分布曲線３０８を使用すると、第１の利用可能チャネルの選択確率は８／７５（約１／９）となり、第２の利用可能チャネルの選択確率は約１／１０となり、第３の利用可能チャネルの選択確率は約１／１２となり、等々となる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、チャネル発見モジュール２２４は、その後、利用可能チャネルを選択するように算出された選択確率を使用している。選択確率は分布曲線３０８等の指数減衰を持つ分布曲線によって定義されている故に、第１の利用可能チャネルは第２のより選択されることを統計的に可能性が高く、第２の利用可能チャネルは、第３のより選択されることを統計的に可能性が高くなる。しかし、選択されている任意の利用可能なチャンネルにいくつかの可能性があるので、利用可能チャネルのいずれかは、選択確率に基づいてチャネル発見モジュール２２４によって選択されてもよい。また、他のコンピューティング装置１０４は、コンピューティング装置１０２の利用可能チャネルをおそらく異なるパラメータと異なる利用可能チャネルの設定を使用して、独立して選択する。利用可能チャネルを選択した後、チャネル発見モジュール２２４は通信モジュール２２６を起動し、選択された利用可能チャネルを通信モジュール２２６に供給する。
【００４６】
様々な実施形態では、通信モジュール２２６は、メモリ２１８に記憶され、プロセッサ２０２によって実行されるように設定された任意の１つ以上のアプリケーション、モジュール、スレッド、又はプロセスであり得る。チャネル発見モジュール２２４によって起動され選択された利用可能チャネルを受信した時には、通信モジュール２２６は、本明細書では”タイムスロット”と言う期間中に、選択された利用可能チャネルを介してコンピューティング装置１０４と通信する試行を行う。タイムスロットは、３０秒等の任意の指定又は選択した期間であってもよい。通信モジュール２２６によって使用されるタイムスロットは、コンピューティング装置１０４によって使用されたタイムスロットと同一でも又は異なっていてもよい。また、第１のコンピューティング装置１０２及び第２のコンピューティング装置１０４で使用されるタイムスロットは同期され、互いに同一時間に開始及び終了するように、又は異なる時間に開始及び終了するようにしてもよい。
【００４７】
通信モジュール２２６は、会話若しくは会話内のキーワード等のユーザーの行動に基づいて、又は当技術分野で公知の任意の他のメカニズムを使用して、通信が成功したかどうかを決定することができる。タイムスロットの終わりに達し通信が成功していない場合、通信モジュール２２６は、同一又は他の利用可能チャネルの利用可能チャネルがあるかもしれない他の利用可能チャネルを選択するチャネル発見モジュール２２４を起動する。チャネル発見モジュール２２４は、利用可能チャネルを選択し、通信モジュール２２６起動して、新しく選択された利用可能チャネル上の通信を試行する。このループは、コンピューティング装置１０４との通信が成功するまで繰り返すことができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、コンピューティング装置１０２及び１０４が正常に通信するときに、通信モジュール２２６は、局所環境モジュール２２２によって検出された利用可能チャネルのマップ（すなわち、構築された利用可能チャネルのリスト）をコンピューティング装置１０４に送信し、そして返答として局所環境１２０における利用可能チャネルのマップを受信する。マップを交換し受信した後、通信モジュール２２６は、更なる通信のための他の利用可能チャネルを選択するためにチャネル発見モジュール２２４を起動する。
【００４９】
他の利用可能チャネルを選択するための起動に応じて、チャネル発見モジュール２２４は交換したマップを利用して、一様に選ばれた相互に利用できる利用可能チャネルを選択する。この他の利用可能チャネルはチャネル１０８の複数の占有されたものの均一な分布を維持するために選択される。１つの実装において、他の利用可能チャネルは、コンピューティング装置１０２及び１０４が正常に通信している利用可能チャネルに比べて相対的に低い選択確率をもつチャネルであってもよい。
【００５０】
他の利用可能チャネルを選択すると、チャネル発見モジュール２２４は通信モジュール２２６を起動し、通信モジュール２２６の他の利用可能チャネルが通知され、通信モジュール２２６が他の利用可能チャネルへ切り替えて他の利用可能チャネル上で通信を継続できることが可能となる。コンピューティング装置１０２及び１０４の両方は、各々切り替えたとき通信が維持されるように両方が同一の他の利用可能チャネルを選択できるように他の利用可能チャネルに同一選択アルゴリズムを使用することができる。
【００５１】
［処理の例］
図４は、種々の実施形態による、利用可能チャネルを選択し、選択された利用可能チャネルで通信を試行する方法を示す図である。この方法において、処理は個々のブロックにまとめられている。処理は、ハードウェアで実行され、又は１つ以上のプロセッサによって実行され得るプロセッサ実行可能な命令（ソフトウェア又はファームウェア）として実行され得る。更に、この方法は、必ずしも必要はないが、図１の装置を使用して実装され得る。結果として、説明のためで限定されないが、方法は図１の文脈で説明されている。
【００５２】
ブロック４０２において示されるように、コンピューティング装置１０２は複数のチャネル１０８を含む周波数スペクトルをスキャンする。いくつかの実施形態では、コンピューティング装置１０２は、モバイル装置である。また、周波数スペクトルは、限定されないが、５１２ＭＨｚ及び６９８ＭＨｚの間のテレビ（ＴＶ）帯域であり得る。
【００５３】
ブロック４０４において、コンピューティング装置１０２は、コンピューティング装置１０２の局所環境１１０で占有されているチャネル上の少なくとも一部分に基づいたチャネル１０８の複数の利用可能チャネルを決定する。
【００５４】
ブロック４０６において、コンピューティング装置１０２は利用可能チャネルの選択確率に基づいた利用可能チャネル１０６の１つを選択するが、該選択確率は分布曲線３０８によって定義される。いくつかの実施形態では、分布曲線３０８は、コンピューティング装置１０４の環境の利用可能性確率１２０若しくはコンピューティング装置１０２及び１０４の間の環境の利用可能性確率のいずれか１つ又は両方に少なくとも部分的に基づいて定義されている。利用可能性確率は以前の通信の試行に基づいて学習してもよいし、他の装置から受信してもよい。また、ｉ番目の利用可能チャネルの選択確率の１つは、分布曲線（ｌ−ｘ）ｉ−１ｘよって定義され得るが、ｘがパラメータ（いくつかの実施形態において、ｘは各コンピューティング装置１０２／１０４のために異なり、各コンピューティング装置１０２／１０４がその相手の利用可能性確率を用いる）である。そのパラメータｘは、結果として、ｘ＝（１／６）ｐ２ｑと定義され得るが、ｐ２がコンピューティング装置１０４の局所環境１２０の利用可能性確率であり、ｑがコンピューティング装置１０２及び１０４の利用可能性確率であり、又は、（１／６）ｐ１ｑと定義され得るが、ｐ１がコンピューティング装置１０２の局所環境１１０の利用可能性確率である。パラメータｘはまた、第２のコンピューティング装置の環境及び／又は第１及び第２のコンピューティング装置間の環境の利用可能性確率を知る必要性を迂回する、ランダムに選択された数であってもよい。例えば、ｘは、値２−ｉを選択することによって定義され、ｉが１／ｉ２に比例した確率で１から始まる正の整数を表す。
【００５５】
ブロック４０８において、コンピューティング装置１０２は、コンピューティング装置１０４と通信する試行を利用可能チャネル１０６の選択された１つ上で行う。次に、ブロック４１０で、コンピューティング装置１０２は、コンピューティング装置１０４との通信が成功したかどうかを判断する。成功しない場合、コンピューティング装置１０２は、コンピューティング装置１０２のコンピューティング装置１０４との正常に通信するまで、ブロック４０６での選択とブロック４０８での試行を繰り返す。様々な実施形態では、通信の試行の総数はチャネル１０８の合計数とは無関係である。
【００５６】
ブロック４１２において、コンピューティング装置１０２は、コンピューティング装置１０２及び１０４の環境１１０及び１２０内の利用可能チャネルのコンピューティング装置１０４とマップを交換する。コンピューティング装置１０２は、次に、ブロック４１４で、少なくとも交換されたマップ上に部分的に基づいて、更なる通信のための他の利用可能チャネルを選択することで、コンピューティング装置１０４と参加する。いくつかの実施形態では、他の利用可能チャネルは、一様に選択された相互に利用可能なチャネルであり、他の利用可能チャネルは複数のチャネルの占有されたものの均一な分布を維持するために切り替えられる。
【００５７】
主題は構造的特徴及び／又は方法論的行為に固有の言語にて記載されているが、添付の特許請求の範囲で定義された主題は、必ずしも記載された特定の特徴又は行為に限定されるものではないことを理解すべきである。むしろ、特定の特徴及び行為は、特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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