(57)【要約】  無線デバイスが無線デバイスの特定の無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちのより好適なスペクトルを使用するように、スペクトル資産クラス判定が動的に評価される。無認可スペクトルに加えて認可スペクトルは、無線システムにより認可スペクトルの使用を認可する無線システムが機器ＩＤ及びセカンダリＩＤを有することを検証することにより、好適な無線デバイスに対して利用可能になる。
2013519318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線システムの無線通信アプリケーションをサポートする方法であって、
前記無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準であって、各判定基準が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った前記スペクトルクラス判定基準を確立するステップと、
前記スペクトルクラス判定基準を総合的に評価することによって、前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
各判定基準は、値を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記総合的な評価は、複数の前記値を組み合わせ、かつ、所定の閾値と前記組み合わせの結果とを比較することによって実行されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
単一の判定基準が該単一の判定基準に対する所定の閾値を上回る又は下回る値を有する場合、認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定する前記判定は、前記単一の判定基準の偏りに基づいて行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記無認可スペクトルは、ＴＶホワイトスペースであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記認可スペクトルは、低い電力のＴＶ局に対応することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記判定基準は、前記無線通信アプリケーションをサポートする帯域幅、前記無線通信アプリケーションをサポートするサービス品質、前記無線通信アプリケーションの限界、前記無線通信アプリケーションをサポートする範囲、無認可スペクトルの輻輳、利用可能な認可スペクトルのコスト、及び利用可能な認可スペクトルの時間利用性の中から選ばれた２つ以上の基準から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
無線システムの無線通信アプリケーションをサポートするためのスペクトルクラス判定デバイスであって、
前記無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準であって、各判定基準が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った前記スペクトルクラス判定基準を確立し、
前記スペクトルクラス判定基準を総合的に評価することによって、前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するように構成されたプロセッサを備えることを特徴とするスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項９】
前記スペクトルクラス判定デバイスは、前記無線システムの一部であることを特徴とする請求項８に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１０】
前記スペクトルクラス判定デバイスは、ネットワークを介して前記無線システムと通信を行うことを特徴とする請求項８に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１１】
前記スペクトルクラス判定デバイスは、前記無線システムに対するチャネルマップを生成することを特徴とする請求項１０に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１２】
前記スペクトルクラス判定デバイスは、少なくとも１つの判定基準を確立するために使用されるスペクトル関連データを提供する少なくとも１つのスペクトルデータベースにアクセスすることを特徴とする請求項８に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１３】
前記データベースには、前記スペクトルクラス判定デバイスによって格納されることを特徴とする請求項８に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１４】
各判定基準は、値を有することを特徴とする請求項８に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１５】
複数の前記値を組み合わせ、かつ、所定の閾値と前記組み合わせの結果とを比較することによって総合的な評価が実行されることを特徴とする請求項１４に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１６】
単一の判定基準が該単一の判定基準に対する所定の閾値を上回る又は下回る値を有する場合、認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定する前記判定は、前記単一の判定基準の偏りに基づいて行われることを特徴とする請求項１４に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１７】
前記無認可スペクトルは、ＴＶホワイトスペースであることを特徴とする請求項８に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１８】
前記認可スペクトルは、低い電力のＴＶ局に対応することを特徴とする請求項１７に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項１９】
前記判定基準は、前記無線通信アプリケーションをサポートする帯域幅、前記無線通信アプリケーションをサポートするサービス品質、前記無線通信アプリケーションの限界、前記無線通信アプリケーションをサポートする範囲、無認可スペクトルの輻輳、利用可能な認可スペクトルのコスト、及び利用可能な認可スペクトルの時間利用性の中から選ばれた２つ以上の基準から選択されることを特徴とする請求項８に記載のスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項２０】
無線システムの無線通信アプリケーションをサポートする方法であって、
前記無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準を確立するステップと、
評価のためのユーザエンティティへ前記スペクトルクラス判定基準を提示するステップと、
前記提示に応じて受信されるユーザ入力から前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用するかを判定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
機器ＩＤ、及びセカンダリＩＤを有し、無線通信を実行する無線システムに対してスペクトルを利用する方法であって、
前記無線システムから、チャネルマップリクエスト、前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤを受信するステップと、
前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤによって識別される前記無線システムが使用する認可を有する利用可能な無認可チャネルと、少なくとも１つの認可チャネルと含むチャネルマップを作成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記セカンダリＩＤは、前記無線システムの製造時に該無線システムにおいて符号化されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記セカンダリＩＤは、前記チャネルマップを作成するスペクトル管理システムによって、製造するシステムのデバイスへ提供されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
製造業者は、認可スペクトルチャネルを前記無線システムに対する前記チャネルマップにおいて利用可能とするために、前記認可スペクトルチャネルのライセンス所有者と取り決めを行うことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記セカンダリＩＤは、前記無線システムの一部の、前記無線システムへ加入した又は前記無線システムのユーザエンティティの、機器ＩＤ、パーソナルＩＤ、及びパスワードの１つであることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
第１のチャネルマップに含まれる認可チャネルとは異なる認可チャネルを含む第２のチャネルマップが作成されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記異なる認可チャネルは、前記無線システムの異なる製造業者に起因することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記無線通信に対する認可チャネル又は無認可チャネルを使用するかを判定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準であって、各判定基準が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った前記スペクトルクラス判定基準を確立するステップと、
前記スペクトルクラス判定基準を総合的に評価することによって、前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するステップと
を実行することによって、前記認可チャネル又は前記無認可チャネルを使用するかの前記判定が実行されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
機器ＩＤ、及びセカンダリＩＤを有し、無線通信を実行する無線システムに対してスペクトルを利用する無線管理システムであって、
前記無線システムから、チャネルマップリクエスト、前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤを受信するネットワークインタフェースと、
前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤによって識別される前記無線システムが使用する認可を有する利用可能な無認可チャネルと、少なくとも１つの認可チャネルとを含むチャネルマップを作成するように構成されたプロセッサと
を備えることを特徴とするスペクトル管理システム。
【請求項３１】
前記セカンダリＩＤは、前記無線システムの製造時に前記無線システムにおいて符号化されることを特徴とする請求項３０に記載のスペクトル管理システム。
【請求項３２】
前記セカンダリＩＤは、前記スペクトル管理システムによって、製造するシステムのデバイスへ提供されることを特徴とする請求項３１に記載のスペクトル管理システム。
【請求項３３】
製造業者は、認可スペクトルチャネルを前記無線システムに対する前記チャネルマップにおいて利用可能とするために、前記認可スペクトルチャネルのライセンス所有者と取り決めを行うことを特徴とする請求項３１に記載のスペクトル管理システム。
【請求項３４】
前記セカンダリＩＤは、前記無線システムの一部の、前記無線システムへ加入した又は前記無線システムのユーザエンティティの、機器ＩＤ、パーソナルＩＤ、及びパスワードの１つであることを特徴とする請求項３０に記載のスペクトル管理システム。
【請求項３５】
第１のチャネルマップに含まれる認可チャネルとは異なる認可チャネルを含む第２のチャネルマップを作成することを特徴とする請求項３０に記載のスペクトル管理システム。
【請求項３６】
前記異なる認可チャネルは、前記無線システムの異なる製造業者に起因することを特徴とする請求項３５に記載のスペクトル管理システム。
【請求項３７】
前記プロセッサは、さらに、前記無線通信に対する認可チャネル又は無認可チャネルを使用するかを判定することを特徴とする請求項３０に記載のスペクトル管理システム。
【請求項３８】
前記プロセッサは、さらに、
無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準であって、各判定基準が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った前記スペクトルクラス判定基準を確立し、
前記スペクトルクラス判定基準を総合的に評価することによって、前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するように構成されることを特徴とする請求項３７に記載のスペクトル管理システム。
【請求項３９】
ＴＶホワイトスペース帯域無線機器（ＴＶＢＤ）であって、
無線データ通信を実行するトランシーバと、
前記ＴＶＢＤが所定の認可スペクトルを使用することを承認されたことをスペクトル管理システムに示す機器ＩＤ、及びセカンダリＩＤを格納するメモリと、
チャネルマップリクエスト、前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤを送信することによって前記スペクトル管理システムへ該チャネルマップを登録するように構成されたコントローラと
を備えることを特徴とするＴＶＢＤ。
【請求項４０】
前記コントローラは、さらに、
前記無線システムが前記無線通信のために前記認可チャネル、又は前記無認可チャネルを使用するかを判定するように、前記スペクトル管理システムから受信したチャネルマップであって、前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤによって識別される前記無線システムが使用する認可を有する利用可能な無認可チャネルと、少なくとも１つの認可チャネルとを含む前記チャネルマップを解析するように構成されることを特徴とする請求項３９に記載のＴＶＢＤ。
【請求項４１】
前記コントローラは、さらに、
無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準であって、各判定基準が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った前記スペクトルクラス判定基準を確立し、
前記スペクトルクラス判定基準を総合的に評価することによって、前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するように構成されることを特徴とする請求項４０に記載のＴＶＢＤ。
【請求項４２】
前記セカンダリＩＤは、前記無線システムの製造時に前記無線システムにおいて符号化され、
製造業者は、認可スペクトルチャネルを前記無線システムに対する前記チャネルマップにおいて利用可能とするために、前記認可スペクトルチャネルのライセンス所有者と取り決めを行うことを特徴とする請求項３９に記載のＴＶＢＤ。
【請求項４３】
前記セカンダリＩＤは、前記無線システムの一部の、前記無線システムへ加入した又は前記無線システムのユーザエンティティの、機器ＩＤ、パーソナルＩＤ、及びパスワードの１つであることを特徴とする請求項３９に記載のＴＶＢＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術は、一般に無線通信インフラストラクチャに関し、特に、別のスペクトル資産クラスの実時間管理を含む無線通信をサポートするためのスペクトル割り当てシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワーク及び無線システムは益々普及している。しかし、無線通信は、地域内の信頼できる通信に対して利用可能な非干渉スペクトルの不足により制限される。
【０００３】
非干渉スペクトルの利用性及び信頼性を向上するため、規制機関（例えば、米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ））により管理される手順が、スペクトル使用を割り当て且つ管理するために開発されている。例えば米国において、認可スペクトル及び無認可スペクトルを含む２つの一般的なクラスのスペクトルがある。認可スペクトルに対して、ＦＣＣは、一次スペクトル市場のスペクトルを連邦通信委員会認証として認可する。セカンダリ市場は、他の関係者が使用するためのスペクトルを連邦通信委員会認証としてサーブリースするために存在する。いくつかの狭い例外（例えば、政府の優先権）がある場合、認可スペクトルは、対応する連邦通信委員会認証及びあらゆるサブリーシに対して独占的に確保される。
【０００４】
無認可スペクトルは、認可を有さないユーザ及び事実上あらゆる関係者により使用されてもよいが、スペクトルに対して規制が課されることもある。例示的な無認可スペクトルは、産業科学医療（ＩＳＭ）バンド及び情報インフラストラクチャ（ＵＮＩＩ）バンドを含む。ユーザがある特定の規制に準拠するのであれば、これらのバンドは全てのユーザに対して開放される。米国において、これらの規制はＦＣＣパート１５として既知である。従来、これらのバンドは、電子レンジ、コードレス電話、低出力無線リモート制御及び同様のデバイスに対して使用されてきた。近年、ＩＥＥＥ８０２．１１（一般に、ＷｉＦｉとして既知である）の出現に伴い、これらのバンドは、コンピュータ通信動作及び移動データ通信動作、並びにポイントツーポイントアプリケーション及びポイントツーマルチポイントアプリケーションに対して非常に普及してきている。これらのアプリケーションのインストール数及びユーザ数が増加しているため、無認可のＩＳＭスペクトルバンド及びＵＮＩＩスペクトルバンドが非常に混雑してきている。
【０００５】
他の無認可スペクトルは、アナログテレビ（ＴＶ）放送からデジタルＴＶ放送への変換により解放されているスペクトルを含む。この変換により、移動通信及びインターネットアクセス等の種々のサービスを提供するために、無認可の無線システムが使用するためのスペクトルチャネルを利用できる。一般に利用可能なスペクトルは、チャネル２〜チャネル５１（５４ＭＨｚ〜６９８ＭＨｚに対応する）の未使用のＴＶチャネル及びガードバンドから構成されるＴＶホワイトスペースと呼ばれる。デジタルＴＶ放送及び無線マイクシステム等の他の既存のシステムとの干渉を回避するため、ＴＶホワイトスペースを使用する無線機器は、無線システムの通信動作に使用される利用可能なチャネルのチャネルマップを登録及び受信する必要がある。現在の規制では、これらの無線システムは２４時間毎に登録する必要がある。また、移動無線機器の場合、無線機器が新しい場所に移動すると新たな登録が必要となる。種々の無線機器に対する送信電力の限界等、無線機器に対する他の規制が存在する。ＴＶホワイトスペースの規制に関する更なる情報は、全ての内容が参考として本明細書に取り入れられる２００８年１１月４日に採択され且つ２００８年１１月１４日に公表されたＦＣＣ  ０８−２６０、第２次報告及び命令、並びに覚書意見及び命令において見つけられる。同様の提案は、米国以外の場所でもなされている。例えば、英国のＯｆｃｏｍは、２００９年２月１６日に発行された「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｄｉｖｉｄｅｎｄ：  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｌｉｃｅｎｓｅ−Ｅｘｅｍｐｔｉｎｇ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ」において、コグニティブ無線機器によるある特定のスペクトルへのアクセスについて説明している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線デバイスが無線デバイスの特定の無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちのより好適なスペクトルを使用するように、スペクトル資産クラス判定は動的に評価される。無認可スペクトルに加えて認可スペクトルは、無線システムにより認可スペクトルの使用を認可する無線システムが機器ＩＤ及びセカンダリＩＤを有することを検証することにより、好適な無線デバイスに対して利用可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、無線システムの無線通信アプリケーションをサポートする方法は、各々が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準を確立するステップと、判定基準を総合的に評価することで無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するステップとを備える。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、無線システムの無線通信アプリケーションをサポートする方法は、無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準を確立するステップと、評価のためにスペクトルクラス判定基準をユーザエンティティに提示するステップと、提示することに応答して受信されるユーザ入力から無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するステップとを備える。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、無線システムの無線通信アプリケーションをサポートするスペクトルクラス判定デバイスは、各々が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準を確立し、判定基準を総合的に評価することで無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用するかを判定するように構成されたプロセッサを備える。
【００１０】
本発明の更に別の態様によれば、無線通信を実行する機器ＩＤ及びセカンダリＩＤを有する無線システムに対してスペクトルを利用する方法は、無線システムからチャネルマップ要求、機器ＩＤ及びセカンダリＩＤを受信するステップと、機器ＩＤ及びセカンダリＩＤにより識別される無線システムが使用する認可を有する利用可能な無認可チャネル及び少なくとも１つの認可チャネルを含むチャネルマップを作成するステップとを備える。
【００１１】
本発明の更に別の態様によれば、無線通信を実行する機器ＩＤ及びセカンダリＩＤを有する無線システムに対してスペクトルを利用するスペクトル管理システムは、チャネルマップ要求、機器ＩＤ及びセカンダリＩＤが無線システムから受信されるネットワークインタフェースと、機器ＩＤ及びセカンダリＩＤにより識別されたように無線システムが使用する認可を有する利用可能な無認可チャネル及び少なくとも１つの認可チャネルを含むチャネルマップを作成するように構成されたプロセッサとを備える。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、ＴＶホワイトスペース帯域無線機器（ＴＶＢＤ）は、無線データ通信を実行する送受信機と、ＴＶＢＤが所定の認可スペクトルを使用する認可を受けていることをスペクトル管理システムに示す機器ＩＤ及びセカンダリＩＤを格納するメモリと、チャネルマップ要求、機器ＩＤ及びセカンダリＩＤを送信することにより、チャネルマップをスペクトル管理システムに登録するように構成された制御器とを備える。
【００１３】
以下の説明及び添付の図面を参照することにより、これらの特徴及び更なる特徴が明らかとなるだろう。説明及び図面において、本発明の特定の実施形態は、本発明の原理が採用される方法のうちのいくつかを示すものとして詳細に開示されているが、本発明はそれに対応して範囲が限定されないことが理解される。本発明は、特許請求の範囲の範囲内の全ての変更、変形及び均等物を含む。
【００１４】
一実施形態に対して説明及び／又は例示される特徴は、１つ以上の他の実施形態において同一の方法又は同様の方法で使用されてもよく、且つ／あるいは他の実施形態の特徴と組み合わせて又はその代わりに使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】無線システムに対するスペクトルが別のスペクトルクラスから取得されるスペクトル割り当てを管理する例示的なシステムを示す概略図である。
【図２】無線システムに対するスペクトルが別のスペクトルクラスから取得されるスペクトル割り当てを管理する例示的なシステムを示す概略図である。
【図３】無線システムに対するスペクトルが別のスペクトルクラスから取得されるスペクトル割り当てを管理する例示的なシステムを示す概略図である。
【図４】無線システムに優先的なチャネルマップを提供するようにスペクトル割り当てを管理する例示的なシステムを示す概略図である。
【図５】無線システムに優先的なチャネルマップを提供するようにスペクトル割り当てを管理する例示的なシステムを示す概略図である。
【図６】無線システムに優先的なチャネルマップを提供するようにスペクトル割り当てを管理する例示的なシステムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面を参照して実施形態を説明する。図中、同一の図中符号は同一の要素を示すために使用される。図面は必ずしも縮尺通りでないことが理解されるだろう。
【００１７】
Ａ．概要
Ａ（１）．関係者
無線通信用の電磁気スペクトルに対して関係を有する種々のエンティティを本明細書において説明する。１つのエンティティは政府機関又は規制機関である。米国において、政府機関はＦＣＣである。政府機関は、無線スペクトルの使用方法に対する規則及び／又は規制を制御する。ある特定のスペクトルを管理する例示的な規則は、上述のＦＣＣ  ０８−２６０において説明される。別の例示的な機関は、英国のＯｆｃｏｍである。
【００１８】
状況によってはスペクトル所有者がいてもよい。スペクトル所有者は、他のエンティティがスペクトルにアクセスするのを認可することにより、スペクトル使用権を別のエンティティに譲渡する権限を有するあらゆるエンティティである。アクセスを認可することは、所有者と関連付けられるスペクトルを使用するための一時的な認可である。従って、アクセス認可は、ＦＣＣにより規定されるようにリース又はサブリースでなくてもよい。所有者は、政府機関又は規制機関（例えば、米国において、ＦＣＣ）、連邦通信委員会認証（例えば、米国において、一次スペクトル市場でＦＣＣからスペクトルを認可したエンティティ）又はセカンダリ市場免許保持者であってもよいが、それらに限定されない。
【００１９】
別の関係者は、スペクトルユーザ又は単なるユーザである。ユーザは、無線通信を実行するために、例えば他者に無線通信サービスを提供するか、あるいは移動クライアントデバイスへのインターネットアクセスを提供するためにスペクトルを必要とするあらゆるエンティティ又は無線通信システムである。アナログＴＶ放送がデジタルＴＶ放送に移行するにつれて、ユーザの無線機器は、ＴＶホワイトスペースへのアクセス権を得るためにＦＣＣ  ０８−２６０に適合した登録を得ようとする。これらの無線機器をＴＶホワイトスペース帯域無線機器（ＴＶＢＤ）と呼ぶ。従って、１人の例示的なユーザはＴＶＢＤである。他のユーザは、スペクトル管理システム又は他のソースからスペクトル割り当てを要求する無線システムである。
【００２０】
別の関係者は、無線機器製造業者である。無線機器製造業者は、機器識別子（ＩＤ）を製造業者により製造される各無線機器と関連付ける役割を担う。
【００２１】
更に別の関係者は、種々のユーザの登録を管理し且つ／あるいはスペクトルを種々の無線システムに割り当てるエンティティ又はシステムである。スペクトルの割り当ては、利用可能な無認可のバンド（例えば、ＴＶホワイトスペース帯域）のチャネルマップを提供すること及び／又は資産を認可スペクトルに提供することを含む。この関係者は、以下に更に詳細に説明するような中央登録システムを使用してそのような管理を実行する。
【００２２】
Ａ（２）．無線通信状況
開示されたシステム及び方法の態様は、スペクトルを使用する１つ又は複数の種類の無線デバイスに依存しない。従って、システム及び方法は、無線通信に対するあらゆる動作状況に適用されてもよく、無線通信は、一方向信号送信（例えば、応答なしでデバイスが受信する信号の放送）及びデバイスが信号のやり取りを実行する双方向通信を含むことを明確に意図する。方法及びシステムは、ダム無線デバイス及び／又はコグニティブ無線デバイスに適用される。方法及びシステムは、認可スペクトル又は無認可スペクトルに適用される。方法及びシステムは、固定の場所及び／又は移動無線デバイスに適用される。方法及びシステムは、認可スペクトル及び／又は無認可スペクトルに適用される。更に方法及びシステムは、一般に、変調方式、高調波に対する考慮、無線デバイスにより使用された周波数帯域又はチャネル、送信されるデータ又は情報の種類、無線デバイスが受信した情報を使用する方法及び他の同様の通信に対する考慮である。従って、システム及び方法は、あらゆる適切な環境に適用される。
【００２３】
ＴＶホワイトスペースに関連したスペクトルを管理する場合、既存の無線システムを含むスペクトルに対する優先度を含む無線システムは、ＴＶＢＤ等のセカンダリスペクトルユーザより上位のスペクトル使用権を有する。セカンダリ無線システムは、優先（すなわち、一次）無線システムにより使用されたスペクトルとインタリーブされるスペクトルを使用する。そのようなスペクトル使用及びスペクトル割り当てを管理する登録システムは、全ての内容が参考として本明細書に取り入れられる２００９年４月１４日に出願された米国特許出願第１２／４２３，０９４号明細書において説明される。この種の登録システムは、以下において更に詳細に説明されるスペクトル管理システムと組み合わされるか、あるいは動作をスペクトル管理システムと連係する。
【００２４】
開示されたシステム及び方法の態様はＴＶホワイトスペースの例示的な状況において説明されるが、開示された概念は他の動作例に適用されてもよい。１つの動作例によれば、スペクトルに対する要求又は入札はスペクトル仲介又はスペクトル取引で提示される利用可能なスペクトルに一致する。この動作状況においてスペクトル使用及びスペクトル割り当てを管理するシステムは、全ての内容が参考として本明細書に取り入れられる２００８年３月５日に出願された米国特許第１２／０４２，５４３号において説明される。この例示的な状況において、ユーザは、地理学、周波数、スペクトルマスク、時間及び極限電力等の通信に関連した情報に関してユーザにより使用されるスペクトルを特定するスペクトル証明書又は他のデータオブジェクトを認可される。
【００２５】
Ｂ．スペクトルクラス判定
ある特定の時間において、無線システムは、認可スペクトル及び無認可スペクトルの双方を利用できる。本発明のこの節は、無線システムが認可スペクトル又は無認可スペクトルを採用すべきかを判定するシステム及び方法を説明する。無認可スペクトルは、スペクトルに対する支払いを回避できるため、一般より安価な代替スペクトルである。しかし、無認可スペクトルが他の無線システムにより使用されるため、干渉及びサービス品質（ＱＯＳ）の問題を招く。
【００２６】
説明されるような種々の考慮事項に依存して、認可スペクトル、無認可スペクトル又はそれら双方を使用することを含むスペクトル使用に対する融通性のある手法を維持するために多くの刺激がある。スペクトルクラス判定に対して開示された手法は、ユーザが無認可スペクトルに依存することによる固有の危険性を緩和したいという要求を前提に確立される。しかし、そのような危険性に対する耐性は、ユーザのアプリケーションに依存する可変要因であり、このような可変性は判定の一部として考えられる。
【００２７】
一般に、無認可スペクトルは、無差別に全てのユーザに対して利用可能である。しかし、無認可スペクトルの利用性及び他のユーザからの干渉度の低さは、全ての個々のユーザに対して保証されない。「ビジネスクリティカルな」アプリケーション及び「ミッションクリティカルな」アプリケーションを含む多くのアプリケーションは、サービスの欠如又は低下に対する耐性がない。これらのアプリケーションの場合、無認可スペクトルへの依存は実際的ではない。しかし、「クリティカルな」アプリケーションを有する多くのエンティティは、複数の「非クリティカルな」通信及び／又はデータ送信が適度な期間内で行われる限り「非クリティカル」である通信を更に有する。開示された技術は、認可スペクトルに独占的に依存するより低いコストでユーザが最適な無線通信効率のために無認可スペクトル及び／又は認可スペクトルを使用することを管理する。
【００２８】
多種多様のユーザアプリケーションは、コスト効率の良い方法で認可スペクトル及び無認可スペクトルの有用性を評価する手法の下で利用される。ユーザの全ての無線スペクトル需要を網羅するのに十分なスペクトルを購入する別の方法は、１つ以上の特定のアプリケーションで使用するための限られた量の認可スペクトルへのアクセス権を購入するより高い。
【００２９】
「ミッションクリティカルな」アプリケーションの一例は、医療専門家（例えば、医師）が遠隔地にいる患者に対して医療サービスを提供する遠隔医療等の医療アプリケーションである。そのようなアプリケーションは、ロボット外科用器具の制御を含む。市街地において、そのようなアプリケーションに対して無認可スペクトルを使用することは、アプリケーションに対して所望の最小のスペクトル利用性を与えない。その結果、認可スペクトルは、このアプリケーションの場合に無認可スペクトルより好まれる。しかし、あまり人口密度の高くないエリアにおいて、無認可スペクトルは、アプリケーションをサポートするのに十分に利用できる。
【００３０】
同様に開示された手法により、データサービスプロバイダ（例えば、Ｙａｈｏｏ、Ｇｏｏｇｌｅ又はＭｉｃｒｏｓｏｆｔ等の企業）は、有線サービス（例えば、ケーブル会社又は電話会社により提供されるような）又は無線サービス（例えば、移動電話サービスプロバイダにより提供されるような）を使用せずに消費者に直接データ接続を供給できる。殆どのエリアにおいて、このアプリケーションをサポートするのに十分な無認可スペクトルが利用可能である。しかし、無認可のホワイトスペースが輻輳する高密度の市街地において、アプリケーションは、ＱＯＳを向上するために認可スペクトルを活用することで強化される。同様の手法は、音声サービス及びデータサービスを含むように提供されたサービスを拡張するために衛星テレビ会社により使用される。
【００３１】
例を示すために、無認可スペクトルに対するＴＶホワイトスペース及び認可スペクトルに対するデータ操作のために使用可能な低出力テレビ（ＬＰＴＶ）局を使用する状況を以下に説明する。ユーザアプリケーションに対してスペクトルクラスを判定する場合に他の種類の無認可スペクトル及び又は認可スペクトルが考慮されることが理解されるだろう。ＴＶホワイトスペース（例えば、ＴＶＢＤ）において動作するように構成されるユーザの無線デバイスは、無線デバイスの場所においてＴＶ局により占有されないチャネル２〜５１のあらゆるＴＶチャネルにおいて動作可能である。ＴＶホワイトスペースデータベースは、場所毎にＴＶＢＤに対して利用可能チャネル及び利用不可能なチャネルを追跡するために使用される。例えばチャネル１４は、ＴＶＢＤの場所においてＬＰＴＶオペレータに対して認可されている場合、ＴＶＢＤに対して利用不可能である。
【００３２】
この例において、チャネル１４のオペレータは、スペクトルの使用料を支払う意思のあるユーザに対してスペクトルを利用可能にしたい。ユーザは、認可スペクトルを使用するオプションが存在することを知り、認可スペクトルに対して支払いをしてそれを使用するか、あるいは利用可能な無認可スペクトルを使用するかを手動で又は自動的に判定したい。ユーザが認可スペクトル（この例においてはＬＰＴＶチャネル）を使用したい理由は、利用者制限によるより少ない干渉及びより適切なＱＯＳ、無認可の電力レベルではなく認可された電力レベルを使用する機能によるより広範な有効範囲、並びに認可の範囲により提供された有効範囲を含む。これらの理由は、認可スペクトルを使用する代価と比較検討される。
【００３３】
ユーザが複数の無線通信アプリケーションを有する場合、各アプリケーションは、別々に解析され、アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用するかを判定する。あるいは、ユーザの全てのアプリケーションは、総合的に解析され、全ユーザに対して判定を行う。尚、以下の例は、ＴＶホワイトスペースの使用に対する現在のＦＣＣ規制上の制約を反映するが、開示された技術の実現例は、これらの規制に制限されず、ＴＶホワイトスペース以外のスペクトルに拡張されてもよい。
【００３４】
次に、図１〜図３を参照すると、無認可スペクトル又は認可スペクトルを使用するかを判定するシステムの種々の例示的な実施形態が示される。図１において、コンピュータアプリケーション（例えば、ソフトウェアプログラム）を実行できるコンピュータベースシステム１０の概略ブロック図が示される。システム１０は、コンピュータ技術を使用して実現される中央スペクトル管理システム１２を含む。スペクトル管理システム１２は、スペクトル割り当て機能１４を実行し、無認可スペクトル利用性に関するデータを含む無認可スペクトルデータベース１６及び認可スペクトル利用性に関するデータを含む認可スペクトルデータベース１８を格納するように構成される。無認可スペクトル及び認可スペクトルの利用性情報は、スペクトル割り当て機能１４により使用される。別個のデータベースとして図１〜図３の実施形態において示されるが、無認可スペクトル利用性情報及び認可スペクトル利用性情報は、同一のデータベースに格納される。
【００３５】
図示された実施形態において、スペクトル割り当て機能１４、無認可スペクトルデータベース１６及び認可スペクトルデータベース１８は、一般に、スペクトル管理システム１２において提供される。本実施形態において、スペクトル管理システム１２は、１つ以上の無線システム２０（図１において、無線システム２０ａ〜２０ｎとしてラベル付けされた）に対するスペクトル使用量判定を行うことを課せられる。各無線システム２０は、個々の無線デバイス又は無線デバイスのネットワークである。また、各無線システム２０は、無線通信を実行する少なくとも１つの送受信機及び無線システム動作を管理する制御器を備える。
【００３６】
他の実施形態において、スペクトル割り当て機能１４、無認可スペクトルデータベース１６及び認可スペクトルデータベース１８が分配される。例えば、図２に示されるように、スペクトル割り当て機能１４の機能は、リモートで提供された無認可スペクトルデータベース１６及びリモートで提供された認可スペクトルデータベース１８にアクセスする無線システム２０により実行される。本実施形態において、無認可スペクトルデータベース１６及び認可スペクトルデータベース１８は、異なるホスト又は同一のホストにより維持される。
【００３７】
図３は、ネットワークマネージャシステム２２が無線システム２０に代わってスペクトル割り当て機能１４の機能を実行する別の例を示す。ネットワークマネージャシステム２２は、リモートで提供された無認可スペクトルデータベース１６及びリモートで提供された認可スペクトルデータベース１８にアクセスする。本実施形態において、無認可スペクトルデータベース１６及び認可スペクトルデータベース１８は、異なるホスト又は同一のホストにより維持される。
【００３８】
図２及び図３の実施形態において、スペクトル割り当て機能１４の機能を実行するデバイスは、スペクトル割り当て機能１４の種々のタスクを実行するように適切なコンピューティング技術を用いて実現される。簡略化するため、システム１２のみを詳細に説明するが、無線システム２０、ネットワークマネージャシステム２２、並びに何らかのデータベース１６及び／又は１８のホストが同様に構成されることが理解されるだろう。
【００３９】
一実施形態において、スペクトル割り当て機能１４は、１つ以上のコンピュータプログラム（例えば、実行可能なコードのコンパイルを含む１つ以上のソフトウェアアプリケーション）として具体化される。コンピュータプログラム、並びに／あるいはデータベース１６及び１８は、コンピュータ可読媒体、例えば磁気記憶装置、光学記憶装置又は電子記憶装置（例えば、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ等）の形態のメモリ上に格納される。
【００４０】
機能１４を実行するため、システム１２は、特定の論理ルーチンを実行する命令を実行するために使用される１つ以上のプロセッサ２４を備える。更にシステム１２は、データ、論理ルーチン命令、コンピュータプログラム、ファイル及びオペレーティングシステム命令等を格納するメモリ２６を有する。示されるように、機能１４、並びにデータベース１６及び１８は、メモリ２６により格納される。メモリ２６は、揮発性メモリ構成要素及び不揮発性メモリ構成要素を含むいくつかのデバイスを備える。従って、例えばメモリ２６は、システムメモリとして動作するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、フロッピディスク、光ディスク（例えば、ＣＤ及びＤＶＤ）、テープ、フラッシュデバイス及び／又は他のメモリ構成要素、並びにメモリ素子用の関連付けられたドライブ、プレーヤ及び／又は読み取り装置を含む。プロセッサ２４及びメモリ２６の構成要素は、ローカルインタフェース３０を使用して結合される。例えばローカルインタフェース３０は、制御バスを伴うデータバス、ネットワーク又は他のサブシステムである。
【００４１】
システム１２は、種々のビデオインタフェース及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース３０、並びに１つ以上の通信インタフェース３２を有する。インタフェース３０は、例えばディスプレイ３４、キーボード３６、マウス３８、他の入力デバイス、マイク（不図示）、カメラ（不図示）、スキャナ（不図示）、プリンタ（不図示）及びスピーカ（不図示）等の種々の周辺装置にシステム１２を動作可能に結合するために使用される。例えば通信インタフェース３２は、モデム及び／又はネットワークインタフェースカードを含む。通信インタフェース３２により、システム１０は、外部ネットワーク４０（例えば、インターネット、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、直接データリンク又は同様のシステム）を介して他の演算装置に対してデータ信号、音声信号及びビデオ信号等を送受信できる。動作可能にインタフェースされたデバイス又はネットワークとシステム１２との間のインタフェースは、有線又は無線である。
【００４２】
メモリ２６は、システム１２における資源の割り当て及び使用を制御し、基本的なユーザインタフェース機能を提供するようにプロセッサ２４により実行されるオペレーティングシステム４２を格納する。特にオペレーティングシステム４２は、メモリ２６の割り当て及び使用、プロセッサ２４により実行されている種々のアプリケーション専用のプロセッサ２４の処理時間、並びに周辺装置を制御し、他の機能性も実行する。このように、オペレーティングシステム４２は、一般に当業者により既知であるように、機能１４等のアプリケーションが依存する基礎になる。オペレーティングシステム４２は、ユーザに対して提示されたユーザインタフェース環境の大部分、例えばシステム１２に対する全体的なグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の機能を更に制御する。
【００４３】
一実施形態において、システム１２は、以下に説明するスペクトル管理機能を提供する機能１４を実行するサーバとして構成される。スペクトル管理機能は、認定されたユーザが無線通信のためにスペクトルを利用できるようにスペクトル使用判定をそのユーザに提供する（例えば、無線システム２０として具体化されたように）ことを含む。
【００４４】
無認可スペクトルがＴＶホワイトスペースである実施形態において、無認可スペクトルデータベース１６は、上述のＦＣＣ報告及び命令に従って構成され且つ／あるいは上述の米国特許出願第１２／４２３，０９４号明細書に従って実現される登録システム及びホワイトスペースデータベースを使用して実現される。このデータベースに含まれた情報は、無認可スペクトルに関連した場所、範囲、アクセス又はユーザ規則（例えば、送信電力の限界）及び他のあらゆる関連情報を示す。一実施形態において、無認可スペクトルの利用性に関するデータは、ＴＶホワイトスペースチャネルマップに対してホワイトスペース及び登録システムをポーリングすることで取得される。
【００４５】
認可スペクトルデータベース１８は、スペクトルの所有者により潜在的なユーザに対して利用可能になっている認可チャネルに関する情報を含む。このデータベースに含まれた情報は、無認可スペクトルデータベース１６に類似し、認可チャネルの場所、範囲及び所有者を示す。更にデータベースは、チャネルの使用を許可されるユーザの種類、チャネルを介して許可されるアプリケーションの種類及び送信電力の限界等を示すアクセス又はユーザ規則を含む。データベースは、認可チャネルが採用される場合にユーザが所有者に支払う必要があるチャネルの使用料を更に含む。使用料は、メガヘルツ及び／又は時間単位当たりの金額等のあらゆる適切な方法で規定される。他の実施形態において、ユーザは、規定の支払いに基づいて認可チャネルの使用を申し込む。
【００４６】
一実施形態において、無認可スペクトルデータベース１６、認可スペクトルデータベース１８及び／又は無線システム２０は、種々のチャネルを介して実際のスペクトル使用量に関する情報を収集する。実際のスペクトル使用量を評価する例示的な技術は、無線システム２０によるスペクトル使用検知、スペクトル使用量及び／又はスペクトル使用検知に基づく他の無線システムからの報告、サードパーティデバイスによるスペクトルスニフィング、並びに同様の期間にわたる無認可スペクトルの使用量履歴等を含む。
【００４７】
次に、スペクトル割り当て機能１４のスペクトルクラス判定機能を説明する。スペクトル割り当て機能１４は、無線システム２０の少なくとも１つの無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルのどちらを使用するかを判断する論理エンジンとして実現される。判定基準は、採用されるスペクトルクラスを判定するように総合的に評価される多くの要因を特定する。例えば、ユーザが認可チャネルに対する使用権に対して支払う必要があっても、２０ＭＨｚの無認可チャネルが輻輳し、５ＭＨｚの認可チャネルがアイドル状態である場合、２０ＭＨｚ幅の無認可チャネルを選択することは、５ＭＨｚの認可チャネルを選択することより悪い。
【００４８】
判定基準は、単独で又は総合的に、各々が認可スペクトル又は無認可スペクトルに対する判定を偏らせることで判定に影響を及ぼす多数の個体変数として規定される。状況に依存して、個々の判定基準は、判定を偏らせないように中立である。例示的な判定基準変数は、利用可能な認可スペクトルのコストである。一実施形態において、認可スペクトルのコストが高いほど、コスト変数は無認可スペクトルを使用することに対する判定を更に偏らせる。
【００４９】
別の例示的な判定基準変数は、意図したアプリケーションをサポートするのに必要な帯域幅である。一実施形態において、帯域幅変数は、スペクトルが要求される時間に最も大きな帯域幅を提供できるスペクトルクラスに対する判定を偏らせる。
【００５０】
別の例示的な判定基準変数は、意図したアプリケーションをサポートするのに必要なサービス品質である。一実施形態において、ＱＯＳ変数は、ユーザに対してアプリケーションの重要性、すなわちクリティカリティを反映するプロキシ計測値であると考えられる。あるいは、別個のクリティカリティ判定基準変数がある。必要なＱＯＳが増加するにつれ、ＱＯＳ変数は、認可スペクトルに対して使用アクセスが制御されるために対応する程度のＱＯＳを与える認可スペクトルを使用することに対する判定を偏らせる。無認可スペクトルの輻輳判定基準変数は、ＱＯＳ変数に対するカウンタウェイティング判定基準変数として使用される。無認可スペクトルの輻輳判定基準変数は、無認可スペクトルに関連する実際の使用量データ又は予測された使用量データから判定される。従って、無認可スペクトル使用量が低い場合、無認可スペクトルに対する判定を偏らせるために、ＱＯＳ変数が減少するか、あるいはＱＯＳカウンタウェイト変数が導入される。
【００５１】
別の例示的な判定基準変数は、意図したアプリケーションをサポートするのに必要な有効範囲又は範囲である。一実施形態において、広範な有効範囲が要求される場合、一般に無線システムが認可スペクトルを使用して動作する場合により高い電力で動作し、より少ない干渉を受けるため、有効範囲変数は、認可スペクトルに対する判定を偏らせる。より高い電力により、無線機器の有効範囲及び／又は範囲は改善される。
【００５２】
別の例示的な判定基準変数は、スペクトルの時間利用性である。例えば、認可スペクトルは、ユーザがスペクトルを要求する間の時間の一部にわたり他のユーザに割り当てられている。認可スペクトルに対するそのような時間制約は、無認可スペクトルの使用に対する判定を偏らせる。
【００５３】
一実施形態において、判断基準変数の各々は、例えば１〜１００の数値として規定される。ここで、数が小さいほど、変数は無認可スペクトルに対する判定を更に偏らせる。判定基準変数の各々は、確立されると、他の判定基準変数と組み合わされる。例えば、変数値の加重和又は非加重和が確立される。所定の閾値を下回る合計は、無認可スペクトルの使用を示す（その逆も成立する）。一実施形態において、単一の変数が所定の閾値を上回る値又は下回る値を有する場合、変数は、単独で無認可スペクトル又は認可スペクトルの使用を規定する。判断基準を表す方法（例えば、通貨単位のコスト、メガヘルツの帯域幅等）に関係なく、判断基準を総合的に評価する他のエキスパートシステム評価技術が可能である。
【００５４】
別の実施形態において、無線システム２０と関連付けられたユーザエンティティは、無認可スペクトル又は認可スペクトルを使用するかについての選択肢を提供される。本実施形態において、１つ以上の判断基準は、ユーザに確認及び提示され、選択肢を導く。例えば、認可スペクトルのコスト及び／又は認可スペクトルと無認可スペクトルとの動作性能の比較は、特定の無線動作又は接続セッションのためにユーザに提示される。一例として、ユーザがデータダウンロードを開始した場合、認可スペクトル及び無認可スペクトルを使用してダウンロードにかかる時間及びダウンロード動作のために認可スペクトルを使用するのにかかるコストが判定される。次にユーザは、使用するスペクトルのクラスを尋ねられる。１つの手法において、ユーザは、スペクトルクラスを直接選択することを要求されず、質問は、ユーザの回答がスペクトルクラス判定を導くような形態で提起される。例えば例示的な質問は、「ダウンロードにｘｘｘ分かかります。ｘ分でダウンロードを完了するために＄ｙ支払いますか」である。理解されるように、より長いダウンロード動作は無認可スペクトルの使用に対応し、より短いダウンロード動作は認可スペクトルの使用に対応する。従って、ユーザの回答が否定である場合に無認可スペクトルが使用され、ユーザの回答が肯定である場合に認可スペクトルが使用される。
【００５５】
認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用するという判定が行われた後、無線システム２０は、スペクトル管理システム１２から適切なスペクトルを要求する。例えば、無認可スペクトルを使用するという判定が行われる場合、要求は、ＴＶホワイトスペースチャネルマップに対する要求の形態である。一実施形態において、チャネルマップに対する要求に応答して、スペクトル管理システム１２は、認可スペクトル及び無認可スペクトルの双方を含むチャネルマップを生成する。次に無線システム２０は、スペクトルクラス判定に基づいて使用するチャネルを判定する。別の実施形態において、認可スペクトルを使用するという判定が行われる場合、無線システム２０は、自動化スペクトル交換システム又は他のスペクトル割り当てシステムから認可スペクトルを探す。
【００５６】
Ｃ．優先的なスペクトル割り当て
本発明のこの節は、スペクトルを無線システムに対して利用するシステム及び方法を説明する。一実施形態において、無線システムが他の無線システムを介して好適に処理されるように、特別に設計又は確保されたスペクトルは無線システムに対して利用される。開示された技術は、認可スペクトル、無認可スペクトル又は認可スペクトルと無認可スペクトルとの組合せの割り当てに適用される。開示された技術は、上述のＦＣＣ報告及び命令に従って構成され且つ／あるいは上述の米国特許出願第１２／４２３，０９４号明細書に従って実現される登録システム及びホワイトスペースデータベースに基づく。
【００５７】
図４を更に参照して、スペクトル管理システム４２は、スペクトルアクセスを１つ以上の特権無線システム４４に対して利用するチャネルマップ又は他のデータを供給するように構成される。スペクトル管理システム４２は、スペクトル管理システム１２に対して説明したのと同様のコンピューティング技術を用いて実現される。図示されないが、無線システム４４とスペクトル管理システム４２との通信は、ネットワーク（例えば、ネットワーク４０）を介する。一実施形態において、スペクトル管理システム４２は、ＴＶＢＤ又は他の種類の無線システムを登録するホワイトスペース登録システムを含み、ホワイトスペース登録システムは、１つ以上の特権無線システム４４に対して優先的なスペクトル割り当てをサポートするために向上する。
【００５８】
後続する例示的な実施形態において、秘密識別子（ＩＤ）は無線信号に符号化される。秘密ＩＤは、無線信号、関連ネットワーク又は無線機器のユーザエンティティ、あるいは特権無線システムクラスに属するようなネットワークを区別する１つの形態のセカンダリＩＤであると考えられる。他のセカンダリＩＤは、無線デバイス、無線信号が関連付けられるネットワーク又は無線デバイスのユーザエンティティの一部であるかあるいはそれに申し込まれる機器、あるいは個人認証及び／又はパスワードを含む。
【００５９】
無線システム４４は、スペクトル管理システム４２に対して自身を安全に識別する機能で構成される。例えば、無線システム４４の製造中、無線機器製造システム４６は、一意の機器識別子（ＩＤ）及び秘密ＩＤで無線システム４４をプログラム（例えば、符号化）する。機器ＩＤは、ＦＣＣ又は他の規制機関の規格に従ってプログラムされる。秘密ＩＤは、機器ＩＤと共同してスペクトル管理システム４２に対して自身を識別するために無線システム４４により使用される。一実施形態において、製造システム４６は、無線システム４４をプログラムする前に機器ＩＤを管理システム４２に供給することにより、管理システム４２から秘密ＩＤを取得する。それに応答して、管理システム４２は、無線システム４４にプログラムするために対応する秘密ＩＤを製造システム４６に返送する。
【００６０】
例えば、無線システム４４をプログラムする論理フローは、以下のステップを使用して進む。製造業者システム４６は、無線システム４４の一部を形成する無線デバイスが製造されていることを管理システム４２に通知し、機器ＩＤを供給する。管理システム４２は、秘密ＩＤで応答する。管理システム４２は、将来無線システム４４を認識するために、機器ＩＤと関連付けて秘密ＩＤを格納する。管理システム４２及び製造システム４６は、セキュリティ及びデータ整合性を維持し、秘密ＩＤを無認可で取得する危険性を最小限にするために、規定の「共通」鍵又は公開／秘密鍵を有する。次に製造システム４６は、無線システム４４において機器ＩＤ及び秘密ＩＤを符号化する。
【００６１】
別の実施形態において、秘密ＩＤは、製造業者システム４６により符号化されない。代わりに、秘密ＩＤは、料金の支払いを含む優先的なスペクトルサービスに入会することで無線システム４４のユーザにより取得される。
【００６２】
無線システム４４は、ユーザにより購入され、配置された後、管理システム４２と通信し、管理システム４２からチャネルマップ又は他のスペクトル割り当てを取得する。例えば通信は、無線システム４４から管理システム４２に送信されたチャネルマップ要求を含む。無線システム４４とスペクトル管理システム４２との通信は、無線システム４４の起動時及び／又は適切な時間間隔で行われる。管理システム４２は、無線システム４４に対するスペクトル割り当てを判定する場合にスペクトルデータベース４８を維持し且つ／あるいは別のシステムにより提供されたスペクトルデータベースにアクセスする。管理システム４２は、機器ＩＤ及び秘密ＩＤを使用して無線システム４２を検査する。更に無線システム４４は、チャネルマップがアクセス可能な複数の管理システム４２がある場合に無線システム４４が適切な管理システム４２と通信していることを検査する。製造システム４６と管理システム４２との通信と同様に、無線システム４４及び管理システム４２は、セキュリティ及びデータ整合性を維持し、秘密ＩＤを無認可で取得する危険性を最小限にするために、規定の通信プロトコルを使用する。
【００６３】
管理システム４２は、無線システム４４を検証すると、無線システム４４が特定のスペクトルを使用できるようにするチャネルマップ又はスペクトル証明書を無線システム４４に提供する。チャネルマップ又は他のスペクトルアプリケーションは、無線システム４４の場所に適切なスペクトル（例えば、利用可能なＴＶホワイトスペース）を含む。一実施形態において、チャネルマップ又は証明書により、無線システム４４は、他の無線システムがアクセスしないスペクトルを使用できる（例えば、秘密ＩＤを有さない無線システムは、無線システム４４に提供されたチャネルマップにおいてスペクトルのうちのいくつか又は全てにアクセスする認可を有さない）。例えば、無線システム４６の製造業者又はユーザは、重複する地域においてスペクトルを無線システム４４に対して独占的に利用可能にするか、あるいは限られた数の無線システムに対して利用可能にするために加入料又は使用毎の料金を支払う。
【００６４】
一実施形態において、無線システム４４に提供されたチャネルマップは、利用可能な無認可チャネルを含む。これらは、あらゆる無線システムに対して利用可能な同一のチャネルである。公的に利用可能なチャネルに加えて、チャネルマップは、無線システム４４は使用するが、他の無線システムは使用しない１つ以上の更なるチャネルを含む。優先的なチャネルと呼ばれるこれらの更なるチャネルは、無線システム４４が優先的なチャネルを利用するように識別される。いくつかの実施形態において、複数の無線システム４４が優先的なチャネルの使用権を提供されることが考えられる。他の実施形態において、管理システム４２は、優先的なチャネルの使用に対する干渉を最小限にするようにチャネルマップを構築する。
【００６５】
更に図５を参照すると、それぞれの製造業者４６ａ、４６ｂにより製造される複数の好適な無線システム４４ａ、４４ｂがある一実施形態において、スペクトル管理システム４２が示される。無線システムは、各々が一意の機器ＩＤ及び一意の秘密ＩＤを有する。無線システム４４は、優先的なチャネルを含む対応するチャネルマップに対してスペクトル管理システム４２をクエリする。優先的なチャネルは、無線システム４４ａ、４４ｂの各々に対して同一であるかあるいは異なる。一実施形態において、無線システム４４毎に優先的なチャネルは、無線システム４４のそれぞれの製造業者に対応する。
【００６６】
更に図６を参照すると、スペクトルライセンス所有者５０は、１つ以上の無線システム４４に提供されるチャネルマップに含むために、認可スペクトルをスペクトル管理システム４２に対して利用する。一実施形態において、認可スペクトルは、ＬＰＴＶ局（低い電力のＴＶ局）に対応するが、従来のテレビバンドの外側にあることが理解されるだろう。
【００６７】
認可スペクトルは、無線システム４４の秘密ＩＤ値、加入状況及び／又は製造業者に従う優先権に基づいて無線システム４４に対して利用可能になる。一実施形態において、認可スペクトルが製造業者により製造された無線システム４４のみに対して利用可能になるように、製造業者とスペクトルライセンス所有者５０との関係が存在する。この場合、スペクトルライセンス所有者及び製造業者は、同一のエンティティ又は別個のエンティティである。別の実施形態において、スペクトル管理システムのオペレータは、無線システム４４のユーザからの加入を誘致するために、スペクトル保有者から認可スペクトルの使用権を取得する（あるいは所有者になる）。
【００６８】
一実施形態において、スペクトル管理システム４２は、段階において無線システム４４に対してチャネルマップを構築する。例えば、無線システム４４の場所において利用可能なスペクトルに対する第１の探索は、利用可能な無認可スペクトル（例えば、ＴＶホワイトスペース）を識別するために行われる。無線システム４４に対して利用可能になる認可スペクトルを含む認可スペクトルは、割り当てられる時にデータベース４８において識別されるためにこの探索において識別されない。第２の探索は、無線システム４４の信用証明書に基づいて無線システム４４により利用可能になる無線システム４４の場所において認可スペクトルを識別するために行われる。第１の探索及び第２の探索の結果は、無線システム４４に対して優先的なチャネルマップを構築するように組み合わされる。上述したように、チャネルマップにおけるあらゆる認可チャネルは、無線システム４４が無認可スペクトルを介して認可スペクトルを利用するようにフラグを立てられる。
【００６９】
スペクトル割り当てに対するこのような手法の下、無線機器製造業者は、より多くのスペクトル及び黙示的により多くの帯域幅を使用する資格を与えられる無線デバイスをユーザに効率的に提供できることにより、自身を他の製造業者と区別する。また、認可スペクトルへのアクセスが制御可能であるため、製造業者の無線デバイスに対するＱＯＳオプションが増加する。
【００７０】
製造業者、製造業者のグループ、ユーザのコミュニティ又は他のエンティティは、無認可スペクトルだけが利用可能であった場合に可能であるよりも利用可能なスペクトルプールを大きくするために、開示されたスペクトル割り当て手法に関心がある。例えば、市街地において、田舎におけるより少ないホワイトスペースギャップがある。従って、市街地において休眠中のＬＰＴＶ局からのスペクトル又は他の認可スペクトルを使用することにより、より多くの無線システムへのスペクトルアクセスが容易になる。
【００７１】
無線システム４４のユーザが優先的なチャネルマップに含まれる認可スペクトルの使用料を支払う義務がある場合、無線システム４４（又は関連するネットワーク管理システム１２）は、認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用するかを判定する。例えばこのような判定は、図１〜図３に関連して説明した技術を使用して行われる。
【００７２】
他の例において、ＦＣＣ又は他の規制機関は、医療アプリケーション又は公衆安全アプリケーション等の限られた目的を除いて、スペクトルを認可なしで利用可能にする。この目的のために使用される無線システムは、これらの無線システムを他の無線システムと区別するために使用される秘密ＩＤと機器ＩＤとの組合せで符号化され、対応するチャネルマップを介してスペクトルを適切に割り当てる。
【００７３】
Ｄ．結論
ある特定の実施形態を示し且つ説明したが、本明細書を読み且つ理解することにより、当業者が添付の特許請求の範囲の範囲内の均等物及び変形を考案できることは理解される。
【図１】
2013519318.tif 000003
【図２】
2013519318.tif 000004
【図３】
2013519318.tif 000005
【図４】
2013519318.tif 000006
【図５】
2013519318.tif 000007
【図６】
2013519318.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線システムの無線通信アプリケーションをサポートする方法であって、
前記無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準であって、各判定基準が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った前記スペクトルクラス判定基準を確立するステップと、
前記スペクトルクラス判定基準を総合的に評価することによって、前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
各判定基準は、値を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記総合的な評価は、複数の前記値を組み合わせ、かつ、所定の閾値と前記組み合わせの結果とを比較することによって実行されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
単一の判定基準が該単一の判定基準に対する所定の閾値を上回る又は下回る値を有する場合、認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定する前記判定は、前記単一の判定基準の偏りに基づいて行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記無認可スペクトルは、ＴＶホワイトスペースであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記認可スペクトルは、低い電力のＴＶ局に対応することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記判定基準は、前記無線通信アプリケーションをサポートする帯域幅、前記無線通信アプリケーションをサポートするサービス品質、前記無線通信アプリケーションの限界、前記無線通信アプリケーションをサポートする範囲、無認可スペクトルの輻輳、利用可能な認可スペクトルのコスト、及び利用可能な認可スペクトルの時間利用性の中から選ばれた２つ以上の基準から選択されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
無線システムの無線通信アプリケーションをサポートするためのスペクトルクラス判定デバイスであって、
前記無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準であって、各判定基準が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った前記スペクトルクラス判定基準を確立し、
前記スペクトルクラス判定基準を総合的に評価することによって、前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するように構成されたプロセッサを備えることを特徴とするスペクトルクラス判定デバイス。
【請求項９】
無線システムの無線通信アプリケーションをサポートする方法であって、
前記無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準を確立するステップと、
評価のためのユーザエンティティへ前記スペクトルクラス判定基準を提示するステップと、
前記提示に応じて受信されるユーザ入力から前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用するかを判定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
機器ＩＤ、及びセカンダリＩＤを有し、無線通信を実行する無線システムに対してスペクトルを利用する方法であって、
前記無線システムから、チャネルマップリクエスト、前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤを受信するステップと、
前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤによって識別される前記無線システムが使用する認可を有する利用可能な無認可チャネルと、少なくとも１つの認可チャネルと含むチャネルマップを作成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記セカンダリＩＤは、前記無線システムの製造時に該無線システムにおいて符号化されるか、又は、
前記チャネルマップを作成するスペクトル管理システムによって、製造するシステムのデバイスへ提供されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記セカンダリＩＤは、前記無線システムの一部の、前記無線システムへ加入した又は前記無線システムのユーザエンティティの、機器ＩＤ、パーソナルＩＤ、及びパスワードの１つであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記無線通信に対する認可チャネル又は無認可チャネルを使用するかを判定するステップをさらに含み、
無線通信アプリケーションに対するスペクトルクラス判定基準であって、各判定基準が認可スペクトル又は無認可スペクトルのうちの一方に偏った前記スペクトルクラス判定基準を確立するステップと、
前記スペクトルクラス判定基準を総合的に評価することによって、前記無線通信アプリケーションに対して認可スペクトル又は無認可スペクトルを使用することを判定するステップと
を実行することによって、前記認可チャネル又は前記無認可チャネルを使用するかの前記判定が実行されることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
機器ＩＤ、及びセカンダリＩＤを有し、無線通信を実行する無線システムに対してスペクトルを利用する無線管理システムであって、
前記無線システムから、チャネルマップリクエスト、前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤを受信するネットワークインタフェースと、
前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤによって識別される前記無線システムが使用する認可を有する利用可能な無認可チャネルと、少なくとも１つの認可チャネルとを含むチャネルマップを作成するように構成されたプロセッサと
を備えることを特徴とするスペクトル管理システム。
【請求項１５】
ＴＶホワイトスペース帯域無線機器（ＴＶＢＤ）であって、
無線データ通信を実行するトランシーバと、
前記ＴＶＢＤが所定の認可スペクトルを使用することを承認されたことをスペクトル管理システムに示す機器ＩＤ、及びセカンダリＩＤを格納するメモリと、
チャネルマップリクエスト、前記機器ＩＤ、及び前記セカンダリＩＤを送信することによって前記スペクトル管理システムへ該チャネルマップを登録するように構成されたコントローラと
を備えることを特徴とするＴＶＢＤ。
【国際調査報告】
2013519318.tif 000009