(57)【要約】  スペクトルアジャイル無線（ＳＡＲＡ）デバイス３０１.ｉと、プライマリ３０２.ｉと、セカンダリデバイス３０３.ｉとの間でオポチュニスティックにスペクトルを共有する装置３０１.ｉ、システム３００及び方法が提供される。プライマリデバイス３０２.ｉは、免許を受けた帯域で動作する免許を受けた無線システムである。セカンダリデバイス３０３.ｉは、無免許帯域で動作するシステム／デバイスである。各ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、スペクトルオポチュニティマップ（ＳＯＭ）２００を維持し、これは、前記スペクトルを使用するＳＡＲＡ３０１.ｉにより及びＳＡＲＡ３０１.ｉ間でＳＯＭ２００を共有することにより占められる。ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、スペクトル使用の証拠に対して媒体を探査し、プライマリ３０２.ｉからスペクトル使用に関する明示的情報を受信することができ、ＳＯＭ２００に記録し、ＳＯＭ２００を他のＳＡＲＡデバイス３０１.ｉと共有することができる。
2008547346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトルアジャイル無線（ＳＡＲＡ）により無線スペクトルをオポチュニスティックに共有する方法において、
少なくとも１つの他のデバイスが前記無線スペクトルの一部を占有する場合に、前記少なくとも１つの他のデバイスに対するスペクトル占有情報の所定のセットを取得するステップと、
前記少なくとも１つの他のデバイスに対する前記取得されたスペクトル占有情報をスペクトルオポチュニティマップ（ＳＯＭ）に記憶するステップと、
前記記憶された情報に基づいて所定の仕方で前記少なくとも１つの他のデバイスと前記スペクトルを時分割するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記無線スペクトルが、複数の帯域に分割され、
前記スペクトル占有情報が、前記複数の帯域の各々に関連し、
前記時分割するステップが、
‐前記ＳＯＭの前記記憶された情報に基づいて前記複数の帯域の非占有及び軽負荷帯域を決定するステップ、
‐各決定された帯域が利用可能である時間の長さを推定するステップ、
‐所定の許容範囲を超える推定された利用可能な時間の長さを持つ帯域にランダムにホップするステップ、及び
‐所定の占有基準に基づいて前記ランダムにホップされる帯域を占有するステップ、
を実行することにより前記複数の帯域の中で適応ホッピングシーケンスを実行するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記推定するステップが、前記プライマリによる前記スペクトルの観測された以前の使用及び統計的手法を使用するステップを更に有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの他のデバイスが、プライマリ、少なくとも１つの他のＳＡＲＡデバイス、及び少なくとも１つのセカンダリからなるグループから選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの他のデバイスがプライマリである場合に、前記取得するステップが、
前記スペクトル占有情報の所定のセットの少なくとも一部を前記プライマリから受信するステップと、
前記ＳＡＲＡデバイスが、前記プライマリにより提供されない前記所定のセットの占有情報を収集するためにランダムな間隔で前記スペクトルを探査するステップと、
の一方を更に有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の間隔が指数的に増加する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記受信するステップが、前記プライマリから前記プライマリの使用パターンに関する正確な情報を受信するステップを更に有し、
前記時分割するステップが、前記プライマリの前記使用パターンが既知及び予測可能の一方である場合に、前記プライマリの前記使用パターンに関して前記ＳＡＲＡデバイスによる前記スペクトルの未来の使用を規定するステップを更に有する、
請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの他のデバイスが、少なくとも１つの他のＳＡＲＡデバイスであり、前記取得するステップが、前記少なくとも１つの他のＳＡＲＡデバイスと能動的に協調するステップを更に有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記協調するステップが、
前記少なくとも１つの他のＳＡＲＡデバイスとＳＯＭを交換するステップと、
‐他のＳＡＲＡデバイスにより干渉されることから前記ＳＡＲＡデバイス自体の通信を保護するステップ、
‐前記少なくとも１つの他のＳＡＲＡデバイスの通信を干渉されることから保護するステップ、及び
‐前記ＳＡＲＡデバイス及び前記少なくとも１つの他のＳＡＲＡデバイスによりプライマリの通信を共同で保護するステップ、
を実行することにより前記少なくとも１つの他のＳＡＲＡデバイスと共同アクションを起こすステップと、
を更に有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの他のデバイスがセカンダリである場合、前記取得するステップが、
‐他のデバイスによる干渉から自体の伝送を保護するステップと、
‐他のデバイスの伝送を保護するステップと、
を実行することにより前記少なくとも１つのＳＡＲＡデバイスにより独立したアクションを取るステップを更に有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記セカンダリ自体の伝送を保護するステップが、前記ＳＡＲＡデバイスによる前記ＳＡＲＡデバイスの伝送パワーを増大するステップを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記他のデバイスの伝送を保護するステップが、前記ＳＡＲＡデバイス自体の伝送パワーを減少するステップ、及び共有スペクトル帯域を離れるステップからなるグループから選択されるステップを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記自体の伝送を保護するステップが、前記ＳＡＲＡデバイスにより自体の伝送パワーを増加するステップを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記探査するステップが、［０，空き待ち時間］からランダムに選択される間隔に対して無線媒体を探査するステップを更に有し、ここで前記空き待ち時間は、ＳＡＲＡデバイスによる伝送がプライマリの伝送と干渉することを可能にされる所定の最大時間である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＳＯＭが、
前記帯域を占有するデバイスとの前記ＳＡＲＡの干渉レベルを記述する占有インジケータと、
前記帯域を占有する前記デバイスによる前記スペクトルの未来の使用を記述する少なくとも１つの分配パラメータと、
無線デバイスにより前記帯域を共有する制約を記述する少なくとも１つの規制要件と、
を含む前記無線スペクトルの'ｎ'の所定の帯域の各々に対する情報を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
スペクトルアジャイル無線により無線スペクトルをオポチュニスティックに共有する装置において、
アンテナと、
前記アンテナに接続され、無線スペクトル占有のために媒体を探査し、他のデバイスからスペクトル占有情報を受信する受信器と、
前記アンテナに接続され、他のアジャイル無線に無線スペクトル占有情報を送信する送信器と、
前記受信器及び前記送信器に接続され、感知された無線スペクトル占有から無線周波数スペクトルの占有部分をそれぞれ決定し、前記無線周波数スペクトルの使用されている帯域を得るために前記受信された占有情報のデータと、前記決定された占有部分のデータとを組み合わせ、前記スペクトル占有情報をスペクトルオポチュニティマップ（ＳＯＭ）に記憶し、前記記憶された情報に基づき、請求項１４に記載の方法を使用して他の無線デバイスとオポチュニスティックに前記スペクトルを時分割する帯域情報処理モジュールと、
を有し、前記受信器は、前記ＳＡＲＡデバイスが送信しない場合に前記媒体を感知するのみであり、前記帯域情報処理モジュールは、プライマリによる新しい占有が検出する場合はいつでも占有帯域を直ちに明け渡す、装置。
【請求項１７】
複数のスペクトルアジャイル無線（ＳＡＲＡ）デバイスを有する無線システムにおいて、前記複数のＳＡＲＡデバイスが、請求項１４に記載の方法を共同で実行し、これにより前記複数のＳＡＲＡデバイス間で、及び少なくとも１つのプライマリ及び少なくとも１つのセカンダリのいずれかとの間で前記無線スペクトルをオポチュニスティックに共有するように構成される、無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プライマリ、セカンダリ及び他のＳＡＲＡデバイスを用いるスペクトルアジャイル無線（ＳＡＲＡ、spectrum agile radios）によるオポチュニスティック（opportunistic）スペクトル共有に対するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信ネットワーク、並びにウェアラブル、ハンドヘルドコンピューティング及び通信デバイス、並びに家庭用電化製品の増大する人気は、大容量通信を提供する無線通信ネットワークに対する増え続ける要望が存在することを示す。この要望の増大を検討すると、既存の無線スペクトルが、無線リソースの限定的性質のために、未来において期待される要望を満足しないことは明らかである。今日、家庭用電化製品無線通信システムは、主に無免許帯域において動作する。無免許帯域における無線リソースは、一般に、無免許無線デバイスの高浸透性のため、効率的に使用されると見なされる。しかしながら、無線スペクトルのほとんどは、従来の免許を受けた無線サービスに割り当てられるか、又は多くの場合、全く使用されていない。今日我々が持っている無線スペクトルの従来の規制では、リソースは多くの場合、効率的に使用されない。この問題は、スペクトルアジャイル無線（ＳＡＲＡ）により扱われる。
【０００３】
ＳＡＲＡの目的は、スペクトルの既存のユーザと干渉することなく前記スペクトルを効率的に使用することである。プライマリは、免許を受けた帯域で動作する免許を受けた無線システムである。セカンダリは、ＩＳＭ又はＵ−ＮＩＩ帯域で動作する無免許無線システムである。共存するシステムの可能なタイプは、プライマリ、他のＳＡＲＡ及びセカンダリを含み、ユーザのタイプに依存して、ＳＡＲＡデバイスは、異なる機能を持ち、それに応じてインタラクトする。例えば、プライマリとの共存のために、ＳＡＲＡデバイスは、これが生成している干渉レベルが前記プライマリにとって許容不可能である場合に、占有スペクトルから直ちに移動しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、効率的かつ効果的であり、使用するとプライマリに対する許容不可能な状況を引き起こす場合にスペクトルを潔く明け渡す要件を満たす、不使用スペクトルを使用する方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のシステム及び方法は、他のデバイスにより使用されていない無線スペクトルをオポチュニスティックに検出し、占有することに基づくＳＡＲＡデバイスによる無線スペクトル使用に対する効果的及び効率的方法を提供する。
【０００６】
無線スペクトルの使用の効率を向上するために、本発明により変更されたＳＡＲＡデバイスは、免許を受けた無線スペクトルをオポチュニスティックな形で使用する。ＳＡＲＡデバイスは、通信の前にオポチュニティ（opportunities）、すなわち不使用無線リソースを探す。ＳＡＲＡデバイスは、免許を受けた無線システムの動作と干渉することなく識別されたオポチュニティを使用して通信する。スペクトルオポチュニティを識別する方法は、ＳＡＲＡポリシにより規制される。ＳＡＲＡポリシの助けを用いて、無線レギュレータは、前記ＳＡＲＡポリシを作成するフレームワークを規定することを可能にする設計方法を利用可能にする場合に、ＳＡＲＡデバイスの動作を制御することができる。前記フレームワークに対し、ＳＡＲＡポリシは、どのように及びいつ無線リソースを使用するかを決定するように設計されなければならない。ＳＡＲＡポリシは、時間と共に発展しうる。
【０００７】
既存のＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮは、限定的スペクトルアジリティをサポートすることができる。現在のチャネルにノイズが多い場合、前記無線ＬＡＮは、動的周波数選択と称されるものの助けで無免許無線スペクトルにおける他のチャネルに切り換えることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮとＳＡＲＡネットワークとの主な違いは、ＳＡＲＡデバイスが、通常は他の無線システムにより排他的に使用される周波数スペクトルの部分で動作することである。これら他の無線システムは、通常は無線規制により免許を受け、割り当てられたスペクトルに排他的にアクセスする。ＳＡＲＡデバイスが、前記無線スペクトルの一部が前記免許を受けた無線システムにより使用されていないと識別する場合にのみ（すなわち、いわゆるスペクトルオポチュニティが検出される場合にのみ）、それぞれの無線リソースを使用する。ＳＡＲＡネットワークは、これらの免許を受けた無線システムに対して有害な干渉を作成してはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下の記載は説明の目的で提供され、限定のためではないと当業者に理解されるべきである。当業者は、本発明の精神及び添付の請求項の範囲内にある多くの変更例が存在することを理解する。明確性及び単純性の目的で、既知の機能及び動作の不要な詳細は、本発明を不明瞭にしないように、この記載から省略されうる。
【０００９】
本発明のシステム及び方法は、スペクトルアジャイル無線に対する、スペクトル使用の経過を追い、オポチュニスティックにスペクトルを使用する方法を提供し、これにより免許を受けた及び無免許の両方のより多くのスペクトルが使用される。通信するＳＡＲＡデバイスは、"ＳＡＲＡステーション"と称され、このようなＳＡＲＡステーション内に存在するバックオフエンティティ（backoff entity）は、"ＳＡＲＡネットワーク"と称される。
【００１０】
ＳＡＲＡは、従来の無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）技術の拡張である。ＳＡＲＡの目的は、既存のシステムと干渉することなくスペクトルを効率的に使用することである。プライマリ、他のＳＡＲＡネットワーク若しくはＳＡＲＡデバイス又はセカンダリのような共存するシステムのタイプに依存して、前記ＳＡＲＡは、異なる機能を持ち、それに応じてインタラクトすることが必要とされる。プライマリとの共存に対して、ＳＡＲＡは、これが生成する干渉レベルが前記プライマリにとって許容不可能である場合に直ちに占有スペクトルから移動しなければならない。これは、
（１）どのようにＳＡＲＡデバイスがプライマリの存在を検出するか、
（２）どのようにＳＡＲＡデバイスが、前記スペクトルの占有のため、前記プライマリにより感知される干渉レベルを推定するか、
（３）前記干渉が高すぎる場合に、前記プライマリの存在の検出後に、どのぐらい速くＳＡＲＡデバイスが明け渡すべきか、
の問題を持ち込む。
【００１１】
他の無線システムとの共存のために、ＳＡＲＡは、これらのシステムが協調することができる程度に依存して、明け渡す必要があるか又はないかもしれない。
【００１２】
・協調が存在しない場合、決定は、個別のシステムのみに依存し（非共同決定、disjoint decision）、すなわちＳＡＲＡデバイスが、他の無線システムから受けている干渉レベル及び生成している干渉を推定することができる場合、これらの情報に基づいて決定する（すなわち、スペクトル帯域を使用するか、又は他を選択する）ことができる（個別に最適な決定）。このスペクトルを使用することを決定する場合、前記共存するシステムに対して許容不可能な干渉を引き起こすかもしれず、これにより、前記共存するシステムが、新しい干渉ソースを感知するのでこのスペクトル帯域から移動するか、又は例えば新しいユーザを移動させるように伝送パワーを増大するかのいずれかであってもよい（古典的なリソース競合問題）。
【００１３】
・何らかの協調が異なる無線システム間に存在する場合、この共存問題を扱うより多くの自由度を持つことができる。例えば、互いに生成しうる干渉のようなスペクトル使用情報を交換することができる。これに基づき、社会的に最適な決定がなされることができる。
【００１４】
ここで図２を参照すると、スペクトルオポチュニティマップ（spectrum opportunity map）又はＳＯＭが、好適な実施例に対して図示される。前記ＳＯＭ及びその拡張の目的は、スペクトル使用の持続的記憶に対する所定のメモリ構造を提供することである。前記ＳＯＭ又はその変形は、各スペクトル帯域に対して各ＳＡＲＡデバイスにより維持され、前記ＳＡＲＡデバイスにより最新の状態に保たれ、他のＳＡＲＡデバイスと交換される。これは、局所的なスペクトル使用に関するＳＡＲＡの情報の表現である。典型的には、ＳＯＭは、帯域２０１と、１＝利用可能及び０＝利用不可である対応する帯域利用可能性２０２と、帯域干渉レベル２０３と、帯域分配（band distribution）パラメータ２０４と、帯域規制要件２０５と、帯域プライオリティ２０６とを有する。帯域プライオリティは、前記ＳＡＲＡにより決定される。ＳＡＲＡデバイスは、他の無線システムに対して生成している干渉を推定することを必要とされうる。ＳＡＲＡデバイスが前記干渉レベルを推定することができるとしても、幾つかの隠れた干渉リソースのため、他の無線システムが感知する全体的な干渉を推定することは難しい。
【００１５】
３つの通信デバイスの例が、図１に示される。ここで、Ｐ１０２は、Ｂ１０３が同じスペクトル帯域を使用しようと試みる前は、Ａ１０１と共存することができると仮定される。Ｐ１０２が、Ａ１０１の共存及び活動に関してＢ１０３に通知しない限り、Ｂ１０３は、（Ａ１０１がＢから隠れていると仮定すると）Ｂ１０３による検出された干渉が低いので、同じスペクトル帯域を使用することを決定しうる。したがって、Ｐ１０２は、Ａ１０１及びＢ１０３により生成される結果の干渉に悩まされる可能性がある。Ｐ１０２がプライマリであるならば、ほとんどの場合、この結果は許容不可能である。
【００１６】
全ての好適な実施例において、適応ホッピングシーケンス（Adaptive Hopping Sequence）が使用される。すなわち、前記ＳＡＲＡデバイスは、従来の周波数ホッピングのプロセスに類似することができるような形でスペクトルオポチュニティ選択／再選択を実行する。スペクトラム拡散の目的の"ホッピング"の代わりに、これは、非占有又は軽負荷のスペクトル帯域中のホッピングである。したがって、非常に高いホッピングレートを持つランダムホッピングシーケンスを使用する代わりに、ホッピングシーケンスは、前記ＳＡＲＡデバイスにより、図２に図示されるスペクトルオポチュニティマップ（ＳＯＭ）に収集された、スペクトルオポチュニティの情報に基づいて生成される。更に、ＳＡＲＡデバイスによるホッピングは、前記ＳＡＲＡデバイスのＳＯＭ内で反映されるスペクトル使用状況の変化により始動される。
【００１７】
Ａ．第１の好適な実施例において、ＳＡＲＡデバイスは、スペクトル帯域を使用するか否か決定する前に情報を得ることによりプライマリと前記スペクトルを時分割する（time-share）。ＳＡＲＡが収集する情報は、
ａ．所定のスペクトルが利用可能であるか？
ｂ．（ａ）に対する回答がイエスである場合、現在の干渉レベルは如何ほどか？
ｃ．（ａ，ｂ）を前提として、これはどれぐらい長く続くか？
を含む。
【００１８】
好適な実施例において、この情報を得る３つの可能な方法が存在する。
【００１９】
１．プライマリが情報を提供する。各プライマリは、スペクトル帯域の利用可能性を示す何らかの情報を提供することができる。例えば、ビーコンは、ＳＡＲＡデバイスが使用／占有することができる次のアイドル間隔を通知するのに使用されることができる。これは、前記プライマリの使用パターンに関する正確な情報をＳＡＲＡに提供する。また、前記プライマリの動作が予測可能である（例えば周期的にオン／オフされる）場合、前記ＳＡＲＡデバイスは、前記予測可能性を活用し、これに応じて反応することもできる。この場合、ａ及びｃが与えられ、ｂは二極性、すなわちビジー／アイドルである。
【００２０】
２．前記ＳＡＲＡデバイスが情報を収集する。プライマリが情報を提供しないと仮定すると、必要とされる情報を収集するのは、前記ＳＡＲＡデバイスの責任である。ａを収集するために、ＳＡＲＡデバイスは、前記スペクトルを探査／検出することを必要とする。
【００２１】
ａの結果がノーである（チャネルが利用不可能である）場合、前記ＳＡＲＡデバイスは、未来の使用の目的で前記スペクトルの利用可能性を確認する。しかしながら、検出オーバヘッドを減少するために、検出は、知的な方法で実行されなければならない。好適な実施例において、連続した探査／検出事象間の間隔に対する指数的なランダム増加が、ＳＡＲＡデバイスにより使用される。
【００２２】
・この場合のトレードオフは、検出オーバヘッドと検出待ち時間との間であり、ここで前記検出待ち時間は、スペクトル帯域が利用可能である時間と前記ＳＡＲＡデバイスがこれを検出する時間との間の時間間隔として定義される。
【００２３】
・ａの結果がイエスである（チャネルがアイドルである）場合、前記ＳＡＲＡデバイスは、ｃの情報に基づいて前記スペクトル帯域を使用するか否かを決定することができる。ｃの完全な情報は、前記プライマリが情報を提供しない限り、収集するのが難しいことに注意すべきである。前記ＳＡＲＡデバイスが前記スペクトルを使用しないと決定する場合、前記ＳＡＲＡデバイスは、ビジーチャネルを検出する場合の手順に従う。
【００２４】
向上したリソース管理のために、好適な実施例において、各プライマリは、いわゆる空き待ち時間（vacancy latency）と関連付けられる。撤退待ち時間（evacuation latency）は、ＳＡＲＡステーションによる伝送が、プライマリの伝送と干渉することを可能にされる最大時間として定義される。このような許容範囲（tolerance）無しで、プライマリとの時分割は、実行可能性が低い。空き待ち時間の概念が、例えばレーダシステムに使用される無線システムとも関連することに注意しなくてはならない。
【００２５】
スペクトルが利用可能と見なされる、すなわちａ及びｃが利用可能性を示す場合、
Ｉ．好適な実施例において、ＳＡＲＡデバイスは、前記空き待ち時間に関して無線媒体を探査する。例えば、ＳＡＲＡデバイスは、前記プライマリの空き待ち時間より大きくない間隔で前記無線媒体を探査する。更に、前記間隔は、前記媒体を探査する他のＳＡＲＡデバイスとの同期／相関を避けるように選択される。前記ＳＡＲＡデバイスの各々は、［０、空き待ち時間］内の間隔をランダムに選択する。一度、ＳＡＲＡデバイスがプライマリ活動を検出すると、前記ＳＡＲＡデバイスは、直ちに離れなくてはならない。
II．前記探査の結果がスペクトル利用可能性を示すとしても、前記ＳＡＲＡデバイスは、ｂ及びｃの結果が次のプライマリ活動の強力な表示、例えばプライマリ使用の周期性を提供する場合に、依然として前記スペクトルを明け渡す。これは、前記ＳＡＲＡデバイス及び前記プライマリの両方に有益であり、すなわち、ＳＡＲＡデバイスは、離れるように強制される前に他の利用可能なスペクトルを見つけることができ、前記ＳＡＲＡデバイスによる前記プライマリとの干渉が存在しない。しかしながら、現在の干渉レベルに関するｂにおいて取得された情報は、例えば、ＳＯＭ内のより多くのメモリを使用することにより、ビジー／アイドルの表示だけでなく、より詳細でなければならない。
III．前記スペクトルが利用可能である時間の長さは、前記プライマリによる前記スペクトルの観測された以前の使用及び統計的手法を使用して推定される。
【００２６】
３．前記ＳＡＲＡデバイスの各々は、他のＳＡＲＡデバイスに対して、前記プライマリから得られたスペクトル使用に関する情報を提供する。
【００２７】
Ｂ．第２の好適な実施例において、ＳＡＲＡデバイスは、前記ＳＡＲＡデバイス間で前記スペクトルを時分割する。
【００２８】
ＳＡＲＡデバイスに対して、プライマリとの共有と他のＳＡＲＡデバイスとの共有との間の違いは、
１．プライマリとのスペクトルリソースの共有は、より厳格な要件を持ち、前記プライマリがプライオリティを持ち、
２．他のＳＡＲＡデバイスとの時間的な共存は、規制の下で可能にされ、プライマリとの時間的共存は可能にされることができず、
３．ＳＡＲＡデバイス間の能動強調、例えばＳＯＭの交換が可能であり、
４．共同決定／アクション、すなわち、プライマリとの共有と異なり、ＳＡＲＡデバイスは、
ａ．他のＳＡＲＡデバイスにより干渉されることからＳＡＲＡデバイスの通信を保護する、
ｂ．他のＳＡＲＡデバイスの通信を保護／向上する、
ｃ．プライマリの通信を共同して保護する、
ことを達成するために、ある程度、調整／協調することができる、
ことである。
【００２９】
Ｃ．第３の好適な実施例において、ＳＡＲＡデバイスはセカンダリと時分割し、ここでセカンダリは、無免許帯域で動作されるシステム／デバイスであることができる。加えて、このようなセカンダリは、スペクトルアジャイル、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｋデバイス及びシステムでもありうる。ＳＡＲＡデバイスに対して、プライマリ及び他のＳＡＲＡデバイスと比較したセカンダリとの共有の違いは、
１．互いとの干渉が、何らかの規制要件下で可能にされ、
２．協調が不可能であり、
３．非共同アクションのみが可能であり、各システムが、
ａ．例えば伝送パワーを増加することにより、他の干渉から自体の伝送を保護し、
ｂ．例えば伝送パワーを減少する又は共有スペクトル帯域を離れることにより、他の伝送を保護することができる、
ことである。
【００３０】
ここで図３及び４を参照すると、全ての好適な実施例において、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、前記無線スペクトルの'ｎ'の周波数帯域４０７を走査し、スペクトル占有情報のスペクトルオポチュニティマップ２００を維持する。前記ＳＡＲＡデバイスが前記ｎの帯域を走査することにより集められた及び他の無線デバイスから受信された情報の結果としてＳＯＭ処理モジュール４０６ａを局所的に使用して維持する、このスペクトルオポチュニティマップ２００に基づいて、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、プライマリ３０２.ｉ又は他のセカンダリ３０３.ｉにより使用されない前記スペクトルの部分において前記スペクトルを共有することを決定することができる。この共有決定は、好適な実施例において、オポチュニティを共有するためにスペクトルオポチュニティマップ２００を解析する帯域情報処理モジュール４０３により前記ＳＡＲＡデバイスに含まれる帯域情報処理モジュール４０３により達成される。
【００３１】
第１の好適な実施例において、本発明のシステム、装置及び方法は、ＳＡＲＡデバイスが前記スペクトルをプライマリと時分割することができるように以下のように動作する。第一に、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、前記周波数スペクトルがｎの帯域４０７に分割されると仮定する。次いで、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、同時に、含まれる受信器４０２によりこれらｎの帯域で伝送を受信し、合意した空き待ち時間に等しい特定の時間の長さまで受信されるｎの帯域４０７の各々において送信することにより前記ｎの帯域の各々をモニタする。次いで、含まれるＳＯＭ情報処理モジュール４０６を使用して、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、これらｎの帯域４０７の占有の受信された情報及び測定値を用いてスペクトルオポチュニティマップ２００を更新する。ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉが、ｎの帯域４０７の一部が使用されないことを発見する場合である。
【００３２】
ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉが送信するデータを持たない場合は常にｎの帯域４０７全てを探査する。ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、ローカルＳＯＭ２００を更新し、前記探査の結果及びプライマリ及び他のＳＡＲＡデバイスから受信されたデータベース２００更新に基づいて特定の帯域を占有するか否かを決定する。ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉが、占有している前記帯域の１つが何らかの新しい占有を持つことを発見する場合、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、プライマリ３０２.ｉ占有であるか、又はセカンダリ３０３.ｉ占有であるかを検出する。プライマリ３０２.ｉ占有である場合、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、直ちに前記帯域を明け渡し、ＳＯＭを適切に更新する。ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、この場合、新しいＳＯＭを他のＳＡＲＡデバイスと共有することができる。
【００３３】
プライマリ３０２.ｉ占有は、前記プライマリの波形のシグネチャが既知であり、例えば含まれるメモリ４０８に記憶され、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉにより検出可能であるという事実に基づいて検出される。一例として、前記検出された占有がＴＶ帯域にある場合、前記ＳＡＲＡデバイスは、アナログ及びデジタル両方のＴＶの同期パルスのシグネチャを知っている。
【００３４】
セカンダリ３０３.ｉ占有である場合、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、ＳＯＭを更新し、前記セカンダリにより占有される帯域を明け渡すことを決定するか分からない。ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、ＳＯＭ内の情報に基づいて前記スペクトルの他の帯域において十分なオポチュニティを見つけることができる場合には前記チャネルを明け渡すことを決定することができる。しかしながら、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉが、十分なスペクトル利用可能性が存在しないことを見つける場合、ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、他のセカンダリ３０３.ｉと共存することを決定することができる。ＳＡＲＡデバイス３０１.ｉは、この場合、新しいＳＯＭを他のＳＡＲＡデバイスと共有することができる。
【００３５】
本発明の前記好適な実施例が図示及び記載されているが、ここに記載された管理フレーム、デバイスアーキテクチャ及び方法が説明用であり、本発明の真の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正がなされることができ、同等物が要素に対して代用されることができると当業者により理解される。加えて、多くの修正が、本発明の教示を特定の状況に適合するために、本発明の中心範囲から逸脱することなくなされることができる。したがって、本発明が、本発明を実行することを意図される最良の態様として開示された特定の実施例に限定されず、本発明が、添付の請求項の範囲に入る全ての実施例を含むと意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】プライマリにより既に占有されているスペクトルの一部において通信する２つのＳＡＲＡデバイスを図示する。
【図２】本発明によるスペクトルオポチュニティマップ（ＳＯＭ）を図示する。
【図３】プライマリ及びセカンダリデバイスとスペクトルを共有するＳＡＲＡデバイスのシステムを図示する。
【図４】本発明により変更されたＳＡＲＡデバイスを図示する。
【図１】
2008547346.tif 000003
【図２】
2008547346.tif 000004
【図３】
2008547346.tif 000005
【図４】
2008547346.tif 000006
【国際調査報告】
2008547346.tif 000007
2008547346.tif 000008
2008547346.tif 000009