(57)【要約】  本発明は、コンテンツを無線局にブロードキャストする無線通信システムにおいて、割り当てられた周波数スペクトルの未使用の部分を利用するための方法及び装置を提供する。第１無線局は、他の無線局で許容可能な最大限界値を下回って結果として得られる干渉レベルを維持しながら、アイドルブロードキャストチャネル上で第２無線局と通信することができる。無線局で測定される干渉レベル情報を使用して、無線局は、１つ又はそれ以上のブロードキャストチャネル上で引き続き通信するために設定チャネル上の他の無線局と交渉することができる。無線局は、ブロードキャストチャネルに対応し、無線局によって更に処理されるタイムスライスでブロードキャストコンテンツを受信することができる。他の場合には、無線局は、対応する時間を利用して、対応するチャネルの干渉レベルを測定するか、或いは別の無線局との間でデータを送信又は受信することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロードキャストシステムにおけるデータネットワーキングをサポートする方法であって、
（Ａ）第１無線局によって、前記ブロードキャストシステムに関連する複数のブロードキャストチャネルを特定する段階と、
（Ｂ）各々が前記複数のブロードキャストチャネルのうちの関連するブロードキャストチャネルに対応し、各々が第２無線局によって測定される関連する干渉レベルの受信セットを取得する段階と、
（Ｃ）前記第１無線局によって送信パワーレベルを求めて、前記第２無線局にデータを送る段階と、
（Ｄ）前記複数のブロードキャストチャネルのうちの１つを選択する段階と、
（Ｅ）前記送信パワーレベルで前記複数のブロードキャストチャネルのうちの前記１つを介して前記第２無線局と前記第１無線局との間で前記データを送信する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
（Ｆ）前記複数のブロードキャストチャネルの第２チャネル上で接続を設定する段階と、
（Ｇ）前記（Ｆ）に応答して、前記複数のブロードキャストチャネルの前記１つを特定する段階と、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記段階（Ｆ）は、
（ｉ）前記複数のブロードキャストチャネルの第２チャネル上の対応する送信パワーレベルを増大させる段階を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記（Ｆ）は、
（ｉｉ）最大送信パワーレベルに達するまで前記（ｉ）を繰り返す段階を更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記（Ｆ）は、
（ｉｉ）別の無線局から応答が受信されるまで前記（ｉ）を繰り返す段階を更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記データは、画像、ビデオファイル、オーディオファイル、及びマルチメディアファイルからなるグループから選択されたファイルタイプに対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
（Ｆ）前記複数のブロードキャストチャネルの別のチャネルを選択する段階と、
（Ｇ）前記複数のブロードキャストチャネルの前記１つと共に前記複数のブロードキャストチャネルの別のチャネルを介して前記第２無線局と前記第１無線チャネルとの間で前記データを送信する段階と、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のブロードキャストチャネルの前記１つのチャネル及び前記複数のブロードキャストチャネルの前記別のチャネルが、非チャネル化データ接続のために構成されていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
各前記関連する干渉レベルは干渉温度に対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
（Ｆ）前記第１無線局によって、前記複数のブロードキャストチャネル内に含まれる現在使用中のチャネル上でブロードキャストサービスを受信する段階と、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記（Ｃ）は、
（ｉ）前記第１無線局と前記第２無線局との間の距離を求める段階と、
（ｉｉ）前記送信パワーレベルを調整して前記データを伝送する信号に生じた伝播損失から補償する段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記（Ｃ）は、
（ｉ）前記第２無線局からの信号の送信レベルを求める段階と、
（ｉｉ）前記第１無線局によって前記信号の受信信号レベルを測定する段階と、
（ｉｉｉ）前記送信レベルから前記受信信号レベルを差し引いて伝播損失を得る段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記（Ｄ）は、
（ｉ）送信信号が、最大レベルを超えることにより予測干渉レベルを生じていないことを確認する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
（Ｆ）受信ブロードキャストチャネルが前記ブロードキャストシステムによって利用されるかどうかを判定し、その結果前記受信ブロードキャストチャネルをアクティブ状態として指定する段階と、
（Ｇ）前記受信ブロードキャストチャネルがアクティブである場合、前記ブロードキャストチャネルをアドホックデータネットワーキング用に利用しない段階と、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記（Ｆ）は、
（ｉ）前記受信ブロードキャストチャネル上で送信パラメータシグナリング（ＴＰＳ）情報の発生を判定する段階を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記（Ｆ）は、
（ｉ）受信ネットワーク情報テーブル（ＮＩＴ）を分析する段階を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のブロードキャストチャネルの周波数スペクトルを分析する段階（Ｆ）を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記（Ｅ）は、
（ｉ）タイムスライス送信に前記データを含める段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記ブロードキャストシステムは、ＤＶＢ−Ｈシステム、ＤＶＢ−Ｔシステム、ＡＴＳＣシステム、及びＩＳＤＢ−Ｔシステムからなるグループから選択される請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記（Ｂ）は、
（ｉ）データベースから前記関連する干渉レベルの受信セットにアクセスする段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記（Ｂ）は、
（ｉ）前記第２無線局から前記関連する干渉レベルの受信セットを受信する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記（Ｂ）は、
（ｉｉ）設定チャネル上の対応する送信パワーレベルを増大させる段階を更に含み、
前記第１無線局は、前記設定チャネル上で前記第２無線局から前記関連する干渉レベルの受信セットを受信す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（Ｂ）は、
（ｉｉｉ）最大送信パワーレベルに達するまで前記（ｉｉ）を繰り返す段階を更に含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記（Ｂ）は、
（ｉｉｉ）前記第２無線局から応答が受信されるまで前記（ｉｉ）を繰り返す段階を更に含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
請求項１に記載された段階を実行するためのコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータ可読媒体。
【請求項２６】
請求項２に記載された段階を実行するためのコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
請求項７に記載された段階を実行するためのコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
請求項１０に記載された段階を実行するためのコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
ブロードキャストシステムでのデータネットワーキングをサポートする送受信器であって、
複数のブロードキャストチャネルを受信する受信器と、
決定された送信レベルにより第１ブロードキャストチャネル上において信号を送信する送信器であって、前記信号がデータを含み、前記信号は、スレショルドを超えるような別の送受信器での予測干渉レベルを生じさせないようにし、前記第１ブロードキャストチャネルは、ブロードキャストサービスをサポートするために前記ブロードキャストシステムによって使用されない送信器と、
前記複数のブロードキャストチャネルの各々について、前記送受信器で測定される対応する干渉レベルを求める干渉測定モジュールと、
を備えることを特徴とする送受信器。
【請求項３０】
前記受信器は、前記複数のブロードキャストチャネルの第２ブロードキャストチャネルを受信し、該第２ブロードキャストチャネルがブロードキャストサービスをサポートし、
前記送受信器が更に、
前記第２ブロードキャストチャネルを処理してブロードキャストコンテンツを取得するプロセッサを備える、
ことを特徴とする請求項２９に記載の送受信器。
【請求項３１】
受信されたデータをレンダリングするディスプレイを更に備えることを特徴とする請求項３０に記載の送受信器。
【請求項３２】
前記対応する干渉レベルを記憶するデータベースを更に備える、
ことを特徴とする請求項２９に記載の送受信器。
【請求項３３】
前記対応する干渉レベルにアクセスするために前記データベースにアクセスし、且つ前記複数のブロードキャストチャネルの１つで別の送受信器に前記対応する干渉レベルを伝送する信号を送るプロセッサを更に備える、
ことを特徴とする請求項３２に記載の送受信器。
【請求項３４】
前記受信器が、関連する干渉レベルを伝送する受信される信号を受信し、前記関連する干渉レベルが別の送受信器で測定され、
前記関連する干渉レベルを利用して、前記別の送受信器での前記予測干渉レベルが前記スレショルドを超えるかどうかを判定するプロセッサを更に備える、
ことを特徴とする請求項３２に記載の送受信器。
【請求項３５】
前記受信器は、選択されたブロードキャストチャネルを受信し、前記選択されたブロードキャストチャネルは受信データを含むことを特徴とする請求項２９に記載の送受信器。
【請求項３６】
前記複数のブロードキャストチャネルとは異なる無線チャネルを受信する別の受信器を更に備える、
ことを特徴とする請求項２９に記載の送受信器。
【請求項３７】
前記他の受信器は、関連する干渉レベルを伝送する受信信号を受信し、前記関連する干渉レベルが別の送受信器で測定され、
前記関連する干渉レベルを利用して、前記他の送受信器での前記予測干渉レベルが前記スレショルドを超えるかどうかを判定するプロセッサを更に備える、
ことを特徴とする請求項３６に記載の送受信器。
【請求項３８】
少なくとも１つの一次無線局をサービスする、許可された周波数スペクトルが割り当てられた通信システムにおいて複数の二次無線局が互いに通信できるようにする方法であって、
（Ａ）測定局を有する第１無線局によって、第２無線局と更なる通信を交渉する段階と、
（Ｂ）前記測定局によって許可された場合には、前記第１無線局によって前記第２無線局との接続を設定する段階と、
（Ｃ）前記許可された周波数スペクトルの一部で前記第２無線局と通信する段階と、
を含む方法。
【請求項３９】
前記（Ａ）は、
（ｉ）前記割り当てられた周波数スペクトルとは別の異なる周波数スペクトルを利用して前記測定局と通信する段階を含む、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
複数のブロードキャストチャネルが関連付けられたデジタルビデオブロードキャスティング（ＤＶＢ）システムにおいてデータネットワーキングをサポートする方法であって、
（Ａ）第１無線局によって、指定されたブロードキャストチャネル上でブロードキャストサービスを受信する段階と、
（Ｂ）前記第１無線局によって、対応する干渉レベルの測定されたセットを求める段階であって、各前記対応する干渉レベルが、前記複数のブロードキャストチャネルのうちの対応するブロードキャストチャネルに対応しており、各前記対応する干渉レベルが、前記第１無線チャネルによって測定される段階と、
（Ｃ）前記複数のブロードキャストチャネルに対応する関連する干渉レベルの受信セットを取得する段階であって、各前記関連する干渉レベルが第２無線局によって測定される段階と、
（Ｄ）前記第１無線チャネルによって、前記複数のブロードキャストチャネルの１つを選択する段階であって、前記第２無線局での第１の予測干渉レベルが前記複数のブロードキャストチャネルの前記１つでの予め設定されたスレショルドを超えないようにする段階と、
（Ｅ）前記複数のブロードキャストチャネルの前記１つでの前記第１無線局と前記第２無線局との間の通信接続を設定する段階と、
（Ｆ）前記（Ｅ）に応答して、前記複数のブロードキャストチャネルの第２チャネルを選択する段階であって、第２の予測干渉レベルが前記予め設定されたスレショルドを超えないようにする段階と、
（Ｈ）前記複数のブロードキャストチャネルの前記第２チャネル上で前記第１無線局から前記第２無線局にデータを送信する段階と、
を含む方法。
【請求項４１】
少なくとも１つの一次無線局をサービスする通信システムにおいて複数の二次無線局が互いに通信できるようにする方法であって、
（Ａ）第１無線局によって利用可能な周波数スペクトルを測定する段階と、
（Ｂ）前記利用可能な周波数スペクトルの一部分を第２無線局と交渉する段階と、
（Ｃ）前記第１及び第２無線局のマージンレベル及びロケーションに基づいて送信パワーレベルを求める段階であって、前記マージンレベルがモニターされた信号レベルと干渉温度スレショルドとに基づく段階と、
（Ｄ）前記周波数スペクトルの一部分上で前記送信パワーレベルで前記第２無線局に信号を送信する段階と、
を含む方法。
【請求項４２】
少なくとも１つの一次無線局をサービスする、周波数スペクトルが割り当てられた通信システムにおいて複数の二次無線局が互いに通信できるようにする方法であって、
（Ａ）前記複数の二次無線局の干渉レベル測定値を取得する段階であって、各干渉レベル測定値は対応するチャネル上の対応する二次無線局と関連付けられており、前記対応するチャネルが前記周波数スペクトルに含まれる段階と、
（Ｂ）第１の二次無線局からの要求を受信して第２の二次無線局との通信接続を設定する段階と、
（Ｃ）前記周波数スペクトル内の選択されたチャネルを選択する段階と、
（Ｄ）第１の二次無線デバイスの第１送信パワーレベルを求める段階であって、複数の前記二次無線デバイスの各々での予測干渉レベルが最大許容レベルを下回る段階と、
（Ｅ）チャネル情報及び送信パワーレベル情報を前記第１の二次無線デバイスに提供する段階と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数スペクトルがブロードキャストサービスに利用されていない場合に、アドホックネットワーキング用の周波数スペクトルを利用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ＲＦ）スペクトルは、種々の通信サービスが周波数スペクトルを競り合う貴重な資源である。一般に、周波数スペクトルは、種々の通信サービスによって共用されない。言い換えると、周波数スペクトルが１つの通信サービスに割り当てられている場合、他の通信サービスは、割り当てられた通信サービスが周波数スペクトルを現在使用していない場合であっても周波数スペクトルを利用することが許可されない。
【０００３】
次第に普及しつつあり、結果として無線周波数スペクトルのより多くの利用が求められている多くの広帯域サービスが存在する。例えば、ビデオストリーミング、データストリーミング、及びブロードバンドデジタルブロードキャストプログラミングは、無線ネットワークアプリケーション、例えばインターネットプロトコル（ＩＰ）マルチキャストサービスにおいて人気が高まっている。これらの無線アプリケーションをサポートするために、無線ブロードキャストシステムは、データサービスをサポートするデータコンテンツを多くの無線端末に同時に送信する。デジタルビデオブロードキャスト（ＤＶＢ）システムは、無線ブロードキャストシステムの１つの実施例である。ＤＶＢシステムは、ＭＰＥＧ−２マルチメディアサービスを含む種々のビデオサービスをサポートすることができる。ＤＶＢシステムは通常、各セルに対するＲＦサービスエリアを提供する複数のセル送信器（最大数百まで）を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
必要なのは、関連するサービスによって周波数スペクトルが利用されておらず逆に関連するサービスに悪い影響を与える場合に、割り当てられた周波数スペクトルの使用を容易にするシステム及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様は、コンテンツを無線局にブロードキャストする無線通信システムにおいて、割り当てられた周波数スペクトルの未使用の部分を利用するための方法及び装置を提供する。第１無線局は、無線局での許容可能な最大限界値を下回って結果として得られる干渉レベルを維持しながら、アイドルブロードキャストチャネル上で第２無線局と通信する。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、無線局は、設定チャネルとしてアイドルチャネルの１つを割り当てることができる。無線局が別の無線局と通信することを望む場合、無線局は、１つ又はそれ以上のチャネル上での次の通信用の別の無線局と交渉することができる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、チャネル状態情報を含むデータベースがサポートされる。このデータベースは、アドホックネットワーク内の無線局用のエントリを含み、各エントリは、チャネル番号、チャネル状態、及び対応する干渉測定値を含む。このデータベースは、アドホックネットワーク内の中央に位置付けることができ、或いは各無線局に保持することができる。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、送受信器は、ブロードキャストコンテンツを含むＩＰパケットを受信するためにＤＶＢ−Ｔ／Ｈ受信器を含む。更に、送受信器は、ブロードキャスティング用に未使用の周波数スペクトルを使用してＩＰパケットを他の送受信器に送信し受信することができる。送受信器は、ブロードキャストチャネル上の干渉レベルを測定し、対応するブロードキャストチャネルを用いてＩＰパケットを送信することができるかどうかを判定する。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、通信システムは、一次無線局用のサービスをサポートするために周波数スペクトルを割り当てられる。二次無線局は、二次無線局によって測定された干渉レベルがスレショルドレベルを下回るかどうかを判定する。下回る場合、二次無線局は、データをアドホックデータネットワークの別の二次無線局に送信することができる。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、測定局は、アドホックデータネットワークの領域内に配備される。周波数スペクトルを割り当てられた通信システムは、領域内の無線局にサービスを提供する。測定局は、無線局で測定された干渉レベルを集め、周波数スペクトルに含まれるチャネル用の状態情報でデータベースを構成するようにする。無線局が領域内の別の無線局と通信することを望む場合、無線局は、チャネル用の測定局と交渉し、レベル情報を送信する。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、無線局は、ブロードキャストチャネルに対応するタイムスライスでブロードキャストコンテンツを受信する。ブロードキャスト信号が無線局が処理していないコンテンツを含むタイムスライスを送信している場合、無線局は、対応する時間を利用して、対応するチャネル用の干渉レベルを測定し、或いは別の無線局との間でデータを送信又は受信することができる。
【００１２】
本発明のより完全な理解及びその利点は、同じ参照番号が同じ特徴部を示す添付図面を考慮しながら以下の説明を参照することによって得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
種々の実施形態の以下の説明では、本明細書の一部を形成し、本発明を実施することができる種々の実施形態が例証として示される添付図面を参照する。他の実施形態を利用してもよく、本発明の範囲から逸脱することなく構造的及び機能的変更を行い得る点を理解されたい。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態によるデジタルビデオブロードキャスト（ＤＶＢ−Ｈ）システム１００のアーキテクチャを示す。ＤＶＢ−Ｈサービスは、無線局、例えば領域１５１にあるハンドヘルド無線ユニット１０１及び１０３に移動媒体サービスを提供する。この実施形態では、ＤＶＢ−Ｈシステム１００は、ＤＶＢ−Ｔ（地上オペレーション用のデジタルビデオブロードキャスト）と互換性があり、無線ハンドヘルド端末のオペレーションをより良好にサポートするための拡張をサポートする。この実施形態では、送信器１０５が、領域１０３に位置する無線局にマルチメディアサービスをブロードキャストする。
【００１５】
ＤＶＢ−Ｈシステム１００は、ＩＰデータグラムとして情報を送信することができるインターネットプロトコル（ＩＰ）ベースのデータサービスをサポートする。ＤＶＢ−Ｈシステム１００は、無線ハンドヘルド無線端末上でＩＰベースのＤＶＢサービスへのアクセスを容易にする拡張（ＤＶＢ−Ｔシステムに関して）を組み込む。（本発明の別の実施形態は、ＤＶＢ−Ｔ、ＡＴＳＣ、及びＩＳＤＢ−Ｔを含むデジタルビデオブロードキャストシステムの変形形態をサポートする。）ＤＶＢ−Ｈ拡張は、ハンドヘルド環境でのバッテリー寿命及び受信を向上させることを目的とする幾つかのサービス層拡張を備えたＤＶＢ−Ｔ物理層からなる物理層に基づく。従って、ＤＶＢ−Ｈ拡張は、無線ハンドヘルド市場まで市場を拡大する可能性をサービスプロバイダにもたらす既存のデジタル地上サービスを提供する。
【００１６】
ＤＶＢ−Ｈシステム１００は、小さな無線ハンドヘルド端末の電力消費を低減するために、タイムスライシング送信及びハンドオーバーをサポートすることができる。タイムスライシングでは、セル送信器は、ＩＰデータグラムを小さなタイムスロットでデータバーストとして無線ハンドヘルド端末に送信する。（タイムスライシングの利点は、他のタイプの無線端末にも適用可能である。）従って、選択されたサービスのデータバーストがＤＶＢ−Ｈシステム１００によって送信される場合に、無線端末のフロントエンドは小さな時間間隔においてのみスイッチオンされる。データは短い時間期間内に高いデータ転送速度で受信され、無線端末のバッファ内に記憶される。バッファは、ダウンロードされたアプリケーションを記憶するか、或いは出力データ転送速度がアプリケーションに依存する生のストリームを連続して再生することができる。達成可能な電力節約は、オン／オフ時間の関係に依存する。本発明の実施形態において、例えばＤＶＢ−Ｈストリームに約１０又はそれ以上のバーストされるサービスが存在する場合、フロントエンドによって消費される電力節約は約９０％になる可能性がある。
【００１７】
ネットワーク情報テーブル（ＮＩＴ）は、ＤＶＢ−Ｈシステム１００によって送信され、トランスポートストリームが現在使用中のネットワーク上でどのように編成されるかを記述し、また、ネットワーク自体の物理的特性の一部を記述する。ＮＩＴはまた、ネットワーク名及びネットワークＩＤを包含する。これは、現在トランスポートストリームをブロードキャストしているネットワークを固有に識別する値であり、トランスポートストリームが再ブロードキャストされる場合のオリジナルのネットワークＩＤとは異なる可能性がある。
【００１８】
ＤＶＢ−Ｈシステム１００はまた、ＱＡＭコンステレーションパターンのα値、階層情報、保護間隔、内部コードレート、送信モード（２Ｋ、４Ｋ、又は８Ｋ）、スーパーフレームでのフレーム番号、及びセル識別を含む変調に関する情報を伝える送信パラメータシグナリング（ＴＰＳ）を送信することができる。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に従ってタイムスライス送信を利用するインターネットプロトコル（ＩＰ）サービスの送信を示す。基地局（例えば基地局１０３）は、データストリーム２０１、２０３、２０５、及び２０７を使用して複数のＩＰサービスのためのデータパケットをブロードキャストする。（各データストリームには、データ転送速度容量の一部が割り当てられる。）この実施形態において、基地局１０３は、基地送受信局（ＢＴＳ）、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、ＢＴＳとＢＳＣの組合せ、及び基地送受信局の第３世代（３Ｇ）表示であるノードＢによって通常引受けられる機能をサポートすることができる。データ送信は、ＩＰサービスのためのデータパケットがデータストリームを介して連続して伝えられるように本質的に連続である。
【００２０】
データパケットの損失を軽減するために、データストリーム２０１、２０３、２０５、及び２０７は、サービング基地局によってチャネルバースト２０９、２１１、２１３、及び２１５にそれぞれマップされ、チャネルバーストは、データストリーム２０１、２０３、２０５、及び２０７以外の無線チャネルを通じて送信される。各データストリーム（２０１、２０３、２０５、及び２０７）ひいては各チャネルバースト（２０９、２１１、２１３、及び２１５）は、少なくとも１つのデータサービスをサポートする。従って、各チャネルバーストは、複数のデータサービス（例えば、関係するデータサービスのグループ）をサポートすることができる。例えば、図２に示される実施例では、チャネルバースト２０９はＩＰサービス２１７−２２３をサポートする。
【００２１】
チャネルバースト２０９、２１１、２１３、及び２１５に関連するデータ転送速度は通常、データストリーム２０１、２０３、２０５、及び２０７に関連したデータ転送速度より早く、これによってデータパケットの対応する数をより短い時間で送信することができるようになる。この実施形態において、データストリーム２０１、２０３、２０５、及び２０７は、約１００キロビット／秒の連続データ転送速度に対応する。チャネルバースト２０９、２１１、２１３、及び２１５は、約１秒の持続時間を有する約４メガビット／秒に対応する。しかしながら他の実施形態では、データストリーム２０１−２０７及びチャネルバースト２０９−２１５に対して異なるデータ転送速度を使用することができる。
【００２２】
チャネルバースト２０９、２１１、２１３、及び２１５は、ヨーロッパ規格ＥＮ３０１１９７「デジタルビデオブロードキャスティング（ＤＶＢ）、データブロードキャスティングのためのＤＶＢ仕様」の節７によるマルチプロトコルエンキャプスレーションを使用することによってフォーマットすることができる。エンキャプスレーションは、インターネットプロトコル（ＩＰ）規格に従うことができる。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態による無線通信デバイス３００のアーキテクチャを示す。送受信器３００は、ＤＶＢ送信器３０１、ＤＶＢ受信器３０３、コントローラ３０５、チャネル状態データベース３０７、モデム３１７、メモリ３１９、ユーザインターフェース３２１、パワーモジュール３２７、及び干渉測定モジュール３３５を含む。この実施形態では、送受信器３００は、図２に示されるようにタイムスライスチャネル（チャネル２０９、２１１、２１３、及び２１５）の１つにおいて情報を送受信する。ＤＶＢ受信器３３１は、ＤＶＢ送信器１０５からブロードキャストされたコンテンツを受信する。更に、ＤＶＢ受信器は、送受信器が未使用のタイムスライスチャネル上で互いに通信している場合に別の送受信器からのタイムスライス送信の受信をサポートする。これに応じて、ＤＶＢ送信器３０１は、送受信器３００から他の送受信器へのタイムスライスチャネルで送信する。
【００２４】
ＤＶＢ送信器３０１はアンテナ３２９に結合され、ＤＶＢ受信器３０３はアンテナ３３１に結合されている。本発明の実施形態では、ＤＶＢ送受信器が指向性カプラ又はデュプレクサなどのアンテナインターフェースを使用する場合には、アンテナ３２９及び３３１は物理的に同じアンテナとすることができる。モデム３１７は、アンテナ３３３に結合されている。本発明の実施形態では、広帯域アンテナは、アンテナ３２９、３３１、及び３３３の機能性をサポートすることができる。
【００２５】
コントローラ３０５は、タイムスライスチャネル上でＤＶＢ受信器３０３によって受信されＤＶＢ送信器３０１によって送信されたデータを処理する。更に、コントローラは、受信されたタイムスライスチャネルの各々での干渉測定モジュール３３５により測定された干渉レベルを求め、対応するタイムスライスチャネルがブロードキャスティングに使用されるかどうか、或いはアドホックネットワーキングに使用することができるかどうかを判定する。（干渉レベルを測定する１つの手法は、図６及び７に関して説明されるように、対応する干渉温度を求めることである。）タイムスライスチャネルが使用されないことをコントローラ３０５が判定した場合、コントローラ３０５は、関連するチャネル状態を「アイドル」（図１４に関して説明されるように）として示す。送受信器３００は、他の送受信器で測定された干渉レベルに関する情報を共有することができる。（送受信器は、指定されたタイムスライスチャネル上で通信することによって、或いは無線モデム３１７を介した別々の周波数スペクトルを使用した接続で通信することによってこの情報を共有することができる。）隣接する無線局のチャネル状態に関する情報は、チャネル状態データベース３０７内に収容されるチャネル状態情報３１１内に保持される。この実施形態ではチャネル状態データベース３０７は無線局３００に保持されるが、チャネル状態データベース３０７は、例えば図１３に示される測定局１３０１、１３０３、及び１３０５といった中央データベースにおいて保持することができる。
【００２６】
チャネル状態データベース３０７は、チャネル状態情報３１１（例えば、図１４に示されるテーブル１４００）、ネットワーク構成情報３０９、干渉測定モジュール３３５によって測定される干渉情報３１３、及び他の情報３１５を含む。チャネル状態データベース３０７は、情報がネットワーク情報テーブル（ＮＩＴ）のみ、測定値のみ、或いはその両方に基づくかどうかの指標を含むことができる。また、別々に示されているが、チャネル状態データベース３０７はメモリ３１９内に記憶することができる。メモリ３１９はまた、コントローラ３０５がタイムスライスチャネルを処理するために実行する命令を記憶することができる。
【００２７】
ユーザインターフェース３２１は、受信されたブロードキャストコンテンツのレンダリングをサポートするユーザ出力部分３２３と、ＤＶＢ送信器１０５（図１に示される）によってサポートされるプログラミングをユーザが選択できるようにするユーザ入力部分３２５とを含む。ブロードキャストされるコンテンツは、画像コンテンツ、ビデオコンテンツ、オーディオコンテンツ、又はマルチメディアコンテンツを含むことができる。ユーザ出力部分３２３は、ブロードキャストシステムから又はアドホックネットワークから受信されたデータをレンダリングすることができる。ユーザ入力部分３２５によって、ユーザは隣接する無線局とのアドホックネットワーキングを開始することが可能となる。
【００２８】
図４は、本発明の実施形態によるＤＶＢ送受信器４００のアーキテクチャを示す。ＤＶＢ送受信器４００は、アンテナ４１９、アンテナインターフェース４１１、ＤＶＢ復調器４０３、及びＤＶＢ  ＩＰ−デキャプスレータ４０５を介して（ＩＰパケットに対応する）ブロードキャストされたコンテンツを受信する。ＩＰ−デキャプスレータ４０５は、タイムスライスチャネル上で受信されたデータを処理するためプロセッサ４０１にＩＰパケットを提供する。また、ＤＶＢ復調器４０３及びＤＶＢ  ＩＰ−デキャプスレータ４０５は、別の送受信器から受信されたＩＰパケットを提供することができる。送受信器４００は、ＤＶＢ  ＩＰ−エンキャプスレータ４０９及びＤＶＢ変調器４０７を介することによって他の送受信器にＩＰパケットでデータを送る。送受信器４００は、他の送受信器及び他の隣接する送受信器での予測（予想）干渉レベルが最大許容限度内で増大するときに、他の送受信器が信号を受信することができるようにアンプ４０９の送信パワーレベルを調整する。
【００２９】
図４に示される実施形態では、アンテナ４１９は、指向性カプラ又はデュプレクサなどの種々の実装を示す場合があるアンテナインターフェース４１１を介したＤＶＢタイムスライスチャネルの受信及び送信の両方をサポートする。
【００３０】
信号強度測定モジュール４１３は、各タイムスライスチャネルの干渉レベルを測定する。プロセッサ４０１は、対応するタイムスライスチャネルが使用されていない（すなわちアイドル）と見なされる程度に干渉レベルが十分小さいかどうかを判定する。送受信器４００は、測定された干渉レベルに関する情報を他の送受信器と共有することができる。（送受信器は、図１７、１８、及び２０に関して説明されるチャネル設定チャネルと呼ばれる指定されたタイムスライスチャネルで通信することによってこの情報を共有することができる。）
【００３１】
図５は、本発明の実施形態による例示的なアドホックネットワーク５００を示す。図５に示される例示的な構成では、無線局５０１、５０３、及び５０５は、選択されたタイムスライスチャネル上でブロードキャストコンテンツを受信している。更に、無線局５０１、５０３、及び５０５は、中央データベース５０７から隣接する無線局に関するチャネル状態情報を取得することができる。本発明の他の実施形態では、無線局は、各ＤＶＢタイムスライスチャネル上で他の無線局によって測定された干渉レベルを取得するために互いに通信することができる。この結果、送信が最大許容限度内で干渉レベルを増大させる場合、無線局（例えば、局５０１及び５０３）は、アイドルタイムスライスチャネルを使用して互いにデータ（例えば、画像、ビデオクリップ、マルチメディアファイル）を送ることができる。
【００３２】
ＤＶＢ受信器（例えば、図３に示されるＤＶＢ−Ｔ／Ｈ受信器３０３）は、チャネル内で信号を受信し干渉温度を測定することに加えて、ＤＶＢ−Ｔ／Ｈ送信器から発する信号をＴＰＳビットから及び／又は受信されたデータから、例えば受信ネットワーク情報テーブル（ＮＩＴ）のデータから認識することができる。
【００３３】
アドホックネットワーク５００は、どのような集中化管理を行うことなく一時的なネットワークを形成するノードの集まりである。既存のインフラストラクチャはない。ネットワーク５００は、ノードがネットワークの周りを移動するか、ネットワークに入るかもしくは離れるときに自己再構成する。アドホックネットワーキングは、ここ数十年の間に学会内で大きな関心事のテーマになっている。アドホックネットワーキングは、最近、通信産業及びモバイルエンドユーザの両方にとって新しい可能性をもたらす極めて魅力的な技術と考えられている。新しいビジネスの可能性は、端末製造、ソフトウェアエンジニアリング、及びアドホックネットワークを相互接続するインフラストラクチャに見出すことができる。商用アプリケーションの可能性のある実施例は、ティーンエイジャー及び他のグループのネットワーキング、ホームネットワーキング及びインターネットアクセス、認証アプリケーション、並びにホームネットワーキングに関係する。
【００３４】
無線局（例えば、図５に示される局５０１）の送信器は、好ましくはチャネルの全容量でデータを送信することで、チャネル占有時間を最小にする。送信器からの信号は、アドホックネットワークで送信器から発する信号を識別するのに使用することができるデータを含むように形成することができる。
【００３５】
図６は、本発明の実施形態による送信側アンテナからの距離の関数として干渉温度に関する影響を示している。曲線６０１は、送信側アンテナからの距離に関係して受信器側で測定されたパワーを示す。送信器と受信器との間の距離が大きくなる程、結果として生じる干渉レベルが通常低下する。どのようなアドホック送信もない場合、雑音（干渉レベル）は干渉温度６０３に対応する。しかしながら、アドホック送信があれば、付加的な干渉レベルにより雑音レベルが干渉温度６０５まで高くなる。予測される（予想される）測定干渉温度が全無線局で干渉温度６０５を下回る場合、アドホックネットワーキングは、対応する領域、例えば領域５００でサポートされる。
【００３６】
干渉温度測定のために使用される帯域幅は、選択可能な或いは事前定義されたパラメータとすることができる。ＤＶＢ−Ｔ／Ｈでは、帯域幅は５、６、７、又は８ＭＨｚとすることができる。
【００３７】
図７は、本発明の実施形態による黒体で囲まれた受信側アンテナの放射パターン７００を示す。米国連邦通信委員会のスペクトルポリシータスクフォース（ＳＰＴＦ）は、将来のスペクトルを管理するために革新的なアイデアを導入した。その概念は、測定メトリクスによる「干渉温度」として定義される。米国連邦通信委員会は、干渉温度を温度として定義し、これは、ケルビン絶対温度の単位で測定される単位帯域幅あたりの受信側アンテナで利用可能なＲＦパワーに相当する。許容可能な「雑音パワー」は、ソースからアンテナで受信されたパワーＰrの等価温度として計算される。米国連邦通信委員会によると、アンテナ干渉温度とアンテナ温度は同義である。プランクの法則を利用することによって、黒体によって放射される強度Ｂｖは次式で算出することができる。
【数１】
2008517546.tif 000003
ここで
ｈ  プランク定数
ｋ  ボルツマン定数
ｖ  周波数Ｈｚ
ｃ  光の速度  -３・１０8ｍ／ｓ
Ｔ  ケルビン絶対温度での表面の物理的な温度
無線周波数では、レイリー−ジーンズ制限を利用することによって黒体放射の強度を概算することができる。
【数２】
2008517546.tif 000004
ここでλは放射波長である。受信側アンテナは、図７に示されるように黒体によって囲まれている。
【００３８】
各周波数帯域ｄｆに対する受信された雑音パワーは、次式で計算することができる。
【数３】
2008517546.tif 000005
ここで、
Ａeff  受信側アンテナの有効エリア
Ｇ（θ，φ）  （θ，φ）に対する利得
Ｇmax  アンテナの最大利得
係数１／２は、アンテナが１つの偏光成分だけを受信できることによる。雑音の偏光は、そのパワーの半分が一定の偏光内にあるようにランダムに生じる。式２を式３と置き換えることによって、受信されるパワーが次式で与えられる。
【数４】
2008517546.tif 000006
従って、アンテナ温度ＴA＝Ｔである。式４から、受信される雑音パワーは、アンテナ利得とは無関係であり、黒体表面温度及び周波数帯域の帯域幅に比例すると結論付けることができる。
【００３９】
米国連邦通信委員会の将来のスペクトルアクセスの合意は、スペクトルへのアクセスが送信器オペレーションに基づいている現在の応用モデルではなく、送信器と受信器との間の対話による実際のＲＦ環境に基づくリアルタイムの適応に基づいている。米国連邦通信委員会の干渉温度構想の概念では、干渉によって信号が劣化されたかどうかを判定する特定の信号を受信器が選択し受信することができる。実際に、受信器は、望ましくないＲＦエネルギーが受信器のアンテナに累積的に集められる環境で動作する。従って、干渉温度測定は、ＲＦ環境のリアルタイムの状況を推定するために種々の受信器のロケーションで行わなくてはならない。推定値の信頼レベルは、エリア全体での信号レベルの送信器信号範囲、均一性、温度測定デバイスの密度、及び例えばアドホック協働無線ネットワークを介して近くのデバイスによって行われるデータの共有などの要因に依存する。本発明の実施形態では、種々のデバイスのアンテナ温度レベルのリアルタイムデータベースが存在する。各デバイスは、デバイスが送信用の周波数スペクトルを使用するか否かをデータベース（近隣のデバイスによって形成された）に問い合わせることができる。
【００４０】
干渉温度の概念は、干渉温度又はアンテナ温度メトリックを利用することによって干渉の最大許容レベルを定義する。これは、受信器が動作することが予期される「最悪状況」の環境を特徴付ける。加えて、種々のスレショルドレベル又は最大干渉温度は、各帯域、地理的領域、又はサービスについて設定することができる。セキュリティ及び救助機関又は航空無線システムによって使用される帯域内で通信が確実に欠陥のないようにすることは重要である。公共安全帯域に対する可能性のある脅威は、超広帯域（ＵＷＢ）などの広帯域無線システムが中程度のパワーレベルで動作し、従って「ローカル」の干渉源とみなすことができる点である。しかしながら、最もわずかな干渉でさえも有害になる可能性がある。従って、これらの帯域内で、干渉温度は、認可されたシステムの雑音フロア近くに設定しなければならない。
【００４１】
干渉温度を測定するメカニズムを検討する必要がある。米国連邦通信委員会のＳＰＴＦは、干渉温度を感知するための以下の方法を提案している。
干渉温度感知及び制御メカニズムを用いて、許容限界値内の帯域内及び帯域外放射の両方を維持することができる。例えば、低パワーの無認可ＲＦデバイスは、送信前のその特定の周波数帯域をスキャンするよう設計することができる。その内蔵「温度計」は、干渉温度データを記録し、適切な統計総計値を計算することになる。次いで、このデバイスは、その公称範囲にわたる動作による干渉温度の上昇を予測する。この値は、許容限度と比較されることになる。その動作が限度を超える場合、デバイスコントローラは、パワー低減、異なる送信周波数（利用可能な場合）の切り換え、或いは恐らくは送信するための適切な時間を特定するための連続スキャン／感知プロセスなどの適切な応答を実行することができる。現在ではこのような感知制御システムを構成する技術が存在する。例えば自動化された送信器パワー制御が無線及び衛星通信システムのあるタイプで使用される。コードレス電話もまた、未使用の周波数を選択することによって環境に適応する。
【００４２】
図８は、本発明の実施形態によるスペクトルアクセスにおけるシナリオを示す。図８に示されるシナリオでは、セルラーネットワークにおいてコグニティブ無線干渉が存在する。デバイス８０１、８０３、８０５、及び８０７（「Ａ−デバイス」）は、従来型のセルラーデバイスであり、デバイス８０９、８１１、及び８１３（「Ｂ−デバイス」）は周波数感知装置を備えている。図８に示されるように、デバイス８０９は、送信しようとしており、特定の周波数スペクトルｄｆでのスペクトルアクセスの機会を調べている。しかしながら、受信側デバイス８１３は可能性のあるスペクトルアクセスのための異なる帯域を調べることができる。送信側デバイスと受信側デバイスの間のハンドシェーク段階中に、デバイス８０９及び８１３は共通帯域を交渉しなくてはならない。このハンドシェークは、送信側デバイスと受信側デバイスがはるかに離れている場合に必要になる。このシナリオの場合でさえ、２つのＢ−デバイスの間に従来型のＡ−デバイスが存在する場合には、干渉温度キャップを超えないことを保証することはできない。干渉温度は、超短距離無線だけが干渉温度限度内で動作できる程度に低く設定される可能性が高い。他方、これは、送信側及び受信側Ｂ−デバイスが互いに極めて近接しているので、両方のデバイス８０９及び８１１がスペクトルアクセスについて同じ機会を見つけることができる可能性が高いことを意味する。両方のデバイス８０９及び８１１がスペクトルアクセスの同じ機会を感知するように、所要の信頼区間でデバイス８０９及び８１１がどの程度にあるかを考慮する必要がある。両方のデバイス８０９及び８１１がスペクトルアクセスの同じ帯域を見つけることが確実にすることができる場合、共通帯域幅を交渉することなく送信及び受信することができる。
【００４３】
Ｂ−デバイスの干渉温度の測定とデバイスによる帯域の使用決定との間の時間中に、認可帯域を認可された移動通信用として利用できる可能性を考えると、送信は可能な限り短く維持する必要がある。干渉温度測定は、現在の状況のスナップショットであり、その結果、状況は時間で変わる可能性がある。更に、Ｂ−デバイスの送信時間が短く、その時間内で新しいＡ−デバイスが引き起こす干渉がないものと仮定しなくてはならない。これは、インパルス無線が送信するときにＢ−デバイスが短いバースト、又は場合によってはインパルスを送信しなければならないことを意味する。Ｂ−デバイスのスペクトルアクセスのための更新間隔を定義するか、或いは各送信バーストの前に干渉温度の測定結果を更新する必要がある。
【００４４】
ユーザがその送信側基地局から比較的離れており、干渉源の比較的近くにいる状況を考える必要がある。このような状況では、干渉源は、「犠牲」受信器の中間周波数又はベースバンドフィルタに結合される「犠牲」帯域幅でパワーを放射する。干渉パワーの発生源は、近く又は遠くに隣接するチャネル干渉、強力な帯域外放射、送信器発生相互変調干渉、又は相互変調干渉を生じるハイレベルの遠い帯域外信号によって発生する可能性がある。干渉の発生源は、基地局又はポータブルデバイスのいずれかとすることができる。
【００４５】
干渉の可能性が高くなる２つのタイプのロケーションがある。最も一般的であるのは、加入者の送受信器がその関連する基地局から遠く離れており干渉源に近い場合である。この場合、所要信号に対する加入者の送受信器が生じる損失は、干渉源によって送出される望ましくない信号の損失よりも大きい。従って、干渉が起こる可能性があるが、干渉信号は所要信号と同一チャネルにはない。第２の実施例は、加入者の送受信器がサービスエリアの端にあり、その自動パワー制御が最大許容レベルまで送信パワーを調整する状況を例示する。これは、低レベルの所要信号と同時に起こる可能性があり、この場合、加入者送受信器又は「犠牲」送受信器は、干渉を起こすその関連する基地局から比較的遠くにある。
【００４６】
別の状況は、加入者と同時に所要の基地受信器の近くにいる干渉加入者によって干渉信号が使用されている場合に発生する可能性がある。この場合、「犠牲」受信器は、逆リンクでの通信を試みる。この状況は、基地受信器での干渉を生じさせる結果となり、干渉信号は、所要信号の受信を劣化させる。
【００４７】
「隠れ端末」問題は、認可された一次ユーザの帯域で動作する二次無線局を有するようなシナリオの問題のあるエリアについて記載している。推定するところ、一次無線局は、アイドルモード状態にあり、すなわち信号を送信又は受信していない。しかしながら、二次無線局は、一次無線局の近くで送信している可能性がある。一次無線局が同じ帯域で送信する場合に衝突が起こる可能性がある。従って、二次無線局は、「隠れ」一次無線局が「可視の」無線局になる時点を検出しなくてはならない。
【００４８】
二次ユーザは、一次帯域の利用を検出する必要がある。二次ユーザの送信は、十分なデューティサイクルで帯域状態を更新するためにバースト性でなくてはならない。検出は、端末に組み込まれたスペクトルアナライザーに基づくことができ、或いは帯域状態は、帯域の使用をモニターするネットワークからポーリングすることができる。
【００４９】
ユーザ品質は、一次無線局がその帯域に現れる場合には二次送信を中止しなければならないことにより問題となる可能性がある。二次無線局は、中断された送信を続けるのに利用することができるフリー帯域のスキャンにより未知の時間量での送信を控えなければならない場合がある。エンドユーザの観点から見ると、これは実現可能な選択肢ではない。しかしながら、エンドユーザは、利用コスト又はサービスコストが最小である場合にだけ不十分なユーザ品質を許容する。
【００５０】
一次ユーザの受信器とは異なる技術的特性を有することができるモニタリング受信器を使用する一次ユーザの受信器が受ける干渉測定に関しての多くの技術的な課題がある。モニタリングネットワークセンサはグランドレベルにあるが、一次ユーザの受信器が高い位置にある（例えば、基地局のタワー又は高層ビル内にあるモバイル加入者）場合、干渉者と高所のユーザとの間の伝播損失は、グランドレベルの二者のユーザ間の損失とは異なる可能性がある。この場合、モニターされレポートされる干渉温度は、一次ユーザの受信器によって観測される実際の干渉温度とは異なる可能性がある。これは、干渉温度の感知において最悪の伝播環境を想定することにより対処することができる。また、移動二次ユーザ（干渉者）と一次ユーザとの間の範囲推定を考慮する必要がある。この場合、全ての一次移動送受信器は、そのロケーションをモニタリングネットワーク及び地理的エリア内にある全ての可能性のある二次送受信器にリアルタイムでレポートする必要がある。一次ユーザは通常は異なる送信及び受信周波数を利用するので、最善でもセンサネットワークは、一次ユーザの送信にアクセスするだけになる。
【００５１】
図９は、本発明の実施形態による仮想上の温度密度と方位角の関係９００を示す。図１０は、本発明の実施形態による仮想ユーザ及びセンサ利得パターン１０００を示す。図１１は、本発明の実施形態による有効なレポートされ観測された温度密度の関係１１００を示す。センサ及びユーザの受信器のアンテナパターンが著しく異なる場合に問題が起こる可能性がある。干渉温度測定デバイスが全方向性アンテナを備える場合、結果として得られるレポートのアンテナ温度は均質化することができ、あらゆるホットスポット又は指向性ばらつきも平滑にすることができる。図９、１０、及び１１は、方位角φ、時間ｔ、及び周波数ｆに対するアンテナ温度の依存状態を表わす。図９、１０、及び１１においては、理解し易いようにφに関する依存状態が示されている。
【００５２】
アンテナ温度の適切な表示は、一次ユーザのアンテナ及び干渉温度測定デバイスのアンテナが同じアンテナ利得を有する場合にのみ得られる。一次ユーザが、ビームフォームが操向可能なスマートアンテナ構成を含む、より指向性のある又はより高利得の受信アンテナを有することを考慮すると、一次ユーザが受ける干渉温度は、幾つかの方向での受信器のモニターによって測定されるレベルよりも低く、ホットスポットがユーザのビーム幅内にある場合に予期されるものよりも高くなる。このタイプのシナリオは、物理的な雑音フロアと「人により作られる」雑音フロアとの間の干渉温度キャップを定義する場合に考慮する必要がある。キャップは、最悪の動作環境を適切に取り込む必要がある。
【００５３】
一次ユーザの受信器と二次ユーザの受信器（すなわち、モニタリング受信器が異なる帯域幅で動作する）の場合、干渉温度定義に関する別の課題が問題となる。一次ユーザは、狭帯域ネットワーク（例えば、２５ｋＨｚ）で動作することができ、二次ユーザは、５ＭＨｚ帯域幅の広帯域ネットワークモニタリング干渉温度で動作することができる。この場合、これらの２つの帯域幅間の感度には２３ｄＢの差異がある。干渉温度に寄与するスプリアス又は有色雑音源（ｄＢｍ／Ｈｚ）があると仮定すると、これは、５ＭＨｚ帯域幅によるセンサの帯域幅にわたり平均化されレポートされることになる。干渉温度は、レポートされる平均干渉温度よりも帯域のほとんどにおいて幾分低くなる。特定のチャネルがスプリアスソースを含む場合、実際の干渉温度は、レポートされる平均干渉温度よりも悪化する。干渉温度キャップが最悪の動作環境を表わすとすると、帯域幅不均衡の影響を考慮しなくてはならない。
【００５４】
二次ユーザが疑似ランダムパターンによる送信ビーム形成又は周波数ホッピングなどの非定常的な方式で送信する場合に別の問題が生じることになる。これらの技術は、雑音フロアにかなりのばらつきを付加し、干渉温度キャップの予測、検出、及び実施を行うのを困難にする。加えて、二次ユーザが影エリアの内外を移動する場合に、一次ユーザが突然の変化に遭遇する場合がある。課題は、干渉がキャップを超えたかどうかを検出するためにモニタリングネットワークによって導入される時間遅延を管理する方法である。結果として二次ユーザは、一次ユーザのロケーションでの干渉温度が許容レベルに戻るように送信パワーを調節する。
【００５５】
干渉温度の測定は、非均質な環境での空間的、時間的、及び周波数分解能の問題に直面する。干渉温度キャップを確実に順守し、より精密な分解能を得るために、チャネル帯域幅又はアンテナビーム幅は最小限に設定する必要がある。しかしながら、プロセス監視の掃引時間は、観測ポイントの数（周波数及び方位掃引の両方）の増加により長くなり、別の分解能問題、すなわち任意の周波数又は方位角における干渉測定間のデューティサイクルに対応する。これにより、最大実干渉温度値は、パケットデータを利用するシステム、ビーム形成、又は周波数ホッピングなどの時間的に変化する環境では取り込まれない可能性が高くなる。
【００５６】
一次ユーザの帯域で動作する二次ユーザの影響を推定する作業は厄介であり、二次ユーザ又はサードパーティによるモニタリングネットワークのいずれかにより評価するのは困難である。問題は、一次ユーザが受ける干渉温度の推定である。一次ユーザ及び二次ユーザ間のチャネル経路損失は、十分ではないチャネル情報を利用することで推定しなくてはならない。一次及び二次ユーザ間の距離を推定する必要がある。推定チャネル経路損失は、最悪シナリオを利用することによって、すなわち一次及び二次ユーザ間のフリー経路損失伝播条件を仮定することによって推定することができる。いずれの場合においても、同じ帯域を共有する二次ユーザの動作による一次ユーザへの影響は、システム展開、サービスエリア、情報スループット、信号品質、及び無線アーキテクチャの複雑性に関して最小にしなくてはならない。
【００５７】
図１２は、本発明の実施形態による一次ユーザをサポートするシステムにおいて通信する二次ユーザのためのシナリオを示す。干渉温度概念は、この概念が既存の雑音フロアをかろうじて超える程度に送信パワーレベルを低く制限するので、低パワー広帯域通信に最適である。更に、このようなデバイスは狭域であり、高速のデータ転送速度が要求される用途においてケーブルの代替として最も良く利用することができる。このようなシステムの実装では干渉温度概念を利用する。しかしながら、このデバイスは、認可された帯域でも動作することが期待されている。
【００５８】
デバイスが利用可能なスペクトルを測定できると仮定すると、本発明の実施形態は、スペクトルアナライザーを受信器内に実装させる。二次送受信器１２０１及び１２０３は、一次ユーザの帯域（一次ユーザ１２０５、１２０７、１２０９、及び１２１１に対応する）で動作する２つの二次送受信器間の直接リンクを設定するアドホック方式で動作する。最初に、両方の二次送受信器１２０１及び１２０３は、送信用の利用可能な帯域を測定する。次に、二次送受信器１２０１及び１２０３は、共通の交渉チャネルを交渉する。送信に必要な帯域は、アプリケーションに応じて決まり、更に、アプリケーションに必要な帯域幅量を二次デバイス１２０１及び１２０３が確保できるかどうかに依存する。送信用に利用可能な帯域幅が十分にあることを両方の二次デバイス１２０１及び１２０３が認めた場合、送信側二次デバイス１２０１又は１２０３は送信を開始する。これ以外では送信は開始されず、デバイスはアイドルモードに戻り、送信する機会が有るかどうかを周波数範囲全体にわたって掃引する。利用可能な十分な帯域幅がある場合には、送信が可能であると考えられる。次のステップは、モニターされる信号レベルと干渉温度スレショルドとの間のマージンを計算することである。送信パワーは、このマージンに基づいて決定される。共通の交渉チャネルを利用することによってロケーション情報を交換することにより、二次送受信器のロケーションが既知となり、これらの２つの二次送受信器間の範囲が既知となる。計算された最大許容送信パワー及び自由空間伝播仮定条件を利用することによってカバーできる範囲よりも必要とされる距離が長い場合には、通信はできない。このシナリオの概略説明を図１２に示す。
【００５９】
共通交渉チャネルは、交渉目的のためのこのシナリオにおいて必要である。チャネルは、干渉温度を利用するあらゆるデバイスで一般的に合意されている。共通交渉チャネルは、この目的のために別個に確保され、例えば米国連邦通信委員会によって米国内で規制することができる。例えば、米国連邦通信委員会は、３つの異なる規制モデル：コマンド及び制御、排他的使用、及びオープンアクセスを定義した。しかしながら、他のモデルを考えることもできる。本発明の実施形態では、「半共通」モデルが、規制された共通交渉チャネルでアドホックアクティビティを制御する。或いは、共通交渉チャネルは、最小限の特別規制を必要とする非認可帯域の１つとすることができる。しかしながら、共通交渉チャネルでの干渉保護は、二次デバイス間の完璧な通信にとって重要である。共通交渉チャネルは、広帯域である必要はない。狭帯域幅は、ハンドシェーキング目的に好適である。
【００６０】
図１２に示されるように、システムに大量の不確実性をもたらす要因が存在する可能性がある。第１に「隠れ端末問題」がある。二次ユーザ１２０１及び１２０３間に「隠れ」一次ユーザ１２０５が存在する場合、一次ユーザ１２０５は、二次ユーザ１２０１及び１２０３がその動作環境を評価する時間インスタンスでは送信しない。この場合、二次ユーザ１２０１及び１２０３は、「隠れ」一次ユーザ１２０５を「見る」ことはなく、二次ユーザ１２０１及び１２０３が交渉した帯域で送信が許可されたと仮定する。しかしながら、一次ユーザ１２０５が二次ユーザ１２０１及び１２０３と同じ帯域で同時に送信する場合には衝突があることになり、一次ユーザの送信が著しく妨げられる。第２に、干渉温度又は信号強度が一定レベルになるのを二次ユーザデバイスがモニターする場合、一次ユーザのロケーションで干渉温度スレショルドを超過しないことを保証することができない。これは、一次ユーザと二次ユーザの間の範囲を推定するツールを持たず、すなわち一次ユーザの送信パワーレベルを知ることができないことに起因する。
【００６１】
「隠れ端末問題」の深刻さは、一次ユーザの品質が劣化しないと想定される場合には対処できない可能性がある。例えば１％ターゲットを超えるまでのコールドロップ率のようなある程度の干渉を許容することによって、二次ユーザのデバイスがスペクトル測定を行うためにデューティサイクルを有するので、「隠れ端末問題」はあまり深刻ではない。二次デバイスが、一次ユーザアクティビティを検出した場合、二次デバイスは送信を中止し、一次ユーザが送信を中止した後に続行する。
【００６２】
スペクトル分析用のデューティサイクルは短く維持する必要があり、従って、スペクトルの利用可能性を常にモニタリングする必要がある。これは、コンピューティングパワーが必要となり、バッテリーからの特別なパワーを必要とし、バッテリー寿命が短くなる。これは、バッテリー消費が主要の懸案事項ではない場合には許容することができるが、移動端末などのハンドヘルドアプリケーションでは、バッテリー消費量が問題となる。バッテリーセル内に貯蔵できるエネルギー量の向上は、移動端末における電力消費量の要求を補償しない可能性がある。移動端末は、幾つかの無線システムを単一の移動端末に統合させたマルチ無線端末の展開においてより多くのパワーを必要とする。更に、グラフィックス及びソフトウェアをサポートすることで、バッテリーからのより多くのパワーを求める移動端末の要求が高まっている。従って、移動端末において電力を消費させる可能性のある何らかの付加的な特徴を加えることは、実現可能とすることはできない。スペクトル分析のためのデューティサイクルは、エネルギー消費の点で最適化する必要がある。
【００６３】
図１３は、本発明の実施形態による一次ユーザをサポートするシステムにおいて通信する二次ユーザのシナリオを示す。バッテリーを節約する目的において、移動端末からスペクトルアナライザーを排除する。この場合、例えば米国連邦通信委員会は、業界全体で規格化され且つ利用される一定の帯域幅を設定したと仮定している。この場合に適用される規制モデルは、純粋に「アンダーレイ」システムモデルではなく、「半アンダーレイ」システムと呼ぶことができる。更に、二次デバイスが低パワー及び高速データ転送速度の広帯域幅で動作すると仮定する。
【００６４】
端末からスペクトルアナライザーをなくすことで、受信器でのＲＦ環境を推定する贅沢さが排除される。これは、費用効果の高い端末の製造をもたらすが、ネットワーク設計がより複雑になる。図１３に示されるシステムは、他のユーザの情報が記憶される共通データベースを有する。データベース情報は、当該地理領域のスペクトルを掃引する種々の測定ロケーション（１３０１、１３０３、及び１３０５）から集められる。この実施形態では、データベース情報は各測定局で記憶される。
【００６５】
図１３は、二次広帯域ユーザ（例えば、二次ユーザ１３０９）が、二次測定局１３０１、１３０３、及び１３０５によって集められた情報を利用するメッシュタイプのネットワークを作成したことを示している。測定局１３０１、１３０３、及び１３０５の目的は、スペクトル利用に関する情報を二次ユーザに提供することである。例えば、二次ユーザ１３０９が送信を望む場合、ユーザ１３０９はまず、当該目的のために一般に合意された帯域（共通交渉チャネル上で）で測定局と交渉し、次いで、測定局が接続を許可する場合に２つの二次ユーザ間のリンクを設定する。更に、測定局１３０１、１３０３、及び１３０５は、互いに接続され、スペクトル利用に関するより正確な推定値を提供するためにネットワークを変換する。
【００６６】
この手法には幾つかの欠点がある。第１に、高価なスペクトルアナライザー及び高度な制御ソフトウェアを含む感知ネットワークは、構築するのにコストがかかる可能性がある。第２に、ネットワークは、一次ユーザの速度及び方向の推定を含むモビリティをサポートするために一次ユーザ（例えば、一次ユーザ１３０７）の動特性を検出できる必要がある。この情報は、十分な更新間隔で二次ユーザ１３０９に送信しなくてはならない。では、十分な更新間隔とは何か。更新間隔は、一次ユーザのネットワークの急激な変化に反応するために十分に速くなくてはならない。これらの急激な変化は、隠れ端末の問題を含むことができる。一次ユーザ端末１３０７が急に送信を開始した場合、感知ネットワークは、一次端末１３０７を検出し、同時に送信する可能性のある二次ユーザ１３０９に送信停止信号を送らなくてはならない。更に、二次ユーザ送受信器１３０９は、送信停止信号用の共通交渉チャネルをリッスンしなければならない。これでも隠れ端末の問題を完全に解決するものではなく、他の欠点の中でも特に、この方法は、干渉温度概念の実装と同様実現可能な解決策とは考えられない。第３に、感知ネットワークは、周波数利用におけるローカル変動を感知し、スペクトルにアクセスする可能性について干渉温度概念を利用するシステムにローカルでレポートするために、高密度でなくてはならない。低パワー短距離システムでは、これは、コーナー周辺を移動するときに受信パワーレベルが低下する可能性があることに起因してあらゆるコーナーで感知局を見つけることができ、干渉温度を利用するデバイスに対しスペクトルアクセスを可能にすることを意味する。
【００６７】
新生のＤＶＢ−Ｈ規格はＤＶＢ−Ｔに基づくが、ハンドヘルドデバイスを対象としている。新しい重要な特徴は、ＭＰＥ−ＦＥＣ及びタイムスライシングを含む。タイムスライシングは、端末での電力消費を軽減し、ハンドオーバーを可能にする。しかしながら、タイムスライシング休止期間は、干渉温度測定及びＤＶＢ−Ｈ送受信器を備えられた端末間のアドホックネットワーキングなど、他の目的のためにも利用することができる。
【００６８】
図１４は、本発明の実施形態によるアドホック局用のチャネル状態情報１４００（データ構造において記憶できる）を示す。無線局（例えば、図４及び５にそれぞれ示される送受信器４００又は５００）は、対応するタイムスライスチャネル上でブロードキャストサービスを受信しないときにブロードキャストチャネルの干渉測定を行う。図１４に示される実施例では、割り当てられた周波数スペクトルは、チャネル状態情報１４００のチャネル番号１４０１に対応する４つのタイムスライスチャネル（チャネル１、２、３、及び４）を含む。
【００６９】
無線局は、所要の信頼度を有する推定値を得るために、時間で分けられた複数の時間にブロードキャストチャネルの干渉レベルを測定することができる。干渉測定値（干渉温度に対応する）は、対応するブロードキャストチャネル番号１４０１を備えた測定値１４０５として記憶される。測定値１４０５（例えば、２０より少ない場合）に基づいて、無線局は、ブロードキャストチャネルが「アイドル」か否かを判定する。ブロードキャストチャネルがコンテンツをブロードキャストするために使用されている場合、チャネルは「アクティブ」として示される。更に、無線局が関連するブロードキャストチャネル上でコンテンツを受信中である場合、ブロードキャストチャネルは「ｃｕｒｒｅｎｔ（現在使用中）」として示される。
【００７０】
ＤＶＢ−Ｔ／Ｈ信号を送信しているとして識別されたブロードキャストチャネルは、「アクティブ」とマーク付けされる。受信信号が十分強い（すなわち、測定された干渉温度が予め設定された限界値を上回る）場合、受信された信号がどこから発生しているかを分析する必要はない。受信器は、チャネルのスキャンを続けることができる。本発明の幾つかの実施形態では、「アクティブ」チャネルは、次のスキャンにスキップし、或いは予め設定された時間をスキップすることができる。
【００７１】
実施形態では、最も低いアイドル状態のチャネルは、一次設定チャネルとして示される。設定チャネルは、説明されるように、アドホック接続を設定するために無線局によって使用される。図１４に示される実施形態では、第２アイドルチャネルは二次設定チャネルとして示され、一次設定チャネルが使用できない場合に使用することができる。
【００７２】
コグニティブ無線に向けたステップである干渉温度の概念は、干渉温度又はアンテナ温度メトリックを利用することによって干渉の最大許容レベルを定義する。これは、受信器の動作が予期される「最悪」環境を特徴付ける。更に、種々のスレショルドレベル又は最大干渉温度は、各帯域、地理的領域、又はサービスに対して設定することができる。これは、本概念の重要な特徴である。干渉温度測定は、ＲＦ環境のリアルタイムの条件を推定するために種々の受信器ロケーションで行う必要がある。この推定値の信頼レベルは、エリア全体にわたる信号レベルの送信器信号範囲、均質性、温度測定デバイスの密度、及び例えばアドホック協働無線ネットワークを介したような近接デバイスによって行われるデータの共有といった要因に依存する。これは、種々のデバイスのアンテナ温度レベルのリアルタイムデータベースが存在することを意味する。次いで、各デバイスは、送信のためのある帯域を使用することができるかどうかをデータベース（隣接するデバイスによって形成された）により問い合わせることができる。
【００７３】
周波数スペクトルのかなりの部分は、ブロードキャストサービス（例えば、ＤＶＢ−Ｔ／Ｈ）に割り当てることができる。しかしながら、割り当てられる周波数スペクトル全体は、ブロードキャストトラフィック用に完全にローカルで占有することはできない。ブロードキャスト送信（又はいずれかの他の送信）用に使用されないブロードキャストチャネルは、コグニティブＤＶＢ−Ｈ送受信器間の通信（例えば、アドホックネットワーキング）に一時的且つローカルに割り当ることができる。
【００７４】
干渉温度概念を用いて、ＤＶＢ−Ｔ／Ｈチャネルが占有されているかどうかを判定することができる。フリーＤＶＢ−Ｔ／Ｈチャネルが見つかった（すなわち、ＤＶＢ送信も他の干渉源も検出されなかった）場合、ブロードキャストチャネルは、無線局間の通信（例えば、ＩＰデータ送信）用に使用することができる。端末が既にＤＶＢ−Ｈ受信器を使用している（すなわち、タイムスライスされたブロードキャストデータを受信している）場合でも、無線局は、タイムスライシング休止期間中に干渉温度測定を実行して通信することができる。
【００７５】
無線局（例えば、送受信器４００及び５００）は、ＤＶＢ−Ｈ受信器及び送信器（低パワー）を含み、通信用及び環境感知用に使用され、他のＤＶＢ−Ｈ受信器に対して干渉が生じないようにする。端末がタイムスライスされたブロードキャストデータを受信している場合、タイムスライス休止期間中に以下のステップを実行することができる。これ以外は、ＤＶＢ−Ｈ送受信器は、アドホックネットワーキング用に完全に占有することができる。
【００７６】
アドホックネットワーキングが設定可能となる前に、ＤＶＢ−Ｈ受信器は、スキャン手順中に非占有ＤＶＢ−Ｔ／Ｈチャネルをスキャンしなければならない。スキャンプロセス中に、干渉測定はＤＶＢ−Ｈ受信器のアンテナ又は同様に干渉温度を測定することによって行われ、結果がデータベースに保持される（図１）。ＤＶＢ−Ｔ／Ｈチャネルは、「ａｃｔｉｖｅ（アクティブ）」、「ｉｄｌｅ（アイドル）」、「ｎｏ＿ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（情報なし）」、又は「ｃｕｒｒｅｎｔ（現在使用中）」としてマーク付けされる。状態「ａｃｔｉｖｅ」は、チャネルがブロードキャスト目的（ＴＶ送信）に使用される場合に使用される。状態「ｉｄｌｅ」は、干渉温度が所与のスレショルド（Ｔ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、例えば相対数０−１００に対応する２０）よりも小さい場合に使用される。状態「ｎｏ＿ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」は、チャネル状態について情報がない（例えば、測定できなかった）場合に使用される。状態「ｃｕｒｒｅｎｔ（現在使用中）」は、端末がタイムスライスされたバーストをも受信している場合に使用される。
【００７７】
最も低い利用可能なチャネル（状態「ｉｄｌｅ」：ｐｒｉｍａｒｙ＿ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ＿ｃｈａｎｎｅｌ又はｓｅｃｏｎｄａｒｙ＿ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ＿ｃｈａｎｎｅｌ）を有するチャネルは、設定手順中に無線局間の通信チャネルを設定するのに使用される。情報は、このチャネルで送信及び受信される。情報は、ＩＰパケットのペイロードとして搬送される。ＤＶＢ−Ｔ／Ｈチャネルを通じてＩＰパケットを送信する方法は規格内で記載されている。端末Ａ及び端末Ｂは、この設定チャネルでメッセージを送信する。最大送信パワーは、干渉温度結果に基づくことができる。衝突が起こった場合、ランダム遅延タイマーが送信を遅らせるように設定される。端末が、チャネルを通信チャネルとして使用するように合意した場合、該端末は通信チャネルに同調される。
【００７８】
ここで無線局は通信手順中に通信を開始することができる。通信は、ＲＴＳ／ＣＴＳ／ＤＡＴＡ／ＡＣＫハンドシェーキング（例えば、ＷＬＡＮ）に基づくことができる。データ（ファイルに対応する）が送信され、或いは端末によって接続が終端される場合、端末は、新しいスキャン手順を開始し、又は設定チャネルをリッスンすることができる。無線局はまた、端末が他の端末又はシステムと干渉しないことを確保するために、通信状態中にＤＶＢ−Ｔチャネルをスキャンする必要がある。また、無線局は、必要に応じて別のブロードキャストチャネルに同調することができる。
【００７９】
図１５は、本発明の実施形態によるチャネル状態情報を有するデータベース１５００を示す。実施形態では、データベース１５００は、アドホックネットワークの各無線局（例えば、図３に示される無線局３００のデータベース３０７）或いは「アドホックネットワークホットスポット」に位置付けられる中央データベース（例えば、図５に示されるデータベース５０７）内に記憶される。「アドホックネットワークホットスポット」は、例えばレストラン、空港、又は公共の建物などのエリアで動作するよう設計された領域（例えば、図５に示される領域５００）とすることができる。
【００８０】
実施形態では、データベース１５００は、アドホックネットワークの無線局の各々に対するブロードキャストチャネルの各々で測定された干渉レベルを含む。図１５に示される例示的な実施形態では、データベース１５００は、干渉情報１５０１（無線局Ａに対応する）、干渉情報１５０３（無線局Ｂに対応する）、及び干渉情報１５０５（無線局Ｃに対応する）を含む。実施形態では、データベース１５００はまた、アドホックネットワークでの無線局の各々についてのロケーション情報１５０７を含む。（無線局は、そのロケーションを決定するためにＧＰＳ受信器又は三角測量技術を使用してそのロケーションを決定することができる。）このロケーション情報を使用して第２無線局までの距離を求めると、第１無線局は、アドホックネットワークにおける他の無線局の干渉レベルを最大許容干渉レベルを下回るように維持しながら第２無線局と通信するための送信パワーレベルを求めることができる。
【００８１】
図１６は、本発明の実施形態による無線局の例示的な分布を示す。図１６は、アドホックネットワークにおける無線局１６０１の側から観た分布を示している。無線局１６０１は、無線局１６０３から距離ｒ１、無線局１６０５から距離ｒ２、及び無線局１６０７から距離ｒ３にある。無線局間の距離は、データベース１５００に含まれたロケーション情報から求めることができる。
【００８２】
図１７は、本発明の実施形態に従って隣接するアドホック局を特定するための発見手順１７００を示す。関連するシナリオでは、無線局は、アドホックネットワークの他の無線局の事前知識を持たない。この結果、無線局は、他の無線局の干渉レベルを認識しておらず、干渉レベルが許容可能レベルを超えない最大送信パワーレベルを認識していない。
【００８３】
ステップ１７０１で、無線局は、どのブロードキャストチャネルが設定チャネルとして指定されるかを判定する。ステップ１７０３で、現在の受信チャネルが設定チャネルに対応しない場合、無線局は、受信チャネルが設定チャネルに対応するまで待機する。ステップ１７０５及び１７０７で、無線局は、測定された干渉レベル（図１４に示される情報１４００に対応する）を提供する最小パワーレベルで信号を送信する。例えば、無線局１６０１は、局１６０３と通信するには十分であるが局１６０５及び１６０７と通信するには不十分である送信パワーレベルで送信する。
【００８４】
ステップ１７０９で、無線局が応答（例えば、別の無線局からの対応する測定された干渉レベル）を受信した場合、ステップ１７１１で無線局はそのデータベース（例えば、データベース１５００）を更新する。ステップ１７１３で、最大送信パワーレベルを超えた場合、ステップ１７１５で手順１７００が終了する。或いは、アドホックネットワークの全ての既知の無線局の予測干渉レベルがステップ１７１７で求められた最大許容干渉レベルを超えない場合、ステップ１７２１で無線局は送信パワーを増大する。例えば、無線局１６０１は、図１６に示されるように、送信パワーレベルを増大させて局１６０５と通信する。それ以外では、ステップ１７１９で手順は終了する。
【００８５】
図１７に示される実施形態では、１つよりも多い無線局が同時に設定チャネルを利用しようとする場合、キャリア検知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）が設定チャネル上での衝突を解決する。衝突が検出された場合、設定チャネル上でデータを連続して送るために、アドホックネットワークの無線局によってバックオフアルゴリズム（ＣＳＭＡ／ＣＤ）を利用することができる。更に、無線局は、設定チャネル上で生じる可能性のある潜在的な問題（例えば、無線局に知られていない隠れ無線局）に対し堅牢性をもたらすために送信要求／送信許可（ＲＴＳ／ＣＴＳ）手順を利用することができる。
【００８６】
図１８は、本発明の実施形態によるチャネル状態情報を提供するための中央データベース手順１８００を示す。手順１８００は、アドホックネットワークをサポートするために手順１７００の代替として実装することができる。ステップ１８０１で、中央データベース（図１３に示される測定局１３０１に実装することができる）は、設定チャネルとして示されるブロードキャストチャネルを決定する。現在の送信タイムスロットが設定チャネルに対応しない場合、ステップ１８０３で中央データベースは、送信タイムスロットが設定チャネルに対応するまで待機する。ステップ１８０５で、中央データベースは、アドホックネットワーク（例えば、「アドホックネットワークホットスポット」）用の設計されたレベルに送信レベルを設定する。実施形態では、中央データベースに関連したアドホックネットワークの無線局は、設計されたパワーレベルを先験的に認識することができ、或いは設定チャネル上の送信レベルを周期的にブロードキャストする中央データベースから設計レベルを取得することができる。
【００８７】
ステップ１８０７がデータベース情報を送信するよう決定すると、ステップ１８０９で中央データベースは、アドホックネットワークの加入無線局によって測定された干渉レベルを含むデータベース情報を送信する。中央データベースが現時点（例えば図２に示されるチャネルバースト２１１であるタイムスライスに対応する）で設定チャネルにおいてデータベース情報を送信しない場合、中央データベースは、ステップ１８１１で求められるチャネル状態情報（例えば、図１４に示される情報１４００）用の設定チャネルをモニターする。チャネル状態情報が無線局から受信された場合、ステップ１８１３で中央データベースは、状態データベース（例えば、データベース１５００）を更新する。
【００８８】
本発明の別の実施形態では、中央データベースは、スペクトルアナライザー（図示されていないが図１３の測定局１３０１について上述したものに類似する）を利用して、周波数スペクトルをスキャンし、チャネル上の干渉を測定することができる。測定局で測定される干渉レベルは無線局（端末）で予測され、測定局から無線局までの距離の相互関係と認識を想定することができる。
【００８９】
図１９は、本発明の実施形態によるアドホック局用のチャネルスキャン手順１９００を示している。無線局（例えば、送受信局３００及び４００）がブロードキャストチャネルタイムスライスを処理していない場合、無線局は、チャネル状態情報１４００を読み込むために、対応するブロードキャストチャネル上での対応する干渉レベルを測定することができる。また、無線局は、未使用のブロードキャストチャネル上でデータを送信又は受信することができる。
【００９０】
図１９を参照すると、ステップ１９０１によって決定されるように、ブロードキャストチャネルが「ａｃｔｉｖｅ（アクティブ）」又は「ｃｕｒｒｅｎｔ（現在使用中）」ブロードキャストチャネルでない場合、無線チャネルは、ステップ１９０３で、ブロードキャストチャネル上での干渉レベルを測定するためにブロードキャストチャネルをスキャンする。無線局は、所要の信頼レベルを取得するために複数の測定値を使用して干渉レベルを求めることができる。ステップ１９０５で、データベース１５００は、ステップ１９０３で求められた測定干渉レベルで更新される。
【００９１】
ステップ１９０７で、無線局によって処理されることになるＤＶＢコンテンツをブロードキャストチャネルが含むと判定すると、無線局は、ステップ１９０９でブロードキャストチャネルでタイムスライスを処理する。ブロードキャストチャネルが処理されると、無線局は、ステップ１９１１で次のブロードキャストチャネルを待機する。
【００９２】
図２０は、本発明の実施形態によるアドホック局用のデータ送信手順２０００を示す。手順２０００に関連するシナリオでは、無線局は、アドホックネットワークにおける別の無線局にデータを送信しようとする。ステップ２００１で、無線局は、ブロードキャストチャネルが設定チャネルに対応するかどうかを判定する。対応しない場合、ステップ２００９で、無線局は次のブロードキャストチャネルを待機する。ブロードキャストチャネルが設定チャネルに対応する場合、無線局は、手順２００３（図２１に示され説明される手順２１００に対応する）で送信パワーレベルを求め、アドホックネットワークにおける無線局の干渉レベルを最大許容レベルを下回って維持しながら他の無線局と通信する。ステップ２００５によって求められるように、手順２００３が成功した場合、ステップ２００７で、無線局は設定チャネル上での接続を設定する。成功しなかった場合、無線局はこの試行を中断し、設定チャネルに対応する次のタイムスライスで再度試みることができる。
【００９３】
本発明の実施形態では、無線局が、別の無線局との設定チャネル上の接続を設定する場合、無線局間でデータを通信するブロードキャストチャネルを選択するために、ステップ２００７でチャネル交渉が実行される。本発明の実施形態では、無線局は、別の無線局との通信のためブロードキャストチャネルを交渉するため、中央データベース（例えば、図１３に示される測定局１３０１）と設定チャネル上での接続を設定することができる。更に、チャネル交渉は、複数のブロードキャストチャネルを選択してより大きな帯域幅を取得し、データ転送速度を高めることができる。例えば、複数のブロードキャストチャネルの選択は、非チャネル化データ接続をサポートすることができ、この場合、データは特定のブロードキャストチャネルに指定されない。ステップ２０１１で、ブロードキャストチャネルが選択されたブロードキャストチャネルに対応しない場合、ステップ２０１９で、無線局は次のブロードキャストチャネルを待機する。
【００９４】
ブロードキャストチャネルが選択されたブロードキャストチャネルであることを無線局が判定すると、無線局は、手順２０１３（手順２１００に対応する）で送信パワーレベルを求める。ステップ２０１５で、無線局はデータベース１５００にアクセスし、アドホックネットワークの既知の無線局のいずれかにおける予測干渉レベルが最大許容レベルを超えないかどうかを判定する。超えている場合、ステップ２０１７で無線局は、選択されたブロードキャストチャネル上のデータを他の無線局に送信する。成功しなかった場合、無線局は、手順を中断し、次のタイムスライスで再度試みることができる。
【００９５】
図２１は、本発明の実施形態によるアドホック無線局の送信パワー決定手順２１００を示す。手順２１００は、図２０に示される手順２００３及び２０１３に対応する。ステップ２１０１で、指定されたチャネル上での送信パワーレベルが求められる。実施形態では、前に説明されたように無線局間の距離が既知であり、伝播特性が想定され、必要な送信パワーレベルを求めるようにする。パワーマージンは、所要の堅牢性を提供するために含むことができる。（本発明の他の実施形態では、送信パワーレベルは、無線局が別の無線局の受信パワーレベルを測定し、他の無線局での送信レベルを認識することによって決定される。パワーの差は、２つの無線局間のパワー損失に対応する。）送信パワーレベルが決定されると、ステップ２１０３−２１１３は、アドホックネットワークにおける全無線局での指定されたブロードキャストチャネル上の関連する予測干渉レベルが最大許容限界値を下回るかどうかを判定する。
【００９６】
当業者には理解されるように、コンピュータシステムを制御するための命令を含む関連するコンピュータ可読媒体を備えたコンピュータシステムを利用して、本明細書に開示される例示的な実施形態を実装ことができる。このコンピュータシステムは、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、及び関連する周辺電子回路構成などの少なくとも１つのコンピュータを含むことができる。
【００９７】
現在好ましいとされる本発明を実施するモードを含む、特定の実施例に関して本発明を説明してきたが、添付の請求項に記載される本発明の精神及び範囲内に含まれる上述のシステム及び技術に関する多くの変形形態及び置き換えがあることは当業者であれば理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来技術によるデジタルビデオブロードキャスト（ＤＶＢ−Ｈ）システムのアーキテクチャを示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるタイムスライス送信を利用するインターネットプロトコル（ＩＰ）サービスの送信を示す図である。
【図３】本発明の実施形態による無線通信デバイスの第１アーキテクチャを示す図である。
【図４】本発明の実施形態によるＤＶＢ送受信器の第２アーキテクチャを示す図である。
【図５】本発明の実施形態によるアドホックネットワーキングの実施例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による送信側アンテナからの距離の関数として干渉温度に対する影響を示す図である。
【図７】本発明の実施形態による黒体によって囲まれた受信側アンテナの放射パターンを示す図である。
【図８】本発明の実施形態によるスペクトルアクセスのシナリオを示す図である。
【図９】本発明の実施形態による仮想上の温度密度と方位角の関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による仮想ユーザ及びセンサ利得パターンを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態による有効なレポートされ観測された温度密度の関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による一次ユーザをサポートするシステムで通信する二次ユーザ用のシナリオを示す図である。
【図１３】本発明の実施形態による一次ユーザをサポートするシステムで通信する二次ユーザ用のシナリオを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態によるアドホック局用のチャネル状態情報を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態によるチャネル状態情報を備えたデータベースを示す図である。
【図１６】本発明の実施形態による無線局の例示的な分布を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態による隣接するアドホック局を特定するための発見手順を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態によるチャネル状態情報を提供するための中央データベース手順を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態によるアドホック局用のチャネルスキャンプロセスを示す図である。
【図２０】本発明の実施形態によるアドホック局用のデータ送信手順を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態によるアドホック局用の送信パワー決定プロセスを示す図である。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
2008517546.tif 000028
2008517546.tif 000029
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