(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモバイルノードとともに使用するマスタノードであって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信する受信手段と、
前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する位置情報を取得する取得手段と、
前記マスタノードと、受信した前記プライマリユーザ送信情報及びプライマリユーザとの間で通信の重複が起こり得るエリアを、受信したプライマリユーザ送信情報及び取得した位置情報を使用して評価する評価手段と、
各モバイルノードの位置と、評価した前記通信の重複が起こり得るエリアとを比較する比較手段と、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、比較結果に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する制御手段と、を備えるマスタノード。
【請求項２】
前記受信手段は、情報をメディアアクセスコントロール、ＭＡＣ、制御要素で受け取るように働く請求項１記載のマスタノード。
【請求項３】
前記取得手段は、前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する前記位置情報を、当該モバイルノードから取得するように働く請求項１記載のマスタノード。
【請求項４】
前記取得手段は、前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する前記位置情報を、位置決めシステムまたは他のマスタノードとの通信から取得するように働く請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマスタノード。
【請求項５】
複数のモバイルノードと、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のマスタノードと、を備える通信システム。
【請求項６】
プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する位置情報を取得し、
前記マスタノードと、受信した前記プライマリユーザ送信情報及び取得した前記位置情報を使用するプライマリユーザとの間で通信の重複が起こり得るエリアを評価し、
各モバイルノードの位置と、評価した前記通信の重複が起こり得るエリアとを比較し、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、比較結果に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する方法。
【請求項７】
プログラム可能な通信ノードを、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の前記マスタノードとして設定することを、コンピュータに実行させる命令群を備えるコンピュータが実行可能な命令群のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、その一部分及びその方法に関し、特に、コグニティブ無線システム及びそのデバイスにとどまるものではない。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信では、電磁スペクトルの区別できるブロックを排他的に利用するライセンスがシステムへ付与された。これは、有害な混信の危険を取り除くには良い方法であるが、ライセンス所有者が利用しない場合には、多数の割り当てられたスペクトルブロックが十分活用されないままになってしまう。
【０００３】
スペクトルホール（所定の時間にライセンスが利用されていないスペクトル部分）を機能させるために、スペクトルをご都合主義的に利用するアイデアが提案されている。このアイデアは、二つの異なる種類のスペクトルユーザ：適法なユーザ（許可されたプライマリユーザ）と、セカンダリユーザ（またはコグニティブユーザ）とを含む。ここで、セカンダリユーザは、プライマリユーザが使用しないときのみ、または、（プライマリユーザへ）生じる干渉が許容範囲であるときにのみ、スペクトルの一部分の利用が許可される。
【０００４】
コグニティブ無線装置は、電磁気環境を認識し、それに応じて自身の通信を適応させることができる端末として定義されている。コグニティブ無線装置は、特定の周波数帯域の占有状態を評価するために、その周波数帯域を感知し、送信するか否かを決定することができる。しかしながら、検出されるべきプライマリ信号が異なる環境変化にさらされ（遮蔽、衰退、経路喪失）、許可されたプライマリユーザがコグニティブ無線装置を信号によって検出することが極めて困難になっている。このような場合、感知装置からプライマリ送信機が隠されていること（すなわち、隠されたプライマリ送信機）とみなされ、一つの感知装置の使用では信頼できる決定をすることできない。
【０００５】
プライマリユーザが低電力かつ狭帯域（いわゆる“ＰＭＳＥ”デバイスと同様に、例えばワイヤレスマイク）で送信する場合、プライマリ送信機から遠く離れた特有のエリアでの感知は、信頼できるものにならない。
【０００６】
この問題に取り組むため、多くの地理的に分散されたセンサノードを用いて、広域にわたってプライマリ送信機を感知し、セカンダリユーザが許可された帯域で動作できるか否かを判定するマスタノードへ折り返し報告する、協調的アプローチが提案されている。例えば、国際公開第２００７／０３１９５６号にはこのような連動システムが開示されている。
【０００７】
しかしながら、このような協調的アプローチの問題は、センサノードが、何時、どの周波数を感知するか、及び、何時マスタノードへ折り返し報告するかを明確に指示される必要がある点である。また、別の問題は、マスタノードが、センサノードの動作を制御する通信スタックの上位レイヤに頼り、プライマリな存在に信号を送るセンサノードとセカンダリユーザの通信を中止する動作を行うマスタノードとの間に相対的な長時間の遅延を導く点である。これは、回りまわって、マスタノードでこのような信号を受信し処理する間に、許可されたプライマリユーザへの所望しない干渉を与えることになる。
【０００８】
このような協調的なアプローチを用いるさらに別の問題は、マスタノードがセンサノードよりプライマリユーザから遠く離れ、マスタノードが、プライマリユーザの通信の特徴に関する情報を制限し、マスタノードの動作するエリアのリソースの使用を非効率的にする点である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、プライマリユーザの送信特性の検出及び報告を行い、セカンダリユーザの送信機会を制御する選択的協調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数のモバイルノードとともに使用するマスタノードであって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信する受信手段と、
前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する位置情報を取得する取得手段と、
前記マスタノードと、受信した前記プライマリユーザ送信情報及びプライマリユーザとの間で通信の重複が起こり得るエリアを、受信したプライマリユーザ送信情報及び取得した位置情報を使用して評価する評価手段と、
各モバイルノードの位置と、評価した前記通信の重複が起こり得るエリアとを比較する比較手段と、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、比較結果に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する制御手段と、を備えるマスタノードを提供する。
【００１１】
一実施形態では、前記受信手段は、情報をメディアアクセスコントロール、ＭＡＣ、制御要素で受け取る。
【００１２】
一実施形態では、前記取得手段は、前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する前記位置情報を、当該モバイルノードから取得する。あるいは、前記取得手段は、前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する前記位置情報を、位置決めシステムまたは他のマスタノードとの通信から取得する。
【００１３】
一実施形態では、前記制御手段は、前記プライマリユーザ送信の帯域の使用防止、前記前記プライマリユーザ送信の帯域と異なる帯域へのハンドオーバの実行、前記プライマリユーザ送信の帯域において、前記モバイルノードの送信電力の制限、及び、前記プライマリユーザ送信の帯域で前記モバイルノードが通信を継続することへの許可、の中の少なくとも一つを用いて前記モバイルノードの動作を制御する。
【００１４】
一実施形態では、前記制御手段は、前記プライマリユーザへの干渉を避けるため、前記プライマリユーザ送信の帯域で、送信電力及び／または前記マスタノードの送信方向を制御する。
【００１５】
一実施形態では、前記制御手段は、複数のモバイルノードのうちの少なくとも一つモバイルノードに前記プライマリユーザ送信の帯域での送信を止めさせるために、ＭＡＣ制御要素内で前記プライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードへ送るように働く。
【００１６】
本発明は、また、センサノードがマスタノードとともに使用され、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で前記センサノード及び前記マスタノードが相互に通信可能であるセンサノードであって、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知する感知手段と、
感知したプライマリユーザ送信の信号強度の大きさを測定する測定手段と、
測定した信号強度の大きさを前記マスタノードへ報告する報告手段と、を備え、
前記報告手段は、前記マスタノードのＭＡＣエンティティによって処理するためのメディアアクセスコントロール，ＭＡＣ，レイヤフレームで前記測定した信号強度の大きさを報告するように働くセンサノードを提供する。
【００１７】
一実施形態では、前記報告手段は、測定した信号強度の大きさをＭＡＣ制御要素内で報告する。前記報告手段は、センサノードの位置情報の表示を報告してもよい。
【００１８】
一実施形態では、前記センサノードが、前記プライマリユーザ送信の帯域での通信を止める。これは、前記センサノードが前記マスタノードから確認を受信した後であってもよい。
【００１９】
本発明は、また、複数のモバイルノードとともに使用するマスタノードであって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信する受信手段と、
前記プライマリユーザ送信情報に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御してマスタノードとモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避ける制御手段と、を備え、
前記受信手段は、マスタノードのメディアアクセスコントロール，ＭＡＣ，レイヤで動作し、ＭＡＣレイヤフレームからプライマリユーザ送信情報を抽出するように手配されたマスタノードを提供する。
【００２０】
一実施形態では、前記受信手段は、前記プライマリユーザ送信情報をＭＡＣ制御要素内で受け取る。
【００２１】
マスタノードは、承認を前記少なくとも一つのモバイルノードへ送り、前記少なくとも一つのモバイルノードに前記プライマリユーザ送信の帯域での送信を止めさせる送信手段を、さらに備えてもよい。
【００２２】
マスタノードは、前記プライマリユーザ送信情報をＭＡＣ制御要素内で前記複数のモバイルノードのうちの少なくとも一つへ送り、前記少なくとも一つのモバイルノードに前記プライマリユーザ送信の帯域での送信を止めさせる送信手段を、さらに備えてもよい。
【００２３】
本発明は、また、センサノードがマスタノードとともに使用され、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で前記センサノード及びマスタノードが相互に通信するセンサノードであって、
前記センサノードが前記マスタノードへのデータ伝送に使用可能なアップリンクリソースを指定するアップリンクリソース割り当てデータを受信する通信制御手段と、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知する感知手段と、
測定された信号強度の大きさを、前記マスタノードによって割り当てられたアップリンクリソースを用いて前記マスタノードへ報告する報告手段と、を備え、
前記センサノードがアップリンクリソースを割り当てられていないときに、前記感知手段が前記プライマリユーザ送信を感知した場合に、前記通信制御手段が前記マスタノードからアップリンクリソースの割り当てを要求するように手配されたセンサノードを提供する。
【００２４】
一実施形態では、前記報告手段がランダムアクセス手順の一部としてセンサノードが送信するメッセージに、プライマリユーザ送信情報、感知したプライマリユーザ送信の表示を報告する。前記メッセージはランダムアクセス手順のアップリンク要求メッセージであり、許可された動作帯域でプライマリユーザ送信の検出をマスタノードに通知する、予約済のプリアンブルを含んでもよい。
【００２５】
一実施形態では、前記報告手段は、プライマリユーザ送信情報をＭＡＣ制御要素内で報告する。前記報告手段は、ランダムアクセス手順の一部としてセンサノードがさらにメッセージを送信して前記センサノードにアップリンクリソースが与えられた後、測定された信号強度の大きさを報告してもよい。
【００２６】
本発明は、また、複数のモバイルノードとともに使用するマスタノードであって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信する受信手段と、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、前記一時送信ユーザ情報に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する制御手段と、を備え、
前記受信手段は、前記プライマリユーザ送信情報を、ランダムアクセス手順の一部として前記少なくとも一つのモバイルノードが送信したメッセージで受信するように手配されたマスタノードを提供する。
【００２７】
一実施形態では、前記マスタノードは、感知されたプライマリユーザ送信の通知を、ランダムアクセス手順の一部分として前記モバイルノードが送信したアップリンク要求メッセージで受け取る。前記アップリンク要求メッセージが許可された動作帯域でプライマリユーザ送信の検出をマスタノードに通知する、予約済のプリアンブルを含んでもよい。
【００２８】
一実施形態では、前記制御手段は、前記予約済のプリアンブルを含むアップリンク要求メッセージを受信することへの応答時に、前記マスタノード及び前記複数のモバイルノードを制御して、前記マスタノード及び前記モバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるように働く。
【００２９】
一実施形態では、前記受信手段は、前記プライマリユーザ送信情報をＭＡＣ制御要素内で受け取る。ランダムアクセス手順の一部としてモバイルノードがさらにメッセージを送信して前記モバイルノードにアップリンクリソースが与えられた後、前記プライマリユーザ送信情報が受け取られてもよい。
【００３０】
本発明は、また、センサノードがマスタノードとともに使用され、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で前記センサノード及びマスタノードが相互に通信可能であるセンサノードであって、
予約済のプリアンブルを格納する手段と、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知する感知手段と、
感知したプライマリユーザ送信を前記マスタノードへ報告する報告手段と、を備え、
前記報告手段は、ランダムアクセス手順の初期メッセージに前記予約済のプリアンブルを格納して送ることにより前記マスタノードへ報告するように働くセンサノードを提供する。
【００３１】
予約済のプリアンブルは、センサノードで事前にプログラムされたものでよいが、前記マスタノードによるシステム情報ブロードキャストの一部として受け取ることが好ましい。
【００３２】
一実施形態では、前記センサノードは、前記プライマリユーザ送信の信号強度の大きさを測定する手段を備える。前記センサノードは、前記マスタノードから受け取った前記アップリンクリソースの割り当てを使用して、測定した信号強度を前記マスタノードへ送ることができる。
【００３３】
一実施形態では、前記センサノードは、ランダムアクセス手順で用いるプリアンブルをランダムに生成する手段を、さらに備える。この場合、前記センサノードは、前記ランダムに生成されたプリアンブルと格納されている前記予約済のプリアンブルとを比較するように働き、前記ランダムに生成されたプリアンブルと格納されている前記予約済のプリアンブルとが一致する場合には、前記センサノードがランダムアクセス手順で用いる別のプリアンブルをランダムに生成するように働く。
【００３４】
本発明は、また、マスタノードが複数のモバイルノードとともに使用され、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で前記マスタノード及び前記モバイルノードが相互に通信可能であるマスタノードであって、
ランダムアクセス手順の初期メッセージを、少なくとも一つのモバイルノードから受信する手段と、
受信した初期メッセージを処理して、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードが、プライマリユーザ送信を感知している否かを判定する手段と、
前記判定する手段が、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定した場合には、前記モバイルノードの動作を制御して、プライマリユーザとの干渉を避ける手段と、を備えるマスタノードを提供する。
【００３５】
一実施形態では、前記マスタノードは、プライマリユーザ送信の感知を示す、予約済のプリアンブルを格納する手段をさらに備え、前記処理する手段が、受信した初期メッセージに含まれる前記プリアンブルが前記格納されている、前記予約済のプリアンブルと一致するか否かを判定し、前記受信したプリアンブルが前記予約済のプリアンブルと一致する場合には、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定する。
【００３６】
一実施形態では、前記マスタノードは、システム情報の一部として、格納されている、前記複数のモバイルノードの予約済のプリアンブルを送信する手段を、さらに備える。
【００３７】
一実施形態では、前記制御手段が、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定する手段への応答のときに、前記許可された動作帯域において、他のモバイル端末への送信をやめるように手配される。
【００３８】
一実施形態では、前記マスタノードは、アップリンクリソース割り当てメッセージを、前記プライマリユーザ送信を感知した前記モバイルノードへ送信する手段を、さらに備える。
【００３９】
一実施形態では、前記マスタノードは、前記感知したプライマリユーザ送信の信号強度の大きさを、前記モバイルノードから受信するように働き、前記制御手段は、前記受信した信号強度の大きさに応じて、各モバイルノードへの制御動作を再度決定するように働く。
【００４０】
本発明は、また、複数のモバイルノードと、上述した形態のいずれかのマスタノードと、を備える通信システムを提供する。
【００４１】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する位置情報を取得し、
前記マスタノードと、受信した前記プライマリユーザ送信情報及び取得した前記位置情報を使用するプライマリユーザとの間で通信の重複が起こり得るエリアを評価し、
各モバイルノードの位置と、評価した前記通信の重複が起こり得るエリアとを比較し、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、比較結果に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する方法を提供する。
【００４２】
一実施形態では、前記情報をメディアアクセスコントロール，ＭＡＣ，制御要素で受け取る。
【００４３】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
前記プライマリユーザ送信情報に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御して、マスタノードとモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けることを有し、
前記受信するステップが、マスタノードのメディアアクセスコントロール，ＭＡＣ，レイヤで動作し、ＭＡＣレイヤフレームからプライマリユーザ送信情報を抽出することを含む方法を提供する。
【００４４】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域でマスタノードと通信するモバイルノードが実行する方法であって、
プライマリユーザデバイスの送信を感知し、
前記感知したプライマリユーザ送信の信号強度の大きさを測定し、
前記マスタノードへ前記測定した信号強度の大きさを報告することを有し、
前記報告するステップが、前記マスタノードのＭＡＣエンティティによって処理するためのメディアアクセスコントロール，ＭＡＣ，レイヤフレームで前記測定した信号強度の大きさを報告することを含む方法を提供する。
【００４５】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域でマスタノードと通信するモバイルノードが実行する方法であって、
センサノードが前記マスタノードへのデータ伝送に使用可能なアップリンクリソースを指定するアップリンクリソース割り当てデータを受信し、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知し、
測定された信号強度の大きさを、前記マスタノードによって割り当てられたアップリンクリソースを用いて前記マスタノードへ報告することを有し、
前記感知するステップにおいて、前記センサノードがアップリンクリソースを割り当てられてないときに、前記報告するステップが前記マスタノードからアップリンクリソースの割り当てを要求することを含む方法を提供する。
【００４６】
一実施形態では、ランダムアクセス手順の一部として、前記センサノードが送信するメッセージに、感知したプライマリユーザ送信を報告することを含む。前記メッセージがランダムアクセス手順のアップリンク要求メッセージであり、許可された動作帯域でプライマリユーザ送信の検出をマスタノードに通知する、予約済のプリアンブルを含んでもよい。
【００４７】
一実施形態では、前記報告するステップが、ランダムアクセス手段の一部である。
【００４８】
一実施形態では、前記決定された信号強度の大きさが、ＭＡＣ制御要素内で報告される。ランダムアクセス手順の一部としてセンサノードがさらにメッセージを送信して前記センサノードにアップリンクリソースが与えられた後、測定された信号強度の大きさが報告されるてもよい。
【００４９】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
前記一時送信ユーザ情報に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御して、マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けることを有し、
前記受信するステップが、前記プライマリユーザ送信情報を、ランダムアクセス手順の一部として前記少なくとも一つのモバイルノードが送信したメッセージで受信することを含む方法を提供する。
【００５０】
一実施形態では、前記方法が、送信されたプライマリユーザ送信の通知を、ランダムアクセス手順の一部分として前記センサノードが送信したアップリンク要求メッセージで受け取ることを、さらに含む。前記アップリンク要求メッセージが許可された動作帯域でプライマリユーザ送信の検出をマスタノードに通知する、予約済のプリアンブルを含んでもよい。
【００５１】
一実施形態では、前記動作を制御することが、アップリンク要求メッセージを受信することへの応答時に、前記複数のモバイルノードの動作を制御して、前記マスタノード及び前記モバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けることを含む。
【００５２】
一実施形態では、前記プライマリユーザ送信情報をＭＡＣ制御要素内で受け取る。
【００５３】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
ランダムアクセス手順の初期メッセージを、少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
受信した初期メッセージを処理して、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードが、プライマリユーザ送信を感知している否かを判定し、
前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定した場合には、前記モバイルノードの動作を制御して、プライマリユーザとの干渉を避けることを有する方法を提供する。
【００５４】
一実施形態では、前記方法は、前記マスタノードで、プライマリユーザ送信の感知を示す、予約済のプリアンブルを格納し、
受信した初期メッセージに含まれる前記プリアンブルが前記格納されている、前記予約済のプリアンブルと一致するか否かを判定し、
前記受信したプリアンブルが前記予約済のプリアンブルと一致する場合には、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定することをさらに有する。
【００５５】
一実施形態では、前記方法は、システム情報の一部として、格納されている予約済のプリアンブルを前記複数のモバイルノードへ送信することをさらに有する。
【００５６】
一実施形態では、前記動作を制御することが、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定する応答のときに、前記許可された動作帯域において、他のモバイル端末への送信をやめるように前記マスタノードを制御することを含む。
【００５７】
一実施形態では、アップリンクリソース割り当てメッセージは、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードへ供給されてもよい。
【００５８】
一実施形態では、前記方法は、前記識別したプライマリユーザ送信の信号強度の大きさを、前記モバイルノードから受信し、前記受信した信号強度の大きさに応じて、各モバイルノードへの制御動作を再度決定してもよい。
【００５９】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域でマスタノードと通信するセンサノードが実行する方法であって、
予約済のプリアンブルを格納し、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知し、
感知したプライマリユーザ送信を前記マスタノードへ報告することを有し、
前記報告する手段は、ランダムアクセス手順の初期メッセージに前記予約済のプリアンブルを格納して送ることにより前記マスタノードへ報告する方法を提供する。
【００６０】
前記予約済のプリアンブルは、センサノードで事前にプログラムされてもよいか、前記マスタノードによるシステム情報ブロードキャストの一部として前記予約済のプリアンブルを受け取ることが好ましい。
【００６１】
一実施形態では、前記方法は、前記マスタノードからアップリンクリソースの割り当てを受け取ることをさらに有する。
【００６２】
一実施形態では、前記方法は、前記プライマリユーザ送信の信号強度の大きさを測定し、信号強度の大きさを前記マスタノードへ送ることをさらに有する。前記マスタノードから受け取った前記アップリンクリソースの割り当てを使用して、前記測定した信号強度が前記マスタノードへ送られてもよい。
【００６３】
一実施形態では、前記方法は、ランダムアクセス手順で用いるプリアンブルをランダムに生成することをさらに有する。前記ランダムに生成されたプリアンブルが、格納されている、前記予約済のプリアンブルと比較され、前記ランダムに生成されたプリアンブルと格納されている、前記予約済のプリアンブルとが一致する場合には、ランダムアクセス手順で用いる別のプリアンブルをランダムが生成されてもよい。
【００６４】
本発明は、開示されたすべての方法について、関連する端末、前記端末自体（ユーザ端末、マスタノード、モバイルノード、またはこれらの部品）及び設備を更新する方法で実行する、関連するコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラムプロダクトを提供する。
【発明の効果】
【００６５】
本発明によれば、プライマリユーザの送信特性の検出及び報告を行い、セカンダリユーザの送信機会を制御する選択的協調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】マスタノード及びプライマリ送信機の対象エリアと、干渉が発生し得るオーバラップエリアを示す図である。
【図２】図１に示すセンサモバイル端末の主構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すマスタノードの主構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態１の協調検出手順を示すフローチャートである。
【図５】干渉を減らすために、マスタノードがモバイル端末の動作を決定する工程を示すフローチャートである。
【図６Ａ】本発明が実行するモバイル端末及びマスタノードが使用するプロトコルスタックの概観図である。
【図６Ｂ】本発明が実行するモバイル端末及びマスタノードが使用するプロトコルスタックの下位レイヤの概観図である。
【図７Ａ】本発明が実行するプロトコルデータユニットの概観を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａのプロトコルデータユニットのサービスデータユニットの概観を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ａのプロトコルデータユニットと併用される制御要素の概観図である。
【図８】本発明の一実施形態係るセンサモバイル端末とマスタノードとの間で行われる通信を示すシグナル伝達の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
本発明の一実施形態の一例を添付の図面を参照して説明する。
概観
図１は、コグニティブ無線通信ネットワーク１を示す概略図であり、マスタノード３、マスタノード３がエリア１３内で制御する複数のモバイル端末５（符号５ａ−５ｅ）を備える。
マスタノード３及びモバイル端末５は、一つ以上のプライマリユーザに許可された周波数帯域（Ｂ）のセカンダリユーザである。プライマリユーザは、通常、広帯域プライマリ送信機４とプライマリユーザ機器７とを有する。広帯域プライマリ送信機４は、許可された周波数帯域（Ｂ）の全部または一部で送信し、プライマリユーザ機器７（符号７ａ−７ｃ）は、許可された帯域（Ｂ）内の異なるチャネルで信号を送信または受信する。例えば、許可された帯域（Ｂ）がテレビ局チャネル（６ＭＨｚまたは８ＭＨｚチャネルで運用するＤＶＢ−Ｔ）に相当すると、プライマリユーザ機器７が許可された帯域の全部または一部で送信された信号を受信している間、広帯域プライマリ送信機４が多数のチャネルで送信する。ＰＭＳＥ（Ｐｒｏｇｒａｍｍｅ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｅｖｅｎｔ）デバイスのような、いくつかのプライマリユーザ機器７は、６ＭＨｚまたは８ＭＨｚテレビ局チャネルより大きいサブバンド（例えば、２００ＫＨｚまたは４００ＫＨｚサブバンド）内で送信することができる。
【００６８】
モバイル端末５の送信は、マスタノード３により制御される。プライマリユーザが周波数帯域（Ｂ）の全部または一部で送信していない間、または、セカンダリユーザの送信に起因する干渉がプライマリユーザに許容されている限りは、セカンダリユーザは、周波数帯域（Ｂ）の全部または一部で通信することができる。通常、マスタノード３は、配置が固定され、モバイル端末５は移動可能である。好ましい実施形態では、マスタノード３は、携帯電話基地局であり、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）の規格に従って動作し、モバイル端末５は、ＬＴＥのユーザ機器であり、例えば、携帯電話などがある。
【００６９】
モバイル端末５のいくつかまたは全部は、許可された周波数帯域（Ｂ）内でプライマリユーザ送信を感知することができるセンサノード（以降、センサモバイル端末５と称する）として動作するようにアレンジされている。センサモバイル端末がプライマリユーザ送信を感知すると、マスタノード３へ通知され、マスタノード３が許可された帯域（Ｂ）のいずれかでセカンダリユーザによる送信が許容されるかを決定する。
【００７０】
以下でより詳細に説明するように、プライマリユーザに許可された周波数帯域（Ｂ）を含む多数の周波数帯域で、多様なデータ及び制御情報がマスタノード３とモバイル端末５との間に伝送されている。さらに、モバイル端末５は、マスタノード３により制御されるエリア１３内を移動することができるため、マスタノード３は、モバイル端５の位置を、継続的、定期的、あるいは時々のいずれかで記録して、マスタノード３とモバイル端末５との間の通信の継続を確保する。マスタノード３が制御するエリア１３をモバイル端末５が離れるときには、モバイル端末５とデータ及び制御情報の伝送を継続できる他のマスタノード（示していない）へ、データ及び制御情報の伝送が引き継がれる。ハンドオーバは、当業者であれば周知の理由により、マスタノード３が制御するエリア１３内に、モバイル端末５がまだ存在しているときから開始してもよい。
【００７１】
マスタノード３が固定した位置に設定される間、単一場所で測定することができ、センサモバイル端末は、マスタノード３が制御するエリア１３を移動するため、自身の現在位置の測定を供給することができる。センサモバイル端末５は、マスタノード３よりプライマリ送信機４、７へ近づくこともあり、従って、より正確なプライマリユーザ送信の検出及び測定を行う可能性がある。センサモバイル端末５が検出を行うと、検出と信号測定とをマスタノード３へ送信するシグナリングメッセージで報告する。マスタノード３は、異なるセンサモバイル端末５からの測定、及びこれらセンサモバイル端末５の位置情報を用いて、許可された帯域（Ｂ）でのプライマリユーザとセカンダリユーザとの間の干渉の可能性があるエリアを定める。このような干渉の可能性があるエリアは、マスタノード３が制御する対象エリア（セル）１３とプライマリ送信機４の対象エリア１４との間で重複するエリアを含む。干渉の可能性のあるサブエリア１９も、モバイル端末５ａの伝送エリア１５ａがプライマリ送信機４の対象エリア１４と重なって存在するであろう。エリア１７のサイズは、マスタノード３及びプライマリ送信機４の伝送特性により大部分が決まり、サブエリア１９のサイズは、主に所在地及びモバイル端末５ａ及びプライマリ送信機４の伝送特性に基づいている。
【００７２】
最初は、プライマリ送信機４は、許可された帯域（Ｂ）で送信していない。従って、重複エリア１７がなく、マスタノード３は、セル１３内動作しているすべてのモバイル端末５を、許可された周波数帯域（Ｂ）内で動作するように制御することができる。しかしながら、プライマリ送信機４が周波数帯域（Ｂ）で送信を開始すると、センサモバイル端末５ｂ、５ｃは、この送信を検出し、プライマリユーザ信号の強度を感知する。そして、センサモバイル端末５ｂ、５ｃは、検出しているプライマリユーザ送信及びその送信強度をマスタノードへ通知する報告を、マスタノード３へ送信する。それに応じて、マスタノード３は、センサモバイル端末５ｂ、５ｃへ周波数帯域（Ｂ）での送信を止めることを指示し、センサモバイル端末５ｂ、５ｃと継続して送信する新しい周波数帯域を割り当てる。マスタノード３は、報告された信号強度及びセンサモバイル端末５ｂ、５ｃの所在地を用いて、プライマリ送信機４のおおよその所在地を解析し、これから対象エリア１４及び重複エリア１７を解析する。この情報から、マスタノード３は、対象エリア１４内のプライマリユーザとの送信干渉を避けるために、許可された帯域（Ｂ）において自身の送信電力をどの程度低下させる必要があるかを決定することができる。図１に、プライマリユーザ４への干渉を避ける間、周波数帯域（Ｂ）でマスタノード３が提供する縮小したサイズのセル１３’を示す。
【００７３】
セル１３のサイズを変更すると、マスタノード３が管理する他のモバイル端末５に影響が生じる。例えば、モバイル端末５ｅは、セル１３の範囲外になり、許可された帯域（Ｂ）を使用する通信ができなくなる。もし、マスタノード３が、異なる動作周波数の別のセルを操作すると、モバイル端末５ｅが、他のセルへ引き継がれる。そうでなければ、モバイル端末５ｅが、隣接するマスタノード３へ引き継がれなければならない。
【００７４】
同様に、いくつかのモバイル端末５はプライマリユーザの対象エリア１４の外側に位置するが、これらの送信が、対象エリアに到達する可能性がある。これは、モバイル端末５ａについて、その伝送距離（エリア１５ａで示す）がサブエリア１９に含まれる対象エリア１４と重複することにより示される。そのため、モバイル端末５ａによる送信が、サブエリア１９内のプライマリユーザ７ａに悪影響を及ぼす可能性がある。マスタノード３は、異なるセンサモバイル端末の情報を用いて、どのモバイル端末５がこのカテゴリに入るかを測定し、送信電力の縮小または異なる周波数で動作する別のセルへのハンドオーバのいずれかを指示する。
【００７５】
好適な実施形態では、縮小したセル１３’内に位置し、プライマリユーザ４の対象エリア１４から遠く離れている他のモバイル端末５（例えば、モバイル端末５ｄ）は、マスタノード３が、このようなモバイル端末５ｄを監視するものの、許可された周波数帯域（Ｂ）の使用を続けることが可能である。そして、モバイル端末５ｄが対象エリア１４へ移動すると、マスタノード３は、モバイル端末５ｄへ送信電力の縮小を指示するか、またはモバイル端末５ｄを異なる周波数で動作する別のセルへ引き渡す。
【００７６】
当業者が十分認識するように、マスタノード３は、プライマリ送信機４の出現によって影響を受けるモバイル端末５を特定すべきであり、それぞれについて許可された帯域（Ｂ）での自己の送信電力を減らす前に必要な制御動作を実施すべきである。
【００７７】
いくつかのモバイル端末５へ必要な制御動作は許可された帯域（Ｂ）での送信を止めることであり、他のモバイル端末５へ必要な制御動作は許可された帯域（Ｂ）での送信電力を減らすことであり、他のモバイル端末５へ必要な制御動作は異なる周波数で動作する別のセルへ引き渡すことである。
【００７８】
本実施形態では、許可された帯域（Ｂ）でプライマリ送信機の出現を検出するセンサモバイル端末５は、プライマリの送信電力を測定し、マスタノード３へ表示を送る。そして、マスタノード３により表示が正確に受信されていることを確かめた後、許可された帯域（Ｂ）での通信を止める。表示の受信は、マスタノード３が、ＬＴＥネットワークで無線インタフェースのハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）技術を用いて確認メッセージを送ることによって確認される。
【００７９】
センサモバイル端末
図２は、図１に示すセンサモバイル端末５の主構成を示すブロック図である。図に示すように、モバイル端末５は、一つ以上のアンテナ２２５を介して他のノード（例えば、マスタノード３）との間で送信信号を送受信する働きをするトランシーバ回路２２３を有する。コントローラ２２７は、メモリ２３７に格納するソフトウェアに従って、トランシーバ回路２２３の動作を制御する。また、モバイル端末５は、コントローラ２２７によって制御され、ユーザが通信装置と情報をやり取りできるようにするユーザインタフェース２２９を有する。メモリ２３７に格納されるソフトウェアは、特に、オペレーティング・システム２３９、通信モジュール２４１、位置決めモジュール２４３、センサーモジュール２４５、測定モジュール２４６、レポートモジュール２４７、及び伝送周波数制御モジュール２４９を有する。
【００８０】
オペレーティング・システム２３９は、モバイル端末５の動作を制御する。通信モジュール２４１は、トランシーバ回路２２３とアンテナ２２５とを介してモバイル端末５と外部装置との間の通信を制御する。位置決めモジュール２４３は、センサモバイル端末５の位置情報を測定する働きをする。位置決めモジュール２４３は、ＧＰＳまたは同様の通信衛星または地上波位置測定モジュールであるともいえる。位置決めモジュール２４３は、要求に応じてまたは所定の間隔のいずれかで、正規の位置の更新をマスタノード３へ送信する。センサーモジュール２４５は、プライマリユーザが行う送信を感知する働きをする。センサーモジュール２４５は、通常、許可された帯域（Ｂ）全域（及びことによると他の周波数帯域も同様に）内のプライマリユーザ送信を感知することができる。センサーモジュール２４５がプライマリユーザ送信を検出したときはいつでも、測定モジュール２４６が、プライマリユーザの送信の電力の大きさ、例えば、動作周波数帯域（Ｂ）の電磁信号の強度を測定する。測定モジュール２４６からの結果は、レポートモジュール２４７によって、マスタノード３へ返送される。最後に、伝送周波数制御モジュール２４９は、プライマリユーザと干渉しないで便乗する信号を送信することができる、許可された帯域（Ｂ）内のいずれかの帯域があるかを識別するマスタノード３から送信される情報を受信し、トランシーバ回路２２３を用いてこのような便乗する送信への送信周波数を制御する働きをする。
【００８１】
マスタノード
図３は、図１に示すマスタノードの主構成を示すブロック図である。図に示すように、マスタノード３は、一つ以上のアンテナ３２５を介して他のノードとの間で信号を送受信するトランシーバ回路３２３を有する。コントローラ３２７は、メモリ３３７に格納するソフトウェアに従ってトランシーバ回路３２３の動作を制御する。また、コントローラ３２７はネットワークインターフェース３２９を介して他の通信装置と通信することができる。メモリ３３７に格納されるソフトウェアは、特に、オペレーティング・システム３３９、通信モジュール３４１、位置決めモジュール３４２、マッピングモジュール３４３、周波数帯割り当てモジュール３４５、結果分析決定モジュール３４７、及びセカンダリユーザ制御モジュール３４９を有する。
【００８２】
オペレーティング・システム３３９は、マスタノード３の動作を制御する。通信モジュール３４１は、マスタノード３が、トランシーバ回路３２３とアンテナ３２５とを介してモバイル端末５と通信すること、及び、ネットワークインターフェース３２９（これは銅または光ファイバーインターフェイスであってもよい）を介して他のネットワーク装置及びノードと通信できるようにする機能性を提供する。位置決めモジュール３４２は、マスタノード３が、センサモバイル端末５を含む異なるモバイル端末５の位置を、モバイル端末５から受信した測定、または、複数のネットワークノード（例えば、マスタノード３）によって、モバイル端末５との間で送受信された三角測量とのいずれかにより測定できるようにする。周波数帯割り当てモジュール３４５は、マスタノード３により制御されるセル１３内でモバイル端末５へ利用できる周波数帯域を割り当てる働きをする。結果分析決定モジュール３４７は、異なるセンサモバイル端末５から戻される感知結果を受信し、結果を解析し、許可された周波数帯域（Ｂ）のいずれかの部分で現在動作しているプライマリユーザに対して各モバイル端末５またはマスタノード３自身が干渉するか否かを判定する働きをする。セカンダリユーザ制御モジュール３４９は、セカンダリユーザへ、それぞれに割り当てられた周波数帯域の使用をいつ開始し停止するか、または、別の周波数帯域へのハンドオーバが必要であるか、あるいは、プライマリユーザとの干渉を避けるために送信電力を変更することを通知する働きをする。
【００８３】
上記では理解を容易にするために、マスタノード４及びモバイル端末５は、多数の個別のモジュール（例えば、通信モジュール、位置決めモジュール、センサーモジュール、レポートモジュールなど）を有するように記載している。これらのモジュールが特定のアプリケーションへ上述した方法で供給されている一方、例えば、他のアプリケーション内で存在するシステムが変更されて発明を実行していると、始めから発明の特徴が設計されるシステムの一例として、これらのモジュールは、オペレーティング・システム全体またはコードへ構築され、これらのモジュールが個別の要素として認識できなくなるであろう。
【００８４】
マスタノード制御
マスタノード３及びセンサモバイル端末５の動作のいくつかの新しい態様についてより詳細に説明する。
【００８５】
図４は、マスタノード３の動作全体を示すフローチャートである。図に示すように、ステップｓ４１では、マスタノード３の通信モジュール３４１は一つ以上のセンサモバイル端末５から、これらのセンサモバイル端末５で受信したプライマリユーザ送信の信号強度を示す情報を受信する。
【００８６】
ステップｓ４３では、位置決めモジュール３４２は、モバイル端末５に関する位置情報を取得する。
【００８７】
ステップｓ４５では、マッピングモジュール３４３は、マスタノード３とプライマリユーザ４との間で通信の重複が起こり得るエリア１７を、受信したプライマリユーザ送信情報と、取得した、プライマリユーザ４を検出したモバイル端末４に関する位置情報を用いて評価する。
【００８８】
ステップｓ４７では、マスタノード３の結果分析決定モジュール３４７は、マスタノード３が現在管理する各モバイルノード５の位置と、評価した通信の重複が起こり得るエリア１７とを比較する。
【００８９】
最後に、ステップｓ４９では、マスタノード３のセカンダリユーザ制御モジュール３４９は、マスタノード３及びモバイルノード５によるプライマリユーザ４への干渉を避けるために、比較結果に基づいてモバイルノード５の動作を制御する。
【００９０】
図５は、ステップｓ４７で、マスタノード３が制御するエリア１３内で管理されている各モバイル端末５に対して、結果分析決定モジュール３４７が実行する工程を示す図である。
【００９１】
ステップｓ５０では、結果分析決定モジュール３４７は、現在検討しているモバイル端末５が許可された周波数帯域（Ｂ）内で現在動作しているかを確認する。そして、ステップＳ５１では、モバイル端末５がこの帯域（Ｂ）で現在動作していないとき、結果分析決定モジュール３４７は、この端末が周波数帯域Ｂの使用を開始する（干渉を起こすことなく）適切な候補であるか否かを判定する。この解析が肯定的な結果である場合には、ステップｓ５２で、結果分析決定モジュール３４７は、候補の端末５に許可された帯域（Ｂ）での送信の開始を許可する。ステップＳ５１での解析が否定的な結果である場合には、ステップ５７で、結果分析決定モジュール３４７は、候補のモバイル端末５の動作を変更する必要がないと結論づける。ステップｓ５２またはステップｓ５７の後、結果分析決定モジュール３４７は、現在のモバイル端末５への検討を終了し、次のモバイル端末５の検討を開始する。
【００９２】
ステップｓ５０で現在の端末５が周波数帯域（Ｂ）で動作していると判断すると、結果分析決定モジュール３４７は、ステップ５３へ進み、モバイル端末５が評価された干渉エリア１７内に存在するか否か確認する。モバイル端末５がエリア１７内に存在しない場合には、ステップｓ５４で、結果分析決定モジュール３４７は、モバイル端末の送信エリア１５ａがプライマリ送信機４の対象エリア１４と重複するか否かを確認する。重複しない場合には、結果分析決定モジュール３４７は、ステップｓ５７で、現在のモバイル端末５の動作を変更する必要がないと結論づけ、結果分析決定モジュール３４７は、次のモバイル端末５の検討を開始する。しかしながら、ステップｓ５４で、重複すると決定する場合には、結果分析決定モジュール３４７は、ステップｓ５６へ進み、干渉を避けるために、モバイル端末５の送信電力を制限することを決定する。モバイル端末が送信電力を制限する大きさは、プライマリ送信機のエリアにどのくらい近いかによって決まる。その後、結果分析決定モジュール３４７は、ステップｓ５８へ進む。
【００９３】
ステップｓ５３では、干渉するエリア１７内に存在するモバイル端末５に対して、結果分析決定モジュール３４７は、ステップｓ５５へ進み、現在のモバイル端末５へ許可された周波数帯域（Ｂ）での送信を認めないことを決定し、ステップｓ５８へ進む。
【００９４】
ステップｓ５８では、結果分析決定モジュール３４７は、制限された電力でのみ送信を許可されたモバイル端末、及び許可された帯域（Ｂ）すべてでの送信を認められないモバイル端末に対して、ハンドオーバが必要であるか（または本当に可能であるか）を決定する。ハンドオーバが必要でない（または可能ではない）場合には、結果分析決定モジュール３４７は、現在のモバイル端末５の処理を終了し、それ以外場合には、まず決定したハンドオーバを、ステップｓ５９で行う。
【００９５】
上述したステップを、本実施形態では、マスタノード３が管理するモバイル端末すべてに実行しているが、少なくともプライマリユーザへの干渉を起こし得るモバイル端末５のために実行される。各モバイル端末５への決定は、マスタノード３及び図３のセカンダリユーザ制御モジュール３４９に関連して説明したように、各モバイル端末５へ伝えられる。
【００９６】
ＭＡＣシグナリング
例えば、モバイル端末５とマスタノード３のような、通信システムの装置間における通信は、標準手続きに従って行われる。開放型システム間相互接続参照モデル（ＯＳＩ参照モデル）は、７階層のプロトコルスタックを用い、一つのコンピュータから別のコンピュータへのネットワーク内のデータの流れを表す。図６Ａに示すように、これらの論理層は、最下位から最上位の層へそれぞれ、物理層（レイヤ１）、データリンク層（レイヤ２）、ネットワーク層（レイヤ３）、トランスポート層（レイヤ４）、セッション層（レイヤ５）、プレゼンテーション層（レイヤ６）、及びアプリケーション層（レイヤ７）である。
【００９７】
各論理層は、個別の機能を有し、固有のデータフォーマットを操作する。データが上位レイヤから下位レイヤへ流れる場合には、データは下位レイヤのデータフォーマットへ変換され、下位レイヤヘッダが追加される。この処理は、カプセル化と呼ばれる。反対に、データが下位レイヤから上位レイヤへ流れる場合には、データは上位レイヤのデータフォーマットへ変換され、下位レイヤヘッダが捨てられる。
【００９８】
物理層（レイヤ１）は、ネットワークの物理的な及び電気的な特徴を特定し、通信媒体（例えば、ケーブルや無線リンク）を介した情報送信を操作する。
【００９９】
データリンク層（レイヤ２）は、ＯＳＩモデルの中で、アドレス指定、具体的には、特定の宛先を情報へつけるアドレス指定に関係している最も下位レイヤである。データリンク層は、物理層でネットワークを介して送信するフレームへ、上位レベルのメッセージを最後にカプセル化することを担当する。
【０１００】
ネットワーク層（レイヤ３）は、経路設定及びアドレス指定を行い、許容される時間内にデータパケットを宛先へ送信することを担当する。
【０１０１】
トランスポート層（レイヤ４）は、エンドユーザ間の終端間移送を担当する。この層は、バッファリング、順序付け、フロー制御、及びエラー検出を行い、データが正しい順番でエラーなしで受信されることを確実にする。
【０１０２】
セッション層（レイヤ５）、プレゼンテーション層（レイヤ６）、及びアプリケーション層（レイヤ７）は、しばしば上位レイヤとみなされる。これらの層は、ユーザ接続およびデータフォーマットを処理する。ほとんどのネットワーク技術において、これら３層間の違いは、不鮮明であり、これらの機能はしばしば一つのプロトコルによって処理される。
【０１０３】
図６Ｂを参照して、データリンク層（レイヤ２）の詳細を説明する。データリンクプロトコルは、信頼性、安全性、及び完全性を高めることにより、上位レイヤへのサービスを向上させる。加えて、データリンク層は、媒体アクセス及びスケジューリングを担当する。ＬＴＥシステムではその複雑な機能に起因して、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）層、パケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）層、無線リンク制御（ＲＬＣ）層のように、さらに層が分割されている。ＭＡＣ層は、最下部であり、物理層（レイヤ１）に近く、物理媒体へのアクセス制御を担当する。ＰＤＣＰ層は、主にＩＰヘッダの圧縮及び暗号化を担当し、さらに、ハンドオーバの場合、無損失の移動性をサポートし、上位レイヤ制御プロトコルへの完全性保護を提供する。ＲＬＣ層は、主に自動再送要求（ＡＲＱ）機能から構成され、データの分割及び連結をサポートする。
【０１０４】
ＬＴＥシステムでは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルがマスタノード３内の主な制御機能であり、無線ベアラの設置、及びマスタノード３とモバイル端末５との間のＲＲＣシグナリングを用いるすべての下位レイヤの設定を担当する。ＲＲＣ層（レイヤ３）は、例えば、システム情報の放送；ページング；モバイル端末５とマスタノード３との間のＲＲＣ接続の設置、維持管理、及び解放；鍵管理を含む保護機能；無線ベアラの設置、設定、維持管理、及び解放；移動性機能、サービス管理の質、モバイル端末測定報告及び報告の制御などの、多数のサービス及び機能を実行する。
【０１０５】
図６Ａ，６Ｂに示すように、二つの装置間でメッセージが送信される場合には、プロトコルスタックを介して下位レイヤへ伝わり、最下位レイヤによって送信され、受信側では、メッセージが、受信端末の同等の層まで伝わる。メッセージのルートを、図６Ａの矢印で示している。例えば、ＬＴＥシステムでは、レイヤ３メッセージは、ＲＲＣ層上で作成され、ＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層、ＭＡＣ層、及び、モバイル端末５とマスタノード３との間の実質的な送信を操作する物理層により処理される（逆もまた同様に）。受信側に送信されると、メッセージは再び、まずＭＡＣ層、続いてＲＬＣ層、ＰＤＣＰ層により処理され、作用するＲＲＣ層に最後に届けられる。レイヤプロトコルスタックの論理構造は、最も適切なレイヤ上で各機能が実行されると保証するにもかかわらず、干渉状況において、階層化されたアーキテクチャは、プライマリ送信機４の出現に関する情報のハンドリングでは不必要な遅延を取り入れることがあり得る。そのため、以下に詳細を説明するが、できるだけ早急にプライマリユーザ送信をマスタノードへ知らせるために、センサノードは、プライマリユーザ送信を感知したことを示す制御データを、一般に利用される上位レイヤよりむしろＭＡＣレイヤで送信するように構成される。
【０１０６】
上述したように、センサモバイル端末５がプライマリ送信機４の送信を検出したとき、センサモバイル端末５は、プライマリユーザ信号の受信電力を測定し、マスタノード３へ、検出した送信及びセンサノードによって受信されたプライマリユーザ信号の強度を通知する。本実施形態では、測定された送信電力は、マスタノード３のＭＡＣレイヤによって処理され動作される、ＭＡＣレイヤシグナリングメッセージでマスタノード３へ報告される。
【０１０７】
図７Ａは、本実施形態で用いるＭＡＣプロトコルデータユニット７１（ＰＤＵ）を表す。ＭＡＣ  ＰＤＵ７１は、一般にフレームとして知られ、データリンクレイヤ（レイヤ２）の装置間に引き渡される情報のユニットである。ＭＡＣ  ＰＤＵ７１の主な部分は、フレーム制御フィールド７３、シーケンス番号フィールド７４、及びアドレスフィールド７５を含むヘッダ７２である（これらの要素のいくつかはサブヘッダとして参照されることがある）。ヘッダ要素は、送信に関連するＭＡＣ  ＰＤＵ７１の特徴、例えば、差出人／受取人、制御パラメータ、シーケンスユニットのフレームの順番、サービスの質、内容が再送されるか否かなどを定義する。ＭＡＣサービスデータユニット７６（ＳＤＵ）は、上位レイヤ（例えば、ＲＬＣ，ＰＤＣＰ，及びＲＲＣレイヤ）が処理することを意図するデータを含む。ＭＡＣ  ＰＤＵ７１の最後は、エラー検出コード７９であり、通常巡回冗長コード（ＣＲＣ）である。
【０１０８】
同様の方法で、ＭＡＣレイヤＳＤＵ７６は、上位レイヤＰＤＵ１７１を構成することができる。しかしながら、上位レイヤＰＤＵ１７１がＭＡＣ  ＳＤＵ７６と適合しない場合、数個の連続するＭＡＣ  ＳＤＵ７６に分割することができ、この技術はセグメンテイションとして知られている。上位レイヤＰＤＵ１７１のすべてのセグメンテイションは、上位レイヤで受信されると、上位レイヤで処理されるか、さらに上位レイヤに転送される。そのため、上位レイヤＰＤＵ１７１の内容は、ＭＡＣ  ＰＤＵ７１のヘッダ７２と比べて相対的にゆっくりと処理される。
【０１０９】
図７Ｂに示すように、上位レイヤＰＤＵ１７１は、フレームコントロールフィールド１７３、シーケンス番号フィールド１７４、アドレスフィールド１７５、他のレイヤのためのＳＤＵ１７６、さらに加えエラー検出コード１７９を含む。
【０１１０】
ペイロード７８を、ヘッダ７２より後ろのＭＡＣ  ＰＤＵ７１の部分を表す用語として用いる。ペイロード７８のすべてが常に上位レイヤ向けではない。フレーム制御フィールド７３は、ペイロード７８に、ＭＡＣレイヤ自身に提供するＭＡＣ制御要素７７が１以上存在することを示し、このような制御要素７７は上位レイヤに転送されない。複数のＭＡＣ  ＰＤＵ７１のすべてが制御要素７７を含むものではなく、異なるＭＡＣ  ＰＤＵ７６は、通常上位レイヤを運ぶＭＡＣ  ＳＤＵ７６にかかわらないような異なる制御要素７７を含む。
【０１１１】
制御要素７７は、常にＭＡＣ  ＳＤＵ７６の最初の部分に挿入され、上位レイヤＰＤＵ１７１のどの部分より先に挿入されることになる。この優先順位は、制御要素７７が配信されるどの上位レイヤデータより先に処理されることを保証する。そのため、これに含まれるどのような情報もマスタノード３によって通常の上位レイヤシグナリングメッセージ、例えば、無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージなどより早く処理される。本実施形態では複数のセンサモバイル端末５は、センサモバイル端末５からマスタノード３へ送られるＭＡＣシグナリングメッセージ（ＭＡＣ  ＰＤＵ７１）の制御要素７７に受信電力の大きさを含む。このような制御要素７７は、ＭＡＣフレーム７１のいずれかに追加され、遅延時間なしで送信される。
【０１１２】
干渉が生じ得るエリア１７が定義された後、マスタノード３は、干渉を生じさせる各モバイル端末５へ、ＭＡＣ  ＰＤＵ７１の適切な制御要素７７に受信電力の大きさを含むＭＡＣシグナリングメッセージを送信する。この手法では、マスタノード３が許可された帯域（Ｂ）で送信を停止する必要があるすべてのモバイル端末５へ通知することができる。
【０１１３】
ＭＡＣレイヤでの通知を改良するために、新しい具体的な制御要素７７がアップリンク（複数のセンサモバイル端末５からマスタノード３への通知）で必要とされ、別のものがダウンリンク（マスタノード３からモバイル端末への通知）で必要とされる。これらの二つの新しいＭＡＣ制御要素ための一つの可能なフォーマットが、図７Ｃに示されている。
【０１１４】
ＭＡＣ制御要素７７は、固定サイズであり、次のような８ビットで構成される。初めの２つのビットｂ１、ｂ２は、予約されたビットであり、“０”、またはこのケースでは“Ｒ”が設定される。残りのビットｂ３からｂ８は、プライマリ受信電力（プライマリ受信電力は、センサモバイル端末５が測定した、検出されたプライマリユーザ送信のシグナルレベルまたは電力である）に関係するバイナリ値を含む。
【０１１５】
ペイロード７８内の制御要素７７の存在は、フレーム制御フィールド７３内のデータによって示される。ＬＴＥシステムでは、このフレーム制御フィールドデータは、論理チャネルＩＤ（ＬＣＩＤ）フィールドで定義される。新しいＭＡＣ制御要素７７を導入するため、二つの新しいタイプの制御要素７７を特定する、新しい論理チャネルＩＤの定義が必要である。以下の表に示す、アップリンク及びダウンリンクに使用できるＬＣＩＤの値を設定することが可能である。
【０１１６】
【表１】
0005835468.tif 000002
【０１１７】
【表２】
0005835468.tif 000003
【０１１８】
センサモバイル端末５とマスタノード３との間で送信されるＭＡＣ  ＰＤＵ７１で適切なＬＣＩＤが使用されているときはいつでも、受取人は、ＭＡＣ制御要素７７が存在し、データリンクレイヤー（ＭＡＣレイヤ）で処理されるであろうことを知る。例えば、制御要素７７からのプライマリ送信電力の大きさがＭＡＣレイヤでＭＡＣ制御要素７７から抽出され、マスタノード３の結果分析決定モジュール３４７への入力として利用される。
【０１１９】
アップリンクの許可
ＬＴＥシステムでは、複数のモバイル端末５、またはセンサモバイル端末５は、アップリングデータ（上述したＭＡＣシグナリングメッセージを含む）を送信できるノードのアップリンクリソースを割り当てられている必要がある。そのため、これらのアップリンクリソースの割り当てはモバイル端末５が測定レポートを送信する能力に影響する。考慮すべき３つの状況がある。
ｉ）モバイル端末５は、現在のデータ送信の必要量を満たす十分なアップリンクリソースを割り当てられている。
ｉｉ）モバイル端末５は、いくつかのアップリンクリソースを割り当てられているが、現在のデータ送信の必要量を満たさない。
ｉｉｉ）モバイル端末５は、アップリンクで送信するデータがない、またはその他の理由、例えば一時的にＬＴＥシステムが過負荷であるという理由のため、どのアップリンクリソースも割り当てられていない。
【０１２０】
いくつかの割り当てられたアップリンクリソースを有する複数のセンサモバイル端末５は（状況ｉまたはｉｉ）、割り当てられたリソースを使用するプライマリユーザ４の出現を検出すると直ちにマスタノード３へ通知することができる。しかしながら、マスタノード３へ活発にデータを送信しないセンサモバイル端末５は、許可されたアップリンクリソースを持たず、検出されたプライマリユーザ送信の受信電力に関する情報を直ちに送信することができない。専用のアップリンクリソースがないと、このようなセンサモバイル端末５は、共通チャネルまたはシグナリングチャネルでこの情報を送信するように構成される。このようなチャネルが使用できない場合、このようなセンサモバイル端末５は、プライマリユーザ送信の受信電力に関する情報を送信するためにマスタノード３へ新しいデータコネクションの設定を開始する。ＬＴＥシステムでは、これをランダムアクセス手順と呼び、新しいコネクションがマスタノード３とモバイル端末５との間で設定する手順を図８に表す。
【０１２１】
物理レイヤー（レイヤー１）は、セル１３内ではすべてのモバイル端末５と供給するため、アップリンク方向の通信の開始の手順は、次のように実行される。
【０１２２】
ステップｓ８１では、センサモバイル端末５は、アップリンクリソースを要求する。アップリンクリソースは、マスタノード３により制御されている。ＬＴＥシステムでは、ランダムアクセスプリアンブルメッセージを備え、ランダムアクセスプリアンブルメッセージがＭＡＣレイヤで生成され、モバイル端末５によってマスタノード３へランダムアクセスチャネルで送信される。
【０１２３】
ステップｓ８３では、マスタノード３は、センサモバイル端末５へ割り当てに成功したアップリンクリソースについて通知し、センサモバイル端末５が割り当てられたチャネルで通信を開始できるようになる。ＬＴＥシステムでは、ランダムアクセスレスポンスメッセージを備え、ランダムアクセスレスポンスメッセージがマスタノード３によってＭＡＣレイヤで生成され、モバイル端末５を一意に識別するセル無線ネットワークテンポラリ識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）を含む。ランダムアクセスレスポンスメッセージを用いて、マスタノード３は、モバイル端末５へ後続する通信で用いる正確なタイミングアドバンス値について通知し、アップリンク通信の最初のリソースを許可する。
【０１２４】
ステップｓ８５では、センサモバイル端末５は、マスタノード３へプライマリ送信機４の出現について通知できるようになり、モバイル端末５は、上述したように、ＭＡＣ制御要素７７に検出されたプライマリユーザ送信の測定された信号電力を含む、割り当てられたリソースを利用するアップリンクデータを送信する。ＬＴＥシステムでは、ＲＲＣコネクション要求メッセージを備え、ＲＲＣコネクション要求メッセージは、ＲＲＣレイヤによって生成され、モバイル端末５の固有性（メッセージの差出人の特定）及び設置要因（アップリンクリソース要求の理由の特定）を届ける。本実施形態によれば、測定結果はＭＡＣ制御要素７７としてこのメッセージ内に挿入され、マスタノード３によって、ＲＲＣレイヤ（レイヤ３）にメッセージを受け渡す前、または受け渡す代わりにＭＡＣレイヤ（レイヤ２）において処理される。
【０１２５】
ステップｓ８７では、マスタノード３は、測定結果の受け取りを確認して、上述した手順でセル１３内のモバイル端末５の操作を制御できるようになる。
【０１２６】
通信システムの全体の負荷が増加すると、プライマリユーザ４への干渉の可能性が増加するが、それと同時に、多くのモバイル端末５は、割り当て有られたリソースを持たないであろうから、許可された周波数帯域（Ｂ）でプライマリユーザ４の出現についてマスタノードへ通知することは極めて困難となる。これらのモバイル端末５は、上述した実施形態のランダムアクセス手順を用いることになる。
【０１２７】
有利な効果
上述した実施形態は多くの効果を奏する。ＭＡＣ制御要素７７が、マスタノード３にプライマリユーザ４の出現について即座にかつ簡潔な手段を提供するため、測定を報告し処理する期間を削減する。
【０１２８】
同時に、マスタノード３が、マスタノード３よりプライマリユーザに近い位置に配置される多数のセンサモバイル端末５から測定レポートを受け取るため、検出精度を向上させる。
【０１２９】
干渉を回避するために、プライマリユーザ４の出現によって影響されるこれらのモバイル端末５のみが、異なる周波数帯域へ移動する必要となるため、干渉の可能性のエリア１７の計算は、許可された周波数帯域（Ｂ）での有効なリソースのより良好な利用に寄与する。
【０１３０】
センサモバイル端末５へ許可されたアップリンクリソースに関わりなく、同じフォーマット、具体的には、ＭＡＣ制御要素７７を用いて測定結果を送信することが可能であり、モバイル端末４とマスタノード３のデザインの複雑さを削減する。
【０１３１】
変形及び別の可能性
上記では詳細な実施形態を説明した。当業者は、適応する、上述した実施形態への多くの変形及び別の可能性を、発明の効果を維持して施すことができる。これらの変形や別の可能性の一部について図面を参照して説明する。
【０１３２】
上述した実施形態において、プライマリユーザ送信を検出するセンサモバイル端末は、すべてセカンダリユーザであり、具体的には、これらは許可された帯域（Ｂ）で感知するだけでなく許可された帯域（Ｂ）で送信した。他の実施形態では、一つ以上のセンサモバイル端末がセカンダリユーザでなくてもよい。そのかわり、これらは単に許可された帯域（Ｂ）内で感知し、感知結果を報告してもよい。
【０１３３】
用語プライマリ送信は、無線通信ネットワークの基地局に言及してもよいし、対象エリア内の基地局が提供するどのようなユーザ基地に言及してもよい。プライマリユーザ送信の受信電力は、正確な測定を示すものでなくてもよく、例えば、センサモバイル端末が評価または送信電力の比較レベルから引き出すものであってもよく、例えば、さまざまな量子化技術が適用されてもよい。
【０１３４】
ＬＴＥシステムで実現する発明の一実施形態では、マスタノードは、通常ＬＴＥ基地局によって形成される。ＬＴＥシステムでは、多数の基地局が提供され、セル内でセンサモバイル端末（典型的にはユーザ端末、例えば携帯電話）を制御するマスタとしてそれぞれ動作することができる。基地局は集中しないような方式で上位ネットワークの存在と通信しないでそれぞれの位置を決定するように自発的に働く。基地局はＸ２インタフェースにより情報の交換、及び近隣の基地局から受け取った情報に基づく決定について相互に協力する。
【０１３５】
発明の多様な側面を、ＬＴＥシステムに沿ってＭＡＣプロトコルの使用を用いて表したが、他のシステム及び多様な下位レイヤプロトコルでも同様に利用できる。制御要素の使用は明らかにしたが、ＭＡＣプロトコル（または他の下位レイヤのプロトコル）メッセージの他の部分、例えばヘッダ、サブヘッダ、制御要素、またはペイロードを用いることもできる。
【０１３６】
多様な確認メッセージがマスタノードで測定結果の受け取りを確認することを提案しているが、一実施形態では、センサモバイル端末はプライマリに許可された帯域の使用を直ちに、例えば、このような確認メッセージを受信する前に、中止するであろう。他の実施形態では、複数の周波数帯域を使用して動作センサモバイル端末は、プライマリに許可された帯域以外のマスタノードへ通知するように構成されてもよい。これらの変更はセカンダリユーザによる干渉の発生をさらに削減するであろう。
【０１３７】
図８に示す実施形態では、センサモバイル端末は、三番目のメッセージでプライマリユーザ信号測定に関する制御要素（アップリンクリソースが許可された後）を送信するように構成される。他の実施形態では、センサモバイル端末はアップリンク要求手順の最初のメッセージに制御要素を含めることができる。一方、別の実施形態では、センサモバイル端末は、制御要素を送信する別の手順の部分であるシグナリングメッセージを採用することもできる。
【０１３８】
図８に示す実施形態では、制御要素は、許可された周波数帯域（Ｂ）で検出されたプライマリユーザ送信をマスタノードへ通知する三番目のメッセージでセンサモバイル端末によって送信され、制御要素はプライマリユーザ送信の信号測定をマスタノードへ提供する。
【０１３９】
他の実施形態では、検出されたプライマリユーザ送信の通知は、ランダムアクセス手順の最初のメッセージ（言い換えると、アップリンクリソース要求に用いるランダムアクセス手順の初期メッセージ）でセンサモバイル端末から送信され、プライマリユーザ送信の信号測定は、ランダムアクセス手順の後続するメッセージ、例えば、三番目もメッセージ（言い換えると、センサモバイル端末がマスタノードによってアップリンクしソースを割り当てられ、許可された時点で）で提供される。
【０１４０】
許可されない端末がマスタノードへ、マスタノードと通信するアップリンクリソースが許可されていないにもかかわらず、許可されていない端末（モバイル端末が接続モードであり、許可されたアップリンクリソースを持たないマスタノードと接続する接続モードである、または、モバイル端末がアイドルモードであり、マスタノードと通信状態でない）がプライマリユーザの出現を通知することができるため、非常に効果があるであろう。
【０１４１】
本実施形態では、マスタノードはセンサモバイル端末としてふるまうモバイル端末のサブセットを選択することができ、センサモバイル端末は、マスタノードへ、許可された周波数帯域（Ｂ）でのプライマリユーザ送信の検出を通知することができる。センサモバイル端末として動作する、限られた数のモバイル端末が選択されるため、多数のモバイル端末によってランダムアクセスチャネルを同時にアクセスする試みによってランダムアクセスチャネルの過負荷の可能性を低くすることができる。
【０１４２】
他の可能性の実施形態をＬＴＥ通信システムでどのように実現するかについて、より詳細に説明する。
【０１４３】
現在提案されているＬＴＥ標準では、アップリンクリソースが許可されていないモバイル端末は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を用いて、基地局（マスタノード）からのリソースを要求する。
モバイル端末は、競合ベースの技術または非競合ベースの技術を用いてＲＡＣＨをアクセスすることが可能である。
【０１４４】
競合ベースの技術では、各モバイル端末は、ランダムアクセス通信の機会を選択し、マスタノードへ送信するアップリンク要求メッセージで含めるプリアンブルをランダムに選択（生成）する。マスタノードは、アップリンク要求メッセージを受信する応答において、モバイル端末へアップリンクリソース割り当てるメッセージを返信する。しかしながら、もし、二つ以上のモバイル端末が同じプリアンブルをランダムに選択し、同じＲＡＣＨに同時に送信すると、衝突が発生し、衝突によりマスタノードが送信されたメッセージを受信できないであろう。そのため、マスタノードはアップリクエストメッセージに気が付かない。リソース割り当てメッセージが特定された時間内にモバイル端末が受信できない場合、モバイル端末は、マスタノードがアップリンク要求メッセージを受け取っていないと仮定し、より高い送信電力で次に可能なランダムアクセス機会にメッセージを再送する。
【０１４５】
非競合ベースの技術では、マスタノードは、各モバイル端末へ固有のプリアンブルを割り当てる。ランダムアクセス通信の機会は、各モバイル端末が選択するか、マスタノードにより割り当てられる。割り当てられたプリアンブルは各モバイル端末に固有であるため、モバイル端末は、ＲＡＣＨの使用を競合させることなく、同時に使用を共有することができる。ＲＡＣＨの競合は、マスタノードが異なるランダムアクセス通信の機会を異なるモバイル端末に割り当てることにより取り除くことができる。
【０１４６】
競合ベースの実施形態
ＲＡＣＨをアクセスするための競合ベースの技術を使用するモバイル端末実施形態では、マスタノードは、すべてのセンサノードがプライマリユーザ送信の検出をマスタノードへの通知に使用すべき、一つの予約済のプリアンブルの信号を割り当てる。予約済のプリアンブルは、マスタノードからモバイル端末へ放送するシステム情報を含む。
【０１４７】
より具体的には、プライマリユーザ送信の通知する場合に用いる特定のプリアンブル（予約済のプリアンブル）を定義するために、新しい特定のフィールド“Ｐｒｉｍａｒｙ＿ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ＿ｓｐｅｃｉｆｉｃ＿ｉｎｃｕｍｂｅｎｔ”がシステム情報内に定義される。これは、システム情報のＳｙｓｔｅｍＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｌｏｃｋｓ（ＳＩＢｓ）を呈示する“ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇＣｏｍｍｏｎ”要素の“ＲＡＣＨ−ＣｏｎｆｉｇＣｏｍｍｏｎ”情報要素に定義することができる。
【０１４８】
“ＲＡＣＨ−ＣｏｎｆｉｇＣｏｍｍｏｎ“情報要素は、“Ｐｒｉｍａｒｙ＿ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ＿ｓｐｅｃｉｆｉｃ＿ｉｎｃｕｍｂｅｎｔ”要素を含み、以下のフォーマットとなっている。
【表３】
0005835468.tif 000004
【０１４９】
システム情報ブロックのパラメータの大部分の定義は、ＴＳ  ３６．３２１  ｖ１０．４．０に記載されていて、参照のためその内容をここに組み込んでいる。新しく追加されたパラメータは、“Ｐｒｉｍａｒｙ＿ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ＿ｓｐｅｃｉｆｉｃ＿ｉｎｃｕｍｂｅｎｔ＿ｐｒｅａｍｂｌｅ”パラメータである。
【０１５０】
【表４】
0005835468.tif 000005
【０１５１】
“ＲＡＣＨ−Ｃｏｎｆｉｇ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ”情報要素は、マスタノードで用いられ、各モバイル端末の専用のランダムアクセスパラメータを定義し、以下のフォーマットを備える。
【０１５２】
【表５】
0005835468.tif 000006
【０１５３】
【表６】
0005835468.tif 000007
【０１５４】
“ｒａ−ＰｒｅａｍｂｌｅＩｎｄｅｘ”は、モバイル端末が使用する予約済のプリアンブルを定義する。ＬＴＥモバイル装置は、ハンドオーバ手続きの間に専用のプリアンブルを使用するため、このテーブルは既にＴＳ３６．３２１で定義されている。具体的には、ＬＴＥハンドオーバの間、モバイル装置は、ＲＲＣ  ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージをハンドオーバに必要とされるパラメータ（言い換えると、新しいＣ−ＲＮＴＩ、ターゲットｅＮＢのセキュリティアルゴリズム識別名、及び任意の専用のＲＡＣＨプリアンブル、ターゲットｅＮＢ  ＳＩＢｓ、など）とともにソースｅＮＢ（基地局）から受信し、ソースｅＮＢによって、ハンドオーバ、及び固有のＲＡＣＨプリアンブルを用いる競合しない手続きに続いてＲＡＣＨを介してターゲットセルへのアクセスを実施することが指示される。
この固有のプリアンブルは、上述したＲＡＣＨ−Ｃｏｎｆｉｇ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄテーブルで定義される。本実施形態では、このようにして、マスタノードは、ＲＡＣＨコンフィギュレーションパラメータを再利用し、プライマリユーザの出現をマスタノードに通知するのに用いられる予約済のプリアンブルを放送する。
【０１５５】
“ｒａ−ＰＲＡＣＨ−ＭａｓｋＩｎｄｅｘ”は、マスタノードがモバイル端末がランダムプリアンブルを送信できるときを制限するインデックスである。
【０１５６】
本実施形態では、マスタノード及び選択された複数のセンサモバイル端末は、特定の予約済プリアンブルをメモリに保存する。そのため、プライマリユーザ送信がモバイル端末により検出されるとき、モバイル端末は、予約済のプリアンブルを含むアップリンク要求メッセージをマスタノードへ送信する。モバイル端末は、予め決められた期間内にマスタノードからアップリンクメッセージの受け取りを示す確認を受信しない場合、モバイル端末は、より高い送信電力でアップリンク要求メッセージを再送する。
【０１５７】
マスタノードがアップリンク要求メッセージを受け取り、復号するとき、受け取ったプリアンブルとメモリに保存した予約済プリアンブルとを比較する。もし、受け取ったプリアンブルが、プライマリユーザ送信の検出を通知するための、保存された予約済のプリアンブルと一致する場合、マスタノードは直ちに、通知を出すセンサモバイル端末からのプライマリユーザ信号レベルの測定の受け取りを待つ間、許可された周波数帯域（Ｂ）内で他のモバイル端末へのアップリンクリソースの割り当てをやめ、許可された周波数帯域（Ｂ）でのプライマリユーザ送信への干渉を避ける。
【０１５８】
感知しているモバイル端末が測定されたプライマリユーザ信号レベルをマスタノードへ報告できるようにするため、マスタノードは、リソース割り当てメッセージをセンサモバイル端末へ送信することによって、初期ＲＡＣＨメッセージへ応答する。マスタノードによって割り当てられるリソースは、一般には許可された周波数帯域（Ｂ）以外の周波数帯域であるが、所望する場合、許可された周波数帯域（Ｂ）内となる。
【０１５９】
アップリンクリソースが割り当てられた後、センサモバイル端末は、プライマリユーザ信号測定を含むメッセージをマスタノードへ送信し、タイマーを初期化して、タイマーにより予め決定した期間内、マスタノードからの応答のための物理的ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の監視を開始する。
【０１６０】
プライマリユーザ信号測定の受信に応じて、マスタノードは競合リソースメッセージをセンサモバイル端末へ返信する。競合リソースメッセージは、受け取ったプライマリユーザ信号測定の確認をセンサモバイル端末へ示す。マスタノードがプライマリユーザ信号測定を所定の期間内に受信しない場合、マスタノードは、許可された周波数帯域（Ｂ）でモバイル端末へのアップリンクリソースの割り当てを再開することができる。
【０１６１】
センサモバイル端末が競合リソースメッセージをあらかじめ決められた期間に受け取らない場合、送信したプライマリユーザ測定をマスタノードが受信していないと仮定し、別のＲＡＣＨによりマスタノードへ予約済のプリアンブルを送信する通知プロセスを再度開始する。しかしながら、競合リソースメッセージが所定の期間内に受信された場合には、センサモバイル端末は許可された周波数帯域（Ｂ）での送信を止める（中止してない場合）。
【０１６２】
プライマリユーザ信号測定の受信に応じて、センサモバイル端末へ競合リソースメッセージを送信することと同様に、マスタノードは、受信したプライマリユーザ測定に基づいて選択的に、各モバイル端末が許可された周波数帯域（Ｂ）で動作するように制御することを開始する。これは図４を参照して説明したが具体的には以下の通りである。
【０１６３】
受信されたプライマリユーザ送信信号測定に基づいて、マスタノードが、許可された周波数帯域（Ｂ）でのモバイル端末の送信がプライマリユーザへの干渉を生じさせる可能性があると決定する場合（例えば、モバイル端末がプライマリユーザの通信範囲内である場合）、マスタノードは、モバイル端末が許可された周波数帯域（Ｂ）で通信を止めるように制御する。この場合、マスタノードは、モバイル端末が別の周波数帯域へ引き継がれるように調整する。例えば、許可された帯域がテレビジョンチャネルである場合、マスタノードは、選択されたモバイル端末を別のテレビジョンチャネルへ配置する。この方式では、選択されたモバイル端末は、許可された周波数帯域（Ｂ）の使用がプライマリユーザに許可されている間、マスタノードとのサービスが継続していると感じる。
【０１６４】
受信されたプライマリユーザ送信信号測定に基づいて、マスタノードが、許可された周波数帯域（Ｂ）でのモバイル端末の送信がプライマリユーザへの干渉を生じさせる可能性があるが、モバイル端末が送信電力を制限すると干渉が生じないと決定する場合、マスタノードは、モバイル端末が許可された周波数帯域（Ｂ）で送信電力を制限するように制御する。
【０１６５】
マスタノードが、モバイル端末がプライマリユーザへ干渉する可能性がないと決定する場合（例えば、モバイル端末がプライマリユーザの通信範囲の外側である場合）、モバイル端末は許可された周波数帯域（Ｂ）で動作を継続することが許可される。
【０１６６】
もちろん、モバイル端末がプライマリユーザ送信を検出できないとき、モバイル端末が競合ベースのＲＡＣＨ技術を用いてマスタノードと通信セッションを確立したい場合がある。上述したように、モバイル端末は、不規則に生成されたプリアンブルを用いてＲＡＣＨ手順を開始する。プライマリユーザ送信がマスタノードへ誤って通知されることを避けるため、モバイル端末は、予約済のプリアンブルが不規則に生成されたプリアンブルと同じでないことをチェックする必要がある。もし、不規則に生成されたプリアンブルが予約済のプリアンブルと一致する場合、モバイル端末は、別のプリアンブルを生成する処理を進める。
【０１６７】
非競合ベースの実施形態
モバイル装置が非競合ベースの技術を用いてプライマリユーザの出現をマスタノードに通知する実施形態では、マスタノードは、モバイル端末それぞれに二つの固有の予約済のプリアンブルを割り当てる。一つは、プライマリユーザの出現を通知し、他方は通常の競合しないＲＡＣＨ手順で用いる。この実施形態では、各モバイル端末へ異なる予約済のプリアンブルを割り当てることを除いては競合する実施形態と同様に動作する。このモードでの動作は、予約されたプリアンブルの数が限られるためセンサ端末が少ない場合に実現可能である。
【０１６８】
上記実施形態の更なる変形例は、プライマリユーザ送信情報を送る制御要素よりもＭＡＣ  ＰＤＵの異なる部分、例えば、ヘッダまたはサブヘッダの適切なフィールドを用いる。請求項の趣旨を逸脱しないで範囲で、これらのいくつかのフィールドは処理する上位レイヤへ送信される。
【０１６９】
上述した実施形態では、いくつかのモバイル端末の送信電力は、干渉を避けるために制限された。送信電力を制限するかわりに、または送信電力を制限することに追加して、指向性のアンテナが、モバイル端末（及びマスタノード）で用いることが可能であり、送信信号の送信方向が変更されると、プライマリユーザとの干渉を避けられる可能性がある。この場合、マスタノード及びモバイル端末は、プライマリ送信から、自身の信号を離すように管理することにより許可された帯域の使用を継続することができる（対象エリアの外側の間）。
【０１７０】
上述した実施形態では、多数のノードが記載されている。当業者であれば、これらのノードが任意の種類の通信ノードまたはデバイスを備え、アクセスポイント及びユーザデバイス、例えば携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント、ラップコンピュータ、ウェブブラウザなどを含むように解釈するであろう。
【０１７１】
上述した実施形態では、多数のソフトウェアモジュールが記載された。当業者であれば、ソフトウェアモジュールがコンパイラ型またはコンパイラ型ではない形式であり、コンピュータネットワークを介した信号、または記録媒体でコグニティブノードへ供給されると解釈できる。さらに、一部分またはすべてのソフトウェアにより実現される機能が一つ以上の専用のハードウェア回路を用いて実施される。しかしながら、ソフトウェアモジュールの使用は、その機能性を更新させるためにノードの更新を促進させることが望ましい。同様に上述した実施形態では、トランシーバ回路を用いるが、少なくともいくつかのトランシーバ回路の機能性がソフトウェアで実現させることができる。
【０１７２】
多様な他の変形は、当業者にとって明らかであり、ここでは詳細を記載しない。
【０１７３】
例えば、本発明はＣＰＵが図４，５に示す処理をコンピュータに実行させるプログラムによって実現することができる。
【０１７４】
プログラムはさまざまなタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体に格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（記録可能なコンパクトディスク）、ＣＤ−Ｒ／Ｗ（書き換え可能なコンパクトディスク）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、有線通信路（例えば、電線及び光ファイバ）、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１７５】
この出願は、２０１１年８月２３日に出願された英国出願第１１１４５９７．６号、及び２０１２年３月７日に出願された英国特許出願第１２０４０４１．６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１７６】
１  無線通信ネットワーク
３  マスタノード
４  広帯域プライマリ送信機（主要送信物質）
５，  ５Ａ〜５Ｅ  モバイル端末
７，  ７Ａ〜７Ｃ  プライマリユーザ機器
１４  対象エリア
１９  サブエリア
７１，１７１  ＭＡＣプロトコルデータユニット
２２３  トランシーバ回路
２２５  アンテナ
２２７  コントローラ
２２９  ユーザインタフェース
２３７  メモリ
２３９  オペレーティング・システム
２４１  通信モジュール
２４３  位置決めモジュール
２４５  センサーモジュール
２４６  測定モジュール
２４７  レポートモジュール
２９４  伝送周波数制御モジュール
３２３  トランシーバ回路
３２５  アンテナ
３２７  コントローラ
３２９  ネットワークインターフェース
３３７  メモリ
３３９  オペレーティング・システム
３４１  通信モジュール
３４２  位置決めモジュール
３４３  マッピングモジュール
３４５  周波数帯割り当てモジュール
３４７  結果分析決定モジュール
３４９  セカンダリユーザ制御モジュール
【図１】
0005835468.tif 000008
【図２】
0005835468.tif 000009
【図３】
0005835468.tif 000010
【図４】
0005835468.tif 000011
【図５】
0005835468.tif 000012
【図６Ａ】
0005835468.tif 000013
【図６Ｂ】
0005835468.tif 000014
【図７Ａ】
0005835468.tif 000015
【図７Ｂ】
0005835468.tif 000016
【図７Ｃ】
0005835468.tif 000017
【図８】
0005835468.tif 000018