(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の地域内に設置された無線が可能な装置へデータ信号を再配信するためのゲートウェイシステムであって、
バックホール通信接続部と通信し、前記ゲートウェイシステムによりサービスを受ける複数の無線が可能な装置への配信のために情報信号を受信するように適合させたバックホールインタフェースと、
前記特定の地域内で現在使用されていない帯域の１つ以上の断片を有するホワイトスペースチャンネルを識別するための帯域検出器と、
前記無線が可能な装置と前記データ配信ユニットとの間においてコントロールシグナリングを可能にするための共有されたシグナリングチャンネルを提供し、前記共有されたシグナリングチャンネルを通して送信された前記無線が可能な装置からのサービス要求を受信し、それぞれの無線が可能な装置との通信のために識別された前記ホワイトスペースチャンネル内の帯域を用いてチャンネルを割り当てるためのコントロールチャンネルプロセッサであって、前記共有されたシグナリングチャンネルは前記ゲートウェイシステムにより開始時に確立される、コントロールチャンネルプロセッサと、
前記バックホールインタフェースと通信し、かつ、前記情報信号を受信し、処理し、および前記ゲートウェイシステムによりサービスを受ける無線が可能な装置へ配信するように適合させたデータ配信ユニットであって、前記情報信号は前記バックホールインタフェースから受信されかつ前記サービス要求に応答し、前記配信は前記ホワイトスペースチャンネルを通して起こる、データ配信ユニットと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記コントロールチャンネルプロセッサが、前記特定の地域で利用可能なホワイトスペースの一部内で前記共有されたシグナリングチャンネルのためのキャリアを選択する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントロールチャンネルプロセッサが、前記特定の地域で利用可能なホワイトスペースの特定の部分の中の前記共有されたシグナリングチャンネルのためのキャリアを選択する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ホワイトスペースの特定の部分が、ＡＴＳＣチャンネル２、３および４のうち１つのために確保された帯域内にある、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ホワイトスペースの特定の部分が、前記特定の地域内で未使用のＡＴＳＣチャンネルのうち１つのために確保された帯域内にある、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記共有されたシグナリングチャンネルのキャリア周波数が、ＡＴＳＣチャンネルの開始と固定された関係において選択される、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記コントロールチャンネルプロセッサが、前記データ配信ユニットによりサービスを受ける前記無線が可能な装置の数に基づき、前記共有されたシグナリングチャンネルの帯域幅を判断する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記共有されたシグナリングチャンネルの帯域幅が３００ｋＨｚである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントロールチャンネルプロセッサが、前記共有されたシグナリングチャンネルを通して、ダウンリンクメッセージを現在サービスする前記無線が可能な装置へ一定に放送する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ダウンリンクメッセージがＴＤＤフレーム内で運ばれる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
ダウンリンクメッセージが、それぞれの無線が可能な装置にアクセス情報を提供する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
ダウンリンクメッセージが、それぞれの無線が可能な装置が前記データ配信ユニットにより配信される前記情報信号を受信することを可能にするために、前記無線が可能な装置に周波数および時間情報を提供する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記無線が可能な装置が、前記共有されたシグナリングチャンネル上で送信されたアップリンクフレームを共有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記アップリンクメッセージがＴＤＤフレーム内で運ばれる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
それぞれの無線が可能な装置により送信されるアップリンクメッセージが、アクセス要求データを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
無線が可能な装置と接続を確立すると、前記データ配信ユニットが、前記接続の持続時間にわたり前記ホワイトスペースチャンネルを確保する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記データ配信ユニットが、サービスする前記無線が可能な装置との通信のために確保されたホワイトスペース帯域についての情報と共に、帯域確保シンボルを、予め定められた時間の間隔を置いて放送する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記帯域確保シンボルが、特定の場所の近傍内で作動している全てのデータ配信ユニットに共通の帯域確保ＯＦＤＭシンボルである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記帯域確保シンボルが、Δｆ＝２００ｋＨｚおよび離散フーリエ変換サイズＮ＝１３７０の間隔をあけたサブキャリアを使用する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記データ配信ユニットが、確保した帯域上のビットマップを送信する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記データ配信ユニットが、指定された時間および周波数グリッドを使用して、無線が可能な装置への前記情報信号の配信を開始する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記データ配信ユニットにより確保された前記ホワイトスペース帯域が、区分インデックススキームを使用して、前記帯域確保シンボルを通じて通知される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
前記区分インデックススキームが、ＤＴＶ放送のために確保された帯域内のホワイトスペース部分を識別する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記区分インデックススキームが、帯域Ｔ２〜Ｔ５の４つの断片のそれぞれについてのインデックスを使用してホワイトスペースを識別する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記区分インデックススキームが、３０区分を使用してＡＴＳＣチャンネルのために確保された帯域幅をアドレス付けする、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
ゲートウェイから特定の地域内に配置された複数の無線が可能な装置へデータ信号を再配信するための前記ゲートウェイを操作する方法であって、
ａ）開始時、前記特定の地域内で現在使用されていない帯域の断片を通して共有されたシグナリングチャンネルを、前記ゲートウェイにより確立するステップであって、前記共有されたシグナリングチャンネルは、前記無線が可能な装置と前記ゲートウェイとの間においてコントロールシグナリングを可能にする、ステップと、
ｂ）前記共有されたシグナリングチャンネルを通して送信された、無線が可能な装置からのサービス要求の受信の際に、前記ゲートウェイが、前記特定の地域内で現在使用されていない帯域の１つ以上の断片を使用してホワイトスペースチャンネルを確立するステップと、
ｃ）バックホール接続を通して、前記サービス要求に応答する情報信号を前記ゲートウェイで受信するステップと、
ｄ）前記ホワイトスペースチャンネルを通して前記情報信号を前記無線が可能な装置へ配信するステップと、
ｅ）前記共有されたシグナリングチャンネルを通してコントロールメッセージを交換することにより、前記無線が可能な装置への前記情報信号の伝達を制御するステップと、
を含む、方法。
【請求項２７】
ステップａ）が、
帯域の前記断片を識別するために前記帯域の選択された部分のスキャンするステップと、
ＡＴＳＣ仕様により定義された周波数マークと予め選択された関係にある前記共有されたシグナリングチャンネルのためのキャリア周波数を選択するステップと、
を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記帯域の選択された部分が、ＡＴＳＣチャンネルと一定の関係内で特定される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ステップｅ）が、前記無線が可能な装置が指定された時間からおよび指定された周波数で開始する前記情報信号を受信するのを可能にするために、前記ホワイトスペースチャンネルのパラメータを伴うダウンリンクコントロールメッセージを前記シグナリングチャンネル上で前記無線が可能な装置へ送信するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記ホワイトスペースチャンネルの前記パラメータが、キャリア周波数、開始時間および帯域幅を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ホワイトスペースチャンネルの前記パラメータが、ビットマップの形態で前記無線が可能な装置へ送信される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記ホワイトスペースチャンネルの前記パラメータを伴う前記ダウンリンクコントロールメッセージが、データ送信のために前記無線が可能な装置により使用されることになっている時間間隔、および前記時間間隔の間に使用されることになっている周波数バンドを特定する周波数−時間グリッドの形態で提供される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記共有されたシグナリングチャンネルの帯域幅が５００ｋＨｚである、請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
前記共有されたシグナリングチャンネルがＴＤＤチャンネルである、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に、ホワイトスペースを通した上のデータ信号の配信に関し、とりわけ、アナログからデジタルテレビ（ＤＴＶ）システムへの転換により特定のＴＶマーケット内で空いたホワイトスペースを規定されたエチケットに従い使用するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２１世紀の初頭は、固定およびモバイル環境双方のユーザ無線端末の著しい発展が見られた。例えば、現在のＰＣ（パーソナルコンピュータ）とノートブック型（ラップトップ）は無線接続ができ、ある程度の可動性を可能にし、ＰＣの構成装置間の配線を減少させている。ホームＬＡＮの統一は急速に、ホームコンピュータを加入したインターネットサービスに接続するホームルータ、無線アクセスポイントおよびＤＳＬモデムを統合する。ユーザの敷地へのブロードバンド接続に対する需要の増大に応え、世界的な傾向、すなわちアナログからデジタルテレビデジタル（ＤＴＶ）への移行が明らかになった。ＤＴＶはアナログテレビに対し、いくつかの利点がある。よって、ＤＴＶは、アナログテレビより柔軟で効率的である。ＤＴＶは、多重化（同一のチャンネル上の複数のプログラム）、電子プログラムガイド、および音声または字幕の追加言語のような特別なサービスを可能にする。ＤＴＶの他の重要な利点は、デジタルチャンネルが占める帯域幅がより少なく、より良い性能を提供することである。これは、デジタル放送業者が高精度画像と音声で高精度（ＨＤＴＶ）サービスを提供できることを意味する。テレビ以外のサービスの売上は、追加の収入源をもたらす。
【０００３】
米国では、ＦＣＣがデジタルテレビ（ＤＴＶ）への移行を義務づけた。ＤＴＶへの変換は、ＶＨＦ（超短波）および／またはＵＨＦ(極超短波)帯域の低い部分の、テレビ放送業者が現在使用している重要な帯域幅が空く結果となる。特定の地理的な区域／地域（ＴＶマーケット）で運営する各テレビ局は、テレビバンドから限られた数のチャンネルしか使用しないので、それぞれの地域で放送業者が使用しないデジタルチャンネルがいくつか残る。この地域的に可能な帯域は、「ホワイトスペース」と呼ばれる。
【０００４】
例えば、米国にはおよそ２１０のテレビ放送マーケットと１７００のテレビ放送局がある。現在、各テレビ局はＮＴＳＣ放送に８前後の無線周波数（ＲＦ）チャンネルを割り当てられ、各チャンネルはＶＨＦ／ＵＨＦ帯域で６ＭＨｚを占める。連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、全てのフルパワーテレビ放送が２００９年２月１７日以前にデジタルテレビのための先進的なテレビシステム委員会（ＡＴＳＣ）規格を使用するよう義務づけた。これらの発展は、種々の新たな個人／家族加入者に向けたサービスを提供する道を開く。ＦＣＣはチャンネル２から５１をデジタルテレビに割り当てる意図である。７００ＭＨｚバンドの下半分を占めるチャンネル５２から６９は、すでに競売で消費者のためのさまざまな進歩した商業無線サービスに再割り当てされた。ＤＴＶへの変換が２００９年初頭に終わるとき、米国の２１０のＴＶマーケットの全てが、１５から４０の、放送用に確保されたが使用されていない未割り当て（空）チャンネルを持つ。空いているテレビチャンネルは、他の認可されていない無線インターネットサービスに全く適している。空いているテレビチャンネルへのアクセスは、コストが低く大容量のモバイル無線ブロードバンドネットワークのマーケットを、建物内ネットワークの出現を含めて促進する。いくつかの推測によれば、このホワイトスペースを用いて、無線ブロードバンド業は全世帯に月１０ドルほどの低価でインターネットアクセスを提供できる。
【０００５】
現在、多くのフラットパネルＨＤＴＶセットはまだ、セットトップボックスまたはＤＶＤ、ブルーレイ装置やＶＣＲのような他の装置への接続にケーブルを使用している。ケーブルはＨＤＴＶの設置の柔軟性と外見に限界をもたらす。そのため、ケーブルの使用をなくすか最小化する解決策を見つけるマーケットの需要がある。いくつかの企業は６０ＧＨｚ帯域内の無線ＨＤＴＶ解決策を提案しており、それによれば、生データが標準ＨＤＴＶインタフェースであるＨＤＭｌポートに無線で送られている。この領域ではいくつかの進歩があるが、この解決策の実行および費用はまだ設計および運用面での困難を課す。
【０００６】
２００８年１０月１５日、ＦＣＣの工学事務局はホワイトスペースを使用するため装置を適合しなければならないという規則を打ち出したレポートを発表した。主な要求はそれぞれの地域内で稼動中の主要なサービスに干渉しないことであった。よって、ＡＴＳＣ帯域で作動する任意のホワイトスペース装置によって発せられる信号は、テレビ放送、無線マイクロホンまたは他の出現しているサービスのようなすでに展開しているかこの地域で展開される主要なサービスの質がこれらの新しいサービスによって低下されることがないように、ＦＣＣの規定に従わなければならない。この新しいホワイトスペース装置は、先進的なテレビシステム委員会（ＡＴＳＣ）規格が定めたテレビチューナーの感度およびテレビ受信機の性能に影響しないように設計されなければならない。この仕様は、ホワイトスペース装置の設計および使用の際に把握すべき規定群に「ホワイトスペースエチケット」の語を用いている。これらの要求に従うため、ＦＣＣは固定および持ち運び可能な装置の双方に位置特定機能を有し、ＴＶ信号および無線マイクロホンを使用するスタジアムや教会のような発生場所のＦＣＣデータベースを使用するよう要求している。これらのデータベースおよび位置特定機能は、理論上テレビ放送局と無線マイクロホンの干渉を防ぎ、ＦＣＣ規則への準拠を確実にする。
【０００７】
モバイル産業は、快適で使いやすく魅力的な価格の基本設計概念に収束した技術上の規格を発展させることにより、ホワイトスペースを使用することを検討している。例えば、２００４年に形成したＩＥＥＥ８０２．２２ワーキンググループは、地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）のための規格を発展させる指示を受け入れた。この技術の使命は、遠隔地ブロードバンドサービスを一戸建住宅、集合住宅、スモールオフィス／ホームオフィス、スモールビジネスなどに提供することである。この規格は、非干渉ベースでのテレビ放送サービスに割り当てられた帯域内の認可免除装置が使用することになる。８０２．２２案は、ネットワークが１箇所から多箇所への構成で運用されるべきことを規定しており、それによれば、戸外に設置されたアクセスポイント（ＡＰ）がそれに付けられた全ての顧客構内装置への媒体アクセスを制御し、一方で放送サービスとの干渉を防ぐ。ＷＲＡＮ  ＡＰの１つの主な特徴は、分散帯域感知を実行する機能であり、顧客構内装置が帯域を感知し、感知した内容についてサービスするＡＰに知らせる周期的レポートを送信する。集められた情報に基き、ＡＰは使用されたチャンネル内で変更が必要か、または逆に、同一のチャンネルで送受信を続けるべきかどうかを評価する。アップリンクとダウンリンクでの送信のための変調スキームとしてＯＦＤＭＡが提案されている。より高いビットレートおよび距離が必要とされるケースのためにチャンネル接続も規定されている。
【０００８】
しかし、８０２.２２案は６ＭＨｚの塊内（ＡＴＳＣ規格で規定されたテレビチャンネルの幅）のみでのホワイトスペースの使用を提案しており、より細かい精度を認めていない。また、それは３０ｋｍ半径のエリアをカバーするためにベース局と端末の双方に高電力の送信を必要とする。これは、６ＭＨｚのチャンネルの一部分のみが実際に必要なケースのための帯域幅（価値あるリソース）が非効率的に使用される結果となる。例えば、無線マイクロホンが６ＭＨｚの帯域の断片からわずか数百ｋＨｚの帯域幅を占有するとき、６ＭＨｚの残りは浪費される。同様に、ブロードバンドマーケットが家庭やショッピングモールなど人口集中地域で投入されると、帯域幅リソースが非効率的に使用される可能性がある。
【０００９】
従って、無線ソリューションを使用する特定の地域内でマルチメディアコンテンツを放送する安価で効率的な方法を提供することが必要とされている。また、ある地域で確保されているが主要なサービスに使用されていないホワイトスペース帯域を、既存のサービスの運営に影響することなく使用する方法について、総合的な規則（エチケット）を設定することが必要とされている。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の１つの目的は、ホームネットワークを通したブロードバンドサービスを提供するための、特定の場所で可能なホワイトスペースの識別と使用の方法およびシステムを提供することである。本発明の実施形態は、ホワイトスペースを検出する効率的な方法と、ホワイトスペースを使用し共有する方法をも提供する。
【００１１】
本発明の他の目的は、それぞれの地域内で稼動中のテレビ放送、デジタルマイクロホンおよび他のサービスのような主要なサービスの質を低下させることなく、ホームネットワークを通してユーザにブロードバンドサービスを提供するための、方法およびシステムを提供することである。
【００１２】
従って、本発明は、特定の地域内で現在使用されていない帯域の１つまたは複数の断片を有するホワイトスペースチャンネルを識別するための帯域検出器と、受信し、処理し、サービスする装置へ配信するように適合させた、ホワイトスペースチャンネルを通してさまざまなソースから情報信号を受信するデータ配信ユニットと、無線が可能な装置とデータ配信ユニットの間を信号で伝えることを可能にするため共有されたシグナリングチャンネルを提供するように構成されたコントロールチャンネルプロセッサとを備える、特定の地域内に設置された無線が可能な装置へデータ信号を再配信するシステムを提供する。
【００１３】
シグナリングチャンネルは、予め規定されたエチケットが実施できるように、データ配信ユニットがホワイトスペース情報を装置へ通信できるようにし、情報信号は特定の地域内の他のサービスに干渉することなく、可能なホワイトスペース内で配信される。ホワイトスペースは、無線状況の変化に適応するため通信の過程において動的および適応的に変更でき、または接続中固定でき、必要な情報はシグナリングチャンネルを通して装置に通知される。
【００１４】
シグナリングチャンネルは例えば、３００ＫＨｚまたは５００ＫＨｚの狭い帯域幅であってもよく、ＡＴＳＣチャンネル２、３および４のような可能なホワイトスペースを有することが公知の放送帯域の予め定められた部分内にあるよう選択してもよい。このケースでは、シグナリングチャンネルを確立するために、帯域検出器がシグナリングチャンネルを確立するための帯域の予め定められた部分をスキャンするだけでよい。
【００１５】
本発明は、ａ)特定の地域内で現在使用されていない帯域の断片を通して共有されたシグナリングチャンネルを確立し、ｂ)共有されたシグナリングチャンネルを通して装置から送信されたサービス要求を受信すると、特定の地域内で現在使用されていない帯域の１つまたは複数の断片を使用してホワイトスペースチャンネルを確立し、ｃ)ホワイトスペースチャンネルを通して情報信号を装置へ配信し、ｄ)共有されたシグナリングチャンネルを通してコントロールメッセージを交換することにより装置への情報信号の伝達を制御する、特定の地域内に配置された無線が可能な装置へデータ信号を再配信する方法も提供する。
【００１６】
さらに本発明の一態様は、ａ)１つまたは複数の装置からサービス要求を受信すると、特定の地域内で現在使用されていない帯域内の対応する数のホワイトスペースチャンネルを識別し、ｂ）特定の地域内で識別されたホワイトスペースチャンネルに割り当てられたホワイトスペースを確保し、ｃ)全ての近接したゲートウェイに特定の地域内の現在のチャンネル割り当てを通知するためにホワイトスペース割り当てメッセージを放送し、ｄ）ホワイトスペースチャンネルを通して情報信号をそれぞれの装置へ配信する、ゲートウェイによってサービスを受ける特定の地域内に配置された無線が可能な装置へデータ信号を再配信する方法に向けられる。
【発明の効果】
【００１７】
有益に、本発明は特定の地域内のホワイトスペースの断片を識別し、その地域に存在する加入者に２次的なサービスを提供するためにこのホワイトスペースを使用する、効率的な方法を提供する。ホワイトスペース使用のための提案されたエチケットに準拠することで、スキャンと検出動作は単純になり、よって実用的でコストが効率的になる。本発明のシステムおよび方法は、それぞれの地域内ですでに稼動中のサービスに干渉することがないような方法で、識別したホワイトスペースを使用する方法も提供する。
【００１８】
本発明の方法およびシステムの別の利点は、ホワイトスペース装置のよりシンプルでコストが効率的な設計を可能にすることである。本発明はまた、認識したホワイトスペース装置実行の実用的な方法を提供する。
【００１９】
本発明は、以下の図を参照して例示のみによって詳細を説明する。類似の参照番号が複数の図にわたって対応した部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】ＡＴＳＣ放送バンドを示す図である。
【図１Ｂ】ホワイトスペース帯域が可能になる可能性がある４つのバンドを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による、特定の場所において加入者にマルチメディアデータを配信するシステムのブロック図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、ホワイトスペース識別のためのウェーブレットの使用を示す図である。
【図３Ｂ】ユーザ毎のホワイトスペース割り当ての例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、シグナリングチャンネルにより使用された帯域を示す図である。
【図４Ｂ】シグナリングチャンネルのために使用される可能性があるＴＤＤフレームの例を示す図である。
【図５Ａ】近接するゲートウェイへ帯域確保のステータスを通知するためゲートウェイにより使用される、共通の帯域確保ＯＦＤＭシンボルの実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】周波数領域内での共通の帯域確保ＯＦＤＭシンボルを示す図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による、区分インデックスを用いてホワイトスペースの断片が識別されうる方法の例を示す図である。
【図６Ａ】ゲートウェイにより実行されるステップを示す、本発明の一実施形態による方法のフローチャートである。
【図６Ｂ】装置により実行されるステップを示す、本発明の一実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本明細書では、「主要なサービス」の語は、帯域の特定の部分を使用するための規定に挙げられたＤＴＶ放送、無線マイクロホンおよび他の任意の申請に用いられる。前述のように、ある地理的領域／地域内で運営する各テレビ局は、ＤＴＶに割り当てられた帯域から限られた数のチャンネルしか使用しておらず、いくつかの帯域の断片は（連続してもしなくても）それぞれの地域内で未使用のまま残っている。このローカルに可能な帯域を「ホワイトスペース」と呼ぶ。よって、ホワイトスペースはＴＶマーケットによって異なる。「特定の地域」や「場所」の語はあるＴＶマーケット内に位置する一戸建住宅や集合住宅、スモールオフィス／ホームオフィス、スモールビジネス、複数テナントの建物、公立および私立学校などの特別な地域を指すのに使用される。「ホームネットワーク」の語は１つの地域にサービスする無線ネットワークをさす。
【００２２】
本発明の実施形態は、特定の地域内でのデータ信号の配信のための方法およびシステムを提供し、とりわけ、任意の可能なホワイトスペースを使用するシステムおよびエチケットを提供する。特に、本明細書はアナログからＤＴＶ放送への転換によるその地域内の空いたホワイトスペースについて述べ、北米ＡＴＳＣ規格を例として使用する。しかし、ここで述べる方法およびシステムは他の帯域の管轄、規格および／または部分にも適用できる。例えば、日本のＤＴＶチャンネルは８ＭＨｚで、欧州の国々のＤＴＶチャンネルの幅は７ＭＨｚである。本発明は、６ＭＨｚの帯域（ＡＴＳＣチャンネルの幅）の未使用の断片を識別することに限定されない。ここで述べる技術を適用して、より狭いまたはより広い未使用の帯域の断片を検討することができる。例えば、本発明によれば、ホワイトスペースの６ＭＨｚの断片の一部分が無線マイクロホンに占有されていれば、６ＭＨｚの帯域の断片の残りの部分も使用できる。さらに本発明はローカル無線テレビ放送に関して述べるが、同一の原理がホワイトスペース内の他の種類の信号配信への適用が可能であり、ホワイトスペースはＶＨＦ／ＵＨＦバンド内に必ずある必要はない。
【００２３】
北米の例に戻ると、ＡＴＳＣ規格は各テレビチャンネルに６ＭＨｚの帯域幅、トレリスエイト（Ｔｒｅｌｌｉｓ  Ｅｉｇｈｔ）−残留側波帯（８−ＶＳＢ）変調およびリード−ソロモン符号の使用を義務づけている。テレビ受信機は、適切にＡＴＳＣ信号を復号し質の良いテレビ映像を提供するためにいくつかの基本的に必要なことがある。これらの必要なことには、１５ｄＢ以上のＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）、３ｘ１０−６を超えて悪くないビット誤り率（ＢＥＲ）、-１０６．２ｄＢｍの熱雑音フロア、（ｄＢｍは出力比測定の単位の略称）および−８１から−８４ｄＢｍの間の感度などが含まれる。特定の地域で可能なホワイトスペースを使用しようとする任意の２次的なサービスは、主要なサービス（テレビ放送、無線マイクロホンなど）に干渉しないように、特定のエチケットに準拠しなければならない。
【００２４】
ここで図を参照すると、図１Ａは２００９年２月１７日以降の米国デジタルテレビ放送の帯域を表し、Ｔ１からＴ５で表される５つのバンドを示す。ＡＴＳＣチャンネル２から４により占有されるバンドＴ１は１８ＭＨｚあり、５４ＭＨｚから７２ＭＨｚまで広がる。チャンネル５から６により占有されるバンドＴ２は７６ＭＨｚから８８ＭＨｚまでの１２ＭＨｚあり、チャンネル７から１３により占有されるバンドＴ３は１７４ＭＨｚから２１６ＭＨｚまでの４２ＭＨｚある。さらに、チャンネル１４から３６があるバンドＴ４は、４７０ＭＨｚから６０８ＭＨｚまで広がって１３８ＭＨｚを占有し、チャンネル３８から５１が占有するバンドＴ５は６１４ＭＨｚから６９８ＭＨｚまでの８４ＭＨｚある。よって、この４９のＡＴＳＣチャンネルのグループは全体の帯域で２９４ＭＨｚ（１８＋１２＋４２＋１３８＋８４）になる。
【００２５】
チャンネル２、３、および４が特定の申請に確保されるので、この確保の後、商業ＡＴＳＣテレビチャンネルは、図１ＢのバンドＴ２からＴ５に示されるように、７６ＭＨｚから６９８ＭＨｚの範囲の２７４ＭＨｚにわたる。
【００２６】
図２は、本発明の実施形態による、いくつかの特定の場所において加入者にマルチメディアデータを配信するシステムのブロック図を示す。システムはゲートウェイ１０を有し、ゲートウェイ１０はホームゲートウェイが望ましく、テレビ信号を家庭内の装置９に送る。装置９は、無線可能なデータ装置である。図２ではコンピュータを示すが、装置９はセットトップボックスまたはユーザがマルチメディアコンテンツ（例えばテレビプログラム、映画、ゲームなど）の選択、アクセス、視聴を可能にする他の任意の装置があれば、デジタルＴＶセットでも同様に可能であることを理解すべきである。また本発明は、チューナーを必要とする変更なしに、従来のＴＶセットを使用できることに注目すべきである。一般的な表現では、ゲートウェイ１０はデータ配信ユニット１、帯域検出器２、コントロールチャンネルプロセッサ３およびバックホールインタフェース２０を含む。この図はまた、データ配信ユニット１の構成要素、つまりベースバンドプロセッサ６および配信器７も示す。
【００２７】
帯域検出器２は、無線通信帯域（認可されていてもいなくても）の部分を通してそれぞれの地域で可能なホワイトスペース（前述の定義参照）を感知し、この情報を配信ユニット１に提供するために使用される。ホワイトスペースが感知する無線通信帯域の部分は、ある区域内で利用度が低いと公知のある帯域の部分へ、システムが設置されるときに予め設定することが望ましい。例えば、アナログからデジタルテレビへの転換で空いた帯域または認可されていない帯域の部分（例えばＷｉＦｉが使用する２.４ＧＨｚおよび５ＧＨｚバンド）を含んでもよい。他の例として、ＶＨＦ/ＵＨＦの全帯域を含んでもよい。帯域検出器２は、アンテナ４を使用してスキャンされた帯域内に存在する無線信号を感知する。
【００２８】
コントロールチャンネルプロセッサ３は、図２の５で示す、共有されたシグナリングチャンネルを通して、装置が配信ユニット１との通信を可能にするため使用される。シグナリングチャンネル５は、ゲートウェイとそれがサービスする装置との間で、マスター−スレーブ関係の確立を可能にする。このシグナリングチャンネルを用いて、ゲートウェイは、ホワイトスペースエチケットに従い装置の動作を制御する。順番に、共有されたシグナリングチャンネルは、ユニット１にアクセス要求、帯域幅要求など当業者に公知の情報を通信するため、接続確立のために（ランデブチャンネルとして）配信ユニットからサービスを受ける全ての装置に使用される。アンテナ４は、シグナリングチャンネル５を通して装置に制御情報を送信し、チャンネル５を通して装置からサービス要求およびステータス情報を受信するために使用される。図２に示す実施形態では、チャンネルプロセッサ３および帯域検出器２はアンテナ４を共有しているが、これらの動作のため異なるアンテナによる実施形態も可能である。
【００２９】
データ配信ユニット１は、種々の発信源からユーザ信号を受信し、これらを帯域検出器２が識別したホワイトスペースを通して装置９に送信する。アンテナユニット１３はデータを装置に送信するために使用される。前述のように、ユニット１により送信される情報信号のパラメータは、それぞれの地域に既存の主要なサービスに干渉しないよう設計されている。一般的な表現では、情報信号の電力は非常に低く、キャリア周波数および信号のバンドは現在他のサービスで使用されていない帯域の部分内で選択され、送信はＡＴＳＣ放送帯域に同期している。
【００３０】
帯域検出器２の動作を図３Ａおよび図３Ｂに関連して述べる。前述のように、帯域検出器２は無線通信帯域の選択された部分をスキャンする。例として、持分の部分はＤＴＶに割り当てられたバンドＴ２からＴ５でありうる。検索された帯域は、各ＴＶマーケット内でテレビチャンネルの区域の割り当て表（可能）に基づきさらに画定されてもよい。各ＴＶマーケットは最大１２のテレビチャンネル（すなわち７２ＭＨｚ）を使用するので、任意の特定の場所で２００ＭＨｚを超えるホワイトスペースが可能になることは非常にありうる。もしローカルにテレビチャンネルを割り当てた参照表がゲートウェイで提供されれば、ゲートウェイはこれらのチャンネルに占有された帯域をスキャンから除くことができる。そうでなければ、ゲートウェイ１０は全てのテレビ帯域をスキャンする。
【００３１】
帯域分析動作は、その帯域を占有する任意の信号を感知（検出）するための持分の帯域のスキャン、感知した信号の分析、および現在占有されていない帯域の断片を認識することを含む。言い換えれば、ホワイトスペースの断片を検出する。「現在の帯域占有」の語は、ここでは、種々の主要なサービスに現在割り当てられた、または任意の稼働中の２次的なサービスに使用されている帯域をいう。帯域占有は、無線装置がゲートウェイに／から、接続／切断されるにつれて適宜変わるので、帯域検出器２がゲートウェイにそれぞれの場所で常時帯域占有を把握させることができるように、帯域分析は一定の間隔で繰り返される。
【００３２】
帯域検出器２はいずれの種類の帯域分析器でもよい。例えば、本発明の望ましい実施形態は、米国特許出願公開第２００９０２５７４８０号に記載されるようなウェーブレット帯域分析器を用いる。図３Ａは、本発明の実施形態による、ホワイトスペース識別のためのウェーブレットの使用を示す。図３Ｂは、ユーザ毎のホワイトスペース割り当ての例を示す。ウェーブレット帯域分析器/検出器は、図３Ａの３１および３２に示すように、周波数−時間のマス目に区切られた周波数および時間マップを使用する。信号の活動が少ないか検出不可能な周波数−時間のマス目を識別するため、ウェーブレット信号分析を用いて、各周波数−時間のマス目内の信号エネルギーが測定される。未使用と識別された周波数−時間のマス目は、２次的なサービスに使用する機会を与える。
【００３３】
ウェーブレット帯域検出器２の他の特徴は、時間と周波数の両方で、より細かいまたは粗い細分性に周波数−時間のマス目のサイズを調節できることである。例えば、周波数−時間のマス目３１、３２は、異なる時間および周波数の範囲を持つ。図４Ａでは、マス目３１は、△ｆ＝ｆＢ−ｆ２の帯域幅を時間△Ｔ＝ｔ２−ｔ１の持続時間のために、空いた帯域の断片を提供してもよい。マス目３２は、△ｆ＝ｆ２−ｆ１の帯域幅を時間△Ｔ＝ｔ４−ｔ３の持続時間のために、他の空いた帯域の断片を提供してもよい。使用可能（空いている）と識別される周波数−時間のマス目は時間および周波数で変化するので、ゲートウェイ１０による通信チャンネルの選択は「動的」である。使用可能（空いている）と識別される周波数−時間のマス目はサイズにおいても変化するので、ホワイトスペースの検出およびゲートウェイによる通信チャンネルの選択も「適応的」である。信号の活動が検出不可能な「より小さい」周波数−時間のマス目を識別することにより、特定の帯域が周波数および時間の範囲で共有されているところでは、ホームネットワークは通信帯域内でインスタンスの利点を得ることができる。帯域の１つの断片のみが個別のサービスに不十分なとき、それは新しいサービスのために複数の帯域の断片の識別を可能にする。
【００３４】
図３Ｂは、ユーザ毎のホワイトスペース割り当ての例を示す。例えば、テレビチャンネルをユーザＡへ放送するために６ＭＨｚを獲得しようとして、帯域分析器２は帯域をスキャンしてＴ２にＡ１で示す２ＭＨｚのホワイトスペースの断片を、Ｔ３にＡ２で示す４ＭＨｚのホワイトスペースの断片を、識別する（識別される帯域の幅は図４で例をよりよく表すため強調されていることに注意されたい）。他の例として、仮にＢ１に示すようにバンドＴ３で１ＭＨｚが可能で、Ｂ２に示すようにバンドＴ４で３ＭＨｚが可能で、Ｂ３に示すようにバンドＴ５で２ＭＨｚが可能ならば、ユーザＢは帯域Ｂ１、Ｂ２およびＢ３の３つ全ての断片を含むホワイトスペースチャンネル上でゲートウェイからテレビ放送を受信する。図示しないが、他の例は、ある受信機のためにゲートウェイが識別した帯域の断片が６ＭＨｚあり、ホワイトスペースチャンネルが１つの帯域の断片のみで作られる場合である。
【００３５】
本発明の実施形態の無線帯域割り当て方法およびシステムの動的および適応的特性は、従来の無線帯域割り当てスキームと全く異なる。第１に、従来の無線通信ＲＦチャンネルは送信チャンネルが周波数において（ＦＤＭＡシステム）内で、または時間において（ＴＤＭＡシステム）割り当てられているか、周波数および時間の両方において（ＯＦＤＭＡ）、またはコードにおいて（ＣＤＭＡシステム）割り当てられるように、普通予め設計されている。しかし、無線装置が帯域の断片を使用し、通信が完了したときにはそれを解放することは公知であり、いくつかの帯域の断片はある時間の区間中空いている一方である装置はこの空いている帯域にアクセスできないので、割り当てが予め設計されているとき、この帯域の活用度は理想的ではない。さらに、従来のシステムでは、帯域の断片を複数のユーザが共有することを可能にするため、帯域幅および波形を、干渉を減らす目的でチャンネルを十分分離させるように予め設計する必要がある。例えば、２００ｋＨｚのチャンネル内に同時に８呼を超えて収容可能なＧＳＭシステムは、ガウス波形のようなものを用いる。ＷＣＤＭＡシステムは、５ＭＨｚチャンネルの帯域幅と３．８４Ｍｃｐｓのチップレートを有し、ロールオフ係数０.２２の無線リソースコントローラ（ＲＲＣ）を使用する。ＷｉＦｉ  ＯＦＤＭシステムは２０ＭＨｚの帯域幅を有し、方形パルスなどを用いる。
【００３６】
要約すると、本発明の実施形態によるゲートウェイ１０および装置９の間で確立されるチャンネルは、時間、周波数およびサイズにおいて動的に変化する。これらのチャンネルを従来のものと区別するため、本明細書では、「テレビチャンネル」の語をＤＴＶチャンネルに、かつ「ホワイトスペースチャンネル」の語をゲートウェイ１０により識別された１つまたは複数の帯域の断片により形成され、それぞれの２次的なサービスのために特定の装置に割り当てられた論理的チャンネルに使用する。「ホワイトスペースチャンネル」は、連続したホワイトスペース帯域の１つの断片、または合わせて結合された複数の分離した断片を含むことができる。
【００３７】
ゲートウェイ１０がサービスする装置の適切な動作を可能にするために使用されるシグナリングチャンネルを、図４Ａおよび図４Ｂに関連して述べる。ゲートウェイは、作動した瞬間からこのチャンネルに送信を開始する。これで装置９が、ゲートウェイを探し、それに接続し、サービスを要求して受け取り、さらなる指示のためチャンネルを監視することが可能になる。図４Ａは、本発明の一実施形態による、共有されたシグナリングチャンネルの選択を示す。図４Ｂは、共有されたシグナリングチャンネルのために使用してもよいＴＤＤフレームの例を示す。
【００３８】
ゲートウェイ１０は、ホワイトスペース内で共有されたシグナリングチャンネル（またはシグナリングチャンネルまたはランデブチャンネル）５を選択する。図４Ａに見られるように、シグナリングチャンネル５は、それぞれ未占有のＤＴＶチャンネルの左端に固定で関連付けて選択される。図４ＡではΔで示され、例えば３００ｋＨｚを占有することができる。ゲートウェイがＤＴＶチャンネルに同期させられると、同期はそれがサービスする装置へ全てのデータが送信されるまで維持される。例えば、シグナリングチャンネル５はＡＴＳＣパイロット４１から５００ｋＨｚに設定してもよい（ＡＴＳＣパイロットはテレビチャンネルの開始から３０９．４４ｋＨｚで送信されるように設計される）。ここでは、これは単に１つの例であって、他の配置も同様に使用できることに注意されたい。よって、シグナリングチャンネルのためのキャリア周波数は、例えば持分の帯域部分内で確保されたが使用されていないＡＴＳＣチャンネルの開始のように、ＡＴＳＣ仕様により画定された周波数マークと予め選択された関係でもよい。図４ＡのＡＴＳＣ信号４０は、ゲートウェイがＡＴＳＣ放送に同期される方法を説明する目的のためだけに示されたものであることも注意すべきである。制御チャンネルが確立される帯域内に、実際にＡＴＳＣ信号は存在しない。要約すると、狭い（例えば３００ｋＨｚ）、低電力のチャンネルがゲートウェイアンテナ４と装置のアンテナ４’との間の空中を通して確立される。シグナリングチャンネル５は、装置が帯域の広い部分をスキャンする必要がないように、ホワイトスペース帯域の特定の部分内で選択される。これで装置スキャナの錯綜が減少する。
【００３９】
シグナリングチャンネル５は、作動中の装置に共有されたＴＤＤチャンネルでもよい。このチャンネルに占有された帯域は小さいので、共有されたシグナリングチャンネルはテレビチャンネル２、３または４、あるいは使用されていない任意の６ＭＨｚのテレビチャンネルを用いて送信してもよい。あるいは、シグナリングチャンネル４３は、ＡＴＳＣパイロット４１と固定で関連付けたままで、ＡＴＳＣチャンネル間のガードバンド内で送信してもよい。
【００４０】
シグナリングチャンネルの幅は、ゲートウェイ１０にサービスされる装置の数に基き設定してもよい。例えば、３００ｋＨｚ幅のチャンネルが８つの装置に共有されてもよい。そうでなければ、稼働中のテレビチャンネルに占有されたホワイトスペースははるかに大きいので(６ＭＨｚ)、ホワイトスペースの残りはゲートウェイが他のサービスに使用してもよい。
【００４１】
図４Ｂは、双方向に共有されたシグナリングチャンネルのようなフレーム４３の実施形態の例を示す。この例では、チャンネルが３００ｋＨｚ幅のとき、結果として速度はおおよそＢＰＳＫまたはＱＰＳＫ変調に３００／６００ビット／ｍｓである。フレーム４３は１０ｘ１ｍｓのスロットがあり、フレーム持続時間は１０ｍｓである。１０スロットのうち、８スロットは装置に割り当てられ、最初と最後は全体的な制御データのために確保される。フレームのヘッダ内の情報は、これをシグナリングチャンネルとして識別する。図４Ｂの下部に見られるように、２つの連続したフレームから、フレーム４４はゲートウェイ１０によって全ての装置Ｄ１−Ｄ８に放送される。各装置はそれが宛てられたスロットからデータを受信し処理する。４５に示される次のフレームは、順番に装置によってゲートウェイへ送信されたデータを運ぶ。これはシグナリングチャンネルの単に１つの例であって、このチャンネルの多くの他の実施形態も同様に使用できることに注意されたい。
【００４２】
ゲートウェイ１０が装置９から接続要求を受信すると、装置９に放送するホワイトスペースチャンネルを選択する。ホワイトスペースチャンネルは検出器２が感知した可能な帯域に基き割り当てられ、要求されたサービスに必要な帯域幅を考慮する。ホワイトスペースチャンネルが選択されると、ゲートウェイは装置９にこのチャンネルのパラメータ（周波数、時間、サイズ）をシグナリングチャンネルを通して通知し、装置へのデータの放送を開始する。
【００４３】
図２に戻ると、バックホールインタフェース２０は、種々の発信源からユーザ信号を受信する複数のインタフェース２１−２６を有する。インタフェースは、ユーザデータを運ぶ種々のフォーマットのソース信号をベースバンド信号に復号し処理する、それぞれの復調器およびエラー修正器を含む。例えば、インタフェース２０は、四位相偏移変調／前方誤り訂正（ＱＰＳＫ／ＦＥＣ）復号器２１、直交周波数分割多重／前方誤り訂正（ＯＦＤＭ／ＦＥＣ）復号器２２、直交振幅変調／前方誤り訂正（ＱＡＭ／ＦＥＣ）復号器２３、デジタル加入者回線(ｘＤＳＬ)ユニット２４、ファイバ・ツー・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）ユニット２５およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ユニット２６を有してもよい。インタフェース２１−２６は当業者に公知であり、よってここでは詳細に記載しない。しかしインタフェース２１−２６は、データ率が３０Ｍｂｐｓを下回る状態を続けてコストを減らすため、ＭＰＥＧ復号は実行しないことが望ましいことに注意すべきである。
【００４４】
特定の信号ソース２１−２６は、ベースバンド（ＢＢ）プロセッサ６に選択的に接続される。北米タイプのゲートウェイの例では、ＢＢプロセッサ６はユーザ側でＡＴＳＣ機器でのゲートウェイが放送した信号の互換性を確実にするため、信号をＡＴＳＣ規格信号へ変換する。その後信号は、帯域検出器２により検出されたそれぞれのホワイトスペースチャンネル上でプロセッサ６から受信されたＢＢ信号を上方変換し、信号を装置９に送信する配信器７へ供給される。
【００４５】
配信器７は、それぞれ図３の実施形態中の特定のキャリア周波数ｆ１−ｆ４のための４つの分岐で示され、ベースバンドフィルタ２７、ミキサー２８、フィルタ２９および増幅器３０で表される。配信器７の構成要素は、単に１つの可能な構造である。配信器７は、適するように設計された等価物で置き換えてもよく、これは当業者に明らかであろう。装置９への信号の配信に使用される分岐の数も設計パラメータである。最大４つの分岐が望ましいが、本発明はこの数に限定されない。
【００４６】
いつでも、配信器の３つ以下の分岐を装置９への送信に使用することが可能である。例えば図３ＢのユーザＢは、装置９に割り当てられたホワイトスペースチャンネルがホワイトスペースＢ１、Ｂ２およびＢ３の断片を含むため、配信器７は４つのうち３つの分岐のみを使用する。このケースでは、ｆ１がＢ１内のキャリア周波数、ｆ２がＢ２内のキャリア周波数、ｆ３がＢ３内のキャリア周波数とする。ベースバンド信号をＳとすると、Ｓはプロセッサ６によって可能な帯域幅Ｂ１、Ｂ２およびＢ３による３つの構成信号ｓ１、ｓ２およびｓ３に非多重化され、各構成は１つの分岐に沿って送信される。構成はまずフィルタ２７により濾波され、その後復調器２８でそれぞれのキャリアｆ１、ｆ２およびｆ３と混合され、さらにフィルタ２９で形成されてそれぞれのＲＦ構成Ｓ１、Ｓ２およびＳ３を得る。次にＳ１、Ｓ２およびＳ３は、３０で示すように増幅され、望ましくはＯＦＤＭＡ変調の後、ＲＦコンバイナ３９で送信のため結合される。
【００４７】
図３Ｂに示す例では、ホワイトスペースが帯域Ａ１およびＡ２の２つの断片を提供されるが、仮にＡ１およびＡ２が同一の帯域幅であれば、双方の分岐経由で同一の信号を送信することで送信器ダイバーシティスキームが達成でき、このケースではアンテナユニット１３により２つのアンテナが提供される。よって受信器は、受信された２つの信号の振幅、位相およびシンボルパターンを操作することによってより高い増幅率を得ることができる。他の例では、ゲートウェイが６ＭＨｚの１つの断片のホワイトスペースを識別したとき、配信器７の１つの分岐だけがＡＴＳＣチャンネルの放送に使用される。
【００４８】
前述のように、本発明の実施形態は共通の帯域確保メッセージも提供し、図５Ａに示されている。このメッセージは、近接するゲートウェイに各ゲートウェイ１０によりなされた帯域確保を通知する。このようにして、すでにそれぞれの地域に確保されたホワイトスペース帯域は、それぞれの地域で作動中のすべてのゲートウェイが常に把握している。各ホームゲートウェイは、予め規定された時間間隔で、共通のＯＦＤＭシンボルを用いて確保メッセージを送信する。共通の帯域確保ＯＦＤＭシンボルは帯域使用情報を運び、さらに現動のシステムおよび装置を検出することにより可能な帯域を改良する。
【００４９】
１つの例として、共通の帯域確保ＯＦＤＭシンボルは、サブキャリア間隔△ｆを使用し、フーリエ変換（ＤＦＴ）のためのサイズＮを有する。望ましい一実施形態では、△ｆ＝２００ｋＨｚおよびＮ＝１３７０である。サイクリック・プレフィックス(ＣＰ)の長さは、近接するゲートウェイ間の遅延の拡散を補うために（主データが到着する前にマルチパスの設定を可能にするために）選択される。図５Ｂは、共通の帯域確保ＯＦＤＭシンボルが△ｆ＝２００ｋＨｚ、Ｎ＝１３７０の前述の例のために設計される方法を示し、検討中の帯域はＶＨＦ／ＵＨＦバンドの７６から６９８ＭＨｚの間である。見られるように、バンドＴ２−Ｔ３、Ｔ３−Ｔ４、Ｔ４−Ｔ５の間の間隔には「ゼロ」が送信される。送信されたゼロは何も変調しない一方で、なお検出可能なようにノイズレベルを上げる（すなわち、まだある程度の復号が可能である）。
【００５０】
図５Ｃは、ゲートウェイが区分インデックスを用いて帯域の任意の断片を識別し示すため、持分の帯域が区分に分割される方法の例を示す。１つのバンドＴ２，Ｔ３，Ｔ４またはＴ５内の区分は、インデックスの最初の２ビット（４つのバンドに対し）を用いて識別されうる。例えば、Ｔ２内の区分は区分インデックスの００の値で識別することができ、Ｔ３内の区分は０１の値で、Ｔ４内の区分は１０の値で、Ｔ５内の区分は１１の値で識別することができる。バンドＴ２−Ｔ５の幅は異なるので、バンドＴ２からＴ５は異なる区分の番号を使用する必要がある。よって、Δｆ＝２００ｋＨｚ（２次的なサービスに割り当てられる帯域の断片の細分性）に基き、バンドＴ２は５９区分を識別するのに６ビットを必要とし、バンドＴ３は３０９区分を識別するのに８ビット、バンドＴ４は６８９区分を識別するのに１０ビット、バンドＴ５も９５９区分を識別するのに１０ビットを必要とする。テレビチャンネルの放送に必要とされる６ＭＨｚを得るため、かつ前述の例示的な細分性Δｆ＝２００ｋＨｚを用いるため、ゲートウェイは３０区分を識別しなければいけないので、２ビットのインデックス（Ｔ２−Ｔ５の識別のため）＋３０ｘ１０ビット（Ｔ２−Ｔ５のうち最大の区分の識別のため）＝３０２ビットが最悪のケースのシナリオとなる。
【００５１】
区分インデックス方法は、ＶＨＦ／ＵＨＦ以外の他の送信バンド内でホワイトスペースの断片を識別するのに使用してもよい。同様に、他のホワイトスペースの識別方法も考慮してよい。
【００５２】
一般的にアンテナ４’付きのコンピュータとして図２に示される装置９は、共有されたシグナリングチャンネルが作動したときに検出するスキャナを備え、それを待機している。前述のように、共有されたシグナリングチャンネルの使用は、装置がコントロールチャンネルプロセッサ３から制御情報を受信し、コントロールチャンネルプロセッサ３へサービス要求およびステータス情報を送信できるようにする。装置９はまた、ゲートウェイアンテナ１３と装置のアンテナ４’との間に確立された空中インタフェースを通して、ゲートウェイから高効率データデータチャンネルを受信する。データがテレビ帯域およびＭＰＥＧフォーマット内で送信されるとき、デバイスチューナーを変更する必要はない。
【００５３】
図６Ａは、ゲートウェイ１０により実行されるステップを示す、本発明の一実施形態による方法のフローチャートである。図６Ｂは、ゲートウェイ１０により識別されたホワイトスペースを通したゲートウェイとの通信を確立するために、装置９により実行されるステップを示す、本発明に係る方法のフローチャートである。図６Ａおよび図６Ｂは、図２に示されるゲートウェイ１０のブロック図に関して記されている。
【００５４】
図６Ａに示すように、作動時、ゲートウェイ１０の帯域検出器２は、無線通信帯域の選択された部分（バンド）、例えばバンドＴ２−Ｔ５（図１Ｂ参照）内のテレビ帯域のスキャンを開始する。この動作はステップ６１、６２、および６３で示され、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯域内に存在する信号の感知、感知された信号の分析、および現在占有されていない帯域の断片の検出を含む。無線装置がゲートウェイへ／から接続される／切断されるにつれて、帯域占有は適宜変化するので、ゲートウェイが常にそれぞれの場所での帯域占有を把握するように、スキャン、分析および感知の動作は、一定の間隔をおいて繰り替えされる。ステップ６１で、仮にローカルに割り当てられたチャンネルの参照表がゲートウェイで可能ならば、判断ブロック６１の「ＹＥＳ」で示されるように、ゲートウェイはこれらのチャンネルに占有された帯域をスキャンから除く（ステップ６２）。そうでなければ、判断ブロック６１の「ＮＯ」で示されるように、ゲートウェイ１０は全てのテレビ帯域をスキャンする（ステップ６３）。
【００５５】
次に、ゲートウェイは、ゲートウェイと装置との間のシグナリング情報を通して装置を制御する必要がある、共有されたシグナリングチャンネル５を選択する。これはステップ６４に示されている。前述のように、シグナリングチャンネルは、接続し、サービスを要求して指示を受信するため、装置９がゲートウェイを探すことを可能にする。
【００５６】
ステップ６５に示すように、ゲートウェイ１０が装置９からの接続要求を受信すると、装置９へ放送するホワイトスペースチャンネルを識別し選択する（ステップ６６）。ホワイトスペースチャンネルは、ステップ６１-６３で感知された可能な帯域に基き割り当てられ、この動作は要求されたサービスのために必要な帯域幅を検討する（例示的なＡＴＳＣチャンネルのケースでは必要な帯域幅は６ＭＨｚであり、１つの断片で可能または複数のホワイトスペースの断片から形成できる）。ホワイトスペースチャンネルが選択されると、ゲートウェイは装置９にこのチャンネルのパラメータをシグナリングチャンネルを通して通知する（ステップ６７）。このようにして,装置は周波数，開始時間，現在の帯域幅割り当て，持続時間などを通知される。この情報はビットマップの形式が望ましく、ゲートウェイおよび装置が、任意ではなく指定された時間および周波数グリッドから開始して送信することを可能にする。
【００５７】
次にステップ６８で、示されるように、識別された周波数−時間グリッドを使用して、ゲートウェイは装置へのデータの放送を開始する。前述のように、グリッドはＡＴＳＣ放送チャンネルと同期されているので、干渉は減少しＦＣＣの要件を満たす。ゲートウェイにより送信される信号の電力が非常に小さい事実も、さらにこれに役立つ。
【００５８】
同時に、ゲートウェイ１０はそれぞれのホワイトスペースチャンネルを確保し（ステップ６６）、近接するゲートウェイに確保したホワイトスペースについての情報を与える（ステップ６９）。前述のように、これは共通の帯域確保ＯＦＤＭシンボルを使用してなされる。この確保は、接続が続く間稼働したままである。ゲートウェイ１０がサービスする場所で、装置は稼働中、待機、非稼動の間でステータスを変更するので、近接するゲートウェイに現在のホワイトスペース確保情報を更新するため、ステップ６９は一定の時間間隔で繰り返されることに注意すべきである。
【００５９】
図６Ｂは、装置９により実行されるステップを示す、本発明の一実施形態による方法を示すフローチャートである。ステップ７０で、電源が入った装置は、ゲートウェイ放送のために帯域をスキャンし、シグナリングチャンネル５を検出する。チャンネル５が検出されると、装置９はゲートウェイへこのチャンネルを通して接続とサービスの要求を送信する（ステップ７１）。接続が確立されると、装置は特定のサービスを要求する（ステップ７２）。例えば、ユーザがテレビチャンネル７への接続を希望すると、それはテレビチャンネル７を特定する結合信号をゲートウェイへ送信する。ゲートウェイは、帯域検出器２から提供されて、現在の帯域占有情報を有する。このデータを用いて、ゲートウェイはチャンネル７を装置に放送できるホワイトスペースチャンネルを装置９に割り当て、要求されたマルチメディアメディアコンテンツを受信する方法および場所について装置に指示を送信する。ステップ７３で、装置はこれらの指示をゲートウェイ１０から受信し、ステップ７４で信号を受信し処理してマルチメディアコンテンツを抽出する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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