(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
免許不要スペクトル帯域におけるチャネルのリソースを取得するための送信点における方法であって、当該方法が、
複数のチャネルに対するセンシングを実行するステップと、
前記センシングの結果に従って、ネットワーク要素に報告を提供するステップと、
チャネルごとに前記送信点に対して少なくとも１つの無線アクセスクラスタを提供するメッセージを受信するステップと、
他の無線アクセスクラスタと競合してチャネル上に協調ビーコンを送信するステップと、
前記チャネル上の近隣の無線アクセスクラスタから協調ビーコンを受信するステップと、
前記協調ビーコンからの情報を前記ネットワーク要素に報告するステップと、
前記チャネルのためのリソースの割り当てを受信するステップと、を含む、
方法。
【請求項２】
競合して協調ビーコンを送信する前記ステップが、前記無線アクセスクラスタ内の他の送信点と共同で実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
競合して協調ビーコンを送信する前記ステップが、前記無線アクセスクラスタ内の他の送信点と順次に実行される、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
競合して協調ビーコンを送信する前記ステップが、偽の無線ローカルエリアネットワークの送信可メッセージの後になる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記の協調ビーコンを送信することが、オペレータ識別子、コントローラ識別子、無線アクセスクラスタ識別子、ビーコン順序、アクティブセンシング段階における残りの時間、コントローラの更新された実際のエアタイム割り当て、短期無線ローカルエリアネットワーク平均スペクトル利用率、及び前記無線アクセスクラスタのトラフィックの統計的なサービス品質測定値のうちの少なくとも１つを含む情報を送信することを含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
競合して送信する前記ステップが、最後に検出されたシーケンスからのランダムバックオフ時間を待って前記協調ビーコンを送信するステップを含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
リソースの割り当てを受信する前記ステップが、前記免許不要スペクトル帯域における前記チャネルの他のユーザのための柔軟な割合のリソースを含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記他のユーザが無線ローカルエリアネットワークのためのリソースを利用するとともに、前記柔軟な割合のリソースが、前記送信点の前記無線アクセスクラスタに対する、ある割合の前記チャネルのためのタイムスロットと、前記無線ローカルエリアネットワークに対する、ある割合の前記チャネルとを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
免許不要スペクトル帯域におけるチャネルのリソースを取得する送信点であって、当該送信点が、
複数のチャネルに対するセンシングを実行し、
前記センシングの結果に従って、ネットワーク要素に報告を提供し、
チャネルごとに当該送信点に対して少なくとも１つの無線アクセスクラスタを提供するメッセージを受信し、
他の無線アクセスクラスタと競合してチャネル上に協調ビーコンを送信し、
前記チャネル上の近隣の無線アクセスクラスタから協調ビーコンを受信し、
前記協調ビーコンからの情報を前記ネットワーク要素に報告し、
前記チャネルのためのリソースの割り当てを受信し、ここで、フレームにおいて前記リソースが柔軟な割合の免許不要スペクトルを含む、ように構成されるプロセッサを備える、
送信点。
【請求項１０】
当該送信点が、競合して、前記無線アクセスクラスタ内の他の送信点と共同で協調ビーコンを送信するように構成される、請求項９に記載の送信点。
【請求項１１】
当該送信点が、競合して、前記無線アクセスクラスタ内の他の送信点と順次に協調ビーコンを送信するように構成される、請求項９又は請求項１０に記載の送信点。
【請求項１２】
当該送信点が、競合して、偽の無線ローカルエリアネットワークの送信可メッセージの後に協調ビーコンを送信するように構成される、請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の送信点。
【請求項１３】
前記協調ビーコンが、オペレータ識別子、コントローラ識別子、無線アクセスクラスタ識別子、ビーコン順序、アクティブセンシング段階における残りの時間、コントローラの更新された実際のエアタイム割り当て、短期無線ローカルエリアネットワーク平均スペクトル利用率、及び前記無線アクセスクラスタのトラフィックの統計的なサービス品質測定値の中から選択される情報を含む、請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の送信点。
【請求項１４】
当該送信点が、最後に検出されたシーケンスからのランダムバックオフ時間を待って前記協調ビーコンを送信することにより、競合して送信するように構成される、請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の送信点。
【請求項１５】
前記柔軟な割合のリソースが、前記免許不要スペクトル帯域における前記チャネルの他のユーザを考慮する、請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載の送信点。
【請求項１６】
前記他のユーザが無線ローカルエリアネットワークのためのリソースを利用するとともに、前記柔軟な割合のリソースが、前記送信点の前記無線アクセスクラスタに対する、ある割合の前記チャネルのためのタイムスロットと、前記無線ローカルエリアネットワークに対する、ある割合の前記チャネルとを含む、請求項１５に記載の送信点。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１４年１２月１２日に出願され、“Method  and  System  for  Joint  Coordination  and  Coexistence  in  Unlicensed  Spectrum”と表題が付けられた米国非仮特許出願第１４／５６８，７０３号の利益を主張するものであり、その出願は参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本開示は、移動体通信に関し、特に、免許不要スペクトルを利用する移動体通信に関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイヤレスデータの使用量は、有意の増加を遂げたとともに、有意に増加し続けている。近い将来、現在の使用量の１０００倍を超えるデータ使用量の増加が見積もられている。この増加への寄与要因には、スマートフォンやタブレットなどのモバイル装置でのデータ使用量の高まりや、マシンツーマシン、デバイスツーデバイス、又はその他のトラフィックタイプなどの新興領域でのデータの使用が含まれる。
【０００４】
現在では、ネットワークオペレータによって有意のデータが提供される。例えば、データは、第３世代パートナーシッププロジェクト（the  third  generation  partnership  project：３ＧＰＰ）標準によって記述されるようなセルラネットワークを介して提供されてもよい。そのようなモバイル技術には、下記には限定されないが、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（global  system  for  mobile  communications：ＧＳＭ）及び符号分割多元接続（code  division  multiple  access：ＣＤＭＡ）のような第２世代ネットワーク、ユニバーサル移動体通信システム（universal  mobile  telecommunications  system：ＵＭＴＳ）のような第３世代ネットワーク、及びロングタームエボリューション（long  term  evolution：ＬＴＥ）のような第４世代ネットワークが含まれる。また、第５世代（fifth  generation：５Ｇ）ネットワークが開発され始めている。これらの標準の技術を利用して、ネットワークオペレータは、ユーザ装置（user  equipment：ＵＥ）にデータサービスを提供する。
【０００５】
無線データは、例えば、無線ローカルエリアネットワーク（wireless  local  area  network：ＷＬＡＮ）用の米国電気電子学会（institute  of  electrical  and  electronic  engineers：ＩＥＥＥ）８０２．１１標準のような他の方法でも提供される。
【０００６】
しかしながら、無線スペクトルは、ネットワークオペレータによって多くの状況の中で大量に利用されており、有意のデータ増加に対応するために、５Ｇ通信のための免許不要（unlicensed）スペクトルの使用を含む様々な選択肢が検討されている。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一実施形態は、免許不要スペクトル帯域のリソースを送信点に提供するためのネットワーク要素における方法を提供する。当該方法は、複数の送信点から、免許不要スペクトルにおけるチャネルをセンシングすること（sensing  channel）からの結果を受信するステップと、チャネルをセンシングすることからの結果に従って候補チャネルのグループを選択するステップと、候補チャネルのグループ内の各チャネルのための少なくとも１つの無線アクセスクラスタに複数の送信点をグループ化するステップと、チャネルをセンシングすることからの結果、及び報告に従って、無線アクセスクラスタにリソースを割り当てるステップであって、フレームにおいてリソースが柔軟な割合の免許不要スペクトルを含む、ステップとを含む。
【０００８】
本開示の別の実施形態は、免許不要スペクトル帯域におけるチャネルのリソースを取得するための送信点における方法を提供する。当該方法は、複数のチャネルをセンシングするステップと、センシングの結果に基づいてネットワーク要素に報告を提供するステップと、チャネルごとに（per  channel）送信点に対して少なくとも１つの無線アクセスクラスタを提供するメッセージを受信するステップと、他の無線アクセスクラスタと競合してチャネル上に協調ビーコンを送信するステップと、チャネル上の近隣の無線アクセスクラスタから協調ビーコンを受信するステップと、協調ビーコンからの情報をネットワーク要素に報告するステップと、チャネルのためのリソースの割り当てを受信するステップとを含む。
【０００９】
本開示は、下記の図面を参照することによってよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一例のネットワークアーキテクチャを示すブロック図である。
【図２】免許不要スペクトルを介するとともに利用して通信可能なＵＥが追加される、さらなる例示的なネットワークアーキテクチャを示すブロック図である。
【図３】本開示の一実施形態を実施するための論理ブロックを示すブロック図である。
【図４】本開示の一実施形態による、候補チャネルの選択を示すプロセス図である。
【図５】本開示の一実施形態による、観測期間、並びにアクティブセンシング段階及び１つ又は複数の共存フレームを有する協調期間を示すタイムラインである。
【図６】本開示の一実施形態による、ＴＰが無線アクセスクラスタにグループ化されるとともに様々なクラスタが特定のチャネルに関するクラスタを表すことができるネットワークを示すブロック図である。
【図７】本開示の一実施形態による、スペクトル利用率のレベルを示すブロック図である。
【図８】本開示の一実施形態による、本開示の実施形態に従って競合して協調することを示すプロセス図である。
【図９】本開示の一実施形態による、アクティブセンシング段階中の偽ＷＬＡＮ  ＣＴＳ及び協調ビーコンのジョイント伝送を示すブロック図である。
【図１０】本開示の一実施形態による、アクティブセンシング段階中の偽ＷＬＡＮ  ＣＴＳ及び協調ビーコンの順次伝送を示すブロック図である。
【図１１】本開示の一実施形態による、重複が相互影響又は潜在的な衝突を示す所定のチャネル上の近隣のＲＡＣを示すブロック図である。
【図１２】本開示の一実施形態による、一度全てのビーコンが受信されてデータが満たされた（populate）各ＲＡＣに関する近隣テーブルを示す図である。
【図１３】本開示の一実施形態による、本開示の一例によるソフトエアタイムシェア（soft  airtime  share）のスケジューリングを示すブロック図である。
【図１４】本開示の一実施形態による、マルチテナント５Ｇ−Ｕ  ＭＶＮＯについての仮想的に中央集権化された協調（virtually  centralized  coordination）のための一例のアーキテクチャを示すブロック図である。
【図１５】本開示の一実施形態による、複数のチャネルについての協調期間中のソフトエアタイムシェアの割り当てを示すタイムラインである。
【図１６】本開示の一実施形態による、競合してソフトエアタイムシェアを受信することを協調するための、ＣＳＭＣのＲＡＣのそれぞれに関するＣＳＭＣにおけるプロセスを示すプロセス図である。
【図１７】本開示の一実施形態による、コントローラとＴＰクラスタとの間のシグナリングを示すデータフロー図である。
【図１８】本開示の一実施形態による、ソフトエアタイムシェアを割り当てるためのネットワーク要素におけるプロセスを示すプロセス図である
【図１９】本開示の一実施形態による、ソフトエアタイムシェアの割り当てを受信するためのＴＰにおけるプロセスを示すプロセス図である
【図２０】本開示の一実施形態による、コンピューティングプラットフォームを例示するブロック図である。
【図２１】一実施形態の通信装置のブロック図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施形態は、免許必要スペクトルに対する負担を軽減するために、免許不要スペクトルを利用する方法及びシステムを提供する。本開示の１つの態様において、免許不要スペクトルの使用はまた、異なるアプリケーションシナリオ及びトラフィックタイプに関して、目標のサービス品質（quality  of  service：ＱｏＳ）並びに経験品質（quality  of  experience：ＱｏＥ）を達成する。
【００１２】
本明細書で使用される“免許必要スペクトル”は、地理的領域内のライセンシーに独占的に許可された無線周波数スペクトルの一部分を指す。例えば、米国における連邦通信委員会（Federal  Communications  Commission：ＦＣＣ）及び米国電気通信情報局（National  Telecommunications  &  information  Administration：ＮＴＩＡ）のような様々な規制機関は、ライセンシーに対して、所与の帯域内の無線周波数スペクトルの一部に関する周波数割り当てを提供することができる。そのようなライセンスは、通常、規定の中でもとりわけ、周波数範囲、地理的位置、最大電力レベルなどを規定している。
【００１３】
本明細書で使用される“免許不要スペクトル”は、登録されていないユーザが利用できるように規制当局によって割り当てられた周波数帯域を指す。すなわち、免許不要スペクトルは、独占的なライセンシーが存在しない無線周波数スペクトルの一部である。規制により、そのような免許不要スペクトルに対する送信電力は制限されることがある。
【００１４】
本開示の１つの態様において、免許不要スペクトルの現在の占有者との時間−周波数ジョイント共存のための媒体アクセス制御（medium  access  control：ＭＡＣ）メカニズムが導入される。そのような現在の占有者は、例えばＷＬＡＮ及びレーダシステムを含むが、これに限定されない。
【００１５】
本開示の更なる態様では、単一の無線オペレータ内で、さらに、異なる無線オペレータ間での協調を達成することができる。
【００１６】
上記は、競合して免許不要スペクトルにアクセスする無線アクセスクラスタを形成することによって達成され、それにより、個々の基地局及びユーザ装置（ＵＥ）が個別に免許不要スペクトルにアクセスすることを回避する。さらに、各無線アクセスクラスタは、同じオペレータからの送信点（transmission  point：ＴＰ）を有する。異なるオペレータからの、及び同じオペレータネットワーク内からのＲＡＣ間の競合が発生することがある。
【００１７】
協調は、パッシブセンシングメカニズム、及びリッスンビフォアトーク（ＬＢＴ）ベースのアクティブセンシングメカニズムの両方を組み合わせた、規制準拠のチャネル選択及び近隣者（neighbor）発見技術によって達成され得る。本明細書で使用される場合、用語“競合的協調（contend  to  coordinate）”は、本明細書に記載されるパッシブセンシングメカニズム及びアクティブセンシングメカニズムを定義するために使用される。そのような競合的協調技術は、免許不要スペクトルにおける無線（over-the-air：ＯＴＡ）シグナリングを利用する。
【００１８】
１つの態様において、本開示は、センシング結果の完全に分散された処理を提供する。さらなる態様では、処理は、ソフトウェア定義ネットワーク（software  defined  networks：ＳＤＮ）又はネットワーク機能仮想化（network  functions  virtualization：ＮＦＶ）実装のために、仮想的に中央集権化することができる。
【００１９】
受信された協調情報に基づいて、分散化されたか、又は仮想的に中央集権化された協調ポリシーは、次に、複数のフレームの間、ＲＡＣに、１つ又は複数の周波数チャネルにわたる独占的なソフトエアタイムシェアを与えるように動作することができる。そのようなフレームは、例えば、ＷＬＡＮを含む免許不要スペクトルの他のユーザと時間領域で共存することができる。本明細書で使用される“ソフトエアタイムシェア”という用語は、所与のタイムスロットにおける柔軟な割合のチャネルリソースの割り当てを示す。しかしながら、送信機によって利用されるチャネルの割合は、将来のタイムスロットにおいてチャネルを利用する他のユーザに余分な時間が再割り当てされる限り、ＱｏＳ要件を満たすように、所与のタイムスロットにおける割り当てられた量より高くてもよい。また、送信機によって利用されるチャネルの割合は、割り当てられた量より低くてもよい。“ソフト”という用語は、割り当てが、一連の最適化された物理的共存フレーム内に実装され得るエアタイムの長期の目標割合になることを示す。
【００２０】
下記で説明されるように、統計的なサービス品質の要件がスケジューリング決定に関与する場合、スケジューリングが利用されることができる。
【００２１】
ここで、地理的位置で動作する２つのネットワークオペレータの一例を示す図１を参照する。図１に示されるように、様々な基地局１１０は、カバレッジエリア内のユーザ装置に対するマクロセルカバレッジを提供する。基地局１１０は特定のオペレータに属し、図１の例では、いくつかの基地局１１０は第１のオペレータに属してもよく、一方いくつかの基地局は第２のオペレータに属してもよい。
【００２２】
さらに、図１の例には、複数のアクセスポイント１１２が示されている。そのようなアクセスポイントは、例えば、ピコセル（pico  cell）又はフェムトセル（femto  cell）のようなスモールセルに加えて、他のオプションの中でもとりわけ、遠隔無線ヘッド（remote  radio  head：ＲＲＨ）に属することができる。そのようなスモールセルは、特にセル境界の近くで、又は密集して使用される領域において、マクロセルからいくらかのトラフィックをオフロードすることができる。
【００２３】
ＷＬＡＮアクセスポイント１１４は、いくらかのデータトラフィックをＷＬＡＮのための免許不要スペクトルにオフロードするために利用されてもよい。
【００２４】
さらに、図１の実施形態において示されるように、ユーザ装置は、とりわけ、ラップトップ１２０、スマートフォン１２２などの装置を含むことができる。そのようなユーザ装置は、ＷＬＡＮアクセスポイント１１４を介して、ＷＬＡＮにアクセスすることができるとともに、基地局１１０又はスモールセルアクセスポイント１１２を介して、セルラネットワーク、又はセルＩＤを持たない無線ネットワークのような将来の無線ネットワークにアクセスすることができる。
【００２５】
各ネットワークオペレータは、中央スペクトル管理コントローラ（central  spectrum  management  controller：ＣＳＭＣ）を更に有することができる。そのようなコントローラは、オペレータのネットワーク内の送信点（ＴＰ）に対するスペクトル割り当てを管理することができる。図１の例では、ＣＳＭＣ１３０は、第１のネットワークオペレータによって操作されるとともに、ＣＳＭＣ１３２は、第２のネットワークオペレータによって操作される。
【００２６】
データ伝送を増加させるために、図１からわかるように、１つのオプションは、データトラフィックをＷＬＡＮにオフロードすることである。しかしながら、そのようなオフロードは、ユーザにとっては不透明であり、３ＧＰＰエアインタフェースによって一般に提供されるサービス品質の要件を考慮していない。
【００２７】
この点について、本開示の１つの態様では、方法及びシステムは、３ＧＰＰのエアインタフェース（air  interface：ＡＩ）の利点を、免許不要スペクトルに移植する（port）。
【００２８】
５Ｇ通信（本明細書では、第５世代の免許不要スペクトル使用の場合、５Ｇ−Ｕと呼ばれる）のような移動通信のための免許不要スペクトルの使用は、いくつかの課題を提示し得る。一実施形態において、１つの課題は、免許不要スペクトルを共有するネットワークの地理的に重複した配置である。
【００２９】
５Ｇ−Ｕに関するもう１つの課題は、免許必要スペクトル内の共通チャネル、又は仲介業者（brokerage）のような第三者を介してオペレータを協調させることは、現実的ではないということである。上記のように、免許必要スペクトルは、通常、スペクトルが、特定のネットワークオペレータに与えられるとともに、このネットワークオペレータのみが使用することができることを意味する。
【００３０】
また、免許不要スペクトルを使用するための任意の解決策は、オペレータ間の公平性、及び、同様にそのような免許不要スペクトルの現在のユーザに対する公平性を必要とし得る。例えば、５ＧＨｚ帯域が免許不要の通信に利用される場合、既存のユーザには、ＷＬＡＮアプリケーションの他に、図１のレーダ１４０のようなアプリケーションも含まれ得る。
【００３１】
５Ｇ−Ｕ使用のための１つのメカニズムは、リッスンビフォアトーク（ＬＢＴ）を実行することである。しかしながら、個々の送信点（ＴＰ）及びＵＥが単にリッスンビフォアトークを使用する場合、時間周波数リソースが予測不可能であり、サービス品質及び経験品質が達成されない可能性がある。さらに、このようなメカニズムは、定期的な測定及び同期シグナリングのためのリソースの確保を提供しない。また、リッスンビフォアトークの使用は、通常、協調マルチポイント伝送（coordinated  multipoint：ＣｏＭＰ）又はジョイント伝送（joint  transmission：ＪＴ）を含む高度な伝送スキームを許容しない。ＬＢＴシステムでは、低い送信電力のために、アップリンクが同様に攻撃される可能性がある。
【００３２】
免許不要スペクトルを使用するもう１つの課題は、地域特有の規制を遵守することである。例えば、一部の地域では、ある免許不要スペクトルが誰かによって利用されるかもしれないが、しかし他の地域ではそのようなスペクトルが使用されることは禁じられているかもしれない。
【００３３】
したがって、免許不要スペクトルを介したキャリア型のエアインタフェースを実現するために、様々なシステムが下記で説明される。下記のシステムは、５Ｇの動作に関して説明されることになる。しかしながら、これは限定することを意味するものではなく、本開示は、同様に、他の標準又は伝送技術とともに使用されることができる。したがって、５Ｇ−Ｕの使用は一例に過ぎない。
【００３４】
ここで、図２を参照する。図２に示されるように、ネットワークは、図１のネットワークと同様である。特に、第１のオペレータは第１の領域を有し、第２のオペレータは同様の地理的領域内で動作する。各々は、基地局２１０を利用する。いくつかの基地局２１０は、第１のオペレータに属し、一方いくつかの基地局は、第２のオペレータに属する。
【００３５】
スモールセルアクセスポイント２１２は、第１のオペレータ又は第２のオペレータのいずれかに属している。ＷＬＡＮアクセスポイント２１４は、家庭又は企業のいずれかに属していてもよく、又は、Ｗｉ−Ｆｉオフロードを提供するために、オペレータによって使用されてもよい。
【００３６】
ラップトップ２２０又はスマートフォン２２２のようなユーザ装置は、ＷＬＡＮアクセスポイント２１４を介して、オペレータの免許必要スペクトル又はＷＬＡＮのいずれかにアクセスすることができる。
【００３７】
さらに、各オペレータは、第１のオペレータのためのＣＳＭＣ２３０、及び第２のオペレータのためのＣＳＭＣ２３２として示される、ＣＭＳＣを含む。
【００３８】
レーダ２３６は、免許不要スペクトルの一部を利用しているかもしれない。
【００３９】
図２の例では、ＵＥ２３４は、本開示に従って、５Ｇ−Ｕ通信のための免許不要スペクトルを利用することが可能である。具体的には、図２に示されるように、免許不要スペクトル２４０のマップは、免許不要スペクトル内の複数のチャネル２４２を提供する。例えば、チャネル２４２は、それぞれ２０ＭＨｚの帯域幅を有することができる。しかしながら、これは単なる一例であり、他の帯域幅がチャネルに割り当てられることができる。
【００４０】
したがって、本開示は、５Ｇ通信のための免許不要スペクトルの使用を提供する。一態様では、５Ｇ−Ｕオペレータは、無線アクセスクラスタ（radio  access  cluster：ＲＡＣ）を定義して、免許不要の周波数チャネルを奪い合う。潜在的なチャネルの選択は、各ＲＡＣによる長期ＷＬＡＮ平均スペクトル利用率（average  spectrum  utilization：ＡＳＵ）測定値と、レーダ活動を含む他の用途の検出とに基づいている。各ＲＡＣは、潜在的な通信のために選択されたチャネルのリストを作成する。
【００４１】
下記で説明されるように、その場合に、ＲＡＣは、ＷＬＡＮに影響されない、協調のマルチノードアクティブセンシング段階の間、その選択されたチャネル上で競合して協調する。この段階の間、ビーコンが送信され、近隣のＲＡＣから受信したビーコンを利用して、チャネルごとに競合するＲＡＣの自律設定が実行されることができる。
【００４２】
競合して協調することは、ＲＡＣ間の非同期スケジューラを介した完全に分散された協調を提供し、各ＲＡＣに独占的なソフトエアタイムシェアを与える。
【００４３】
ここで、本開示の一実施形態の概要を提供するブロック図を示す図３を参照する。図３に示されるように、各中央スペクトル管理コントローラ又は仮想スペクトルアクセスコントローラについて、複数の論理ブロックが提供される。
【００４４】
第１のブロック３２０は、マルチノードパッシブセンシングチャネル測定及び選択ブロックである。一実施形態では、マルチノードパッシブセンシングは、地理的領域内の全ての送信点（ＴＰ）によって行われてもよい。他の実施形態では、ネットワークは、パッシブセンシングを行うためにわずかなＴＰしか設定しなくてもよい。これは、例えば、センシングを実行するセンシングノードのグループを含むことができる。
【００４５】
ブロック３２０におけるパッシブセンシングは、ＴＰが候補チャネルのリストを作成することを可能にする。一度ブロック３２０におけるパッシブセンシングが終了すると、図３の解決策は、パッシブセンシング中に発見された選択された候補チャネルのリストを、ブロック３３０に提供する。
【００４６】
ブロック３３０は、アクティブセンシング段階を実行し、チャネルごとのＲＡＣセットを作成することを含む、様々な機能を実行する。具体的には、サブブロック３３２において、各ＣＭＳＣ又は仮想スペクトルアクセスコーディネータ（virtual  spectrum  access  coordinator：ＶＳＡＣ）は、各チャネルに対する協調ＲＡＣセットを設定する。さらに、サブブロック３３４において、アクティブセンシング段階は、ビーコンの受信及び送信を含む。概して、ブロック３３０の動作は下記で説明され、ネットワーク内の各ＲＡＣについて近隣者が誰であるかを発見する方法を提供する。
【００４７】
パッシブセンシングブロック３２０からの情報、及びサブブロック３３２からのチャネルごとに設定された協調ＲＡＣセットは、チャネルごとの協調情報ブロック３４０に提供される。
【００４８】
ブロック３４０は、スケジューリングブロック３５０に提供される入力情報を表し、スケジューリングブロック３５０は、各チャネルに対するスケジューラを実行する。スケジューラからの情報は、各チャネルに対してソフトエアタイムシェアを割り当てるスケジューリングブロックの結果を示す論理ブロックであるブロック３６０によって表される独占的なソフトエアタイムグラントを含む。
【００４９】
その場合、ソフトエアタイムシェアは、サービス品質パラメータを保証しながら、免許不要スペクトルを介した５Ｇのエアインタフェースを提供するために使用され得る。しかしながら、そのような無線インタフェースは、本開示の範囲外である。
【００５０】
ブロック３２０〜３６０のそれぞれは、下記でより詳細に説明される。
【００５１】
具体的には、パッシブセンシングブロック３２０は、長い時間スケールにわたる動作を提供し、本明細書では、ＴＯＢＳとして示される観測期間ごとに実行される。操作には数分かかることがあり、残りのブロックに情報を提供する。
【００５２】
そのような情報は、送信点の地理的位置における利用可能なチャネルの定性的測定値を含むことができる。例えば、長期時間平均ＷＬＡＮチャネル利用率が実現されることができ、一方短期平均ＷＬＡＮチャネル利用率が生成されて協調情報を更新することができる。さらに、レーダ又は免許不要スペクトルの他のユーザを含む他のスペクトル利用率のセンシングは、パッシブセンシング段階によって検出されることができる。
【００５３】
パッシブセンシングブロック３２０は、動的周波数選択（dynamic  frequency  selection：ＤＦＳ）のような、免許不要スペクトルにアクセスするための地域特有の規制ルールに関する情報を更に含むことができる。例えば、米国や欧州では利用できないいくつかのチャンネルが日本では利用可能であり、その逆もまた同様である。パッシブセンシングブロック３２０には、そのような規制ルールをチャネルの候補リストに適用できるように、ローカル規制情報が提供されてもよい。
【００５４】
観測期間後、次に、利用可能な周波数チャネルがブロック３３０に提供される。
【００５５】
したがって、再び図２を参照すると、スモールセル２１２、又はそのサブセットは、パッシブセンシングを実行することができ、この場合、免許不要のチャンネルは受動的にスキャンされ、周期的にサンプリングされ得る。
【００５６】
ここで、パッシブセンシング及びチャネル選択手順を示す図４を参照する。具体的には、図４のプロセスはブロック４１０において開始し、ブロック４１２に進み、そこでは、中央スペクトル管理コントローラによって管理される全てのＴＰ又は地理的に分散されたＴＰのサブセットが、免許不要帯域の全域で全チャネルにわたってパッシブセンシングを実行する。
【００５７】
次にプロセスはブロック４１４に進み、そこでは、特定のチャネルがある時間除外される。一実施形態では、除外は、ＤＦＳなどの地域特有の規制ルール、特定のチャネルでのレーダ活動の検出などを含む様々な要因に基づいている。その後、除外されていないチャネルは、次の観測期間で再評価されることができる。
【００５８】
次にプロセスはブロック４１６に進み、そこでは、センシングＴＰが、一般に２つの時間スケールで各利用可能なチャネルの平均スペクトル利用率（ＡＳＵ）を測定する。ＷＬＡＮとは異なり、センシングＴＰは、利用可能なリストからチャネルをランダムに選択するのではなく、むしろチャネルのスペクトル利用率の正確な測定を実行する。例えば、ＷＬＡＮのような他のエンティティはそのようなチャネルを利用しているかもしれない。
【００５９】
２つの時間スケールは、長期平均チャネル利用率と短期平均チャネル利用率である。長期時間平均チャネル利用率は、ＴＯＢＳと呼ばれる時間スケールで行われ、チャネル選択に使用される。短期時間平均チャネル利用率は、本明細書ではＴｃｏｏｒｄと呼ばれ、５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣ間の協調又はスケジューリングに使用される。
【００６０】
ブロック４１６において、測定は、利用可能なチャネル上で継続的に行われ、タイミングにおいて厳密ではない。５Ｇ−Ｕ伝送が存在するチャネルでは、ＷＬＡＮアクセスのために残されたアイドル期間中にセンシングが行われる。
【００６１】
次にプロセスはブロック４１８に進み、そこでは、ＴＰが、例えば図７に示されるように、次の観測期間の利用可能チャネルリストから標準値のしきい値を超える長期時間平均スペクトル利用率を有するチャネルを除外する。これにより、協調ブロック、及び、さらにスケジューラに提供されることができる“選択されたチャネル”のリストが得られる。
【００６２】
図４に示されるように、プロセスはブロック４１８から続けてブロック４１２において受動的にスキャンし、ブロック４１４，４１６、及び４１８のプロセスを実行する。このようにして、本発明の一実施形態による図４により示されように、チャネルは、免許不要帯域にわたるチャネルに関するセンシングに応じて選択される。次に、現在の選択されたチャネルのリストが、上記の図３のブロック３３０、すなわちアクティブセンシング及び競合的協調（contend-to-coordinate）ブロックに提供され得る。
【００６３】
ここで、下記で説明されるアクティブセンシング段階とともに、上記の観測と協調の時間スケールのタイムラインを示す図５を参照する。図５に示されるように、長い期間と短い期間の両方が提供される。具体的には、ＴＯＢＳ期間５１０は、Ｔｃｏｏｒｄ期間５２０よりもずっと長いことが示されている。
【００６４】
さらに、図５に示されるように、Ｔｃｏｏｒｄ期間５２０の間に、アクティブセンシング段階（active  sensing  phase：ＡＳＰ）５３０及び共存フレーム（“ｃｏｅｘフレーム”）５４０が存在する。
【００６５】
上記の図３のブロック３３０の動作は、協調期間５２０ごとに実行される。観測期間は、複数の協調期間を含む。
【００６６】
具体的には、アクティブセンシング段階５３０は、各ＲＡＣによって使用され、近隣のＲＡＣによって検出され得るビーコンを提供し、ＲＡＣが近隣者のリスト及び近隣者の属性を集めることを可能にする。
【００６７】
最初に、観測の結果に基づいて、同じ近傍内で近接した短期ＡＳＵ値を有するチャネルごとのＴＰのグループ分けが、無線アクセスクラスタにグループ化される。ＣＳＭＣ又はＶＳＡＣは、チャネル単位でＲＡＣを作成し、ＲＡＣクラスタをＴＰに伝達する。したがって、候補チャネルごとに、それぞれが少なくとも１つのＴＰを有するＲＡＣが作成される。ＴＰが近接性及びＡＳＵ値において近い場合、２つ以上のＴＰがチャネル上の１つのＲＡＣにグループ化され得る。
【００６８】
したがって、ＴＰは、複数のＲＡＣに割り当てられ、そのＴＰに対する各ＲＡＣは異なるチャネルを有することができる。ＴＰに対するＲＡＣには、異なる要素（member）が存在する場合もある。例えば、第１のＴＰは、第１のチャネル上の第１のＲＡＣ、及び第２のチャネル上の第２のＲＡＣに割り当てられてもよい。いくつかの実施形態では、第２のＲＡＣは、第１のＲＡＣとは異なるＴＰのセットを有することができる。
【００６９】
例えば、図６に示されるように、特定の協調期間内の特定のチャネルについて、ＲＡＣは、ＣＭＳＣにおける近接した短期ＡＳＵ測定値によってＴＰをグループ化することによって形成されることができる。本明細書で使用される“近接した短期ＡＳＵ測定値”とは、短期ＡＳＵ測定値がお互いのしきい値内にあることを意味し得る。したがって、図６では、ＣＭＳＣ６１０は、特定のチャネルについて、ＴＰ６１４及び６１６の特性並びに地理的位置に基づいて、ＴＰ６１４及び６１６をＲＡＣ６２０にグループ化することができる。
【００７０】
したがって、ＴＰのＲＡＣへのグループ化は、協調期間５２０ごとに行われる。ＣＭＳＣは、長期間選択されたリストの中の所与の免許不要チャネルに対するＷＬＡＮ活動の局所性を利用することにより、その近傍の近接した短期測定値を有するＴＰを、他の同様のＴＰにグループ化することができる。測定値は、チャネル上のＴＰ測定値に関する短期ＷＬＡＮ  ＡＳＵ値であってもよいし、又は対応する短期の達成可能なソフトエアタイムシェア（ＳＡＴ）であってもよい。例えば、図７を参照すると、短期ＷＬＡＮ  ＡＳＵ値のための量子化スキームが提供される。図７の例では、チャネルは、スペクトル上で、全く使用されない状態から、完全に使用される状態まで、変化する。利用率は、とても低い（very  light：ＶＬ）７１０、低い（light：Ｌ）７１２、中位（medium：Ｍ）７１４、高い（high：Ｈ）７１６、及びとても高い（very  high：ＶＨ）７１８を含む様々なカテゴリに分類されることができる。しかしながら、そのようなスペクトルの描写は単なる一例に過ぎず、より多いか又はより少ないカテゴリが提供されることができる。マッピング関数は、ＷＬＡＮ  ＡＳＵから５Ｇ−Ｕの達成可能なソフトエアタイムにマッピングすることができ、非線形関数とすることができる。
【００７１】
いくつかの実施形態では、標準の線形又は非線形量子化スキームを使用して、グループ化のための測定値をビン（bin）することができる。各ビンのレベルは、ＲＡＣの結合された短期間測定値を表す。
【００７２】
ＲＡＣは、チャネル特有であり、協調期間の継続期間中だけは解体される。このようにして、ＴＰは、免許不要スペクトルにわたって、その免許不要スペクトルにおける様々な異なるチャネル内で複数のＲＡＣの要素となり得る。
【００７３】
したがって、同じＣＭＳＣによって形成された全てのＲＡＣは、１つの平均割り当てエアタイム（averaged  allocated  airtime：ＡＡＡ）値に寄与する。
【００７４】
一度ＲＡＣが作成されると、上記の図３のブロック３３０において、競合的協調フレーム同期のためのアクティブセンシングが行われる。競合的協調機能には、様々な特質が含まれている。これには、一例では、選択された免許不要チャネル上での、無線によるポーリング（over  the  air  polling）とも呼ばれるアクティブセンシングが含まれ、媒体（medium）は、地域特有の送信電力制御（transmission  power  control：ＴＰＣ）ルールに従いながら、同じチャネルにアクセスすることに関心のある近隣の５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣを自由に発見することができる。
【００７５】
下記で説明されるように、競合的協調動作は、ポーリングされたＲＡＣからのポーリング応答、並びにその中の協調情報、公平性情報、及び識別情報を検出することを更に含む。
【００７６】
競合的協調機能は、各ＣＭＳＣにおいて分散された協調ポリシーが動作するＲＡＣのセットを更に構成する。
【００７７】
競合的協調動作は、共通に選択されたチャネル上の競合する５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣ間の協調フレームのチャネルごとの同期を更に含む。
【００７８】
したがって、一度ＲＡＣが割り当てられると、各ＲＡＣはアクティブセンシング段階を実行する。ここで、アクティブセンシング段階のプロセス図を示す図８を参照する。図８のプロセスは、ブロック８１０において開始してブロック８１２に進み、そこでは、起動した５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣがＲＡＣの選択されたリスト内の全てのチャネル上の既存のＲＡＣの協調フレームの始まりを示すビーコンのシーケンスを探索する。本開示では、協調フレームは、上記の図５の短いアクティブセンシング段階５３０と、それに続く時分割多重化された５Ｇ−Ｕ及びＷＬＡＮ伝送の複数の共存フレーム５４０とから構成される。
【００７９】
具体的には、次回の時間ウィンドウ内の免許不要スペクトルにおけるチャネル上のＴＰクラスタに割り当てられたソフトエアタイムシェアを仮定すると、共存フレームを形成するＱｏＳの最適化された時分割多重化伝送スロット（transmission  slot）の形でのリソース予約のための動的実装が達成され得る。そのような共存フレームの最適化は、免許不要スペクトルの使用及びキャリア型のエアインタフェースに対するその適合性と、オーバヘッドの形態でのエアタイムロスを除去することによって得られる共存効率と、サービスされたフロー（served  flow）に関するサービス品質要件と、そしてさらに、適用可能であれば、既存のＷＬＡＮに関するアクセスカテゴリ（access  category）のサービス品質とを考慮に入れることができる。いくつかの実施形態では、共存フレームは、５Ｇネットワークからのリソースのみを含むことができる。代替実施形態として、共存フレームは、ＷＬＡＮネットワークからのリソースのみを含むことができる。
【００８０】
１つのＲＡＣのブロック８１２からの協調ビーコンは、ＲＡＣ内のＴＰからのジョイント伝送によって、又はＲＡＣからの標準に準拠した時間ギャップ（Ｔｇａｐ）で連続して、ブロードキャストされる。固定時間ギャップを有するジョイント伝送又は連続伝送の選択は、他の要因の中でもとりわけ、同期及びハードウェアサポートの観点からのジョイント伝送の実行可能性などの要因に基づいてもよい。
【００８１】
連続伝送の場合、時間ギャップは、ポイント協調機能（point  coordination  function：ＰＣＦ）フレーム間間隔（PCF  interframe  space：ＰＩＦＳ）よりも小さくてもよい。ブロードキャストすることは、最大ＴＰＣ許容実効等方放射電力（effective  isotropic  radiated  power：ＥＩＲＰ）レベルで等方的に行われてもよい。さらに、ブロードキャストは、最も信頼できる変調及び符号化方式（modulation  and  coding  scheme：ＭＣＳ）を使用することができる。一実施形態では、順次の場合、ブロードキャストは、ＴＰのローカルインデックスの順序（order）で実行されてもよい。
【００８２】
さらに、一実施形態では、協調シーケンスは、共同で送信された偽のＷＬＡＮ送信可（clear  to  send：ＣＴＳ）フレームの後になり得る。他の実施形態では、協調シーケンスは、周囲のＷＬＡＮがアクティブセンシングフェーズ（ＡＳＰ）の終わりまで競合を延期するように強制するためにＡＳＰの残りの期間に設定されたＮＡＶ期間フィールドを有する、短いフレーム間間隔（short  inter-frame  space：ＳＩＦＳ）期間だけ間隔を空けられた一連の偽のＷＬＡＮ  ＣＴＳフレームの後になり得る。さらに、ＲＡＣ内に１つのＴＰのみが存在する場合、単一のＴＰは、協調シーケンスの前に、ＷＬＡＮ  ＣＴＳフレームを送信することができる。
【００８３】
協調ビーコンは、主に、例えば、５Ｇ−Ｕオペレータ識別子、ＭＳＣ識別子、ＲＡＣ識別子、シーケンス内のビーコン順序、ＡＳＰの残りの期間、ＣＭＳＣの更新された実際のＡＡＡ、短時間ＷＬＡＮ  ＡＳＵ（又はその達成可能なＳＡＴへのマッピング）、及び、場合により、ＲＡＣトラフィックの統計的なＱｏＳ測定値などの情報を運ぶ。しかしながら、上記のリストは限定的なものではなく、上記の情報のサブセットの他に、上記のリストに含まれていない他の情報を提供することができる。
【００８４】
ブロック８１２のビーコンの探索の後で、図８のプロセスは次にブロック８１４に進み、そこでは、ビーコンが検出されたかどうかを判定するためのチェックが行われる。特定のチャネル上で協調期間内に既存の協調ビーコンが検出されない場合、ＣＭＳＣは、他の関心のあるＲＡＣがそのアクセス試行時に同期するための基準として、ビーコンシーケンス伝送を開始することができる。これは、ブロック８２０に関して示されている。
【００８５】
後続の協調フレームでは、イニシエータＲＡＣは、最後の共存フレーム５４０の終わりに、偽のＣＴＳシーケンスのＮＡＶ保護の下で、そのしかるべき場合（due  instance）においてそのＡＳＰを常に開始する。
【００８６】
反対に、ブロック８１４から、協調ビーコンが検出された場合、検出ＲＡＣはチャネル上のイニシエータではない。それは、ブロック８３０において発信元ＲＡＣを特定し、ビーコンに含まれる協調情報を抽出する。次に、協調ビーコンを検出したＲＡＣは、ビーコン内で発見されるＡＳＰ値の残りの期間を使用して、元の基準点（reference  point）を見つけることができる。
【００８７】
ブロック８３０から、プロセスはブロック８４０に進み、そこでは、ビーコンへの応答が送信される。ＲＡＣは、他のＲＡＣと競合して、自身の協調ビーコン内で応答を送信する必要がある。ＲＡＣは、アイドル媒体を検出した後で、ランダムバックオフ時間を待つ。いくつかの実施形態では、ランダムバックオフ時間は、小さな競合ウィンドウを有する標準化された関数から生成されてもよい。
【００８８】
ブロック８２０又は８４０から、ＲＡＣは、３つの条件のうちのいずれか１つが存在する場合、チャネル上で競合することを停止する。スケジューリングの決定のアナウンスが有効にされ、そしてＲＡＣが自己スケジュールされていないか、又は既にアナウンスされている場合、ＲＡＣは競合することを停止する。さらに、応答テーブルの共有が有効にされ、そして（最後の応答後に）通信するべき新しいエントリがテーブルに存在しない場合、ＲＡＣは競合することを停止する。また、ＡＳＰ期間が経過した場合、ＲＡＣは競合することを停止する。
【００８９】
ブロック８５０から、ＲＡＣが競合することを停止する必要がある場合、プロセスはブロック８６０に進み、終了する。そうでなければ、プロセスはブロック８１２に戻り、さらなるビーコンを探索することができる。
【００９０】
ここで、異なるノードからのビーコンの伝送の送信を示す図９を参照する。特に、図９に示されるように、３つのオペレータが存在し、ＲＡＣが提供される。この場合、第１のオペレータＲＡＣ９１０はイニシエータであり、オペレータＲＡＣ９１２、９１４、及び９１６は近隣者である。
【００９１】
オペレータＲＡＣ９１０は、まず、信号９２０によって示されるように、偽の伝送ＣＴＳを送信する。Ｔｇａｐと指定された特定の時間間隔の後で、イニシエータＲＡＣ９１０は、次に、その協調ビーコン９２２を送信する。
【００９２】
ＲＡＣ９１２、９１４、及び９１６のそれぞれは、ビーコンを受信し、ａＳｌｏｔＴｉｍｅ＋Ｔｇａｐとして指定された時間期間を待って、次いで、ランダムバックオフ時間を設定する。
【００９３】
図９の例では、ＲＡＣ９１４は、最短バックオフ時間を有し、ブロック９３０によって示されるように、その偽のジョイント伝送ＣＴＳを提供する。ブロック９３２によって示されるように、時間Ｔｇａｐの後で、ＲＡＣ９１４は、次に、そのビーコン応答を送信する。
【００９４】
同様に、ａＳｌｏｔＴｉｍｅ＋Ｔｇａｐとして指定された時間の後で、ランダムバックオフ時間が残りのＲＡＣに設定され、図９の例では、ＲＡＣ９１２は次に短いバックオフ時間を有する。シグナリングブロック９４０によって示されるように、その後、ＲＡＣ９１２は、偽のジョイント伝送ＣＴＳを送信する。ブロック９４２によって示されるように、時間Ｔｇａｐの後で、ＲＡＣ９１２は、次に、その協調ビーコンを送信する。
【００９５】
同様に、図９の例では、シグナリングブロック９５０によって示されるように、ＲＡＣ９１６は、ａＳｌｏｔＴｉｍｅ＋Ｔｇａｐ、そして次にランダムバックオフ時間を待って、偽のジョイントＣＴＳ送信を送信する。シグナリングブロック９５２によって示されるように、時間ギャップの後で、ＲＡＣ９１６は、その協調ビーコンを送信する。図９の例では、もしＲＡＣ内に単一のＴＰのみが存在するならば、その場合、ジョイント伝送ＣＴＳの代わりに、単一伝送ＣＴＳが実行される。
【００９６】
図１０を参照すると、別の実施形態では、ジョイント伝送の代わりに、順次伝送を行うことができる。したがって、図１０の例では、ＲＡＣ１０１０、１０１２、１０１４が示されている。この場合、ＲＡＣ１０１０はイニシエータであり、ＲＡＣ１０１０は、ＲＡＣ内の各ＴＰから、短いフレーム間間隔（short  inter-frame  space：ＳＩＦＳ）だけ間隔を空けられた偽のＣＴＳを送信する。
【００９７】
図１０の例では、３つのＴＰがＲＡＣ１０１０内に存在し、したがって、シグナリングブロック１０２０、１０２２、及び１０２４によって示されるように、３つの偽のＣＴＳ伝送が行われる。
【００９８】
全ての偽のＣＴＳブロックが送信された後で、協調ビーコンが送信され得る。この場合も先と同様に、これは、図１０の例において順次に行われ、したがって、図１０の例における信号ブロック１０２６、１０２８、及び１０３０によって示されるように、３つの協調ビーコンが３つのＴＰから送信される。
【００９９】
ＲＡＣ１０１０に関する全てのＣＢが送信された後で、残りのＲＡＣのそれぞれは、ａＳｌｏｔＴｉｍｅ＋Ｔｇａｐとして指定された時間を待って、バックオフタイマが設定される。図１０の例では、ＲＡＣ１０１４は、最短のバックオフ時間を有し、バックオフ時間の終わりにその偽のＣＴＳシグナリングを送信する。具体的には、図１０において示されるように、２つのＴＰがＲＡＣ１０１４内に存在し、偽のＣＴＳがブロック１０４０及び１０４２で送信される。時間ギャップの後で、次にＣＢが送信される。図１０では、２つのＴＰがＲＡＣ１０１４において提供され、したがってＣＢはシグナリングブロック１０４４及び１０４６で示される。
【０１００】
さらに、時間ギャップ及びランダムバックオフ時間の後で、ＲＡＣ１０１２は、次に、そのＣＴＳを送信する。図１０に示されるように、ＲＡＣ１０１２は、４つの送信点を有し、したがって、ブロック１０５０、１０５２、１０５４、及び１０５６によって示されるように、４つのＣＴＳが順次送信される。その後、時間ギャップの後で、ＴＰに関するＣＢが、ＲＡＣ１０１２から順番に送信される。これらはブロック１０６０、１０６２、１０６４、及び１０６６で示されている。
【０１０１】
しかしながら、図９及び図１０の例は限定的ではない。特定のＲＡＣの近隣のセル内により多いか又はより少ないＲＡＣが存在し、さらに任意のＲＡＣ内に任意の数のＴＰが存在する可能性がある。
【０１０２】
一度ＲＡＣがその近隣者の全てからビーコン信号を受信すると、次に、ＲＡＣは特定のチャネルに関するスケジューリングを決定することができる。ここで、図１１を参照する。
【０１０３】
図１１に示されるように、複数のＲＡＣのカバレッジエリアの例を提供する一例のブロック図が示されている。ＲＡＣ間の重複部分は、隣接するＲＡＣを示す。
【０１０４】
ＲＡＣは、ビーコンチャネルの形で近隣者に情報を提供する。一実施形態では、ビーコンは、同様に、ビーコンを送信しているＲＡＣに関する情報のみを含んでもよい。他の実施形態では、ＲＡＣビーコンは、送信ＲＡＣの情報に加えて、他の近隣者から既に受信した情報を含むことができる。下記の例では、送信ＲＡＣに関する情報のみがビーコンに含まれていると仮定する。しかしながら、これは限定的ではなく、近隣情報の共有は、本開示の実施形態でも同様に使用することができる。
【０１０５】
図１１の実施形態によれば、ＲＡＣは、ポーリング応答の共有がない場合、その直近の近隣者のみを気にする。したがって、図１１に示されるように、ＲＡＣ１１１０は、近隣者のＲＡＣ１１１２及びＲＡＣ１１１４を有する。
【０１０６】
同様に、ＲＡＣ１１１２は、近隣者のＲＡＣ１１１０、ＲＡＣ１１１４、及びＲＡＣ１１１５を有する。
【０１０７】
ＲＡＣ１１１４は、近隣者のＲＡＣ１１１０、ＲＡＣ１１１２、ＲＡＣ１１１５、及びＲＡＣ１１１６を有する。さらに、ＲＡＣ１１１６は、近隣者のＲＡＣ１１１４及びＲＡＣ１１１８を有し、ＲＡＣ１１１８は、近隣者のＲＡＣ１１１６を有する。
【０１０８】
ここで、競合するＲＡＣセット及びアナウンスの自律設定の一例を示す図１２を参照する。この場合、ポーリング応答テーブルの共有は提供されず、自己スケジューリングＲＡＣがその決定を通知する。したがって、図１２に示されるように、各ＲＡＣは、その近隣者と関連付けられたテーブルを有する。
【０１０９】
図１２において、テーブル１２１０は、図１１のＲＡＣ１１１０のためのものである。同様に、テーブル１２１２は、ＲＡＣ１１１２のためのものである。テーブル１２１４は、ＲＡＣ１１１４のためのものである。テーブル１２１５は、ＲＡＣ１１１５のためのものである。テーブル１２１６は、ＲＡＣ１１１６のためのものである。そしてテーブル１２１８は、ＲＡＣ１１１８のためのものである。
【０１１０】
したがって、図１２の実施形態によれば、ＲＡＣ１１１０は、ＲＡＣ１１１２及びＲＡＣ１１１４からビーコンを受信し、そのポーリング応答テーブル１２１０を、受信されたビーコンからの情報によって満たす。同様に、残りのＲＡＣは近隣のビーコンを受信し、それらのポーリング応答テーブルを満たす。
【０１１１】
一度全ての協調ビーコンが受信されると、各ＲＡＣは、それらのスケジューリング決定のためのアナウンスを行うことができる。スケジューリング決定のアナウンスは、予め定義されたスケジューリングアルゴリズムによる順序に基づいている。例えば、そのようなスケジューリングアルゴリズムは、５Ｇ−Ｕ通信に関連する標準において予め定義されてもよい。そうでなければ、スケジューリングアルゴリズムは、例えばオペレータによって分散されてもよい。
【０１１２】
図１１及び図１２の例に従うと、もしスケジューリングアルゴリズムが、ＲＡＣ１１１０が優先権を有し、ＲＡＣ１１１２、１１１４、１１１５、１１１６、及び１１１８がその順序で続くと判定したならば、その場合に、ＲＡＣ１１１０は、チャネルを使用しているかどうかを最初にアナウンスする。直接の近隣者、すなわちＲＡＣ１１１２及びＲＡＣ１１１４には、スケジューリングの結果が表示される。したがって、ＲＡＣ１１１０は、一度アクティブセンシング段階の“アナウンス結果”部分が開始されると直ちに、競合して、その決定をアナウンスする。
【０１１３】
ＲＡＣ１１１２及びＲＡＣ１１１４は、それらの順位付けられたセット（ordered  set）内にＲＡＣ１１１０を有し、ＲＡＣ１１１０がＲＡＣ１１１２及びＲＡＣ１１１４のスケジューリングよりも優先されるため、したがって、ＲＡＣ１１１２及び１１１４はスケジューリングを行わない。
【０１１４】
特定の遅延の後で、ＲＡＣ１１１５、１１１６、及び１１１８は、それらのセットの最上位にあるＲＡＣからアナウンスを受信しない。例えば、ＲＡＣ１１１５の場合、近隣者のセット内で最も高い優先権を有するＲＡＣはＲＡＣ１１１２であり、その後にＲＡＣ１１１４が続く。しかしながら、上述したように、ＲＡＣ１１１２又は１１１４のどちらも、それらの近隣者のセットにおけるより高い優先権のスケジューリングのために、スケジューリングを行わない。
【０１１５】
この場合、ＲＡＣ１１１５、１１１６、及び１１１８は、競合して、それらがチャネル使用を前提としている（assume）ことをアナウンスする。ＲＡＣ１１１５の場合、ＲＡＣ１１１６とＲＡＣ１１１８は隣接していないため、アナウンスを行った後にチャネルを取得することができる。
【０１１６】
ＲＡＣ１１１６及びＲＡＣ１１１８の場合、自己スケジューリングされており、そしてＡＳＰブロックのアナウンス結果部分の間でＲＡＣ１１１８がアナウンスにおいてＲＡＣ１１１６に先行する場合、ＲＡＣ１１１６はチャネルの使用を控える。
【０１１７】
一実施形態では、ＲＡＣ１１１６及び１１１８が同じオペレータのＣＳＭＣ内に存在する場合、スケジューリングはＣＳＭＣによって支援され、その場合に、ＲＡＣ１１１６のみがチャネルを前提とすることを主張する一方、ＲＡＣ１１１８は引き続きチャネルを共有又は再使用することができる。
【０１１８】
したがって、上記は、様々なＲＡＣが免許不要の５Ｇ−Ｕスペクトル内のチャネルを前提とするための方法及びシステムを説明している。
【０１１９】
別の実施形態では、ＲＡＣは、それらのポーリング応答テーブルを更に共有することができる。この場合、各ＲＡＣは、スケジューリングの決定を行うために、他のＲＡＣポーリングテーブルの完全な知識を有することができる。
【０１２０】
スケジューリング決定を行うための順序は、スケジューリングアルゴリズムに基づいてもよく、いくつかの実施形態では、ＲＡＣ内の各ＴＰによって、又は各ＣＳＭＳ（若しくは仮想ネットワークリソースが使用される場合は各ＶＳＡＣ）によって決定されてもよい。
【０１２１】
さらに、ＲＡＣがチャネルを自己スケジューリングしたとしても、ＲＡＣは、チャネルの他のユーザと共有するためのチャネルに関するソフトエアタイムシェアが必要である。図３に関して上記で説明されたように、一度ブロック３３０において協調情報が決定されると、情報はブロック３４０及び３５０に提供される。
【０１２２】
ここで、一度アクティブセンシング段階の終わりに協調セットが設定されると免許不要チャネルのそれぞれに対して実施されるＲＡＣ間スケジューリング動作を示す図１３を参照する。トラフィックの統計的なＱｏＳに加えて、セット内の各競合するＣＭＳＣによって測定された短期間のＷＬＡＮスペクトル利用率、その更新されたＡＡＡが与えられると、５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣは、協調フレーム期間の小部分の間、チャネルへの独占的なアクセスを許可される。言い換えれば、“ソフトエアタイムシェア”の形でのリソース予約が提供される。
【０１２３】
スケジューリングのための様々なオプションが可能である。第１のオプションでは、スケジューリングを完全に分散させることができる。この場合、各ＣＳＭＣにおけるＲＡＣ間スケジューリングが実行される。これは、５Ｇ−Ｕオペレータの独立した配置の典型例であり得る。
【０１２４】
さらなる実施形態では、ＲＡＣ間スケジューリングの仮想的に中央集権化されたモデルが提供される。この場合、マルチテナントモード（multi-tenancy  mode）でインフラストラクチャを共有する場合、仮想移動体通信事業者（mobile  virtual  network  operator：ＭＶＮＯ）による５Ｇのソフトウェア定義ネットワークの実装例は、ＲＡＣをスケジューリングすることができる。
【０１２５】
例えば、マルチテナント５Ｇ−Ｕ仮想移動体通信事業者（ＭＶＮＯ）のための、仮想的に中央集権化された協調に対するアーキテクチャを示す図１４を参照する。図１４の実施形態では、基地局１４１０及びＴＰ１４１２はコントローラと通信する。この場合、コントローラは、コントローラ１４３０、コントローラ１４３２、コントローラ１４３４、及びコントローラ１４３６を含む。
【０１２６】
ブロック１４４０によって示されるように、コントローラ１４３０〜１４３６のそれぞれは、無線インフラストラクチャに対するオープンインタフェースを介して通信し、次にＶＳＡＣ１４５０と通信する。
【０１２７】
様々なＭＶＮＯは、図１４において示されるように、ＶＳＡＣ１４５０と通信することができる。
【０１２８】
さらに、図１４の例では、ＡＳＰの無線によるシグナリングは、チャネルごとのフレーム同期だけでなく、ＶＡＳＣにおける協調のために引き続き使用されることができる。また、いくつかの実施形態では、上記で説明された競合的な協調機能は、スケジュールされたポーリングによって置き換えられてもよい。
【０１２９】
ＶＳＡＣ１４５０は、それぞれが異なるＭＶＮＯに関連する１つ又は複数の仮想中央集権化スペクトル管理コントローラ（virtual  centralized  spectrum  management  controller：ＶＣＳＭＣ）を含むことができる。
【０１３０】
さらなる実施形態では、ハイブリッドスケジューリングを実行することができる。この場合、仮想移動体通信事業者（ＭＶＮＯ）の５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣと独立して配置されたオペレータとの間に対話が存在し得る。
【０１３１】
図１３に示されるように、ブロック１３００は、各チャネルについて、各ＣＭＳＣにおいて実行されることができるか、又は各チャネルについて、ＶＳＡＣにおいて実行されることができる。
【０１３２】
選択されたチャネルリスト上の協調ビーコンから受信された情報に基づいて、様々な入力ブロックがスケジューリングブロックに情報を提供することができる。そのようなブロックは、達成可能なソフトエアタイムシェアブロック１３１０、受信された統計的なＱｏＳブロック１３１２、及び作業用平均割り当てエアタイム（average  allocation  of  airtime：ＡＡＡ）コピー（copy）ブロック１３１４を含む。ブロック１３１０は、チャネルのオーバースケジューリング（over-scheduling）を回避するために、最大の達成可能なソフトエアタイムシェアに関する情報をスケジューラに提供する。ブロック１３１２は、チャネルの公平性を保証するために、ＷＬＡＮの統計的なＱｏＳに関する情報をスケジューラに提供する。作業用ＡＡＡコピーブロック１３１４は、スケジューリングモジュールの公平性を保証するために、割り当ての履歴であるエアタイムの平均割り当てを提供する。
【０１３３】
ブロック１３１０、１３１２、及び１３１４からの情報は、各ＲＡＣ間スケジューラに提供される。図１３において示されるように、スケジューラは、免許不要スペクトル内のチャネルのそれぞれに対して存在する。スケジューラは、図１３の実施形態のブロック１３２０、１３２２、及び１３２４によって示されている。
【０１３４】
さらに、ブロック１３３０によって示されるように、チャネルごと設定する協調セット情報は、同様に、複数のチャネルスケジューラへの入力として提供される。これは、近隣者のセットではない複数のＲＡＣがチャネルを使用することを可能にするが、引き続き基盤となる（underlying）ＷＬＡＮが検討される。
【０１３５】
各チャネルスケジューラ１３２０、１３２２、及び１３２４は、複数の入力を取得し、そのチャネルに関するスケジューリング決定を行う。スケジューラからの出力は、割り当てられたソフトエアタイムシェアを確立するためにブロック１３４０に提供される。さらに、出力は、スケジューリングの正確な履歴を保持するためにブロック１３１４に提供される。
【０１３６】
例えば、下記で説明されるように、特定のチャネル上のＷＬＡＮの平均配置が４０％の場合、その場合に、５Ｇ−Ｕのためのそのチャネルの独占的使用は、スケジューリングされているならば、ＲＡＣに対する特定のフレームにおけるエアタイムの６０％に与えられてもよい。しかしながら、そのようなスケジューリングは、常に線形ではなく、他のＲＡＣにも基づいている。
【０１３７】
図１３において更に示されるように、独占的なＳＡＴの供給をブロック１３５０に対して提供することができ、ブロック１３５０は、割り当てられたチャネル上のフレームの動的最適化を提供する。したがって、ブロック１３５０は、５Ｇ−Ｕ通信のための実際のチャネル利用率を作成するために、ＳＡＴのサービス品質ベースの分配を提供する。しかしながら、ブロック１３５０は、本開示の範囲を超えている。
【０１３８】
したがって、ブロック１３２０〜１３２４のスケジューラは、様々な入力を受け取り、特定のＲＡＣに対してソフトエアタイムシェアを割り当てる。
【０１３９】
ここで、協調メカニズムの一例の結果を示す図１５を参照する。図１５の例では、チャネル１〜Ｎとして指定された全ての免許不要チャネルを協調させることができる。したがって、例えば、チャネル１５１０は、複数の協調フレーム１５１２、１５１４、及び１５１６を含む。協調フレームのそれぞれは、ＡＳＰ期間１５２０と１つ以上の共存フレーム１５２２とを含む。
【０１４０】
ソフトエアタイムシェアは、各協調フレームの始めに提供される。したがって、チャネル１５１０の場合、ＳＡＴ１５３０は、協調フレーム１５１２の始めに設けられる。ＳＡＴは、オペレータ２及びＲＡＣ１のＣＳＭＣがエアタイムの３５％を有することを許可され、ＷＬＡＮがエアタイムの６５％を維持することを示している。ＲＡＣは、割り当てられたＳＡＴ値及びサービスされるフローのＱｏＳ要件に基づいて、割り当てられた協調フレーム内の共存フレームの数及びサイズを最適化することができる。例えば、もしＱｏＳ要件が、あるパケットがその協調フレーム内で送信されることを要求するならば、その場合に、サービス品質要件を満たすために場合によってはＲＡＣに更に多くのリソースを許可することができるが、しかしスケジューラは後続のフレームでＷＬＡＮを補償することになる。同様に、ＳＡＴ１５３２は、この後続の協調フレーム１５１４において、ＲＡＣ１に関するオペレータ１がフレームの６０％を許可され、一方ＷＬＡＮにはフレームの４０％が与えられることを提供する。
【０１４１】
同様のスケジューリングが、免許不要チャネル１５４０に対して生じ得る。さらに、図１５に示されるように、チャネル１５１０とチャネル１５４０との間にタイミング同期は必要とされない。
【０１４２】
同様に、図１５によって示されるように、チャネル１５５０は、ソフトエアタイムシェアを割り当てられてもよい。
【０１４３】
図１３のブロック１３２０、ブロック１３２２、及びブロック１３２４において実行されるスケジューリングは、様々な方法で行うことができる。様々なスケジューリングアルゴリズムの例が下記で提供される。しかしながら、これらの実施例は、単に例示的なものであり、限定することを意味するものではない。任意のスケジューリングアルゴリズムが、ソフトエアタイム割り当てに利用されることができる。
【０１４４】
第１の実施形態では、ブラインド等価エアタイム（blind  equal  airtime）アルゴリズムが使用されることができる。そのようなアルゴリズムは、有用な割り当てられたエアタイムの観点から、競合する５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣ間の絶対的な公平性を達成することを目的とする。この場合、アルゴリズムは、達成可能なＳＡＴと各ＲＡＣからの統計的ＱｏＳとの両方を無視する。
【０１４５】
スケジューリングアルゴリズムは、下記の式１に従って表されることができる。
【０１４６】
【数１】
0006469868.tif 000002
【０１４７】
式１に示されるように、
【数２】
0006469868.tif 000003
は、協調の瞬間ｔにおける免許不要チャネルｎに関するスケジューリングされたＲＡＣである。
【０１４８】
さらに、
【数３】
0006469868.tif 000004
は、トラフィックをサービスする（traffic-serving）ＲＡＣに関する各割り当て後に更新されたＡＡＡの作業用コピーであり、下記の式２によって表されることができる。
【０１４９】
【数４】
0006469868.tif 000005
【０１５０】
上記の＊は、割り当てられたＲＡＣとチャネルを示すために使用される。ＣＭＳＣ内のＲＡＣは、同じＡＡＡを更新し得る。
【０１５１】
さらに、上記の式１から、Ｓｎ（ｔ）は、チャネルｎ上の協調ＲＡＣのセットである。上記の式２から、
【数５】
0006469868.tif 000006
は、チャネルｎ上のスケジューリングされたＲＡＣのための割り当てられたソフトエアタイムシェアである。
【０１５２】
したがって、上記の式１及び式２を利用すると、ブラインド等価エアタイムを達成することができる。
【０１５３】
別の実施形態では、比例型の公平なエアタイム（proportional  fair  airtime）アルゴリズムが利用されることができる。そのようなアルゴリズムは、有用な割り当てられたエアタイムの観点から、競合する５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣ間の比例的な公平性を達成することを便宜的に目的とする。しかしながら、アルゴリズムは統計的なサービス品質を無視する。
【０１５４】
アルゴリズムは、下記の式３によって表されることができる。
【０１５５】
【数６】
0006469868.tif 000007
【０１５６】
上記の式３において、ＳＡＴｌ，ｎ（ｔ）は、チャネルｎ上のＲＡＣに関する達成可能なＳＡＴである。
【０１５７】
さらなる実施形態では、重み付けされた公平なエアタイム（weighted  fair  airtime）アルゴリズムが使用されることができる。そのようなアルゴリズムは、競合する５Ｇ−Ｕ  ＲＡＣ間のバランスのとれた統計的なサービス品質によって、割り当てられたエアタイムにおける相対的公平性を達成することを便宜的に目的とする。アルゴリズムは、下記の式４によって表されることができる。
【０１５８】
【数７】
0006469868.tif 000008
【０１５９】
ここで、Ｄｍａｘ（ｔ）は、ＲＡＣの統計的なＱｏＳ値のベクトルであり、下記の式５によって表されることができる。
【０１６０】
【数８】
0006469868.tif 000009
【０１６１】
上記の式５において、
【数９】
0006469868.tif 000010
は、統計的なＱｏＳである。例えば、それは、遅延バジェットによって正規化された最長の回線パケット遅延（maximum  head  of  line  packet  delay）を表すことができる。統計的なＱｏＳは、下記の式６で表されるように提供され得る。
【０１６２】
【数１０】
0006469868.tif 000011
【０１６３】
ＲＡＣの統計的なＱｏＳのベクトルに関連する関数は、様々な形態をとることができる。例えば、下記の式７で与えられるように、それはバックプレッシャー（backpressure）の指数関数的なルールであってもよい。
【０１６４】
【数１１】
0006469868.tif 000012
【０１６５】
あるいは、下記の式８において示されるように、最大重み付き公平待ち行列（Largest  Weighted  Fair  Queuing：ＬＷＦＱ）関数が使用されることができる。
【０１６６】
【数１２】
0006469868.tif 000013
【０１６７】
したがって、上記は、パッシブセンシング、アクティブセンシング、ソフトエアフレーム（airframe）の協調及びスケジューリングを提供する。ここで、上記の一実施形態の詳細なフロー図を示す図１６を参照する。
【０１６８】
図１６に示されるように、プロセスはブロック１６１０において開始して、全ての観測期間中に、プロセスは、ＲＡＣの更新された免許不要チャネルの選択されたリストを取得する。次にプロセスはブロック１６１２に進み、そこでは、選択されたリスト上の全てのチャネルに対して並列手順が実行される。
【０１６９】
並列手順の１つでは、プロセスはブロック１６２０に進む。ブロック１６２０のプロセスは、更新された実際のＡＡＡ値及び任意のその他の協調情報の作業用コピーをスキャンすることを含む。
【０１７０】
ブロック１６２０からプロセスはブロック１６２２に進み、チャネルが以前の選択されたリスト上にあるかどうかをチェックする。チャネルが以前の選択されたリスト上にない場合、その場合に、プロセスはブロック１６２４に進み、そこでは、プロセスが協調期間全体の間に既存の５Ｇ−Ｕ協調ビーコンをスキャンする。
【０１７１】
ブロック１６２６で判定されたように、協調ビーコンが検出されない場合、プロセスはブロック１６３０に進み、そこでは、ＲＡＣは他の協調ビーコンを認識しないので、ＲＡＣはイニシエータ（initiator）として指定される。このプロセスは、基準時点として新しい協調フレームのＡＳＰを開始する。
【０１７２】
ブロック１６３０からプロセスはブロック１６３２に進み、そこでは、図９及び図１０に関して上述したように、協調ビーコンが後に続く、偽ＣＴＳのジョイント又は順次のいずれかのマルチノード伝送が送信される。
【０１７３】
ブロック１６３２からプロセスはブロック１６４０に進み、そこでは、ＲＡＣ指示ＣＳＭＡ／ＣＡ類似プロトコルが実行される。そのようなプロトコルは、チャネルのマルチモードセンシング、ＤＦＩＳ未満の場合にチャネル上の競合は理想的である、ランダムバックオフのためのはるかに小さいウィンドウが提供される、及びＣＢが後に続く、偽ＣＴＳのマルチモードジョイント又は順次シーケンスが提供される、を含む。
【０１７４】
次にプロセスはブロック１６４２に進み、そこでは、協調情報が受信された協調ビーコンから抽出され、特定のＲＡＣのための応答テーブルが更新される。
【０１７５】
次にプロセスはブロック１６４４に進み、ポーリング部分が経過したか否かをチェックする。経過していなければ、プロセスはブロック１６４０及び１６４２に戻る。
【０１７６】
ブロック１６４４において判定されたように、一度プロセスのポーリング部分が経過したならば、プロセスはブロック１６５０に進み、そこでは、競合するＲＡＣのセットがチャネル上に設定される。
【０１７７】
次にプロセスはブロック１６５２に進み、そこでは、競合するセットに対してＲＡＣ間スケジューラが実行される。
【０１７８】
ＲＡＣが自己スケジューリングされている場合、次に、プロセスはブロック１５６０に進み、アクティブセンシング期間が終了したかどうかを判定する。終了していなければ、プロセスはブロック１６６２に進み、そこでは、結果がアナウンスされるまで競合が継続する。
【０１７９】
一度ＡＳＰが終了すると、プロセスはブロック１６６０からブロック１６７０に進み、協調フレームが終了したかどうかを判定するためのチェックが行われる。終了していなければ、プロセスは、協調フレームが終了するまでループし、その時点で、プロセスはブロック１６８０に進み、そこでは、観測フレームが終了したかどうかを判定するためのチェックが行われる。
【０１８０】
観測フレームが終了していない場合、プロセスはブロック１６８２に進み、そこでは、次の協調フレームが開始され、プロセスはブロック１６２０に戻る。
【０１８１】
一度観測フレームが終了すると、プロセスはブロック１６８０からブロック１６８４に進み、そこでは、次の観測フレームが開始される。
【０１８２】
上記のブロック１６２２から、チャネルが選択されたリスト上にあった場合、プロセスはブロック１６９０に進み、そこでは、アクティブセンシング段階が開始される。ブロック１６９０から、プロセスはブロック１６４０に進む。
【０１８３】
ＣＢが検出された場合、ブロック１６２６からプロセスはブロック１６４４に直接進む。
【０１８４】
ブロック１６５４において、ＲＡＣが自己スケジュールされていない場合、次に、プロセスはブロック１６５６に進み、そこでは、遅延が導入され、その時点でプロセスはブロック１６６０に進む。
【０１８５】
図１６は単なる一例であり、他の同様のプロセスが使用されることができる。
【０１８６】
ここで、上記に従ったシグナリング図の一例を示す図１７を参照する。
【０１８７】
図１７の実施形態によれば、２つのネットワークオペレータが地理的領域内で動作する。第１のネットワークオペレータはＣＳＭＣ１７１０を有し、第２のネットワークオペレータはＣＳＭＣ１７１２を有する。
【０１８８】
図１７の例では、４つの送信点が存在する。これらには、ＴＰ１７１４、ＴＰ１７１６、ＴＰ１７１８、及びＴＰ１７２０が含まれる。
【０１８９】
最初に、ＴＰのそれぞれはパッシブセンシングを行うように構成されている。次に、センシングの結果は、ＴＰが属するオペレータのＣＳＭＣに報告される。したがって、図１７において、ＴＰ１７１４は、矢印１７３０によって示されるように、パッシブスキャンの結果をＣＳＭＣ１７１２に報告する。同様に、ＴＰ１７１６は、パッシブスキャンの結果を矢印１７３２によって示されるＳＣＭＣ１７１０に報告する。ＴＰ１７１８は、矢印１７３４によって示されるＣＳＭＣ１７１０に報告する。ＴＰ１７２０は、スキャンの結果を矢印１７３６によって示されるＣＳＭＣ１７１２に報告する。
【０１９０】
パッシブスキャンの結果に基づいて、次に、各ＣＳＭＣは、免許不要スペクトルにおける候補チャネルのグループを選択し、そしてチャネル特有のＲＡＣを設定することができる。例えば、送信点のサブセットは、各チャネルに対する無線アクセスクラスタにグループ化されることができる。グループ化は、既存のＷＬＡＮネットワークの平均スペクトル利用率の同様の測定値に基づいて行われてもよい。グループ化は、同様に、送信点間のエアタイムの同様の達成可能な小部分に基づいて行われてもよい。したがって、図１７の例では、ＴＰ１７１４はＲＡＣ１７２２の一部である。ＴＰ１７１６及び１７１８は、ＲＡＣ１７２４の一部である。ＴＰ１７２０は、ＲＡＣ１７２６の一部である。
【０１９１】
図１７の例では、ＲＡＣ１７２２はＲＡＣ１７２４の近隣者であるが、しかしＲＡＣ１７２６を認識することができない。同様に、ＲＡＣ１７２６はＲＡＣ１７２４の近隣者であるが、しかしＲＡＣ１７２２を認識することができない。
【０１９２】
したがって、矢印１７４２によって示されるように、ＣＳＭＣ１７１０は、ＲＡＣを送信点に設定するための設定メッセージを送信する。同様に、ＣＳＭＣ１７１２は、矢印１７４０によって示されるメッセージを送信することによってＲＡＣを設定する。
【０１９３】
一度ＲＡＣが設定されると、その場合に、ＲＡＣはアクティブセンシング段階中にチャネルについて競合する可能性がある。特に、上記のように、各ＲＡＣは、偽のＷＬＡＮ  ＣＴＳの後に協調ビーコンを送信することができる。ビーコンは、隣接するＲＡＣに送信される。ＲＡＣがビーコンを検出した場合、ＲＡＣは自身のビーコンを送信する前にランダムバックオフ時間を待つことができる。
【０１９４】
したがって、図１７では、ＲＡＣ１７２２がビーコン１７５０を送信し、このビーコンがＲＡＣ１７２４のＴＰによって受信される。同様に、ＲＡＣ１７２４は、ビーコン１７５２をその近隣者に送信する。この場合、ビーコンは、ＲＡＣ１７２２及びＲＡＣ１７２６におけるＴＰによって受信される。
【０１９５】
さらに、ＲＡＣ１７２６は、そのビーコン１７５４をＲＡＣ１７２４に送信する。
【０１９６】
受信されたビーコンに基づいて、各ＲＡＣは次に自己スケジューリングを実行して、どのＲＡＣがチャネルの制御権を取得することになるかを判定することができる。ＲＡＣが制御権を取得するかどうかを判定する際には、ビーコンからの様々な要素を考慮に入れることができる。図１７の場合、ＲＡＣ１７２２は、ＲＡＣ１７２２が優先権を有すると判断し、スケジューリングアナウンス１７６０を行う。スケジューリングアナウンスは、ＲＡＣ１７２４とＣＳＭＣ１７１２の両方によって受信される。
【０１９７】
ＲＡＣ１７２６は、隣接するＲＡＣ内の優先権ネットワークではない。この場合、ＲＡＣ１７２６は、スケジューリングを高い優先権のＲＡＣになるまで遅らせることができる。しかしながら、図１７の例では、より高い優先権のＲＡＣがチャネルの制御権を取得しないので、ＲＡＣ１７２６は最終的にチャネルの制御権を取得してスケジューリングアナウンス１７６２を行う。そのようなスケジューリングアナウンスは、ＲＡＣ１７２４とＣＳＭＣ１７１２の両方に提供される。
【０１９８】
受信されたスケジューリングアナウンスに基づいて、次に、ＣＳＭＣ１７１２は、パッシブスキャン結果とスケジューリングアナウンスにおける情報の両方に基づいて、スケジューリングを実行することができる。したがって、矢印１７７０及び１７７２によって示されるように、ソフトエアタイムシェアが割り当てられる。
【０１９９】
上記は、図１８及び図１９に関して更に例示される。特に、図１８は、本開示の一実施形態の場合のＣＳＭＣのようなネットワーク要素における簡略化されたプロセス図を示す。
【０２００】
図１８は、ブロック１８１０において開始してブロック１８１２に進み、そこでは、ネットワーク要素が、免許不要スペクトル帯域内のチャネルのセンシングについて、少なくとも１つのＴＰからセンシング結果を受信する。
【０２０１】
ブロック１８１２からプロセスはブロック１８１４に進み、そこでは、ネットワーク要素が、免許不要スペクトル帯域のチャネル内から候補チャネルを選択する。
【０２０２】
次にプロセスはブロック１８１６に進み、そこでは、ネットワーク要素がＴＰをチャネルごとのＲＡＣにグループ化する。特に、上述したように、ＴＰは、地理的位置に基づいてグループ化されることができ、さらの平均スペクトル利用率は、そのエリアにおける他のＴＰに近い。ネットワーク要素は、チャネルごとのＲＡＣのグループ分けをＴＰに通知する。
【０２０３】
ブロック１８１６からプロセスは次にブロック１８１８に進み、そこでは、報告がＲＡＣから受信される。一実施形態では、報告はチャネル利用率を示す情報を含む。報告に基づいてプロセスはブロック１８２０に進み、ＲＡＣにソフトエアタイムシェアを割り振るとともに割り当てる。
【０２０４】
ブロック１８２０からプロセスはブロック１８２２に進み、終了する。
【０２０５】
ここで、ソフトエアタイムシェアの割り当てを受信するためのＴＰにおけるプロセスを示す図１９を参照する。具体的には、図１９のプロセスは、ブロック１９１０において開始してブロック１９１２に進み、そこでは、ＴＰが免許不要スペクトルにおけるチャネルのパッシブセンシングを実行する。次にプロセスはブロック１９１４に進み、そこでは、ＴＰがセンシングの結果をＣＳＭＣなどのネットワーク要素に報告する。
【０２０６】
次にプロセスはブロック１９１６に進み、そこでは、ＴＰがチャネルごとのＲＡＣのグループ分けを受信する。ＴＰは、ＲＡＣの一部として、上述のように、次にアクティブセンシングを実行することができる。具体的には、ブロック１９１８によって示されるように、ＲＡＣは、競合ベースの伝送においてチャネル上に協調ビーコンを送信することができる。
【０２０７】
ブロック１９２０によって示されるように、ＴＰはまた、近隣の協調ビーコンを受信し、それらをネットワーク要素に報告することができる。いくつかの実施形態では、受信された近隣の協調ビーコンは、ネットワーク要素に対する報告に統合することができる。
【０２０８】
ブロック１９２２によって示されるように、ＴＰは、ＲＡＣの一部として、ネットワーク要素からチャネルに関するソフトエアタイムシェアを受信することになる。そしてプロセスはブロック１９２４に進み、終了する。
【０２０９】
上記の機能は、ネットワーク要素の任意の１つ又は組み合わせに実装されることができる。図２０は、本明細書に開示される装置及び方法を実施するために使用され得る処理システム２０００のブロック図である。特定の装置は、示されたコンポーネントの全て、又はコンポーネントのサブセットのみを利用することができ、統合のレベルは装置によって異なる場合がある。さらに、装置は、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機などのような、コンポーネントの複数のインスタンスを含むことができる。処理システム２０００は、スピーカ、マイクロフォン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイなどのような、１つ又は複数の入力／出力装置を備えた処理ユニットを含むことができる。処理ユニットは、バス２０６０に接続された、中央処理装置（central  processing  unit：ＣＰＵ）２０１０、メモリ２０２０、大容量記憶装置２０３０、ビデオアダプタ２０４０、及びＩ／Ｏインタフェース２０５０を含むことができる。
【０２１０】
バス２０６０は、メモリバス若しくはメモリコントローラ、周辺バス、ビデオバス、又は同様のものを含む、任意のタイプのいくつかのバスアーキテクチャのうちの１つ若しくは複数であってもよい。ＣＰＵ２０１０は、任意のタイプの電子データプロセッサを含むことができる。メモリ２０２０は、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ（static  random  access  memory：ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（dynamic  random  access  memory：ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（synchronous  DRAM：ＳＤＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（read-only  memory：ＲＯＭ）、それらの組み合わせ、又は同様のものなどの任意のタイプのシステムメモリを含むことができる。一実施形態では、メモリは、ブートアップで使用するためのＲＯＭと、プログラムを実行する間に使用するためのプログラム及びデータ記憶のためのＤＲＡＭとを含むことができる。
【０２１１】
大容量記憶装置２０３０は、データ、プログラム、及び他の情報を記憶し、そしてデータ、プログラム、及び他の情報を、バスを介してアクセス可能にするように構成された任意のタイプの記憶装置を含むことができる。大容量記憶装置２０３０は、例えば、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ、又は同様のもののうちの１つ若しくは複数を含むことができる。
【０２１２】
ビデオアダプタ２０４０及びＩ／Ｏインタフェース２０５０は、外部の入力及び出力装置を処理ユニットに結合するためのインタフェースを提供する。図示されているように、入力及び出力装置の例は、ビデオアダプタに結合されたディスプレイ２０４２、及びＩ／Ｏインタフェースに結合されたマウス／キーボード／プリンタ２０５２を含む。他の装置が処理ユニットに結合されてもよく、追加又はより少ないインタフェースカードが利用されてもよい。例えば、ユニバーサルシリアルバス（universal  serial  bus：ＵＳＢ）（図示せず）などのシリアルインターフェースを使用して、プリンタ用のインタフェースを提供することができる。
【０２１３】
処理システム２０００は、同様に、イーサネットケーブル若しくは同様のもののような有線リンク、及び／又は、アクセスノード若しくは異なるネットワークに対する無線リンクを含むことができる、１つ又は複数のネットワークインタフェース２０７０を含む。ネットワークインタフェース２０７０は、処理ユニットがネットワークを介して遠隔ユニットと通信することを可能にする。例えば、ネットワークインタフェース２０７０は、１つ又は複数の送信機／送信アンテナ、及び１つ又は複数の受信機／受信アンテナを介して、無線通信を提供することができる。一実施形態では、処理システム２０００は、例えば、他の処理ユニット、インターネット、遠隔記憶設備、又は同様のものなどの遠隔装置とのデータ処理及び通信のために、ネットワーク２０７２として示されるローカルエリアネットワーク又はワイドエリアネットワークに結合される。
【０２１４】
図２１は、上記で説明された１つ又は複数の装置（例えば、ＵＥ、ＮＢなど）と同等であり得る通信装置２１００の実施形態のブロック図を例示する。通信装置２１００は、プロセッサ２１０４、メモリ２１０６、セルラインタフェース２１１０、補助無線インタフェース２１１２、及び補助インタフェース２１１４を含むことができ、これらは図２１において示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。プロセッサ２１０４は、計算及び／又は他の処理に関連するタスクを実行することができる任意のコンポーネントであってよく、メモリ２１０６は、プロセッサ２１０４のためのプログラミング及び／又は命令を格納することができる任意のコンポーネントであってよい。セルラインタフェース２１１０は、通信装置２１００がセルラ信号を使用して通信することを可能にするコンポーネント又は一群のコンポーネントであり得るとともに、セルラネットワークのセルラ接続を介して情報を受信及び／又は送信するために使用され得る。補助無線インタフェース２１１２は、通信装置２１００がＷｉ−Ｆｉ若しくはブルートゥースプロトコルのような非セルラ無線プロトコル、又は制御プロトコルを介して通信することを可能にする任意のコンポーネント又は一群のコンポーネントであり得る。装置２１００は、セルラインタフェース２１１０及び／又は補助無線インタフェース２１１２を使用して、任意の無線を使用して利用可能なコンポーネント、例えば基地局、リレー、モバイル装置などと通信することができる。補助インタフェース２１１４は、通信装置２１００が有線プロトコルを含む補足プロトコルを介して通信することを可能にする任意のコンポーネント又は一群のコンポーネントであり得る。実施形態では、補助インタフェース２１１４は、装置２１００が例えばバックホールネットワークコンポーネントなどの別のコンポーネントと通信することを可能にすることができる。
【０２１５】
本開示の更なる態様において、免許不要スペクトル帯域のリソースを送信点に提供するためにネットワーク要素において方法が提供される。当該方法は、複数の送信点から、免許不要スペクトルにおけるチャネルをセンシングすることからの結果を受信するステップと、チャネルをセンシングすることからの結果に従って候補チャネルのグループを選択するステップと、候補チャネルのグループ内の各チャネルのための少なくとも１つの無線アクセスクラスタに複数の送信点をグループ化するステップと、少なくとも１つの無線アクセスクラスタのうちの無線アクセスクラスタから報告を受信するステップと、チャネルをセンシングすることからの結果、及び報告に従って、無線アクセスクラスタにリソースを割り当てるステップとを含む。フレームにおいてリソースは、柔軟な割合の免許不要スペクトルを含む。
【０２１６】
一実施形態では、リソースの割り当ては、免許不要スペクトルにおけるチャネルの他のユーザを考慮する。さらに別の実施形態では、他のユーザは、無線ローカルエリアネットワークのためのリソースを利用するとともに、リソースの割り当ては、無線アクセスクラスタに対する、ある割合のチャネルのためのタイムスロットと、無線ローカルエリアネットワークに対する、ある割合のチャネルとを割り当てるステップを含む。さらに別の実施形態では、グループ化するステップは、送信点間の既存の無線ローカルエリアネットワークの平均スペクトル利用率の測定値に従う。さらに別の実施形態では、グループ化するステップは、送信点間のエアタイムの達成可能な小部分に従う。
【０２１７】
さらに別の実施形態では、当該方法は、チャネルをセンシングすることからの結果、及び報告を使用して、免許不要スペクトルの各チャネルのためのスケジューラを実行するステップを更に含む。さらに別の実施形態では、スケジューラは、各無線アクセスクラスタに関する平均割り当てエアタイムを追跡する。さらに別の実施形態では、候補チャネルのグループを選択するステップは、候補チャネルのグループを選択するための地域特有の規制ルールを使用するステップを含む。さらに別の実施形態では、候補チャネルのグループを選択するステップは、レーダがチャネル上で検出された場合にチャネルを利用可能なチャネルから除外するステップを含む。さらに別の実施形態では、チャネルをセンシングすることからの結果を受信するステップは、チャネルをセンシングすることからの結果に従ってチャネルのそれぞれに関する平均スペクトル利用率を判定するステップを含む。さらに別の実施形態では、候補チャネルのグループを選択するステップは、しきい値を超える平均スペクトル利用率を有するチャネルを除外するステップを含む。
【０２１８】
本開示の更に別の態様では、免許不要スペクトル帯域のリソースを送信点に提供するためのネットワーク要素が提供される。当該ネットワーク要素は、複数の送信点から、免許不要スペクトルにおけるチャネルをセンシングすることからの結果を受信し、チャネルをセンシングすることからの結果に従って候補チャネルのグループを選択し、候補チャネルのグループ内の各チャネルのための少なくとも１つの無線アクセスクラスタに複数の送信点をグループ化し、少なくとも１つの無線アクセスクラスタのうちの無線アクセスクラスタから報告を受信し、チャネルをセンシングすることからの結果、及び報告に従って、無線アクセスクラスタにリソースを割り当てるように構成されるプロセッサを含む。フレームにおいてリソースは、柔軟な割合の免許不要スペクトルを含む。
【０２１９】
一実施形態では、リソースの割り当ては、免許不要スペクトルにおけるチャネルの他のユーザを考慮する。別の実施形態では、他のユーザが無線ローカルエリアネットワークのためのリソースを利用し、そしてリソースを割り当てるとともに、プロセッサは、無線アクセスクラスタに対する、ある割合のチャネルのためのタイムスロットと、無線ローカルエリアネットワークに対する、ある割合のチャネルとを割り当てるように構成される。さらに別の実施形態では、当該ネットワーク要素は、送信点間の既存の無線ローカルエリアネットワークの平均スペクトル利用率の測定値に従ってグループ化するように構成される。さらに別の実施形態では、当該ネットワーク要素は、送信点間のエアタイムの達成可能な小部分に従ってグループ化するように構成される。
【０２２０】
さらに別の実施形態では、プロセッサは、チャネルをセンシングすることからの結果、及び報告を使用して、免許不要スペクトルの各チャネルのためのスケジューラを実行するように更に構成される。さらに別の実施形態では、スケジューラは、各無線アクセスクラスタに関する平均割り当てエアタイムを追跡する。さらに別の実施形態では、当該ネットワーク要素は、候補チャネルのグループを選択するための地域特有の規制ルールを使用して、候補チャネルのグループを選択するように更に構成される。さらに別の実施形態では、当該ネットワーク要素は、レーダがチャネル上で検出された場合にチャネルを利用可能なチャネルから除外することにより、候補チャネルのグループを選択するように更に構成される。さらに別の実施形態では、プロセッサは、チャネルをセンシングすることからの結果に従ってチャネルのそれぞれに関する平均スペクトル利用率を判定するように更に構成される。さらに別の実施形態では、当該ネットワーク要素は、しきい値を超える平均スペクトル利用率を有するチャネルを除外することにより、候補チャネルのグループを選択するように構成される。
【０２２１】
前述の実施形態の説明を通して、本開示の教示は、ハードウェアのみを使用することによって、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせを使用することによって実施され得る。１つ若しくは複数の実施形態、又はその１つ若しくは複数の部分を実装するためのソフトウェア若しくは他のコンピュータ実行可能命令は、任意の適切なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、例えば光学（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙなど）、磁気、ハードディスク、揮発性若しくは不揮発性、ソリッドステートなどの有形又は一時的／非一時的媒体、あるいは、当該技術分野で知られている任意の他のタイプの記憶媒体であり得る。
【０２２２】
本開示のさらなる特徴及び利点は、当業者によって理解されることになる。
【０２２３】
本明細書で説明され、そして図面において示される特定の実施形態の構造、特徴、付属物、及び代替物は、それらに互換性がある限り、本明細書で説明され、そして図示された実施形態の全てを含んでいる本開示の教示の全てに一般的に適用されることが意図されている。言い換えれば、特定の実施形態の構造、特徴、付属物、及び代替物は、そのように示されない限り、その特定の実施形態のみに限定されることを意図していない。
【０２２４】
さらに、前述の詳細な説明は、当業者が本開示による１つ若しくは複数の実施形態を製造又は使用できるようにするために提供される。これらの実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本明細書で提供される教示の精神又は範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本方法、システム、及び／又は装置は、本明細書に開示される実施形態に限定されることを意図していない。請求項の範囲は、これらの実施形態によって限定されるべきではなく、全体として説明と一致する最も広い解釈を与えられるべきである。冠詞“ａ”又は“ａｎ”の使用によるような単数形における要素への言及は、特にそのように明示されない限り、“唯一のもの”を意味するものではなく、むしろ“１つ又は複数”を意味するものとする。当業者に知られているか又は後に知られることになる本開示全体を通して説明された様々な実施形態の要素に対する全ての構造的及び機能的同等物は、請求項の要素によって包含されることが意図される。
【０２２５】
さらに、本明細書は、先行技術の認定又は一般的な知識の認定として何も意図されていない。さらに、この出願における任意の文献の引用又は特定は、そのような文献が先行技術として利用可能であること、又は任意の参考文献が当該技術分野における共通の一般知識の一部を形成することの認定ではない。さらに、ここに開示されたものは、そのような開示が請求項に明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、一般に公開されるものではない。
【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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