(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動無線装置（９８）であって、
前記移動無線装置が無線通信に従事する交差する２つのポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報を受信するネットワークインタフェース（２０８）であって、前記ポリゴン動作領域の各々は、他方のポリゴン動作領域と第１の部分で地理的にオーバラップしており、かつ、他方のポリゴン動作領域と第２の部分で地理的にオーバラップしておらず、前記ポリゴン動作領域の各々は、該ポリゴン動作領域内で使用可能な１以上の動作チャネルの異なるセットを有している、前記ネットワークインタフェース（２０８）と、
メモリ（２０４）に格納されているチャネル選択アプリケーション（２０６）を実行するコントローラ（２００）と、
を有し、
前記チャネル選択アプリケーションの実行により、前記コントローラは、前記ポリゴン動作領域の前記第１及び第２の部分の各々を前記移動無線装置が移動している間に無線通信を実行する動作チャネルを決定するために、
前記移動無線装置が位置している前記２つのポリゴン動作領域の第１のポリゴン動作領域を決定し、
前記第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルのセットから第１の動作チャネルを選択し、
前記移動無線装置が、前記第１のポリゴン動作領域の境界を横断し前記２つのポリゴン動作領域の第２のポリゴン動作領域に残ることにより、前記ポリゴン動作領域のオーバラップ領域を離れたことを決定し、
前記移動無線装置が前記オーバラップ領域を離れたことを決定すると、前記第２のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルのセットから第２の動作チャネルを選択する
ように前記ポリゴン動作領域情報を処理するように構成されている
ことを特徴とする移動無線装置（９８）。
【請求項２】
前記移動無線装置が前記オーバラップ領域を離れたことの決定は、
現在の装置位置から前記第１のポリゴン動作領域の境界線セグメント上の点への位置ベクトルと、
前記境界線セグメントに垂直なベクトルである境界ベクトルと、
前記位置ベクトルと前記境界ベクトルとの内積の符号変化と、
を決定することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の移動無線装置（９８）。
【請求項３】
前記チャネル選択アプリケーション（２０６）の実行は、前記移動無線装置が前記ポリゴン動作領域の外側に移動したことを決定し、前記移動無線装置の無線通信をアイドル状態にする、ように更に構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の移動無線装置（９８）。
【請求項４】
前記無線通信の前記アイドル状態の間、前記コントローラ（２００）は、前記チャネル選択アプリケーション（２０６）を実行して、前記移動無線装置が前記ポリゴン動作領域の１つに入ってきたことを決定し、該入ってきたポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作チャネルを選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の移動無線装置（９８）。
【請求項５】
無線通信サーバ（７０）であって、
移動無線装置（９８）が無線通信を実行する場所の周囲の複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報のデータベース（７６）を格納するメモリ（８０）であって、前記複数のポリゴン動作領域の各々は少なくとも１つの他の隣接するポリゴン動作領域とオーバラップしており、隣接するポリゴン動作領域の各々は該ポリゴン動作領域内で使用可能な１以上の動作チャネルの異なるセットを有している、前記メモリ（８０）と、
無線通信を実行するためのチャネル選択を前記移動無線装置に送信する通信インタフェース（８６）と、
を有し、
前記チャネル選択は、
前記移動無線装置が位置している前複数のポリゴン動作領域の第１のポリゴン動作領域を決定し、
前記第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルのセットから第１の動作チャネルを選択し、
前記移動無線装置が、前記第１のポリゴン動作領域の境界を横断し第２のポリゴン動作領域に残ることにより、前記第１のポリゴン動作領域と前記第２のポリゴン動作領域とのオーバラップ領域を離れたことを決定し、
前記移動無線装置が前記オーバラップ領域を離れたことを決定すると、前記第２のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルのセットから第２の動作チャネルを選択する
ことによりなされる
ことを特徴とする無線通信サーバ（７０）。
【請求項６】
前記移動無線装置が前記オーバラップ領域を離れたことの決定は、
現在の装置位置から前記第１のポリゴン動作領域の境界線セグメント上の点への位置ベクトルと、
前記境界線セグメントに垂直なベクトルである境界ベクトルと、
前記位置ベクトルと前記境界ベクトルとの内積の符号変化と、
を決定することを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信サーバ（７０）。
【請求項７】
移動無線装置（９８）において無線通信を実行するためのチャネル選択を実行する方法であって、
前記移動無線装置が無線通信を実行する場所の周囲の複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報を受信するステップであって、前記複数のポリゴン動作領域の各々は少なくとも１つの他の隣接するポリゴン動作領域とオーバラップしており、隣接するポリゴン動作領域の各々は該ポリゴン動作領域内で使用可能な１以上の動作チャネルの異なるセットを有している、前記ステップと、
前記移動無線装置が位置している前複数のポリゴン動作領域の第１のポリゴン動作領域を決定するステップと、
前記第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルのセットから第１の動作チャネルを選択するステップと、
前記移動無線装置が、前記第１のポリゴン動作領域の境界を横断し第２のポリゴン動作領域に残ることにより、前記第１のポリゴン動作領域と前記第２のポリゴン動作領域とのオーバラップ領域を離れたことを決定するステップと、
前記移動無線装置が前記オーバラップ領域を離れたことを決定すると、前記第２のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルのセットから第２の動作チャネルを選択するステップと、
を含む
ことを特徴とするチャネル選択を実行する方法。
【請求項８】
前記移動無線装置が前記オーバラップ領域を離れたことを決定する前記ステップは、
前記移動無線装置の位置から前記第１のポリゴン動作領域の境界線セグメント上の点への位置ベクトルを決定するステップと、
前記境界線セグメントに垂直なベクトルである境界ベクトルを決定するステップと、
前記位置ベクトルと前記境界ベクトルとの内積の符号変化を決定するステップと、
を含む
ことを特徴とする請求項７に記載のチャネル選択を実行する方法。
【請求項９】
前記移動無線装置が前記複数のポリゴン動作領域の外側に移動したことを決定し、前記移動無線装置の無線通信をアイドル状態にするステップを更に含む
ことを特徴とする請求項７に記載のチャネル選択を実行する方法。
【請求項１０】
前記アイドル状態の間、前記移動無線装置が前記複数のポリゴン動作領域の１つに入ってきたことを決定し、該入ってきたポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作チャネルを選択するステップを更に含む
ことを特徴とする請求項９に記載のチャネル選択を実行する方法。
【請求項１１】
前記ポリゴン動作領域情報は、前記移動無線装置（９８）によりネットワークインタフェース（９４）を介してサーバ（７２）から受信される
ことを特徴とする請求項７に記載のチャネル選択を実行する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、一般にスペクトル管理に関し、特に、無線チャネル使用のシームレスなハンドオーバ及びジオフェンシングを高度化するために、スペクトル管理データベースと組み合わせてジオロケーションを使用するシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの場合、スペクトル管理は、他のネットワークとの干渉を回避するために、特定のチャネル上のある特定の領域（許可領域）における無線動作に依存する。更に、特定の領域において使用可能なスペクトルは変化する可能性が高く、且つ／あるいは装置は、断続的な無線接続性を持続している間に移動する恐れがある。これらを考慮すると、スペクトル管理及び無線動作は多くの動作状況において課題となる。
【０００３】
当該技術分野において、チャネル使用を規定の地理的境界に制限することを「ジオフェンシング」と呼ぶこともある。例えば通常のジオフェンシングシステムにおいて、第１の地域における無線通信は第１のチャネル「Ａ」に制限され、第２の地域における無線通信は第２のチャネル「Ｂ」に制限される。地域は、例えば地理的単位（例えば、国、郵便番号等）、地理座標及びＦＣＣが規定した使用領域等の従来のあらゆる手段により規定される。
【０００４】
多くの場合、無線通信は、種々のジオフェンシング領域に出入りする移動無線装置により行われる。従って、上記の例を考慮すると、移動無線装置は、第１の地域にいる時にはチャネルＡを介して通信し、第２の地域にいる時にはチャネルＢを介して通信する。移動装置が種々の地域間を移動する時、チャネル使用のシームレスなハンドオーバ（例えば、チャネルＡからチャネルＢ、またその逆でもよい）があるはずである。更に、移動無線装置の移動範囲は多くの地理的なチャネル領域（上記の例のように３つ以上）を含み、各チャネル動作領域内で使用可能なチャネルが２つ以上ある。これにより、チャネル使用のシームレスなハンドオーバに対する必要性は更に複雑になる。
【０００５】
また、チャネル動作領域は重なり合ってもよい。これは、上記の例を参照すると、チャネルＡ及びＢの双方が使用可能なオーバラップ領域があってもよいことを意味する。チャネルハンドオーバのためのシームレスな機構がないと、結果としてこれらのオーバラップ領域において「スラッシング」が起こる。このため、移動無線装置は、２つの使用可能なチャネルを常に切り替えている。
【０００６】
しかし、移動無線装置が異なるチャネル使用と関連付けられた地域間を移動するため、スペクトル管理のための現在のシステムは、ジオフェンシングシステム内のシームレスなチャネルハンドオーバに関して不十分であることが証明されている。
【発明の概要】
【０００７】
当該技術分野において、ジオフェンシングシステム内のシームレスなチャネルハンドオーバのために改善されたシステム及び方法の必要性がある。移動無線装置の無線通信を容易にするために、ジオフェンシングシステム内でそのようなシームレスなチャネルハンドオーバを達成するシステム及び方法が開示される。
【０００８】
システム及び方法は、移動無線装置が無線チャネル使用のための境界を規定する地理的な境界を横断した時を効率的に判定するように動作する。そのような境界を横断することを判定することにより、移動無線装置は、境界まで使用を許可されるチャネル上の無線通信を中止すること及び境界を横断した後で使用可能なチャネル上の無線通信を開始すること等のスペクトルに関連した管理タスクを実行できる。開示されたシステム及び方法は、スラッシングを回避するためにヒステリシス手法を使用することにより、地理的なチャネル境界を横断する際に第１のチャネルから異なる第２のチャネルにシームレスに遷移する。これらのタスクを達成するために、移動無線装置は、データベース駆動型中央サーバを介してアクセスされる供給データと、装置の固有のジオロケーションの機能性と、ローカル処理との組み合わせを利用する。
【０００９】
ジオフェンシング動作領域は、サーバから移動無線装置に提供されるベクトルに基づくポリゴンにより規定される。サーバは、クラウドホスト型スペクトル管理データベースの一部である。各動作領域は、関連付けられたチャネルリストを有する。例示的な実施形態において、チャネルリストは、装置がポリゴン動作領域内にいる時に使用できる使用可能なチャネルのリストである。例えばチャネルリストは、使用可能なテレビ（ＴＶ）ホワイトスペースチャネルのリストであってもよい。別の実施形態において、チャネルリストは、ポリゴン動作領域内で無線サービスを提供するアクセスポイント（又は基地局）に対する動作チャネル及び／又は識別データであってもよい。
【００１０】
サーバは、移動無線装置が存在する動作領域及び関連付けられたポリゴンによりそれぞれ規定された隣接動作領域に対するポリゴンデータ及びチャネルリストデータを装置に提供する。移動装置に隣接ポリゴン情報を提供することにより、効率が高まり、移動無線装置とサーバとの間の断続的な接続性の影響（又はある特定の時間及び場所においてサーバにアクセスできないこと）を緩和する。
【００１１】
移動無線装置は、種々のポリゴン動作領域間を移動する時、所定の動作領域を離れて他の動作領域に入る。この移動の間、移動無線装置は、自身が配置されている現在の動作領域に対するチャネルリスト情報に基づいて、どのチャネルを採用するかを判定する。ジオフェンシング境界を横断する際、移動無線装置は、自身が入った新しい動作領域に対する移動及びチャネル使用の判定に従って無線通信を変更する。
【００１２】
例示的な実施形態において、移動無線装置は、対応する現在使用されているチャネルがもはや使用できない動作領域を離れる際にチャネル使用を変更する。これらの判定は、種々の動作コンテキストに対して異なる。例えば固定の基地局と通信する場合、基地局と関連付けられたポリゴン動作領域に対する移動は、１つの論理処理として行われる。同一の移動無線装置が他のチャネルを使用して他の装置と更に通信する（例えば、他の移動無線装置と直接通信する移動無線装置）場合、移動無線装置は、これらの通信に対して形成されたポリゴン動作領域に対する位置を追跡し、別個の論理処理としてそのようなチャネル使用判断を行う。
【００１３】
従って、本発明の一態様は移動無線装置である。例示的な実施形態において、移動無線装置は、自身が無線通信を実行する複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報を受信するネットワークインタフェースを含む。ポリゴン動作領域の各々は、少なくとも１つの他のポリゴン動作領域と重なり合う。移動無線装置は、移動無線装置の位置を判定するためのデバイスロケータと、メモリに格納されるチャネル選択アプリケーションを実行するコントローラとを更に備える。チャネル選択アプリケーションを実行することにより、コントローラは、移動無線装置が配置される第１のポリゴン動作領域を判定し、第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第１のチャネルを選択し、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったかを判定し、且つ移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったと判定される際に、第２のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第２のチャネルを選択するようにポリゴン動作領域情報を処理するように構成される。
【００１４】
本発明の別の態様は無線通信サーバである。例示的な実施形態において、サーバは、移動無線装置が無線通信を実行する複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報のデータベースを格納するメモリを含む。ポリゴン動作領域の各々は、少なくとも１つの他のポリゴン動作領域と重なり合う。サーバは、その後チャネル選択動作を実行する移動無線装置にポリゴン動作領域情報を送信する通信インタフェースを更に含む。あるいは、サーバは、装置の位置を判定してチャネル選択動作を実行し、且つ通信インタフェースを介してチャネル選択を移動無線装置に送信してもよい。
【００１５】
本発明の別の態様は、移動無線装置においてチャネルハンドオーバを実行する方法である。例示的な実施形態において、方法は、移動無線装置が無線通信を実行する複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報を受信するステップであり、ポリゴン動作領域の各々が少なくとも１つの他のポリゴン動作領域と重なり合うステップと、移動無線装置の位置を判定するステップと、移動無線装置が配置される第１のポリゴン動作領域を判定するステップと、第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第１のチャネルを選択するステップと、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったかを判定するステップと、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったと判定される際に、第２のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第２のチャネルを選択するステップとを備える。
【００１６】
以下の説明及び添付の図面を参照することにより、これらの態様及び特徴、並びに更なる態様及び特徴が明らかになるだろう。説明及び図面において、本発明の特定の実施形態は、本発明の原理が採用される方法のうちのいくつかを示すものとして詳細に開示されているが、本発明の範囲はそれに限定されないことが理解される。本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び条件内に含まれる全ての変更、変形及び等価物を含む。
【００１７】
一実施形態に関して説明され且つ／又は例示される特徴は、１つ以上の他の実施形態において同一の方法又は同様の方法で使用されてもよく、且つ／あるいは他の実施形態の特徴と組み合わせて又はその代わりに使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例示的なジオフェンシングシステムにおける動作領域及び関連付けられたチャネル可用性を示す概略図である。
【図２】移動無線装置に対するポリゴン動作領域の例示的な論理マップを示す概略図である。
【図３】オーバラップ動作領域に対する例示的なチャネル使用判定を示す概略図である。
【図４】例示的なポリゴン動作領域を示し、且つ境界線を横断したことを判定するための境界ベクトルに対する位置ベクトルの一例を図示する概略図である。
【図５】移動無線装置に対するチャネル選択の例示的な方法の概要を示すフローチャートである。
【図６】移動無線装置に対するポリゴン動作領域の図２の例示的な論理マップを示し、且つ移動無線装置に対するチャネル選択を示すように変更された概略図である。
【図７】グリッドに基づいて規定された例示的なポリゴン動作領域を示す概略図である。
【図８】移動無線装置に対するチャネルハンドオーバ選択のための例示的なシステムを示す概略図である。
【図９】図８のシステムにおいて使用するための移動無線装置の動作部分を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、図面を参照して実施形態を説明する。図中、同一の図中符号は同一の要素を示すために使用される。図面は必ずしも縮尺通りでないことが理解されるだろう。
【００２０】
開示されたシステム及び方法の態様は、スペクトルを使用する１つ又は複数の種類の無線装置に依存しないことが理解されるだろう。従って、システム及び方法は、無線通信に対するあらゆる動作コンテキストに適用されてもよく、無線通信は、一方向信号送信（例えば、応答なしで装置が受信する信号の放送）及び装置が信号をやり取りする双方向通信を含むことを明確に意図する。方法及びシステムは、認可されたスペクトル又は無認可のスペクトルに適用される。更に方法及びシステムは、一般に、変調方式、高調波に対する考慮、無線装置が使用する周波数帯域又はチャンネル、送信されるデータ又は情報の種類、無線装置が受信した情報を使用する方法及び他の同様の通信に対する考慮である。従って、システム及び方法は、あらゆる適切な通信環境に適用される。
【００２１】
図１は、例示的なジオフェンシングシステム１０における動作領域及び関連付けられたチャネル可用性を示す概略図である。図１の例において、チャネル可用性は、ポリゴンを使用する位置の関数として規定される。示された例の各ポリゴンにおいて、移動無線装置が使用可能なチャネルは１〜６の番号で示される。例えばこれらのチャネルは、無認可のチャネル、認可されたチャネル又は通常は登録が必要なＴＶホワイトスペースチャネルである。ポリゴンは、あらゆる数、形状及び向きであってもよい。図１の例において、ポリゴン動作領域１２は五角形として成形される。このポリゴン内で、移動無線装置はチャネル４を使用できる。五角形の動作領域１２は、２つの三角形の動作領域１４及び１６と重なり合う。三角形の動作領域１４ではチャネル３が使用可能であり、三角形の動作領域１６ではチャネル５が使用可能である。チャネル４と関連付けられた五角形の動作領域１２と、チャネル３と関連付けられた三角形の動作領域１４とのオーバラップ領域は、不等辺四辺形として成形され且つチャネル３及び４の双方が使用可能な別のポリゴン動作領域１８を規定する。
【００２２】
図１は、チャネル１、２及び６とそれぞれ関連付けられた更なるポリゴン動作領域２０（三角形）、２２（長方形）及び２４（同じく長方形）を示す。動作領域が重なり合う上記の例と同様に、複数のチャネルが使用可能である。例えば図１に示されるように、動作領域２２及び１６が重なり合う領域において、チャネル２及び５の双方が使用可能である。上述したように、図１におけるジオフェンシングシステム１０の構成は一例であり、且つポリゴン動作領域は、あらゆる適切な数、形状及び向きであってもよいことが理解されるだろう。
【００２３】
動作領域及びそれらの関連付けられたポリゴンは、あらゆる適切なポリシー、規則、地理学又は固定の無線装置の有効範囲等に基づいて形成されてもよい。例えば、１つ以上のＴＶホワイトスペースが使用可能な領域を各ポリゴンが識別する例示的な一実施形態において、使用可能なチャネルを識別するために適用される規則は、既存の放送業者及び従来のＴＶチャネルの他の優先ユーザと干渉しないようにＴＶホワイトスペースチャネルの使用を管理する規制機関の規制（例えば、米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ））である。
【００２４】
１つ以上の動作領域は、移動無線装置に対する論理マップであると考えられる。論理マップにおける各ポリゴンは、実際の地理学と結び付けられ、多数の接続された線分により規定される。マッピング基準はポリゴンを識別するために使用される。１つの例示的な基準は、ＧＩＳ（即ち、地理情報システム）である。いくつかの例において、論理マップにおけるポリゴンはユーザにより規定される。他の実施形態において、ポリゴンは、関連する無線装置の有効範囲領域に基づいて規定される。有効範囲領域は、感知された信号強度等の既知の情報及び／又は１つ以上の無線周波数（ＲＦ）伝搬モデルを使用して予測された有効範囲等の算出された情報を使用して判定される。
【００２５】
図２は、移動無線装置に対する動作領域の例示的な論理マップ３０を示す概略図である。図２の例において、動作領域は、無線通信を対応する動作領域に与える基地局に対する有効範囲領域により規定される。図２は、基地局ＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３の無線通信有効範囲領域にそれぞれ対応する３つの動作領域３２、３４及び３６を示す。
【００２６】
図２の論理マップは、移動無線装置により無線通信のあらゆる適切な適応例に適用可能であることが理解されるだろう。例示するために、一般に長方形として成形された相対的に大きな農場で論理マップ３０が無線通信と関連付けられる図２に関して、一例を説明する。農場内に３つの基地局ＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３が配置されていることにより、農場を動き回る移動無線装置との無線通信が可能になる。各基地局は、固定の位置を有し、移動無線装置に対する動作領域を規定する対応する有効範囲領域を提供する。特に、基地局毎に、動作領域は、図２に示された各基地局を取り囲む四辺形により表された対応するポリゴンを使用して規定される。上述したように、基地局ＢＳ１は、破線で示されたポリゴン動作領域３２と関連付けられ、基地局ＢＳ２は、実線で示されたポリゴン動作領域３４と関連付けられ、基地局ＢＳ３は、一点鎖線で示されたポリゴン動作領域３６と関連付けられる。図２の例において、各基地局は、移動車両に搭載された移動電子無線装置と通信するために、企業ネットワーク（不図示）にアクセスする。この農場の例のコンテキストにおいて、移動車両は、無線通信に基づいて農場を動き回るように構成されたトラクタ又はコンバイン等の装置である。更に移動電子無線装置は、基地局を介して他のシステム（例えば、インターネット）と通信してもよい。移動車両の代表的な経路３８を太い実線で示す。車両経路に従うと、車両が種々のポリゴン動作領域に出入りすることが分かる。ポリゴン動作領域の各々と関連付けられたチャネルリストは、それぞれの基地局に対する動作チャネル及び／又は基地局識別情報を含む。
【００２７】
例示的な実施形態において、ポリゴン動作領域の各々の各頂点は地理座標値により規定される。例えば、仮定の代表的な座標を使用することにより、図２における基地局ＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３に対応する３つのポリゴン動作領域３２、３４及び３６は、以下の形式で表される。
ＢＳ１に対するポリゴン
｛｛−８１．１２３９６８，２６．４２７９００｝，
｛−８１．１１３６３２，２６．４２７９０２｝，
｛−８１．１０５３１１，２６．４５９９２６｝，
｛−８１．１２５４３８，２６，４５９２６９｝｝
ＢＳ２に対するポリゴン
｛｛−８１．１１４５４７，２６．４２８２３｝，
｛−８１．０８７６５８，２６．４２９２９５｝，
｛−８１．０９３８７６，２６．４５９６８｝，
｛−８１．１０６８６６，２６，４５９５１６｝｝
ＢＳ３に対するポリゴン
｛｛−８１．０８９１２１，２６．４２９２１３｝，
｛−８１．０７６３１６，２６．４２９２１１｝，
｛−８１．０７６８６，２６．４６０４９８｝，
｛−８１．０９４９７３，２６，４５９９２６｝｝
【００２８】
移動無線装置は、例えばこの例においては経路３８を動き回る移動車両により移動される等移動する時、現在の所定のポリゴン動作領域を離れて別のポリゴン動作領域に入る。そのように移動している間、移動車両、即ち移動無線装置は、例えば図２において経路３８に従うことにより示されるように、ポリゴン動作領域間の境界を何度も横断する。以下において更に詳細に説明されるように、この移動の間、移動無線装置は、自身が存在する適切な動作領域に対するチャネルリスト情報に基づいて、どのチャネルを採用するかを判定する。移動無線装置は、自身が入った新しい動作領域に対する移動及びチャネル使用の判定に従って無線通信を適宜変更する。
【００２９】
例示的な実施形態において、移動無線装置は、関連付けられた現在使用されているチャネルがもはや使用できない動作領域を離れる際にチャネル使用を変更する。これらの判定は、種々の動作コンテキストに対して異なる。例えば、図２に示されるような基地局と通信する場合、基地局と関連付けられたポリゴン動作領域に対する移動は、１つの論理処理として行われる。同一の移動無線装置が他のチャネルを使用して他の装置と更に通信する（例えば移動無線装置が、ＴＶホワイトスペースを使用して他の移動無線装置、例えば積込機、トラック、収穫機、コンバイン等と通信するトラクタと直接通信する）場合、移動無線装置は、これらの通信に対して形成されたポリゴン（例えば、固定の位置のアクセスポイント又は基地局に対して形成されたポリゴンとは異なる可能性の高いホワイトスペースチャネル可用性に対して形成されたポリゴン）の動作領域に対する位置を追跡し、別個の論理処理としてそのようなチャネル使用判断を行う。
【００３０】
図１及び図２の双方の代表的な例において示されるように、ポリゴン隣接動作領域は、通常、双方の隣接動作領域に対するチャネルが使用可能な何らかの重なりを有する。動作領域のオーバラップ構成の存在を考慮すると、図３は、オーバラップした２つの動作領域４０及び４２に対する例示的なチャネル使用判定を示す概略図である。
【００３１】
例えば図３に示されるように、チャネル１は、三角形のポリゴン動作領域４０において使用可能であり、チャネル２は、隣接し且つ重なり合う矩形のポリゴン動作領域４２において使用可能である。第３のポリゴン動作領域４４（この場合、別の三角形の動作領域）は、チャネル１に対するポリゴン動作領域４０とチャネル２に対するポリゴン動作領域４２との重なりにより規定される。そのような重なりにより規定されたこの第３のポリゴン動作領域４４において、チャネル１及びチャネル２の双方が使用可能である。
【００３２】
ヒステリシスアルゴリズムは、移動無線装置がポリゴン動作領域の境界を横断する際のチャネルの精密な遷移を制御するために採用される。これにより、移動無線装置がオーバラップ領域においてチャネル間でスラッシングすること（即ち、使用可能なチャネルを常に切り替えること）を防止する。例示的な実施形態において、選択されたチャネルは、現在使用中のチャネルと関連付けられたポリゴン動作領域を離れる時のみ変化する。これは、複数の潜在的に使用可能なチャネルからチャネルを選択する（例えば、使用可能なホワイトスペースチャネルから選択する）際の動作例、あるいは複数の基地局又はアクセスポイントのうちどれと通信するかを判定する際の動作例に対して当てはまる。
【００３３】
図３に示された例を参照して、チャネル選択に対するそのようなヒステリシスアルゴリズムを示す。図３の例において、図中符号４６は、移動無線装置の例示的な移動経路を表す。以下の通り詳細に説明されるように、一点鎖線で示されるような経路部分４６ａは、移動無線装置がチャネル１を使用する経路の部分を示し、単純な破線で示されるような経路部分４６ｂは、移動無線装置がチャネル２を使用する経路の部分を示す。移動無線装置は、チャネル１に対する三角形の動作領域４０において開始し、チャネル１を使用して通信する。その後、移動無線装置は、チャネル１及び２の双方が使用可能なポリゴンオーバラップ動作領域４４に進入する。移動無線装置は、チャネル１が使用中であり且つ自身が依然として元のポリゴン動作領域４０にいるため、チャネル使用を変更しない（経路線は一点鎖線のままである）。次に、移動無線装置は、チャネル１と関連付けられた元のポリゴン動作領域４０、並びにチャネル１及び２の双方と関連付けられたポリゴンオーバラップ動作領域４４の双方を出発する。ここで、移動無線装置は、チャネル２のみと関連付けられたポリゴン動作領域４２に入る。この時点で、移動無線装置は、チャネル１の使用からチャネル２の使用に変更する（ここで、経路線は単純な破線である）。
【００３４】
次に、移動無線装置は、チャネル１及び２の双方が使用可能なポリゴンオーバラップ動作領域４４に戻る。移動無線装置は、チャネル２が使用中であり且つ自身が依然としてチャネル２に対するポリゴン動作領域４２にいるため、チャネル使用を変更しない（経路線は破線のままである）。次に、移動無線装置は、チャネル２と関連付けられたポリゴン動作領域４２、並びにチャネル１及び２の双方と関連付けられたポリゴンオーバラップ動作領域４４の双方を出発する。ここで、移動無線装置は、チャネル１のみと関連付けられたポリゴン動作領域４０に再度入る。この時点で、移動無線装置は、チャネル２の使用からチャネル１の使用に変更する（ここで、経路線は、再び一点鎖点になる）。
【００３５】
説明したアルゴリズムは、チャネル選択が「メイクビフォアブレーク」ハンドオーバを介して判定されるヒステリシスアルゴリズムを構成する。チャネル選択は、移動無線装置の前の経路に依存する。そのようなことに基づいて、例えば図３において上述したように、移動無線装置がポリゴンオーバラップ動作領域４４においてチャネル１又は２を使用するか否かは、移動無線装置の移動履歴に依存する。
【００３６】
例示的な実施形態において、移動無線装置は、種々のポリゴン動作領域に対する位置を評価するために、位置（例えば、ＧＰＳを使用して判定されたような）を使用する。１つの例示的な方法において、位置ベクトルと境界ベクトルの内積の符号変化は、境界線を横断したことを示す。一般に、移動無線装置に対する位置ベクトルは、装置の位置からポリゴン動作領域の境界線分上のあらゆる点までのベクトルにより規定される。境界ベクトルは、ポリゴン動作領域の境界を規定する線分に対して垂直なベクトルである。
【００３７】
そのような数学的手法に従って、図４は、例示的なポリゴン動作領域５０を示し、且つ境界線を横断したことを判定するための境界ベクトルに対する位置ベクトルの一例を図示する概略図である。この例のポリゴン動作領域５０は、一般に、正方形に成形され、ベクトルｖ１〜ｖ４に適合する境界線１〜４により規定される。２つの装置位置５２及び５４の例を示す。位置ベクトル５６は、各装置位置からポリゴン動作領域の境界までのベクトルとして規定される。図４に示されるように、位置ベクトルは、装置位置に関するポリゴン動作領域の境界線のいずれかに対して規定される。更に、境界ベクトル５８は、ポリゴン動作領域の境界を規定する線分に対して垂直なベクトルとして規定される。位置ベクトルと境界ベクトルの内積の符号変化は、境界線を横断したことを示す。所定の移動無線装置に対して、位置ベクトルが「ν」と示され且つ境界ベクトルが「ω」と示される場合、２つのベクトルの内積は以下の通り数学的に表される。
【００３８】
【数１】
0006277199.tif 000002
【００３９】
この内積の結果の符号の変化は、境界線を横断したことを示す。そのような計算は、チャネル選択コンピュータプログラムアプリケーションの一部としてコンピュータ可読媒体上に格納されたコンピュータコードを使用して実現される。再度図２を参照すると、例えばＪａｖａコードは、示されたポリゴン動作領域に対する境界横断を判定するために書き込まれる。図２に示されたポリゴン動作領域の例に対する境界横断及び結果として生じるチャネル選択を判定するためのコードを含む例示的なハンドオーバコードは、付録として本明細書に添付される。
【００４０】
上述の説明に従って、図５は、移動無線装置に対するチャネルハンドオーバ選択の例示的な方法の概要を示すフローチャートである。機能的な論理ステップを実行する特定の順序として例示的な方法を説明するが、ステップを実行する順序は、説明される順序に対して変更されてもよい。また、連続で説明される２つ以上のステップは、同時に又は部分的に同時に実行されてもよい。そのような全ての変形は、本発明の範囲内であることが理解される。
【００４１】
方法は、移動無線装置が現在配置されている第１のポリゴン動作領域に関する判定を行うステップ１００において開始する。移動無線装置の位置は、例えば「ポリゴン点」、即ち「ＰＩＰ」方法により判定される。そのような方法において、各ポリゴンは、上述したように、線分により規定され、チャネルリストと関連付けられる。移動無線装置のポリゴン位置は、位置からポリゴン線分の中間点に射線を投影することで判定される。射線がポリゴン線分を貫いた回数は、現在の位置がポリゴン内であるか又はポリゴン外側であるかを判定するために使用される。しかし、装置が配置される第１のポリゴン動作領域を判定するためにＰＩＰ以外の方法が使用されてもよいことが理解されるだろう。
【００４２】
移動無線装置のポリゴン位置が判定されると、ステップ１１０において、移動無線装置が配置される第１のポリゴン動作領域と関連付けられる第１のチャネルに関してチャネル選択が行われる。ステップ１２０において、移動無線装置は、第１の選択チャネルに同調される。例示的な実施形態において、第１のポリゴン動作領域は、第１の選択チャネルとなる１つのチャネルのみと関連付けられる。あるいは、第１のポリゴン動作領域はチャネルリストと関連付けられてもよく、第１のチャネルは、当該技術分野において知られているような種々の選択方法のうちの１つにより、リストにおける複数のチャネルの中から選択されてもよい。例えばチャネルは、信号強度、現在の使用量及び容量、使用制限、並びに種々の他の根拠に基づいて使用可能なチャネルリストから選択される。チャネル選択は、移動無線装置をアイドル状態にさせることを更に含む。例えばこれは、移動無線装置が移動通信のための指定有効範囲領域外に配置される場合に適している。
【００４３】
再度図５を参照すると、ステップ１３０において、移動無線装置の位置は、位置に変化が起こるかを検出するために監視される。ステップ１３０のループにより示されるように、監視は、位置の変化が起こるまで（ステップ１３０において「Ｙｅｓ」の判定）継続的に行われる（ステップ１３０において「Ｎｏ」の判定）。位置の変化が検出されると、ステップ１４０において、第１のポリゴン動作領域の境界を横断したかに関する判定が行われる。ステップ１４０で「Ｎｏ」の判定が行われる場合、移動無線装置の位置は、ステップ１３０に従って監視し続けられる。
【００４４】
しかし、ステップ１４０において、第１のポリゴン動作領域の境界を横断したことを示す「Ｙｅｓ」の判定が行われる場合、ステップ１５０に進む。ステップ１５０において（ステップ１００と同様に）、移動無線装置が境界を横断した後に現在配置されている第２の新しいポリゴン動作領域に関する判定が行われる。ステップ１６０において（ステップ１１０と同様に）、移動無線装置が境界を横断した後に現在配置されている第２のポリゴン動作領域と関連付けられる第２のチャネルに関して第２のチャネル選択が行われる。ステップ１７０において（ステップ１２０と同様に）、移動無線装置は第２の選択チャネルに同調される。第２のチャネルは、再度指定されたチャネルであってもよく、あるいは使用可能なチャネルリストから選択されるか又は移動無線装置が移動通信のための指定有効範囲領域外に移動した場合に移動無線装置をアイドリングするものとして選択されてもよい。
【００４５】
移動無線装置が無線通信のために種々のポリゴン動作領域間を移動する時、図５の方法は継続的に実行される。従って、チャネルは、移動無線装置が境界を横断して、自身が現在動作している第１のポリゴン動作領域を離れ、且つ行われる新しいチャネル選択と関連付けられる第２のポリゴン動作領域に比例して入ることを検出する度に新しいチャネル選択が行われるというヒステリシスアルゴリズムを介して選択される。境界横断は、添付の付録におけるコードに相当するハンドオーバコードを含むプログラムを実行することにより実現される上述の内積の計算により判定される。
【００４６】
図６は、上述のヒステリシスアルゴリズムに従って、移動無線装置に対するポリゴン動作領域の図２の例示的な論理マップを示し、且つ移動無線装置に対するチャネル選択及びハンドオーバを示すように変更された概略図である。従って、図６の論理マップの同様の部分は、図２と同様の図中符号を用いて示される。
【００４７】
図６は、トラクタが３つの基地局ＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３、並びに対応する３つのポリゴン動作領域３２、３４及び３６を有して農場を動き回る上述の例において説明したヒステリシスチャネル割り当て及びハンドオーバ技術を示す。図６において、移動の最初の方向を示す矢印と共に任意の出発点Ａを示す。トラクタにより移送された移動無線装置に対して結果として得られるチャネル割り当ては以下の通りである。
【００４８】
移動無線装置の経路の線表示は、対応する基地局と関連付けられたポリゴン動作領域に対する線表示と連携して線表示の間で変化する（即ち、ポリゴン動作領域３２と関連付けられたＢＳ１チャネルに対する経路部分は破線表示を有し、ポリゴン動作領域３４と関連付けられたＢＳ２チャネルに対する経路部分は実線表示を有し、ポリゴン動作領域３６と関連付けられたＢＳ３チャネルに対する経路部分は一点鎖線表示を有する）。有効範囲無線通信が提供される全てのポリゴン動作領域の外側に移動無線装置がある移動の経路の部分に対して、経路は単純な破線として示される。
【００４９】
移動、並びに対応するチャネル選択及びハンドオーバは以下の通りであり、いくつかの例示的な地点情報を示す。移動無線装置は、ポリゴン動作領域３２内の点Ａから出発し、ポリゴン動作領域３２と関連付けられたチャネルに同調される。このチャネル選択の例示として、点Ａからの経路の線指定は、この時点でポリゴン動作領域３２（破線）を規定する線指定に一致する。点Ｂにおいて、移動無線装置は、全ての３つの基地局に対する有効範囲領域を離れるため、ポリゴン動作領域３２（破線）に再度入るまでアイドリングされる。
【００５０】
その後、移動装置は、点Ｃ及び点Ｄを通る。尚、点Ｃと点Ｄとの間で、移動無線装置は、ポリゴン動作領域３２及び３４のオーバラップ有効範囲領域にある。横断点Ｃにおいて、移動無線装置は、ポリゴン動作領域３２内に留まり、ポリゴン動作領域３４に入る。上述のヒステリシスモデルによると、移動無線装置が現在選択されているチャネルのポリゴン動作領域３２内に留まるため、チャネルは、移動無線装置が点Ｃを横断する際に変化しない。むしろ、移動無線装置が、点Ｄを横断する際及びポリゴン動作領域３２の境界を横断してポリゴン動作領域３２を出る際、新しいチャネル選択が行われる。点Ｄを横断すると、ポリゴン動作領域３４と関連付けられるチャネルの新しいチャネル選択が行われる。このチャネルハンドオーバの例示として、点Ｄからの経路の線指定は、この時点でポリゴン動作領域３４（実線）を規定する線指定に一致する。
【００５１】
移動無線装置が点Ｅに到達するまで、移動経路は、ポリゴン動作領域３２と３４（全ての規定のポリゴン動作領域の外側の移動部分を含む）との間で継続する。点Ｅにおいて、移動無線装置は横断してポリゴン動作領域３６に入り、ポリゴン動作領域３６と関連付けられるチャネルが選択される。このチャネルハンドオーバの例示として、点Ｅからの経路の線指定は、この時点でポリゴン動作領域３６（一点鎖線）を規定する線指定に一致する。
【００５２】
その後、移動無線装置は、点Ｆ及び点Ｇに進んでそれらを横断する。尚、上述したのと同様に、点Ｆと点Ｇとの間で、移動無線装置は、ポリゴン動作領域３６及び３４のオーバラップ有効範囲領域にある。横断点Ｆにおいて、移動無線装置は、ポリゴン動作領域３６内に留まり、ポリゴン動作領域３４に入る。上述のヒステリシスモデルによると、移動無線装置が現在選択されているチャネルのポリゴン動作領域３６内に留まるため、チャネルは、移動無線装置が点Ｆを横断する際に変化しない。むしろ、移動無線装置が、点Ｇを横断する際及びポリゴン動作領域３６の境界を横断してポリゴン動作領域３６を出る際、新しいチャネル選択が行われる。点Ｇを横断すると、ポリゴン動作領域３４と関連付けられるチャネルの新しいチャネル選択が行われる。このチャネルハンドオーバの例示として、点Ｇからの経路の線指定は、この時点でポリゴン動作領域３４（実線）を規定する線指定に一致する。
【００５３】
移動点Ｇと移動点Ｈとの間で、移動無線装置は、種々のポリゴン動作領域３２、３４及び３６の間をループする。一般に、移動無線装置がポリゴン動作領域の境界を横断する際にチャネルの遷移及びハンドオーバを制御するために採用されるヒステリシスアルゴリズムによると、選択されたチャネルは、現在使用中のチャネルと関連付けられたポリゴン動作領域を離れる時のみ変化する。上述したように、これにより、移動無線装置が２つのポリゴン動作領域のオーバラップ領域においてチャネル間でスラッシングすることを防止する。
【００５４】
ヒステリシスアルゴリズムの更なる例示として、移動点Ｉ及び移動点Ｊは、実質的に、移動点Ｃ及び移動点Ｄにおいて起こったことの逆を表す。尚、点Ｉと点Ｊとの間で、移動無線装置は、ここでも、ポリゴン動作領域３４及び３２のオーバラップ有効範囲領域にある。横断点Ｉにおいて、移動無線装置は、ポリゴン動作領域３４内に留まり、ポリゴン動作領域３２に入る。上述のヒステリシスモデルによると、移動無線装置が現在選択されているチャネルのポリゴン動作領域３４内に留まるため、チャネルは、移動無線装置が点Ｉを横断する際に変化しない。むしろ、移動無線装置が、点Ｊを横断する際及びポリゴン動作領域３４の境界を横断してポリゴン動作領域３４を出る際、新しいチャネル選択が行われる。点Ｊを横断すると、ポリゴン動作領域３２と関連付けられるチャネルの新しいチャネル選択が行われる。このチャネルハンドオーバの例示として、点Ｊからの経路の線指定は、この時点でポリゴン動作領域３２（破線）を規定する線指定に一致する。
【００５５】
同様のヒステリシスモデル又はヒステリシスアルゴリズムは、移動無線装置が種々の使用可能なチャネルと関連付けられた無線通信有効範囲領域に出入りする種々のアプリケーションに適用される。例えば別の例示的な実施形態において、ＴＶホワイトスペース無線を使用して、列車においてインターネットアクセスを乗客に提供する。使用可能なＴＶホワイトスペースチャネルは列車が移動するにつれ変化するが、列車の経路はたいてい移動に先立って認識されている。列車は、計画された移動経路に対して使用可能なチャネル情報をサーバから探す。サーバは、計画された路線に沿う一連のポリゴン動作領域に対する情報（例えば、ポリゴン動作領域情報及び関連付けられたチャネルリスト）を返送する。この情報を使用して、移動無線装置は、列車がポリゴン動作領域間を移動する時にチャネルハンドオーバ選択を行う。計画された移動経路が認識されていない他の状況において、サーバは、装置が配置されるポリゴン動作領域及びポリゴン隣接動作領域に対する情報（例えば、ポリゴン動作領域情報及び関連付けられたチャネルリスト）を供給する。移動無線装置が隣接領域のうちの１つに進入する場合、サーバは、いずれかの新しいポリゴン隣接動作領域に対する情報を更新する。
【００５６】
例示的な実施形態において、ポリゴン動作領域の各々の境界は、既知の距離だけ離間された垂直線と水平線との交点に配置された点等の位置のグリッドを使用して判定される。あらゆる適切なグリッド距離が採用されてもよいが、例示的な距離は５０ｍである。図７は、グリッド６２に基づいて規定された例示的なポリゴン動作領域６０を示す概略図である。他の例示的な実施形態において、位置のオフセット行が使用されてもよく、あるいは他の何らかの位置の配置が使用されてもよい。
【００５７】
チャネル可用性は、グリッドの位置を示す交差線の各位置において評価される。位置のグリッド内の使用可能なチャネル毎に、少なくとも１つのポリゴン動作領域が描画される。ポリゴン動作領域の各々は、チャネルが使用可能な位置をサブスクライブする。位置が、使用可能な同一のチャネル及び同一の使用可能なチャネルを有する隣接する別の位置を有する場合、多数の位置が同一のポリゴンにある。例えば図７において、グリッド６２内の複数の位置６４をサブスクライブする三角形のポリゴン動作領域６０が示される。三角形の動作領域６０内の各位置６４は、同一のチャネル可用性を有し、チャネルが使用可能な他の位置に垂直に及び／又は水平に隣接する。三角形の動作領域６０のすぐ外側の位置は、異なるチャネル可用性を有する。説明したヒステリシスアルゴリズムの下で、チャネルハンドオーバは、ポリゴン境界を横断すると実行される。従って、ポリゴン線上の位置自体は、ポリゴン部分としてチャネル可用性に対して処理される。三角形における隣接位置ではない位置において、当該三角形における位置と同一のチャネルを使用可能とすることは可能である。しかし、これらの位置は、連続して三角形内の位置に隣接しないために１つ以上の異なるポリゴン動作領域によりサブスクライブされる。
【００５８】
他の例示的な実施形態において、ポリゴン動作領域は、特に所定の移動無線装置に対して形成される。このポリゴン動作領域は、移動無線装置と共に移動する移動無線装置を取り囲むポリゴンであり、あらゆる適切な形状を有する。ポリゴンにおける位置毎に、使用可能なチャネルのリストは、ポリゴン動作領域を規定するグリッド上の位置毎に判定される。その後、ポリゴンにおける各位置において使用可能なチャネルが識別される。識別されたチャネルは、規定のポリゴン動作領域内の移動無線装置に渡されるチャネルリストをポピュレートするために使用される。近隣のポリゴン及び使用可能なチャネルリストが形成され、更に移動無線装置に送信される。この方法により、移動無線装置の位置が所定の量（例えば、５０ｍ）を上回って変化する度に新しいチャネルマップを要求する必要なく、装置に対する移動の自由度がより高まる。
【００５９】
開示される実施形態は、ポリゴンを用いたチャネルマップを使用するジオフェンシングされたチャネル使用を含む。説明される技術により、移動無線装置は、１つ以上のチャネルと関連付けられる規定のポリゴン動作領域を自身が離れる時を判定できる。その結果、装置は、各位置の関数としてチャネルマップに関して連続してクエリする必要はない。更に、説明される実施形態により、移動中のシームレスなチャネルハンドオーバの遷移が可能になり、オーバラップ有効範囲領域におけるスラッシングを低減又は除去する。これは、ポリゴンオーバラップ動作領域を規定し、且つチャネル使用の変化をトリガするためにポリゴン動作領域から出発することを使用するヒステリシスアルゴリズムを使用することにより部分的に達成される。更に、１つ以上のチャネルを識別するチャネルマップは、領域全体に対して有効である場合に装置に提供される。サーバ、他の電子装置又はユーザは、ポリゴン動作領域の各々の領域描写を特定する。あるいは、ポリゴン動作領域は、既存のチャネル使用に基づいて確認されてもよい。
【００６０】
そのような利点を考慮すると、説明される発明は、特に、従来のセルラ型システムとは異なる方法で動作する。従来のセルラシステムにおいて、従来のセルラシステムが他のスペクトルユーザに対する所定のユーザ装置の干渉の可能性に基づいて動作するため、一般にチャネルハンドオフは、例えば輻輳又は信号強度等の種々の信号パラメータに基づく。説明される発明において、これとは対照的に、ポリゴン動作領域の境界が正確に規定されるため、チャネルハンドオーバは、従来のシステムにおいて採用されたパラメータに関連しない。従って、説明されるヒステリシスアルゴリズムは、従来のセルラシステムとは異なるチャネルハンドオーバの方法を提供する。
【００６１】
図８は、移動無線装置に対するチャネル選択のための例示的なシステムを示す概略図である。図８は、コンピュータアプリケーション（例えば、ソフトウェアプログラム）を実行できるコンピュータベースシステム７０を示す概略ブロック図である。システム７０は、コンピュータ技術を使用して実現されるネットワークサーバ７２を含む。ネットワークサーバ７２は、チャネル選択機能７４を実行し、且つチャネル選択機能７４により利用されるポリゴン動作領域情報に関するデータを含むデータベース７６を格納するように構成される。データベース７６は、ポリゴン動作領域の境界を規定する情報であるそのような情報と、種々の規定のポリゴン動作領域と関連付けられたチャネルリストとを格納する。チャネル選択機能７４は、ポリゴン動作領域情報をデータベース７６から移動無線装置に提供するように実行される。
【００６２】
ネットワークサーバ７２は、種々のビデオインタフェース及び入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース８４、並びに１つ以上の通信インタフェース８６と通信できる。インタフェース８４は、例えばディスプレイ８８、キーボード９０、マウス９２、他の入力装置及び周辺装置等の種々の周辺装置にコンピュータシステム７０を動作可能に結合するために使用される。インタフェース８４は、データベース７６内に格納されるポリゴン動作領域情報を入力するために採用され、ネットワークを介してリモートで通信する装置である。例えば通信インタフェース８６は、モデム及び／又はネットワークインタフェースカードを含む。通信インタフェース２６により、システム７０は、外部ネットワーク９４（例えば、インターネット、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、直接データリンク又は同様のシステム）を介して他の演算装置に対してデータ信号等を送受信できる。動作可能にインタフェースされた装置又はネットワークとネットワークサーバ７２との間のインタフェースは、有線又は無線である。
【００６３】
メモリ８０は、サーバ７２におけるリソースの割り当て及び使用を制御し、且つ基本的なユーザインタフェース機能を提供するようにプロセッサ７８により実行されるオペレーティングシステム８１を格納する。特にオペレーティングシステム８１は、メモリ８０の割り当て及び使用、プロセッサ７８により実行されている種々のアプリケーション専用のプロセッサ７８の処理時間、並びに周辺装置を制御し、且つ他の機能性も実行する。このように、オペレーティングシステム８１は、一般に当業者により既知であるように、チャネル選択機能７４等のアプリケーションが依存する基礎として動作する。
【００６４】
一実施形態において、ネットワークサーバ７２は、チャネル選択機能７４を実行して、移動無線装置に対して上述のチャネル選択動作をホストするように構成される。示される例において、ネットワークサーバ７２は、複数の無線通信プロバイダ９６ａ〜９６ｎと併せてネットワーク９４を介して動作するように構成される。例えば無線通信プロバイダは、ＴＶホワイトスペースステーションであるか、あるいは図２及び図６に示されるような基地局に相当する。プロバイダまたは基地局毎に、ポリゴン動作領域の境界及び関連付けられたチャネルリストを含むポリゴン動作領域情報は、インタフェース８４及び／又は通信インタフェース８６を介して取得され、サーバ７２のデータベース７６に格納される。
【００６５】
メモリ８０は、データ、論理ルーチン命令、コンピュータプログラム、ファイル及びオペレーティングシステム命令等を格納する。メモリ８０は、揮発性メモリ構成要素及び不揮発性メモリ構成要素を含むいくつかの装置を備える。従って、例えばメモリ８０は、システムメモリとして動作するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、フロッピディスク、光ディスク（例えば、ＣＤ及びＤＶＤ）、テープ、フラッシュデバイス及び／又は他のメモリ構成要素、並びにメモリ素子用の関連付けられたドライブ、プレーヤ及び／又は読み取り装置を含む。プロセッサ７８及びメモリ８０の構成要素は、ローカルインタフェース８２を使用して結合される。例えばローカルインタフェース８２は、制御バスを伴うデータバス、ネットワーク又は他のサブシステムである。
【００６６】
更にサーバ７２は、複数の移動無線装置９８ａ〜９８ｎと通信する。サーバ７２は、上述の方法で（例えば、ＰＩＰ処理により）位置情報を含む移動無線装置の情報を取得する。データベース７６に格納された移動無線装置の情報及びポリゴン動作領域情報に基づいて、サーバは、ポリゴン動作領域情報を所定の移動無線装置に提供するように動作する。例えば、移動無線装置がポリゴン動作領域間を移動する時、プロセッサ７８は、チャネル選択機能７４を実行して、ポリゴン動作領域情報及び関連付けられたチャネルリスト情報を移動無線装置にプッシュする。
【００６７】
図９は、図８のシステムにおいて使用するための移動無線装置の動作部分を示す概略ブロック図である。移動無線装置９８は、コンピュータを用いたアーキテクチャを更に有する。移動無線装置９８は、メモリ２０４等の非一時的なコンピュータ可読媒体上に格納されたチャネル選択アプリケーション２０６を実行する１つ以上の処理装置２０２を含むコントローラ２００を備える。例示的な実施形態において、チャネル選択アプリケーション２０６は、１つ以上のコンピュータプログラム（例えば、実行可能なコードのコンパイルを含む１つ以上のソフトウェアアプリケーション）として具体化される。コンピュータプログラムは、磁気記憶装置、光学記憶装置又は電子記憶装置（例えば、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ等）等のあらゆる種類のコンピュータ可読媒体であってもよいメモリ２０４上に格納される。
【００６８】
移動無線装置９８は、ネットワーク９４を介したサーバ７２との通信を確立するためのネットワークインタフェースを含む。移動無線装置９８は、ユーザが種々のテキスト、データ、制御及び他の入力を入力できるようにするユーザ入力インタフェース２１０を含む。ユーザ入力インタフェースは、例えばキーボード、キーパッド、ソフトキー、マウス、ポインタ、スタイラス及び同様の入力手段、並びにそれらの組み合わせを含む１つ以上の入力装置を含む。移動無線装置は、種々の従来のＩ／Ｏ装置への接続を可能にするＩ／Ｏインタフェース２１２を含む。移動無線装置は、移動無線装置の位置を判定するための位置検出器２１４を更に有する。位置検出器２１４は、ＧＰＳデバイス又は当該技術分野において知られているような他の位置検出装置である。
【００６９】
図８及び図９を参照すると、処理装置２０２を含むコントローラ２００は、チャネル選択アプリケーション２０６を構成する特定の論理ルーチンを行う命令を実行するために使用される。例えば、移動無線装置９８はサーバ７２と通信している。移動無線装置は位置情報をサーバに送信し、且つ／あるいはサーバは、ＧＰＳ情報等を介して移動無線装置の位置を検出する。サーバは、チャネル選択機能７４を実行して、移動無線装置の位置に基づいてポリゴン領域情報及び関連付けられたチャネルリストの情報を識別する。そのような情報は、ネットワーク９４を介して移動無線装置に送信される。この受信された情報に基づいて、次に移動無線装置は、チャネル選択アプリケーション２０６を実行してチャネルハンドオーバ又は遷移が行われる時を判定する。例えば、チャネル選択アプリケーション２０６を実行する結果、移動無線装置がポリゴン動作領域の境界を横断したかを判定するために上述の内積の計算を実行することになる。
【００７０】
従って、例示的な実施形態において、サーバは、ポリゴン動作領域情報及び関連するチャネルリスト情報を格納する。次に、そのような情報は移動無線装置に送信される。その後、移動無線装置において、チャネル選択及びチャネルハンドオーバの判定がローカルに行われる。そのような構成は効率的であることが証明されている。しかし、代わりにサーバは、チャネル選択及びチャネルハンドオーバの判定を実行し、且つチャネル選択を移動無線装置に送信してよい。
【００７１】
上述したことによると、移動無線装置９８のネットワークインタフェース２０８は、移動無線装置が無線通信を行う複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報を受信する。ポリゴン動作領域の各々は、少なくとも１つの他のポリゴン動作領域と重なり合う。デバイスロケータ２１４は移動無線装置の位置を判定し、コントローラ２００は、メモリ２０４に格納されるチャネル選択アプリケーション２０６を実行する。チャネル選択アプリケーションを実行することにより、コントローラは、移動無線装置が配置される第１のポリゴン動作領域を判定し、第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第１のチャネルを選択し、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったかを判定し、且つ移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったと判定される際に、動作領域の第２のチャネルを選択するようにポリゴン動作領域情報を処理するように構成される。
【００７２】
サーバ７２側で、メモリ８０は、移動無線装置が無線通信を行う複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報のデータベース７６を格納する。ポリゴン動作領域の各々は、少なくとも１つの他のポリゴン動作領域と重なり合う。サーバは、通信インタフェース８６を介して、その後上述したようなチャネル選択動作を実行する移動無線装置にポリゴン動作領域情報を送信する。あるいは、サーバは、装置位置を判定し且つチャネル選択動作を実行して、通信インタフェースを介してチャネル選択を移動無線装置に送信する。しかし、上述したように、移動無線装置のコントローラにより境界横断の計算及び結果として生じるチャネル選択を実行する方が効率的であることが証明されている。
【００７３】
上述したことによると、本発明の一態様は移動無線装置である。例示的な実施形態において、移動無線装置は、自身が無線通信を実行する複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報を受信するネットワークインタフェースを含む。ポリゴン動作領域の各々は、少なくとも１つの他のポリゴン動作領域と重なり合う。デバイスロケータは移動無線装置の位置を判定する。コントローラは、メモリに格納されるチャネル選択アプリケーションを実行する。チャネル選択アプリケーションを実行することにより、コントローラは、移動無線装置が配置される第１のポリゴン動作領域を判定し、第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第１のチャネルを選択し、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったかを判定し、且つ移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったと判定される際に、第２のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第２のチャネルを選択するようにポリゴン動作領域情報を処理するように構成される。
【００７４】
移動無線装置の例示的な一実施形態において、ポリゴン動作領域情報は、ポリゴン動作領域毎に、それぞれのポリゴン動作領域内の無線通信に対して使用可能なチャネルのポリゴン境界情報及びチャネルリスト情報を含む。
【００７５】
移動無線装置の例示的な一実施形態において、コントローラは、チャネル選択アプリケーションを実行して、装置位置から第１のポリゴン動作領域の境界線分上の点までの位置ベクトルと、境界線分に対して垂直なベクトルである境界ベクトルとを判定する。移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断したかが、位置ベクトルと境界ベクトルの内積に基づいて判定される。
【００７６】
移動無線装置の例示的な一実施形態において、位置ベクトルと境界ベクトルの内積に符号変化がある場合、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断したことが判定される。
【００７７】
移動無線装置の例示的な一実施形態において、コントローラは、チャネル選択アプリケーションを実行して、移動無線装置が複数のポリゴン動作領域外に移動したかを判定する。移動無線装置が複数のポリゴン動作領域外に移動した場合、コントローラは移動無線装置をアイドリングさせる。
【００７８】
移動無線装置の例示的な一実施形態において、コントローラは、チャネル選択アプリケーションを実行して、移動無線装置が複数のポリゴン動作領域のうちの１つに入ったかを判定する。移動無線装置が複数のポリゴン動作領域のうちの１つに入った場合、コントローラは、入ったポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作のチャネルを選択する。
【００７９】
本発明の別の態様は無線通信サーバである。例示的な実施形態において、無線通信サーバは、移動無線装置が無線通信を実行する複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報のデータベースを格納するメモリを含む。ポリゴン動作領域の各々は、少なくとも１つの他のポリゴン動作領域と重なり合う。通信インタフェースは、ポリゴン動作領域情報を移動無線装置に送信する。チャネルハンドオーバ選択は、ポリゴン動作領域情報に基づいて移動無線装置に対して行われる。
【００８０】
無線通信サーバの例示的な一実施形態において、無線通信サーバは、ポリゴン動作領域情報の入力を受信するように構成される入力インタフェースを更に含む。
【００８１】
無線通信サーバの例示的な一実施形態において、ポリゴン動作領域情報は、ポリゴン動作領域毎に、それぞれのポリゴン動作領域内の無線通信に対して使用可能なチャネルのポリゴン境界情報及びチャネルリスト情報を含む。
【００８２】
無線通信サーバの例示的な一実施形態において、通信インタフェースは、移動無線装置の位置を判定するためのデバイスロケータを備え、無線通信サーバは、メモリに格納されるチャネル選択機能を実行するプロセッサを更に備える。チャネル選択機能を実行することにより、プロセッサは、移動無線装置が配置される第１のポリゴン動作領域を判定し、第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第１のチャネルを選択し、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったかを判定し、且つ移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったと判定される際に、第２のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第２のチャネルを選択するようにポリゴン動作領域情報を処理するように構成される。第１のチャネル及び第２のチャネルの選択は、移動無線装置に送信される。
【００８３】
無線通信サーバの例示的な一実施形態において、プロセッサは、チャネル選択機能を実行して、装置位置から第１のポリゴン動作領域の境界線分上の点までの位置ベクトルと、境界線分に対して垂直なベクトルである境界ベクトルとを判定する。移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断したかが、位置ベクトルと境界ベクトルの内積に基づいて判定される。
【００８４】
無線通信サーバの例示的な一実施形態において、位置ベクトルと境界ベクトルの内積に符号変化がある場合、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断したことが判定される。
【００８５】
本発明の別の態様は、移動無線装置においてチャネルハンドオーバ選択を実行する方法である。例示的な実施形態において、チャネルハンドオーバ選択を実行する方法は、移動無線装置が無線通信を実行する複数のポリゴン動作領域に対するポリゴン動作領域情報を受信するステップであり、ポリゴン動作領域の各々が少なくとも１つの他のポリゴン動作領域と重なり合うステップと、移動無線装置の位置を判定するステップと、移動無線装置が配置される第１のポリゴン動作領域を判定するステップと、第１のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第１のチャネルを選択するステップと、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったかを判定するステップと、移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断して第２のポリゴン動作領域に入ったと判定される際に、第２のポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作の第２のチャネルを選択するステップとを備える。
【００８６】
チャネルハンドオーバ選択を実行する方法の例示的な一実施形態において、ポリゴン動作領域情報は、ポリゴン動作領域毎に、それぞれのポリゴン動作領域内の無線通信に対して使用可能なチャネルのポリゴン境界情報及びチャネルリスト情報を含む。
【００８７】
チャネルハンドオーバ選択を実行する方法の例示的な一実施形態において、方法は、装置位置から第１のポリゴン動作領域の境界線分上の点までの位置ベクトルを判定することと、境界線分に対して垂直なベクトルである境界ベクトルとを判定することと、位置ベクトルと境界ベクトルの内積に基づいて移動無線装置が第１のポリゴン動作領域の境界を横断したかを判定することとを更に備える。
【００８８】
チャネルハンドオーバ選択を実行する方法の例示的な一実施形態において、方法は、移動無線装置が複数のポリゴン動作領域外に移動したかを判定することと、移動無線装置が複数のポリゴン動作領域外に移動した場合、移動無線装置をアイドリングさせることとを更に備える。
【００８９】
チャネルハンドオーバ選択を実行する方法の例示的な一実施形態において、方法は、移動無線装置が複数のポリゴン動作領域のうちの１つに入ったかを判定することと、移動無線装置が複数のポリゴン動作領域のうちの１つに入った場合、入ったポリゴン動作領域内で使用可能なチャネルに対応する動作のチャネルを選択することとを更に備える。
【００９０】
チャネルハンドオーバ選択を実行する方法の例示的な一実施形態において、方法は、ポリゴン動作領域情報をサーバ上に格納することを更に備える。
【００９１】
チャネルハンドオーバ選択を実行する方法の例示的な一実施形態において、移動無線装置は、ネットワークインタフェースを介してサーバからポリゴン動作領域情報を受信し、サーバから受信したポリゴン動作領域情報に基づいて判定ステップ及びチャネル選択ステップを実行する。
【００９２】
チャネルハンドオーバ選択を実行する方法の例示的な一実施形態において、サーバは、格納されたポリゴン動作領域情報に基づいて判定ステップ及びチャネル選択ステップを実行し、ネットワークインタフェースを介してチャネル選択を移動無線装置に送信する。
【００９３】
ある特定の実施形態を図示及び説明したが、本明細書を読み且つ理解することにより、当業者が添付の特許請求の範囲内の等価物及び変形を着想できることが理解される。
【００９４】
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【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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