(57)【要約】【課題】簡易な構成により精度の良いスペクトルセンシングを実現す。【解決手段】無線通信装置が実施する、チャネル可用性判定方法であって、領域内におけるチャネルの潜在的な可用性を表すチャネル可用性データを取得するステップと、前記チャネルのチャネル可用性データに少なくとも部分的に基づいて、前記領域内の複数の位置においてスペクトルセンシングを行うことにより、前記チャネルについての複数の測定値を取得するステップと、前記領域内の前記複数の位置にわたる前記複数の測定値を集約して、前記チャネルに関する第１の値を取得するステップと、前記チャネルに関する前記第１の値に少なくとも部分的に基づいて、前記チャネルの可用性を判定するステップと、を含む。【選択図】図５
2013187895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信装置が実施するチャネル可用性判定方法であって、
領域内において潜在的に利用可能なチャネルを表すチャネル可用性データを取得するステップと、
チャネル可用性データに少なくとも部分的に基づいて、前記領域内の複数の位置においてスペクトルセンシングを行うことにより、潜在的に利用可能なチャネルについての複数の測定値を取得するステップと、
前記領域内の前記複数の位置にわたる前記複数の測定値を集約して、前記チャネルに関する第１の値を取得するステップと、
前記チャネルに関する前記第１の値に少なくとも部分的に基づいて、前記チャネルの可用性を判定するステップと、
を含む、チャネル可用性判定方法。
【請求項２】
前記複数の測定値に含まれるそれぞれの測定値は、前記複数の位置のそれぞれの場所における前記チャネルについての一次利用者の状態を表す、
請求項１に記載のチャネル可用性判定方法。
【請求項３】
前記一次利用者の状態は、前記チャネルを一次利用者が利用しているか利用していないかを表す、
請求項２に記載のチャネル可用性判定方法。
【請求項４】
前記複数の測定値に含まれるそれぞれの測定値は、前記複数の位置のそれぞれの場所における前記チャネルについて信号電力を表す、
請求項１に記載のチャネル可用性判定方法。
【請求項５】
前記複数の位置は、互いに地理的に近しい、
請求項１〜４のいずれかに記載のチャネル可用性判定方法。
【請求項６】
前記複数の測定値を、それぞれの測定値に対応する位置に少なくとも部分的に基づいて重み付けするステップをさらに含む、
請求項１〜５のいずれかに記載のチャネル可用性判定方法。
【請求項７】
前記チャネルに関する前記第１の値を示すデータをブロードキャストするステップをさらに含む、
請求項１〜６のいずれかに記載のチャネル可用性判定方法。
【請求項８】
前記チャネルに関する第２の値を示すデータを受信するステップと、
前記チャネルに関する前記第２の値を、前記チャネルに関する前記第１の値と集約して、前記チャネルの可用性を判定するステップと、
をさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載のチャネル可用性判定方法。
【請求項９】
領域内において潜在的に利用可能なチャネルを表すチャネル可用性データを取得する要求モジュールと、
前記要求モジュールと通信可能に結合され、チャネル可用性データに少なくとも部分的に基づいて、前記領域内の複数の位置においてスペクトルセンシングを行うことにより、潜在的に利用可能なチャネルについての複数の測定値を取得する検出モジュールと、
前記検出モジュールと通信可能に結合され、前記領域内の前記複数の位置にわたる前記複数の測定値を集約して、前記チャネルに関する第１の値を取得し、前記チャネルに関する前記第１の値に少なくとも部分的に基づいて、前記チャネルの可用性を判定する集約モ
ジュールと、
を備える、無線通信装置。
【請求項１０】
前記複数の測定値に含まれるそれぞれの測定値は、前記複数の位置のそれぞれの場所における前記チャネルについての一次利用者の状態を表す、
請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記一次利用者の状態は、前記チャネルを一次利用者が利用しているか利用していないかを表す、
請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記複数の測定値に含まれるそれぞれの測定値は、前記複数の位置のそれぞれの場所における前記チャネルについて信号電力を表す、
請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記複数の位置は、互いに地理的に近しい、
請求項９〜１２のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記集約モジュールは、前記複数の測定値を、それぞれの測定値に対応する位置に少なくとも部分的に基づいて重み付けする、
請求項９〜１３のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記集約モジュールと通信可能に結合され、前記チャネルに関する前記第１の値を示すデータをブロードキャストする協調モジュールをさらに備える、
請求項９〜１４のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記集約モジュールと通信可能に結合され、前記チャネルに関する第２の値を示すデータを受信し、前記チャネルに関する前記第２の値を、前記チャネルに関する前記第１の値と集約して、前記チャネルの可用性を判定する協調モジュールをさらに備える、
請求項９〜１５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１７】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法の各ステップを、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、スペクトルセンシングシステムに関する。具体的には、本明細書は、高移動度車両環境下の領域においてスペクトルホールを検出するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高移動度車両環境では、スペクトルセンシングシステムは、協調スペクトルセンシングを使用してシャドウィングおよびフェージングの状況下にある領域においてスペクトルホールを検出する。協調車両ノードと比較して一次利用者の送信機がかなり遠くにあるような環境（つまり一次利用者の送信機と車両ノードとの間の距離が、協調車両ノード間の距離よりもはるかに大きい環境）では、協調スペクトルセンシングを使用することは、スペクトルセンシングシステムの性能を有益に改善する。
【０００３】
しかし、既存のスペクトルセンシングシステムには数多くの問題がある。例えば既存のスペクトルセンシングシステムは、協調車両ノード間で協調的情報を共有するために、制御チャネル上で、追加のオーバーヘッドを必要とする。さらに、協調車両ノード間の同期が必要であり、このことはシステムの複雑さを高める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１０１２８４号明細書
【特許文献２】米国特許第８２２４２５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、簡易な構成により精度の良いスペクトルセンシングを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、過去の空間センシング情報を利用することにより領域内のスペクトルホールを検出するためのシステムおよび方法を提供することにより、従来技術の不完全性および制限を少なくとも部分的に克服する。例えば本明細書に示すシステムおよび方法は、位置の多様性に対応するために移動度を使用する。これらのシステムおよび方法は、過去の位置において行ったセンシングの情報を使用してセンシングアルゴリズムの性能を改善する。
【０００７】
とりわけ本明細書は、チャネルの可用性を判定するためのシステムおよび方法を提供する。本システムは、要求モジュール、検出モジュール、および集約モジュールを含む。要求モジュールは、ある領域のチャネル可用性データを取得する。チャネル可用性データは、チャネルの潜在的な可用性を表す。検出モジュールは、要求モジュールに通信可能に結合される。検出モジュールは、チャネルの潜在的な可用性に少なくとも部分的に基づいて、その領域内の複数の位置においてスペクトルセンシングを行うことによりチャネルについての複数の測定値を得る。集約モジュールは、検出モジュールに通信可能に結合される。集約モジュールは、領域内の複数の位置にわたる複数の測定値を集約してチャネルに関する第１の値を取得し、そのチャネルに関する第１の値に少なくとも部分的に基づいてチャネルの可用性を判定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な構成により精度の良いスペクトルセンシングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するためのシステムを例示する高レベルブロック図を示す。
【図２】一実施形態による、車両システムを詳細に例示するブロック図を示す。
【図３】一実施形態によるスペクトルセンシングモジュールを例示するブロック図を示す。
【図４Ａ】一実施形態による記憶装置を例示するブロック図を示す。
【図４Ｂ】一実施形態によるセンシングテーブルの一例を示す。
【図４Ｃ】別の実施形態によるセンシングテーブルの一例を示す。
【図５】一実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するための方法を例示する流れ図を示す。
【図６Ａ】別の実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するための方法を例示する流れ図を示す。
【図６Ｂ】別の実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するための方法を例示する流れ図を示す。
【図７Ａ】さらに別の実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するための方法を例示する流れ図を示す。
【図７Ｂ】さらに別の実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するための方法を例示する流れ図を示す。
【図８】一実施形態による、シャドウィングがセンシングの性能に影響を及ぼす、高移動度車両環境を例示するグラフィカル表現を示す。
【図９Ａ】一実施形態による、位置の多様性によるスペクトルセンシングを実施する、高移動度車両環境を例示するグラフィカル表現を示す。
【図９Ｂ】一実施形態による、位置の多様性によるスペクトルセンシングを実施する、高移動度車両環境を例示するグラフィカル表現を示す。
【図１０】一実施形態による、硬判定融合を用いたセンシングの集約を例示するテーブルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を添付の図面と共に説明する。本明細書の説明および添付の図面は、それに記載された内容に発明を限定するものではなく、あくまで一具体例として示されるものである。なお、図面内では、類似する構成要素には、類似する参照番号を使用している。
【００１１】
高移動度車両環境内の領域においてスペクトルホールを検出するためのシステムおよび方法について以下に記載する。以下の説明では、本発明を十分に理解できるように、多くの詳細について説明する。しかしながら、各実施形態はこれらの具体的な詳細無しでも良いことは当業者にとって明らかであろう。また、説明が不明瞭になることを避けるために、構造や装置をブロック図の形式で表すこともある。たとえば、一実施形態は、ユーザインターフェイスおよび特定のハードウェアとともに説明される。しかし、ここでの説明は、データおよびコマンドを受信する任意のタイプの計算装置および任意の周辺機器について適用できる。
【００１２】
本明細書における「一実施形態」または「ある実施形態」等という用語は、その実施形態と関連づけて説明される特定の特徴・構造・性質が少なくとも本発明の一つの実施形態に含まれることを意味する。「一実施形態における」等という用語は本明細書内で複数用いられるが、これらは必ずしも同一の実施形態を示すものとは限らない。
【００１３】
以下の詳細な説明の一部は、非一時的（non-transitory）なコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたデータビットに対する動作のアルゴリズムおよび記号的表現として提供される。これらのアルゴリズム的な説明および表現は、データ処理技術分野の当業者によって、他の当業者に対して自らの成果の本質を最も効果的に説明するために用いられるものである。なお、本明細書において（また一般に）アルゴリズムとは、所望の結果を得るための論理的な手順を意味する。処理のステップは、物理量を物理的に操作するものである。必ずしも必須ではないが、通常は、これらの量は記憶・伝送・結合・比較およびその他の処理が可能な電気的または磁気的信号の形式を取る。通例にしたがって、これらの信号をビット・値・要素・エレメント・シンボル・キャラクタ・項・数値などとして称することが簡便である
【００１４】
なお、これらの用語および類似する用語はいずれも、適切な物理量と関連付いているものであり、これら物理量に対する簡易的なラベルに過ぎないということに留意する必要がある。以下の説明から明らかなように、特に断らない限りは、本明細書において「処理」「計算」「コンピュータ計算（処理）」「判断」「表示」等の用語を用いた説明は、コンピュータシステムや類似の電子的計算装置の動作および処理であって、コンピュータシステムのレジスタやメモリ内の物理的（電子的）量を、他のメモリやレジスタまたは同様の情報ストレージや通信装置、表示装置内の物理量として表される他のデータへ操作および変形する動作および処理を意味する。
【００１５】
本発明は、本明細書で説明される動作を実行する装置にも関する。この装置は要求される目的のために特別に製造されるものであっても良いし、汎用コンピュータを用いて構成しコンピュータ内に格納されるプログラムによって選択的に実行されたり再構成されたりするものであっても良い。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータのシステムバスに接続可能な、例えばフロッピー（登録商標）ディスク・光ディスク・ＣＤ−ＲＯＭ・ＭＯディスク・磁気ディスクなど任意のタイプのディスク、読み込み専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カード、フラッシュメモリ、光学式カード、電子的命令を格納するために適した任意のタイプの媒体などの、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶される。
【００１６】
発明の具体的な実施形態は、完全にハードウェアによって実現されるものでも良いし、完全にソフトウェアによって実現されるものでも良いし、ハードウェアとソフトウェアの両方によって実現されるものでも良い。好ましい実施形態は、ソフトウェアによって実現される。ここでソフトウェアとは、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードやその他のソフトウェアを含むものである。
【００１７】
さらに、ある実施形態は、コンピュータが利用あるいは読み込み可能な記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムプロダクトの形態を取る。この記憶媒体は、コンピュータや任意の命令実行システムによってあるいはそれらと共に利用されるプログラムコードを提供する。コンピュータが利用あるいは読み込み可能な記憶媒体とは、命令実行システムや装置によってあるいはそれらと共に利用されるプログラムを、保持、格納、通信、伝搬および転送可能な任意の装置を指す。
【００１８】
プログラムコードを格納・実行するために適したデータ処理システムは、システムバスを介して記憶素子に直接または間接的に接続された少なくとも１つのプロセッサを有する。記憶素子は、プログラムコードの実際の実行に際して使われるローカルメモリや、大容量記憶装置や、実行中に大容量記憶装置からデータを取得する回数を減らすためにいくつかのプログラムコードを一時的に記憶するキャッシュメモリなどを含む。
【００１９】
入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置は、例えばキーボード、ディスプレイ、ポインティング装置などであるが、これらはＩ／Ｏコントローラを介して直接あるいは間接的にシステムに接続される。
【００２０】
システムにはネットワークアダプタも接続されており、これにより、私的ネットワークや公共ネットワークを介して他のデータ処理システムやリモートにあるプリンタや記憶装置に接続される。モデム、ケーブルモデム、イーサネット（登録商標）は、現在利用可能なネットワークアダプタのほんの一例である。
【００２１】
最後に、本明細書において提示されるアルゴリズムおよび表示は特定のコンピュータや他の装置と本来的に関連するものではない。本明細書における説明にしたがったプログラムを有する種々の汎用システムを用いることができるし、また要求された処理ステップを実行するための特定用途の装置を製作することが適した場合もある。これら種々のシステムに要求される構成は、以下の説明において明らかにされる。さらに、本発明は、特定のプログラミング言語と関連づけられるものではない。本明細書で説明される本発明の内容を実装するために種々のプログラミング言語を利用できることは明らかであろう。
【００２２】
システム概要
図１は、一実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するためのシステム１００のブロック図を示す。図示のシステム１００は、ユーザ１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｎ（一括してまたは個々にユーザ１２５とも呼ぶ）によってアクセスされる車両システム１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｎ（個々にまたは一括して車両システム１０３と呼ぶ）、通信基地局１３１、サーバ１４１、およびデータベース１５０を含む。車両システム１０３は、スペクトルセンシングモジュール１０６を含む。図示の実施形態では、車両システム１０３が通信基地局１３１に通信可能に結合される。例えば、車両システム１０３と通信基地局１３１とは、車両システム１０３と通信基地局１３１との間の情報（例えば通信信号、チャネル可用性データ）の伝送を助けるために互いに通信可能に結合される。通信基地局１３１、サーバ１４１、およびデータベース１５０は、ネットワーク１０５を介して互いに通信可能に結合される。例えば、通信基地局１３１、サーバ１４１、およびデータベース１５０は、通信基地局１３１が車両システム１０３からサーバ１４１および／またはデータベース１５０に情報を送るのを助けるために、ならびに通信基地局１３１がサーバ１４１および／またはデータベース１５０から車両システム１０３に情報を送るのを助けるために通信可能に結合される。
【００２３】
図１には、３つの車両システム１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｎ、１つの通信基地局１３１、１つのサーバ１４１、および１つのデータベース１５０が示されているが、任意の数の車両システム１０３、通信基地局１３１、サーバ１４１、およびデータベース１５０がシステム１００内に含まれてもよいことを当業者なら理解されよう。さらに、通信基地局１３１、サーバ１４１、およびデータベース１５０には１つのネットワーク１０５しか結合されていないが、通信基地局１３１、サーバ１４１、およびデータベース１５０は任意の数のネットワーク１０５に接続できることを当業者なら理解されよう。
【００２４】
ネットワーク１０５は、有線ネットワークであっても無線ネットワークであっても良く、またそのトポロジーは、スター型、トークンリング型やその他当業者に知られているその他の構成を取ることができる。一実施形態においては、ネットワーク１０５は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット）や、複数の装置が通信可能な相互接続される任意のデータバスを含む。別の実施形態においては、ネットワーク１０５はピアツーピアネットワークである。ネットワーク１０５は、複数の異なる通信プロトコルでデータ送信可能な通信ネットワークと接続されるか、そのような通信ネットワークを含む。例えば、ネットワーク１０５は３Ｇネッ
トワークや４Ｇネットワークである。さらに別の実施形態では、ネットワーク１０５は、ブルートゥース（登録商標）通信ネットワークや携帯通信ネットワークを含み、ＳＭＳ（ショートメッセージサービス）、ＭＭＳ（マルチメディアメッセージサービス）、ＨＴＴＰ（ハイパーテキスト転送プロトコル）、直接データ接続、ＷＡＰ（ワイヤレスアプリケーションプロトコル）、電子メールなどのデータを送受信する。さらに別の実施形態では、ネットワーク１０５内の全てまたは一部のリンクは、既存の暗号技術によって暗号化される。このような暗号化技術は、ＳＳＬ、セキュアＨＴＴＰ、ＶＰＮなどを含む。
【００２５】
一実施形態では、ネットワーク１０５は、移動車両をノードとして使用する車両アドホックネットワーク（ＶＡＮＥＴ）である。例えばネットワーク１０５は、車が信号範囲から外れてネットワーク１０５から離脱する一方で、他の車が加わるモバイルネットワーク１０５である。
【００２６】
図示の実施形態では、データベース１５０は、信号線１１５および信号線１１３（無線）を介してサーバ１４１に通信可能に結合される。サーバ１４１は、信号線１４３および信号線１４５（無線）を介してネットワーク１０５に通信可能に結合される。データベース１５０は、信号線１５１および信号線１５３（無線）を介してネットワーク１０５に通信可能に結合される。信号線１５１および信号線１５３は、システム１００にとってオプションの要素であることを示すために点線を使って図示している。したがって一実施形態では、データベース１５０は、信号線１５１および信号線１５３を介してネットワーク１０５に通信可能に結合されない。
【００２７】
図示の実施形態では、車両システム１０３ａは、信号線１１９（無線）を介して通信基地局１３１に通信可能に結合される。信号線１１７によって表すように、ユーザ１２５ａは車両システム１０３ａと対話する。車両システム１０３ｂ、１０３ｎとユーザ１２５ｂ、１２５ｎとも結合され、同じような方法でそれぞれ対話する。通信基地局１３１は、信号線１３３および信号線１３５（無線）を介してネットワーク１０５に通信可能に結合される。一実施形態では、信号線１１９、１３５、１４５、１５３、および１１３は、３Ｇ、４Ｇ、ＧＰＳ、他の任意の無線ネットワーク通信チャネルのうちの１つまたは複数など、無線通信チャネルの任意の組合せで、ある。
【００２８】
通信基地局１３１は、ユーザ機器とネットワーク１０５との間の無線通信を助ける任意の機器である。例えば通信基地局１３１は、ネットワーク１０５および車両システム１０３に結合されて、それらの間の無線通信を助けるベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）である。一実施形態では、通信基地局１３１が車両システム１０３から信号を受け取り、その信号をネットワーク１０５を介してサーバ１４１および／またはデータベース１５０に送る。別の実施形態では、通信基地局１３１がネットワーク１０５を介してデータベース１５０からチャネル可用性データを受け取り、そのチャネル可用性データを車両システム１０３に送る。
【００２９】
一実施形態では、通信基地局１３１が、チャネル可用性データを求める要求を車両システム１０３から受け取る。通信基地局１３１は、その要求をネットワーク１０５を介してサーバ１４１および／またはデータベース１５０に送る。一実施形態では、通信基地局１３１は、車両システム１０３および通信基地局１３１が現在ある領域を表すデータをその要求に付加する。
【００３０】
車両システム１０３は、車両に組み込まれるシステムであり、無線通信装置を含む。例えば車両は普通自動車である。一実施形態では、車両システム１０３が通信基地局１３１との間で信号を送受信する。別の実施形態では、車両システム１０３が、通信基地局１３１およびネットワーク１０５を介してデータベース１５０との間でチャネル可用性データ
を送受信する。さらに別の実施形態では、車両システム１０３が、通信基地局１３１を介して制御チャネルにより他の車両システム１０３にチャネル可用性データをブロードキャストする。車両システム１０３については、図２に関して以下でより詳しく説明する。
【００３１】
サーバ１４１は、プロセッサが実行するための命令を含む少なくとも１つの記憶装置に結合される少なくとも１個のプロセッサを有する１つまたは複数の装置である。例えばサーバ１４１は、従来型のサーバ、サーバアレイ、またはデータ処理／通信能力を有する他の任意のコンピューティングデバイスもしくはコンピューティングデバイス群である。一実施形態では、サーバ１４１は、エンティティによって操作されるハードウェアサーバデバイスである。一実施形態では、サーバ１４１がデータベース１５０からチャネル可用性データを取得し、そのチャネル可用性データをネットワーク１０５および通信基地局１３１を介して車両システム１０３に送る。別の実施形態では、サーバ１４１が通信基地局１３１との間で信号を送受信する。
【００３２】
データベース１５０は、システム１００の機能を提供するための任意のデータを記憶する任意のデータベースである。一実施形態では、データベース１５０はネットワーク１０５からアクセス可能なオンラインデータベースである。別の実施形態では、データベース１５０はサーバ１４１からアクセス可能なデータベースである。例えばデータベース１５０は、様々な企業がホストする複数の仮想サーバ上にデータが記憶されるデータベースである。一実施形態では、データベース１５０は、領域内のチャネルの潜在的な可用性、例えば領域内の潜在的に利用できる通信チャネルを表すチャネル可用性データを記憶する。例えば、チャネル可用性データは、複数の車両システム１０３から受け取られる。別の実施形態では、ある領域のチャネル可用性データを要求する車両システム１０３にその領域のチャネル可用性データを提供するために、サーバ１４１がデータベース１５０にアクセスする。
【００３３】
車両システム１０３
次に図２を参照して、図示するのは車両システム１０３の詳細な一実施形態２００である。図示の車両システム１０３は、制御ユニット２０２、インターフェイス２１２、記憶装置２４０、トランシーバユニット２３０、およびアンテナ２５０を含む。図２には、１つの制御ユニット２０２、１つのインターフェイス２１２、１つの記憶装置２４０、１つのトランシーバユニット２３０、および１つのアンテナ２５０しか示さないが、車両システム１０３は、任意の数の制御ユニット２０２、インターフェイス２１２、記憶装置２４０、トランシーバユニット２３０、およびアンテナ２５０を含み得ることを当業者なら理解されよう。さらに当業者は、車両システム１０３がスピーカ、ディスプレイ装置、入力装置など、図２には図示しない他の構成要素を含んでもよいことも理解されよう。
【００３４】
図示の実施形態では、インターフェイス２１２が、信号線２１５を介して制御ユニット２０２に通信可能に結合される。信号線１１７によって表すように、ユーザ１２５はインターフェイス２１２と対話する。記憶装置２４０が、信号線２４１を介して制御ユニット２０２に通信可能に結合される。トランシーバユニット２３０が、信号線２１３を介して制御ユニット２０２に通信可能に結合される。トランシーバユニット２３０は、信号線２５２を介してアンテナ２５０に通信可能に結合される。アンテナ２５０は、信号線１１９（無線）を介して通信基地局１３１に通信可能に結合される。
【００３５】
トランシーバユニット２３０は、信号を送受信する任意のコンピューティングデバイスである。例えば、トランシーバユニット２３０には専用狭域通信（ＤＳＲＣ）装置が含まれる。一実施形態では、トランシーバユニット２３０は、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）や特定用途向け集積回路（ＡＳ１Ｃ）などのハードウェアを使用して実装される。別の実施形態では、トランシーバユニット２３０はハードウェアとソフトウェアとの組合
せを使用して実装される。一実施形態では、トランシーバユニット２３０がアンテナ２５０との間で信号を送受信する。アンテナ２５０は、通信基地局１３１との間で信号を無線により送受信する。
【００３６】
一実施形態では、トランシーバユニット２３０が、通信基地局１３１を介して他の車両システム１０３内のトランシーバユニット２３０との間で信号を送受信する。別の実施形態では、トランシーバユニット２３０が通信基地局１３１を介してデータベース１５０との間でチャネル可用性データを送受信する。例えば、トランシーバユニット２３０は通信基地局１３１を介してデータベース１５０からチャネル可用性データを受け取り、そのチャネル可用性データを制御ユニット２０２に送る。
【００３７】
一実施形態ではトランシーバユニット２３０が、１つまたは複数の通信チャネルに関する１つまたは複数の測定値（センサ値）を表すセンシング情報を、通信基地局１３１を介して別の車両システム１０３から受け取る。トランシーバユニット２３０はセンシング情報を制御ユニット２０２に送って、そのセンシング情報に少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数の通信チャネルの可用性を判定する。別の実施形態では、トランシーバユニット２３０が制御ユニット２０２からセンシング情報を受け取り、そのセンシング情報を他の車両システム１０３にブロードキャストする。
【００３８】
制御ユニット２０２は、任意のプロセッサベースのコンピューティングデバイスである。例えば制御ユニット２０２は、車両内に実装される電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。一実施形態では、制御ユニット２０２は、システムオンチップ（ＳＯＣ）などの単一の集積回路を使用して実装される。
【００３９】
一実施形態では、制御ユニット２０２は、とりわけプロセッサ２０４およびスペクトルセンシングモジュール１０６を含む。別の実施形態では、制御ユニット２０２は、メモリ（図示せず）や入出力インターフェイス（図示せず）など、制御ユニットによくある他のコンポーネントを含む。
【００４０】
プロセッサ２０４には、算術論理演算ユニットや、マイクロプロセッサや、汎用コントローラや、計算を実行し記憶装置２４０上に記憶されたデータを取得するための他の何らかのプロセッサアレイ等が含まれる。プロセッサ２０４はデータ信号を処理し、複雑命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）アーキテクチャ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）アーキテクチャ、または複数の命令セットの組合せを実装するアーキテクチャが含まれる様々なコンピューティングアーキテクチャを含むことができる。図２には単一のプロセッサ２０４しか図示しないが、複数のプロセッサ２０４を含めることもできる。プロセッサ２０４の処理能力は、信号を表示することおよび信号を捕捉して伝送することのみをサポートするのみであっても構わない。プロセッサの処理能力は、様々な種類の特徴抽出およびサンプリングを含む、より複雑なタスクを実行するのに十分なものであっても構わない。他のプロセッサ、オペレーティングシステム、センサ、ディスプレイ、および物理的構成が可能であることは当業者には明らかである。
【００４１】
スペクトルセンシングモジュール１０６は、領域内のスペクトルホールを検出するためのコードおよびルーチンである。スペクトルホールは、特定の時間および空間において、二次ユーザ（セカンダリユーザ）が利用できる通信チャネル（例えば周波数範囲、スペクトル帯）として定義される。例えば、特定の時間および空間において一次ユーザ（プライマリユーザ）がチャネルを使用していない、つまり特定の時間および空間においてそのチャネルに一次ユーザがいない場合、そのチャネルは二次ユーザが干渉を与えない範囲内で利用することができ、したがってそのチャネルは特定の時間および空間においてスペクトルホールである。この説明を単純化し、明瞭にするために、スペクトルホールを、利用可
能な通信チャネル、利用可能なチャネル、および非占有チャネルとも呼ぶ。
【００４２】
一実施形態では、スペクトルセンシングモジュール１０６が、トランシーバユニット２３０を介してデータベース１５０からチャネル可用性データを受け取る。チャネル可用性データは、領域内のチャネルの潜在的な可用性、例えば領域内の潜在的に利用可能なチャネルを表す。スペクトルセンシングモジュール１０６は、領域内の１組の位置においてスペクトルセンシングアルゴリズムを実行することにより、その１組の位置における潜在的に利用可能なチャネルに関する値を得る。スペクトルセンシングモジュール１０６は、１組の位置にわたる測定値を集約し、チャネルの可用性を判定する。一実施形態では、スペクトルセンシングモジュール１０６はさらに、チャネルに関する測定値を表すセンシング情報を他の車両システム１０３にブロードキャストする。別の実施形態では、スペクトルセンシングモジュール１０６が別の車両システム１０３からセンシング情報を受け取り、受け取ったセンシング情報を自らのセンシング情報とマージする。
【００４３】
一実施形態では、スペクトルセンシングモジュール１０６がプロセッサ２０４のオンチップ記憶域内に記憶されるコードおよびルーチンを含む。別の実施形態では、スペクトルセンシングモジュール１０６は、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのハードウェアを使用して実装される。さらに別の実施形態では、スペクトルセンシングモジュール１０６はハードウェアとソフトウェアとの組合せを使用して実装される。スペクトルセンシングモジュール１０６については、図３に関して以下でより詳しく説明する。
【００４４】
インターフェイス２１２は、ユーザ１２５と制御ユニット２０２との間の通信を処理するように構成される装置である。例えばインターフェイス２１２は、ユーザ１２５からの入力を受け取るための車内タッチスクリーン、およびユーザ１２５からの音声入力を捕捉するためのマイクロフォンの１つまたは複数を含む。インターフェイス２１２は、ユーザ１２５からの入力を制御ユニット２０２に送る。一実施形態ではインターフェイス２１２は制御ユニット２０２からの出力をユーザ１２５に伝送するように構成される。例えばインターフェイス２１２には、制御ユニット２０２が検出する通信状態を示す音声プロンプトをユーザ１２５に向けて再生するための音声システムが含まれる。当業者は、インターフェイス２１２が本明細書に記載の機能を提供するための他の種類の装置を含み得ることを理解されよう。
【００４５】
ユーザ１２５ａは、人間のユーザである。一実施形態では、ユーザ１２５は路上で車両を運転する運転者である。ユーザ１２５はインターフェイス２１２と対話し、または他の方法でインターフェイス２１２に入力を行い、インターフェイス２１２は制御ユニット２０２との間で様々な種類のデータを送受信する。例えば、インターフェイス２１２はタッチスクリーンであり、ユーザ１２５は入力を行うためにタッチスクリーンの一部に指またはスタイラスを使って触れる。
【００４６】
記憶装置２４０は、データを記憶する持続性メモリである。例えば記憶装置２４０は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）装置、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）装置、フラッシュメモリ、または当技術分野で知られている他の何らかのメモリ装置である。一実施形態では、記憶装置２４０には、ハードディスクドライブ、フロッピディスクドライブ、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）装置、デジタル多用途ディスク読取専用メモリ（ＤＶＤ−ＲＯＭ）装置、デジタル多用途ディスクランダムアクセスメモリ（ＤＶＤ−ＲＡＭ）装置、デジタル多用途ディスク書替え可能（ＤＶＤ−ＲＷ）装置、フラッシュメモリデバイス、当技術分野で知られている他の何らかの不揮発性記憶装置などの、不揮発性メモリまたは同様の永久記憶装置および媒体も含まれる。記憶装置２４０については、図４に関して以下でより詳しく説明する。
【００４７】
アンテナ２５０は、電流を電波に変換し、その逆も行う電気装置である。例えばアンテナ２５０は、可動のビーム指向性アンテナである。アンテナ２５０はトランシーバユニット２３０とともに使用する。一実施形態では、アンテナ２５０が通信基地局１３１から信号を受け取り、受け取った信号を処理するためにトランシーバユニット２３０に送る。別の実施形態では、アンテナ２５０がトランシーバユニット２３０から信号を受け取り、その信号を通信基地局１３１を介して他の車両システム１０３に送る。
【００４８】
スペクトルセンシングモジュール１０６
次に図３を参照して、スペクトルセンシングモジュール１０６をより詳細に示す。図３は、一実施形態によるスペクトルセンシングモジュール１０６を例示するブロック図３００である。スペクトルセンシングモジュール１０６は、通信モジュール３０１、要求モジュール３０３、検出モジュール３０５、集約モジュール３０７、協調モジュール３０９、およびグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵ１）モジュール３１１を含む。スペクトルセンシングモジュール１０６のこれらのコンポーネントは、互いに通信するためにバス３２０に通信可能に結合される。
【００４９】
図示の実施形態では、通信モジュール３０１が、信号線３２２を介してバス３２０に通信可能に結合される。要求モジュール３０３が、信号線３２４を介してバス３２０に通信可能に結合される。検出モジュール３０５が、信号線３２６を介してバス３２０に通信可能に結合される。集約モジュール３０７が、信号線３２８を介してバス３２０に通信可能に結合される。協調モジュール３０９が、信号線３３０を介してバス３２０に通信可能に結合される。ＧＵＩモジュール３１１が、信号線３３２を介してバス３２０に通信可能に結合される。プロセッサ２０４が、信号線３３６を介してバス３２０に通信可能に結合される。記憶装置２４０が、信号線２４１を介してバス３２０に通信可能に結合される。
【００５０】
通信モジュール３０１は、スペクトルセンシングモジュール１０６のコンポーネントと、車両システム１０３の他のコンポーネントとの間の通信を処理するためのコードおよびルーチンである。例えば、通信モジュール３０１はある領域のチャネル可用性データを求める要求を要求モジュール３０３から受け取り、その要求をトランシーバユニット２３０に送る。トランシーバユニット２３０は、通信基地局１３１およびネットワーク１０５を介してその要求をサーバ１４１および／またはデータベース１５０に送る。通信モジュール３０１は、信号線３２２を介してバス３２０に通信可能に結合される。
【００５１】
一実施形態では、通信モジュール３０１がネットワーク１０５、通信基地局１３１、およびトランシーバユニット２３０を介してデータベース１５０からチャネル可用性データを受け取る。チャネル可用性データは、領域内のチャネルの潜在的な可用性、例えば領域内の潜在的に利用可能なチャネルを表す。通信モジュール３０１は、チャネル可用性データを検出モジュール３０５に送る。一実施形態では、通信モジュール３０１が記憶装置２４０の中にチャネル可用性データを記憶する。
【００５２】
一実施形態では、通信モジュール３０１が、１つまたは複数のチャネルに関する１つまたは複数の測定値を表すセンシング情報を協調モジュール３０９から受け取る。センシング情報は、１つまたは複数のチャネルの可用性を判定するために使用する。一実施形態では、センシング情報を１つまたは複数のセンシングテーブル内に投入する。通信モジュール３０１が、１つまたは複数のセンシングテーブルをトランシーバユニット２３０に伝送し、トランシーバユニット２３０は、ネットワーク１０５を介してその１つまたは複数のセンシングテーブルを他の車両システム１０３にブロードキャストする。
【００５３】
別の実施形態では、通信モジュール３０１が、１つまたは複数のチャネルに関する１つ
または複数の測定値を表すセンシング情報を他の車両システム１０３から受け取る。通信モジュール３０１は、受け取ったセンシング情報を協調モジュール３０９に送る。一実施形態では、通信モジュール３０１が記憶装置２４０の中に受け取ったセンシング情報を記憶する。例えば、受け取ったセンシング情報は１つまたは複数のセンシングテーブル内に記憶される。
【００５４】
一実施形態では、通信モジュール３０１がＧＵＩモジュール３１１からグラフィカルデータを受け取る。通信モジュール３０１は、ユーザ１２５に情報を表示するために、制御ユニット２０２を介してインターフェイス２１２にグラフィカルデータを送る。例えば、グラフィカルデータは、ユーザ１２５に通信状態を表示するためのユーザインターフェイスを生成するために使用する。
【００５５】
一実施形態では、通信モジュール３０１は、スペクトルセンシングモジュール１０６内の他のサブモジュール３０３、３０５、３０７、３０９、および３１１間の通信も処理する。例えば、通信モジュール３０１は検出モジュール３０５および集約モジュール３０７と通信して、検出モジュール３０５の出力（センシングテーブルなど）を集約モジュール３０７に渡す。ただし明瞭にするためにおよび便宜上、この説明では通信モジュール３０１についての言及を場合によっては省略することがある。例えば、明瞭にするためにおよび便宜上、上記のシナリオは、検出モジュール３０５が集約モジュール３０７に出力（センシングテーブルなど）を渡すものとして記載する場合がある。
【００５６】
要求モジュール３０３は、チャネル可用性データを要求するためのコードおよびルーチンである。例えば要求モジュール３０３は、ある領域のチャネル可用性データを求める要求を生成する。一実施形態では、その要求は、車両の現在の物理的な位置または車両が現在いる領域を表すデータを含む。その要求は、要求生成時の時間を表すデータを含むこともできる。要求モジュール３０３は、ある領域のチャネル可用性データを求める要求をサーバ１４１および／またはデータベース１５０に送る。要求モジュール３０３は、信号線３２４を介してバス３２０に通信可能に結合される。
【００５７】
別の実施形態では、要求モジュール３０３が、チャネル可用性データを求める要求を通信基地局１３１に送る。通信基地局１３１は、現在の領域を表すデータをその要求に付加し、その要求をサーバ１４１および／またはデータベース１５０に送る。
【００５８】
一実施形態では、要求モジュール３０３が、通信モジュール３０１を介してサーバ１４１および／またはデータベース１５０に検索クエリを送る。検索クエリは、例えば領域内の車両が必要とするデータベース１５０内のチャネル可用性データを特定する、領域などの１つまたは複数の検索基準を含む。次いで、その検索クエリを使用してデータベース１５０内のその領域のチャネル可用性データを特定し、その領域のチャネル可用性データを通信モジュール３０１を介して検出モジュール３０５に送り返す。
【００５９】
検出モジュール３０５は、１組の位置において検知することによりチャネルの値を得るためのコードおよびルーチンである。例えば検出モジュール３０５は、センシングアルゴリズムを実行して、チャネル可用性データにより潜在的に利用できるものとして示される１組のチャネルに関するセンシング情報を得る。検出モジュール３０５は、領域内の様々な位置においてセンシングアルゴリズムを別個に実行して１組の測定値を取得し、その１組の測定値に基づいてセンシングテーブルを生成する。検出モジュール３０５は、通信モジュール３０１を介して集約モジュール３０７にセンシングテーブルを送る。検出モジュール３０５は、信号線３２６を介してバス３２０に通信可能に結合される。
【００６０】
本明細書において、「１組の位置」とは「複数の位置」と同義である。その位置はあら
かじめ定められたものではなく、また、異なる「１組の位置」における複数の位置はそれぞれ異なっていても良いし、一部同じであっても良いし、全て同じであっても良い。「１組の位置」に含まれる数は特に限定されず、また、異なる「１組の位置」に含まれる位置の数は、異なっていても良いし、同じであっても良い。
【００６１】
検出モジュール３０５は、通信モジュール３０１からチャネル可用性データを受け取り、そのチャネル可用性データに少なくとも部分的に基づいて、二次使用に潜在的に利用できる１つまたは複数のチャネルを特定する。二次使用に潜在的に利用できるチャネルごとに、検出モジュール３０５は領域内の１組の位置においてセンシングアルゴリズムを別個に実行する。例えばその組の中の複数の位置は、互いに地理的に近しい。それらの位置は、例えば道路上の車両の運転経路に沿う連続した場所である。センシングアルゴリズムは、エネルギ検出や整合フィルタ検出などの一般的なスペクトルセンシングアルゴリズムである。
【００６２】
一般的なセンシングアルゴリズムを実行することにより、検出モジュール３０５はその１組の位置における１つまたは複数のチャネルの１組の測定値をセンシング情報として得る。一実施形態では、検出モジュール３０５が各位置におけるチャネルごとに一次ユーザの状態を検出する。一次ユーザの状態（例えばオンおよびオフ、０および１）は、チャネル内に一次ユーザがいるかどうかを指示する。別の実施形態では、検出モジュール３０５が、各位置におけるチャネルごとに信号電力の値を測定する。例えば信号電力の値は、一次ユーザの信号の強度を表す。検出モジュール３０５は信号電力の値を特定の閾値と比較して、そのチャネル内に一次ユーザがいるかどうかを判定する。例えば検出モジュール３０５は、信号電力の値が閾値よりも小さいと判定し、その結果、そのチャネルが占有されていないと判定する。所与の閾値によって、チャネルが占有されているか占有されていないかの確率は変わる。
【００６３】
検出モジュール３０５は、センシング情報に少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数のセンシングテーブルを生成する。例えば検出モジュール３０５は、１組の位置におけるチャネルに関する一次ユーザの検出済み状態を使用してセンシングテーブルを生成する。別の例では、検出モジュール３０５は、１組の位置におけるチャネルの信号電力の測定値を使用してセンシングテーブルを生成する。一実施形態では、検出モジュール３０５がその１つまたは複数のセンシングテーブルを集約モジュール３０７に送る。センシングテーブルを使用して、集約モジュール３０７はセンシングテーブル内に含まれるセンシング情報を容易に集約することができる。別の実施形態では、検出モジュール３０５はさらに、１つまたは複数のセンシングテーブルを記憶装置２４０の中に記憶する。
【００６４】
一実施形態では検出モジュール３０５は、スペクトルセンシングの決定に至る前に、どれ位の位置の多様性が必要かも決定する。例えば検出モジュール３０５は、センシング情報を集約モジュール３０７に渡してチャネルの可用性についてのスペクトルセンシングの決定を下す前に、どれ位の数の位置を検出するのかを決定する。より高い検出確率および低い誤検出が求められる応用例では、検出モジュール３０５は一定の位置間隔で継続的に検出を行う。他の応用例では検出モジュール３０５は、５つの位置など、一定数の位置において値を測定してから、センシングの決定を下すためにそれらの値を集約モジュール３０７に送る。一定の確率で１つまたは複数のチャネルが一次ユーザによって占有されていると検出される場合、検出モジュール３０５は、その１つまたは複数の占有チャネルを継続的な検出から除外してもよい。
【００６５】
集約モジュール３０７は、１組の位置にわたるセンシング情報を集約するためのコードおよびルーチンである。例えば集約モジュール３０７は、硬判定融合（hard decision fusion）に基づいて１組の位置にわたるチャネル内の一次ユーザの状態を集約する。硬判定
融合には、チャネルごとに１組の位置にわたる状態に対してＡＮＤ規則を適用することが含まれる。一実施形態では、集約モジュール３０７が、利用可能なチャネルの判定などの出力を協調モジュール３０９に渡す。集約モジュール３０７は、信号線３２８を介してバス３２０に通信可能に結合される。
【００６６】
集約モジュール３０７は、検出モジュール３０５からセンシングテーブルを受け取る。一実施形態では、そのセンシングテーブルは、１組の位置におけるチャネル内の一次ユーザの状態を含む。例えばその状態は、チャネル内に一次ユーザがいるかどうかを指示する２進状態（例えばオンおよびオフ、０および１）である。集約モジュール３０７は、硬判定融合に基づいて１組の位置にわたるチャネル内の一次ユーザの状態を集約する。例えば集約モジュール３０７は、チャネルごとに１組の位置にわたる一次ユーザの状態に対してＡＮＤ規則を適用する。別の例では、集約モジュールは、チャネルごとに１組の位置にわたる一次ユーザの状態に対してＯＲ規則を適用する。その結果、集約モジュール３０７は、チャネルごとに０や１などの一次ユーザの集約済み状態を得る。さらに別の例では、集約モジュール３０７は、閾値を用いた判定を行って、チャネルごとの一次ユーザの集約済み状態を得る。すなわち、１組の位置のうち所定数（あるいは所定割合）以上の場所において一次ユーザが存在する場合は、そのチャネルに一次ユーザが存在するという集約済み状態を取得し、そうではない場合はそのチャネルには一次ユーザが存在しないという集約済み状態を取得する。
【００６７】
集約モジュール３０７は、チャネルに関する一次ユーザの集約済み状態に少なくとも部分的に基づいてチャネルの可用性を判定する。例えば、あるチャネルの一次ユーザの集約済み状態が、チャネル内に一次ユーザがいないことを示す１またはオフの場合、集約モジュール３０７はそのチャネルが利用可能であると判定する。さもなければ、集約モジュール３０７はそのチャネルが一次ユーザによって占有されており、したがって利用できないと判定する。
【００６８】
別の実施形態では、センシングテーブルが１組の位置におけるチャネルの信号電力の値を含む。集約モジュール３０７は、軟判定融合（soft decision fusion）に基づいてチャネルごとに１組の位置にわたる信号電力の値を集約する。例えば集約モジュール３０７は、１組の位置にわたる値を相関させる。次いで、集約モジュールは、集約した信号電力の値に少なくとも部分的に基づいてチャネルの可用性を判定する。
【００６９】
さらに別の実施形態では、集約モジュール３０７が重みに基づく集約を使用してセンシング情報をマージする。例えば、集約モジュール３０７は、一次送信機（例えば通信基地局１３１）から離れた位置よりも近い位置における測定値に、より高い重みを割り当てる。次いで集約モジュール３０７は重み付き測定値を集約し、その集約に少なくとも部分的に基づいてチャネルの可用性を判定する。
【００７０】
一実施形態では、センシング情報の数がセンシング閾値に達したと集約モジュール３０７が判定する場合、センシング情報を他の車両システム１０３にブロードキャストするために、集約モジュール３０７がそのセンシング情報を協調モジュール３０９に伝送する。十分な情報（例えばセンシングデータポイント）を有さない車両システム１０３が他の車両システム１０３の平均値に影響を及ぼす可能性があることから、センシング閾値は、センシング情報を他の車両システム１０３と共有する前に必要な最小データである。例えば所与の任意のチャネルに関して、車両システム１０３は、この情報を他の車両システム１０３と共有する前に、５つのデータポイントなどのセンシング閾値に達しなければならない。
【００７１】
協調モジュール３０９は、センシング情報を同じ領域内の他の車両システム１０３にブ
ロードキャストし、同じ領域内の他の車両システム１０３から受け取るセンシング情報を集約するためのコードおよびルーチンである。一実施形態では、協調モジュール３０９が集約モジュール３０７からセンシング情報を受け取り、そのセンシング情報を同じ領域内の他の車両システム１０３にブロードキャストする。例えば協調モジュール３０９は、センシング情報を通信基地局１３１に送り、通信基地局１３１がそのセンシング情報を制御チャネルにより閉じ領域内の他の車両システム１０３にブロードキャストする。協調モジュール３０９は、信号線３３０を介してバス３２０に通信可能に結合される。
【００７２】
一実施形態では、協調モジュール３０９が、１組の位置における１つまたは複数のチャネルの１つまたは複数の測定値を含むセンシングテーブルを集約モジュール３０７から受け取る。センシングテーブルは、１つまたは複数のチャネルの集約済みの測定値を含むこともできる。例えばセンシングテーブルは、硬判定融合に基づいて生成される、チャネルに関する一次ユーザの集約済み状態を含む。協調モジュール３０９は、センシングテーブルを同じ領域内の他の車両システム１０３にブロードキャストする。別の実施形態では、協調モジュール３０９が、１つまたは複数のチャネルの集約済みの測定値だけを含むセンシングテーブルを集約モジュール３０７から受け取り、そのセンシングテーブルを同じ領域内の他の車両システム１０３にブロードキャストする。
【００７３】
一実施形態では、協調モジュール３０９が、通信モジュール３０１を介して同じ領域内の他の車両システム１０３からセンシング情報を含むセンシングテーブルを受け取る。協調モジュール３０９は、他の車両システム１０３からのセンシング情報を自らの車両システム１０３からのセンシング情報と集約する。例えばセンシング情報は、１つまたは複数のチャネル内の一次ユーザの状態を表す。協調モジュール３０９は、硬判定融合に基づいて様々な車両システム１０３にわたるチャネルごとの一次ユーザの状態をマージする。例えば協調モジュール３０９は、様々な車両システム１０３にわたるチャネルごとの一次ユーザの状態に対してＡＮＤ規則を適用し、一次ユーザの集約済み状態をチャネルごとに得る。次いで、協調モジュール３０９は、一次ユーザの集約済み状態に少なくとも部分的に基づいて各チャネルの可用性を判定する。
【００７４】
一実施形態では、協調モジュール３０９が、通信基地局１３１およびネットワーク１０５を介してチャネルの可用性についての判定をデータベース１５０に伝送する。データベース１５０は、協調モジュール３０９からのチャネルの可用性についての判定に少なくとも部分的に基づいて自らの中に記憶されたチャネル可用性データを更新する。
【００７５】
ＧＵＩモジュール３１１は、ユーザ１２５にグラフィカルデータを提供するためのコードおよびルーチンである。ＧＵＩモジュール３１１は、信号線３３２を介してバス３２０に通信可能に結合される。一実施形態では、ＧＵＩモジュール３１１が、ユーザ１２５に情報を表示するためのユーザインターフェイスを描くためのグラフィカルデータを生成する。他の実施形態では、ＧＵＩモジュール３１１は、ユーザ１２５がそれにより通信システム１０３に情報を入力するユーザインターフェイスを描くためのグラフィカルデータを生成する。ＧＵＩモジュール３１１は生成したグラフィカルデータをインターフェイス２１２に送り、インターフェイス２１２にユーザ１２５に向けてユーザインターフェイスを提示させる。
【００７６】
記憶装置２４０
図４Ａは、一実施形態による記憶装置２４０を例示するブロック図４００である。記憶装置２４０は、チャネル可用性データ４０１およびセンシングテーブルデータ４０３を含む。当業者は、記憶装置２４０が本明細書に記載の機能を提供するための他のデータを含み得ることを理解されよう。
【００７７】
チャネル可用性データ４０１は、領域内のチャネルの潜在的な可用性、例えば領域内の潜在的に利用できるチャネルを表すデータである。例えば、要求モジュール３０３が、ある領域のチャネル可用性データ４０１をデータベース１５０に要求する。通信モジュール３０１がその領域のチャネル可用性データをデータベース１５０から受け取り、記憶装置２４０の中に記憶する。通信モジュール３０１はさらに、チャネル可用性データが示す潜在的に利用できるチャネルごとに一次ユーザがいるかどうかを検出するために、チャネル可用性データを検出モジュール３０５に送る。
【００７８】
センシングテーブルデータ４０３は、センシング情報を含む１つまたは複数のセンシングテーブルを表すデータである。例えば検出モジュール３０５は、１組の位置におけるチャネルに関する一次ユーザの検出済み状態などのセンシング情報に少なくとも部分的に基づいて、１つまたは複数のセンシングテーブルを生成する。センシングテーブルは、チャネルの集約済みの測定値を含むこともできる。一実施形態ではセンシングテーブルデータ４０３が、他の車両システム１０３から受け取る１つまたは複数のセンシングテーブルを記憶する。
【００７９】
図４Ｂは、一実施形態によるセンシングテーブル４５０の一例を示す。図示の例では、センシングテーブル４５０がエントリ４５２、４５４、４５６、４５８、４６０を含む。エントリ４５２、４５４、４５６、４５８は、１組の位置（例えば位置ｘ１、位置ｘ２、位置ｘ３、位置ｘ４）における潜在的に利用できるチャネルの測定値を含む。例えばこれらの測定値は、潜在的に利用できるチャネル内に一次ユーザがいるかどうかを表す状態（例えば０、１）を示す。エントリ４６０は、潜在的に利用できるチャネルの集約済みの測定値を含む。例えば、あるチャネル内の一次ユーザの状態などの集約済みの測定値は、そのチャネルに関する１組の位置における状態にわたりＡＮＤ規則を適用することによって得られる。
【００８０】
図４Ｃは、別の実施形態によるセンシングテーブル４７０の一例を示す。センシングテーブル４７０は、１組の車両（例えば車両１、車両２、車両３車両４）からの潜在的に利用できるチャネルの測定値を含む、エントリ４７２、４７４、４７６、４７８を含む。例えば、潜在的に利用できるチャネルの測定値は、１組の車両が検出するチャネル内に一次ユーザがいるかどうかの状態を表す。
【００８１】
方法
次に図５〜図７Ｂを参照して、本明細書の方法の様々な実施形態について説明する。
【００８２】
図５は、一実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するための方法５００を例示する流れ図である。要求モジュール３０３がチャネル可用性データをデータベース１５０から取得する（５０２）。一実施形態では、要求モジュール３０３が、ある領域のチャネル可用性データを求める要求を生成する。例えばその要求は、車両が現在いる領域を表すデータを含む。要求モジュール３０３は、通信モジュール３０１を介してその要求をサーバ１４１および／またはデータベース１５０に送る。別の実施形態では、要求モジュール３０３がサーバ１４１および／またはデータベース１５０に検索クエリを送る。検索クエリは、例えば領域内の車両が必要とするデータベース１５０内のチャネル可用性データを特定する、領域などの検索基準を含む。次いで、その検索クエリを使用してデータベース１５０内のその領域のチャネル可用性データを特定する。
【００８３】
ステップ５０４で、検出モジュール３０５が様々な位置で検知することによりチャネルについての測定値を得る。チャネルは、チャネル可用性データにより領域内の潜在的に利用できるチャネルとして示される。例えば検出モジュール３０５は、センシングアルゴリズムを実行して、領域内の１組の位置における潜在的に利用できるチャネルの測定値を得
る。センシングアルゴリズムには、エネルギ検出や整合フィルタ検出などの一般的なスペクトルセンシングアルゴリズムが含まれる。検出モジュール３０５が、１組の位置においてセンシングアルゴリズムを実行することにより、その１組の位置における潜在的に利用可能なチャネルに関する１組の測定値を得る。
【００８４】
ステップ５０６で、集約モジュール３０７が１組の位置にわたるチャネルの測定値をマージする。例えば集約モジュール３０７は、検出モジュール３０５から１組の位置におけるチャネルの測定値（例えば一次ユーザの状態）を受け取り、硬判定融合に基づいて１組の位置にわたるチャネルの測定値をマージする。例えば集約モジュール３０７は、１組の位置にわたるチャネルごとの一次ユーザの状態に対してＡＮＤ規則を適用し、一次ユーザの集約済み状態をチャネルごとに得る。
【００８５】
ステップ５０８で、集約モジュール３０７が、チャネルの集約済みの測定値に少なくとも部分的に基づいてチャネルの可用性を判定する。例えば集約済みの測定値は、０や１など、チャネルに関する一次ユーザの状態である。状態「０」はチャネル内に一次ユーザがいることを示し、状態「１」はチャネル内に一次ユーザがいないことを示す。集約モジュール３０７は、この状態に基づいてチャネル内に一次ユーザがいるかどうかを判定し、それによりそのチャネルが二次使用に利用できるかどうかを判定する。
【００８６】
図６Ａ〜図６Ｂは、別の実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するための方法６００を例示する流れ図である。要求モジュール３０３が、通信モジュール３０１、通信基地局１３１、およびネットワーク１０５を介してチャネル可用性データをデータベース１５０に要求する（６０２）。例えば要求モジュール３０３は、ある領域のチャネル可用性データを求める要求を生成する。一実施形態では、その要求は、車両が現在ある領域を表すデータを含む。要求モジュール３０３は、その要求をサーバ１４１および／またはデータベース１５０に送る。別の実施形態では、要求モジュール３０３が、チャネル可用性データを求める要求を通信基地局１３１に送る。通信基地局１３１は、領域を表すデータをその要求に付加し、その要求をネットワーク１０５を介してサーバ１４１および／またはデータベース１５０に送る。
【００８７】
ステップ６０４で検出モジュール３０５が、ある領域のチャネル可用性データをデータベース１５０から受け取る。例えばチャネル可用性データは、領域内のチャネルの潜在的な可用性、例えば領域内の１つまたは複数の潜在的に利用可能なチャネルを表す。検出モジュール３０５が、そのチャネル可用性データに少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数の潜在的に利用できるチャネルを特定する。
【００８８】
次に図６Ｂを参照して、ステップ６０６で、検出モジュール３０５が現在の領域内の車両位置を測定する。検出モジュール３０５は、インデックスを使用してその位置を記録する。ステップ６０８で、検出モジュール３０５が、新たな車両位置を測定する場合は車両位置インデックスを更新する。例えば検出モジュール３０５は、新たな車両位置を測定する場合に車両位置インデックスを１増やす。
【００８９】
ステップ６１０で、検出モジュール３０５は、位置インデックスが特定の数（図ではＫとして表されている）より小さいかどうかを判定する。例えば検出モジュール３０５は、スペクトルセンシングの決定を下す前に、どれ位の数の位置が検出される必要があるのか（例えば５ヶ所、１０ヶ所）をあらかじめ定める。検出モジュール３０５は、位置インデックスが所定の位置数（例えば５ヶ所、１０ヶ所）以下かどうかを判定する。所定の位置数Ｋよりも小さい場合、方法６００はステップ６１２に進む。
【００９０】
ステップ６１２で、検出モジュール３０５が、この測定地におけるスペクトルセンシン
グにより、潜在的に利用できる１つのチャネルの測定値を得る。例えば検出モジュール３０５は、この測定地においてスペクトルセンシングアルゴリズムを実行して、潜在的に利用できる１つのチャネルの測定値を得る。一実施形態では、チャネルの測定値はそのチャネル内の一次ユーザの状態を示す。別の実施形態では、チャネルの測定値はそのチャネル内の信号電力の値である。ステップ６１４で、検出モジュール３０５は、潜在的に利用できる全てのチャネルを検出しているかどうかを判定する。全てのチャネルを検出していないと検出モジュール３０５が判定する場合、方法６００はステップ６１２に戻り、検出モジュール３０５が、測定地におけるスペクトルセンシングにより潜在的に利用できる次のチャネルの測定値を得る。この測定地において潜在的に利用できる全てのチャネルを検出していると検出モジュール３０５が判定する場合、方法６００は検出モジュール３０５が新たな車両位置を測定するステップ６０６に戻り、方法６００は再びステップ６０６から始まる。
【００９１】
ステップ６１０で、位置インデックスが一定数の位置よりも大きいと検出モジュール３０５が判定する場合、検出モジュール３０５は、その一定数の位置におけるチャネルの測定値を集約モジュール３０７に伝送し、この方法はステップ６１６に進む。
【００９２】
ステップ６１６で、集約モジュール３０７が検出モジュール３０５からチャネルの測定値を受け取り、一定数の位置にわたるチャネルの測定値を集約する。例えば測定値がチャネル内の一次ユーザの状態（例えば０、１）の場合、集約モジュール３０７は硬判定融合に基づいて一定数の位置にわたる状態をマージする。測定値がチャネル内の信号電力の場合、集約モジュール３０７は軟判定融合に基づいて一定数の位置にわたる信号霞力をマージする。ステップ６１８で、集約モジュール３０７が、チャネルの集約済みの測定値に少なくとも部分的に基づいてチャネルの可用性を判定する。
【００９３】
ステップ６２０で、集約モジュール３０７は測定値がセンシング閾値に達するかどうかを判定する。センシング閾値に達する場合、集約モジュール３０７は集約済みの測定値を協調モジュール３０９に伝送し、方法６００はステップ６２２に進む。ステップ６２２で、協調モジュール３０９が、チャネルの集約済みの測定値を表すデータを他の車両システム１０３にブロードキャストする。測定値がセンシング閾値に達しないと集約モジュール３０７が判定する場合、方法６００はステップ６０６に戻り、新たな位置から測定することにより再開する。
【００９４】
ステップ６２４で、協調モジュール３０９がデータベース１５０内のチャネル可用性データを更新する。例えば協調モジュール３０９は、判定されたチャネルの可用性をデータベース１５０に伝送し、データベース１５０が、その判定されたチャネルの可用性に少なくとも部分的に基づいてその領域のチャネル可用性データを更新する。
【００９５】
図７Ａ〜図７Ｂは、さらに別の実施形態による、領域内のスペクトルホールを検出するための方法７００を例示する流れ図である。ステップ７０２〜７１８において、方法７００は方法６００のステップ６０２〜６１８と同じである。
【００９６】
次に図７Ｂを参照して、協調モジュール３０９が、チャネルの測定値を表すデータを他の車両システム１０３から受け取る（７２０）。例えば協調モジュール３０９は、通信モジュール３０１を介して同じ領域内の別の車両システム１０３からチャネルの測定値を含むセンシングテーブルを受け取る。
【００９７】
ステップ７２２で、協調モジュール３０９が、他の車両システム１０３からのチャネルの測定値を同じチャネルについての自らの測定値と集約する。例えば測定値がチャネルの一次ユーザの状態の場合、協調モジュール３０９は硬判定融合に基づいてそれらの状態を
自らが検知した状態とマージする。ステップ７２４で、協調モジュール３０９が、集約済みの測定値に少なくとも部分的に基づいてチャネルの可用性を判定する。
【００９８】
ステップ７２６で、協調モジュール３０９が、チャネルの可用性についての判定に少なくとも部分的に基づいてデータベース１５０内のその領域のチャネル可用性データを更新する。例えば協調モジュール３０９は、チャネルの可用性についての判定をデータベース１５０に送り、データベース１５０が、その判定を使用してその領域に関する記憶されたチャネル可用性データを更新する。
【００９９】
グラフィカル表現
図８は、一実施形態による、シャドウィングがセンシングの性能に影響を及ぼす、移動車両環境を例示するグラフィカル表現８００である。要素８０１は、道路８０１のグラフィカル表現である。例えば道路８０１は高速道路である。要素８０２、８０４、８０６、８０８、８１０は、車両８０２、８０４、８０６、８０８、８１０のグラフィカル表現である。例えば車両８０２、８０４、８０６、８０８、８１０は、道路８０１上を移動している。
【０１００】
要素８２０ａ、８２０ｂ、８２０ｃ、８２０ｄ、８２０ｅは、通信基地局８４０から車両８０２、８０４、８０６、８０８、８１０のそれぞれまでの信号経路８２０ａ，８２０ｂ、８２０ｃ、８２０ｄ、８２０ｅのグラフィカル表現である。通信基地局８４０は一次送信機（一次利用者）である。要素８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃは、ビル８３０ａ、８３０ｂ、８３０Ｃなどの障害物のグラフィカル表現である。図示の実施形態では、信号経路８２０ａがビル８３０ａに隠れている。信号経路８２０ｃはビル８３０ｂに隠れており、信号経路８２ｏｅはビル８３０ｃに隠れている。これをシャドウィングと呼び、シャドウィングはセンシングアルゴリズムの性能に影響を及ぼす。
【０１０１】
図９Ａ〜図９Ｂは、一実施形態による、位置の多様性によるスペクトルセンシングを実施する、高移動度車両環境を例示するグラフィカル表現である。
【０１０２】
図９Ａを参照して、図示するのは一実施形態による、車両がチャネル可用性データをデータベースから取得する、高移動度車両環境を例示するグラフィカル表現９００である。要素９０１は、道路９０１のグラフィカル表現である。例えば道路９０１は高速道路である。要素９０２は、車両９０２のグラフィカル表現である。
【０１０３】
要素９０４は、ネットワーク９０４のグラフィカル表現である。要素９０３は、車両９０２とネットワーク９０４との間の無線通信接続９０３のグラフィカル表現である。要素９０６は、データベース９０６のグラフィカル表現である。要素９０５は、データベース９０６とネットワーク９０４との間の無線通信接続９０５のグラフィカル表現である。要素９０８は、データベース９０６内に記憶されるデータ９０８のグラフィカル表現である。例えばデータ９０８は、潜在的に利用できるチャネルを示すテーブルである。
【０１０４】
図９Ｂを参照して、図示するのは一実施形態による、車両が位置の多様性によるスペクトルセンシングを行う、高移動度車両環境を例示するグラフィカル表現９５０である。要素９０１は、図９Ａに見られる要素と同じであり、道路９０１のグラフィカル表現である。要素９０２は、互いに異なる位置における車両９０２のグラフィカル表現である。要素９０３ａ、９０３ｂ、９０３ｃは、車両９０２の位置ｘ１、ｘ２、ｘ３の表現である。要素９１０、９１２、９１４は、通信基地局９２０から位置９０３ａ、９０３ｂ、９０３ｃのそれぞれにある車両９０２までの信号経路９１０、９１２，９１４のグラフィカル表現である。
【０１０５】
図１０は、一実施形態による、硬判定融合を用いたセンシングの集約を例示するテーブル１０００を示す。要素１００２、１００４、１００６は、互いに異なる位置における全てのチャネルの測定値を含むエントリ１００２、１００４、１００６の表現である。例えばその全てのチャネルの測定値は、全てのチャネルにおける、一次ユーザがいるかどうかを示す状態（０、１など）である。要素１００８は、全てのチャネルの集約済みの測定値を含むエントリ１００８の表現である。例えば、あるチャネルの一次ユーザの状態などの、集約済みの測定値は、そのチャネルの様々な位置における状態にわたりＡＮＤ規則を適用することによって得られる。
【０１０６】
実施形態の前述の説明は、例示と説明を目的として行われたものである。したがって、開示された実施形態が本発明の全てではないし、本発明を上記の実施形態に限定するものでもない。本発明は、上記の開示にしたがって、種々の変形が可能である。本発明の範囲は上述の実施形態に限定解釈されるべきではなく、特許請求の範囲にしたがって解釈されるべきである。本発明の技術に詳しい者であれば、本発明はその思想や本質的特徴から離れることなくその他の種々の形態で実現できることを理解できるであろう。同様に、モジュール・処理・特徴・属性・方法およびその他の本発明の態様に関する名前付けや分割方法は必須なものでものないし重要でもない。また、本発明やその特徴を実装する機構は異なる名前や分割方法や構成を備えていても構わない。さらに、当業者であれば、モジュール・処理・特徴・属性・方法およびその他の本発明の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアもしくはこれらの組合せとして実装できることを理解できるであろう。また、本発明をソフトウェアとして実装する場合には、モジュールなどの各要素は、どのような様式で実装されても良い。例えば、スタンドアローンのプログラム、大きなプログラムの一部、異なる複数のプログラム、静的あるいは動的なリンクライブラリー、カーネルローダブルモジュール、デバイスドライバー、その他コンピュータプログラミングの当業者にとって既知な方式として実装することができる。さらに、本発明の実装は特定のプログラミング言語に限定されるものではないし、特定のオペレーティングシステムや環境に限定されるものでもない。以上のように、上記の本発明の説明は限定的なものではなく例示的なものであり、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲にしたがって定められる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０３  車両システム
１０６  スペクトルセンシングモジュール
３０１  通信モジュール
３０３  要求モジュール
３０５  検出モジュール
３０７  集約モジュール
３０９  協調モジュール
３１１  ＧＵＩモジュール
１４１  サーバ
１５０  データベース
【図１】
2013187895.tif 000003
【図２】
2013187895.tif 000004
【図３】
2013187895.tif 000005
【図４Ａ】
2013187895.tif 000006
【図４Ｂ】
2013187895.tif 000007
【図４Ｃ】
2013187895.tif 000008
【図５】
2013187895.tif 000009
【図６Ａ】
2013187895.tif 000010
【図６Ｂ】
2013187895.tif 000011
【図７Ａ】
2013187895.tif 000012
【図７Ｂ】
2013187895.tif 000013
【図８】
2013187895.tif 000014
【図９Ａ】
2013187895.tif 000015
【図９Ｂ】
2013187895.tif 000016
【図１０】
2013187895.tif 000017