"ホワイトスペースを使用する無線ネットワークを介してデータを送信するコンピュータ実施される方法であって、第1のモバイルクライアントデバイスおよび第2のモバイルクライアントデバイスとの通信のための第1のホワイトスペース送信チャネルを判定するステップと、前記第1のホワイトスペース送信チャネル上で前記第1のモバイルクライアントデバイスおよび前記第2のモバイルクライアントデバイスと通信するステップと、前記第1のホワイトスペース送信チャネルが主ユーザによって使用されているときに、前記第2のモバイルクライアントデバイスとの通信のための、前記第1のホワイトスペース送信チャネルとは異なる第2のホワイトスペース送信チャネルを判定するステップと、前記第2のホワイトスペース送信チャネル上で前記第2のモバイルクライアントデバイスと通信するステップとを含むことを特徴とするコンピュータ実施される方法。前記第1のホワイトスペース送信チャネル上の前記主ユーザの送信は、前記第1のモバイルクライアントデバイスの範囲の外であることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ実施される方法。前記主ユーザは、無線マイクロホンを含むことを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ実施される方法。前記第1のモバイルクライアントデバイスとの通信は、通信フレームの特定のタイムスロット中に行われることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ実施される方法。前記特定のタイムスロットは、時分割多元接続プロトコルを使用して識別されることを特徴とする請求項4に記載のコンピュータ実施される方法。前記第1のモバイルクライアントデバイスが移動しているときに、前記第1のホワイトスペース送信チャネルをVHFチャネルに割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ実施される方法。適応ベースで前記第1のホワイトスペース送信チャネルの幅を選択するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ実施される方法。ホワイトスペースを使用してデータを送信し受信するモバイルクライアントデバイスであって、前記モバイルクライアントデバイスは、第1のホワイトスペース通信チャネルが主ユーザによって使用されているのではないときに、前記第1のホワイトスペース通信チャネルを介して無線基地局と通信し、前記第1のホワイトスペース通信チャネルが前記主ユーザによって使用されているときに、第2のホワイトスペース通信チャネルを介して前記無線基地局と通信することを特徴とするモバイルクライアントデバイス。前記主ユーザは、前記主ユーザの範囲の外に配置された第2のモバイルクライアントデバイスによる前記第1のホワイトスペース通信チャネル上の通信に干渉しないことを特徴とする請求項8に記載のモバイルクライアントデバイス。前記主ユーザは、無線マイクロホンを含むことを特徴とする請求項8に記載のモバイルクライアントデバイス。多くの既存の無線通信プロトコルWi-Fiプロトコルなどでは、基地局およびすべての接続されたクライアントデバイスは、プロトコルが正しく働くことを可能にするために、同一チャネル上にある必要がある。ホワイトスペースネットワークデバイスが同一の戦略すなわち、同一の基地局に接続されたすべてのクライアントデバイスが同一チャネル上にある必要があるに従う場合には、複数の無線クライアントと通信している無線基地局は、無線マイクロホンなどの主ユーザが、その無線基地局によって使用されているチャネル上で識別される場合に、すべての接続されたクライアントデバイスから切断するか、使用可能なチャネルにチャネルを変更する必要がある。このルールは、ホワイトスペースネットワークのスループットに対して重大な悪影響を有する。さらに、関連するクライアントのうちの1つだけが、チャネルが使用不能になるのを見る場合であっても、このクライアントが切断されるか、あるいは、基地局およびすべての他の関連するクライアントが、すべてのクライアントならびに基地局で使用可能な新しいチャネルに切り替える必要があるかのいずれかである。これは、すべての関連するクライアントデバイスならびに基地局で使用可能なチャネルがない場合があるので、問題である。そのような共通して使用可能なチャネルが存在する場合であっても、チャネルが単一のクライアントで使用不能になるときに必ず、すべてのクライアントおよび基地局に切り替えさせることは、大きいオーバーヘッドをこうむる可能性がある。都市環境では、無線マイクロホンの存在に起因して、そのようなシナリオすなわち、1つまたは少数のクライアントだけがチャネルが使用不能になるのを見るが頻繁に発生する可能性が高い。以下では、本明細書で説明されるいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、本革新の単純化された要約を提示する。この要約は、請求される主題の広範囲の概要ではない。請求される主題の主要な要素またはクリティカルな要素を識別することも、本革新の範囲を区切ることも、意図されていない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、請求される主題のいくつかの概念を単純化された形で提示することである。本革新は、ホワイトスペースネットワークを介する無線通信に関する。例示的な方法では、第1のホワイトスペース送信チャネルは、モバイルクライアントデバイスとの通信のために判定される。モバイルクライアントデバイスとの無線通信は、第1のホワイトスペース送信チャネルを介して行われる。第1のホワイトスペース送信チャネルが、第1のホワイトスペース送信チャネル上の主ユーザの存在のゆえにモバイルクライアントデバイスのうちの1つから使用不能になる場合には、異なるホワイトスペース送信チャネルが、影響を受けるモバイルクライアントデバイスとの通信のために判定される。第1のホワイトスペース送信チャネルは、たとえば、主ユーザが影響を受けるクライアントデバイスに近接する第1のホワイトスペース送信チャネルを使用し始める場合、またはクライアントデバイスがアクティブ主ユーザの範囲内に移動する場合に、影響を受けるモバイルクライアントデバイスから使用不能になる可能性がある。主ユーザを、無線マイクロホンまたはTV局とすることができる。その後、影響を受けるモバイルクライアントデバイスとの通信は、異なるホワイトスペース送信チャネルで行われ、影響を受けないクライアントデバイスは、第1のホワイトスペース送信チャネル上で通信し続ける。本革新による無線基地局は、さまざまなモバイルクライアントデバイスから使用可能なスペクトルに依存して、異なるチャネル上で無線クライアントと通信する。たとえば、第1のホワイトスペース通信チャネルが、1つまたは複数のモバイルクライアントデバイスから使用可能である場合には、これらのクライアントデバイスは、第1のホワイトスペース通信チャネル上で無線基地局と通信することができる。無線基地局は、第1のホワイトスペース通信チャネルが他のモバイルクライアントデバイスから使用可能ではない場合に、第2のホワイトスペース通信チャネル上で他のモバイルクライアントデバイスと通信することができる。たとえば、他のモバイルクライアントデバイスは、第1のホワイトスペース通信チャネル上で通信している主ユーザのローカル存在によって、第1のホワイトスペース通信チャネルを使用することを禁止される可能性がある。本革新の例示的実施形態は、ホワイトスペースネットワークでのローカルスペクトル非対称localspectrumasymmetry状況に対処する。本革新によるモバイルクライアントデバイスは、ホワイトスペースを介してデータを送信し、受信する。モバイルクライアントデバイスは、第1のホワイトスペース通信チャネルが主ユーザによって使用されているのではないときに、第1のホワイトスペース通信チャネルを介して無線基地局と通信する。第1のホワイトスペース通信チャネルが主ユーザによって使用されているときには、第2のホワイトスペース通信チャネルを介して無線基地局との通信を行う。次の説明および添付図面は、請求される主題のある種の例示的態様を詳細に示す。しかし、これらの態様は、本革新の原理を使用できるさまざまな形のうちの少数のみを示し、請求される主題は、すべてのそのような態様およびその同等物を含むことが意図されている。請求される主題の他の利益および新規の特徴は、図面と共に検討されるときに、本革新の次の詳細な説明から明白になる。請求される主題を、これから図面を参照して説明するが、図面では、同様の符号が、終始、同様の要素を参照するのに使用される。次の説明では、説明において、本革新の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細を示す。しかし、請求される主題を、これらの特定の詳細なしで実践できることは明白であろう。他の場合には、本革新の説明を容易にするために、周知の構造およびデバイスをブロック図の形で示す。本明細書で利用されるときに、用語コンポーネント、無線基地局、無線クライアント、ホワイトスペースネットワーク、および類似物は、ハードウェア、ソフトウェアたとえば、実行中の、および/またはファームウェアのいずれであれ、コンピュータ関連のエンティティを指すことが意図されている。たとえば、コンポーネントを、プロセッサ上で動作するプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、プログラム、関数、ライブラリ、サブルーチン、および/もしくはコンピュータ、またはソフトウェアとハードウェアとの組合せとすることができる。たとえば、サーバ上で動作するアプリケーションとそのサーバとの両方を、コンポーネントとすることができる。1つまたは複数のコンポーネントが、1つのプロセス内に存在することができ、1つのコンポーネントを、1つのコンピュータ上に局所化し、かつ/または複数のコンピュータの間で分散させることができる。さらに、請求される主題を、開示される主題を実施するようにコンピュータを制御するためにソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはその組合せを作るのに標準的なプログラミング技法および/もしくは工学技法を使用して方法、装置、または製造品として実施することができる。用語製造品は、本明細書で使用されるときに、任意の非一時的コンピュータ可読デバイスまたは媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを含むことが意図されている。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、磁気ストレージデバイスたとえば、とりわけハードディスク、フロッピディスク、および磁気ストリップ、光ディスクたとえば、とりわけコンパクトディスクCDおよびディジタル多用途ディスクDVD、スマートカード、およびフラッシュメモリデバイスたとえば、とりわけカード、スティック、およびキードライブを含むことができるが、これに限定はされない。もちろん、当業者は、請求される主題の範囲または趣旨から逸脱せずに、この構成に対して多数の変更を行えることを認めるであろう。さらに、単語例示的なは、本明細書では、例、実例、または例示として働くことを意味する。本明細書で例示的として説明されるすべての態様または設計は、必ずしも、他の態様または設計より好ましいまたは有利とは解釈されない。本改革は、ホワイトスペースネットワークを介する無線通信にかかわるときに生じる問題に対処する。具体的には、無線クライアントは、その無線クライアントが使用可能ではないホワイトスペース通信チャネルで他の無線クライアントと既にかかわっている無線基地局との通信にかかわることを望む場合がある。この状況に対処するために、本改革の例示的実施形態は、基地局が、それぞれのクライアントの使用可能なホワイトスペーススペクトルを考慮に入れてスペクトルの異なる部分で複数のクライアントに同時にサービスすることを可能にするプロトコルを提供することができる。本革新の例示的実施形態を、最適に近いスループットを達成すると同時に切替オーバーヘッドを最小にもするように構成することができる。この切替オーバーヘッドは、基地局があるチャネルそのチャネルでクライアントにサービスするから別のチャネルに切り替えるときに、必ず、その基地局で発生する。本革新の例示的実施形態は、ホワイトスペースネットワークで切替オーバーヘッドを減らすこともできる。基地局がダウンリンクスロットでクライアントに送信する順序および/またはクライアントがそのアップリンクスロットで基地局に送信する順序を決定するアルゴリズムを、本明細書で具体的に説明する。送信の順序の判断に加えて、各クライアントが送信し、かつ/または受信するスペクトルの部分すなわち、チャネルも、ネットワークスループットを最適化することを目標として判断される。さらに、本革新は、都市ホワイトスペースネットワークで高められた全体的なネットワークスループットおよび容量を提供することができる。本革新は、同一のホワイトスペースネットワーク内の複数のオーバーラップするしたがって、潜在的に干渉するアクセスポイントの間での調整の形を提供することができる。2008年のFCC決定に続いて、TVホワイトスペースを介するネットワーキングに関連する大量の興奮が生じた。免許不要のデバイスが占有されていないTV帯で動作することを可能にする、この決定は、地方のブロードバンド接続性から家庭内のより高速の信頼できる接続までの複数の新しいネットワーキングの機会を開いた。シリコンベンダ、ハードウェア製造業者、およびソフトウェア会社を含む複数の技術会社が、スペクトルのこの部分を効率的に使用する技術を開発することによって、この機会を利用しようとしている。TVホワイトスペースの使用は、他の周波数スペクトルに対する利益を提供することができる。第1に、はるかにより多くのスペクトルが無線ネットワーキングに使用可能になる。領域に応じて、300MHzまでを使用可能にすることができる。第2に、これらのホワイトスペースは、より低い周波数にあり、これらのより低い周波数は、非常によい伝搬特性を有する。これは、免許不要のデバイスがそのような低い周波数でより大きい帯域幅で穏当に高い送信電力で動作する機会を与えられる最初の時である。低周波数とより多くのスペクトルとのこの組合せは、新しいサービスを構築し、以前には技術的理由または経済的理由のいずれかに起因して可能ではなかったネットワーキングシナリオを可能にする機会を提供する。本革新の例示的実施形態は、大きい大学キャンパスまたは工業団地のすべての屋外区域でネットワーク接続性を提供するシナリオに関係する。Wi-Fiは、その限られた範囲および極端に損失が多い傾向のゆえに、このシナリオで非常に効果的ではないことが立証された。2階建キャンパスビルディングの屋上に3つから4つのWi-Fiアクセスポイントを展開することでさえ、ネットワーク内に複数のカバレージホールをもたらした。代替の提案は、キャンパスシャトル内でインターネット接続性を提供するのにセルラ技術を使用することである。そのような手法は、高価であり、低い帯域幅を提供する。さらに、セルラ技術の使用は、クライアントデバイスが、もはや会社ネットワークに直接には接続されないことを意味し、これは、追加のオーバーヘッドを導入し、したがって性能を下げる。対照的に、ホワイトスペースは、キャンパスのすべての部分の学生および従業員により多くの帯域幅を提供しながら、大学または従業員のIT部門によるネットワークリソースの直接制御を維持する、より安価な代替案を提供する。しかし、キャンパス全体のホワイトスペースネットワークを構築することは、複数の課題を提示する。第1に、認可された送信電力レベルでホワイトスペースネットワークによって提供されるカバレージは、未知である。本明細書で示すように、既存の伝搬モデルの使用は、そのような低い送信電力値でのかなりの過大評価につながる可能性がある。第2に、FCCが義務づける無線マイクロホンの-114dBmという感知しきい値を考慮すると、ホワイトスペースネットワークを構築するのに使用可能なチャネル数は、相対的に少ない。単一の無線マイクロホンが、キャンパス全体が特定のホワイトスペース通信チャネルを使用するのを潜在的に阻止できることが、理論的には可能と思われる。最後に、少数のチャネルだけがキャンパスにわたって共通して使用可能である場合には、既存のホワイトスペースプロトコルを使用するシステムスループットが、非常に低くなる可能性が高い。本明細書で説明するように、本革新の例示的実施形態は、会社キャンパス環境で展開され、結果が測定された。この展開は、UHFおよびVHFの周波数スペクトルで動作できるラジオを含み、FCCによって認可された送信電力レベルを使用した。得られた結果は、2つの基地局が、1平方マイル2.56平方kmキャンパスのすべての領域をカバーするのに十分であることを示した。無線マイクロホンの影響が局所的であることも示された。現職の無線マイクロホンの存在のゆえに、ホワイトスペースネットワーク内の基地局およびクライアントは、送信に使用可能な、周波数の異なる部分を有する場合がある。ホワイトスペースネットワークで無線クライアントが基地局に対する送信に使用可能な周波数スペクトルの異なる部分を有するという現象を、本明細書ではローカルスペクトル非対称LSAと称する。さらに、キャンパス環境でのLSA状況の発生は、無線マイクロホンの存在のゆえに比較的一般的であることが発見された。本明細書で説明するように、基地局およびクライアントで共通して使用可能なチャネルの使用を提案するネットワーキングプロトコルは、そのようなセッティングでは非常に劣悪に動作する。本革新の例示的実施形態は、システム容量を改善する形で異なるチャネルにまたがってクライアントをクラスタ化する、本明細書でクライアント割当アルゴリズムclientallocationalgorithmと称するアルゴリズムに関係する。コンピュータ科学の職業語では、本革新によるクライアント割当アルゴリズムを、貪欲アルゴリズムと称する場合がある。というのは、このアルゴリズムが、所与の反復でクライアントをどのチャネルに割り当てなければならないのかに関する判断を行いながら反復する形でクライアントを系統的に割り当てるからである。貪欲アルゴリズムは、割当が所与の反復での現在の条件に関して行われるので、最終的な出力において必ずしも最適ではない。それでも、貪欲アルゴリズムは、通常、最適解決策を近似することに近い。例示的なクライアント割当アルゴリズムの性能を、本明細書では実際の実施態様の詳細なシミュレーションおよび評価の文脈で説明する。例示的な実施態様は、会社キャンパスセッティングでビルディングの屋上に取り付けられた基地局を含む。シャトルバスが、IEEE802.16dWiMaxプロトコルを使用して、使用可能なホワイトスペースを介して動作するように構成された無線クライアントを組み込むように装備された。さらに、ホワイトスペースネットワークの例示的実施形態を、図1を参照して説明する。図1は、本革新に従って動作させることができる無線ホワイトスペースネットワーク100のブロック図である。ホワイトスペースネットワーク100は、基地局102と、複数のモバイルクライアントデバイス104a、104b、および104nとを含む。基地局102を、ホワイトスペース周波数スペクトル上でモバイルクライアントデバイス104a、104b、および104nと無線で通信するように構成することができる。ホワイトスペースネットワークの動作における非効率性の潜在性は、ホワイトスペースデバイスが主ユーザ無線マイクロホンとTV送信との両方と干渉することを許容しないFCC規制である。FCC規制は、さらに、主ユーザを、感知することまたはジオロケーションgeo-locationデータベースに問い合わせることのいずれかによって識別できることを義務づける。主ユーザがこれらの方法によって検出される場合に、ホワイトスペース周波数スペクトラムのうちで主ユーザデバイスによって使用されている部分が、ホワイトスペースネットワーキングデバイスによって使用されてはならない。その結果、お互いと通信することを望む2つのホワイトスペースデバイスが、使用可能な同一のスペクトルを有しない場合がある。2つのノードの一方があるチャネルを使用できるが、他方がそのチャネルを使用できない場合がある。結局のところ、空間スペクトル変動のこの現象は、特にオンキャンパスネットワークまたは都市環境で、ビルディングの内部の無線マイクロホンの存在に起因して、非常に頻繁に発生する。ビルディングは、マイクロホンの送信を遮蔽し、したがって、マイクロホンのトランシーバの放射範囲をビルディングの非常に近くだけに大幅に減らす傾向がある。したがって、アクティブマイクロホンを含むビルディングの近くのクライアントが、マイクロホンが主ユーザと考えられるのでマイクロホンチャネルの同一チャネルを使用することを許可されない可能性が非常に高い。これは、特定のクライアントが接続される基地局が、所与のチャネルを空いているたとえば、マイクロホンからの離れた位置のゆえにと考え、この基地局に関連する他のすべてのクライアントビルディングの近くに配置されていない可能性があるも、このチャネルを空いていると考えるときに問題になる。基地局が、無線モバイルクライアントの非常に近くの主ユーザの存在のゆえに1つまたは複数の無線モバイルクライアントデバイスと通信できないことが、LSA状況の一例である。測定結果は、LSA条件が、オンキャンパス環境または都市環境で頻繁に発生することを示した。したがって、LSAは、都市ホワイトスペースネットワーク展開に対する課題を提示する。本革新が対処することを意図されたLSA状況の特定の例を、図1に示す。モバイルクライアントデバイス104bが、図1に示されているようにビルディング106の内部に配置されると仮定する。ビルディング106の内部には、この例において主ユーザである無線マイクロホン108も配置されている。LSA条件を示すために、無線マイクロホン108が、基地局102と同一のチャネルで動作していると仮定する。無線マイクロホン108によって使用されているチャネルが、基地局102と同一なので、モバイルクライアントデバイス104bは、そのチャネルで基地局102と通信することを許可されない。基地局102は、基地局102が無線マイクロホン108の範囲の外にある可能性があるので、無線マイクロホン108によって使用されるものと同一のチャネル上でモバイルクライアントデバイス104aおよびモバイルクライアントデバイス104nと通信することができる。さらに、無線マイクロホン108の送信範囲が、ビルディング106の内部およびそれを直接に囲む区域に実質的に制限されるものとすることができる。図1に示されたLSA状況に対する2つの潜在的な解決策は、すべてのモバイルクライアントデバイスが基地局から切断することを強制すること、または基地局102とモバイルクライアントデバイス104aおよび104nがモバイルクライアントデバイス104bからも使用可能なチャネルに切り替えることを強制することである。しかし、これらの解決策は、少数の例を挙げると、ネットワーク切替に関連するオーバーヘッド、スペクトル利用、および/またはネットワーク容量/スループットを考慮するときに、非常に望ましくない可能性がある。制御チャネルベースの手法CMACなどを使用してホワイトスペースネットワーク100を動作させることも、望ましくない可能性がある。本明細書で説明するように、本革新の例示的実施形態は、基地局102が第1のホワイトスペース通信チャネル上でモバイルクライアントデバイス104aおよび104nと、第2のホワイトスペース通信チャネル上でモバイルクライアントデバイス104bと通信できることを提供する。この形で、基地局102は、モバイルクライアントデバイス104aおよび104nから切断し、モバイルクライアントデバイス104bからも使用可能な異なるホワイトスペース通信チャネル上でモバイルクライアントデバイス104aおよび104nとの通信を再確立することの非効率性から解放される。キャンパス全体のネットワークカバレージ。本革新の例示的実施形態は、大規模キャンパス会社キャンパス、大学、病院などでの無線ネットワークカバレージの提供に関する。そのようなキャンパスの、そのようなネットワークの設計に関係する複数の共通の特性がある。第1に、既存の高密度Wi-Fi展開は、通常、既にビルディングの内部でよいカバレージを提供する。その一方で、カバレージは、通常、ビルディングの外部で悪いか存在すらしない。第2に、これらのキャンパスは、モビリティの特徴がある。ほとんどのネットワークアクセスは、ビルディング内またはビルディングの近くで発生するが、人々は、時折、自動車によってまたは徒歩でのいずれかでビルディングの間で移動する。たとえば、本明細書で説明するホワイトスペースネットワーク展開での実験を行うのに使用される既存のキャンパス環境では、従業員をキャンパス内のあるビルディングから別のビルディングに運ぶ多数のシャトルバスがある。Wi-Fiネットワーキングを用いる、キャンパス内での完全な中断されないネットワークカバレージの提供は、むずかしい。たとえば、企業キャンパス環境では、発呼者がビルディングを出るとき、ビルディングの間で移動するとき、またはキャンパスのシャトルバスに乗るときに、内部VoIPを中断されずに維持できることは、通常は不可能である。本革新の例示的実施形態は、既存の屋内Wi-Fi展開を有するキャンパス環境で屋外カバレージホールを定量化することに関する。本明細書で説明するように、ホワイトスペース上のネットワークを使用して、現在はよいネットワークカバレージに欠けている領域でネットワーク接続性を提供することができる。ホワイトスペースを介するカバレージ。成熟したネットワーキングプロトコルに対する相対的に低い周波数のゆえに、UHFスペクトル帯およびVHFスペクトル帯は、Wi-FiのISM帯より改善された信号伝搬プロパティを提供すると期待される。たとえば、同一の送信電力について、フリース公式は、2.4GhzWi-Fiに対して600MHzで4倍の範囲を予測する。重要な問題は、この理論的に予測される範囲が、障害物、ビルディングなどを有するキャンパス様環境で使用されるときに実際にネットワークカバレージの対応する増加になるかどうかである。基地局102から異なる位置にあるモバイルシャトルたとえば、モバイルクライアントデバイス104nでの生の受信電力を表す実験データを入手した。1つのそのような実験では、受信ラジオの雑音フロアは、スペクトルの1.75MHzを介して送信するときに-105dBmであった。この状況では、UHFスペクトルとVHFスペクトルとの両方が、優れた伝搬特性を提供することが実証された。例示的なシステムでは、基地局102からの距離に伴う受信信号強度の変動を示す測定を行った。結果のデータによれば、信号は、距離が増加するときに平均してより弱い。しかし、同一距離の受信電力において大きい変動が観測された。この変動を、経路内の障害物の個数に帰することができる。たとえば、モバイルシャトルが、フリーウェイの同一の側の基地局からの類似する距離にある別のビルディングの近くの位置と比較して、フリーウェイの反対側のビルディングで10dBだけより強い信号を受信することが観察された。第2に、VHF信号は、障害物によってより少なく影響を受けることが観察された。VHF信号は、UHF信号よりはるかに滑らかな減衰を有することがさらに観察された。実際に、伝搬は、フリース公式によって予測されるより強くなることが観察された。この公式によれば、518MHzの信号は、117MHzVHFより約10dB多い減衰を経験する。類似する減衰が、より短い距離で観察されたが、減衰は、距離が増加する際に大幅により多い。最後に、UHF周波数が、-105dBmの例示的な測定システムの雑音フロアに達する前に、700mを超えて伝搬することができることに留意されたい。したがって、ホワイトスペース周波数の伝搬特性は、大規模キャンパスでネットワークカバレージを提供する際に有望と思われる。無線マイクロホンの影響。通常のキャンパス環境は、複数の無線マイクロホンを有する可能性が高い。ビルディング内で、時には複数の、講演があり、キャンパスは、通常、複数の他のイベントをもホスティングする。FCC制限は、ホワイトスペースデバイスが、無線マイクロホンによって使用されているTVチャネルで動作することを許可しないので、多数のホワイトスペース通信チャネルが、無線マイクロホンによって使用不能にされると思われる。ホワイトスペースネットワーキング動作に対する無線マイクロホンの影響を、本明細書で調べる。さらに、既知のキャンパスでのマイクロホンの人気ならびにそれらが使用するチャネルを検討する。動作中のマイクロホンによって阻止される領域を考慮し、阻止される領域のサイズに影響する要因を考慮する。キャンパスセッティングにおけるマイクロホン。都市キャンパスセッティングでは、無線マイクロホンは、使用可能なTV周波数スペクトルの事実上すべてのチャネルで動作する。既存キャンパス内の2つの異なるビルディングすなわち学部ビルディングおよび会議センタでのマイクロホン使用に関する実験を行った。通常の学部ビルディングは、ビルディング内の8つの異なる位置に無線マイクロホンを有することが観察された。位置ごとに、それぞれ3つ、4つ、または8つ大きい会議室の無線マイクロホンがあり、学部ビルディング内の合計32個のマイクロホンがある。各マイクロホンを、異なるマイクロホンチャネルで動作するように同調させることができ、集合的に、32個のマイクロホンが、12個の異なるTVチャネルで動作することが観察された。会議ビルディングは、16個のTVチャネルにまたがって分布する、すべてが異なるマイクロホンチャネル上の、通常使用のための80個の無線マイクロホンを有することが観察された。通常、マイクロホンのいくつかは同時に使用中ではない。同一位置についても、マイクロホンオペレータは、通常、残りのバッテリ寿命に応じて、イベントにどのマイクロホンを使用すべきかを判断する。マイクロホンによって阻止される領域。単一の無線マイクロホンが、大きい区域内のホワイトスペースネットワークアクセスに関して1つのTVチャネル全体を潜在的に遮断できると、一般に思われる。たとえば、単一の自由空間経路損モデルは、α=4もの高い経路損指数についてさえ14dBmで送信するマイクロホンが、-114dBmというFCCによって義務づけられた感知しきい値で、マイクロホンの周囲約2.5kmの範囲の区域内でチャネルを遮断すると予測する。エグリEgliモデルなどのより保守的な伝搬モデルさえもが、1.3kmの範囲内でチャネルが阻止されると予測する。したがって、理論的モデルは、既知のキャンパスの中央付近に配置された単一の無線マイクロホンさえもが、1つのTVチャネル全体を本質的に遮断でき、キャンパス全体でそのTVチャネルをホワイトスペースネットワークアクセスに使用不能にすると予測する。実際に、単一の無線マイクロホンが、キャンパス上の1つのTVチャネル全体についてホワイトスペースネットワークアクセスを遮断する場合には、これは、システム容量の重大な問題を引き起こすはずである。というのは、多数の無線マイクロホンを有する区域には、非常に少数の使用可能なTVチャネルだけが残っているはずであるからである。幸いにも、これは事実ではない。その理由は、無線マイクロホンが、通常は屋内、たとえば会議室内で使用されることである。実験測定は、会議室内のマイクロホンからの信号放射が、外部から大きく遮蔽され、ビルディングの外部に漏れる残りの信号強度が低くなることを示した。ビルディングの外部の無線マイクロホン信号の漏れに関する実験データを入手した。それを行う際に、518MHzの4W送信器を2つのビルディングの内部に配置し、シャトル経路付近の受信信号強度を測定した。この実験データは、ホワイトスペースアクセスがビルディングの内部の無線マイクロホンによって阻止される領域が、比較的小さいことを示す。さらに、阻止される領域は、基地局のカバレージ全体すなわち、モバイルクライアントが、クライアントが100mWで送信し基地局が4Wで送信するように制限するFCC電力制限ルールの下で動作するときに基地局を成功してpingできる位置と比較して、区域のごく一部のみを含む可能性がある。1つの推定によれば、無線マイクロホンは、主として、その周囲30m未満を遮断すると判定された。屋内マイクロホンからの屋外漏れ。実験観察は、ビルディングの内部の無線マイクロホンからの信号が、ビルディングの非常に近くでのみホワイトスペース使用に関してチャネルを遮断させるのに十分にビルディングによって減衰されることを示す。実験的に観察された強い減衰は、偶然ではなく、多くのキャンパスおよび都市区域全般の特徴と思われる。寄与する要因は、現代のビルディングが、エネルギを節約するために、いわゆる低放射Low-Eの窓およびドアを使用して、熱が窓を通過するのを防ぐことである。窓は、通常、熱およびUVを持ち込む長波光線を反射する金属コーティングを用いてLow-Eを達成する。ホワイトスペースネットワーキングの文脈では、Low-Eコーティングされた窓が、無線マイクロホンによって放射される信号の減衰を大幅に増やすことに留意されたい。しかし、当業者は、異なるビルディングが、遮蔽および減衰に関して全く異なって振る舞う可能性があり、これが、実際の測定を実行せずに所与のシナリオでの無線マイクロホンの影響を正確にモデル化することをむずかしくすることに留意するであろう。現実には、異なるビルディングおよび窓の減衰は、大幅に変化する可能性がある。さらなる実験を実行して、キャンパスのビルディングのドアによって引き起こされる減衰の影響を定量化した。値は、ドアおよび壁の構成ならびにLow-E窓が使用されるか否かに応じて劇的に変化する。この影響を定量化するために、さまざまな種類の二重ドアおよび単一ドアフロントドアおよびサイドドアを含めて、既存キャンパスおよびアパート住居で、30個のビルディングドアの減衰を測定した。具体的には、UHFTV帯で動作する無線マイクロホンを、ビルディングの内部に配置した。ビルディングの外部に配置されたスペクトルアナライザを使用して、ドアを開いた状態と閉じた状態との両方でのマイクロホンのチャネル電力を測定した。その結果は、一部のドアが、4または5dBmもの少ない減衰をもたらすが、他のドアが、25dBmもの大きい減衰を有することである。さらに、この2つの極端の間のほとんどすべての値が観察された。この結果は、屋内マイクロホン信号が直面する特定の減衰が、正確な位置およびビルディング構造に依存して劇的に変化する可能性があるが、ビルディングによって引き起こされる減衰が、通常は大きいことを暗示する。したがって、無線マイクロホンに起因して失われるホワイトスペースの量は、多数の会議室を有する忙しいキャンパスであっても、比較的少ないと結論することができる。その一方で、マイクロホンは、キャンパスセッティングまたは都市セッティングでのホワイトスペースネットワークの設計に影響する可能性があるLSA問題に寄与する。ローカルスペクトル非対称。本明細書で説明するように、ホワイトスペースネットワークは、デバイスが、主ユーザの存在に起因してスペクトルのある部分を使用することを許可されないという制限を有する。その結果、通信することを望む2つのホワイトスペースデバイスが、使用可能な同一のスペクトルを有しない場合がある。このホワイトスペース固有の現象は、空間スペクトル変動と呼ばれてきたが、本明細書ではLSAと称する。実験データは、LSAが、一般的にならびにキャンパス環境および都市環境の同一ネットワーク内で発生することを示す。さらに、LSAは、お互いに接続された2つのホワイトスペースデバイスたとえば、基地局102およびモバイルクライアントデバイス104bが、同一のスペクトル可用性マップを見ないという影響を有する。LSAは、基地局およびそのすべてのクライアントで共通して使用可能な単一のチャネル上で動作する、Wi-Fi、White-Fi、IEEE802.22、またはCogNeAなどの既存のプロトコルの下で動作するホワイトスペースシステムの性能を劣化させる可能性が高い。そのようなプロトコルでは、単一のクライアントがLSA状況に直面するや否や、別のチャネルが使用可能であると仮定して、基地局および他のすべての関連するクライアントは、別のチャネルに移動する。モバイルクライアントたとえば、シャトルバス上は、多数のチャネル切替を引き起こす多数のマイクロホンのそばを頻繁に通る可能性がある。LSAの影響。基地局およびすべてのモバイルクライアントデバイスが単一のチャネル上で通信するホワイトスペースネットワーキングプロトコルを、オールオンワンチャネルall-on-one-channelプロトコルと称し、本明細書ではこれをAOOCプロトコルと省略する。単純な数学モデルを使用して、本明細書で、任意のそのようなAOOCプロトコルが、使用可能なホワイトスペースのうちのかなりの量を浪費するので、大幅な固有の性能損失を引き起こすことを示す。次の議論は、単純な理論モデルを使用するさまざまなシステムメトリックに対するLSAの影響に関する。LSAモデルの次の議論では、n個の基地局があり、そのそれぞれがm個のクライアントを有すると仮定する。さらに、C個の使用可能なチャネルがある無線マイクロホンの検出の前にと仮定する。各チャネルで、確率qでマイクロホンがあり、あるマイクロホンが、確率pでクライアントがこのチャネルを使用するのを防ぐと仮定するしたがって、集合的に、qおよびpは、モバイルクライアントがLSA状況に直面する可能性がどれほど高いのかを取り込む。本明細書では、さまざまなマイクロホンの間の地理的依存性を考慮に入れる、LSAモデルと称する、より複雑なモデルをも説明する。LSAモデルは、そのうちの複数が同一チャネル上にあるものとすることができる特定の個数のマイクロホンをも企図する。ホワイトスペース可用性に対する影響。LSAは、システム容量を劣化させ、AOOCプロトコルについてはるかにより深刻に劣化させる。EA[S]およびEO[S]が、それぞれ、AOOCまたは最適プロトコル本明細書ではOPTと省略するを使用するときにクライアントが使用できるホワイトスペースチャネルSの期待される個数であるものとする。これらの値は、EA[S]=C[1-qq1-pm]EO[S]=C[1-qq1-p]として計算することができる。したがって、ホワイトスペースチャネルの個数は、最適プロトコルでpにおいて線形に劣化するが、AOOCプロトコルははるかにより速く劣化する。たとえば、q→∞について、AOOCプロトコルは、全体的に使用可能なホワイトスペーススペクトルの1-pm部分だけを利用し、残りを浪費する。これが、基地局あたりのクライアントの個数において指数関数であることに留意されたい。負荷および切断に対する影響。ホワイトスペースを失うことの結果として、AOOCプロトコルの基地局は、すべてのクライアントで共通して使用可能な少数のチャネルに詰め込まれる傾向がある。これは、これらのチャネルに対する増加した負荷に、したがって増加した干渉に現れる。具体的には、チャネルの負荷を、このチャネルを共有すると期待されるクライアントの個数になるように定義し、EA[L]およびEO[L]が、重い負荷を有するチャネルマイクロホンを有しないチャネルに対する期待される負荷を表すものとする。LSAモデルでは、これらの式を、になるように導出することができる。AOOCプロトコルの下で動作するLSAモデルについて入手された30個の期待されるマイクロホンで実験データは、30個もの多数のクライアントシステム全体のクライアントの60が、1つの単一のチャネルに詰め込まれることを示す。対照的に、最適化するプロトコルは、断片化されたスペクトルの使用を改善し、最も負荷の高いチャネルが平均して多くとも10個のクライアントを有する負荷平衡化を達成する。マイクロホンが30個を超えると、AOOCの負荷は減るが、これは、この点で、切断の回数がすばやく増加し始めるからである。すなわち、ますます多くのクライアントが全く接続できなくなり、これが、もちろん、負荷を減らす。AOOCプロトコルが、高い負荷によって引き起こされる大幅により多い干渉ならびに必要な切断を有すると結論することができる。チャネル幅に対する影響。ホワイトスペーススペクトルは、断片化され主ユーザの存在のゆえに、異なるサイズのスペクトルチャンクを含む。したがって、適応ベースadaptivebasisでチャネル幅を調整することが、これらのネットワークで性能を最大にするための有用なツールである。LRAモデルでは、あるクライアントがX個の連続するTVチャネルからなる特定のチャネルを見る尤度はチャネルが、マイクロホン用でない場合に使用可能であると仮定して、1-pqXである。しかし、AOOCプロトコルでは、この幅のチャネルを実際に使用できる確率は、1-pqmXに過ぎない。したがって、AOOCプロトコルは、クライアントの効果的に使用可能なチャネル幅を大幅に減らす。モビリティを有するLSA。本革新の例示的実施形態は、オンキャンパスシャトルへの接続性をシームレスに提供するように努力する。そのようなモビリティの場合に、LSA問題の結果は、相対的に中断となる。たとえば、シャトルが、ビルディングの十分に近くを通過する場合に、シャトル内での受信は、ビルディング内の無線マイクロホンの存在のゆえに切断またはチャネル切替を強制することによって中断される可能性がある。隣接チャネルを有するLSA。FCCの決定は、隣接チャネルが空いているか否かに応じた基地局の異なる最大電力レベルを義務づける。実際には、これは、使用可能なチャネルのセットを2つのカテゴリすなわち、より低い最大電力を有するノーマルチャネルnormalchannelと、その上で基地局がより高い送信電力を使用できる少数のデラックスチャネルdeluxechannelとに分割する。1つの既存のキャンパスでは、1つのそのようなデラックスチャネルだけがある。ノーマルチャネルおよびデラックスチャネルの存在は、AOOCプロトコルに関するLSA問題をさらに悪化させる。これらのプロトコルは、すべてのクライアントが送信できる少数のチャネルを有するだけではなく、さらに少数のデラックスチャネルを見つける。要約。AOOCプロトコルを使用するホワイトスペースネットワークの分析は、そのようなネットワークが、多数の屋内マイクロホンを有する都市環境で生得的に非効率的であることを示す。1つの暗示は、すべてのノードが同一のチャネル上で動作するプロトコル搬送波の意味で競合機構が、オンキャンパスホワイトスペースネットワークで効率的ではないことである。マルチチャネル解決策。AOOCは、周知のWi-Fi原理に従うので、相対的に単純である。すべてのクライアントを同一チャネル上に有することは、競合解決機構適応TDMAタイププロトコル、RTS-CTSハンドシェーク、および類似物を含む効率的なMAC層プロトコルの使用を可能にする。その一方で、LSAに直面して、そのようなプロトコルの使用に関連する重大な固有のコストがあることが示された。無線マイクロホンが多ければ多いほど、LSAはより頻繁に発生し、そのようなプロトコルはより非効率的になる。本革新の例示的実施形態は、基地局が、そのクライアントにサービスするのに複数のチャネルを使用し、チャネルの間で適当に切り替える、ホワイトスペースネットワーキングプロトコルに関する。1つの例示的実施形態では、基地局102が、単一のチャネル上で通信するようにグループ化されたクライアントのアップロードトラフィックのためにクライアントにタイムスロットを割り当てる、TDMA時分割多元接続ベースの手法。ダウンロードトラフィックは、やはりTDMAを使用することができ、または、OFDMA直交周波数分割多元接続に基づくものとすることができる。異なるクライアントは、異なるホワイトスペースTVチャネル内でそのタイムスロット中に送信することができる。基地局は、各タイムスロットにどのクライアントがどのチャネル上で送信するのかを知っており、後続のタイムスロットの間でそのラジオ周波数をそれ相応に切り替えることができる。クライアント駆動のアルゴリズム。チャネルにクライアントデバイスを割り当てる1つの潜在的なアルゴリズムを、本明細書ではクライアント駆動のアルゴリズムと称する。クライアント駆動のアルゴリズムでは、各クライアントが、それ自体の通信チャネルを選択する。クライアントは、多分、クライアント位置と基地局との両方で使用可能な、最も好ましい送信特性を有する使用可能なチャネルたとえば、最小の雑音を有するチャネルを選択するはずである。クライアント駆動のアルゴリズムを使用するすべてのクライアントが、その上で送信すべきチャネルを自由に選択することができるので、基地局は、単純にそれに従って切り替える。完全にクライアントドライブのアルゴリズムに関する潜在的な問題は、多くの実用的なケースで、そのようなシナリオが、可能でも望ましくもない可能性があることである。その理由は、基地局でのハードウェアによって誘導される切替オーバーヘッドである。このオーバーヘッドが、通常、2~3MHzまでの同一のより幅広いチャネル内で周波数を切り替える他のFDMA周波数分割多元接続プロトコルOFDMAを含むで大きくないことに留意されたい。ここでは、512MHzと698MHzとの間のどこかにある可能性がある異なるTVチャネルそれぞれが6MHz幅であるにまたがって切り替えることが有用である可能性があり、切替オーバーヘッドを回避することがむずかしい可能性が高い。切替オーバーヘッドの結果は、すべてのクライアントがそれ自体の異なるチャネル上にあることを許すことが、ネットワークスループットに関して実用的ではないことである。望ましくは、多数のモバイルクライアントを、同一チャネル上で一緒にバンドルすることができ、その結果、切替に関するオーバーヘッドがこれらのすべてのモバイルクライアントにまたがって割賦償還されるようになることである。その一方で、モバイルクライアントが1つのチャネル上にあることを強制することは、LSA問題のゆえに、問題があり、非効率的である。したがって、一方では多数のチャネルを使用し、その中でクライアントに選択させることと、少数のチャネルを使用し、したがってクライアントが一緒に少数のチャネル上にあることを強制することとの間に、トレードオフがある。多数のチャネルを使用し、その間で切り替えることの1つの利益は、チャネルダイバーシティを利用するより多くの機会が使用可能であることである。もう1つの利益は、LSA状況に関するより少ない問題であるたとえば、切断の可能性がより低い。さらに、クライアント駆動の手法の不利益は、多数のクライアントが異なるチャネル上にある場合に、適応TDMA方式を実施することがむずかしい可能性があることである。すなわち、チャネルごとの適応TDMA方式を使用することの効率が、減らされる。もう1つの不利益は、チャネル切替オーバーヘッドが増えることであり、これは、全体的なスループットに悪影響する。本革新の例示的実施形態は、これらの対立する目標の間でのよいバランスを達成するアルゴリズムを提供することを試みる。クライアント割当アルゴリズム。次の議論は、本革新によるホワイトスペースネットワーク内のチャネルにモバイルクライアントデバイスを割り当てるアルゴリズムに関する。本革新の例示的実施形態によれば、すべてのクライアントが同一チャネル上にあることは、望ましくない。さらに、基地局は、できる限りまれに、チャネルの間で望ましく切り替えることができる。例示的アルゴリズムは、モバイルクライアントデバイスが別々のチャネルを選択することを可能にすることと、すべてのデバイスが同一チャネル上で通信することを強制することとの間のトレードオフにおける最適スポットを見つけることを試みる。さらに、例示的なクライアント割当アルゴリズムは、それが使用するチャネルの個数において柔軟であり、それでも、おそらくは効率的な性能を達成する。具体的には、本革新によるアルゴリズムは、基地局102のモバイルクライアントのうちの多数が異なる無線マイクロホンの非常に近くに位置する場合であっても、LSA状況に適合することができる。図2は、本革新によるチャネル選択アルゴリズムの動作を説明するのに有用なグラフ200である。グラフ200は、基地局による8つのモバイルクライアント{C1,...,C8}へのチャネルの割当を示す。チャネルが、y軸上に示され、タイムスロットが、x軸上に示されている。チャネル4は、主ユーザすなわち、TV局などの主ユーザの存在によって、すべてのデバイスについて遮断されている。2つのマイクロホンM1およびM2は、クライアント{C4,C5,C6}がチャネル1を使用するのを防ぎ、クライアント{C7,C8}がチャネル3を使用するのを防ぐように配置される。図2に示されたチャネルの割当は、チャネル5がクライアント{C7,C8}にとって最高のチャネル品質を有すると仮定して、最適である。本革新の例示的実施形態は、すべてのモバイルクライアントがそのタイムスロット中に送信するTDMAベースの方式を使用する。すべてのモバイルクライアントが同一チャネルで送信できるわけではないすなわち、基地局は、チャネルの間で切り替えるが、同一チャネル上で送信するすべてのクライアントは、通信フレーム内の定義されたタイムスロット中に連続してサービスされる。これは、基地局がチャネルを切り替える必要がある回数を減らし、したがって、切替オーバーヘッドを減らす。したがって、主要なアルゴリズム的問題は、通信フレーム内で、どのクライアントがどのチャネル上で送信するのかを判断することである。この問題を解決するために、本革新によるクライアントアルゴリズムを使用して、すべてのクライアントが良好にサービスされる少数のコスト効率のよいチャネルを選択することができる。本明細書で示すように、適応チャネル幅を採用することは、スループットを最大にするのに有用であり、クライアント割当アルゴリズムが、複数のTVチャネルにまたがるチャネルを使用することを可能にすることができる。1つの例示的なチャネル選択および割当アルゴリズムを、表1に示す。表1に示されたクライアント割当アルゴリズムの各ラウンドで、このアルゴリズムは、クライアントごとに最大のスペクトル効率を有するチャネルを選択する。チャネルD上のクライアントviのスペクトル効率SiDは、チャネルDを使用するときの期待されるスループットを取り込む測定値である。この測定値は、Dのチャネル品質ならびにチャネル切替オーバーヘッドおよびやはりチャネルDに割り当てられる他のクライアントの個数に依存する。直観的には、共通のチャネルDを使用するクライアントが多ければ多いほど、クライアントあたりの割賦償還されるチャネル切替コストがより多くなる。例示のために、V={v1,...vn}すなわち、基地局に関連するクライアントの集合であるものとする。Cが、基地局でのTVチャネルの集合を表すものとし、Dが、そのようなチャネルの連続する部分集合の集合であるものとする。たとえば、TVチャネル21、22、23、および26が空いている場合には、集合Dは、チャネル[21]、[22]、[23]、[26]、[21-22]、[22-23]、[21-23]になるはずである。例示的実施形態は、適応チャネル幅および静的チャネル幅をサポートする。固定された幅の静的チャネルをサポートする例示的実施形態では、集合Dは、集合Cと同一になるはずである。このアルゴリズムの残りは、変更されない。任意のチャネルD∈Dについて、VDは、基地局への送信にこのチャネルを使用できるクライアントの集合であるすなわち、LSA状況では、クライアントはもはやVDに含まれない。最後に、qiDが、チャネル品質すなわち、クライアントviが基地局への接続にチャネルDを使用する場合の1Hzあたりの期待されるスループットを取り込む測定値であるものとする。実際には、複数のTVチャネルにまたがるチャネルDの値qiDを、これらの個々のTVチャネルのチャネル品質推定値qiCに基づいてさまざまな形で計算することができる。単純だが穏当に正確な形は、任意のサブチャネルの最小チャネル品質、すなわちとして品質qiDを判定することである。このアルゴリズムの各反復では、あるチャネルを選択し、これにクライアントを割り当てることが望まれる。具体的には、最高のクライアントあたりのスペクトル効率を有する、すなわち、クライアントあたりのスペクトルの使用を最適化するチャネルおよびクライアントを見つけることが望ましい。W⊆VDが、あるチャネルDを使用するクライアントの集合であるものとする。クライアントあたりのスペクトル効率SWDは、このチャネルを使用してクライアントが達成する有効な期待されるスループットである。したがって、SWDを、として定義することができ、ここで、CWDは、Dのチャネル幅すなわち、Dを構成するTVチャネルの個数であり、Δは、フレーム内の1スロット時間の分数として表された、チャネル切替時間である。最初の2つの項は、本質的に、このチャネル上で送信するクライアントがどれほどの総スループットを有するのかを表す。式1の最後の項は、チャネルD上でクライアントWにサービスした後に、基地局が別のチャネルに切り替える必要があるという事実を考慮に入れるためのものである。潜在的な例外は、すべてのクライアントに単一のチャネル上でサービスできるケースであり、これは、すべてのクライアントがそのチャネルに関連すると仮定して各チャネルの効率をチェックすることによって、このアルゴリズムによって別々に簡単に処理できる、まれなケースである。したがって、選択されたチャネルのクライアントあたりのスペクトル効率を、切替に費やされる時間の分数だけ減らすことができる|W|-Δ/|W|。ここで、このアルゴリズムは、複数のステップで進行する。各ステップでは、このアルゴリズムは、チャネルとクライアントの集合とを貪欲に選択し、これらのクライアントをこのチャネルに関連付ける。クライアントがそのようにサービスされた後に、そのクライアントは、このアルゴリズムの後続の反復ではもはや考慮されない。各ステップの目標は、クライアントあたりのスペクトル効率を最大にするチャネルおよびサービスされていないクライアント部分集合を選択することである表1の行11を参照されたい。このアルゴリズムは、おそらくは、同一のチャネルを複数回異なるクライアントと共に選択することができる。明らかに、基地局は、これらのクライアントのすべてに、これらの間で切り替える必要なしに連続してサービスすることができ、したがって、1つのチャネル切替を除去することができる。したがって、チャネルのクライアントあたりのスペクトル効率を計算するときには、既に選択されているすべてのチャネルからのチャネル切替オーバーヘッドを度外視することが望ましい。式1は、望ましくは、そのようなチャネルについて適当に調整される。具体的には、Dが既に選択されている場合には、である。チャネル切替オーバーヘッドの度外視は、アルゴリズムがあるチャネル上でそのクライアントの少なくとも一部にサービスすると判断した後に、この存在するチャネルに追加のクライアントを追加することがより安価になり、これが、切替コストを割賦償還するという効果を有するという結果を有する。したがって、このアルゴリズムは、クライアントをチャネル上にクラスタ化するという自然な傾向を有するもちろん、これがLSAに起因して可能でない場合または新しいチャネルの開始がよりスペクトル効率のよいものになるほどにチャネルダイバーシティが大きい場合を除く。チャネルごとに、このアルゴリズムは、このチャネルで送信できるすべてのクライアントVDのうちでまだサービスされていないものの中から、クライアントの最もスペクトル効率のよい部分集合Wを見つける表1の行6、8を参照されたい。指数関数的に多数のそのような集合W=2Vがあるにもかかわらず、クライアントのチャネル品質qiDに従ってクライアントを1つずつ考慮することによって、最適の部分集合を簡単に多項式時間で見つけることができる。例示的なアルゴリズムは、各クライアントが基地局と共通する少なくとも1つのTVチャネルを有する限り、すべてのクライアントにサービスする。このアルゴリズムの目標は、LSA状況、チャネル品質、およびチャネル切替オーバーヘッドを考慮に入れることによって、総スループットを最適化することである。このアルゴリズムを、理論的に分析することができる。具体的には、次の定理が適用可能であることを示すことができ、これは、このアルゴリズムが、ワーストケースシナリオであっても、最適に近い集約スループットをどうにか達成できることを示す。定理1例示的アルゴリズムによって各フレーム内で達成される集約スループットが、最適チャネル割当の1-1/e倍以内であるものとする。証明は、kヒッティングセット問題k-hittingsetproblemに対する近似保存リダクションapproximation-preservingreductionに基づく。実際には、このアルゴリズムは、本明細書で示すように、理論的なワーストケース境界より有効に実行する。複数基地局のケースへの一般化。下で示すように、例示的実施形態クライアント駆動のアルゴリズムと例示的なクライアント割当アルゴリズムとの両方を、複数のおそらくは干渉しオーバーラップする基地局がある場合に効率的に動作し続けるように適合させることができる。チャネル割当のクライアント駆動のアルゴリズムとクライアント割当アルゴリズムとの両方を、些細な変更を伴って複数の基地局を有するシナリオで使用できることがわかる。干渉の軽減。複数の基地局のシナリオでの潜在的な問題は、隣接する基地局およびそれらに関連するクライアントが、お互いに干渉する可能性があることである。複数基地局干渉最小化問題の保証を、オンキャンパスのある中央サーバで解くことのできる複雑な組合せ最適化問題として定式化することが可能である。このサーバは、基地局ごとに、干渉を回避するために、どのクライアントにサービスするのにどのチャネルを使用すべきかならびに各フレーム内のタイムスロットのタイミングを判断することができる。これは、可能であり、効率的なスケジュールにつながることができるが、現在のオンキャンパス展開に適当と思われる高オーバーヘッド解決策でもある。その代わりに、ゲーム理論的手法を選択することができ、この手法では、各基地局それに関連するクライアントと一緒にが、ローカルに、干渉の強いチャネルを避けることによってそれ自体の性能を最適化することを求める。具体的には、単一基地局アルゴリズムを、2つの形で調整することができる。両方のアルゴリズムが、基地局/クライアントが他のチャネルによって使用中であるチャネルを選択することを固有にやめさせる傾向がある。チャネル品質qiDこのチャネルを使用するときの期待されるスループットを取り込む測定値であるは、他の基地局またはクライアントがこのチャネル上で送信する場合に低下する。例示的実施形態では、この挙動は、パケットが衝突に起因して捨てられたすべてのチャネルDについて値qiDを減らすことによってサポートされる。これは、隣接する基地局がオーバーラップするチャネルを回避することにつながり、改善された負荷平衡化を生じる。オーバーラップが回避不能である場合には、基地局は、望ましくは、干渉を最小にするために、少なくとも、同一フレーム内でオーバーラップするタイムスロットを割り当てないものとすることができる基地局を、フレーム境界に同期化することができる。これは、オーバーラップする基地局で異なるチャネル順序付けを有することによってかなりの程度まで達成でき、この異なるチャネル順序付けは、これらの基地局がそのチャネルに異なる順序でサービスすることを保証する。この手法は、パケット衝突を最小にするのを助ける。本革新の例示的実施形態は、2つの基地局が同一のチャネルを使用してお互いを見つけ、その後、別のチャネルに切り替えて、もう一度お互いに干渉していることに気付くのみである、古典的な対称性の破れ問題symmetrybreakingproblemに対処する。具体的には、例示的実施形態は、2つの隣接する基地局が同時に判断を行わないように、基地局ごとに判断点を時間シフトする。例示的実施形態では、モバイルクライアントは、基地局に最高のRSSI値を関連付けることができる。実験結果。本革新の例示的実施形態の実験データを入手する過程で、ホワイトスペースジオデータベースが、FCCによって推奨されているように実施された。このジオデータベースは、NASAのウェブサイトからの地勢データと、FCCデータベースからのTV塔の位置とを使用する。このジオデータベースは、ロングリーライスLongley-Rice伝搬モデル化を使用して、所与の位置でのホワイトスペース可用性を判定する。このデータベースを、キャンパス実施態様で使用可能なホワイトスペースを判定するのに使用した。1つの例示的実施形態は、本明細書で説明するラジオを使用する3ノードネットワークを使用する。1つのラジオは、キャンパスのビルディングの屋上の基地局としてセットアップされる。もう1つのラジオは、規則的な経路に沿ってキャンパスを周回するシャトルバス内のモバイルクライアントとして使用される。第3のラジオは、キャンパスの異なる部分に移動される遊動モバイルクライアントとして展開される。モバイルクライアントとして展開されるホワイトスペースラジオを制御できるPCが、クライアントの位置を基地局に周期的に通信し、この基地局は、使用可能なチャネルについてジオロケーションデータベースに照会する。感知のために、FCCによって課せられる下しきい値で感知できるUSRPベースのスキャナを使用することができる。さらに、無線マイクロホンオペレータは、彼らがホワイトスペースネットワークからの干渉に出会う場合にジオロケーションデータベースを更新するためのウェブAPIをも有する。1つの例示的実施形態では、シャトル内のホワイトスペースラジオを動作させるPCが、Wi-Fiアクセスポイントとしてラジオを動作させることができる。これは、ユーザが、ホワイトスペーススペクトル上で無料でインターネットへのアクセスを有することによって利益を得ることを可能にする。実験ネットワーク内の基地局は、4WEIRPで送信する。モバイルクライアントは、電力制御を使用し、100mWEIRPの最大値を使用する。基地局およびモバイルクライアントでBPSK変調を使用し、上記のセッティングを使用して、基地局は、VHF上でシャトル内のすべてのポイントからpingされることができた。UHF上では、カバレージがより制限され、カバレージの結果の凸閉包を有した。シャトルが移動しているときのシャトルの内部の連続カバレージを提供するために、VHFホワイトスペースが使用された。これは、部分的には、VHF無線マイクロホンの人気がなく、VHFTVチャネルがLSAに出会う可能性が低いという結果を伴うからである。さらに、VHFは、よい伝搬特性を有する。さらに、例示的実施形態を、クライアントデバイスが移動しているたとえば、シャトル上で移動しているときにVHFチャネルにクライアントデバイスを割り当てるように構成することができる。しかし、シャトルが移動していないときにはUHFチャネルに切り替えることが望ましい可能性がある。というのは、7つのみのVHFチャネルと比較して、30個の使用可能なUHFチャネルがあるからである。チャネル割当アルゴリズム実施態様。例示的なホワイトスペースネットワークは、本明細書で説明する例示的なクライアント割当アルゴリズムを実施した。この実施態様は、WiMaxプロトコルが複数の不連続チャネルにまたがるフレームをサポートしないことを考慮に入れるものである。したがって、この実施態様は、異なるチャネル上の複数のクライアントに同一の基地局によってサービスすることを可能にする。既存のラジオは、チャネル切替および対応する関連付けのオーバーヘッドを割賦償還するために、200msタイムスロットを割り当てるように変更された。タイムスロットを切り替えるときに、必要な場合には異なる周波数チャネルへの切替を行うことができる。さらに、フレームを、クライアントの新しい集合にサービスするために変更することができる。図3は、本革新によるホワイトスペースネットワーキングを実行するように構成されたネットワークスタック300のブロック図である。ネットワークスタック300は、ホワイトスペースをサポートするために基地局およびモバイルクライアント上で使用できる変更されたWindows登録商標ネットワークスタックを表す。ネットワークスタック300は、ユーザモード空間302およびカーネルモード空間304を含む。ほとんどのコンポーネントは、ユーザモード空間302に常駐するが、カーネルモード空間304内の変更は、異なる帯域幅のサポートを提供し、主ユーザの存在下で周波数を切り替える。Wi-Fiおよび上位層へのイーサネット登録商標様インターフェースを公開する他の無線プロトコルとは異なって、ホワイトスペースラジオに関するFCC規制は、スペクトル可用性の判定を提供する。この判定を、IPを介してジオロケーションサービスと通信することならびにラジオから感知することによって行うことができる。この機能性は、ネットワークスタック300内でサポートされる。図3に示された例示的実施形態では、ユーザモード空間302は、スペクトルアクセス制御モジュール306を含む。スペクトルアクセス制御モジュール306は、デバイスによって使用できるホワイトスペースを判定するユーザレベルサービスである。スペクトルアクセス制御モジュール306は、iジオロケーションサービスモジュール318それに関するロケーションが必要なと通信すること、iiTVおよび無線マイクロホンのスペクトルを感知すること、またはiii近くのノードからのスペクトルレポートを使用することによって、それを行う。さらに、使用できるスペクトルは、国または地域の政策ポリシに依存する。これを、スペクトルアクセス制御モジュール306のポリシモジュール328によって考慮することができる。スペクトルアクセス制御モジュール306によって公開される主APIは、デバイスによって使用できるチャネルの集合である。スペクトルアクセス制御モジュール306は、WLANサービスモジュール308とインターフェースし、WLANサービスモジュール308は、ホワイトスペース拡張モジュール310を含む。WLANサービスモジュール308は、Wi-Fiネットワークへのアクセスを提供できる無線ネットワーキングカードの関連付けを管理する。ホワイトスペース拡張モジュール310は、Wi-Fiネットワークが使用不能であるときにホワイトスペースネットワークへの遷移を行うために、WLANサービスモジュール308によって提供されるサービスを機能強化する。WLANサービスモジュール308は、スペクトルアクセス制御モジュール306が、その現在のチャネルが使用不能であることをシグナリングする場合に、スペクトルの異なる部分に切り替える責任をも負う。スペクトルアクセス制御モジュール306は、位置API312から測位データを受け取る。位置API312は、GPSモジュール314および/またはWi-Fiモジュール316を含む広範囲のソースから測位情報を受け取ることができる。スペクトルアクセス制御モジュール306は、ジオロケーションサービスモジュール318からもデータを受け取る。カーネルモード空間304は、TCP/IPモジュール320、ネイティブWi-Fiフィルタドライバ322、および無線カードドライバ324を含む。ホワイトスペースドライバ326を実施して、周波数および帯域幅の制御を提供することができる。さらに、ネットワークおよびチャネルにまたがって切り替えるときに、パケットをバッファリングすることができる。ホワイトスペースドライバ326は、スペクトル感知を提供することもできる。実験データおよびシミュレーションデータの評価。本革新の実施態様に関する実験データの入手に加えて、例示的なチャネル割当アルゴリズムに関してシミュレーションを実行した。次の議論は、実験ネットワーク実施態様から入手されたデータならびにシミュレーションによって入手されたデータの評価に関する。本革新によるチャネル割当アルゴリズムの性能を、単一基地局ネットワークおよび複数基地局ネットワークに関して評価することができる。単一基地局評価は、さまざまなアルゴリズムが異なるシステムパラメータの変化にどのように反応するのかを示すマイクロベンチマークのためのものである。複数基地局のケースについて、既知のキャンパス環境をモデル化する。セットアップ。QualNetに対するホワイトスペース拡張を実施した。具体的には、モデル化される態様は、TVチャネルの可用性および非可用性、フラグメンテーション、適応チャネル幅、ならびに類似物を含む。無線マイクロホンを、アクティブまたはインアクティブである、ある確率を有するマルコフ過程としてモデル化した。無線マイクロホンは、ランダムなTVチャネル上で動作すると仮定され、これは、潜在的に実際のキャンパス環境を反映する。単一基地局のケースでは、無線マイクロホンは、平面内にランダムに配置される。複数基地局のケースでは、マイクロホンは、既知のキャンパス内の会議室を有する実際のビルディングに対応する位置に配置される。アルゴリズム。本革新の実施態様では、使用されるプロトコルは、TDMAベースであったアップリンクとダウンリンクとの両方について。競合オーバーヘッドは、AOOCベースラインプロトコルについてはモデル化されない。これは、比較をより保守的にすることによって、AOOCベースラインプロトコルの性能を改善するという効果を有する。3つのフレーム割当アルゴリズムすなわち、すべてのモバイルクライアントが基地局と同一のチャネル上にある包括的AOOCプロトコル、クライアント駆動のアルゴリズム、および本明細書で説明するクライアント割当アルゴリズムを実施した。クライアント駆動のアルゴリズムおよびクライアント割当アルゴリズムについて、チャネル切替時間は、切替が行われる前のタイムスロットから演繹される。フレーム中に、基地局が同一チャネル上で複数のクライアントにサービスする場合には、これらのクライアントのスロットが、不必要なチャネル切替を回避するためにバンドルされる。したがって、クライアント駆動のアルゴリズムは、必ずしもチャネルを切り替えない可能性がある。重要なパラメータ。シミュレーションセットアップは、当然、モデル挙動に関連するパラメータの大きいセットを含む。表2に、これらのパラメータのデフォルト値を示す可能なときには必ず、実施態様または文献に基づく。さまざまなパラメータは、システム性能に対する異なるパラメータの影響を評価するために、このデフォルトセッティングに対して相対的に変更される。そうではないと述べられない限り、すべてのそのような感度分析は、デフォルト構成に対して相対的に行われる。スペクトル可用性無線マイクロホン以前のは、実施されるネットワークの実際のチャネル可用性マップに基づく。マイクロホンは、オンキャンパスの会議ビルディング内に配置されることがわかっている。ある状況では、50個のマイクロホンが配布され、各マイクロホンは、0.5の確率で電源を入れられる。シミュレーションは、平均して約25個のマイクロホンがオンになっていることをモデル化する。これは、保守的な推定である可能性が高い。不確かな証拠は、1日の中のピークタイムに、50から60個もの多数のマイクロホンが同時に動作することを暗示した。デフォルトセッティングは、50の高い平均パケット消失レートおよび比較的低いチャネル密度std=0.5を有する。これは、2つの理由による意識的選択である。第1に、平均値は、すべてのチャネルにまたがってとられ、多数のチャネルが、雑音のゆえに非常に悪い可能性がある。第2に、評価は、高いパケット消失レートおよび比較的低いチャネルダイバーシティが、AOOCアルゴリズムに対する本革新のむずかしいシナリオであることを示す。シミュレーション結果。さまざまなアルゴリズムの性能を比較するときには、結果を、AOOCアルゴリズムの性能を表すベースラインに対して正規化する。データ点は、50回のシミュレーション実行にわたって平均をとられる。次の議論は、総合システムスループットに対するさまざまな関連パラメータの影響の調査に関する。パラメータごとに、適応チャネル幅のケースおよび適応チャネル幅なしのケース。具体的には、本革新による例示的なアルゴリズムならびにAOOCアルゴリズムが、1つのTVチャネルの使用に制限されるケース単一チャネル、ならびに、ベースラインAOOCと例示的実施形態との両方が、使用可能な場合により幅広いチャネルを使用できるケース適応チャネルをシミュレートされたい。議論される第1のケースは、単一チャネルのケースである。チャネル切替時間の影響。異なるチャネル上のクライアントにサービスするために、本革新による例示的なマルチチャネル手法特にクライアント駆動の手法の基地局は、チャネル切替の際に余分な時間を費やす。対照的に、チャネル切替は、AOOCプロトコルについては不要である。したがって、チャネル切替時間が増えるにつれて、AOOCが、クライアント駆動の手法より相対的に高い性能を提供することは明白である。例示的なクライアント割当アルゴリズムは、望ましくは、非常に短いチャネル切替時間についてクライアント駆動の手法のように振る舞い、その後、切替オーバーヘッドが増えるにつれて、徐々によりAOOCに似て振る舞い始める。すなわち、任意のチャネル切替時間について、クライアント割当アルゴリズムは、望ましくは、この2つの極端の間のスイートスポットを見つける。観察による証拠は、この期待される挙動が発生することを確認する。チャネル切替時間が1msから10msフルスロット時間まで変更されるときに、AOOCアルゴリズムのスループットは一定のままになるが、クライアントドライブ手法は、線形に劣化する。クライアント割当アルゴリズムは、約2msまではこの劣化に従うが、その後には、より少数のチャネル上でクライアントをより効率的にクラスタ化し始め、したがって、AOOCとクライアント駆動との両方を大幅にしのぐ。非常に長いチャネル切替時間についても、クライアント割当アルゴリズムのスループットは、AOOCより約20高い。これは、そのような高い切替オーバーヘッドであっても、クライアント割当アルゴリズムが、時々、たとえば、そうでなければベースチャネル上の非常に悪いチャネル品質を有したはずのチャネル上の2つのクライアントをバンドルすることによる、チャネルダイバーシティの極端な形を回避できるからである。チャネル品質/ダイバーシティの影響。チャネル品質は、平均パケット消失レートに対応する測定値であり、したがって、システムスループットが平均チャネル品質において本質的に線形であると期待される。チャネルダイバーシティに関して、チャネル品質がますます多様になる標準偏差が増えるにつれて、マルチチャネルアルゴリズムは、異なるクライアントに異なるチャネルを割り当てることができるので、このダイバーシティをより活用できると期待される。したがって、ダイバーシティが高ければ高いほど、これらのアルゴリズムは、チャネル切替オーバーヘッドをより効率的に割賦償還できるようになる。観察による証拠によれば、AOOC性能は、チャネル品質ダイバーシティが増えるときに、平均値が同一のままである限り、わずかに改善するのみである。その理由は、これらのアルゴリズムが、共通して使用可能なチャネルを選択することだけができるからである。したがって、比較的少数のチャネルが使用可能である。対照的に、マルチチャネルアルゴリズムは、チャネルダイバーシティの増加に伴ってその性能を大幅に改善する。たとえば、等しいチャネルstd=0から完全に多様なチャネルstd=1に進む総合性能の増加は、AOOCについて約10に過ぎないが、クライアント駆動のアルゴリズムおよびクライアント割当アルゴリズムは、それぞれ33および32だけ改善する。マイクロホン/LSAの影響。無線マイクロホンのゆえのLSA問題の発生は、ホワイトスペースネットワークにおける関連する区別する制約である。無線マイクロホンが全くない場合には、3つすべてのアルゴリズムが、ほぼ等しく実行し、小さい差は、チャネルダイバーシティを活用する可能性から生じる。しかし、マイクロホンの数が増え、LSAが頻繁になるにつれて、適応マルチチャネルアルゴリズムとAOOCアルゴリズムとの間の主要な差は、劇的である。マルチチャネル性能は、穏やかに低下するクライアント割当アルゴリズムとクライアント駆動のアルゴリズムとの両方が、AOOCプロトコルの性能は、少ない個数のマイクロホンたとえば、15個または20個を超えるマイクロホンについても劇的に低下する。これは、期待と一致する。これは、マルチチャネルプロトコルだけが、システムスループットの大幅な劣化を伴わずにマイクロホンの存在をこうむることができることを暗示する。適応チャネル。本明細書で説明するように、チャネルをバンドルする可能性は、AOOCプロトコルよりマルチチャネルプロトコルをさらに奨励する。これは、本革新に関する観察によっても示される。以前に説明した単一チャネルプロットに対応する適応チャネル幅プロットは、定性的には類似するが定量的にはより極端な挙動を示す。単一チャネルのケースと比較して、AOOCプロトコルの性能劣化は、さらによりすばやい。単一チャネルのケースでは、AOOCは、約10個のマイクロホンまで良好に実行するが、その性能は、マイクロホンなしのシナリオと比較して、既に約25低下している。複数の基地局。ここまでで説明した結果は、単一基地局ネットワークに関する。以下は、複数基地局のケースでの異なるアルゴリズムの性能に関する。述べたように、基地局ならびにマイクロホンは、実際の実施態様の基地局に対応する実際の物理位置ならびにマイクロホンを有する会議室に配置される。クライアントは、最も近い基地局に関連付けられると仮定する。観察による証拠は、すべてのクライアントが同一チャネル上にある場合に、両方のマルチチャネルアルゴリズムすなわち、クライアント駆動のアルゴリズムおよびクライアント割当アルゴリズムが、AOOCベースの手法より有効に実行することを示唆する。単一の基地局が使用される場合にはたとえば、カバーされるキャンパスのサイズのゆえに、基地局が使用すべき共通して使用可能なチャネルがない可能性が高い。モバイルクライアントは、切断を強制される。しかし、基地局密度が高まるときには、AOOCベースのプロトコルの性能も改善される。これは、局所性のゆえである。複数の基地局が所与のキャンパスエリアをカバーする状態では、各関連するクライアントの平均距離が減る。マイクロホンの個数が一定であると仮定すると、LSAの尤度も減る。したがって、より多くのチャネルが使用可能になる。マルチチャネル解決策の性能が改善されることがわかるたとえば、2つの基地局について2倍のスループット。基地局の数が増えるにつれて、マルチチャネルとAOOCとの間の差が減る。これも、LSAが減るので期待される。テストベッド妥当性検査。2つのクライアントノードが、ホワイトスペース基地局と通信するためにセットアップされた。ダウンストリームiperfTCPセッションが、基地局からクライアントへ開始され、チャネル条件が変更された。3/4符号化を用いるQPSKが、1.75MHzチャネルで使用され、カスタムシナリオが、実施態様の2つの態様を実証するために評価された。この2つの態様は、実施態様が期待された通りに働くことと、チャネル切替コストが低いこととである。カスタムセットアップが、3つのTVチャネルすなわち21、22、および26を使用して実行され、これらのチャネルは、すべて、特定のキャンパス環境で使用可能である。クライアント1について、チャネル21は当初に使用可能であり、チャネル22はマイクロホンを有し、チャネル26は悪い品質を有する。クライアント2について、チャネル21および22は使用可能であり、26は悪い品質を有する。これは、本革新の評価に関する多くのシナリオをカバーする。当初に、チャネル21が両方のクライアントで使用可能であるときに、基地局は、同一のチャネルを使用する。25秒後に、マイクロホンが、クライアント2についてチャネル21で導入され、これが、基地局に2つのチャネルすなわち21および22にまたがって切り替えさせた。やはり、開始から50秒後に、チャネル21が、ノード1でも阻止され、この場合に、ノード1は、チャネル26の品質が相対的に悪いが、チャネル26に切り替える必要がある。75秒後に、マイクロホンが、クライアント1についてチャネル21から除去される。100秒後に、初期条件がもう一度課せられる。観察データによれば、実施態様は、期待される通りに実行する。さらに、25秒と50秒との間の時間に強調されるチャネル切替オーバーヘッドは、非常に大きくはない。図4は、ホワイトスペースを使用する無線ネットワークを介してデータを送信するコンピュータ実施される方法400の処理流れ図である。方法400は、本革新によるホワイトスペースネットワーク内で1つまたは複数の無線基地局とモバイルクライアントデバイスとの間の通信のためのチャネルの割当を提供する。ブロック402では、第1のモバイルクライアントデバイスおよび第2のモバイルクライアントデバイスとの通信のための第1のホワイトスペース送信チャネルを判定する。ブロック404に示されているように、第1のホワイトスペース送信チャネル上で、第1のモバイルクライアントデバイスおよび第2のモバイルクライアントデバイスとの通信を行う。方法400は、ホワイトスペースネットワークでのLSA問題に対処する。ブロック406に示されているように、第1のホワイトスペース送信チャネルが第1のホワイトスペース送信チャネル上の主ユーザの存在のゆえに第2のモバイルクライアントデバイスから使用不能であるときには、第1のホワイトスペース送信チャネルとは異なる第2のホワイトスペース送信チャネルを、第2のモバイルクライアントデバイスとの通信のために判定する。第1のホワイトスペースチャネルの使用不能性は、第2のモバイルクライアントデバイスの付近の第1のホワイトスペース送信チャネル上の主ユーザの存在のゆえに、第2のモバイルクライアントデバイスに対して発生する可能性がある。たとえば、無線マイクロホンが、第2のモバイルクライアントデバイスが配置されるビルディング内で第1のホワイトスペース送信チャネルを使用し始める場合がある。ブロック408では、第1のモバイルクライアントデバイスとの通信が第1のホワイトスペース送信チャネル上で行われるとの同時に、第2の無線デバイスとの通信を第2のホワイトスペース送信チャネル上で行う。本革新の例示的実施形態は、FCCによって示された電力制限を守りながらのホワイトスペースネットワークの測定をもたらした。さらに、標準規格を設計するかホワイトスペース上のネットワークを構築するときに望ましくは考慮に入れられるホワイトスペースネットワークのプロパティを、本明細書で説明する。本革新の例示的実施形態は、キャンパスネットワークでの屋外カバレージの提供に関する。実験データを介して、ホワイトスペースのより低い周波数が、非常に少数の基地局を用いてキャンパス全体をカバーするためのよい伝搬特性を有することが示された。しかし、キャンパスでの無線マイクロホンの流行している使用は、課題を提示する。無線マイクロホンのカバレージエリアが、本明細書で分析され、ビルディング内で一般的に使用される遮蔽材料が、無線マイクロホンの信号を大きく減衰させ、これによって、マイクロホンによって影響される領域を制限することが示された。これは、チャネルがモバイルクライアントから使用不能であるが基地局からは使用可能である、本明細書でLSAと称する都市ホワイトスペースネットワークのプロパティにつながる。本明細書では、基地局が単一のチャネル上のすべてのモバイルクライアントと通信するプロトコルが、大きい性能劣化をもたらすことが示される。例示的なチャネル選択アルゴリズムが、この問題に対処するために、本明細書で提案される。例示的アルゴリズムの性能が、プロトタイプ展開を参照して説明される。実験結果は、例示的アルゴリズムが、共通して使用可能なチャネル上で動作するプロトコルに対して大幅に改善された性能を提供することを示す。測定方法論。本革新の例示的実施態様は、取り付けられた25から1500MHzのVHF/UHFアンテナを有するモバイルシャトルバスを使用する。アンテナは、RG-8ケーブルを使用してシャトル内のラジオに接続される。ホワイトスペースラジオに接続されたPCを、シャトルがキャンパス全体を移動するときの信号強度を測定するのに使用することができる。1つの例示的実施形態では、PCは、Windows登録商標7などのWindows登録商標オペレーティングシステムを使用して動作する。PCを使用して、ネットワークアクティビティに関する測定値たとえば、信号強度を記録し、GPS読みを用いてアクティビティデータにジオタグを付けることができる。WiMaxIEEE802.16dチップセットを使用して、無線ネットワーキングプロトコルを使用する通信を提供することができる。そのようなチップセットは、1GHz未満で動作することができる場合がある。動作の特定の周波数は、ポリシファイルを介してセット可能である場合がある。1つの例示的実施形態では、動作の範囲が、上側VHFおよびUHFホワイトスペース周波数上、たとえば、174MHzから216MHzおよび512MHzから698MHzである場合がある。ハードウェアを、10Wまでで送信するように構成することができるが、この電力レベルは、FCC実験免許によって許容される周波数を超える可能性がある。1つの例示的実施形態では、2つの基地局ノードが、1マイル1.6km×0.75マイル1.2kmにまたがるキャンパスでの測定のために展開された。2dBi利得を有する25~1500MHzジスコンアンテナが、4階建ビルディングの屋上に配置された。100フィート30mRG-8ケーブルが、アンテナをラジオに接続するのに使用され、このラジオは、ビルディングの2階のサーバルームに配置された。RFケーブルは、2dBの減衰を追加し、この減衰は、アンテナの利得によって打ち消された。キャンパスシャトルは、ホワイトスペースで動作するように変更された。ラジオは、シャトルバッテリに接続され、システムは、シャトルの連結器に取り付けられた2つの異なるアンテナを用いてテストされた。より小さいアンテナの性能は、UHFスペクトルでよく、より大きいアンテナは、UHF帯およびVHF帯で良好に実行した。518MHzの周波数が、ホワイトスペースカバレージをテストするのに使用され、177MHzの周波数が、VHF周波数を介するカバレージをテストするのに使用された。両方の対応するTVチャネルが、キャンパス位置で使用可能であった。例示的実施形態では、各ラジオは、PCを使用して制御され、このPCには、GPSユニットも取り付けられた。たとえば、GlobalSat社のBU-353GPSは、SiRFStartIIIチップセットに基づき、その位置精度は、95の時に3m以内である。このPCを、規則的なインターバルで、たとえば1秒おきに1回、GPS位置を記録するのに使用することができる。シャトル内でカバーするのに45分から1時間を要する例示的な経路で、約2500から3000個のデータ点を、すべての構成について記録することができる毎秒1つの読み。例示的なシステムを、FCCからの実験免許の下で動作させ、この実験免許は、キャンパス環境内でのすべてのホワイトスペース上の動作を許可した。この免許は、固定されたノードから4WEIRP、モバイルノードから100mWEIRPでの送信を許可する。この免許は、UHF周波数帯512MHzから698MHzおよびVHF周波数帯174MHzから216MHzでのモバイルノードからの送信をも許可する。既存のWi-Fi展開に関するカバレージホール。本明細書で説明するように、既存のWi-Fi展開は、屋外で比較的限られたカバレージを有する。例示的実施形態は、ビルディングの近くで速度を下げながら、既存キャンパス上のさまざまなシャトル経路に沿って運転することによって、カバレージを定量化するのに使用された。Atherosチップセットを有するラップトップPCが、車で移動された。外部アンテナを用い、キャンパス上のWi-FiアクセスポイントからのビーコンのRSSIreceivedsignalstrengthindicatorを測定した。Wi-Fiカードは、130msのドエルタイムで112.4GHzWi-Fiチャネルのすべてをスキャンしていた。記録された結果は、2秒のインターバルに分割された。すべてのインターバルについて、最大の受信されたRSSIビーコンが記録され、累積分布関数CDFが、すべてのタイムスロットにまたがってプロットされた。公開を簡単にするために、結果を示すグラフは、RSSIの絶対値を表すのにX軸を使用する場合がある。使用されたWi-Fiチップセットの雑音フロアは、-95dBmである。結果は、60を超える時間に、ラップトップPCがWi-Fiカバレージを有しなかったことを示した。カバレージがあるときであってもたとえば、キャンパスビルディングの非常に近く、RSSIは、極端に低かった。もう1つの実験は、すべてのキャンパスビルディング内に複数4つまでのWi-Fiアクセスポイントを配置することによって、車両内の屋外Wi-Fiカバレージを改善することを試みた。しかし、Wi-Fiのより高い周波数2.4GHzは、非常に悪い伝搬特性を有し、いくつかのカバレージホールにつながった。また、キャンパスの大きい部分ビルディングの間などは、全くカバーされなかった。結論。上で説明されたものは、本革新の例を含む。もちろん、請求される主題の説明において、コンポーネントまたは方法論の考えられるすべての組合せを記述することは不可能であるが、当業者は、本革新の多数のさらなる組合せと置換とが可能であることを認めるであろう。したがって、請求される主題は、添付の特許請求の範囲の趣旨と範囲とに含まれるすべての代替形態、修正形態、および変形形態を包含することが意図されている。具体的には、上で説明されたコンポーネント、デバイス、回路、システム、および類似物によって実行されるさまざまな機能に関して、そのようなコンポーネントを説明するのに使用された用語手段への言及を含むは、そうではないと示されない限り、請求される主題の本明細書で示された例示的態様の機能を実行する開示された構造と構造的に同等ではない場合であっても、説明されたコンポーネントの指定された機能を実行するすべてのコンポーネントたとえば、機能的同等物に対応することが意図されている。これに関して、本革新が、システムと、請求される主題のさまざまな方法の行為および/またはイベントを実行するコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読記憶媒体とを含むことをも認められたい。本革新を実施する複数の形、たとえば、アプリケーションおよびサービスが本明細書で説明される技法を使用することを可能にする、適当なAPI、ツールキット、ドライバコード、オペレーティングシステム、コントロール、独立のまたはダウンロード可能なソフトウェアオブジェクトなどがある。請求される主題は、APIまたは他のソフトウェアオブジェクトの観点からならびに本明細書で示される技法に従って動作するソフトウェアオブジェクトまたはハードウェアオブジェクトからの使用を企図するものである。したがって、本明細書で説明される本革新のさまざまな実施態様は、完全にハードウェア、部分的にハードウェアおよび部分的にソフトウェア、ならびにソフトウェアの諸態様を有することができる。前述のシステムは、複数のコンポーネントの間の相互作用に関して説明された。そのようなシステムおよびコンポーネントが、これらのコンポーネントもしくは指定されたサブコンポーネント、指定されたコンポーネントもしくはサブコンポーネントのうちのいくつか、および/または追加のコンポーネントを、前述のさまざまな置換および組合せに従って含むことができることを了解されたい。サブコンポーネントを、親コンポーネント内に含まれる階層的のではなく他のコンポーネントに通信的に結合されたコンポーネントとして実施することもできる。さらに、1つまたは複数のコンポーネントを、集約機能性を提供する単一のコンポーネントに組み合わせ、または複数の別々のサブコンポーネントに分割することができ、管理レイヤなどの任意の1つまたは複数の中間レイヤを提供して、一体化された機能性を提供するためにそのようなサブコンポーネントを通信的に結合することができることに留意されたい。本明細書で説明されるすべてのコンポーネントが、本明細書で具体的に説明されないが当業者に一般に既知の1つまたは複数の他のコンポーネントと相互作用することもできる。さらに、本革新の特定の特徴が、複数の実施態様のうちの1つだけに関して開示された場合があるが、そのような特徴を、任意の所与のまたは特定の応用について望まれ、有利である可能性があるように、他の実施態様の1つまたは複数の他の特徴と組み合わせることができる。さらに、用語含むincludes、含んでいるincluding、有するhas、含有するcontains、その変形および他の類似する単語がこの詳細な説明または特許請求の範囲で使用される範囲で、これらの用語は、すべての追加要素または他の要素を除外せずに、開かれた前後を接続する語としての用語含むcomprisingに類似する形で包含的であることが意図されている。"