動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）のためのサイレント期間の調整
ネットワークの非同期サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法であって、ネットワークの一次利用者を検出するステップと、ネットワークの１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードにサイレント期間開始制御メッセージを送信するステップであって、そのメッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップと、ネットワークにおいて、１つまたは複数のＣＲノードからスペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを受信するステップと、１つまたは複数のＣＲノードにメッセージを送信するステップであって、そのメッセージは、スペクトルセンシング結果に基づいて１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップとを具えたことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、参照により本明細書にその内容が組み込まれた、２００９年１１月１６日出願の米国特許仮出願第６１／２６１，６８８号明細書、２００９年１２月９日出願の米国特許仮出願第６１／２６７，９１４号明細書、２０１０年９月２４日出願の米国特許仮出願第６１／３８６，２２４号明細書の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
新興のネットワーク技術にますます高い帯域効率が求められていることと、現在認可されている帯域幅の使用状況が非効率的であるという事実により、コグニティブ無線（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏｓ：ＣＲ）の技術が開発されてきた。ＣＲ対応装置は、スペクトルセンシング動作を実行して特定の瞬間に使用可能なスペクトルを探し出し、その使用可能なスペクトルがその一次利用者によって占有されていない可能性のある時点でその使用可能なスペクトルを使用することにより、ＣＲ対応装置以外の装置に対して認可された帯域で通信することができる。ＣＲネットワークが現行で認可されている技術と確実に共存できるようにするために、ＣＲ装置は、ある帯域への一次利用者の到達を感知し、かつ、その一次利用者に対する干渉を起こさずに別の使用可能な帯域に移動するために高度な敏捷性（一次利用者の存在を迅速に検出し、一次利用者の到達に反応する機能）を必要とする。
【０００３】
深刻なフェージング環境にあるＣＲノードに対するスペクトルセンシングアルゴリズムの感度要件を低減するために協調スペクトルセンシングが使用される。従来から最も多く適用されている協調スペクトルセンシングの形態では、ＣＲノードの集合が同時にスペクトルセンシングを実行し、個々の結果を中央ノードに送信してそのスペクトルの使用可能性を判定することができる。そのためには、利用者間でスペクトルセンシングを調整し交換する方法が必要となる。
【０００４】
スペクトルセンシングアルゴリズムの最も簡易な形態は、エネルギー検出のカテゴリーであろう。このカテゴリーのアルゴリズムは、対象となる特定の帯域で検出されたエネルギーを測定することにより一次利用者の有無を検出する。このような簡易性により、この形態のスペクトルセンシングは、ＣＲの適用例にとって非常に魅力的なものになっている。例えば、地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）に関するＩＥＥＥ８０２．２２規格は、採択されたスペクトルセンシング技術の１つであるテレビスペクトルのホワイトスペースを使用したエネルギー検出を行う。ＣＲ装置のためにエネルギー検出を使用することの主な課題は、スペクトルセンシングを実行する際に一次利用者の伝送と別のＣＲ装置の伝送とを区別することである。さらに、コスト面での理由から、ＣＲ装置は受信機を１つしか含むことができず、また、通常の送信（ＴＸ）受信（ＲＸ）動作と同時にスペクトルセンシングを実行可能とするようにはなされえない。その結果生じる、多数のＣＲ装置が１つのアドホックネットワークまたはＣＲネットワークを構成し、共存することのできるシナリオでは、近隣で他のＣＲノードが送信を行っていない時点で確実にスペクトルセンシングが実行されるように、それらのノードの個々に対してそれぞれのスペクトルセンシング期間が同時に調整される必要がある。このことから、スペクトルセンシングのいわゆるサイレント期間が生じる。
【０００５】
許容するチャネルセットに対して測定を実行する必要性から、無線アクセスポイント（ＡＰ）に対してネットワークのサイレント測定期間（ｓｉｌｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄ）の使用が試された。この試行は、他の一次利用者が異なる無線技術を使用している環境下でスペクトルセンシングの実行を試みるＣＲネットワークの必要性には対応しない。例えば、ＡＰによって要求されるサイレント測定期間（ＳＭＰ）は通信媒体が使用可能となる時点でのみ開始されるが、このことはＣＲ装置の敏捷性の要件には対応しえない。ＣＲ装置は、一次利用者に対する干渉を全く引き起こさないように、限られた遅延内で未使用帯域にスイッチすることにより、その一次利用者の到達に反応することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２ドラフト規格は２秒の退避時間を要求する。これは、二次利用者が現在使用している帯域に、その帯域の使用が許可された一次利用者が到達した後で二次利用者がその帯域を去るために要求される時間である。通常、周期的スペクトルセンシング期間とは、要求される退避時間を達成できるように、少なくとも２秒ごとにスペクトルセンシングを実行することをＣＲノードに要求するものであると考えられている。一般に、周期的スペクトルセンシングは、スペクトルセンシングの時間中に、コンテキストスイッチング、バッファの維持、およびリアルタイムトラフィックによりＣＲノードでのオーバーヘッドを高めてしまう危険性がある。その結果、効率性の観点からすると、短いスペクトルセンシング期間は非常に望ましくないものである。したがって、ＣＲネットワークにおいてスペクトルセンシングのためのサイレント期間を調整する方法が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ネットワークの非同期サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法であって、ネットワークの一次利用者を検出するステップと、ネットワークの１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードにサイレント期間開始制御メッセージを送信するステップであって、そのメッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップと、ネットワークにおいて、１つまたは複数のＣＲノードからスペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを受信するステップと、１つまたは複数のＣＲノードにメッセージを送信するステップであって、そのメッセージは、スペクトルセンシング結果に基づいて１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップとを具えたことを特徴とする方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＣＲネットワークにおいてスペクトルセンシングのためのサイレント期間を調整する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一例として記載された以下の説明を添付の図面と併せ読むことにより、さらに詳細な理解が得られよう。
【００１０】
【図１Ａ】１つまたは複数の開示された実施形態が実装される通信システム例のシステム図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す通信システム内で使用される無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）例のシステム図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示す通信システム内で使用される無線アクセスネットワーク例およびコアネットワーク例のシステム図である。
【図２】小さな特定諸地域に分割されたＣＲノードネットワークの一例を示す図である。
【図３】基本クワイエットインターバルスケジューリングプロトコルの一例を示す図である。
【図４】各ノード内の調整されたスペクトルセンシングの状態遷移図である。
【図５】クワイエットインターバルのスケジューラとして動作するＳＳＮを伴う高度化されたプロトコルの一例を示す図である。
【図６】サイレント期間調整のシナリオ例を示す図である。
【図７】８０２．１１に基づくプロトコルスタックにおけるＤＳＭレイヤの一例を示す図である。
【図８】携帯電話に基づくプロトコルスタックにおけるＤＳＭレイヤの一例を示す図である。
【図９】ケース１の場合の特定地域限定マルチキャストサイレント期間開始メッセージの一例を示す図である。
【図１０】ケース２の場合の特定地域限定マルチキャストサイレント期間開始メッセージの一例を示す図である。
【図１１Ａ】非同期サイレント期間のコールフローの一例を示す図である。
【図１１Ｂ】非同期サイレント期間のコールフローの一例を示す図である。
【図１２】サイレント期間制御メッセージのＭＡＣ管理フレームの一例を示す図である。
【図１３】各サイレント期間制御メッセージのフィールドの一例を示す図である。
【図１４】ＤＳＭレイヤにおけるイベントの構成およびイベントの報告の一例を示す図である。
【図１５】ＣＲノードがＣＱＩ測定値から非同期スペクトルセンシングイベントをトリガする一例を示す図である。
【図１６】認可された帯域でのＣＲノードの動作の一例を周期的スペクトルセンシングの時間と共に示す図である。
【図１７】ＰＨＹレイヤのＣＱＩ測定値のための、ＤＳＭとＣＲの間のＲＲＣにおけるイベントの構成およびイベントの報告の一例を示す図である。
【図１８】非同期サイレント期間調整のＲＲＣメッセージングプロトコル例を示す図である。
【図１９】固定クワイエットインターバルの一例を示す図である。
【図２０】ランダムなクワイエットインターバルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａは、１つまたは複数の開示された実施形態が実装される通信システム例１００の図である。通信システム１００は、音声、データ、動画、メッセージ、ブロードキャストなどの情報内容を複数の無線利用者に提供する複数のアクセスシステムであってよい。通信システム１００は、無線帯域幅を含めたシステムリソースの共有によって、上記のような情報内容へのアクセスを複数の無線利用者に可能とする。例えば、通信システム１００は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）などといった１つまたは複数のチャネルアクセス法を利用することができる。
【００１２】
図１Ａに示すように、通信システム１００は、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、およびその他のネットワーク１１２を含むことができるが、但し、開示された実施形態は、任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワークエレメントを想定することが理解されよう。ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのそれぞれは、無線環境で動作し、かつ／または通信するように構成された任意のタイプの装置であってよい。一例として、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、無線信号を送信し、かつ／または受信するように構成することができ、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、固定加入者装置または移動加入者装置、ポケットベル、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、ノートパソコン、パーソナルコンピュータ、無線センサ、大衆消費電気製品などを含む。
【００１３】
通信システム１００は、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂも含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／またはネットワーク１１２などの１つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの少なくとも１つと無線で接続するように構成された任意のタイプの装置であってよい。一例として、基地局１１４ａ、１１４ｂは、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、ｅノード Ｂ、ホームノードＢ、ホームｅノード Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルーターなどであってよい。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ単一エレメントとして示されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続した基地局および／またはネットワークエレメントを含むことが理解されよう。
【００１４】
他の基地局１１４ａはＲＡＮ １０４の一部であってよく、ＲＡＮ １０４はまた、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）、中継ノードなどといった他の基地局および／またはネットワークエレメント（図示せず）も含むことができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と称される特定の地理的領域内で無線信号を送信し、かつ／または受信するように構成することができる。セルは、さらにセルセクタに分割することができる。例えば、基地局１１４ａに関連付けられたセルは３つのセクタに分割することができる。したがって、一実施形態では、基地局１１４ａは、セルの各セクタに１つずつの、すなわち３つのトランシーバを含むことができる。別の一実施形態では、基地局１１４ａは多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を利用することができ、したがって、セルの各セクタに複数のトランシーバを使用することができる。
【００１５】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数と通信することができ、エアインタフェース１１６は任意の適切な無線通信リンク（例えば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）であってよい。エアインタフェース１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立される。
【００１６】
より具体的には、上記のように、通信システム１００は多元接続システムであってよく、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどといった１つまたは複数のチャネルアクセススキームを利用することができる。例えば、ＲＡＮ １０４の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を使用してエアインタフェース１１６を確立することのできるユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線接続方式（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含む。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含む。
【００１７】
別の一実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／またはＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインタフェース１１６を確立することのできる発展型ＵＭＴＳ地上無線接続方式（Ｅ−ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができる。
【００１８】
他の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、マイクロ波アクセスのための世界規模相互運用性（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ ＩＸ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ−ＤＯ、暫定規格２０００（ＩＳ−２０００）、暫定規格９５（ＩＳ−９５）、暫定規格８５６（ＩＳ−８５６）、汎ヨーロッパデジタル移動通信システム（ＧＳＭ）、ＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実施することができる。
【００１９】
図１Ａの基地局１１４ｂは、例えば無線ルーター、ホームノードＢ、ホームｅノード Ｂ、またはアクセスポイントであってよく、また、職場、家庭、車両、学校構内といった場所のような特定エリア内において無線接続を容易にする任意の適切なＲＡＴを利用することができる。一実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ ８０２．１１などの無線技術を実施して無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立することができる。別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実施して無線個人用ネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立することができる。さらに別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、携帯電話に基づくＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を使用してピコセルまたはフェムトセルを確立することができる。図１Ａに示すように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接接続を有することができる。したがって、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６を介してインターネット１１０にアクセスする必要はない。
【００２０】
ＲＡＮ １０４は、コアネットワーク１０６と通信状態にあってよい。コアネットワーク１０６は、音声サービス、データサービス、アプリケーションサービス、および／またはインターネットプロトコル上での音声通信（ＶｏＩＰ）サービスをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークであってよい。例えば、コアネットワーク１０６は、呼制御、請求サービス、携帯位置情報サービス、プリペイド通話、インターネット接続、ビデオ配信などを提供することができ、かつ／またはユーザ認証などの高水準セキュリティ機能を実行することができる。図１Ａには示していないが、ＲＡＮ １０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ １０４と同じＲＡＴかまたは異なるＲＡＴを利用する他の複数のＲＡＮと直接的な通信状態または間接的な通信状態にあってよいことが理解されよう。例えば、コアネットワーク１０６は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用中であるＲＡＮ １０４に接続していることに加え、ＧＳＭ無線技術を利用している別のＲＡＮ（図示せず）とも通信状態にあってよい。
【００２１】
コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがＰＳＴＮ １０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのゲートウェイの役割を果たすこともできる。ＰＳＴＮ １０８は、普通の電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回線交換電話網を含むことができる。インターネット１１０は、相互接続されたコンピュータネットワークの広域システムと、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートに含まれる伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）などの共通の通信プロトコルを使用する装置群とを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有され、かつ／または運営される有線通信ネットワークまたは無線通信ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ １０４と同じＲＡＴかまたは異なるＲＡＴを利用することのできる１つまたは複数のＲＡＮに接続された別のコアネットワークを含むことができる。
【００２２】
通信システム１００内のＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの一部またはすべては、マルチモード機能を含むことができる。すなわち、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、様々な無線リンクを介して様々な無線ネットワークと通信するために複数のトランシーバを含むことができる。例えば、図１Ａに示すＷＴＲＵ １０２ａは、携帯電話に基づく無線技術を利用することのできる基地局１１４ａと通信し、かつＩＥＥＥ８０２無線技術を利用することのできる基地局１１４ｂと通信するように構成することができる。
【００２３】
図１Ｂは、ＷＴＲＵ １０２例のシステム図である。図１Ｂに示すように、ＷＴＲＵ １０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信エレメント１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、取り外し不可能なメモリ１０６、取り外し可能なメモリ１３２、電源１３４、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ １０２は、一実施形態と変わらない状態を保ちながらも、上記のエレメントの任意のサブコンビネーションを含むことが理解されよう。
【００２４】
プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連付けられた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、利用者書き込み可能ゲート配列（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などであってよい。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電源制御、入出力処理、および／または無線環境におけるＷＴＲＵ １０２の動作を可能にするいかなる他の機能をも実行することができる。プロセッサ１１８はトランシーバ１２０に結合することができ、トランシーバ１２０は送信／受信エレメント１２２に結合することができる。図１Ｂはプロセッサ１１８とトランシーバ１２０を別個の構成要素として示しているが、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０は１つの電子パッケージまたは１つの電子チップに統合されることが理解されよう。
【００２５】
送信／受信エレメント１２２は、エアインタフェース１１６を介して基地局（例えば、基地局１１４ａ）に信号を送信し、または基地局（例えば、基地局１１４ａ）から信号を受信するように構成することができる。例えば、一実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、ＲＦ信号を送信し、かつ／または受信するように構成されたアンテナであってよい。別の一実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、例えばＩＲ信号、ＵＶ信号、または可視光信号を送信し、かつ／または受信するように構成されたエミッタ／検出器であってよい。さらに別の一実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、ＲＦ信号と光信号の両方を送信し、かつ／または受信するように構成されてもよい。送信／受信エレメント１２２は、任意の組み合わせの無線信号を送信し、かつ／または受信するように構成されることが理解されよう。
【００２６】
さらに、図１Ｂでは送信／受信エレメント１２２を単一エレメントとして示しているが、ＷＴＲＵ １０２は任意の数の送信／受信エレメント１２２を含むことができる。より具体的には、ＷＴＲＵ １０２はＭＩＭＯ技術を使用することができる。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ １０２は、エアインタフェース１１６を介して無線信号を送受信するために２つ以上の送信／受信エレメント１２２（例えば、マルチアンテナ）を含むことができる。
【００２７】
トランシーバ１２０は、送信／受信エレメント１２２によって送信されるべき信号を変調するように構成することができ、また、送信／受信エレメント１２２によって受信された信号を復調するように構成することができる。上記のように、ＷＴＲＵ １０２はマルチモード機能を有することができる。したがって、トランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ １０２が例えばＵＴＲＡやＩＥＥＥ８０２．１１などの複数のＲＡＴを介して通信できるように、複数のトランシーバを含む。
【００２８】
ＷＴＲＵ １０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のディスプレイ装置または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のディスプレイ装置）に結合することができ、利用者が入力したデータをそれらから受信することができる。プロセッサ１１８は、利用者データをスピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８に出力することもできる。さらに、プロセッサ１１８は、取り外し不可能なメモリ１０６および／または取り外し可能なメモリ１３２などの任意のタイプの適切なメモリの情報にアクセスすることができ、また、そのメモリにデータを格納することができる。取り外し不可能なメモリ１０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプの記憶装置を含む。取り外し可能なメモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含む。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、物理的にはＷＴＲＵ １０２に設置されていないメモリ、例えばサーバや家庭用コンピュータ（図示せず）に設置されたメモリの情報にアクセスすることができ、また、そのメモリにデータを格納することができる。
【００２９】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、また、ＷＴＲＵ １０２の他の構成要素に電力を分配しかつ／または制御するように構成することができる。電源１３４は、ＷＴＲＵ １０２に電力供給するための任意の適切な装置であってよい。例えば、電源１３４は、１つまたは複数の乾電池（例えば、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）など）、太陽電池、燃料電池などを含む。
【００３０】
プロセッサ１１８は、ＧＰＳチップセット１３６にも結合することができ、ＧＰＳチップセット１３６は、ＷＴＲＵ １０２の現在位置に関する位置情報（例えば、経度および緯度）を提供するように構成することができる。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、あるいはその情報の代わりに、ＷＴＲＵ １０２は、基地局（例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインタフェース１１６を介して位置情報を受信することができ、かつ／または２つ以上の近隣基地局から受信中の信号のタイミングに基づいてそれ自体の位置を特定することができる。ＷＴＲＵ １０２は、一実施形態と変わらない状態を保ちながらも、任意の適切な位置特定方法により位置情報を取得できることが理解されよう。
【００３１】
プロセッサ１１８は、さらに他の周辺装置１３８にも結合することができる。他の周辺装置１３８は、付加的な特徴、機能および／または有線接続または無線接続を提供する１つまたは複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアを含む。例えば、周辺装置１３８は、加速度計、イーコンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真撮影用またはビデオ撮影用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビジョントランシーバ、ハンズフリーヘッドセット、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオ装置、デジタル音楽プレーヤー、メディアプレーヤー、ビデオゲームプレーヤーモジュール、インターネットブラウザなどを含む。
【００３２】
図１Ｃは、一実施形態によるＲＡＮ １０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。上記のように、ＲＡＮ １０４は、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためにＥ−ＵＴＲＡ無線技術を使用することができる。ＲＡＮ １０４は、コアネットワーク１０６とも通信状態にあってよい。
【００３３】
ＲＡＮ １０４はｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ １０４は、一実施形態と変わらない状態を保ちながらも、任意の数のｅノード Ｂを含むことができることが理解されよう。ｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃはそれぞれに、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するために１つまたは複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態では、ｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃはＭＩＭＯ技術を実施することができる。したがって、ｅノード Ｂ １４０ａは、例えば、複数のアンテナを使用してＷＴＲＵ １０２ａに無線信号を送信し、かつＷＴＲＵ １０２ａから無線信号を受信することができる。
【００３４】
ｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれは特定のセル（図示せず）に関連付けることができ、また、無線リソースマネジメントデシジョン、ハンドオーバーデシジョン、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおける利用者のスケジューリングなどを処理するように構成することができる。図１Ｃに示すように、ｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｘ２インタフェースを介して相互に通信することができる。
【００３５】
図１Ｃに示すコアネットワーク１０６は、モビリティ管理ゲートウェイ（ＭＭＥ） １４２、サービングゲートウェイ１４４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１４６を含むことができる。上記のエレメントはそれぞれコアネットワーク１０６の一部として示されているが、それらのエレメントはどれも、コアネットワークの運営者以外のエンティティによって所有され、かつ／または運営されることが理解されよう。
【００３６】
ＭＭＥ １４２は、Ｓｉインタフェースを介してＲＡＮ １０４のｅノード Ｂ １４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃのそれぞれと接続することができ、また、制御ノードの役割を果たすことができる。例えば、ＭＭＥ １４２は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの初期接続中にＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの利用者の認証、ベアラのアクティベーション／デアクティベーション、特定のサービングゲートウェイの選択などを担当することができる。ＭＭＥ １４２は、ＲＡＮ １０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）とを切り替えるために制御プレーン機能を提供することができる。
【００３７】
サービングゲートウェイ１４４は、Ｓｉインタフェースを介してＲＡＮ １０４のｅノード Ｂ １４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃのそれぞれと接続することができる。サービングゲートウェイ１４４は、一般に、利用者データをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに経路指定し、かつ転送することができ、また、利用者データをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃから経路指定し、かつ転送することができる。サービングゲートウェイ１４４はまた、ｅノード Ｂ間のハンドオーバー中の利用者プレーンのアンカリング、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対してダウンリンクデータが利用可能となった際のページングのトリガ、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストの管理および格納などを実行することもできる。
【００３８】
サービングゲートウェイ１４４はまたＰＤＮゲートウェイ１４６にも接続することができる。ＰＤＮゲートウェイ１４６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応装置との間の通信を容易にするために、インターネット１１０などのパケット交換網へのアクセスをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。
【００３９】
コアネットワーク１０６は他のネットワークとの通信を容易にすることができる。例えば、コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の有線通信装置（ｌａｎｄ−ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｄｅｖｉｃｅｓ）との通信を容易にするために、ＰＳＴＮ １０８などの回線交換網へのアクセスをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。例えば、コアネットワーク１０６は、コアネットワーク１０６とＰＳＴＮ １０８との間のインタフェースの役割を果たすＩＰゲートウェイ（例えば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含むことができるか、またはＩＰゲートウェイと通信することができる。さらに、コアネットワーク１０６は、他のサービスプロバイダによって所有され、かつ／または運営される他の有線ネットワークまたは無線ネットワークを含むことのできるネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。
【００４０】
コグニティブ無線（ＣＲ）ネットワークにおいてスペクトルセンシングのためにサイレント期間を調整する方法は、中央集中型管理エンティティ（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ）によるスペクトル使用情報の連続的な収集を可能にする。この方法はまた、一次利用者により先占されたＣＲ装置が未使用の周波数帯域に迅速に移動することを可能にするが、その際、その帯域に到達した一次利用者に干渉を生じることはない。この調整方法はまた、ＣＲノードにおけるサイレント期間の結果生じるコンテキストスイッチングやリアルタイムトラフィック管理の複雑性を最低限に抑えるために、ＣＲノードにおける効率に重点を置くことができる。
【００４１】
ＣＲネットワークは、無線リンクを使用して１または複数の一次利用者に認可された帯域を介して通信することのできる１つまたは複数のＣＲノードを含む。ＣＲノードは、認可された帯域に対してスペクトルセンシングを周期的に実行して一次利用者の存在を検出し、ノード間の直接リンクにおいて使用するために使用可能なスペクトルに関する情報を得るように構成することができる。
【００４２】
ＣＲノードに対してサイレント期間調整を実行するために、中央制御装置（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）として使用することができる。ＤＳＭは、直接リンクを作成するために、認可された帯域の帯域幅をＣＲノードに動的に割り当てるように構成することができる。さらに、ＤＳＭは、その管理エリア内のＣＲノードのそれぞれにおけるスペクトルセンシングのためのサイレント期間のスケジューリングと、ＣＲノードによって使用することのできる使用可能な帯域幅を特定するための、感知された情報の収集とを担当することができる。ＤＳＭは、ホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）内のＡＰなどの特殊ノードであってよく、またはそのＤＳＭ自体が、専門のＤＳＭタスクを実行するためにクラスタヘッドまたは管理ヘッドに選択されたＣＲノードであってよい。ＣＲネットワーク内のＤＳＭおよびＣＲノードは、認可された帯域または未認可の帯域をデータ情報および制御情報の交換のために使用することができる。
【００４３】
図２は、小さな特定諸地域、すなわちセル２０１、２０２、および２０３に分割（細分化）することのできるＣＲノードネットワーク２００を示す図である。各セルは、そのセル独自の限定された測定間隔を調整する。しかし、ＣＲノード２０４Ａは特定のセル２０１の中央にはなく、隣接セル２２１および２０３の測定に干渉することになる。図２は、ＤＳＭ ２０５（例えば）が、そのＤＳＭ ２０５自体の干渉するすべてのＣＲノード２０４および２０４Ａについてクワイエッティングインターバルの調整を可能とすることができ、かつＣＲノード２０４Ａの送信機能に対する過度のインタラプションのない方法でクワイエッティングインターバルを局所的に調整する必要性を示している。
【００４４】
図３は、基本クワイエットインターバルスケジューリングプロトコルの一例を示す図である。図３は、要求側ＤＳＭ ３０１と応答側ＤＳＭ ３０２を示している。要求側ＤＳＭ ３０１は、スペクトル管理をスケジューリングする必要があると判定することができ、また、クワイエットインターバル要求をすべての周知の近隣ＤＳＭに送信することができる（３０３）。応答側ＤＳＭ ３０２は、その要求に対してクワイエットインターバル応答でＡｃｃｅｐｔ（受諾）またはＲｅｊｅｃｔ（拒絶）により応答することができる（３０４）。要求が、少なくとも「十分な」数の、または「十分な」パーセンテージの、または「十分な」タイプの応答側ＤＳＭ ３０２によって受諾された場合、要求側ＤＳＭ ３０１は、クワイエットインターバル確認メッセージを送信することによりクワイエットインターバルをスケジューリングすることができる（３０５）。要求側ＤＳＭ ３０１は、その要求を受諾した他の応答側ＤＳＭ ３０２のリストを任意で送信することができる。このことは、応答側ＤＳＭ ３０２の一部がそれら自体のスペクトルが十分に静寂（ｑｕｉｅｔ）になるだろうと判定した場合に、それら自体の測定を同時にスケジューリングすることを可能とする。応答側ＤＳＭ ３０２の受諾における「十分な」という点が、決定的な重要性を有する。
【００４５】
応答側ＤＳＭ ３０２の必要性に対する応答性を高めるために、状態機械が各応答側ＤＳＭ ３０２に定義される。例えば、応答側ＤＳＭ ３０２が測定の実行を必要としているかどうか、応答側ＤＳＭ ３０２が特定のクワイエッティングインターバルをサポートするよう要求したかどうか、または応答側ＤＳＭ ３０２の測定を行う必要性が満たされたかどうかなどを判定するために、状態機械を使用することができる。
【００４６】
ＣＲノードは、状態遷移図を示す図４に示される４つの状態のうちの１つである。第１の状態（ＮＯ＿ＲＥＱ）では、ＣＲノードは測定の実行を必要としないか、またはその測定の必要性が満たされるかのいずれかであるので、測定を要求していない可能性がある。さらに、ＣＲノードはクワイエッティングの要求を全く受け取っていない可能性がある。これは、このプロセスの「アイドル」状態と等価である。第２の状態（ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ）では、ＣＲノードは未決定の測定要求を有する可能性があり、また、既に要求自体を受け取っている可能性がある。第３の状態（ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ｎｏ＿ＲＥＱ＿ＩＮ）では、ＣＲノードは未決定の測定要求を有する可能性があるが、要求自体は未だ全く受け取っていない可能性がある。第４の状態（ｎｏ＿ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ）では、ＣＲノードは未決定の測定要求を全く有していない可能性がある。ＣＲノードは測定を要求していない可能性があるか、またはＣＲノードは既に要求自体を受け取っている可能性がある。
【００４７】
図４は、図３に示すアプローチ以外に求められる付加メッセージに関するさらなる詳細を提供する。図４から、各要求側ＤＳＭ ３０１の動作に関していくつか観察することができる。
【００４８】
要求側ＤＳＭ ３０１はクワイエッティングの要求（ＲＥＱメッセージ）を受け取ると、ＮＯ＿ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０２またはＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０１のいずれかに遷移する（または留まる）。
【００４９】
要求（ＲＥＳＰ＿ＮＡＣＫ）に対する否定応答を送信するかまたは要求（ＲＥＱ＿ＣＡＮＣＥＬ）の取り消しを受信すると、ＮＯ＿ＲＥＱ状態４０３またはＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＮＯ＿ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０４に遷移することになる。
【００５０】
要求を受諾するとＲＥＳＰ＿ＡＣＫメッセージを送信することになり、また、要求を受諾することで、ノードをＮＯ＿ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０２またはＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０１に保つことができる。
【００５１】
次の遷移、ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＮＯ＿ＲＥＱ＿ＩＮ ４０４ からＮＯ＿ＲＥＱ ４０３と、ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ ４０１からＮＯ＿ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ ４０２は、応答側ＤＳＭ ３０２によって送信される要求に対する決定を示す。これはいくつかある方法のうちの１つの方法で発生する。例えば、ノードは要求を取り消すことを決定する（ＲＥＱ＿ＣＡＮＣＥＬメッセージを送信する）。これは、例えば断られるべき要求に対して十分に多くのＮＡＣＫを受信した、別のクワイエッティングインターバル（すなわち、別の応答側ＤＳＭ ３０２によって当初スケジューリングされたクワイエッティングインターバル）を使用することを決定した、要求がタイムアウトしたなどのいくつかの理由で発生する。別の実施形態では、ノードは既に十分に多くのＡＣＫ応答を受信している可能性があり、また、測定期間を確認するＲＥＱ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを既に送信している可能性がある。
【００５２】
各システムの特有の需要と構成に基づいて、上記の基本プロトコルはいくつかの方法で変更される。例えばネットワーク内のノード数が多い場合、上記のプロトコルは重大なオーバーヘッドと遅延をもたらす。これは、スケジューリングサービスノード（ＳＳＮ）を追加することによって対処することができる。ＳＳＮノードは、ネットワーク内の要求側ＤＳＭと１つまたは複数の応答側ＤＳＭとの通信を容易にする。具体的には、図３のプロトコルが保存される。しかし、クワイエットインターバル要求メッセージが最初にＳＳＮに送信される可能性があり、その場合、ＳＳＮはクワイエットインターバル要求メッセージを応答側ＤＳＭに転送する。応答側ＤＳＭもまたＳＳＮに応答することができ、ＳＳＮはすべての応答を要求側ＤＳＭに転送することができ、次いで確認メッセージを応答側ＤＳＭに返送することができる。
【００５３】
しかしＳＳＮはこのプロセスにおいてさらに生産的な役割を果たす。単に近隣のデータベースおよびメッセージリレーとして動作する代わりに、ＳＳＮはクワイエットインターバルスケジューラの役割を果たすことができる。その結果の実施形態を図５に示す。
【００５４】
図５は、クワイエットインターバルのスケジューラとして動作するＳＳＮを伴う高度化されたプロトコルの一例を示す図である。この実施形態において、要求側ＤＳＭ ５０１はＳＳＮ ５０２にスケジューリング要求を送信する（５０４）。ＳＳＮ ５０２は、要求側ＤＳＭの近隣ＤＳＭ（応答側ＤＳＭ ５０３）のすべてにタイミング要求を送信することができる（５０５）。そのような応答側ＤＳＭ ５０３は、ＳＳＮ ５０２からのそのような要求を受諾するか拒絶することができる（５０６）。その受諾／拒絶応答に基づいてＳＳＮ ５０２は送信を再度試みることができ、その結果、ＳＳＮ ５０２と複数の応答側ＤＳＭ ５０３の間で数回にわたるクワイエットインターバル要求／応答の交換がなされることになる（５０６）。タイミングの合ったクワイエッティング期間が最終的に見つかると、ＳＳＮ ５０２は要求側ＤＳＭ ５０１に対してスケジューリング応答を発行する（５０７）。同時にＳＳＮ ５０２は、そのＳＳＮ ５０２と同じくそのクワイエットインターバルを利用する応答側ＤＳＭ ５０３に対して、その応答側ＤＳＭ ５０３にとっても測定の機会が利用可能となるだろうということを通知することができる（５０８）。
【００５５】
このアプローチは、ＳＳＮなしのベースラインアプローチ以上のいくつもの利点を提供する。例えば、スケジューリングハンドシェイクはこの場合ＳＳＮと応答側ＤＳＭの間でのみなされ、要求側ＤＳＭと応答側ＤＳＭの間ではなされないので、バックホール／サイドチャネル通信の負荷が低くなる。もう１つの利点は、ネットワークトポロジーや近隣の端末などを最早認識している必要のない端末への処理／メモリ負荷が低くなる。このことは、移動性のあるネットワーク内では特に重要である。さらなる利点は、複数の要求側ＤＳＭが同じインターバルで許可されるようにクワイエットインターバルのスケジューリングを調整し、それにより全体的なクワイエットインターバルの回数を低減しネットワークの効率を高めるＳＳＮの機能である。
【００５６】
ＳＳＮはクワイエットインターバルコントローラの役割を果たすこともできる。そのことによりＳＳＮは端末群のために自律的な（例えば、要求なしに）クワイエットインターバルのスケジューリングを周期的に試行することができ、したがってそれら端末群には測定の機会が与えられる。この場合、図５に記載したＳＳＮと応答側ＤＳＭのやり取りが使用されるが、要求側ＤＳＭとＳＳＮの間のメッセージ交換は最早必要とされなくなる。
【００５７】
これらメッセージにはいくつかの情報エレメントが含まれる必要がある。次のメッセージは既に定義した。ＲＥＱ、（メッセージのためのクワイエットインターバルの要求）、ＲＥＳＰ＿ＡＣＫ、（その要求に対する承認の応答、例えばその要求に同意する応答）、ＲＥＳＰ＿ＮＡＣＫ、（その要求に対する拒絶の応答）、ＲＥＱ＿ＣＡＮＣＥＬ、（要求の取り消し）、およびＲＥＱ＿ＣＯＮＦＩＲＭ、（要求が「ロック」されていることの確認）。これらメッセージはそれぞれ、識別、同期、および意思決定のために使用されるエレメントである要求側ＤＳＭ ＩＤ／応答側ＤＳＭ ＩＤ、要求ＩＤ、（様々な要求を区別するための）、要求／応答ネットワーク時間、要求側ＤＳＭ／応答側ＤＳＭの地理位置情報、および応答側ＤＳＭの最大送信電力を含むことができる。
【００５８】
クワイエッティングの要求は、要求側ＤＳＭがクワイエットインターバルをスケジューリングするために十分な数の肯定的な確認（ＡＣＫ）応答を必要とする。問題の核心は、ＡＣＫ応答がいくつあれば十分かということである。クワイエッティングの目的は、要求されるセンシング閾値より十分に低い水準まで一次利用者からの電波の放射を除去してセンシングを実行できるようにすることである。非一次利用者の数と位置が十分によく知られたネットワークでは、十分であるかどうかを判定するための第１のアプローチは応答数を計数することにより行うことができる。応答数の計数はＳＳＮによって最も効率的に実行することができる。
【００５９】
別のアプローチは、電波の放射がセンシング閾値より低くなるような位置と送信電力を有する応答側ＤＳＭからのすべてのＮＡＣＫ応答を無視することであってよい。すなわち、応答側ＤＳＭの最大送信電力と地理位置情報がこのアプローチを可能とする。反対に、それ自体の送信電力が測定に影響を与えるには低すぎることを認識している装置は、要求側ＤＳＭの地理位置情報により、妨害を生じることなく要求を断ることが可能となる。最終的に、このことは、要求を受諾した（肯定応答を返した）装置が、ある程度の接続性を維持しながらも、それらの送信電力を要求側ＤＳＭでの測定に影響を与える水準未満まで低減する場合に、部分的なクワイエッティングをサポートする。
【００６０】
図６は、特定セル内のサイレント期間調整のシナリオ例を示す図である。このシステムは、相互に直接リンクを確立することを希望するＣＲノードの集合６０１で構成される。このＣＲノードの集合６０１は、中央集中型ＤＳＭ（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ＤＳＭ）６０２によって割り当てられた帯域幅を使用することができる。中央集中型ＤＳＭ ６０２はまた、その直接リンクによってアクティブに使用される帯域に対するスペクトルセンシングに要求されるサイレント期間を調整することも担当する。
【００６１】
図６に示す例ではＤＳＭとＣＲノードの間のリンクおよびＣＲノード間の直接リンクは８０２．１１に基づくＭＡＣ／ＰＨＹを利用するように示されているが、本明細書に記載の方法は、この接続に使用されるＭＡＣ／ＰＨＹから独立したものである。したがって、この接続は、セルラーシステムといった異なるＭＡＣ／ＰＨＹを使用する可能性もある。
【００６２】
最初に、ＣＲノードのいくつかまたはすべては、周期的に発生するサイレント期間中に同時にスペクトルセンシングを実行することができる。ＤＳＭは、周期的サイレント期間の長さおよび頻度と、各サイレント期間中に各ＣＲノードが実行することのできる帯域の構成を担当する。周期的サイレント期間は、ＣＲノードに対する最大サービス品質が維持される頻度でスケジューリングすることができる。周期的サイレント期間はまた、現在使用されている可能性があるかまたは特定の期間に使用されていない可能性のある認可された帯域幅の動的マッピングをＤＳＭが維持できるようにする。その結果、ＣＲネットワークは、使用可能な帯域に関する最低限の情報と、ＣＲノードによって占有される帯域への一次利用者の到達に対するある程度の敏捷性とを維持することができる。
【００６３】
周期的サイレント期間に加え、ＤＳＭは、非同期サイレント期間をスケジューリングして即時のスペクトルセンシングを実行することができ、したがってネットワークの敏捷性を向上させることができる。サイレント期間は、他のネットワークから使用可能とされる一次利用者に関する情報に基づいてＤＳＭ自体によってトリガすることができ、または認可された帯域を現在使用中であるＣＲノードのいずれかによってトリガされるイベントによってトリガすることができる。非同期サイレント期間の使用は、周期的サイレント期間を使用するよりも短い期間内で、認可されている帯域をＣＲノードに明け渡させる敏捷性をＣＲネットワークに与えることができる。さらに、非同期サイレント期間を使用することにより、ＣＲネットワークはさらにタイムリーに一次利用者に関する情報を利用できるようになる。一次利用者に関する情報は、環境の変化または一次利用者に関する事前情報の形式であってよい。環境の変化は、ＣＲノードのいずれかによって検出される。ＤＳＭは、一次利用者のネットワーク自体から事前情報を入手可能とされる。
【００６４】
特定帯域への一次利用者の到達が環境の変化によって感知される場合、ＣＲノードの１つまたは複数は、当該帯域をアクティブに使用中である可能性があり、また、アクティブリンクに関連付けられた現行のキーパラメータにおける局所的変化によって環境の変化を感知可能である。このパラメータは、限定はしないが、チャネル品質、リンクスループット、および再送信回数などを含む。
【００６５】
このパラメータのいずれかにおける変化は一次利用者の到達を示すが、スペクトルセンシングの非同期サイレント期間をトリガすることで、一次利用者が存在するかどうかと、この環境の変化に引き続いて使用可能な帯域に関する正確で最新の情報を一次利用者が有するかどうかを即時に判定することができる。スペクトルセンシングの一回のサイレント期間から得られる決定の信頼性が、一次利用者の存在を判定するには不十分であり、かつ、ＣＲノードによって先占されている代替帯域に一次利用者を移動することを提案するには不十分な場合、非同期サイレント期間をＤＳＭによって延長することもできる。
【００６６】
環境の変化は、干渉の除去を使用すること、または実際に送信された信号が環境の変化を検出するための任意の他の手段を使用することを含む。環境の変化に関するセンサは、送信を行うノードと同じノードの一部であってよい。このセンサは、スペクトルセンシングエンティティと通信する別個のエンティティ、別個のプロトコルレイヤ、または別個のアルゴリズムであってもよい。
【００６７】
サイレント期間のスケジューリングは、シンＤＳＭプロトコルレイヤの使用により可能とされる。このプロトコルレイヤは、ネットワークによって使用されるＲＡＴまたはＰＨＹから独立したＬ２．５エンティティまたはＬ３エンティティであってよい。シンＤＳＭプロトコルレイヤを使用することにより、様々なＲＡＴを有する装置を含んだネットワーク上のＤＳＭプロトコルレイヤが可能となる。図７および８は、８０２．１１に基づくネットワーク（図７）および携帯電話に基づくネットワーク（図８）におけるこのＤＳＭレイヤの配置を示している。
【００６８】
図７は、８０２．１１に基づくプロトコルスタックにおけるＤＳＭレイヤの一例を示す図である。図７では、ＤＳＭレイヤ７０２は８０２．１１プロトコルスタック７０１のＭＡＣサブレイヤ７０３に隣接して示されている。図８は、携帯電話に基づくプロトコルスタックにおけるＤＳＭレイヤの一例を示す図である。図８では、ＤＳＭレイヤ８０２の機能は、携帯電話に基づくプロトコルスタック８０１の既存の管理レイヤ８０３にも組み込まれる。この機能を組み込む既存の管理レイヤの例は、８０２．１１または８０２．１６管理フレーム、ジグビー（８０２．１５．４ ＭＡＣ／ＰＨＹ装置の管理用）、またはＲＲＣ（移動体通信ネットワーク用）である。ＤＳＭレイヤの主要な機能は、ＤＳＭの管理するネットワークによって使用されている認可された帯域上の潜在的な一次利用者の測定および検出のために使用されるサイレント期間を調整するため、サイレント期間をトリガする適切な時刻を特定するため、また、ＰＨＹによって適切なスペクトルセンシング動作を構成し、かつスペクトルセンシングが行われた際にＰＨＹに通知するためにサイレント期間メッセージとセンシング制御メッセージを作成し、かつ解釈することであってよい。
【００６９】
シンＤＳＭプロトコルレイヤは、サイレント期間の処理を可能にするために使用される制御メッセージの集合を定義する。制御メッセージには、サイレント期間開始制御メッセージ、サイレント期間トリガ制御メッセージ、測定報告制御メッセージ、およびセンシング構成制御メッセージの４つがある。
【００７０】
サイレント期間開始制御メッセージは、ＤＳＭノードによってネットワークの１つまたは複数のＣＲノードに送信される。このメッセージは、ＤＳＭの管理下で、ノードの部分集合内のそれぞれのノードの位置に基づいてそのノードの部分集合にアドレス指定される。この位置情報は、ＤＳＭエンティティによって適切なＭＡＣレイヤプロシージャを用いて維持される。
【００７１】
サイレント期間トリガ制御メッセージは、ＤＳＭと通信するネットワークの任意のＣＲノードに送信される。このメッセージは、特定のＣＲノードが登録されたＤＳＭにアドレス指定される。
【００７２】
測定報告制御メッセージは、サイレント期間中にスペクトルセンシングを実行するように既に指示されているＣＲによって送信される。このメッセージは、測定結果に基づいて、別のネットワークまたは別の一次利用者の有無に関する決定をすることのできるＤＳＭに送信される。
【００７３】
センシング構成制御メッセージは、各ＣＲノードによって実行されるべきスペクトルセンシングを構成するためにＤＳＭによって送信される。
【００７４】
これらのメッセージは、基礎をなすＭＡＣレイヤにより通常のデータよりも高い優先順位で搬送される。これらのメッセージはまた、ＭＡＣレイヤ管理フレームを使用して送信することもできる。ＤＳＭは、ＣＲノードのすべてにサイレント期間調整メッセージを周期的に送信して、期間中にスペクトルセンシングが実行されるサイレント期間をシステム全体にわたりトリガすることができる。定常状態の運用においては、サイレント期間は周期的または散発的に発生する。さらに、ＣＲノードが定期的なＴＸ（送信）動作とＲＸ（受信）動作を実行する場合、サイレント期間とサイレント期間の間に期間をあけることができる。サイレント期間の持続時間と頻度はＤＳＭによって制御することができ、また、サイレント期間開始制御メッセージを使用してすべてのＣＲノードに伝達することができる。その結果、ＤＳＭは、利用されるチャネルのシステム内の現在の使用状態に応じて、サイレント期間開始制御メッセージに関連付けられた頻度を特定することができる。
【００７５】
サイレント期間制御メッセージはまた、図９および図１０に示す、ある一定の位置に配置されたＣＲノードの部分集合、またはある一定の帯域幅を使用中のＣＲノードの部分集合にも送信される。図９は、第１のケースの場合の特定地域限定マルチキャストサイレント期間開始メッセージの一例を示す図である。図９では、ＣＲノード９０２および９０３はＣＲノード９０４および９０５の範囲外にある。ＤＳＭ ９０１は、ノード９０４および９０５のみに向けてアドレス指定されたサイレント期間開始制御メッセージを送信することができる。ノード９０４および９０５はこのメッセージを受信すると送信を即座に停止し、それぞれのＰＨＹレイヤに対してノード９０４および９０５の現在使用している帯域幅のスペクトルセンシングを実行するよう指示する。ノード９０２および９０３はノード９０４および９０５の範囲外にあるので、上記スペクトルセンシングと同じ周波数で発生しているノード９０２および９０３からの送信９０６は上記スペクトルセンシングには影響しない。
【００７６】
図１０は、第２のケースの場合の特定地域限定マルチキャストサイレント期間開始メッセージの一例を示す図である。図１０では、ノード１００２および１００３はノード１００４および１００５と異なる周波数で送信中１００８である。時刻ｔ１にＤＳＭ １００１はノード１００４および１００５にサイレント期間開始制御メッセージ１００６を送信し、それら２つのノードが現在使用している周波数に対してスペクトルセンシングを開始する。時刻ｔ２にＤＳＭ １００１はノード１００２および１００３にサイレント期間開始制御メッセージ１００７を送信する。これらのサイレント期間は、ＤＳＭ １００１によって決定された期間で周期的に反復される。
【００７７】
非同期サイレント期間は、環境の変化に対するよりよい応答を可能にするために、２種類の方法でトリガすることができる。第１のケースでは、外部ネットワークは、一次利用者の存在、または特定帯域上に想定する一次利用者の存在を予測するためにＤＳＭによって使用される他の情報、例えば履歴などをＤＳＭに通知することができる。この場合、ＤＳＭ自体は、どのＣＲノードの入力もなしに非同期サイレント期間をスケジューリングすることができる。
【００７８】
非同期サイレント期間はまた、複数の認可された帯域のうちの１つの帯域上のリンクをアクティブに使用しているＣＲノードのいずれかにおいて引き起こされたイベントによってもトリガされる。このイベントは、そのリンク上の環境の変化によって生じる。外部ネットワークによってトリガされる非同期サイレント期間、またはＤＳＭ自体によってトリガされる非同期サイレント期間は、ＣＲノードイベントによってトリガされる非同期サイレント期間と同じ方法で扱われる。
【００７９】
ＣＲノードが非同期サイレント期間をトリガするためのプロシージャは、ネットワーク内のＣＲノードが環境の変化を検出することを含むことができる。この変化は、ＣＲノードでＰＨＹレイヤまたはＭＡＣレイヤによって検出されるか、またはＤＳＭレイヤ自体特有のイベントである（例えば、ネットワークに加わった新しいノードの検出）。この変化が発生した後、ＣＲノードはＤＳＭにサイレント期間トリガメッセージを送信することができる。サイレント期間トリガメッセージには、イベントトリガの原因または理由を含めることができる。
【００８０】
ＤＳＭは、受信したサイレント期間トリガメッセージの送信元であるＣＲノード並びにこのメッセージに関連付けられた情報に基づいて、即時の非同期サイレント期間をトリガする必要性を判定することができる。次いでＤＳＭは、サイレント期間中にどのＣＲノードが沈黙させられ（ｓｉｌｅｎｃｅｄ）るかを決定することができる。この決定は、スペクトルセンシングが実行される周波数帯と、サイレント期間トリガメッセージを生成したＣＲノードに近接するノードとに基づいて下すことができる。ＤＳＭは、ＣＲノードそれぞれの干渉域を特定し、特定した干渉域に基づいて、サイレント期間開始制御メッセージを受信するノードをさらに特定するために、ローカルポジションデータベース（ｌｏｃａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄａｔａｂａｓｅ）に格納した位置情報を利用することができる。
【００８１】
サイレント期間トリガメッセージを生成するＣＲノードは、サイレント期間開始制御メッセージを受信するまでは通常のＴＸ／ＲＸ動作を継続することができる。サイレント期間開始制御メッセージは、サイレント期間の開始時刻と持続時間とを示すことができる。サイレント期間中は、サイレント期間開始制御メッセージによってアドレス指定されたすべてのノードは、進行していたいかなる送信をも中断することができる。さらに、送信が予定されていたメッセージは、そのサイレント期間の終了までそれぞれのＣＲノードによってバッファリングすることができる。
【００８２】
サイレント期間中は、特定のスペクトルセンシングエンティティのためのスペクトルセンシングノードとして関連付けられたノードによってスペクトルセンシングを実行することができる。スペクトルセンシングエンティティは、センシング構成制御メッセージを使用して作成または修正することができる。制御メッセージは、特定周波数に対してスペクトルセンシングを実行するように求められるＣＲノードに送信することができ、また、ＣＲノードに関連付けられたスペクトルセンシングエンティティ識別子をそのＣＲノードに通知することができる。１つのＣＲノードに複数のスペクトルセンシングエンティティを関連付けることができる。その場合、そのＣＲノードは、例えば複数の周波数に対してスペクトルセンシングを実行するノードとして呼び出される。さらに、複数のＣＲノードに同じスペクトルセンシングエンティティ識別子を関連付けることができる。そのことにより、センサの融合を可能とするために、同じＤＳＭが複数のノードからスペクトルセンシングの結果を収集することが可能となる。
【００８３】
ＤＳＭは、装置の初期関連付け中に各装置のスペクトルセンシング機能を認知することができる。任意の時点、例えばノードの関連付けに引き続く時点または２つのＣＲノード間の高帯域幅リンクの開始に引き続く時点で、ＤＳＭはスペクトルセンシングエンティティを作成することができ、そのスペクトルセンシングエンティティに知覚ノード（ｓｅｎｓｏｒｙ ノード）の集合を配属させることができる。スペクトルセンシングエンティティの一意の識別子を含んだ別個のスペクトルセンシング構成メッセージを、スペクトルセンシングエンティティに配属されたノードそれぞれに送信することができる。センシング構成メッセージには、スペクトルセンシングに関する、当該ＣＲノードに特有の構成も含めることができる。サイレント期間開始制御メッセージを送信する際には、そのメッセージに、来たるべきサイレント期間中にアクティベートされるスペクトルセンシング構成エンティティの一意の識別子を含めることができる。サイレント期間開始制御メッセージに含まれるスペクトルセンシングエンティティ識別子に関連付けられたスペクトルセンシングを実行するように求められている、サイレント期間開始制御メッセージを受信中のＣＲノードは、スペクトルセンシングを実行すること、およびサイレント期間の終了時にその結果をＤＳＭに送信することを担当する。
【００８４】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、上記プロシージャの一例と、（非同期サイレント期間のコールフロー）、非同期サイレント期間のトリガに伴う各動作を示す。
【００８５】
本例では、サイレント期間は、干渉、範囲、または周波数の使用状況に基づきＣＲノード１１０２とＣＲノード１１０３の間で局所的にトリガされる。ノード１１０２（ノード Ａ）とノード１１０３（ノード Ｂ）の間の直接リンク、およびノード１１０４（ノード Ｃ）とノード１１０５（ノード Ｄ）の間の直接リンクは既に確立済みであってよい（１１０６）。ＤＳＭ １１０１は、ポジションデータベースまたは周波数の使用状況から、ノード１１０２と１１０３およびノード１１０４と１１０５に対して局所的に限定されたサイレント期間を作成することを決定することができる（１１０７）。センシング構成制御メッセージは、識別子ｉと共にＤＳＭ １１０１からノード１１０２に送信される（１１０８）。センシング構成制御メッセージは、識別子ｊと共にＤＳＭ １１０１からノード１１０４に送信される（１１０９）。サイレント期間トリガ制御メッセージは、ノード１１０３からＤＳＭ １１０１に送信される（１１１０）。ＤＳＭ １１０１は原因と位置を調査し、かつ非同期サイレント期間を開始することを決定することができる（１１１１）。サイレント期間開始制御メッセージは、識別子ｉおよび持続時間ｔと共にＤＳＭ １１０１からノード１１０２に、またノード１１０２からノード１１０３に送信される（１１１２）。ノード１１０２は、識別子１のエンティティに対するスペクトルセンシングのためにのみ構成することができ（１１１３）、周波数範囲１に対してスペクトルセンシングを実行することができ（１１１４）、かつ周波数範囲Ｎに対してスペクトルセンシングを実行することができる（１１１５）。これらはすべてサイレント期間の持続時間ｔの期間中に発生する。ノード１１０２は、測定報告制御メッセージをＤＳＭ １１０１に送信することができる（１１１６）。ＤＳＭ １１０１は、ノード１１０２および１１０３に対して、スペクトルセンシングの結果に基づいて別の周波数上にリンクを再構成するように指示することができる（１１１７）。ＤＳＭ １１０１は、ノード１１０２と１１０３に対して次に予定されたサイレント期間の期間を開始することができる（１１１８）。サイレント期間開始制御メッセージは、ＤＳＭ １１０１からノード１１０２に、またノード１１０２からノード１１０３に送信される（１１１９）。
【００８６】
非同期サイレント期間の発生は、通常の周期的サイレント期間のタイミングを移動する。例えば、スケジューリングされている周期的サイレント期間、すなわち直近で行われるべき周期的サイレント期間の必要性が非同期サイレント期間によって解消される場合、それに応じて、ＤＳＭはその直近のサイレント期間を取り消すかまたは周期的サイレント期間のタイミングを再スケジューリングすることを選択できる。
【００８７】
別の実施形態では、図７のプロトコルスタックにおいてＤＳＭレイヤがＭＡＣサブレイヤの上に置かれる場合、ＤＳＭサイレント期間制御メッセージは８０２．１１管理フレームを使用する。図１２は、８０２．１１管理フレームの形式を示す。フレーム本体１２０１は、フレームのタイプ（サイレント期間開始制御メッセージ、サイレント期間トリガ制御メッセージ、測定報告制御メッセージ、またはセンシング構成制御メッセージ）の識別子１２０２、並びに各メッセージに必要とされる情報を含むことができる。
【００８８】
図１３は、上記のセンシング構成メッセージ管理フレームのそれぞれを示す図である。各メッセージは一意の制御コードフィールドで識別される。図１２に示すように、フレーム本体１３０１はフレームのタイプの識別子１３０２を含むことができる。サイレント期間開始制御メッセージ１３０３は、サイレント期間のビーコン期間数による持続時間１３０４と、サイレント期間中に実行されるべきスペクトルセンシング動作ごとのスペクトルセンシングエンティティＩＤ １３０５のフィールドを含むことができる。このメッセージに含まれて受け取られたＩＤに関連付けられたスペクトルセンシングエンティティのためにスペクトルセンシングを実行するようにノードが事前に構成された場合、そのノードはこのサイレント期間中にスペクトルセンシングを実行することができる。特定のサイレント期間に複数のスペクトルセンシング動作が、例えば様々な周波数範囲にわたって実行されるので、サイレント期間開始制御メッセージ１３０３は複数のスペクトルセンシングエンティティＩＤ １３０５をアクティベートすることができる。サイレント期間トリガ制御メッセージ１３０６は、サイレント期間がトリガされた理由１３０７のフィールドを含むことができる。このフィールドは、当該ＣＲノードによって送信されるべきメッセージの原因となったプロトコルレイヤまたはメカニズムを特定することができる。ＰＨＹ／ＭＡＣ測定値が特定の値を超えた結果、サイレント期間トリガ制御メッセージが送信される例を以下に示す。最後に、測定報告制御メッセージ１３０８とセンシング構成制御メッセージ１３０９の両方は特定のセンシングエンティティ識別子１３１０に関連付けられることができ、この識別子を管理フレームのフィールドとして含むことができる。各スペクトルセンシングエンティティは、感知されるべき１つまたは複数の連続的な周波数範囲または非連続的な周波数範囲と関連付けられる。各周波数範囲に対して実行されるべきスペクトルセンシングのタイプ並びにこのスペクトルセンシングのためのパラメータ１３１２は、センシング構成制御メッセージ１３０９の対応するフィールドを使用して送信することができる。各周波数範囲のスペクトルセンシングの結果のフォーマット１３１１は、測定報告制御メッセージ１３０８の別個のフィールドで指定することができる。
【００８９】
非同期サイレント期間はまた、特定の周波数によるＣＲノードのトラフィック利用状態に基づいてそれらＣＲノードによってもトリガされる。直接リンクに参加しているノードが特定の期間中にスリープモードまたは休眠モードにある場合、または直接リンクが固定の期間中に送信するデータを持たない場合、ＣＲノードは「スリープ」に構成されたトリガ理由（Ｔｒｉｇｇｅｒ Ｒｅａｓｏｎ）と共にサイレント期間トリガ制御メッセージを使用してＤＳＭに通知することができる。ＤＳＭは、各ＣＲノードによって受信されたメッセージを監視することができ、また、スペクトルセンシングを実行する機会があるかどうかを判定することができる。あるノードが、当該直接リンク上で固定の期間中に通常よりもトラフィック量が低下していることを検出した場合、上記と同じプロシージャが使用される。いずれのケースにおいても、結果は、効率を最大限に高める戦略的時刻（ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ｔｉｍｅ）にサイレント測定期間をスケジューリングすることである。これら非同期サイレント期間の存在は、この場合、ＤＳＭが周期的サイレント期間の頻度を低減することを可能とする。
【００９０】
図１４は、ＭＡＣレイヤチャネル品質指標（ＣＱＩ）に基づいて提示されるイベントトリガリングの一例を示す図である。ＭＡＣレイヤＣＱＩは、特定チャネルで観測されたパケット再送信回数、すなわちＭＡＣレイヤエラー数と定義することができる。イベント構成とイベント報告は、イベントに関連付けられた測定を提供するＭＡＣレイヤの支援により、ＤＳＭとＣＲノードのＤＳＭレイヤによってそれぞれ扱われる。ＤＳＭノード１４０１のＤＳＭレイヤは、ＣＲノード１４０２それぞれにイベント構成メッセージ１４０３を送信して、ＣＲノード１４０２と別のＣＲノード１４０２のアクティブなリンク中に当該ＣＲノード１４０２によって監視されるべきイベントを構成することができる。このイベント構成メッセージは、上記のセンシング構成制御メッセージに包含することができる。イベントは、そのイベントに関連付けられた測定のタイプによっては、アクティブにリンク接続していないＣＲノード１４０２によっても監視される。センシング構成制御メッセージは、イベントの監視に関与する各ＣＲノード１４０２に別個の制御チャネルを介して送信される。次いでＣＲノードのＭＡＣレイヤは、上記で定義したチャネルのＣＱＩを監視するように指示される１４０４。イベント構成メッセージを既に受信している可能性のあるアクティブなリンク接続内のすべてのＣＲノードのＭＡＣレイヤはそれぞれのＤＳＭレイヤにチャネル品質測定値１４０５を周期的に送信することができ、それぞれのＤＳＭレイヤはさらにそれぞれの測定値をイベント構成に基づいて処理、すなわちフィルタリングすることができる。
【００９１】
フィルタリングは、頻繁なイベントトリガリングと不要なスペクトルセンシング期間を回避するために実行することができる。これは、イベントがＤＳＭレイヤフィルタリング論理によってトリガされることを目的として、チャネル品質が一定量下回る最低期間であるＴＴＴ（Ｔｉｍｅ−ｔｏ−Ｔｒｉｇｇｅｒ）を導入することによって達成することができる。一度イベントがトリガされると、ＣＲノード１４０２のＤＳＭレイヤは、サイレント期間トリガ制御メッセージによりイベント報告１４０６を送信して、イベントの発生とイベントが発生したＣＲノード１００２とをＤＳＭ １４０１に通知することができる。
【００９２】
図１４は、ＭＡＣ、ＬＬＣ、およびＤＳＭレイヤの一般的なプロトコルスタックのケースにおける、ＤＳＭ関連イベントを構成し、報告するために必要なＤＳＭレイヤ信号通信およびＤＳＭレイヤとＭＡＣレイヤの対話を示している。これと同じメッセージフローは、８０２に基づく管理フレームにＤＳＭレイヤが組み込まれる８０２に基づくシステムに適用可能であり、また、メッセージがＲＲＣレイヤで送信可能なセルラープロトコルスタックにも適用可能である。一般性を失うことなく、２つのＣＲノード間のリンクで測定されたチャネル品質がその長期平均から一定量急激に低下した場合にイベントＡはトリガされ、また、ＭＡＣからＤＳＭエンティティに送信される測定値はチャネル品質指標（ＣＱＩ）測定値であってよい。
【００９３】
ＣＲノードによって現在使用されている認可された帯域に一次利用者が到達するとこの帯域に大量の干渉が生じる可能性があり、また、その干渉はＭＡＣレイヤエラー数または再送信回数の変化に基づいてＣＲノードによって即座に検出することができる。さらに、一次利用者が近隣の帯域を利用し始めると、当該ＣＲノードによって現在使用されている帯域においてＣＱＩの急激な低下という形で一定量の干渉が検出可能となる。いずれのケースでも、使用可能な周波数のデータベースをアップデートするために、また、当該認可された帯域を占有していたＣＲ利用者を別の帯域に再割当てするために、ＤＳＭは一次利用者の存在に関する情報を有することができる。
【００９４】
図１５は、ＭＡＣレイヤから受信したＣＱＩ測定値のＤＳＭによるフィルタリングを示す図である。ＣＲノードは、検出された環境の変化をＤＳＭに通知することができる。各ＣＲノードは、直近の過去における時間枠Ｗに特定リンクに対して測定された平均ＣＱＩ（ＣＱＩＡＶＧ）と、最終時間枠Ｍに基準信号を使用して測定された即時ＣＱＩ（ＣＱＩＩＮＳＴ）とを維持することができる。トリガするための特定期間（ＴＴＴ）に関する何らかの閾値ＤよりもＣＱＩの急激な低下（ＣＱＩＡＶＧ − ＣＱＩＩＮＳＴ）が依然として大きい場合、ＣＲノードはイベントＡを生成することができる。
【００９５】
Ｄ、Ｍ、ＴＴＴ、およびＷの値は、イベントＡ構成（ＲＲＣ）メッセージを使用してＤＳＭによって全体的に命令することができる。リンク確立前とリンク確立中に別個の制御チャネル上でユニキャスト方式により送信することのできるこのメッセージは、上記のパラメータを搬送することができ、また、スペクトルの使用を最適化するためにそれらのパラメータの動的な変更をＤＳＭに可能とすることができる。具体的には、過去の統計結果を使用して容易に監視される以下に示す確率要件に基づいて、ＤＳＭはそれらの値を変更することができる。
【００９６】
第１の確率要件は、ＣＲノードによって現在使用されている帯域に一次利用者が到達した際にイベントＡをトリガする確率であり、これはｘ％より大きい確率である必要がある。第２の確率要件は、ＣＲノードによって使用されている帯域の近隣の帯域に一次利用者が到達した際にイベントＡをトリガする確率であり、これはｙ％より大きい確率である必要がある。第３は、一次利用者の到達が起こらない場合にイベントＡをトリガする誤警報の確率であり、これはｚ％より大きい確率である必要がある。
【００９７】
ｘの値はできる限り１００％の近くに選択される必要があり、一方ｚの値はできる限り０％の近くに選択される。ｙの値は、ＤＳＭによって使用される周期的スペクトルセンシング期間の頻度により異なる。例えば周期的スペクトルセンシング期間の頻度が低い場合は、ＤＳＭ管理エリア下のＣＲノードによって現在使用されている帯域以外の帯域における使用可能なスペクトル機会が非同期サイレント期間を使用するＤＳＭによって追跡できるように、ｙを比較的大きくする必要がある。管理エリア内のＣＲノード数もまた、ｙの値を決定することのできる要因である。
【００９８】
トリガされたイベントＡは、イベント報告によって別個の制御チャネルでＤＳＭに送信される。ＤＳＭは、それ自体の管理エリア内のＣＲノードからイベントＡを一度受信すると、非同期サイレント期間をスケジューリングするためにサイレント期間開始制御メッセージを別個の制御チャネルで送出することができる。
【００９９】
システムの堅牢性を向上させ、サイレント期間の信号通信の待ち時間を低減するには、ＤＳＭとＣＲノード間で送信される通常のデータとは別個の周波数である制御チャネルで制御メッセージを送信することができる。制御チャネルは、ＣＲネットワークによって使用される１つの専用周波数に属する複数の無線チャネルからなる。この周波数はＣＲネットワークのために確保することができるか、または他の一次利用者と共有することができる。後者の場合、複数の可能な周波数を制御チャネルに定義することができ、また、すべての可能な周波数が占有されている場合は、制御チャネル情報が低電力で送信されるアンダーレイアプローチ（ｕｎｄｅｒｌａｙ ａｐｐｒｏａｃｈ）を使用することができる。
【０１００】
一例として、ＤＳＭ機能は複数の周波数チャネル機能と共に８０２．１１ ＡＰに属する。別個の制御チャネルが８０２．１１に基づくＭＡＣ／ＰＨＹを使用し続けることができるが、但しこれはサイレント期間制御メッセージと他のスペクトルセンシング関連情報とに必要な管理フレームとデータだけを送信するためである。サイレント期間制御メッセージを８０２．１１に基づく制御チャネル上で経路指定し、その一方で上位レイヤからのいかなる他のメッセージもデータチャネルを介して経路指定されるように、ＭＡＣサブレイヤの上に導入された上位ＭＡＣレイヤを導入することができる。
【０１０１】
別個の制御チャネルのもう１つの選択肢は、記載された制御メッセージのある場所が代わりにＰＨＹレイヤ制御チャネルで置き換えられる場合である。これは、すべてのＣＲノードを１つの共通タイムベースに同期させることのできる同期チャネルの存在を想定している。ダウンリンクチャネルは、制御情報をＤＳＭからＣＲノードに伝達するために使用される。アップリンク制御チャネルは、スペクトルセンシングの結果とイベントをＣＲノードからＤＳＭに送信するために使用される。
【０１０２】
定常状態の動作では、ＣＲノードが定期的なＴＸ動作とＲＸ動作を実行する場合、サイレント期間は周期的および散発的に発生し、サイレント期間とサイレント期間の間に期間があけられる。サイレント期間の持続時間と発生頻度はＤＳＭによって制御することができ、また、ダウンリンク制御チャネル周期的スペクトルセンシング制御メッセージ（ＰＳＣＭ）の特別フィールドを使用してすべてのＣＲノードに伝達することができる。すべてのＣＲノードに対するダウンリンク制御チャネル上のメッセージのタイミングは同期チャネルを介して確立されるので、すべてのＣＲノードはＰＳＣＭを受信するためにいつダウンリンク制御チャネルを読むべきかを認識する。数量Ｔｐ、Ｔｓ、Ｔｏ、ＴＤ１、およびＴＤ２は、図１６に示すようにＰＳＣＭから読み取ることができる。Ｔｐは、サイレント期間パターンのフレーム内の繰り返し周期である。Ｔｓは、現代のＮフレーム命番方式におけるフレーム０と比べて、サイレント期間パターンの第１のサイレント期間の開始フレームである。Ｔｏは、サイレント期間パターンの第１のサイレント期間と第２のサイレント期間の間のオフセットである。ＴＤ１とＴＤ２は、パターンのサイレント期間１６０１の持続時間である。残り時間１６０２に、ＣＲノードは定期的なＴＸ／ＲＸ動作を実行することができる。
【０１０３】
セルラータイプのシステムでは、（また同様に、ＷｉＦｉに基づくシステムでは）、図１７に示すように、イベント構成とイベント報告は、イベントに関連付けられた測定を提供するＰＨＹレイヤの支援により、ＤＳＭ １７０１とＣＲノード１７０２のＲＲＣレイヤによってそれぞれ扱われる。ＲＲＣ−ＤＳＭ １７０１は、ＲＲＣ−ＣＲ １７０２それぞれにイベント構成メッセージ１７０３を送信して、ＣＲノード１７０２と別のＣＲノード１７０２のアクティブなリンク中に当該ＣＲノード１７０２によって監視されるべきイベントを構成することができる。イベントは、そのイベントに関連付けられた測定のタイプによっては、アクティブにリンク接続していないＣＲノード１７０２によっても監視できる。イベント構成制御メッセージは、イベントの監視に関与する各ＣＲノード１７０２にダウンリンク制御チャネルを介して送信される。次いでＣＲノード１７０２のＰＨＹレイヤは、ＣＲノード１７０２のＲＲＣとＰＨＹの間で、構成されたイベントに関するＰＨＹレイヤ数量を監視するように１７０４測定メッセージを使用して指示を受けることになる。イベント構成メッセージは、リンクに関連付けられたチャネル品質の監視を要求する。イベント構成メッセージを既に受信している可能性のあるアクティブなリンク接続内のすべてのＣＲノード１７０２のＰＨＹレイヤはそれぞれのＲＲＣ−ＣＲにチャネル品質測定値１７０５を周期的に送信することができ、それぞれのＲＲＣ−ＣＲはさらにそれぞれの測定値をイベント構成に基づいて処理、すなわちフィルタリングすることができる。フィルタリングは、頻繁なイベントトリガリングと不要なスペクトルセンシング期間を回避するために実行される。これは、イベントがＲＲＣフィルタリング論理によってトリガされることを目的として、チャネル品質が一定量下回る最低期間であるＴＴＴ（Ｔｉｍｅ−ｔｏ−Ｔｒｉｇｇｅｒ）を導入することによって達成することができる。一度イベントがトリガされると、ＲＲＣ−ＣＲ １７０２はＲＲＣ−ＤＳＭ １７０１にイベント報告１７０６を送信して、イベントの発生とイベントが発生したＣＲノード１７０２とをＤＳＭ １７０１に通知する。これは、このケースにおける測定値をＰＨＹレイヤのＣＱＩ測定値として図１７に示されている。
【０１０４】
図１７は、ＰＨＹレイヤの測定がチャネル品質に関してなされるケースにおける、ＤＳＭ関連イベントを構成し、報告するために必要なＲＲＣ信号通信およびＲＲＣレイヤとＰＨＹレイヤの対話を示している。一般性を失うことなく、２つのＣＲノード間のリンクで測定されたチャネル品質がその長期平均から一定量急激に低下した場合にイベントＡはトリガされ、また、ＰＨＹからＲＲＣエンティティに送信される測定値はＰＨＹレイヤのチャネル品質指標（ＣＱＩ）測定値であってよい。
【０１０５】
通信状態にある２つのＣＲノード間の直接リンク、すなわち直接チャネルはＣＱＩ測定を目的としているので、送信側の各ＣＲノードは、周知の固定電力基準信号をデータチャネルに埋め込むことができる。受信側ＣＲノードは、それらの周知の基準信号を使用して、送信側ＣＲノードによって使用されるデータリンクのＣＱＩを特定することができる。これと同じ基準信号の集合が、別のノードとのアクティブなリンクを有するすべてのＣＲノードによって送信される。したがって、ＣＲノードによってアクティブに使用されるすべての認可された帯域のチャネル品質に関する情報が、ＣＲノードネットワーク全体に与えられることになる。ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）など、他のＰＨＹに対して別の基準信号を可能としてよい。
【０１０６】
図１８では、トリガされたイベントＡは、イベント報告によってアップリンク制御チャネルでＤＳＭ １８０１に送信される（１８０３）。ＤＳＭ １８０１は、それ自体の管理エリア内のＣＲノード１８０２からイベントＡを一度受信すると、メッセージ自体の中に指定されている特定時刻に特定の持続時間で非同期サイレント期間をスケジューリングするためにサイレント期間メッセージをダウンリンク制御チャネルで送出することができる（１８０４）。サイレント期間の開始は、次に示す遅延ｔ１、ｔ２、ｔ３のいずれかの後で起こる。ＤＳＭの管理エリア内にある最も遠いノードへの伝達遅延（ｔ１）は、ダウンリンク制御チャネルとアップリンク制御チャネル上でのメッセージ伝達により特定することができる。ＣＲノードが静寂になるために必要な遅延（ｔ２）は、ＰＨＹバッファをクリアするために必要な遅延を含むことができる。データ送信のためのクワイエッティング期間（ｔ３）は、サイレント期間メッセージを受信する直前にＣＲノードによって送信することができる。
【０１０７】
サイレント時間の開始は、サイレント期間メッセージの送信後少なくともｔ１ ＋ ｔ２ ＋ ｔ３の時刻にスケジューリングされる（１８０５）。この情報に加え、サイレント期間メッセージは、ＣＲノード１８０２がそれぞれのスペクトルセンシングの結果の送信後に取る挙動を示すフィールドも含むことができる。ＣＲノード１８０２は、要求されるサイレント時間にわたってスペクトルセンシングを実行することができる（１８０７）。ＣＲノード１８０２は、スペクトルセンシングの結果をアップリンク制御チャネルを介してＤＳＭ １８０１に送信することができる（１８０８）。ＤＳＭ １８０１は、スペクトルセンシングの結果の信頼性を評価することができる（１８０９）。ＤＳＭ １８０１は、ＰＨＹ再構成メッセージまたはサイレント期間メッセージをダウンリンク制御チャネルで送信することができる（１８１０）。２つの可能な挙動が予想される（１８１１）。第１に、ＣＲノード１８０２は、ＤＳＭ １８０１に送信された結果をさらに洗練するためにスペクトルセンシングを継続することが求められる。この場合、サイレント期間は、ＤＳＭ １８０１によって次のメッセージが受信されるまで暗黙裡に延長される。第２に、ＣＲノード１８０２は、ＤＳＭ １８０１が別のサイレント期間を命じるまで、またはＤＳＭ １８０１がスペクトルセンシングの結果に基づいていずれかのＣＲノード１８０２を別の周波数に再構成するまで、予め中断したＴＸ／ＲＸ動作を継続することが求められる。
【０１０８】
検討中のシステムは、複数の中央制御装置を有する中央集中型ネットワーク内の広範囲に分配されたＣＲノードの集合であってよい。すべてのＣＲノードを１つの中央制御装置に関連付けることができる。このようなネットワークでは、すべてのノードが任意のスロット付きアロハ方式に類似の中央制御装置とスロット同期（ｓｌｏｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ）されることを保証する専用同期チャネルを想定することが妥当である。すべてのノードはスロット同期されるが、必ずしもフレーム同期される必要はなくてよいことが想定される。さらに、アクティブに相互通信するアクティブペアと呼ばれる任意のノード対は、必ずしもフレーム同期される必要はなくてよいことも想定される。
【０１０９】
また、すべてのアクティブペアは同期したクワイエット期間を有する。すなわち、アクティブペアの両方のノードは、１つのフレーム内の全く同じ１つまたは複数のスロットを使用して静寂を維持し、スペクトルを感知することができる。但し、そのようなアクティブペアがＮ個ある場合には、すべてのペアの１つまたは複数のクワイエット期間はフレーム同期していないので時間的に重なる。各フレーム内のランダムなクワイエット期間を使用して、すべてのアクティブペアのノードを同時に静寂のまま維持する必要性に対処することができる。ＤＳＭは、システム内のすべてのアクティブペアのクワイエット期間スケジュールの情報を有することができる。したがって、同期したクワイエット期間は、ネットワーク全体にわたって確率Ｐｑｕｉｅｔで確立することができる。
【０１１０】
この動作方法では、Ｍを各フレームのスロット数とし、Ｋを、スペクトルを感知するためにＫ個のスロットを使用することのできる場合のフレームあたりのクワイエットスロット数とする。Ｍ個のスロット中のＫ個のスロットを、
【０１１１】
【数１】
【０１１２】
個の方法のうちの１つの方法によって各フレームでランダムに選択できるものとする。しかし、すべてのアクティブペアのノードは同じＫ個のクワイエットスロットを選択して同期方式ですべてのフレームの別のパターンにホッピングすることができる。Ｋ個のクワイエットスロットは、任意の２つの異なるアクティブペアの間で異なる。
【０１１３】
ここで、１つのフレーム内の少なくとも１つのスロット内で同時に静寂となるすべてのアクティブノードに対して有限確率Ｐｑｕｉｅｔがある。これはどのフレームでもランダムに発生する。例えば、Ｐｑｕｉｅｔ＝０．３の場合、平均で１０個のフレームのうち３個のフレームの少なくとも１つのスロットについては、すべてのアクティブノードが同時に静寂のまま維持されることになる。したがって、任意の時点における所与のＮ個のアクティブペアについては、その時点の事前定義されたＰｑｕｉｅｔ＞ｘ％でノードが静寂に維持されるようにパラメータＭとパラメータＫが選択される。
【０１１４】
図１９および２０を参照すると、ネットワーク内のすべてのノードは、縦方向に引かれた点線で示されるスロットの境界線を共通して認知する。両矢印は、フレームの持続時間とフレーム番号とを示す。矩形波の山はクワイエット期間を示し、矩形波の谷は送信／受信活動を示す。本例では、Ｋ＝１、Ｍ＝６、およびＮ＝３である。図１９では、すべてのアクティブペアのノードは、各フレームの同じスロット番号で周期的に静寂に維持される。すなわち、アクティブペアＡは各フレームの第３のスロットで静寂に維持される一方で、アクティブペアＢは各フレームの第２のスロットで静寂に維持される。アクティブペアは相互に同期したフレームではありえないので、すべてのアクティブペアのクワイエット期間は同時に重なりえない。
【０１１５】
図２０に示す例では、各アクティブペアはクワイエットタイムスロットをすべてのフレームの別の位置にランダムに変更することができる。すなわち、アクティブペアＡは、フレーム＃Ｎのスロット＃３と、フレーム＃Ｎ＋１のスロット＃２と、フレーム＃Ｎのスロット＃１にクワイエットスロットを持つことができる。アクティブペアＢは、フレーム＃Ｎのスロット＃２と、フレーム＃Ｎ＋１のスロット＃４と、フレーム＃Ｎのスロット＃２でクワイエットスロットを持つことができる。アクティブペアＣは、フレーム＃Ｎのスロット＃５と、フレーム＃Ｎ＋１のスロット＃１と、フレーム＃Ｎのスロット＃３でクワイエットスロットを持つことができる。クワイエット期間は１つのフレームから別のフレームにランダムにジャンプするので、すべてのアクティブノードが同じスロットで静寂になる有限確率がある。
【０１１６】
本例はランダムなクワイエットインターバル期間中はＫ＝１を使用するが、各フレームで１つのクワイエットスロットを使用することができる。１つのフレーム内のクワイエットスロット数が増すと、１回の時間枠ですべてのノードを同時に静寂にする確率が高まる。しかしＫを高めることで通信時間が低減される。したがって、パラメータを適切に選択して、スペクトルセンシングの持続時間と通信時間との間の最適なトレードオフを確保することができる。
【０１１７】
実施形態
１．ネットワークの周期的サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法において、
所定期間中に帯域幅の使用を監視するステップを含むことを特徴とする方法。
【０１１８】
２．周期的サイレント期間の長さと頻度とを構成するステップと、
構成された頻度で周期的サイレント期間をスケジューリングするステップであって、周期的サイレント期間は、ネットワークのコグニティブ無線（ＣＲ）ノードに対する最大サービス品質を維持するステップとをさらに含むことを特徴とする実施形態１記載の方法。
【０１１９】
３．ＤＳＭはアクセスポイント（ＡＰ）に存在することを特徴とする実施形態１又は２に記載の方法。
【０１２０】
４．ＤＳＭはホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）に存在することを特徴とする実施形態１又は２に記載の方法。
【０１２１】
５．ネットワークの非同期サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法において、
ネットワークの一次利用者を検出するステップを含むことを特徴とする方法。
【０１２２】
６．ネットワークの１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードにサイレント期間開始制御メッセージを送信するステップであって、メッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップをさらに具えたことを特徴とする実施形態５に記載の方法。
【０１２３】
７．ネットワークにおいて、１つまたは複数のＣＲノードからスペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを受信するステップと、
１つまたは複数のＣＲノードにメッセージを送信するステップであって、メッセージは、スペクトルセンシング結果に基づいて１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップと
をさらに具えたことを特徴とする実施形態６記載の方法。
【０１２４】
８．ＤＳＭはアクセスポイント（ＡＰ）に存在することを特徴とする実施形態５ないし７のいずれかに記載の方法。
【０１２５】
９．ＤＳＭはホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）に存在することを特徴とする実施形態５ないし７のいずれかに記載の方法。
【０１２６】
１０．ネットワークの一次利用者を検出するステップは、チャネル品質指標（ＣＱＩ）測定値に基づくことを特徴とする実施形態８又は９記載の方法。
【０１２７】
１１．ＣＱＩ測定値は、２つのＣＲノード間のリンクの測定されたチャネル品質であることを特徴とする実施形態１０記載の方法。
【０１２８】
１２．非同期サイレント期間を調整するために１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードで使用する方法において、
サイレント期間トリガ制御メッセージを送信するステップを含むことを特徴とする方法。
【０１２９】
１３．サイレント期間開始制御メッセージを受信するステップであって、このメッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１２記載の方法。
【０１３０】
１４．スペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを送信するステップと、
ＤＳＭからメッセージを受信するステップであって、メッセージは、スペクトルセンシング結果に基づいて１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップとを含むことを特徴とする実施形態１３記載の方法。
【０１３１】
１５．サイレント期間トリガ制御メッセージを送信するステップは、ＣＲノードによって検出された環境の変化に基づくことを特徴とする実施形態１２ないし１４のいずれかに記載の方法。
【０１３２】
１６．環境の変化は、アクティブリンクに関連付けられたキーパラメータの局所的変化からＣＲノードによって検出されることを特徴とする実施形態１５記載の方法。
【０１３３】
１７．キーパラメータは、チャネル品質と、リンクスループットと、再送信回数とを含むことを特徴とする実施形態１６記載の方法。
【０１３４】
１８．スペクトルセンシングは、スペクトルセンシングの結果が一次利用者の検出に至らないという条件においてある期間延長されることを特徴とする実施形態１３ないし１７のいずれかに記載の方法。
【０１３５】
１９．コグニティブ無線（ＣＲ）ノードネットワークにおける基本クワイエットインターバルスケジューリングのために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法において、
ＣＲノードネットワークの１つまたは複数のＤＳＭにクワイエットインターバル要求を送信するステップを含むことを特徴とする方法。
【０１３６】
２０．ＣＲノードネットワークの１つまたは複数のＤＳＭからクワイエットインターバル応答を受信するステップであって、クワイエットインターバル要求は、１つまたは複数のＤＳＭのうちのいくつかのＤＳＭによって受諾されるステップと、
ＣＲノードネットワークの１つまたは複数のＤＳＭにクワイエットインターバル要求を送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態１９記載の方法。
【０１３７】
特徴および要素は特定の実施形態で示したが、当業者には、各特徴または各要素は、単独で使用されるか、または他の特徴または要素との任意の組み合わせで使用されることが理解されよう。さらに、本明細書に記載の方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウエアの形式で実施することができる。コンピュータ可読媒体の例は、（有線接続または無線接続を介して送信される）電子信号とコンピュータ可読記憶媒体とを含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、限定はしないが、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、磁気媒体（内蔵ハードディスクおよび取り外し可能ディスクなど）、光磁気ディスク媒体、および光媒体（ＣＤ−ＲＯＭなど）、およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含むことができる。ソフトウェアに関連付けられたプロセッサは、ＷＴＲＵ、ＵＥ端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータのための無線周波数を実施するために使用することができる。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、参照により本明細書にその内容が組み込まれた、２００９年１１月１６日出願の米国特許仮出願第６１／２６１，６８８号明細書、２００９年１２月９日出願の米国特許仮出願第６１／２６７，９１４号明細書、２０１０年９月２４日出願の米国特許仮出願第６１／３８６，２２４号明細書の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
新興のネットワーク技術にますます高い帯域効率が求められていることと、現在認可されている帯域幅の使用状況が非効率的であるという事実により、コグニティブ無線（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏｓ：ＣＲ）の技術が開発されてきた。ＣＲ対応装置は、スペクトルセンシング動作を実行して特定の瞬間に使用可能なスペクトルを探し出し、その使用可能なスペクトルがその一次利用者によって占有されていない可能性のある時点でその使用可能なスペクトルを使用することにより、ＣＲ対応装置以外の装置に対して認可された帯域で通信することができる。ＣＲネットワークが現行で認可されている技術と確実に共存できるようにするために、ＣＲ装置は、ある帯域への一次利用者の到達を感知し、かつ、その一次利用者に対する干渉を起こさずに別の使用可能な帯域に移動するために高度な敏捷性（一次利用者の存在を迅速に検出し、一次利用者の到達に反応する機能）を必要とする。
【０００３】
深刻なフェージング環境にあるＣＲノードに対するスペクトルセンシングアルゴリズムの感度要件を低減するために協調スペクトルセンシングが使用される。従来から最も多く適用されている協調スペクトルセンシングの形態では、ＣＲノードの集合が同時にスペクトルセンシングを実行し、個々の結果を中央ノードに送信してそのスペクトルの使用可能性を判定することができる。そのためには、利用者間でスペクトルセンシングを調整し交換する方法が必要となる。
【０００４】
スペクトルセンシングアルゴリズムの最も簡易な形態は、エネルギー検出のカテゴリーであろう。このカテゴリーのアルゴリズムは、対象となる特定の帯域で検出されたエネルギーを測定することにより一次利用者の有無を検出する。このような簡易性により、この形態のスペクトルセンシングは、ＣＲの適用例にとって非常に魅力的なものになっている。例えば、地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）に関するＩＥＥＥ８０２．２２規格は、採択されたスペクトルセンシング技術の１つであるテレビスペクトルのホワイトスペースを使用したエネルギー検出を行う。ＣＲ装置のためにエネルギー検出を使用することの主な課題は、スペクトルセンシングを実行する際に一次利用者の伝送と別のＣＲ装置の伝送とを区別することである。さらに、コスト面での理由から、ＣＲ装置は受信機を１つしか含むことができず、また、通常の送信（ＴＸ）受信（ＲＸ）動作と同時にスペクトルセンシングを実行可能とするようにはなされえない。その結果生じる、多数のＣＲ装置が１つのアドホックネットワークまたはＣＲネットワークを構成し、共存することのできるシナリオでは、近隣で他のＣＲノードが送信を行っていない時点で確実にスペクトルセンシングが実行されるように、それらのノードの個々に対してそれぞれのスペクトルセンシング期間が同時に調整される必要がある。このことから、スペクトルセンシングのいわゆるサイレント期間が生じる。
【０００５】
許容するチャネルセットに対して測定を実行する必要性から、無線アクセスポイント（ＡＰ）に対してネットワークのサイレント測定期間（ｓｉｌｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄ）の使用が試された。この試行は、他の一次利用者が異なる無線技術を使用している環境下でスペクトルセンシングの実行を試みるＣＲネットワークの必要性には対応しない。例えば、ＡＰによって要求されるサイレント測定期間（ＳＭＰ）は通信媒体が使用可能となる時点でのみ開始されるが、このことはＣＲ装置の敏捷性の要件には対応しえない。ＣＲ装置は、一次利用者に対する干渉を全く引き起こさないように、限られた遅延内で未使用帯域にスイッチすることにより、その一次利用者の到達に反応することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．２２ドラフト規格は２秒の退避時間を要求する。これは、二次利用者が現在使用している帯域に、その帯域の使用が許可された一次利用者が到達した後で二次利用者がその帯域を去るために要求される時間である。通常、周期的スペクトルセンシング期間とは、要求される退避時間を達成できるように、少なくとも２秒ごとにスペクトルセンシングを実行することをＣＲノードに要求するものであると考えられている。一般に、周期的スペクトルセンシングは、スペクトルセンシングの時間中に、コンテキストスイッチング、バッファの維持、およびリアルタイムトラフィックによりＣＲノードでのオーバーヘッドを高めてしまう危険性がある。その結果、効率性の観点からすると、短いスペクトルセンシング期間は非常に望ましくないものである。したがって、ＣＲネットワークにおいてスペクトルセンシングのためのサイレント期間を調整する方法が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ネットワークの非同期サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法であって、ネットワークの一次利用者を検出するステップと、ネットワークの１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードにサイレント期間開始制御メッセージを送信するステップであって、そのメッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップと、ネットワークにおいて、１つまたは複数のＣＲノードからスペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを受信するステップと、１つまたは複数のＣＲノードにメッセージを送信するステップであって、そのメッセージは、スペクトルセンシング結果に基づいて１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップとを具えたことを特徴とする方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＣＲネットワークにおいてスペクトルセンシングのためのサイレント期間を調整する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一例として記載された以下の説明を添付の図面と併せ読むことにより、さらに詳細な理解が得られよう。
【００１０】
【図１Ａ】１つまたは複数の開示された実施形態が実装される通信システム例のシステム図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す通信システム内で使用される無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）例のシステム図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示す通信システム内で使用される無線アクセスネットワーク例およびコアネットワーク例のシステム図である。
【図２】小さな特定諸地域に分割されたＣＲノードネットワークの一例を示す図である。
【図３】基本クワイエットインターバルスケジューリングプロトコルの一例を示す図である。
【図４】各ノード内の調整されたスペクトルセンシングの状態遷移図である。
【図５】クワイエットインターバルのスケジューラとして動作するＳＳＮを伴う高度化されたプロトコルの一例を示す図である。
【図６】サイレント期間調整のシナリオ例を示す図である。
【図７】８０２．１１に基づくプロトコルスタックにおけるＤＳＭレイヤの一例を示す図である。
【図８】携帯電話に基づくプロトコルスタックにおけるＤＳＭレイヤの一例を示す図である。
【図９】ケース１の場合の特定地域限定マルチキャストサイレント期間開始メッセージの一例を示す図である。
【図１０】ケース２の場合の特定地域限定マルチキャストサイレント期間開始メッセージの一例を示す図である。
【図１１Ａ】非同期サイレント期間のコールフローの一例を示す図である。
【図１１Ｂ】非同期サイレント期間のコールフローの一例を示す図である。
【図１２】サイレント期間制御メッセージのＭＡＣ管理フレームの一例を示す図である。
【図１３】各サイレント期間制御メッセージのフィールドの一例を示す図である。
【図１４】ＤＳＭレイヤにおけるイベントの構成およびイベントの報告の一例を示す図である。
【図１５】ＣＲノードがＣＱＩ測定値から非同期スペクトルセンシングイベントをトリガする一例を示す図である。
【図１６】認可された帯域でのＣＲノードの動作の一例を周期的スペクトルセンシングの時間と共に示す図である。
【図１７】ＰＨＹレイヤのＣＱＩ測定値のための、ＤＳＭとＣＲの間のＲＲＣにおけるイベントの構成およびイベントの報告の一例を示す図である。
【図１８】非同期サイレント期間調整のＲＲＣメッセージングプロトコル例を示す図である。
【図１９】固定クワイエットインターバルの一例を示す図である。
【図２０】ランダムなクワイエットインターバルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａは、１つまたは複数の開示された実施形態が実装される通信システム例１００の図である。通信システム１００は、音声、データ、動画、メッセージ、ブロードキャストなどの情報内容を複数の無線利用者に提供する複数のアクセスシステムであってよい。通信システム１００は、無線帯域幅を含めたシステムリソースの共有によって、上記のような情報内容へのアクセスを複数の無線利用者に可能とする。例えば、通信システム１００は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）などといった１つまたは複数のチャネルアクセス法を利用することができる。
【００１２】
図１Ａに示すように、通信システム１００は、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、およびその他のネットワーク１１２を含むことができるが、但し、開示された実施形態は、任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワークエレメントを想定することが理解されよう。ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのそれぞれは、無線環境で動作し、かつ／または通信するように構成された任意のタイプの装置であってよい。一例として、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、無線信号を送信し、かつ／または受信するように構成することができ、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、固定加入者装置または移動加入者装置、ポケットベル、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、ノートパソコン、パーソナルコンピュータ、無線センサ、大衆消費電気製品などを含む。
【００１３】
通信システム１００は、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂも含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／またはネットワーク１１２などの１つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの少なくとも１つと無線で接続するように構成された任意のタイプの装置であってよい。一例として、基地局１１４ａ、１１４ｂは、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、ｅノード Ｂ、ホームノードＢ、ホームｅノード Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルーターなどであってよい。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ単一エレメントとして示されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続した基地局および／またはネットワークエレメントを含むことが理解されよう。
【００１４】
他の基地局１１４ａはＲＡＮ １０４の一部であってよく、ＲＡＮ １０４はまた、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）、中継ノードなどといった他の基地局および／またはネットワークエレメント（図示せず）も含むことができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と称される特定の地理的領域内で無線信号を送信し、かつ／または受信するように構成することができる。セルは、さらにセルセクタに分割することができる。例えば、基地局１１４ａに関連付けられたセルは３つのセクタに分割することができる。したがって、一実施形態では、基地局１１４ａは、セルの各セクタに１つずつの、すなわち３つのトランシーバを含むことができる。別の一実施形態では、基地局１１４ａは多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を利用することができ、したがって、セルの各セクタに複数のトランシーバを使用することができる。
【００１５】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数と通信することができ、エアインタフェース１１６は任意の適切な無線通信リンク（例えば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）であってよい。エアインタフェース１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立される。
【００１６】
より具体的には、上記のように、通信システム１００は多元接続システムであってよく、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどといった１つまたは複数のチャネルアクセススキームを利用することができる。例えば、ＲＡＮ １０４の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を使用してエアインタフェース１１６を確立することのできるユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線接続方式（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含む。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含む。
【００１７】
別の一実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／またはＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインタフェース１１６を確立することのできる発展型ＵＭＴＳ地上無線接続方式（Ｅ−ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができる。
【００１８】
他の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、マイクロ波アクセスのための世界規模相互運用性（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ ＩＸ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ−ＤＯ、暫定規格２０００（ＩＳ−２０００）、暫定規格９５（ＩＳ−９５）、暫定規格８５６（ＩＳ−８５６）、汎ヨーロッパデジタル移動通信システム（ＧＳＭ）、ＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実施することができる。
【００１９】
図１Ａの基地局１１４ｂは、例えば無線ルーター、ホームノードＢ、ホームｅノード Ｂ、またはアクセスポイントであってよく、また、職場、家庭、車両、学校構内といった場所のような特定エリア内において無線接続を容易にする任意の適切なＲＡＴを利用することができる。一実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ ８０２．１１などの無線技術を実施して無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立することができる。別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実施して無線個人用ネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立することができる。さらに別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、携帯電話に基づくＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を使用してピコセルまたはフェムトセルを確立することができる。図１Ａに示すように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接接続を有することができる。したがって、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６を介してインターネット１１０にアクセスする必要はない。
【００２０】
ＲＡＮ １０４は、コアネットワーク１０６と通信状態にあってよい。コアネットワーク１０６は、音声サービス、データサービス、アプリケーションサービス、および／またはインターネットプロトコル上での音声通信（ＶｏＩＰ）サービスをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークであってよい。例えば、コアネットワーク１０６は、呼制御、請求サービス、携帯位置情報サービス、プリペイド通話、インターネット接続、ビデオ配信などを提供することができ、かつ／またはユーザ認証などの高水準セキュリティ機能を実行することができる。図１Ａには示していないが、ＲＡＮ １０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ １０４と同じＲＡＴかまたは異なるＲＡＴを利用する他の複数のＲＡＮと直接的な通信状態または間接的な通信状態にあってよいことが理解されよう。例えば、コアネットワーク１０６は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用中であるＲＡＮ １０４に接続していることに加え、ＧＳＭ無線技術を利用している別のＲＡＮ（図示せず）とも通信状態にあってよい。
【００２１】
コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがＰＳＴＮ １０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのゲートウェイの役割を果たすこともできる。ＰＳＴＮ １０８は、普通の電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回線交換電話網を含むことができる。インターネット１１０は、相互接続されたコンピュータネットワークの広域システムと、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートに含まれる伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）などの共通の通信プロトコルを使用する装置群とを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有され、かつ／または運営される有線通信ネットワークまたは無線通信ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ １０４と同じＲＡＴかまたは異なるＲＡＴを利用することのできる１つまたは複数のＲＡＮに接続された別のコアネットワークを含むことができる。
【００２２】
通信システム１００内のＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの一部またはすべては、マルチモード機能を含むことができる。すなわち、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、様々な無線リンクを介して様々な無線ネットワークと通信するために複数のトランシーバを含むことができる。例えば、図１Ａに示すＷＴＲＵ １０２ａは、携帯電話に基づく無線技術を利用することのできる基地局１１４ａと通信し、かつＩＥＥＥ８０２無線技術を利用することのできる基地局１１４ｂと通信するように構成することができる。
【００２３】
図１Ｂは、ＷＴＲＵ １０２例のシステム図である。図１Ｂに示すように、ＷＴＲＵ １０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信エレメント１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、取り外し不可能なメモリ１０６、取り外し可能なメモリ１３２、電源１３４、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ １０２は、一実施形態と変わらない状態を保ちながらも、上記のエレメントの任意のサブコンビネーションを含むことが理解されよう。
【００２４】
プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連付けられた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、利用者書き込み可能ゲート配列（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などであってよい。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電源制御、入出力処理、および／または無線環境におけるＷＴＲＵ １０２の動作を可能にするいかなる他の機能をも実行することができる。プロセッサ１１８はトランシーバ１２０に結合することができ、トランシーバ１２０は送信／受信エレメント１２２に結合することができる。図１Ｂはプロセッサ１１８とトランシーバ１２０を別個の構成要素として示しているが、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０は１つの電子パッケージまたは１つの電子チップに統合されることが理解されよう。
【００２５】
送信／受信エレメント１２２は、エアインタフェース１１６を介して基地局（例えば、基地局１１４ａ）に信号を送信し、または基地局（例えば、基地局１１４ａ）から信号を受信するように構成することができる。例えば、一実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、ＲＦ信号を送信し、かつ／または受信するように構成されたアンテナであってよい。別の一実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、例えばＩＲ信号、ＵＶ信号、または可視光信号を送信し、かつ／または受信するように構成されたエミッタ／検出器であってよい。さらに別の一実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、ＲＦ信号と光信号の両方を送信し、かつ／または受信するように構成されてもよい。送信／受信エレメント１２２は、任意の組み合わせの無線信号を送信し、かつ／または受信するように構成されることが理解されよう。
【００２６】
さらに、図１Ｂでは送信／受信エレメント１２２を単一エレメントとして示しているが、ＷＴＲＵ １０２は任意の数の送信／受信エレメント１２２を含むことができる。より具体的には、ＷＴＲＵ １０２はＭＩＭＯ技術を使用することができる。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ １０２は、エアインタフェース１１６を介して無線信号を送受信するために２つ以上の送信／受信エレメント１２２（例えば、マルチアンテナ）を含むことができる。
【００２７】
トランシーバ１２０は、送信／受信エレメント１２２によって送信されるべき信号を変調するように構成することができ、また、送信／受信エレメント１２２によって受信された信号を復調するように構成することができる。上記のように、ＷＴＲＵ １０２はマルチモード機能を有することができる。したがって、トランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ １０２が例えばＵＴＲＡやＩＥＥＥ８０２．１１などの複数のＲＡＴを介して通信できるように、複数のトランシーバを含む。
【００２８】
ＷＴＲＵ １０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のディスプレイ装置または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のディスプレイ装置）に結合することができ、利用者が入力したデータをそれらから受信することができる。プロセッサ１１８は、利用者データをスピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８に出力することもできる。さらに、プロセッサ１１８は、取り外し不可能なメモリ１０６および／または取り外し可能なメモリ１３２などの任意のタイプの適切なメモリの情報にアクセスすることができ、また、そのメモリにデータを格納することができる。取り外し不可能なメモリ１０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプの記憶装置を含む。取り外し可能なメモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含む。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、物理的にはＷＴＲＵ １０２に設置されていないメモリ、例えばサーバや家庭用コンピュータ（図示せず）に設置されたメモリの情報にアクセスすることができ、また、そのメモリにデータを格納することができる。
【００２９】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、また、ＷＴＲＵ １０２の他の構成要素に電力を分配しかつ／または制御するように構成することができる。電源１３４は、ＷＴＲＵ １０２に電力供給するための任意の適切な装置であってよい。例えば、電源１３４は、１つまたは複数の乾電池（例えば、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）など）、太陽電池、燃料電池などを含む。
【００３０】
プロセッサ１１８は、ＧＰＳチップセット１３６にも結合することができ、ＧＰＳチップセット１３６は、ＷＴＲＵ １０２の現在位置に関する位置情報（例えば、経度および緯度）を提供するように構成することができる。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、あるいはその情報の代わりに、ＷＴＲＵ １０２は、基地局（例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインタフェース１１６を介して位置情報を受信することができ、かつ／または２つ以上の近隣基地局から受信中の信号のタイミングに基づいてそれ自体の位置を特定することができる。ＷＴＲＵ １０２は、一実施形態と変わらない状態を保ちながらも、任意の適切な位置特定方法により位置情報を取得できることが理解されよう。
【００３１】
プロセッサ１１８は、さらに他の周辺装置１３８にも結合することができる。他の周辺装置１３８は、付加的な特徴、機能および／または有線接続または無線接続を提供する１つまたは複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアを含む。例えば、周辺装置１３８は、加速度計、イーコンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真撮影用またはビデオ撮影用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビジョントランシーバ、ハンズフリーヘッドセット、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオ装置、デジタル音楽プレーヤー、メディアプレーヤー、ビデオゲームプレーヤーモジュール、インターネットブラウザなどを含む。
【００３２】
図１Ｃは、一実施形態によるＲＡＮ １０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。上記のように、ＲＡＮ １０４は、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためにＥ−ＵＴＲＡ無線技術を使用することができる。ＲＡＮ １０４は、コアネットワーク１０６とも通信状態にあってよい。
【００３３】
ＲＡＮ １０４はｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ １０４は、一実施形態と変わらない状態を保ちながらも、任意の数のｅノード Ｂを含むことができることが理解されよう。ｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃはそれぞれに、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するために１つまたは複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態では、ｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃはＭＩＭＯ技術を実施することができる。したがって、ｅノード Ｂ １４０ａは、例えば、複数のアンテナを使用してＷＴＲＵ １０２ａに無線信号を送信し、かつＷＴＲＵ １０２ａから無線信号を受信することができる。
【００３４】
ｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれは特定のセル（図示せず）に関連付けることができ、また、無線リソースマネジメントデシジョン、ハンドオーバーデシジョン、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおける利用者のスケジューリングなどを処理するように構成することができる。図１Ｃに示すように、ｅノード Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｘ２インタフェースを介して相互に通信することができる。
【００３５】
図１Ｃに示すコアネットワーク１０６は、モビリティ管理ゲートウェイ（ＭＭＥ） １４２、サービングゲートウェイ１４４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１４６を含むことができる。上記のエレメントはそれぞれコアネットワーク１０６の一部として示されているが、それらのエレメントはどれも、コアネットワークの運営者以外のエンティティによって所有され、かつ／または運営されることが理解されよう。
【００３６】
ＭＭＥ １４２は、Ｓｉインタフェースを介してＲＡＮ １０４のｅノード Ｂ １４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃのそれぞれと接続することができ、また、制御ノードの役割を果たすことができる。例えば、ＭＭＥ １４２は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの初期接続中にＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの利用者の認証、ベアラのアクティベーション／デアクティベーション、特定のサービングゲートウェイの選択などを担当することができる。ＭＭＥ １４２は、ＲＡＮ １０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）とを切り替えるために制御プレーン機能を提供することができる。
【００３７】
サービングゲートウェイ１４４は、Ｓｉインタフェースを介してＲＡＮ １０４のｅノード Ｂ １４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃのそれぞれと接続することができる。サービングゲートウェイ１４４は、一般に、利用者データをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに経路指定し、かつ転送することができ、また、利用者データをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃから経路指定し、かつ転送することができる。サービングゲートウェイ１４４はまた、ｅノード Ｂ間のハンドオーバー中の利用者プレーンのアンカリング、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対してダウンリンクデータが利用可能となった際のページングのトリガ、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストの管理および格納などを実行することもできる。
【００３８】
サービングゲートウェイ１４４はまたＰＤＮゲートウェイ１４６にも接続することができる。ＰＤＮゲートウェイ１４６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応装置との間の通信を容易にするために、インターネット１１０などのパケット交換網へのアクセスをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。
【００３９】
コアネットワーク１０６は他のネットワークとの通信を容易にすることができる。例えば、コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の有線通信装置（ｌａｎｄ−ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｄｅｖｉｃｅｓ）との通信を容易にするために、ＰＳＴＮ １０８などの回線交換網へのアクセスをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。例えば、コアネットワーク１０６は、コアネットワーク１０６とＰＳＴＮ １０８との間のインタフェースの役割を果たすＩＰゲートウェイ（例えば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含むことができるか、またはＩＰゲートウェイと通信することができる。さらに、コアネットワーク１０６は、他のサービスプロバイダによって所有され、かつ／または運営される他の有線ネットワークまたは無線ネットワークを含むことのできるネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。
【００４０】
コグニティブ無線（ＣＲ）ネットワークにおいてスペクトルセンシングのためにサイレント期間を調整する方法は、中央集中型管理エンティティ（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ）によるスペクトル使用情報の連続的な収集を可能にする。この方法はまた、一次利用者により先占されたＣＲ装置が未使用の周波数帯域に迅速に移動することを可能にするが、その際、その帯域に到達した一次利用者に干渉を生じることはない。この調整方法はまた、ＣＲノードにおけるサイレント期間の結果生じるコンテキストスイッチングやリアルタイムトラフィック管理の複雑性を最低限に抑えるために、ＣＲノードにおける効率に重点を置くことができる。
【００４１】
ＣＲネットワークは、無線リンクを使用して１または複数の一次利用者に認可された帯域を介して通信することのできる１つまたは複数のＣＲノードを含む。ＣＲノードは、認可された帯域に対してスペクトルセンシングを周期的に実行して一次利用者の存在を検出し、ノード間の直接リンクにおいて使用するために使用可能なスペクトルに関する情報を得るように構成することができる。
【００４２】
ＣＲノードに対してサイレント期間調整を実行するために、中央制御装置（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）として使用することができる。ＤＳＭは、直接リンクを作成するために、認可された帯域の帯域幅をＣＲノードに動的に割り当てるように構成することができる。さらに、ＤＳＭは、その管理エリア内のＣＲノードのそれぞれにおけるスペクトルセンシングのためのサイレント期間のスケジューリングと、ＣＲノードによって使用することのできる使用可能な帯域幅を特定するための、感知された情報の収集とを担当することができる。ＤＳＭは、ホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）内のＡＰなどの特殊ノードであってよく、またはそのＤＳＭ自体が、専門のＤＳＭタスクを実行するためにクラスタヘッドまたは管理ヘッドに選択されたＣＲノードであってよい。ＣＲネットワーク内のＤＳＭおよびＣＲノードは、認可された帯域または未認可の帯域をデータ情報および制御情報の交換のために使用することができる。
【００４３】
図２は、小さな特定諸地域、すなわちセル２０１、２０２、および２０３に分割（細分化）することのできるＣＲノードネットワーク２００を示す図である。各セルは、そのセル独自の限定された測定間隔を調整する。しかし、ＣＲノード２０４Ａは特定のセル２０１の中央にはなく、隣接セル２２１および２０３の測定に干渉することになる。図２は、ＤＳＭ ２０５（例えば）が、そのＤＳＭ ２０５自体の干渉するすべてのＣＲノード２０４および２０４Ａについてクワイエッティングインターバルの調整を可能とすることができ、かつＣＲノード２０４Ａの送信機能に対する過度のインタラプションのない方法でクワイエッティングインターバルを局所的に調整する必要性を示している。
【００４４】
図３は、基本クワイエットインターバルスケジューリングプロトコルの一例を示す図である。図３は、要求側ＤＳＭ ３０１と応答側ＤＳＭ ３０２を示している。要求側ＤＳＭ ３０１は、スペクトル管理をスケジューリングする必要があると判定することができ、また、クワイエットインターバル要求をすべての周知の近隣ＤＳＭに送信することができる（３０３）。応答側ＤＳＭ ３０２は、その要求に対してクワイエットインターバル応答でＡｃｃｅｐｔ（受諾）またはＲｅｊｅｃｔ（拒絶）により応答することができる（３０４）。要求が、少なくとも「十分な」数の、または「十分な」パーセンテージの、または「十分な」タイプの応答側ＤＳＭ ３０２によって受諾された場合、要求側ＤＳＭ ３０１は、クワイエットインターバル確認メッセージを送信することによりクワイエットインターバルをスケジューリングすることができる（３０５）。要求側ＤＳＭ ３０１は、その要求を受諾した他の応答側ＤＳＭ ３０２のリストを任意で送信することができる。このことは、応答側ＤＳＭ ３０２の一部がそれら自体のスペクトルが十分に静寂（ｑｕｉｅｔ）になるだろうと判定した場合に、それら自体の測定を同時にスケジューリングすることを可能とする。応答側ＤＳＭ ３０２の受諾における「十分な」という点が、決定的な重要性を有する。
【００４５】
応答側ＤＳＭ ３０２の必要性に対する応答性を高めるために、状態機械が各応答側ＤＳＭ ３０２に定義される。例えば、応答側ＤＳＭ ３０２が測定の実行を必要としているかどうか、応答側ＤＳＭ ３０２が特定のクワイエッティングインターバルをサポートするよう要求したかどうか、または応答側ＤＳＭ ３０２の測定を行う必要性が満たされたかどうかなどを判定するために、状態機械を使用することができる。
【００４６】
ＣＲノードは、状態遷移図を示す図４に示される４つの状態のうちの１つである。第１の状態（ＮＯ＿ＲＥＱ）では、ＣＲノードは測定の実行を必要としないか、またはその測定の必要性が満たされるかのいずれかであるので、測定を要求していない可能性がある。さらに、ＣＲノードはクワイエッティングの要求を全く受け取っていない可能性がある。これは、このプロセスの「アイドル」状態と等価である。第２の状態（ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ）では、ＣＲノードは未決定の測定要求を有する可能性があり、また、既に要求自体を受け取っている可能性がある。第３の状態（ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ｎｏ＿ＲＥＱ＿ＩＮ）では、ＣＲノードは未決定の測定要求を有する可能性があるが、要求自体は未だ全く受け取っていない可能性がある。第４の状態（ｎｏ＿ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ）では、ＣＲノードは未決定の測定要求を全く有していない可能性がある。ＣＲノードは測定を要求していない可能性があるか、またはＣＲノードは既に要求自体を受け取っている可能性がある。
【００４７】
図４は、図３に示すアプローチ以外に求められる付加メッセージに関するさらなる詳細を提供する。図４から、各要求側ＤＳＭ ３０１の動作に関していくつか観察することができる。
【００４８】
要求側ＤＳＭ ３０１はクワイエッティングの要求（ＲＥＱメッセージ）を受け取ると、ＮＯ＿ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０２またはＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０１のいずれかに遷移する（または留まる）。
【００４９】
要求（ＲＥＳＰ＿ＮＡＣＫ）に対する否定応答を送信するかまたは要求（ＲＥＱ＿ＣＡＮＣＥＬ）の取り消しを受信すると、ＮＯ＿ＲＥＱ状態４０３またはＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＮＯ＿ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０４に遷移することになる。
【００５０】
要求を受諾するとＲＥＳＰ＿ＡＣＫメッセージを送信することになり、また、要求を受諾することで、ノードをＮＯ＿ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０２またはＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ状態４０１に保つことができる。
【００５１】
次の遷移、ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＮＯ＿ＲＥＱ＿ＩＮ ４０４ からＮＯ＿ＲＥＱ ４０３と、ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ ４０１からＮＯ＿ＲＥＱ＿ＯＵＴ／ＲＥＱ＿ＩＮ ４０２は、応答側ＤＳＭ ３０２によって送信される要求に対する決定を示す。これはいくつかある方法のうちの１つの方法で発生する。例えば、ノードは要求を取り消すことを決定する（ＲＥＱ＿ＣＡＮＣＥＬメッセージを送信する）。これは、例えば断られるべき要求に対して十分に多くのＮＡＣＫを受信した、別のクワイエッティングインターバル（すなわち、別の応答側ＤＳＭ ３０２によって当初スケジューリングされたクワイエッティングインターバル）を使用することを決定した、要求がタイムアウトしたなどのいくつかの理由で発生する。別の実施形態では、ノードは既に十分に多くのＡＣＫ応答を受信している可能性があり、また、測定期間を確認するＲＥＱ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを既に送信している可能性がある。
【００５２】
各システムの特有の需要と構成に基づいて、上記の基本プロトコルはいくつかの方法で変更される。例えばネットワーク内のノード数が多い場合、上記のプロトコルは重大なオーバーヘッドと遅延をもたらす。これは、スケジューリングサービスノード（ＳＳＮ）を追加することによって対処することができる。ＳＳＮノードは、ネットワーク内の要求側ＤＳＭと１つまたは複数の応答側ＤＳＭとの通信を容易にする。具体的には、図３のプロトコルが保存される。しかし、クワイエットインターバル要求メッセージが最初にＳＳＮに送信される可能性があり、その場合、ＳＳＮはクワイエットインターバル要求メッセージを応答側ＤＳＭに転送する。応答側ＤＳＭもまたＳＳＮに応答することができ、ＳＳＮはすべての応答を要求側ＤＳＭに転送することができ、次いで確認メッセージを応答側ＤＳＭに返送することができる。
【００５３】
しかしＳＳＮはこのプロセスにおいてさらに生産的な役割を果たす。単に近隣のデータベースおよびメッセージリレーとして動作する代わりに、ＳＳＮはクワイエットインターバルスケジューラの役割を果たすことができる。その結果の実施形態を図５に示す。
【００５４】
図５は、クワイエットインターバルのスケジューラとして動作するＳＳＮを伴う高度化されたプロトコルの一例を示す図である。この実施形態において、要求側ＤＳＭ ５０１はＳＳＮ ５０２にスケジューリング要求を送信する（５０４）。ＳＳＮ ５０２は、要求側ＤＳＭの近隣ＤＳＭ（応答側ＤＳＭ ５０３）のすべてにタイミング要求を送信することができる（５０５）。そのような応答側ＤＳＭ ５０３は、ＳＳＮ ５０２からのそのような要求を受諾するか拒絶することができる（５０６）。その受諾／拒絶応答に基づいてＳＳＮ ５０２は送信を再度試みることができ、その結果、ＳＳＮ ５０２と複数の応答側ＤＳＭ ５０３の間で数回にわたるクワイエットインターバル要求／応答の交換がなされることになる（５０６）。タイミングの合ったクワイエッティング期間が最終的に見つかると、ＳＳＮ ５０２は要求側ＤＳＭ ５０１に対してスケジューリング応答を発行する（５０７）。同時にＳＳＮ ５０２は、そのＳＳＮ ５０２と同じくそのクワイエットインターバルを利用する応答側ＤＳＭ ５０３に対して、その応答側ＤＳＭ ５０３にとっても測定の機会が利用可能となるだろうということを通知することができる（５０８）。
【００５５】
このアプローチは、ＳＳＮなしのベースラインアプローチ以上のいくつもの利点を提供する。例えば、スケジューリングハンドシェイクはこの場合ＳＳＮと応答側ＤＳＭの間でのみなされ、要求側ＤＳＭと応答側ＤＳＭの間ではなされないので、バックホール／サイドチャネル通信の負荷が低くなる。もう１つの利点は、ネットワークトポロジーや近隣の端末などを最早認識している必要のない端末への処理／メモリ負荷が低くなる。このことは、移動性のあるネットワーク内では特に重要である。さらなる利点は、複数の要求側ＤＳＭが同じインターバルで許可されるようにクワイエットインターバルのスケジューリングを調整し、それにより全体的なクワイエットインターバルの回数を低減しネットワークの効率を高めるＳＳＮの機能である。
【００５６】
ＳＳＮはクワイエットインターバルコントローラの役割を果たすこともできる。そのことによりＳＳＮは端末群のために自律的な（例えば、要求なしに）クワイエットインターバルのスケジューリングを周期的に試行することができ、したがってそれら端末群には測定の機会が与えられる。この場合、図５に記載したＳＳＮと応答側ＤＳＭのやり取りが使用されるが、要求側ＤＳＭとＳＳＮの間のメッセージ交換は最早必要とされなくなる。
【００５７】
これらメッセージにはいくつかの情報エレメントが含まれる必要がある。次のメッセージは既に定義した。ＲＥＱ、（メッセージのためのクワイエットインターバルの要求）、ＲＥＳＰ＿ＡＣＫ、（その要求に対する承認の応答、例えばその要求に同意する応答）、ＲＥＳＰ＿ＮＡＣＫ、（その要求に対する拒絶の応答）、ＲＥＱ＿ＣＡＮＣＥＬ、（要求の取り消し）、およびＲＥＱ＿ＣＯＮＦＩＲＭ、（要求が「ロック」されていることの確認）。これらメッセージはそれぞれ、識別、同期、および意思決定のために使用されるエレメントである要求側ＤＳＭ ＩＤ／応答側ＤＳＭ ＩＤ、要求ＩＤ、（様々な要求を区別するための）、要求／応答ネットワーク時間、要求側ＤＳＭ／応答側ＤＳＭの地理位置情報、および応答側ＤＳＭの最大送信電力を含むことができる。
【００５８】
クワイエッティングの要求は、要求側ＤＳＭがクワイエットインターバルをスケジューリングするために十分な数の肯定的な確認（ＡＣＫ）応答を必要とする。問題の核心は、ＡＣＫ応答がいくつあれば十分かということである。クワイエッティングの目的は、要求されるセンシング閾値より十分に低い水準まで一次利用者からの電波の放射を除去してセンシングを実行できるようにすることである。非一次利用者の数と位置が十分によく知られたネットワークでは、十分であるかどうかを判定するための第１のアプローチは応答数を計数することにより行うことができる。応答数の計数はＳＳＮによって最も効率的に実行することができる。
【００５９】
別のアプローチは、電波の放射がセンシング閾値より低くなるような位置と送信電力を有する応答側ＤＳＭからのすべてのＮＡＣＫ応答を無視することであってよい。すなわち、応答側ＤＳＭの最大送信電力と地理位置情報がこのアプローチを可能とする。反対に、それ自体の送信電力が測定に影響を与えるには低すぎることを認識している装置は、要求側ＤＳＭの地理位置情報により、妨害を生じることなく要求を断ることが可能となる。最終的に、このことは、要求を受諾した（肯定応答を返した）装置が、ある程度の接続性を維持しながらも、それらの送信電力を要求側ＤＳＭでの測定に影響を与える水準未満まで低減する場合に、部分的なクワイエッティングをサポートする。
【００６０】
図６は、特定セル内のサイレント期間調整のシナリオ例を示す図である。このシステムは、相互に直接リンクを確立することを希望するＣＲノードの集合６０１で構成される。このＣＲノードの集合６０１は、中央集中型ＤＳＭ（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ＤＳＭ）６０２によって割り当てられた帯域幅を使用することができる。中央集中型ＤＳＭ ６０２はまた、その直接リンクによってアクティブに使用される帯域に対するスペクトルセンシングに要求されるサイレント期間を調整することも担当する。
【００６１】
図６に示す例ではＤＳＭとＣＲノードの間のリンクおよびＣＲノード間の直接リンクは８０２．１１に基づくＭＡＣ／ＰＨＹを利用するように示されているが、本明細書に記載の方法は、この接続に使用されるＭＡＣ／ＰＨＹから独立したものである。したがって、この接続は、セルラーシステムといった異なるＭＡＣ／ＰＨＹを使用する可能性もある。
【００６２】
最初に、ＣＲノードのいくつかまたはすべては、周期的に発生するサイレント期間中に同時にスペクトルセンシングを実行することができる。ＤＳＭは、周期的サイレント期間の長さおよび頻度と、各サイレント期間中に各ＣＲノードが実行することのできる帯域の構成を担当する。周期的サイレント期間は、ＣＲノードに対する最大サービス品質が維持される頻度でスケジューリングすることができる。周期的サイレント期間はまた、現在使用されている可能性があるかまたは特定の期間に使用されていない可能性のある認可された帯域幅の動的マッピングをＤＳＭが維持できるようにする。その結果、ＣＲネットワークは、使用可能な帯域に関する最低限の情報と、ＣＲノードによって占有される帯域への一次利用者の到達に対するある程度の敏捷性とを維持することができる。
【００６３】
周期的サイレント期間に加え、ＤＳＭは、非同期サイレント期間をスケジューリングして即時のスペクトルセンシングを実行することができ、したがってネットワークの敏捷性を向上させることができる。サイレント期間は、他のネットワークから使用可能とされる一次利用者に関する情報に基づいてＤＳＭ自体によってトリガすることができ、または認可された帯域を現在使用中であるＣＲノードのいずれかによってトリガされるイベントによってトリガすることができる。非同期サイレント期間の使用は、周期的サイレント期間を使用するよりも短い期間内で、認可されている帯域をＣＲノードに明け渡させる敏捷性をＣＲネットワークに与えることができる。さらに、非同期サイレント期間を使用することにより、ＣＲネットワークはさらにタイムリーに一次利用者に関する情報を利用できるようになる。一次利用者に関する情報は、環境の変化または一次利用者に関する事前情報の形式であってよい。環境の変化は、ＣＲノードのいずれかによって検出される。ＤＳＭは、一次利用者のネットワーク自体から事前情報を入手可能とされる。
【００６４】
特定帯域への一次利用者の到達が環境の変化によって感知される場合、ＣＲノードの１つまたは複数は、当該帯域をアクティブに使用中である可能性があり、また、アクティブリンクに関連付けられた現行のキーパラメータにおける局所的変化によって環境の変化を感知可能である。このパラメータは、限定はしないが、チャネル品質、リンクスループット、および再送信回数などを含む。
【００６５】
このパラメータのいずれかにおける変化は一次利用者の到達を示すが、スペクトルセンシングの非同期サイレント期間をトリガすることで、一次利用者が存在するかどうかと、この環境の変化に引き続いて使用可能な帯域に関する正確で最新の情報を一次利用者が有するかどうかを即時に判定することができる。スペクトルセンシングの一回のサイレント期間から得られる決定の信頼性が、一次利用者の存在を判定するには不十分であり、かつ、ＣＲノードによって先占されている代替帯域に一次利用者を移動することを提案するには不十分な場合、非同期サイレント期間をＤＳＭによって延長することもできる。
【００６６】
環境の変化は、干渉の除去を使用すること、または実際に送信された信号が環境の変化を検出するための任意の他の手段を使用することを含む。環境の変化に関するセンサは、送信を行うノードと同じノードの一部であってよい。このセンサは、スペクトルセンシングエンティティと通信する別個のエンティティ、別個のプロトコルレイヤ、または別個のアルゴリズムであってもよい。
【００６７】
サイレント期間のスケジューリングは、シンＤＳＭプロトコルレイヤの使用により可能とされる。このプロトコルレイヤは、ネットワークによって使用されるＲＡＴまたはＰＨＹから独立したＬ２．５エンティティまたはＬ３エンティティであってよい。シンＤＳＭプロトコルレイヤを使用することにより、様々なＲＡＴを有する装置を含んだネットワーク上のＤＳＭプロトコルレイヤが可能となる。図７および８は、８０２．１１に基づくネットワーク（図７）および携帯電話に基づくネットワーク（図８）におけるこのＤＳＭレイヤの配置を示している。
【００６８】
図７は、８０２．１１に基づくプロトコルスタックにおけるＤＳＭレイヤの一例を示す図である。図７では、ＤＳＭレイヤ７０２は８０２．１１プロトコルスタック７０１のＭＡＣサブレイヤ７０３に隣接して示されている。図８は、携帯電話に基づくプロトコルスタックにおけるＤＳＭレイヤの一例を示す図である。図８では、ＤＳＭレイヤ８０２の機能は、携帯電話に基づくプロトコルスタック８０１の既存の管理レイヤ８０３にも組み込まれる。この機能を組み込む既存の管理レイヤの例は、８０２．１１または８０２．１６管理フレーム、ジグビー（８０２．１５．４ ＭＡＣ／ＰＨＹ装置の管理用）、またはＲＲＣ（移動体通信ネットワーク用）である。ＤＳＭレイヤの主要な機能は、ＤＳＭの管理するネットワークによって使用されている認可された帯域上の潜在的な一次利用者の測定および検出のために使用されるサイレント期間を調整するため、サイレント期間をトリガする適切な時刻を特定するため、また、ＰＨＹによって適切なスペクトルセンシング動作を構成し、かつスペクトルセンシングが行われた際にＰＨＹに通知するためにサイレント期間メッセージとセンシング制御メッセージを作成し、かつ解釈することであってよい。
【００６９】
シンＤＳＭプロトコルレイヤは、サイレント期間の処理を可能にするために使用される制御メッセージの集合を定義する。制御メッセージには、サイレント期間開始制御メッセージ、サイレント期間トリガ制御メッセージ、測定報告制御メッセージ、およびセンシング構成制御メッセージの４つがある。
【００７０】
サイレント期間開始制御メッセージは、ＤＳＭノードによってネットワークの１つまたは複数のＣＲノードに送信される。このメッセージは、ＤＳＭの管理下で、ノードの部分集合内のそれぞれのノードの位置に基づいてそのノードの部分集合にアドレス指定される。この位置情報は、ＤＳＭエンティティによって適切なＭＡＣレイヤプロシージャを用いて維持される。
【００７１】
サイレント期間トリガ制御メッセージは、ＤＳＭと通信するネットワークの任意のＣＲノードに送信される。このメッセージは、特定のＣＲノードが登録されたＤＳＭにアドレス指定される。
【００７２】
測定報告制御メッセージは、サイレント期間中にスペクトルセンシングを実行するように既に指示されているＣＲによって送信される。このメッセージは、測定結果に基づいて、別のネットワークまたは別の一次利用者の有無に関する決定をすることのできるＤＳＭに送信される。
【００７３】
センシング構成制御メッセージは、各ＣＲノードによって実行されるべきスペクトルセンシングを構成するためにＤＳＭによって送信される。
【００７４】
これらのメッセージは、基礎をなすＭＡＣレイヤにより通常のデータよりも高い優先順位で搬送される。これらのメッセージはまた、ＭＡＣレイヤ管理フレームを使用して送信することもできる。ＤＳＭは、ＣＲノードのすべてにサイレント期間調整メッセージを周期的に送信して、期間中にスペクトルセンシングが実行されるサイレント期間をシステム全体にわたりトリガすることができる。定常状態の運用においては、サイレント期間は周期的または散発的に発生する。さらに、ＣＲノードが定期的なＴＸ（送信）動作とＲＸ（受信）動作を実行する場合、サイレント期間とサイレント期間の間に期間をあけることができる。サイレント期間の持続時間と頻度はＤＳＭによって制御することができ、また、サイレント期間開始制御メッセージを使用してすべてのＣＲノードに伝達することができる。その結果、ＤＳＭは、利用されるチャネルのシステム内の現在の使用状態に応じて、サイレント期間開始制御メッセージに関連付けられた頻度を特定することができる。
【００７５】
サイレント期間制御メッセージはまた、図９および図１０に示す、ある一定の位置に配置されたＣＲノードの部分集合、またはある一定の帯域幅を使用中のＣＲノードの部分集合にも送信される。図９は、第１のケースの場合の特定地域限定マルチキャストサイレント期間開始メッセージの一例を示す図である。図９では、ＣＲノード９０２および９０３はＣＲノード９０４および９０５の範囲外にある。ＤＳＭ ９０１は、ノード９０４および９０５のみに向けてアドレス指定されたサイレント期間開始制御メッセージを送信することができる。ノード９０４および９０５はこのメッセージを受信すると送信を即座に停止し、それぞれのＰＨＹレイヤに対してノード９０４および９０５の現在使用している帯域幅のスペクトルセンシングを実行するよう指示する。ノード９０２および９０３はノード９０４および９０５の範囲外にあるので、上記スペクトルセンシングと同じ周波数で発生しているノード９０２および９０３からの送信９０６は上記スペクトルセンシングには影響しない。
【００７６】
図１０は、第２のケースの場合の特定地域限定マルチキャストサイレント期間開始メッセージの一例を示す図である。図１０では、ノード１００２および１００３はノード１００４および１００５と異なる周波数で送信中１００８である。時刻ｔ１にＤＳＭ １００１はノード１００４および１００５にサイレント期間開始制御メッセージ１００６を送信し、それら２つのノードが現在使用している周波数に対してスペクトルセンシングを開始する。時刻ｔ２にＤＳＭ １００１はノード１００２および１００３にサイレント期間開始制御メッセージ１００７を送信する。これらのサイレント期間は、ＤＳＭ １００１によって決定された期間で周期的に反復される。
【００７７】
非同期サイレント期間は、環境の変化に対するよりよい応答を可能にするために、２種類の方法でトリガすることができる。第１のケースでは、外部ネットワークは、一次利用者の存在、または特定帯域上に想定する一次利用者の存在を予測するためにＤＳＭによって使用される他の情報、例えば履歴などをＤＳＭに通知することができる。この場合、ＤＳＭ自体は、どのＣＲノードの入力もなしに非同期サイレント期間をスケジューリングすることができる。
【００７８】
非同期サイレント期間はまた、複数の認可された帯域のうちの１つの帯域上のリンクをアクティブに使用しているＣＲノードのいずれかにおいて引き起こされたイベントによってもトリガされる。このイベントは、そのリンク上の環境の変化によって生じる。外部ネットワークによってトリガされる非同期サイレント期間、またはＤＳＭ自体によってトリガされる非同期サイレント期間は、ＣＲノードイベントによってトリガされる非同期サイレント期間と同じ方法で扱われる。
【００７９】
ＣＲノードが非同期サイレント期間をトリガするためのプロシージャは、ネットワーク内のＣＲノードが環境の変化を検出することを含むことができる。この変化は、ＣＲノードでＰＨＹレイヤまたはＭＡＣレイヤによって検出されるか、またはＤＳＭレイヤ自体特有のイベントである（例えば、ネットワークに加わった新しいノードの検出）。この変化が発生した後、ＣＲノードはＤＳＭにサイレント期間トリガメッセージを送信することができる。サイレント期間トリガメッセージには、イベントトリガの原因または理由を含めることができる。
【００８０】
ＤＳＭは、受信したサイレント期間トリガメッセージの送信元であるＣＲノード並びにこのメッセージに関連付けられた情報に基づいて、即時の非同期サイレント期間をトリガする必要性を判定することができる。次いでＤＳＭは、サイレント期間中にどのＣＲノードが沈黙させられ（ｓｉｌｅｎｃｅｄ）るかを決定することができる。この決定は、スペクトルセンシングが実行される周波数帯と、サイレント期間トリガメッセージを生成したＣＲノードに近接するノードとに基づいて下すことができる。ＤＳＭは、ＣＲノードそれぞれの干渉域を特定し、特定した干渉域に基づいて、サイレント期間開始制御メッセージを受信するノードをさらに特定するために、ローカルポジションデータベース（ｌｏｃａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄａｔａｂａｓｅ）に格納した位置情報を利用することができる。
【００８１】
サイレント期間トリガメッセージを生成するＣＲノードは、サイレント期間開始制御メッセージを受信するまでは通常のＴＸ／ＲＸ動作を継続することができる。サイレント期間開始制御メッセージは、サイレント期間の開始時刻と持続時間とを示すことができる。サイレント期間中は、サイレント期間開始制御メッセージによってアドレス指定されたすべてのノードは、進行していたいかなる送信をも中断することができる。さらに、送信が予定されていたメッセージは、そのサイレント期間の終了までそれぞれのＣＲノードによってバッファリングすることができる。
【００８２】
サイレント期間中は、特定のスペクトルセンシングエンティティのためのスペクトルセンシングノードとして関連付けられたノードによってスペクトルセンシングを実行することができる。スペクトルセンシングエンティティは、センシング構成制御メッセージを使用して作成または修正することができる。制御メッセージは、特定周波数に対してスペクトルセンシングを実行するように求められるＣＲノードに送信することができ、また、ＣＲノードに関連付けられたスペクトルセンシングエンティティ識別子をそのＣＲノードに通知することができる。１つのＣＲノードに複数のスペクトルセンシングエンティティを関連付けることができる。その場合、そのＣＲノードは、例えば複数の周波数に対してスペクトルセンシングを実行するノードとして呼び出される。さらに、複数のＣＲノードに同じスペクトルセンシングエンティティ識別子を関連付けることができる。そのことにより、センサの融合を可能とするために、同じＤＳＭが複数のノードからスペクトルセンシングの結果を収集することが可能となる。
【００８３】
ＤＳＭは、装置の初期関連付け中に各装置のスペクトルセンシング機能を認知することができる。任意の時点、例えばノードの関連付けに引き続く時点または２つのＣＲノード間の高帯域幅リンクの開始に引き続く時点で、ＤＳＭはスペクトルセンシングエンティティを作成することができ、そのスペクトルセンシングエンティティに知覚ノード（ｓｅｎｓｏｒｙ ノード）の集合を配属させることができる。スペクトルセンシングエンティティの一意の識別子を含んだ別個のスペクトルセンシング構成メッセージを、スペクトルセンシングエンティティに配属されたノードそれぞれに送信することができる。センシング構成メッセージには、スペクトルセンシングに関する、当該ＣＲノードに特有の構成も含めることができる。サイレント期間開始制御メッセージを送信する際には、そのメッセージに、来たるべきサイレント期間中にアクティベートされるスペクトルセンシング構成エンティティの一意の識別子を含めることができる。サイレント期間開始制御メッセージに含まれるスペクトルセンシングエンティティ識別子に関連付けられたスペクトルセンシングを実行するように求められている、サイレント期間開始制御メッセージを受信中のＣＲノードは、スペクトルセンシングを実行すること、およびサイレント期間の終了時にその結果をＤＳＭに送信することを担当する。
【００８４】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、上記プロシージャの一例と、（非同期サイレント期間のコールフロー）、非同期サイレント期間のトリガに伴う各動作を示す。
【００８５】
本例では、サイレント期間は、干渉、範囲、または周波数の使用状況に基づきＣＲノード１１０２とＣＲノード１１０３の間で局所的にトリガされる。ノード１１０２（ノード Ａ）とノード１１０３（ノード Ｂ）の間の直接リンク、およびノード１１０４（ノード Ｃ）とノード１１０５（ノード Ｄ）の間の直接リンクは既に確立済みであってよい（１１０６）。ＤＳＭ １１０１は、ポジションデータベースまたは周波数の使用状況から、ノード１１０２と１１０３およびノード１１０４と１１０５に対して局所的に限定されたサイレント期間を作成することを決定することができる（１１０７）。センシング構成制御メッセージは、識別子ｉと共にＤＳＭ １１０１からノード１１０２に送信される（１１０８）。センシング構成制御メッセージは、識別子ｊと共にＤＳＭ １１０１からノード１１０４に送信される（１１０９）。サイレント期間トリガ制御メッセージは、ノード１１０３からＤＳＭ １１０１に送信される（１１１０）。ＤＳＭ １１０１は原因と位置を調査し、かつ非同期サイレント期間を開始することを決定することができる（１１１１）。サイレント期間開始制御メッセージは、識別子ｉおよび持続時間ｔと共にＤＳＭ １１０１からノード１１０２に、またノード１１０２からノード１１０３に送信される（１１１２）。ノード１１０２は、識別子１のエンティティに対するスペクトルセンシングのためにのみ構成することができ（１１１３）、周波数範囲１に対してスペクトルセンシングを実行することができ（１１１４）、かつ周波数範囲Ｎに対してスペクトルセンシングを実行することができる（１１１５）。これらはすべてサイレント期間の持続時間ｔの期間中に発生する。ノード１１０２は、測定報告制御メッセージをＤＳＭ １１０１に送信することができる（１１１６）。ＤＳＭ １１０１は、ノード１１０２および１１０３に対して、スペクトルセンシングの結果に基づいて別の周波数上にリンクを再構成するように指示することができる（１１１７）。ＤＳＭ １１０１は、ノード１１０２と１１０３に対して次に予定されたサイレント期間の期間を開始することができる（１１１８）。サイレント期間開始制御メッセージは、ＤＳＭ １１０１からノード１１０２に、またノード１１０２からノード１１０３に送信される（１１１９）。
【００８６】
非同期サイレント期間の発生は、通常の周期的サイレント期間のタイミングを移動する。例えば、スケジューリングされている周期的サイレント期間、すなわち直近で行われるべき周期的サイレント期間の必要性が非同期サイレント期間によって解消される場合、それに応じて、ＤＳＭはその直近のサイレント期間を取り消すかまたは周期的サイレント期間のタイミングを再スケジューリングすることを選択できる。
【００８７】
別の実施形態では、図７のプロトコルスタックにおいてＤＳＭレイヤがＭＡＣサブレイヤの上に置かれる場合、ＤＳＭサイレント期間制御メッセージは８０２．１１管理フレームを使用する。図１２は、８０２．１１管理フレームの形式を示す。フレーム本体１２０１は、フレームのタイプ（サイレント期間開始制御メッセージ、サイレント期間トリガ制御メッセージ、測定報告制御メッセージ、またはセンシング構成制御メッセージ）の識別子１２０２、並びに各メッセージに必要とされる情報を含むことができる。
【００８８】
図１３は、上記のセンシング構成メッセージ管理フレームのそれぞれを示す図である。各メッセージは一意の制御コードフィールドで識別される。図１２に示すように、フレーム本体１３０１はフレームのタイプの識別子１３０２を含むことができる。サイレント期間開始制御メッセージ１３０３は、サイレント期間のビーコン期間数による持続時間１３０４と、サイレント期間中に実行されるべきスペクトルセンシング動作ごとのスペクトルセンシングエンティティＩＤ １３０５のフィールドを含むことができる。このメッセージに含まれて受け取られたＩＤに関連付けられたスペクトルセンシングエンティティのためにスペクトルセンシングを実行するようにノードが事前に構成された場合、そのノードはこのサイレント期間中にスペクトルセンシングを実行することができる。特定のサイレント期間に複数のスペクトルセンシング動作が、例えば様々な周波数範囲にわたって実行されるので、サイレント期間開始制御メッセージ１３０３は複数のスペクトルセンシングエンティティＩＤ １３０５をアクティベートすることができる。サイレント期間トリガ制御メッセージ１３０６は、サイレント期間がトリガされた理由１３０７のフィールドを含むことができる。このフィールドは、当該ＣＲノードによって送信されるべきメッセージの原因となったプロトコルレイヤまたはメカニズムを特定することができる。ＰＨＹ／ＭＡＣ測定値が特定の値を超えた結果、サイレント期間トリガ制御メッセージが送信される例を以下に示す。最後に、測定報告制御メッセージ１３０８とセンシング構成制御メッセージ１３０９の両方は特定のセンシングエンティティ識別子１３１０に関連付けられることができ、この識別子を管理フレームのフィールドとして含むことができる。各スペクトルセンシングエンティティは、感知されるべき１つまたは複数の連続的な周波数範囲または非連続的な周波数範囲と関連付けられる。各周波数範囲に対して実行されるべきスペクトルセンシングのタイプ並びにこのスペクトルセンシングのためのパラメータ１３１２は、センシング構成制御メッセージ１３０９の対応するフィールドを使用して送信することができる。各周波数範囲のスペクトルセンシングの結果のフォーマット１３１１は、測定報告制御メッセージ１３０８の別個のフィールドで指定することができる。
【００８９】
非同期サイレント期間はまた、特定の周波数によるＣＲノードのトラフィック利用状態に基づいてそれらＣＲノードによってもトリガされる。直接リンクに参加しているノードが特定の期間中にスリープモードまたは休眠モードにある場合、または直接リンクが固定の期間中に送信するデータを持たない場合、ＣＲノードは「スリープ」に構成されたトリガ理由（Ｔｒｉｇｇｅｒ Ｒｅａｓｏｎ）と共にサイレント期間トリガ制御メッセージを使用してＤＳＭに通知することができる。ＤＳＭは、各ＣＲノードによって受信されたメッセージを監視することができ、また、スペクトルセンシングを実行する機会があるかどうかを判定することができる。あるノードが、当該直接リンク上で固定の期間中に通常よりもトラフィック量が低下していることを検出した場合、上記と同じプロシージャが使用される。いずれのケースにおいても、結果は、効率を最大限に高める戦略的時刻（ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ｔｉｍｅ）にサイレント測定期間をスケジューリングすることである。これら非同期サイレント期間の存在は、この場合、ＤＳＭが周期的サイレント期間の頻度を低減することを可能とする。
【００９０】
図１４は、ＭＡＣレイヤチャネル品質指標（ＣＱＩ）に基づいて提示されるイベントトリガリングの一例を示す図である。ＭＡＣレイヤＣＱＩは、特定チャネルで観測されたパケット再送信回数、すなわちＭＡＣレイヤエラー数と定義することができる。イベント構成とイベント報告は、イベントに関連付けられた測定を提供するＭＡＣレイヤの支援により、ＤＳＭとＣＲノードのＤＳＭレイヤによってそれぞれ扱われる。ＤＳＭノード１４０１のＤＳＭレイヤは、ＣＲノード１４０２それぞれにイベント構成メッセージ１４０３を送信して、ＣＲノード１４０２と別のＣＲノード１４０２のアクティブなリンク中に当該ＣＲノード１４０２によって監視されるべきイベントを構成することができる。このイベント構成メッセージは、上記のセンシング構成制御メッセージに包含することができる。イベントは、そのイベントに関連付けられた測定のタイプによっては、アクティブにリンク接続していないＣＲノード１４０２によっても監視される。センシング構成制御メッセージは、イベントの監視に関与する各ＣＲノード１４０２に別個の制御チャネルを介して送信される。次いでＣＲノードのＭＡＣレイヤは、上記で定義したチャネルのＣＱＩを監視するように指示される１４０４。イベント構成メッセージを既に受信している可能性のあるアクティブなリンク接続内のすべてのＣＲノードのＭＡＣレイヤはそれぞれのＤＳＭレイヤにチャネル品質測定値１４０５を周期的に送信することができ、それぞれのＤＳＭレイヤはさらにそれぞれの測定値をイベント構成に基づいて処理、すなわちフィルタリングすることができる。
【００９１】
フィルタリングは、頻繁なイベントトリガリングと不要なスペクトルセンシング期間を回避するために実行することができる。これは、イベントがＤＳＭレイヤフィルタリング論理によってトリガされることを目的として、チャネル品質が一定量下回る最低期間であるＴＴＴ（Ｔｉｍｅ−ｔｏ−Ｔｒｉｇｇｅｒ）を導入することによって達成することができる。一度イベントがトリガされると、ＣＲノード１４０２のＤＳＭレイヤは、サイレント期間トリガ制御メッセージによりイベント報告１４０６を送信して、イベントの発生とイベントが発生したＣＲノード１００２とをＤＳＭ １４０１に通知することができる。
【００９２】
図１４は、ＭＡＣ、ＬＬＣ、およびＤＳＭレイヤの一般的なプロトコルスタックのケースにおける、ＤＳＭ関連イベントを構成し、報告するために必要なＤＳＭレイヤ信号通信およびＤＳＭレイヤとＭＡＣレイヤの対話を示している。これと同じメッセージフローは、８０２に基づく管理フレームにＤＳＭレイヤが組み込まれる８０２に基づくシステムに適用可能であり、また、メッセージがＲＲＣレイヤで送信可能なセルラープロトコルスタックにも適用可能である。一般性を失うことなく、２つのＣＲノード間のリンクで測定されたチャネル品質がその長期平均から一定量急激に低下した場合にイベントＡはトリガされ、また、ＭＡＣからＤＳＭエンティティに送信される測定値はチャネル品質指標（ＣＱＩ）測定値であってよい。
【００９３】
ＣＲノードによって現在使用されている認可された帯域に一次利用者が到達するとこの帯域に大量の干渉が生じる可能性があり、また、その干渉はＭＡＣレイヤエラー数または再送信回数の変化に基づいてＣＲノードによって即座に検出することができる。さらに、一次利用者が近隣の帯域を利用し始めると、当該ＣＲノードによって現在使用されている帯域においてＣＱＩの急激な低下という形で一定量の干渉が検出可能となる。いずれのケースでも、使用可能な周波数のデータベースをアップデートするために、また、当該認可された帯域を占有していたＣＲ利用者を別の帯域に再割当てするために、ＤＳＭは一次利用者の存在に関する情報を有することができる。
【００９４】
図１５は、ＭＡＣレイヤから受信したＣＱＩ測定値のＤＳＭによるフィルタリングを示す図である。ＣＲノードは、検出された環境の変化をＤＳＭに通知することができる。各ＣＲノードは、直近の過去における時間枠Ｗに特定リンクに対して測定された平均ＣＱＩ（ＣＱＩＡＶＧ）と、最終時間枠Ｍに基準信号を使用して測定された即時ＣＱＩ（ＣＱＩＩＮＳＴ）とを維持することができる。トリガするための特定期間（ＴＴＴ）に関する何らかの閾値ＤよりもＣＱＩの急激な低下（ＣＱＩＡＶＧ − ＣＱＩＩＮＳＴ）が依然として大きい場合、ＣＲノードはイベントＡを生成することができる。
【００９５】
Ｄ、Ｍ、ＴＴＴ、およびＷの値は、イベントＡ構成（ＲＲＣ）メッセージを使用してＤＳＭによって全体的に命令することができる。リンク確立前とリンク確立中に別個の制御チャネル上でユニキャスト方式により送信することのできるこのメッセージは、上記のパラメータを搬送することができ、また、スペクトルの使用を最適化するためにそれらのパラメータの動的な変更をＤＳＭに可能とすることができる。具体的には、過去の統計結果を使用して容易に監視される以下に示す確率要件に基づいて、ＤＳＭはそれらの値を変更することができる。
【００９６】
第１の確率要件は、ＣＲノードによって現在使用されている帯域に一次利用者が到達した際にイベントＡをトリガする確率であり、これはｘ％より大きい確率である必要がある。第２の確率要件は、ＣＲノードによって使用されている帯域の近隣の帯域に一次利用者が到達した際にイベントＡをトリガする確率であり、これはｙ％より大きい確率である必要がある。第３は、一次利用者の到達が起こらない場合にイベントＡをトリガする誤警報の確率であり、これはｚ％より大きい確率である必要がある。
【００９７】
ｘの値はできる限り１００％の近くに選択される必要があり、一方ｚの値はできる限り０％の近くに選択される。ｙの値は、ＤＳＭによって使用される周期的スペクトルセンシング期間の頻度により異なる。例えば周期的スペクトルセンシング期間の頻度が低い場合は、ＤＳＭ管理エリア下のＣＲノードによって現在使用されている帯域以外の帯域における使用可能なスペクトル機会が非同期サイレント期間を使用するＤＳＭによって追跡できるように、ｙを比較的大きくする必要がある。管理エリア内のＣＲノード数もまた、ｙの値を決定することのできる要因である。
【００９８】
トリガされたイベントＡは、イベント報告によって別個の制御チャネルでＤＳＭに送信される。ＤＳＭは、それ自体の管理エリア内のＣＲノードからイベントＡを一度受信すると、非同期サイレント期間をスケジューリングするためにサイレント期間開始制御メッセージを別個の制御チャネルで送出することができる。
【００９９】
システムの堅牢性を向上させ、サイレント期間の信号通信の待ち時間を低減するには、ＤＳＭとＣＲノード間で送信される通常のデータとは別個の周波数である制御チャネルで制御メッセージを送信することができる。制御チャネルは、ＣＲネットワークによって使用される１つの専用周波数に属する複数の無線チャネルからなる。この周波数はＣＲネットワークのために確保することができるか、または他の一次利用者と共有することができる。後者の場合、複数の可能な周波数を制御チャネルに定義することができ、また、すべての可能な周波数が占有されている場合は、制御チャネル情報が低電力で送信されるアンダーレイアプローチ（ｕｎｄｅｒｌａｙ ａｐｐｒｏａｃｈ）を使用することができる。
【０１００】
一例として、ＤＳＭ機能は複数の周波数チャネル機能と共に８０２．１１ ＡＰに属する。別個の制御チャネルが８０２．１１に基づくＭＡＣ／ＰＨＹを使用し続けることができるが、但しこれはサイレント期間制御メッセージと他のスペクトルセンシング関連情報とに必要な管理フレームとデータだけを送信するためである。サイレント期間制御メッセージを８０２．１１に基づく制御チャネル上で経路指定し、その一方で上位レイヤからのいかなる他のメッセージもデータチャネルを介して経路指定されるように、ＭＡＣサブレイヤの上に導入された上位ＭＡＣレイヤを導入することができる。
【０１０１】
別個の制御チャネルのもう１つの選択肢は、記載された制御メッセージのある場所が代わりにＰＨＹレイヤ制御チャネルで置き換えられる場合である。これは、すべてのＣＲノードを１つの共通タイムベースに同期させることのできる同期チャネルの存在を想定している。ダウンリンクチャネルは、制御情報をＤＳＭからＣＲノードに伝達するために使用される。アップリンク制御チャネルは、スペクトルセンシングの結果とイベントをＣＲノードからＤＳＭに送信するために使用される。
【０１０２】
定常状態の動作では、ＣＲノードが定期的なＴＸ動作とＲＸ動作を実行する場合、サイレント期間は周期的および散発的に発生し、サイレント期間とサイレント期間の間に期間があけられる。サイレント期間の持続時間と発生頻度はＤＳＭによって制御することができ、また、ダウンリンク制御チャネル周期的スペクトルセンシング制御メッセージ（ＰＳＣＭ）の特別フィールドを使用してすべてのＣＲノードに伝達することができる。すべてのＣＲノードに対するダウンリンク制御チャネル上のメッセージのタイミングは同期チャネルを介して確立されるので、すべてのＣＲノードはＰＳＣＭを受信するためにいつダウンリンク制御チャネルを読むべきかを認識する。数量Ｔｐ、Ｔｓ、Ｔｏ、ＴＤ１、およびＴＤ２は、図１６に示すようにＰＳＣＭから読み取ることができる。Ｔｐは、サイレント期間パターンのフレーム内の繰り返し周期である。Ｔｓは、現代のＮフレーム命番方式におけるフレーム０と比べて、サイレント期間パターンの第１のサイレント期間の開始フレームである。Ｔｏは、サイレント期間パターンの第１のサイレント期間と第２のサイレント期間の間のオフセットである。ＴＤ１とＴＤ２は、パターンのサイレント期間１６０１の持続時間である。残り時間１６０２に、ＣＲノードは定期的なＴＸ／ＲＸ動作を実行することができる。
【０１０３】
セルラータイプのシステムでは、（また同様に、ＷｉＦｉに基づくシステムでは）、図１７に示すように、イベント構成とイベント報告は、イベントに関連付けられた測定を提供するＰＨＹレイヤの支援により、ＤＳＭ １７０１とＣＲノード１７０２のＲＲＣレイヤによってそれぞれ扱われる。ＲＲＣ−ＤＳＭ １７０１は、ＲＲＣ−ＣＲ １７０２それぞれにイベント構成メッセージ１７０３を送信して、ＣＲノード１７０２と別のＣＲノード１７０２のアクティブなリンク中に当該ＣＲノード１７０２によって監視されるべきイベントを構成することができる。イベントは、そのイベントに関連付けられた測定のタイプによっては、アクティブにリンク接続していないＣＲノード１７０２によっても監視できる。イベント構成制御メッセージは、イベントの監視に関与する各ＣＲノード１７０２にダウンリンク制御チャネルを介して送信される。次いでＣＲノード１７０２のＰＨＹレイヤは、ＣＲノード１７０２のＲＲＣとＰＨＹの間で、構成されたイベントに関するＰＨＹレイヤ数量を監視するように１７０４測定メッセージを使用して指示を受けることになる。イベント構成メッセージは、リンクに関連付けられたチャネル品質の監視を要求する。イベント構成メッセージを既に受信している可能性のあるアクティブなリンク接続内のすべてのＣＲノード１７０２のＰＨＹレイヤはそれぞれのＲＲＣ−ＣＲにチャネル品質測定値１７０５を周期的に送信することができ、それぞれのＲＲＣ−ＣＲはさらにそれぞれの測定値をイベント構成に基づいて処理、すなわちフィルタリングすることができる。フィルタリングは、頻繁なイベントトリガリングと不要なスペクトルセンシング期間を回避するために実行される。これは、イベントがＲＲＣフィルタリング論理によってトリガされることを目的として、チャネル品質が一定量下回る最低期間であるＴＴＴ（Ｔｉｍｅ−ｔｏ−Ｔｒｉｇｇｅｒ）を導入することによって達成することができる。一度イベントがトリガされると、ＲＲＣ−ＣＲ １７０２はＲＲＣ−ＤＳＭ １７０１にイベント報告１７０６を送信して、イベントの発生とイベントが発生したＣＲノード１７０２とをＤＳＭ １７０１に通知する。これは、このケースにおける測定値をＰＨＹレイヤのＣＱＩ測定値として図１７に示されている。
【０１０４】
図１７は、ＰＨＹレイヤの測定がチャネル品質に関してなされるケースにおける、ＤＳＭ関連イベントを構成し、報告するために必要なＲＲＣ信号通信およびＲＲＣレイヤとＰＨＹレイヤの対話を示している。一般性を失うことなく、２つのＣＲノード間のリンクで測定されたチャネル品質がその長期平均から一定量急激に低下した場合にイベントＡはトリガされ、また、ＰＨＹからＲＲＣエンティティに送信される測定値はＰＨＹレイヤのチャネル品質指標（ＣＱＩ）測定値であってよい。
【０１０５】
通信状態にある２つのＣＲノード間の直接リンク、すなわち直接チャネルはＣＱＩ測定を目的としているので、送信側の各ＣＲノードは、周知の固定電力基準信号をデータチャネルに埋め込むことができる。受信側ＣＲノードは、それらの周知の基準信号を使用して、送信側ＣＲノードによって使用されるデータリンクのＣＱＩを特定することができる。これと同じ基準信号の集合が、別のノードとのアクティブなリンクを有するすべてのＣＲノードによって送信される。したがって、ＣＲノードによってアクティブに使用されるすべての認可された帯域のチャネル品質に関する情報が、ＣＲノードネットワーク全体に与えられることになる。ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）など、他のＰＨＹに対して別の基準信号を可能としてよい。
【０１０６】
図１８では、トリガされたイベントＡは、イベント報告によってアップリンク制御チャネルでＤＳＭ １８０１に送信される（１８０３）。ＤＳＭ １８０１は、それ自体の管理エリア内のＣＲノード１８０２からイベントＡを一度受信すると、メッセージ自体の中に指定されている特定時刻に特定の持続時間で非同期サイレント期間をスケジューリングするためにサイレント期間メッセージをダウンリンク制御チャネルで送出することができる（１８０４）。サイレント期間の開始は、次に示す遅延ｔ１、ｔ２、ｔ３のいずれかの後で起こる。ＤＳＭの管理エリア内にある最も遠いノードへの伝達遅延（ｔ１）は、ダウンリンク制御チャネルとアップリンク制御チャネル上でのメッセージ伝達により特定することができる。ＣＲノードが静寂になるために必要な遅延（ｔ２）は、ＰＨＹバッファをクリアするために必要な遅延を含むことができる。データ送信のためのクワイエッティング期間（ｔ３）は、サイレント期間メッセージを受信する直前にＣＲノードによって送信することができる。
【０１０７】
サイレント時間の開始は、サイレント期間メッセージの送信後少なくともｔ１ ＋ ｔ２ ＋ ｔ３の時刻にスケジューリングされる（１８０５）。この情報に加え、サイレント期間メッセージは、ＣＲノード１８０２がそれぞれのスペクトルセンシングの結果の送信後に取る挙動を示すフィールドも含むことができる。ＣＲノード１８０２は、要求されるサイレント時間にわたってスペクトルセンシングを実行することができる（１８０７）。ＣＲノード１８０２は、スペクトルセンシングの結果をアップリンク制御チャネルを介してＤＳＭ １８０１に送信することができる（１８０８）。ＤＳＭ １８０１は、スペクトルセンシングの結果の信頼性を評価することができる（１８０９）。ＤＳＭ １８０１は、ＰＨＹ再構成メッセージまたはサイレント期間メッセージをダウンリンク制御チャネルで送信することができる（１８１０）。２つの可能な挙動が予想される（１８１１）。第１に、ＣＲノード１８０２は、ＤＳＭ １８０１に送信された結果をさらに洗練するためにスペクトルセンシングを継続することが求められる。この場合、サイレント期間は、ＤＳＭ １８０１によって次のメッセージが受信されるまで暗黙裡に延長される。第２に、ＣＲノード１８０２は、ＤＳＭ １８０１が別のサイレント期間を命じるまで、またはＤＳＭ １８０１がスペクトルセンシングの結果に基づいていずれかのＣＲノード１８０２を別の周波数に再構成するまで、予め中断したＴＸ／ＲＸ動作を継続することが求められる。
【０１０８】
検討中のシステムは、複数の中央制御装置を有する中央集中型ネットワーク内の広範囲に分配されたＣＲノードの集合であってよい。すべてのＣＲノードを１つの中央制御装置に関連付けることができる。このようなネットワークでは、すべてのノードが任意のスロット付きアロハ方式に類似の中央制御装置とスロット同期（ｓｌｏｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ）されることを保証する専用同期チャネルを想定することが妥当である。すべてのノードはスロット同期されるが、必ずしもフレーム同期される必要はなくてよいことが想定される。さらに、アクティブに相互通信するアクティブペアと呼ばれる任意のノード対は、必ずしもフレーム同期される必要はなくてよいことも想定される。
【０１０９】
また、すべてのアクティブペアは同期したクワイエット期間を有する。すなわち、アクティブペアの両方のノードは、１つのフレーム内の全く同じ１つまたは複数のスロットを使用して静寂を維持し、スペクトルを感知することができる。但し、そのようなアクティブペアがＮ個ある場合には、すべてのペアの１つまたは複数のクワイエット期間はフレーム同期していないので時間的に重なる。各フレーム内のランダムなクワイエット期間を使用して、すべてのアクティブペアのノードを同時に静寂のまま維持する必要性に対処することができる。ＤＳＭは、システム内のすべてのアクティブペアのクワイエット期間スケジュールの情報を有することができる。したがって、同期したクワイエット期間は、ネットワーク全体にわたって確率Ｐｑｕｉｅｔで確立することができる。
【０１１０】
この動作方法では、Ｍを各フレームのスロット数とし、Ｋを、スペクトルを感知するためにＫ個のスロットを使用することのできる場合のフレームあたりのクワイエットスロット数とする。Ｍ個のスロット中のＫ個のスロットを、
【０１１１】
【数１】
【０１１２】
個の方法のうちの１つの方法によって各フレームでランダムに選択できるものとする。しかし、すべてのアクティブペアのノードは同じＫ個のクワイエットスロットを選択して同期方式ですべてのフレームの別のパターンにホッピングすることができる。Ｋ個のクワイエットスロットは、任意の２つの異なるアクティブペアの間で異なる。
【０１１３】
ここで、１つのフレーム内の少なくとも１つのスロット内で同時に静寂となるすべてのアクティブノードに対して有限確率Ｐｑｕｉｅｔがある。これはどのフレームでもランダムに発生する。例えば、Ｐｑｕｉｅｔ＝０．３の場合、平均で１０個のフレームのうち３個のフレームの少なくとも１つのスロットについては、すべてのアクティブノードが同時に静寂のまま維持されることになる。したがって、任意の時点における所与のＮ個のアクティブペアについては、その時点の事前定義されたＰｑｕｉｅｔ＞ｘ％でノードが静寂に維持されるようにパラメータＭとパラメータＫが選択される。
【０１１４】
図１９および２０を参照すると、ネットワーク内のすべてのノードは、縦方向に引かれた点線で示されるスロットの境界線を共通して認知する。両矢印は、フレームの持続時間とフレーム番号とを示す。矩形波の山はクワイエット期間を示し、矩形波の谷は送信／受信活動を示す。本例では、Ｋ＝１、Ｍ＝６、およびＮ＝３である。図１９では、すべてのアクティブペアのノードは、各フレームの同じスロット番号で周期的に静寂に維持される。すなわち、アクティブペアＡは各フレームの第３のスロットで静寂に維持される一方で、アクティブペアＢは各フレームの第２のスロットで静寂に維持される。アクティブペアは相互に同期したフレームではありえないので、すべてのアクティブペアのクワイエット期間は同時に重なりえない。
【０１１５】
図２０に示す例では、各アクティブペアはクワイエットタイムスロットをすべてのフレームの別の位置にランダムに変更することができる。すなわち、アクティブペアＡは、フレーム＃Ｎのスロット＃３と、フレーム＃Ｎ＋１のスロット＃２と、フレーム＃Ｎのスロット＃１にクワイエットスロットを持つことができる。アクティブペアＢは、フレーム＃Ｎのスロット＃２と、フレーム＃Ｎ＋１のスロット＃４と、フレーム＃Ｎのスロット＃２でクワイエットスロットを持つことができる。アクティブペアＣは、フレーム＃Ｎのスロット＃５と、フレーム＃Ｎ＋１のスロット＃１と、フレーム＃Ｎのスロット＃３でクワイエットスロットを持つことができる。クワイエット期間は１つのフレームから別のフレームにランダムにジャンプするので、すべてのアクティブノードが同じスロットで静寂になる有限確率がある。
【０１１６】
本例はランダムなクワイエットインターバル期間中はＫ＝１を使用するが、各フレームで１つのクワイエットスロットを使用することができる。１つのフレーム内のクワイエットスロット数が増すと、１回の時間枠ですべてのノードを同時に静寂にする確率が高まる。しかしＫを高めることで通信時間が低減される。したがって、パラメータを適切に選択して、スペクトルセンシングの持続時間と通信時間との間の最適なトレードオフを確保することができる。
【０１１７】
実施形態
１．ネットワークの周期的サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法において、
所定期間中に帯域幅の使用を監視するステップを含むことを特徴とする方法。
【０１１８】
２．周期的サイレント期間の長さと頻度とを構成するステップと、
構成された頻度で周期的サイレント期間をスケジューリングするステップであって、周期的サイレント期間は、ネットワークのコグニティブ無線（ＣＲ）ノードに対する最大サービス品質を維持するステップとをさらに含むことを特徴とする実施形態１記載の方法。
【０１１９】
３．ＤＳＭはアクセスポイント（ＡＰ）に存在することを特徴とする実施形態１又は２に記載の方法。
【０１２０】
４．ＤＳＭはホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）に存在することを特徴とする実施形態１又は２に記載の方法。
【０１２１】
５．ネットワークの非同期サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法において、
ネットワークの一次利用者を検出するステップを含むことを特徴とする方法。
【０１２２】
６．ネットワークの１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードにサイレント期間開始制御メッセージを送信するステップであって、メッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップをさらに具えたことを特徴とする実施形態５に記載の方法。
【０１２３】
７．ネットワークにおいて、１つまたは複数のＣＲノードからスペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを受信するステップと、
１つまたは複数のＣＲノードにメッセージを送信するステップであって、メッセージは、スペクトルセンシング結果に基づいて１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップと
をさらに具えたことを特徴とする実施形態６記載の方法。
【０１２４】
８．ＤＳＭはアクセスポイント（ＡＰ）に存在することを特徴とする実施形態５ないし７のいずれかに記載の方法。
【０１２５】
９．ＤＳＭはホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）に存在することを特徴とする実施形態５ないし７のいずれかに記載の方法。
【０１２６】
１０．ネットワークの一次利用者を検出するステップは、チャネル品質指標（ＣＱＩ）測定値に基づくことを特徴とする実施形態８又は９記載の方法。
【０１２７】
１１．ＣＱＩ測定値は、２つのＣＲノード間のリンクの測定されたチャネル品質であることを特徴とする実施形態１０記載の方法。
【０１２８】
１２．非同期サイレント期間を調整するために１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードで使用する方法において、
サイレント期間トリガ制御メッセージを送信するステップを含むことを特徴とする方法。
【０１２９】
１３．サイレント期間開始制御メッセージを受信するステップであって、このメッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１２記載の方法。
【０１３０】
１４．スペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを送信するステップと、
ＤＳＭからメッセージを受信するステップであって、メッセージは、スペクトルセンシング結果に基づいて１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップとを含むことを特徴とする実施形態１３記載の方法。
【０１３１】
１５．サイレント期間トリガ制御メッセージを送信するステップは、ＣＲノードによって検出された環境の変化に基づくことを特徴とする実施形態１２ないし１４のいずれかに記載の方法。
【０１３２】
１６．環境の変化は、アクティブリンクに関連付けられたキーパラメータの局所的変化からＣＲノードによって検出されることを特徴とする実施形態１５記載の方法。
【０１３３】
１７．キーパラメータは、チャネル品質と、リンクスループットと、再送信回数とを含むことを特徴とする実施形態１６記載の方法。
【０１３４】
１８．スペクトルセンシングは、スペクトルセンシングの結果が一次利用者の検出に至らないという条件においてある期間延長されることを特徴とする実施形態１３ないし１７のいずれかに記載の方法。
【０１３５】
１９．コグニティブ無線（ＣＲ）ノードネットワークにおける基本クワイエットインターバルスケジューリングのために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法において、
ＣＲノードネットワークの１つまたは複数のＤＳＭにクワイエットインターバル要求を送信するステップを含むことを特徴とする方法。
【０１３６】
２０．ＣＲノードネットワークの１つまたは複数のＤＳＭからクワイエットインターバル応答を受信するステップであって、クワイエットインターバル要求は、１つまたは複数のＤＳＭのうちのいくつかのＤＳＭによって受諾されるステップと、
ＣＲノードネットワークの１つまたは複数のＤＳＭにクワイエットインターバル要求を送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態１９記載の方法。
【０１３７】
特徴および要素は特定の実施形態で示したが、当業者には、各特徴または各要素は、単独で使用されるか、または他の特徴または要素との任意の組み合わせで使用されることが理解されよう。さらに、本明細書に記載の方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウエアの形式で実施することができる。コンピュータ可読媒体の例は、（有線接続または無線接続を介して送信される）電子信号とコンピュータ可読記憶媒体とを含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、限定はしないが、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、磁気媒体（内蔵ハードディスクおよび取り外し可能ディスクなど）、光磁気ディスク媒体、および光媒体（ＣＤ−ＲＯＭなど）、およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含むことができる。ソフトウェアに関連付けられたプロセッサは、ＷＴＲＵ、ＵＥ端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータのための無線周波数を実施するために使用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの周期的サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法であって、
所定期間中に帯域幅の使用を監視するステップと、
周期的サイレント期間の長さと頻度とを構成するステップと、
前記構成された頻度で前記周期的サイレント期間をスケジューリングするステップであって、前記周期的サイレント期間は、前記ネットワークのコグニティブ無線（ＣＲ）ノードに対する最大サービス品質（ＱｏＳ）を維持するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＤＳＭは、アクセスポイント（ＡＰ）に存在することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＤＳＭは、ホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）に存在することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
ネットワークの非同期サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法において、
前記ネットワークの一次利用者を検出するステップと、
前記ネットワークの１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードにサイレント期間開始制御メッセージを送信するステップであって、前記メッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップと、
前記ネットワークにおいて、前記１つまたは複数のＣＲノードからスペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを受信するステップと、
前記１つまたは複数のＣＲノードにメッセージを送信するステップであって、前記メッセージは、前記スペクトルセンシング結果に基づいて前記１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記ＤＳＭは、アクセスポイント（ＡＰ）に存在することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＤＳＭは、ホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）に存在することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記ネットワークの一次利用者を検出する前記ステップは、チャネル品質指標（ＣＱＩ）測定値に基づくことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記ＣＱＩ測定値は、２つのＣＲノード間のリンクの測定されたチャネル品質であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
非同期サイレント期間を調整するために１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードで使用する方法であって、
サイレント期間トリガ制御メッセージを送信するステップと、
サイレント期間開始制御メッセージを受信するステップであって、前記メッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップと、
スペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを送信するステップと、
前記ＤＳＭからメッセージを受信するステップであって、前記メッセージは、前記スペクトルセンシング結果に基づいて前記１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項１０】
サイレント期間トリガ制御メッセージを送信するステップは、前記ＣＲノードによって検出された環境の変化に基づくことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記環境の変化は、アクティブリンクに関連付けられたキーパラメータの局所的変化から前記ＣＲノードによって検出されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記キーパラメータは、チャネル品質と、リンクスループットと、再送信回数とを含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記スペクトルセンシングは、前記スペクトルセンシングの結果が一次利用者の検出に至らないという条件においてある期間延長されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１４】
コグニティブ無線（ＣＲ）ノードネットワークにおける基本クワイエットインターバルスケジューリングのために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法であって、
前記ＣＲノードネットワークの１つまたは複数のＤＳＭにクワイエットインターバル要求を送信するステップと、
前記ＣＲノードネットワークの前記１つまたは複数のＤＳＭからクワイエットインターバル応答を受信するステップであって、前記クワイエットインターバル要求は、前記１つまたは複数のＤＳＭのうちのいくつかのＤＳＭによって受諾されるステップと、
前記ＣＲノードネットワークの前記１つまたは複数のＤＳＭにクワイエットインターバル確認メッセージを送信するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項１】
ネットワークの周期的サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法であって、
所定期間中に帯域幅の使用を監視するステップと、
周期的サイレント期間の長さと頻度とを構成するステップと、
前記構成された頻度で前記周期的サイレント期間をスケジューリングするステップであって、前記周期的サイレント期間は、前記ネットワークのコグニティブ無線（ＣＲ）ノードに対する最大サービス品質（ＱｏＳ）を維持するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＤＳＭは、アクセスポイント（ＡＰ）に存在することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＤＳＭは、ホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）に存在することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
ネットワークの非同期サイレント期間を調整するために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法において、
前記ネットワークの一次利用者を検出するステップと、
前記ネットワークの１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードにサイレント期間開始制御メッセージを送信するステップであって、前記メッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップと、
前記ネットワークにおいて、前記１つまたは複数のＣＲノードからスペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを受信するステップと、
前記１つまたは複数のＣＲノードにメッセージを送信するステップであって、前記メッセージは、前記スペクトルセンシング結果に基づいて前記１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記ＤＳＭは、アクセスポイント（ＡＰ）に存在することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＤＳＭは、ホーム進化型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）に存在することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記ネットワークの一次利用者を検出する前記ステップは、チャネル品質指標（ＣＱＩ）測定値に基づくことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記ＣＱＩ測定値は、２つのＣＲノード間のリンクの測定されたチャネル品質であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
非同期サイレント期間を調整するために１つまたは複数のコグニティブ無線（ＣＲ）ノードで使用する方法であって、
サイレント期間トリガ制御メッセージを送信するステップと、
サイレント期間開始制御メッセージを受信するステップであって、前記メッセージは、サイレント期間の開始と持続時間とを示し、スペクトルセンシングを開始するステップと、
スペクトルセンシングの結果を示す測定報告制御メッセージを送信するステップと、
前記ＤＳＭからメッセージを受信するステップであって、前記メッセージは、前記スペクトルセンシング結果に基づいて前記１つまたは複数のＣＲノードに別の周波数に移動するように指示するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項１０】
サイレント期間トリガ制御メッセージを送信するステップは、前記ＣＲノードによって検出された環境の変化に基づくことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記環境の変化は、アクティブリンクに関連付けられたキーパラメータの局所的変化から前記ＣＲノードによって検出されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記キーパラメータは、チャネル品質と、リンクスループットと、再送信回数とを含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記スペクトルセンシングは、前記スペクトルセンシングの結果が一次利用者の検出に至らないという条件においてある期間延長されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１４】
コグニティブ無線（ＣＲ）ノードネットワークにおける基本クワイエットインターバルスケジューリングのために動的スペクトルマネージャー（ＤＳＭ）で使用する方法であって、
前記ＣＲノードネットワークの１つまたは複数のＤＳＭにクワイエットインターバル要求を送信するステップと、
前記ＣＲノードネットワークの前記１つまたは複数のＤＳＭからクワイエットインターバル応答を受信するステップであって、前記クワイエットインターバル要求は、前記１つまたは複数のＤＳＭのうちのいくつかのＤＳＭによって受諾されるステップと、
前記ＣＲノードネットワークの前記１つまたは複数のＤＳＭにクワイエットインターバル確認メッセージを送信するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公表番号】特表２０１３−５１１２４０（Ｐ２０１３−５１１２４０Ａ）
【公表日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３９９６４（Ｐ２０１２−５３９９６４）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６７３８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６０３７６
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
２．ＧＳＭ
【出願人】（５１００３０９９５）インターデイジタル パテント ホールディングス インコーポレイテッド (229)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６７３８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６０３７６
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
２．ＧＳＭ
【出願人】（５１００３０９９５）インターデイジタル パテント ホールディングス インコーポレイテッド (229)
【Ｆターム（参考）】
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