特許第5835468号(P5835468)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許5835468マスタノード、通信システム、方法、及びプログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5835468
(24)【登録日】2015年11月13日
(45)【発行日】2015年12月24日
(54)【発明の名称】マスタノード、通信システム、方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
   H04W 16/14 20090101AFI20151203BHJP
【FI】
   H04W16/14
【請求項の数】7
【全頁数】34
(21)【出願番号】特願2014-507783(P2014-507783)
(86)(22)【出願日】2012年8月7日
(65)【公表番号】特表2014-529916(P2014-529916A)
(43)【公表日】2014年11月13日
(86)【国際出願番号】JP2012070713
(87)【国際公開番号】WO2013027637
(87)【国際公開日】20130228
【審査請求日】2014年2月14日
(31)【優先権主張番号】1114597.6
(32)【優先日】2011年8月23日
(33)【優先権主張国】GB
(31)【優先権主張番号】1204041.6
(32)【優先日】2012年3月7日
(33)【優先権主張国】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】ドラエ フィリップ
(72)【発明者】
【氏名】マークハン ピエール
【審査官】 倉本 敦史
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許出願公開第2008/0170539(US,A1)
【文献】 特表2010−505370(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04W 4/00−99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のモバイルノードとともに使用するマスタノードであって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信する受信手段と、
前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する位置情報を取得する取得手段と、
前記マスタノードと、受信した前記プライマリユーザ送信情報及びプライマリユーザとの間で通信の重複が起こり得るエリアを、受信したプライマリユーザ送信情報及び取得した位置情報を使用して評価する評価手段と、
各モバイルノードの位置と、評価した前記通信の重複が起こり得るエリアとを比較する比較手段と、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、比較結果に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する制御手段と、を備えるマスタノード。
【請求項2】
前記受信手段は、情報をメディアアクセスコントロール、MAC、制御要素で受け取るように働く請求項1記載のマスタノード。
【請求項3】
前記取得手段は、前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する前記位置情報を、当該モバイルノードから取得するように働く請求項1記載のマスタノード。
【請求項4】
前記取得手段は、前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する前記位置情報を、位置決めシステムまたは他のマスタノードとの通信から取得するように働く請求項1乃至3のいずれか一項に記載のマスタノード。
【請求項5】
複数のモバイルノードと、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のマスタノードと、を備える通信システム。
【請求項6】
プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する位置情報を取得し、
前記マスタノードと、受信した前記プライマリユーザ送信情報及び取得した前記位置情報を使用するプライマリユーザとの間で通信の重複が起こり得るエリアを評価し、
各モバイルノードの位置と、評価した前記通信の重複が起こり得るエリアとを比較し、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、比較結果に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する方法。
【請求項7】
プログラム可能な通信ノードを、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の前記マスタノードとして設定することを、コンピュータに実行させる命令群を備えるコンピュータが実行可能な命令群のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信システム、その一部分及びその方法に関し、特に、コグニティブ無線システム及びそのデバイスにとどまるものではない。
【背景技術】
【0002】
従来、無線通信では、電磁スペクトルの区別できるブロックを排他的に利用するライセンスがシステムへ付与された。これは、有害な混信の危険を取り除くには良い方法であるが、ライセンス所有者が利用しない場合には、多数の割り当てられたスペクトルブロックが十分活用されないままになってしまう。
【0003】
スペクトルホール(所定の時間にライセンスが利用されていないスペクトル部分)を機能させるために、スペクトルをご都合主義的に利用するアイデアが提案されている。このアイデアは、二つの異なる種類のスペクトルユーザ:適法なユーザ(許可されたプライマリユーザ)と、セカンダリユーザ(またはコグニティブユーザ)とを含む。ここで、セカンダリユーザは、プライマリユーザが使用しないときのみ、または、(プライマリユーザへ)生じる干渉が許容範囲であるときにのみ、スペクトルの一部分の利用が許可される。
【0004】
コグニティブ無線装置は、電磁気環境を認識し、それに応じて自身の通信を適応させることができる端末として定義されている。コグニティブ無線装置は、特定の周波数帯域の占有状態を評価するために、その周波数帯域を感知し、送信するか否かを決定することができる。しかしながら、検出されるべきプライマリ信号が異なる環境変化にさらされ(遮蔽、衰退、経路喪失)、許可されたプライマリユーザがコグニティブ無線装置を信号によって検出することが極めて困難になっている。このような場合、感知装置からプライマリ送信機が隠されていること(すなわち、隠されたプライマリ送信機)とみなされ、一つの感知装置の使用では信頼できる決定をすることできない。
【0005】
プライマリユーザが低電力かつ狭帯域(いわゆる“PMSE”デバイスと同様に、例えばワイヤレスマイク)で送信する場合、プライマリ送信機から遠く離れた特有のエリアでの感知は、信頼できるものにならない。
【0006】
この問題に取り組むため、多くの地理的に分散されたセンサノードを用いて、広域にわたってプライマリ送信機を感知し、セカンダリユーザが許可された帯域で動作できるか否かを判定するマスタノードへ折り返し報告する、協調的アプローチが提案されている。例えば、国際公開第2007/031956号にはこのような連動システムが開示されている。
【0007】
しかしながら、このような協調的アプローチの問題は、センサノードが、何時、どの周波数を感知するか、及び、何時マスタノードへ折り返し報告するかを明確に指示される必要がある点である。また、別の問題は、マスタノードが、センサノードの動作を制御する通信スタックの上位レイヤに頼り、プライマリな存在に信号を送るセンサノードとセカンダリユーザの通信を中止する動作を行うマスタノードとの間に相対的な長時間の遅延を導く点である。これは、回りまわって、マスタノードでこのような信号を受信し処理する間に、許可されたプライマリユーザへの所望しない干渉を与えることになる。
【0008】
このような協調的なアプローチを用いるさらに別の問題は、マスタノードがセンサノードよりプライマリユーザから遠く離れ、マスタノードが、プライマリユーザの通信の特徴に関する情報を制限し、マスタノードの動作するエリアのリソースの使用を非効率的にする点である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、プライマリユーザの送信特性の検出及び報告を行い、セカンダリユーザの送信機会を制御する選択的協調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、複数のモバイルノードとともに使用するマスタノードであって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信する受信手段と、
前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する位置情報を取得する取得手段と、
前記マスタノードと、受信した前記プライマリユーザ送信情報及びプライマリユーザとの間で通信の重複が起こり得るエリアを、受信したプライマリユーザ送信情報及び取得した位置情報を使用して評価する評価手段と、
各モバイルノードの位置と、評価した前記通信の重複が起こり得るエリアとを比較する比較手段と、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、比較結果に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する制御手段と、を備えるマスタノードを提供する。
【0011】
一実施形態では、前記受信手段は、情報をメディアアクセスコントロール、MAC、制御要素で受け取る。
【0012】
一実施形態では、前記取得手段は、前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する前記位置情報を、当該モバイルノードから取得する。あるいは、前記取得手段は、前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する前記位置情報を、位置決めシステムまたは他のマスタノードとの通信から取得する。
【0013】
一実施形態では、前記制御手段は、前記プライマリユーザ送信の帯域の使用防止、前記前記プライマリユーザ送信の帯域と異なる帯域へのハンドオーバの実行、前記プライマリユーザ送信の帯域において、前記モバイルノードの送信電力の制限、及び、前記プライマリユーザ送信の帯域で前記モバイルノードが通信を継続することへの許可、の中の少なくとも一つを用いて前記モバイルノードの動作を制御する。
【0014】
一実施形態では、前記制御手段は、前記プライマリユーザへの干渉を避けるため、前記プライマリユーザ送信の帯域で、送信電力及び/または前記マスタノードの送信方向を制御する。
【0015】
一実施形態では、前記制御手段は、複数のモバイルノードのうちの少なくとも一つモバイルノードに前記プライマリユーザ送信の帯域での送信を止めさせるために、MAC制御要素内で前記プライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードへ送るように働く。
【0016】
本発明は、また、センサノードがマスタノードとともに使用され、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で前記センサノード及び前記マスタノードが相互に通信可能であるセンサノードであって、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知する感知手段と、
感知したプライマリユーザ送信の信号強度の大きさを測定する測定手段と、
測定した信号強度の大きさを前記マスタノードへ報告する報告手段と、を備え、
前記報告手段は、前記マスタノードのMACエンティティによって処理するためのメディアアクセスコントロール,MAC,レイヤフレームで前記測定した信号強度の大きさを報告するように働くセンサノードを提供する。
【0017】
一実施形態では、前記報告手段は、測定した信号強度の大きさをMAC制御要素内で報告する。前記報告手段は、センサノードの位置情報の表示を報告してもよい。
【0018】
一実施形態では、前記センサノードが、前記プライマリユーザ送信の帯域での通信を止める。これは、前記センサノードが前記マスタノードから確認を受信した後であってもよい。
【0019】
本発明は、また、複数のモバイルノードとともに使用するマスタノードであって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信する受信手段と、
前記プライマリユーザ送信情報に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御してマスタノードとモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避ける制御手段と、を備え、
前記受信手段は、マスタノードのメディアアクセスコントロール,MAC,レイヤで動作し、MACレイヤフレームからプライマリユーザ送信情報を抽出するように手配されたマスタノードを提供する。
【0020】
一実施形態では、前記受信手段は、前記プライマリユーザ送信情報をMAC制御要素内で受け取る。
【0021】
マスタノードは、承認を前記少なくとも一つのモバイルノードへ送り、前記少なくとも一つのモバイルノードに前記プライマリユーザ送信の帯域での送信を止めさせる送信手段を、さらに備えてもよい。
【0022】
マスタノードは、前記プライマリユーザ送信情報をMAC制御要素内で前記複数のモバイルノードのうちの少なくとも一つへ送り、前記少なくとも一つのモバイルノードに前記プライマリユーザ送信の帯域での送信を止めさせる送信手段を、さらに備えてもよい。
【0023】
本発明は、また、センサノードがマスタノードとともに使用され、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で前記センサノード及びマスタノードが相互に通信するセンサノードであって、
前記センサノードが前記マスタノードへのデータ伝送に使用可能なアップリンクリソースを指定するアップリンクリソース割り当てデータを受信する通信制御手段と、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知する感知手段と、
測定された信号強度の大きさを、前記マスタノードによって割り当てられたアップリンクリソースを用いて前記マスタノードへ報告する報告手段と、を備え、
前記センサノードがアップリンクリソースを割り当てられていないときに、前記感知手段が前記プライマリユーザ送信を感知した場合に、前記通信制御手段が前記マスタノードからアップリンクリソースの割り当てを要求するように手配されたセンサノードを提供する。
【0024】
一実施形態では、前記報告手段がランダムアクセス手順の一部としてセンサノードが送信するメッセージに、プライマリユーザ送信情報、感知したプライマリユーザ送信の表示を報告する。前記メッセージはランダムアクセス手順のアップリンク要求メッセージであり、許可された動作帯域でプライマリユーザ送信の検出をマスタノードに通知する、予約済のプリアンブルを含んでもよい。
【0025】
一実施形態では、前記報告手段は、プライマリユーザ送信情報をMAC制御要素内で報告する。前記報告手段は、ランダムアクセス手順の一部としてセンサノードがさらにメッセージを送信して前記センサノードにアップリンクリソースが与えられた後、測定された信号強度の大きさを報告してもよい。
【0026】
本発明は、また、複数のモバイルノードとともに使用するマスタノードであって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信する受信手段と、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、前記一時送信ユーザ情報に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する制御手段と、を備え、
前記受信手段は、前記プライマリユーザ送信情報を、ランダムアクセス手順の一部として前記少なくとも一つのモバイルノードが送信したメッセージで受信するように手配されたマスタノードを提供する。
【0027】
一実施形態では、前記マスタノードは、感知されたプライマリユーザ送信の通知を、ランダムアクセス手順の一部分として前記モバイルノードが送信したアップリンク要求メッセージで受け取る。前記アップリンク要求メッセージが許可された動作帯域でプライマリユーザ送信の検出をマスタノードに通知する、予約済のプリアンブルを含んでもよい。
【0028】
一実施形態では、前記制御手段は、前記予約済のプリアンブルを含むアップリンク要求メッセージを受信することへの応答時に、前記マスタノード及び前記複数のモバイルノードを制御して、前記マスタノード及び前記モバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるように働く。
【0029】
一実施形態では、前記受信手段は、前記プライマリユーザ送信情報をMAC制御要素内で受け取る。ランダムアクセス手順の一部としてモバイルノードがさらにメッセージを送信して前記モバイルノードにアップリンクリソースが与えられた後、前記プライマリユーザ送信情報が受け取られてもよい。
【0030】
本発明は、また、センサノードがマスタノードとともに使用され、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で前記センサノード及びマスタノードが相互に通信可能であるセンサノードであって、
予約済のプリアンブルを格納する手段と、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知する感知手段と、
感知したプライマリユーザ送信を前記マスタノードへ報告する報告手段と、を備え、
前記報告手段は、ランダムアクセス手順の初期メッセージに前記予約済のプリアンブルを格納して送ることにより前記マスタノードへ報告するように働くセンサノードを提供する。
【0031】
予約済のプリアンブルは、センサノードで事前にプログラムされたものでよいが、前記マスタノードによるシステム情報ブロードキャストの一部として受け取ることが好ましい。
【0032】
一実施形態では、前記センサノードは、前記プライマリユーザ送信の信号強度の大きさを測定する手段を備える。前記センサノードは、前記マスタノードから受け取った前記アップリンクリソースの割り当てを使用して、測定した信号強度を前記マスタノードへ送ることができる。
【0033】
一実施形態では、前記センサノードは、ランダムアクセス手順で用いるプリアンブルをランダムに生成する手段を、さらに備える。この場合、前記センサノードは、前記ランダムに生成されたプリアンブルと格納されている前記予約済のプリアンブルとを比較するように働き、前記ランダムに生成されたプリアンブルと格納されている前記予約済のプリアンブルとが一致する場合には、前記センサノードがランダムアクセス手順で用いる別のプリアンブルをランダムに生成するように働く。
【0034】
本発明は、また、マスタノードが複数のモバイルノードとともに使用され、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で前記マスタノード及び前記モバイルノードが相互に通信可能であるマスタノードであって、
ランダムアクセス手順の初期メッセージを、少なくとも一つのモバイルノードから受信する手段と、
受信した初期メッセージを処理して、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードが、プライマリユーザ送信を感知している否かを判定する手段と、
前記判定する手段が、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定した場合には、前記モバイルノードの動作を制御して、プライマリユーザとの干渉を避ける手段と、を備えるマスタノードを提供する。
【0035】
一実施形態では、前記マスタノードは、プライマリユーザ送信の感知を示す、予約済のプリアンブルを格納する手段をさらに備え、前記処理する手段が、受信した初期メッセージに含まれる前記プリアンブルが前記格納されている、前記予約済のプリアンブルと一致するか否かを判定し、前記受信したプリアンブルが前記予約済のプリアンブルと一致する場合には、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定する。
【0036】
一実施形態では、前記マスタノードは、システム情報の一部として、格納されている、前記複数のモバイルノードの予約済のプリアンブルを送信する手段を、さらに備える。
【0037】
一実施形態では、前記制御手段が、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定する手段への応答のときに、前記許可された動作帯域において、他のモバイル端末への送信をやめるように手配される。
【0038】
一実施形態では、前記マスタノードは、アップリンクリソース割り当てメッセージを、前記プライマリユーザ送信を感知した前記モバイルノードへ送信する手段を、さらに備える。
【0039】
一実施形態では、前記マスタノードは、前記感知したプライマリユーザ送信の信号強度の大きさを、前記モバイルノードから受信するように働き、前記制御手段は、前記受信した信号強度の大きさに応じて、各モバイルノードへの制御動作を再度決定するように働く。
【0040】
本発明は、また、複数のモバイルノードと、上述した形態のいずれかのマスタノードと、を備える通信システムを提供する。
【0041】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
前記少なくとも一つのモバイルノードそれぞれに関する位置情報を取得し、
前記マスタノードと、受信した前記プライマリユーザ送信情報及び取得した前記位置情報を使用するプライマリユーザとの間で通信の重複が起こり得るエリアを評価し、
各モバイルノードの位置と、評価した前記通信の重複が起こり得るエリアとを比較し、
マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けるために、比較結果に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御する方法を提供する。
【0042】
一実施形態では、前記情報をメディアアクセスコントロール,MAC,制御要素で受け取る。
【0043】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
前記プライマリユーザ送信情報に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御して、マスタノードとモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けることを有し、
前記受信するステップが、マスタノードのメディアアクセスコントロール,MAC,レイヤで動作し、MACレイヤフレームからプライマリユーザ送信情報を抽出することを含む方法を提供する。
【0044】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域でマスタノードと通信するモバイルノードが実行する方法であって、
プライマリユーザデバイスの送信を感知し、
前記感知したプライマリユーザ送信の信号強度の大きさを測定し、
前記マスタノードへ前記測定した信号強度の大きさを報告することを有し、
前記報告するステップが、前記マスタノードのMACエンティティによって処理するためのメディアアクセスコントロール,MAC,レイヤフレームで前記測定した信号強度の大きさを報告することを含む方法を提供する。
【0045】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域でマスタノードと通信するモバイルノードが実行する方法であって、
センサノードが前記マスタノードへのデータ伝送に使用可能なアップリンクリソースを指定するアップリンクリソース割り当てデータを受信し、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知し、
測定された信号強度の大きさを、前記マスタノードによって割り当てられたアップリンクリソースを用いて前記マスタノードへ報告することを有し、
前記感知するステップにおいて、前記センサノードがアップリンクリソースを割り当てられてないときに、前記報告するステップが前記マスタノードからアップリンクリソースの割り当てを要求することを含む方法を提供する。
【0046】
一実施形態では、ランダムアクセス手順の一部として、前記センサノードが送信するメッセージに、感知したプライマリユーザ送信を報告することを含む。前記メッセージがランダムアクセス手順のアップリンク要求メッセージであり、許可された動作帯域でプライマリユーザ送信の検出をマスタノードに通知する、予約済のプリアンブルを含んでもよい。
【0047】
一実施形態では、前記報告するステップが、ランダムアクセス手段の一部である。
【0048】
一実施形態では、前記決定された信号強度の大きさが、MAC制御要素内で報告される。ランダムアクセス手順の一部としてセンサノードがさらにメッセージを送信して前記センサノードにアップリンクリソースが与えられた後、測定された信号強度の大きさが報告されるてもよい。
【0049】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
少なくとも一つのモバイルノードで受信されたプライマリユーザ送信の信号強度を示すプライマリユーザ送信情報を、前記少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
前記一時送信ユーザ情報に基づいて、前記モバイルノードの動作を制御して、マスタノード及びモバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けることを有し、
前記受信するステップが、前記プライマリユーザ送信情報を、ランダムアクセス手順の一部として前記少なくとも一つのモバイルノードが送信したメッセージで受信することを含む方法を提供する。
【0050】
一実施形態では、前記方法が、送信されたプライマリユーザ送信の通知を、ランダムアクセス手順の一部分として前記センサノードが送信したアップリンク要求メッセージで受け取ることを、さらに含む。前記アップリンク要求メッセージが許可された動作帯域でプライマリユーザ送信の検出をマスタノードに通知する、予約済のプリアンブルを含んでもよい。
【0051】
一実施形態では、前記動作を制御することが、アップリンク要求メッセージを受信することへの応答時に、前記複数のモバイルノードの動作を制御して、前記マスタノード及び前記モバイルノードによる前記プライマリユーザへの干渉を避けることを含む。
【0052】
一実施形態では、前記プライマリユーザ送信情報をMAC制御要素内で受け取る。
【0053】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域で複数のモバイルノードと通信するマスタノードが実行する方法であって、
ランダムアクセス手順の初期メッセージを、少なくとも一つのモバイルノードから受信し、
受信した初期メッセージを処理して、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードが、プライマリユーザ送信を感知している否かを判定し、
前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定した場合には、前記モバイルノードの動作を制御して、プライマリユーザとの干渉を避けることを有する方法を提供する。
【0054】
一実施形態では、前記方法は、前記マスタノードで、プライマリユーザ送信の感知を示す、予約済のプリアンブルを格納し、
受信した初期メッセージに含まれる前記プリアンブルが前記格納されている、前記予約済のプリアンブルと一致するか否かを判定し、
前記受信したプリアンブルが前記予約済のプリアンブルと一致する場合には、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定することをさらに有する。
【0055】
一実施形態では、前記方法は、システム情報の一部として、格納されている予約済のプリアンブルを前記複数のモバイルノードへ送信することをさらに有する。
【0056】
一実施形態では、前記動作を制御することが、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードがプライマリユーザ送信を感知していると判定する応答のときに、前記許可された動作帯域において、他のモバイル端末への送信をやめるように前記マスタノードを制御することを含む。
【0057】
一実施形態では、アップリンクリソース割り当てメッセージは、前記初期メッセージを送信した前記モバイルノードへ供給されてもよい。
【0058】
一実施形態では、前記方法は、前記識別したプライマリユーザ送信の信号強度の大きさを、前記モバイルノードから受信し、前記受信した信号強度の大きさに応じて、各モバイルノードへの制御動作を再度決定してもよい。
【0059】
本発明は、また、プライマリユーザデバイスに許可された動作帯域でマスタノードと通信するセンサノードが実行する方法であって、
予約済のプリアンブルを格納し、
前記プライマリユーザデバイスの送信を感知し、
感知したプライマリユーザ送信を前記マスタノードへ報告することを有し、
前記報告する手段は、ランダムアクセス手順の初期メッセージに前記予約済のプリアンブルを格納して送ることにより前記マスタノードへ報告する方法を提供する。
【0060】
前記予約済のプリアンブルは、センサノードで事前にプログラムされてもよいか、前記マスタノードによるシステム情報ブロードキャストの一部として前記予約済のプリアンブルを受け取ることが好ましい。
【0061】
一実施形態では、前記方法は、前記マスタノードからアップリンクリソースの割り当てを受け取ることをさらに有する。
【0062】
一実施形態では、前記方法は、前記プライマリユーザ送信の信号強度の大きさを測定し、信号強度の大きさを前記マスタノードへ送ることをさらに有する。前記マスタノードから受け取った前記アップリンクリソースの割り当てを使用して、前記測定した信号強度が前記マスタノードへ送られてもよい。
【0063】
一実施形態では、前記方法は、ランダムアクセス手順で用いるプリアンブルをランダムに生成することをさらに有する。前記ランダムに生成されたプリアンブルが、格納されている、前記予約済のプリアンブルと比較され、前記ランダムに生成されたプリアンブルと格納されている、前記予約済のプリアンブルとが一致する場合には、ランダムアクセス手順で用いる別のプリアンブルをランダムが生成されてもよい。
【0064】
本発明は、開示されたすべての方法について、関連する端末、前記端末自体(ユーザ端末、マスタノード、モバイルノード、またはこれらの部品)及び設備を更新する方法で実行する、関連するコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラムプロダクトを提供する。
【発明の効果】
【0065】
本発明によれば、プライマリユーザの送信特性の検出及び報告を行い、セカンダリユーザの送信機会を制御する選択的協調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0066】
図1】マスタノード及びプライマリ送信機の対象エリアと、干渉が発生し得るオーバラップエリアを示す図である。
図2図1に示すセンサモバイル端末の主構成を示すブロック図である。
図3図1に示すマスタノードの主構成を示すブロック図である。
図4】実施形態1の協調検出手順を示すフローチャートである。
図5】干渉を減らすために、マスタノードがモバイル端末の動作を決定する工程を示すフローチャートである。
図6A】本発明が実行するモバイル端末及びマスタノードが使用するプロトコルスタックの概観図である。
図6B】本発明が実行するモバイル端末及びマスタノードが使用するプロトコルスタックの下位レイヤの概観図である。
図7A】本発明が実行するプロトコルデータユニットの概観を示す図である。
図7B図7Aのプロトコルデータユニットのサービスデータユニットの概観を示す図である。
図7C図7Aのプロトコルデータユニットと併用される制御要素の概観図である。
図8】本発明の一実施形態係るセンサモバイル端末とマスタノードとの間で行われる通信を示すシグナル伝達の略図である。
【発明を実施するための形態】
【0067】
本発明の一実施形態の一例を添付の図面を参照して説明する。
概観
図1は、コグニティブ無線通信ネットワーク1を示す概略図であり、マスタノード3、マスタノード3がエリア13内で制御する複数のモバイル端末5(符号5a−5e)を備える。
マスタノード3及びモバイル端末5は、一つ以上のプライマリユーザに許可された周波数帯域(B)のセカンダリユーザである。プライマリユーザは、通常、広帯域プライマリ送信機4とプライマリユーザ機器7とを有する。広帯域プライマリ送信機4は、許可された周波数帯域(B)の全部または一部で送信し、プライマリユーザ機器7(符号7a−7c)は、許可された帯域(B)内の異なるチャネルで信号を送信または受信する。例えば、許可された帯域(B)がテレビ局チャネル(6MHzまたは8MHzチャネルで運用するDVB−T)に相当すると、プライマリユーザ機器7が許可された帯域の全部または一部で送信された信号を受信している間、広帯域プライマリ送信機4が多数のチャネルで送信する。PMSE(Programme Making Special Event)デバイスのような、いくつかのプライマリユーザ機器7は、6MHzまたは8MHzテレビ局チャネルより大きいサブバンド(例えば、200KHzまたは400KHzサブバンド)内で送信することができる。
【0068】
モバイル端末5の送信は、マスタノード3により制御される。プライマリユーザが周波数帯域(B)の全部または一部で送信していない間、または、セカンダリユーザの送信に起因する干渉がプライマリユーザに許容されている限りは、セカンダリユーザは、周波数帯域(B)の全部または一部で通信することができる。通常、マスタノード3は、配置が固定され、モバイル端末5は移動可能である。好ましい実施形態では、マスタノード3は、携帯電話基地局であり、Long Term Evolution(LTE)の規格に従って動作し、モバイル端末5は、LTEのユーザ機器であり、例えば、携帯電話などがある。
【0069】
モバイル端末5のいくつかまたは全部は、許可された周波数帯域(B)内でプライマリユーザ送信を感知することができるセンサノード(以降、センサモバイル端末5と称する)として動作するようにアレンジされている。センサモバイル端末がプライマリユーザ送信を感知すると、マスタノード3へ通知され、マスタノード3が許可された帯域(B)のいずれかでセカンダリユーザによる送信が許容されるかを決定する。
【0070】
以下でより詳細に説明するように、プライマリユーザに許可された周波数帯域(B)を含む多数の周波数帯域で、多様なデータ及び制御情報がマスタノード3とモバイル端末5との間に伝送されている。さらに、モバイル端末5は、マスタノード3により制御されるエリア13内を移動することができるため、マスタノード3は、モバイル端5の位置を、継続的、定期的、あるいは時々のいずれかで記録して、マスタノード3とモバイル端末5との間の通信の継続を確保する。マスタノード3が制御するエリア13をモバイル端末5が離れるときには、モバイル端末5とデータ及び制御情報の伝送を継続できる他のマスタノード(示していない)へ、データ及び制御情報の伝送が引き継がれる。ハンドオーバは、当業者であれば周知の理由により、マスタノード3が制御するエリア13内に、モバイル端末5がまだ存在しているときから開始してもよい。
【0071】
マスタノード3が固定した位置に設定される間、単一場所で測定することができ、センサモバイル端末は、マスタノード3が制御するエリア13を移動するため、自身の現在位置の測定を供給することができる。センサモバイル端末5は、マスタノード3よりプライマリ送信機4、7へ近づくこともあり、従って、より正確なプライマリユーザ送信の検出及び測定を行う可能性がある。センサモバイル端末5が検出を行うと、検出と信号測定とをマスタノード3へ送信するシグナリングメッセージで報告する。マスタノード3は、異なるセンサモバイル端末5からの測定、及びこれらセンサモバイル端末5の位置情報を用いて、許可された帯域(B)でのプライマリユーザとセカンダリユーザとの間の干渉の可能性があるエリアを定める。このような干渉の可能性があるエリアは、マスタノード3が制御する対象エリア(セル)13とプライマリ送信機4の対象エリア14との間で重複するエリアを含む。干渉の可能性のあるサブエリア19も、モバイル端末5aの伝送エリア15aがプライマリ送信機4の対象エリア14と重なって存在するであろう。エリア17のサイズは、マスタノード3及びプライマリ送信機4の伝送特性により大部分が決まり、サブエリア19のサイズは、主に所在地及びモバイル端末5a及びプライマリ送信機4の伝送特性に基づいている。
【0072】
最初は、プライマリ送信機4は、許可された帯域(B)で送信していない。従って、重複エリア17がなく、マスタノード3は、セル13内動作しているすべてのモバイル端末5を、許可された周波数帯域(B)内で動作するように制御することができる。しかしながら、プライマリ送信機4が周波数帯域(B)で送信を開始すると、センサモバイル端末5b、5cは、この送信を検出し、プライマリユーザ信号の強度を感知する。そして、センサモバイル端末5b、5cは、検出しているプライマリユーザ送信及びその送信強度をマスタノードへ通知する報告を、マスタノード3へ送信する。それに応じて、マスタノード3は、センサモバイル端末5b、5cへ周波数帯域(B)での送信を止めることを指示し、センサモバイル端末5b、5cと継続して送信する新しい周波数帯域を割り当てる。マスタノード3は、報告された信号強度及びセンサモバイル端末5b、5cの所在地を用いて、プライマリ送信機4のおおよその所在地を解析し、これから対象エリア14及び重複エリア17を解析する。この情報から、マスタノード3は、対象エリア14内のプライマリユーザとの送信干渉を避けるために、許可された帯域(B)において自身の送信電力をどの程度低下させる必要があるかを決定することができる。図1に、プライマリユーザ4への干渉を避ける間、周波数帯域(B)でマスタノード3が提供する縮小したサイズのセル13’を示す。
【0073】
セル13のサイズを変更すると、マスタノード3が管理する他のモバイル端末5に影響が生じる。例えば、モバイル端末5eは、セル13の範囲外になり、許可された帯域(B)を使用する通信ができなくなる。もし、マスタノード3が、異なる動作周波数の別のセルを操作すると、モバイル端末5eが、他のセルへ引き継がれる。そうでなければ、モバイル端末5eが、隣接するマスタノード3へ引き継がれなければならない。
【0074】
同様に、いくつかのモバイル端末5はプライマリユーザの対象エリア14の外側に位置するが、これらの送信が、対象エリアに到達する可能性がある。これは、モバイル端末5aについて、その伝送距離(エリア15aで示す)がサブエリア19に含まれる対象エリア14と重複することにより示される。そのため、モバイル端末5aによる送信が、サブエリア19内のプライマリユーザ7aに悪影響を及ぼす可能性がある。マスタノード3は、異なるセンサモバイル端末の情報を用いて、どのモバイル端末5がこのカテゴリに入るかを測定し、送信電力の縮小または異なる周波数で動作する別のセルへのハンドオーバのいずれかを指示する。
【0075】
好適な実施形態では、縮小したセル13’内に位置し、プライマリユーザ4の対象エリア14から遠く離れている他のモバイル端末5(例えば、モバイル端末5d)は、マスタノード3が、このようなモバイル端末5dを監視するものの、許可された周波数帯域(B)の使用を続けることが可能である。そして、モバイル端末5dが対象エリア14へ移動すると、マスタノード3は、モバイル端末5dへ送信電力の縮小を指示するか、またはモバイル端末5dを異なる周波数で動作する別のセルへ引き渡す。
【0076】
当業者が十分認識するように、マスタノード3は、プライマリ送信機4の出現によって影響を受けるモバイル端末5を特定すべきであり、それぞれについて許可された帯域(B)での自己の送信電力を減らす前に必要な制御動作を実施すべきである。
【0077】
いくつかのモバイル端末5へ必要な制御動作は許可された帯域(B)での送信を止めることであり、他のモバイル端末5へ必要な制御動作は許可された帯域(B)での送信電力を減らすことであり、他のモバイル端末5へ必要な制御動作は異なる周波数で動作する別のセルへ引き渡すことである。
【0078】
本実施形態では、許可された帯域(B)でプライマリ送信機の出現を検出するセンサモバイル端末5は、プライマリの送信電力を測定し、マスタノード3へ表示を送る。そして、マスタノード3により表示が正確に受信されていることを確かめた後、許可された帯域(B)での通信を止める。表示の受信は、マスタノード3が、LTEネットワークで無線インタフェースのハイブリッド自動再送要求(HARQ:Hybrid Automatic Retransmission Request)技術を用いて確認メッセージを送ることによって確認される。
【0079】
センサモバイル端末
図2は、図1に示すセンサモバイル端末5の主構成を示すブロック図である。図に示すように、モバイル端末5は、一つ以上のアンテナ225を介して他のノード(例えば、マスタノード3)との間で送信信号を送受信する働きをするトランシーバ回路223を有する。コントローラ227は、メモリ237に格納するソフトウェアに従って、トランシーバ回路223の動作を制御する。また、モバイル端末5は、コントローラ227によって制御され、ユーザが通信装置と情報をやり取りできるようにするユーザインタフェース229を有する。メモリ237に格納されるソフトウェアは、特に、オペレーティング・システム239、通信モジュール241、位置決めモジュール243、センサーモジュール245、測定モジュール246、レポートモジュール247、及び伝送周波数制御モジュール249を有する。
【0080】
オペレーティング・システム239は、モバイル端末5の動作を制御する。通信モジュール241は、トランシーバ回路223とアンテナ225とを介してモバイル端末5と外部装置との間の通信を制御する。位置決めモジュール243は、センサモバイル端末5の位置情報を測定する働きをする。位置決めモジュール243は、GPSまたは同様の通信衛星または地上波位置測定モジュールであるともいえる。位置決めモジュール243は、要求に応じてまたは所定の間隔のいずれかで、正規の位置の更新をマスタノード3へ送信する。センサーモジュール245は、プライマリユーザが行う送信を感知する働きをする。センサーモジュール245は、通常、許可された帯域(B)全域(及びことによると他の周波数帯域も同様に)内のプライマリユーザ送信を感知することができる。センサーモジュール245がプライマリユーザ送信を検出したときはいつでも、測定モジュール246が、プライマリユーザの送信の電力の大きさ、例えば、動作周波数帯域(B)の電磁信号の強度を測定する。測定モジュール246からの結果は、レポートモジュール247によって、マスタノード3へ返送される。最後に、伝送周波数制御モジュール249は、プライマリユーザと干渉しないで便乗する信号を送信することができる、許可された帯域(B)内のいずれかの帯域があるかを識別するマスタノード3から送信される情報を受信し、トランシーバ回路223を用いてこのような便乗する送信への送信周波数を制御する働きをする。
【0081】
マスタノード
図3は、図1に示すマスタノードの主構成を示すブロック図である。図に示すように、マスタノード3は、一つ以上のアンテナ325を介して他のノードとの間で信号を送受信するトランシーバ回路323を有する。コントローラ327は、メモリ337に格納するソフトウェアに従ってトランシーバ回路323の動作を制御する。また、コントローラ327はネットワークインターフェース329を介して他の通信装置と通信することができる。メモリ337に格納されるソフトウェアは、特に、オペレーティング・システム339、通信モジュール341、位置決めモジュール342、マッピングモジュール343、周波数帯割り当てモジュール345、結果分析決定モジュール347、及びセカンダリユーザ制御モジュール349を有する。
【0082】
オペレーティング・システム339は、マスタノード3の動作を制御する。通信モジュール341は、マスタノード3が、トランシーバ回路323とアンテナ325とを介してモバイル端末5と通信すること、及び、ネットワークインターフェース329(これは銅または光ファイバーインターフェイスであってもよい)を介して他のネットワーク装置及びノードと通信できるようにする機能性を提供する。位置決めモジュール342は、マスタノード3が、センサモバイル端末5を含む異なるモバイル端末5の位置を、モバイル端末5から受信した測定、または、複数のネットワークノード(例えば、マスタノード3)によって、モバイル端末5との間で送受信された三角測量とのいずれかにより測定できるようにする。周波数帯割り当てモジュール345は、マスタノード3により制御されるセル13内でモバイル端末5へ利用できる周波数帯域を割り当てる働きをする。結果分析決定モジュール347は、異なるセンサモバイル端末5から戻される感知結果を受信し、結果を解析し、許可された周波数帯域(B)のいずれかの部分で現在動作しているプライマリユーザに対して各モバイル端末5またはマスタノード3自身が干渉するか否かを判定する働きをする。セカンダリユーザ制御モジュール349は、セカンダリユーザへ、それぞれに割り当てられた周波数帯域の使用をいつ開始し停止するか、または、別の周波数帯域へのハンドオーバが必要であるか、あるいは、プライマリユーザとの干渉を避けるために送信電力を変更することを通知する働きをする。
【0083】
上記では理解を容易にするために、マスタノード4及びモバイル端末5は、多数の個別のモジュール(例えば、通信モジュール、位置決めモジュール、センサーモジュール、レポートモジュールなど)を有するように記載している。これらのモジュールが特定のアプリケーションへ上述した方法で供給されている一方、例えば、他のアプリケーション内で存在するシステムが変更されて発明を実行していると、始めから発明の特徴が設計されるシステムの一例として、これらのモジュールは、オペレーティング・システム全体またはコードへ構築され、これらのモジュールが個別の要素として認識できなくなるであろう。
【0084】
マスタノード制御
マスタノード3及びセンサモバイル端末5の動作のいくつかの新しい態様についてより詳細に説明する。
【0085】
図4は、マスタノード3の動作全体を示すフローチャートである。図に示すように、ステップs41では、マスタノード3の通信モジュール341は一つ以上のセンサモバイル端末5から、これらのセンサモバイル端末5で受信したプライマリユーザ送信の信号強度を示す情報を受信する。
【0086】
ステップs43では、位置決めモジュール342は、モバイル端末5に関する位置情報を取得する。
【0087】
ステップs45では、マッピングモジュール343は、マスタノード3とプライマリユーザ4との間で通信の重複が起こり得るエリア17を、受信したプライマリユーザ送信情報と、取得した、プライマリユーザ4を検出したモバイル端末4に関する位置情報を用いて評価する。
【0088】
ステップs47では、マスタノード3の結果分析決定モジュール347は、マスタノード3が現在管理する各モバイルノード5の位置と、評価した通信の重複が起こり得るエリア17とを比較する。
【0089】
最後に、ステップs49では、マスタノード3のセカンダリユーザ制御モジュール349は、マスタノード3及びモバイルノード5によるプライマリユーザ4への干渉を避けるために、比較結果に基づいてモバイルノード5の動作を制御する。
【0090】
図5は、ステップs47で、マスタノード3が制御するエリア13内で管理されている各モバイル端末5に対して、結果分析決定モジュール347が実行する工程を示す図である。
【0091】
ステップs50では、結果分析決定モジュール347は、現在検討しているモバイル端末5が許可された周波数帯域(B)内で現在動作しているかを確認する。そして、ステップS51では、モバイル端末5がこの帯域(B)で現在動作していないとき、結果分析決定モジュール347は、この端末が周波数帯域Bの使用を開始する(干渉を起こすことなく)適切な候補であるか否かを判定する。この解析が肯定的な結果である場合には、ステップs52で、結果分析決定モジュール347は、候補の端末5に許可された帯域(B)での送信の開始を許可する。ステップS51での解析が否定的な結果である場合には、ステップ57で、結果分析決定モジュール347は、候補のモバイル端末5の動作を変更する必要がないと結論づける。ステップs52またはステップs57の後、結果分析決定モジュール347は、現在のモバイル端末5への検討を終了し、次のモバイル端末5の検討を開始する。
【0092】
ステップs50で現在の端末5が周波数帯域(B)で動作していると判断すると、結果分析決定モジュール347は、ステップ53へ進み、モバイル端末5が評価された干渉エリア17内に存在するか否か確認する。モバイル端末5がエリア17内に存在しない場合には、ステップs54で、結果分析決定モジュール347は、モバイル端末の送信エリア15aがプライマリ送信機4の対象エリア14と重複するか否かを確認する。重複しない場合には、結果分析決定モジュール347は、ステップs57で、現在のモバイル端末5の動作を変更する必要がないと結論づけ、結果分析決定モジュール347は、次のモバイル端末5の検討を開始する。しかしながら、ステップs54で、重複すると決定する場合には、結果分析決定モジュール347は、ステップs56へ進み、干渉を避けるために、モバイル端末5の送信電力を制限することを決定する。モバイル端末が送信電力を制限する大きさは、プライマリ送信機のエリアにどのくらい近いかによって決まる。その後、結果分析決定モジュール347は、ステップs58へ進む。
【0093】
ステップs53では、干渉するエリア17内に存在するモバイル端末5に対して、結果分析決定モジュール347は、ステップs55へ進み、現在のモバイル端末5へ許可された周波数帯域(B)での送信を認めないことを決定し、ステップs58へ進む。
【0094】
ステップs58では、結果分析決定モジュール347は、制限された電力でのみ送信を許可されたモバイル端末、及び許可された帯域(B)すべてでの送信を認められないモバイル端末に対して、ハンドオーバが必要であるか(または本当に可能であるか)を決定する。ハンドオーバが必要でない(または可能ではない)場合には、結果分析決定モジュール347は、現在のモバイル端末5の処理を終了し、それ以外場合には、まず決定したハンドオーバを、ステップs59で行う。
【0095】
上述したステップを、本実施形態では、マスタノード3が管理するモバイル端末すべてに実行しているが、少なくともプライマリユーザへの干渉を起こし得るモバイル端末5のために実行される。各モバイル端末5への決定は、マスタノード3及び図3のセカンダリユーザ制御モジュール349に関連して説明したように、各モバイル端末5へ伝えられる。
【0096】
MACシグナリング
例えば、モバイル端末5とマスタノード3のような、通信システムの装置間における通信は、標準手続きに従って行われる。開放型システム間相互接続参照モデル(OSI参照モデル)は、7階層のプロトコルスタックを用い、一つのコンピュータから別のコンピュータへのネットワーク内のデータの流れを表す。図6Aに示すように、これらの論理層は、最下位から最上位の層へそれぞれ、物理層(レイヤ1)、データリンク層(レイヤ2)、ネットワーク層(レイヤ3)、トランスポート層(レイヤ4)、セッション層(レイヤ5)、プレゼンテーション層(レイヤ6)、及びアプリケーション層(レイヤ7)である。
【0097】
各論理層は、個別の機能を有し、固有のデータフォーマットを操作する。データが上位レイヤから下位レイヤへ流れる場合には、データは下位レイヤのデータフォーマットへ変換され、下位レイヤヘッダが追加される。この処理は、カプセル化と呼ばれる。反対に、データが下位レイヤから上位レイヤへ流れる場合には、データは上位レイヤのデータフォーマットへ変換され、下位レイヤヘッダが捨てられる。
【0098】
物理層(レイヤ1)は、ネットワークの物理的な及び電気的な特徴を特定し、通信媒体(例えば、ケーブルや無線リンク)を介した情報送信を操作する。
【0099】
データリンク層(レイヤ2)は、OSIモデルの中で、アドレス指定、具体的には、特定の宛先を情報へつけるアドレス指定に関係している最も下位レイヤである。データリンク層は、物理層でネットワークを介して送信するフレームへ、上位レベルのメッセージを最後にカプセル化することを担当する。
【0100】
ネットワーク層(レイヤ3)は、経路設定及びアドレス指定を行い、許容される時間内にデータパケットを宛先へ送信することを担当する。
【0101】
トランスポート層(レイヤ4)は、エンドユーザ間の終端間移送を担当する。この層は、バッファリング、順序付け、フロー制御、及びエラー検出を行い、データが正しい順番でエラーなしで受信されることを確実にする。
【0102】
セッション層(レイヤ5)、プレゼンテーション層(レイヤ6)、及びアプリケーション層(レイヤ7)は、しばしば上位レイヤとみなされる。これらの層は、ユーザ接続およびデータフォーマットを処理する。ほとんどのネットワーク技術において、これら3層間の違いは、不鮮明であり、これらの機能はしばしば一つのプロトコルによって処理される。
【0103】
図6Bを参照して、データリンク層(レイヤ2)の詳細を説明する。データリンクプロトコルは、信頼性、安全性、及び完全性を高めることにより、上位レイヤへのサービスを向上させる。加えて、データリンク層は、媒体アクセス及びスケジューリングを担当する。LTEシステムではその複雑な機能に起因して、メディアアクセス制御(MAC)層、パケットデータ収束プロトコル(PDCP)層、無線リンク制御(RLC)層のように、さらに層が分割されている。MAC層は、最下部であり、物理層(レイヤ1)に近く、物理媒体へのアクセス制御を担当する。PDCP層は、主にIPヘッダの圧縮及び暗号化を担当し、さらに、ハンドオーバの場合、無損失の移動性をサポートし、上位レイヤ制御プロトコルへの完全性保護を提供する。RLC層は、主に自動再送要求(ARQ)機能から構成され、データの分割及び連結をサポートする。
【0104】
LTEシステムでは、無線リソース制御(RRC)プロトコルがマスタノード3内の主な制御機能であり、無線ベアラの設置、及びマスタノード3とモバイル端末5との間のRRCシグナリングを用いるすべての下位レイヤの設定を担当する。RRC層(レイヤ3)は、例えば、システム情報の放送;ページング;モバイル端末5とマスタノード3との間のRRC接続の設置、維持管理、及び解放;鍵管理を含む保護機能;無線ベアラの設置、設定、維持管理、及び解放;移動性機能、サービス管理の質、モバイル端末測定報告及び報告の制御などの、多数のサービス及び機能を実行する。
【0105】
図6A,6Bに示すように、二つの装置間でメッセージが送信される場合には、プロトコルスタックを介して下位レイヤへ伝わり、最下位レイヤによって送信され、受信側では、メッセージが、受信端末の同等の層まで伝わる。メッセージのルートを、図6Aの矢印で示している。例えば、LTEシステムでは、レイヤ3メッセージは、RRC層上で作成され、PDCP層、RLC層、MAC層、及び、モバイル端末5とマスタノード3との間の実質的な送信を操作する物理層により処理される(逆もまた同様に)。受信側に送信されると、メッセージは再び、まずMAC層、続いてRLC層、PDCP層により処理され、作用するRRC層に最後に届けられる。レイヤプロトコルスタックの論理構造は、最も適切なレイヤ上で各機能が実行されると保証するにもかかわらず、干渉状況において、階層化されたアーキテクチャは、プライマリ送信機4の出現に関する情報のハンドリングでは不必要な遅延を取り入れることがあり得る。そのため、以下に詳細を説明するが、できるだけ早急にプライマリユーザ送信をマスタノードへ知らせるために、センサノードは、プライマリユーザ送信を感知したことを示す制御データを、一般に利用される上位レイヤよりむしろMACレイヤで送信するように構成される。
【0106】
上述したように、センサモバイル端末5がプライマリ送信機4の送信を検出したとき、センサモバイル端末5は、プライマリユーザ信号の受信電力を測定し、マスタノード3へ、検出した送信及びセンサノードによって受信されたプライマリユーザ信号の強度を通知する。本実施形態では、測定された送信電力は、マスタノード3のMACレイヤによって処理され動作される、MACレイヤシグナリングメッセージでマスタノード3へ報告される。
【0107】
図7Aは、本実施形態で用いるMACプロトコルデータユニット71(PDU)を表す。MAC PDU71は、一般にフレームとして知られ、データリンクレイヤ(レイヤ2)の装置間に引き渡される情報のユニットである。MAC PDU71の主な部分は、フレーム制御フィールド73、シーケンス番号フィールド74、及びアドレスフィールド75を含むヘッダ72である(これらの要素のいくつかはサブヘッダとして参照されることがある)。ヘッダ要素は、送信に関連するMAC PDU71の特徴、例えば、差出人/受取人、制御パラメータ、シーケンスユニットのフレームの順番、サービスの質、内容が再送されるか否かなどを定義する。MACサービスデータユニット76(SDU)は、上位レイヤ(例えば、RLC,PDCP,及びRRCレイヤ)が処理することを意図するデータを含む。MAC PDU71の最後は、エラー検出コード79であり、通常巡回冗長コード(CRC)である。
【0108】
同様の方法で、MACレイヤSDU76は、上位レイヤPDU171を構成することができる。しかしながら、上位レイヤPDU171がMAC SDU76と適合しない場合、数個の連続するMAC SDU76に分割することができ、この技術はセグメンテイションとして知られている。上位レイヤPDU171のすべてのセグメンテイションは、上位レイヤで受信されると、上位レイヤで処理されるか、さらに上位レイヤに転送される。そのため、上位レイヤPDU171の内容は、MAC PDU71のヘッダ72と比べて相対的にゆっくりと処理される。
【0109】
図7Bに示すように、上位レイヤPDU171は、フレームコントロールフィールド173、シーケンス番号フィールド174、アドレスフィールド175、他のレイヤのためのSDU176、さらに加えエラー検出コード179を含む。
【0110】
ペイロード78を、ヘッダ72より後ろのMAC PDU71の部分を表す用語として用いる。ペイロード78のすべてが常に上位レイヤ向けではない。フレーム制御フィールド73は、ペイロード78に、MACレイヤ自身に提供するMAC制御要素77が1以上存在することを示し、このような制御要素77は上位レイヤに転送されない。複数のMAC PDU71のすべてが制御要素77を含むものではなく、異なるMAC PDU76は、通常上位レイヤを運ぶMAC SDU76にかかわらないような異なる制御要素77を含む。
【0111】
制御要素77は、常にMAC SDU76の最初の部分に挿入され、上位レイヤPDU171のどの部分より先に挿入されることになる。この優先順位は、制御要素77が配信されるどの上位レイヤデータより先に処理されることを保証する。そのため、これに含まれるどのような情報もマスタノード3によって通常の上位レイヤシグナリングメッセージ、例えば、無線リソース制御(RRC)メッセージなどより早く処理される。本実施形態では複数のセンサモバイル端末5は、センサモバイル端末5からマスタノード3へ送られるMACシグナリングメッセージ(MAC PDU71)の制御要素77に受信電力の大きさを含む。このような制御要素77は、MACフレーム71のいずれかに追加され、遅延時間なしで送信される。
【0112】
干渉が生じ得るエリア17が定義された後、マスタノード3は、干渉を生じさせる各モバイル端末5へ、MAC PDU71の適切な制御要素77に受信電力の大きさを含むMACシグナリングメッセージを送信する。この手法では、マスタノード3が許可された帯域(B)で送信を停止する必要があるすべてのモバイル端末5へ通知することができる。
【0113】
MACレイヤでの通知を改良するために、新しい具体的な制御要素77がアップリンク(複数のセンサモバイル端末5からマスタノード3への通知)で必要とされ、別のものがダウンリンク(マスタノード3からモバイル端末への通知)で必要とされる。これらの二つの新しいMAC制御要素ための一つの可能なフォーマットが、図7Cに示されている。
【0114】
MAC制御要素77は、固定サイズであり、次のような8ビットで構成される。初めの2つのビットb1、b2は、予約されたビットであり、“0”、またはこのケースでは“R”が設定される。残りのビットb3からb8は、プライマリ受信電力(プライマリ受信電力は、センサモバイル端末5が測定した、検出されたプライマリユーザ送信のシグナルレベルまたは電力である)に関係するバイナリ値を含む。
【0115】
ペイロード78内の制御要素77の存在は、フレーム制御フィールド73内のデータによって示される。LTEシステムでは、このフレーム制御フィールドデータは、論理チャネルID(LCID)フィールドで定義される。新しいMAC制御要素77を導入するため、二つの新しいタイプの制御要素77を特定する、新しい論理チャネルIDの定義が必要である。以下の表に示す、アップリンク及びダウンリンクに使用できるLCIDの値を設定することが可能である。
【0116】
【表1】
【0117】
【表2】
【0118】
センサモバイル端末5とマスタノード3との間で送信されるMAC PDU71で適切なLCIDが使用されているときはいつでも、受取人は、MAC制御要素77が存在し、データリンクレイヤー(MACレイヤ)で処理されるであろうことを知る。例えば、制御要素77からのプライマリ送信電力の大きさがMACレイヤでMAC制御要素77から抽出され、マスタノード3の結果分析決定モジュール347への入力として利用される。
【0119】
アップリンクの許可
LTEシステムでは、複数のモバイル端末5、またはセンサモバイル端末5は、アップリングデータ(上述したMACシグナリングメッセージを含む)を送信できるノードのアップリンクリソースを割り当てられている必要がある。そのため、これらのアップリンクリソースの割り当てはモバイル端末5が測定レポートを送信する能力に影響する。考慮すべき3つの状況がある。
i)モバイル端末5は、現在のデータ送信の必要量を満たす十分なアップリンクリソースを割り当てられている。
ii)モバイル端末5は、いくつかのアップリンクリソースを割り当てられているが、現在のデータ送信の必要量を満たさない。
iii)モバイル端末5は、アップリンクで送信するデータがない、またはその他の理由、例えば一時的にLTEシステムが過負荷であるという理由のため、どのアップリンクリソースも割り当てられていない。
【0120】
いくつかの割り当てられたアップリンクリソースを有する複数のセンサモバイル端末5は(状況iまたはii)、割り当てられたリソースを使用するプライマリユーザ4の出現を検出すると直ちにマスタノード3へ通知することができる。しかしながら、マスタノード3へ活発にデータを送信しないセンサモバイル端末5は、許可されたアップリンクリソースを持たず、検出されたプライマリユーザ送信の受信電力に関する情報を直ちに送信することができない。専用のアップリンクリソースがないと、このようなセンサモバイル端末5は、共通チャネルまたはシグナリングチャネルでこの情報を送信するように構成される。このようなチャネルが使用できない場合、このようなセンサモバイル端末5は、プライマリユーザ送信の受信電力に関する情報を送信するためにマスタノード3へ新しいデータコネクションの設定を開始する。LTEシステムでは、これをランダムアクセス手順と呼び、新しいコネクションがマスタノード3とモバイル端末5との間で設定する手順を図8に表す。
【0121】
物理レイヤー(レイヤー1)は、セル13内ではすべてのモバイル端末5と供給するため、アップリンク方向の通信の開始の手順は、次のように実行される。
【0122】
ステップs81では、センサモバイル端末5は、アップリンクリソースを要求する。アップリンクリソースは、マスタノード3により制御されている。LTEシステムでは、ランダムアクセスプリアンブルメッセージを備え、ランダムアクセスプリアンブルメッセージがMACレイヤで生成され、モバイル端末5によってマスタノード3へランダムアクセスチャネルで送信される。
【0123】
ステップs83では、マスタノード3は、センサモバイル端末5へ割り当てに成功したアップリンクリソースについて通知し、センサモバイル端末5が割り当てられたチャネルで通信を開始できるようになる。LTEシステムでは、ランダムアクセスレスポンスメッセージを備え、ランダムアクセスレスポンスメッセージがマスタノード3によってMACレイヤで生成され、モバイル端末5を一意に識別するセル無線ネットワークテンポラリ識別子(C−RNTI)を含む。ランダムアクセスレスポンスメッセージを用いて、マスタノード3は、モバイル端末5へ後続する通信で用いる正確なタイミングアドバンス値について通知し、アップリンク通信の最初のリソースを許可する。
【0124】
ステップs85では、センサモバイル端末5は、マスタノード3へプライマリ送信機4の出現について通知できるようになり、モバイル端末5は、上述したように、MAC制御要素77に検出されたプライマリユーザ送信の測定された信号電力を含む、割り当てられたリソースを利用するアップリンクデータを送信する。LTEシステムでは、RRCコネクション要求メッセージを備え、RRCコネクション要求メッセージは、RRCレイヤによって生成され、モバイル端末5の固有性(メッセージの差出人の特定)及び設置要因(アップリンクリソース要求の理由の特定)を届ける。本実施形態によれば、測定結果はMAC制御要素77としてこのメッセージ内に挿入され、マスタノード3によって、RRCレイヤ(レイヤ3)にメッセージを受け渡す前、または受け渡す代わりにMACレイヤ(レイヤ2)において処理される。
【0125】
ステップs87では、マスタノード3は、測定結果の受け取りを確認して、上述した手順でセル13内のモバイル端末5の操作を制御できるようになる。
【0126】
通信システムの全体の負荷が増加すると、プライマリユーザ4への干渉の可能性が増加するが、それと同時に、多くのモバイル端末5は、割り当て有られたリソースを持たないであろうから、許可された周波数帯域(B)でプライマリユーザ4の出現についてマスタノードへ通知することは極めて困難となる。これらのモバイル端末5は、上述した実施形態のランダムアクセス手順を用いることになる。
【0127】
有利な効果
上述した実施形態は多くの効果を奏する。MAC制御要素77が、マスタノード3にプライマリユーザ4の出現について即座にかつ簡潔な手段を提供するため、測定を報告し処理する期間を削減する。
【0128】
同時に、マスタノード3が、マスタノード3よりプライマリユーザに近い位置に配置される多数のセンサモバイル端末5から測定レポートを受け取るため、検出精度を向上させる。
【0129】
干渉を回避するために、プライマリユーザ4の出現によって影響されるこれらのモバイル端末5のみが、異なる周波数帯域へ移動する必要となるため、干渉の可能性のエリア17の計算は、許可された周波数帯域(B)での有効なリソースのより良好な利用に寄与する。
【0130】
センサモバイル端末5へ許可されたアップリンクリソースに関わりなく、同じフォーマット、具体的には、MAC制御要素77を用いて測定結果を送信することが可能であり、モバイル端末4とマスタノード3のデザインの複雑さを削減する。
【0131】
変形及び別の可能性
上記では詳細な実施形態を説明した。当業者は、適応する、上述した実施形態への多くの変形及び別の可能性を、発明の効果を維持して施すことができる。これらの変形や別の可能性の一部について図面を参照して説明する。
【0132】
上述した実施形態において、プライマリユーザ送信を検出するセンサモバイル端末は、すべてセカンダリユーザであり、具体的には、これらは許可された帯域(B)で感知するだけでなく許可された帯域(B)で送信した。他の実施形態では、一つ以上のセンサモバイル端末がセカンダリユーザでなくてもよい。そのかわり、これらは単に許可された帯域(B)内で感知し、感知結果を報告してもよい。
【0133】
用語プライマリ送信は、無線通信ネットワークの基地局に言及してもよいし、対象エリア内の基地局が提供するどのようなユーザ基地に言及してもよい。プライマリユーザ送信の受信電力は、正確な測定を示すものでなくてもよく、例えば、センサモバイル端末が評価または送信電力の比較レベルから引き出すものであってもよく、例えば、さまざまな量子化技術が適用されてもよい。
【0134】
LTEシステムで実現する発明の一実施形態では、マスタノードは、通常LTE基地局によって形成される。LTEシステムでは、多数の基地局が提供され、セル内でセンサモバイル端末(典型的にはユーザ端末、例えば携帯電話)を制御するマスタとしてそれぞれ動作することができる。基地局は集中しないような方式で上位ネットワークの存在と通信しないでそれぞれの位置を決定するように自発的に働く。基地局はX2インタフェースにより情報の交換、及び近隣の基地局から受け取った情報に基づく決定について相互に協力する。
【0135】
発明の多様な側面を、LTEシステムに沿ってMACプロトコルの使用を用いて表したが、他のシステム及び多様な下位レイヤプロトコルでも同様に利用できる。制御要素の使用は明らかにしたが、MACプロトコル(または他の下位レイヤのプロトコル)メッセージの他の部分、例えばヘッダ、サブヘッダ、制御要素、またはペイロードを用いることもできる。
【0136】
多様な確認メッセージがマスタノードで測定結果の受け取りを確認することを提案しているが、一実施形態では、センサモバイル端末はプライマリに許可された帯域の使用を直ちに、例えば、このような確認メッセージを受信する前に、中止するであろう。他の実施形態では、複数の周波数帯域を使用して動作センサモバイル端末は、プライマリに許可された帯域以外のマスタノードへ通知するように構成されてもよい。これらの変更はセカンダリユーザによる干渉の発生をさらに削減するであろう。
【0137】
図8に示す実施形態では、センサモバイル端末は、三番目のメッセージでプライマリユーザ信号測定に関する制御要素(アップリンクリソースが許可された後)を送信するように構成される。他の実施形態では、センサモバイル端末はアップリンク要求手順の最初のメッセージに制御要素を含めることができる。一方、別の実施形態では、センサモバイル端末は、制御要素を送信する別の手順の部分であるシグナリングメッセージを採用することもできる。
【0138】
図8に示す実施形態では、制御要素は、許可された周波数帯域(B)で検出されたプライマリユーザ送信をマスタノードへ通知する三番目のメッセージでセンサモバイル端末によって送信され、制御要素はプライマリユーザ送信の信号測定をマスタノードへ提供する。
【0139】
他の実施形態では、検出されたプライマリユーザ送信の通知は、ランダムアクセス手順の最初のメッセージ(言い換えると、アップリンクリソース要求に用いるランダムアクセス手順の初期メッセージ)でセンサモバイル端末から送信され、プライマリユーザ送信の信号測定は、ランダムアクセス手順の後続するメッセージ、例えば、三番目もメッセージ(言い換えると、センサモバイル端末がマスタノードによってアップリンクしソースを割り当てられ、許可された時点で)で提供される。
【0140】
許可されない端末がマスタノードへ、マスタノードと通信するアップリンクリソースが許可されていないにもかかわらず、許可されていない端末(モバイル端末が接続モードであり、許可されたアップリンクリソースを持たないマスタノードと接続する接続モードである、または、モバイル端末がアイドルモードであり、マスタノードと通信状態でない)がプライマリユーザの出現を通知することができるため、非常に効果があるであろう。
【0141】
本実施形態では、マスタノードはセンサモバイル端末としてふるまうモバイル端末のサブセットを選択することができ、センサモバイル端末は、マスタノードへ、許可された周波数帯域(B)でのプライマリユーザ送信の検出を通知することができる。センサモバイル端末として動作する、限られた数のモバイル端末が選択されるため、多数のモバイル端末によってランダムアクセスチャネルを同時にアクセスする試みによってランダムアクセスチャネルの過負荷の可能性を低くすることができる。
【0142】
他の可能性の実施形態をLTE通信システムでどのように実現するかについて、より詳細に説明する。
【0143】
現在提案されているLTE標準では、アップリンクリソースが許可されていないモバイル端末は、ランダムアクセスチャネル(RACH)を用いて、基地局(マスタノード)からのリソースを要求する。
モバイル端末は、競合ベースの技術または非競合ベースの技術を用いてRACHをアクセスすることが可能である。
【0144】
競合ベースの技術では、各モバイル端末は、ランダムアクセス通信の機会を選択し、マスタノードへ送信するアップリンク要求メッセージで含めるプリアンブルをランダムに選択(生成)する。マスタノードは、アップリンク要求メッセージを受信する応答において、モバイル端末へアップリンクリソース割り当てるメッセージを返信する。しかしながら、もし、二つ以上のモバイル端末が同じプリアンブルをランダムに選択し、同じRACHに同時に送信すると、衝突が発生し、衝突によりマスタノードが送信されたメッセージを受信できないであろう。そのため、マスタノードはアップリクエストメッセージに気が付かない。リソース割り当てメッセージが特定された時間内にモバイル端末が受信できない場合、モバイル端末は、マスタノードがアップリンク要求メッセージを受け取っていないと仮定し、より高い送信電力で次に可能なランダムアクセス機会にメッセージを再送する。
【0145】
非競合ベースの技術では、マスタノードは、各モバイル端末へ固有のプリアンブルを割り当てる。ランダムアクセス通信の機会は、各モバイル端末が選択するか、マスタノードにより割り当てられる。割り当てられたプリアンブルは各モバイル端末に固有であるため、モバイル端末は、RACHの使用を競合させることなく、同時に使用を共有することができる。RACHの競合は、マスタノードが異なるランダムアクセス通信の機会を異なるモバイル端末に割り当てることにより取り除くことができる。
【0146】
競合ベースの実施形態
RACHをアクセスするための競合ベースの技術を使用するモバイル端末実施形態では、マスタノードは、すべてのセンサノードがプライマリユーザ送信の検出をマスタノードへの通知に使用すべき、一つの予約済のプリアンブルの信号を割り当てる。予約済のプリアンブルは、マスタノードからモバイル端末へ放送するシステム情報を含む。
【0147】
より具体的には、プライマリユーザ送信の通知する場合に用いる特定のプリアンブル(予約済のプリアンブル)を定義するために、新しい特定のフィールド“Primary_detection_specific_incumbent”がシステム情報内に定義される。これは、システム情報のSystemInformationBlocks(SIBs)を呈示する“RadioResourceConfigCommon”要素の“RACH−ConfigCommon”情報要素に定義することができる。
【0148】
“RACH−ConfigCommon“情報要素は、“Primary_detection_specific_incumbent”要素を含み、以下のフォーマットとなっている。
【表3】
【0149】
システム情報ブロックのパラメータの大部分の定義は、TS 36.321 v10.4.0に記載されていて、参照のためその内容をここに組み込んでいる。新しく追加されたパラメータは、“Primary_detection_specific_incumbent_preamble”パラメータである。
【0150】
【表4】
【0151】
“RACH−Config−Dedicated”情報要素は、マスタノードで用いられ、各モバイル端末の専用のランダムアクセスパラメータを定義し、以下のフォーマットを備える。
【0152】
【表5】
【0153】
【表6】
【0154】
“ra−PreambleIndex”は、モバイル端末が使用する予約済のプリアンブルを定義する。LTEモバイル装置は、ハンドオーバ手続きの間に専用のプリアンブルを使用するため、このテーブルは既にTS36.321で定義されている。具体的には、LTEハンドオーバの間、モバイル装置は、RRC ConnectionReconfigurationメッセージをハンドオーバに必要とされるパラメータ(言い換えると、新しいC−RNTI、ターゲットeNBのセキュリティアルゴリズム識別名、及び任意の専用のRACHプリアンブル、ターゲットeNB SIBs、など)とともにソースeNB(基地局)から受信し、ソースeNBによって、ハンドオーバ、及び固有のRACHプリアンブルを用いる競合しない手続きに続いてRACHを介してターゲットセルへのアクセスを実施することが指示される。
この固有のプリアンブルは、上述したRACH−Config−Dedicatedテーブルで定義される。本実施形態では、このようにして、マスタノードは、RACHコンフィギュレーションパラメータを再利用し、プライマリユーザの出現をマスタノードに通知するのに用いられる予約済のプリアンブルを放送する。
【0155】
“ra−PRACH−MaskIndex”は、マスタノードがモバイル端末がランダムプリアンブルを送信できるときを制限するインデックスである。
【0156】
本実施形態では、マスタノード及び選択された複数のセンサモバイル端末は、特定の予約済プリアンブルをメモリに保存する。そのため、プライマリユーザ送信がモバイル端末により検出されるとき、モバイル端末は、予約済のプリアンブルを含むアップリンク要求メッセージをマスタノードへ送信する。モバイル端末は、予め決められた期間内にマスタノードからアップリンクメッセージの受け取りを示す確認を受信しない場合、モバイル端末は、より高い送信電力でアップリンク要求メッセージを再送する。
【0157】
マスタノードがアップリンク要求メッセージを受け取り、復号するとき、受け取ったプリアンブルとメモリに保存した予約済プリアンブルとを比較する。もし、受け取ったプリアンブルが、プライマリユーザ送信の検出を通知するための、保存された予約済のプリアンブルと一致する場合、マスタノードは直ちに、通知を出すセンサモバイル端末からのプライマリユーザ信号レベルの測定の受け取りを待つ間、許可された周波数帯域(B)内で他のモバイル端末へのアップリンクリソースの割り当てをやめ、許可された周波数帯域(B)でのプライマリユーザ送信への干渉を避ける。
【0158】
感知しているモバイル端末が測定されたプライマリユーザ信号レベルをマスタノードへ報告できるようにするため、マスタノードは、リソース割り当てメッセージをセンサモバイル端末へ送信することによって、初期RACHメッセージへ応答する。マスタノードによって割り当てられるリソースは、一般には許可された周波数帯域(B)以外の周波数帯域であるが、所望する場合、許可された周波数帯域(B)内となる。
【0159】
アップリンクリソースが割り当てられた後、センサモバイル端末は、プライマリユーザ信号測定を含むメッセージをマスタノードへ送信し、タイマーを初期化して、タイマーにより予め決定した期間内、マスタノードからの応答のための物理的ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)の監視を開始する。
【0160】
プライマリユーザ信号測定の受信に応じて、マスタノードは競合リソースメッセージをセンサモバイル端末へ返信する。競合リソースメッセージは、受け取ったプライマリユーザ信号測定の確認をセンサモバイル端末へ示す。マスタノードがプライマリユーザ信号測定を所定の期間内に受信しない場合、マスタノードは、許可された周波数帯域(B)でモバイル端末へのアップリンクリソースの割り当てを再開することができる。
【0161】
センサモバイル端末が競合リソースメッセージをあらかじめ決められた期間に受け取らない場合、送信したプライマリユーザ測定をマスタノードが受信していないと仮定し、別のRACHによりマスタノードへ予約済のプリアンブルを送信する通知プロセスを再度開始する。しかしながら、競合リソースメッセージが所定の期間内に受信された場合には、センサモバイル端末は許可された周波数帯域(B)での送信を止める(中止してない場合)。
【0162】
プライマリユーザ信号測定の受信に応じて、センサモバイル端末へ競合リソースメッセージを送信することと同様に、マスタノードは、受信したプライマリユーザ測定に基づいて選択的に、各モバイル端末が許可された周波数帯域(B)で動作するように制御することを開始する。これは図4を参照して説明したが具体的には以下の通りである。
【0163】
受信されたプライマリユーザ送信信号測定に基づいて、マスタノードが、許可された周波数帯域(B)でのモバイル端末の送信がプライマリユーザへの干渉を生じさせる可能性があると決定する場合(例えば、モバイル端末がプライマリユーザの通信範囲内である場合)、マスタノードは、モバイル端末が許可された周波数帯域(B)で通信を止めるように制御する。この場合、マスタノードは、モバイル端末が別の周波数帯域へ引き継がれるように調整する。例えば、許可された帯域がテレビジョンチャネルである場合、マスタノードは、選択されたモバイル端末を別のテレビジョンチャネルへ配置する。この方式では、選択されたモバイル端末は、許可された周波数帯域(B)の使用がプライマリユーザに許可されている間、マスタノードとのサービスが継続していると感じる。
【0164】
受信されたプライマリユーザ送信信号測定に基づいて、マスタノードが、許可された周波数帯域(B)でのモバイル端末の送信がプライマリユーザへの干渉を生じさせる可能性があるが、モバイル端末が送信電力を制限すると干渉が生じないと決定する場合、マスタノードは、モバイル端末が許可された周波数帯域(B)で送信電力を制限するように制御する。
【0165】
マスタノードが、モバイル端末がプライマリユーザへ干渉する可能性がないと決定する場合(例えば、モバイル端末がプライマリユーザの通信範囲の外側である場合)、モバイル端末は許可された周波数帯域(B)で動作を継続することが許可される。
【0166】
もちろん、モバイル端末がプライマリユーザ送信を検出できないとき、モバイル端末が競合ベースのRACH技術を用いてマスタノードと通信セッションを確立したい場合がある。上述したように、モバイル端末は、不規則に生成されたプリアンブルを用いてRACH手順を開始する。プライマリユーザ送信がマスタノードへ誤って通知されることを避けるため、モバイル端末は、予約済のプリアンブルが不規則に生成されたプリアンブルと同じでないことをチェックする必要がある。もし、不規則に生成されたプリアンブルが予約済のプリアンブルと一致する場合、モバイル端末は、別のプリアンブルを生成する処理を進める。
【0167】
非競合ベースの実施形態
モバイル装置が非競合ベースの技術を用いてプライマリユーザの出現をマスタノードに通知する実施形態では、マスタノードは、モバイル端末それぞれに二つの固有の予約済のプリアンブルを割り当てる。一つは、プライマリユーザの出現を通知し、他方は通常の競合しないRACH手順で用いる。この実施形態では、各モバイル端末へ異なる予約済のプリアンブルを割り当てることを除いては競合する実施形態と同様に動作する。このモードでの動作は、予約されたプリアンブルの数が限られるためセンサ端末が少ない場合に実現可能である。
【0168】
上記実施形態の更なる変形例は、プライマリユーザ送信情報を送る制御要素よりもMAC PDUの異なる部分、例えば、ヘッダまたはサブヘッダの適切なフィールドを用いる。請求項の趣旨を逸脱しないで範囲で、これらのいくつかのフィールドは処理する上位レイヤへ送信される。
【0169】
上述した実施形態では、いくつかのモバイル端末の送信電力は、干渉を避けるために制限された。送信電力を制限するかわりに、または送信電力を制限することに追加して、指向性のアンテナが、モバイル端末(及びマスタノード)で用いることが可能であり、送信信号の送信方向が変更されると、プライマリユーザとの干渉を避けられる可能性がある。この場合、マスタノード及びモバイル端末は、プライマリ送信から、自身の信号を離すように管理することにより許可された帯域の使用を継続することができる(対象エリアの外側の間)。
【0170】
上述した実施形態では、多数のノードが記載されている。当業者であれば、これらのノードが任意の種類の通信ノードまたはデバイスを備え、アクセスポイント及びユーザデバイス、例えば携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント、ラップコンピュータ、ウェブブラウザなどを含むように解釈するであろう。
【0171】
上述した実施形態では、多数のソフトウェアモジュールが記載された。当業者であれば、ソフトウェアモジュールがコンパイラ型またはコンパイラ型ではない形式であり、コンピュータネットワークを介した信号、または記録媒体でコグニティブノードへ供給されると解釈できる。さらに、一部分またはすべてのソフトウェアにより実現される機能が一つ以上の専用のハードウェア回路を用いて実施される。しかしながら、ソフトウェアモジュールの使用は、その機能性を更新させるためにノードの更新を促進させることが望ましい。同様に上述した実施形態では、トランシーバ回路を用いるが、少なくともいくつかのトランシーバ回路の機能性がソフトウェアで実現させることができる。
【0172】
多様な他の変形は、当業者にとって明らかであり、ここでは詳細を記載しない。
【0173】
例えば、本発明はCPUが図4,5に示す処理をコンピュータに実行させるプログラムによって実現することができる。
【0174】
プログラムはさまざまなタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体に格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM、CD−R(記録可能なコンパクトディスク)、CD−R/W(書き換え可能なコンパクトディスク)、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、有線通信路(例えば、電線及び光ファイバ)、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【0175】
この出願は、2011年8月23日に出願された英国出願第1114597.6号、及び2012年3月7日に出願された英国特許出願第1204041.6を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【0176】
1 無線通信ネットワーク
3 マスタノード
4 広帯域プライマリ送信機(主要送信物質)
5, 5A〜5E モバイル端末
7, 7A〜7C プライマリユーザ機器
14 対象エリア
19 サブエリア
71,171 MACプロトコルデータユニット
223 トランシーバ回路
225 アンテナ
227 コントローラ
229 ユーザインタフェース
237 メモリ
239 オペレーティング・システム
241 通信モジュール
243 位置決めモジュール
245 センサーモジュール
246 測定モジュール
247 レポートモジュール
294 伝送周波数制御モジュール
323 トランシーバ回路
325 アンテナ
327 コントローラ
329 ネットワークインターフェース
337 メモリ
339 オペレーティング・システム
341 通信モジュール
342 位置決めモジュール
343 マッピングモジュール
345 周波数帯割り当てモジュール
347 結果分析決定モジュール
349 セカンダリユーザ制御モジュール
図1
図2
図3
図4
図5
図6A
図6B
図7A
図7B
図7C
図8