特許 6013344 動的スペクトル管理のための方法および装置

(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】6013344

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】動的スペクトル管理のための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/14 20090101AFI20161011BHJP

   H04W 72/04 20090101ALI20161011BHJP

   H04W 88/04 20090101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   H04W16/14

   H04W72/04 132

   H04W88/04

【請求項の数】15

【全頁数】48

(21)【出願番号】特願2013-533927(P2013-533927)

(86)(22)【出願日】2011年10月11日

(65)【公表番号】特表2013-545364(P2013-545364A)

(43)【公表日】2013年12月19日

(86)【国際出願番号】US2011055698

(87)【国際公開番号】WO2012051151

(87)【国際公開日】20120419

【審査請求日】2013年6月11日

【審判番号】不服2015-12786(P2015-12786/J1)

【審判請求日】2015年7月3日

(31)【優先権主張番号】61/391,901

(32)【優先日】2010年10月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】510030995

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジャン−ルイス ゴヴロー

(72)【発明者】

【氏名】マルティーノ エム．フレダ

(72)【発明者】

【氏名】パルル ムドゥガル

(72)【発明者】

【氏名】アスマン トゥアグ

(72)【発明者】

【氏名】マー リアンピン

(72)【発明者】

【氏名】イエ チュンシュアン

(72)【発明者】

【氏名】ロッコ ディジローラモ

(72)【発明者】

【氏名】アンジェロ エー．カッファロ

(72)【発明者】

【氏名】サード アーマッド

【合議体】

【審判長】 水野 恵雄

【審判官】 加藤 恵一

【審判官】 吉田 隆之

(56)【参考文献】

【文献】 欧州特許出願公開第２２００３８５（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 特開２００９−２４６８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Ｈｅｒｖｅ Ａｉａｃｈｅ，ｅｔ ａｌ，Ｕｓｅ−ｃａｓｅｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ＴＶＷＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ＣＯＧＥＵＦＰ７ ＩＣＴ−２００９．１．１ＣＯｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｈａｒｉｎｇ ｏｆ ＴＶ ｗｈｉｔｅ ｓｐａｃｅｓｉｎ ＥＵｒｏｐｅａｎ ｃｏｎｔｅｘｔ，２０１０年 ８月 ２日，Ｄ ３．１，ｐ．１−１１１０４−１１１，ＵＲＬ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｃｔ−ｃｏｇｅｕ．ｅｕ／ｐｄｆ／ＣＯＧＥＵ＿Ｄ３．１％２０（ＩＣＴ＿２４８５６０）．ｐｄｆ

【文献】 ＢＩＪＡＮ ＪＡＢＢＡＲＩ，ｅｔ ａｌ，ＤＹＮＡＭＩＣ ＳＰＥＣＴＲＵＭ Ａｃｃｅｓｓ ＡＮＤ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ，ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１０年 ８月，Ｖｏｌ．１７，ＮＯ．４，Ｐ．６−１５

【文献】 山本俊明ほか，異種無線メディアを用いたコグニティブ無線通信におけるＱｏＳを考慮したトラフィック適応経路制御手法の提案 Ａ Ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｒｏｕｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ＱｏＳ Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ Ｒａｄｉｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．１０９ Ｎｏ．３８０ ＩＥＩＣＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ，日本，社団法人電子情報通信学会 Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，２０１０年 １月１４日，第１０９巻，第３８０号，Ｐ．６３−６８

【文献】 石津健太郎 Ｋｅｎｔａｒｏ Ｉｓｈｉｚｕ，コグニティブ無線ネットワークにおいて柔軟なトラフィック制御を可能とするリンクアグリゲーションプラットフォーム Ｌｉｎｋ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｅｎａｂｌｉｎｇ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｔｒａｆｆｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，電子情報通信学会技術研究報告，日本，社団法人電子情報通信学会 Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，２０１０年 ８月１９日，第１１０巻，第１７５号，Ｐ．１６５−１７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリシーおよびオポチュニスティックスペクトル可用性情報を維持するように構成されたポリシーエンジンであって、前記オポチュニスティックスペクトルは、ある定義済み優先度ユーザが前記スペクトル内で動作していない場合のスペクトルである、ポリシーエンジンと、
前記ポリシーエンジンにリンクされ、および、オポチュニスティックスペクトルリソースのプールを維持するために少なくとも前記ポリシーエンジンからオポチュニスティックスペクトル可用性情報を取得し、無線リソース管理（ＲＲＭ）を実行し、および、チャネル管理機能（ＣＭＦ）によって承認されたデバイスからの要求に応答して、前記デバイスに関連付けられた感知機能、前記デバイスに関連付けられたＲＡＴ機能、前記デバイスに関連付けられたセンサ融合機能、または、前記デバイスに関連付けられた接続状態のうちの少なくとも１つに基づいて、集約されたスペクトルリソースを割り振るように構成されたＣＭＦであって、前記集約されたスペクトルリソースは、認可されたスペクトルおよび前記オポチュニスティックスペクトルを含む、ＣＭＦと
を備えることを特徴とする動的スペクトル管理（ＤＳＭ）エンジン。

【請求項2】

前記ＣＭＦは、前記集約されたスペクトルリソースを前記デバイスに送信し、および、前記集約されたスペクトルリソースを動的に更新および再構成するように構成された制御チャネル管理機能をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＤＳＭエンジン。

【請求項3】

感知プロセッサ（ＳＰ）をさらに備え、前記ＣＭＦは、前記ＳＰからの支援で前記オポチュニスティックスペクトルリソースのプールを識別および維持するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１に記載のＤＳＭエンジン。

【請求項4】

前記デバイスと前記ＤＳＭエンジンとの間で複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）上で複数の並列セッションを確立し、および、複数のＩＰストリームのインターネットプロトコル（ＩＰ）集約を実行するように構成されたマルチネットワークトランスポートプロトコル（ＭＮＴＰ）、
前記オポチュニスティックスペクトル内で動作する無線通信を処理し、および、デバイスおよび基地局無線リソースの承認制御を提供するように構成されたチャネル管理（ＣＭ）プロトコル、
オポチュニスティック帯域データベースおよび規則に基づいてポリシー規則を生成するように構成されたポリシープロトコル、
コグニティブ感知技法、複数ＲＡＴとの共存、および、広帯域デジタル無線を使用するオポチュニスティック帯域内での非連続スペクトル上の動作をサポートするように構成された媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティおよび物理エンティティ、または
認可された帯域とオポチュニスティック帯域の両方上のＩＰ集約を可能にするように構成されたエアインターフェース
のうちの少なくとも１つを含む制御プレーンプロトコルスタック
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＤＳＭエンジン。

【請求項5】

インターネットプロトコル（ＩＰ）集約を実行するように構成されたマルチネットワークトランスポートプロトコル（ＭＮＴＰ）と、
広帯域デジタル無線を使用するオポチュニスティック帯域内での非連続スペクトル上の動作をサポートし、および、ＤＳＭリンクを処理するように構成された媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティおよび物理エンティティと
のうちの少なくとも１つを含むユーザプレーンプロトコルスタック
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＤＳＭエンジン。

【請求項6】

前記オポチュニスティックスペクトルリソースが無認可のスペクトル、リースのスペクトル、サブライセンスを与えられたスペクトル、またはテレビホワイトスペースのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のＤＳＭエンジン。

【請求項7】

前記ＣＭＦは、集約されたスペクトルリソースを動的に選択するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のＤＳＭエンジン。

【請求項8】

前記ＤＳＭエンジンに関連付けられたデバイスに関するデバイス情報を記憶するように構成された集中型デバイスデータベース（ＣＤＤ）であって、前記ＣＤＤは、感知機能、ＲＡＴ機能、デバイス位置、センサ融合機能、および接続状態を含む、ＣＤＤと、
前記デバイスに関した情報を前記ＣＤＤから読み取りおよび前記ＣＤＤへ書き込むように構成された前記ＣＭＦであって、前記ＣＭＦは、サービス品質の変化および感知専用チャネル上での１次ユーザの検出を含むイベントトリガに応答して、前記割り振られた集約されたリソースを変更するように構成される、前記ＣＭＦと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＤＳＭエンジン。

【請求項9】

チャネル管理機能（ＣＭＦ）から、割り振られた集約されたスペクトルリソースを取得し、および、前記ＣＭＦとの制御通信を処理するように構成されたチャネル管理機能クライアント（ＣＭＦ−Ｃ）であって、割り振られた集約されたスペクトルリソースは認可されたスペクトルおよびオポチュニスティックスペクトルを含み、前記集約されたスペクトルリソースはデバイスに関連付けられた感知機能、前記デバイスに関連付けられたＲＡＴ機能、前記デバイスに関連付けられたセンサ融合機能、または、前記デバイスに関連付けられた接続状態のうちの少なくとも１つに基づいて割り振られ、前記オポチュニスティックスペクトルは、ある定義済み優先度ユーザが前記スペクトル内で動作していない場合のスペクトルである、ＣＭＦ−Ｃと、
ＩＰ集約を可能にし、および、前記ＣＭＦ−Ｃから受信したネットワーク情報からネットワークの健全さを決定するように構成された多重ネットワーク接続（ＭＮＣ）クライアントと、
ＤＳＭエンジンとの接続を開始および維持するように構成されたＤＳＭリンク機能であって、前記ＤＳＭリンク機能は、前記ＣＭＦ−Ｃによって管理される、ＤＳＭリンク機能と
を備えることを特徴とする動的スペクトル管理（ＤＳＭ）クライアント。

【請求項10】

感知プロセッサ（ＳＰ）から感知情報を受信し、および、少なくとも前記感知情報に基づいて前記割り振られた集約されたスペクトルリソース上の１次ユーザを感知するように構成された感知プロセッサクライアント（ＳＰ−Ｃ）
を備えることを特徴とする請求項９に記載のＤＳＭクライアント。

【請求項11】

前記ＣＭＦ−Ｃは、前記ＤＳＭクライアントに接続機能を提供するように構成されたクライアントＭＡＣ／ＰＨＹ機能を備えることを特徴とする請求項９に記載のＤＳＭクライアント。

【請求項12】

チャネル管理機能（ＣＭＦ）によって使用可能チャネルのプールを決定するステップと、
感知モードがサポートされ、および、前記使用可能チャネルの前記プールが不十分であるという条件で、デバイスに関連付けられた感知機能、前記デバイスに関連付けられたＲＡＴ機能、前記デバイスに関連付けられたセンサ融合機能、または、前記デバイスに関連付けられた接続状態のうちの少なくとも１つに基づいてオポチュニスティック帯域内の追加のチャネルの有用性を決定するために前記感知モードを使用するステップであって、前記オポチュニスティック帯域は、ある定義済み優先度ユーザが前記帯域内で動作していない場合の帯域である、使用するステップと、
前記使用可能チャネルの前記プールからチャネルを選択するステップと、
制御チャネルについて前記使用可能チャネルの前記プールから、集約されたチャネルを割り振るステップであって、前記集約されたチャネルは認可された帯域および前記オポチュニスティック帯域からのチャネルを含む、割り振るステップと、
前記集約されたチャネル上で前記デバイスに制御メッセージを伝送するステップと
を含むことを特徴とする動的スペクトル管理（ＤＳＭ）の方法。

【請求項13】

承認制御をトリガするために前記ＣＭＦによってシステム性能を継続的に監視するステップと、
基地局によって制御チャネル情報を継続的にブロードキャストするステップと、
前記基地局によって前記デバイスとの認証および前記デバイスとの関連付けを実行するステップと、
デバイス機能と共に接続要求を前記デバイスから受信するステップと、
前記ＣＭＦによって承認制御を実行するステップと、
前記ＣＭＦによってデバイス接続を確認するステップと、
前記ＣＭＦによってクライアントデバイスデータベース（ＣＤＤ）に前記デバイスを登録するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

少なくとも認可された帯域または無認可の帯域上でインターネットプロトコル（ＩＰ）層で選択されたチャネルを集約するステップと、
媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層で非連続的な選択されたチャネルを集約するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

感知専用デバイスモードの前記デバイスによって集められた情報およびオポチュニスティック帯域データベースから受信した情報に基づいて、ＤＳＭエンジンによって使用される初期チャネルのリストを導出するステップと、
前記ＤＳＭエンジンによって前記リストを前記デバイスに送信するステップ、および、前記割り振られた集約されたチャネルのうちの１つまたは複数のチャネルが感知専用チャネルであるかどうかを前記デバイスに通知するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、無線通信に関する。

【背景技術】

【0002】

［関連出願の相互参照］
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、２０１０年１０月１１日に出願した米国特許仮出願第６１／３９１，９０１号明細書の利益を主張するものである。

【0003】

動的スペクトルアクセス（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ａｃｃｅｓｓ）としても知らうる動的スペクトル管理（ＤＳＭ）は、１次スペクトルユーザ（ＰＵ：ｐｒｉｍａｒｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｕｓｅｒ）がスペクトルを使用しない場合、コグニティブ無線によるスペクトルアクセスを可能にし、結果として、スペクトル使用率の改善およびシステム性能の向上をもたらす。ＰＵがスペクトルを使用しない場合、ＰＵのスペクトルにアクセスできるＤＳＭシステム内のデバイスは、２次スペクトルユーザ（ＳＵ：ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｕｓｅｒ）と呼ばれる。

【0004】

ローカル無線ネットワークは、しばしば、より広い帯域幅を要求する無線アプリケーションが家庭またはオフィスで展開されるときに制約される帯域幅である。これを解決するために、テレビホワイトスペース（ＴＶＷＳ）（ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ ｗｈｉｔｅ ｓｐａｃｅ）などの新たに生じるスペクトル内での動作が必要な場合がある。しかしながら、ＴＶＷＳなどのスペクトルは、ローカル無線ネットワーク内で動作するデバイスをＳＵとして動作させることを要求する場合がある。たとえばローカル無線ネットワークは、ＰＵの存在を検出し、検出されたＰＵをローカル無線ネットワークが妨害しないことを保証しなければならない。あるいは、ＤＳＭはＴＶＷＳデータベースを照会し、ローカルネットワークの位置および登録されたＰＵの相対的位置に基づいて、チャネル可用性を得ることができる。したがって、ローカル無線は迅速に変化する動的なスペクトル割り振りに適合することが必要な場合がある。

【0005】

新生のスペクトル内でＳＵによって使用可能な許容チャネルは、スペクトルの不連続チャンクである場合が多い。現行の無線技術は、非連続スペクトル割り振りを介して動作することはできない。システムまたはユーザが使用可能な帯域幅を最大限にするために、スペクトルの不連続チャンクを同時に使用することが必要な場合がある。

【発明の概要】

【0006】

本明細書では、プロトコルスタック、論理エンティティ、およびテレビホワイトスペース（ＴＶＷＳ）などのオポチュニスティック（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ）スペクトルにおいて動的スペクトル管理（ＤＳＭ）をサポートする機能を含む、ＤＳＭのための方法、装置、およびアーキテクチャについて説明する。アーキテクチャは、ライセンス帯域およびオポチュニスティック帯域にわたりインターネットプロトコル（ＩＰ）層で帯域幅を集約すること、ならびに媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層での非連続スペクトル集約をサポートする。制御プレーンプロトコルスタックは、マルチネットワーク転送プロトコル（ＭＮＴＰ）、チャネル管理（ＣＭ）プロトコル、ポリシープロトコル、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティ、物理エンティティ、およびエアインターフェースを含み、これらはすべて、ＤＳＭクライアントに関して集約されたスペクトルリソースを割り振り、監視し、更新するように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】１つまたは複数の開示された実施形態が実施され得る例示の通信システムを示すシステム図である。

【図1B】図１Ａに示された通信システム内で使用可能な例示の無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）を示すシステム図である。

【図1C】図１Ａに示された通信システム内で使用可能な例示の無線アクセスネットワークおよび例示のコアネットワークを示すシステム図である。

【図2】例示の動的スペクトル管理（ＤＳＭ）システムアーキテクチャを示す図である。

【図3】例示のＤＳＭシステム制御プレーンプロトコルスタックを示す図である。

【図4】例示のＤＳＭシステムユーザプレーンプロトコルスタックを示す図である。

【図4A】ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）向けの例示のＤＳＭシステム制御プレーンプロトコルスタックを示す図である。

【図5】例示のＤＳＭエンジンアーキテクチャを示す図である。

【図6】モードＩＩ動作を用いる例示の制御チャネル初期化を示す図である。

【図7】感知機能と共にモードＩＩ動作を用いる例示の制御チャネル初期化を示す図である。

【図8】例示的接続（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）および承認制御のアーキテクチャおよび方法を示す図である。

【図9】例示のインターネットプロトコル（ＩＰ）集約を示す図である。

【図10】例示のチャネル変更を示す図である。

【図11】直接リンクセットアップの例示のアーキテクチャを示す図である。

【図12】例示のサービス要求アーキテクチャを示す図である。

【図13A】ＤＳＭエンジンによる例示のリソース管理および割り振りを示す図である。

【図13B】ＤＳＭエンジンによる例示の割り振りを示す図である。

【図14】例示のＤＳＭクライアント論理機能を示す図である。

【図15】例示の電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１９．１アーキテクチャを示す図である。

【図16】ＩＥＥＥ ８０２．１９．１のＤＳＭアーキテクチャへの例示マッピングを示す図である。

【図17】ＤＳＭエンティティを伴う例示の階層型ＩＥＥＥ ８０２．１９．１システムを示す図である。

【図18】例示のＤＳＭチャネル管理機能（ＣＭＦ）の副次機能を示す図である。

【図19】例示の感知プロセッサの副次機能を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書では、以下の説明で適用可能かつ使用可能な、例示の通信システムが説明される。他の通信システムもまた使用可能である。

【0009】

図１Ａは、１つまたは複数の開示された実施形態が実施され得る例示の通信システム１００の図である。通信システム１００は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなどのコンテンツを複数の無線ユーザに提供する、多重アクセスシステムとすることができる。通信システム１００は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共有を介してかかるコンテンツにアクセスできるようにすることが可能である。たとえば通信システム１００は、符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）などの、１つまたは複数のチャネルアクセス方法を採用することができる。

【0010】

図１Ａに示されるように、通信システム１００は、無線送信／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、および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示された実施形態は任意数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図することを理解できよう。ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのそれぞれは、無線環境で動作および／または通信するように構成された、任意のタイプのデバイスとすることができる。例を挙げると、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、無線信号を送信および／または受信するように構成可能であり、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定または移動加入者ユニット、ページャ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、家庭用電子機器などを、含むことが可能である。

【0011】

通信システム１００は、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含むこともできる。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ために、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの少なくとも１つと無線でインターフェースするように構成された、任意のタイプのデバイスとすることができる。例を挙げると、基地局１１４ａ、１１４ｂは、送受信基地局（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）、無線ルータなどとすることができる。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ単一の要素として示されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂが任意数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含むことができることを理解できよう。

【0012】

基地局１１４ａは、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、リレーノードなどの、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）も含むことが可能な、ＲＡＮ １０４の一部とすることができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）とも呼ばれることのある特定の地理的領域内の無線信号を、送信および／または受信するように構成可能である。セルは、さらにセルセクタに分割可能である。たとえば基地局１１４ａに関連付けられたセルを、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、３つの送受信器、すなわちセルの各セクタについて１つを含むことができる。他の実施形態では、基地局１１４ａは多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を採用することが可能であるため、セルの各セクタについて複数の送受信器を利用することができる。

【0013】

基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の好適な無線通信リンク（たとえば無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）とすることが可能な、エアインターフェース１１６を介して、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数と通信可能である。エアインターフェース１１６は、任意の好適な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立することができる。

【0014】

より具体的には、前述のように、通信システム１００は多重アクセスシステムとすることが可能であり、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどの、１つまたは複数のチャネルアクセス機構を採用することができる。たとえばＲＡＮ １０４内の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を使用してエアインターフェース１１６を確立することが可能な、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの、無線技術を実装することができる。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ことができる。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）を含むことができる。

【0015】

別の実施形態では、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−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインターフェース１１６を確立することが可能な、発展型ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装することができる。

【0016】

他の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ ８０２．１６（すなわちＷｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ−ＤＯ、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ ２０００（ＩＳ−２０００）、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ ９５（ＩＳ−９５）、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ ８５６（ＩＳ−８５６）、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ（登録商標））、Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの、無線技術を実装することができる。

【0017】

図１Ａの基地局１１４ｂは、たとえば無線ルータ、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とすることが可能であり、職場、家庭、車両、学内などの局所での無線接続を容易にするために、任意の好適なＲＡＴを利用することが可能である。一実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ ８０２．１１などの無線技術を実装することができる。別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ ８０２．１５などの無線技術を実装することができる。さらに別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、ピコセルまたはフェムトセルを確立するために、セルラベースのＲＡＴ（たとえばＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を利用することができる。図１Ａに示されるように、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がない可能性がある。

【0018】

ＲＡＮ １０４は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数に対して音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスを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とすることが可能な、コアネットワーク１０６と通信しているものとすることができる。たとえばコアネットワーク１０６は、呼制御、課金サービス、モバイル位置ベースサービス、プリペイド発呼、インターネット接続、ビデオ配布などを提供すること、および／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可能である。図１Ａには示されていないが、ＲＡＮ １０４および／またはコアネットワーク１０６が、ＲＡＮ １０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用する他のＲＡＮと、直接または間接的に通信しているものとすることができることを理解できよう。たとえばコアネットワーク１０６は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用している可能性のあるＲＡＮ １０４に接続していることに加えて、ＧＳＭ無線技術を採用している他のＲＡＮ（図示せず）と通信しているものとすることも可能である。

【0019】

コアネットワーク１０６は、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に、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのためのゲートウェイとして働くことも可能である。ＰＳＴＮ １０８は、簡易電話サービス（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、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートに、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）などの一般的な通信プロトコルを使用する、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステム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および／または動作される、有線または無線の通信ネットワークを含むことができる。たとえばネットワーク１１２は、ＲＡＮ １０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用することができる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。

【0020】

通信システム１００内のＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちのいくつかまたはすべては、多重モード機能を含むことが可能であり、すなわちＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線リンクを介して異なる無線ネットワークと通信するために複数の送受信器を含むことが可能である。たとえば図１Ａに示されたＷＴＲＵ １０２ｃは、セルラベースの無線技術を採用することが可能な基地局１１４ａと通信するように、および、ＩＥＥＥ ８０２無線技術を採用することが可能な基地局１１４ｂと通信するように、構成可能である。

【0021】

図１Ｂは、例示のＷＴＲＵ １０２のシステム図である。図１Ｂに示されるように、ＷＴＲＵ １０２は、プロセッサ１１８、送受信器１２０、送信／受信要素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、取り外し不能メモリ１０６、取り外し可能メモリ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、実施形態との一致を維持しながら、前述の要素の任意の副組み合わせを含むことができることを理解できよう。

【0022】

プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、特定用途向けプロセッサ、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コアに関連した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、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などとすることができる。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／または、ＷＴＲＵ １０２が無線環境で動作できるようにする任意の他の機能を、実行することができる。プロセッサ１１８は、送信／受信要素１２２に結合可能な送受信器１２０に結合することができる。図１Ｂはプロセッサ１１８および送受信器１２０を別々の構成要素として示しているが、プロセッサ１１８および送受信器１２０を電子パッケージまたはチップ内にまとめて組み込むことができることを理解できよう。

【0023】

送信／受信要素１２２は、エアインターフェース１１６を介して、基地局（たとえば基地局１１４ａ）に信号を送信するように、または基地局から信号を受信するように、構成可能である。たとえば一実施形態では、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナとすることができる。別の実施形態では、送信／受信要素１２２は、たとえばＩＲ、ＵＶ、または可視光の信号を送信および／または受信するように構成された、エミッタ／検出器とすることができる。さらに別の実施形態では、送信／受信要素１２２は、ＲＦおよび光信号の両方を送信および受信するように構成可能である。送信／受信要素１２２は、任意の組み合わせの無線信号を送信および／または受信するように構成可能であることを理解できよう。

【0024】

加えて、送信／受信要素１２２は図１Ｂでは単一の要素として示されているが、ＷＴＲＵ １０２は任意数の送信／受信要素１２２を含むことができる。より具体的に言えば、ＷＴＲＵ １０２はＭＩＭＯ技術を採用することができる。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ １０２は、エアインターフェース１１６を介して無線信号を送信および受信するために、２つ以上の送信／受信要素１２２（たとえば複数のアンテナ）を含むことができる。

【0025】

送受信器１２０は、送信／受信要素１２２によって伝送されることになる信号を変調するように、および、送信／受信要素１２２によって受信される信号を復調するように、構成可能である。前述のように、ＷＴＲＵ １０２は多重モード機能を有することができる。したがって送受信器１２０は、ＷＴＲＵ １０２がたとえばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ ８０２．１１などの複数のＲＡＴを介して通信できるようにするための、複数の送受信器を含むことができる。

【0026】

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（たとえば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示ユニットまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示ユニット）に結合可能であり、さらにそれらからユーザ入力データを受信可能である。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に、ユーザデータを出力することも可能である。加えてプロセッサ１１８は、取り外し不能メモリ１０６および／または取り外し可能メモリ１３２などの任意のタイプの好適なメモリからの情報にアクセスすること、およびそれらのメモリ内にデータを記憶することが可能である。取り外し不能メモリ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メモリ記憶デバイスを含むことができる。取り外し可能メモリ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ことができる。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ（図示せず）上などの、ＷＴＲＵ １０２上に物理的に配置されていないメモリからの情報にアクセスすること、およびそれらのメモリ内にデータを記憶することが可能である。

【0027】

プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることが可能であり、ＷＴＲＵ １０２内の他の構成要素への電力を分配および／または制御するように構成することが可能である。電源１３４は、ＷＴＲＵ １０２に電力を供給するための任意の好適なデバイスとすることができる。たとえば電源１３４は、１つまたは複数の乾電池（たと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ことができる。

【0028】

プロセッサ１１８は、ＷＴＲＵ １０２の現在位置に関する位置情報（たとえば経度および緯度）を提供するように構成可能な、ＧＰＳチップセット１３６に結合することも可能である。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えてまたはこれに代わって、ＷＴＲＵ １０２は、基地局（たとえば基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインターフェース１１６を介して位置情報を受信すること、および／または、２つ以上の近隣の基地局から信号を受信するタイミングに基づいてその位置を決定することが可能である。ＷＴＲＵ １０２は、実施形態との一致を維持しながら、任意の好適な位置判断方法を用いて位置情報を獲得できることを理解できよう。

【0029】

さらにプロセッサ１１８は、追加の特徴、機能、および／または有線もしく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モジュールを含むことが可能な、他の周辺装置１３８に結合可能である。たとえば周辺装置１３８は、加速度計、ｅコンパス、衛星送受信器、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビ送受信器、ハンズフリーヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含むことができる。

【0030】

図１Ｃは、実施形態に従ったＲＡＮ １０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。前述のようにＲＡＮ １０４は、エアインターフェース１１６を介してＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためのＥ−ＵＴＲＡ無線技術を採用することができる。ＲＡＮ １０４は、コアネットワーク１０６と通信していることも可能である。

【0031】

ＲＡＮ １０４はｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことが可能であるが、ＲＡＮ １０４は実施形態との一致を維持しながら、任意数のｅノードＢを含むことが可能であることを理解できよう。ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、エアインターフェース１１６を介してＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数の送受信器をそれぞれ含むことができる。一実施形態では、ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃはＭＩＭＯ技術を実装することができる。したがってたとえばｅノードＢ １４０ａは、複数のアンテナを使用して、ＷＴＲＵ １０２ａに無線信号を送信すること、およびＷＴＲＵ １０２ａから無線信号を受信することが可能である。

【0032】

ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれが、特定のセル（図示せず）に関連付けられること、ならびに、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおけるユーザ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に示されるように、ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｘ２インターフェースを介して互いに通信可能である。

【0033】

図１Ｃに示されたコアネットワーク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。前述の要素のそれぞれはコアネットワーク１０６の一部として示されているが、これら要素のうちのいずれも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または動作可能であることを理解できよう。

【0034】

ＭＭＥ １４２は、ＲＡＮ １０４内のｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれにＳ１インターフェースを介して接続可能であり、制御ノードとして働くことが可能である。たとえばＭＭＥ １４２は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザを認証すること、ベアラの活動化／非活動化、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期接続中に特定のサービングゲートウェイを選択することなどに関して、責務を負うことができる。ＭＭＥ １４２は、ＲＡＮ １０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を採用する他のＲＡＮ（図示せず）との間で切り換えるための、制御プレーン機能を提供することも可能である。

【0035】

サービングゲートウェイ１４４は、ＲＡＮ １０４内のｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれにＳ１インターフェースを介して接続可能である。サービングゲートウェイ１４４は一般に、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとの間でユーザデータパケットをルーティングおよび転送することができる。サービングゲートウェイ１４４は、ｅノードＢ間でのハンドオーバ中にユーザプレーンをアンカリング（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）すること、ダウンリンクデータがＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対して使用可能である場合にページングをトリガすること、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストを管理および記憶することなどの、他の機能も実行可能である。

【0036】

サービングゲートウェイ１４４は、ＰＤＮゲートウェイ１４６に接続することも可能である。ＰＤＮゲートウェイ１４６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイス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に提供可能である。

【0037】

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。たとえばコアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の陸線通信デバイスとの間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。たとえばコアネットワーク１０６は、コアネットワーク１０６とＰＳＴＮ １０８との間のインターフェースとして働くＩＰゲートウェイ（たとえばＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含むか、またはこれと通信することが可能である。加えてコアネットワーク１０６は、他のサービスプロバイダによって所有および／または動作される他の有線または無線のネットワークを含むことが可能なネットワーク１１２へのアクセスを、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。

【0038】

本明細書での説明は、以下の用語を使用することが可能であり、当分野で使用される定義に加えて、またはそれらを補足可能な、以下の定義を有することが可能である。ＤＳＭシステムは、様々なローカルネットワークおよび直接リンクを制御および支援する１つ（または複数）のＤＳＭエンジンを備えるシステムを指すことができる。ＤＳＭクライアントは、ＤＳＭエンジンへの通信リンクを有し、ローカルネットワークまたは直接リンクの一部とすることが可能な、デバイスを指すことができる。ＤＳＭエンジンは、スペクトル管理、ならびにローカルネットワークおよび直接リンクの調整および管理の責務を負う、エンティティとすることができる。ＤＳＭリンクは、制御プレーンおよびユーザプレーン機能を提供する、ＤＳＭエンジンとＤＳＭクライアントとの間の通信リンクを指すことができる。直接リンクは、２つの動的スペクトル管理（ＤＳＭ）クライアント間のリンクを指すことができる。動作チャネル（複数可）は、ＤＳＭ通信リンク用に選択されるチャネル（複数可）とすることができる。接続は、ＤＳＭクライアントがＤＳＭ動作チャネルを発見し、このチャネルと同期し、ＡＰと関連付け、その存在およびその機能をＤＳＭエンジンに通知する際に使用する、プロセスを指すことができる。発見プロセスは、ＤＳＭクライアントがＤＳＭエンジンの動作チャネルを見つける（制御チャネルを見つけるためにスキャンし、ＤＳＭと同期する）際に使用する、プロセスを指すことができる。

【0039】

本明細書での説明は、テレビホワイトスペース（ＴＶＷＳ）を例示のオポチュニスティック帯域幅またはオポチュニスティック周波数帯域と称することができる。ある定義済み優先度ユーザ（１次ユーザ）が動作していない場合にデバイスがオポチュニスティックに動作可能な、任意のオポチュニスティック周波数帯域における動作に、同じ説明を適用することができる。加えて、オポチュニスティック帯域に対する優先度ユーザまたは１次ユーザのデータベースを、データベース内に維持することができる。ＴＶＷＳでの動作の場合、このデータベースはＴＶＷＳデータベースと称することができる。しかしながら、同様のデータベースを用いる動作は任意のオポチュニスティック帯域内で可能な場合がある。オポチュニスティック帯域、オポチュニスティック帯域幅、またはオポチュニスティック周波数帯域の他の非限定的な例示は、非ライセンス帯域、専用帯域、またはサブライセンス帯域を含むことができる。

【0040】

実行可能局は、従属局がいつどのように動作可能であるかを制御するための権限を有する局を指すことができる。実行可能局は、無線を介して実行可能信号をその従属に送信する。実行可能局は、連邦通信委員会（ＦＣＣ）の命名法におけるマスタ（またはモードＩＩ）デバイスに対応することができる。上記文脈において「登録済み」とは、局が必要な情報をＴＶＷＳデータベースに提供したことを意味することができる（たとえば、ＦＣＣ ＩＤ、位置、製造者情報など）。

【0041】

ジオロケーション（ｇｅｏ−ｌｏｃａｔｉｏｎ）機能は、非限定的な例として、５０メートルなどの精度レベル内でその地理的座標を決定するためのＴＶＷＳデバイスの機能を指すことができる。

【0042】

産業科学医療用（ＩＳＭ）帯域は、米国内のＦＣＣ規則第１５章Ｂ項によって管理される、非ライセンス動作に対してオープンな周波数帯域を指すことができる。たとえば９０２〜９２８ＭＨｚ領域２のみ、２．４００〜２．５００ＧＨｚ、５．７２５〜５．８７５ＧＨｚである。

【0043】

モードＩデバイスは、使用可能チャネルのリストを取得するために、内部ジオロケーション機能およびＴＶ帯域データベースへのアクセスを使用しない、パーソナル／ポータブルＴＶＷＳデバイスとすることができる。モードＩデバイスは、固定ＴＶＷＳデバイスまたはモードＩＩデバイスのいずれかからその上で動作可能な、使用可能チャネルのリストを取得可能である。モードＩデバイスは、固定および／またはパーソナル／ポータブルＴＶＷＳデバイスのネットワークを開始できないか、または、こうしたデバイスによる動作のために別のモードＩデバイスに使用可能チャネルのリストを提供することができない。モードＩＩデバイスは、使用可能チャネルのリストを取得するために、インターネットへの直接接続を介するか、または固定ＴＶＷＳデバイスもしくは別のモードＩＩ ＴＶＷＳデバイスを用いるインターネットへの間接的接続を介する、内部ジオロケーション機能およびＴＶＷＳデータベースへのアクセスを使用する、パーソナル／ポータブルＴＶＷＳデバイスとすることができる。モードＩＩデバイスは、チャネル自体を選択し、ＴＶＷＳデバイスのネットワークの一部として開始および動作することが可能であり、１つまたは複数の固定ＴＶＷＳデバイスまたはパーソナル／ポータブルＴＶＷＳデバイスとの間で送受信する。モードＩＩデバイスは、モードＩデバイスによる動作のために、その使用可能チャネルのリストをモードＩデバイスに提供することができる。感知専用デバイスは、使用可能チャネルのリストを決定するためにスペクトル感知を使用する、パーソナル／ポータブルＴＶＷＳデバイスを指すことができる。感知専用デバイスは、たとえば周波数帯域５１２〜６０８ＭＨｚ（ＴＶチャネル２１〜３６）および６１４〜６９８ＭＨｚ（ＴＶチャネル３８〜５１）などの、任意の使用可能チャネルで伝送可能である。

【0044】

ＴＶＷＳ帯域は、規制当局が非ライセンスデバイスによる動作を許可する、（ＶＨＦ（５４〜７２、７６〜８８、１７４〜２１６ＭＨｚ）およびＵＨＦ（４７０〜６９８ＭＨｚ）内の）ＴＶチャネルを指すことができる。モードＩ、モードＩＩ、および感知専用デバイスを含むパーソナル／ポータブルデバイスは、周波数帯域５１２〜６０８ＭＨｚ（ＴＶチャネル２１〜３６）および６１４〜６９８ＭＨｚ（ＴＶチャネル３８〜５１）内の、使用可能チャネル上で伝送可能である。１次ユーザ（ＰＵ）は、ＴＶＷＳチャネルの現任ユーザを指すことができる。

【0045】

本明細書では、プロトコルスタック、論理エンティティ、および、テレビホワイトスペース（ＴＶＷＳ）などのスペクトルにおけるＤＳＭ動作をサポートする機能を含む、動的スペクトル管理（ＤＳＭ）システムについて説明する。

【0046】

図２は、家庭または小規模事務所などのローカルエリア内で動作可能であり、少なくとも１つのＤＳＭエンジン２０５から構成可能な、例示のＤＳＭシステム２００を示す。ＤＳＭエンジン２０５は、複数のＤＳＭリンクを介して複数のＤＳＭクライアントに接続することができる。ＤＳＭエンジン以外にローカルネットワーク内で動作する無線デバイスは、ＤＳＭクライアントと称される。たとえばＤＳＭエンジン２０５は、それぞれＤＳＭリンク２１２および２１７を介して、テレビジョン２１０およびセットトップボックスまたは同様のデバイス２１５（例示のＤＳＭクライアント）に接続することができる。テレビジョン２１０およびセットトップボックスまたは同様のデバイス２１５は、直接リンク２１９を介して接続することができる。ＷＴＲＵ ２２０は、ＤＳＭリンク２２２、エアインターフェースリンク２２４（ＬＴＥまたはＵＭＴＳエアインターフェースリンクなど）、またはその両方を介して、ＤＳＭエンジン２０５に接続することができる。別のＷＴＲＵ ２２６は、エアインターフェースリンク２２８を介してＤＳＭエンジン２０５に接続することができる。

【0047】

電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１１クラスタ２３０は、ＤＳＭリンク２３４を介するアクセスポイント（ＡＰ）２３２を通じて、ＤＳＭエンジン２０５に接続することができる。クラスタ２３０はラップトップ２３６および２３８ならびにＷＴＲＵ ２４０および２４２を含むことが可能であり、それらはすべて８０２．１１リンク２４４〜２４７を介してＡｐｐ ２３２に接続される。

【0048】

さらにＤＳＭエンジン２０５は、ＴＶＷＳデータベースおよびグローバルポリシーサーバ２５０（複数のエンティティであり共設されていなくてよい）、インターネット２６０、およびセルラコアネットワーク２７０に接続される。たとえばＤＳＭエンジン２０５は、ホーム発展型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）２７５に接続可能である。

【0049】

図に示されるように、ＤＳＭエンジン２０５は、非ライセンス帯域内（２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚ ＩＳＭ帯域、ＴＶＷＳ帯域、ならびに６０ＧＨｚ帯域などであるがこれらに限定されない）で動作するローカルエリア内に発生し、ライセンスおよび非ライセンス帯域全体にわたる帯域幅を集約する、すべての無線通信を管理することができる。ＤＳＭエンジン２０５は、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）または有線リンクを介して、セルラネットワークなどの外部ネットワーク、ＴＶＷＳデータベース、およびＩＰネットワークと相互接続可能である。

【0050】

ＤＳＭエンジン２０５は、ＴＶＷＳデータベース２５０へのアクセスを有し、ジオロケーション機能を有することが可能であるため、ＦＣＣのＳｅｃｏｎｄ Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍ Ｏｐｉｎｉｏｎ ａｎｄ Ｏｒｄｅｒ（ＦＣＣ １０−１７４）に定義されたようなモードＩＩデバイスとして、ＴＶＷＳ帯域内で動作可能である。さらにＤＳＭエンジン２０５は、ＴＶＷＳデータベース２５０が動作できるよりも大きなチャネルのサブセット内で、ＤＳＭシステム２００が潜在的に動作できるようにすることが可能な、感知専用モードでも動作可能である。

【0051】

本明細書では、ＤＳＭクライアントについて説明される。ＤＳＭクライアントは、ＤＳＭエンジン２０５との通信リンクを直接確立することが可能な、コグニティブ無線実行可能クライアントデバイスとすることができる。ＤＳＭエンジン２０５とＤＳＭクライアントとの間の通信リンクは、ＤＳＭリンクと称されることが可能であり、拡張制御プレーンおよびユーザプレーン機能を提供可能である。ＤＳＭシステム２００のＤＳＭリンクは、非限定的な例として、ＴＶＷＳ内で非連続スペクトルを介して動作可能な、拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１無線アクセス技術（ＲＡＴ）に基づくものとすることができる。ＤＳＭリンクは、ＬＴＥなどの他のＲＡＴに基づくものとすることができる。

【0052】

ＤＳＭクライアントはモードＩデバイスとして動作可能である。これは、こうしたデバイスがＴＶＷＳデータベース２５０へのアクセスを有さず、かつ、どのチャネルが使用可能であるかを示すＤＳＭエンジン２０５に依拠できるからである。さらにＤＳＭクライアントは、感知専用モードでも動作可能である。その場合では、ＤＳＭエンジン２０５によって感知専用モードチャネルとして識別されるチャネルの場合、ＤＳＭクライアントは、これらのチャネル内での伝送を可能にするためにこれらのチャネルを占有しているＰＵがないことを定期的に検証しなければならない可能性がある。ＤＳＭエンジン２０５は、ＤＳＭクライアントでこれらのチャネル上の適切なスペクトル感知を実行可能にするために、沈黙期間をスケジューリングすることができる。

【0053】

感知専用機能を備えるＤＳＭクライアントは、モードＩデバイスとしてチャネルのサブセット上で動作可能である。これらのチャネルの場合、１次ユーザの到着を検出する必要はない。

【0054】

ＤＳＭクライアントは、直接リンクと呼ばれるリンクを介して互いに直接通信することができる。直接リンクに使用される無線リソースおよびＲＡＴは、ＤＳＭエンジン２０５によって制御可能である。

【0055】

要約すると、ＤＳＭシステム２００は、ＤＳＭエンジン２０５がモードＩＩデバイスであるＴＶＷＳ内で動作可能であり、ＤＳＭエンジン２０５の範囲内にあるＤＳＭクライアントはモードＩデバイスとして動作可能である。さらにＤＳＭエンジン２０５およびＤＳＭクライアントはどちらも、システムが、感知専用モードに基づく潜在的により大きなチャネルのサブセットを用いてＴＶＷＳデータベース２５０によって許可されたチャネルのサブセットを補足できるようにする、感知専用モードをサポートすることができる。

【0056】

本明細書では、ＤＳＭシステムプロトコルスタックについて説明される。図３は、ＤＳＭクライアントおよびＤＳＭエンジンによってサポートされる、例示の制御プレースプロトコルスタック３００を示す。制御プレーンプロトコルスタック３００は、複数のアクセス技術全体にわたって存在しているアプリケーションプロトコルとして動作する、多重ネットワーク転送プロトコル（ＭＮＴＰ）３０５を含むことができる。ＭＮＴＰ ３０５は、ＤＳＭクライアントとＤＳＭエンジンとの間で複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を介して複数の並列セッションを確立することができる。複数のＩＰストリームのインターネットプロトコル（ＩＰ）集約も、ＭＮＴＰ ３０５によって実行可能である。進行中のセッションのネットワーク健全さは、多重ネットワーク接続（ＭＮＣ）クライアント上のネットワークマネージャエンティティによって収集（測定）され、これらの測定値に基づいて、アプリケーション要件によって駆動される決定エンジンはＭＮＴＰ ３０５をトリガし、特定のＲＡＴの新規セッションを開始するかまたは既存のセッションを終了することができる。

【0057】

制御プレースプロトコルスタック３００は、複数のＲＡＴおよびＤＳＭに関するポリシープロトコル３１０をさらに含むことができる。ポリシープロトコル３１０は、ＴＶＷＳデータベースからの入力、およびネットワークオペレータまたは企業顧客が一般に定義可能な追加のシステム規模の規則に基づいて、ポリシー規則を生成することができる。これらのポリシー規則は、本明細書で説明されるようなチャネル管理（ＣＭ）プロトコル３２５への入力として働き、非ライセンス帯域およびＴＶＷＳのスペクトル管理およびネットワーク構成に関するものとすることができる。ポリシープロトコル３１０は、複数のＲＡＴ全体にわたってシステム規模のポリシーが適用可能な、階層構造に従うことができる。これは、複数ＲＡＴポリシープロトコルと称することができる。ポリシープロトコル３１０の下で、ＤＳＭポリシープロトコル３１５は、ＴＶＷＳデータベースからの入力、および、ＴＶＷＳに適用可能な複数ＲＡＴポリシープロトコル３１０からのポリシーを採用することができる。チャネル管理機能（ＣＭＦ）が他の動作帯域（たとえばＩＳＭ帯域）を制御できる別の実施形態では、ＤＳＭポリシーエンジンはその範囲を単なるＴＶＷＳを越えて拡張することができる。

【0058】

前述のように、制御プレースプロトコルスタック３００は、ＣＭプロトコル３２５も含むことができる。ＣＭプロトコル３２５は、ＴＶＷＳ帯域内で動作するすべての無線通信を処理するネットワークプロトコルとして動作可能である。ＣＭプロトコル３２５は、ＤＳＭクライアントの承認制御、およびＡＰによって使用される無線リソース、および（以下で説明されるように）ＤＳＭクライアントをサポートすることができる。

【0059】

さらに制御プレースプロトコルスタック３００内には、拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１物理（ＰＨＹ）エンティティが含まれる。８０２．１１ ＭＡＣプロトコルは、ＴＶＷＳ内の非連続スペクトルのＭＡＣ集約、新しく集約された制御チャネル動作、および新しいＭＡＣ制御メッセージをサポートするように拡張可能である。８０２．１１ ＰＨＹプロトコルは、新しいコグニティブ感知技法をサポートし、広帯域デジタル無線を使用してＴＶＷＳ内の非連続スペクトルを介して動作するように、拡張可能である。Ｕｕインターフェース３２０は、ライセンス帯域および非ライセンス帯域の両方を介したＩＰ集約を実行可能にするために、たとえばＤＳＭエンジン内のＤＳＭクライアントおよびＨ（ｅ）ＮＢに統合された標準Ｕｕインターフェースとすることができる。

【0060】

図４は、ＤＳＭシステムに関する例示のユーザプレーンプロトコルスタック４００を示す。標準ＩＥＥＥ ８０２．１１プロトコルスタックに関する構成と比較すると、ユーザプレーンプロトコルスタックは、標準ＩＥＥＥ ８０２．１１プロトコルスタック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）を、ＭＮＴＰ ４０５に置き換えることができる。ＭＮＴＰ ４０５は、ＩＰ集約、ＤＳＭリンクをサポートするための８０２．１１ ＰＨＹおよびＭＡＣへの修正を含むことができる。ユーザプレーンプロトコルスタック４００は、Ｕｕインターフェース４１０、ＩＰエンティティ４１５、および論理リンク制御（ＬＬＣ）エンティティ４２０も含むことができる。加えて、制御プレーンプロトコルスタック３００と同様に、ユーザプレーンプロトコルスタック４００は、拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣエンティティ４２５および拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＰＨＹエンティティ４３０を含むことができる。たとえば、データプレーンおよび制御プレーンの両方に共通であることが可能なスタックエンティティは、何らかの同様の機能、データに関係する何らかの機能、制御に関係する何らかの機能、ならびに、データおよび制御の両方に関係する何らかの機能を有することができる。たとえば、拡張ＰＨＹは、全体が制御に関係するコグニティブ感知機能、ならびに、（制御およびデータの両方がこの広帯域デジタル無線を使用して伝送されるため）制御およびデータの両方に関係する広帯域デジタル無線を有する。

【0061】

本明細書に示されるように、ＤＳＭリンクが他のＲＡＴに基づくようにすることができる。たとえばＤＳＭリンクは、ＴＶＷＳなどのオポチュニスティック帯域における非連続スペクトルを介して動作することが可能な拡張ＬＴＥ ＲＡＴに基づくものとすることができる。図４Ａは、ＤＳＭクライアントおよびＤＳＭエンジンによってサポートされる例示のプロトコルスタック４５０を示す。このコンテキストでは、ＤＳＭエンジンはＨ（ｅ）ＮＢなどの基地局内の機能とすることができる。ＤＳＭクライアントはＬＴＥ ＷＴＲＵとすることができる。前述のように、プロトコルスタック４５０はＭＮＴＰ ４５２および複数のＲＡＴポリシープロトコル４５４を含むことができる。スタックはＤＳＭポリシープロトコル４５８、チャネル管理プロトコル（ＣＭＰ）４５６、ＩＰモジュール／エンティティ４６０、ＬＴＥ ＰＤＣＰ ４６２、ＬＴＥ ＲＬＣ ４６４、ＬＴＥ ＲＲＣ ４６６、ＬＴＥ ＭＡＣ ４６８、およびＬＴＥ ＰＨＹ ４７０を含むことが可能であり、本明細書ではそのうちの一部についてさらに説明する。

【0062】

ＣＭＰ ４５６は、オポチュニスティック帯域を介して動作するすべての無線通信を処理するネットワークプロトコルとして動作することができる。ＬＴＥのコンテキストでは、基地局内のＤＳＭエンジンにライセンス帯域を割り当てることもできる。これにより、オポチュニスティック帯域内のみで、ライセンス帯域内のみで、または両方の帯域内で同時に動作するようにとの決定を信号送信することが可能である。これにより、ライセンス帯域およびオポチュニスティック帯域の両方を集約することができる。ＷＴＲＵから収集したＲＲＣエンティティもしくは層から受信した測定値に基づき、または、基地局内に常駐する感知プロセッサから収集した情報もしくはデータベース（ＴＶＷＳデータベースなど）からの情報を感知して、ＤＳＭエンジンは、追加のセルを割り振るか、セルを終了するか、または新しいチャネルを介して動作するためのセルを再構成するかを、決定することができる。ＣＭＰ ４５６は、ＤＳＭクライアントの承認制御ならびに本明細書で説明されるような基地局およびＤＳＭクライアントによって使用される無線リソースもサポートすることができる。制御チャネル管理は、ＭＡＣ層もしくはエンティティを他のＲＡＴと共存するように構成すること、または、異なる周波数を介して動作するように再構成できる旨の信号をＭＡＣエンティティに送信することも可能である。制御チャネル管理は、ＰＨＹ層および同期チャネルなどの関連付けられた制御チャネル、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、物理ハイブリッド自動反復要求インジケータチャネル（ＰＨＩＣＨ）、ならびに物理制御フォーマットインジケータチャネル（ＰＣＦＩＣＨ）を、オポチュニスティック帯域内での共存を可能にするために堅固に動作するように構成することができる。

【0063】

ＬＴＥ ＲＲＣ ４６６は、１次ユーザの検出に関する新しい測定イベントもしくは測定構成、または２次ユーザの存在に関するイベントをサポートするように、拡張することが可能である。ＲＲＣ層またはエンティティも、ダウンリンクのみの動作、アップリンクのみの動作、ダウンリンク／アップリンク共有動作、または使用されているチャネルのタイプに関する動作変更（すなわち１次ユーザ検出が必要であり、２次ユーザが存在する）などの、オポチュニスティック帯域内での動作に関連付けられた新しい動作モードをサポートするように拡張することが可能である。

【0064】

ＬＴＥ ＭＡＣプロトコル４６８は、ＴＶＷＳなどのオポチュニスティック帯域内の非連続スペクトルのオポチュニスティックＭＡＣ集約をサポートするように、拡張することが可能である。オポチュニスティック帯域の使用には、他のＲＡＴと共存するようにＭＡＣをある程度変更する必要がある場合がある。ＭＡＣ層またはエンティティは、アクティブなセルの動作周波数を変更するようにとのコマンド信号をＷＴＲＵに送信することができる。

【0065】

ＬＴＥ ＰＨＹプロトコル４７０は、新しいコグニティブ感知技法と、広帯域デジタル無線を使用するオポチュニスティック帯域の非連続スペクトルを介して動作するための適合とをサポートするように、拡張することが可能である。関連付けられた制御チャネルに対する他の拡張は、高干渉が存在する中で堅固に動作するため、または２次ユーザとの共存をサポートするための、同期チャネル、ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、およびＰＨＩＣＨに対する変更を含むことができる。

【0066】

ＤＳＭエンジン５００は、ＭＮＣサーバ５１０に論理的にリンク可能なチャネル管理機能（ＣＭＦ）５０５、ＤＳＭポリシーエンジン５１５、ＡＰ機能エンティティ５２０、感知プロセッサ（ＳＰ）５２５、および中央デバイスデータベース５３０を含む、図５に示されたような以下の論理機能に分割することができる。ＤＳＭエンジン５００は、ＭＮＣサーバ５１０に論理的に接続されたＨ（ｅ）ＮＢ機能エンティティ５３５を含むこともできる。Ｈ（ｅ）ＮＢ機能エンティティ５３５は、標準ＵＭＴＳまたはＬＴＥエアインターフェースを介してネットワーク（図示せず）に接続することができる。さらにＤＳＭエンジン５１５を複数ＲＡＴポリシーエンジン５４０に論理的にリンクさせ、次にこれをオペレータ／企業ポリシーに論理的にリンクさせることができる。ＤＳＭポリシーエンジン５１５は、ＴＶＷＳデータベース（図示せず）に論理的にリンクすることができる。無線エリアネットワーク（ＷＡＮ）モデム５４５をＤＳＭエンジン５００に含めることも可能であり、ＷＡＮモデム５４５はＷＡＮデータリンクを介して外部デバイスに接続することができる。さらにＡＰ機能５２０は、ＤＳＭリンクを介して外部デバイスに接続することができる。

【0067】

ＣＭＦ ５０５は、無線リソースを管理すること、ならびにそれらをデバイスおよびＡＰのそれぞれに効率良く割り振ることに責務を負う、中央リソースコントローラである。この論理機能は、ＤＳＭクライアントの承認制御を管理し、中央デバイスデータベース５３０を維持することも可能である。ＣＭＦ ５０５は、ＤＳＭクライアントによる帯域幅要求を直接処理することができる。これらの帯域幅要求を満たすために、ＣＭＦ ５０５は、ＳＰ ５２５およびＤＳＭポリシーエンジン５１５によって提供される情報を使用して継続的に識別および更新する、スペクトルリソースの共通プールを維持することができる。所与のＡＰおよびその関連付けられたＤＳＭクライアントに帯域幅が割り振られると、新しい制御メッセージ機構は、使用される集約されたスペクトルをＤＳＭクライアントに通知することができる。スペクトルの使用率は時間と共に変化することが予測できるため、制御チャネルを使用して、それぞれのＤＳＭクライアントによって使用されるリソースを動的に更新または変更することができる。ＣＭＦ ５０５は、チャネル変更、ビーコニング、および障害ケースの処理に関する制御メッセージの送達を管理する、制御チャネル管理機能を含む。この機能は、ページング、サービス発見、および直接リンクセットアップなどの、高度な新しい制御メッセージの送達を保証することもできる。たとえば、クライアント要求、クライアント機能、クライアント位置、および無線リソース可用性に基づき、ＣＭＦ ５０５は、２つ以上のクライアント間に直接リンクを確立することによって、要求を処理するように決定することができる。拡張された制御チャネルは、未調整の過度の干渉の下で、および継続的なスペクトル使用率の変化の下で、ＤＳＭシステムが確実かつ効率的に動作することを保証する。ＣＭＦ ５０５は、ＳＰ ５２５の支援を受けて、使用可能なスペクトルのプールを識別および維持することができる。

【0068】

ＣＭＦ ５０５による無線リソース割り振りは、ＤＳＭポリシーエンジン５１５によって生成される規則に準拠することができる。ＤＳＭポリシーエンジン５１５は、ＴＶＷＳデータベースからの入力に基づくポリシー規則、およびネットワークオペレータまたは企業顧客が典型的に定義可能な追加のシステム規模の規則を生成することができる。これらの追加規則は複数ＲＡＴポリシーエンジン５４０によってもたらされるものであり、ネットワークオペレータは、好ましい動作チャネル、ブラックリスト掲載チャネル、およびシステム規模の電力消費構成などの、スペクトル管理規則を定義することができる。ＣＭＦ ５０５は、バッファ占有、全体待ち時間、送達成功率、チャネル使用率、および媒体アクセス遅延を含む、ＤＳＭシステムからの性能入力を収集することができる。

【0069】

決定エンジン（たとえばＡｔｔｉｌａ決定エンジン）から生成されるユーザ特有ポリシーは、ＤＳＭリンクに特有のネットワークマネージャインターフェースを介して送信可能であり、その後ポリシーは、以下で説明されるように、ＣＭＦクライアントに転送可能である。ＣＭＦクライアントは、ＤＳＭエンジン５００内のＣＭＦ ５０５にユーザプリファレンスを通知することができる。

【0070】

ＣＭＦ ５０５は、１つまたは複数のＡＰ機能５２０を管理することができる。ＡＰ機能５２０は、ＤＳＭクライアントのグループへの接続を開始および維持するために、基本ＭＡＣ／ＰＨＹ機能を提供することができる。ＤＳＭクライアントの複数グループをＤＳＭシステム内でサポートすることができる。ＡＰ機能５２０は、新しい制御チャネル方式ならびにＭＡＣ層による非連続スペクトル集約をサポートするように、拡張することが可能である。ＡＰ機能には典型的に、ＣＭＦ ５０５によって、制御メッセージおよびデータメッセージの両方を処理するために専用の集約されたチャネルプールを割り当てることができる。

【0071】

（感知プロセッサ）ＳＰ ５２５は、ネットワーク内での感知専用モードで動作するＤＳＭクライアントの感知動作を制御することもできる。中央デバイスデータベース５３０は、ＤＳＭエンジン５００に関連付けられているネットワーク内のすべてのデバイスに関するデバイス特有の情報を記憶することができる。

【0072】

論理機能は、他の機能とのモジュールインターフェースを維持しながら、独立に動作し、適切に定義されたタスクを実行することが意図されている。ＤＳＭエンジン５００の実装は、共設されることのないいくつかの論理エンティティに対して許可することができる。たとえば、複数のＡＰ機能をローカルエリア内に分配することができる。

【0073】

本明細書では、前述の機能エンティティの機能が説明される。ＭＮＣサーバ５１０は、ＭＮＴＰプロトコルを介して確立されるＩＰセッションの主コントローラとすることができる。ＭＮＣサーバ５１０は、ＩＰ集約セッションが作成される場合、ドメイン名サーバ（ＤＮＳ）およびアプリケーションに対する主インターフェースとして動作可能である。ＩＰストリームを集約することの実際の決定は、ＭＮＣクライアントによって実行可能である。例示のために、ＭＮＣサーバはＤＮＳサーバと通信し、コアネットワークとのＩＰ接続を確立すること、ＭＮＣクライアントからの要求時にアプリケーションサーバに対して外部ソケットをオープンすること、および、集約されたストリームに関するＩＰ情報をＭＮＣクライアントから受信することが可能である。

【0074】

ＣＭＦ ５０５は、デバイスおよびＡＰのそれぞれに対する無線リソースの効率的な管理および割り振りに関する責務を負う、中央リソースコントローラとすることができる。ＣＭＦ ５０５は、未調整の過度の干渉の下で、および継続的なスペクトル使用率の変化の下で、ＤＳＭシステムが確実かつ効率的に動作することを保証可能である。このエンティティは、制御チャネル、クライアントの承認制御、および中央デバイスデータベースを管理することもできる。ＣＭＦ ５０５の責務は、ＡＰごとにどの集約されたスペクトルが使用されるかを動的に選択するための、帯域幅割り振りアルゴリズムを含むことができる。たとえば、ＤＳＭエンジン５００がモードＩＩデバイス専用として動作する場合、ＴＶＷＳデータベースによって識別される使用可能チャネルから集約されたプールを選択することができる。ＤＳＭエンジン５００が感知専用デバイスとしても動作可能な場合、集約されたプールは、ＴＶＷＳデータベースによって識別される使用可能チャネルならびに１次ユーザが検出されないチャネルの両方から選択することができる。感知専用モードによって使用可能であるがＴＶＷＳデータベースに従って使用不能なチャネルは、感知専用チャネルとしてタグ付け可能である。感知専用チャネル内での動作は、後続の項で説明されるように、他のチャネルでの動作とは異なる場合がある。

【0075】

ＣＭＦ ５０５はいくつかの他の機能を実行することも可能であり、その例が以下に示される。たとえばＣＭＦ ５０５は、チャネル変更、ビーコニング、および障害ケースの処理などの、制御メッセージの送達を含むことが可能な、制御チャネル管理機能を実行することができる。これは、（チャネル品質または感知情報に基づいて）集約されることになるチャネル内の任意の変更を、ＡＰまたはクライアントに通知することを含むことができる。ＬＴＥのコンテキストでは、オポチュニスティック帯域内のみで、ライセンス帯域内のみで、または集約を使用して両方の帯域内で同時に動作するようにとの決定を信号送信することが可能である。これにより、ライセンス帯域およびオポチュニスティック帯域の両方を集約することができる。基地局は、追加のセルを割り振ること、セルを終了すること、または新しいチャネルを介して動作するようにセルを再構成することが可能であり、制御チャネル管理は、他のＲＡＴと共存するようにＭＡＣ層／エンティティを構成すること、または、異なる周波数を介して動作するように再構成可能である旨の信号をＭＡＣに送信することができる。制御チャネル管理は、ＰＨＹ層、ならびに同期チャネル、ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、およびＰＨＩＣＨなどの関連付けられた制御チャネルが、堅固に動作するように構成可能である。別の例では、ＣＭＦ ５０５は、ページング、サービス発見、および直接リンクセットアップなどの、高度な新しい制御メッセージを送達することができる。別の例では、ＣＭＦ ５０５は、中央デバイスデータベース５３０の主制御とすることができる。接続要求が拒否されるか受け入れられるかをクライアントに通知することを含む承認制御アルゴリズムは、ＣＭＦ ５０５で、またはＣＭＦ ５０５によって実装可能である。ＣＭＦ ５０５は、バッファ占有、全体待ち時間、送達成功率、チャネル使用率、および媒体アクセス遅延などの、ＤＳＭシステムからの性能入力を収集することができる。

【0076】

他の例は、スペクトル占有情報を取得するために感知プロセッサを照会および制御すること、割り振られた使用可能スペクトル（チャネル）およびスペクトルを使用しているクライアントまたはＡＰのリストを維持すること、無線リソース割り振りがポリシーエンジンによって生成される規則に準拠していることを保証すること、デバイス照会（別のデバイスを検索しているネットワーク上のデバイス）に応答すること、ならびに、省電力動作ルーティングおよびルート再構成（すなわち到達可能度）を選択することを、含むことができる。後者の場合では、これは部分的にＡＰ ５２０内で実行可能である。

【0077】

他の例では、ＣＭＦ ５０５は、中央デバイスデータベース内に登録されたデバイスおよびＡＰからの帯域幅に関する要求を処理すること（将来の段階）、これらの要求に基づいてスペクトル割り振りを生成すること、ならびに、選択されたチャネルを集約のためにＡＰ ５２０またはクライアント内の調整機能に送信することが可能である。ＣＭＦ ５０５は、プロキシデバイスの関連付けを管理すること、プロキシペアリングのリストを維持すること、ＤＳＭシステム、クラスタ修正決定に基づいてクライアント間での負荷分散を実行すること（デバイスをＡＰ間で移動させること）、ネットワーク再構成を処理すること、および、選択されたＡＰを割り当てることが可能である。

【0078】

ＳＰ ５２５は、ネットワーク内の感知可能ノード間での感知動作を制御することができる。これにより、ノードから感知情報を収集し、ＣＭＦ ５０５内での意思決定を容易にするためにこの情報を処理することが可能である。使用可能スペクトルのプールを発見および維持するためにＳＰ ５２５を使用することに加えて、ＣＭＦ ５０５は、デバイスによってアクティブに使用されている特定の帯域幅割り振り（たとえば直接リンクまたは制御チャネル）を監視するよう、ＳＰ ５２５に命じることができる。ＣＭＦ ５０５は、ネットワーク内での感知可能デバイスの到着または出発をＳＰ ５２５に通知することができるため、ＳＰ ５２５は、すべての使用可能スペクトルを感知する負荷を適切に管理することができる。ＣＭＦ ５０５は、デバイスからの位置更新メッセージも管理することができるため、ＳＰ ５２５は感知可能デバイスの位置の変化に気付く。

【0079】

ＳＰ ５２５は、ＣＭＦ ５０５からの感知要求を処理し、中央デバイスデータベース５３０からのデバイスの感知機能および位置情報を照会し、この情報に基づいて感知ノードを構成することもできる。これにより、感知を構成するために必要な（たとえば相関）情報を取得するためのコマンドを、感知ノードに対して発行することができる。これにより、特定の時間インスタンスでの感知をスケジューリングし、ＡＰおよびデバイス内で沈黙期間をトリガすることもできる。

【0080】

他の例は、過去の感知結果および相関情報を含むローカル感知データベースを維持すること、過去の測定結果に基づいてチャネルの高速周波数選択（優先度順序付け）を実行すること、および、この情報をＣＭＦ ５０５にリレーすることを、含むことができる。これにより、ＣＭＦ ５０５によって提供される被監視チャネルのリストに関する感知を調整し、ＴＶＷＳ内のアクティブチャネルまたは他のチャネル上での干渉を検出し、被監視チャネル上の１次ユーザの存在を検出し、それらを、特に感知専用チャネルとタグ付けされたチャネルについて、ＣＭＦ ５０５に示すことができる。

【0081】

さらなる例では、ＳＰ ５２５は、異なるノードからの感知結果の決定融合（ｄｅｃｉｓｉｏｎ−ｆｕｓｉｏｎ）を実行し、融合のためのヘルパーノードを選択および構成し、そのノードがサポートしている場合は結果の中間融合をリレーすることができる。

【0082】

ＡＰ機能５２０は、ネットワークを接合するデバイスに主接続機能を提供することができる。これは、ＣＭＦ ５０５によって選択されるチャネルに基づいて集約を管理する調整機能を含むことができる。ＡＰ機能５２０は、デバイス関連付け、デバイスのアドレス指定、ルーティング、および識別、同期化およびビーコン伝送、マルチキャストブロードキャスト、バッファの管理およびスケジューリング、デバイス調整機能、ＭＡＣのセグメント化および連結、優先順位付けバッファリング、ならびに、フレームの伝送、再伝送、およびフィルタリングを含む、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣ／ＰＨＹ機能を実行することができる。

【0083】

ＡＰ機能５２０は、新しい制御チャネル方式をサポートし、ＣＭＦ ５０５によって決定されたチャネルの連続および非連続スペクトル集約を実行し、近隣／ノードの発見およびチャネルサウンディング（位置推定）をサポートし、さらに、ＩＥＥＥ ８０２．１１ベースのＤＳＭリンクに関する制御手順および共通データチャネルセットアップ手順をサポートすることもできる。これはさらに、直接リンクの構成、セットアップ、解体、および維持（たとえばデバイスが互いの範囲外に移動する場合の支援）をサポートすることができる。さらなる例では、ＡＰ機能５２０は、ＭＡＣ層チャネルの品質および輻輳報告をデバイスから収集およびコンパイルして、それらをＣＭＦ ５０５に送信し、６０ＧＨｚを使用して通信するデバイスに関してビーム形成を実行し、ページング機構をサポートし、ＣＭＦ ５０５からのガイダンスに基づいて干渉の補正および回避を実行することができる。

【0084】

ＤＳＭポリシーエンジン５１５は、ＤＳＭエンジン５００内のローカル規制規則およびネットワークオペレータ規則の執行エンティティを表すことができる。ポリシーエンジン５１５は、ＴＶＷＳデータベースからの入力に基づくポリシー規則、および、ネットワークオペレータまたは企業顧客が典型的に複数ＲＡＴポリシーエンジン５４０に入力することになる追加のシステム規模の規則を、生成することができる。

【0085】

ＤＳＭポリシーエンジン５１５は、ＴＶＷＳデータベースからのポリシーおよびスペクトル可用性情報を記憶および維持することができる。これにより、複数ＲＡＴポリシーエンジン５４０およびＴＶＷＳデータベースとインターフェースし、許容周波数、伝送パワーレベル、アンテナ特性、または必要なライセンスなどの、無線使用上の規制制約に基づいて、以下のポリシー規則を生成することができる。さらにＤＳＭポリシーエンジン５１５は複数ＲＡＴポリシーエンジン５４０とインターフェースし、好ましい動作チャネル、ブラックリスト掲載チャネル、または電力消費構成というシステム定義ポリシー規則を、ネットワークオペレータから受信する情報に基づいて生成することができる。

【0086】

ＤＳＭポリシーエンジン５１５は、ＤＳＭシステムからの性能入力を処理し、これらの入力に基づいてポリシー規則を修正することができる。ポリシーエンジンによって使用される性能入力は、バッファ占有、全体待ち時間および送達成功率、電力消費およびバッテリレベル、または非ライセンス帯域性能測定値を含む。これにより、ポリシーをＲＡＴに依存しない言語に変換することが可能であり、ＣＭＦ ５０５はこの言語を使用して、規則に準拠しながらスペクトル機会を発見および利用し、ＴＶＷＳデータベースとの通信リンクを確立して、ＴＶＷＳデータベースと通信することが可能であるため、ＤＳＭエンジン５００は、ＩＥＥＥ ８０２．１１コンテキストでモードＩＩデバイスとして挙動する（すなわち、ＧＰＳ情報および製造者情報をＴＶＷＳデータベースに送信し、現在ＤＴＶブロードキャストによって占有されていないチャネルのリストを受信する）ことが可能である。

【0087】

ＣＤＤデータベース５３０は、ＤＳＭエンジン５００に関連付けられているネットワーク内のすべてのデバイスに関するデバイス特有の情報を記憶する。ＣＤＤ ５３０のコンテンツは、感知機能、ＲＡＴ機能、デバイス位置、センサ融合においてヘルパーノードとなるノードの機能、または各特定ＲＡＴに関する接続状態を含むことができる。

【0088】

ＣＤＤ ５２０は、「情報書き込み」および「情報読み取り」の２つの基本動作をサポートすることができる。ＣＭＦ ５０５は「情報書き込み」を実行可能であるが、ＤＳＭエンジン内のすべてのエンティティは「情報読み取り」を実行可能である。ネットワーク内の特定のデバイスまたはＡＰに関するＣＤＤ ５２０のコンテンツ（エントリ）が、表１に示されている。

【0089】

【表1】

【0090】

ＣＤＤ ５２０は、「情報書き込み」および「情報読み取り」の２つの基本動作をサポートすることができる。ＣＭＦ ５０５は「情報書き込み」を実行可能であるが、ＤＳＭエンジン内のすべてのエンティティは「情報読み取り」を実行可能である。ネットワーク内の特定のデバイスまたはＡＰに関するＣＤＤ ５２０のコンテンツ（エントリ）が、表１に示されている。

【0091】

以下は、ＤＳＭシステムの例示の高水準手順である。これらの動作はＤＳＭエンジン５００によって提供される主制御プレーン機能に焦点を当て、動作の実現における各ＤＳＭエンジン機能の関与を示す。本項で手順が指定される各動作について、図５に示されるアーキテクチャの関連部分は、動作の実現におけるＤＳＭエンジン機能間の相互作用を示すために抽出可能である。

【0092】

ＤＳＭエンジン６００およびデバイス６２５に関する例示の制御チャネル初期化が、図６に示されている。この例では、非感知専用機能はサポート不可能である。ＤＳＭエンジン６００の起動時に、ＣＭＦ ６０５は、ポリシーエンジン６１０から受信した制御チャネル割り振りポリシー情報および使用可能チャネル情報に基づいて使用可能チャネルのプールを決定することができるが（２）、ポリシーエンジン６１０は、制御チャネル割り振りポリシー情報および使用可能チャネル情報を少なくともＴＶＷＳデータベースおよび／またはポリシーサーバ（図示せず、図２を参照）から取得することができる（１）。ＣＭＦ ６０５は、ＳＰ ６１５から使用可能または許容チャネルに関する品質メトリクスを決定または取得することができる（３）。その後ＣＭＦ ６０５は、集約に使用するチャネルのサブセットを決定すること（４）、および集約されたチャネルをそれぞれのＡＰ機能６２０に割り振ること（５）ができる。

【0093】

その後ＣＭＦ ６０５は、各ＡＰ機能６２０の支援で、集約されたチャネルを介してビーコンなどの制御メッセージの送信を開始することができる（６）。制御メッセージは、集約されたチャネルを介して同時に送信することが可能であり、ここで一定の情報要素（ＩＥ）が複数のチャネルにわたって反復され、残りの制御メッセージは集約されたビーコンを介してセグメント化される。一定のＩＥの反復により、ＤＳＭクライアント６２５は、単一チャネルのみを遮断することによって使用される集約されたチャネルを発見し、これと同期することができる。ビーコンメッセージは、割り振られたチャネルのうちの１つまたは複数のチャネルが感知専用チャネルであるかどうかを、ＤＳＭクライアント６２５に通知することができる。

【0094】

ＤＳＭエンジン７００およびデバイス７３０に関する例示の制御チャネル初期化が図７に示されている。この例では、非感知専用機能がサポート可能である。ＤＳＭエンジン７００の起動時に、ＣＭＦ ７０５は、ポリシーエンジン７１０から受信した制御チャネル割り振りポリシー情報および使用可能チャネル情報に基づいて使用可能チャネルのプールを決定することができるが、ポリシーエンジン７１０は、制御チャネル割り振りポリシー情報および使用可能チャネル情報を少なくともＴＶＷＳデータベースおよび／またはポリシーサーバ（図示せず、図２を参照）から取得することができる（１）。ＤＳＭエンジン７００は、ＴＶＷＳデータベース内の情報に基づく制御チャネル用に必要なチャネル数を割り振れない場合、その感知専用機能を使用して、その制御チャネル初期化に対する追加ＴＶ帯域チャネルの有用性を検証することができる（２）。したがってＣＭＦ ７０５は、登録されているものがあれば、デバイスのＲＡＴ機能を中央デバイスデータベース７１５から取得することが可能であり、制御チャネル機能に使用可能な帯域幅を取得するために１次ユーザについて感知するようＳＰ ７２０に要求することができる（４）。ＣＭＦ ７０５は、ＳＰ ７２０から使用可能または許容チャネルに関する品質メトリクスを決定または取得することもできる。

【0095】

その後ＣＭＦ ７０５は、集約に使用するチャネルのサブセットを決定すること（５）、および集約されたチャネルをそれぞれのＡＰ機能７２５に割り振ること（６）ができる。その後ＣＭＦ ７０５は、各ＡＰ機能７２５の支援で、集約されたチャネルを介してビーコンなどの制御メッセージの送信を開始することができる（７）。制御メッセージは、集約されたチャネルを介して同時に送信することが可能であり、ここで一定の情報要素（ＩＥ）が複数のチャネルにわたって反復され、残りの制御メッセージは集約されたビーコンを介してセグメント化される。一定のＩＥの反復により、ＤＳＭクライアント７３０は、単一チャネルのみを遮断することによって使用される集約されたチャネルを発見し、これと同期することができる。ビーコンメッセージは、割り振られたチャネルのうちの１つまたは複数のチャネルが感知専用チャネルであるかどうかを、ＤＳＭクライアント７３０に通知することができる。

【0096】

ＤＳＭエンジン８００およびデバイス８２０に関して、例示のデバイス接続および承認制御のアーキテクチャおよび方法が図８に示されている。一般に、ネットワークに加入するいずれのデバイスまたはＡＰも、その存在を知らせるために最初にＣＭＦ ８０５に接続しなければならない。この接続プロセスにより、ＤＳＭエンジン８００は、ＣＭＦ ８０５による継続的なシステム性能監視および使用可能帯域幅／チャネルに基づいて、どのデバイスがＤＳＭシステム内に入ることを許可されるかを制御することができる。さらにＣＭＦ ８０５は、その直接管理ならびに各クライアントの位置、機能、および特性の下で、クライアントのリストをコンパイルすることもできる。

【0097】

特に、第１の状態８０１では、ＣＭＦ ８０５は継続的なグローバルシステム性能監視を実行することができる（１）。これは、承認制御機構をトリガするために使用可能である。システム監視は、ＡＰ機能８１５が制御チャネル情報と共にビーコンを継続的にブロードキャストすることを含むことができる（２）。

【0098】

第２の状態８０２に移行する際に、デバイス（すなわちＤＳＭクライアント）８２０は電源をオンにし、ノード発見方式を開始することができる。この第２の状態では、ＤＳＭエンジン８００によって使用される任意の感知専用モードチャネルの有用性を確認するために、感知ステージが実行可能である（１）。これは、受信する制御チャネル情報に基づくことができる。その後デバイス８２０およびＡＰ機能８１５は、予備ＤＳＭリンクを確立するためにＡＰ認証および関連付け手順を実行することができる（２）。許容チャネルのセットを介して関連付けが実行されると、ＤＳＭクライアント８２０は、その機能および使用可能サービスと共に接続要求をＣＭＦ ８０５に送信することができる（３）。その後ＣＭＦ ８０５は、システム性能に基づいて承認制御決定を実行することができる（４）。接続手順の成功を確認する（５）と、ＣＭＦ ８０５はデバイスまたはＡＰの機能およびそれらがサポートしているサービスを、中央デバイスデータベース８２５に追加することができる（６）。クライアントがデバイスデータベースに登録されると、ＳＰ ８１０は、現在または将来の帯域幅利用に関する追加の知識を得るために、そのデバイス感知タスクを割り当てることができる。

【0099】

ＤＳＭエンジン９００およびデバイス９０５に関して、例示のＩＰ集約のアーキテクチャおよび方法が図９に示されている。ＩＰ集約手順は、セルラ接続（デフォルトのＭＮＴＰ接続として）を介して接続されるデバイス９０５がＤＳＭリンクの追加およびＩＰ集約の実行を決定した場合に実施される（１）。この決定は、ＭＮＣクライアント上に常駐するＩＰ集約決定エンジンによって実行可能である。決定エンジンは、ＤＳＭリンクの存在を認識すると、第１に本明細書で前述のような接続手順を介して、ＡＰ機能９１０、ＣＭＦ ９１５、およびＣＤＤ ９２０と共にこのリンクを活動化する（２および３）。ＤＳＭリンクが活動化された場合、ＤＳＭクライアント９０５はＣＭＦ ９１５からＤＳＭリンクの帯域幅を要求した後（４）、ＭＮＴＰを介したＭＮＣクライアントとＭＮＣサーバ９２５との間の信号送信を通じて、ＩＰ集約を開始することができる（図３および図４に図示）（５）。たとえばＤＳＭクライアント９０５は、ＩＰ集約に拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１リンクを追加するために、ＭＮＴＰを通じて（Ｈ（ｅ）ＮＢ ９３０を介して）ＡＤＤ＿ＩＰを要求することができる。この時点で、ＣＭＦ ９１５はＤＳＭリンク上のリソースを管理することが可能であり、ＤＳＭクライアント９０５上のＩＰ集約決定エンジンは、（各ネットワークからの健全さ測定値を使用して）、ＩＰ集約からＤＳＭリンクまたはセルラリンクを追加するか除去するかを決定することができる。現行のＩＰ集約ソリューションは、セルラリンクをデフォルトリンクとするよう要求することができる（第３世代（３Ｇ）メッセージを通じてＡＤＤ＿ＩＰを要求することができる）。一実施形態では、ＩＰ集約はデフォルトリンクをＤＳＭリンク上に存在させるようにも一般化することができる。

【0100】

ＤＳＭエンジン１０００およびデバイス１００５に関して、例示のチャネル変更手順が図１０に示されている。チャネル変更は、たとえば、ＡＰ機能１０１０でのチャネル障害検出（１ａ）、デバイス１００５でのチャネル障害検出（１ｂ）、および／またはＳＰ １０１５での感知専用モードチャネル上での１次ユーザ検出（１ｃ）などの、いくつかのトリガを通じて開始することができる。ＤＳＭエンジン９００のＡＰ機能１０１０によって、または、デバイスもしくはＤＳＭクライアント１００５のＤＳＭリンク機能によって、チャネル障害が検出された場合、この障害を通知して新しいチャネルを要求するためのメッセージをＣＭＦ １０２０に送信することができる。加えて、ＤＳＭシステムが感知専用チャネルを利用している場合では、ＳＰ １０１５は、監視するように求められているチャネルのうちの１つで１次ユーザが検出された旨をＣＭＦ １０２０に通知することができる。これらのそれぞれの場合で、ＣＭＦ １０２０は、ＳＰ １０１５でチャネルの変更の必要性を確認した後、ポリシーエンジン１０２５からのポリシーおよびＴＶＷＳデータベース内の使用可能チャネルをチェックした後、使用する新しいチャネルを割り振ることができる（２）。制御チャネル初期化の場合と同様に、このチャネルは制御チャネルの見地から使用不可であり、感知専用モードを使用してＳＰ １０１５によって取得される必要がある可能性がある（３）。チャネル割り振りが実行された場合、ＣＭＦ １０２０は影響を受けるＡＰ １０１０にチャネル変更メッセージを送信することが可能であり（４）、次にＡＰ １０１０は、集約されたチャネルを介して新しいチャネル情報をデバイス１００５に伝送することができる（５）。

【0101】

ＤＳＭエンジン１１００、デバイス１１０５、および第２のデバイス１１１０に関して、例示の直接リンクセットアップ（ＤＬＳ）手順が図１１に示されている。一般に、ＤＬＳ手順を使用して、デバイス１１０５と第２のデバイス１１１０などの２つのデバイス間に、ＤＳＭエンジン１１００によって割り振られるチャネルまたはチャネルのセットを介した直接接続またはリンクを確立することができる。このリンクはＤＳＭエンジン１１００内で、ＡＰ機能１１１５による介入がわずかまたは全くない状態で動作可能である。

【0102】

デバイス１１０５は、その近隣の別のデバイス、たとえば第２のデバイス１１１０との直接リンクを確立するできることに気付くために、ＤＳＭエンジン１１００によってすべての登録デバイスに送信される使用可能なサービスを宣伝する特定の制御メッセージから取得される情報を使用することができる（１）。その後デバイス１１０５は、ＤＬＳサービスに関する要求を、ＤＳＭエンジン１１００および特にＡＰ機能１１１５、ならびに最終的にはＣＭＦ １１２０に送信することができる（２）。

【0103】

ＤＬＳのための帯域幅は、ポリシーエンジン１１２５を介したデータベースアクセスを通じて（３）、または、ＴＶＷＳデータベース情報に基づいて使用可能なチャネルの数が不十分な場合、ＳＰ １１３０によるスペクトル可用性検索を通じて（５）、ＣＭＦ １１２０によって割り振ることができる。ＣＭＦ １１２０は、デバイス１１０５に関するＣＤＤ １１３５からデバイス機能情報を取得することができる。その後ＣＭＦ １１２０は、第１に直接リンクに関与する第２のデバイス１１１０をページングすることによってＤＬＳのための帯域幅を決定し（６）、ＤＬＳを確立するようＡＰ機能１１１５に命令し、さらに、直接リンク中（８）にデバイス１１０５および第２のデバイス１１１０によって使用されることになる帯域幅、ＲＡＴ、およびデータレートを確立するためのメッセージングを開始する（７）。

【0104】

ＤＳＭエンジン１２００およびデバイス１２０５に関して、例示のサービス要求手順が図１２に示されている。デバイス１２０５のためのアプリケーションが、待ち時間の少ない高持続スループットを必要とする可能性がある場合、デバイス１２０５はＡＰ機能１２３０を介してＣＭＦ １２１０から帯域幅を要求することができる（１）。ＣＭＦ １２１０は、帯域幅要求を処理するためのアクティブなＲＡＴシステム機能をチェックすることによって、帯域幅要求を処理することができる。ＣＭＦ １２１０は、ＭＮＣサーバ１２３５と対話してＲＡＴを決定または選択することができる（２）。アクティブなＲＡＴが要求を処理できない場合、ＣＭＦはデバイスが別の使用可能なＲＡＴを使用して通信可能かどうかを検証することができる（４）。これらの機能は、ＣＭＦ １２１０によって書き込まれるＣＤＤ １２２５内に記憶および維持される。

【0105】

ＣＭＦ １２１０は、デバイス１２０５から帯域幅に関する要求を受信した場合、デバイス１２０５にチャネルリソースを割り振るために必要な情報を収集することができる。ＣＭＦ １２１０は、スペクトル決定に先立って照会可能な、割り振られたリソースおよびフリーリソースのローカルデータベースを維持することができる。この情報は、ポリシーエンジンからのポリシーと、中央デバイスデータベースからのデバイス機能（ＲＡＴ機能、デバイスクラス、または位置を含む）とを含む。このデータベースを維持するためにＣＭＦ １２１０は、使用可能スペクトルを感知するためにＳＰ １２１５を使用すること（５）、ならびに、ＴＶＷＳデータベースおよび当該帯域幅に特有のスペクトル規則に基づいて、所与の時点でどのスペクトルが有用であるかを決定するためにポリシーエンジン１２２０を使用すること（３）が可能である。

【0106】

その後ＣＭＦ １２１０は、この情報に基づいてスペクトル使用率を提供することができる（６）。これは、使用可能帯域幅情報を使用すること、または、（より最近の使用率マップを取得するために）割り振りに先立ってこの情報を更新するようＳＰ １２１５に要求することを、含むことができる。割り振りが実行されると、ＣＭＦ １２１０は、たとえば集約、伝送パワーなどを含む割り振られた帯域幅および使用されることになる伝送規則と共に、帯域幅応答を要求側デバイス１２０５に伝送する（７）。

【0107】

本明細書では、例示のリソース管理および割り振り、ならびに特に基本無線リソースの管理（ＲＲＭ）および集約、ならびに制御チャネル機能について説明する。ＴＶＷＳ内の帯域幅リソースは中央にプールされ、ＣＭＦによって維持される。ＣＭＦは所与のＡＰおよびその関連付けられたＤＳＭクライアントにチャネルを割り振ること、ならびに、これらのチャネルを、サービス品質（ＱｏＳ）、チャネル品質、ならびにＴＶＷＳ帯域内の干渉および１次ユーザの検出に関するＰＨＹ／ＭＡＣ層での感知結果に基づいて、動的に管理することの、ＲＲＭタスクを実行することができる。その後ＣＭＦは、チャネル利用中に干渉を検出するために適切な感知のコマンドを出すことによって、これらのチャネルを追跡することができる。ＣＭＦは、サービスのＱｏＳが満たされない場合、ＡＰによって使用されるチャネルプールにさらに帯域幅を追加すること、および、サービスが与えられ、デバイスがこれ以上帯域幅を必要としない場合、リソースプールにリソースを戻すことも可能である。

【0108】

クライアントは一般に、キャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）を使用して同じ帯域幅リソースを共有することができるため、ＲＲＭアルゴリズムは、この帯域幅を共有しているユーザ間に割り振られた帯域幅を管理することもできる。この管理により、これらのＱｏＳ要件をＭＡＣ層の異なるアクセスカテゴリに変換することによって、ユーザアプリケーションＱｏＳが満たされることを保証することができる。ＭＡＣ層からのフィードバック（測定されたＭＡＣの遅延、再試行などに基づくチャネル品質）を通じて、ＣＭＦにおけるＲＲＭアルゴリズムは、要求されるＱｏＳレベルを満たすために、クライアントに関するチャネル割り振りを継続的に調整することができる。結果として、ＣＭＦによって実行される帯域幅割り振りおよびＲＲＭは、ユーザごとではなくＤＳＭシステム全体に対して実行される。

【0109】

図１３Ａおよび図１３Ｂは、ＤＳＭエンジン１３００によって実行されるＲＲＭタスクの高水準図を示す。ＣＭＦ １３０５は、感知プロセッサ１３１５からの情報およびポリシーエンジン１３２０から取得された規則に基づいて、ＤＳＭクライアント１３１０によって使用される適切なチャネルを選択することができる。これらの決定は、一定のイベント後にＣＭＦ １３０５によって実行可能である。１つのイベントは、感知専用チャネル上への１次ユーザの到着によってトリガ可能である。別のイベントは、割り振られたチャネルのうちの１つに関するＱｏＳの急激な低下によってトリガ可能である。これらのイベントに続き、ＣＭＦ １３０５は、ＡＰに割り振られたチャネルおよびその関連付けられたＤＳＭクライアントの変更を決定することができる。

【0110】

その後、ＡＰ機能１３３５の拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣ層１３２５は、ＣＭＦ １３０５によって選択されたチャネルの集約を実行することができる。このＭＡＣ層集約に加えて、ＤＳＭエンジン１３００はＭＮＣサーバ１３４０を介してＩＰ層集約を実行することができる。チャネル変更メッセージは、ＤＳＭエンジン１３００によって、堅固な動作を保証するために集約されたチャネルを介してわずかな待ち時間でＤＳＭクライアント１３１０に送信される。その後ＤＳＭクライアント１３１０は、割り振られた新しいチャネルを介した集約を実行するために、対応するクライアント機能を使用し適切なチャネルを介して通信することができる。

【0111】

論理制御チャネル１３５０は、ＭＡＣ層およびＩＰ層で割り振られたチャネルの集約を動的に再構成するために、ＤＳＭクライアント１３１０に更新を送信することによって、リソース割り振りにおける中心的な役割を果たすことができる。たとえば図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるように、Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３で示される異なる時点で、異なるリソース割り振りをＤＳＭクライアント１３１０に送信することができる。時点Ｔ１で、ブロック１、３、５、および６によって示されるＴＶＷＳスペクトルがＤＳＭクライアント１３１０に割り振られる。その後の時点Ｔ２でブロック１、２、５、および６が、時点Ｔ３でブロック１、５、６、およびセルラスペクトルが、ＤＳＭクライアント１３１０に割り振られる。

【0112】

論理制御チャネル１３５０は、ＣＭＦ １３０５の管理下にあるものとすることができる。ＣＭＦ １３０５は、一定のＩＥが複数のチャネルを介して反復される集約されたチャネルを介して制御メッセージを送信すること、および残りの制御メッセージが集約されたチャネル全体にわたってセグメント化されることによって、制御チャネル１３５０が堅固であるものと保証することが可能である。使用されることになる制御チャネル方式は、使用可能スペクトルに基づきＣＭＦ １３０５によって選択可能である。限定数のホワイトスペースチャネルのみが使用可能な場合では、制御チャネル１３５０は他の技法に依拠して堅固さを保証することができる。

【0113】

例示のＤＳＭクライアント１４００が図１４に示されている。ＤＳＭクライアント１４００は、ＭＮＣクライアント１４１０に論理的に接続されたチャネル管理機能クライアント（ＣＭＦ−Ｃ）１４０５およびＤＳＭリンク機能１４２０を含むことが可能な、論理機能に分割可能である。ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、ＣＭプロトコル１４０７を介してＤＳＭエンジンＣＭＦにリンクまたは接続可能である。ＭＮＣクライアント１４１０は、ＭＮＴＰ １４１２を介してＤＳＭエンジンＭＮＣサーバにリンクまたは接続可能である。ＤＳＭリンク機能１４２０は感知アルゴリズムソフトウェア／ハードウェアモジュール１４２５を含むことが可能であり、ＤＳＭリンク１４２８を介して他のデバイスにリンク可能である。ＤＳＭクライアント１４００は、ＤＳＭリンク機能１４２０内の感知アルゴリズムソフトウェア／ハードウェアモジュール１４２５に論理的にリンク可能であり、ＣＭプロトコル１４０７を介してＤＳＭエンジンＳＰにリンクまたは接続可能な、感知プロセッサクライアント（ＳＰ−Ｃ）１４３０をさらに含むことができる。セルラ機能１４４０は、クラスＡクライアントに包含されることも可能であり、標準ＵＭＴＳまたはＬＴＥ無線インターフェースなどの無線インターフェースを使用して他のデバイスと通信することができる。

【0114】

図１４に示されるように、ＤＳＭクライアント１４００のそれぞれの論理機能は、ＤＳＭエンジン内の論理機能のうちの１つを補足することができる。結果として接続は、ＤＳＭエンジン機能と対応するクライアント機能との間に存在する。

【0115】

ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、ＤＳＭエンジン機能内のＣＭＦに接続されたクライアント機能である。ＣＭＦ−Ｃ機能１４０５は、ＤＳＭエンジン内のＣＭＦからチャネルリソースを取得すること、および、ＤＳＭクライアント１４００が、ＤＳＭエンジンによって示される割り振り規則（タイミング、電力割り振りなど）に一致するようにこれらのリソースを使用することを保証することが、可能である。ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、ＤＳＭエンジン内の主機能に接続可能であるため、ＤＳＭクライアント１４００とＤＳＭエンジンとの間に生じる上位層メッセージングおよび制御にも責務を負うことができる。これは、ＤＳＭエンジンとの接続手順の開始、および、ＤＳＭエンジンによってすべてのクライアントに送信されるすべての制御チャネル構成／再構成メッセージの受信も含むことができる。

【0116】

ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、ＤＳＭクライアント１４００内のＤＳＭリンク機能１４２０を管理することができる。ＤＳＭリンク機能１４２０は、ＤＳＭエンジンならびに他のＤＳＭクライアントとの接続を開始および維持するために（たとえば直接リンクの場合）、基本のＭＡＣ／ＰＨＹ機能をＤＳＭクライアント１４００に提供することができる。ＤＳＭリンク機能１４２０は、新しい制御メッセージを受信および復号し、ＣＭＦ−Ｃ １４０５によって構成されるチャネルリソースのＭＡＣ層スペクトル集約を実行できるように、拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＰＨＹ／ＭＡＣを実装可能である。

【0117】

ＳＰ−Ｃ １４３０は、（前述のように）ＤＳＭエンジンによって感知専用機能が必要であるものとタグ付けされているチャネル上の１次ユーザの検出のために感知を実行する責務を負うことができる。ＳＰ−Ｃ １４３０は、ＤＳＭクライアント１４００を感知専用デバイスとして挙動可能にすることができる。使用されているチャネルのうちのいずれが１次ユーザの可用性または存在の正確な知識を要求できるかに関して、指示を受けることができる。これらのチャネル上で、ＳＰ−Ｃ機能１４３０は、ＳＰによって送信される感知構成を受信可能であり、ＳＰによって（帯域幅、感度、アルゴリズムタイプなどに関して）要求された感知情報を取得するために、適切な感知アルゴリズムを実装および制御することができる。この情報は、通信用の帯域幅を要求しているそれぞれのＤＳＭクライアントによって使用されることになるチャネル割り振りを導出するために、ＤＳＭエンジン内のＣＭＦによって使用可能である。加えて、クライアントがモードＩデバイスとして動作している場合、ＳＰ−Ｃ １４３０は、ＴＶＷＳデータベース可用性情報からＤＳＭエンジンによって選択されているチャネル上での動的リソース管理を実行可能にするために、ＣＭＦに関するチャネル品質情報を提供することもできる。

【0118】

セルラ動作をサポートするために、クラスＡクライアントもセルラ機能を搭載することができる。このセルラ機能は、セルラチャネルを伴うＩＳＭおよびＴＶＷＳ帯域内のＩＥＥＥ ８０２．１１タイプチャネルのＩＰレベル集約を実行可能にすることができる。このＩＰレベル集約は、ＭＮＣクライアント１４１０によって提供可能である。セルラ機能は、ＤＳＭエンジンの制御からセルラドメインへのリンクのリダイレクトまたは再構成も実行可能にすることができる。

【0119】

ＭＮＣクライアント１４１０は、ＩＰ集約に関するＭＮＴＰプロトコルの主コントローラとすることができる。各ネットワークの健全さを監視し、いずれの技術（すなわち３Ｇ、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）、ＩＥＥＥ ８０２．１１など）をアクティブ接続に使用するか、およびこれらの技術において帯域幅をどのように集約するかに関して、決定することができる。ＭＮＣクライアント１４１０は、使用されることになるＲＡＴを決定する決定エンジンおよびアプリケーションの必要性によって駆動される複数ＲＡＴセッションの使用を含み、ＲＡＴレベル測定値に基づいてＩＰ帯域幅集約を調整し、ＲＡＴ測定値に基づくＣＭＦ（たとえばセルラ）の制御外の補助ＲＡＴをセットアップするための活動化手順、ＲＡＴ間（ＤＳＭ内およびＲＡＴ間）のハンドオーバ／モビリティをトリガし、８０２．１１からＵｕへ、およびその逆の、セッション転送（サービス連続性）を調整することができる。

【0120】

ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、ＤＳＭエンジン内のＣＭＦと直接通信することができる。これにより、ＣＭＦからチャネルリソースを取得すること、ならびに、ＣＭＦによって決定される割り振り規則に従ってリソースが使用および制御されることを保証することに対して、責務を負うことができる。ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、ＤＳＭエンジンによってコマンド（チャネル切り換え時点およびチャネル構成）が与えられるように無線リソース割り振りを制御および実装すること、ＤＳＭエンジンによって構成される方式に基づいて制御チャネル情報を適切に受信するようにクライアントＭＡＣ／ＰＨＹ機能を構成すること、制御チャネルが使用不可になった場合にＤＳＭエンジンに通知するために堅固な制御チャネル手段（たとえばデータチャネル上での再ルーティング）を使用すること、ならびに、立ち上げ時またはＤＳＭ制御ネットワークへの参加試行時にＤＳＭエンジンへの接続手順を開始することが可能である。

【0121】

さらにＣＭＦ−Ｃ １４０５は、すべてのデバイスＲＡＴ機能、感知機能、およびサービスを維持し、接続手順中にＤＳＭエンジンに送信すること、ＤＳＭエンジンから新しい制御メッセージを受信して割り当てられたスケジュールで伝送するようにＭＡＣ／ＰＨＹを構成すること、直接リンクの構成、セットアップ、解体、および維持（たとえばデバイスが互いの範囲外に移動する場合の支援）をサポートすること、ならびに、ＩＰ集約決定に必要なＭＮＣクライアント決定エンジンにネットワーク健全さメトリクスを送信することが可能である。さらに、アプリケーションまたはユーザからの要求に基づき、ＣＭＦへの帯域幅要求を生成することも可能である。

【0122】

ＳＰ−Ｃ １４３０は、ＤＳＭエンジン内のＳＰと直接通信可能である。これにより、ＤＳＭクライアント１４００上でＳＰによって構成される感知動作および測定報告を制御することができる。ＳＰ−Ｃ １４３０は、ＳＰから感知要求を受信し、指定された通りに感知を実行するようにＭＡＣ／ＰＨＹおよび感知アルゴリズムを構成すること、ＳＰによって送信されるチャネルごとの感知構成を受信および維持すること、ならびに、ＤＳＭクライアント１４００が感知専用デバイスとして挙動できるようにし、デバイスがモードＩデバイスとして挙動する場合に識別されるチャネルを超える使用可能な追加のチャネルを発見することが可能である。

【0123】

さらにＳＰ−Ｃ １４３０は、クライアントがモードＩデバイスとして動作するチャネル上で基本の品質測定を実行すること、ＭＡＣ／ＰＨＹによって取得された感知結果および感知アルゴリズムを収集し、それらをＳＰに送信すること、ＳＰによって構成される相関決定手順を実装し、結果の相関情報をＳＰに送信すること、ならびに、ＳＰによって構成される任意の定期的な感知をトリガすることが可能である。

【0124】

クライアントＭＡＣ／ＰＨＹ機能は、ＤＳＭクライアント１４００に接続機能を提供することができる。クライアントＭＡＣ／ＰＨＹ機能は、デバイスの関連付け、デバイスのアドレス指定、ルーティング、識別、同期化およびビーコン伝送、マルチキャストブロードキャスト、バッファの管理およびスケジューリング、デバイス調整機能、ＭＡＣのセグメント化および連結、優先順位付けバッファリング、フレームの伝送、再伝送、およびフィルタリング、沈黙期間管理を含む感知アルゴリズムの動作とタイミングとの制御および感知動作のためのＰＨＹの構成、新しい制御チャネル方式のサポート、非連続スペクトル集約のサポート、近隣／ノードの発見およびチャネルサウンディング（位置推定）（６０ＧＨｚの場合）のサポート、８０２．１１ベースのＤＳＭリンクに関する制御手順およびデータチャネルセットアップ手順のサポート、ＣＭＦに送信されることになるＭＡＣ層輻輳報告の生成、ビーム形成の実行（クライアントが６０ＧＨｚをサポートしている場合）、ページング機構のサポート、ならびに、ＣＭＦ−Ｃ １４０５からのコマンドに基づく干渉の補正および回避の実行を含む、基本のＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣ／ＰＨＹ機能を実行することができる。

【0125】

各ＤＳＭクライアント１４００のための無線リソース管理（ＲＲＭ）は、そのそれぞれのＣＭＦ−Ｃ １４０５、およびＤＳＭエンジン内のＣＭＦとの対応する通信リンクによって制御可能である。ＤＳＭエンジンは、各クライアントが要求時に使用することになるリソース（すなわちチャネル）の割り振りに対する責務を負うことができる。ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、品質情報を送信し、チャネルの再構成または割り振りメッセージを受信するために、ＤＳＭクライアント内のＣＭＦと一定の通信を維持することができる。ＲＲＭ関連情報を交換するためのＣＭＦ−Ｃ １４０５とＤＳＭエンジン上のＣＭＦとの間の主通信リンクは、論理制御チャネルである。交換されるＲＲＭ関連情報は、クライアントに関してＣＭＦによって割り振られる初期チャネル、観察されたチャネル品質が低く、もはやＱｏＳを満たせない場合、クライアントによって要求されるチャネル変更、使用／集約されているチャネルを変更するためにＣＭＦによってクライアントに送信されるチャネル再構成メッセージ、ならびに、ＣＭＦによってそれぞれのクライアントに通信される制御チャネル障害アクション（クライアントが制御チャネル上の情報にアクセスできない場合）を、含むことができる。これらは演繹的に通信可能であるため、クライアントは、もはや制御チャネルにアクセスできないシナリオで適切に応答可能である。

【0126】

そのように実行するための機能を搭載しているＤＳＭクライアント１４００は、他のクライアントとの直接リンクをセットアップするように要求することができる。この場合トラフィックは、ＤＳＭエンジン（またはＡＰ機能）にルーティングされる必要なしに、クライアント間で直接転送可能である。接続に必要なＱｏＳが直接リンクを必要とする場合、または、接続が直接リンクから恩恵を受けるものとＣＭＦ−Ｃ １４０５が判断する場合に、このシナリオが生じる可能性がある。

【0127】

ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、ＣＭＦから生じる定期的なサービスブロードキャストを使用して、近隣のいずれのデバイスが直接リンクをサポートするかを決定することができる。その後ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、アプリケーションレベル（たとえばゲームセッション、ダウンロードなどの開始要求）からのトリガに基づいて、サポートデバイスのうちの１つとの直接リンクが必要であるか（または恩恵を受けることになるか）どうかを決定することができる。直接リンクのセットアップに先立ち、ＣＭＦ−Ｃ １４０５は、直接リンクのための帯域幅リソースが使用可能であるかどうかに関して、ＣＭＦをチェックすることができる。使用可能である場合、ＣＭＦ−Ｃ １４０５はピアクライアントとの直接リンク確立手順を開始することができる。この確立は、拡張ＩＥＥＥ ８０２．１１ＭＡＣ層の機能を使用するＭＡＣ層で実施可能である。直接リンク中、クライアントは、ＤＳＭエンジンからのメッセージに関して制御チャネルの監視を継続することができる。

【0128】

ＣＭＦは、感知プロセッサならびにＣＭＦ−Ｃ １４０５からの情報を使用して、直接リンクの帯域幅を継続的に監視することができる。チャネルが使用不可になった場合、ＣＭＦは、使用されているチャネル（複数可）を変更するよう、直接リンクに関与する各クライアントのＣＭＦ−Ｃ １４０５に指示することができる。これは、ＴＶＷＳデータベースがいくつかの割り振られたチャネル上でポリシー変更を示すため、感知専用モードで動作するデバイスによって直接リンクに使用されているチャネル上で１次ユーザが検出されるため、ならびに、もはやＱｏＳを満たせないためを含む、いくつかの理由で生じる場合がある。このチャネル変更は、制御チャネルを通じて通信される。

【0129】

本明細書で説明されるように、ＤＳＭシステムアーキテクチャは適切に整合され、ＩＥＥＥ ８０２．１９．１システムアーキテクチャでマッピング可能である。ＩＥＥＥ ８０２．１９．１アーキテクチャは、異なるかまたは独立に動作するＴＶＷＳネットワークおよびデバイス間での共存のための無線技術に依存しない方法を定義するよう試行する。この取り組みの一環として、ＩＥＥＥ ８０２．１９．１は、図１５に示されるような基本のシステムアーキテクチャおよびインターフェース定義１５００を定義した。

【0130】

ＩＥＥＥ ８０２．１９．１では、ＴＶＷＳデバイスをＴＶ帯域デバイス（ＴＶＢＤ）１５０１と称している。加えて、ＩＥＥＥ ８０２．１９．１システムの機能は、共存イネーブラ（ｅｎａｂｌｅｒ）（ＣＥ）１５０５、共存マネージャ（ＣＭ）１５１０、ならびに共存発見および情報サーバ（ＣＤＩＳ）１５２０という、３つの主要な論理エンティティに分割されている。ＣＭ １５１０は共存を決定する責務を負うエンティティであり、ＣＭ間通信をサポートしている。これは、ＴＶＷＳデータベース１５１１およびオペレータ管理エンティティ１５１３とも通信またはインターフェース可能である。ＣＥ １５０５は、ＴＶＢＤネットワークまたはデバイス「へ」要求し、ＴＶＢＤネットワークまたはデバイス「から」情報を取得すること、ならびに、ＣＭ １５１０から受信した再構成要求／コマンドおよび制御情報を変換することに対する責務を負う。ＣＤＩＳ １５２０は、共存を容易にする情報の収集、集約、および提供に対する責務を負う。

【0131】

図１６は、ＩＥＥＥ ８０２．１９．１ ＴＶＷＳ共存システムのＤＳＭエンジン１６００へのマッピングを示す。ＣＭ １６０５は主決定実行エンティティであるため、ＣＭＦ １６１０、感知プロセッサ１６１５、中央デバイスデータベース１６２０、およびＤＳＭポリシーエンジン１６２５からなるものとすることが可能であり、それらすべては論理的に接続される。ＣＭ １６０５は、インターフェースＢ１を介して異なるネットワークを構成し、この例ではＡＰ機能１６３５を含むことが可能なＣＥ １６３０と、ネットワークを通じて通信することができる。ＡＰ機能１６３５はＣＭＦ １６１０からコマンドを取得し、それらのコマンドに従ってそれ自体を構成することができる。

【0132】

ＣＭ １６０５内のＤＳＭポリシーエンジン１６２５は、インターフェースＢ２を介してＣＤＩＳ １６４０と通信可能である。ＤＳＭポリシーエンジン１６２５は、使用可能チャネルのリストについてＣＤＩＳ １６４０に照会し、ＤＳＭエンジンが使用しているチャネル（複数可）、ならびに、チャネル負荷、伝送パワー、信号対雑音比、媒体アクセス遅延などを含むがこれらに限定されないチャネルの様々な他の特徴の報告も戻す。ＣＤＩＳ １６４０は、使用可能なスペクトルの更新をＤＳＭポリシーエンジン１６２５に定期的に送信することも可能である。ＤＳＭポリシーエンジン１６２５は複数ＲＡＴポリシーエンジン１６４５と通信可能であり、複数ＲＡＴポリシーエンジン１６４５はオペレータ管理エンティティ（ＯＭＥ）１６５０と通信可能である。さらにＣＭＦ １６１０はＭＮＣサーバ１６６０に接続可能であり、ＭＮＣサーバ１６６０はＨ（ｅ）ＮＢ １６７０に接続可能である。本明細書で説明されるように、ＤＳＭエンジンはＷＡＮモデム１６８０を含むことも可能である。

【0133】

図１７は、ＤＳＭエンジンおよびクライアントなどの複数のＤＳＭエンティティを備える例示のＩＥＥＥ ８０２．１９．１システムの階層図を提供する。この階層システム１７００は、ＤＳＭシステムがＩＥＥＥ ８０２．１９．１と共にどのように実装可能であるかの一例とすることができる。システム１７００は、Ｂ３インターフェースを使用して相互接続された複数のＤＳＭエンジン１、２、・・・、Ｎを含むことができる。各ＤＳＭエンジンは、対応するＣＭ１、ＣＭ２、・・・、ＣＭＮを含む。さらにＤＳＭエンジン１、２、・・・、Ｎは、ＯＭＥ １７１０およびＣＤＩＳ １７２０に接続可能であり、ＣＤＩＳ １７２０はＴＶＤＢ １７３０に接続可能である。ＤＳＭエンジン１、２、・・・、Ｎは、ＣＥおよびＡＰのモジュール１７４０、１７４２、および／または１７４４に接続可能であり、ＣＥおよびＡＰのモジュール１７４０、１７４２、および／または１７４４は、特定のＤＳＭクライアント１７８０およびデバイス１７８２に接続可能である。

【0134】

例示のＣＭＦ副次機能が図１８に示される。ＣＭＦ １８００は、デバイス管理エンティティ１８０５、帯域幅割り振りおよびＲＲＭエンティティ１８１０、ＤＬＳ管理１８１５、ならびに使用可能スペクトルデータベース１８２０に分割可能である。デバイス管理エンティティ１８０５は、ＤＳＭネットワークに参加する各デバイスおよびＡＰの接続および承認制御を制御することができる。デバイス管理エンティティ１８０５は、データベース内のエントリの追加／除去、およびＡＰ機能１８３０によって転送されるメッセージの通りに各エントリに関する情報を更新することを含み、ＣＤＤ １８２５を管理することができる。

【0135】

ＤＬＳ管理エンティティ１８１５は、ＤＳＭエンジン内の直接リンクの確立、管理、および追跡に対する責務を負うことができる。ＤＬＳ管理エンティティ１８１５はＡＰ機能１８３０と対話して、直接リンクをセットアップするために要求される手順の確立を要求するか、またはそれらの確立から恩恵を受けることになるデバイス間に、直接リンクをセットアップするために要求される手順を確立する。

【0136】

帯域幅割り振りおよびＲＲＭエンティティ１８１０は、ＣＭＦ １８００内で中心的な役割を果たすことができる。帯域幅割り振りおよびＲＲＭエンティティ１８１０は、帯域幅割り振りおよびＲＲＭのタスクに関してほとんどの決定を行う主スペクトル割り振りマネージャである。これは、ＳＰ １８３５とのリンクを維持することが可能であるため、その前部ですべての通信に対する責務を負う。帯域幅割り振りおよびＲＲＭエンティティ１８１０は、ポリシーおよびＴＶＷＳデータベース情報に基づいて許容チャネルを決定するためにポリシーエンジン１８４０と通信すること、使用されたチャネル上での品質測定の感知ならびにＴＶＷＳデータベースからのチャネルがネットワーク使用に不十分である場合の追加チャネルの検索を構成するためにＳＰ １８３５と通信すること、１次ユーザの出現に関してＳＰ １８３５からイベントを処理すること、ＲＲＭを実行可能にするためにすべてのチャネル上で品質測定値を収集および処理すること、ならびに、ＤＳＭシステム内のすべてのサービスに関するＱｏＳを可能にするようにリソースを管理することが可能である。帯域幅割り振りおよびＲＲＭエンティティ１８１０は、帯域幅割り振りに関するデバイスのＲＡＴ機能を要求するために、デバイス管理エンティティ１８０５との論理リンクを維持することもできる。

【0137】

使用可能スペクトルデータベース１８２０は、それによって実行される割り振りにより、または帯域幅の解放により、使用可能スペクトル内の変更が行われた場合は必ず、帯域幅割り振りおよびＲＲＭエンティティ１８１０によって更新可能である。ＴＶＷＳ帯域の使用率ならびに感知情報に関してポリシーエンジン１８４０に実行された照会に基づいて、データベース１８２０を更新することもできる。

【0138】

例示のＳＰ副次機能が図１９に示されている。ＳＰ １９００は、制御が相関アナライザ１９２０およびセンサ融合１９３０に論理的にリンクされ、感知結果が感知結果データベース１９４０に論理的にリンクされた、感知コントローラ１９１０を含むことができる。相関アナライザ１９２０およびセンサ融合１９３０は、感知結果が感知結果データベース１９４０に論理的にリンクされている。感知コントローラは、感知ノード１９４５および１９５０に論理的にリンク可能である。感知ノード１９４５は感知結果が相関アナライザ１９２０に論理的にリンクされ、感知ノード１９５０は感知結果がセンサ融合１９３０に論理的にリンクされることが可能である。

【0139】

感知コントローラ１９３０は、ＣＭＦからのスペクトル検索要求およびスペクトル監視要求を処理すること、各感知ノード内で実行される感知をそれらの間の相関に基づいて構成／制御するために感知ノードに感知コマンドを送信すること、現行の感知タスクに基づいて感知結果を収集および分析するように相関アナライザおよび感知融合副次機能を構成すること、ならびに、感知データベース１９４０から最終感知結果を取得してそれらをＣＭＦに戻すことが可能である。

【0140】

ＣＭＦからのスペクトル感知に関する要求に基づき、感知コントローラ１９１０は、ターゲットの帯域幅またはチャネル上で感知を実行するために適切な感知ノードを選択することができる。この選択は、ＤＳＭエンジンのＣＤＤ内の位置および感知機能情報に基づいて実行可能である。その後感知コントローラ１９１０は、特定の感知動作に関与するそれぞれの感知ノードと通信すること、ならびに、感知動作のタイミング、感知ノード間での労力の分割、および各ノードによって実行されることになる感知のタイプを制御することが可能である。このように実行する場合、感知コントローラ１９１０は、実行されているタスクに基づいて感知結果を分析できるように相関アナライザ１９２０およびセンサ融合１９３０を構成することも可能である。各感知タスクには、感知コントローラ１９１０によって特定のＩＤを割り当てることができる。感知結果が分析および記憶されると、感知コントローラ１９０５は、感知または監視されている各チャネルの空きまたは占有に関する情報をＣＭＦに提供できる可能性がある。

【0141】

感知コントローラ１９０５は、占有情報をＣＭＦに返送することができる。この占有情報は、対象となっているチャネルが（１次ユーザから、または外部干渉源あるいは２次ネットワークから）干渉を受けている旨を示すためのＣＭＦへのメッセージ、ならびに、チャネルを使用すべきか回避すべきかを決定するためにＣＭＦによって使用可能なチャネル上のチャネル品質指示という、２つの形とすることができる。感知コントローラ１９０５に加え、ＣＭＦは、（肯定応答回数、媒体アクセス回数などに基づいて）ＭＡＣ層からＭＡＣ層使用率および輻輳報告を受信する。これらのメトリクスは、感知コントローラ１９１０によってＣＭＦに報告されるものとは無関係である。

【0142】

相関アナライザ１９２０は、感知ノードによって生成されることになる感知結果間の潜在的な相関を分析することができる。将来の感知タスクをより効率的に調整するために、感知コントローラは、任意の所与の時点で感知ノード間の相関を決定する必要がある。したがって、各感知ノードによって実行され、相関アナライザ１９２０によって収集および分析される、特殊な測定値セットを構成することができる。相関アナライザ１９２０は、ネットワーク内の異なるノード間で感知結果をどの程度強くまたは弱く相関可能であるかを決定する、一定の分析アルゴリズムを実行することができる。感知結果データベース１９４０内に記憶されるこれらの結果に基づき、感知コントローラ１９１０は、ＤＳＭエンジンによって管理されるネットワーク内で感知リソース（たとえばバッテリ電力、沈黙期間など）を最も効率的に使用するように、感知動作を構成することができる。

【0143】

センサ融合１９３０は、同じチャネルまたは帯域幅上で測定を実行している複数の感知ノードからの感知結果の融合を実行することができる。この融合の結果、感知に関与している複数のノードによる独立した感知結果または決定に基づき、特定帯域の可用性に関する集中決定が生じる可能性がある。センサ融合１９３０は、集中決定、ならびに各感知ノードからの個別の感知結果を、感知結果データベース１９４０に記憶することができる。センサ融合１９３０は、センサ相関からの結果に基づいて構成可能である。

【0144】

感知結果データベースは、ＳＰ １９００内の情報に関する中央リポジトリである。これは、現在感知に関与しているノードのリスト、各ノード間の相関度を与える相関結果、融合された感知結果（チャネル占有およびチャネル品質メトリクス）、および各ノードから収集された個別の感知結果を含む、要素を格納する。

【0145】

実施形態
１． ポリシーおよびオポチュニスティックスペクトル可用性情報を維持するように構成されたポリシーエンジンを備える、動的スペクトル管理（ＤＳＭ）エンジン。

【0146】

２． ポリシーエンジンにリンクされたチャネル管理機能（ＣＭＦ）であって、オポチュニスティックスペクトルリソースのプールを維持するために少なくともポリシーエンジンからオポチュニスティックスペクトルリソース情報を取得し、無線リソース管理（ＲＲＭ）を実行し、ＣＭＦによって承認されたデバイスからの要求に応答して、集約されたスペクトルリソースを割り振るように構成されたＣＭＦをさらに備える、実施形態１のＤＳＭエンジン。

【0147】

３． ＣＭＦは、集約されたスペクトルリソースをデバイスに送信し、集約されたスペクトルリソースを動的に更新および再構成するように構成された制御チャネル管理機能をさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0148】

４． 感知プロセッサ（ＳＰ）をさらに備え、ＣＭＦは、ＳＰからの支援でオポチュニスティックスペクトルリソースのプールを識別および維持するようにさらに構成される、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0149】

５． デバイスとＤＳＭエンジンとの間で複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を介して複数の並列セッションを確立し、複数のＩＰストリームのインターネットプロトコル（ＩＰ）集約を実行するように構成された多重ネットワーク転送プロトコル（ＭＮＴＰ）を含む、制御プレーンプロトコルスタックをさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0150】

６． オポチュニスティックスペクトル内で動作する無線通信を処理し、デバイスおよび基地局無線リソースの承認制御を提供するように構成されたチャネル管理（ＣＭ）プロトコルをさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0151】

７． オポチュニスティック帯域データベースおよび規則に基づいてポリシー規則を生成するように構成されたポリシープロトコルをさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0152】

８． コグニティブ感知技法、複数ＲＡＴとの共存、および、広帯域デジタル無線を使用するオポチュニスティック帯域内での非連続スペクトルを介した動作をサポートするように構成された媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティおよび物理エンティティをさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0153】

９． ライセンス帯域およびオポチュニスティック帯域の両方を介したＩＰ集約を実行可能にするように構成された無線インターフェースをさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0154】

１０． インターネットプロトコル（ＩＰ）集約を実行するように構成されたＭＮＴＰを含むユーザプレーンプロトコルスタックをさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0155】

１１． 広帯域デジタル無線を使用するオポチュニスティック帯域内での非連続スペクトルを介した動作をサポートし、およびＤＳＭリンクを処理するように構成されたＭＡＣエンティティおよびＰＨＹエンティティをさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0156】

１２． オポチュニスティックスペクトルリソースが非ライセンススペクトル、専用スペクトル、サブライセンススペクトル、またはテレビホワイトスペースのうちの少なくとも１つを含む、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0157】

１３． ＣＭＦは集約されたスペクトルリソースを動的に選択するように構成された、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0158】

１４． ＤＳＭエンジンに関連付けられたデバイスに関するデバイス情報を記憶するように構成された中央デバイスデータベース（ＣＤＤ）をさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0159】

１５． デバイスに関した情報のＣＤＤからの読み取りおよびＣＤＤへの書き込みを実行するように構成されたＣＭＦをさらに備える、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0160】

１６． ＣＤＤは感知機能、ＲＡＴ機能、デバイス位置、センサ融合機能、および接続状態を含む、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0161】

１７． ＣＭＦは、サービス品質の変化および感知専用チャネル上での１次ユーザの検出を含むイベントトリガに応答して、割り振られ集約されたリソースを変更するように構成された、前記実施形態のいずれかに記載のＤＳＭエンジン。

【0162】

１８． チャネル管理機能（ＣＭＦ）から割り振られ集約されたスペクトルリソースを取得し、ＣＭＦとの制御通信を処理するように構成されたチャネル管理機能クライアント（ＣＭＦ−Ｃ）を備える、動的スペクトル管理（ＤＳＭ）クライアント。

【0163】

１９． ＩＰ集約を実行可能にし、ＣＭＦ−Ｃから受信したネットワーク情報からネットワークの健全さを決定するように構成された多重ネットワーク接続（ＭＮＣ）クライアントをさらに備える、実施形態１８のＤＳＭクライアント。

【0164】

２０． ＤＳＭエンジンとの接続を開始および維持するように構成されたＤＳＭリンク機能をさらに備え、ＤＳＭリンク機能はＣＭＦ−Ｃによって管理される、実施形態１８〜１９のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0165】

２１． 感知プロセッサ（ＳＰ）から感知情報を受信すること、および少なくとも感知情報に基づいて割り振られ集約されたスペクトルリソース上の１次ユーザを感知するように構成された感知プロセッサクライアント（ＳＰ−Ｃ）をさらに備える、実施形態１８〜２０のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0166】

２２． ＣＭＦ−Ｃは、ＤＳＭクライアントに接続機能を提供するように構成されたクライアントＭＡＣ／ＰＨＹ機能を備える、実施形態１８〜２１のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0167】

２３． 割り振られ集約されたスペクトルリソースはライセンス帯域およびオポチュニスティック帯域のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１８〜２２のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0168】

２４． オポチュニスティック帯域は、非ライセンス帯域、専用帯域、サブライセンス帯域、またはテレビホワイトスペース帯域のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１８〜２３のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0169】

２５． ＣＭＦによって使用可能チャネルのプールを決定することを含む、動的スペクトル管理（ＤＳＭ）の方法。

【0170】

２６． 感知モードがサポートされ、使用可能チャネルのプールが不十分である条件で、オポチュニスティック帯域内の追加のチャネルの有用性を決定するために感知モードを使用することをさらに含む、実施形態２５の方法。

【0171】

２７． 使用可能チャネルのプールからチャネルを選択することをさらに含む、実施形態２５〜２６のいずれかに記載の方法。

【0172】

２８． 制御チャネルについて使用可能チャネルのプールから集約されたチャネルを割り振ることをさらに含む、実施形態２５〜２７のいずれかに記載の方法。

【0173】

２９． 集約されたチャネルを介してデバイスに制御メッセージを伝送することをさらに含む、実施形態２５〜２８のいずれかに記載の方法。

【0174】

３０． 承認制御をトリガするためにＣＭＦによってシステム性能を継続的に監視することをさらに含む、実施形態２５〜２９のいずれかに記載の方法。

【0175】

３１． 基地局によって制御チャネル情報を継続的にブロードキャストすることをさらに含む、実施形態２５〜３０のいずれかに記載の方法。

【0176】

３２． 基地局によってデバイスとの認証およびデバイスとの関連付けを実行することをさらに含む、実施形態２５〜３１のいずれかに記載の方法。

【0177】

３３． デバイス機能と共に接続要求をデバイスから受信することをさらに含む、実施形態２５〜３２のいずれかに記載の方法。

【0178】

３４． ＣＭＦによって承認制御を実行することをさらに含む、実施形態２５〜３３のいずれかに記載の方法。

【0179】

３５． ＣＭＦによってデバイス接続を確認することをさらに含む、実施形態２５〜３４のいずれかに記載の方法。

【0180】

３６． ＣＭＦによってクライアントデバイスデータベース（ＣＤＤ）にデバイスを登録することをさらに含む、実施形態２５〜３５のいずれかに記載の方法。

【0181】

３７． 少なくともライセンス帯域または非ライセンス帯域にわたりインターネットプロトコル（ＩＰ）層で選択されたチャネルを集約することをさらに含む、実施形態２５〜３６のいずれかに記載の方法。

【0182】

３８． 媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層で非連続的な選択されたチャネルを集約することをさらに含む、実施形態２５〜３７のいずれかに記載の方法。

【0183】

３９． 感知専用デバイスモードのデバイスによって集められた情報およびオポチュニスティック帯域データベースから受信した情報に基づいて、ＤＳＭエンジンによって使用される初期チャネルのリストを導出することをさらに含む、実施形態２５〜３８のいずれかに記載の方法。

【0184】

４０． ＤＳＭエンジンによってリストをデバイスに送信すること、および割り振られ集約されたチャネルのうちの１つまたは複数のチャネルが感知専用チャネルであるかどうかをデバイスに通知することをさらに含む、実施形態２５〜３９のいずれかに記載の方法。

【0185】

４１． 集約されたチャネルは、非ライセンスチャネル、専用チャネル、サブライセンスチャネル、またはテレビホワイトスペースチャネルのうちの少なくとも１つを含む、実施形態２５〜４０のいずれかに記載の方法。

【0186】

４２． ライセンス帯域または非ライセンス帯域にわたりインターネットプロトコル（ＩＰ）層で帯域幅を集約することを含む、動的スペクトル管理（ＤＳＭ）の方法。

【0187】

４３． 媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層で非連続スペクトルを集約することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２と同様の方法。

【0188】

４４． ＤＳＭはテレビホワイトスペース（ＴＶＷＳ）で動作し、ＤＳＭエンジンを含む、実施形態２５〜４１および４２〜４３のいずれかに記載の方法。

【0189】

４５． モードＩデバイスとして動作するＤＳＭエンジンの範囲内にあるＤＳＭクライアントをさらに備える、実施形態２５〜４１および４２〜４４のいずれかに記載の方法。

【0190】

４６． ＤＳＭエンジンとＤＳＭクライアントの両方が感知専用モードをサポートする、実施形態２５〜４１および４２〜４５のいずれかに記載の方法。

【0191】

４７． 感知専用デバイスモードのＤＳＭクライアントによって集められた情報およびＴＶＷＳデータベースから受信した情報に基づいて、ＤＳＭによって使用される初期チャネルのリストを導出することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜４６のいずれかに記載の方法。

【0192】

４８． ＤＳＭエンジンによってリストをＤＳＭクライアントに送信すること、および割り振られたチャネルのうちの１つまたは複数のチャネルが感知専用チャネルであるかどうかをＤＳＭクライアントに通知することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜４７のいずれかに記載の方法。

【0193】

４９． ローカルエリア内で動作するＤＳＭをさらに備える、実施形態２５〜４１および４２〜４８のいずれかに記載の方法。

【0194】

５０． ローカルエリア内のすべての非ライセンス無線通信を管理するＤＳＭエンジンを備える、実施形態２５〜４１および４２〜４９のいずれかに記載の方法。

【0195】

５１． ライセンス帯域および非ライセンス帯域内で帯域幅を集約することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜５０のいずれかに記載の方法。

【0196】

５２． セルラネットワーク、ＴＶＷＳデータベース、およびＩＰネットワークを含む外部ネットワークに相互接続することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜５１のいずれかに記載の方法。

【0197】

５３． ＤＳＭエンジンはＴＶＷＳ帯域内でモードＩＩデバイスとしてまたは感知専用モードで動作する、実施形態２５〜４１および４２〜５２のいずれかに記載の方法。

【0198】

５４． 制御チャネルを初期化することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜５３のいずれかに記載の方法。

【0199】

５５． デバイスを接続することおよび承認を制御することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜５４のいずれかに記載の方法。

【0200】

５６． ＩＰ集約をさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜５５のいずれかに記載の方法。

【0201】

５７． チャネルを変更することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜５６のいずれかに記載の方法。

【0202】

５８． 直接リンクをセットアップすることをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜５７のいずれかに記載の方法。

【0203】

５９． サービスを要求することをさらに含む、実施形態２５〜４１および４２〜５８のいずれかに記載の方法。

【0204】

６０． ＤＳＭエンジンとの直接通信リンクを確立するためのコグニティブ無線実行可能クライアントデバイスを備え、ＤＳＭリンクは、ＤＳＭエンジンとＤＳＭクライアントとの間の通信リンクであり、テレビホワイトスペース（ＴＶＷＳ）内で非連続スペクトルを介して動作する拡張無線アクセス技術（ＲＡＴ）に基づくものである、動的スペクトル管理（ＤＳＭ）クライアント。

【0205】

６１． ＤＭＳクライアントはモードＩデバイスとして動作し、少なくとも１つのチャネルに関してＤＳＭエンジンに依拠する、実施形態１８〜２４および６０のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0206】

６２． ＤＭＳクライアントは感知モードのみで動作し、ＤＳＭクライアントは少なくとも１つのチャネルが１次ユーザを有さないことを定期的に検証する、実施形態１８〜２４および６０〜６１のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0207】

６３． ＤＳＭクライアントがチャネルのサブセット上でモードＩデバイスとして動作する、実施形態１８〜２４および６０〜６２のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0208】

６４． 直接リンクを介して第２のＤＳＭクライアントと通信するようにさらに構成された、実施形態１８〜２４および６０〜６３のいずれかに記載のＤＳＭクライアント。

【0209】

６５． 直接リンク用の無線アクセス技術（ＲＡＴ）および無線リソースを制御するように構成された装置。

【0210】

６６． 動的スペクトル管理（ＤＳＭ）クライアントと装置との間に複数ＲＡＴを介して複数の並列セッションを確立し、複数のＩＰストリームのインターネットプロトコル（ＩＰ）集約を実行するように構成された多重ネットワーク転送プロトコル（ＭＮＴＰ）を含む、制御プレーンプロトコルスタックを備える、実施形態６５の装置。

【0211】

６７． テレビホワイトスペース（ＴＶＷＳ）帯域内で動作するすべての無線通信を処理し、ＤＳＭクライアントおよびアクセスポイント（ＡＰ）の無線リソースの承認制御を提供するように構成されたチャネル管理（ＣＭ）プロトコルをさらに備える、実施形態６５〜６６のいずれかに記載の装置。

【0212】

６８． ＴＶＷＳデータベースおよび定義された規則に基づいてポリシー規則を生成するように構成されたポリシープロトコルをさらに備える、実施形態６５〜６７のいずれかに記載の装置。

【0213】

６９． 広帯域デジタル無線を使用してＴＶＷＳ内で非連続スペクトルを介して動作するために、コグニティブ感知技法および８０２．１１ ＰＨＹの適合をサポートするように構成された、拡張８０２媒体アクセス制御（ＭＡＣ）をさらに備える、実施形態６５〜６８のいずれかに記載の装置。

【0214】

７０． ライセンス帯域および非ライセンス帯域の両方にわたってＩＰ集約を実行可能にするように構成されたＵｕインターフェースをさらに備える、実施形態６５〜６９のいずれかに記載の装置。

【0215】

７１． ＭＮＴＰは、ＲＡＴの新しいセッションを開始することまたは既存のセッションを終了するようにさらに構成された、実施形態６５〜７０のいずれかに記載の装置。

【0216】

７２． チャネル管理機能（ＣＭＦ）をさらに備える、実施形態６５〜７１のいずれかに記載の装置。

【0217】

７３． ＭＮＣサーバをさらに備える、実施形態６５〜７２のいずれかに記載の装置。

【0218】

７４． ポリシーエンジンをさらに備える、実施形態６５〜７３のいずれかに記載の装置。

【0219】

７５． アクセスポイント（ＡＰ）機能をさらに備える、実施形態６５〜７４のいずれかに記載の装置。

【0220】

７６． 感知プロセッサ（ＳＰ）をさらに備える、実施形態６５〜７５のいずれかに記載の装置。

【0221】

７７． 中央デバイスデータベースをさらに備える、実施形態６５〜７６のいずれかに記載の装置。

【0222】

７８． ホームノードＢ（ＮＢ）機能をさらに備える、実施形態６５〜７７のいずれかに記載の装置。

【0223】

７９． ＴＶＷＳ内の帯域幅リソースは中央にプールされ、ＣＭＦは帯域幅リソースを維持するように構成された、実施形態６５〜７８のいずれかに記載の装置。

【0224】

８０． ＣＭＦは無線リソース管理（ＲＲＭ）を実行するように構成された、実施形態６５〜７９のいずれかに記載の装置。

【0225】

８１． ＣＭＦは感知専用チャネル上での１次ユーザの到着時にチャネルを選択するように構成された、実施形態６５〜８０のいずれかに記載の装置。

【0226】

８２． ＣＭＦはチャネル内のサービス品質の低下時にチャネルを選択するように構成された、実施形態６５〜８１のいずれかに記載の装置。

【0227】

８３． ＡＰ機能はＣＭＦによって選択されたチャネルの集約を実行する、実施形態６５〜８２のいずれかに記載の装置。

【0228】

８４． ＣＭＦは、ＭＡＣ層およびＩＰ層で割り振られたチャネルの集約を動的に再構成するためにＤＳＭクライアントに更新を送信するように構成された制御チャネルを備える、実施形態６５〜８３のいずれかに記載の装置。

【0229】

８５． ＭＮＣクライアントをさらに備える、実施形態１８〜２４および６０〜６４のいずれか１つに記載のＤＳＭクライアント。

【0230】

８６． チャネル管理機能クライアント（ＣＭＦ−Ｃ）をさらに備える、実施形態１８〜２４、６０〜６４および８５のいずれか１つに記載のＤＳＭクライアント。

【0231】

８７． 感知プロセッサクライアント（ＳＰ−Ｃ）をさらに備える、実施形態１８〜２４、６０〜６４、および８５〜８６のいずれか１つに記載のＤＳＭクライアント。

【0232】

８８． ＤＳＭリンク機能をさらに備える、実施形態１８〜２４、６０〜６４、および８５〜８７のいずれか１つに記載のＤＳＭクライアント。

【0233】

８９． セルラ機能をさらに備える、実施形態１８〜２４、６０〜６４、および８５〜８８のいずれか１つに記載のＤＳＭクライアント。

【0234】

９０． ＣＭＦ−Ｃは、ＤＳＭクライアントに接続機能を提供するように構成されたクライアントＭＡＣ／ＰＨＹ機能を備える、実施形態１８〜２４、６０〜６４、および８５〜８９のいずれか１つに記載のＤＳＭクライアント。

【0235】

９１． 装置はＤＳＭエンジンである、実施形態６５〜８４のいずれかに記載の装置。

【0236】

９２． 装置はＤＳＭクライアントである、実施形態６５〜８４のいずれかに記載の装置。

【0237】

９３． 実施形態２５〜４１および４２〜５９のいずれかに記載の方法を実行するように構成され、受信器を備える、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。

【0238】

９４． 送信器をさらに備える、実施形態９３のＷＴＲＵ。

【0239】

９５． 送信器および受信器と通信するプロセッサをさらに備える、実施形態９３〜９４のいずれか１つのＷＴＲＵ。

【0240】

９６． 実施形態２５〜４１および４２〜５９のいずれかに記載の方法を実行するように構成された基地局。

【0241】

９７． 実施形態２５〜４１および４２〜５９のいずれかに記載の方法を実行するように構成された集積回路。

【0242】

９８． 実施形態２５〜４１および４２〜５９のいずれかに記載の方法を実行するように構成されたホーム発展型ノードＢ（Ｈ（ｅ）ＮＢ）。

【0243】

９９． 実施形態２５〜４１および４２〜５９のいずれかに記載の方法を実行するように構成された無線通信システム。

【0244】

１００． 実施形態２５〜４１および４２〜５９のいずれかに記載の方法を実行するように構成されたＤＳＭエンジン。

【0245】

１０１． 実施形態２５〜４１および４２〜５９のいずれかに記載の方法を実行するように構成されたＤＳＭクライアント。

【0246】

上記では機能および要素について特定の組み合わせで説明されているが、当業者であれば、各機能または要素が単独で、あるいは他の機能および要素との任意の組み合わせで、使用可能であることを理解できよう。加えて、本明細書で説明される方法は、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読み取り可能媒体に組み込まれた、コンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェア内に実装可能である。コンピュータ読み取り可能媒体の例は、電子信号（有線または無線接続を介して伝送される）およびコンピュータ読み取り可能記憶媒体を含む。コンピュータ読み取り可能記憶媒体の例は、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、内部ハードディスクおよび取り外し可能ディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ならびに、ＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含むが、これらに限定されない。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で使用するための無線周波数送受信器を実装するために使用可能である。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図4A】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】