JP2009509380A - ダイナミックスペクトルアクセス無線システムのためのスペクトル測定管理 - Google Patents

Abstract

無線システム１００及び方法４０１〜４０３が、制限されたチャンネルで動作する無線装置１０２からの測定レポートを要求及び受信するように構成された媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤを含んでいる。

Description

本出願は、２００５年９月１６日に出願された米国予備特許出願第60/718,127号の３７ＣＦＲの1.119(e)に基づく優先権を主張するもので、該特許出願の開示内容は参照によって本明細書に含まれるものとする。

無線通信技術は著しく進歩し、無線媒体を、有線策に対する成長する代替品にしつつある。そのようであるので、データ及び音声通信における無線接続の使用は増加し続けている。これらの装置は、幾つかを列挙するだけで、携帯電話、無線ネットワーク（例えば、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ））における携帯コンピュータ、無線ネットワークにおける据付コンピュータ、携帯ハンドセット等を含む。

無線用途は成長し続けているので、通信スペクトルを争奪する装置、ネットワーク及びシステムの数も増加している。既知のように、通信スペクトルには専用又は認可された部分と無認可部分とが存在する。スペクトルの無認可帯域（例えば、工業用、科学用及び医療用（ＩＳＭ）無線帯域）は自由にアクセスすることができるので、これらの帯域はユーザにより密に使用される傾向にある。対照的に、最近の研究は、認可帯域のうちの僅かな部分しか使用されていないことを示している。このように、無認可帯域の大部分は過密である一方、認可帯域の相対的に大きな部分は使用されないままとなっている。このことが、規制団体（例えば、米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ））に現在の通信帯域割り当て及びそれら帯域の使用を評価させることになった。

通信帯域の再割り当てに関する１つの選択枝は、通信スペクトルにダイナミックに（動的に）アクセスするように構成された無線ネットワークの使用に関するものである。例えば、ダイナミックスペクトルアクセス（ＤＳＡ）無線ネットワークは、通信スペクトルの専用の（認可された）部分で実施化することができる。解説すると、ＤＳＡ無線ネットワークは、通常はテレビジョン送信及び受信に専用されているスペクトルで動作することができる。これにより、通信帯域の或る部分は、一層完全に利用することができる。

無認可（二次）ユーザにより使用するための或る通信帯域の再割り当ての場合、当該帯域に対する優先的アクセスを持つ認可（一次又は有権）ユーザが、このアクセスを制限なく提供されることを保証するために、スペクトル管理が必要となる。例えば、規制団体（例えば、ＦＣＣ）は、有権ユーザがチャンネルの占有を開始した後に二次ユーザが該チャンネルを相対的に短い期間内に解放することを要求するであろう。従って、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤ及び物理（ＰＨＹ）レイヤの仕様は、このような必要とされるスペクトル管理に関する規定を含まなければならない。

ＤＳＡ無線ネットワークのＭＡＣレイヤは、制限された（restricted）チャンネル／帯域の時間的に変化する占有を処理する。この目的のために、ＭＡＣレイヤは、有権装置が制限されたチャンネル／帯域の占有を開始した場合に該チャンネル／帯域の解放を調整しなければならないのみならず、当該二次装置の利用可能な制限チャンネル／帯域への切り換え、又はチャンネルが利用可能でない場合に当該二次サービスの終了も調整しなければならない。前者の機能は規則仕様への準拠を保証するために有効である一方、後者の機能は二次装置に対して適切なレベルのサービス品質（ＱｏＳ）を提供するのに有効である。上記規則仕様に準拠させると共に適切なＱｏＳを保証するためには、チャンネル（又は複数のチャンネル）の占有が切迫しているか又は即時のものであるかを判断するために測定がなされなければならない。

従って、必要とされるものは、制限された周波数チャンネル及び周波数帯域で動作するＤＳＡ無線ネットワークにおいて測定が実行されるように割り当てると共に、斯かる測定を報告する方法である。

代表的実施例によれば、無線通信ネットワークにおいて、無線通信の方法は、測定リクエストを当該ネットワークにおける１以上の無線局（ＳＴＡ）に送信するステップを含む。該方法は、上記測定リクエストに従って測定を実行するステップ、及び該測定の結果を報告するステップも含む。

他の代表的な実施例によれば、無線通信ネットワークは、当該ネットワークにおける１以上の無線局（ＳＴＡ）に測定リクエストを送信するように構成されたアクセスポイント（ＡＰ）を含む。上記ＳＴＡは上記測定リクエストに従って測定を実行すると共に、該測定の結果を報告するように構成される。

本発明は、添付図面と一緒に読む場合、下記の詳細な説明から最もよく理解されるであろう。尚、種々のフィーチャは必ずしも寸法通りには描かれていないことを強調しておく。実際に、寸法は説明の明瞭化のために任意に増大又は減少され得る。

本明細書で使用される"制限された周波数チャンネル"又は"制限されたチャンネル"なる用語は、一次ユーザにより専用される周波数チャンネルを意味する。斯かる制限されたチャンネルは、ＦＣＣ等の規制団体により認可された又は特定のユーザにより優先的にアクセスされる通信スペクトルの部分であり得る。例えば、米国におけるテレビジョンチャンネルは認可された周波数チャンネルである。しかしながら、無線マイクロフォン等の特定の装置は、斯かる無線マイクロフォンはテレビジョンスペクトルの使用に対して明示的に認可されていないが、他のユーザよりも優先してネットワークにアクセスすることができる。このように、制限されたチャンネルである特定の無認可チャンネルは、制限されたチャンネルであると考えられる。更に、特定のユーザに対して優先的アクセスを提供する所謂認可免除チャンネルも制限されたチャンネルである。

ここで使用される単数表現のものは１又はそれ以上のものを意味し、"複数"なる用語は２又はそれ以上を意味する。

以下の詳細な説明においては、限定ではなく説明のために、特定の詳細を開示した実施例を記載して、本教示の完全な理解がなされるようにする。しかしながら、本開示の利益を得た当業者にとっては本明細書に開示された上記特定の詳細から逸脱した他の実施例も可能であることは明らかであろう。更に、実施例の説明を不明瞭にしないように、良く知られた装置、方法、システム及びプロトコルの説明は省略することもある。それにも拘わらず、当業者の視野内にあるような装置、方法、システム及びプロトコルは、斯かる実施例により使用することができる。最後に、当てはまる場合、同様の符号は同様のフィーチャを示している。

本明細書で述べる解説としての実施例において、ネットワークは集中型アーキテクチャ又は分散型アーキテクチャの無線ネットワークとすることができることに注意されたい。解説例として、当該ネットワークは、IEEE 802.22に規定されるべき、又はIEEE 802.16、IEEE 802.11、IEEE 802.15及びスペクトル測定がなされることを要する多くの他の規格で規定されるべきようなＤＳＡ媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤで動作するものとすることができる。従って、ここで述べる測定メッセージは、これら規格で規定されるＭＡＣレイヤで実施化することができる。更に、当該ネットワークは、セルラネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）又は無線地域（regional area）ネットワーク（ＷＲＡＮ）とすることができる。更に、上記ＭＡＣプロトコルは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコル、キャリアセンス多重アクセス（ＣＳＭＡ）プロトコル、衝突防止ＣＳＭＡ（ＣＳＭＡ／ＣＡ）プロトコル、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコル、又は周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）プロトコルとすることができる。また、記載されたネットワーク及びプロトコルは単なる解説的なものであり、特別に記載したもの以外のネットワーク及びプロトコルも本教示から逸脱することなしに使用することができることを強調しておく。

図１は、解説のための実施例による無線ネットワーク１００の簡略化された概要図である。特定の実施例において、無線ネットワーク１００は集中型ネットワークである。しかしながら、本教示は分散型無線ネットワークにも一般化することができる。

無線ネットワーク１００は、基地局（ＢＳ）とも呼ばれるアクセスポイント（ＡＰ）１０１を含んでいる。該無線ネットワーク１００は更に複数の無線局（ＳＴＡ）１０２を有し、これら無線局は無線装置又はカスタマ構内機器（ＣＰＥ）とも呼ばれる。ＳＴＡ１０２は、図１に示される建物内に配設される。代表的実施例において、ＳＴＡ１０２は、コンピュータ、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、又は斯様なネットワーク内で典型的に動作する同様の装置とすることができる。

解説例として、無線ネットワーク１００は先に述べたネットワークの型式のうちの１つとすることができる。ＳＴＡ１０２が、有権ユーザの保護を必要とする周波数帯域の制限された周波数チャンネルで動作するように構成されることも考えられる。そのようであるので、ＢＳ１０１及びＳＴＡ１０２は二次装置であり、ネットワーク１００は二次ネットワークである。簡略化のために、時には、制限された周波数チャンネル及び制限されたチャンネルを"チャンネル"と呼ぶ。

数個のＳＴＡ１０２しか示されていないが、これは説明の簡略化のためのみであることに注意されたい。明らかなことに、多くの他のＳＴＡ１０２を使用することができる。最後に、ＳＴＡ１０２は必ずしも同一である必要はないことに注意されたい。事実、ネットワーク１００内では、選択されたプロトコルで動作するように構成された多数の異なるタイプのＳＴＡを使用することができる。

実施例のＤＳＡのＭＡＣレイヤの方法及び装置は、チャンネルの利用可能性及び品質が時間にわたり変化するような動的環境（例えば、ＴＶ帯域用に設計された新しい無線技術）において実施化することができる。かくして、実施例の二次ＳＴＡのネットワークは、チャンネルの利用可能性を動的態様で有利に得ることができ、有権装置によるチャンネルの占有又は将来の占有を他の二次ＳＴＡに有利に通知することができる。ここで詳細に述べるように、解説のための実施例のＤＳＡのＭＡＣレイヤの方法及び装置は、チャンネルアクセス命令を二次ＳＴＡ１０２に供給する。有利には、斯かるチャンネルアクセス命令は、有権装置による制限されたチャンネル／帯域の束縛のない使用及び二次ＳＴＡによる制限されたチャンネル／帯域へのアクセスを促進する。

図２は、解説のための実施例による時間軸２００の簡略化された説明図である。該時間軸２００は、分散型（集中されていない）無線ネットワークの又は集中型無線ネットワークのものであり得る。該時間軸２００はスーパーフレームの開始時刻２０１、２０６を示している。第１スーパーフレームの開始時刻２０１において、ビーコン期間２０２が開始する。集中型システムにおいて、ＢＳ１０１は、ここで詳細に述べるものを含む種々のメッセージを同報送信する。分散型システムでは、該ビーコン期間の間において、ＣＰＥ（ＳＴＡ）は後続するデータ送信期間（ＤＴＰ）の間及びオプションとして後のスーパーフレームの連続するＤＴＰの間に特定の動作が実行されることを保証するように通信する。これらの動作は、ここで更に詳細に説明するような測定を含む。

ビーコン期間２０２又はＤＴＰは、ＳＴＡが送信しない休止（quiet）期間を含むこともできる。これらのビーコン期間は、時には、特定の同報送信及び他の動作（これらの幾つかは、ここで説明する）を行うためにＢＳ１０１により使用される。また、上記休止期間の間において、ＳＴＡ１０２は、スペクトル管理のために使用されるデータを得るために種々の測定を実行することができる。

スーパーフレームは、ゼロ又はそれ以上の通常の測定報告期間２０３を含む。本明細書でより詳細に説明するように、該通常測定報告期間２０３は、１以上のＳＴＡ１０２が前のレポート以後の期間で実行された測定のレポートを送信するスーパーフレーム内の専用の期間である。代表的実施例においては、特定のＳＴＡ１０２が、１以上の期間２０３で測定レポートを供給するよう指令される。

スーパーフレームは、緊急測定報告期間２０４も含むことができる。該緊急測定報告期間２０４は、高い優先度のイベントのレポートの送信のために確保される。例えば、或る有権装置が現スーパーフレームの間において制限されたチャンネルを占有しなければならなかった場合、ＳＴＡ１０２は、迅速な方法で、指定されたバックアップ又は待ち合わせチャンネルに後退しなければならないであろう。このようにすることは、上記有権装置に当該チャンネルに対する束縛のないアクセスを提供し、継続する通信のために他のチャンネルにアクセスすることにより当該ネットワーク１００のＱｏＳを維持することになる。特に、スーパーフレームには２以上の緊急期間２０４が存在することができるが、各スーパーフレームが必ずしも緊急期間２０４を含む必要はない。

スーパーフレームは、ゼロ又はそれ以上の測定要求期間２０５を含むことができる。この期間の間において、ＢＳ１０１は、実行されるべき測定のタイプ及び量に関する命令を伴う特定のパケットをＳＴＡ１０２に送信することができる。これらの期間２０５は、ビーコン期間２０１において送信されたリクエストに加えて又は斯かるリクエストの代わりにリクエストを含むことができる。

今述べたように、制限されたチャンネル／スペクトルを適切に管理するために実行することが可能な種々の例示的な測定のリクエスト、斯かるリクエストの確認（アクノレッジ）及びレポートが存在する。ここでは、特定の例示的なフォーマットが提供される。これらのフォーマット及び用途は単に代表的なものであり、他のフォーマット及びアプリケーションも本教示と調和して使用することができることを強調しておく。

［１．リクエスト及びアクノレッジ］
前述したように、集中型ネットワークにおいてはＢＳ１０１とＳＴＡ１０２との間、及び分散型ネットワークにおいてはＳＴＡ１０２の間に情報交換が存在する。これらの情報交換は、特定の測定のリクエスト及び斯かるリクエストのアクノレッジを含む。斯かるリクエストの１つは、バルク測定リクエスト（ＢＬＭ−ＲＥＱ）管理メッセージである。このメッセージは、ビーコン期間２０２又は測定要求期間２０５の間にＢＳ１０１によりＳＴＡ１０２に送信され、命令を含む。これらの命令は、実行されるべき測定のタイプ、測定が何時実行されるべきか、測定期間（duration）、所与の測定が何回繰り返されるべきか、各測定の信頼区間、特定の測定タイプに対する測定閾値（例えば、デジタルテレビジョン信号を検出するための−１１６ｄＢｍ／６ＭＨｚ）、チャンネルの繰り返しシーケンス、及び当業者の知識範囲内での他のフィールドを含むことができる。

ＢＬＭ−ＲＥＱメッセージを受信すると、ＳＴＡ１０２は、このメッセージのヘッダを調べて、ＢＬＭ−ＲＳＰメッセージにより応答する必要があるかを判断しなければならない。全ての場合において、ＳＴＡ１０２は、ＢＳ１０１によりリクエストされた測定の全てを（これらがサポートされているなら）実行しなければならない。有利には、ＳＴＡ１０２はＢＬＭ−ＲＥＰメッセージ（後述する）によりＢＳ１０１に報告するが、該メッセージはＢＳにより対応するＢＬＭ−ＲＥＱメッセージにおいて要求されたものの測定結果を含む。これらのレポートはＢＳ１０１により上記の対応するＢＬＭ−ＲＥＱメッセージにおいて指定された周期で送信されるか、又は本明細書において更に詳細に説明するような緊急レポートでもあり得る。測定レポートメッセージがＢＳで成功裏に受信されると、ＳＴＡ１０２は自身のローカルな統計をクリアして、将来の測定に備える。

これらの管理メッセージの正しい受信は正しいシステムの動作にとり重要であるので、ＢＳ１０１はＣＰＥ１０２にＢＬＭ−ＲＥＱメッセージの受信をアクノレッジすることを要求することができる。これは、バルク測定応答（ＢＬＭ−ＲＳＰ）メッセージを介して実行される。ＢＬＭ−ＲＳＰ管理メッセージは、ＢＬＭ−ＲＥＱに応答して送信され、該ＢＬＭ−ＲＥＱメッセージのＣＰＥによる受信を確認する働きを持つ。ＢＬＭ−ＲＳＰメッセージを送信する必要性は、ＢＳにより対応するＢＬＭ−ＲＥＱメッセージにおいて確認必要フィールドを使用することにより示される。

ＢＬＭ−ＲＥＱ及びＢＬＭ−ＲＳＰのための解説用フォーマットが、下記の表Ｉ並びに表II及びIIIに示される。

上記ＢＬＭ−ＲＥＱメッセージは複数の単一測定メッセージを含むことができ、これらメッセージをここで説明する。これら単一測定リクエストの各々は、異なるタイプの測定に関連付けることができ、従ってネットワーク１００に対し高度の柔軟性を提供する。単一測定メッセージは、ＢＬＭ−ＲＥＱの一部として送信することができるか、又は個別に送信することもできる。更に、単一測定リクエストは、特定のＳＴＡ１０２に向けることができるか、又はＳＴＡ１０２のグループに向けることができる。何のＳＴＡ１０２がリクエストを受信すべきかの判断は、ＳＴＡ位置、宛先アドレス（又は複数のアドレス）、前の測定レポート等の要因及び同様の要因により支配される。これらの要因は、通常は、本教示の範囲外であり、代表的実施例の説明を不明確にするのを防止するために、これ以上詳細には説明しない。

測定を行うために１以上のＳＴＡを目標とすることに加えて、単一測定リクエストは斯かるＳＴＡに実行すべき特定の測定に関して命令する。実行されるべき測定は、有権装置が一次ネットワークに対して束縛のないアクセスを許可される（許容される逸脱範囲内で）と共に、二次ユーザが所望のＱｏＳを維持するために当該ネットワークにおける変化に適応する（例えば、バックアップチャンネルにアクセスする）ことができることを保証するために該一次ネットワークの特定の態様を監視する必要性に基づくものとなる。この理解によれば、単一測定リクエストに関する表IV及びＶの下記の測定フィールドは、単なる解説のためのもので、有権アクセス及び二次ＳＴＡのＱｏＳを保証するための所要の測定データを得るために他の測定を実行することもできることに注意されたい。

単一ＢＬＭ−ＲＥＱにおいて、ＢＳ１０１はＳＴＡ１０２に複数のチャンネルにおいて幾つかのタイプの測定を実行するように同時に要求することができる。このように、ＢＬＭ−ＲＥＱは単一測定リクエストの集合により形成することができる。各々の単一測定リクエストは、レポートが自律的でなければならないか又はＢＳ１０１がＳＴＡ１０２に測定を報告することを要求する周波数等の幾つかのパラメータを指定する。更に、単一測定リクエストは、表IV及び図３に示すようなタイミングパラメータも規定する。

ＢＬＭ−ＲＥＱメッセージを受信すると、ＳＴＡ１０２は該メッセージのヘッダを調べて、ＢＬＭ−ＲＳＰメッセージにより応答する必要があるかを判断しなければならない。全ての場合において、ＳＴＡ１０２はＢＳ１０１により要求された測定を（もし、これらがサポートされているなら）全て実行する。ＳＴＡ１０２はＢＬＭ−ＲＥＰメッセージ（後述する）によりＢＳ１０１に報告しなければならないが、該メッセージはＢＳにより対応するＢＬＭ−ＲＥＱメッセージで要求されたものの測定値を含む。これらのレポートは、ＢＳにより対応するＢＬＭ−ＲＥＱメッセージで指定された周期性で送信されねばならない。

測定レポートメッセージがＢＳ１０１において成功裏に受信されたなら、ＳＴＡ１０２は自身のローカルな統計をクリアして、将来の測定に備えなければならない。

前述したように、或る期間にわたり測定を繰り返す必要性が存在し得る。１以上の所望のパラメータの複数の測定値を確保することにより、得られたデータは斯かるパラメータの一層信頼性のある目安を提供し、これら測定値の信頼度を改善する。特定のＳＴＡ１０２が、ネットワーク１００の周辺で孤立したＳＴＡとして動作している間に特定のチャンネルの信号電力測定を実行して、有権者を検出する一方、全ての他のＳＴＡ１０２はネットワーク１００の中心のより近くで動作していたと仮定しよう。これらのデータのみに基づいては、ＢＳ１０１はバックアップチャンネルを占有するためのメッセージを送信し得る。しかしながら、これらの測定データを提供したＳＴＡ１０２が上記ＳＴＡ１０２のグループのより近くに移動し、測定を繰り返した場合、有権者からは有ったとしても僅かの信号強度しかないかも知れない。他の測定が、これらのデータを確認し得、かくして、ＢＳ１０１は現在の動作を維持するであろう。このようであるので、繰り返しの測定は、動作状態の一層実際的な尺度を提供するように働くことができる。

図３は、繰り返し測定を示すと共に、表IVのフィールドに合致するタイミング図の概要である。特に、測定の各々は、スーパーフレームにおける指定された期間の間に、休止期間の間に、又は測定の実行を課されたＳＴＡ１０２の非活動期間の間に実行することができる。

該タイミング図は、測定がなされる期間３０１を示している。更に、リスタート遅延３０２も示されている。斯かる期間及びリスタート遅延は、表IVの単一測定リクエストのフィールドで規定される。これらのフィールドは表VI及びVIIに従ってフォーマットすることができる。

繰り返し測定は、ｎ（＝整数＞＝１）回３０３実行することができ、ランダム化期間３０４を含むことができる。同一の測定の複数回の繰り返し３０３は、結果の信頼性を増加させる一方、ランダム化期間３０４はＳＴＡ１０２に自身の測定を計画する自由度を与える。特に、ＢＳ１０１が、これらのパラメータを指定することができる。例えば、ＢＳ１０１が、測定が全て同時に開始すべきことを指定した場合、該ＢＳはランダム化期間３０４を零に設定することができる。

更に、測定のモードをＢＬＭ−ＲＥＱ又は単一測定リクエストで送信することができる。解説のためのリクエストモードが表VIIIに示されている。斯かるモードは、ＢＳ１０１が、どの様に測定が実施されることを欲するか及びどの様にＳＴＡ１０２からのレポートがＢＳ１０１に送信されるべきかを示すのを可能にする。例えば、ＢＳ１０１はＳＴＡ１０２により複数の測定がなされることを要求することができるので、ＢＳ１０１は、これら測定が並列に実施されるべきか否かを表VIIIに示される並列フィールドを設定することにより指定することができる。ＳＴＡ１０２からＢＳ１０１へ送信されるレポートに関しては、周期的（即ち、ＢＳ１０１により所与の時間で明示的に要求される）とするか又は自律的とすることができる。これは、表VIIIに示される自律レポートフィールドにより示される。更に、測定のための期間は、表VIIIに示されるように必須又はそうでないものとすることができる。言い換えると、ＳＴＡ１０２は、ＢＳ１０１により要求された全期間にわたり測定を行わなければならないか、又はより短い期間で測定すればよいものとすることができる。この自由度は表VIIIにおける期間必須フィールドにより示される。

表IXは、信号固有の測定リクエストに対するメッセージフォーマットである。表Ｘは、特定の帯域内（in-band）及び帯域外（out-of-band）測定に対する特定のシステムプロファイルを規定する。例えば、ネットワーク１００が或るＴＶ帯域で動作しているかも知れないが、近くのＴＶ局のデータ（即ち、ＡＴＳＣ、ＤＶＢ等）を必要とするかも知れない。このように、信号固有測定リクエストを、表IXのシステムプロファイルフィールド内の該フィールドを用いて行うことができる。

上記信号固有測定の測定データは、種々のアプリケーションのうちの１つのために使用することができる。１つの解説例では、該測定データは、現在ネットワーク１００内にあるＳＴＡ１０２が、より大きな帯域幅を提供し得る近くのネットワークに移動するのを可能にするために使用することができる。更に、ネットワーク１００は、一層良好な品質を提供する又は有権者及び他の二次ユーザが共に存在しないような他のチャンネルに移動することができる。

表XIは、ビーコン測定リクエストメッセージのフォーマットを示している。これは、近くのネットワークの情報をビーコン送信に基づいて得るのに使用することができる他のタイプの帯域内又は帯域外測定である。理解されるように、ビーコン送信の測定は、ＱｏＳを改善すると共に有権装置との干渉を低減するために種々の方法で使用することができる。例えば、１以上のＳＴＡ１０２が、かなり強いビーコン信号を得る場合、これらのデータは斯かるＳＴＡ１０２をビーコンに関連するネットワークに移すために使用することができる。他の例として、ネットワーク１００は、大気を介して他のネットワークとの通信を確立すると共に、一層良好なスペクトルの利用及び干渉の軽減のためにチャンネル使用を共有すべく交渉するよう決定することができる。

表XIIは、測定停止リクエストの一例である。測定停止リクエストは、特定のＳＴＡ１０２又はＳＴＡ１０２のグループによる測定が終了されるべき時点を指定する。このリクエストは、ビーコン期間２０２の後に、又はＢＬＭ−ＲＥＱの一部として実行することができる。表XIIIは、該メッセージにおける停止時刻フィールドであり、本測定が終了されるべき絶対時間を規定する。

ＳＴＡ１０２は、該ＳＴＡ固有のデータを要求され得る。これらのデータは、ＳＴＡ１０２の特定の特徴を追跡するために、ＢＳ１０１若しくは他のＳＴＡ又は両者により使用され得る。表XIVはＣＰＥ統計測定リクエストのための代表的フォーマットを含んでいる。グループ識別フィールドは表XVで規定される。集められる情報は幾つかのタイプのものであり得る。例えば、ＳＴＡ１０２により送信されたパケットの数、誤って受信されたパケットの数、ＳＴＡにより検出されたビーコンの数等である。この情報を用いて、ＢＳ１０１は、例えば、特定のＳＴＡ１０２が重い／小さい妨害下にあり、それに応じて１以上のＳＴＡ１０２の送信／受信スケジュールを変更する等の動作を行うことを判断することができる。

各ＳＴＡ１０２の位置は、ネットワークにおいて種々の態様で有用である。例えば、或るＳＴＡ１０２がＢＳ１０１若しくは他のＳＴＡの多く、又は両方から比較的遠くにある場合、その測定データは、ＳＴＡの大多数ではなく、このＳＴＡのみのための調整に使用することができる。更に、或るＳＴＡ１０２がネットワークの範囲の周辺にあった場合、該ＳＴＡを近くのネットワークに関連させるように判断をすることができる。また、位置は、クラスタ化アルゴリズムに対する入力として使用することもできる。これらのクラスタ化アルゴリズムは、どのＳＴＡ１０２がどの測定を斯かるＳＴＡの位置に基づいて実行しなければならないかを選択することができる。このように、ＢＳ１０１は各ＳＴＡの位置を必要としそうである。表XVIは、斯かるリクエストのためのメッセージフォーマット及びフィールドを規定している。

［２．測定レポート］
測定又はその試みがなされた後、ＳＴＡ１０２は互いに、又はＢＳ１０２に、又は両者にレポートを供給する。これらのレポートは、例えば、通常測定報告期間（若しくは複数の期間）２０３の間、又は緊急測定報告期間（若しくは複数の期間）２０４の間、又は他の通信におけるビーコン期間（若しくは複数の期間）２０１、２０７の間に送信することができる。斯かるレポートは、ＳＴＡ１０２によりアクノレッジの要求を伴って送信することができると共に、意図する受け取り手からアクノレッジが受信されるまで繰り返し送信することができる。レポートメッセージのフォーマットは、前述したリクエストのフォーマットを辿るものである。今説明している実施例を不明瞭にするのを防止するために、ダブルであろう詳細は省略する。

先に言及したように、ＢＳ１０１により受信されるレポートの性質は、本質的に２つのタイプのもの、即ち通常の及び緊急のものであり得る。通常のレポートとは、ＢＳ１０１がＳＴＡ１０２に特定の周期性で報告するように明示的に要求した（従って、ＢＳ１０１が前もって十分な資源を割り当てることができる）場合、及びＳＴＡが自律的に報告するのを許可された場合を指す。解説すると、ＳＴＡは、特定の必要性のために十分なデータが収集された場合に自律的に報告することができる。例えば、ＳＴＡ１０２は資源の割り当てを要求しなければならないかも知れず、これらのデータは斯かる要求をサポートするために必要とされる。

ＳＴＡ１０２からＢＳ１０１への緊急レポートは、災厄的事象が今にも起きそうな場合に供給される。例えば、緊急レポートは、有権者がネットワークにより使用されているチャンネルで検出された場合、又はシステムのＱｏＳが悪化されるような場合に供給される。この場合、ＢＳ１０１は通常のアップストリーム競合期間を設け、そこにおいてＳＴＡはＢＳ１０１に潜在的な妨害又は何らかの厳しい測定結果に関して通知することができる。他の例として、ＭＡＣプロトコルが、ＣＰＥによりＢＳに緊急の状況を知らせるために使用することが可能なＭＡＣヘッダフレーム内の特別なフィールドをサポートすることができる。

ＢＳ１０１が自身の種々のＳＴＡからのレポートを分析した場合、該ＢＳは如何なる潜在的共存状況｛有権者との又は他の同様のネットワークとの（自己共存：self-coexistenceとしても知られている）｝をも解決するための処理を行うことができる。この目的のために、ＭＡＣは、ＢＳ１０１が共存状態を解決するために即座且つ有効に作用するのを可能にするような貴重な組のスペクトル管理メッセージ（例えば、動的周波数選択及び送信電力制御）をサポートしなければならない。自己共存の場合、利用可能な他のメカニズムは、"無干渉"スケジューリング及びトラフィック制約である。既知のように、無干渉スケジューリングは、ＳＴＡ１０２の送信／受信期間が、近隣のＳＴＡ１０２の間での干渉を防止する目的で動的に制御されるような処理である。例えば、ＳＴＡ−Ａ１０２が自身のＢＳ１０１から受信している場合、無干渉スケジューリングメカニズムは他の近くのＳＴＡ−Ｂ１０２が送信に関わり、従ってＳＴＡ−Ａ１０２からの受信を悪化させるのを防止する。

表XVIIは、バルク測定レポート（ＢＬＭ−ＲＥＰ）のための代表的フォーマットを示している。該レポートは、含められるべき単一測定レポートの数を示すようなフィールドを含んでいる。表XVIIIはレポート情報エレメント（ＩＥ）を含む単一測定レポートのための代表的フォーマットを示す。表XIXはレポートＩＥのための代表的フォーマットを示す。このように、ＢＬＭ−ＲＥＰは複数の単一測定レポートを含み、斯かる単一レ測定ポートはレポートＩＥを含む。レポートＩＥは、有用にも、要求された測定データを含む。次いで、これらのデータはスペクトル管理に必要とされる動作を行うために使用することができる。

表XXは、信号固有測定レポートの代表的フォーマットを示す。このレポートにおいてＳＴＡ１０２により指定することができるものの一部として、チャンネル番号及び値のフィールドは、各々、当該局によりどのチャンネルが測定されたか、及び対応するチャンネルで検出された電力レベル（出力ＳＮＲに関しての）を表す。他の例として、或る実施例では、二次ネットワーク１００は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）型変調システム（例えば、ＯＦＤＭ）を含む。このような実施例では、所与の測定に関して当該チャンネル内で検出された全体の電力レベルを返送する代わりに、ＳＴＡ１０２はＦＦＴの各ビン（bin）で検出された電力レベルを返送することができる。即ち、ＳＴＡ１０２は全体のＦＦＴをＢＳ１０１又は他のＳＴＡ１０２に返送することができる。これは、所与のチャンネルにおけるスペクトル占有の大幅に細かな粒度の且つ詳細な情報を提供するであろう。究極的に、比較的大きな周波数範囲にわたるビン（例えば、６ＭＨｚにまたがる２０００ビン）での報告は、スペクトル利用の一層強力な表現を可能にする。

前述したように、ビーコン測定は、ネットワーク１００のＢＳ１０１又は１以上のＳＴＡ１０２の送信／受信範囲内の帯域内及び帯域外無線局及びネットワークの両方に関する情報を提供する。表XXIIの例のようなビーコン測定レポートは、ＳＴＡ１０２から対応するＢＳ１０１へ送信され、他の一緒に配置されたセルにおいて発生された共存ビーコン（他のＳＴＡ／ＢＳにより送信された）及び／又はオーバーヘッドビーコン（例えば他のＢＳにより送信されたＳＣＨ）に関する情報を伝達する。

既知のＩＥＴＦ ＲＦＣ ３８２５（"座標（coordinate）に基づく位置コンフィギュレーション情報のためのダイナミック・ホスト・コンフィギュレーション・プロトコル・オプション"）に記載されている位置コンフィギュレーションレポートは、緯度、経度及び高度を含む。レポートフォーマットは、ＲＦＣ ３８２５に記載されたようなものとすることができ、長さは１６オクテットでなければならない。このようなメッセージのための例示的フォーマットが、表XXVIIIに規定されている。

図４は、代表的な実施例による無線通信方法の簡略化されたフローチャートである。該方法は、解説のための実施例に関して記載した多くの詳細を含んでいる。これらの詳細は、ここで述べる方法を不明瞭にするのを避けるために繰り返さない。

ステップ４０１においては、測定リクエストが送信される。これらのリクエストは、使用されるＭＡＣレイヤのタイプ（集中型又は分散型）に依存して、ＢＳ１０１からＳＴＡ１０２へのもの、又はＳＴＡ１０２の間のものとすることができる。リクエストが受信された後、ステップ４０２において、測定がなされる。最後に、ステップ４０３において、より詳細に上述したように、レポートが通常レポート又は緊急レポートの何れかとして供給される。

この開示に関して、ここで説明した種々の方法及び装置はハードウェア及びソフトウェアで実施化することができることに注意すべきである。更に、斯かる種々の方法及びパラメータは、例示のみとして含まれるものであって、如何なる限定のためのものでもない。この開示に関して、当業者であれば、本教示内容を、添付請求項の範囲内に留まりながら自身の技術及び斯かる技術を果たすために必要とされる装置を決定する場合に実施化することができる。

図１は、一実施例による無線通信システムの簡略化された概要図である。 図２は、解説的実施例による複数のスーパーフレームの簡略化された時間軸である。 図３は、解説的実施例による複数のスーパーフレームの簡略化された時間軸である。 図４は、一実施例による無線通信方法の簡略化されたフローチャートである。

Claims (19)

1. 無線通信ネットワークにおいて、
   前記ネットワークにおける１以上の無線局（ＳＴＡ）に測定リクエストを送信するステップと、
   前記測定リクエストに従って測定を実行するステップと、
   前記測定の結果を報告するステップと、
   を有する無線通信方法。
2. 前記測定リクエストを送信するステップが、該リクエストをアクセスポイント（ＡＰ）から前記ＳＴＡに送信するステップを更に有し、前記ネットワークが集中型ネットワークであるような請求項１に記載の方法。
3. 前記測定リクエストを送信するステップは、前記リクエストの送信が前記ネットワークにおける１以上のＳＴＡから該ネットワークにおける他のＳＴＡへのものであるようなステップを含み、前記ネットワークが分散型無線ネットワークであるような請求項１に記載の方法。
4. 前記実行するステップが、前記報告するステップの前に前記測定を繰り返すステップを更に有するような請求項１に記載の方法。
5. 前記報告するステップを実行するために前記ＳＴＡの各々に時間を割り当てるステップを更に有するような請求項１に記載の方法。
6. 前記割り当てるステップが、１以上のスーパーフレーム内に少なくとも１つの通常報告期間及び少なくとも１つの緊急報告期間を設けるステップを更に有するような請求項５に記載の方法。
7. 前記緊急報告期間の間に前記ＳＴＡの１以上がレポートを供給し、該レポートに基づいて前記ＳＴＡの零又はそれ以上が或る通信チャンネルから他の通信チャンネルへ切り換わるような請求項６に記載の方法。
8. 前記測定リクエストを送信するステップが、少なくとも１つのバルク測定リクエスト（ＢＬＭ−ＲＥＱ）を送信するステップを更に有するような請求項１に記載の方法。
9. 前記バルク測定リクエストが１以上の単一測定リクエストを更に有するような請求項８に記載の方法。
10. 前記測定リクエストを送信するステップが、少なくとも１つの信号固有測定リクエストを送信するステップを更に有するような請求項１に記載の方法。
11. 前記ＢＬＭ−ＲＥＱを送信するステップの後に、少なくとも１つのバルク測定応答（ＢＬＭ−ＲＳＰ）を送信するステップを更に有するような請求項８に記載の方法。
12. 前記報告するステップがバルク測定レポート（ＢＬＭ−ＲＥＰ）を送信するステップを更に有し、該バルク測定レポートが単一測定レポートを更に有するような請求項１に記載の方法。
13. 前記報告するステップが、信号固有測定レポート、ビーコン測定レポート、ＣＰＥ統計測定レポート及び位置コンフィギュレーション測定レポートのうちの１以上を供給するステップを更に有するような請求項１に記載の方法。
14. 前記報告するステップが複数のビンの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）データを送信するステップを更に有し、各ビンが周波数範囲の一部からのデータを含むような請求項１に記載の方法。
15. 無線通信ネットワークであって、該ネットワークにおける１以上の無線局（ＳＴＡ）に測定リクエストを送信するように構成されたアクセスポイント（ＡＰ）を有し、前記ＳＴＡが、前記測定リクエストに従って測定を実行すると共に、該測定の結果を報告するように構成されているような無線通信ネットワーク。
16. 前記報告される結果が通常レポート又は緊急レポートであるような請求項１５に記載の無線通信ネットワーク。
17. 前記測定リクエストがバルク測定リクエスト（ＢＬＭ−ＲＥＱ）を含むような請求項１５に記載の無線通信ネットワーク。
18. 前記測定リクエストが単一測定リクエストを含むような請求項１５に記載の無線通信ネットワーク。
19. 前記報告される結果が、信号固有測定レポート、ビーコン測定レポート、ＣＰＥ統計測定レポート及び位置コンフィギュレーション測定レポートのうちの１以上であるような請求項１５に記載の無線通信ネットワーク。

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