JP2013128271A - 方法、デバイス、コンピュータ・プログラムおよびシステム（インターネット・オブ・シングス（ｉｏｔ）アプリケーションのための擬似ダイナミック・スペクトル・アクセス） - Google Patents

Abstract

【課題】無線周波数スペクトル内のスペクトル帯域の１次ユーザによる予期される使用に関する情報を受け取るステップを含む、インターネット・オブ・シングス（ＩＯＴ）アプリケーションのためのスペクトル・アクセスを提供する。
【解決手段】スペクトル帯域は、予期される使用に基づいて少なくとも２つの作業モードに分類される。１次ユーザの現行アクセス・パターンを定めるためにスペクトル帯域が検知される。この分類および検知に基づいて、１次ユーザの現行作業モードとして作業モードの１つが選択される。１次ユーザの現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、このスペクトル帯域における送信がスケジュールされる。もし１次ユーザの現行作業モードが変化すれば、検知、選択、スケジューリング、および現行作業モードが変化したかどうかの判定が再び行われる。そうでなければ、送信スケジューリングおよび現行作業モードが変化したかどうかの判定が再び行われる。
【選択図】図３

Description

本発明は一般的にワイヤレス・ネットワークに関し、より特定的にはインターネット・オブ・シングス（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ：ＩＯＴ）アプリケーションのためのスペクトル・アクセス機構に関する。

インターネットは、産業および社会の要求の変化に応じて進化する際に多くの新しい技術を採り入れてきた。この柔軟性がインターネットの成長の要因であり、今日のインターネットは全世界にまたがって何十億もの人々に音声、映像、データおよび情報を届けている。固定およびワイヤレス技術を集束させることによって、インターネットは広範囲の活動を支持する常にアクセス可能で常に動作中のユビキタス・インフラストラクチャとなっている。ＩＯＴとは、情報ネットワークへの物理的なモノ（例、日常的な物体）のシームレス統合を支持する全体的なインフラストラクチャ（ハードウェア、ソフトウェアおよびサービス）を示す。これらの物体はビジネスおよび情報プロセスの能動的な参加者であり、それらの識別、それらの物理的特性、およびそれらの環境に関して「検知される」情報を含むデータを交換する。

認知無線（Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ：ＣＲ）は、ネットワークまたはワイヤレス・ノードが、ネットワーク帯域の他のユーザとの干渉を避けながら効率的に通信するために自身の送信または受信パラメータを変えるようなワイヤレス通信のための１つのパラダイムである。このパラメータの変更は、たとえば無線周波数スペクトル、ユーザの挙動、およびネットワークの状態などのいくつかの要素の能動的モニタリングに基づいている。

ネットワーク周波数を共有するための別のパラダイムは空間周波数再使用であり、これは周波数の経済的使用を顕著に改善させることによって、セルラ技術を発展させている。空間周波数再使用は、サービスすべき範囲をセル（無線ゾーン）に分割する。操作を簡単にするために、これらのセルを、セルの中央に基地局を有する六角形のものとしてモデル化してもよい。各セルは周波数の部分集合を受け取り、２つの隣り合うセルは相互干渉を避けるために同じ周波数を受け取らない。会話中に１つのセルから別のセルに移動するときは、自動チャネル／周波数変更（ハンドオーバ）が起こる。

無線周波数スペクトル内のスペクトル帯域の予期される使用に関する情報を受け取るステップを含む方法を提供する。

一実施形態は、無線周波数スペクトル内のスペクトル帯域の予期される使用に関する情報を受け取るステップを含む方法であり、予期される使用は１次ユーザによる使用であり、受け取りはモバイル・デバイスで行われる。スペクトル帯域の予期される使用は少なくとも２つの作業モードに分類され、この分類は予期される使用に関する情報に対応する。１次ユーザの現行アクセス・パターンを定めるためにスペクトル帯域が検知される。１次ユーザの現行作業モードとして作業モードの１つが選択され、この選択は分類および１次ユーザの現行アクセス・パターンに対応する。１次ユーザの現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、このスペクトル帯域において送信がスケジュールされる。このスケジューリングはスペクトル帯域の２次ユーザとして行われる。１次ユーザの現行作業モードが変化したかどうかが判定される。もし１次ユーザの現行作業モードが変化していれば、検知、選択、スケジューリングおよび判定が再び行われる。もし１次ユーザの現行作業モードが変化していなければ、スケジューリングおよび判定が再び行われる。

別の実施形態は、ある方法を行うよう構成されたプロセッサを含むデバイスである。この方法は、１次ユーザによる無線周波数スペクトル内のスペクトル帯域の予期される使用に関する情報を受け取るステップを含む。スペクトル帯域の予期される使用は少なくとも２つの作業モードに分類され、この分類は予期される使用に関する情報に対応する。１次ユーザの現行アクセス・パターンを定めるためにスペクトル帯域が検知される。１次ユーザの現行作業モードとして作業モードの１つが選択され、この選択は分類および１次ユーザの現行アクセス・パターンに対応する。１次ユーザの現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、このスペクトル帯域において送信がスケジュールされる。このスケジューリングはスペクトル帯域の２次ユーザとして行われる。１次ユーザの現行作業モードが変化したかどうかが判定される。もし１次ユーザの現行作業モードが変化していれば、検知、選択、スケジューリングおよび判定が再び行われる。もし１次ユーザの現行作業モードが変化していなければ、スケジューリングおよび判定が再び行われる。

別の実施形態は、処理回路によって読取り可能であり、かつある方法を行うための処理回路による実行のための命令を保存する有形の記憶媒体を含むコンピュータ・プログラム（製品）である。この方法は、無線周波数スペクトル内のスペクトル帯域の予期される使用に関する情報を受け取るステップを含み、予期される使用は１次ユーザによる使用であり、受け取りはモバイル・デバイスで行われる。スペクトル帯域の予期される使用は少なくとも２つの作業モードに分類され、この分類は予期される使用に関する情報に対応する。１次ユーザの現行アクセス・パターンを定めるためにスペクトル帯域が検知される。１次ユーザの現行作業モードとして作業モードの１つが選択され、この選択は分類および１次ユーザの現行アクセス・パターンに対応する。１次ユーザの現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、このスペクトル帯域において送信がスケジュールされる。このスケジューリングはスペクトル帯域の２次ユーザとして行われる。１次ユーザの現行作業モードが変化したかどうかが判定される。もし１次ユーザの現行作業モードが変化していれば、検知、選択、スケジューリングおよび判定が再び行われる。もし１次ユーザの現行作業モードが変化していなければ、スケジューリングおよび判定が再び行われる。

さらなる実施形態は、媒体アクセス制御（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）層モジュールと、ＭＡＣ層モジュールと通信する物理（ｐｈｙｓｉｃａｌ：ＰＨＹ）層モジュールとを含むシステムである。ＭＡＣ層モジュールは、以下のステップのために構成されている。すなわち、スペクトル帯域の１次ユーザによる予期される使用に関する情報を受け取るステップと、１次ユーザによる予期される使用を少なくとも２つの作業モードに分類するステップであって、この分類は予期される使用に関する情報に対応する、ステップと、１次ユーザの現行作業モードとして作業モードの１つを選択するステップであって、この選択は分類およびスペクトル帯域における１次ユーザの現行アクセス・パターンに対応する、ステップとである。ＰＨＹ層モジュールは、以下のステップのために構成されている。すなわち、１次ユーザの現行アクセス・パターンを定めるためにスペクトル帯域を検知するステップと、１次ユーザの現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、このスペクトル帯域における送信をスケジュールするステップと、１次ユーザの現行作業モードが変化したかどうかを判定するステップと、もし１次ユーザの現行作業モードが変化していれば、検出された変化をＭＡＣ層モジュールに通信するステップであって、ＭＡＣ層モジュールはその通信に応答して選択するステップを再び行う、ステップと、もし１次ユーザの作業モードが変化していなければ、スケジュールするステップおよび判定するステップを再び行うステップとである。

付加的な特徴および利点は、本実施形態の技術を通じて実現される。本明細書には他の実施形態および局面も記載されており、請求される発明の部分とみなされる。利点および特徴を有する本発明をより良く理解するために、説明および図面を参照されたい。

本明細書に添付の請求項においては、発明とみなされる主題が特定的に指摘され明確に請求されている。本発明の前述およびその他の特徴および利点は、添付の図面とともに与えられる以下の詳細な説明から明らかになる。

一実施形態に従うインターネット・オブ・シングス（ＩＯＴ）アプリケーションによって用いられ得るさまざまな無線デバイスを示すブロック図である。 一実施形態に従ういくつかの異なるタイプのワイヤレス・ネットワークおよび異なるタイプのユーザ位置を示すブロック図である。 一実施形態に従って擬似ダイナミック・スペクトル・アクセスを行うためのプロセス・フローを示す図である。 一実施形態に従って擬似ダイナミック・スペクトル・アクセスを行うためのモバイル・デバイスを示すブロック図である。 一実施形態に従うチャネル・プロービングのタイミングを示す図である。 一実施形態に従う自己組織化ネットワーク（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＳＯＮ）を示すブロック図である。

本発明の一実施形態は、スペクトル利用効率を改善し、かつ同じスペクトル帯域で作業するさまざまな規格を伴う複数の端末によってもたらされるスペクトル衝突を回避する、インターネット・オブ・シングス（ＩＯＴ）アプリケーションのための擬似ダイナミック・スペクトル・アクセス機構である。ほとんどのＩＯＴアプリケーションにおいて既知である１次ユーザの予備知識を利用して、それらのスペクトル利用パターンを作業モードの有限集合（後でより詳細に説明する）に分割する。スペクトル検知および分類によって、１次ユーザの現行作業モードを効率的な態様で推定する。推定された現行作業モードに基づいて、２次ユーザに対する静的スペクトル・スケジューリングおよび管理を用いて、各データ・パケットを送る前にスペクトル検知を行う必要をなくす。それと同時にスレッドを設定して、たとえば２次ユーザの通常の動作の下で予期されるチャネル状態からのチャネル状態の逸脱など、いくつかの異なる兆候によって、１次ユーザの変化をモニタする（追加の計算は導入されない）。１次ユーザの作業モードの変化が検出されるときは、それらの変化に適合するためにブートストラッピングおよびスペクトル・スケジューリング・プロセスを繰り返す。

本明細書に記載される実施形態は、たとえば現代の認知無線（ＣＲ）アプローチなどに比べて、スペクトル・アクセスおよび管理の複雑性を低減し、２次ユーザの電力消費を低減し、作業モードの変化に応答する。

本明細書において用いられる「１次ユーザ」という用語は、スペクトル帯域の既存のユーザを示し、これはＩＯＴアプリケーションまたはあらゆるワイヤレス・ユーザであってもよい。たとえば、ＷｉＦｉ（Ｒ）／ＷｉＭａｘ（Ｒ）ネットワークと（空間およびスペクトル内で）共存するＩＯＴアプリケーションに対しては、ＷｉＦｉ（Ｒ）／ＷｉＭａｘ（Ｒ）ユーザの組が１次ユーザであり、他の既存ＩＯＴアプリケーションと共存するＩＯＴアプリケーションに対しては、既存アプリケーションの組が１次ユーザである。本明細書において用いられる「２次ユーザ」という用語は、既存ネットワークと共存させて配置することを検討中のＩＯＴアプリケーションを示す。ある実施形態において、１次ユーザはスペクトル帯域の使用を購入した認可されたユーザであり、２次ユーザは１次ユーザに干渉することなく機会主義的にそのスペクトル帯域を使用している無認可のユーザである。

本明細書において用いられる「スペクトル」および「無線周波数スペクトル」という用語は、送信周波数の範囲を示すために互いに交換可能に用いられる。本明細書において用いられる「スペクトル帯域」および「周波数帯域」および「チャネル」という用語は、スペクトル内の特定の周波数を示すために互いに交換可能に用いられる。

本明細書において用いられる「インターネット・オブ・シングス」または「ＩＯＴ」という用語は、日常的な物体のネットワーク化された相互接続、たとえばネットワーク・インタフェースを伴うセンサ・デバイス（例、ビデオ・カメラ、化学センサ、音声センサ、モーション・センサ）、スマート・フォン、ＲＦＩＤおよびＲＦＩＤリーダ、ワイヤレス・ネットワーク化能力を有する水道／電気メータ、ならびにコントローラおよびアクチュエータなどを示す。ワイヤレス通信システムおよびネットワークはＩＯＴの基本的インフラストラクチャであり、これによっていつでもどこでもデータ収集およびデータ・アクセスを行うことを確実にできる。ワイヤレス通信について、解決すべき重要な問題の１つはスペクトル・リソースが限られていることである。現在、ほとんどのワイヤレス通信システムは１ギガヘルツ（ＧｉｇａＨｅｒｔｚ：ＧＨｚ）から５ＧＨｚの無線周波数で動作しており、これはスペクトル・アクセスの競合をもたらす。たとえば、ワイヤレス・フィデリティ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｆｉｄｅｌｉｔｙ：ＷｉＦｉ（Ｒ））は２．４ＧＨｚの周波数帯域で動作し、モバイル通信用グローバル・システム（ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：ＧＳＭ）は９００メガヘルツ（ＭｅｇａＨｅｒｔｚ：ＭＨｚ）から１８００ＭＨｚで動作し、マイクロ波アクセス用ワールドワイド・インターオペラビリティ（ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｃｃｅｓｓ：ＷｉＭＡＸ（Ｒ））（１６ｄ）は３．５ＧＨｚで動作する。スペクトル・アクセスの競合は伝統的に、各特定のネットワーク配置に対してスペクトル帯域を割り当てる（例、購入する）ことによって解決されている。その結果、静的スペクトル計画および管理がもたらされる。しかしＩＯＴアプリケーションにおいては、ＩＯＴネットワークはしばしば重複するスペクトルを有する既存ネットワークと共存する必要がある。

図１は、一実施形態に従うインターネット・オブ・シングス（ＩＯＴ）アプリケーションによって用いられ得るさまざまな無線デバイスのブロック図を示す。図１に示されるとおり、２．４ＧＨｚの産業、科学および医療（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，ａｎｄ ｍｅｄｉｃａｌ：ＩＳＭ）周波数スペクトル帯域に、さまざまな無線アクセス・デバイスが集中している。ＩＳＭスペクトル帯域に集中する無線アクセス・デバイスの例は、無線周波数識別（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：ＲＦＩＤ）デバイス、ＺｉｇＢｅｅ（Ｒ）デバイス、ワイヤレス・ハイウェイ・アドレス可能リモート・トランスミッタ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｈｉｇｈｗａｙ ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ ｒｅｍｏｔｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ：ワイヤレスＨＡＲＴ）デバイス、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）デバイス、およびＷｉＦｉ（Ｒ）デバイスを含むがそれに限定されない。

図２は、一実施形態に従ういくつかの異なるタイプのワイヤレス・ネットワークおよび異なるタイプのユーザ位置のブロック図を示す。図２は、家庭２１２、サプライ・チェーン位置２１４、公共位置２１６、企業位置２１８、および政府位置２２０におけるワイヤレス・ネットワークを通じたワイヤレス・デバイスの使用の普及を示す。ワイヤレス・ネットワークは他のタイプの位置で用いられてもよいため、このリストは網羅的であることを意味しない。図２はさらに、衛星ＧＰＳネットワーク２０２、通信ネットワーク２０４、無線塔２０６、第４世代（ｆｏｕｒｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：４Ｇ）モバイル電気通信２０８、および第３世代（３Ｇ）モバイル電気通信２１０を含む、異なるタイプのワイヤレス・ネットワーク通信（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＷＮＣ）の普及を示す。他のタイプのＷＮＣが実施されてもよいため、このリストは網羅的であることを意味しない。

同じ周波数帯域を共有する無線アクセス・デバイスが多数あること、ならびにワイヤレス・ネットワークおよびワイヤレス・デバイスの使用が普及していることから、スペクトル・リソースが不足してきている。周波数帯域が共有されているため、プロトコル共存を可能にすること、すなわち異なるプロトコルを用いて通信するデバイス間のワイヤレス干渉を回避することが重要である。

スペクトル帯域利用を改善するために提案される方法の１つは、空間周波数再使用に基づいている。セルラ通信に広く用いられるこの方法は、ネットワーク範囲をマイクロセルに分割し、隣り合うセルに異なる周波数を割り当てる。空間周波数再使用法の利点は、この方法が単純であり、スペクトル帯域を管理するための比較的容易なやり方であることである。不利な点は、割り当ての静的性質のためにスペクトル帯域利用が低いこと、およびスペクトル帯域内の（例、１次ユーザと２次ユーザとの間の）プロトコル共存が必要とされるＩＯＴアプリケーションにはこの方法が適用されないことである。

スペクトル帯域利用を改善するために提案される別の方法は、認知無線（ＣＲ）の技術に基づいており、これは２次ユーザがスペクトル検知に基づいて機会主義的にスペクトル帯域にアクセスすることを可能にする。次いで２次ユーザは、１次ユーザが戻ったときにそのスペクトル帯域から立ち退く。ＣＲアプローチによって使用される技術は、重複するスペクトルを伴うＩＯＴアプリケーションにも適用できるが、費用が高くつく。ＣＲはスペクトル検知およびアクセス管理のために複雑なアルゴリズムを使用する。たとえば、ＣＲ無線は１次ユーザの存在を検出するためにスペクトルを周期的にある一定の時間（走査周期のサブインターバル）走査してもよい。走査周期および継続時間は、設計にとって重要なパラメータである。特に、１次ユーザの帰還を迅速に信頼性高く検出できるように、走査周期は十分に短く、継続時間は十分に長くする必要がある。これらすべての活動は大量の電力を消費する。モバイル・デバイスに対する電力供給はしばしば制限されるため、ＩＯＴ関連アプリケーションにとって電力使用を最小化することはきわめて重要である。

本明細書に記載される実施形態は、ＩＯＴアプリケーションに対するスペクトル帯域管理に好適である。実施形態はＣＲの柔軟性をその高いオーバーヘッドなしに活用する。ＣＲオーバーヘッドの主な原因は、１次ユーザとの干渉を避けるために必要とされる頻繁なスペクトル検知であることが観察できる。現代のＣＲの実施が１次ユーザの活動を観察するやり方は、スペクトル検知によるものである。これは、共存するアプリケーションのスペクトル使用に関する何らかの予備知識（例、周波数帯域、作業時間、作業位置など）を利用できることがあるＩＯＴ関連アプリケーションの環境とは異なる。実施形態は、利用可能な予備知識を利用して不必要なスペクトル検知活動を取り除くことにより、結果として現代のＣＲよりもオーバーヘッドを低減させる。特定の配置における作業モードは通常正確に知られておらず、時間とともに変化することがあるため、実施形態は予備知識のみに依拠していない。よって一実施形態は、実質的に低減したオーバーヘッドでのＣＲの柔軟性によってスペクトル利用を改善するための、ＩＯＴ関連アプリケーションのための擬似ダイナミック・スペクトル・アクセス機構である。

図３は、一実施形態に従って擬似ダイナミック・スペクトル・アクセスを行うためのプロセス・フローを示す。一実施形態において、図３に示されるプロセス・フローはモバイル・デバイスにおいて実現される。図３に示されるプロセスはブロック３０２から始まり、ここではスペクトル内の１次ユーザに関する予備知識が収集される。この知識は、占有されるスペクトル帯域（単数または複数）、１次ユーザが動作する地理的範囲、（時間的な）送信パターン、およびその送信パターンがどの程度規則的かを含み得るがそれに限定されない。ある実施形態において、予備知識は、１次ネットワークの元の配置に対するネットワーク計画システムから収集され、たとえばカバレッジ、地理的情報、サービス・パターンなどである。別の実施形態において、予備知識は、目的の帯域および範囲における１次ユーザの履歴送信トレースからスペクトル使用パラメータ（例、時間的パターンならびにスペクトル帯域および地理的範囲における分布）を推測することによって得られる。ある実施形態において、収集されたデータは、１次ユーザのすべてまたは部分集合が２つまたはそれ以上の異なるスペクトル帯域使用パターンを有することを示す。所与の１次ユーザに対して、その１次ユーザに関連する異なるスペクトル帯域使用パターンの各々を、本明細書では「作業モード」と呼ぶ。１次ユーザの作業モードは完全に決定論的なものではない。特定の時間に特定の近隣でどの作業モードが使用されているかは未知であり、特定の時点における所与の作業モード下の１次ユーザの正確な挙動に関しては不確定性があり得る。

ある実施形態において、ブロック３０２における処理のすべてまたは一部は、モバイル・デバイスがスペクトル帯域において何らかのデータを送信する前に（例、電源オンの際に）起こる。別の実施形態において、ブロック３０２における処理のすべてまたは一部は、モバイル・デバイスが、たとえばデータを送信するためのＣＲ方法論などを用いてスペクトル帯域においてデータを送信した後に起こる。

ブロック３０４において、スペクトルの現行１次ユーザによって使用中のスペクトル帯域（単数または複数）を定めるために、スペクトル検知および分析が行われる。一実施形態において、スペクトル検知および分析は、ＣＲにおいてエネルギ検出器（ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＥＤ）が行うのと同様に、受け取った信号強度を測定し、バックグラウンド・ノイズと比較して信号検出を行うことによって、所与の時点の所与のスペクトル帯域における１次ユーザの存在／不在を判定することによって行われる。ブロック３０６においては、ブロック３０２および３０４で収集されたデータを用いて、１次ユーザ（単数または複数）の「現行作業モード」を定める。１次ユーザに対する現行作業モードは、作業負荷分類を行うことによって、その１次ユーザに関連する作業モードのリストから選択される。一実施形態において、作業負荷を分類するプロセスは、３０４において観察されたスペクトル占有パターンと各作業モード下の予期されるスペクトル占有パターンとの間の偏差（例、ハミング距離によって測定される）を計算することと、次いで最小偏差が得られる作業モードを選択することとを含む。よって、１次ユーザの現行作業モードの判定は、予備知識（例、外部知識、履歴データ）および実行時の観察の両方に基づいている。

ブロック３０８においては、１次ユーザ（単数または複数）の現行作業モード（単数または複数）に基づいてスペクトル・ブロック・スケジューリングおよび管理が行われる。１次ユーザ（単数または複数）との衝突を回避しながらスペクトル帯域をより完全に利用するために、現行作業モード（単数または複数）についての情報を用いて、モバイル・デバイスによってそのスペクトル帯域において２次送信が行われる。２次送信の実行の結果として、データが共有スペクトル帯域を介してあるＩＯＴデバイスから別のＩＯＴデバイスまたはＩＯＴ受信位置に送られる。本明細書において用いられる「送信」という用語は、データがスペクトル帯域を通じて送られることを示す。一実施形態において、ブロック３０８における処理は、送信スケジューリングを行う現代のモバイル・デバイスが用いるのと同じ処理である。

ブロック３１０においては、１次ユーザ（単数または複数）による作業モードのあらゆる変化を検出するために変化検出が行われる。モードの変化は、当該技術分野において公知のあらゆる態様で検出できる。作業モード変化の初期サインを検出するために、信号対ノイズ比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ：ＳＮＲ）もしくはビット・エラー率（ｂｉｔ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ：ＢＥＲ）またはその両方がモニタされてもよい。信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が低くなること、もしくはビット・エラー率（ＢＥＲ）が増加すること、またはその両方は、いずれも作業モード変化を示し得る。絶対ＳＮＲを表すプログラマブル閾値、またはＳＮＲの変化パーセンテージを実施形態が用いて、チャネルのプロービングを開始してもよい。同様に、絶対ＢＥＲを表すプログラマブル閾値、またはＢＥＲの変化パーセンテージを実施形態が用いて、チャネルのプロービングを開始してもよい。加えて、ＳＮＲ／ＢＥＲとは独立して（例、プログラマブル時間間隔に対するタイマ・セットを用いて、プログラマブル時間間隔が経過したときにチャネルをプロービングすることによって）チャネルが周期的にプロービングされてもよい。こうしたチャネル・プロービングは、現行作業モードが変化したかどうかを判定するために用いられる。後に図５を参照してチャネル・プロービングの例を説明する。

ブロック３１２においては、１次ユーザ（単数または複数）の作業モードが変化したかどうかが判定される。もし作業モードが変化していれば、処理はブロック３０４に続いてスペクトルの再走査を開始する。もし作業モードが変化していなければ、処理はブロック３１０に続く。ある実施形態において、ブロック３０４から３０８の処理はモバイル・デバイスが電源オンにされたときか、またはスペクトル内の送信を行う前か、またはスペクトル帯域における通信の進行中にモード変化が検出されたことに応答するときにのみ行われる。別の実施形態において、ブロック３０４から３０８は周期的ベース（プログラマブル）でも行われる。よって、各送信の前にスペクトル検知を行うことを必要としないことによって、ＩＯＴアプリケーションを実行するモバイル・デバイスに対するダイナミック・スペクトル・アクセスのオーバーヘッド電力消費が低減される。

本明細書に記載される実施形態は、限られたスペクトル・リソースをより良く利用するために、重複するスペクトルにおける既存のプロトコルを有する多数のワイヤレス・デバイスの共存を可能にする。一実施形態は、１次ユーザがスペクトル帯域のすべての容量を使用していないときに、（例、ＩＯＴアプリケーションを実施する）モバイル・デバイスが２次ユーザとしてそのスペクトル帯域でデータを送信することを可能にするために用いられてもよい。

加えて実施形態は、レガシー・ネットワーク・システムから新しいネットワーク・システムへの移行の際に、移行中のレガシー・ネットワークと新しいネットワークとを共存させるために用いられてもよい。このシナリオにおいては、レガシー・ネットワーク・システムが１次ユーザであり、新しいネットワーク・システムが２次ユーザである。新しいネットワーク・システムは、レガシー・ネットワーク・システムよりも広いスペクトルを支持するかもしれない。そのより広いスペクトルは、レガシー・ネットワーク・システムが支持するスペクトルと、レガシー・ネットワーク・システムが支持していない追加のスペクトル帯域とを含む。レガシー・ネットワーク・システムと新しいネットワーク・システムとを効率的な態様で共存させることによって、実施形態はレガシー・ネットワーク・システムから新しいネットワーク・システムへの漸進的な移行を支持する。

擬似ダイナミック・スペクトル・アクセスを支持するために、一実施形態においては現代のモバイル端末の物理（ＰＨＹ）層と媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層とにいくつかの変更を加えている。一実施形態において、モード変化の検出器は、通常のＰＨＹ層処理から得られる信号情報、たとえばチャネル・インパルス応答（ｃｈａｎｎｅｌ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＣＩＲ）、ＳＮＲなど、および通常のＰＨＹ処理によって用いられるその他のパラメータを用いる。よって、この実施形態は計算作業負荷の増加をもたらさない。指定された作業モードに対するスペクトル割り当てを得た後に、ＰＨＹ層は関係するシステム・パラメータを再構成することによって、ダイナミック・リソース割り当てを支持する。

図４は、一実施形態に従って擬似ダイナミック・スペクトル・アクセスを行うためのモバイル・デバイス４０２のブロック図を示す。図４に示されるモバイル・デバイス４０２はＭＡＣ層モジュール４１４と、ＰＨＹ層モジュール４２２と、２つのトランシーバ４１２（または代替的に、少なくとも１つの送信機および少なくとも１つの受信機）とを含む。当該技術分野において公知であるとおり、ＭＡＣ層モジュール４１４は、ネットワーク媒体へのアクセスを制御するためにモバイル・デバイス４０２が用いるコンピュータ命令（例、競合を避けるために媒体を管理するための規則）を含み、ＰＨＹ層モジュール４２２は、（デバイスにソフトウェア無線が備えられていると仮定して）チャネルまたはスペクトル帯域を介してネットワーク・インタフェースにおいてデータを実際に送信／受信するためのコンピュータ命令を含む。図４の実施形態に示されるとおり、ＭＡＣ層モジュール４１４は（例、図３のブロック３０６を参照して説明される処理を行うための）作業モード分類モジュール４１６と、（例、図３のブロック３０８を参照して説明される処理の部分を行うための）スペクトル・スケジューリング・モジュール４１８と、（例、図３のブロック３０８を参照して説明される処理の部分を行うための）リソース管理モジュール４２０とを含む。図４の実施形態にさらに示されるとおり、ＰＨＹ層モジュール４２２は（例、図３のブロック３０４を参照して説明される処理を行うための）スペクトル検知モジュール４０４と、（例、図３のブロック３１０を参照して説明される処理を行うための）モード変化検出モジュール４０６と、（例、図３のブロック３０８を参照して説明される処理の部分を行うための）ダイナミック・リソース割り当て用再構成モジュール４１０と、通常のＰＨＹモジュール４０８とを含む。

一実施形態において、作業モード分類モジュール４１６、スペクトル検知モジュール４０４、モード変化検出モジュール４０６、およびダイナミック・リソース割り当て用再構成モジュール４１０は、本明細書に記載される実施形態を実現するためのコンピュータ命令（ハードウェアもしくはソフトウェアまたはその両方）を含む。実施形態が用いるスペクトル・スケジューリング・モジュール４１８、リソース管理モジュール４２０、および通常のＰＨＹモジュール４０８は、たとえばＣＲなどを支持する現代のモバイル端末に典型的に見出されるものである。

作業モード分類モジュール４１６への入力は、外部知識を含む１次ユーザに関する予備知識（例、アプリケーションのタイプ、プロトコルなど）４２４と、履歴データ（例、１次システムの送信トレース）４２６とを含む。この予備知識は、モバイル・デバイス４０２がスペクトル帯域において通信する前に（例、配置前に）作業モード分類モジュール４１６に入力される。加えて、スペクトル検知モジュール４０４からのデータ、およびモード変化検出モジュール４０６からのデータも作業モード分類モジュール４１６に入力される。このデータは、配置後に作業モード分類モジュール４１６に入力される。図４はさらに、（例、現行作業モードが変わったために）スペクトル帯域を介する通信に用いられているパラメータにあらゆる更新を適用するために、リソース管理モジュール４２０からのデータがダイナミック・リソース割り当て用再構成モジュール４１０に入力されることを示す。新しい現行作業モード情報は、スペクトル帯域におけるデータ送信に用いるために通常のＰＨＹモジュール４０８に送られる。

図５は、一実施形態に従う（たとえば図３のブロック３１０を参照して説明されるとおりの）チャネル・プロービングのタイミングを示す。図５には、１次ユーザが周期的な送信を行っている単一のスペクトル帯域における２つの作業モード、作業モード１ ５０２（例、典型的に第３シフトの際にみられる）および作業モード２ ５０４（例、典型的に第１および第２シフトの際にみられる）が示されている。現行作業モード（作業モード１ ５０２または作業モード２ ５０４）に基づいて、送信は予期時間５０８を有し、ドリフトなどの要素に基づいて、各送信は実時間５０６を有する。本明細書において用いられる「データ送信ドリフト」という用語は、連続する送信間の時間間隔を維持しながら送信時間が徐々にシフトすることを示す（例、クロック・ドリフト、停電、システム再較正によってもたらされる）。重要なことは、２次ユーザが、スペクトル帯域においてデータを送信する前に１次ユーザによる送信のある程度の量のドリフトの原因となることである。２次ユーザが原因となるドリフトの量は、ドリフト検出に対する周期的検知またはプロービングを行うことによって定められる。ドリフト検出に対する周期的検知のタイミングは、図５に示される作業モードの各々に対して異なる。図５にはさらに、現行作業モードが正しいことを確認するためにモード変化検出を検知することが示される。図５に示される実施形態において、プロービングは現行作業モードに依存して変動しない送信サイクルの間のある時点において、周期的ベースで行われる。代替的または付加的に、モード変化検出に対するプロービングは、ＳＮＲの低下もしくはＢＥＲの増加またはその両方を検出したことに応答して行われる。

図６は、一実施形態に従う自己組織化ネットワーク（ＳＯＮ）のブロック図を示し、これは基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＳ）６０２と、オペレーションおよび保全センタ（ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｃｅｎｔｅｒ：ＯＭＣ）６０４と、モバイル局（ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ：ＭＳ）６０６とを含む。ＳＯＮは、次世代無線アクセス・ネットワークの性能を改善することを目標としたネットワークの自己構成、自己最適化および自己回復を特徴とする。ＳＯＮにおいて、基地局６０２は、ネットワーク全体の何らかの予備知識に基づいて特定のモードで動作する。セル・ネットワーク実行の際に、各モバイル局６０６は自身の基地局に、たとえばチャネルＳＮＲ、サービス・パターンなど、作業モードの何らかの変化の可能性を示すために特定の情報を報告する。基地局がカバーされるモバイル局から情報を受け取るとき、基地局はこの情報を前処理してオペレーションおよび保全センタ６０４に送信する。保全センタは各基地局から送信された情報を収集後、基地局のリソース割り当ておよび構成を更新するか、それとも現行の設定を保つかを判断する。

技術的効果および利益には、たとえば現代のＣＲアプローチなどと比べたときの複雑性の低減および電力消費の低減を含む。

本明細書において用いられる用語は特定の実施形態を説明する目的のためのみのものであって、本発明を限定することは意図されない。本明細書において用いられる単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、状況が明らかに別様を示していない限り、複数形をも含むことが意図される。さらに、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語またはその両方が本明細書において用いられるとき、それは述べられる特徴、完全体、ステップ、動作、構成要素もしくはコンポーネント、またはその組み合わせの存在を特定するが、１つまたはそれ以上の他の特徴、完全体、ステップ、動作、構成要素、コンポーネントもしくはその群、またはその組み合わせの存在または追加を排除するものではないことが理解されるだろう。

添付の請求項におけるすべてのミーンズ・プラス・ファンクションまたはステップ・プラス・ファンクション（ｍｅａｎｓ ｏｒ ｓｔｅｐ ｐｌｕｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）要素に対応する構造、材料、動作、および同等物は、特定的に請求される他の請求要素と組み合わせてその機能を行うためのあらゆる構造、材料または動作を含むことが意図される。本発明の説明は例示および説明の目的のために提供されたものであるが、網羅的になったり、開示される形に本発明を制限したりすることは意図されない。本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者には多くの修正および変更が明らかになるだろう。本実施形態は、本発明の原理および実際の適用を最も良く説明し、他の当業者が、予期される特定の使用に好適であるようなさまざまな修正を伴うさまざまな実施形態に対して、本発明を理解できるように選択されて記載されたものである。

当業者に認識されるとおり、本発明の局面はシステム、方法またはコンピュータ・プログラム（製品）として具現化されてもよい。したがって本発明の局面は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはソフトウェアおよびハードウェアの局面を組み合わせた実施形態の形を取ってもよく、本明細書においてこれらはすべて一般的に「回路」、「モジュール」または「システム」と呼ばれることがある。さらに、本発明の局面は、（媒体において具現化されるコンピュータ読取り可能プログラム・コードを有する１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体（単数または複数）において具現化される）コンピュータに実行させる、コンピュータ・プログラム（製品）の形を取ってもよい。

１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体（単数または複数）のあらゆる組み合わせが使用されてもよい。コンピュータ読取り可能媒体は、コンピュータ読取り可能信号媒体またはコンピュータ読取り可能記憶媒体であってもよい。コンピュータ読取り可能記憶媒体は、たとえば電子、磁気、光学、電磁気、赤外、または半導体のシステム、装置、もしくはデバイス、または前述のもののあらゆる好適な組み合わせなどであってもよいがそれに限定されない。コンピュータ読取り可能記憶媒体のより特定的な例（非網羅的なリスト）は以下を含む。すなわち、１つまたはそれ以上のワイヤを有する電気的接続、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、光ファイバ、ポータブル・コンパクト・ディスク・リード・オンリ・メモリ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ：ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶装置、磁気記憶装置、または前述のもののあらゆる好適な組み合わせである。この文書の状況において、コンピュータ読取り可能記憶媒体は、命令実行システム、装置またはデバイスによって、またはそれに関連して使用されるためのプログラムを含有または保存できるあらゆる有形の媒体であってもよい。

コンピュータ読取り可能信号媒体は、たとえばベースバンド内で、または搬送波の部分などとして媒体内で具現化されるコンピュータ読取り可能プログラム・コードを有する伝播データ信号を含んでもよい。こうした伝播信号は、電磁気信号、光学信号、またはそのあらゆる好適な組み合わせを含むがそれに限定されないさまざまな形のいずれかを取ってもよい。コンピュータ読取り可能信号媒体は、コンピュータ読取り可能記憶媒体ではなく、かつ命令実行システム、装置またはデバイスによって、またはそれに関連して使用されるためのプログラムを通信、伝播または移送できるあらゆるコンピュータ読取り可能媒体であってもよい。

コンピュータ読取り可能媒体において具現化されるプログラム・コードは、ワイヤレス、ワイヤライン、光ファイバ・ケーブル、ＲＦなど、または前述のもののあらゆる好適な組み合わせを含むがそれに限定されないあらゆる適切な媒体を用いて送信されてもよい。

本発明の局面に対する動作を行うためのコンピュータ・プログラム・コードは、オブジェクト指向プログラミング言語、たとえばＪａｖａ（Ｒ）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋など、および従来の手続き型プログラミング言語、たとえば「Ｃ」プログラミング言語または類似のプログラミング言語などを含む、１つまたはそれ以上のプログラミング言語のあらゆる組み合わせで書かれていてもよい。プログラム・コードは、すべてがユーザのコンピュータで実行されてもよいし、部分的にユーザのコンピュータで実行されてもよいし、スタンド・アロン・ソフトウェア・パッケージとして実行されてもよいし、一部がユーザのコンピュータで、一部がリモート・コンピュータで実行されてもよいし、すべてがリモート・コンピュータまたはサーバで実行されてもよい。後者のシナリオにおいて、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＡＮ）を含むあらゆるタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続されてもよいし、（たとえば、インターネット・サービス・プロバイダを用いてインターネットを通じて）外部コンピュータへの接続が行われてもよい。

本発明の実施形態に従う方法、装置（システム）およびコンピュータ・プログラム（製品）の流れ図もしくはブロック図またはその両方を参照して、本発明の局面を説明した。流れ図もしくはブロック図またはその両方の各ブロック、および流れ図もしくはブロック図またはその両方におけるブロックの組み合わせは、コンピュータ・プログラム命令によって実現され得ることが理解されるだろう。これらのコンピュータ・プログラム命令が、汎用コンピュータもしくは特定目的のコンピュータのプロセッサ、またはマシンを生成するためのその他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサに与えられることによって、そのコンピュータのプロセッサまたはその他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサを介して実行された命令が、流れ図もしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実現するための手段を生成するようにしてもよい。

これらのコンピュータ・プログラム命令は、コンピュータ、その他のプログラマブル・データ処理装置またはその他のデバイスに特定の態様で機能するよう指示できるコンピュータ読取り可能媒体の中に保存されることによって、コンピュータ読取り可能媒体に保存された命令が、流れ図もしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実現する命令を含む製造品を生成するようにしてもよい。

さらに、コンピュータ・プログラム命令は、コンピュータ、その他のプログラマブル・データ処理装置またはその他のデバイスにロードされることによって、そのコンピュータ、その他のプログラマブル装置またはその他のデバイスにおいて一連の動作ステップを行わせることにより、コンピュータまたはその他のプログラマブル装置において実行される命令が、流れ図もしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実現するためのプロセスを提供するような、コンピュータに実現されるプロセスを生成してもよい。

本明細書に示される流れ図は単なる一例である。本発明の趣旨から逸脱することなく、この図面またはそこに記載されるステップ（もしくは動作）に対する多くの変形が存在し得る。たとえば、それらのステップが異なる順序で行われてもよいし、ステップが追加、削除または修正されてもよい。これらの変形はすべて請求される発明の部分とみなされる。

本発明に対する好ましい実施形態を説明したが、現在および将来にわたり、当業者が添付の請求項の範囲内のさまざまな改善および強化を行ない得ることが理解されるだろう。これらの請求項は、最初に記載された本発明に対する適切な保護を維持するものと解釈されるべきである。

３０２ １次ユーザに対する予備知識収集（プロセス・フローの処理）
３０４ スペクトル検知および分析（プロセス・フローの処理）
３０６ 作業モード分類（プロセス・フローの処理）
３０８ 作業モードに基づくスペクトル・スケジューリングおよび管理（プロセス・フローの処理）
３１０ 特定の信号検出によってモードの変化を検出する（プロセス・フローの処理）
３１２ モード変化？（プロセス・フローの分岐）

Claims (25)

1. 以下の複数のステップをコンピュータに実行させる方法であって、
   無線周波数スペクトル内のスペクトル帯域の予期される使用に関する情報を受け取るステップであって、前記予期される使用は１次ユーザによる使用であり、前記受け取るステップはモバイル・デバイスで行われる、前記受け取るステップと、
   前記スペクトル帯域の前記予期される使用を少なくとも２つの作業モードに分類するステップであって、前記分類するステップは前記予期される使用に関する前記情報に対応する、前記分類するステップと、
   前記１次ユーザの現行アクセス・パターンを定めるために前記スペクトル帯域を検知するステップと、
   前記１次ユーザの現行作業モードとして前記作業モードの１つを選択するステップであって、前記選択するステップは前記分類するステップおよび前記１次ユーザの前記現行アクセス・パターンに対応する、前記選択するステップと、
   前記１次ユーザの前記現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、前記スペクトル帯域における送信をスケジュールするステップであって、前記スケジュールするステップは前記スペクトル帯域の２次ユーザとして行われる、前記スケジュールするステップと、
   前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定するステップと、
   もし前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化していれば、前記検知するステップ、選択するステップ、スケジュールするステップ、および判定するステップを再び行うステップと、
   もし前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化していなければ、前記スケジュールするステップおよび判定するステップを再び行うステップと
   を含む、方法。
2. 前記１次ユーザの前記現行作業モードに関連するデータ送信ドリフトに対して前記スペクトル帯域をプロービングするステップをさらに含み、前記スペクトル帯域における前記送信をスケジュールするステップは、前記１次ユーザの前記現行作業モードに関連する前記データ送信ドリフトにさらに対応する、請求項１に記載の方法。
3. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域における信号対ノイズ比に対応する、請求項１に記載の方法。
4. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域におけるビット・エラー率に対応する、請求項１に記載の方法。
5. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域のプローブに対応する、請求項１に記載の方法。
6. プログラマブル時間間隔が経過したことを判定するステップと、
   前記検知するステップ、前記選択するステップ、前記スケジュールするステップ、および前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定するステップを再び行うステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記受け取るステップ、前記分類するステップ、前記検知するステップ、および前記選択するステップは、前記モバイル・デバイスが電源オンにされることに応答して行われる、請求項１に記載の方法。
8. 方法の複数のステップを実行するために構成されたプロセッサを含むデバイスであって、前記方法は、
   無線周波数スペクトル内のスペクトル帯域の予期される使用に関する情報を受け取るステップであって、前記予期される使用は１次ユーザによる使用である、前記受け取るステップと、
   前記スペクトル帯域の前記予期される使用を少なくとも２つの作業モードに分類するステップであって、前記分類するステップは前記予期される使用に関する前記情報に対応する、前記分類するステップと、
   前記１次ユーザの現行アクセス・パターンを定めるために前記スペクトル帯域を検知するステップと、
   前記１次ユーザの現行作業モードとして前記作業モードの１つを選択するステップであって、前記選択するステップは前記分類するステップおよび前記１次ユーザの前記現行アクセス・パターンに対応する、前記選択するステップと、
   前記１次ユーザの前記現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、前記スペクトル帯域における送信をスケジュールするステップであって、前記スケジュールするステップは前記スペクトル帯域の２次ユーザとして行われる、前記スケジュールするステップと、
   前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定するステップと、
   もし前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化していれば、前記検知するステップ、選択するステップ、スケジュールするステップ、および判定するステップを再び行うステップと、
   もし前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化していなければ、前記スケジュールするステップおよび判定するステップを再び行うステップと
   を含む、デバイス。
9. 前記方法は、前記１次ユーザの前記現行作業モードに関連するデータ送信ドリフトに対して前記スペクトル帯域をプロービングするステップをさらに含み、前記スペクトル帯域における前記送信をスケジュールするステップは、前記１次ユーザの前記現行作業モードに関連する前記データ送信ドリフトにさらに対応する、請求項８に記載のデバイス。
10. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域における信号対ノイズ比に対応する、請求項８に記載のデバイス。
11. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域におけるビット・エラー率に対応する、請求項８に記載のデバイス。
12. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域のプローブに対応する、請求項８に記載のデバイス。
13. 前記方法は、
    プログラマブル時間間隔が経過したことを判定するステップと、
    前記検知するステップ、前記選択するステップ、前記スケジュールするステップ、および前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定するステップを再び行うステップと
    をさらに含む、請求項８に記載のデバイス。
14. 前記受け取るステップ、前記分類するステップ、前記検知するステップ、および前記選択するステップは、前記デバイスが電源オンにされることに応答して行われる、請求項８に記載のデバイス。
15. コンピュータ・プログラムであって、
    処理回路によって読取り可能であり、かつ、以下の複数のステップを前記処理回路に実行させるものであって、
    無線周波数スペクトル内のスペクトル帯域の予期される使用に関する情報を受け取るステップであって、前記予期される使用は１次ユーザによる使用である、前記受け取るステップと、
    前記スペクトル帯域の前記予期される使用を少なくとも２つの作業モードに分類するステップであって、前記分類するステップは前記予期される使用に関する前記情報に対応する、前記分類するステップと、
    前記１次ユーザの現行アクセス・パターンを定めるために前記スペクトル帯域を検知するステップと、
    前記１次ユーザの現行作業モードとして前記作業モードの１つを選択するステップであって、前記選択するステップは前記分類するステップおよび前記１次ユーザの前記現行アクセス・パターンに対応する、前記選択するステップと、
    前記１次ユーザの前記現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、前記スペクトル帯域における送信をスケジュールするステップであって、前記スケジュールするステップは前記スペクトル帯域の２次ユーザとして行われる、前記スケジュールするステップと、
    前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定するステップと、
    もし前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化していれば、前記検知するステップ、選択するステップ、スケジュールするステップ、および判定するステップを再び行うステップと、
    もし前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化していなければ、前記スケジュールするステップおよび判定するステップを再び行うステップと
    を含む、コンピュータ・プログラム。
16. 前記１次ユーザの前記現行作業モードに関連するデータ送信ドリフトに対して前記スペクトル帯域をプロービングするステップをさらに含み、前記スペクトル帯域における前記送信をスケジュールするステップは、前記１次ユーザの前記現行作業モードに関連する前記データ送信ドリフトにさらに対応する、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。
17. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域における信号対ノイズ比に対応する、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。
18. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域におけるビット・エラー率に対応する、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。
19. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域のプローブに対応する、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。
20. プログラマブル時間間隔が経過したことを判定するステップと、
    前記検知するステップ、前記選択するステップ、前記スケジュールするステップ、および前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定するステップを再び行うステップと
    をさらに含む、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。
21. システムであって、
    媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層モジュールを含み、前記ＭＡＣ層モジュールは、
    スペクトル帯域の１次ユーザによる予期される使用に関する情報を受け取るステップと、
    前記１次ユーザによる前記予期される使用を少なくとも２つの作業モードに分類するステップであって、前記分類するステップは前記予期される使用に関する前記情報に対応する、前記分類するステップと、
    前記１次ユーザの現行作業モードとして前記作業モードの１つを選択するステップであって、前記選択するステップは前記分類するステップおよび前記スペクトル帯域における前記１次ユーザの現行アクセス・パターンに対応する、前記選択するステップと
    を実行するために構成され、前記システムはさらに、
    前記ＭＡＣ層モジュールと通信する物理（ＰＨＹ）層モジュールを含み、前記ＰＨＹ層モジュールは、
    前記１次ユーザの前記現行アクセス・パターンを定めるために前記スペクトル帯域を検知するステップと、
    前記１次ユーザの前記現行作業モードに対応する現行スケジュールを用いて、前記スペクトル帯域における送信をスケジュールするステップと、
    前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定するステップと、
    もし前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化していれば、前記変化を前記ＭＡＣ層モジュールに通信するステップであって、前記ＭＡＣ層モジュールは前記通信に応答して前記選択するステップを再び行う、前記通信するステップと、
    もし前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化していなければ、前記スケジュールするステップおよび判定するステップを再び行うステップと
    を実行するために構成される、システム。
22. 前記ＰＨＹ層モジュールは、前記１次ユーザの前記現行作業モードに関連するデータ送信ドリフトに対して前記スペクトル帯域をプロービングするステップを実行するためにさらに構成され、前記スペクトル帯域における前記送信をスケジュールするステップは、前記１次ユーザの前記現行作業モードに関連する前記データ送信ドリフトにさらに対応する、請求項２１に記載のシステム。
23. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域における信号対ノイズ比および前記スペクトル帯域におけるビット・エラー率の少なくとも一方に対応する、請求項２１に記載のシステム。
24. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、前記スペクトル帯域のプローブに対応する、請求項２１に記載のシステム。
25. 前記１次ユーザの前記現行作業モードが変化したかどうかを判定する前記ステップは、プログラマブル時間間隔に対応する、請求項２１に記載のシステム。

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