JP2013153453A - コグニティブネットワークのための空間−時間的ランダム投票方式 - Google Patents

Abstract

【課題】コグニティブネットワーク内における複数の検知デバイスからの情報の収集において位置分布、空間的ランダム性、及び時間的ランダム性を組み入れる空間−時間的ランダム投票方式を提供する。
【解決手段】地域は、複数のセクタに分割され、空間的ランダム性を提供するために複数のセクタからセクタのサブセットが選択される。検知デバイスは、情報収集プロセスに追加の空間的ランダム性を提供するためにセクタのサブセット内の各セクタからランダムに選択される。時間的ランダム性は、スレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するためにデバイスが周波数スペクトル帯域を走査すべき検知ウィンドウ期間内においてタイムスロットをランダムに選択する。次に、検知報告が選択された検知デバイスから収集され、周波数スペクトル帯域が利用可能であるか又は使用中であるかどうかを決定するために用いられる。
【選択図】図６

Description

３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９に基づく優先権の主張
本特許出願は、“Grid-Based Spatio-Temporal Random Voting ”（グリッドに基づく空間−時間的ランダム投票）という題名を有し、これの譲受人に対して譲渡され、ここにおける引用によってここによって明示で組み入れられている、米国仮特許出願第６１／１０９，０９１号（出願日：２００８年１０月２８日）に対する優先権を主張するものである。

１つの特徴は、無線通信システムにおけるスペクトルの利用可能性を決定することに関し、さらに詳細には、ユーザ検知デバイスからの報告に基づいて周波数スペクトル帯域又はチャネルの使用を決定するためのゾーン又はグリッドに基づく投票方法に関するものである。

幾つかの無線ネットワークにおいては、周波数スペクトルのいずれのチャネル又は帯域がその他によって使用中であるかを決定しそのため該チャネル又は帯域を回避することがネットワークにとって有益であることができる。例えば、コグニティブ無線ネットワーク（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ）においては、検知デバイスからのプライマリ信号情報が、情報センター（例えば、基地局）に報告される。次に、報告に基づいて、情報センターは、プライマリ信号が存在するかどうかを推測する。存在しない場合は、情報センターは、スペクトル帯域又はチャネルが空いているのでそれを用いるために各デバイスに制御信号を送信する。その他の場合は、情報センター及び／又は検知デバイスは、そのスペクトル帯域を用いるのを控える。
通常のサービスを混乱させるために、攻撃者は、偽のプライマリ信号を生成するか又はプライマリ信号をマスキングすることができる。プライマリ信号を偽造することによって、何も知らないユーザ（デバイス）は、本来であれば空のスペクトル帯域を用いることが絶対にできないおそれがある。他方、プライマリ信号をマスキングすることによって、気づかないデバイスがスペクトル帯域を用いるのを開始しそれによって現在のユーザ（例えば、スペクトル帯域を現在使用中のデバイス）を混乱させることがある。従って、偽の信号又はマスキングをフィルタリングして除去するために投票方式（ｖｏｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）を利用することができる。最も単純な投票方式は、各デバイスからすべての検知情報（Ｎ）を収集し、プライマリ信号の数（ｍ）が一定のスレショルドを超える（すなわち、ｍ／Ｎ＞αである）場合にプライマリ信号が存在すると推測することである。

２つの先行技術の投票方式は、単純過半数投票（Simple Majority Voting）と、絶対過半数投票（Absolute Majority Voting）と、を含む。単純過半数投票方式は、２つの選択肢が与えられる場合において、最も多い投票数を得た選択肢が当選する投票形態である。絶対過半数投票は、棄権を含むすべての可能な投票数のうちの半数超を得た選択肢が当選者である他の形態の投票方式である。コグニティブ無線ネットワークの状況においては、２つの報告選択肢は、（１）プライマリ信号が存在する又は（２）プライマリ信号が存在しないである。

これらの先行技術の投票方式の両方とも、攻撃者による混乱及びセキュリティ上のリスクにさらされやすいためコグニティブ無線ネットワークに適さない。従って、攻撃者の可能性を低減させながらスペクトル帯域が使用中であるかどうかを決定するための投票方式が必要である。

コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を収集するための方法が提供される。ネットワーク内における複数のデバイスからの情報の収集において位置分布、空間的ランダム性、及び時間的ランダム性を組み入れるためにゾーンに基づく（zone-based）及び／又はグリッドに基づく（grid-based）空間−時間的ランダム投票方式（spatio-temporal random voting scheme）が用いられる。

複数のセクタ内に領域がマッピングされ、ここで、各セクタは、その領域の一部分である。様々な実装において、複数のセクタは、ほぼ等しい面積であることができ、又は、複数のセクタ内の各セクタは、平均してほぼ同じ数の検知デバイスを包含する形で選択することができる。複数のセクタからセクタのサブセットを選択することができる。例えば、セクタのサブセットは、空間的ランダム性を達成させるために複数のセクタからランダムに選択することができる。周波数スペクトル使用情報を収集する対象である、セクタのサブセット内の各セクタ内からの検知デバイス、を選択することができる。各々の選択されたセクタ内の検知デバイスは、セクタ内の空間的ランダム性を達成させるためにランダムに選択することができる。一例においては、情報を収集するためにセクタのサブセット内の各セクタからの同じ数の検知デバイスを用いることができる。セクタのサブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択することは、（ａ）セクタのサブセット内の各セクタ内における位置を選択すること、（ｂ）その位置に最も近い第１のデバイスを特定すること、及び／又は（ｃ）特定のスペクトル帯域を走査すること及び特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを示すことをその第１のデバイスに要求すること、を含むことができる。

検知ウィンドウ期間（ｓｅｎｓｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ ｐｅｒｉｏｄ）内においてタイムスロットをランダムに選択することができる。検知ウィンドウ期間は、固定された時間間隔を有することができるが、タイムスロットの開始は、各検知ウィンドウ期間に関してランダムに選択することができる。このタイムスロットは、デバイスが特定のスレショルドを上回る信号エネルギーの有無に関してスペクトル帯域を走査するように命令される期間であることができる。次に、特定の周波数スペクトル帯域に関して選択されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために選択された検知デバイスにメッセージを送信することができ、ここで、収集された検知報告は、周波数スペクトル使用情報を含む。

検知報告は、選択された検知デバイスから収集することができ、ここで、各検知報告は、検知デバイスが特定のスペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す。検知報告は、時間的ランダム性を達成させるために収集することができる。次に、検知報告に基づいて希望されるスペクトル帯域を使用可能であるかどうかに関して決定を行うことができる。例えば、希望される周波数スペクトル帯域は、スレショルドを上回る信号エネルギーの検出を示す検知報告の数がすべての収集された検知報告の１／２よりも少ない場合に用いることができる。

さらに、コグニティブ無線ネットワークのための周波数スペクトル使用情報を得るために検知デバイスにおいて動作可能な方法が提供される。特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するためにコグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信することができる。次に、特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するために特定のスペクトル帯域を走査することによって示されたタイムスロットにおいて各検知デバイスによって周波数スペクトル使用情報が収集される。検知デバイスは、検知デバイスに関する地理上の位置を得ることもできる。周波数スペクトル使用情報及び地理上の位置のうちの少なくとも１つを含む検知報告が生成される。次に、検知デバイスは、検知報告を収集センターに送信することができる。後続して、検知デバイスは、周波数スペクトル帯域が未使用であることを収集センターが決定した場合に周波数スペクトル帯域でコグニティブ無線ネットワークから送信を受信することができる。

図１は、１つ又は複数の斬新な特徴を実装することができるコグニティブネットワークの例を示したブロック図である。 図２は、ネットワーク内の複数のデバイスからの情報収集のためにゾーンに基づく投票の例が用いられる図１のコグニティブネットワークを示したブロック図である。 図３は、ネットワーク内の複数のデバイスからの情報収集のためにグリッドに基づく投票の例が用いられる図１のコグニティブネットワークを示したブロック図である。 図４は、検知タイムスロットが時間間隔Ｔ内においてランダムに発生し及び固定された時間βの間継続する時間的ランダム検知の例を示した図である。 図５は、コグニティブ無線ネットワークのための情報センターによって実行することができる機能の例を示したブロック図である。 図６は、投票方式を実装するためにコグニティブ無線ネットワークにおいて様々な検知デバイスから情報を収集するために情報収集センターにおいて動作可能な方法を示した図である。 図７は、周波数スペクトルの使用に関連する情報を収集する及び／又はネットワークエンティティに報告するためにコグニティブ無線ネットワーク内で動作することができる検知デバイスの例を示したブロック図である。 図８は、コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するために検知デバイスにおいて動作可能な方法を示した図である。

詳細な説明

以下の記述においては、実施形態について徹底的に理解できるようにするために具体的な詳細が示される。しかしながら、該実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実践可能であることが当業者によって理解されるであろう。例えば、回路は、実施形態を不必要に詳細にすることで曖昧にしないようにするために、ブロック図で示すことができ、又はまったく示されないことがある。その他の場合においては、よく知られた回路、構造及び技法は、実施形態を曖昧にしないようにするために詳細に示されないことがある。

概要
コグニティブネットワークにおける複数の検知デバイスからの情報の収集において位置分布、空間的ランダム性、及び時間的ランダム性を組み入れたゾーン又はグリッドに基づく空間−時間的ランダム投票方式が提供される。地域は、複数のセクタに分割され、ここで、各セクタは、地域の一部分である。空間的ランダム性を提供するために地域内の複数のセクタからセクタのサブセットが選択される。デバイスは、追加の空間的ランダム性を情報収集プロセスに提供するためにセクタのサブセット内の各セクタからランダムに選択される。さらに、時間的ランダム性は、スレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するためにデバイスが周波数スペクトル帯域を走査すべき検知ウィンドウ期間内においてタイムスロットをランダムに選択することによって導入することができる。次に、選択された検知デバイスから検知報告が収集され、周波数スペクトル帯域が利用可能であるか又は使用中であるかどうかを決定するために用いられる。

コグニティブネットワーク環境及び潜在的なセキュリティ上のリスク
図１は、１つ又は複数の斬新な特徴を実装することができるコグニティブネットワークの例を示すブロック図である。コグニティブネットワーク１００は、１つ又は複数のデバイス１０６及び１０８ａ−ｇに無線サービスを提供する１つ又は複数のアクセスポイント１０２を含むことができる。すなわち、アクセスポイント１０２は、デバイス１０６及び１０８ａ−ｇが互いに又はその他のネットワーク上のその他のデバイスと通信するのを可能にすることができる。デバイス１０６及び１０８ａ−ｇは、とりわけ、例えば、アクセス端末と、モバイル／無線通信デバイスと、携帯電話と、パーソナルデジタルアシスタントと、モバイル計算デバイスと、ページャと、を含むことができる。コグニティブネットワーク１００は、とりわけ、現在のネットワーク状態を認識し、計画を立案し、決定し、それらの状態に基づいて行動し、及び／又はその行動の結果から学習することができる。該ネットワーク状態は、例えば、いずれかの特定の時間における周波数及び／又はチャネルの使用を含むことができる。例えば、周波数空間が割り当てられていない（例えば、周波数空間又は帯域が予めの配備又は割り当てなしに様々なデバイス又は当事者によって用いるために利用可能である）場合は、コグニティブネットワーク１００は、（例えば、コグニティブネットワークを通じての通信以外の目的のために）その他のデバイスによって使用中の（割り当てられていない周波数空間内の）周波数チャネル又は帯域を用いるのを理想的に回避する。従って、コグニティブネットワーク１００は、いずれの周波数チャネル又は帯域がその他によって使用中であると思われるかを含むネットワーク状態を示す報告を提供するためにネットワーク内のデバイスを用いることができる。これで、コグニティブネットワーク１００は、ネットワーク内において又は重複する使用が報告されているネットワークの１つ又は複数の地域又はセクタにおいて周波数チャネル又は帯域を用いるのを回避することができる。

無線ネットワーク状態を収集するために、ネットワーク１００は、１つ又は複数のデバイス１０６及び１０８ａ−ｇから情報を要求、収集、及び／又は受信することができる。しかしながら、コグニティブネットワーク１００は、デバイス１０６及び１０８ａ−ｇから該ネットワーク状態を学習するのを試みるため、偽情報及び／又は攻撃を受けやすい。

ネットワーク情報の該収集は、例えば、投票方式を用いて行うことができる。しかしながら、先行技術の投票方式、例えば、単純過半数投票及び絶対過半数投票、をコグニティブネットワークに適用するときには幾つかのセキュリティ上の問題が存在する。

第１のセキュリティ問題は、大多数の（非常に多くの）検知デバイスが同じ小地域（ｓｕｂ−ｒｅｇｉｏｎ）内に所在する場合は、投票方式が攻撃者によって操作可能であり、失敗するおそれがあることである。より具体的には、より大きい検知地域の一部である高密度地域内に非常に多数のデバイスが所在する可能性がある。攻撃者は、高密度地域内のデバイスをだましてプライマリ信号が存在している又は（逆が真であるときに）存在していないと信じ込ませるためにその高密度地域内においてより低い電力の偽の又はマスキングされたプライマリ信号を用いることができる。高密度地域内の検知デバイスの数が検知地域の残りの部分内のデバイス数よりも多い場合は、これは、スペクトル帯域が（使用中でないときに）使用中であるように見せる又は（使用中のときに）使用中でないように見せることに攻撃者が成功するのを可能にすることができる。例えば、スレショルド値（α）が５に設定される場合は、攻撃者は、投票を失敗させるために低電力の偽のプライマリ信号を用いて高密度地域内の５つ以上のデバイスを簡単に脅かすことができる。

第２のセキュリティ問題は、検知デバイスからの検知報告は、それらの報告が無線ネットワーク内のすべてのデバイスから送信された場合には冗長なオーバーヘッド送信を引き起こす可能性があることである。この課題に対処する解決方法は、検知情報をサンプリングすることである。しかしながら、サンプリングがデバイスＩＤに基づいて行われた場合は、これは、地理的に偏った又は歪んだ（ｓｋｅｗｅｄ）サンプリングを依然として引き起こす可能性があり、攻撃者は、サンプリングされた検知デバイスを脅かすのを試みることができる。例えば、攻撃者は、非常に近い番号が付されたデバイスＩＤを入手してそれがサンプリングされたときに偽の報告を送信するのを試みることができる。

第３のセキュリティ問題は、デバイス検知が（例えば、β秒継続する）固定されたタイムスロット中に定期的な間隔で（例えば、Ｔ秒ごとに）行われる場合は、攻撃者は、その攻撃時間を短縮し電力消費を低減させるために固定されたタイムスロット中のみに偽の／マスキングされたプライマリ信号を操作することができることである。攻撃時間を短縮する／電力を低減させることは、攻撃者を逆に追跡するのをより困難にするという副作用を有する。

ゾーンに基づく情報収集
図２は、ゾーンに基づく投票の例がネットワーク内の複数のデバイスからの情報収集のために利用される図１のコグニティブネットワークを示したブロック図である。このゾーンに基づく投票方式では、ネットワーク地域は、複数のゾーン又はセクタ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆ、及び１０４ｇに細分される。情報は、１つ又は複数のアクセスポイント１０２（例えば、１つの地域ごとに１つのアクセスポイント又は複数の地域を網羅する１つのアクセスポイント）を通じて収集することができる。一例においては、各セクタは、位置境界によって画定することが可能であることに注目すること。従って、セクタの境界内の位置を報告するデバイスは、そのセクタ内に所在するとみなされる。情報収集センター１１０は、ネットワーク１００内の検知デバイスから報告を収集し、ここで、該報告は、１つ又は複数のネットワーク状態（例えば、スペクトルの使用、トラフィック、雑音、干渉、等）を示す。

一例においては、収集センター１１０は、各セクタ１０４ａ−ｇからＮの報告を得ることができ、ここで、Ｎは、１以上の整数である。該報告は、少なくともＮの検知デバイスを含むセクタから得ることができることに注目すること。Ｎ＝１の事例においては、収集センター１１０は、セクタ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｅ、１０４ｆ及び１０４ｇ内の検知デバイス１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｆ、及び１０８ｇから報告を得ることができ、セクタ１０４ｅ内には検知デバイスは所在しない。しかしながら、収集センター１１０は、単一のセクタが報告を提供する唯一のそれでないようにするために、投票方式では最低限の数のセクタが用いられることを要求することができる。この投票方式は、１つのセクタ１０４ｃ内の集中度が高い検知デバイス（例えば、デバイス１０６）が投票結果に対して偏った影響を与えるのを防止する。

様々な実装により、報告は、様々な方法で検知デバイスから得ることができる。例えば、収集センター１１０は、各セクタ１０４内の検知デバイスを選択し、報告を提供することの要求を各セクタ内の選択されたデバイスに送信することができる。選択されたデバイスは、該要求を受信し次第、要求された報告を収集し及び／又は収集センター１１０に送信する。代替として、ネットワーク内のデバイスのうちの一部又は全部は、ネットワーク情報を自動的に、定期的に、及び／又は散発的に収集して収集センター１１０に報告を送信するように構成することができる。収集センター１１０は、各セクタからのいずれの報告を投票方式において用いるかをランダムに、疑似ランダムに、及び／又は系統的に選択することができる。

グリッドに基づく情報収集
図３は、グリッドに基づく投票の例がネットワーク内の複数のデバイスからの情報収集のために利用される図１のコグニティブネットワークを示したブロック図である。このグリッドに基づく投票方式では、ネットワーク地域は、ほぼ等しい面積を有する隣接するセル又はセクタ３０４から成るグリッド３００に細分される。ネットワーク情報は、１つ又は複数のアクセスポイント１０２（例えば、１つの地域ごとに１つのアクセスポイント又は複数の地域を網羅する１つのアクセスポイント）を通じて収集することができる。一例においては、各セクタ３０４は、位置境界によって画定できることに注目すること。従って、セクタ３０４の境界内の位置を報告するデバイスは、そのセクタ内に所在するとみなされる。情報収集センター１１０は、ネットワーク１００内の検知デバイスから報告を収集し、ここで、該報告は、１つ又は複数のネットワーク状態（例えば、スペクトルの使用、トラフィック、雑音、干渉、等）を示す。

一例においては、収集センター１１０は、各セクタ３０４からＮの報告を得ることができ、ここで、Ｎは、１以上の整数である。該報告は、少なくともＮの検知デバイスを含むセルから得ることができることに注目すること。しかしながら、収集センター１１０は、単一のセクタが報告又は報告のうちの過半数を提供する唯一のそれでないようにするために、投票方式では最低限の数のセクタが用いられることを要求することができる。さらに、収集センター１１０は、偽の報告を送信するためにセクタ内の数多くのデバイスを用いることによって投票に偏りが生じさせるのを試みる攻撃者を阻止するために特定のセクタからの用いられる報告の数を制限することができる。例えば、セクタ３０４ｇは、検知デバイス１０６の高い集中度を有することが可能である一方で、収集センター１１０は、その他のセクタからの投票又は報告を不釣り合いに目立たなくしないようにするために１つのデバイス１０８からの収集報告のみを用いる（例えば、収集センターがその他のセクタからの１つの報告のみを使用中である場合）。従って、一例においては、収集センター１１０は、（少なくとも、少なくとも最低限の数の検知デバイスを有するセクタに関して）各セクタからの同じ報告数を利用する。

さらに、幾つかの実装においては、収集センター１１０は、各セクタ内のデバイスからのいずれの報告を１つの特定の時点に使用すべきかをランダムに選択することができる。例えば、収集センター１１０は、報告が収集されるごとにセクタ３０４ｇ内のデバイス１０６のうちの１つ以上をランダムに選択することができる。従って、収集センター１１０によって報告が収集されるごとに複数のデバイス１０６からの異なるデバイスを用いることができる。

図２及び３に示されるゾーン及び／又はグリッドに基づく情報収集方法は、攻撃者を阻止する投票方式を容易にする。例えば、デバイスが１つのセクタ（例えば、図２のセクタ１０４ｃ又は図３のセクタ３０４ｇ）内において密に所在する又は集団になっている場合でも、投票方式ではその特定のセクタからの１つの検知報告のみが算定される。ゾーン又はグリッドに基づく情報収集方式の他の利点は、検知デバイスがモバイルである場合でも、それらのデバイスは均一に分布する地域又はセクタ内に所在するため、それらからのネットワーク情報を依然として収集できることである。

ゾーン及び／又はグリッドに基づく情報収集方法の幾つかの実装においては、ネットワーク地域のセクタは、ほぼ同じ面積であるように画定することができるに注目のこと。その他の実装においては、セクタは、異なる大きさを有するように画定することができる。例えば、いずれの１つの時点においても又は平均してほぼ同じ数の検知デバイスを包含するような形で異なる大きさ（面積）のセクタを選択することができる。

さらに、セクタの面積を選択する際に考慮することができる他の要因は、干渉デバイスの予想される範囲である。すなわち、相対的に長距離の通信のためにコグニティブ無線ネットワークによって用いられる割り当てられていない周波数空間が、相対的に短距離の送信のために干渉デバイスによっても用いられる場合は、セクタの面積は、短距離送信の範囲とほぼ一致するように画定することができる。この方法により、特定の周波数チャネルが特定のセクタ内のその他のデバイス又はアプリケーションによって使用中であることが特定された場合は、収集センター（及びコグニティブネットワークのその他のコンポーネント）は、周波数チャネルがその他のデバイス又はアプリケーションによって既に使用中であるセクタにおいて、セクタの近傍で、又はセクタに隣接して特定された周波数チャネルを通信のために用いるのを回避することができる。

空間的ランダム性情報収集
他の特徴により、コグニティブネットワーク１００は、ネットワーク情報をデバイスから収集するときに空間的ランダム性を実装することができる。図２及び３のゾーン又はグリッドに基づくランダム投票方式は、単純な投票方式と比較して有意なセキュリティ上の利点を提供する。この理由は、デバイス密度分散が地域間で存在するときでもセキュリティが確保された投票を可能にする地理的分布地域（例えば、ゾーン、セクタ又はセル）から情報が収集されるためである。すなわち、高密度の検知デバイスを有する地域の影響を制限し及びネットワークエリア全体に分布する複数の地域から情報を収集することによって、攻撃者によって提供されるあらゆる偽の報告の影響を最小にするか又は排除することができる。

２つのタイプ又はレベルの空間的ランダム性、すなわち、地域又はセクタに基づくランダム性及び／又はセクタ内ランダム性、を実装することができる。地域に基づく又はセクタに基づくランダム性の場合は、情報収集センター１０２は、検知報告を得るためにネットワーク地域内のセクタのサブセットのみを用いるのを決定することができる。情報を収集する対象である（ネットワーク地域内の）セクタのサブセットのみを選択することは、報告を要求する、送信する、及び／又は収集することに関連する通信オーバーヘッドを低減させる。しかしながら、セクタの固定されたサブセットが選択された場合は、攻撃者は、セクタの固定されたサブセットを脅かすことを試みることができる。すなわち、グリッドセクタの固定されたサブセットが攻撃者によって特定できる場合は、攻撃者は、それらのセクタからの検知報告の信用を落とすのを試みることができる。従って、セクタは、空間的にランダムな形で選択することができる。例えば、第１の情報収集期間において、情報収集センター１０２は、ネットワーク地域内の利用可能なセクタから第１の複数のセクタを疑似ランダムに又はランダムに選択することができ、ここで、第１の複数のセクタは、ネットワーク地域内のすべての利用可能なセクタの第１のサブセットである。後続して、第２の情報収集期間において、情報収集センター１０２は、ネットワーク地域内の利用可能なセクタから第２の複数のセクタを疑似ランダムに又はランダムに選択することができ、ここで、第２の複数のセクタは、ネットワーク地域内のすべての利用可能なセクタの第２のサブセットであり、第２のサブセットは、第１のサブセットと異なる。従って、各々の情報収集期間ごとに各々用いられるセクタは変化するため、それは、攻撃者がネットワーク地域内の２、３のセクタのみをターゲットにするのを防止する。

さらに、セクタ内ランダム性の場合は、検知報告が要求される又は得られる対象である検知デバイスは、各セクタ内部でランダムに選択することができる。一例においては、所定の情報収集期間に関して、収集センター１１０は、セクタ内に存在する検知デバイスを決定することができ、報告を得る対象である１つ又は複数のデバイスをランダムに又は疑似ランダムに選択する。他の例においては、収集センター１１０は、セクタ内の位置（ｘ_ｒ、ｙ_ｒ）をランダムに選択することができ、選択された位置（ｘ_ｒ、ｙ_ｒ）に最も近い検知デバイスが、検知報告が要求されるか又は得られる対象である検知デバイスとして用いられる。この方法により、各セクタのために利用される検知デバイスは、各情報収集期間に関してランダムに選択されるため、それは、攻撃者がネットワーク内の特定の検知デバイスをターゲットにするのを防止する。このセクタ内の空間的ランダム性は、攻撃者がそれらの最終目標を達成させるために特定の検知デバイスを見つけ出して脅かすのを困難にする。

投票方式ではすべての利用可能な検知デバイスよりも少ない数の検知デバイスが用いられるため、これは、コグニティブ無線ネットワーク内のすべてのデバイスによって報告を収集及び／又は送信する必要がないので有意な量のエネルギーを節約することに注目すること。

時間的ランダム性情報収集
さらに他の特徴により、時間的ランダム性をコグニティブネットワークによって実装することができる。情報収集期間が周期的な及び固定されたタイムスロット内にある（例えば、固定された時間間隔βの間継続するタイムスロット中のＴ秒ごとである）場合は、攻撃者は、その固定されたタイムスロットのみを妨害することによって報告収集を混乱させるのを試みることができ、それは、攻撃者にとって多大な電力と時間の節約になる。これは、攻撃者を逆に追跡することもより困難にする。従って、１つの特徴は、検知デバイスが報告のためのネットワーク情報を収集するときに時間的ランダム性を用いることを提供する。

図４は、検知タイムスロット４０２が時間間隔Ｔ内においてランダムに発生し、固定された時間βの間継続する時間的ランダム検知の例を示す。すなわち、時間Ｔの定義された期間内において、検知デバイスが情報を検知中（例えば、周波数スペクトルの使用を確認中）であるときを攻撃者が決定できないようにするために、（固定された間隔βを有する）タイムスロット４０２は、収集センター１１０が検知デバイスから報告を得ることを求めるごとにランダムに選択される。このタイムスロット４０２中に、選択された検知デバイスは、対象となる周波数スペクトル、帯域、及び／又はチャネルを走査すること、及び走査された周波数スペクトル、帯域、及び／又はチャネル内に特定のスレショルドを上回る信号が存在するかどうかを決定することができる。時間的ランダム性は、検知デバイスの情報収集に影響を及ぼすために偽の信号又はマスキング信号を生成すべき特定のタイムスロットを攻撃者が見つけ出すのを困難にする。

情報収集センター例
図５は、コグニティブ無線ネットワークのための情報収集センターによって実行することができる機能の例を示したブロック図である。情報収集センター５０２は、ネットワーク地域を複数のセクタにマッピングするか又は分割する地域マッピングモジュール５０４を含むことができる。一例においては、これは、ネットワークの小地域を網羅する異なる（指向性の）アンテナを特定のセクタと単純に関連づけることによって達成させることができる。代替として、地域は、ほぼ等しい面積を有する複数の隣接するセクタに分割することができる。さらに他の代替実装においては、地域は、異なる面積を有するがほぼ等しい数の検知デバイスがその中で動作する複数のセクタに分割することができる。

セクタ選択モジュール５０６は、ランダム又は疑似ランダム方式でネットワーク地域の１つ又は複数のセクタを選択することができる。これは、収集センター５０２が検知報告を得る対象であるセクタの選択において空間ダイバーシティ又はランダム性を提供する。

各々の選択されたセクタに関して、デバイス選択器モジュール５０８は、情報を収集すべき対象であるその選択されたセクタ内に所在する検知デバイスを選択する。デバイス選択器モジュール５０８は、追加の空間ダイバーシティ又はランダム性を投票方式に提供する。該収集された情報は、選択されたセクタ内の選択された検知デバイスが特定のスペクトル帯域又はチャネルにおいて一定のスレショルドを上回る信号を検出又は認識するかどうかを示すことができる。さらに、検知タイムスロット選択器５１０は、該情報が収集されるときをランダムに又は疑似ランダムに選択することができる。すなわち、このタイムスロット中に、情報収集センター５０２は、特定のスレショルドを上回る信号の有無に関して特定の周波数スペクトル帯域又はチャネルを走査するために選択された検知デバイスにメッセージを送信することができる。代替実装においては、各検知デバイスは、ランダムな時点で周波数スペクトル帯域を走査することができ、要求されたときに情報収集センター５０２にその最新の報告を提供する。

検知報告収集器５１２は、選択された検知デバイスから受信された情報を収集する。受信された検知報告に基づき、チャネル選択器モジュール５１４は、特定の周波数スペクトル帯域又はチャネルを無線ネットワークによって新しい通信のために用いることができるかどうかを決定することができる。

情報収集センター５０２の様々なモジュールは、１つ又は複数の回路及び／又はプロセッサとして実装できることに注目すること。

図６は、投票方式を実装するためにコグニティブ無線ネットワーク内の様々な検知デバイスから情報を収集するために情報収集センターにおいて動作可能な方法を示した図である。この情報は、特定の周波数又はスペクトル帯域を通信のために使用可能であるかどうか又はそれが他のユーザによって占有されるかどうかを決定するために用いることができる。ネットワーク地域は、複数のセクタにマッピングされるか又は分割され、ここで、各セクタは、地域の一部分である６０２。複数のセクタからセクタのサブセットが選択される６０４。

セクタのサブセット内の各セクタ内からの検知デバイスが選択される６０６。該選択は、セクタ内での空間的ランダム性に基づいて行うことができる。一例においては、セクタのサブセット内の各セクタからの同じデバイス数が情報を収集するために用いられる。一例においては、セクタのサブセット内の各セクタ内からデバイスをランダムに選択することは、（ａ）セクタのサブセット内の各セクタ内における位置を選択すること、（ｂ）その位置に最も近い第１のデバイスを特定すること、及び／又は（ｃ）特定の周波数スペクトル帯域を走査すること及び特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを示すことを第１のデバイスに要求すること、を含むことができる。

さらに、検知ウィンドウ期間内のタイムスロットが選択される６０８。該選択は、時間的ランダム性に基づいて行うことができる。例えば、検知ウィンドウ期間は、固定された時間間隔Ｔを有することができるが、タイムスロットの開始は、各検知ウィンドウ期間に関してランダムに選択される。この検知ウィンドウ期間は、特定のスペクトル帯域内に信号が存在するかどうかを検出するのを検知デバイスが試みる期間であることができる。

任意選択で、情報収集センターは、特定の周波数スペクトル帯域に関して選択されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために選択された検知デバイスにメッセージを送信することができる６１０。

次に、検知報告が選択された検知デバイスから受信、入手、及び収集され、ここで、各検知報告は、報告検知デバイスが周波数スペクトル帯域に関して特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す６１２。例えば、各検知報告は、特定の検知デバイスによって検出された周波数スペクトル使用情報を含むことができる。各報告は、特定の周波数スペクトル帯域又はチャネルを用いることができるかどうかを決定するために情報収集センターによって実装される投票方式における票であるとみなすことができる。これで、情報収集センターは、検知報告に基づいて希望される周波数スペクトル帯域又はチャネルを用いることができるかどうかを決定することができる６１４。例えば、希望される周波数スペクトル帯域は、信号エネルギーが検出されなかったことを示す検知報告の数が、信号が検出されたことを示す検知報告よりも多い場合に用いることができる。

検知デバイス例
図７は、周波数スペクトルの使用に関連する情報を収集する及び／又はネットワークエンティティ（例えば、情報収集センター）に報告するためにコグニティブ無線ネットワーク内において動作することができる検知デバイスの例を示したブロック図である。検知デバイス７０２は、アンテナ７０８を介して信号を送信及び／又は受信することによってコグニティブ無線ネットワークを通じての通信を容易にするトランシーバ７０６に結合された処理回路７０４を備えることができる。検知デバイス７０２は、特定の周波数スペクトル帯域又はチャネルを走査し、スレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するように構成された周波数スペクトル走査モジュール７１０を含むことができる。検知デバイス７０２は、ネットワーク地域内におけるそれ自体の地理上の位置を確認するための全地球測位モジュール７１４を含むこともできる。該地理上の位置は、絶対位置又は相対位置であることができる。検知報告生成器モジュール７１２は、（周波数スペクトル走査モジュール７１０からの）位置情報及び／又は周波数使用情報を編集することができ、無線ネットワークのための情報収集センターにそれを送信する。

図８は、コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するために検知デバイスにおいて動作可能な方法を示した図である。特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するためにコグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信することができる８０２。従って、検知デバイスは、特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するために特定のスペクトル帯域を走査することによって示されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集することができる８０４。検知デバイスは、検知デバイスに関する地理上の位置を得ることもできる８０６。これで、周波数スペクトル使用情報及び地理上の位置のうちの少なくとも１つを含む検知報告を生成することができる８０８。次に、検知報告は、収集センターに送信することができる８１０。後続して、検知デバイスは、周波数スペクトル帯域が未使用であることを収集センターが決定した場合に周波数スペクトル帯域でコグニティブ無線ネットワークから送信を受信することができる８１２。

図１、２、３、４、５、６、７、及び／又は８に示されるコンポーネント、ステップ、及び／又は機能のうちの１つ以上は、再手配すること及び／又は結合して単一のコンポーネント、ステップ、又は機能にすること、又はここにおいて説明される特徴を有さない幾つかのコンポーネント、ステップ、又は機能において具現化することができる。本発明から逸脱することなしに追加の要素、コンポーネント、ステップ、及び／又は機能を追加することもできる。ここにおいて説明される斬新なアルゴリズムは、ソフトウェア及び／又は埋め込まれたハードウェア内に効率的に実装することができる。

ここにおいて開示される実施形態と関係させて説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズム上のステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両方の組み合わせとして実装可能であることを当業者はさらに理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に例示するため、様々な例示的コンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、各々の機能の観点で一般的に上述されている。該機能がハードウェアとして又はソフトウェアとして実装されるかは、特定の用途及び全体的システムに対する設計上の制約事項に依存する。

実施形態の説明は、例示的であること、及び請求項の適用範囲を限定しないことが意図される。従って、本教示は、その他のタイプの装置に容易に適用可能であり、多くの代替、修正、及び変形が当業者にとって明らかになるであろう。

実施形態の説明は、例示的であること、及び請求項の適用範囲を限定しないことが意図される。従って、本教示は、その他のタイプの装置に容易に適用可能であり、多くの代替、修正、及び変形が当業者にとって明らかになるであろう。
下記に出願時請求項１−３７に対応する記載を付記１−３７として表記する。
付記１
コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を得るための方法であって、
複数のセクタ内に地域をマッピングすることであって、各セクタは、前記地域の一部分であることと、
前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択することと、
セクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択することと、
セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集すること、とを備え、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、方法。
付記２
前記複数のセクタは、ほぼ等しい面積である付記１に記載の方法。
付記３
前記複数のセクタ内の各セクタは、平均してほぼ同じ数の検知デバイスを包含するように選択される付記１に記載の方法。
付記４
セクタの前記サブセットは、空間的ランダム性を達成させるために前記複数のセクタからランダムに選択される付記１に記載の方法。
付記５
各々の選択されたセクタ内の前記検知デバイスは、セクタ内の空間的ランダム性を達成させるためにランダムに選択される付記１に記載の方法。
付記６
前記検知報告は、時間的ランダム性を達成させるために収集される付記１に記載の方法。
付記７
検知ウィンドウ期間内においてタイムスロットをランダムに選択することと、
特定の周波数スペクトル帯域に関して前記選択されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記選択された検知デバイスにメッセージを送信すること、とをさらに備え、前記収集された検知報告は、前記周波数スペクトル使用情報を含む付記１に記載の方法。
付記８
前記検知ウィンドウ期間は、固定された時間間隔を有するが、前記タイムスロットの前記開始は、各検知ウィンドウ期間に関してランダムに選択される付記７に記載の方法。
付記９
前記検知報告に基づいて希望される周波数スペクトル帯域を用いることができるかどうかを決定することをさらに備える付記１に記載の方法。
付記１０
前記希望される周波数スペクトル帯域は、前記スレショルドを上回る信号エネルギーの検出を示す検知報告の前記数がすべての収集された検知報告の１／２未満である場合に用いることができる付記９に記載の方法。
付記１１
セクタの前記サブセット内の各セクタからの同じ数の検知デバイスが情報を収集するために用いられる付記１に記載の方法。
付記１２
セクタの前記サブセット内の各セクタ内から前記検知デバイスを選択することは、
セクタの前記サブセット内のセクタ内における位置を選択することと、
前記位置に最も近い第１のデバイスを特定することと、
前記特定のスペクトル帯域を走査すること及び特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを示すことを前記第１のデバイスに要求すること、とを含む付記１に記載の方法。
付記１３
コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を収集するために好適化された情報収集デバイスであって、
１つの地域を複数のセクタにマッピングするための地域マッピングモジュールであって、各セクタは、前記地域の一部分である地域マッピングモジュールと、
前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択するためのセクタ選択モジュールと、
情報を収集する対象であるセクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択するためのデバイス選択器モジュールと、
セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集するための検知報告収集器と、を備え、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、情報収集デバイス。
付記１４
セクタの前記サブセットは、空間的ランダム性を達成させるために前記複数のセクタからランダムに選択され、各々の選択されたセクタ内の前記検知デバイスは、セクタ内の空間的ランダム性を達成させるためにランダムに選択される付記１３に記載のデバイス。
付記１５
前記検知報告は、時間的ランダム性を達成するように収集される付記１３に記載のデバイス。
付記１６
検知ウィンドウ期間内においてタイムスロットをランダムに選択するための検知タイムスロット選択器と、
特定の周波数スペクトル帯域に関して前記選択されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記選択された検知デバイスにメッセージを送信するための検知タイムスロット選択器と、をさらに備え、前記収集された検知報告は、前記周波数スペクトル使用情報を含む付記１３に記載のデバイス。
付記１７
前記検知ウィンドウ期間は、固定された時間間隔を有するが、前記タイムスロットの前記開始は、各検知ウィンドウ期間に関してランダムに選択される付記１６に記載のデバイス。
付記１８
前記検知報告に基づいて前記希望される周波数スペクトル帯域を前記コグニティブ無線ネットワークによって用いることができるかどうかを決定するためのチャネル選択器モジュールをさらに備える付記１３に記載のデバイス。
付記１９
前記周波数スペクトル帯域は、前記スレショルドを上回る信号エネルギーの検出を示す検知報告の前記数がすべての収集された検知報告の１／２未満である場合に用いることができる付記１８に記載のデバイス。
付記２０
セクタの前記サブセット内の各セクタからの前記同じ数の検知デバイスが情報を収集するために用いられる付記１３に記載のデバイス。
付記２１
セクタの前記サブセット内の各セクタ内からデバイスをランダムに選択することは、
セクタの前記サブセット内のセクタ内における位置を選択することと、
前記位置に最も近い第１のデバイスを特定することと、
前記特定のスペクトル帯域を走査すること及び特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを示すことを前記第１のデバイスに要求すること、とを含む付記１３に記載のデバイス。
付記２２
コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を収集するために適合された情報収集デバイスであって、
１つの地域を複数のセクタにマッピングするための手段であって、各セクタは、前記地域の一部分である手段と、
前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択するための手段と、
セクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択するための手段と、
セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集するための手段と、を備え、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、情報収集デバイス。
付記２３
検知ウィンドウ期間内においてタイムスロットをランダムに選択するための手段と、
特定の周波数スペクトル帯域に関して前記選択されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記選択された検知デバイスにメッセージを送信するための手段と、をさらに備え、前記収集された検知報告は、前記周波数スペクトル使用情報を含む付記２２に記載のデバイス。
付記２４
１つの地域を複数のセクタにマッピングし、各セクタは前記地域の一部分である、
前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択し、
セクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択し、及び、
セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集するように適合された処理回路を含むプロセッサであって、各セクタは、前記地域の一部分であり、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、プロセッサ。
付記２５
コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を収集するための命令を備える機械によって読み取り可能な媒体であって、前記命令は、１つ又は複数のプロセッサによって実行されるときに、
１つの地域を複数のセクタにマッピングし、各セクタは前記地域の一部分である、
前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択し、
セクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスをランダムに選択し、及び、
セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集することを前記プロセッサに行わせ、各セクタは、前記地域の一部分であり、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、機械によって読み取り可能な媒体。
付記２６
コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するために検知デバイスにおいて動作可能な方法であって、
特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記コグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信することと、
前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成することと、
前記収集センターに前記検知報告を送信すること、とを備える、方法。
付記２７
前記検知デバイスに関する地理上の位置を得ることと、
前記地理上の位置を前記検知報告の一部として含めること、とをさらに備える付記２６に記載の方法。
付記２８
前記示されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集することをさらに備える付記２６に記載の方法。
付記２９
前記周波数スペクトル使用情報を収集することは、特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するために前記特定のスペクトル帯域を走査することを含む付記２６に記載の方法。
付記３０
前記周波数スペクトル帯域が未使用であることを前記収集センターが決定した場合に前記周波数スペクトル帯域で前記コグニティブ無線ネットワークから送信を受信することをさらに備える付記２６に記載の方法。
付記３１
コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するように適合された検知デバイスであって、
特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記コグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信するためのトランシーバと、
前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成するための検知報告生成器モジュールと、を備え、前記検知報告は、前記トランシーバを介して前記収集センターに送信される、検知デバイス。
付記３２
前記検知デバイスに関する地理上の位置を得るための全地球測位モジュールをさらに備え、
前記検知報告生成器モジュールは、前記地理上の位置を前記検知報告の一部として含めるように適合される付記３１に記載のデバイス。
付記３３
特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するために前記特定のスペクトル帯域を走査することによって前記示されたタイムスロットにおいて前記周波数スペクトル使用情報を収集するように適合された走査モジュールをさらに備える付記３１に記載のデバイス。
付記３４
コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するように適合された検知デバイスであって、
特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記コグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信するための手段と、
前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成するための手段と、
前記収集センターに前記検知報告を送信するための手段と、を備える、検知デバイス。
付記３５
特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するために前記特定のスペクトル帯域を走査することによって前記示されたタイムスロットにおいて前記周波数スペクトル使用情報を収集するための手段をさらに備える付記３４に記載のデバイス。
付記３６
特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するためにコグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信し、
前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成し、及び、
前記コグニティブ無線ネットワークの収集センターに前記検知報告を送信するように適合された処理回路を含むプロセッサ。
付記３７
コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するために検知デバイスにおいて動作可能な命令を備える機械によって読み取り可能な媒体であって、前記命令は、１つ又は複数のプロセッサによって実行されたときに、
特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するためにコグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信し、
前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成し、及び、
前記コグニティブ無線ネットワークの収集センターに前記検知報告を送信することを前記プロセッサに行わせる、機械によって読み取り可能な媒体。

Claims (37)

1. コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を得るための方法であって、
   複数のセクタ内に地域をマッピングすることであって、各セクタは、前記地域の一部分であることと、
   前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択することと、
   セクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択することと、
   セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集すること、とを備え、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、方法。
2. 前記複数のセクタは、ほぼ等しい面積である請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のセクタ内の各セクタは、平均してほぼ同じ数の検知デバイスを包含するように選択される請求項１に記載の方法。
4. セクタの前記サブセットは、空間的ランダム性を達成させるために前記複数のセクタからランダムに選択される請求項１に記載の方法。
5. 各々の選択されたセクタ内の前記検知デバイスは、セクタ内の空間的ランダム性を達成させるためにランダムに選択される請求項１に記載の方法。
6. 前記検知報告は、時間的ランダム性を達成させるために収集される請求項１に記載の方法。
7. 検知ウィンドウ期間内においてタイムスロットをランダムに選択することと、
   特定の周波数スペクトル帯域に関して前記選択されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記選択された検知デバイスにメッセージを送信すること、とをさらに備え、前記収集された検知報告は、前記周波数スペクトル使用情報を含む請求項１に記載の方法。
8. 前記検知ウィンドウ期間は、固定された時間間隔を有するが、前記タイムスロットの前記開始は、各検知ウィンドウ期間に関してランダムに選択される請求項７に記載の方法。
9. 前記検知報告に基づいて希望される周波数スペクトル帯域を用いることができるかどうかを決定することをさらに備える請求項１に記載の方法。
10. 前記希望される周波数スペクトル帯域は、前記スレショルドを上回る信号エネルギーの検出を示す検知報告の前記数がすべての収集された検知報告の１／２未満である場合に用いることができる請求項９に記載の方法。
11. セクタの前記サブセット内の各セクタからの同じ数の検知デバイスが情報を収集するために用いられる請求項１に記載の方法。
12. セクタの前記サブセット内の各セクタ内から前記検知デバイスを選択することは、
    セクタの前記サブセット内のセクタ内における位置を選択することと、
    前記位置に最も近い第１のデバイスを特定することと、
    前記特定のスペクトル帯域を走査すること及び特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを示すことを前記第１のデバイスに要求すること、とを含む請求項１に記載の方法。
13. コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を収集するために好適化された情報収集デバイスであって、
    １つの地域を複数のセクタにマッピングするための地域マッピングモジュールであって、各セクタは、前記地域の一部分である地域マッピングモジュールと、
    前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択するためのセクタ選択モジュールと、
    情報を収集する対象であるセクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択するためのデバイス選択器モジュールと、
    セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集するための検知報告収集器と、を備え、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、情報収集デバイス。
14. セクタの前記サブセットは、空間的ランダム性を達成させるために前記複数のセクタからランダムに選択され、各々の選択されたセクタ内の前記検知デバイスは、セクタ内の空間的ランダム性を達成させるためにランダムに選択される請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記検知報告は、時間的ランダム性を達成するように収集される請求項１３に記載のデバイス。
16. 検知ウィンドウ期間内においてタイムスロットをランダムに選択するための検知タイムスロット選択器と、
    特定の周波数スペクトル帯域に関して前記選択されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記選択された検知デバイスにメッセージを送信するための検知タイムスロット選択器と、をさらに備え、前記収集された検知報告は、前記周波数スペクトル使用情報を含む請求項１３に記載のデバイス。
17. 前記検知ウィンドウ期間は、固定された時間間隔を有するが、前記タイムスロットの前記開始は、各検知ウィンドウ期間に関してランダムに選択される請求項１６に記載のデバイス。
18. 前記検知報告に基づいて前記希望される周波数スペクトル帯域を前記コグニティブ無線ネットワークによって用いることができるかどうかを決定するためのチャネル選択器モジュールをさらに備える請求項１３に記載のデバイス。
19. 前記周波数スペクトル帯域は、前記スレショルドを上回る信号エネルギーの検出を示す検知報告の前記数がすべての収集された検知報告の１／２未満である場合に用いることができる請求項１８に記載のデバイス。
20. セクタの前記サブセット内の各セクタからの前記同じ数の検知デバイスが情報を収集するために用いられる請求項１３に記載のデバイス。
21. セクタの前記サブセット内の各セクタ内からデバイスをランダムに選択することは、
    セクタの前記サブセット内のセクタ内における位置を選択することと、
    前記位置に最も近い第１のデバイスを特定することと、
    前記特定のスペクトル帯域を走査すること及び特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを示すことを前記第１のデバイスに要求すること、とを含む請求項１３に記載のデバイス。
22. コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を収集するために適合された情報収集デバイスであって、
    １つの地域を複数のセクタにマッピングするための手段であって、各セクタは、前記地域の一部分である手段と、
    前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択するための手段と、
    セクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択するための手段と、
    セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集するための手段と、を備え、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、情報収集デバイス。
23. 検知ウィンドウ期間内においてタイムスロットをランダムに選択するための手段と、
    特定の周波数スペクトル帯域に関して前記選択されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記選択された検知デバイスにメッセージを送信するための手段と、をさらに備え、前記収集された検知報告は、前記周波数スペクトル使用情報を含む請求項２２に記載のデバイス。
24. １つの地域を複数のセクタにマッピングし、各セクタは前記地域の一部分である、
    前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択し、
    セクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスを選択し、及び、
    セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集するように適合された処理回路を含むプロセッサであって、各セクタは、前記地域の一部分であり、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、プロセッサ。
25. コグニティブ無線ネットワークにおいて複数の検知デバイスから情報を収集するための命令を備える機械によって読み取り可能な媒体であって、前記命令は、１つ又は複数のプロセッサによって実行されるときに、
    １つの地域を複数のセクタにマッピングし、各セクタは前記地域の一部分である、
    前記複数のセクタからセクタのサブセットを選択し、
    セクタの前記サブセット内の各セクタ内から検知デバイスをランダムに選択し、及び、
    セクタの前記サブセット内の各々の選択された検知デバイスから検知報告を収集することを前記プロセッサに行わせ、各セクタは、前記地域の一部分であり、各検知報告は、前記検知デバイスが特定の周波数スペクトル帯域において特定のスレショルドを上回る信号エネルギーを検出したかどうかを示す、機械によって読み取り可能な媒体。
26. コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するために検知デバイスにおいて動作可能な方法であって、
    特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記コグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信することと、
    前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成することと、
    前記収集センターに前記検知報告を送信すること、とを備える、方法。
27. 前記検知デバイスに関する地理上の位置を得ることと、
    前記地理上の位置を前記検知報告の一部として含めること、とをさらに備える請求項２６に記載の方法。
28. 前記示されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集することをさらに備える請求項２６に記載の方法。
29. 前記周波数スペクトル使用情報を収集することは、特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するために前記特定のスペクトル帯域を走査することを含む請求項２６に記載の方法。
30. 前記周波数スペクトル帯域が未使用であることを前記収集センターが決定した場合に前記周波数スペクトル帯域で前記コグニティブ無線ネットワークから送信を受信することをさらに備える請求項２６に記載の方法。
31. コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するように適合された検知デバイスであって、
    特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記コグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信するためのトランシーバと、
    前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成するための検知報告生成器モジュールと、を備え、前記検知報告は、前記トランシーバを介して前記収集センターに送信される、検知デバイス。
32. 前記検知デバイスに関する地理上の位置を得るための全地球測位モジュールをさらに備え、
    前記検知報告生成器モジュールは、前記地理上の位置を前記検知報告の一部として含めるように適合される請求項３１に記載のデバイス。
33. 特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するために前記特定のスペクトル帯域を走査することによって前記示されたタイムスロットにおいて前記周波数スペクトル使用情報を収集するように適合された走査モジュールをさらに備える請求項３１に記載のデバイス。
34. コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するように適合された検知デバイスであって、
    特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するために前記コグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信するための手段と、
    前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成するための手段と、
    前記収集センターに前記検知報告を送信するための手段と、を備える、検知デバイス。
35. 特定のスレショルドを上回る信号エネルギーが検出されるかどうかを決定するために前記特定のスペクトル帯域を走査することによって前記示されたタイムスロットにおいて前記周波数スペクトル使用情報を収集するための手段をさらに備える請求項３４に記載のデバイス。
36. 特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するためにコグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信し、
    前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成し、及び、
    前記コグニティブ無線ネットワークの収集センターに前記検知報告を送信するように適合された処理回路を含むプロセッサ。
37. コグニティブ無線ネットワークのための収集センターに周波数スペクトル使用情報を提供するために検知デバイスにおいて動作可能な命令を備える機械によって読み取り可能な媒体であって、前記命令は、１つ又は複数のプロセッサによって実行されたときに、
    特定の周波数スペクトル帯域に関して定義されたタイムスロットにおいて周波数スペクトル使用情報を収集するためにコグニティブ無線ネットワークからメッセージを受信し、
    前記周波数スペクトル使用情報を含む検知報告を生成し、及び、
    前記コグニティブ無線ネットワークの収集センターに前記検知報告を送信することを前記プロセッサに行わせる、機械によって読み取り可能な媒体。

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