JP2020174353A - ワイヤレス信号伝播の分析 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワイヤレス信号パラメータ（例えば、スペクトル電力）のシミュレーションされた空間分布を得る。【解決手段】スペクトル分析方法は、地理的領域におけるワイヤレス信号伝播のシミュレーションに基づいて、地理的領域におけるセルラーネットワークによって生成されたスペクトル電力のシミュレーションされた空間分布を得る。スペクトル分析方法は、地理的領域におけるワイヤレスセンサ装置による測定に基づいて、地理的領域のスペクトル電力の測定された空間分布を得る。スペクトル分析方法は、セルラーネットワークによって生成されたスペクトル電力のシミュレーション空間分布を測定空間分布と比較し、比較に基づいてシミュレーション空間分布を変更する。スペクトル分析方法は、地理的領域におけるセルラーネットワークの動作を分析するために修正されたシミュレーション空間分布を使用する。【選択図】図１３

Description

優先権主張：本願は、２０１５年６月４日に出願された米国特許出願第１４／７３０，６８８号の優先権を主張するもので、その全内容が参考としてここに援用される。
本発明は、例えば、高周波信号のようなワイヤレス信号の伝播の分析に関する。
高周波（ＲＦ）スペクトルは、限度のある貴重な資源である。政府機関や監督官庁は、典型的に、スペクトルの割り当て及び使用を統制し、そしてスペクトルの部分を使用する権利は、ワイヤレスサービスプロバイダーや他のタイプの公共及び民間の実在物に販売され又は認可される。ワイヤレスサービスプロバイダーは、彼等に割り当てられたスペクトルを使用して、例えば、ワイヤレス通信規格の周波数帯域でエンドユーザにワイヤレスサービスを提供する。
一般的な観点において、ワイヤレス信号伝播のシミュレーションに関連してワイヤレス信号測定が使用される。
ある観点において、ワイヤレススペクトル分析技術は、地理的領域のスペクトル電力のシミュレーションされた空間分布をコンピュータシステムで得ることを含む。このシミュレーション空間分布は、地理的領域におけるワイヤレス信号伝播のコンピュータ実施シミュレーションに基づく。地理的領域のスペクトル電力の測定された空間分布がコンピュータシステムで得られる。この測定空間分布は、地理的領域においてワイヤレスセンサ装置により遂行されるスペクトル電力測定に基づく。各ワイヤレスセンサ装置は、ワイヤレスセンサ装置により検出されるワイヤレス信号に基づいてローカルスペクトル電力測定を行うように構成される。このシミュレーション空間分布が測定空間分布と比較される。ある場合には、比較に基づいて、地理的領域のスペクトル電力のシミュレーション空間分布が変更される。
１つ以上の実施形態の細部が添付図面及び以下の説明に示される。他の特徴、目的及び効果は、この説明及び図面からそして特許請求の範囲から明らかとなろう。
規範的なワイヤレススペクトル分析システムを示すブロック図である。 規範的なワイヤレススペクトル分析システムのアーキテクチャーを示すブロック図である。 ワイヤレスセンサ装置の規範的な分布を示すブロック図である。 ワイヤレスセンサ装置に関連した規範的なスペクトル検査（ＳＩ）情報を示すブロック図である。 ワイヤレスセンサ装置に関連した規範的なＳＩ情報を示す別のブロック図である。 ワイヤレス信号伝播を分析するための規範的技術の観点を示すプロットで、ワイヤレス信号パラメータのシミュレーション及び測定空間分布を示す図である。 ワイヤレス信号伝播を分析するための規範的技術の観点を示すプロットで、図５Ａに基づく補間差曲線を示す図である。 ワイヤレス信号伝播を分析するための規範的技術の観点を示すプロットで、ワイヤレス信号パラメータの変更分布を示す図である。 規範的なワイヤレスセンサ装置を示すブロック図である。 ワイヤレスセンサ装置の規範的なＳＩ信号経路を示すブロック図である。 ワイヤレスセンサ装置の別の規範的なＳＩ信号経路を示すブロック図である。 規範的なワイヤレスセンサ装置の上面図である。 図９の規範的なワイヤレスセンサ装置９００のアンテナ９１０ａ−ｄの規範的なアンテナプロフィールの上面図である。 別の規範的なワイヤレスセンサ装置の上面図である。 ワイヤレスセンサ装置の規範的な応用を示す図である。 ワイヤレス信号伝播を分析するための規範的な技術を示すフローチャートである。
種々の図面において同じ要素は同じ参照記号で示されている。
ここに述べる幾つかの観点において、ワイヤレスセンサ装置の分散型ネットワークは、ワイヤレス信号伝播を分析するために伝播モデルと組み合わせて使用される。例えば、地理的領域におけるワイヤレス信号伝播をシミュレーションするのに無線伝播モデルが使用され、そして地理的領域に分散されたワイヤレスセンサ装置によって得られたワイヤレス信号測定値を使用して無線伝播モデルの出力が調整される。幾つかの実施形態において、ワイヤレスセンサ装置からの測定値を使用して、無線伝播モデルからのデータが有効化、無効化、修正、又はその他、分析される。
幾つかの実施形態において、無線伝播モデルを使用して、ワイヤレスセンサ装置のネットワークにより与えられる測定解像度が改善される。例えば、ワイヤレスセンサネットワークは、地理的領域におけるワイヤレスセンサの位置又は位置密度により決定される空間的解像度を有する測定信号分布を発生する。ある環境（例えば、都市環境、又は他のタイプの環境）において、高周波フェージング及び多経路作用が幾つかの長さスケール（例えば、１０メータのもとでの長さスケール）に影響を及ぼし、そしてワイヤレスセンサ装置は、そのような環境においてスペクトル使用の完全且つ正確なビューを与えるために互いに数メータ以内に配備される。あるケースにおいて、ワイヤレスセンサ装置を互いに数メータ以内に配備することは、実際的でなく又は経費がかかる。これら及び他のシナリオでは、ワイヤレスセンサ装置は、（それらの間により間隔をとって）低い密度で配備され、そして数値のシミュレーションが測定データと組み合わされて、高い解像度を与えることができる。そのような技術を使用して、例えば、ワイヤレスセンサ装置が配置されていない位置及び領域に対する（例えば、地理的領域内のワイヤレスセンサ装置間の位置における）推定信号測定値が得られる。
幾つかの例において、ここに述べる技術及びシステムを使用して、例えば、セルラーネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、又は別のタイプのワイヤレス通信ネットワークのようなワイヤレス通信ネットワークのワイヤレス信号伝播が分析される。例えば、ベースステーション又はワイヤレスアクセスポイントの位置及び特性は、ある程度の精度でモデリングできるので、コンピュータシステムは、ワイヤレス通信ネットワーク内のベースステーション又はワイヤレスアクセスポイント或いは他の要素により発生されるワイヤレス信号伝播をシミュレーションすることができる。
幾つかの例において、コンピュータシステムは、ワイヤレスセンサ装置のネットワークから測定値及び測定位置データを収集することができる。というのは、各ワイヤレスセンサ装置の位置が典型的に既知であるか又はそれを検出できるからである。コンピュータシステムは、例えば、固定又は可動グリッド点を伴うグリッドの形態でＲＦスペクトル測定値を得ることができる。又、コンピュータシステムは、例えば、無線伝播モデルに基づいてシミュレーションＲＦスペクトルを得ることもできる。例えば、信号フェージング、多経路作用、環境の変化、移動物体、動的なＲＦ信号源、モデリングエラー又は制限、又は他の理由のために、ＴＦスペクトル測定値とシミュレーションＲＦスペクトルとの間に差が生じ得る。
ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置からのＲＦスペクトル測定値は、「正しい」情報と考えられ、そして「正しい」情報は、シミュレーションＲＦスペクトルと比較されて（例えば、それから減算されて）、当該エリアにわたるモデリングエラーを計算することができる。ワイヤレスセンサ装置間の位置におけるエラーは、補間技術により、例えば、エラーメッシュを形成するのに利用できる２次元又は３次元補間方法を使用して、識別される。エラーメッシュは、コンピューティングシステムがワイヤレスセンサ装置から新たなデータを受信するとき動的に更新することができる。エラーメッシュは、２次元又は３次元修正の形態で静的なＲＦスペクトルモデルに適用される。ＲＦスペクトルモデルの動的に修正されるビューは、例えば、ある範囲の希望の解像度をもつグラフィックユーザインターフェイスにおいてユーザに提示される。
ある実施形態では、ワイヤレス信号分析システムは、ワイヤレスセンサ装置のグループにより形成されたセンサネットワークを備えている。ある実施形態では、センサ装置は、ワイヤレス通信ネットワークプロトコルに従って送信される信号を検出する。例えば、センサ装置は、セルラーネットワークにおいて交換される信号を検出するが、センサ装置それ自体は、セルラーネットワークの一部分ではない。センサ装置によって検出された信号は、セルラーベースステーション、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント、又は別のワイヤレスリソースプロバイダーとワイヤレス通信するためにフォーマットされた（例えば、移動装置又は別のタイプのユーザ装置により）信号を含む。この信号は、ワイヤレス通信ネットワークのコンピュータ実施シミュレーションとの組み合せにおいて比較されるか、又は他の仕方で分析される。
ここに述べる幾つかの観点において、ワイヤレス信号は、空間及び時間にわたって監視され及び分析される。例えば、ワイヤレス信号のパラメータは、地理的領域の種々の位置で同時に動作する多数のワイヤレスセンサ装置から集計することができる。地理的領域は、比較的小さくても大きくてもよく（例えば、数十又は数百メータないし数キロメータの範囲の半径を有する）、そして一般的に、当該エリア（例えば、ビル、都市のブロック、管轄区、人口層、産業、等）を表わすことができる。ある例において、集計測定データをシミュレーションデータと合成して、例えば、スペクトル使用の現実的且つ包括的な分析を容易にすると共に、地理的領域におけるワイヤレススペクトル及び他のリソースの利用度及び品質の理解を与えることができる。
ある実施形態において、種々のワイヤレス通信規格に従ってフォーマットされたワイヤレス信号がシミュレーションされ、監視され及び分析される。例えば、コンピューティングシステムは、グローバルシステム・フォア・モバイル（ＧＳＭ（登録商標））及びエンハンスト・データ・レート・フォア・ＧＳＭエボルーション（ＥＤＧＥ）又はＥＧＰＲＳのような２Ｇ規格；コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーションズ・システム（ＵＭＴＳ）、及び時分割同期コード分割多重アクセス（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）のような３Ｇ規格；長期進化（ＬＴＥ）及びＬＴＥ−アドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）のような４Ｇ規格；ＩＥＥＥ８０２．１１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、近フィールド通信（ＮＦＣ）、ミリメータ通信のようなワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）又はＷｉＦｉ規格；或いは多数のこれら又は他のタイプのワイヤレス通信規格；に従って、シミュレーション及び分析を行い、そしてワイヤレスセンサ装置は、監視及び分析を行う。ある実施形態では、他のタイプのワイヤレス通信（例えば、非規格信号及び通信プロトコル）が監視され及び分析される。
より正確で且つより包括的なスペクトル使用データでは、ワイヤレススペクトル及び他のリソースの利用を改善するように目標とするスキームを設計することができる。ある例では、スペクトルの権利所有者及び認可を受けた者又はワイヤレスサービスプロバイダーは、彼等が所有するか又は動作する周波数帯域の利用度及び品質に基づいて、彼ら自身のスペクトル使用を設計し、変更し、さもなければ、管理することができる。例えば、幾つかの地理的位置が激しいデータトラフィックを経験するという知識が与えられると、ワイヤレスサービスプロバイダーは、地理的位置における激しいデータトラフィックを受け容れるためにベースステーションを追加するか又はセルの構成を変更する（例えば、周波数再使用スキームを調整する）。別の例として、１日のある時間が他の時間より激しいデータトラフィックを経験するという知識が与えられると、ワイヤレスサービスプロバイダーは、ピーク時間以外の間に使用を促進するためのプロモーション又はポリシーを設計することができる。
幾つかの例において、ワイヤレススペクトル分析システムは、多数のワイヤレスセンサ装置、データ集計システムを備えている。ワイヤレスセンサ装置は、地理的領域上の種々の位置にわたって分散される。ワイヤレスセンサ装置は、各位置においてＲＦスペクトルを監視及び分析し、そして情報をデータアグリゲーションシステムへ送信することができる。データアグリゲーションシステムは、ワイヤレスセンサ装置から送信された情報を集計し、コンパイルし、及び分析する中央バックエンドシステムとして働くことができる。データアグリゲーションシステムは、ワイヤレススペクトルのシミュレーションを遂行するか、或いは外部シミュレーションシステムからシミュレーションデータを得ることができる。
ある実施形態において、ワイヤレススペクトル分析システム及び個々のワイヤレスセンサ装置は、周波数ドメイン、時間ドメイン又はその両方において種々のタイプの分析を行うことができる。例えば、ワイヤレスセンサ装置は、周波数ドメイン、時間ドメイン又はその両方においてワイヤレススペクトルを分析する。ある場合に、ワイヤレスセンサ装置は、検出された信号に基づき、帯域巾、電力スペクトル密度又は他の周波数属性を決定するように構成される。ある場合に、ワイヤレスセンサ装置は、例えば、ワイヤレス信号に含まれたシグナリング情報（例えば、プリアンブル、同期情報、チャンネル状態指示子、ＷｉＦｉネットワークのＳＳＩＤ／ＭＡＣアドレス）のようなコンテンツを時間ドメインにおいてワイヤレス信号から抽出するため復調及び他の動作を遂行するよう構成される。
ある例において、ワイヤレススペクトル分析システムは、装置からのスペクトル使用データに基づきスペクトル使用レポートを与える。スペクトル使用レポートは、ユーザに与えられ（例えば、ユーザインターフェイスにおいて）、データベースに記憶され（例えば、分析又はアーカイブの目的で）、加入者又は他のエンティティ（例えば、政府機関又は監督官庁、規格開発団体、スペクトル権利所有者及び認可を受けた者、ワイヤレスサービスプロバイダー、等）へ送信され、又は別の仕方で出力される。ある場合に、スペクトル使用レポートは、ワイヤレススペクトル使用のテキスト、データ、テーブル、チャート、グラフ又は他の表現を含む。
ある例において、スペクトル使用レポートは、周波数ドメイン情報、時間ドメイン情報、空間ドメイン情報、或いはワイヤレスセンサ装置により検出されたワイヤレス信号を分析することから得られるこれら及び他の知識の組み合せを含む。スペクトル使用レポートは、異なる位置における多数の全ワイヤレスセンサ装置からのデータに基づくグローバル情報及び高レベル知識を含む。例えば、スペクトル使用レポートは、トレンド、統計値、パターン、カバレージ、ネットワーク性能、或いは時間又は空間にわたる他の情報を含む。ある実施形態では、スペクトル使用レポートは、特定ユーザ又はエンティティの仕事、好み又は他の属性に基づいて調整又はカスタマイズすることができる。
ある例において、地理的領域にわたる個別の位置に非常に多数のワイヤレスセンサ装置を使用して各個別の位置でワイヤレス信号を同時に監視することができる。従って、種々の位置のＲＦ信号を同時に又は重畳する期間中に検査し、地理的領域にわたりワイヤレス信号のより正確で且つより包括的な検査を行わせることができる。ある場合に、ワイヤレスセンサ装置は、例えば、広範囲の周波数にわたってＲＦ信号を「聴取」又は「注視」しそしてそれらが検出するＲＦ信号を処理することにより、それらの各位置においてワイヤレス信号を受動的に監視する。ＲＦ信号が検出されないときには時間があり、ワイヤレスセンサ装置は、ＲＦ信号を、それらが装置のローカル環境において検出されたときに（例えば、時々又は連続的に）処理することができる。
多くの場合に、ワイヤレスセンサ装置は、例えば、特定の周波数又は周波数セットにおいて他のエンティティ又はシステムにより或いはそれらの間で、或いは自然現象により、送信されたワイヤレス信号を検出することができ、そして伝播モデル又は伝播シミュレーションソフトウェアは、そのようなワイヤレス信号をシミュレーションするように構成することもできる。従って、伝播モデルは、種々のシステム、エンティティ又は現象によりワイヤレススペクトル使用をシミュレーションしそしてワイヤレスセンサ装置は、それを監視し、ここに述べるシステムは、特定のタイプ又はクラスのシステム又はプロトコルに限定されるものではない。
ある場合に、ワイヤレスセンサ装置は、比較的低コストで、コンパクトで且つ軽量の装置として実施することができる。小サイズ及び携帯性は、ある場合に、応用性を拡張すると共に、ワイヤレススペクトル分析システムの融通性を向上させる。ある場合に、ワイヤレスセンサ装置は、セルラーシステムのピコ／フェムトセルボックス、ＷｉＦｉアクセスポイント又はベースステーション、乗物、ルーター、移動装置（例えば、スマートホン、タブレット、等）、コンピュータ、モノのインターネット（例えば、マシン対マシン（Ｍ２Ｍ））モジュール、ケーブルモデムボックス、ホームギア電子ボックス（例えば、ＴＶ、モデム、ＤＶＤ、ビデオゲームステーション、ラップトップ、キッチンギア、プリンタ、照明、電話、時計、サーモスタット、火災検知ユニット、ＣＯ2検出ユニット、等）、又は他の場所に配置されるか又はそこに結合される。
ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置は、スポットのローデータ（例えば、検出されたＲＦ信号）に対して計算及び分析を遂行して、当該情報のダイジェスト（例えば、スペクトル使用パラメータ）を抽出する。ある実施形態では、ローデータをデータアグリゲーションシステムに送信するのではなく、ワイヤレスセンサ装置は、ローデータから抽出されたダイジェストを送信し、これは、データトラフィックを減少し、電力消費を減少し（該当する場合には、バッテリ寿命を延長し）、そして他の効果を発揮する。あるケースでは、ローデータは、例えば、要求があったとき又は他の場合にデータアグリゲーションシステムへ送信される。
ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置とデータアグリゲーションシステムとの間の通信は、例えば、より効率的なデータ送信を与えるインターネットプロトコル（ＩＰ）トランスポート又は別の規格のデータトランスポートプロトコルに基づく。一般的に、メッセージは、ワイヤレスセンサ装置からデータアグリゲーションシステムへいつでも送信することができる。例えば、送信は、ＲＦスペクトルの検出された使用によってトリガーされ、データアグリゲーションシステムからの要求により開始され、所定のスケジュールに従って又は周期的な間隔で、或いは他の仕方で送信される。ある場合に、アグリゲーションシステムは、特定のワイヤレスセンサ装置からデータを要求することができる。
ある例において、ワイヤレスセンサ装置が配備されて、バックエンドシステムから制御される。例えば、ワイヤレスセンサ装置は、サイトの技術者が装置を操作することを要求せずに動作する。ある実施形態では、データアグリゲーションシステム又は別のタイプの中央制御システムは、例えば、ワイヤレスセンサ装置を構成又はアップグレードするために制御動作を実行する。ある場合に、制御システムは、構成情報を要求するか、又は特定のワイヤレスセンサ装置に対して内部テストを実行する。
図１は、ワイヤレスソースの位置を識別できる規範的なワイヤレススペクトル分析システム１００を示すブロック図である。図１に示す規範的なワイヤレススペクトル分析システム１００は、ワイヤレスセンサ装置１１０及びデータアグリゲーションシステム１１５のネットワークを含む。図１に示すように、多数（例えば、数十、数百又は数千）のワイヤレスセンサ装置１１０が、１つ以上のセルラーネットワークの多数のセル１０５を取り巻く地理的エリアにわたって分散され、各セル１０５に多数のワイヤレスセンサ装置１１０がある。ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置１１０は、例えば、セルラーネットワークを含まないエリアのような別の地理的領域にわたって分散される。ワイヤレスセンサ装置１１０は、互いに同一又は同様でもよいし、或いはワイヤレススペクトル分析システム１００は、種々の異なるワイヤレスセンサ装置１１０を含んでもよい。
図１に示すように、各セル１０５は、１つ以上のベースステーション１２０を備え、これは、セルラーネットワーク（例えば、セルラーボイスネットワーク、セルラーデータネットワーク、等）においてユーザ装置（例えば、セルラー電話、等）とインターフェイスする。各セル１０５は、典型的に、単一のベースステーション１２０を備えている。典型的に、地理的領域におけるベースステーションの密度は、望ましいセルカバレージに基づいて決定され、そしてセルプランニング段階中に計算され、従って、インフラストラクチャーが配備されると、相対的に固定されたままとなる。
ベースステーション１２０は、典型的に、広い領域、例えば、全セル１０５にわたって移動装置のためのサービスを提供する。従って、ベースステーション１２０は、例えば、満足なセルカバレージを与えるために比較的広い領域にわたって信号を送信するに充分な電力を必要とする。ベースステーションは、典型的に、消費電力がほぼ１０ワットないし１００ワット又はそれ以上の高電力プロセッサ又は高電力コンポーネントのアレイを使用し、そしてベースステーションの動作温度を維持するために冷却システムを要求する。これら及び他の理由で、ベースステーションは、しばしば大きくて高価なシステムとなる。例えば、セルラーベースステーションは、多くの場合、塔に装着される多数のアンテナ、及び塔の基部付近の電子装置を伴う建物で構成され、セルラーベースステーションのコストは、ある場合には、＄１００，０００ないし＄１，０００，０００の範囲である。
図示された例では、ワイヤレスセンサ装置１１０は、データアグリゲーションシステム１１５にデータを与える。例えば、ワイヤレスセンサ装置１１０は、ＩＰネットワーク、イーサネット（登録商標）、又は別の通信システムを通してデータアグリゲーションシステム１１５にメッセージ（例えば、ＩＰパケット、イーサネットフレーム、等）を送信する。例えば、ワイヤレススペクトル分析システム１００は、ベースステーション１２０によりサポートされるセルラーネットワーク以外の（又はそれも含めて）既存の通信及び電力インフラストラクチャー（例えば、公共ネットワーク、民間ネットワーク、ワイドエリアネットワーク、等）をレバレッジする。
規範的なワイヤレスセンサ装置１１０は、ローカルエリアのワイヤレス信号を各々監視し及び分析するモジュラー又はスタンドアローン装置である。ある場合に、ワイヤレスセンサ装置１１０は、例えば、セルラーサービスを（例えば、ユーザ装置に）提供せずに、セルラーネットワークの無線リソースを使用せずに、ベースステーション１２０の動作をサポートせずに、又はさもなければ、セルラーネットワークのコンポーネントとして動作せずに、セルラーネットワークと受動的に相互作用する。ワイヤレスセンサ装置１１０は、ワイヤレス信号を検出及び分析するための特殊なハードウェア（例えば、カスタマイズされた回路、カスタマイズされたチップセット、等）及び特殊なソフトウェア（例えば、信号処理及び分析アルゴリズム）を含む。
ある場合に、ワイヤレスセンサ装置１１０は、低電力消費（例えば、平均でほぼ０．１ないし０．２ワット又はそれ以下）で動作し、そして比較的小型で安価なものである。ある例では、個々のワイヤレスセンサ装置は、典型的なパーソナルコンピュータ又はラップトップコンピュータより小型であり、そして種々の環境で動作することができる。あるケースでは、ワイヤレスセンサ装置は、オフィススペース、都市インフラストラクチャー、住居エリア、乗物、又は他の位置にインストールできるモジュラー、ポータブル、コンパクト装置である。あるケースでは、ワイヤレスセンサ装置は、＄１００未満で製造できるが、実際のコストは変化する。
図１に示す例において、ワイヤレスセンサ装置１１０は、ベースステーション１２０より高い密度で地理的に分散される。従って、ある場合、ワイヤレスセンサ装置１１０は、ワイヤレススペクトルを高い位置解像度及び精度で検査することができる。特定の例として、数百又は数千のワイヤレスセンサ装置１１０が都市内の種々の位置に配置され、各セル１０５の各エリア内には、ほぼ５０個のワイヤレスセンサ装置１１０があるが、実際の数は、個々の用途で変化する。各ワイヤレスセンサ装置１１０は、個別の位置に存在する（即ち、他のワイヤレスセンサ装置１１０の位置から物理的に区別できる位置）。
地理的エリアにおけるワイヤレスセンサ装置１１０の密度は、例えば、地理的エリアの面積、人口、位置、又は他のファクタに基づいて決定される。例えば、都市エリアにおけるワイヤレスセンサ装置１１０の密度は、ある場合、田園エリアより高い。あるケースでは、比較的低いコスト及び小型サイズのため、規範的なワイヤレスセンサ装置１１０は、その領域全体にわたるワイヤレススペクトル使用を監視し及び分析するためのより経済的な解決策を提供するようにセル１０５又は別の当該領域全体にわたって分散される。
ワイヤレススペクトル分析システム１００は、あるケースでは、システム構成及び管理が高い融通性レベルで実施される。例えば、ワイヤレスセンサ装置１１０は、比較的容易にリロケートでき且つ種々の位置で動作できるポータブルのプラグアンドプレイ装置である。ある例において、ワイヤレスセンサ装置１１０は、標準的な通信インターフェイス（例えば、イーサネット、ＷｉＦｉ、ＵＳＢ、等）を有し、そして標準電力を受け容れるか又はバッテリ電力で動作する。従って、ワイヤレススペクトル分析システム１００の構成（例えば、ワイヤレスセンサ装置１１０の全数、密度及び相対的な位置）は、種々の環境を受け容れ、そして例えば、時々、変更又は調整することができる。
規範的なデータアグリゲーションシステム１１５は、ワイヤレスセンサ装置１１０から送信されたデータ（測定値、当該情報のダイジェスト、等を含む）を受信し、データを（例えば、データベースに）記憶し、そしてデータベースからの集計データを処理して高レベル情報を抽出するアルゴリズムを実行することができる。高レベル情報は、例えば、ワイヤレスセンサ装置１１０に関連したワイヤレス信号ソースの位置、トレンド、統計値、カバレージ、ネットワーク使用、或いは他の位置又はグローバル情報を含む。又、データアグリゲーションシステム１１５は、ワイヤレスセンサ装置１１０の動作を制御し、且つそれらと個々に相互作用して、例えば、同期データを与え、特定のデータを要求し、又は他の制御動作を遂行する。
ある実施形態において、データアグリゲーションシステム１１５は、ワイヤレスネットワークのパラメータ又は１つ以上のベースステーション１２０によりカバーされる地理的領域のワイヤレススペクトルのパラメータからシミュレーション分布を得る。例えば、データアグリゲーションシステム１１５は、地理的領域の全部又は一部分に対するスペクトル電力のシミュレーション空間分布を得る。シミュレーション分布は、例えば、無線伝播モデルに基づいてコンピュータ実施シミュレーションにより発生される。更に、データアグリゲーションシステム１１５は、ワイヤレスネットワークの同じパラメータ又は地理的領域のワイヤレススペクトルの同じパラメータに対して測定分布も得る。測定分布は、ワイヤレスセンサ装置１１０により与えられるパラメータに基づく。ワイヤレスセンサ装置１１０は、個別の位置で検出されるワイヤレス信号に基づき地理的領域上の個別の位置に対するローカルスペクトル電力測定値を発生するための規範的手段である。例えば、データアグリゲーションシステム１１５は、個々のワイヤレスセンサ装置１１０により与えられるローカルスペクトル電力測定値に基づきスペクトル電力の測定空間分布を得る。データアグリゲーションシステム１１５は、シミュレーション分布を測定分布と比較し、そしてあるケースでは、測定分布を使用して、シミュレーション分布を修正し、又はその他、変更することができる。そのようなケースでは、変更されたシミュレーション分布は、ワイヤレスネットワークのパラメータ又は地理的領域のワイヤレススペクトルのパラメータの高解像度指示を与えることができる。ある場合には、変更されたシミュレーション分布は、ワイヤレスセンサ装置１１０からの更新測定値に基づいて動的に更新される。
図２は、ＲＦソースを位置決めするのに使用できる規範的なワイヤレススペクトル分析システム２００のアーキテクチャーを示すブロック図である。ワイヤレススペクトル分析システム２００は、図１のワイヤレススペクトル分析システム１００又は別のワイヤレススペクトル分析システムを表わす。規範的なワイヤレススペクトル分析システム２００は、多数のワイヤレスセンサ装置１１０、ＩＰネットワーク２２０、及びメインコントローラ２３０を備えている。ワイヤレススペクトル分析システム２００は、付加的な又は異なるコンポーネントを含む。ある実施形態では、ワイヤレススペクトル分析システムは、図２に示すように配置されるか、又は別の適当な仕方で配置される。
図２に示す例では、各ワイヤレスセンサ装置１１０は、空間座標（ｘi、ｙi、ｚi）を有する各物理的位置においてワイヤレスセンサ装置として実施され、ここで、ｉは、１からＬまで変化する（Ｌは、ワイヤレスセンサ装置１１０の数）。ある実施形態では、各ワイヤレスセンサ装置は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、又はワイヤレスセンサ装置の位置座標を識別する別の位置識別システムを含むか、或いは位置座標は、別の仕方で識別することができる。ある実施形態では、各ワイヤレスセンサ装置は、独特の識別子を有し、その識別子は、位置識別子又は位置座標に関連付けることができる。
規範的なワイヤレスセンサ装置は、周波数及び時間の両ドメインにおいてワイヤレススペクトルを監視し及び分析し、そして関連する地理的位置で利用できるワイヤレス通信サービスの徹底分析を遂行する。例えば、ワイヤレスセンサ装置は、ワイヤレスセンサ装置の位置の周りのローカルワイヤレス環境においてＲＦ信号をいつでも検出することができる。ある場合に、ワイヤレスセンサ装置は、データパケット及びフレームを識別し、同期情報、セル及びサービス識別子、並びにＲＦチャンネルの品質測定値（例えば、チャンネル品質指示子（ＣＱＩ））を抽出し、そしてそれら及び他の制御情報、並びにワイヤレスセンサ装置で検出されたＲＦ信号のトラフィックデータに基づいて、スペクトル使用パラメータ及び他の情報を導出する。制御情報及びＲＦ信号のトラフィックデータは、２Ｇ ＧＳＭ／ＥＤＧＥ、３Ｇ／ＣＤＭＡ／ＵＭＴＳ／ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、４Ｇ／ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、等のワイヤレス通信規格に対応する物理的及び媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤ情報を含む。スペクトル使用パラメータ（例えば、特定の周波数又は特定の帯域巾、等に対する）は、検出ＲＦ信号の電力、検出ＲＦ信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）、到着時間データ、検出ＲＦ信号が最大電力を有する周波数、又は他のパラメータを含む。ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置は、ＲＦジャム及び干渉、又は他のタイプの情報を識別することができる。
図２に示す例では、ワイヤレスセンサ装置からのデータ（例えば、到着時間データ又は他の情報）は、データアグリゲーションシステム又は中央制御システム（例えば、メインコントローラ２３０）により集計される。ある実施形態において、ワイヤレスセンサ装置からのデータは、メインコントローラ２３０により、ワイヤレスセンサ装置から、例えば、ＩＰネットワーク（例えば、ＩＰネットワーク２２０）を通して送信されるメッセージを受信することで集計される。ある実施形態において、ワイヤレスセンサ装置は、ローカルネットワーク（例えば、ローカルインターネット２０２又は２０４）を経てＩＰネットワーク２２０に接続される。ワイヤレスセンサ装置は、ローカルワイヤラインネットワーク２１４又はワイヤレスネットワーク２１２によりローカルネットワークに接続される。ワイヤラインネットワーク２１４は、例えば、イーサネット、ｘＤＳＬ（ｘ−デジタルサブスクライバーライン）、光学的ネットワーク、又は他のタイプのワイヤライン通信ネットワークを含む。ワイヤレスネットワーク２１２は、例えば、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、又は他のタイプのローカルワイヤレスネットワークを含む。ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置の幾つかが、１つ以上のワイドエリアネットワーク２０６を使用してＩＰネットワーク２２０に直接接続される。ワイドエリアネットワーク２０６は、例えば、セルラーネットワーク、衛星ネットワーク、又は他のタイプのワイドエリアネットワークを含む。
規範的なメインコントローラ２３０は、図１のデータアグリゲーションシステム１１５又は別のバックエンドシステムに含まれる。メインコントローラ２３０は、１つ以上のコンピューティング装置又はシステムを含むコンピューティングシステムである。メインコントローラ２３０又はそのいずれかのコンポーネントは、データ処理センター、コンピューティングファシリティ、又は別の位置に配置される。ここに示す例では、メインコントローラ２３０は、ワイヤレスセンサ装置の動作を遠隔制御する。メインコントローラ２３０の機能は、例えば、ワイヤレスセンサ装置の幾つか又は全部からの情報を集計し、ワイヤレスセンサ装置のソフトウェアを更新し、ワイヤレスセンサ装置の状態を監視し、等々を含む。例えば、メインコントローラ２３０は、ソフトウェア更新モジュール２３４を含むか又はそれに結合される。あるケースでは、ソフトウェア更新モジュール２３４は、ワイヤレスセンサ装置のソフトウェア２３２の更新を受信し、そしてそのソフトウェア更新をワイヤレスセンサ装置にプッシュする。
図２に示す例では、メインコントローラ２３０は、ワイヤレスセンサ装置を１つ以上の校正又はテストモードにプッシュし、ワイヤレスセンサ装置内の種々の要素をリセットし、又は例えば、ワイヤレスセンサ装置の位置又は状態、その隣接ワイヤレスセンサ装置、或いは他のファクタに基づいて、必要に応じて、個々のワイヤレスセンサ装置を構成することができる。ある例において、ワイヤレスセンサ装置の状態は、（ｉ）ワイヤレスセンサ装置の温度、（ii）ワイヤレスセンサ装置の現在消費電力、（iii）ワイヤレスセンサ装置からメインコントローラ２３０へ流れて戻るデータのレート、（iv）ワイヤレスセンサ装置の周りのローカルＷｉＦｉ信号の信号強度、ＳＳＩＤ又はＭＡＣアドレス、（ｖ）ワイヤレスセンサ装置の位置（例えば、ワイヤレスセンサ装置の内部ＧＰＳユニットで検出された）、（vi）ワイヤレスセンサ装置又はその周囲のワイヤレスセンサ装置の状態に関する情報を与える信号（例えば、ＩＰパケット、ネットワークを経て送信される制御シグナリング）を含む。メインコントローラ２３０は、ワイヤレスセンサ装置の付加的な又は異なる状態を監視する。
ある実施形態では、メインコントローラ２３０は、ワイヤレスセンサ装置から送信されたスペクトル検査情報（例えば、到着時間データ、各スペクトル使用パラメータの空間的及び時間的座標、ワイヤレスセンサ装置の状態、等）を受信する通信システムを備えているか又はそれに結合される。メインコントローラ２３０は、多数のワイヤレスセンサ装置からのスペクトル検査情報を集計し（例えば、アッセンブルし、コンパイルし、さもなければ、管理し）、そしてワイヤレスセンサ装置からのスペクトル使用パラメータに基づいて地理的領域に対するスペクトル使用レポートを発生することのできるデータ分析システム２３６を備えているか又はそれに結合される。
ある場合に、スペクトル使用レポートは、ワイヤレスセンサ装置の種々の位置にわたるワイヤレススペクトルの使用、品質又は他の情報をユーザに提示するためにデータインターフェイス２３８に提示される。例えば、スペクトル使用レポートは、ＲＦスペクトルの多数の各帯域巾での検出ワイヤレストラフィックレベル、多数のワイヤレス通信規格に対する検出ワイヤレストラフィックレベル、地理的領域におけるワイヤレススペクトル使用の空間的及び時間的分布を指示する。トラフィックレベルは、例えば、スループット、データレート、山・谷値、又はスペクトル使用情報の他の統計値（例えば、平均及び分散）を含む。スペクトル使用レポートは、例えば、検出ワイヤレストラフィックレベル対空間及び時間を示すテーブル、チャート及びグラフを含む。例えば、スペクトル使用レポートは、地理的領域におけるワイヤレススペクトル使用の空間分布を示すグラフ又はマップ（例えば、図３Ａ、３Ｂ、４に示すような）を含む。スペクトル使用レポートは、ワイヤレススペクトル使用の時間分布又はトレンドを示す（例えば、一日、一ヶ月又は一年の間のピーク、平均及び谷のトラフィック量を示す棒グラフ又はテーブルを含む。又、スペクトル使用レポートは、地理的領域にワイヤレス信号を送信したワイヤレスソースの位置を指示する。位置は、座標、プロット、等として指示される。
あるケースでは、ワイヤレススペクトル使用のシミュレーションパラメータとワイヤレススペクトル使用の測定パラメータとの合成に基づきスペクトル使用レポートの全部又は一部分が発生される。例えば、スペクトル使用レポートは、ワイヤレスセンサ装置１１０により得られる測定値の空間分布に基づいて「修正」されるか、さもなければ、変更されたパラメータ（例えば、スペクトル電力又は上述した他のパラメータのいずれか）のシミュレーション空間分布を含む。例えば、データ分析システム２３６は、シミュレーション空間分布と測定空間分布との間の差を識別しそしてその差を補間することにより地理的領域のエラーメッシュを発生する。エラーメッシュは、新たな測定値が得られるときに動的に更新され、そしてスペクトル使用レポート及びその中の種々のデータ要素を動的にリフレッシュするのに使用される。
ある実施形態では、データ分析システム２３６は、リアルタイムデータ、履歴データ、又はその両方の組み合せを分析し、そして地理的領域のスペクトル使用パラメータを決定する。例えば、データ分析システム２３６は、ワイヤレスセンサ装置により受信されたワイヤレス信号のソース位置を決定し、そして発生されるスペクトル使用レポートは、ソース位置の指示を含む。
図３Ａ及び３Ｂは、地理的領域におけるワイヤレススペクトル使用の規範的な空間及び時間分布の観点を示し、図４は、ソース位置を決定するための規範的技術の観点を示す。ある例では、同様の又は関係のある情報は、メインコントローラにより発生されてユーザに表示されるスペクトル使用レポートに含まれる。ある実施形態では、スペクトル使用レポートは、スペクトル使用情報の付加的な又は異なる表現を含む。
図３Ａは、ワイヤレスセンサ装置の規範的な空間分布を示すブロック図３００である。図３Ａに示すように、各ワイヤレスセンサ装置は、地理的位置（ｘi、ｙi、ｚi）を有し、そしてその各々の地理的位置（ｘi、ｙi、ｚi）におけるワイヤレススペクトルを監視及び分析する。各ワイヤレスセンサ装置は、スペクトル検査（ＳＩ）情報をデータアグリゲーションシステム（例えば、図２のメインコントローラ２３０）へ送信する。ＳＩ情報は、例えば、スペクトルデータ（例えば、スペクトル使用パラメータ）、ターゲット信号の到着時間データ、各スペクトル使用パラメータの位置及び時間情報、ワイヤレスセンサ装置の状態情報、又は他の情報を含む。例えば、位置及び時間情報は、ワイヤレスセンサ装置の空間座標（例えば、（ｘi、ｙi、ｚi）又は他の座標）、及び各スペクトル使用パラメータが得られる時間座標（例えば、１日の時間）を含む。規範的なブロック図３００は、ワイヤレスセンサ装置の空間座標を示し、そして地理的領域におけるワイヤレスセンサ装置の規範的な空間分布のマップとして働く。ある実施形態では、各ワイヤレスセンサ装置のＳＩ情報は、図３００に重畳され、そして例えば、ユーザに表示される。
図３Ｂは、図３Ａに示すワイヤレスセンサ装置に関連する規範的なＳＩ情報３１０を示すブロック図３５０である。図３Ｂに示す例では、規範的なＳＩ情報３１０は、ワイヤレスセンサ装置の各空間座標の付近又はその上に表示される。その表示ＳＩ情報は、上述したＳＩ情報の幾つか又は全部のタイプを含む。例えば、１つ以上のスペクトル使用パラメータを表示することができる。ある実施形態では、各スペクトル使用パラメータの時間座標を表示することもできる。情報は、個別のワイヤレスセンサ装置ごとに同じでも、同様でも、異なってもよい。ＳＩ情報３１０は、中央位置（例えば、メインコントローラ２３０）において集計されるので、多数のワイヤレスセンサ装置のＳＩ情報３１０を相関させ、比較し、補間し、さもなければ、操作して、更なる情報を導出することができる。例えば、ソース信号の相対的な位置は、ソース信号を検出できるワイヤレスセンサ装置のＳＩ情報に基づいて決定される。付加的な又は異なる情報を導出することができる。
図４は、図３Ａに示すワイヤレスセンサ装置に関連した規範的なＳＩ情報を示す別のブロック図４００である。この例では、１つ以上の周波数における検出信号電力が、各位置における各ワイヤレスセンサ装置の規範的なＳＩ情報として表示される。位置（ｘ1、ｙ1、ｚ1）、（ｘ2、ｙ2、ｚ2）、（ｘ3、ｙ3、ｚ3）及び（ｘ4、ｙ4、ｚ4）における周波数ｆの信号の測定電力は、各々、Ｐsignal,1４１０、Ｐsignal,2４２０、Ｐsignal,3４３０及びＰsignal,4４４０として表示される。多数のワイヤレスセンサ装置の測定電力レベルに基づき、周波数ｆの信号４０５のソース位置は、例えば、データ分析システム（例えば、中央コントローラの）によって自動的に推定される。例えば、信号４０５のソース位置は、ワイヤレスセンサ装置の位置、例えば、（ｘ1、ｙ1、ｚ1）、（ｘ2、ｙ2、ｚ2）、（ｘ3、ｙ3、ｚ3）及び（ｘ4、ｙ4、ｚ4）を中心とする多数の弧の交差に基づいて決定される。各弧の半径は、Ｐsignal,1４１０、Ｐsignal,2４２０、Ｐsignal,3４３０及びＰsignal,4４４０、各経路ロス、シャドー効果、又は多数のワイヤレスセンサ装置の各々に関するローカルワイヤレス環境の他の伝播条件に基づいて決定される。従って、ＲＦ信号のソース位置は、ピンポイントで決められ、視覚のための規範的なマップに示される。又、ソース位置は、以下に述べるように、同期信号に基づいて識別することもできる。
図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃは、ワイヤレス信号伝播を分析するための規範的技術の観点を示すプロット５００ａ、５００ｂ及び５００ｃである。ある場合に、プロット５００ａ、５００ｂ、５００ｃは、図１３に示す規範的なプロセス１３００の１つ以上の動作に基づいて発生されるか、又はプロット５００ａ、５００ｂ、５００ｃは、別のタイプのプロセスに基づいて発生される。図５Ａのプロット５００ａは、ワイヤレス信号パラメータのシミュレーション及び測定空間分布を示す。図５Ｂのプロット５００ｂは、図５Ａに示す差の値に基づく補間差曲線を示す。図５Ｃのプロット５００ｃは、ワイヤレス信号パラメータの変更分布を示す。これらの規範的なプロットにおいて、スペクトル電力が一方の軸（図中の「ｘ軸」）にわたってプロットされ、そしてこれらのプロットにより表わされる分析は、１つ、２つ又は３つの空間次元を横切って遂行される。
図５Ａのプロット５００Ａは、垂直軸５０２が地理的領域におけるワイヤレス信号のパラメータの値（例えば、スペクトル電力）の範囲を表わし、そして水平軸５０４が地理的領域における位置の範囲を表わしている。例えば、水平軸５０４により表わされる位置の範囲は、ワイヤレス通信ネットワークのカバレージエリアにおける１つ、２つ又は３つの空間次元を横切って分散される位置を表わす。位置の範囲は、比較的短い距離から長い距離にわたって延び、例えば、数十又は数百メータから数キロメータの範囲を有し、そして当該エリア（例えば、ビル、都市ブロック、管轄区、人口層、産業、等）を一般的に表わす。図示された例では、垂直軸５０２によって表わされるワイヤレス信号パラメータは、電力であり、他のワイヤレス信号パラメータは、図５Ａないし５Ｃに表わされた規範的な技術に従ってプロットされ及び分析される。
図５Ａのプロット５００Ａは、地理的領域におけるワイヤレス信号伝播のシミュレーションにより発生されたシミュレーション空間分布５１２、及び地理的領域におけるワイヤレス信号のローカル測定値に基づく測定空間分布を形成するデータポイント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄを示す。シミュレーション空間分布５１２は、ｘ軸に沿って無線伝播モデルにより推定されるスペクトル電力値を表わす。一例として、シミュレーション空間分布５１２は、ワイヤレス通信ネットワークのカバレージエリアにおけるワイヤレス信号伝播をシミュレーションする無線伝播モデルにより計算されるスペクトル電力を表わし、そして測定空間分布を形成するデータポイント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄは、ワイヤレス通信ネットワークのカバレージエリアの各位置においてワイヤレスセンサ装置により検出されるワイヤレス信号に基づきワイヤレスセンサ装置により与えられるローカルスペクトル電力測定値を表わす。
あるケースでは、無線伝播モデルは、望ましい空間解像度をもつシミュレーション空間分布を生成する。例えば、シミュレーション空間分布の解像度は、ある場合には測定空間分布の解像度より著しく高い（例えば、１０倍以上高い）。図示された例では、シミュレーション空間分布５１２は、データポイント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄより高い解像度を有し、連続的な曲線のように見える。ここで、シミュレーション空間分布５１２は、Ｐpm（ｘ）として表わされ、但し、ｐｍ＝「伝播モデル」である。規範的なデータポイント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄは、ポイントｘ1、ｘ2、ｘ3及びｘ4におけるワイヤレスセンサにより各々与えられるローカルスペクトル電力測定値である。ローカルスペクトル電力測定値は、スペクトル電力値Ｐsignal,1、Ｐsignal,2、Ｐsignal,3及びＰsignal,4として表わされる。一例として、データポイント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄは、図３Ｂにプロットされたタイプの４つのポイントに対してＳＩ−ＩＮＦＯ３１０を表わしている。
又、図５Ａのプロット５００Ａは、各データポイント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄに対する差の値５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃ、５１４ｄも含む。水平軸５０４に沿った各位置に対する差の値は、その位置におけるシミュレーション空間分布５１２と測定空間分布との間の差を表わす。例えば、位置ｘ1における差の値５１４ａは、位置ｘ1におけるシミュレーション空間分布５１２の値を位置ｘ1におけるデータポイント５１０ａから減算することにより得られる差を表わし、位置ｘ2における差の値５１４ｂは、位置ｘ2におけるシミュレーション空間分布５１２の値を位置ｘ2におけるデータポイント５１０ｂから減算することにより得られる差を表わし、等々である。測定値（センサ装置からの）とシミュレーション値（伝播モデルからの）との間の差の値５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃ、５１４ｄは、各々、Δ1、Δ2、Δ3、Δ4と表わされる。ここで、Δi＝Ｐsignal,i−Ｐpm（ｘi）であり、但し、ｉは、１から４へ向かうインデックスである。
図５Ｂのプロット５００Ｂは、図５Ａからの差の値５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃ、５１４ｄ、及び図５Ａから水平軸５０４に対してプロットされた補間差曲線５１６を含む。プロット５００Ｂの垂直軸５０６は、シミュレーション及び測定空間分布間の差の値の範囲を表わす。補間差曲線５１６は、プロット５００Ｂに示す差の値５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃ、５１４ｄを補間することで発生される。例えば、差の関数Δ（ｘ）は、曲線適合又は別の補間技術によりΔiの値を使用して構成される。差の関数Δ（ｘ）は、図５Ｂでは、補間された差の曲線５１６により表わされる。
図５Ｃのプロット５００Ｃは、図５Ａに示す同じ軸（５０２、５０４）に対してプロットされた変更された空間分布５１８の一例を含む。この規範的な変更空間分布５１８は、シミュレーション空間分布５１２（図５Ａ及び５Ｃに示す）と共に補間差曲線５１６（図５Ｂに示す）に基づいて生成されたものである。ここで、変更空間分布５１８は、例えば、次の式を使用して計算できる変更関数を表わす。
Ｐcorrected（ｘ）＝Ｐpm（ｘ）＋Δ（ｘ）
この例では、Ｐcorrected（ｘ）は、ｘ軸にわたる修正されるか、さもなければ、変更されたスペクトル電力として解釈される。例えば、この変更空間分布５１８は、シミュレーション空間分布５１２に対する修正を表わし、ここで、修正は、地理的領域にわたって分散された測定位置（ｘ1、ｘ2、ｘ3、ｘ4）で得た当該パラメータのローカル測定値に基づく。ある例では、変更空間分布５１８は、（例えば、地理的領域の同じ位置又は他の位置でのその後の又は追加の測定値に基づいて）更に洗練化され又は更新される。
図６は、規範的なワイヤレスセンサ装置６００を示すブロック図である。あるケースでは、図１ないし５のワイヤレスセンサ装置が、図６に示す規範的なワイヤレスセンサ装置６００として又は別のタイプのワイヤレスセンサ装置として実施される。規範的なワイヤレスセンサ装置６００は、ハウジング６１０、ＲＦインターフェイス６１２、電源管理サブシステム６２０、信号分析サブシステム（例えば、ＳＩサブシステム６３０、等）、ＣＰＵ６４０、メモリ６５０、通信インターフェイス、入力／出力インターフェイス６４２（例えば、ＵＳＢ接続）、ＧＳＰインターフェイス６４８、及び１つ以上のセンサ（例えば、コンパス又はジャイロスコープ、温度センサ、等の３Ｄ方向センサ６４４）を備えている。ワイヤレスセンサ装置６００は、付加的な又は異なるコンポーネント及び特徴を含み、そしてワイヤレスセンサ装置の特徴は、図６に示すように配置されるか、又は別の適当な構成で配置される。
ある実施形態では、ハウジング６１０は、ワイヤレスセンサ装置６００のＲＦインターフェイス６１２、電源管理サブシステム６２０、信号分析サブシステム、通信インターフェイス、及び他のコンポーネントを収容するポータブルハウジングである。このハウジングは、プラスチック、金属、複合物又はそれらの組み合せ、及び他の材料で構成される。ハウジングは、成形、加工、押し出し、又は他のタイプのプロセスで製造されたコンポーネントを含む。ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置６００は、別の装置（例えば、セルラーシステムのピコ／フェムトセルボックス、ＷｉＦｉアクセスポイント又はベースステーション、乗物、ルーター、移動装置、サーモスタット、等）に結合されるか又はそれと一体化される。例えば、ワイヤレスセンサ装置６００のハウジング６１０は、他の装置にアタッチされるか、合体されるか、さもなければ、結合される。或いは又、ハウジング６１０は、ワイヤレスセンサ装置６００のコンポーネントのみを収容する専用ハウジングでもよい。
ある実施形態では、ハウジング６００の設計及び配置、並びにハウジング６１０内のコンポーネントは、ワイヤレス信号を監視及び分析するように最適化されるか、さもなければ、そのように構成される。例えば、コンポーネントのサイズ、方向、及び相対的な位置は、ＲＦ信号を検出し及び分析するように最適化され、そして装置は、必要なコンポーネントを全て収容しながらもコンパクトである。ある例では、ハウジング６１０は、例えば、１０×１０×４ｃｍ3程度であり、又は別のサイズのハウジングを使用することもできる。
ある実施形態において、ＲＦインターフェイス６１２は、ワイヤレスセンサ装置６００の周りのローカルワイヤレス環境でＲＦスペクトルの多数の帯域巾におけるＲＦ信号を検出するように構成される。ＲＦインターフェイス６１２は、各帯域巾におけるＲＦ信号を処理するように構成されたアンテナシステム及び多数の無線経路を含む。図６に示す例では、ＲＦインターフェイス６１２は、アンテナ６２２ａ、ＲＦ受動的素子６２４、ＲＦ能動的素子６２６、及び受動的素子６２８を含む。ＲＦ受動的素子６２４は、例えば、マッチング素子、ＲＦスイッチ、及びフィルタを含む。ＲＦ能動的素子６２６は、例えば、ＲＦ増幅器を含む。ＲＦ能動的素子６２６の後の受動的素子６２８は、例えば、フィルタ、マッチング素子、スイッチ、及びバランを含む。
ある例では、信号分析サブシステムは、ＲＦ信号及び同期信号に基づき到着時間データを識別するように構成される。信号分析サブシステムは、無線部、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、メモリ、及びスペクトルパラメータを抽出し及びＲＦスペクトルを分析するための他のコンポーネントを含む。ある実施形態では、ＲＦインターフェイス６１２及び信号分析サブシステムの組み合せは、スペクトル検査（ＳＩ）信号経路と称され、図７を参照して詳細に説明する。
ワイヤレスセンサ装置６００の通信インターフェイスは、リモートシステム（例えば、図２のメインコントローラ２３０）へスペクトル使用パラメータ又は他のＳＩ情報を送信するように構成される。通信インターフェイスは、１つ以上のワイヤレスインターフェイス６３２（例えば、ＷｉＦｉ接続、セルラー接続、等）、ローカルネットワークへのワイヤラインインターフェイス６４６（例えば、イーサネット接続、ｘＤＳＬ接続、等）、或いは他のタイプの通信リンク又はチャンネルを含む。通信インターフェイスは、共通アンテナを共有し及び再使用し（例えば、アンテナアレイを使用して）、或いは個別の専用のアンテナを各々有する。
ワイヤレスインターフェイス６３２及びワイヤラインインターフェイス６４６は、ローカル又はワイドエリアネットワークと通信するためのモデムを各々含む。例えば、ワイヤレスインターフェイス６３２及びワイヤラインインターフェイス６４６は、データアグリゲーションシステム（例えば、図２のメインコントローラ２３０）へＳＩ情報を送信し、そしてデータアグリゲーションシステムからローカル又はワイドエリアネットワークを経て制御情報（例えば、ソフトウェア更新）を受信する。ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置は、通信インターフェイスのいずれか又は両方が装備される。ワイヤラインインターフェイス６４６は、規範的なワイヤレスセンサ装置６００が既存のワイヤライン通信インフラストラクチャー（例えば、ビル内の）及びワイヤライン通信の大きな送信容量（光学ネットワーク、進歩型デジタル加入者ライン技術、等により与えられる大きな帯域巾）を利用するのを許す。ワイヤレスインターフェイス６３２は、規範的なワイヤレスセンサ装置６００の移動性及び融通性を向上させ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、セルラー、衛星、又は他のワイヤレス通信技術を使用して種々の位置及び時間にＳＩ情報を配信できるようにする。
ある実施形態では、ワイヤレスインターフェイス６３２及びＲＦインターフェイス６１２は、ハードウェア又はソフトウェアコンポーネント（又はその両方）を共有する。ある実施形態では、ワイヤレスインターフェイス６３２及びＲＦインターフェイス６１２は、別々に実施される。ある実施形態では、ＲＦインターフェイス６１２は、主として、送信ではなく信号受信の役割を果たし、そしてＲＦインターフェイス６１２は、特殊な低電力回路で実施され、従って、ワイヤレスセンサ装置６００の全消費電力を下げることができる。
電源管理サブシステム６２０は、ワイヤレスセンサ装置６００へ電力を供給し及び管理するための回路及びソフトウェアを含む。ある実施形態では、電源管理サブシステム６２０は、バッテリインターフェイス及び１つ以上のバッテリ（例えば、充電型バッテリ、マイクロプロセッサが埋め込まれたスマートバッテリ、又は異なるタイプの内部電源）を備えている。バッテリインターフェイスは、ワイヤレスセンサ装置６００へ直流電力を供給する上でバッテリを助成するレギュレータに結合される。従って、ワイヤレスセンサ装置６００は、自蔵電源を備え、他の外部エネルギー源を必要とせずに任意の位置に使用される。それに加えて又はそれとは別に、電源管理サブシステム６２０は、外部電源（例えば、交流電源、アダプタ、コンバータ、等）から電力を受け取る外部電源インターフェイスを備えてもよい。従って、ワイヤレスセンサ装置６００は、外部エネルギー源にプラグインすることができる。
ある実施形態では、電源管理サブシステム６２０は、ワイヤレスセンサ装置６００の電力消費を監督し及び管理することができる。例えば、電源管理サブシステム６２０は、ワイヤレスセンサ装置６００のＲＦインターフェイス６１２、通信インターフェイス、ＣＰＵ６４０、及び他のコンポーネントを監視し、そしてワイヤレスセンサ装置６００の電力消費状態を、例えば、中央コントローラへ報告する。ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置６００は、低電力消費とするように設計され、そして電源管理サブシステム６２０は、電力消費がスレッシュホールドを越えた場合に、中央コントローラに警報を送信するか又はワイヤレスセンサ装置６００の動作に介入するように構成される。電源管理サブシステム６２０は、付加的な又は異なる特徴を含むことができる。
ＣＰＵ６４０は、インストラクションを実行して、例えば、ワイヤレスセンサ装置６００の動作を管理できる１つ以上のプロセッサ又は別のタイプのデータ処理装置を含む。ＣＰＵ６４０は、図１ないし５を参照して説明したワイヤレスセンサ装置の１つ以上の動作を遂行し又は管理する。ある実施形態では、ＣＰＵ６４０は、ＳＩサブシステム６３０の一部分である。例えば、ＣＰＵ６４０は、測定されたワイヤレススペクトルデータ（例えば、ＲＦインターフェイス６１２からの）を処理し、計算し、及びその他、分析する。あるケースでは、ＣＰＵ６４０は、メモリ６５０に含まれたソフトウェア、スクリプト、プログラム、関数、実行可能物、又は他のモジュールを実行し又は解釈する。
入力／出力インターフェイス６４２は、入力／出力装置（例えば、ＵＳＢフラッシュドライブ、ディスプレイ、キーボード、又は他の入力／出力装置）に結合される。入力／出力インターフェイス６４２は、例えば、シリアルリンク、パラレルリンク、ワイヤレスリンク（例えば、赤外線、高周波、等）、又は別のタイプのリンクのような通信リンクを経て、ワイヤレスセンサ装置６００と外部ストレージ又はディスプレイ装置との間で行われるデータ転送を支援することができる。
メモリ６５０は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ストレージ装置（例えば、書き込み可能なリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、等）、ハードディスク、又は他のタイプのストレージ媒体を含む。メモリ６５０は、ワイヤレスセンサ装置６００、メインコントローラ、及びワイヤレススペクトル分析システムの他のコンポーネントの動作に関連したインストラクション（例えば、コンピュータコード）を記憶する。又、メモリ６５０は、ワイヤレスセンサ装置６００で実行される１つ以上のアプリケーション又はバーチャルマシンにより解釈されるアプリケーションデータ及びデータオブジェクトも記憶する。メモリ６５０は、例えば、ワイヤレスセンサ装置６００の位置データ、環境データ、及び状態データ、ワイヤレススペクトルデータ、及び他のデータを記憶する。
ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置６００は、別のソースからプログラムをロードすることにより（例えば、中央コントローラからデータネットワークを通して、ＣＤ−ＲＯＭから、又は別のコンピュータ装置から別の仕方で）、プログラムされ又は更新される（例えば、再プログラムされる）。ある場合に、中央コントローラは、所定のスケジュールに従って又は別の仕方で、更新が得られるときワイヤレスセンサ装置６００にソフトウェア更新をプッシュする。
図７は、規範的なスペクトル検査（ＳＩ）信号経路７００を示すブロック図である。このＳＩ信号経路７００は、ＲＦインターフェイス７１０（例えば、無線経路Ａとして示す）及びスペクトル分析サブシステム７０５を含む。図６のワイヤレスセンサ装置６００のＲＦインターフェイス６１２は、図７の規範的なＲＦインターフェイス７１０として実施されるか又は別の仕方で実施される。図６のワイヤレスセンサ装置６００のＳＩサブシステム６３０は、図７の規範的なスペクトル分析サブシステム７０５として実施されるか又は別の仕方で実施される。あるケースでは、ＳＩ信号経路７００は、ワイヤレス信号を監視し及び分析するための全ての必要な動作を遂行する。例えば、ＳＩ信号経路７００は、典型的なワイヤレス受信器の機能、例えば、復調、イコライゼーション、チャンネルデコード、等を遂行する。ＳＩ信号経路７００は、種々のワイヤレス通信規格の信号受信をサポートし、そしてワイヤレス信号を分析するためのスペクトル分析サブシステム７０５にアクセスする。
ここに示す例では、ＲＦインターフェイス７１０は、ＲＦ信号を検出し及び処理するための広帯域又は狭帯域フロントエンドチップセットである。例えば、ＲＦインターフェイス７１０は、１つ以上の周波数帯域の広いスペクトル又はワイヤレス通信規格の特定周波数帯域内の狭いスペクトルにおいてＲＦ信号を検出するように構成される。ある実施形態では、ＳＩ信号経路７００は、当該スペクトルをカバーするために１つ以上のＲＦインターフェイス７１０を含む。そのようなＳＩ信号経路の規範的実施形態は、図８を参照して説明する。
図７に示す例では、ＲＦインターフェイス７１０は、１つ以上のアンテナ７２２、ＲＦマルチプレクサ７２０又は電力合成器（例えば、ＲＦスイッチ）、並びに１つ以上の信号処理経路（例えば、「経路１」７３０、・・・「経路Ｍ」７４０）を含む。アンテナ７２２は、マルチポートアンテナ又は単一ポートアンテナである。アンテナ７２２は、全方向アンテナ、指向性アンテナ、又はその各々の１つ以上の組み合せを含む。アンテナ７２２は、ＲＦマルチプレクサ７２０に接続される。ある実施形態では、ＲＦインターフェイス７１０は、単入力・単出力（ＳＩＳＯ）、単入力・多出力（ＳＩＭＯ）、多入力・単出力（ＭＩＳＯ）、又は多入力・多出力（ＭＩＭＯ）技術に基づいてＲＦ信号を検出するために１つ以上のアンテナ７２２を使用するように構成される。
ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置のローカル環境におけるＲＦ信号は、アンテナ７２２によってピックアップされて、ＲＦマルチプレクサ７２０へ入力される。分析する必要のあるＲＦ信号の周波数に基づき、ＲＦマルチプレクサ７２０から出力された信号７０２は、処理経路の１つ（即ち、「経路１」７３０、・・・「経路Ｍ」７４０）へ引き回される。ここで、Ｍは、整数である。各経路は、個別の周波数帯域を含む。例えば、「経路１」７３０は、１ＧＨｚないし１．５ＧＨｚのＲＦ信号に使用されるが、「経路Ｍ」は、５ＧＨｚないし６ＧＨｚのＲＦ信号に使用される。多数の処理経路は、各中心周波数及び帯域巾を有する。多数の処理経路の帯域巾は、同じでもよいし異なってもよい。２つの隣接する処理経路の周波数帯域は、重畳してもよいしバラバラでもよい。ある実施形態では、処理経路の周波数帯域は、異なるワイヤレス通信規格（例えば、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＷｉＦｉ、等）の指定の周波数帯域に基づいて割り当てられるか、さもなければ、構成される。例えば、各処理経路は、特定のワイヤレス通信規格のＲＦ信号を検出する役割を果たすように構成される。一例として、「経路１」７３０は、ＬＴＥ信号を検出するのに使用され、一方、「経路Ｍ」７４０は、ＷｉＦｉ信号を検出するのに使用される。
各処理経路（例えば、「処理経路１」７３０、「処理経路Ｍ」７４０）は、１つ以上のＲＦ受動的及びＲＦ能動的素子を含む。例えば、処理経路は、ＲＦマルチプレクサ、１つ以上のフィルタ、ＲＦデマルチプレクサ、ＲＦ増幅器、及び他のコンポーネントを含む。ある実施形態では、ＲＦマルチプレクサ７２０から出力された信号７０２、７０２ｍは、処理経路のマルチプレクサ（例えば、「ＲＦマルチプレクサ１」７３２、・・・「ＲＦマルチプレクサＭ」７４２）に与えられる。例えば、「処理経路１」７３０が信号７０２の処理経路として選択された場合には、信号７０２は、「ＲＦマルチプレクサ１」７３２へ送り込まれる。ＲＦマルチプレクサは、第１のＲＦマルチプレクサ７２０から到来する信号７０２と、スペクトル分析サブシステム７０５により与えられるＲＦ校正（ｃａｌ）トーン７３８との間を選択する。「ＲＦマルチプレクサ１」７３２の出力信号７０４は、フィルタ（１、１）７３４ａ、・・・フィルタ（１、Ｎ）７３４ｎの１つへ進み、ここで、Ｎは、整数である。フィルタは、更に、処理経路の周波数帯域を当該狭帯域に分割する。例えば、「フィルタ（１、１）」７３４ａは、信号７０４に適用されて、フィルタされた信号７０６を発生し、そしてそのフィルタされた信号７０６は、「ＲＦデマルチプレクサ１」７３６に送られる。ある場合に、信号７０６は、ＲＦデマルチプレクサにおいて増幅される。増幅された信号７０８は、次いで、スペクトル分析サブシステム７０５に入力される。
同様に、「処理経路Ｍ」７４０が信号７０２ｍの処理経路として選択された場合には、信号７０２ｍは、「ＲＦマルチプレクサＭ」７４２へ送り込まれる。ＲＦマルチプレクサは、第１のＲＦマルチプレクサ７２０から到来する信号７０２と、スペクトル分析サブシステム７０５により与えられるＲＦ校正（ｃａｌ）トーン７４８との間を選択する。「ＲＦマルチプレクサＭ」７４２の出力信号は、フィルタ（Ｍ、１）７４４ａ、・・・フィルタ（Ｍ、Ｎ）７４４ｎの１つへ進み、ここで、Ｎは整数である。ある場合に、フィルタの出力信号は、ＲＦデマルチプレクサ７４６において増幅される。増幅された信号７０８ｍは、次いで、スペクトル分析サブシステム７０５へ入力される。
スペクトル分析サブシステム７０５は、検出されたＲＦ信号をデジタル信号へ変換し、そしてデジタル信号処理を行ってその検出されたＲＦ信号に基づく情報を識別するように構成される。スペクトル分析サブシステム７０５は、１つ以上のＳＩ無線受信（ＲＸ）経路（例えば、「ＳＩ無線ＲＸ経路１」７５０ａ、「ＳＩ無線ＲＸ経路Ｍ」７５０ｍ）、ＤＳＰスペクトル分析エンジン７６０、ＲＦ校正（ｃａｌ）トーンジェネレータ７７０、フロントエンド制御モジュール７８０、及びＩ／Ｏ ７９０を含む。スペクトル分析サブシステム７０５は、付加的な又は異なるコンポーネント及び特徴を含む。
図示された例では、増幅信号７０８は、「ＳＩ無線ＲＸ経路１」７５０ａに入力され、これは、信号７０８を基本帯域信号へダウン変換しそして利得を適用する。ダウン変換された信号は、次いで、アナログ／デジタルコンバータを経てデジタル化される。デジタル化された信号は、ＤＳＰスペクトル分析エンジン７６０へ入力される。ＤＳＰスペクトル分析エンジン７６０は、例えば、デジタル信号に含まれたパケット及びフレームを識別し、デジタル信号に埋め込まれたプリアンブル、ヘッダー、又は他の制御情報を読み取り（例えば、ワイヤレス通信規格の仕様に基づいて）、１つ以上の周波数における又は帯域巾にわたる信号の信号電力及びＳＮＲ、チャンネル品質及び容量、トラフィックレベル（例えば、データレート、再送信レート、レイテンシー、パケットドロップレート、等）、或いは他のスペクトル使用パラメータを決定する。ＤＳＰスペクトル分析エンジン７６０の出力（例えば、スペクトル使用パラメータ）は、Ｉ／Ｏ７９０へ送られ、そして例えば、ワイヤレスセンサ装置の１つ以上の通信インターフェイスを経てデータアグリゲーションシステムへスペクトル使用パラメータを送信するようにフォーマットされる。
ＲＦ校正（ｃａｌ）トーンジェネレータ７７０は、無線ＲＸ経路（例えば、「無線ＲＸ経路１」７５０ａ、・・・「無線ＲＸ経路Ｍ」７５０ｍ）の診断及び校正のためにＲＦ校正（ｃａｌ）トーンを発生する。無線ＲＸ経路は、例えば、直線性及び帯域巾について校正される。
図８は、ワイヤレスセンサ装置のＳＩ信号経路８００の別の規範的な実施を示すブロック図である。ある場合に、ＳＩ信号経路は、多数の異なるアンテナに接続される多数のＲＦインターフェイス（無線経路）を含む。図８に示す例では、ＳＩ信号経路８００は、無線経路Ａ８１０及び無線経路Ｂ８２０を備え、その各々は、スペクトル分析サブシステム８３０に結合される。無線経路Ａ８１０及び無線経路Ｂ８２０は、図７のＲＦインターフェイス又は無線経路Ａ７１０と同様に校正されるか、又は別の仕方で構成される。無線経路Ａ８１０及び無線経路Ｂ８２０は、同じ構成を有してもよいし、異なる構成を有してもよく、例えば、ワイヤレススペクトル監視及び分析に対して同じ周波数帯域をカバーしてもよいし、異なる周波数帯域をカバーしてもよい。
図９は、規範的なワイヤレスセンサ装置９００の上面図である。あるケースでは、図１ないし５のワイヤレスセンサ装置は、図９に示す規範的なワイヤレスセンサ装置９００として実施されてもよいし、別のタイプのワイヤレスセンサ装置として実施されてもよい。図９の規範的なワイヤレスセンサ装置９００は、図６ないし７に示す特徴の幾つか又は全部を含んでもよいし、又は図９のワイヤレスセンサ装置９００は、それより少数の、付加的な又は異なる特徴を含んでもよい。ワイヤレスセンサ装置９００は、１つ以上のアンテナを備え、これらは、例えば、ワイヤレスセンサ装置９００のハウジング内の１つ以上のＲＦインターフェイスに接続される。例えば、規範的なワイヤレスセンサ装置９００のアンテナは、図６のアンテナ６２２ａ−ｃであるか、又は図７のアンテナ７２２である。
アンテナは、ＲＦ信号を受信するためにワイヤレスセンサ装置９００に戦略的に配置される。図９に示す規範的なワイヤレスセンサ装置９００は、その中心に対して互いに９０°に配置された４つのアンテナ９１０ａ−ｄを含む。ある場合に、アンテナは、例えば、アンテナの総数、アンテナプロフィール、ワイヤレスセンサ装置９００の位置及び配向、又は他のファクタに基づいて、異なる分離度、配向又は位置で配置される。
図１０は、図９の規範的なワイヤレスセンサ装置９００のアンテナ９１０ａ−ｄの規範的なアンテナプロフィールの上面図１０００である。図１０に示す例では、アンテナ９１０ａ−ｄは、各々、アンテナプロフィール又はパターン９２０ａ−ｄを有する。アンテナプロフィール９２０ａ−ｄは、同じでもよいし、異なってもよい。アンテナプロフィール９２０ａ−ｄは、例えば、当該周波数又は周波数帯域、望ましいアンテナ利得、又は他のファクタに基づいて、選択されるか、さもなければ、構成される。
図１１は、別の規範的なワイヤレスセンサ装置１１００の上面図である。あるケースでは、図１から５のワイヤレスセンサ装置は、図１１に示す規範的なワイヤレスセンサ装置１１００として実施されてもよいし、又は別のタイプのワイヤレスセンサ装置として実施されてもよい。図１１の規範的なワイヤレスセンサ装置１１００は、図６から１０に示す特徴の幾つか又は全部を含んでもよいし、又は図１１のワイヤレスセンサ装置１１００は、それより少数の、付加的な又は異なる特徴を含んでもよい。
ワイヤレスセンサ装置１１００は、そのワイヤレスセンサ装置１１００に４つのアンテナ１１１０ａ−ｄ及び基準方向指示子１１０５を含む。あるケースでは、アンテナ１１１０ａ−ｄは、基準方向指示子１１０５に従ってカーディナル方向又は別の座標系に対して配向され又は構成される。図１１に示す例では、基準方向指示子１１０５は、北コンパス方向に沿って配向される。別の基準方向を使用することもできる。アンテナ１１１０ａ−ｄの配向及び変位を識別し、あるケースでは、基準方向指示子１１０５に対して調整することもできる。
ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置は、ポータブルモジュラー装置である。例えば、あるワイヤレスセンサ装置は、装置を実質的に解体又は分解する必要なく、多数の位置で（例えば、直列に）使用するように移動又は再構成することができる。あるケースでは、ワイヤレスセンサ装置は、互いに交換可能であり、ワイヤレスセンサ装置のネットワークを便利にアップグレード、拡張、調整、さもなければ、変更することができる。
あるケースでは、ワイヤレスセンサ装置は、１人以上のオペレータにより、例えば、装置を配置しそしてそれを標準電源及びデータリンクに接続することにより、インストールされる。
あるケースでは、ワイヤレスセンサ装置は、固定具（例えば、スクリュー、ボルト、ラッチ、接着剤、等）により位置固定されるか、又はワイヤレスセンサ装置は、自由位置に載せられる（例えば、固定具なしに）。ある場合に、ワイヤレスセンサ装置は、種々の位置及び環境で動作することができる。一例として、あるワイヤレスセンサ装置は、乗物（例えば、バス、列車、船、等）に設置され、そこで、ワイヤレスセンサ装置は、動きながらスペクトルを監視及び分析することができる。他の例では、ワイヤレスセンサ装置は、交通インフラストラクチャー、通信インフラストラクチャー、電源インフラストラクチャー、専用不動産、産業システム、都市又は商業ビル、住居エリア、及び他のタイプの位置に設置される。
図１２は、ワイヤレスセンサ装置１２１０がバス１２２０にマウントされるワイヤレスセンサ装置１２１０の規範的応用例を示すブロック図１２００である。ワイヤレスセンサ装置１２１０は、その変化する地理的位置を記録し、各位置におけるワイヤレス信号を監視し、そしてバス１２２０が移動するときスペクトル検査情報を中央コンとロータに送信する。ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置１２１０は、バス１２２０の乗客により使用されるスペクトルを監視し及び分析するように構成される。例えば、ワイヤレスセンサ装置１２１０は、乗客により使用されるセルラーホンの識別子を検出し、乗客のセルラーホンにより送信及び受信されるセルラー又はＷｉＦｉ信号を検出し、及びバス１２２０内又はその周囲に生じるＲＦトラフィックに特有のスペクトル使用パラメータを導出する。ワイヤレスセンサ装置１２１０は、別の仕方で構成することもできる。あるケースでは、ワイヤレスセンサ装置１２１０は、バス１２２０の電力及び通信能力をレバレッジするか、又はワイヤレスセンサ装置１２１０は、独立した電力及び通信能力を備えることもできる。
図１３は、ワイヤレス信号伝播を分析するための規範的プロセス１３００を示すフローチャートである。規範的プロセス１３００は、例えば、ワイヤレススペクトル分析システム（例えば、図１に示す規範的なワイヤレススペクトル分析システム１００、図２に示す規範的なワイヤレススペクトル分析システム２００、等）における１つ以上のコンポーネント又はサブシステムにより、或いは別のタイプのシステムにより、遂行される。あるケースでは、この規範的プロセス１３００は、付加的な又は異なる動作を含み、そしてそれら動作は、図示された順序又は別の順序で遂行することもできる。ある実施形態では、プロセス１３００、或いはプロセス１３００の個々の動作又は動作のサブセットは、例えば、終了状態に到達するまで反復され又は繰り返される。
１３０２において、地理的領域に対するワイヤレス信号伝播がシミュレーションされる。地理的領域におけるワイヤレス信号伝播のシミュレーションは、例えば、コンピュータシステムによって実行されるシミュレーションソフトウェアにより遂行される。例えば、信号伝播は、図２に示すデータ分析システム２３６によりシミュレーションされるか又は別のタイプのコンピュータシステムによりシミュレーションされる。ある実施形態では、シミュレーションされたワイヤレス信号は、高周波（ＲＦ）信号又は他の周波数レンジのワイヤレス信号を含む。シミュレーションにおいてモデリングされる地理的領域は、比較的小さくても大きくてもよく（例えば、数十又は数百メータから数キロメータの範囲の半径を有する）、そして一般的に当該エリア（例えば、ビル、都市ブロック、管轄区、人口層、産業、等）を表わす。
ある実施形態では、ワイヤレス信号伝播のシミュレーションは、地理的領域のスペクトル電力（又はワイヤレス信号の別のパラメータ）のシミュレーション空間分布を生じさせる。スペクトル電力のシミュレーション空間分布は、地理的領域にわたって分散した位置のアレイに対するワイヤレス信号電力のシミュレーション値を含む。例えば、位置のアレイは、一次元、二次元又は三次元シミュレーショングリッド（各グリッド点が空間座標のセットに関連している）として表わされ、そしてスペクトル電力の空間分布は、一次元、二次元又は三次元シミュレーショングリッドの各グリッド点に対する信号電力のシミュレーション値を含む。シミュレーション位置のアレイは、地理的領域全体をカバーしてもよいし、又は地理的領域の一部分だけをカバーしてもよい。シミュレーション位置のアレイは、均一に、非均一に、規則的なパターンで、或いは不規則又はランダムな配置で分散される。図５Ａに示すシミュレーション空間分布５１２は、地理的領域のスペクトル電力のシミュレーション空間分布の一例であり、これは、１つ、２つ又は３つの空間次元に適用される。
ある実施形態では、無線伝播モデルは、ワイヤレス信号伝播をシミュレーションしそしてスペクトル電力のシミュレーション空間分布を生成する（又は地理的領域のワイヤレス信号の別のパラメータのシミュレーション分布を生成する）のに使用される。無線プログラムモデルは、例えば、光線追跡、オクムラモデル、ハタ・オクムラモデル、ＣＯＳＴ２３１ワルフィッシュ・イケガミモデル、等を含む。無線伝播モデルにより計算されるパラメータは、ワイヤレス信号のパラメータを含む。例えば、パラメータは、スペクトルの周波数分布、１つ以上の周波数又は帯域巾に対するスペクトル電力、信号の質（例えば、信号対雑音比、等）、スループット、地理的領域におけるユーザ又は信号源の数、或いは他のタイプのパラメータを含む。
光線追跡技術は、決定論的無線伝播モデルの一例である。ある例では、電磁波を仮定することによる光線追跡作用は、多数の細いビーム（又は光線）としてモデリングされる。ビームは、それらが局所的にまっすぐであると仮定される小さな距離にわたって存在すると仮定する。光線追跡器は、媒体の局所導関数を使用することにより次の距離セットにわたって光線を進める。モデリングできる光線の特性は、例えば、強度、波長、又は偏光を含む。
オクムラモデルは、経験的無線伝播モデルの一例である。オクムラモデルは、例えば、都市エリアにわたる無線伝播を決定するために使用される。オクムラモデルは、次のように公式に表わすことができる。
Ｌ＝ＬFSL＋ＡMU−ＨMG−ＨBG−ΣＫcorrection
但し、Ｌは、中央経路ロスをデシベル（ｄＢ）単位で表わし、ＬFSLは、自由空間ロスをデシベル単位で表わし、ＡMUは、中央減衰をデシベル単位で表わし、ＨMGは、移動ステーションのアンテナ高さ利得ファクタを表わし、ＨBGは、ベースステーションのアンテナ高さ利得ファクタを表わし、そしてＫcorrectionは、修正ファクタ利得（例えば、環境のタイプ、水面、分離された障害物、等）を表わす。ＣＯＳＴ２３１及びハラ・オクムラモデルは、経験的無線伝播モデルの他の例である。これらの経験的な無線伝播モデルは、上述したオクムラモデルに基づくか又はそれと同様であるが、異なる係数及び成分を含む異なる方程式を有する。
ある実施形態では、１３０２において、ワイヤレス通信ネットワークにより地理的領域に生じる信号伝播がシミュレーションされる。例えば、ワイヤレス通信ネットワークは、セルラーネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、又は別のタイプのワイヤレスネットワークである。そのような実施形態では、シミュレーションは、ワイヤレス通信ネットワークにより発生されるスペクトル電力のシミュレーション空間分布（例えば、セルラーネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、又は別のタイプのワイヤレス通信ネットワークにより発生されるスペクトル電力のシミュレーション空間分布）を生成する。
１３０４において、地理的領域でワイヤレス信号が検出される。ワイヤレス信号は、例えば、地理的領域にわたって分散されたワイヤレスセンサ装置により検出される。例えば、図１に示すワイヤレスセンサ装置１１０のネットワークの全部又は幾つかを使用して、ワイヤレス信号が測定される。ある実施形態では、測定されたワイヤレス信号は、高周波（ＲＦ）信号又は他の周波数レンジのワイヤレス信号を含む。ワイヤレス信号は、地理的領域の全部又は一部分にわたって分散されたセンサ位置のアレイにおいて検出される。ある場合に、各センサ装置は、各位置のセンサ装置で検出されたワイヤレス信号に基づいて各位置のローカルパラメータ（例えば、ローカルスペクトル電力測定値）を識別する。各センサ装置で識別されたローカルパラメータは、地理的領域における特定位置で検出されたワイヤレス信号の属性（例えば、電力）を表わす。ワイヤレスセンサ装置で識別されるパラメータは、ワイヤレス信号のパラメータを含む。例えば、このパラメータは、スペクトルの周波数分布、１つ以上の周波数又は帯域巾のスペクトル電力、信号の質（例えば、信号対雑音比、等）、スループット、地理的領域におけるユーザ又は信号源の数、又は他のタイプのパラメータを含む。
ある実施形態では、各ワイヤレスセンサ装置により識別されたパラメータは、ワイヤレスセンサ装置からリモートシステムへ送信される。例えば、図１に示すワイヤレスセンサ装置１１０は、各ワイヤレススペクトル監視位置においてワイヤレススペクトルの使用を同時に監視し、検出されたワイヤレス信号のパラメータを識別し、そしてそのパラメータを（あるケースでは、付加的なデータと共に）データアグリゲーションシステム１１５へ送信する。あるケースでは、パラメータは、時間及び位置情報と共に、例えば、パラメータに関連した時間を示すタイムスタンプ、パラメータに関連した位置を示す装置又は位置識別子、等と共に、送信される。
ワイヤレスセンサ装置のネットワークにより識別されたパラメータ及びその関連データは、中央データベース（例えば、図２に示すデータ分析システム２３６又は別のタイプのコンピューティングシステム）において集計される。
ある実施形態において、センサ位置のアレイからのワイヤレス信号測定値（例えば、ローカルスペクトル電力測定値又は他のパラメータのローカル測定値）が集計されて、測定空間分布を形成する。例えば、センサ位置のアレイからのローカルスペクトル電力測定値が集計されて、地理的領域に対するスペクトル電力の測定空間分布を形成することができる。センサ位置のアレイは、一次元、二次元又は三次元グリッド（各グリッド点が空間座標のセットに関連している）を形成し、そしてスペクトル電力の測定空間分布は、二次元又は三次元グリッドの各グリッド点に対する信号電力の測定値を含む。センサ位置のアレイは、シミュレーション位置のアレイとは異なる。例えば、センサ位置のアレイは、シミュレーション位置とは独立して決定され、そしてある領域又は全ての領域においてシミュレーション位置のアレイより希薄であってもよいし濃密であってもよい。ある場合に、センサ位置のアレイは、全地理的領域をカバーするか、又は地理的領域の一部分だけをカバーする。センサ位置のアレイは、均一に、非均一に、規則的なパターンで、或いは不規則又はランダムな配置で分散される。図５Ａに示すデータポイント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄにより表わされた測定空間分布は、地理的領域のスペクトル電力の測定空間分布の一例であり、これは、１つ、２つ又は３つの空間次元にわたって適用される。
ある実施形態では、１３０４において、ワイヤレス通信ネットワークにより地理的領域で生成された信号が測定される。例えば、ワイヤレス通信ネットワークは、セルラーネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、又は１３０２においてシミュレーションされる別のタイプのワイヤレスネットワークである。そのような実施形態では、測定は、ワイヤレス通信ネットワークにより生成されたスペクトル電力の測定空間分布（例えば、セルラーネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、又は別のタイプのワイヤレス通信ネットワークにより生成されるスペクトル電力の測定空間分布）を生成する。ある実施形態では、ワイヤレスセンサ装置は、多数の個別のネットワーク規格又はフォーマットのいずれかに従ってフォーマットされるネットワーク信号を受動的に監視する。例えば、ワイヤレスセンサ装置は、ネットワーク内で動作する装置間で交換される信号を受信するが、それら装置及びネットワークへ信号を送信したり又はそこからサービスを要求したりしない。
１３０６において、シミュレーションされた分布が測定された分布と比較される。例えば、パラメータ（例えば、スペクトル電力、信号の質、スループット、ユーザの数、等）のシミュレーション空間分布が同じパラメータの測定空間分布と比較される。この例では、１３０２における信号伝播のシミュレーションからシミュレーション分布が得られ、そして１３０４における信号測定から測定分布が得られる。例えば、シミュレーション分布及び測定分布は、図２に示すデータ分析システム２３６のようなコンピュータシステム、又は別のタイプのコンピューティングシステムによって得ることができる。分布を得るコンピュータシステムは、例えば、アルゴリズムに従って分布を処理することにより比較を遂行する。
ある実施形態では、地理的領域内の複数の位置の各々に対してシミュレーション分布と測定分布との間の差を識別することにより、シミュレーション分布が測定分布と比較される。一例として、地理的領域の特定位置又はその付近で測定されたスペクトル電力の測定値が、地理的領域の同じ位置又は近傍の位置に対してシミュレーションされたスペクトル電力のシミュレーション値から差し引かれる。図５Ａ及び図５Ｂに示す差の値５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃ、５１４ｄは、スペクトル電力の測定値をスペクトル電力のシミュレーション値から差し引くことにより識別される差の一例である。
ある実施形態では、シミュレーション分布は、ワイヤレス通信ネットワークにより生成される信号伝播のシミュレーションを表わし、そして測定分布は、ワイヤレス通信ネットワークにより生成される信号伝播の測定値を表わす。例えば、セルラーネットワークのシミュレーションにより得られるスペクトル電力のシミュレーション空間分布は、動作中にセルラーネットワークにより生成されるスペクトル電力の測定空間分布と比較される。このように、比較は、ワイヤレス通信ネットワークのシミュレーション動作と、ワイヤレス通信ネットワークの実際に観察される動作との間の相違を識別する。
１３０８において、シミュレーション分布が変更又は更新される。例えば、ワイヤレス信号のスペクトル電力又は別のパラメータのシミュレーション空間分布は、１３０６において遂行される比較に基づいて変更される。ある実施形態では、シミュレーション分布と測定分布との間の差に基づいて、地理的領域のエラーメッシュが生成される。例えば、このエラーメッシュは、差が識別された位置ごとに識別される差を補間することにより生成される。図５Ｂに示す補間差曲線は、測定分布とシミュレーション分布との間の差を補間することにより生成されるエラーメッシュの例であり、これは、１つ、２つ又は３つの空間次元にわたって適用される。シミュレーション分布は、例えば、エラーメッシュをシミュレーション分布から差し引くことで変更される。例えば、図５Ｃに示す変更空間分布５１８は、補間差曲線５１６をシミュレーション空間分布５１２から差し引くことで計算される。図５Ｃに示す例は、１つ、２つ又は３つの空間次元にわたって適用される。
ある実施形態では、スペクトル電力の分布、又はワイヤレス信号の別のパラメータは、ワイヤレスセンサ装置による更新測定に基づいて更新される。例えば、各ワイヤレスセンサ装置は、ワイヤレスセンサ装置により検出されたローカルパラメータの更新値又はリフレッシュ値を周期的に与え、そしてその更新値又はリフレッシュ値を使用して、測定分布が更新される。その更新された測定分布から、シミュレーション分布が、例えば、リアルタイムで、周期的間隔で、又は別の時間スキームに従って、動的に更新される。このように、プロセス１３００又はプロセス１３００の動作は、ワイヤレスセンサ装置からの最新の測定パラメータに基づいてシミュレーション分布を動的に更新及び修正するように繰り返される。
１３１０において、更新又は変更された分布を使用して、例えば、地理的領域におけるワイヤレス信号伝播が分析される。あるケースでは、スペクトル電力の変更又は更新された空間分布を使用して、信号伝播のシミュレーションに使用する信号伝播方法の精度又は質が分析される。あるケースでは、スペクトル電力の変更又は更新された空間分布を使用して、例えば、セルラーネットワークのようなワイヤレス通信ネットワークの動作が分析される。例えば、スペクトル電力の変更された空間分布を使用して、ワイヤレス通信ネットワークによりサービスされ又はサービスできるカバレージエリアにおけるギャップが識別される。あるケースでは、分析がフィードバックとしてワイヤレス通信ネットワークに対して行われ、そしてワイヤレス通信ネットワークは、その分析を、ワイヤレス通信ネットワークの性能改善に、又は他の目的で、使用することができる。
本明細書に述べる動作の幾つかは、コンピュータシステム、例えば、１つ以上のコンピュータ読み取り可能なストレージ装置に記憶されるか又は他のソースから受け取ったデータで動作する１つ以上のデータ処理装置を備えたコンピュータシステムにより遂行される動作として実施することができる。「データ処理装置」という語は、例えば、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、システムオンチップ、或いはそれらの複数のもの又は組み合せを含めて、データを処理する全ての種類の装置、デバイス及びマシンを包含する。装置は、特殊目的論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を備えている。又、装置は、ハードウェアに加えて、当該コンピュータプログラムに対する実行環境を生成するコード、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、クロスプラットホームランタイム環境、バーチャルマシン、或いはそれらの１つ以上の組み合せを構成するコードも備えている。装置及び実行環境は、ウェブサービス、分散型コンピューティング及びグリッドコンピューティングインフラストラクチャーのような種々の異なるコンピューティングモデルインフラストラクチャーを実現することができる。
コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト又はコードとしても知られている）は、コンパイル又は解釈型言語、宣言型又は手続き型言語を含めて、任意の形式のプログラミング言語で書くことができ、そしてスタンドアローンプログラム又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン、オブジェクト、又はコンピューティング環境で使用するのに適した他のユニットを含めて、任意の形態で展開される。コンピュータプログラムは、ファイルシステムのファイルに対応するが、そうである必要はない。プログラムは、当該プログラム専用の単一ファイル又は多数の整合型ファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラム又はコードの部分を記憶するファイル）に他のプログラム又はデータ（例えば、マークアップ言語文書に記憶された１つ以上のスクリプト）を保持するファイルの一部分に記憶される。コンピュータプログラムは、１つのコンピューティング装置、或いは１つのサイトに配置されるか又は多数のサイトを横切って分散されそして通信ネットワークで相互接続された多数のコンピュータにおいて実行されるように展開される。
本明細書で述べるプロセス及びロジックフローの幾つかは、入力データに対して動作して出力を発生することによりアクションを遂行するために１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラマブルプロセッサにより遂行される。又、プロセス及びロジックフローは、特殊目的のロジック回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）により遂行され、又、装置は、そのような回路として実施することができる。
コンピュータプログラムを実行するのに適したプロセッサは、例えば、汎用及び特殊目的マイクロプロセッサ、並びに任意の種類のデジタルコンピューティング装置の１つ以上のプロセッサを含む。一般的に、プロセッサは、リードオンリメモリ又はランダムアクセスメモリ又はその両方からインストラクション及びデータを受け取る。コンピューティング装置は、典型的に、インストラクションに従ってアクションを遂行するためのプロセッサ、及びインストラクション及びデータを記憶するための１つ以上のメモリ装置を備えている。一般的に、コンピューティング装置は、データを記憶するための１つ以上のストレージ装置も備え、或いはそこからデータを受け取り又はそこへデータを転送し或いはその両方を行うように作動的に結合される。しかしながら、コンピューティング装置は、そのような装置を有する必要はない。更に、コンピュータは、別の装置、例えば、幾つか挙げると、移動電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、移動オーディオ又はビデオプレーヤ、ゲームコンソール、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信器、又はポータブルストレージ装置（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュ装置）に埋め込まれる。コンピュータプログラムインストラクション及びデータを記憶するのに適した装置は、一例として、半導体メモリ装置、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリ装置を含めて、全ての形式の不揮発性メモリ、媒体及びメモリ装置；磁気ディスク、例えば、外部ハードディスク又は取り外し可能なディスク；磁気・光学ディスク；並びにＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む。プロセッサ及びメモリは、特殊目的論理回路により補足されるか、又はそこに合体される。
ユーザとの対話を与えるため、本明細書で述べる要旨は、ディスプレイ装置、例えば、ユーザに情報を表示するためのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）スクリーン、及びユーザがコンピュータへ入力を与えることができるようにするキーボード及びポインティング装置、例えば、タッチスクリーン、スタイラス、マウス、等を有するコンピュータにおいて具現化される。他の種類の装置を使用して、ユーザとの対話を与えることもでき、例えば、ユーザに与えられるフィードバックは、任意の形式の感覚フィードバック、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバックであり、そしてユーザからの入力は、音響、スピーチ又は触覚入力を含む任意の形態で受け取られる。更に、コンピューティング装置は、ユーザにより使用される装置にドキュメントを送信し及びそこからドキュメントを受け取ることにより、例えば、ウェブブラウザから受け取られた要求に応答してユーザのクライアント装置のウェブブラウザへウェブページを送信することにより、ユーザと対話することができる。
本明細書で述べる要旨の幾つかは、バックエンドコンポーネント、例えば、データサーバーを含むか、又はミドルウェアコンポーネント、例えば、アプリケーションサーバーを含むか、或いはフロントエンドコンポーネント、例えば、グラフィックユーザインターフェイスを有するクライアントコンピューティング装置、又は本明細書に述べる要旨の具現化にユーザが関与できるようにするウェブブラウザを含むか、或いは１つ以上のそのようなバックエンド、ミドルウェア又はフロントエンドコンポーネントの組み合せを含むコンピューティングシステムにおいて具現化される。システムのコンポーネントは、デジタルデータ通信の任意の形式の媒体、例えば、データネットワークにより相互接続される。
コンピューティングシステムは、クライアント及びサーバーを備えている。クライアント及びサーバーは、一般的に、互いに離れており、そして典型的に、データネットワークを通して対話する。クライアント及びサーバーの関係は、各コンピュータで実行され且つ互いにクライアント／サーバー関係を有するコンピュータプログラムによって生じる。ある実施形態では、サーバーは、クライアント装置にデータを送信する。クライアント装置で生成されたデータは、クライアント装置からサーバーで受け取られる。
本明細書は、多数の細部を含むが、それらは、請求の範囲を限定するものと解釈されてはならず、むしろ、特定例に特有の特徴の説明である。本明細書において個別の実施形態に関連して述べる幾つかの特徴は、結合することもできる。逆に、単一の実施形態に関連して述べる種々の特徴は、多数の実施形態において別々に又は適度な小結合で実施することもできる。
以上、多数の実施例について述べた。しかし、種々の変更がなされ得ることを理解されたい。従って、特許請求の範囲内には他の実施形態も含まれる。
１００：ワイヤレススペクトル分析システム
１０５：セル
１１０：ワイヤレスセンサ装置
１１５：データアグリゲーションシステム
１２０：ベースステーション
２００：ワイヤレススペクトル分析システム
２０２、２０４：ローカルネットワーク
２０６：ワイドエリアネットワーク
２１２：ワイヤレス
２１４：ワイヤライン
２２０：ＩＰネットワーク
２３０：メインコントローラ
２３２：ワイヤレスセンサ装置のソフトウェア
２３４：ソフトウェア更新モジュール
２３８：データインターフェイス
３００、３５０、４００：ブロック図
６００：ワイヤレスセンサ装置
６１０：ハウジング
６１２：ＲＦインターフェイス
６２０：電源管理サブシステム
６２２ａ：アンテナ
６２４、６２８：受動的素子
６２６：能動的素子
６３０：ＳＩサブシステム
６４０：ＣＰＵ
６４２：入力／出力インターフェイス
６４４：３Ｄ方向センサ
６４８：ＧＰＳインターフェイス
６５０：メモリ
７００：ＳＩ信号経路
７０２：信号
７０５：スペクトル分析サブシステム
７０６：フィルタされた信号
７０８：増幅された信号
７１０：ＲＦインターフェイス
７２０：ＲＦマルチプレクサ
７２２：アンテナ
７３８、７４８：ＲＦ校正（ｃａｌ）トーン
７６０：ＤＳＰスペクトル分析エンジン
７７０：ＲＦ校正（ｃａｌ）トーンジェネレータ
７８０：フロントエンド制御モジュール
７９０：Ｉ／Ｏ
８００：ＳＩ信号経路
９００：ワイヤレスセンサ装置
１２１０：ワイヤレスセンサ装置
１２２０：バス

Claims (25)

  1. 地理的領域のスペクトル電力のシミュレーションされた空間分布をコンピュータシステムで得、そのシミュレーション空間分布は、地理的領域におけるワイヤレス信号伝播のシミュレーションに基づくものであり、
    地理的領域のスペクトル電力の測定された空間分布をコンピュータシステムで得、その測定空間分布は、地理的領域におけるワイヤレスセンサ装置による測定に基づくものであり、各ワイヤレスセンサ装置は、そのワイヤレスセンサ装置により検出されるワイヤレス信号に基づいてローカルスペクトル電力測定を行うように構成され、及び
    コンピュータシステムの動作により前記シミュレーション空間分布を前記測定空間分布と比較する、
    ことを含むスペクトル分析方法。
  2. 前記シミュレーション空間分布は、無線伝播モデルにより生成される、請求項１に記載のスペクトル分析方法。
  3. 前記シミュレーション空間分布は、地理的領域におけるワイヤレス通信ネットワークにより生成されたワイヤレス信号伝播のシミュレーションに基づく、請求項１に記載のスペクトル分析方法。
  4. 前記ワイヤレス通信ネットワークは、セルラーネットワークを含み、そして前記方法は、そのセルラーネットワークにより生成されたスペクトル電力のシミュレーション空間分布を地理的領域におけるスペクトル電力の測定空間分布と比較することを含む、請求項３に記載のスペクトル分析方法。
  5. 前記ワイヤレス通信ネットワークは、セルラーネットワークを含み、そして前記ワイヤレスセンサ装置は、多数の個別のセルラーネットワーク規格のいずれかに従ってフォーマットされるセルラーネットワーク信号を受動的に監視するように構成される、請求項３に記載のスペクトル分析方法。
  6. セルラーネットワークにおいて交換されるＲＦ信号を受動的に監視することは、セルラーネットワークに信号を送信したりセルラーネットワークからサービスを要求したりせずにＲＦ信号を受信することを含む、請求項５に記載のスペクトル分析方法。
  7. 前記比較に基づいて前記シミュレーション空間分布を変更することを含む、請求項１から６のいずれかに記載のスペクトル分析方法。
  8. 前記シミュレーション空間分布を変更することは、
    地理的領域内の複数の位置に対して、前記シミュレーション空間分布と前記測定空間分布との間の差を識別し、
    前記複数の位置に対する差を空間的に補間することにより地理的領域のエラーメッシュを発生し、及び
    前記エラーメッシュに基づいて前記シミュレーション空間分布を変更する、
    ことを含む、請求項７に記載のスペクトル分析方法。
  9. 地理的領域のスペクトル電力の更新された測定空間分布を得、その更新された測定空間分布は、前記ワイヤレスセンサ装置による更新された測定値に基づくものであり、及び
    前記更新された測定空間分布に基づいてシミュレーション空間分布を動的に変更する、ことを含む、請求項７に記載のスペクトル分析方法。
  10. 前記変更されたシミュレーション空間分布のグラフィック表現を生成することを含む、請求項７に記載のスペクトル分析方法。
  11. 前記ワイヤレスセンサ装置の動作により複数のワイヤレススペクトル監視位置においてワイヤレススペクトル使用を同時に監視し、
    各ワイヤレスセンサ装置から、ローカルスペクトル電力測定値を送信し、及び
    前記ワイヤレスセンサ装置から送信されたローカルスペクトル電力測定値を集計する、ことを更に含む、請求項１から１０のいずれかに記載のスペクトル分析方法。
  12. 地理的領域内の位置に対するローカルスペクトル電力測定値を受け取るように構成された通信インターフェイスを備え、前記ローカルスペクトル電力測定値は、その位置のワイヤレスセンサ装置で検出されたワイヤレス信号に基づきワイヤレスセンサ装置により生成されるものであり、及び
    データ処理装置を更に備え、このデータ処理装置は、
    地理的領域のスペクトル電力のシミュレーションされた空間分布を得、そのシミュレーション空間分布は、地理的領域におけるワイヤレス信号伝播のシミュレーションに基づくものであり、
    地理的領域のスペクトル電力の測定された空間分布を得、その測定空間分布は、ワイヤレスセンサ装置により生成されるローカルスペクトル電力測定値に基づくものであり、及び
    前記シミュレーション空間分布を前記測定空間分布と比較する、
    ことを含む動作を遂行するように構成された、スペクトル分析システム。
  13. ワイヤレスセンサ装置を更に備えた、請求項１２に記載のスペクトル分析システム。
  14. 前記シミュレーション空間分布は、地理的領域におけるセルラーネットワークにより生成されたワイヤレス信号伝播のシミュレーションに基づくものであり、そして前記ワイヤレスセンサ装置は、多数の個別のセルラーネットワーク規格のいずれかに従ってフォーマットされるセルラーネットワーク信号を受動的に監視するように構成される、請求項１３に記載のスペクトル分析システム。
  15. 各ワイヤレスセンサ装置は、
    そのワイヤレスセンサ装置の周りのローカルワイヤレス環境においてＲＦ信号を検出するように構成された高周波（ＲＦ）インターフェイス、
    前記ＲＦ信号を処理しそしてローカルスペクトル電力測定値を生成するように構成された信号分析サブシステム、及び
    前記ローカルスペクトル電力測定値をリモートシステムへ送信するよう構成された通信インターフェイス、
    を備えている、請求項１３又は１４の記載のスペクトル分析システム。
  16. 各ワイヤレスセンサ装置は、前記ＲＦインターフェイス、信号分析サブシステム、通信インターフェイス、及び電源を収容する専用ハウジングを備え、前記電源は、前記ＲＦインターフェイス、信号分析サブシステム、及び通信インターフェイスに電力供給するように構成される、請求項１５に記載のスペクトル分析システム。
  17. 前記シミュレーション空間分布は、無線伝播モデルにより生成される、請求項１２ないし１６のいずれかに記載のスペクトル分析システム。
  18. 前記動作は、前記比較に基づいて前記シミュレーション空間分布を変更することを含む、請求項１２ないし１６のいずれかに記載のスペクトル分析システム。
  19. 前記シミュレーション空間分布を変更することは、
    地理的領域内の複数の位置に対して、前記シミュレーション空間分布と前記測定空間分布との間の差を識別し、
    前記複数の位置に対する差を空間的に補間することにより地理的領域のエラーメッシュを発生し、及び
    前記エラーメッシュに基づいて前記シミュレーション空間分布を変更する、
    ことを含む、請求項１８に記載のスペクトル分析システム。
  20. 前記動作は、
    地理的領域のスペクトル電力の更新された測定空間分布を得、その更新された測定空間分布は、前記ワイヤレスセンサ装置による更新された測定値に基づくものであり、及び
    前記更新された測定空間分布に基づいてシミュレーション空間分布を動的に変更する、ことを含む、請求項１８に記載のスペクトル分析システム。
  21. 前記動作は、前記変更されたシミュレーション空間分布のグラフィック表現を生成することを含む、請求項１８に記載のスペクトル分析システム。
  22. 地理的領域にわたる個別の位置に対するローカルスペクトル電力測定値を、その個別の位置で検出されたワイヤレス信号に基づいて生成するための手段、及び
    コンピューティングシステムを更に備え、このコンピューティングシステムは、
    地理的領域のスペクトル電力のシミュレーションされた空間分布を得、そのシミュレーション空間分布は、地理的領域におけるワイヤレス信号伝播のシミュレーションに基づくものであり、
    地理的領域のスペクトル電力の測定された空間分布を得、その測定空間分布は、ローカルスペクトル電力測定値に基づくものであり、及び
    前記シミュレーション空間分布を前記測定空間分布と比較する、
    ことを含む動作を遂行するように構成された、ワイヤレス監視システム。
  23. 前記コンピューティングシステムは、前記ローカルスペクトル電力測定値を受け取るように構成された通信インターフェイス、及び前記シミュレーション空間分布を前記測定空間分布と比較するように構成されたデータ処理装置を備えている、請求項２２に記載のシステム。
  24. 前記シミュレーション空間分布は、無線伝播モデルにより生成される、請求項２２又は２３に記載のシステム。
  25. 前記動作は、前記比較に基づき前記シミュレーション空間分布を変更することを含む、請求項２２又は２３に記載のシステム。
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