JP5642267B2 - 遅延に敏感なアプリケーションのために認知マルチ中継システムに於いてバッファを活用する方法 - Google Patents

Description

［優先権の主張］
本出願は、２０１０年６月９日出願、米国仮特許出願番号６１／３５２，９４２「遅延に敏感なアプリケーションのための認知マルチ中継システムに於いてバッファを最大限に活用する方法」及び、２０１１年５月２５日出願、米国特許出願番号１３／１１５、６５０「遅延に敏感なアプリケーションのための認知マルチ中継システムに於いてバッファを最大限活用する方法」に関して優先権を主張する。前記出願のすべては引用することにより本明細書の一部となすものとする。

［発明の分野］
本開示はワイヤレスネットワークに於ける認知及び協調送信を備える（但し、これに限定する訳ではない）ワイヤレスネットワークに関する。

認知及び協調技術は、次世代ワイヤレスネットワークの設計に於いて２つの核となる要素である。認知送信の核となるアイデアは、１次ユーザ（ＰＵｓ）の通常送信を干渉することなく、時間、周波数、スペクトル領域に於いて主たる通信システムが残した未活用のスペクトルの穴を２次ユーザ（ＳＵｓ）が活用することを許可するというアイデアである。

認知無線（ＣＲ）システムの問題の１つは、１次システムと共有する非効率的なスペクトルである。例えば、大距離で分離されている２次ユーザの間での直接送信は、典型的には、非常に大きな電力消費を要求し、その結果、それに応じてアクセス数が減少し、スペクトル共有効率も低くなる。スペクトル共有効率を高める魅力的な解決策は、認知マルチ中継（ＣＭＲ）システムなどの中継ステーション（ＲＳｓ）と組み合わせた認知無線である。

認知マルチ中継システムは、現在、次の調査領域に大体分類することができる研究課題である：遅延に敏感なアプリケーション、認知マルチ中継システムに於ける１次ユーザの空間バースト性を最大限活用すること、緩衝された認知マルチ中継システムに於ける両面空間ダイバーシティーの利点などである。遅延に敏感なアプリケーションに対する大部分の研究は、マルチホップ認知メッシュネットワークの選択基準や、認知中継システムの停止作業（outage performance）などのこの問題の物理層の局面に絞られてきた。これらの研究は、遅延非感受性アプリケーションを前提としており、平均スループットやエルゴード能力などの物理層（ＰＨＹ）の能力に絞られてきた。しかし、アプリケーションの観点から判断すると、サービス品質（ＱｏＳ）が保証されたリアルタイムサービスは、もっと評価されるだろうし、それは、物理層及びより上位の層の性能に関する同時考察の動機となる。特に、遅延に敏感なアプリケーションについて考察する時、安定領域やエンドツーエンドの平均パケット遅延などのその他のパフォーマンス測定が重要になり、これには、待ち行列理論（遅延の力学）や情報理論（ＰＨＹの力学）などが含まれる。強引なアプローチは、認知マルチ中継システムに於ける待ち行列の複雑な相互作用のために、実行可能な解決策を提供することはできない。

認知マルチ中継システムに於ける１次ユーザの空間バースト性を活用するという状況に於いて、認知マルチアクセスネットワーク遅延や、認知無線ネットワークに於ける遅延最小限日和見的スケジューリングや、１次送信者と２次送信者における待ち行列の力学の分野で分析が行われてきたのと同時に、それらの相互作用がモデル化されてきた。しかしながら、これらの研究は、１次ユーザの受信可能範囲は２次システムよりもずっと広いというシナリオに着目してきた。このシナリオでは、１次ユーザが特定のチャンネルでアクティブな時はいつでも、すべての２次ユーザはサイレントでいるか、他のあいている周波数にホップしなければならず、この場合、１次ユーザの空間バースト性は活用することができない。

緩衝された認知マルチ中継システムに於ける両面の空間ダイバーシティーの利点に関して、様々な調査によると、中継を選択することによって、分散された時空間符号化と同じダイバーシティ次数ははるかに複雑さが減少された状態で達成することができることが明らかにされてきた。Ｎ個の中継ステーションを有する従来の認知マルチ中継システムでは、中継ステーションノードに於ける緩衝は考慮されていない。その結果、標準の復号転送法（ＤＦ）プロトコルは、中継選択スキームと同様に、１つのサイド（情報源―中継リンクや中継―送信先リンク）のＮ次の空間ダイバーシティーの達成しかできない。

上記の欠陥は従来のシステムや技術上のいくつかの問題点の概観を提示することが単に意図されており、網羅することが意図されているわけではない。。従来のシステムや技術のその他の問題や、本明細書に記された様々な非限定的な実施態様の利益は以下の記述を考察すればさらに明らかになるだろう。

以下の記述は、ここに記述したいくつかの局面の基本的理解を提供するために簡単な概要を提示する。この概要は、開示された発明主題の広範な概観ではない。開示された発明主題の重要なあるいは決定的な要素を識別する意図ではないし、開示主題の範囲を記述する意図でもない。その唯一の目的は、以下に提供するより詳細な記述の前段として、開示された発明主題のいくつかのコンセプトを簡単な形式で提示することである。

様々な実施形態によれば、本出願は、認知マルチ中継の受信可能範囲は、１次ユーザの受信可能範囲（例えば、パート７４の装置）よりはるかに大きいというシナリオに関し、それ自体、認知マルチ中継システムで共有する効果的なスペクトルのために１次ユーザの行動の空間バースト性を活用することは非常に重要なことになり得る。例えば、１次ユーザが中継ステーションリンクに対する情報源に影響を与えている時でも、送信先リンクに対するその中継ステーションは有効であり得る。そして、それは空間領域に於ける送信の穴に類似している。更に、認知マルチ中継システムの待ち行列を活用することによって、２次受信器リンクへの中継リンクと同様に中継ステーションリンクに対する２次送信器の信頼性を同時に強化するための中継ステーション選択のダイバーシティを達成することができる。

前述した内容に従って、本出願は、認知マルチ中継で緩衝された復号転送法（ＣＭＦ−ＢＤＦ）システム、方法、及びプロトコルに就いて記述する。本願で開示した認知マルチ中継で緩衝した復号転送システムは、両面選択ダイバーシティーの利益を享受しながら、空間１次ユーザバースト性を活用するために認知送信を動的に調整することができる。それ故に、実質的利得は、中継ステーションの能力を緩衝しない認知マルチ中継復号転送スキームと同様に、従来の復号転送及び直接送信スキーム以上の安定性／遅延性能で得られる。

１つ以上の様々な実施形態によれば、本出願は、第１の隣接中継ステーションから２次受信器に延びる通信リンク又は１セットの通信リンクの評価に少なくとも部分的に基づいて第１の隣接中継ステーションを選択するステップと、２次送信器及び第２の隣接中継ステーションから延びる通信リンクの評価に少なくとも部分的に基づいて第２の隣接中継ステーションを選択するステップとを備える方法であって、第１の隣接中継ステーションは、２次送信器と通信するために、２次受信器によって採用され、第２の隣接中継ステーションは、２次受信器と通信するために２次送信器によって使用されることを特徴とする方法に就いて記述する。

加えて、１つ以上の更なる実施形態によると、本出願は、第１の隣接中継ステーションから２次受信器に延びる通信リンクの評価に少なくとも部分的に基づいて第１の隣接中継ステーションを選択する２次受信器と、２次送信器と第２の隣接中継ステーションから延びる通信リンクの評価に少なくとも部分的に基づいて第２の隣接中継ステーションを選択する２次送信器とを備え、第１の隣接中継ステーションは、２次送信器と通信するために、２次受信器によって採用され、第２の隣接中継ステーションは、２次受信器と通信するために２次送信器によって使用されることを特徴とするシステムを開示している。

更に別の実施形態によれば、本出願は、コンピュータに命令を実行させるコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は：第１の隣接中継ステーションから２次受信器に延びる通信リンクの評価に少なくとも部分的に基づいて第１の隣接中継ステーションを選択するコードと、２次送信器と第２の隣接中継ステーションから延びる通信リンクの評価に少なくとも部分的に基づいて第２の隣接中継ステーションを選択するコードとを含むコンピュータ実行可能な命令であって、第１の隣接中継ステーションは、２次送信器と通信するために２次受信器によって採用され、第２の隣接中継ステーションは、２次受信器と通信するために２次送信器によって使用されることを特徴とするコンピュータ実行可能な命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体に就いて記述する。

更に別の実施態様によれば、本出願は、非空中継ステーションのセットと２次受信器の間のリンク又は２次送信器と非空中継ステーションのセットとの間のリンクに基づいて、非空中継ステーションのセットから最良の中継ステーションを特定するステップと、非空中継ステーションのセットと２次受信器の間のリンクに基づいた非空中継ステーションのセットから、最良の中継ステーションが選択された時、制御チャンネル上の選択された中継ステーションのインデックスを同報通信するステップを含むことを特徴とする方法に就いて開示する。

更なる実施形態によれば、本出願は、非空中継ステーションのセットと２次受信器の間のリンク又は２次送信器と非空中継ステーションのセットの間のリンクに基づいて、非空中継ステーションのセットから最良の中継ステーションを特定する部品を備え、その部品は、非空中継ステーションと２次受信器との間のリンクに基づいた非空中継ステーションのセットから選択された最良の中継ステーションに応答して、制御チャンネル上の選択された中継ステーションのインデックスを同報通信することを特徴とするシステムに就いて記述する。

更なる実施形態によれば、本出願は、コンピュータに命令を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、記コンピュータ実行可能命令は、非空中継ステーションのセットと２次受信器の間のリンク、又は２次送信器と非空中継ステーションのセットとの間のリンクに基づいて、非空中継ステーションのセットから最良の中継ステーションを識別するためのコードと；非空中継ステーションのセットと２次受信器の間のリンクに基づいた非空中継ステーションのセットから、最良の中継ステーションが選択された時、制御チャンネル上の選択された中継ステーションのインデックスを同報通信するためのコードとを含むことを特徴とするコンピュータ読込可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体に就いて記述する。

加えて、さらに別の実施態様によれば、本出願は、２次受信器から肯定応答パケットを受信するステップと；先入れ先出し方法で、無限長のバッファからパケットを消去するステップを含む方法であって、バッファは、中継ステーションと２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされたリンクともう一つ別の中継ステーションと２次受信器の間の他の非１次ユーザがブロックされたリンクと関連したチャンネル利得を上回るチャンネル利得を提示する非１次ユーザがブロックされたリンクに少なくとも部分的に基づいて、２次受信器によって選択された中継ステーションに関連していることを特徴とする方法に就いて記述する。

さらに別の実施形態によれば、本出願は、システムと２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされたリンクと、その他の中継ステーションと２次受信器との間のその他の非１次ユーザがブロックされたリンクにより示されたチャネルゲインを超過するチャネルゲインを有する非１次ユーザがブロックされたリンクとに少なくとも部分的に基づいてシステムを選択した２次受信器から、肯定応答が受信されたかどうかを確認する肯定応答アセッサと、肯定応答が２次受信器から受信されたことを確認する肯定応答アセッサに応答して、先入れ先出し方法で、バッファからパケットを除去するためパケット消去部品とを備えることを特徴とするシステムに就いて開示する。

本出願はまた、コンピュータに命令を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、コンピュータ実行可能命令は、２次受信器から肯定応答パケットを受信するためのコードと、先入れ先出し方法で無限長のバッファからパケットを消去するコートとを含み、中継ステーションと２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされたリンクと、別の中継ステーションと２次受信器の間のその他の非１次ユーザがブロックされたリンクに関連したチャネルゲインを上回るチャネルゲインを提示する非１次ユーザがブロックされたリンクとに少なくとも部分的に基づいて２次受信器によって選択された中継ステーションと、バッファが関連することを特徴とするコンピュータ読込可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体を開示する。

また別の実施形態によれば、本出願はまた、選択された中継ステーションから２次送信器に送られた肯定応答パケットを得るステップであって、選択された中継ステーションは、２次送信器と選択された中継ステーションの間の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに基づいて好ましい中継ステーションであると識別されたのであり、非１次ユーザがブロックされた通信リンクは、２次送信器とその他の選択されない中継ステーションからのその他の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに関連したチャネルゲインを上回るチャネルゲインを有し、選択された中継ステーションは、２次送信器が通信している２次受信器と関連する選択された中継ステーションではない、ステップと、肯定応答パケットを得ることに応答して、２次送信器に関係する待ち行列からパケットを除去するステップとを備えることを特徴とする方法に就いて記述する。

加えて、本出願は、選択された中継ステーションから２次送信器に送信された肯定応答パケットと否定応答パケットを識別する肯定応答決定器であって、選択された中継ステーションは、２次送信器と選択された中継ステーションの間の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに基づく好ましい中継ステーションであるとして特定されたのであり、非１次ユーザがブロックされた通信リンクは、２次送信器とその他の選択されない中継ステーションからのその他の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに関係したチャネルゲインを上回るチャネルゲインを有し、選択された中継ステーションは、２次送信器が通信している２次受信器と関連する選択された中継ステーションではない、肯定応答決定器と、肯定応答パケットの受信に基づいて２次送信器に関連した待ち行列からパケットを除去するパケット除去部品とを含むことを特徴とするシステムに就いて記述する。

更に、本出願はまた、コンピュータに命令を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は、選択された中継ステーションから２次送信器に送られた肯定応答パケットを得るためのコードであって、選択された中継ステーションは、２次送信器と選択された中継ステーションの間の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに基づいて好ましい中継ステーションであると特定されたものであり、非１次ユーザがブロックされた通信リンクは、２次送信器とその他の選択されない中継ステーションからのその他の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに関連したチャネルゲインを上回るチャネルゲインを有し、選択された中継ステーションは、２次送信器が通信している２次受信器と関連する選択された中継ステーションではないコードと、肯定応答パケットを得ることに応答して、２次送信器に関連する待ち行列からパケットを除去するためのコードとを含むことを特徴とするコンピュータ読込可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体に就いて記述する。

次に掲げる記述及び付属する図面は、開示された発明主題の実例となる局面を詳細に説明する。しかし、これらの局面は、本出願の原理が適用される様々な方法のほんの数例しか示していない。開示された発明主題は、それらの局面とその均等物のすべてを包含することを意図している。開示された発明主題の他の利点や特有の特徴は、図面と一緒に考察した時、様々な実施形態の下記の詳細な記述から明らかになるはずである。

本題の開示の非限定的、非包括的な実施形態を次の図面を参考に記述するが、断り書きがない以上、様々な図面に於いて、同じ参照番号は同じ部分について言及している。

ランダムに分散、分配された小領域１次ユーザシステムの認可されたスペクトルに日和見的にアクセスできる大領域認知マルチ中継（ＣＭＲ）システムのブロック図である。 実施形態によって、２次送信器及び／又は２次受信器と共に具備されるか又は結合される２次無線通話器のブロック図である。 ２次ユーザ装置の利益の為に、１次ユーザ装置による通信を過度に干渉することなく、１次通信システムによって残されたスペクトルの穴を日和見的に活用することができる実施形態に基づく２次中継ステーションのブロック図を示す。 実施形態に基づく認知部品の実例のブロック図を示す。 実施形態に基づく知覚部品の実例のブロック図を示す。 実施形態に基づく、２次送信器と中継ステーション、及び中継ステーションと２次受信器の間に確率されたリンクを図示している。 実施形態に基づく、１次ユーザ装置及び／又は２次ユーザ装置から、また１次ユーザ装置及び／又は２次ユーザ装置に対して、それぞれ発散する通信パケットの一般的流れと相互作用を図示している。 ワイヤレス地域エリアネットワークを占有する複数の１次ユーザ装置による送信及び／又は受信を干渉しないで、時間、周波数、又は空間領域に於ける１次通信システムによって残された未使用のスペクトルの穴を活用することに関した様々なプロセスを図示している。 ワイヤレス地域エリアネットワークを占有する複数の１次ユーザ装置による送信及び／又は受信を干渉しないで、時間、周波数、又は空間領域に於ける１次通信システムによって残された未使用のスペクトルの穴を活用することに関した様々なプロセスを図示している。 ワイヤレス地域エリアネットワークを占有する複数の１次ユーザ装置による送信及び／又は受信を干渉しないで、時間、周波数、又は空間領域に於ける１次通信システムによって残された未使用のスペクトルの穴を活用することに関した様々なプロセスを図示している。 ワイヤレス地域エリアネットワークを占有する複数の１次ユーザ装置による送信及び／又は受信を干渉しないで、時間、周波数、又は空間領域に於ける１次通信システムによって残された未使用のスペクトルの穴を活用することに関した様々なプロセスを図示している。 ワイヤレス地域エリアネットワークを占有する複数の１次ユーザ装置による送信及び／又は受信を干渉しないで、時間、周波数、又は空間領域に於ける１次通信システムによって残された未使用のスペクトルの穴を活用することに関した様々なプロセスを図示している。 実施形態に基づく、開示されたシステムや方法を実施するために稼働可能なコンピュータシステムのブロック図を図示している

本明細書に提示するシステム、方法、装置の様々な限定されない実施形態は、２次ユーザ装置の利益のために、１次ユーザ装置による通信を過度に干渉しないで、１次通信システムによって残されたスペクトルの穴を日和見的に活用する。

以下の記述では、これらの実施形態の完全な理解のために、多くの具体的な詳細が記述される。しかし、当業者は、ここに記述された技術は、そのような具体的詳細なしに、あるいはその他の方法や、部品、材料などを用いて実施可能であることを理解するだろう。その他の例では、ある局面が明確でなくなるのを避けるために、公知の構造、材料、又は操作を示さないか、または詳細には記述しない。

この明細書を通して、「１つの実施形態」又は「ある実施形態」を言及した場合、実施形態に関連して記述されるある特定の特徴、構造、特性は、少なくとも１つの実施形態が備えているという意味である。 従って、この明細書を通して様々な場所で述べられる「１つの実施形態で」又は「ある実施形態で」という表現が現れても、必ずしも、同一の実施態様に関して言及している訳ではない。更に、特定の性格、構造、特性は、１つ以上の実施形態に於いて、適する方法で組み合わされる。

この明細書で使われているように、「部品」、「システム」、「インターフェース」等の用語は、コンピュータに関する全体、ハードウエア、ソフトウエア（例えば、実行中）、及び／又はファームウエアに言及することを意図している。例えば、部品は、プロセッサ、プロセッサで稼働するプロセス、対象物、実行ファイル、プログラム、記憶装置、及び／又はコンピュータである。実例として、サーバで稼働するアプリケーション及びサーバは部品となり得る。１つ以上の部品は、１つのプロセスの中に存在可能で、１つの部品は１つのコンピュータに局在させることができ、及び／又は２つ以上のコンピュータの間に分散させることも可能である。

更に、これらの部品は、記憶された様々なデータ構造を有する様々なコンピュータ読込可能な媒体から実行することが可能である。部品は、１つ以上のデータパケット（例えば、ローカルシステム、分散システムにおいて他の部品と相互作用する１つの部品からのデータ、及び／又は、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、広域エリアネットワーク等のネットワークにわたって、信号を介して他のシステムと相互作用する１つの部品からのデータ）を有する信号に従ってローカル及び／又はリモート処理を通してコミュニケートすることができる。

別の例として、部品は、電気又は電子回路によって作動する機械部品によって提供される具体的機能性を有した装置であり、電気又は電子回路は、１つ以上のプロセッサによって実行されるソフトウエアアプリケーション又はファームウエアアプリケーションによって作動され、１つ以上のプロセッサは、装置に対して内部又は外部に存在してもよく、ソフトウエア又はファームウエアアプリケーションの少なくとも一部を実行することができる。更に別の例として、部品は、機械部品無しで、電子部品を介して具体的な機能性を提供する装置であり、電子部品は、電子部品の機能性を、少なくとも部分的に与えるソフトウエア及び／又はファームウエアを実行するために１つ以上のプロセッサを備えることができる。ある局面では、部品は、例えば、クラウドコンピューティングシステム内の仮想的機械を介して、電子部品をエミュレートすることができる。

「典型的な」及び／又は「例証的な」という言葉は、ここでは、例、事例、又は実例という意味で使われる。疑念を避けるために述べると、この明細書に開示された発明主題は、そのような例に限定されない。加えて、ここに「典型的」及び／又は「例証的」として記述された局面や設計は、その他の局面や設計より好ましいかあるいは有利であるとは必ずしも解釈されないし、また当業者にとって公知である均等で典型的な構造や技術を排除する意味ではない。更に、「含む」(includes)、「有する」（has）、「含む」（contains）、及びその他の類似の言葉を詳細な説明又は請求の範囲で使用する限り、その様な用語は、付加的あるいはその他の要素を排除することなく、オープン移行用語としての「備える」（comprising）という用語と同様な方法で、包括的な意図を持っている。

人工知能に基づくシステムを、例えば、明示的及び／又は暗黙に教育された分類子を使用することは、ここに記述されるように、開示された発明主題の１つ以上の局面に従って、推測及び／又は確率的決定及び／又は統計に基づく決定を行うことの関連で採用することができる。例えば、人工知能システムは、認知無線ネットワーク内にランダムに位置している２次送信器や２次受信器のための適切な中継ステーションを選択するために使用でき、この認知無線ネットワークでは、２次受信器と２次送信器は、どの中継ステーションが、中継ステーションと２次受信器の間のリンク、及び２次送信器と中継ステーションの間のリンクの少なくとも一部分に於いて最適な中継ステーションであるか判断することができる。

ここで使われているように、「推測する」又は「推測」という言葉は、一般的に、イベント及び／又はデータを通して獲得した一組の観察から、システム、環境、ユーザ、及び／又は意図について推測するプロセス又は、それらを推測する状態に関して言及している。獲得したデータ及びイベントは、ユーザデータ、装置データ、環境データ、センサから送られたデータ、センサデータ、アプリケーションデータ、暗黙のデータ、明示的なデータなどを含むことができる。推測は、具体的な内容や行動を特定することができ、また、例えば、データやイベントの考察に基づく関心の状態に関して確率分布を生成することができる。

推測はまた、一組のイベント及び／又はデータから高度のイベントを構成するために採用された技術でもある。複数のでき事が時間的に非常に近い関係にあっても、及び、そのイベントやデータが１つ乃至複数のイベント源やデータ源から発生してしていようと、そのような推測が、一組の観察されたイベント及び／又は記憶されたイベントデータから新しいイベントや行動を構成することにつながる。様々な分類スキーム及び／又はシステム（例えば、サポートベクターマシーン、ニューラルネットワーク、エキスパートシステム、ベイジアンネットワーク、ファジー理論、及びデータ融合エンジン）は、ここに開示された発明主題に関して、自動的及び／又は推測される行動を行うことに関して使用することができる。

加えて、開示された発明主題は、その開示された発明主題を実施するためにコンピュータを制御するためのソフトウエア、ファームウエア、ハードウエア、又はそれらの組み合わせを作るための方法、装置、あるいはそのための標準的なプログラム及び／又はエンジニアリング技術を使用した製造品として実現される。ここで使われている「製造品」という言葉は、コンピュータ読込可能装置、コンピュータ読込可能搬送波、又はコンピュータ読込可能メディアからアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することを目的とする。例えば、コンピュータ読込可能メディアは、これに限る訳ではないが、磁気記憶装置、例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストライプ（複数）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（登録商標）（ＢＤ））、スマートカード、フラッシュメモリ装置（例えば、カード、スティック、キードライブ）、及び／又は、記憶装置及び／又は上記のコンピュータ読込可能メディアのうちのどれかをエミュレートする仮想的装置などを含むことができる。

以下の開示を具体的に説明するために、単に解説の目的のために、基本的な認知マルチ中継システムは２次送信器と、２次受信器と、Ｋ個の半二重中継ステーションを備えていると仮定する。２次送信器と中継ステーションの間のリンクは「Ｔ−Ｒリンク」と呼び、中継ステーションと２次受信器の間のリンクを「Ｒ−Ｒリンク」と呼ぶことができる。２次ユーザ送信が原因の干渉領域を減らすために、ビーム幅θラヂアン（rad）、送信器アンテナゲインＧ_ｔでビーム形成するために、アンテナ配列を、２次送信器と中継ステーションの両方に備えると仮定することができる。中継ステーションと２次送信器の両方で信号を受信する時、無指向性アンテナを仮定する。更に、認知マルチ中継システムの送信時間をスロット区分すると仮定する。どのスロットでも、リンクｉｊ^２で（標準化された信号エネルギと共に）信号Ｘを送信するために、電力Ｐ_ｉｊを使用した場合、受信器ｊで受信する信号は、次の様に表現できる：

ここで、ａ（Ｐ_ｉｊ）は指示変数であり、Ｐ_ｉｊの関数である。電力Ｐ_ｉｊを使用したｉからｊへの送信が１次ユーザによってブロックされたかどうかを示し、ａ（Ｐ_ｉｊ）＝０は、その送信がブロックされたことを示し、ａ（Ｐ_ｉｊ）＝１はそうではないことを示す。ｈ_ｉｊはチャンネルフェージング係数を示し、そのチャンネルフェージング係数は、リンクｉｊ（すなわち、Ｈ_ｉｊ＝｜ｈ_ｉｊ｜^２）の電力利得がパラメータ１と共に指数関数的に分散されるようにフラットレイリーと仮定されている。Ｈ_ｉｊは１つのスロットの中では準静的であるが、完全に同じようにかつ独立して異なるスロットの間に分散されていると仮定される。

は、ｉとｊの間の大規模伝送路損失である。ここで、κ_０とαはそれぞれ、伝送路損失係数と指数である。

はノードｉの近隣のアクティブな１次ユーザすべてから受信した合計信号を意味する。１次ユーザの受信可能範囲ははるかに小さく、２次受信器はいかなるアクティブな１次ユーザの受信可能範囲サービスエリア内にもないと仮定されるので、

は、電力

を有するホワイトノイズは、

と仮定した場合に、受信器ｊ（すなわち、

）のホワイトガウスノイズであるとして取り扱うことができる。更に、リンクｉｊに於ける同時受信された信号対干渉とノイズ比（ＳＩＮＲ）は、

は送信器電力に関係なく一定であるという条件の下で、

として規定できる。

更にまた、１次ユーザは密度ρの２次元平面の上に均等に及び／又はランダムに分散していると仮定する。Ｓ_ｉ＝１がＯＮ状態（例えば、１次ユーザはアクティブ）を示し、逆にＳ_ｉ＝０がＯＦＦ状態（例えば、１次ユーザがアイドル状態）を示す条件の下で、ｉ番目の１次ユーザのアクティビティはＯＮ−ＯＦＦ状態変数Ｓ_t＝０，１によって提供することができる。Ｎ番目の１次ユーザ（Ｓ_１，…，Ｓ_Ｎ）のアクティビティ状態は、完全に同じようにかつ独立して分散されたランダムな変数と仮定することができる。更に、１次ユーザアクティビティ状態は、１つのスロットの中では静的（例えば、

）であって、異なるスロット間では完全に同じようにかつ独立して分散されている。

指示変数ａ（Ｐ_ｉｊ）を使うことによって、リンクｉｊに於ける受信信号対干渉対ノイズ比に対する１次ユーザのアクティビティのインパクトを関係づけることが可能である。電力Ｐ_ｉｊで送信している時、距離Ｄ_ＳＰ離れた位置の１次ユーザによって受信された平均的干渉は、

として表現することができる。干渉レベルが閾値γ_ｔｈよりも高い場合、１次ユーザの送信に対する干渉は、１つの結果となる。

を設定することによって、最大干渉領域の半径は

である。ビーム幅θラヂアン（rad）を有する指向性ビームは、角度

を有するセクターによって近似することができるので、干渉領域のエリアは、

で表すことが可能な角度

と半径Ｄ^＊ _ＳＰを有するセクター領域によって近似させることが可能である。従って、均一分散の仮定によれば、干渉領域の１次ユーザの数は次のように計算することができる：

Ｎ(Ｐ_ｉｊ)の１次ユーザのどれかがアクティブであって、ａ(ＰＰ_ｉｊ)＝０の場合、リンクｉｊの２次ユーザの送信は、「ブロック」される。電力Ｐ_ｉｊを有する２次ユーザの送信がブロックされない確率は、次のように表現することができる：

ここで、

は、送信電力Ｐ_ｉｊに関係ない定数であるが、１次ユーザ密度ρとアクティビティ密度π_０に直接関係する。ステップ（１）は、異なる１次ユーザのための完全に同じようにかつ独立して分散された仮定から発生する。

加えて、２次ユーザシステムからのデータは、各々Ｒビットを有する小さなパケットの中に格納されると更に仮定する。各タイムスロットのために、Ｒよりも大きいことを必要とする最大でも１つのパケットを送信することができる。ノードｉとｊの間でシャノンの定理を使うことは、γ_ｉｊが受信器ｊに於ける信号対干渉対ノイズ比である条件に於いて、Ｉ_ｉｊ＝ｌｏｇ_２(１＋γ_ｉｊ)と表現される。ｐ_{ｓｕｃｃ，ｉｊ}と表される、リンクｉｊ間のパケット送信が成功する確率は、次のように決定される：

ここで、

は、送信電力Ｐ_ｉｊに関係なく、パケットサイズＲとリンクＤ_ｉｊの２つの端部間の距離に直接関係する定数である。ステップ（１）は、式（２）の結果を適用する。

従って、ｄ_ｉｊ，Ｒ，ρ，π_０の所与の一組のために、リンクｉｊ（すなわち、

）間の送信が成功する確率を最大にする

である特異な送信電力が存在する。従って、最適な送信電力は、以下のように表現される：

また、リンクｉｊ間の送信が成功する対応する最適な確率は、次のように表わされる：

ここに、

は、ａに関係する定数である。

図面を参照すると、図１は、ランダムに分散配置された小規模受信可能範囲１次ユーザシステムの認可されたスペクトルに日和見的にアクセスできる大規模受信可能範囲認知マルチ中継（ＣＭＲ）システム１００を表している。大規模受信可能範囲認知マルチ中継システム１００は、郊外の大学キャンパスや町、ほどよい広さの田舎のエリアのためのワイヤレス通信を提供することが可能なワイヤレス地域エリアネットワーク（ＷＲＡＮ）システム１０２を含むことができる。典型的には、ワイヤレス地域エリアネットワークシステム１０２の受信可能範囲エリア又はセルの半径は、２キロメートル以下から１０キロメートルを超す領域が可能である。ワイヤレス地域エリアネットワーク１０２は、この受信可能範囲エリア全体に於ける及び／又はワイヤレス地域エリアネットワークシステム１０２のセル半径内にランダムに位置する多くの１次ユーザ装置（例えば、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈ）を備えている。加えて、ワイヤレス地域エリアネットワーク１０２はまた、多くの中継ステーション１０８Ｘと１０８Ｚと共に２次ユーザ送信器１０６と２次ユーザ受信器１１０を備えている。図１は１つの２次送信器１０６と１つの２次受信器を表しているが、多数の２次送信器と２次受信器をワイヤレス地域エリアネットワークシステム１０２で提供される受信可能範囲エリア全体にランダムに分散することができる。同様に、中継ステーション１０８Ｘと１０８Ｚに関して、２つの中継ステーションのみが、ワイヤレス地域エリアネットワークシステム１０２のセル半径内に存在しているように描かれているが、多くの中継ステーション（例えば、中継ステーション１０８Ｘと中継ステーション１０８Ｚ）は、ワイヤレス地域エリアネットワークシステム１０２の内部に位置することができる。

１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈは、時間領域、周波数領域、又は空間領域のいずれかに於いて、１つ以上の無線通信事業者又は１次通信システムと結合することが可能である。一般的に述べて、その１つ以上の無線通信事業者または１次通信システムは、ワイヤレススペクトルの特定帯域またはサブ帯域の専用使用を保有するか、または、例えば、規制組織によってその専用使用を割り当てられる。従って、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈは、典型的には、１つ以上の無線通信事業者または１次通信システムによって提供された資源（例えば、スペクトル）と緊密に結合しているか、及び／又はその資源を排他的に利用する。当業者には理解されるだろうが、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈによって排他的に割り当てられたワイヤレススペクトルの使用は、割り当てられたワイヤレススペクトルのすべてがいつも完全に利用される必要はないので、非常にムダであり非効率的になる可能性がある。事実、ワイヤレススペクトルがどの程度、現在、使われているか調べるために行った調査では、ある無線チャンネルは、時間の１パーセント以下しか使われず、すべての周波数帯域に於ける平均占有率は、単に５．２パーセントであることが分かった。また、その調査によれば、１つの測定期間内の、例えば、３０−３００ＭＨｚのサブ帯域に於けるニューヨーク市の最大トータルスペクトル占有率は、驚くべきではあるが、たった１３．１パーセントであり、使用のピーク時間でも、公共帯域のスペクトルに複数の空き領域が発見されることが明らかになった。

１次ユーザ装置１０４Ａ、１次ユーザ装置１０４Ｄ及び１次ユーザ装置１０４Ｈは、網掛表示されており、これらの１次ユーザ装置は、特定の無線通信事業者又は特定の１次通信システムに排他的に関係しているが、現在、非活性となることが可能で、それ故に、無線通信事業者または１次通信システムによって提供される施設を使用してはいない。例えば、１次ユーザ装置１０４Ａ、１次ユーザ装置１０４Ｄ、及び／又は１次ユーザ装置１０４Ｈは、一時的非活性ユーザ（例えば、電源を切っている装置及び／又は１次通信システムによって提供されたスペクトル資源を使用して現在、受信／送信していない装置）に結合することができる。

２次送信器１０６と２次受信器１１０は、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈによる通常の送信を干渉することなく、時間領域、周波数領域、または空間領域のいずれかに於いて１次通信システム又は１つ以上の無線通信事業者によって残された未使用のスペクトルの穴を日和見的に活用する装置になることが可能である。それ故に、２次送信器１０６及び／又は２次受信器１１０は、スペクトルスプール処理及び／又は日和見的スペクトルアクセス（ＯＳＡ）などの実際的なダイナミックスペクトルアクセススキームを採用することができる。

中継ステーション１０８Ｘ、１０８Ｚは１つ以上の１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈ及び／又は２次送信器（例えば、２次送信器１０６）からの信号及び／又はパケットを受信し、受信した信号及び／又はパケットを同じ周波数又は異なる周波数のいずれかで、
２次受信器１１０又は１つ以上の１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈのような受信装置に
再同報通信するする装置であり得る。典型的には、中継ステーション１０８Ｘ、１０８Ｚは、有線／無線通信ネットワークのセグメント間でパケット、フレーム及び／又は信号を移動させる又は転送する相互接続装置であり、通常、１つの形式でパケット、フレーム及び／又は信号を受信することができ、その後、異なる形式で、受信したパケット、フレーム及び／又は信号を再送信することができる。一般的に、中継ステーション１０８Ｘと中継ステーション１０８Ｚは、２次送信器１０６のような送信器からのパケット、フレーム及び／又は信号を受信し、受信した信号を増幅して、信号の周波数をシフトし、周波数をシフトした信号を再同報通信する。再同報通信された周波数をシフトした信号は、別の中継ステーションで受信することができ、その別の中継ステーションでは、必要ならば、信号の更なる増幅、周波数シフト、再同報通信を行うことができ、あるいは、周波数シフトした信号は、２次受信器１１０のような２次受信器で受信され得る。

指摘されるように、中継ステーション１０８Ｘと中継ステーション１０８Ｚは、解説し易くするために、２次送信器１０６と２次受信器１１０と結合され、及び通信しているように図示されている。中継ステーション１０８Ｘと中継ステーション１０８Ｚは、同様の適用性で、１次送信器と受信装置（例えば、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈ）と通信状態にあることが可能である。従って、中継ステーション１０８Ｘ、１０８Ｚは、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈと２次ユーザ装置（例えば、２次送信器１０６と２次受信器１１０）の両方によって、同時に採用され得る。

１次ユーザ装置（例えば、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈ）と２次送信器１０６と２次受信器１１０）との関連で、これらの装置の典型的な例は、携帯機器、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡｓ）、タブレットコンピュータ／通信装置、一般ユーザ及び／又は商用の有線／無線装置、及び、有線／無線ルータ、有線／無線ハブ、有線／無線アクセスポイント、コンピュータ（例えば、デスクトップ、ラップトップ、ネットブック）などの電子部品、などを含む。

図２は、２次送信器１０６及び／又は２次受信器１１０と共に具備されているか結合している２次無線通話器２０２を図示している。２次無線通話器２０２は、送信サイドと受信サイドを備えることが可能である。２次無線通話器２０２の受信サイドは、受信アンテナアレイ２０４によって提供される複数の受信アンテナを介して、１つ以上の中継ステーション（例えば、中継ステーション１０８Ｘ及び／又は中継ステーション１０８Ｚ）からの信号を受信する受信器２０８を備えることができる。受信器２０８は、受信アンテナアレイ２０４からの情報を受信することが可能で、受信した情報を復調する復調器２１０と動作可能に結合されている。受信器２０８で受信された情報を分析すること、及び／又は送信器２１２で送信するための情報を生成するためのプロセッサや、２次無線通話器２０２の１つ以上の部品を制御するプロセッサ、及び／又は受信器２０８が受信した情報を分析して、送信器２１２が送信するための情報を生成し、２次無線通話器２０２の１つ以上の部品を制御するプロセッサであって、中継ステーション１０８Ｘ又は中継ステーション１０８Ｚ（又は異なる中継ステーション（図示せず））へ送信されあるいはこれらの中継ステーションから受信されるべきデータ、及び／又はこの明細書に説明した様々なアクションと機能を実施することに関係するその他の適当な情報を記憶するメモリ２２０に接続されているプロセッサ２１８によって、復調されたシンボルは分析され得る。プロセッサ２１８は更に、認知部品２１６に接続されていて、この後記述するように、認知マルチ中継システム（例えば、大規模受信可能範囲認知マルチ中継システム１００）のバッファを活用して、２次ユーザ装置（例えば、２次送信器１０６と２次受信器１１０）へ、及び／又はこの２次ユーザ装置から、遅延感知アプリケーションを有益に発信及び／又は受信する。

２次無線通話器２０２の送信サイドは、送信アンテナアレイ２０６を介して１つ以上の中継ステーション（例えば、中継ステーション１０８Ｘ及び／又は中継ステーション１０８Ｚ）に送信する送信器２１２を備えることができる。典型的には、送信器２１２は、送信器２１２によって、送信アンテナアレイ２０６を介して、中継ステーション１０８Ｘ及び／又は中継ステーション１０８Ｚに送信されるフレームを多重化することができる変調器２１４に接続されている。プロセッサ２１８と離れて描かれているが、認知部品２１６は、プロセッサ２１８又は多数のプロセッサ（図示せず）で一部であり得ると理解すべきである。

ワイヤレス地域アクセスネットワークの受信可能範囲エリア内あるいはセル半径内で稼働可能な複数の中継ステーションの中から最良の中継ステーション（例えば、中継ステーション１０８Ｘ又は中継ステーション１０８Ｚ）を確認し、特定し、選択するために、認知部品２１６は、典型的には、連続して２次無線通話器２０２の受信サイド及び送信サイドに採用され得る。受信器サイド（例えば、２次受信器１１０によって採用されるような）から見ると、認知部品２１６は、非１次ユーザがブロックされたリンク（例えば、選択／特定時には、１次ユーザ装置をサービスしつつ運用上占有されていない運用可能な中継ステーション）を有するワイヤレス地域エリアネットワーク受信可能範囲エリア（例えば、図１に描かれたワイヤレス地域エリアネットワーク１０２）の範囲内の複数の運用可能中継ステーションの中から、最初に１つの中継ステーションを選択し、同時に、非１次ユーザをブロックするすべてのリンクの中で最も大きなチャネルゲインを提供する中継ステーションを選択することができる。この例では、認知部品２１６が、２次無線通話器２０２の受信サイドから見て最良の中継ステーションを確認、特定する場合に採用するリンクは、例えば、中継ステーション１０８Ｚ及び受信器２０８から出るリンク、及びそれらに対するリンクである。

認知部品２１６が、使用する適切な中継ステーション（又は１セットの適切な中継ステーション）を確認すると、変調器２１４、送信器２１２、及び送信アンテナアレイ２０６が提供する施設を通して、認知部品２１６は、選択された中継ステーションのインデックスを制御チャンネルに同報通信することができる。この例では、制御チャンネルは、典型的には、肯定応答及び／又は否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）パケットと選択結果の交信を扱うことが可能な狭帯域制御チャンネルである。

２次無線通話器２０２（例えば、２次送信器１０６によって採用されるような）の送信サイドから見ると、認知部品２１６は、ワイヤレス地域エリアネットワークが提供するセル半径の中のすべての機能的中継ステーションの中から、受信サイドの目的のために認知部品２１６によって特定され選択された中継ステーションを除いて、最良の利用価値のある中継ステーションをピックアップし、選択し、又は特定することができる。それゆえ、認知部品２１６による送信のための適切な中継ステーションの選択は、受信のための適切な中継ステーション、例えば、非１次ユーザがブロックされた送信器２１２に対するリンクを有する中継ステーション及び／又は非１次ユーザがブロックされた送信器２１２及び中継ステーション１０８Ｚへの及びそれらからのすべてのリンクの中で最も大きなチャネルゲインを有する中継ステーションを選択する目的で、認知部品２１６が以前に蓄積した選択された中継ステーションのインデックスに基づくことができるし、又はインデックスの関数となることができる。これに関して後で述べるが、送信のための適切な中継ステーションを選択する観点から、認知部品２１６は、典型的には、受信目的のための正に最良の中継ステーションではなく、送信目的のための二番目に最良である中継ステーションを選択し、その結果、送信より受信を重視する。

前述の両面選択が完了すると、２次無線通話器２０２の受信サイドと送信サイドは、パケットデータの２次送信器１０６からの受信と、２次受信器１１０への送信というそれぞれの目的のために、選択された中継ステーションの間（例えば、２次受信器１１０と中継ステーション１０８Ｚの間のリンク、及び中継ステーション１０８Ｘと２次送信器１０６の間のリンク）の確立されたリンクを利用することができる。

さらに、２次無線通話器２０２による受信と送信のそれぞれの目的のための中継ステーションの両面選択及び／又は結合の後、認知部品２１６は、２次無線通話器２０２の送信サイドと結合する無限長のバッファ又は待ち行列からパケットを除去することの関連でさらに利用され得る。概して、無限長のバッファや２次無線通話器２０２の送信サイドと結合された待ち行列は、先入れ先出し法で稼働することができる。故に、肯定応答（ＡＣＫ）パケットが２次無線通話器２０２の送信サイドと結合された選択された中継ステーションから受信された時に、認知部品２１６は、結合された無限長のバッファと、肯定応答又は否定応答のパケットが送信サイド（例えば、中継ステーション１０８Ｘ）と結合された選択された中継ステーションから受信されたかどうかを確認する部品と協同して、パケットを先入れ先出し法でバッファあるいは待ち行列を除去する。しかし、否定応答（ＮＡＣＫ）パケットが２次無線通話器２０２の送信サイドと関連のある中継ステーションから受信された時、パケットは、典型的には、無限長のバッファ又は２次無線通話器２０２の送信サイドと関係のある待ち行列から取り除かれない。

送信器２１２から選択された中継ステーションまで確立されたリンクを介した送信が成功する確率を最大限にするために、認知部品２１６はまた、送信器２１２に採用されるべき最適な送信電力を確認及び／又は決定することに関係することができる。従って、１つの実施形態では、２次無線通話器２０２の送信器サイドと、選択された中継ステーションの間に確立されたリンクを介して送信が成功する確率を最大限にするために、認知部品２１６は、式（４）として上記の最適送信電力の式：

を採用することができる。

図３は、遅延に敏感なアプリケーションを有益に発信及び／又は受信するために、図１に描かれている大規模受信可能領域認知マルチ中継システムなどの認知マルチ中継システムに於けるバッファの活用を容易及び／又は達成するシステム３００を図示している。システム３００は、１つ以上の１次ユーザ装置（例えば、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈ）と、２次送信器１０６と、２次受信器１１０と、及び／又は受信可能範囲エリア又はワイヤレス地域エリアネットワークシステム１０２のセル半径内で稼働するその他の中継ステーションから、受信送信アンテナアレイ３０４を通して信号を受信する受信器３０６を有する２次中継ステーション３０２を備えている。２次中継ステーション３０２は、受信送信アンテナアレイ３０４を通して、１つ以上の１次ユーザ装置（例えば、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈ）と、２次送信器１０６と、２次受信器１１０と、及び／又はワイヤレス地域エリアネットワークシステム１０２の受信可能範囲エリア内に存在するその他の中継ステーションへ送信する送信器３１０を備えている。受信器３０６は受信送信アンテナアレイ３０４から情報を受信することができ、受信された情報を復調する復調器３０８と動作可能的に結合されている。復調されたシンボルはプロセッサ３１４によって分析されるが、プロセッサ３１４は、受信器３０６によって受信された情報を分析すること及び／又は送信器３１０によって送信される情報を生成するための専用プロセッサか、２次中継ステーション３０２の１つ以上の部品を制御するプロセッサ及び／又は受信器３０６によって受信された情報を分析し、送信器３１０によって送信される情報を生成し、中継ステーション３０２の１つ以上の部品を制御するプロセッサであってもよい。そして、１つ以上の１次ユーザ装置（例えば、１次ユーザ装置１０４Ａ−１０４Ｈ）、２次送信器１０６、２次受信器１１０、及び／又はその他の中継ステーションに送信し、またはそこから受信したりするデータ及び／又はこの明細書に説明した様々なアクションと機能を実施することに関係するその他の適切な情報を記憶するメモリ３１６に接続されている。プロセッサ３１４はさらに、知覚部品３１８に接続され、知覚部品は、後述のように、認知マルチ中継システムの中のバッファの活用を容易にし，及び／又はその活用を達成して、受信可能範囲エリア又はワイヤレス地域エリアネットワークのセル半径内の２次ユーザ装置へ遅延に敏感なアプリケーションを有効的に送信したり、それから受信したりする。変調器３１２は、受信送信アンテナアレイ３０４を通して、１つ以上の１次ユーザ装置、２次送信器１０６、２次受信器１１０及び／又はワイヤレス地域エリアネットワークシステムの受信可能範囲エリア内に存在するその他の中継ステーションに、送信器３１０によって送信されるフレームを多重化することができる。プロセッサ３１４から離れているように描かれているが、知覚部品３１８は、プロセッサ３１４又は多くのプロセッサ（図示せず）の一部となり得ることを理解すべきである。

知覚部品３１８は、現在、ワイヤレス地域エリアネットワークを占有している１次ユーザ装置の通常送信を干渉することなく、時間領域、周波数領域、又は空間領域に於いて１次通信システムが残した未使用のスペクトルの穴を活用する目的で、無限長のバッファや、２次中継ステーション３０２の上で実施されかつ結合された待ち行列を使用し、モニタし、制御することができる。認知部品２１６と同様に、知覚部品３１８は、無限長のバッファ又は２次中継ステーション３０２に結合された待ち行列と、それと共に、受信サービスエリア又はワイヤレス地域エリアネットワークによって提供されたセル半径内に存在する装置（例えば、２次ユーザ装置と１次ユーザ装置）から受信したか又はそれらに送信した肯定応答パケット及び／又は否定応答パケットの交信を扱うために採用可能な狭帯域制御チャネルを、継続的に及び／又は周期的にモニタすることができる。１つ以上の様々な実施態様によれば、先入れ先き出し待ち行列を保持するか、又は管理メカニズムを緩衝しつつ、２次ユーザ通信のために２次中継ステーション３０２を選択した２次受信器からの肯定応答パケット（例えば、狭帯域制御チャネルで受信する）を獲得又は特定する場合、知覚部品３１８は、無限長の待ち行列又は２次中継ステーション３０２と結合されたバッファからパケットを消去するか除去することができる。知覚部品３１８が、適切な中継ステーションを選択する（例えば、すべての非１次ユーザがブロックされたリンクの中から、最良の中継ステーションを特定し、その後制御チャネル上で選択された中継ステーションのインデックスを同報通信する）２次受信器に関して上述した属性に少なくとも一部基づいて、交信する２次中継ステーション３０２を選択又は識別した２次受信器から否定応答パケットを受信した場合、知覚部品３１８は一般的に、２次中継ステーション３０２に関係した無限長のバッファあるいは待ち行列からパケットを取り除かない。

図３に図示された２次中継ステーション３０２は、中継ステーション１０８Ｘ及び／又は中継ステーション１０８Ｚ、あるいは、ワイヤレス地域エリアネットワークシステムのセル半径内のその他の中継ステーションと交信することができることは認識されるべきである。更に、上記の図２−３に関して述べたデータ記憶（例えば、メモリ２２０とメモリ３１６）に関して、データ記憶は揮発性メモリでも不揮発性メモリでもよく、あるいは揮発性、不揮発性メモリの両方を備えていてもよい。限定はしないが実例として、不揮発性メモリには、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ），電気的プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリを含む。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとして稼働するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。限定はしないが実例として、ＲＡＭは多くの形のものが利用可能で、例えば、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、高度ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）とダイレクトランバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ（登録商標））などである。本題のシステム及び方法の各々のメモリ（例えば、メモリ２２０、メモリ３１６）は、限定はしないが、これらのメモリ、及びその他の適するタイプのメモリを備えることが意図されている。

図４は、認知部品２１６のより完全な図４００であるが、認知部品２１６は無限長であり得る送信サイドバッファ４０２とパケット除去部品４０４とを備えることができる。パケット除去部品４０４は、肯定応答決定器４０６が、選択され２次無線通話器２０２の送信サイドに結合された中継ステーションから受信したパケットが肯定応答（ＡＣＫ）パケットであると確認した時、送信サイドバッファ４０２に於いて待ち行列に入れられるか緩衝されたパケットを連続的に及び／又は周期的に除去することができる。上記の様に、除去部品４０４は、先入れ先出しで、送信サイドバッファ４０２からパケットを除去する。よって、最初に送信サイドバッファ４０２に入ったパケットは、最初に送信サイドバッファ４０２から取り除かれる。

図示したように、認知部品２１６は選択部品４０８を備えることができる。選択部品４０８は、２次無線通話器２０２の受信及び／又は送信サイドと結合するために、適当な中継ステーションの選択を行うために採用され得る。１つ以上の様々な実施態様によれば、予期される中継ステーションが非１次ユーザがブロックされたリンクを有するか、及び推定中継ステーションと２次無線通話器（例えば、受信器２０８）の間のリンクは、中継ステーションから２次無線通話器２０２と結合された受信器までの非１次ユーザがブロックされたすべてのリンクに関連して最も大きなチャネルゲインを有しているか、を調査することによって、選択部品４０８は、２次無線通話器２０２の受信サイドで結合する中継ステーションを選択することができる。選択部品４０８が適切な属性を有する候補の１セットの中継ステーションを確認すると、選択部品４０８は中継ステーションのインデックスを同報通信できる。中継ステーションのインデックスは、一般的に、特定された１セットの中継ステーションを制御チャンネル上に含む。

選択部品４０８はまた、２次無線通話器２０２の送信サイドと結合するべく適切な中継ステーションを選択するための同様なプロセスを行うことができる。ここに、選択部品４０８は、次の特性を持っている中継ステーションを特定又は選択するために、例えば中継ステーションの同報通信インデックスを採用することによって、最も利用できる中継ステーションを特定することができる。上記特性を持つ中継ステーションとは、
２次無線通話器２０２と結合した送信器から中継ステーションに延びる非１次ユーザがブロックされたリンクを有する中継ステーションである。そのリンクは、結合された送信器と中継ステーションの間の非１次ユーザがブロックされたすべてのリンクの中で最も大きいチャネルゲインを示すリンクである。また、上記特性を持つ中継ステーションとは、２次無線通話器２０２の受信サイドによって選択された中継ステーションではない中継ステーションである。

例えば、認知部品２１６はまた、送信電力部品４１０と結合することができる。送信電力部品４１０は、２次無線通話器２０２と結合した送信器、及び２次ユーザ送信の目的のために選択された中継ステーションからの確立されたリンクを通した送信の成功率を最大限にするために送信電力を最適化することができる。例えば、送信電力部品４１０は、２次無線通話器２０２の送信サイドと選択された中継ステーションの間に確立されたリンクを通した送信が成功する確率を最大限にするために、式（４）として説明した

を使うことが可能である。

図５は知覚部品３１８のより包括的な図示５００を提供する。知覚部品３１８は、上記の送信サイドバッファ４０２のように、無限の長さが可能であり、パケットが到達する順番が、パケット消去部品５０４によって中継ステーションバッファ５０２からパケットが取り除かれる順番を決めるように稼働する中継ステーションバッファ５０２を具備することが可能である。従って、パケット消去部品５０４は、典型的には、最も早く到達したパケットを中継ステーションバッファ５０２から除去する。パケット消去部品５０４は概して、肯定応答アッセサ５０６によって、知覚部品３１８が含まれていた中継ステーションを選択した２次受信器から受信した肯定応答パケットが識別されると、中継ステーションバッファ５０２からパケットを除去する。肯定応答アセッサ５０６は、知覚部品３１８が含まれていた中継ステーションを選択した２次受信器から否定応答パケットの受信を識別すると、パケット消去部品５０２は、典型的には、中継ステーションバッファ５０２からパケットを除去することはしない。

前述の２次無線通話器２０２と２次中継ステーション３０２の機能性に関連して、送信時間は、典型的にはスロットに区分され、パケット送信は時間スロットの最初に開始されるということを認知すべきである。各々のスロットでは、１個のパケットだけがリンク（例えば、２次送信器から選択された中継ステーションまでのリンク及び／又は選択された中継ステーションから２次受信器までのリンク）を通しての送信を成功させる確率を最大にする送信電力を使って送信される。

図６は２次送信器と中継ステーションとの間、中継ステーションと２次受信器の間に確立されたリンクの図示６００を提供する。図示の様に、２次送信器６０２は中継ステーション１から中継ステーションＫ（総合的に中継ステーション６０４と称す）と有効に通信することができる。ここで、Ｋは１以上の整数である。２次送信器６０２は、例えば、図２と関連して上記に概説した例を通して、２次送信器６０２と中継ステーション６０４の間に確立した中継ステーションリンク６０８への送信器を介して、中継ステーション６０４と交信することができる。

更に図示するように、中継ステーション６０４は、中継ステーション６０４と２次受信器６０６との間に確立されたリンク６１０を介して、２次受信器６０６と有効に交信することができる。これらの中継ステーション６０４から２次受信器６１０までのリンクは、例えば、図２との関連で以前記述した方法で、中継ステーション６０４と２次受信器６０６の間で発展することが可能である。

図７は、１次ユーザ装置及び／又は２次ユーザ装置からそれぞれ発信する通信パケットの一般的な流れと相互作用の図示７００を提供する。典型的に２次送信器１０６と結合した無限長バッファ７０２は、無限長バッファ７０２に入る最も早いパケットが一般的に無限長バッファ７０２から取り除かれる最初のパケットであるように管理される。従って、最も古い時刻印を有する通信パケットは、無限長バッファ７０２に存在する相対的に新しいパケットに関係する通信の前に、無限長７０２から消去／取り除かれる。２次送信器１０６と結合している無限長バッファ７０２は、１次ユーザの通信（traffic）がワイヤレス地域エリアネットワークを通っている間に、２次送信器１０６によって生成されたパケットを待ち行列に入れることができる。従って、理解されるように、１次ユーザの通信がワイヤレス地域エリアネットワークを通っている時、１次ユーザ送信はなんら侵害されないこと、従って、２次送信器１０６に結合する無限長バッファ７０２の必要性を確実にするために、２次ユーザ装置に関係した送信は中止されることができる。

全体として中継ステーションバッファ７０４として認知される選択された中継ステーション（例えば、中継ステーション１０８Ｘ及び／又は１０８Ｚ）各々と結合されるか具備される無限長バッファも図７に図示されている。２次送信器１０６と結合している無限長バッファ７０２に関して上記したように、ワイヤレス地域エリアネットワークで稼働する認知無線システムに於いて、１次ユーザ通信に接続された送信受信が一般的には２次ユーザ装置に関連付けられた通信の送信受信に優先されるので、２次ユーザ装置に関連付けられた通信の送信は、１次ユーザ装置に関連付けられた通信が２次ユーザ装置に関連付けられた通信に優先して取り扱われている一方で、中継ステーションバッファ７０４の待ち行列に入れることができる。

図８乃至１２は開示された発明主題に従った方法論を図示している。説明を簡単にするために、方法論は一連の行為として図示し記述される。本出願はここに図示された行為及び／又は行為の順番に限定されないことを理解してかつ評価すべきである。例えば、行為は様々な順番及び／又は同時に、またここに提示し記載されてないその他の行為と共に起こり得る。更に、図示したすべての行為が、開示された発明手段に従って方法論を実施するために必要なわけではない。加えて、当業者は、方法論は状態図又は事象を通じた相互に関連した一連の状態として代替的に図示されていると理解するだろう。更に、これ以降この明細書を通して開示される方法論は、そのような方法論をコンピュータに移植することを容易にするための１つの製品に記憶することが可能であると理解されるべきである。ここで使われる１つの製品という用語は、すべてのコンピュータ読込可能装置、キャリア、メディアからアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することを意図している。

図８は、例えば、図１に図示するようにワイヤレス地域エリアネットワーク内部にランダムに分散されている２次送信器と２次受信器の間の遅延に敏感なアプリケーションを通した通信を容易にするために、認知マルチ中継システムのバッファを活用するためのプロセス又は方法８０４のアウトラインを示すフローチャートを提供する。方法８００は８０２からスタートする。８０２において、２次受信器は、受動可能範囲エリアにわたり、かつワイヤレス地域エリアネットワークシステムに囲まれているか情報提供されているセル半径の中にランダムに位置する複数又は１セットの現在存在している及び／又は機能的な中継ステーションから、適切な中継ステーション又は１セットの適する中継ステーションを特定又は選択する。８０２において、一般的に、一つの適切な中継ステーション又は複数セットの適切な中継ステーションの選択を行う２次受信器は、中継ステーションから２次受信器まで延びる通信リンク、又は１セットあるいは複数セットの通信リンクに少なくとも部分的に基づいて、すべての非空中継ステーションから最良の中継ステーションを特定し及び／又は選択する。最良の中継ステーションは、典型的には、中継ステーションと２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされたリンクを有し、かつ中継ステーションと２次受信器の間に延びるすべての非空中継ステーションリンクの中で最も大きなチャネルゲインを有する中継ステーションである。１セットの又は複数セットの通信リンクお状況において、その１セットは通信リンク又は１つ以上の通信リンクを備えていることを認識すべきである。２次受信器が、適切な中継ステーション又は他の異種の２次装置との通信を行う１セットの適切な中継ステーションを特定し及び／又は選択すると、２次受信器は制御チャンネルで、選択された中継ステーションのインデックスを同報通信することができる。その制御チャンネルは肯定応答及び／又は否定応答パケットの交信及び選択結果を扱う狭帯域チャンネルである。

８０４に於いて、２次送信器１０６のような２次送信器は、ワイヤレス地域エリアネットワークシステムによって提供された限定された受信可能範囲エリアにランダムに分散された他の２次装置への送信目的で適切な中継ステーションを特定し及び／又は選択することができる。従って、２次送信器は、２次送信器の通信相手である２次受信器によって特定し及び／又は選択された中継ステーションを除いて、利用可能なすべての中継ステーションから、最良の中継ステーションを獲得できる。他の２次装置との通信を実施するのに適切な中継ステーションの特定及び／又は選択は、２次送信器から中継ステーションへの非１次ユーザがブロックされたすべてのリンクの中で最も大きなチャネルゲインを示す非１次ユーザがブロックされたリンクと、２次送信器及び中継ステーションへの又は２次送信器および中継ステーションからの非１次ユーザがブロックされたリンクに少なくとも部分的に基づくことができる。

方法８００が完結すると、２次送信器と２次受信器は、それぞれ選択した中継ステーションを使って、同時に送信することができる。

図９はフローチャート形式で、遠隔の２次送信器と通信できる中継ステーションを特定又は選択するために２次受信器によって採用される方法又はプロセス９００の概略を示す。方法又はプロセス９００は、９０２から始まる。９０２において、非１次ユーザがブロックされたすべての中継ステーションの中の最良の中継ステーションが特定され選択され、その特定／選択は、例えば、中継ステーションに少なくとも部分的に基づくことができる。その中継ステーションは、中継ステーションと２次受信器及び／又は中継ステーションと、非１次ユーザがブロックされたリンクとして、その他のすべてに対して最も大きなチャンネ利得を提供する２次受信器の間に延びている非１次ユーザがブロックされたリンクを有する。２次受信器が、２次送信器と通信するために採用されるべき中継ステーション又は複数セットの中継ステーションを選択すると、９０４で、２次受信器は、特定／選択された中継ステーション又は複数セットの中継ステーションセットを備えることができるインデックスを蓄積して同報通信することができ、２次受信器は２次送信器と通信するために使用することを提案する。

図１０は、認知マルチ中継システムによって情報提供を受ける限定された受信可能範囲エリア内に位置している中継ステーションの選択を実施するために２次送信器で採用することができる方法１０００を図示する更なるフローチャートを示す。方法１０００は１００２で開始することができる。１００２において、２次送信器は、２次受信器が２次送信器と通信することを提案する特定／識別された中継ステーションのインデックスを、２次受信器から受信することができる。１００４に於いて、２次送信器は、２次送信器と１つ以上の中継ステーションの間に延びる非１次ユーザがブロックされたリンクの評価と共に、選択され／特定された中継ステーションのインデックスを使用することができ、２次送信器から中継ステーションリンクまでの非１次ユーザがブロックされたリンクに関する評価は、１次ユーザがブロックされたリンクすべてのうちでもっとも大きなチャネルゲインの利点を提供する中継ステーションリンクに対する２次送信器に関する評価を含むものである。

図１１は、一般的に認知無線ネットワーク内での２次ユーザの通信を容易にする中継ステーションによって使用される方法１１００を図示している。図１１００は１１０２で開始される。１１０２において、選択された中継ステーションは、２次送信器からパケットを受信するための最良の中継ステーションであるとしてその中継ステーションを選択した２次受信器から、肯定応答パケットを受信することができる。肯定応答パケットを受信すると、１１０４において、中継ステーションは、無限長のバッファから又は先入れ先出し方法で中継ステーションに関係する待ち行列から、パケットを除去することができる。

図１２は典型的には２次送信器で実施可能であり、認知無線ネットワーク内の２次ユーザ通信を容易にするプロセス又は方法１２００を図示している。方法又はプロセス１２００は１２０２で開始する。１２０２において、２次受信器と通信する目的で２次送信器によって特定され選択された中継ステーションから送信された肯定応答パケットが受信される。肯定応答パケットは、典型的には、通信されたデータパケットはいかなる送信エラーが検出されることなく受信されたことを示している。２次送信器に関連付けられた中継ステーションからの肯定応答パケットを受信すると、１２０４の２次送信器は、無限長の待ち行列又は２次送信器に関連付けられたバッファからパケットを消去するか取除くことができる。

本明細書で使われるように、「プロセッサ」という用語は、単一コアプロセッサ；ソフトウエア多重系実施能力を有する単一プロセッサ；マルチコアプロセッサ；ソフトウエア多重系実施能力を有するマルチコアプロセッサ；ハードウエア多重系技術を有するマルチコアプロセッサ；パラレルプラットフォーム；及び分散共有メモリを有するパラレルプラットフォームを備える（備えるという言葉に限定はしないが）実質的にあらゆる計算処理ユニット又は装置のことを指している。加えて、プロセッサは、集積回路、アプリケーション特化集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理コントローラ（ＰＬＣ），結合プログラム可能論理デバイス（ＣＰＬＤ）、離散ゲート又はトランジスタ論理、離散ハードウエア要素又はここに記述した機能及び／又はプロセスを実施するために設計されたこれらの組み合わせなど指している。限定する訳ではないが、プロセッサは、空間使用を最適にし、モバイル装置の性能を強化するために分子と量子ドットベースのトランジスタ、スイッチ、ゲートなどのナノスケールのアーキテクチャを活用することができる。プロセッサもまた、計算処理装置の組み合わせとして実施することができる。

本明細書中で、「記憶する」、「データ記憶」、「データ記憶装置」、「データベース」、「記憶媒体」、及び部品及び／又はプロセスの操作及び機能性に関する実質的にすべての他の情報記憶部品という用語は、「メモリ部品」、又は「メモリ」又はメモリを備える部品に具現化した実在物を指す。ここに記載するメモリ部品は、揮発性メモリ又は非揮発性メモリであってよく、又は揮発性メモリと非揮発性メモリ両方を含むこともできる。

限定はしないが実例として、例えば、非揮発性メモリは、上記の記憶システム、非揮発性メモリ１２２２（下記参照）、ディスク記憶装置１３２４（下記参照）、及びメモリ記憶装置１３４６（下記参照）に具備されることが可能である。更に、非揮発性メモリは、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリに具備されることが可能である。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとして稼働するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を具備することが可能である。限定はしないが実例として、ＲＡＭは多くの形のものが利用可能で、例えば、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、高度ＳＤＲＡＭ（ＥＤＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）とダイレクトランバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ（登録商標））などである。加えて、ここに開示したシステムのメモリ部品または方法は、備えるという用語に限定するのではないが、これらとその他すべての適するタイプのメモリを備えることが意図される。

開示された発明主題の様々な局面の内容を提供するために、図１３とそれに続く議論は、その開示された発明主題の様々な局面、例えば図１乃至１２に関連する様々なプロセスが実施される適切な環境に関する簡単で概観的な記述を提供することを意図している。発明主題は、１つのコンピュータ及び／又は複数のコンピュータで動くコンピュータプログラムのコンピュータ実行可能命令の一般的内容の中で上述されてきたが、当業者は、本アプリケーションも他のプログラムモデュールの組み合わせで実施可能であることを理解するだろう。概して、プログラムモデュールは、特定のタスクを実行する、又は特定の抽象的なデータタイプを実施するルーティン、プログラム、部品、データ構造等を具備している。

更に、当業者は、発明のシステムは、単一プロセッサ又はマルチプロセッサコンピュータシステム、ミニコンピューティング装置、メインフレームコンピュータ、及び、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティング装置（例えば、ＰＤＡ、電話、時計）、マイクロプロセッサベース又はプログラム可能民生用あるいは工業用エレクトロニクスなどを具備するその他のコンピュータシステム構成によって実施することが可能であることを理解するだろう。図示した局面は、タスクが通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理装置によって実施される分散されたコンピューティング環境で実施することが可能である。しかしながら、開示のすべての局面ではないにしても、いくつかの局面はスダンドアロンのコンピュータで実施することが可能である。がいくつかの局面は、分散されたコンピューティング環境では、プログラムモデュールが、ローカルとリモート双方の遠隔メモリ記憶装置にロケートさせることが可能である。

図１３を参照すると、開示されたシステムと方法を実行するために稼働可能なコンピューティングシステム１３００のブロック図が、一実施形態に従って図示されている。コンピュータ１３１２は、処理ユニット１３１４、システムメモリ１３１６、及びシステムバス１３１８を具備する。システムバス１３１８は、システムメモリ１３１６から処理ユニット１３１４までを、これに限定するのではないが、含むシステム部品を結合する。処理ユニット１３１４は、様々な利用可能な処理装置のうちのいずれかであることが可能である。デュアルマイクロプロセッサ及びその他のマルチプロセッサのアーキテクチャを、処理ユニット１３１４として採用することができる。

システムバス１３１８は、メモリバス又はメモリコントローラ、周辺機器用バス又は外部バス及び／又は様々な利用可能バスアーキテクチャを使用したローカルバスを具備した数種類のタイプのバス構造のうちの１つある。様々なバスアーキテクチャの中には、これらに限定するのではないが、工業標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャンネルアーキテクチャ（ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェント駆動エレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、周辺部品相互接続（ＰＣＩ）、カードバス、ユニバーサル直列バス（ＵＳＢ）、高度グラフィックポート（ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカードインターナショナルアソシエーションバス（ＰＣＭＣＩＡ）、ファイアワイヤ（ＩＥＥＥ１１９４）、スモールコンピュータシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）などが含まれる。

システムメモリ１３１６は、揮発性メモリ１３２０と非揮発性メモリ１３２２を具備する。例えばスタートアップ中にコンピュータ１３１２内部の要素間で情報を受け渡すためのルーチンを含む基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）を、非揮発性メモリ１３２２に記憶することが可能である。限定はしないが実例として、非揮発性メモリ１３２２は、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリを具備することが可能である。揮発性メモリ１３２０は、外部キャッシュメモリとして動くＲＡＭを具備する。限定はしないが実例として、ＲＡＭは多くの形のものが利用可能で、例えば、ＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、高度ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）とランバスダイレクトＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）、ダイレクトランバスＲＡＭ（ＤＲＤＲＡＭ）及びランバスダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）などである。

コンピュータ１３１２も取り外し可能／取り外し不可能記憶メディア、揮発性／非揮発性コンピュータ記憶メディア、ＳＡＮ記憶装置などのネットワーク付加記憶装置（ＮＡＳ）を具備する。図１３は、例えば、ディスク記憶１３２４を図示している。ディスク記憶装置１３２４は、これに限定する訳ではないが、磁気ディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ−１００ドライブ、フラッシュメモリカード又はメモリスティックなどのような装置を具備する。加えて、ディスク記憶装置１３２４は、他の記憶メディアと分離してあるいは組み合わせて記憶メディアを具備することが可能である。他の記憶メディアには、これらに限定する訳ではないが、コンパクトディスクＲＯＭ装置（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤ記録可能ドライブ（ＣＤ−Ｒドライブ）、ＣＤ書き換え可能ドライブ（ＣＤ−ＲＷドライブ）又はデジタル揮発性ディスクＲＯＭドライブ（ＤＶＤ−ＲＯＭ）などの光学的ディスクドライブが含まれる。光学的ディスクドライブを含むそのディスク記憶装置１３２４をシステムバス１３１８に接続することを容易にするために、取り外し可能又は取り外し不可能インターフェース、例えばインターフェース１３２６が、典型的には使用される。

図１３はユーザと、適切な動作環境１３００で記述されたコンピュータ資源の間の仲介者として働くソフトウエアについて記述していると理解するべきである。そのようなソフトウエアは、オペレーティングシステム１３２８を含む。ディスク記憶装置１３２４に記憶され得るオペレーティングシステム１３２８は、コンピュータ１３１２資源を制御しアロケートするように働く。システムアプリケーション１３３０は、システムメモリ１３１６又はディスク記憶装置１３２４に記憶されたプログラムモデュール１３３２とプログラムデータ１３３４を通してオペレーティングシステム１３２８による資源管理を利用する。開示された発明主題は様々なオペレーティングシステム又は複数のオペレーティングシステムの組み合わせを利用して実施することができると理解すべきである。

ユーザは命令又は情報を入力装置１３３６を介してコンピュータ１３１２に入力することができる。入力装置１３３６は、これに限る訳ではないが、マウス、トラックボール、タッチペン、タッチパッド、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送パラボナアンテナ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェッブカメラ等を具備する。これら及びその他の入力装置は、インターフェースポート１３３８を介してシステムバス１３１８を通して処理ユニット１３１４に接続する。インターフェース１３３８は、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、及びユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を具備する。出力装置１３４０は、入力装置１３３６と同じタイプのポートのいくつかを使用する。

従って、例えば、ＵＳＢポートはコンピュータ１３１２に入力したり、コンピュータ１３１２から出力装置１３４０に情報を出力するために使用することができる。出力アダプタ１３４２は、特別なアダプタを使用するその他の出力装置１３４０の中に、モニタや、スピーカ、プリンターの様な出力装置１３４０があることを図示するために提供されている。出力アダプタ１３４２は、限定はしないが実例として、出力装置１３４０とシステムバス１３１８の間の結合手段を提供するビデオとサウンドカードを具備する。その他の装置及び／又は装置のシステムは、リモートコンピュータ１３４４などの入力と出力両方の能力を提供することに注目すべきである。

コンピュータ１３１２は、リモートコンピュータ１３４４のような１つ以上のリモートコンピュータへの論理的接続を使用してネットワーク環境で作動することができる。リモートコンピュータ１３４４は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベース装置、ピアデバイス、又はその他の共通ネットワークノードなどであることができ、典型的にはコンピュータ１３１２に関して述べた要素のうちの多く又はすべてを具備している。

簡潔表現のために、たった１つのメモリ記憶装置１３４６が、リモートコンピュータ１３４４と共に図示されている。リモートコンピュータ１３４４は、ネットワークインターフェース１３４８を介してコンピュータ１３１２に論理的に接続され、通信接続１３５０を介して物理的に接続されている。ネットワークインターフェース１３４８は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）やワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）の様な有線及び／又は無線通信ネットワークを包含する。ＬＡＮ技術は、光ファイバー分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、コッパー分散データインターフェース（ＣＤＤＩ）、イーサネット（登録商標）、トークンリングなどを含む。ＷＡＮ技術は、これらに限定する訳ではないが、２点間リンク、統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）やそのバリエーションの様な回路スイッチングネットワーク、パケットスイッチングネットワーク、及びデジタル加入者ライン（ＤＳＬ）などを含む。

通信接続１３５０はネットワークインターフェース１３４８をバス１３１８に接続するために採用されたハードウエア／ソフトウエアを指す。通信接続１３５０は、分かり易く図示するために、コンピュータ１３１２内部に示してあるが、コンピュータ１３１２の外部であってもよい。ネットワークインターフェース１３４８への接続のためのハードウエア／ソフトウエアは、例えば、普通の電話用モデム、ケーブルモデム、ＤＳＬモデム、ＩＳＤＮアダプタ及びイーサネット（登録商標）カードなどのモデムの様な内部、外部技術を具備することができる。

要約に記載されたことも含めて、本題の開示に関する図示した実施形態の上記の記述は、包括的であることを意図している訳でも、開示された実施形態を、開示された正確な形態に限定する意図でもない。特定の実施形態や例を例示的目的でここに記述したが、当業者が理解できるように、そのような実施形態や例の範囲であると考えられる様々な改変が可能である。

この観点から、開示された本題を、様々な実施形態とそれに対応する図面との関連で記述してきたが、適用可能な場合には、その他の同様な実施形態が使用され得るし、また本題から逸脱することなく開示された発明主題の同一の、類似の、代替の、あるいは代わりとなる機能を実施するために、記述された実施形態に改変や付加を行うことが可能であることを理解すべきである。従って、開示された本題は、ここに記述された単一の実施形態に限定されるべきではなく、添付した下記のクレームに従う広さと範囲で理解されるべきである。
尚、出願当初の特許請求の範囲は以下の通りである。
請求項１：
第１の隣接中継ステーションから２次受信器まで延びる通信リンクの第１のセットの評価に基づいて、２次送信器と通信するために、前記２次受信器によって採用される第１の隣接中継ステーションを選択するステップと、
２次送信器と第２の隣接中継ステーションから延びる通信リンクの第２のセットの評価に基づいて、前記２次受信器と通信するために、前記２次送信器によって採用される第２の隣接中継ステーションを選択するステップとを備えることを特徴とする方法。
請求項２：
前記第１の隣接中継ステーションを選択するステップは、非１次ユーザがブロックされたリンクである通信リンクの第１のセットに基づいて、前記第１の隣接中継ステーションを特定するステップを更に備えることを特徴とする請求項１の方法。
請求項３：
前記第１の隣接中継ステーションを選択するステップは、前記第１の隣接中継ステーションから前記２次受信器まで延びる通信リンクの前記第１のセットと関連付けられたチャネルゲインを最大にするステップを更に備えることを特徴とする請求項１の方法。
請求項４：
前記第１の隣接中継ステーションを選択するステップは、前記第１の隣接中継ステーションのインデックスを制御チャンネルで同報通信するステップを更に備えることを特徴とする請求項１の方法。
請求項５：
前記第２の隣接中継ステーションを選択するステップは、前記２次送信器から前記第２の隣接中継ステーションまで延びる通信リンクの前記第２のセットに基づいて、前記第２の隣接中継ステーションを特定するステップを更に備えることを特徴とする請求項４の方法。
請求項６：
前記第２の隣接中継ステーションを選択するステップは、２次無線通話器から前記第２の隣接中継ステーションまで延びるその他の通信リンクすべてに関して通信リンクの前記第２のセットのチャネルゲインを最大にするステップであって、前記第２の隣接中継ステーションと前記第１の隣接中継ステーションは異なる、ステップを更に備えることを特徴とする請求項５の方法。
請求項７：
第１の隣接中継ステーションから２次受信器まで延びる通信リンクの第１のセットの評価に基づいて、第１の隣接中継ステーションを選択するように構成されている２次受信器と、
２次送信器と第２の隣接中継ステーションから延びる通信リンクの第２のセットの評価に基づいて第２の隣接中継ステーションを選択するように構成されている２次送信器とを備え、
前記第１の隣接中継ステーションは、前記２次送信器と通信するために、前記２次受信器によって採用され、前記第２の隣接中継ステーションは、前記２次受信器と通信するために、前記２次送信器によって使用されることを特徴とするシステム。
請求項８：
コンピュータに命令を実行させるコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、
前記コンピュータ実行可能命令は、
第１の隣接中継ステーションから２次受信器まで延びる通信リンクの第１のセットの評価に基づいて、２次送信器と通信するために、２次受信器によって使用される第１の隣接中継ステーションを選択するためのコードと、
２次送信器と第２の隣接中継ステーションから延びる通信リンクの第２のセットの評価に基づいて、前記２次受信器と通信するために、２次送信器によって使用される第２の隣接中継ステーションを選択するためのコードとを有すること
を特徴とするコンピュータ読込可能媒体。
請求項９：
１セットの非空中継ステーションと２次受信器の間のリンク、又は２次送信器と前記１セットの非空中継ステーションの間のリンクの機能として、前記１セットの非空中継ステーションから最良の中継ステーションを特定するステップと、
前記１セットの非空中継ステーションと前記２次受信器の間のリンクの機能である前記１セットの非空中継ステーションから前記最良の中継ステーションが選択された時、選択された中継ステーションのインデックスを制御チャンネルで同報通信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
請求項１０：
前記１セットの非空中継ステーションは、非１次ユーザがブロックされたリンクに関連付けられていることを特徴とする請求項９の方法。
請求項１１：
前記２次受信器によって選択された前記最良の中継ステーションは、前記２次送信器によって選択された前記最良の中継ステーションとは異なることを確認することによって前記最良の中継ステーションを採用することを更に含むことを特徴とする請求項９の方法。
請求項１２：
１セットの非空中継ステーションと２次受信器の間のリンク又は２次送信器と前記１セットの非空中継ステーションの間のリンクの機能として、前記１セットの非空中継ステーションから最良の中継ステーションを特定する部品を備え、
前記部品は、前記１セットの非空中継ステーションと前記２次受信器の間のリンクである前記１セットの非空中継ステーションから最良の中継ステーションが選択されたことに応答して、選択された中継ステーションのインデックスを制御チャンネルで同報通信することを特徴とするシステム。
請求項１３：
コンピュータに命令を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、
前記コンピュータ実行可能命令は、
１セットの非空中継ステーションと２次受信器の間のリンク、又は２次送信器と前記１セットの非空中継ステーションの間のリンクに基づいて、前記１セットの非空中継ステーションから最良の中継ステーションを特定するためのコードと、
前記１セットの非空中継ステーションと前記２次受信器の間のリンクに基づいた非空中継ステーションのセットから、前記最良の中継ステーションが選択された時、選択された中継ステーションのインデックスを制御チャンネルで同報通信するためのコードとを含むことを特徴とするコンピュータ読込可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体。
請求項１４：
２次受信器から肯定応答パケットを受信するステップと、
先入れ先出し方法で、無限長のバッファからパケットを消去するステップとを備える方法であって、
前記バッファは、前記中継ステーションと前記２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされたリンクに基づいて、前記２次受信器によって選択された中継ステーションに関連付けられており、前記非１次ユーザがブロックされたリンクは、他の中継ステーションと前記２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされた他のリンクと関連付けられたチャネルゲインを上回るチャネルゲインを提示することを特徴とする方法。
請求項１５：
システムと２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされたリンクであって、他の中継ステーションと前記２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされた他のリンクによって提示されたチャネルゲインを上回るチャネルゲインを有する非１次ユーザがブロックされたリンクに基づいて前記システムを選択した前記２次受信器から、肯定応答が受信されたかどうかを確認する肯定応答アセッサと、
肯定応答が前記２次受信器から受信されたことを確認する前記肯定応答アセッサに応答して先入れ先出し方法で、バッファからパケットを除去するパケット消去部品と
を備えることを特徴とするシステム。
請求項１６：
コンピュータに命令を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、
前記コンピュータ実行可能命令は、
２次受信器から肯定応答パケットを受信するためのコードと、
先入れ先出し方法で無限長のバッファからパケットを消去するコードとを備え、
前記中継ステーションと前記２次受信器の間の非１次ユーザがブロックされたリンクであって、他の中継ステーションと前記２次受信器の間の他の非１次ユーザがブロックされたリンクに関連付けられたチャネルゲインを上回るチャネルゲインを提示する非１次ユーザがブロックされたリンクの機能として、前記バッファは前記２次受信器によって選択された中継ステーションと関連付けられていることを特徴とするコンピュータ読込可能媒体。
請求項１７：
選択された中継ステーションから２次送信器に送られた肯定応答パケットを得るステップであって、
前記選択された中継ステーションは、前記２次送信器と前記選択された中継ステーションの間の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに基づいて好ましい中継ステーションであると特定されたのであり、
前記非１次ユーザがブロックされた通信リンクは、前記２次送信器と他の選択されない中継ステーションからの非１次ユーザがブロックされた他の通信リンクに関連付けられたチャネルゲインを上回るチャネルゲインを有し、
前記選択された中継ステーションは、前記２次送信器が通信している２次受信器に関連付けられた選択された中継ステーションではない、ステップと、
前記肯定応答パケットを得ることに応答して、前記２次送信器に関連付けられた待ち行列からパケットを除去するステップと
を備えることを特徴とする方法。
請求項１８：
選択された中継ステーションから２次送信器に送信された肯定応答パケットと否定応答パケットを識別する肯定応答決定器であって、
前記選択された中継ステーションは、前記２次送信器と前記選択された中継ステーションの間の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに基づいて好ましい中継ステーションであると特定されたのであり、
前記非１次ユーザがブロックされた通信リンクは、前記２次送信器と他の選択されない中継ステーションからの非１次ユーザがブロックされた他の通信リンクに関連付けられたチャネルゲインを上回るチャネルゲインを有し、
前記選択された中継ステーションは、前記２次送信器が通信している２次受信器と関連付けられた選択された中継ステーションではない、肯定応答決定器と、
前記肯定応答パケットの受信に基づいて前記２次送信器に関連付けられた待ち行列からパケットを除去するパケット除去部品と
を備えることを特徴とするシステム。
請求項１９：
コンピュータに命令を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、
前記コンピュータ実行可能命令は、
選択された中継ステーションから２次送信器に送られた肯定応答パケットを得るためのコードであって、
前記選択された中継ステーションは、前記２次送信器と前記選択された中継ステーションの間の非１次ユーザがブロックされた通信リンクに基づいて好ましい中継ステーションであると特定されたのであり、
前記非１次ユーザがブロックされた通信リンクは、前記２次送信器と他の選択されない中継ステーションからの非１次ユーザがブロックされた他の通信リンクに関連付けられたチャネルゲインを上回るチャネルゲインを有し、
前記選択された中継ステーションは、前記２次送信器が通信している２次受信器と関連付けられた選択された中継ステーションではない、コードと、
前記肯定応答パケットを得ることに応答して、前記２次送信器に関連付けられた待ち行列からパケットを除去するためのコードと
を備えることを特徴とするコンピュータ読込可能媒体。

Claims (8)

1. 隣接中継ステーションから２次受信器まで延びる、１次ユーザにより占有されていない通信リンクの第１のセットの評価に基づいて、２次送信器と通信するために、前記２次受信器によって通信される第１の隣接中継ステーションを選択するステップと、
   前記第１の隣接中継ステーションを含むインデックスを制御チャネルで同報通信するステップと、
   前記２次送信器と隣接中継ステーションから延びる、１次ユーザにより占有されていない通信リンクの第２のセットの評価と、同報通信により受信した前記インデックスとに基づいて、前記２次受信器と通信するために、前記２次送信器によって通信される第２の隣接中継ステーションを選択するステップとを含み、
   前記隣接中継ステーションはバッファまたは待ち行列を備え、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ肯定応答パケットを受けると、先入れ先出し方法でバッファ又は待ち行列からパケットを削除し、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ否定応答パケットを受け取ると、バッファ又は待ち行列からパケットを削除しないよう構成され、
   前記第２の隣接中継ステーションは前記第１の隣接中継ステーションとして選択されないよう規定されている
   ことを特徴とする方法。
2. 前記第１の隣接中継ステーションを選択するステップは、前記第１の隣接中継ステーションから前記２次受信器まで延びる通信リンクの前記第１のセットと関連付けられたチャネルゲインを最大にするステップを更に備えることを特徴とする請求項１の方法。
3. 前記第２の隣接中継ステーションを選択するステップは、２次無線通話器から前記第２の隣接中継ステーションまで延びるその他の通信リンクすべてに関して通信リンクの前記第２のセットのチャネルゲインを最大にするステップを更に備えることを特徴とする請求項２の方法。
4. 隣接中継ステーションから２次受信器まで延びる、１次ユーザにより占有されていない通信リンクの第１のセットの評価に基づいて、第１の隣接中継ステーションを選択し、前記第１の隣接中継ステーションを含むインデックスを制御チャネルで同報通信するように構成されている２次受信器と、
   ２次送信器と隣接中継ステーションから延びる、１次ユーザにより占有されていない通信リンクの第２のセットの評価と、同報通信により受信した前記インデックスとに基づいて第２の隣接中継ステーションを選択するように構成されている２次送信器とを備え、
   前記第１の隣接中継ステーションは、前記２次送信器と通信するために、前記２次受信器によって選択され、前記第２の隣接中継ステーションは、前記２次受信器と通信するために、前記２次送信器によって選択され、
   前記隣接中継ステーションはバッファまたは待ち行列を備え、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ肯定応答パケットを受けると、先入れ先出し方法でバッファ又は待ち行列からパケットを削除し、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ否定応答パケットを受け取ると、バッファ又は待ち行列からパケットを削除しないよう構成され、
   前記第２の隣接中継ステーションは前記第１の隣接中継ステーションとして選択されないよう規定されている
   ことを特徴とするシステム。
5. コンピュータに命令を実行させるコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、
   前記コンピュータ実行可能命令は、
   隣接中継ステーションから２次受信器まで延びる、１次ユーザにより占有されていない通信リンクの第１のセットの評価に基づいて、２次送信器と通信するために、２次受信器によって使用される第１の隣接中継ステーションを選択するためのコードと、
   選択された前記第１の隣接中継ステーションを含むインデックスを制御チャネルで同報通信するためのコードと、
   ２次送信器と隣接中継ステーションから延びる、１次ユーザにより占有されていない通信リンクの第２のセットの評価と、同報通信された前記インデックスとに基づいて、前記２次受信器と通信するために、２次送信器によって使用される第２の隣接中継ステーションを選択するためのコードとを有し、
   前記隣接中継ステーションはバッファまたは待ち行列を備え、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ肯定応答パケットを受けると、先入れ先出し方法でバッファ又は待ち行列からパケットを削除し、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ否定応答パケットを受け取ると、バッファ又は待ち行列からパケットを削除しないよう構成され、
   前記第２の隣接中継ステーションは前記第１の隣接中継ステーションとして選択されないよう規定されている
   ことを特徴とするコンピュータ読込可能媒体。
6. １セットの１次通信システムが残した未使用のスペクトルの穴を有する中継ステーションと２次受信器の間の、１次ユーザにより占有されていないリンク、又は２次送信器と前記１セットの前記中継ステーションの間の、１次ユーザにより占有されていないリンクに基づいて、前記１セットの前記中継ステーションから最良の中継ステーションを選択するステップと、
   前記１セットの前記中継ステーションと前記２次受信器の間の前記リンクに基づいて前記１セットの前記中継ステーションから前記最良の中継ステーションが選択された時、選択された前記中継ステーションのインデックスを制御チャンネルで同報通信するステップと、
   前記２次受信器によって選択された前記最良の中継ステーションは前記２次送信器によって選択された前記最良の中継ステーションとは異なることを確認することによって、前記最良の中継ステーションを選択するステップとを含み、
   前記２次送信器と前記１セットの前記中継ステーションの間の前記リンクに基づいて前記１セットの前記中継ステーションから前記最良の中継ステーションが選択されるとき、同報通信された前記インデックスに基づいて前記最良の中継ステーションが選択され、
   前記中継ステーションはバッファまたは待ち行列を備え、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ肯定応答パケットを受けると、先入れ先出し方法でバッファ又は待ち行列からパケットを削除し、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ否定応答パケットを受け取ると、バッファ又は待ち行列からパケットを削除しないよう構成されている
   ことを特徴とする方法。
7. １次通信システムが残した未使用のスペクトルの穴を有する中継ステーションと２次受信器の間の１セットのリンク又は２次送信器と前記１セットの前記中継ステーションの間のリンクに基づいて、前記１セットの前記中継ステーションから最良の中継ステーションを選択する部品を備え、
   前記部品は、前記１セットの前記中継ステーションと前記２次受信器の間のリンクである前記１セットの前記中継ステーションから最良の中継ステーションが選択されたことに応答して、選択された中継ステーションのインデックスを制御チャンネルで同報通信し、
   前記２次送信器と前記１セットの前記中継ステーションの間のリンクに基づいて前記最良の中継ステーションが選択されるとき、同報通信された前記インデックスに基づいて前記最良の中継ステーションが選択され、
   前記２次受信器によって選択された前記最良の中継ステーションは前記２次送信器によって選択された前記最良の中継ステーションとは異なることを確認することによって、前記最良の中継ステーションを選択し、
   前記中継ステーションはバッファまたは待ち行列を備え、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ肯定応答パケットを受けると、先入れ先出し方法でバッファ又は待ち行列からパケットを削除し、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ否定応答パケットを受け取ると、バッファ又は待ち行列からパケットを削除しないよう構成されている
   ことを特徴とするシステム。
8. コンピュータに命令を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体であって、
   前記コンピュータ実行可能命令は、
   １次通信システムが残した未使用のスペクトルの穴を有する中継ステーションと２次受信器の間の１セットのリンク、又は２次送信器と前記１セットの前記中継ステーションの間のリンクに基づいて、前記１セットの前記中継ステーションから最良の中継ステーションを選択するためのコードと、
   前記１セットの前記中継ステーションと前記２次受信器の間のリンクに基づいた前記中継ステーションのセットから、前記最良の中継ステーションが選択された時、選択された中継ステーションのインデックスを制御チャンネルで同報通信するためのコードとを含み、
   前記２次受信器によって選択された前記最良の中継ステーションは前記２次送信器によって選択された前記最良の中継ステーションとは異なることを確認することによって、前記最良の中継ステーションが選択され、
   前記２次送信器と前記１セットの前記中継ステーションの間の１セットのリンクに基づいて前記最良の中継ステーションが選択されるとき、同報通信された前記制御チャネルに基づいて前記最良の中継ステーションが選択され、
   前記中継ステーションはバッファまたは待ち行列を備え、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ肯定応答パケットを受けると、先入れ先出し方法でバッファ又は待ち行列からパケットを削除し、前記２次受信器および前記２次送信器からそれぞれ否定応答パケットを受け取ると、バッファ又は待ち行列からパケットを削除しないよう構成されている
   ことを特徴とするコンピュータ読込可能命令を記憶するコンピュータ読込可能媒体。

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