JP5680183B2 - コグニティブ無線ネットワークにおけるスペクトル検知リソースの動的割当 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信ネットワークにおいて通信するための方法、基地局装置、およびコンピュータ可読記憶媒体に関し、より詳細には、無線通信のためにホワイト・スペース周波数を使用する方法に関する。

極超短波（ＵＨＦ）ホワイト・スペース周波数は、一般に、デジタルビデオ放送（ＤＶＢ−Ｔ）およびワイヤレス・マイクロホン用に使用される。ＵＨＦ周波数帯は、４７０ＭＨｚから７９０ＭＨｚまでの範囲にある。ＤＶＢ−Ｔ ＴＶ放送事業者は、ＤＶＢ−Ｔ放送用の周波数範囲全体を使用するわけではない。ワイヤレス・マイクロホンはまた、この周波数範囲内で通信することが可能であり、ワイヤレス・マイクロホンおよび／またはＤＶＢ−Ｔサーバに干渉することなくそのスイッチを動的にオンおよびオフされることが可能である。ワイヤレス・マイクロホンのカバレッジ・エリアは比較的小さいので、ワイヤレス・マイクロホン用のある一定の周波数の使用は、中央ネットワーク・エンティティに登録される必要がない。小さいカバレッジ・エリアを使用する他のデバイスのためのいくつかの領域または国にも同じことが言える

米国特許出願公開第２００８／１５９２０８Ａ１号は、無線通信システムのアクセスポイント間で送信される無線周波数ビーコン信号を使用する無線通信システムにおける共用スペクトルの割当のための方法および装置を開示している。

欧州特許出願公開第１７５０４６６Ａ１号は、ＷＬＡＮのセルラネットワークなど、１組のユーザ端末を含む通信ネットワークを開示している。この通信ネットワークは、スペクトルの使用を動的に制御するためのシステムを含む。

米国特許出願公開第２００８／１５９２０８Ａ１号 欧州特許出願公開第１７５０４６６Ａ１号

本発明の目的は、無線通信ネットワークにおいて通信する改善された方法、改善された基地局装置、および改善されたコンピュータ可読記憶媒体を提供することである。この目的は、独立請求項による方法、基地局装置、およびコンピュータ可読記憶媒体によって達成される。本発明の諸実施形態は、従属請求項において提供される。

本発明は、無線通信ネットワークにおいて通信する方法であって、以下のステップを含む方法を提供する。

本発明によれば、制御チャネルが無線端末と無線通信ネットワークの基地局との間に第１の周波数帯における制御チャネル周波数において確立される。第１の周波数帯は、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ又はＬＴＥネットワークであり得る通信のために排他的に使用される。無線端末は、例えば、モバイルフォン、ＰＤＡまたはモバイルコンピュータでよい。制御チャネルは、基地局から無線端末に、および逆に、制御情報を送信するために使用される。制御情報は、例えば、基地局から無線端末に割り当てられた通信チャネルに関する情報、または、例えば、基地局によって無線端末に要求された基地局における制御機構にとって適切なデータでよい。一般に、制御チャネルは、ＧＳＭ、ＵＭＴＳまたはＬＴＥにおける標準制御チャネルから分かるような制御チャネルのように機能する。

第２のステップでは、第２の周波数帯に関する情報が集められる。情報は、少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサーバに割り当てられていない第２の周波数帯の少なくとも第１の部分を示す。第２の周波数帯は、好ましくは、前述のＵＨＦホワイト・スペース周波数帯に対応する４７０ＭＨｚから７９０ＭＨｚまでの間のホワイト・スペース周波数帯である。言い換えれば、第２の周波数帯の少なくとも第１の部分が少なくとも１つの他のデバイスによって無線通信のために使用されていないかどうかの情報が集められる。少なくとも１つの他のデバイスはまた、第２の周波数帯上で信号を送信するだけであるが第２の周波数帯上で信号を受信しないＤＶＢ−Ｔ ＴＶ放送送信機または任意の他の放送送信機でもよいことに留意するべきである。少なくとも１つの他のサービスは、例えば、任意のＴＶまたはＤＶＢ−Ｔなどの無線放送サービスでよい。

第３のステップでは、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きいかどうかが判定される。このステップでは、いくらかのトラフィックを第１の周波数帯から第２の周波数帯にソースアウトすることが有利であり得るので、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が判定される。

第４のステップでは、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きい場合は、制御チャネル・データが制御チャネルを介して基地局から無線端末に送信される。制御チャネル・データは、通信チャネルの第２の周波数帯における通信チャネル周波数を含む。制御チャネル・データは、言い換えれば、通信チャネルの第２の周波数帯における通信チャネル周波数を示す。言い換えれば、基地局は、通信チャネル周波数を送信することによってトラフィックを第１の周波数帯から第２の周波数帯にソースアウトするために制御チャネルを介して第２の周波数帯の周波数を無線端末に送信し、この場合、通信チャネル周波数は、第２の周波数帯にある。通信チャネルは、無線端末の基地局との通信のために使用されるように適応されている。通信チャネルは、例えば、基地局を介して無線端末から別のデバイスに確立される電話通話、データ送信、例えばインターネットデータ送信、または任意の他の電気通信のために使用されてよい。

第５のステップでは、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きい場合は、通信チャネル周波数における通信チャネルが無線端末と基地局との間に確立される。最後の２つのステップは、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きい場合に実行されるだけであることに留意するべきである。これは、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値を超えた場合には通信が第１の周波数帯から第２の周波数帯にアウトソースされるだけであることを意味する。

本発明による方法は、高トラフィック負荷の場合には、いくらかのトラフィックがホワイト・スペース周波数帯、例えば４７０ＭＨｚから７９０ＭＨｚまでのＵＨＦホワイト・スペース周波数帯である第１の周波数帯にアウトソースされ得るので、有利である。制御チャネルが確立される第１の周波数帯は、好ましくは、無線通信ネットワークのオペレータに認可された無線周波数帯である。ホワイト・スペース周波数帯とは対照的に、第１の周波数帯は、無線通信ネットワークのこのオペレータによって使用されるだけでよい。

ホワイト・スペース周波数帯である第２の周波数帯にトラフィックをソースアウトする場合には、ホワイト・スペース周波数帯におけるいかなる他の通信をも妨害しないように注意しなければならない。これは、第２の周波数帯に関する情報を集めることによって回避される。ホワイト・スペース周波数帯における周波数は、必ずしも中央エンティティに登録されないので、使用されているおよび使用されていない周波数の情報が集められなければならない。この集めることは、例えば、第２の周波数帯に通信がないか検知すること、またはデータベースにアクセスすることを含み、第２の周波数帯における使用されているまたは割り当てられている周波数は記憶される。さらに、少なくとも１つの他のデバイスは、例えばデジタルビデオまたはオーディオ放送の送信機でもよいことが強調される。第２の周波数帯における周波数の割当はまた、１つのデバイスによってその割当を別のデバイスに通知することなく実行されてもよい。これは、例えば、第２の周波数帯におけるある一定の周波数をそれ自体に割り当て、この割当をいかなる他のデバイスまたはエンティティにも通知しないワイヤレス・マイクロホンでよい。ワイヤレス・マイクロホンはまた、ワイヤレス・マイクロホンからオーディオ・データなどの信号を受信する別のデバイスに周波数を通知することができる。そのような割当は、どこにも登録されていないので、データベースにアクセスすることによって検出されることは不可能である。したがって、そのような割当は、このデバイスの使用を検知することによって検出されなければならない。検知することは基地局および／または無線端末によって実行されてよい。

情報を集めた後に、通信チャネルが第２の周波数帯における通信チャネル周波数において確立される。この確立するステップは、集められた情報を考慮し、少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサーバに対するいかなる干渉もいかなる他の妨害も予想されない通信チャネル周波数において通信チャネルを確立する。

本発明の諸実施形態によれば、第２の周波数帯の少なくとも１つの第２の部分が地上デジタルビデオおよび／またはオーディオ放送のために使用される。これは、第２の周波数帯の少なくとも１つの第２の部分が、デジタルビデオおよび／またはオーディオ放送のために排他的に使用されるが、無線通信または他の無線通信のために使用されてもよいということを意味しない。第２の周波数帯のいくつかの部分は、例えば、第１のエリアにおいてデジタルビデオおよび／またはオーディオ放送のために使用されてよいが、同じ部分は、第１のエリアと第２のエリアがオーバラップしない第２のエリアにおいて無線通信のために使用されてよい。これは、ホワイト・スペース周波数の定義に対応する。ホワイト・スペース周波数は、一般に、ある一定のサービスまたはＤＶＢ−Ｔ送信機などのデバイスによって使用されてよい周波数であるが、このサービスまたはデバイスによってローカルには使用されない。

本発明の諸実施形態によれば、情報を集めるステップは、基地局および／または無線端末によって第２の周波数帯における周波数の使用を検知するステップおよび／またはデータベースから第２の周波数帯における周波数の使用を読み出すステップを含む。

本発明の諸実施形態によれば、制御チャネル・データは、通信チャネルによって使用されるべき帯域幅を含む。これは、使用される帯域幅を限定し、第２の周波数帯において少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサーバによって実行される通信の干渉またはいかなる他の妨害をも回避するために有利である。

本発明の諸実施形態によれば、本方法は、通信チャネルを変更するステップおよび／または通信チャネルを除去するステップをさらに含む。通信チャネルを変更または除去するための命令が、制御チャネルを介して基地局から無線端末に送信される。通信チャネルを変更および／または除去するステップは、使用された通信チャネル周波数が他のデバイスに対して問題を引き起こす、および／または少なくとも１つの他のデバイスのスイッチがオンにされ、これが無線端末の通信に対して干渉および／または他の妨害を引き起こす場合に、有利であり得る。

本発明の諸実施形態によれば、本方法は、無線端末の速度を判定するステップと、速度が速度閾値より低いかどうかを判定するステップと、速度が速度閾値より低い場合にのみ通信チャネルを確立するステップとをさらに含む。これらの３つの方法ステップは、無線端末の速度が速度閾値より低い場合は、通信が第２の周波数帯にアウトソースされるだけなので有利である。これは、高速で移動している無線端末は、どこにも登録していない第２の周波数帯における周波数を使用しているデバイスの通信を容易に妨害する可能性があるので、有利である。低速で移動している無線端末、すなわちそれらの速度が閾値より低い無線端末のトラフィックだけが第２の周波数帯にアウトソースされる場合には、無線端末の電磁環境の急速な変化を回避することができる。

本発明の諸実施形態によれば、本方法は、第２の周波数帯の少なくとも一部分が少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサービスに割り当てられている場合には、および無線端末がある軌道に沿ってある速度で移動されている場合には、
無線端末の速度を判定するステップと、
無線端末の軌道を予測するステップと、
速度および軌道を使用して第１の時間値を計算するステップであって、第１の時間値は期間を示し、その期間の後に通信チャネルが確立されるステップとを含む。無線端末の速度および軌道は、例えば、一般的なＧＳＭ、ＵＭＴＳもしくはＬＴＥ方式、または、無線端末がＧＰＳ受信機を有する場合は、ＧＰＳ方式によって判定されてよい。本発明の諸実施形態は、速度および軌道に基づいて計算された第１の時間値が、第２の周波数帯において通信チャネルを確立することが有利である時点を示すことができるので、有利である。したがって、通信チャネルが確立された可能性がある時点からさらなる通信のための時間が失われず、通信チャネルは遅れずに確立される。この時点は、無線端末の集められた情報、速度および軌道によって判定される。この時点は、第２の周波数帯におけるいかなる他のデバイスの通信も通信チャネルによって妨害されないように選ばれる。本方法は、無線端末が、第２の周波数帯の少なくとも一部分がこの期間の後にいかなるデバイスおよび／またはサービスにも割り当てられていない領域にあると予想される場合に有利である。この時点では、通信チャネルは通信チャネル周波数において確立される。

本発明の諸実施形態によれば、本方法は、速度および軌道を使用することによって第２の時間値を計算するステップをさらに含み、第２の時間値は、通信チャネルを確立するステップと通信チャネルを除去するステップとの間の最大期間を示す。言い換えれば、第２の時間値は、通信チャネルが確立されている期間である。例えば高速で移動している無線端末では、無線端末は他のデバイスに向かって移動しているので、この通信チャネルを介しての通信は、第２の周波数帯における別のデバイスの通信がこの無線端末の電気通信によって妨害される前のある一定の量の秒または分の間だけ可能である。

本発明の諸実施形態によれば、通信チャネルは、通信チャネルを確立するステップと通信チャネルを除去するステップとの間の最大期間が時間閾値より大きい場合にのみ確立される。これは、短時間だけの間の接続をオフロードまたはアウトソースすることを回避するために有利である。むしろ、オペレータによって、比較的長い期間の間アウトソースされると予想される無線端末の接続をアウトソースすることが望ましい。

本発明の諸実施形態によれば、認証データ、認可データ、位置データ、およびルーティング・エリア・データが制御チャネルを介して無線端末から基地局に送信される。認証データおよび認可データは、無線端末を識別するために基地局に送信される。認証データおよび認可データは、例えば無線端末の加入者識別モジュール（ＳＩＭ）上に記憶される。認証データおよび認可データは、無線端末、無線端末のユーザ、および／またはユーザ／無線端末によって使用されるべきサーバを識別する。認識および認可は、ＧＳＭ、ＵＭＴＳおよび／またはＬＴＥネットワークの規格に準拠して実行される。位置データは、有利には、無線端末のエリアにおける第２の周波数帯の少なくとも一部分の使用に関する情報を基地局に集めさせるために基地局に送信される。基地局は、このエリアにおける使用周波数の情報を集めるために無線端末がどこにあるかを知らなければならない。ルーティング・エリア・データは、無線端末のインターネット接続のために基地局における情報を更新するために、制御チャネルを介して無線端末から基地局に送信される。

本発明の諸実施形態によれば、無線端末は、スペクトル検知手段を備える。スペクトル検知手段は、第２の周波数帯の第１の部分が少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサーバによって使用されているかどうかを検知するように適応されている。検知手段は、例えばＤＶＢ−Ｔ送信機などのプライマリ・ユーザ、または無線端末の近くにあるワイヤレス・マイクロホンから、第２の周波数帯の第１の部分の使用を検出する。無線端末の近くの位置は、本明細書では、無線端末がワイヤレス・マイクロホンのカバレッジ・エリアにあるという事実として特徴づけられる。ワイヤレス・マイクロホンまたはＤＶＢ−Ｔ送信機の代わりに、第２の周波数帯における周波数を使用している何らかの他のデバイスが、無線端末の検知手段によって検知されてもよい。これは、第２の周波数帯におけるいかなる他のデバイスの通信をも妨害しないために必須である。さらに、他のモバイル通信が検知手段を介して無線端末によって検知されてもよい。例えば、無線端末の近くにある他の無線端末が第２の周波数帯上ですでに通信していてよい。これはまた、検知手段によって検知される。これは、干渉を回避し、他の通信デバイスに対する干渉またはいかなる他の妨害をも引き起こすことなく、適切な通信チャネル周波数を見つけるために有利である。無線端末は、送信手段をさらに備え、この送信手段は、基地局に信号を送信するように適応されている。この信号は、少なくとも１つの他のデバイスによって使用される第２の周波数帯の第１の部分を示す。このステップは、検知手段によって集められた情報を基地局に送信するために有利である。次いで、基地局は、第２の周波数帯のどの部分が通信チャネル周波数のために使用されるかを決める。基地局は、すでに別のデバイスによって使用されている周波数の使用を回避する。

他の態様では、本発明は、
− 無線端末と無線通信ネットワークの基地局との間に第１の周波数帯における制御チャネル周波数における制御チャネルを確立するための手段であって、第１の周波数帯は、無線通信のために排他的に使用される、手段と、
− 第２の周波数帯に関する情報を集める手段であって、情報は、少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサービスに割り当てられていない第２の周波数帯の少なくとも第１の部分を示す、手段と、
− 第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が閾値より大きいかどうかを判定するための手段と、
− 第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が閾値より大きい場合は、制御チャネルを介して基地局から無線端末に制御チャネル・データを送信するための手段であって、制御チャネル・データは、通信チャネルの第２の周波数帯における通信チャネル周波数を含む、手段と、
− 第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が閾値より大きい場合は、無線端末と基地局との間に通信チャネル周波数にける通信チャネルを確立するための手段と
を備えた基地局装置に関する。

他の態様では、本発明は、請求項８に従って基地局装置によって実行されたときに基地局装置に無線通信ネットワークにおいて通信する方法を実施させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体に関し、無線通信ネットワークにおいて通信する方法は、
− 無線端末と無線通信ネットワークの基地局との間に第１の周波数帯における制御チャネル周波数における制御チャネルを確立するステップであって、第１の周波数帯は無線通信のために排他的に使用される、ステップと、
− 第２の周波数帯に関する情報を集めるステップであって、情報は、第２の周波数帯の少なくとも第１の部分が少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサービスに割り当てられていないことを示す、ステップと、
− 第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が閾値より大きいかどうかを判定するステップと、
− 第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が閾値より大きい場合は、制御チャネルを介して基地局から無線端末に制御チャネル・データを送信するステップであって、制御チャネル・データは、通信チャネルの第２の周波数帯における通信チャネル周波数を含む、ステップと、
− 第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が閾値より大きい場合は、無線端末と基地局との間に通信チャネル周波数において通信チャネルを確立するステップと
を含む。

以下では、本発明の好ましい諸実施形態が、例としてだけ図面を参照しながら説明される。

周波数スペクトルならびに制御のためおよび通信問題のための周波数スペクトルの一部分の使用の概略図である。 本発明の諸実施形態による方法を実施するように動作可能な基地局装置のブロック図である。 無線通信ネットワークにおいて通信する方法の流れ図である。 無線通信ネットワークのセルの概略図である。

これらの図における同様の番号をつけられた要素は、同一の要素であるかまたは同じ機能を実行するかのどちらかである。前に議論された要素は、機能が同一である場合は、この後の図において必ずしも議論されない。

図１は、４００ＭＨｚから１０００ＭＨｚまでの周波数スペクトルの概略図である。周波数スペクトルは、複数の周波数帯を含む。第１の周波数帯１０２は、例えば７９０ＭＨｚから９７０ＭＨｚまででよい。第２の周波数帯１００は、例えば４７０ＭＨｚから７９０ＭＨｚまでの間にあり、ホワイト・スペース周波数帯１００と呼ばれる。世界の様々な地域では、第１の周波数帯および第２の周波数帯は、異なる周波数および／または周波数範囲を含んでよい。第１の周波数帯１０２は、ＬＴＥアップリンク１０４、ＬＴＥダウンリンク１０６、ＧＳＭアップリンク１０８、およびＧＳＭダウンリンク１１０と呼ばれる部分から成る。第１の周波数帯１０２はまた、ＵＭＴＳまたはＣＤＭＡ規格に準拠した通信のための部分を含んでよい。第１の周波数帯１０２は、オペレータのトラフィックの部分をオフロードするために第２の周波数帯１００におけるホワイト・スペース周波数の使用を制御するための認可された周波数を含む。通常、無線通信ネットワークにおけるトラフィックは、第１の周波数帯１０２に対応する認可された周波数範囲において送信される。無線通信ネットワークのセルにおけるトラフィック負荷がセル負荷閾値を超える場合には、トラフィックの部分を第２の周波数帯１００に対応するホワイト・スペース周波数帯にソースアウトまたはオフロードすることが有利である。プライマリ・ユーザを妨害しないように注意しなければならない。プライマリ・ユーザは、本明細書では、元々ホワイト・スペース周波数帯１００を使用しているユーザと理解される。これは、例えば、ワイヤレス・マイクロホンなどの中央ネットワーク・エンティティにそれらの周波数割当を登録していないＤＶＢ−Ｔ送信機および／またはデバイスでよい。ホワイト・スペース周波数帯１００の使用されているおよび使用されていない、または言い換えれば割り当てられているおよび割り当てられていない部分に関する情報が、基地局１１２によって集められる。周波数の使用はまた、無線端末１１４の検知手段によって検出されることが可能である。

基地局１１２は、無線端末１１４の通信を制御する。基地局１１２は、いつ無線端末の通信をホワイト・スペース周波数帯１００にある通信チャネルにソースアウトまたはオフロードするかを決める。制御チャネルは、認可された周波数帯１０２にある。これは、認可された周波数帯１０２を介して無線端末１１４を制御することによって、いかなる他の通信デバイスも妨害されないので、有利である。基地局は、制御チャネルを介して制御チャネル・データを送信し、ホワイト・スペース周波数帯１００における通信チャネルを介して通信データを送信する。通信チャネル周波数は制御チャネルを介して無線端末に送信されるので、いかなる他の通信も妨害されない。基地局１１２は、ホワイト・スペース周波数帯１００における使用されているおよび使用されていない、または言い換えれば、割り当てられているおよび割り当てられていない周波数を知っている。好ましくは、ホワイト・スペース周波数帯１００における通信チャネルは、速度閾値より遅い無線端末１１４のために確立されるだけである。無線端末１１４が速度閾値より速く移動されている場合は、他のデバイスに対する干渉の可能性がより多くなるはずであり、別の図示されていない無線端末の通信をホワイト・スペース周波数帯１００にオフロードすることが有利であり得る。認可された周波数帯１０２における制御チャネルは、ＵＭＴＳ、ＬＴＥまたはＧＳＭの規格に準拠して機能する。さらに、ホワイト・スペース周波数帯１００における通信チャネルを介しての基地局１１２との無線端末の通信は、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、またはＧＳＭ規格に準拠して動作する。制御チャネルは無線通信だけが行われる認可された周波数帯１０２にあるので、制御チャネルはホワイト・スペース周波数帯１００におけるプライマリ・ユーザを妨害も干渉もしない。

図２は、基地局２００のブロック図である。基地局２００は、無線通信ネットワークの無線端末と基地局との間に第１の周波数帯における制御チャネル周波数における制御チャネルを確立するための手段２０２を備え、第１の周波数帯は無線通信のために排他的に使用される。基地局２００は、第２の周波数帯に関する情報を集めるための手段２０４をさらに備え、情報は、少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサービスに割り当てられていない第２の周波数帯の少なくとも第１の部分を示す。手段２０６は、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きいかどうかを判定するように適応されている。さらに、基地局２００は、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が閾値より大きい場合は、制御チャネルを介して基地局から無線端末に制御チャネル・データを送信するための手段２０８を備え、制御チャネル・データは、通信チャネルの第２の周波数帯における通信チャネル周波数を含む。手段２１０は、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷が閾値より大きい場合は、無線端末と基地局との間に通信チャネル周波数において通信チャネルを確立するように適応されている。

動作中に、基地局２００は、手段２０２を使用してそれ自体と無線端末との間に制御チャネルを確立する。次いで、ホワイト・スペース周波数帯とも呼ばれる第２の周波数帯に関する情報が、手段２０４を用いて集められる。集められた情報は、無線端末との通信チャネルを確立するために手段２１０によって後ほど使用される。通信チャネルは、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きいと手段２０６が判定した場合にのみ確立される。これは、いかなる他のやり方ででも、ホワイト・スペース周波数帯におけるプライマリ・ユーザの通信に対する干渉または妨害を引き起こすことなく、無線通信セルにおけるトラフィック負荷をホワイト・スペース周波数帯にソースアウトするために有利である。制御チャネルは、無線通信のために認可された周波数を含む第１の周波数帯にある。それによって、制御チャネルによって引き起こされる干渉または妨害が回避される。

図３は、本発明の諸実施形態による方法の流れ図である。第１のステップＳ１では、第１の周波数帯における制御チャネル周波数における制御チャネルが確立される。制御チャネルは、無線端末を無線通信ネットワークの基地局に接続するのを制御するのに役立つ。制御チャネルは、無線通信のために排他的に使用される第１の周波数帯にある。制御することは、無線通信ネットワークの規格、例えばＧＳＭ、ＵＭＴＳまたはＬＴＥ規格に準拠して実行される。

第２のステップＳ２では、第２の周波数帯に関する情報が集められる。第２の周波数帯は、例えば小さいカバレッジ・エリアを有するＤＶＢ−Ｔおよび／またはワイヤレス・マイクロホンまたは他のデバイスのために使用され得る例えばホワイト・スペース周波数帯である。集められた情報は、ワイヤレス・マイクロホンおよび／またはＤＶＢ−Ｔなどの少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサービスに割り当てられていない第２の周波数帯の少なくとも第１の部分を示す。少なくとも１つの他のデバイスは、例えばＤＶＢ−Ｔ送信機でよいことに再度留意するべきである。ワイヤレス・マイクロホンの周波数は、例えばワイヤレス・マイクロホンおよびそれぞれの受信機に割り当てられるだけでよい。

第３のステップＳ３では、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きいかどうかが判定される。この判定の後に、第４のステップS４が実行される。第４のステップは、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きい場合は、制御チャネルを介して基地局から無線端末に制御チャネル・データを送信するステップを含む。制御チャネル・データは、通信チャネルの通信チャネル周波数を含む。通信チャネル周波数は、第２の周波数帯にある。言い換えれば、第２の周波数帯における通信チャネルは、それぞれのセルにおけるトラフィック負荷が、オペレータがいくらかのトラフィックをオフロードまたはアウトソースしたいと思うほど高い場合にのみ確立される。この場合、トラフィックを第２の周波数帯にオフロードまたはアウトソースすることは、第１の周波数帯におけるトラフィックを低減するために有利である。

第５のステップＳ５では、第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きい場合は、無線端末と基地局との間の通信チャネルが通信チャネル周波数において確立される。

これらのステップの順序は、必ずしもＳ１−Ｓ２−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ５に限定されない、ことに留意するべきである。本発明の諸実施形態による方法を実施するために任意の他の合理的な順序が代替として適用されてよい。

図４は、無線通信ネットワークのセル４０２の概略図である。セル４０２における通信は、ＧＳＭ、ＵＭＴＳまたはＬＴＥ規格に準拠して第１の周波数帯において行われる。第２の周波数帯は、ホワイト・スペース周波数帯４００に対応する。ホワイト・スペース周波数帯４００は、セル４０２の中ででもセル４０２の外ででもどこででも利用可能である。領域４０４および４０６では、ホワイト・スペース周波数帯４００の少なくとも一部分が、少なくとも１つの他のデバイスおよび／またはサービスに割り当てられ、それは例えばＤＶＢ−Ｔ送信および／またはワイヤレス・マイクロホンの使用であってよい。

無線端末は、ある一定の速度で軌道４０８に沿って移動される。軌道４０８および速度に基づいて、セル４０２の基地局（図示せず）は、無線端末がホワイト・スペース周波数帯４００における少なくとも一部分を使用することができる最大期間を判定することができる。最大期間は、無線端末が地理的位置４１２において領域４０６を出る時点と無線端末が地理的位置４１０において領域４０４に入る時点との間の時間である。

１００ ホワイト・スペース周波数帯
１０２ 認可された周波数帯
１０４ ＬＴＥアップリンク
１０６ ＬＴＥダウンリンク
１０８ ＧＳＭアップリンク
１１０ ＧＳＭダウンリンク
１１２ 基地局
１１４ 無線端末
２００ 基地局
２０２ 制御チャネルを確立するための手段
２０４ 情報を集めるための手段
２０６ トラフィック負荷を判定するための手段
２０８ 制御チャネル・データを送信するための手段
２１０ 通信チャネルを確立するための手段
４００ ホワイト・スペース周波数帯
４０２ セル
４０４ 領域
４０６ 領域
４０８ 軌道
４１０ 地理的位置
４１２ 地理的位置

Claims (13)

1. 無線通信ネットワークにおいて通信する方法であって、
   − 無線端末（１１４）と該無線通信ネットワークの基地局（１１２）との間に第１の周波数帯（１０２）における制御チャネル周波数における制御チャネルを確立するステップ（Ｓ１）であって、該第１の周波数帯は、無線通信のために排他的に使用される、ステップ（Ｓ１）と、
   − 第２の周波数帯（１００）に関する情報を集めるステップ（Ｓ２）であって、該情報は、少なくとも１つの他のデバイス及び／又はサービスに割り当てられていない該第２の周波数帯の少なくとも第１の部分を示す、ステップ（Ｓ２）と、
   − 該第１の周波数帯におけるトラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きいかどうかを判定するステップ（Ｓ３）と、
   − 該第１の周波数帯における該トラフィック負荷が該トラフィック負荷閾値より大きい場合は、該制御チャネルを介して該基地局から該無線端末に制御チャネル・データを送信するステップ（Ｓ４）であって、該制御チャネル・データは、通信チャネルの該第２の周波数帯における通信チャネル周波数を含み、該通信チャネル周波数は、少なくとも１つの他のデバイス及び／又はサービスに割り当てられていない該第２の周波数帯の少なくとも第１の部分を表す情報に基づいて決定される、ステップ（Ｓ４）と、
   − 該第１の周波数帯における該トラフィック負荷が該トラフィック負荷閾値より大きい場合は、該無線端末と該基地局との間に該通信チャネル周波数において通信チャネルを確立するステップ（Ｓ５）とを含む方法。
   
2. 請求項１に記載の方法において、
   該第２の周波数帯の少なくとも第２の部分は、地上デジタルビデオ及び／又はオーディオ放送のために使用される、方法。
   
3. 請求項１又は２に記載の方法において、
   情報を集める該ステップは、該基地局によって該第２の周波数帯における周波数の使用を検知するステップ、及び／又はデータベースから該第２の周波数帯における周波数の使用を読み出すステップを含む、方法。
   
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法において、
   該制御チャネル・データは該通信チャネルによって使用されるべき帯域幅を含む、方法。
   
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法において、
   − 該通信チャネルを変更するステップ、及び／又は
   − 該通信チャネルを除去するステップをさらに含む、方法。
   
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法において、
   − 該無線端末の速度を判定するステップと、
   − 該速度が速度閾値より低いがどうかを判定するステップと、
   − 該速度が該速度閾値より低い場合にのみ、該通信チャネルを確立するステップとをさらに含む、方法。
   
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法において、
   該第２の周波数帯の該少なくとも一部分は、該少なくとも１つの他のデバイス及び／又はサービスに割り当てられ、該無線端末は、軌道に沿ってある速度で移動されており、該方法は、
   − 該無線端末の該速度を判定するステップと、
   − 該無線端末の該軌道を予測するステップと、
   − 該速度及び該軌道を使用して第１の時間値を計算するステップであって、該第１の時間値は、その後、該無線端末が該第２の周波数帯の少なくとも一部分がいかなるデバイス及び／又はサービスにも割り当てられていない領域にあると予想される期間を示す、ステップと、
   − 該通信チャネル周波数において該通信チャネルを確立するステップとをさらに含む、方法。
   
8. 請求項７に記載の方法において、
   − 該速度及び該予測された軌道を使用することによって第２の時間値を計算するステップであって、該第２の時間値は、該通信チャネルを確立するステップと該通信チャネルを除去するステップとの間の最大期間を示す、ステップをさらに含む、方法。
   
9. 請求項８に記載の方法において、
   該通信チャネルは、該通信チャネルを確立するステップと該通信チャネルを除去するステップとの間の該最大期間が時間閾値より大きい場合にのみ確立される、方法。
   
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法において、
    認証データ、認可データ、位置データ及びルーティング・エリア・データは、該制御チャネルを介して該無線端末から該基地局に送信される、方法。
    
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法において、
    該無線端末は、
    − 該第２の周波数帯の該第１の部分が該少なくとも１つの他のデバイス及び／又はサービスによって使用されているかどうかを検知するように適応されたスペクトル検知手段と、
    − 信号を該基地局に送信するように適応された送信手段であって、該信号は、該第２の周波数帯の該第１の部分が該少なくとも１つの他のデバイスによって使用されていることを示す、送信手段とを備える、方法。
    
12. 基地局装置（２００）であって、
    − 無線端末と該無線通信ネットワークの基地局との間に第１の周波数帯における制御チャネル周波数における制御チャネルを確立するための手段（２０２）であって、該第１の周波数帯は、無線通信のために排他的に使用される、手段（２０２）と、
    − 第２の周波数帯に関する情報を集めるための手段（２０４）であって、該情報は、該第２の周波数帯の少なくとも第１の部分が少なくとも１つの他のデバイス及び／又はサービスに割り当てられていないことを示す、手段（２０４）と、
    − 該第１の周波数帯における該トラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きいかどうかを判定するための手段（２０６）と、
    − 該第１の周波数帯における該トラフィック負荷が該閾値より大きい場合は、該制御チャネルを介して該基地局から該無線端末に制御チャネル・データを送信するための手段（２０８）であって、該制御チャネル・データは、通信チャネルの該第２の周波数帯における通信チャネル周波数を含み、該通信チャネル周波数は、少なくとも１つの他のデバイス及び／又はサービスに割り当てられていない該第２の周波数帯の少なくとも第１の部分を表す情報に基づいて決定される、手段（２０８）と、
    − 該第１の周波数帯における該トラフィック負荷が該閾値より大きい場合は、該無線端末と該基地局との間に該通信チャネル周波数において通信チャネルを確立するための手段（２１０）とを備える基地局装置（２００）。
    
13. 請求項１２による基地局装置によって実行された場合、該基地局装置に無線通信ネットワークにおいて通信する方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、該方法は、
    − 無線端末と該無線通信ネットワークの基地局との間に第１の周波数帯における制御チャネル周波数における制御チャネルを確立するステップであって、該第１の周波数帯は無線通信のために排他的に使用される、ステップと、
    − 第２の周波数帯に関する情報を集めるステップであって、該情報は、該第２の周波数帯の少なくとも第１の部分が少なくとも１つの他のデバイス及び／又はサービスに割り当てられていないことを示す、ステップと、
    − 該第１の周波数帯における該トラフィック負荷がトラフィック負荷閾値より大きいかどうかを判定するステップと、
    − 該第１の周波数帯における該トラフィック負荷が該閾値より大きい場合は、該制御チャネルを介して該基地局から該無線端末に制御チャネル・データを送信するステップであって、該制御チャネル・データは、通信チャネルの該第２の周波数帯における通信チャネル周波数を含む、ステップと、
    − 該第１の周波数帯における該トラフィック負荷が該閾値より大きい場合は、該無線端末と該基地局との間に該通信チャネル周波数において通信チャネルを確立するステップと
    を含む、コンピュータ可読記憶媒体。

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