JP6705809B2 - 放送及び双方向パケット交換通信のための共有スペクトルアクセス - Google Patents

Description

本出願は、無線通信のための動的スペクトル共有に関する。

無線通信システムの使用は急速に成長している。更に無線通信技術は、音声のみの通信から、インターネット及びマルチメディアコンテンツ等のデータの送信も含むように進化している。無線通信の急増は、周波数スペクトルの不足につながり得る。更に、スペクトルの異なる複数の部分の利用は変化し得る。例えば、特定の周波数帯域における携帯電話の使用が、いくつかの区間中に大きくなることがある。同時に、放送テレビジョン（ＴＶ）プロバイダは、割り当てられた周波数リソースの全てを利用していない場合がある。

従っていくつかの実施形態では、異なる複数のラジオ技術間での動的スペクトル共有のための技法が必要とされ得る。

動的スペクトル共有に関する技法を開示する。いくつかの実施形態では、放送基地局は、特定の周波数帯域を用いて、音声及びビデオデータを放送レシーバデバイスに無線放送するよう構成される。これらの実施形態では、上記放送基地局は、予定された時間区間中、上記特定の周波数帯域における放送を中断することによって、１つ又は複数のセルラー基地局が、上記特定の周波数帯域を用いた双方向パケット交換無線データ通信を実施できるようにするよう構成される。

いくつかの実装形態では、基地局（例えばロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：ＬＴＥ）基地局）は、第１の周波数帯域を用いて、１つ又は複数の移動体デバイスと双方向パケット交換通信を実施するよう構成される。これらの実施形態では、上記基地局はまた、予定された時間区間中に、第２の周波数帯域を用いて、１つ又は複数の移動体デバイスと双方向パケット交換通信を実施するよう構成され、ここで上記第２の周波数帯域は、上記予定された時間区間以外の１つ又は複数の時間区間中に、音声及びビデオデータを複数のデバイスに無線放送するために使用される。

いくつかの実装形態では、本開示の技法により、セルラー通信と放送通信との間での動的スペクトル共有を可能とすることができる。いくつかの実装形態では、単一の基地局が、放送基地局及びセルラー基地局の両方として構成される。

いくつかの実装形態では、移動体デバイスは、共有されたスペクトルを利用するために複数の周波数帯域を切り替えるよう構成される。様々な実施形態において、移動体デバイスを、対応するラジオ技術のための空白区間（その間、別のラジオ技術による同一スペクトルにおける通信が発生し得る）の間に電源がオフになるよう構成してよい。様々な実施形態において、セルラー基地局及び／又は放送基地局が送信する制御信号により、無線レシーバデバイスが動的スペクトル共有中に接続を維持できるようにすることができる。

図１は、いくつかの実施形態によるユーザ機器（ＵＥ）デバイスを示す図である。 図２は、いくつかの実施形態による、放送基地局及びセルラー基地局を含む例示的な無線通信環境を示すブロック図である。 図３は、いくつかの実施形態による例示的な基地局を示すブロック図である。 図４は、いくつかの実施形態による例示的なＵＥを示すブロック図である。 図５は、いくつかの実施形態による例示的な放送フレームを示す図である。 図６は、いくつかの実施形態による例示的なＬＴＥラジオフレームを示す図である。 図７は、いくつかの実施形態による、ＬＴＥと放送送信との間のスペクトル共有のための例示的な制御信号を示す図である。 図８は、いくつかの実施形態による、スペクトル共有のためのＬＴＥ及び放送送信の例示的な空白期間を示す図である。 図９は、いくつかの実施形態による、放送基地局を動作させるための方法を示すフローチャートである。 図１０は、いくつかの実施形態による、セルラー基地局を動作させるための方法を示すフローチャートである。 図１１は、いくつかの実施形態による、ＵＥを動作させるための方法を示すフローチャートである。

以上の実施形態についてかなり詳細に説明しているが、以上の開示を十分に理解すれば、多数の変形及び修正が当業者には明らかであろう。以下の請求項が、このような変形及び修正の全てを包含するものとして解釈されることが意図されている。

様々なユニット、回路又は他の構成部品を、１つ又は複数のタスクを実施する「よう構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」として説明又は請求する場合がある。このような文脈では、「よう構成される」は、上記ユニット／回路／構成部品が動作中に上記１つ又は複数のタスクを実施する構造（例えば回路構成）を含むことを示すことによって、構造を内包するために使用される。従って、上記ユニット／回路／構成部品は、上記指定されたユニット／回路／構成部品が現在動作していない（例えばオンになっていない）場合であってもタスクを実施するよう構成されている、と言うことができる。「よう構成される」という語句と共に使用されるユニット／回路／構成部品としては、ハードウェア、例えば回路、動作を実装するために実行可能なプログラム命令を記憶したメモリ等が挙げられる。あるユニット／回路／構成部品が１つ又は複数のタスクを実施する「よう構成されている」という記述は、当該ユニット／回路／構成部品に対して米国特許法第１１２条（ｆ）が適用されないことを明確に意図している。

頭字語
本開示では、以下の頭字語を使用する：
３ＧＰＰ：第三世代パートナーシッププロジェクト
ＡＴＳＣ：米国テレビジョン規格委員会
ＣＤＭＡ：符号分割多元アクセス
ＧＳＭ：移動体通信用グローバルシステム
ＬＴＥ：ロングタームエボリューション
ＮＧＢＰ：次世代放送プラットフォーム
ＲＡＴ：ラジオアクセス技術
ＲＸ：受信
ＳＩＭ：加入者識別モジュール
ＴＸ：送信
ＵＥ：ユーザ機器
ＵＭＴＳ：ユニバーサル移動体遠距離通信システム

用語
以下は、本出願において使用される用語の用語集である。

メモリ媒体‐いずれの様々な種類のメモリデバイス又はストレージデバイス。用語「メモリ媒体」は、インストール媒体（例えばＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク若しくはテープデバイス）；コンピュータシステムメモリ若しくはＤＲＡＭ、ＤＤＲ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭ、ラムバスＲＡＭ等のランダムアクセスメモリ；磁気メディア（例えばハードドライブ）、光学ストレージ若しくはＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ等の不揮発性メモリ；レジスタ又は他の同様のタイプのメモリ素子等を含むことを意図している。メモリ媒体はその他のタイプのメモリ又はその組み合わせも同様に含んでよい。更に、メモリ媒体は、プログラムを実行する第１のコンピュータシステム内に配置してよく、又はインターネット等のネットワークを介して第１のコンピュータシステムに接続された第２の異なるコンピュータシステム内に配置してよい。後者の場合、第２のコンピュータシステムは第１のコンピュータシステムに、実行のためのプログラム命令を提供してよい。用語「メモリ媒体」は、異なる位置、例えばネットワークを介して接続された異なるコンピュータシステム内にあってよい２つ以上のメモリ媒体を含んでよい。メモリ媒体は、１つ又は複数のプロセッサが実行できる、（例えばコンピュータプログラムとして実現される）プログラム命令を記憶してよい。

キャリア媒体‐上述のメモリ媒体、並びにバス、ネットワーク及び／又は電気信号、電磁気信号若しくはデジタル信号といった信号を搬送する他の物理送信媒体といった物理送信媒体。

コンピュータシステム‐用語「コンピュータシステム」は、パーソナルコンピュータシステム（ＰＣ）、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、ネットワーク家電、インターネット家電、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、個人用通信デバイス、スマートフォン、テレビジョンシステム、グリッドコンピューティングシステム又はその他のデバイス若しくはデバイスの組み合わせを含む、様々なタイプの計算又は処理システムのいずれかを指す。一般に、用語「コンピュータシステム」は、メモリ媒体からの命令を実行する少なくとも１つのプロセッサを有するいずれのデバイス（又は複数のデバイスの組み合わせ）を包含するものとして広く定義できる。

ユーザ機器（ＵＥ）（又は「ＵＥデバイス」）‐移動可能又は携帯可能であり、無線通信を実施する、いずれの様々なタイプのコンピュータシステムデバイス。ＵＥデバイスの例としては、携帯電話又はスマートフォン（例えばｉＰｈｏｎｅ（商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（商標）ベースの電話）、携帯型ゲームデバイス（例えばＮｉｎｔｅｎｄｏ ＤＳ（商標）、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ Ｐｏｒｔａｂｌｅ（商標）、Ｇａｍｅｂｏｙ Ａｄｖａｎｃｅ（商標）、ｉＰｈｏｎｅ（商標））、ラップトップ、ＰＤＡ、携帯型インターネットデバイス、音楽プレイヤー、データ記憶デバイス、他のハンドヘルドデバイス、及び腕時計、ヘッドホン、ペンダント、イヤホン等のウェアラブルデバイスが挙げられる。一般に、用語「ＵＥ」又は「ＵＥデバイス」は、ユーザが容易に輸送でき、かつ無線通信が可能な、いずれの電子デバイス、計算デバイス及び／又は遠距離通信デバイス（又はデバイスの組み合わせ）を包含するよう、広範に定義できる。

基地局‐用語「基地局」は、この語が通常意味するところの全範囲を含み、少なくとも、固定位置に設置されて、無線電話システム又はラジオシステムの一部として通信に使用される、無線通信ステーションを含む。

要素プロセッサ‐様々な要素又は要素の組み合わせを表す。要素プロセッサとしては例えば、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等の回路、個々のプロセッサコアの部分若しくは回路、複数のプロセッサコア全体、個々のプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等のプログラマブルハードウェアデバイス、及び／又は多数のプロセッサを含むシステムの比較的大きな部分が挙げられる。

自動的に（ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ）‐その作用又は動作を直接指定又は実施するユーザ入力を必要とせずに、コンピュータシステム（例えばコンピュータシステムが実行するソフトウェア）又はデバイス（例えば回路構成、プログラム可能なハードウェア要素、ＡＳＩＣ等）が実施する動作又は操作について用いる。従って用語「自動的に」は、ユーザが手動で実施又は指定する操作（ここでユーザが操作を直接実施するために入力を提供する）と対照的なものである。自動処理は、ユーザが提供する入力によって開始される場合があるが、これに続く「自動的に」実施される動作は、ユーザが指定するものではなく、即ち「手動で」実施される（ユーザが各動作の実施を指定する）ものではない。例えばユーザが、各フィールドを選択し、（例えば情報をタイピングすることによって、チェックボックスを選択することによって、無線選択によって等で）情報を指定する入力を提供することによって、電子フォームを埋める場合、仮にコンピュータシステムがユーザの動作に応答して上記フォームを更新しなければならないとしても、これは上記フォームを手動で埋めたことになる。このようなフォームはコンピュータシステムによって自動で埋めることができ、この場合コンピュータシステム（例えばコンピュータシステム上で実行されるソフトウェア）は、フォームのフィールドを分析して、フィールドへの回答を指定するいずれのユーザ入力を必要とせずにフォームを埋める。上述のように、ユーザはフォームを自動で埋める動作を発動する場合はあるが、実際にフォームを埋める動作には関わらない（例えばユーザはフィールドへの回答を手動で指定せず、回答は自動的に完了する）。本明細書は、ユーザが行う動作に応答して自動的に実施される操作の様々な例を提供する。

図１‐ユーザ機器
図１は、いくつかの実施形態による例示的なユーザ機器（ＵＥ）１０６を示す。用語「ＵＥ」１０６は、上で定義した様々なデバイスのいずれであってよい。ＵＥデバイス１０６は、様々な材料のいずれから構成してよいハウジング１２を含んでよい。ＵＥ１０６はディスプレイ１４を有してよく、これは容量性接触電極を組み込んだタッチスクリーンであってよい。ＵＥ１０６のハウジング１２は、様々な要素のいずれのための開口を内包して、又は備えてよく、上記様々な要素は、ボタン１６、スピーカポート１８、並びにマイクロフォン、データポート及び様々なタイプのボタン、例えばボリュームボタン、リンガボタン等といった他の要素（図示せず）である。

ＵＥ１０６は、複数のラジオアクセス技術（ＲＡＴ）をサポートしてよい。例えばＵＥ１０６は、汎欧州デジタル移動電話方式（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：ＧＳＭ（登録商標））、ユニバーサル移動体遠距離通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ：ＵＭＴＳ）、符号分割多元アクセスＣＤＭＡ（例えばＣＤＭＡ２０００ １ＸＲＴＴ又は他のＣＤＭＡラジオアクセス技術）、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）、ＬＴＥアドバンスド（ＬＴＥ‐Ａ）、及び／又は他のＲＡＴのうちの２つ以上等の、様々なＲＡＴのうちのいずれかを用いて通信するよう構成してよい。例えばＵＥ１０６は、ＬＴＥ及びＧＳＭ等の少なくとも２つのラジオアクセス技術をサポートしてよい。必要に応じて、様々な異なる又は他のＲＡＴをサポートしてよい。

いくつかの実施形態では、ＵＥ１０６は、音声及び／又はビデオコンテンツを搬送できる放送ラジオ送信を受信するようにも構成される。更に他の実施形態では、ＵＥ１０６は、放送ラジオ送信を受信するよう構成してよく、また基地局との双方向通信を実施するよう構成しなくてよい（例えばＵＥ１０６はテレビジョンであってよい）。

図２‐通信システム及びスペクトル共有の概要
図２は、複数の通信システムを含む例示的な（かつ簡略化された）無線環境を示す。図示されている実施形態では、異なる複数のＵＥ及び放送レシーバは、放送ネットワーク及び／又はパケット交換セルラーネットワークを介して通信するよう構成される。図２のシステムは可能なシステムの単なる一例であり、必要に応じて様々なシステムのいずれにおいて実施形態を実装してよいことに留意されたい。

図示されているように、上記例示的な無線通信システムは、基地局１０２Ａ、１０２Ｂを含み、これらは、ＵＥ１０６Ａ〜１０６Ｃとして表されている１つ又は複数のユーザ機器（ＵＥ）デバイスと、送信媒体を介して通信する。

セルラー基地局１０２Ｂは、トランシーバ基地局（ｂａｓｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＴＳ）又はセルサイト（ｃｅｌｌ ｓｉｔｅ）であり、ＵＥ１０６Ｂ及びＵＥ１０６Ｃとの無線通信を可能にするハードウェアを含んでよい。図示されている実施形態では、基地局１０２Ｂはまた、コアネットワーク１００Ｂと通信するようにも構成される。コアネットワーク１００Ｂは、１つ又は複数の外部ネットワーク（外部ネットワーク１０８等）にも連結してよく、上記外部ネットワークは、インターネット、公衆交換電話網（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＳＴＮ）及び／又は他のいずれのネットワークを含んでよい。従って基地局１０２Ｂは、ＵＥデバイス１０６ＢとＵＥデバイス１０６Ｃとの間、並びに／又はＵＥデバイス１０６Ｂ及び／若しくは１０６Ｃとコアネットワーク１００Ｂ及び／若しくは１０８との間の通信を促進できる。

同一の又は異なるＲＡＴ又はセルラー通信規格に従って動作する基地局１０２Ｂ及び他の基地局は、複数のセルのネットワークとして提供してよく、上記ネットワークは、１つ又は複数のラジオアクセス技術（ＲＡＴ）によって、広範な地理的領域にわたって、ＵＥ１０６Ｂ及び／又はＵＥ１０６Ｃと、同様のデバイスとに、継続的な又は略継続的な重複するサービスを提供できる。

放送基地局１０２Ａは、ＵＥ１０６Ａ、１０６Ｂ等の複数のレシーバにマルチメディアコンテンツ（例えばＴＶ送信用のビデオ及び音声コンテンツ）を放送するよう構成してよい。図示されている実施形態では、放送基地局１０２Ａは、外部ネットワーク１０８と通信するよう構成される。様々な実施形態では、放送基地局１０２Ａはまた、１つ又は複数の内部ネットワークと通信するようにも構成される。

用語「放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）」は、ある特定のデバイスにアドレス指定されるのではなく、ある放送地域内の複数の受信デバイスに対して送信される、一対多の送信を指す。更に、放送送信は典型的には、一方向（トランスミッタからレシーバ）である。いくつかの状況において、制御信号（例えば視聴率情報）をレシーバから放送トランスミッタに返すことができるが、コンテンツデータは一方向にのみ送信される。対照的に、セルラー通信は典型的には双方向性である。「セルラー（ｃｅｌｌｕｌａｒ）」通信はまた、複数のセル間の引き渡し（ｈａｎｄｏｆｆ）を伴ってよい。例えばＵＥ１０６Ｃ（及び／又はＵＥ１０６Ｂ）が、セルラー基地局１０２Ｂが提供するセルの外に移動すると、上記ＵＥは別のセルラー基地局に引き渡されてよい（また上記引き渡しは、基地局１０２Ｂ及び上記別のセルラー基地局が実施する動作を含めて、ネットワークによって処理されてよい）。対照的に、第１の放送基地局がカバーする範囲から第２の放送基地局がカバーする範囲へとユーザが移動すると、ユーザは第２の放送基地局からコンテンツを受信するように切り替えることができるが、基地局は引き渡しを促進する必要はない（例えば基地局は単に放送を継続し、ある特定のＵＥがどの基地局を使用しているかは問題としない）。

従来、放送送信は、セルラー放送とは異なる周波数リソースを用いて実施されている。しかしながらいくつかの実施形態では、これらの異なるタイプの送信の間で周波数リソースを共有する。例えばいくつかの実施形態では、放送基地局１０２Ａは、予定された時間区間中に１つ又は複数の周波数帯域を、パケット交換通信のためのセルラー基地局１０２Ｂが使用するために譲渡するよう構成される。

動的スペクトル共有は、シームレスなエンドユーザの接続を保証するための、ネットワーク間の明示的な調整の可能性を発生させる。動的スペクトル共有は、例えば個々のネットワークオペレータ間での明文化された合意の下で、放送オペレータがそのスペクトル占有分の一部又は全てを無線キャリアに一時的に譲渡することにより、追加の収入を引き出すための手段を提供する。基盤となる信号送信プロトコルの補足物に精通した、設定可能な基地局は、所与の時点において放送又はブロードバンドサービスアクセス（又はこれら両方）を探索するエンドユーザデバイスからの、中断のない接続を促進できる。

いくつかの実施形態では、放送又はセルラー基地局が送信する制御信号により、エンドユーザデバイスは、完全な信号接続性（これはネットワークの混乱を除去できる）を維持すること、（例えば基地局が送信を行っていない場合に、低電力モードのまま保持する時間を決定することによって）バッテリ寿命を延長すること、及び／又は（例えばまだらになったカバー範囲若しくは一時的なネットワーク停止として、スペクトル共有期間を知覚するのではなく）能動的にカバー範囲検出を管理することが可能となる。

様々な実施形態において、異なるレベルの調和を利用してよい。いくつかの実施形態では、放送オペレータは、放送レシーバへの信号送信を中断することなく、予定された時間期間にわたって、そのスペクトルをセルラーオペレータに譲渡してよい。これらの実施形態では、放送ネットワークは、繰り延べ期間中はアクセス不可となり、そのレシーバは、放送サービスが再開されるまで、ネットワーク状態を認識しないままとなる。これは一方的繰り延べと呼ぶことができる。いくつかの実施形態では、セルラーオペレータは、その送信を周期的に空白化することによって、放送オペレータが放送レシーバに、その休眠期間を通知する制御信号を送信できるようにしてよい。これは、放送レシーバに空白化期間を知らせることができる一方で、放送レシーバが放送データの受信を継続できないようにすることができる。これは、共同繰り延べと呼ぶことができる。いくつかの実施形態では、放送プロバイダ及びセルラープロバイダは完全に調和し、ＵＥ及び放送レシーバが、それぞれのネットワークに対する中断されない接続を維持できるようにすることができる。例えば放送送信のための制御信号は、放送レシーバがアクティブな区間（例えばセルラーデータが送信される、複数の放送空白化区間の間の区間）において放送コンテンツを受信できるようにするために十分な同期情報を含んでよい。いくつかの実施形態では、これは、セルラー同期及びセル構成パラメータを放送フレームパラメータに重畳するステップを伴ってよい。

基地局１０２Ａ、１０２Ｂ及びＵＥ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃは、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ‐Ａ、ＣＤＭＡ２０００（例えば１ｘＲＴＴ、１ｘＥＶ‐ＤＯ、ＨＲＰＤ、ｅＨＲＰＤ）、米国テレビジョン規格委員会（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ：ＡＴＳＣ）規格、デジタルビデオ放送（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ：ＤＶＢ）といった他の可能な選択肢の中でも特に、ＬＴＥ、次世代放送プラットフォーム（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｐｌａｔｆｏｒｍ：ＮＧＢＰ）、Ｗ‐ＣＤＭＡ、ＴＤＳ‐ＣＤＭＡ及びＧＳＭのような、様々なＲＡＴ（無線通信技術又は遠距離通信規格とも呼ばれる）のうちのいずれを用いて、送信媒体を介して通信するよう構成してよい。

本出願では、例示を容易にするために放送及びセルラーネットワークについて議論しているが、これらの技術は本開示の範囲を限定することを意図したものではなく、本開示のスペクトル共有技法は、他の実施形態において、様々なタイプの無線ネットワークのうちのいずれの間で使用してよい。

図３‐基地局
図３は、基地局１０２の例示的なブロック図を示す。いくつかの実施形態では、基地局１０２は、図２の基地局１０２Ａ等の放送基地局及び／又は図２の基地局１０２Ｂ等のセルラー基地局であってよい。図３の基地局は、可能な基地局の単なる一例であることに留意されたい。図示されているように、基地局１０２は、基地局１０２のためのプログラム命令を実行できる１つ又は複数のプロセッサ３０４を含んでよい。１つ又は複数のプロセッサ３０４はまた、メモリ管理ユニット（ｍｅｍｏｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ：ＭＭＵ）３４０にも連結でき、ＭＭＵ３４０は、１つ又は複数のプロセッサ３０４からアドレスを受信して、これらのアドレスをメモリ（例えばメモリ３６０及び読み出し専用メモリ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）３５０）内の場所へ、又は他の回路若しくはデバイスへと移すよう構成してよい。

基地局１０２は、少なくとも１つのネットワークポート３７０を含んでよい。ネットワークポート３７０は、電話網に連結して、ＵＥデバイス１０６等の複数のデバイスに、上述のような上記電話網へのアクセスを提供するよう構成してよい。いくつかの実施形態では、ネットワークポート３７０（又は追加のネットワークポート）はテレビジョンネットワークに連結してよく、放送用コンテンツを受信するよう構成してよい。また、又はあるいは、ネットワークポート３７０（又は追加のネットワークポート）は、セルラーネットワーク、例えばセルラーサービスプロバイダのコアネットワークに連結するよう構成してよい。上記コアネットワークは、ＵＥデバイス１０６等の複数のデバイスに、移動性関連サービス及び／又は他のサービスを提供してよい。場合によっては、ネットワークポート３７０はコアネットワークを介して電話網に連結してよく、及び／又はコアネットワークが、（例えばセルラーサービスプロバイダがサービス提供する他のＵＥデバイス１０６間に）電話網を提供してよい。

基地局１０２は、少なくとも１つのアンテナ３３４を含んでよい。この少なくとも１つのアンテナ３３４は、無線トランシーバとして動作するよう構成してよく、更に、ラジオ３３０を介してＵＥデバイス１０６と通信するよう構成してよい。図示されている実施形態では、アンテナ３３４は通信チェーン３３２を介してラジオ３３０と通信する。通信チェーン３３２は、受信チェーン、送信チェーン又はこれら両方であってよい。ラジオ３３０は、様々なＲＡＴを介して通信するよう構成してよい。

基地局１０２の１つ又は複数のプロセッサ３０４は、例えばメモリ媒体（例えば非一時的コンピュータ可読メモリ媒体）に記憶されたプログラム命令を実行することによって、本出願に記載の方法の一部又は全てを実装するよう構成してよい。あるいはプロセッサ３０４は、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）、又はこれらの組み合わせといった、プログラマブルハードウェア要素として構成してよい。

いくつかの実施形態では、基地局１０２は、放送通信及び双方向性パケット交換通信の両方を実施するよう構成される。これらの実施形態では、基地局１０２は例えば、複数のラジオ３３０、通信チェーン３３２及び／又はアンテナ３３４を含んでよい。他の実施形態では、本開示のスペクトル共有技法を、放送送信のみ又はパケット交換通信のみを実施するよう構成された異なる複数の基地局が実施してよい。

図４‐ユーザ機器（ＵＥ）
図４は、ＵＥ１０６の例示的な簡略化されたブロック図を示す。図示されているように、ＵＥ１０６は、システム・オン・チップ（ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｃｈｉｐ：ＳＯＣ）４００を含んでよく、このＳＯＣ４００は、様々な目的のための複数の部分を含んでよい。ＳＯＣ４００は、ＵＥ１０６の様々な他の回路に連結してよい。例えばＵＥ１０６は：（例えばＮＡＮＤフラッシュ４１０を含む）様々なタイプのメモリ；（例えばコンピュータシステム、ドック、充電ステーション等に連結するための）コネクタインタフェース４２０；ディスプレイ４６０；ＬＴＥ、ＧＳＭ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷＬＡＮ及び／又は放送等のための無線通信回路構成４３０を含んでよい。ＵＥ１０６は更に、ＳＩＭ（加入者識別モジュール）機能を実装した１つ又は複数のスマートカードを備えてよい。無線通信回路構成４３０は、アンテナ４３５等の１つ又は複数のアンテナに連結してよい。

図示されているように、ＳＯＣ４００は、ＵＥ１０６のためのプログラム命令を実行できる１つ又は複数のプロセッサ４０２と、グラフィックス処理を実施でき、ディスプレイ４６０にディスプレイ信号を提供できる、ディスプレイ回路構成４０４とを含んでよい。１つ又は複数のプロセッサ４０２はまた、メモリ管理ユニット（ＭＭＵ）４４０に連結してよく、このＭＭＵ４４０は、１つ又は複数のプロセッサ４０２からアドレスを受信して、これらのアドレスをメモリ（例えばメモリ４０６、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４５０、ＮＡＮＤフラッシュメモリ４１０）内の場所へ、並びに／又はディスプレイ回路構成４０４、無線通信回路構成４３０、コネクタＩ／Ｆ４２０及び／若しくはディスプレイ４６０といった他の回路若しくはデバイスへと移すよう構成してよい。ＭＭＵ４４０は、メモリ保護及びページテーブル変換又はセットアップを実施するよう構成してよい。いくつかの実施形態では、ＭＭＵ４４０を、１つ又は複数のプロセッサ４０２の一部分として含めてもよい。

いくつかの実施形態（図示せず）では、ＵＥ１０６は、例えば図２の放送基地局１０２Ａから、無線放送を受信するよう構成される。これらの実施形態では、ＵＥ１０６は放送ラジオレシーバを含んでよい。いくつかの実施形態では、ＵＥ１０６は、異なる周波数帯域を用いて同時に、及び／又は異なるタイムスライス中に同一の周波数リソースを用いて、放送データを受信し、パケット交換セルラー通信（例えばＬＴＥ）を実施するよう構成される。これにより、ユーザは、（例えばスプリットスクリーンモードでの）インターネットのブラウジング、ウェブアプリケーションの使用、又はストリーミング音声の聴取といった他のタスクを実施しながら、ＴＶ放送を視聴できる。他の実施形態では、本開示の技法を、放送レシーバとして又はセルラー通信用に構成され、かつこれら両方としては構成されていないデバイスを用いるシステムにおいて使用してよい。

ＵＥデバイス１０６のプロセッサ４０２は、例えばメモリ媒体（例えば非一時的コンピュータ可読メモリ媒体）に記憶されたプログラム命令を実行することによって、本出願に記載の特徴の一部又は全てを実装するよう構成してよい。あるいは（又は更に）、プロセッサ４０２は、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）といった、プログラマブルハードウェア要素として構成してよい。あるいは（又は更に）、ＵＥデバイス１０６のプロセッサ４０２は、他の構成部品４００、４０４、４０６、４１０、４２０、４３０、４３５、４４０、４５０、４６０のうちの１つ又は複数と併せて、本出願に記載の特徴の一部又は全てを実装するよう構成してよい。

図５‐例示的な放送フレーム
図５は、いくつかの実施形態による、一般化された放送スーパーフレーム構造５０２を示す。図示されている実施形態では、上記スーパーフレームは、基盤となるフレーム構成とは独立した１秒の持続時間を占有する。いくつかの実施形態では、この固定された持続時間により、セルラーネットワーク伝送層との調和を促進できる。図示されているスーパーフレーム５０２は、実際のペイロードデータを搬送するペイロード領域５０４と、制御又は他の信号送信情報を搬送できるゼロ個以上の非ペイロード領域５０６、５０８を含む。図示されている例では、別個の非ペイロード領域５０６、５０８は、スーパーフレーム５０２の始点及び終点において斜線付きの領域で示されている。この例示的な図では、各領域の相対的な時間長（水平軸）及びシンボルの個数は実際の通りでない場合がある。

いくつかの実施形態では、最初の非ペイロード領域５０６は、レシーバデバイスに初期同期及びフレーム構成を提供するプリアンブルとして機能する。いくつかの実施形態では、ある特定のプリアンブルの検出により、残りのプリアンブルシンボルを検出できるコンテキストを設定できる。例えば、基地局１０２Ａがそのスペクトルの一部分をＬＴＥに譲渡する場合、基地局１０２Ａは、放送プリアンブル内で信号送信される別個のコンテキストを「プライベート（ｐｒｉｖａｔｅ）」として示すことができる。いくつかの実施形態では、他のフィールドは、受信デバイスに、伝送がどの程度の長さを占有するか、及び信号の帯域幅といった様々な情報を示すことができる。例えば放送レシーバデバイスはこの情報を用いて、放送データの監視をいつ再開するかを決定できる。セルラーデバイスはこの情報を用いて、セルラーデバイスが、借用した周波数帯域においてデータを送信できる期間を決定できる。いくつかの実施形態では、放送レシーバは、放送デバイスが受信する準備をしているもの以外のサービスコンテクストに属するスーパーフレームを無視するよう構成される。

図６‐例示的なセルラーフレーム
図６は、例示的なセルラーラジオフレーム（図示されている例ではＬＴＥフレーム）を示す。図示されている実施形態では、セルラーラジオフレーム６０２は、複数のサブフレーム６０４を備える。図示されている実施形態では、各サブフレームは長さ１ｍｓであり、２つの０．５ｍｓスロット６０６で構成される。図示されているフレームは、様々な実施形態において、双方向パケット交換セルラー通信に使用できる。

図示されている実施形態では、一次同期信号ＰＳＳ及び二次同期信号ＳＳＳがスロット０、１０のサブフレームに挿入される。ＰＳＳは両方のサブフレームにおいて同様に送信され得る。ＳＳＳコンテンツはフレーム毎に第２のインスタンスにおいて修正されてよく、これによりＵＥが１０ｍｓラジオフレームの始点を一意に決定できる。いくつかの実施形態では、ＰＳＳ及びＳＳＳには、ラジオフレームの第１のサブフレームにおいてのみ、物理放送チャネル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｈａｎｎｅｌ：ＢＣＨ）６１０が続く。ＢＣＨは、フレーム構成を放送レシーバに搬送してよい。ＢＣＨの文脈における用語「放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）」は、ＬＴＥセル内の複数のレシーバに均一に分配される制御信号送信を指し、従って放送基地局が分配する放送データコンテンツとは異なることに留意されたい。

図７‐スペクトル共有の調和のための例示的信号送信構造
図７は、ＬＴＥフレーム構造へのユニバーサル信号送信の組み込みを示す。様々な実施形態において、制御信号は、周波数帯域が利用可能である時間区間を示すために使用できる。これは、いずれの所与のフレーム期間におけるスペクトルリソースの意図された使用と同様に、放送及びブロードバンドレシーバに信号送信できる。

図示されている実施形態では、プリアンブル７０２は、放送スーパーフレーム持続時間７０６の始点に対応する第１のＬＴＥサブフレーム７０４において送信される。いくつかの実施形態では、これは、放送スーパーフレームとＬＴＥフレームとの同期を必要とする場合がある（例えばいくつかの実施形態では、上記スーパーフレームはＬＴＥフレームと同時に開始しなければならない）。プリアンブル７０２は、放送及びセルラー制御信号の両方が各ネットワークによって上記プリアンブル区間中に送信されるという意味で、「ハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）」プリアンブルであり得る。いくつかの実施形態では、干渉を回避するために、この信号を、異なる時間及び／又は周波数リソースを用いて送信してよい。

いくつかの実施形態では、プリアンブル７０２の放送部分は、初期同期情報と、ブロードバンドプロバイダが放送セル内において送達することを希望するいずれの追加の構成パラメータとを内包する。いくつかの実施形態では、第１の放送シンボルは、これが通常放送モードであるものとして送られ、これにより安定した信号検出を保証できる。図示されている実施形態では、放送基地局から送信される残りのシンボルは、（例えばこれらの区間中の周波数スペクトルの少なくとも一部分を空白化することによって）必要に応じて修正され、これにより、例えばＰＳＳ、ＳＳＳ、ＢＣＨといった、セルラーレシーバ向けの信号送信フィールドが内包され、周囲に放送信号送信が存在するにもかかわらず継続的なネットワーク接続が可能となる。

従っていくつかの実施形態では、放送信号送信フィールド７０８と重なる放送シンボルは、ＰＳＳ、ＳＳＳ、ＢＣＨを内包するようにノッチを付けられている。いくつかの実施形態では、これらのセルラーフィールドは、名目上、サブキャリア間隔１５ｋＨｚにおいてセンターキャリアを取り囲む７２個のサブキャリア（１．０８０ＭＨｚ）を占有する。これらの実施形態では、放送基地局１０２Ａは、同等の信号帯域幅をゼロにすることによって、上記セルラー信号フィールドの完全性が損なわれるのを回避できる。

更に、セルラー基地局１０２Ｂは、放送プリアンブル７０２に重なる場合に、サブフレームゼロのユーザデータのスケジューリングを中断できる。ユーザデータのスケジューリングのために利用できるサブフレームにおけるデータ損失（図示されている実施形態では１／１０００）は、放送基地局１０２Ａと周波数スペクトルを共有する能力に対して低コストとなり得る。通常のセルラーデータスケジューリングは、サブフレームゼロの後、スーパーフレーム持続時間の残りの部分にわたって再開してよい。

いくつかの実施形態では、単一の基地局（例えば放送及びセルラー送信の両方のために構成された基地局）を、全プリアンブル７０２を送信するよう構成してよい。更にいくつかの実施形態では、スケジューリングを促進するために、セルラー基地局を、放送制御信号の一部分を送信するよう構成してよく、及び／又はその逆であってもよい。

ＬＴＥとＮＧＢＰとの間での例示的なスペクトル共有
いくつかの実施形態では、設定可能なｅＮＢは、ＮＧＢＰ（放送）信号及び次世代ユニバーサル地上波ラジオアクセス（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ：ＥＵＴＲＡ）（ＬＴＥ、ロングタームエボリューション）（セルラー）信号の両方を、２つの信号の時間インターリーブによって、同一の周波数スペクトルにおいて、同様の帯域幅を使用して送信するよう構成される。ＮＧＢＰ信号とＥＵＴＲＡ信号との間の正確な時間整合を維持することは、両方の信号を同一の基地局（ｅＮＢ、次世代ノードＢ）が送信する場合、比較的簡単であり得る。これらの実施形態では、ｅＮＢは単一の信号を送信してよく、上記信号のある部分はＮＧＢＰ波形に対応し、上記信号の他の部分はＥＵＴＲＡ波形に対応する。他の実施形態（例えば異なる複数の基地局が放送専用又はセルラー専用として構成されている実施形態）では、時間整合のために、上記異なるネットワーク間の調和が必要となり得る。

以下において議論する実施形態では、例示を目的としてＮＧＢＰ及びＬＴＥを利用するが、他の放送及び／若しくはセルラープロトコル（例えばＮＧＢＰ、ＧＳＭ等）に対して同様の技法を使用してよく、又は他の実施形態では、放送若しくはセルラー用ではないプロトコルに対して同様の技法を使用してよい。

いくつかの実施形態では、放送送信用スペクトルを残すための空白化のために、ＭＢＳＦＮ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ／Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ：マルチキャスト／放送単一周波数ネットワーク）サブフレームをセルラーネットワークが使用してよい。これらの実施形態では、ＥＵＴＲＡダウンリンク信号は、ＭＢＳＦＮサブフレームを有して構成してよい。ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：周波数分割複信）ＥＵＴＲＡシステムでは、１０ｍｓのＥＵＴＲＡラジオフレームそれぞれのサブフレーム１、２、３及び６、７、８を、ＭＢＳＦＮサブフレームとして構成してよい。ＭＢＳＦＮサブフレームは、ＥＵＴＲＡ信号を、１ｍｓのサブフレームの最初の１個又は２個のＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重化）シンボルにおいてしか送信する必要がなく、その一方で残りの１３個又は１２個のＯＦＤＭシンボルをそれぞれ、信号が送信されない空白状態のままとすることができる、という特性を有してよい。特に、あるＭＢＳＦＮサブフレームのＭＢＳＦＮ領域に属するＯＦＤＭシンボルにおいて、ＥＵＴＲＡ基準シンボルを送信する必要はない。これは、時間長０．８５７ｍｓ（ＯＦＤＭシンボル１２個）又は０．９２９ｍｓ（ＯＦＤＭシンボル１３個）の空白領域が各ＭＢＳＦＮサブフレームに存在し得ることを暗示している。

ＮＧＢＰ信号に関して１２．２８８Ｍｓｐｓ（Ｍｅｇａ ｓａｍｐｌｅｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ：１秒あたりのメガサンプル数）の例示的なサンプリングレートを想定すると、この空白領域を有するＭＢＳＦＮサブフレームは、それぞれＯＦＤＭシンボル１２個又は１３個の長さの空白領域に対して、ＭＢＳＦＮサブフレームの空白領域におけるＮＧＢＰの使用のために利用できる、およそ１０５００サンプル又は１１４００サンプルに対応する。（これは例示的なサンプリングレートであり、ＮＧＢＰに関するより高いサンプリングレートも提案されており、動的に選択できることに留意されたい。）例えばこのサンプルのセットは、４０９６ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）を用いる場合は２つのＮＧＢＰ ＯＦＤＭシンボルのいずれ、又は８１９２ＦＦＴを用いる場合は１つのＮＧＢＰ ＯＦＤＭシンボルに、適切なサイズのサイクリックプレフィクスを加えたものに対して十分なものである。

ＮＧＢＰフレームは複数のパーティションによって構成してよく、上記パーティションは、物理パーティションデータチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ Ｄａｔａ ＣＨａｎｎｅｌ：ＰＰＤＣＨ）と呼ばれる場合がある。複数のＰＰＤＣＨで放送フレームペイロードを形成するための例示的な技法は、２０１５年７月２１日出願の米国特許出願第１４／８０５００４号「Ｍｕｌｔｉ‐Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅｓ」において議論されており、上記特許出願はその全体が参照により本出願に援用される。ＮＧＢＰ及びＥＵＴＲＡ信号を時間インターリーブするために、１つ又は複数のＰＰＤＣＨを、ＥＵＴＲＡ ＭＢＳＦＮサブフレームの空白領域中にＮＧＢＰデータを搬送するよう構成してよく、その一方で１つ又は複数の空白状態のＰＰＤＣＨを、ＥＵＴＲＡ信号のアクティブ部分に対応するよう構成してよい。後者のＮＧＢＰ ＰＰＤＣＨは、ＥＵＴＲＡ信号に干渉しないよう、これらのＰＰＤＣＨの間には一切のＮＧＢＰ信号が送信されない（いずれのＮＧＢＰ基準シンボルの抑制も含む）ように構成してよい。いくつかの実施形態では、放送基地局１０２Ａは、ＮＧＢＰレシーバに、ＮＧＢＰ基準シンボルが空白パーティションの間は送信されないことを通知するよう構成され、ＮＧＢＰレシーバはチャネル推定を実施する間にこの情報を考慮に入れることができる。

様々な実施形態又は状況において、本開示の技法を、ＬＴＥ時間分割複信（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ：ＴＤＤ）ラジオフレーム、ＬＴＥ周波数分割複信（ＦＤＤ）ラジオフレーム、及び／又は他のタイプのラジオフレームを用いて実装してよい。使用されるセルラーラジオフレームの構成に応じて、信号情報を、セルラーフレームの異なる時間及び／又は周波数部分の間に送信できる。

図８は、いくつかの実施形態による、放送送信とセルラー送信との間の例示的な時間インターリーブを示す信号図である。この例は、ＮＧＢＰに関して１２．２８８Ｍｓｐｓのサンプリングレートを使用しているが、様々なサンプリングレートを適切なものとして使用できる。図８はある特定の周波数帯域を示しているが、放送送信は、図示されている帯域の譲渡中に他の周波数帯域において継続されてよく、又は継続されなくてもよいことに留意されたい。

図示されている例では、ＰＰＤＣＨ０、１、２はＮＧＢＰ放送データを搬送する。この例では、これらのＰＰＤＣＨはそれぞれ、５１２サンプルのサイクリックプレフィクス長で、４０９６のＦＦＴサイズを使用するよう構成される。これにより、２つの連続するＯＦＤＭシンボルに関して合計９２１６サンプルが得られ、図示されている実施形態では、これはＥＵＴＲＡ ＭＢＳＦＮサブフレームの空白領域にフィットする。（あるいはＦＦＴサイズが８１９２、サイクリックプレフィクス長が１０２４サンプルの１つのＯＦＤＭシンボルを、同じ合計長さ９２１６サンプルに対して使用してよい。）この例では、ＰＰＤＣＨ０は、ＭＢＳＦＮサブフレーム１及び６をカバーするために５ｍｓの周期を有し、ＰＰＤＣＨ１はＭＢＳＦＮサブフレーム２及び７をカバーするために５ｍｓの周期を有し、ＰＰＤＣＨ２はＭＢＳＦＮサブフレーム３及び８をカバーするために５ｍｓの周期を有する。

図示されている例では、ＰＰＤＣＨ３は、（アクティブなＥＵＴＲＡ信号を搬送する）各ＭＢＳＦＮサブフレームの最初の部分に対応する空白パーティションである。１ｍｓのＥＵＴＲＡサブフレームは、同一の時間期間中の１２２８８個のＮＧＢＰサンプルに対応する。これらのサンプルのうち９２１６個は、問題となる実際のサブフレームインデックスに応じて、ＰＰＤＣＨ０、１又は２に割り当てられる。これによりＰＰＤＣＨ３に３０７２サンプルが残され、従ってＰＰＤＣＨ３を、例えばＦＦＴサイズが２０４８、サイクリックプレフィクス長が１０２４サンプルのＯＦＤＭシンボルを使用するように構成できる。ＰＰＤＣＨ３は、各サブフレームの最初の部分（及びこの例では先行するサブフレームの最後の部分のごく一部）をカバーするために１ｍｓの周期を有してよい。

図示されている例では、ＰＰＤＣＨ４、５は、非ＭＢＳＦＮサブフレーム０、４、５、９のアクティブなＥＵＴＲＡ部分に対応する空白パーティションである。これら２つのパーティションは、データ搬送パーティション０、１、２と同一の構成（即ち周期が５ｍｓで、ＦＦＴサイズが４０９６、サイクリックプレフィクス長が５１２サンプルの２つのＯＦＤＭシンボル、又はＦＦＴサイズが８１９２、サイクリックプレフィクス長が１０２４サンプルの１つのＯＦＤＭシンボル）を使用してよい。

図示されている実施形態では、斜線付きの領域は、対応する波形に関するアクティブな送信を表し、斜線がない領域は、対応する波形に関する非アクティブな送信を表す。図から確認できるように、ＮＧＢＰ信号のアクティブな部分（ＰＰＤＣＨ０、１、２）は、ＥＵＴＲＡ信号の非アクティブ部分（ＥＵＴＲＡサブフレーム１、２、３及び６、７、８のＭＢＳＦＮ部分）に入り、これにより２つの波形間には衝突が存在しない。

以下の表は、図８に対応する例示的なＮＧＢＰ ＰＰＤＣＨ構成をまとめたものである。

いくつかの実施形態では、ＮＧＢＰフレーム（の、例えば始点のプリアンブル）において送信される制御信号は、複数のＬＴＥサブフレームに対応してよい。例えば、いずれも上述の米国特許出願第１４／８０５００４号において議論されているＰＦＣＣＨ（物理フォーマット制御チャネル：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）及びＰＣＣＣＨ（物理コンテンツ制御チャネル：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）の長さは共に、ＥＵＴＲＡサブフレームのうちのいくつかと干渉する場合がある。しかしながら、これはＮＧＢＰフレームあたり１回、例えば１秒あたり１回しか発生し得ない。更にいくつかの実施形態では、ＰＦＣＣＨ及びＰＣＣＣＨの位置は、ＥＵＴＲＡユーザデバイスへの影響を最小化するために、ＭＢＳＦＮサブフレームと時間整合される。いくつかの実施形態では、セルラー基地局１０２Ｂは、ＮＧＢＰ ＰＦＣＣＨ及びＰＣＣＣＨとのいずれの重複期間中、ＥＵＴＲＡデバイスへの送信のスケジューリングを回避することによって、潜在的な信号の衝突を低減するよう構成される。最後にいくつかの実施形態では、ＰＦＣＣＨに関するある特定のプリアンブル値を用いて、ＮＧＢＰレシーバに、ＰＣＣＣＨフォーマットが通常のＮＧＢＰ信号ではない、（例えば非ＭＢＳＦＮサブフレームとの干渉を回避するためのある程度の時間的ギャップを有する）特別なフォーマットであることを信号送信してよい。

単一の基地局がＥＵＴＲＡ信号及びＮＧＢＰ信号の両方を送信するよう構成された実施形態では、これらの信号は同一のキャリア周波数の同一の（又は同様の）帯域幅を占有してよく、これにより、２つの信号間の切り替え時にラジオを異なる周波数に再調整する必要がある等のＲＦに関する問題を回避できる。他の実施形態では、信号は異なる重複した帯域幅を占有してよく、及び／又は異なるキャリア周波数を使用してよい。

ローカル／地域的放送のための例示的なスペクトル共有の実施形態
いくつかの実施形態では、スペクトル共有技法を用いて、ローカルコンテンツの放送と地域的コンテンツの放送との間でスペクトルを共有してよい（ここで地域的コンテンツ（ｒｅｇｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ）は、ローカルコンテンツよりも大きな領域を標的としたコンテンツを指す）。いくつかの実施形態では、単一の基地局が両方のタイプのコンテンツを送信するよう構成され、また放送フレームのいくつかのパーティションにおいてローカルコンテンツを、そして放送フレームの他のパーティションにおいて地域的コンテンツを送信するよう構成される。これらの実施形態では、ローカル／地域的コンテンツは、例えば移動体デバイス、据え置き型デバイス等の特定のタイプのデバイスを標的としていてもよい。

他の実施形態では、１つの地域的放送基地局及び１つ又は複数のローカル放送基地局を、スペクトルを共有するよう構成してよい。例えば地域的放送基地局は、上記１つ又は複数のローカル基地局による送信に対応するパーティションを空白化するよう構成してよい。これらの実施形態では、これらの基地局は、放送フレームの同期を調和させるために、及び／又はどの基地局がどの区間中に送信若しくは空白化を行うかを構成するために、通信してよい。

いくつかの実施形態では、同一の周波数帯域のスペクトルの使用のための複数のタイムスライスを：ローカル放送コンテンツ、地域的放送コンテンツ、双方向パケット交換通信に配分してよい。

スペクトル共有のための例示的な調和スキーム
いくつかの実施形態では、放送プロバイダが譲渡したいスペクトルをリストアップでき、セルラープロバイダがリストアップされたスペクトルの使用を購入できるような交換を用いて、スペクトルを配分してよい。放送プロバイダは、（例えば放送プロバイダが空白化したい放送フレームのパーティションのサイズに基づいて）放送プロバイダがスペクトルを譲渡したい時間のうちの特定の割合、放送プロバイダがスペクトルを譲渡したい特定の区間、等をリストアップしてよい。いくつかの実施形態では、上記交換により、プロバイダは、フレーム同期、及びどの基地局をどの時間区間中に空白化を行うよう構成するかの構成を調和させることもできる。

いくつかの実施形態では、スペクトル共有構成を決定して指示するために集約システムを構成するが、集約システムを構成せずに交換によってこれを実施するようには構成されない。いくつかの実施形態では、スペクトルを共有する方法の決定は、分散式で実施してよい。例えば放送基地局は、現在の番組編成に基づいて放送基地局のスペクトル使用を決定し、放送基地局がスペクトルを譲渡できる能力を、近隣のセルラー基地局に通信してよい。上記近隣の基地局（例えば重複するカバー領域を有する基地局）は、集約的でない方法で、上記近隣の基地局間においてスペクトル共有パラメータを調和させてよい。放送基地局及び／又はセルラー基地局間でのこれらの通信は、無線で実施してもしなくてもよい。いくつかの実施形態では、このような通信のためのフィールドを、セルラー及び／又は放送フレーム構造に追加してよい。

図９〜１１‐例示的な方法
ここで図９に移ると、放送基地局を動作させるための方法の１つの例示的実施形態を示すフローチャートが示されている。図９に示す方法は、他のデバイスの中でも特に、本出願に記載のコンピュータ回路構成、システム、デバイス、要素又は構成部品のうちのいずれと併せて使用してよい。様々な実施形態では、図示されている方法の要素のうちのいくつかは同時に実施してよく、図示されているものとは異なる順序で実施してよく、又は省略してよい。必要に応じて追加の方法の要素も実施してよい。

９１０では、放送基地局１０２Ａは、ある特定の周波数帯域を用いて、音声及びビデオデータを複数の放送レシーバに無線放送する。いくつかの実施形態では、これは、４７０〜８８４ＭＨｚであるＵＨＦ帯域の一部分であってよい。他の実施形態では、様々な周波数帯域のいずれを利用してよい。

９２０では、放送基地局１０２Ａは、上記特定の周波数帯域における放送を、予定された時間区間だけ中断し、１つ又は複数のセルラー基地局（例えばセルラー基地局１０２Ｂ）が、上記特定の周波数帯域を用いて、双方向パケット交換無線データ通信を実施できるようにする。いくつかの状況では、上記特定の周波数帯域は、放送基地局が送信するよう構成されたスペクトルのごく一部分であってよいが、他の状況では、放送基地局はその全スペクトルを譲渡してよい。図８に示すように、いくつかの実施形態では、上記予定された時間区間は、１ｍｓのＬＴＥサブフレームの一部分に対応してよい。

いくつかの実施形態では、上記基地局は、他の予定された時間区間中、例えばある特定のＬＴＥ、フレームの他のサブフレーム中に、上記特定の周波数帯域において送信を行うよう構成される。いくつかの実施形態では、上記基地局は、受信するユーザデバイスに制御信号を送信するよう構成され、また上記制御信号は、放送基地局が送信を空白化する時間区間を示す。

ここで図１０に移ると、セルラー基地局を動作させるための方法の１つの例示的実施形態を示すフローチャートが示されている。図１０に示す方法は、他のデバイスの中でも特に、本出願に記載のコンピュータ回路構成、システム、デバイス、要素又は構成部品のうちのいずれと併せて使用してよい。様々な実施形態では、図示されている方法の要素のうちのいくつかは同時に実施してよく、図示されているものとは異なる順序で実施してよく、又は省略してよい。必要に応じて追加の方法の要素も実施してよい。

１０１０では、セルラー基地局１０２Ｂは、第１の周波数帯域を用いて、１つ又は複数の移動体デバイスと双方向パケット交換通信を実施する。上記第１の周波数帯域は、セルラー通信のために基地局１０２Ｂに関連するセルラープロバイダに割り当てられた帯域であってよい。

１０２０では、セルラー基地局１０２Ｂは、予定された時間区間中、第２の周波数帯域を用いて、１つ又は複数の移動体デバイスと通信を実施する。図示されている実施形態では、上記第２の周波数帯域は、上記予定された時間区間以外の１つ又は複数の時間区間中に、音声及びビデオデータを複数のデバイスに無線放送するために使用される。例えば上記第２の周波数帯域は、放送基地局１０２Ａに関連する放送プロバイダに割り当てられてよい。しかしながら放送プロバイダは、上記予定された時間区間中は、そのスペクトルの少なくとも一部分を使用しないことに同意していてよい。いくつかの実施形態では、セルラー基地局１０２Ｂは、上記異なる第１及び第２の周波数帯域を用いて通信するよう構成された複数のラジオを含んでよい。セルラー基地局１０２Ｂは、上記予定された時間区間中に上記第２の周波数帯域を介して通信するよう、ＵＥに通知してよい。

ここで図１１に移ると、ＵＥを動作させるための方法の１つの例示的実施形態を示すフローチャートが示されている。図１１に示す方法は、他のデバイスの中でも特に、本出願に記載のコンピュータ回路構成、システム、デバイス、要素又は構成部品のうちのいずれと併せて使用してよい。様々な実施形態では、図示されている方法の要素のうちのいくつかは同時に実施してよく、図示されているものとは異なる順序で実施してよく、又は省略してよい。必要に応じて追加の方法の要素も実施してよい。

１１１０では、ＵＥは、第１の周波数帯域を用いて、基地局と双方向パケット交換無線データ通信を実施する。いくつかの実施形態では、これは、国によって異なる場合があるセルラー周波数帯域内で実施してよいが、７００ＭＨｚと３６００ＭＨｚとの間の１０〜１００ＭＨｚの帯域が指定される場合もある。

１１２０では、ＵＥは、基地局からの制御信号の受信に応答して、予定された時間区間中、第２の周波数帯域を用いて、双方向パケット交換無線データ通信を実施する。図示されている実施形態では、上記第２の周波数帯域は、上記予定された時間区間以外の１つ又は複数の時間区間中に、音声及びビデオデータを複数のデバイスに無線放送するために使用される。これによりＵＥは、通常は放送送信用に予約されている周波数帯域を使用して通信を実施できるようになり、これにより、渋滞した周波数帯域での通信に比べて、データレートの増大、電力消費の低減、バッテリ寿命の増大等が可能となる。

本開示に記載の様々な実施形態は、様々な形態のいずれにおいて実現できる。例えばいくつかの実施形態は、例えばコンピュータ実装型の方法、コンピュータ可読メモリ媒体又はコンピュータシステムとして実現できる。他の実施形態は、ＡＳＩＣ等の１つ又は複数の専用設計のハードウェアデバイスを用いて実現できる。他の実施形態は、ＦＰＧＡ等の１つ又は複数のプログラマブルハードウェア要素を用いて実現できる。

いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読メモリ媒体は、プログラム命令及び／又はデータを記憶するよう構成してよく、このプログラム命令は、コンピュータシステムによって実行された場合に、上記コンピュータシステムに、例えば本明細書に記載の方法実施形態のうちのいずれか、又は本明細書に記載の方法実施形態のうちのいずれかの組み合わせ、又は本明細書に記載の方法実施形態のうちのいずれかのいずれのサブセット、又はこのようなサブセットのいずれの組み合わせである、方法を実施させる。

いくつかの実施形態では、デバイス（例えばＵＥ、放送レシーバ又は基地局）は、プロセッサ（又はプロセッサのセット）及びメモリ媒体を含むよう構成してよく、メモリ媒体はプログラム命令を記憶し、ここでプロセッサは、メモリ媒体からプログラム命令を読み出して実行するよう構成され、プログラム命令は、本明細書に記載の様々な方法実施形態のうちのいずれか（又は本明細書に記載の方法実施形態のうちのいずれかの組み合わせ、又は本明細書に記載の方法実施形態のうちのいずれかのいずれのサブセット、又はこのようなサブセットのいずれの組み合わせ）を実装するために実行可能である。上記プロセッサは、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）又はデジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）であってよい。上記デバイスは、様々な形態のいずれにおいて実現できる。

以上の実施形態に関してかなり詳細に説明してきたが、以上の開示を十分に理解すれば、当業者には多数の変形及び修正が明らかとなるだろう。以下の請求項は、このような変形及び修正の全てを包含するよう解釈されることを意図したものである。

Claims (18)

1. 少なくとも１つのラジオトランスミッタ；
   前記少なくとも１つのラジオトランスミッタに連結された１つ又は複数のプロセッサ
   を備える、放送基地局であって、
   前記放送基地局は：
   ある特定の周波数帯域を用いて音声及びビデオデータを複数の放送レシーバデバイスに無線放送するよう；
   予定された時間区間中に、前記特定の周波数帯域における放送を中断することによって、１つ又は複数のセルラー基地局が、前記特定の周波数帯域を用いて、双方向パケット交換無線データ通信を実施できるようにするよう；並びに
   放送フレームの境界を、前記１つ又は複数のセルラー基地局が送信するフレームに関する境界と整合させるよう
   構成され、
   前記フレームの整合により、前記１つ又は複数のセルラー基地局が、前記放送フレームのプリアンブル区間中に、セルラー制御信号を送信できる
   放送基地局。
2. 前記放送基地局は、前記１つ又は複数のセルラー基地局が、前記予定された時間区間中に前記特定の周波数帯域を利用することを示す情報に基づいて、前記特定の周波数帯域における放送を中断するよう構成される、請求項１に記載の放送基地局。
3. 前記予定された時間区間は、前記１つ又は複数のセルラー基地局が送信する双方向パケット交換無線データ通信データのフレームの一部分に対応する、請求項１に記載の放送基地局。
4. 前記放送基地局は、前記フレームの別の部分の間に、音声及びビデオデータを無線放送するよう構成される、請求項３に記載の放送基地局。
5. 前記フレームの前記別の部分は、マルチキャスト／放送単一周波数ネットワーク（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ／ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＭＢＳＦＮ）サブフレームに対応する、請求項４に記載の放送基地局。
6. 前記予定された時間区間は、前記１つ又は複数のセルラー基地局が送信するセルラーデータの１ミリ秒サブフレームの一部分に対応する、請求項１に記載の放送基地局。
7. 前記放送基地局は、前記放送される音声及び／又はビデオデータの受信デバイスに、前記予定された時間区間を指示する空白化情報を送信するよう構成される、請求項１に記載の放送基地局。
8. 前記放送基地局は、前記放送基地局が前記特定の周波数帯域を用いて音声及びビデオデータを無線放送するよう構成されていない１つ又は複数の時間区間中に、前記特定の周波数帯域を用いて、双方向パケット交換無線データ通信を実施するよう構成される、請求項１に記載の放送基地局。
9. 放送基地局によって、ある特定の周波数帯域を用いて音声及びビデオデータを複数の放送レシーバデバイスに無線放送するステップ；
   予定された時間区間中に、前記放送基地局による、前記特定の周波数帯域における放送を中断することによって、１つ又は複数のセルラー基地局が、前記特定の周波数帯域を用いて、双方向パケット交換無線データ通信を実施できるようにするステップ；並びに
   放送フレームの境界を、前記１つ又は複数のセルラー基地局が送信するフレームに関する境界と整合させるステップ
   を含み、
   前記フレームの整合により、前記１つ又は複数のセルラー基地局が、前記放送フレームのプリアンブル区間中に、セルラー制御信号を送信できる
   方法。
10. 前記双方向パケット交換無線データ通信は、ロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：ＬＴＥ）通信である、請求項９に記載の方法。
11. 前記放送基地局が、前記予定された時間区間を指示するスケジューリング情報を受信するステップ
    を更に含み、
    前記予定された時間区間は、前記１つ又は複数のセルラー基地局が送信する双方向パケット交換無線データ通信データのフレームの一部分に対応する、請求項９に記載の方法。
12. 少なくとも１つのアンテナ；
    １つ又は複数のラジオ；及び
    １つ又は複数の要素プロセッサ
    を備える、移動体デバイスであって、
    前記移動体デバイスは：
    ある特定の周波数帯域を用いて、放送基地局が放送した音声及びビデオデータを受信するよう；
    予定された時間区間中に、前記放送基地局が前記特定の周波数帯域における放送を中断した際に、前記特定の周波数帯域を用いて、１つ又は複数のセルラー基地局と双方向パケット交換無線データ通信を実施するよう；及び
    放送フレームの境界を、前記１つ又は複数のセルラー基地局が送信するフレームに関する境界と整合することに基づき、前記１つ又は複数のセルラー基地局が前記放送フレームのプリアンブル区間中に送信した、セルラー制御信号を受信するよう
    構成される
    移動体デバイス。
13. 前記移動体デバイスは更に、前記予定された時間区間以外の前記１つ又は複数の時間区間中に、放送された音声及びビデオデータを受信するよう構成される、請求項１２に記載の移動体デバイス。
14. 前記予定された時間区間は、パケット交換無線データ通信のフレームの一部分に対応する、請求項１２に記載の移動体デバイス。
15. 前記移動体デバイスは、マルチキャスト／放送単一周波数ネットワーク（ＭＢＳＦＮ）サブフレームの一部分の間に、放送された音声及びビデオデータを受信するよう構成される、請求項１４に記載の移動体デバイス。
16. 前記予定された時間区間は、パケット交換無線データ通信のサブフレームの一部分に対応する、請求項１２に記載の移動体デバイス。
17. 命令を記憶した、非一時的コンピュータ可読媒体であって、
    前記命令は、移動体計算デバイスが：
    ある特定の周波数帯域を用いて、放送基地局が放送した音声及びビデオデータを受信するステップ；
    予定された時間区間中に、前記放送基地局が前記特定の周波数帯域における放送を中断した際に、前記特定の周波数帯域を用いて、１つ又は複数のセルラー基地局と双方向パケット交換無線データ通信を実施するステップ；及び
    放送フレームの境界を、前記１つ又は複数のセルラー基地局が送信するフレームに関する境界と整合することに基づき、前記１つ又は複数のセルラー基地局が前記放送フレームのプリアンブル区間中に送信した、セルラー制御信号を受信するステップ
    を含む動作を実施するために実行可能である、非一時的コンピュータ可読媒体。
18. 前記予定された時間区間は、パケット交換無線データ通信のフレームの一部分に対応する、請求項１７に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

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