KR101725123B1 - 상이한 기술들의 다수의 무선 인터페이스들을 통한 단거리 기지국을 사용하는 무선 통신을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

방법 및 장치는 화이트 스페이스와 비-화이트 스페이스 채널들을 사용하는 무선 데이터 통신들을 수행하기 위해 제공된다. 화이트스페이스 채널들(10a)에 대한 인터페이스 및 비-화이트스페이스 채널들(10b)에 대한 다른 인터페이스를 갖는 단거리 기지국(10)은 동등한 인터페이스들(12a/b)로 갖추어진 사용자 장비(12c)와 통신한다. 단거리 기지국은 화이트스페이스 채널들에 대한 인터페이스를 사용하는 것을 더 선호하고, 화이트스페이스 채널들은 최초의 사용자가 적극적으로 화이트스페이스를 활용하지 않는 기간들 동안에 이용 가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들이다. 스펙트럼 서버(2)는 스펙트럼 점유 데이터베이스 정보와 화이트스페이스 스펙트럼 센싱 측정값들을 분석하여 단거리 기지국에 의한 사용을 위한 이용 가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 목록들을 결정한다.

Description

상이한 기술들의 다수의 무선 인터페이스들을 통한 단거리 기지국을 사용하는 무선 통신을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESS COMMUNICATION USING A SHORT-RANGE BASE STATION WITH MULTIPLE RADIO INTERFACES OF DIFFERENT TECHNOLOGIES}

본 출원은 2013년 10월 14일에 출원된 미국 비-가출원 제 14/053,201 및 2012년 10월 16일에 출원된 미국 가출원 제 61/714,257로 우선권을 주장하고, 가출원의 전체 내용들은 출원의 전체 내에서 참고 문헌으로 포함된다.

발명 분야

예시적인 실시예들은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 특히, 적어도 두 가지 상호 보완적인 기술들을 동작하는 무선 인터페이스들로 장착된 소형, 저전력 단거리 기지국의 사용을 위한 방법 및/또는 장치에 관한 것이다. 두 가지 기술들은 화이트스페이스 스펙트럼으로 불리는 활용되지 않는 또는 사용되지 않는 스펙트럼(TV 화이트스페이스 스펙트럼 블록들, RADAR 스펙트럼 블록들 등과 같은)을 기초로 하는 기술 및 비-화이트스페이스 기술(셀룰러 운영자 자신의 허가된 스펙트럼 기술, 또는 전체적으로 허가되지 않고 모든 사용자들에게 이용가능한 스펙트럼 대역들과 같은)을 포함할 수 있다.

관련 기술

스펙트럼은 무선 통신 시스템들에서 부족한 리소스이고, 광역 셀룰러 데이터 통신 네트워크들에서 특히 그렇게 간주된다. 예를 들어, 미국에서, 셀룰러 데이터 트래픽량이 대략 2006년 전세계 인터넷 수요의 트래픽 량과 동등한 상태로 2014년까지 매달 몇몇의 엑사-바이트들(1 엑사-바이트 = 1 밀리언 테라바이트)에 도달하여 제한된 이용가능한 스펙트럼 상에서 강조할 것이 예상된다.

무선 통신을 위해 기초가 되는 기술들을 개선하여 스펙트럼에 대한 억제를 완화하는 것 외에도, 이러한 문제를 해결하기 위한 두 가지 인기있는 방법들은 다음을 포함한다: 1) 많은 저전력 단거리 "소형 기지국들" 예를 들어, 실내 펨토 셀들, 또는 실외 마이크로, 피코 셀들(때때로 기지국들의 단거리 커버리지 영역 때문에 "소형 셀들"이라고 불리는)의 배치를 통하여 더 큰 공간의 재-사용을 가능하게 하는 방법 및 2) 셀룰러 트래픽 오프로딩을 허가되지 않은 스펙트럼 대역들(WiFi 액세스 지점들과 같은)로 수행하는 방법. 그러나, 허가된 스펙트럼 대역들을 사용하는 "소형 기지국들"의 사용은 실외에 배치된 기존의 대형 기지국들(종종 "매크로 셀들"로 불리는)을 통한 일정한 간섭을 야기할 수 있고, 종래의 허가되지 않은 스펙트럼 대역들(2.4 GHz ISM 및 5.8 GHz U-NII 대역들과 같은)의 사용은 일반적으로 신뢰성 있는 용량의 소스를 제공하지 않는다.

트래픽 성장 증가들을 충족하기 위해 무선 용량을 증가시키는 새로운 스펙트럼에 대한 요구에 따라, "화이트스페이스 스펙트럼"으로 불리는 새로운 스펙트럼 대역들은 연방 통신 위원회(FCC:Federal Communication Commission)와 같은 규제기관들에 의해 고려되고 있다. 이러한 스펙트럼 대역들의 예는 최근 특정 시나리오들에서 기회주의적인 사용을 위해 FCC 가이드라인들에 의해 이용가능하게 만들어진 DTV 화이트스페이스이다. 미국에서, TV 화이트스페이스는 종종 TV 방송 스펙트럼의 사용되지 않는 부분들 - 구체적으로, 전파 천문학을 위해 예약된 채널 37을 제외하고, 낮은 VHF 채널들 2-6(54-88 MHz), 높은 VHF 채널들 7-13(174-216 MHz) 및 UHF 채널들 14-51(470-698 MHz)- 을 지칭한다. 화이트스페이스는 최초의 사용자(디지털 DTV 방송국, 공공 안전 기관, 지방 자치 단체 또는 정부, 또는 예를 들어 무선 마이크들을 갖는 조직 또는 시설-소유자)에게 할당된다. 이러한 화이트스페이스 스펙트럼이 일반적으로 최초의 사용자에 의해 활용되어 TV 채널들을 방송하고, 또는 음향들을 방송(무선 마이크들을 사용하여)하는 반면에, 스펙트럼의 일부 또는 전체는 시간의 다양한 기간들 동안 비사용중인 또는 활용되지 않는 상태로 남아있을 수 있다. 2차 사용자들의 사용이 최초의 사용자를 간섭하지 않는다는 것을 가정하며, 2차 사용자들은 화이트스페이스를 사용할 수 있으므로, FCC 가이드라인들은 "무손상"("do-no-harm")을 기초로, 2차 사용자로 하여금 이러한 화이트스페이스를 사용하는 것을 현재 허용한다. 그러므로, 무선 통신 서비스 제공자들은 2차 사용자들로서 화이트스페이스 스펙트럼을 활용할 수 있다. 특히, 화이트스페이스는 다음 3가지 시나리오들 하에서 무선 통신 서비스 제공자들(2차 사용자들)에 의해 활용될 수 있다: 1) 화이트스페이스 대역은 어떠한 2차 사용자도 2차 사용자로서 대역을 사용할 수 있다는 것을 의미하는 "2차 사용자들에게 허가되지 않은" 상태가 될 수 있고, 2) 화이트스페이스 대역은 특별하게 식별화된 오직 하나의 2차 사용자가 대역을 2차 사용자로서 사용할 수 있다는 것을 의미하는 "독점적으로 2차 사용자에게 허가된" 상태가 될 수 있고, 또는 3) 화이트스페이스 대역은 식별되지 않은 2차 사용자들의 제한된 수, 또는 명확하게 식별된 2차 사용자들의 작은 수가 2차 사용자로서 대역을 사용할 수 있다는 것을 의미하는 "가볍게 허가된" 상태가 될 수 있다. 이를 위해, FCC는 비 허가된 디바이스들이 -114 dBm 만큼 낮은 수신 신호 강도를 갖는 TV 방송국의 존재 및 -126 dBm 만큼 낮은 수신 신호 강도를 갖는 무선 마이크들을 감지할 수 있거나, 또는 TV 스펙트럼 점유 데이터베이스에 접근할 능력을 가질 수 있도록 명령하여, 최초의 사용자가 최초 사용자의 스펙트럼 사용을 보장하기 위해 감지된다면, 허가되지 않은 사용자가 대역을 비우는 것을 알 수 있게 된다.

화이트스페이스 스펙트럼의 다른 예들은 미국 연방 정부 시스템들에 의해 사용된 스펙트럼 대역들(예를 들어, 해군 레이더들에 의해 사용된 3550-3700 MHz)이다.

예시적인 실시예들은 상이한 기술들과 스펙트럼 대역들 하에서 동작하는 적어도 두 개의 무선 인터페이스들 사이에서 스위칭할 수 있는 저전력 단거리 기지국을 사용하기 위한 방법 및/또는 장치를 제공한다. 구체적으로, 기지국은 화이트스페이스 스펙트럼(TV 화이트스페이스 스펙트럼과 같은)을 제공하는 인터페이스와 비-화이트스페이스 스펙트럼을 사용하는 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 제어 시그널링에 대한 비-화이트스페이스 스펙트럼 및 "중지-갭"("stop-gap") 데이터 통신들에 의존하는 동안(화이트스페이스 스펙트럼이 중단되고, 성능이 저하되고 또는 즉시 이용가능하지 않은 경우)에, 기지국은 데이터 통신들을 위해 화이트스페이스 스펙트럼을 주로 사용할 수 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시예는 화이트스페이스 채널들을 사용하는 무선 통신 방법에 관한 것이고, 상기 무선통신의 방법은 단거리 기지국에서 데이터 통신들을 제 1 화이트스페이스 채널 상의 사용자 장비와 교환하는 단계; 단거리 기지국에서 제 1 화이트스페이스 채널이 손실될지의 여부를 결정하는 단계; 단거리 기지국에서 만약 결정 단계가 제 1 화이트스페이스 채널이 손실될 것을 나타낸다면, 제 2 화이트스페이스 채널로의 데이터 통신들을 스위칭하는 단계를 포함하고, 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들은 최초의 사용자에게 허가된 채널들이 되고 2차 사용자로서 무선 통신 서비스 제공자에 의해 활용된 채널들이 된다.

적어도 다른 예시적인 실시예는 단거리 기지국에 관한 것으로, 비-화이트스페이스 채널을 운반하도록 구성된 제 1 무선 인터페이스; 제 1 화이트스페이스 채널을 운반하도록 구성된 제 2 무선 인터페이스; 및 기지국을 제어하고, 데이터 통신들을 제 1 화이트스페이스 채널 상의 사용자 장비와 교환하도록 구성된 처리기를 포함하고, 제 1 화이트스페이스 채널이 손실될지의 여부를 결정하고; 및 만약 제 1 화이트스페이스 채널이 손실될 것이 결정된다면 데이터 통신들을 제 2 화이트 스페이스 채널과 스위칭하고, 여기서 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들은 최초의 사용자에게 허가되고 2차 사용자로서 무선 통신 서비스 제공자에 의해 활용되는 채널들이고, 여기서 비-화이트스페이스 채널은 무선 통신 서비스 제공자에게 독점적으로 허가되고 모든 사용자들에게 허가되지 않은 채널이다.

적어도 다른 예시적인 실시예는 화이트스페이스 및 비-화이트스페이스 채널들을 사용하는 무선 통신 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 다음을 포함한다: 사용자 장비에서, 접속 요청을 비-화이트스페이스 채널 상의 단거리 기지국에 사용자 장비상의 제 1 인터페이스를 통하여 전송하는 단계; 사용자 장비에서 제 1 화이트스페이스 채널 상의 단거리 기지국과의 데이터 통신들을 사용자 장비 상의 제 2 인터페이스를 통하여 교환하는 단계; 사용자 장비에서 비-화이트스페이스 채널 상의 단거리 기지국으로부터 스위치-채널 요청을 수신하는 단계; 및 사용자 장비에서 제 2 화이트스페이스 채널로의 데이터 통신들을 스위치-채널 요청을 기초로 하여 스위칭하는 단계, 여기서 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들은 최초의 사용자에게 허가되고 2차 사용자로서 무선 통신 서비스 제공자에 의해 활용되는 채널들이고, 여기서 비-화이트스페이스 채널은 무선 통신 서비스 제공자에게 독점적으로 허가되고 모든 사용자들에게 허가되지 않은 채널이다.

적어도 다른 예시적인 실시예는 화이트스페이스 스펙트럼을 분석하는 방법에 관한 것으로, 스펙트럼 서버에서 화이트스페이스 스펙트럼 내의 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역 정보에 대한 스펙트럼 점유 데이터베이스를 검사하는 단계; 스펙트럼 서버에서 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 목록을 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역 정보를 기초로 하여 생성하는 단계; 및 스펙트럼 서버에서 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 목록을 적어도 하나의 단거리 기지국에 송신하는 단계를 포함한다.

상기 및 다른 특징들 및 예시적인 실시예들의 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들을 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 첨부된 도면들은 예시적인 실시예들을 묘사하도록 의도된 것이며 청구항들의 의도된 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면들은 명시적으로 언급되어있지 않는 한 스케일대로 그려진 것으로 간주되지 않는다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 무선 통신을 위해 상이한 기술들의 다수의 무선 인터페이스들을 통한 단거리 기지국들을 활용하는 시스템의 구조도.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 단거리 기지국들이 스펙트럼 서버에서 추가의 프로세싱을 위해 화이트스페이스 스펙트럼을 감지하는 도 1의 시스템의 단순화된 묘사.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 사용자-장비와 인터페이싱하는 도 1의 단거리 기지국의 논리적 구성도면.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 최종-사용자를 위한 무선 통신에 대해 상이한 기술들의 다수의 무선 인터페이스들을 사용하는 방법의 단순화된 통신 흐름도.

예시적인 실시예들이 다양한 변경들과 대안적인 형식들을 할 수 있는 반면, 이들의 실시예들은 예로서 도면들에 도시되고 본 명세서에 상세히 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 실시예들은 개시된 특정 형태들로 제한하려는 의도가 없다는 것이 이해되어야 하고, 반대로, 예시적인 실시예들은 청구항들의 범위 내에 포함되는 모든 변경들, 등가물들, 및 대안들을 커버한다는 것이 이해되어야 한다. 유사한 번호들은 도면들의 설명 전체를 통하여 유사한 요소들을 지칭한다.

예시적인 실시예들을 더 상세히 설명하기에 앞서, 일부 예시적인 실시예들이 플로차트들로서 묘사된 과정들 또는 방법들로서 설명된다는 것이 주목된다. 비록 플로차트들이 동작들을 연속적인 과정들로 설명하기는 하지만, 많은 동작들은 동시에, 공동으로 또는 일제히 수행될 수 있다. 더욱이, 동작들의 순서는 재-배열될 수 있다. 프로세스들은 과정들의 동작들이 완료될 때 종료될 수 있지만, 도면에는 포함되지 않은 추가의 단계들을 또한 가질 수 있다. 프로세스들은 방법들, 함수들, 절차들, 서브루틴들, 서브프로그램들 등에 대응할 수 있다.

아래 논의된 방법들은, 방법들 중 일부가 플로차트들에 의해 도시되고, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 설명 언어들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드에서 구현될 때, 프로그램 코드 또는 필수 임무들을 수행하는 코드 세그먼트들은, 저장 매체 예를 들어, 비-일시적 저장 매체와 같은 기계 또는 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장될 수 있다. 처리기(들)는 필수적인 임무들을 수행할 수 있다.

본 명세서에 개시된 특정 구조적 및 기능적 세부사항들은 예시적인 실시예들을 설명하기 위한 목적들을 단지 대표한다. 그러나, 이러한 발명은 많은 다른 형태들로 구체화될 수 있고 본 명세서에 제시된 실시예들에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

용어들 제 1, 제 2 등이 본 명세서에서 다양한 요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 요소들이 이러한 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 이들 용어들은 하나의 요소를 다른 것으로부터 구별하기 위해서만 사용된다. 예를 들어, 예시적인 실시예들의 범위를 벗어나지 않는다면, 제 1 요소는 제 2 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 요소는 제 1 요소로 명명될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 것으로서, 용어 "및/또는" 은 관련된 열거 항목들의 하나 이상의 임의의 및 모든 조합들을 포함한다.

요소가 다른 요소에 접속된("connected") 또는 결합된("coupled") 것으로서 지칭될 때, 요소는 다른 요소에 직접적으로 접속될 수 있거나(connected) 또는 결합될 수 있다는 것(coupled) 또는 간섭 요소들이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 반대로, 요소가 다른 요소에 직접적으로 접속된("directly connected") 또는 직접적으로 결합된("directly coupled") 것으로서 지칭될 때, 간섭 요소들이 존재하지 않는다. 요소들 사이의 관계를 설명하기 위해 사용된 다른 단어들은 (예를 들어, "사이에"("between") 대 "직접적으로 사이에"("directly between"), "부근에"("adjacent") 대 "직접적으로 부근에"("directly adjacent")) 같은 방식으로 해석되어야만 한다.

본 명세서에서 사용된 전문용어는 특정 실시예들을 설명하는 목적만을 위한것이고, 예시적인 실시예들을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 단수의 형태는 명백히 단일의 형태만을 포함하는 것으로 규정하지 않는 한 당연히 복수의 형태를 포함할 수도 있다. 본 명세서에 사용된 경우, 용어들 "포함한다"("comprises"), "포함하는"("comprising"), "포함하다"("includes") 및/또는 "포함하는"("including")이 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 성분들의 존재를 구체적으로 명시하는 것이지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 성분들 및/또는 이들 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.

일부 대안적인 구현들에서, 주목된 기능들/동작들이 도면들에서 주목된 순서와 뒤바뀌어 발생할 수 있다는 것이 또한 주목되어야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 두 개의 도면들은 포함된 기능성/동작들에 의존하여, 사실상 동시에 실행될 수 있거나 때때로 반대의 순서로 실행될 수 있다.

달리 규정되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어들(기술적이고 과학적인 용어들을 포함하는)은 예시적인 실시예들이 속하는 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것으로서 동일한 의미를 지닌다. 본 명세서에서 명백하게 정의되지 않는다면 용어들, 예를 들면, 일반적으로 사용되는 사전들에 정의되어있는 용어들이 관련 분야의 콘텍스트에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로서 해석되어야 하고, 이상적인 또는 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이라는 것이 더 이해될 것이다.

예시적인 실시예들 및 대응하는 상세한 설명의 부분들은, 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들 상의 소프트웨어, 또는 알고리즘들, 및 동작의 상징적 표현들의 관점에서 제시된다. 이러한 설명들 및 표현들은 당업자들이 효과적으로 다른 당업자들에게 그들의 작업 내용을 전달하는 것들에 의한 것이다. 본 명세서에서 사용되는 용어이고, 일반적으로 사용되는 것과 같은, 알고리즘은 원하는 결과를 유도하는 일관성 있는 단계들의 시퀀스인 것으로 생각된다. 단계들은 물리적 양들의 물리적 조작들을 요구하는 것들이다. 반드시 그러한 것은 아니지만, 통상적으로, 이러한 양들은 저장, 전송, 결합, 비교, 및 그 밖의 조작을 할 수 있는 광학적, 전기적, 또는 자기적 신호들의 형태를 취한다. 이들 신호들을 비트들, 값들, 요소들, 심볼들, 특징들, 용어들, 숫자들, 등으로서 지칭하는 것이, 주로 일반적인 사용상의 이유로, 때때로 편리하다는 것을 증명하고 있다.

다음의 설명에서, 도시적인 실시예들은, 프로그램 모듈들로서 구현될 수 있는 활동들 및 동작들의 상징적 표현들(예를 들어 플로차트들의 형태)을 참조하여 설명될 것이고, 또는 특정 임무들을 수행하거나 특정 추상 데이터 타입들을 구현하는 기능적 프로세스들은 루틴들, 프로그램들, 오브젝트들, 성분들, 데이터 구조들, 등을 포함하고, 기존의 네트워크 요소들에서 기존의 하드웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 기존의 하드웨어는 하나 이상의 센트럴 처리 유닛들(CPUs:Central processing units), 디지털 신호 처리기들(DSPs:Digital signal processors), 주문형 반도체들(application-specific-integrated-circuits), 필드 프로그래머블 게이트 어레이들(FPGAs:Field programmable gate arrays) 컴퓨터들 등을 포함할 수 있다.

그러나, 이들 및 유사한 용어들 전체는 적절한 물리량들과 연관되며 단지 이러한 양들에 적용되는 편리한 라벨들이라는 것을 명심해야한다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 또는 설명으로부터 명백한 바와 같이, "처리" 또는 "컴퓨팅" 또는 "계산" 또는 "결정" 또는 "표시" 등과 같은 용어들은, 컴퓨터 시스템의 동작 및 프로세스들, 즉 바꿔 말하면, 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 표시 디바이스들을 지칭하고, 이러한 컴퓨터 시스템의 동작 및 프로세스들은 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내에서 물리적, 전자적 양들로서 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 내에서 물리적 양들로서 유사하게 표현된 다른 데이터로 다루고 변형시킨다.

예시적인 실시예들의 소프트웨어로 구현된 양상들은 전형적으로 프로그램 저장 매체의 일부 형태 상에 인코딩되거나 송신 매체의 일부 타입을 통해 구현된다는 것을 또한 주목해야 한다. 프로그램 저장 매체는 자성(예를 들어, 플로피 디스크 또는 하드 드라이브) 또는 광학(예를 들어, 콤팩트 디스크 읽기 전용 메모리, 즉 "CD ROM")과 같은 임의의 비-일시적 저장 매체일수 있고, 오직 판독될 수 있거나 램덤 액세스일 수 있다. 유사하게, 송신매체는 트위스트 와이어 쌍, 동축 케이블, 광 섬유, 또는 그 분야에 알려진 어떤 다른 적절한 송신 매체가 될 수 있다. 예시적인 실시예들은 임의의 주어진 구현의 이러한 양상들에 의해 제한되지 않는다.

도 1은 무선 통신을 위해 상이한 기술들의 다수의 무선 인터페이스들을 통한 단거리 기지국들(10)을 활용하는 시스템의 구조이다. 시스템은 국부적인 무선 커버리지(14)를 셀룰러 제공자의 무선 커버리지 영역(6) 내에 포함된 사용자-장비 디바이스들(12c)에 제공하는 소형, 저전력 단거리 기지국들(10)을 포함할 수 있다. 실내 또는 실외 용도의 단거리를 갖는 이러한 단거리 기지국들(10)은 예를 들어 펨토-셀, 메트로-셀, 피코-셀 또는 마이크로-셀 기지국들이 될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 단거리 기지국들(10)은 두 가지 주요한 기능들을 제공한다: 1) 기지국들(10)은 화이트스페이스 스펙트럼 대역들을 커버하는 광역 스펙트럼 대역들을 측정하는 센서로서 행동한다, 2) 기지국들(10)은 상이한 스펙트럼 대역들에서 동작하는 상이한 기술들의 다수의 무선 인터페이스들을 사용자 장비의 커버리지 영역(12)(사용자의 집을 포함한 실내 영역, 또는 제한된 크기의 실외 영역들과 같은) 내의 사용자-장비(UE)(12c)로 제공한다.

기지국들(10)의 무선 인터페이스들 중 적어도 하나는 비-화이트스페이스 채널들의 통신 채널들(독점적으로 셀룰러 운영자에게 허가된 채널들, 또는 모든 사용자들에게 허가되지 않고 임의의 사용자에 의한 사용에 대해 이용가능한 채널들)을 제공할 수 있다. 이러한 인터페이스는 "안정적인 인터페이스"로 간주될 수 있다. 허가된 스펙트럼 기술의 채널들은 셀룰러 운영자의 네트워크(4)를 광역 커버리지 영역(6)에 제공하는 종래의 매크로-셀(8)에 의해 또한 사용될 수 있다. 기지국들(10)의 무선 인터페이스들 중 적어도 다른 하나는 화이트스페이스 스펙트럼 기술의 통신 채널들을 제공할 수 있다(본 명세서에서 더 상세히 설명된 바와 같이). 이러한 인터페이스는 "화이트스페이스 인터페이스"로 간주될 수 있다.

단거리 기지국(10)과 통신할 수 있기 위해서, 사용자-장비(UE)(12c)는 스펙트럼 블록들과 기술들 모두를 스패닝하는(spanning) "결합된"("bonded") 무선 링크를 사용하는 단거리 기지국(10)에 접속할 수 있다. 기지국들(10)은 관습적으로 이용가능한 일반 브로드밴드 서비스들(DSL, 케이블, 모뎀, 광섬유 등과 같은)을 통하여 셀룰러 운영자의 네트워크(4)로의 백홀(4a) 데이터 접속을 유지하고, 기지국(10)은 예를 들어 집 안의 라우터(4b)를 통하여 네트워크(4)로 접속할 수 있다.

더 상세히 본 명세서에 설명된 바와 같이, 스펙트럼 서버(2)는 기지국들(10)로부터 얻어진 화이트스페이스 스펙트럼 센싱 측정값들을 컴파일(compile)하고 분석할 수 있다. 스펙트럼 서버(2)는 또한 TV 스펙트럼 점유 데이터베이스(30)에 접근할 수 있는 능력을 가질 수 있어서 이용가능한 화이트스페이스 채널들(본 명세서에 또한 설명된)에 대한 조잡한(coarse) 타임스케일 정보를 얻을 수 있다.

도 2는 도 1의 시스템의 단순화된 묘사이고, 단거리 기지국들(10)은 스펙트럼 서버(2)에서의 추가의 프로세싱을 위해 화이트스페이스 스펙트럼(1)을 감지한다. 특히, 기지국들(10)은 스펙트럼 서버(2)에서의 추가의 프로세싱을 위해 외관상으로 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼을 측정하고 매핑하는 화이트스페이스 센서들로서 행동하도록 각각 구성될 수 있다(스펙트럼 서버(2)는 마침내 다양한 기준들을 사용하여 최고-이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들을 기지국들(10)로 할당할 수 있다). 본 명세서에 설명된 바와 같이, 이러한 센싱은 지리적 영역 내의 기지국들(10)의 수가 최초 사용자들의 존재와 이용가능한 화이트스페이스를 식별하는 데에 협력할 수 있다는 관점으로부터 "공동"("collaborative")일 수 있다.

기지국들(10)의 화이트스페이스 센싱으로부터 유래된 정보는 일정 시간의 기간 동안(및 규칙적인 시간 증가에서) 스냅-샷들을 포함하는 다양한 시간 인스턴스들(

등)에서의 국부적인 측정 무선 환경(LMRE::Localized measurement radio environment)의 형태일 수 있고, 그리고 이러한 정보는 네트워크 백홀(4a)을 통하여 스펙트럼 서버(2)로 실제 화이트스페이스 할당을 위해 전송된다. 스펙트럼 서버는 특정 지리적 구역을 통하고, LMRE 정보를 사용하여 화이트스페이스 스펙트럼의 공간의 맵을 건설할 수 있다.

도 3은 UE(12c)와 인터페이싱하는 도 1의 단거리 기지국들(10) 중 하나의 논리적 구성이다. 기지국은 기지국(10)을 제어하기 위한 처리기(36)를 포함할 수 있다. 소프트웨어 라우터(38)는 인터페이스들(10a/b)(이하 설명된) 및 네트워크(4)와 통신하는 접속(32) 사이의 통신들을 라우팅한다(route). 스펙트럼 센서(32)는 화이트스페이스 스펙트럼을 감지할 수 있다(본 명세서에 설명된 바와 같이).

기지국(10)은 사용자 장비(12c)와 인터페이스 할 수 있다. 사용자 장비(12c)는 사용자 장비(12c)를 제어하는 처리기(42)를 포함할 수 있다. 가상 인터페이스 제어들은 인터페이스들(12a/b)(이하 설명된)과 TCP/IP 레이어(44) 사이의 통신의 흐름을 라우팅하고, TCP/IP 레이어(44)는 응용 레이어(46)와 통신한다.

기지국(10) 구성의 목적은 "화이트스페이스 인터페이스"(10a)의 사용(화이트스페이스 스펙트럼 기술의 채널들을 사용하는)을 최대화하는 것이다. 이것은 또한 기지국이 직접적으로 종래의 매크로-셀들(8)(도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이)을 간섭하지 않는 것을 보장하면서, 이러한 인터페이스의 사용이 더 큰-수용능력 데이터 통신 요구들(무선 통신 서비스 제공자에게 독점적으로 허가된 종래의 허가된 스펙트럼 채널들에 비해)을 제공할 수 있기 때문이다. 그러나, 화이트스페이스 인터페이스(10a)의 사용에 대한 단점들은 화이트스페이스 스펙트럼이 최초의 사용자에 의해 언제든지 추월될 수 있다는 사실을 포함하고, 2차 사용자들의 인구과잉에 의해 이용가능한 화이트스페이스 채널(즉, 최초의 사용자에 의해 비사용된 채널)의 공유 사용은 상기 채널이 강등되는 것을 유발할 수 있다. 그러므로, 화이트스페이스 인터페이스(10a)가 실용적이고/쓸모있는 화이트스페이스 스펙트럼의 부족 때문에 동작될 수 없고 적절한 대안의 화이트스페이스 채널이 탐색되는 경우에, 화이트스페이스 스펙트럼의 이러한 신뢰할 수 없는 양상들을 방지하기 위해, "안정적인 인터페이스"("화이트스페이스" 채널들이 아닌 비-화이트스페이스 채널들을 사용하는)(10b)는 "중지-갭"("stop-gap") 통신 링크로서 활용될 수 있다. "안정적인 인터페이스"(10b)는 제어 신호들을 서비스 제공자들 네트워크(4) 및 스펙트럼 서버(2)를 향해 및 서비스 제공자들 네트워크(4) 및 스펙트럼 서버(2)로부터 전송하고 수신하는 신뢰할 수 있는 수단으로서 또한 사용될 수 있다(데이터 페이로드는 주로 "화이트스페이스 인터페이스"(10a)를 통해 전송될 수 있는 반면).

기지국(10)의 각 인터페이스(10a/b)는 UE(12c)의 "화이트스페이스 인터페이스"(화이트스페이스 스펙트럼을 사용하는)(12a) 및 "안정적인 인터페이스"(무선 통신 서비스 제공자에게 독점적으로 허가된 종래의 채널, 또는 전체적으로 허가되지 않고 모든 사용자들에게 이용 가능한 채널을 사용하는)(12b) 각각과 통신하도록 구성된다. 기지국(10)과 UE(12c) 사이의 교차지점은 이하 도 4의 논의에서 더 상세히 설명된다.

도 4는 최종-사용자를 위한 무선 통신에 대해 상이한 기술들의 다수의 무선 인터페이스들을 사용하는 방법의 단순화된 통신 흐름도이다. 이러한 단계들의 실제 순서가 교환될 수 있다는 것(및 이들 각 단계들의 정확한 구현의 변형들은 본 명세서에 설명된 이들 단계들의 각각의 목표에 대한 상세한 설명들과 일반적인 이해를 기초로 변경될 수 있고)이 이해되어야 하지만, 이러한 방법의 설명은 기지국에 접속하고, 스펙트럼 서버(2)에 의해 할당된 화이트스페이스를 활용하고, 그 다음에 추가의 화이트스페이스를 탐색하고 재할당되는 UE(12c)의 하나의 간결한 예시를 제공한다.

단계 S20에서, UE(12c)는 접속 요청을(비컨 또는 일련의 비컨들의 형태로) 기지국(10)으로 전송할 수 있다. 단계 S22에서, 기지국(10)은 요청 승인(S22)을 UE(12c)로 전송함으로써 응답할 수 있다. 요청 승인(S22)은 UE(12c) 및 기지국(10)에 의해 활용될 수 있는 현재 이용가능한 화이트스페이스 채널 또는 채널들(5MHz와 20MHz 사이인 대역들에서 일반적으로 폭이 다를 수 있는)의 식별을 포함할 수 있다. 이하 상세한 예시에서 설명된 바와 같이, 현재 이용 가능한 화이트스페이스 채널 또는 채널들(요청 승인(S22)에 포함된)의 식별은 스펙트럼 서버(2)로부터 기지국(10)에 의해 미리 얻어질 수 있다. 단계 S24에서, 이하에 설명된 바와 같이, 페이로드 데이터 통신들은 그 다음에 최초의 사용자가 감지될 때까지, 기지국(10)과 UE(12c) 사이에서 자유롭게 교환될 수 있다. 접속 요청(S20)과 요청 승인(S22)(모든 다른 제어 신호를 따른)이 안정적인 인터페이스들(10b/12b)(도 3)을 통하여 바람직하게 발생할 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 접속 요청(S20) 및 요청 승인(S22)은 기지국(10)과 함께 사용하기 위해 UE(12c)를 인증하는 인증 정보를 또한 포함할 수 있다.

단계 S27에서, 기지국(10)은 최초의 사용자가 사용중이거나 과도한 2차 디바이스들로 인해 채널이 강등된 화이트스페이스 채널에 임박하게 접근할 것이라는 것을 알게 된다. 이러한 인식들은 주기적으로 스펙트럼 서버(2)에서 기지국(10)으로 전송될 수 있는 이용가능한 채널 리스트 정보로부터 발생할 수 있고, 최초 사용자의 임박한 반환 또는 증가된 2차 사용자 활동으로 인한 스펙트럼 채널의 랭킹에서의 변화를 나타낸다. 이러한 경우들에서, 기지국(10)은 적극적으로 화이트스페이스 채널을 UE(12c)로부터 접속을 끊을 수 있고 다른 화이트스페이스 채널의 위치를 찾기 위해 스펙트럼 서버(2)와 함께 동작할 수 있다. 효율적인 대안의 화이트스페이스 채널을 찾는 것이 잠재적으로 수십 초의 순서(특히 화이트스페이스가 프리미엄인 매우 인구과밀된 지역들에서, 간섭 파라미터들과 화이트스페이스 대역들의 유효성에 의존하여 보통 60-120초)를 동반하기 때문에, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 새로운 화이트스페이스 대역을 찾는 동안, 기지국(10)은 안정적인 인터페이스(10b)로 스위칭한다. 안정적인 인터페이스(10b)로 스위칭하는 것은 또한 기지국(10) 및/또는 스펙트럼 서버(2)가 새로운 화이트스페이스 대역을 완전히 측정하고 식별하는 데에 더 많은 시간을 들일 여력이 된다.

단계 S27를 따르면, 다른 화이트스페이스 채널이 얻어질 수 있을 때까지(예를 들어, 높은 간섭의 기간들 동안 60-120초 만큼의 시간이 걸릴 수 있는) 미래의 데이터 통신들에 대한 비-화이트스페이스 채널들에 의존하기 위해서, 기지국(10)은 스위치-채널 메시지(S26)를 UE(12c)에게 전달하여 UE(12c)로 하여금 안정적인 인터페이스(12b)로 스위칭하도록 할 수 있다. 그러므로, 단계 S29에서의 이러한 통신이 비-화이트스페이스 채널(기지국(10)이 새로운 화이트스페이스 대역을 탐색하는 기간 동안, "중지-갭"("stop-gap") 통신 링크로 간주 될 수 있는)을 통해 지금 발생하기는 하지만, 단계 S29에서, 기지국(10)과 UE(12c)는 중단되지 않는 페이로드 데이터 통신들을 계속한다. UE(12c)가 스위치-채널 메시지(S26)를 수신하지 않는 경우에, 기지국(10)은 UE(12c)와의 접속을 끊고, 이 경우에 UE(12c)는 기지국과 재접속하기 위해 안정적인 인터페이스(12b)를 사용하는 것에 자동적으로 의존한다.

단계 S27를 따르면, 기지국(10)은 또한 이용가능한 화이트스페이스 채널 목록 요청(S28)(스위치-채널 메시지(S26)로서 거의 동일한 시간에 전송될 수 있는)을 스펙트럼 서버(2)로 전송한다. 이용가능한 화이트스페이스 채널 목록 요청(S28)은 스펙트럼 서버(2)에 의해 수신되고, 그 결과, 스펙트럼 서버(2)가 그 시간에 소유하고 있는 정보를 기초로 하여, 스펙트럼 서버(2)는 이용가능한 화이트스페이스 채널 목록(S30)을 기지국(10)으로 송신한다. 이러한 이용가능한 화이트스페이스 채널 목록(S30)은 실제의 화이트스페이스 채널 할당(기지국(10)에 UE(12c)에 의해 사용될 수 있는 화이트스페이스 채널의 식별을 제공하는)의 형태가 될 수 있다. 즉, 이용가능한 화이트스페이스 채널 목록(S30)은 기지국(10)에 의해 더 조사될 수 있는 가능한 화이트스페이스 채널들의 실제 목록의 형태가 될 수 있다.

스펙트럼 서버(2)가 이용가능한 화이트스페이스 채널들(S30)의 목록을 제공하는 경우(UE(12c) 사용에 대한 고립된 화이트스페이스 채널의 식별보다도), 기지국(10)은 화이트스페이스 센싱을 겪을 수 있다(단계 S32). 이러한 화이트스페이스 센싱(S32)은 화이트스페이스 채널들의 제한된 목록(이용가능한 화이트스페이스 채널 목록(S30)을 통해 제공될 수 있는)을 기초로 하여, 하나 이상의 화이트스페이스 채널 대역들을 센싱하는 것을 수반할 수 있다. 선택적이기는 하나 바람직하지는 않게, 화이트스페이스 센싱(S32) 동안에 기지국(10)은 모든 알려진 화이트스페이스 스펙트럼(독립적으로 스펙트럼 서버(2)로부터 임의의 입력)을 간단하게 탐색할 수 있다(이용가능한 화이트스페이스 채널 목록 요청(S28) 및 이용가능한 화이트스페이스 채널 목록(S30)이 기지국(10)과 스펙트럼 서버(2) 사이에서 교환될 필요가 없는경우).

단계 S34에서, 기지국(10)은 미래의 데이터 통신들에서 활용될 이용가능한 화이트스페이스 대역의 식별과 함께 스위치-대-화이트스페이스 메시지를 UE(12c)로 전송한다. 그러므로, 단계 S36에서의 이러한 통신이 새로운 화이트스페이스 채널을 통해 지금 발생하기는 하지만, 단계 S36에서, 기지국(10)과 UE(12c)는 중단되지 않는 페이로드 데이터 통신들을 지속한다.

스펙트럼 센싱

스펙트럼 센싱(도 4의 단계 S32에서 수행된)이 도 4 실시예의 필수 단계가 아니라는 것이 이해되어야 한다. 스펙트럼 서버(2)가 공개적으로 이용가능한 TV 스펙트럼 점유 데이터베이스(FCC에 의해 권한을 부여받은)에 액세스할 수 있기 때문에, 스펙트럼 서버(2)는 스펙트럼 센싱에 의존하지 않고 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼에 대한 정보를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 TV 스펙트럼 점유 데이터베이스는 (1) 전파 모델들을 사용하는 컴퓨테이션들(computations) 및 (2) 코어스한(coarse) 타임스케일 상의 최초 사용자들(즉, TV 및 마이크 송신기들)에 관련된 이용가능한 정보(스펙트럼 유효성은 몇 시간마다 또는 드물게 매 48시간마다 갱신된 정보를 사용하여 수집되고 보고됨)를 기초로 한다. 그러므로, TV 스펙트럼 점유 데이터베이스는 이용가능한 화이트스페이스를 측정하는 것에서 전체적으로 정확하지 않다. 추가로, TV 스펙트럼 점유 데이터베이스는 화이트스페이스 대역들의 임의의 2차 사용자 사용을 설명하지 않는다(account for). 그러므로, TV 스펙트럼 점유 데이터베이스가 화이트스페이스의 이용가능한 대역들을 나타낸다 하더라도, 기지국(10)이 이러한 이용가능한 대역들에 액세스하는 시간에 앞서, 또는 액세스하는 시간 동안에, 이러한 대역들은 2차 사용자들에 의해 이미 인구과잉이 될 수 있다. 이러한 이유들로, 스펙트럼 센싱(기지국(10)에 의해 수행되고 단계 S32에서 상술된)은 대역들의 2차 사용자 사용을 또한 설명하는(account for) 이용가능한 화이트스페이스 대역들에 대한 귀중한 실-시간 데이터를 제공한다. 도 4의 실시예가 TV 스펙트럼 점유 데이터베이스로부터 임의의 정보를 얻는 스펙트럼 서버(2) 없이도, 오로지 스펙트럼 센싱(단계 S32에서 설명된 바와 같이)에 의존할 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 또한, 스펙트럼 서버(2)는 TV 스펙트럼 점유 데이터베이스 정보(스펙트럼 서버(2)는 이러한 정보를 얻어서 데이터베이스에 포함된 코어스한(coarse) 타임스케일 정보를 기초로 하여, 잠재적인 화이트스페이스 채널 대역들의 목록을 좁힐 수 있다)와 스펙트럼 센싱 둘 모두를 사용할 수 있다(그 결과, 기지국(10)은 더욱 정확한, 화이트스페이스 대역들의 2차 사용자 사용을 또한 설명하는 실-시간 데이터를 얻을 수 있다).

기지국에 의해 수집된 스펙트럼 센싱 정보는 (a) 에너지 스펙트로그램들(energy spectrograms), (b) 싸이클로스테이셔너리 스펙트로그램 특징들(cyclostationary spectrogram features), (c) 채널 유효성의 국부의 추정치(예를 들어: 0(이용가능한), 1(점유된), 분수(fraction) "f"(점유 확률))와 같은 다수의 측정값들을 포함할 수 있다.

실시예들이 TV 스펙트럼 점유 데이터베이스 정보와 스펙트럼 센싱 둘 모두에 의존할 수 있는 동안, 실시예들은 또한 스펙트럼 서버(2) 및 기지국(10)으로 하여금 정기적인 시간 간격(화이트스페이스 인터페이스(10a)의 기지국(10) 사용 전에 및 동안에 둘다)에서 이러한 정보를 얻도록 할 수 있다. 실시예들은 또한 스펙트럼 서버(2)와 기지국(10) 사이의 이러한 정보를 정기적으로 교환할 수 있다. 이것은 기지국(10)이 이용가능한 화이트스페이스에 대한 가장 정확한 정보를 모든 기간에 소유하는 것을 보장하는 것이다. 이러한 정기적인 정보의 교환들을 실행하는 것의 이점은 기지국(10)이 접속 요청(S20)을 위해 새로운 UE(12c)에 의해 임의의 시간에 준비되어서, 기지국(10)이 이용가능한 화이트스페이스 채널의 식별과 함께 요청 승인(S22)을 전송함으로써 즉시 접속 요청(S20)에 응답할 수 있는 것을 보장한다는 것을 포함한다(화이트스페이스 채널에 대한 요청 승인(S22)을 전송하는 것의 대안은 안정적인 인터페이스(10b) 상에서 오직 데이터 통신만을 시작하는 승인을 전송하는 것이 될 수 있지만 이것은 바람직하지 않다). 이러한 정기적인 정보의 교환들을 수행하는 것의 또 다른 이점은 기지국(10)과 스펙트럼 서버(2)가 초기 화이트스페이스 대역(최초의 사용자가 대역으로 되돌아가는 경우)의 손실에 반응할 수 있는 시간을 줄이는 것을 포함하고, 그러므로 단계들 S28, S30 및 S32(도 4의)를 수행하도록 필요로 되지 않는다면 시간을 줄인다. TV 스펙트럼 점유 데이터베이스를 정기적으로 액세싱하는 스펙트럼 서버(2) 및 스펙트럼 센싱을 정기적으로 수행하는 기지국(10)의 이러한 이점들은(이러한 정보를 정기적으로 공유하는 스펙트럼 서버(2) 및 기지국(10)과 함께)물론 전력 사용 및 정확하고 화이트스페이스 유효성에 대한 실-시간 정보를 소유하는 것의 이점들 사이의 균형에 도달하기 위해 이러한 정보를 얻는 것과 연관된 전력 사용 자격요건들에 대해 검토될 수 있다.

화이트스페이스 스펙트럼의 센싱은 기지국(10)이 유휴(idle) 상태인 기간들 또는 화이트스페이스 인터페이스(10a) 상에 송신하지 않는 기간들 동안에 성취될 수 있다. 센싱이 합작으로 성취된다면(다른 기지국들(10)의 도움과 함께), 센싱은 채널 품질을 산정하기 위해 동일한 화이트스페이스 채널 상에 동시에 송신하고 특정 사용자로 인한 에러율의 아주 작은 증가를 측정하는 두 개 이상의 기지국들(10)에 의해 수행될 수 있다. 이러한 쌍별로 오류를 사용하여, 스펙트럼 서버(2)는 점차적으로 충돌(conflict) 그래프를 구축하여서 다양한 기지국들(10)로부터 간섭의 정도를 하나의 특정 기지국(10)의 전망으로부터 결정할 수 있다. 이것은 스펙트럼 서버(2)로 하여금 특정 기지국(10)에 대해 기대된 품질을 갖는 다수의 후보자 채널들(특정 기지국들을 설명하는 동안에, 자신의 지리적 영역과 주어진 순간 시간에 대한 송신 전력)을 제안하도록 허용하고, 그 결과 더욱 깊은(in-depth) 화이트스페이스 센싱을 수행하기 위해, 특정 기지국(10)이 이러한 후보자 채널들에 집중할 수 있게 한다. 센싱이 개별적으로 달성된다면(즉, 독립적으로 다른 기지국들(10)을 동작하는 단일 기지국(10)의 조사를 통해), 센싱은 특정 화이트스페이스 채널 상의 패킷 에러율들과 같은 파라미터들을 측정하도록 특정 화이트스페이스 채널 상에 송신함으로써 또한 달성될 수 있다.

측정값들을 수집하는 주파수는 또한 (TV 스펙트럼 점유 데이터베이스 정보를 수집하고 기지국(10)으로부터 스펙트럼 센싱 정보를 분석하는 스펙트럼 서버(2)와 함께) 최초 사용자들의 특징들에 기초하여 맞춤형이 될 수 있다. 예를 들어, TV 방송국들은 모든 실용적인 목적들을 위해 항상 존재하는 것으로 가정될 수 있다. 한편, 무선 마이크들(화이트스페이스 스펙트럼의 다른 근원)은 일반적으로 과도할 것으로 예상될 수 있다. 그러므로, 기계 학습 기술들(예를 들어, 스펙트럼 서버(2) 또는 기지국(10)에 포함될 수 있는)은 최초 사용자들의 조작 패턴들을 배워서 화이트스페이스 스펙트럼 검출을 실행하는 빈도를 조정할 수 있다.

채널 선택

사용을 위한 화이트스페이스 채널의 실제의 선택(선택을 내리는 스펙트럼 서버(2) 또는 선택을 내리는 기지국(10)을 통해 달성될 수 있는)은 임의의 적절한 방법에 의존할 수 있다. 세 가지 예시적인 방법들이 이하에 설명된다.

랜덤 선택

기지국(10) 및/또는 스펙트럼 서버(2)는 화이트스페이스 채널들의 랜덤 세트를 선택하고, 측정값들을 수행하고, 및 랜덤 세트 사이에서 최고의 채널을 선택할 수 있다.

이력-기반 선택

기지국(10) 및/또는 스펙트럼 서버(2)는 최근에 관측된 양호한 채널들의 세트를 고를 수 있고, 새로운 측정값들을 수행하여서 이러한 목록 사이로부터 최고의 채널을 고를 수 있다.

통합 선택

스펙트럼 서버(2)는 후보 채널들의 초기의 세트를 명시할 수 있고 이후 기지국(10)은 이러한 선택들 중에서 가장 적은 간섭을 제공할 수 있는 최고의 채널을 선택하도록 측정할 수 있다.

대안의 실시예들

기지국(10)에 대한 대안은 최초의 사용자가 현재 UE(12c)에 의해 활용된(도 4의 단계 S27) 화이트스페이스 대역을 임박하게 액세스할 것이라는 것을 인식하고, 기지국(10)은 단순히 기지국(10)에 의해 사용되는 화이트스페이스 대역이 실패하거나 나빠지는 것을 간단하게 알게 될 수도 있다(간섭으로 인해, 한계치 품질 레벨 이하의 채널 품질에서의 딥, 또는 알려지지 않은 다른 이유들에 대해). 이러한 경우에 응답하여, 도 4의 방법은 기지국(10)으로 하여금 스위치-채널 메시지(S26)를 UE(12c)로 전송하도록 하고 이용가능한 화이트스페이스 채널 목록 요청(S28)을 스펙트럼 서버(2)로 전송하도록 함으로써, 이에 의해 UE(12c)가 안정적인 인터페이스(12b)로 스위칭하도록 유도하고 스펙트럼 서버(2)와 기지국(10)이 새로운 화이트스페이스 대역을 발견하도록 유도하여 계속 진행할 수 있다.

기지국(10)에 의한 화이트스페이스 센싱(도 4의 단계 S32에서 수행된)이 에너지 스펙트로그램들과 같은 다른 센싱 측정값들 뿐만 아니라 UE(12c)로부터 채널 에러 입력 정보를 정기적으로 발견하는 기지국(10)을 포함할 수 있다는 것(UE(12c)가 활동적으로 화이트스페이스 채널이득을 사용하는 경우)이 또한 이해되어야 한다. 또는, 기지국(10)은 다른 기지국들(10)(다른 UE들(12c)과 또한 인터페이싱 할 수 있는)과 협력하여 채널 이득에 대한 화이트스페이스 채널 정보를 얻을 수 있다. 마찬가지로, 스펙트럼 서버(2)는 이용가능한 화이트스페이스 채널 목록을 기지국(10)으로 전송(도 4의 단계 S30)하기에 앞서 추가의 조사와 분석을 위한 실행가능한 화이트스페이스 채널들의 목록을 그때 줄이기 위해 사용될 수 있는 화이트스페이스 채널들에 대한 정확한 실시간 정보를 얻기 위해 다른 스펙트럼 서버들(2) 또는 다른 기지국들(10)과 협력할 수 있다. 스펙트럼 서버(2)와 기지국(10) 둘 모두는 미래의 실행가능한 화이트스페이스 채널들의 목록들을 유지하기 위해 및/또는 갱신하기 위해 과거의 채널 정보 데이터에 또한 의존할 수 있다.

도 4의 실시예는 단일 스펙트럼 서버(2), 단일 기지국(10) 및 단일 UE(12c)를 수반하는 동작 예시를 통하여 (위에서) 또한 설명되었다. 그러나, 시스템은 이러한 세 가지 요소들의 각각의 대다수를 수반할 수 있기 때문에 예시적인 실시예들은 이러한 구성에 제한되지 않는다. 기지국(10)에 의해 제공되는 다수의 UE들(12c)을 갖는 실시예들에서, 화이트스페이스 채널의 손실(최초 사용자의 리턴으로 인하여, 또는 다른 채널 품질 이유들에 대해서)은 단일 UE(12c)(잃어버린 화이트스페이스 채널을 사용하는)를 안정적인 인터페이스(12b)로 오직 스위칭만하는(단계 S27에서 도시된 바와같이) 기지국(10)에 의해 다루어질 수 있다. 즉, 대안적으로, 기지국(10)은 일부 또는 전체 UE들(12c)을 안정적인 인터페이스(12b)로 대신 스위칭할 수 있다(심지어 현재 화이트스페이스 채널 문제들을 발생하지 않는 UE들(12c)에서도). UE(12c)가 화이트스페이스 채널 품질 에러 메시지를 기지국에 보낼 수 있는 경우에, UE(12c)(기지국(10) 대신에)가 화이트스페이스 채널 품질 하락을 처음으로 감지할 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 그러면 이것은 기지국(10)으로 하여금 기지국(10)이 안정적인 인터페이스(10b)로 스위칭 해야한다는 것을 알게 되도록 유도할 것이다(즉, 화이트스페이스 채널 품질 에러 메시지는 도 4의 단계 S27보다 먼저 일어날 것이다).

와이파이

허가된 채널을 사용하는 매크로-셀 기지국(8)(도 1 및 도 2)이 없는 경우, 또는 매크로-셀의 사용 외에도(그 결과, 적어도 세 개의 무선 인터페이스들이 사용될 수 있다), WiFi 무선 채널들은 안정적인 인터페이스로서(즉, 안정적인 인터페이스에 대한 제 2 선택으로서) 사용될 수 있다.

두 개의 인터페이스들은 동시에 사용될 수 있다

도 4에 의해 설명된 방법의 대안으로, 두 개의 인터페이스들(안정적인 인터페이스(10b) 및 화이트스페이스 인터페이스(10a))은 페이로드 데이터 통신들을 UE(12c)로 전달하기 위해 이러한 작업을 각각 트레이드 오프하는 인터페이스들과는 대조적으로 동시에 사용될 수 있다. 마찬가지로, 두 개의 인터페이스들은 제어 시그널링 메시지들을 전달하기 위해 동시에 사용될 수 있다.

예시적인 실시예들은 이런식으로 설명되었고, 동일한 것이 많은 방식들로 변형될 수 있다는 것이 명백해질 것이다. 이러한 변형들은 의도된 사상 및 예시적인 실시예들의 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안되고, 당업자들에게 명백할 모든 이러한 변형들은 다음의 청구항들의 범위 내에서 포함되도록 의도된다.

Claims (10)

1. 화이트스페이스 채널들(whitespace channels)을 사용하는 무선 통신 방법에 있어서,
   기지국(10)에서 데이터 통신들을 제 1 화이트스페이스 채널 상에서 사용자 장비(12c)와 교환하는 단계;
   상기 기지국에서 상기 제 1 화이트스페이스 채널이 없어지게 될 것인지의 여부를 결정하는 단계; 및
   상기 결정하는 단계가 상기 제 1 화이트스페이스 채널이 없어지게 될 것임을 나타내는 경우에, 상기 기지국에서, 상기 데이터 통신들을 제 2 화이트스페이스 채널로 스위칭하는 단계를 포함하고,
   상기 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들은 최초의 사용자에게 허가되고 상기 기지국을 운용하는 무선 통신 서비스 제공자에 의해 2차 사용자로서 활용되는 채널들이고,
   상기 방법은, 상기 기지국이 상기 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들 중 하나의 채널 상에서 상기 사용자 장비와 상기 데이터 통신들을 교환하고 있는 기간들에 있어서도 비-화이트스페이스 채널 상에서 상기 사용자 장비와 제어 시그널링을 교환하는 단계를 더 포함하고,
   상기 비-화이트스페이스 채널은 무선 통신 서비스 제공자에게 독점적으로 허가되고 모든 다른 사용자들에게는 허가되지 않은 채널인, 화이트스페이스 채널들을 사용하는 무선 통신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 화이트스페이스 채널로 스위칭하는 단계는,
   새로운 화이트스페이스 채널이 이용가능한지의 여부를 결정하는 단계,
   새로운 화이트스페이스 채널이 이용가능하다면, 상기 새로운 화이트스페이스 채널을 상기 제 2 화이트스페이스 채널이 되도록 할당하는 단계,
   새로운 화이트스페이스 채널이 이용가능하지 않다면, 비-화이트스페이스 채널(non-whitespace channel)로 스위칭하고 이용가능한 새로운 화이트스페이스 채널을 찾는 단계를 포함하고, 상기 비-화이트스페이스 채널은 무선 통신 서비스 제공자에게 독점적으로 허가되고 모든 사용자들에게 허가되지 않은 채널인, 화이트스페이스 채널들을 사용하는 무선 통신 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 새로운 화이트스페이스 채널을 찾는 단계는,
   하나 이상의 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 목록을 스펙트럼 서버(2)로부터 얻는 단계,
   상기 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 특성들을 얻기 위해 상기 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들을 감지(sense)하는 단계, 및
   상기 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 얻어진 특성들을 기초로 하여, 상기 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들 중 하나를 상기 제 2 화이트스페이스 채널로서 선택하는 단계를 포함하는, 화이트스페이스 채널들을 사용하는 무선 통신 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 새로운 화이트스페이스 채널을 찾는 단계는,
   이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 측정(measurement)을 얻기 위해 화이트스페이스 스펙트럼을 감지하는 단계,
   상기 측정을 스펙트럼 서버로 송신하는 단계, 및
   상기 제 2 화이트스페이스 채널의 할당을 상기 스펙트럼 서버로부터 수신하는 단계를 포함하는, 화이트스페이스 채널들을 사용하는 무선 통신 방법.
5. 기지국(10)에 있어서:
   비-화이트스페이스 채널을 전달하도록 구성된 제 1 무선 인터페이스(10b);
   제 1 화이트스페이스 채널을 전달하도록 구성된 제 2 무선 인터페이스(10a); 및
   처리기(36)로서,
   데이터 통신들을 상기 제 1 화이트스페이스 채널 상에서 사용자 장비(12c)와 교환하고,
   상기 제 1 화이트스페이스 채널이 없어지게 될지의 여부를 결정하고,
   상기 제 1 화이트스페이스 채널이 없어지게 될 것이 결정되는 경우에, 상기 데이터 통신들을 제 2 화이트스페이스 채널로 스위칭하고,
   상기 기지국이 상기 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들 중 하나의 채널 상에서 상기 사용자 장비와 상기 데이터 통신들을 교환하고 있는 기간들에 있어서도 비-화이트스페이스 채널 상에서 상기 사용자 장비와 제어 시그널링을 교환하도록, 상기 기지국을 제어하도록 구성된 상기 처리기(36)를 포함하고,
   상기 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들은 최초의 사용자에게 허가되고 상기 기지국을 운용하는, 2차 사용자로서의 무선 통신 서비스 제공자에 의해 활용되는 채널들이고,
   상기 비-화이트스페이스 채널은 무선 통신 서비스 제공자에게 독점적으로 허가되고 모든 다른 사용자들에게 허가되지 않는 채널인, 기지국.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 화이트스페이스 채널이 없어지게 된다고 결정되는 경우에, 상기 처리기는 또한,
   새로운 화이트스페이스 채널이 이용가능한지의 여부를 결정하고,
   새로운 화이트스페이스 채널이 이용가능하다면, 상기 새로운 화이트스페이스 채널을 상기 제 2 화이트스페이스 채널이 되도록 할당하고,
   새로운 화이트스페이스 채널이 이용가능하지 않다면, 상기 비-화이트스페이스 채널로 스위칭하고 새로운 화이트스페이스 채널을 찾도록 구성되는, 기지국.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 처리기는 또한,
   하나 이상의 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 목록을 스펙트럼 서버(2)로부터 얻고,
   상기 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 특성들을 얻기 위해 상기 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들을 감지하고,
   상기 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들의 얻어진 특성들을 기초로 하여, 상기 이용가능한 화이트스페이스 스펙트럼 대역들 중 하나를 상기 제 2 화이트스페이스 채널로서 선택하고,
   상기 제 2 화이트스페이스 채널 상에서 데이터 통신들을 상기 사용자 장비와 교환하도록 구성되는, 기지국.
8. 화이트스페이스 및 비-화이트스페이스 채널들을 사용하는 무선 통신 방법에 있어서,
   사용자 장비(12c)에서, 상기 사용자 장비 상의 제 1 인터페이스(12b)를 통하여 비-화이트스페이스 채널 상에서 기지국(10)으로 접속 요청을 전송하는 단계;
   상기 사용자 장비에서, 상기 사용자 장비 상의 제 2 인터페이스(12a)를 통하여 제 1 화이트스페이스 채널 상에서 기지국과 데이터 통신들을 교환하는 단계;
   상기 사용자 장비에서, 상기 비-화이트스페이스 채널 상에서 상기 기지국으로부터 스위치-채널 요청을 수신하는 단계;
   상기 사용자 장비에서, 상기 스위치-채널 요청에 기초하여 데이터 통신들을 제 2 화이트스페이스 채널로 스위칭하는 단계; 및
   상기 사용자 장비에서, 상기 기지국이 상기 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들 중 하나의 채널 상에서 상기 사용자 장비와 상기 데이터 통신들을 교환하고 있는 기간들에 있어서도 비-화이트스페이스 채널 상에서 상기 사용자 장비와 제어 시그널링을 교환하는 단계를 포함하고,
   상기 제 1 및 제 2 화이트스페이스 채널들은 최초의 사용자에게 허가되고 상기 기지국을 운용하는, 2차 사용자로서의 무선 통신 서비스 제공자에 의해 활용되는 채널들이고,
   상기 비-화이트스페이스 채널은 무선 통신 서비스 제공자에게 독점적으로 허가되고 모든 다른 사용자들에게 허가되지 않은 채널인, 화이트스페이스 및 비-화이트스페이스 채널들을 사용하는 무선 통신 방법.
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