KR101812826B1 - 화이트 스페이스 이용 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능 매체 - Google Patents

화이트 스페이스 이용 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 어느 화이트 스페이스(white space)가 예를 들면, 무선 네트워킹을 위해 사용할 수 있는지 결정하기 위해 하나 이상의 클라이언트 장치 및/또는 기지국이 사용할 수 있는 화이트 스페이스 정보를 원격 또는 로컬 지리적 위치 서비스가 제공하게 하는 기술에 관한 것이다. 이러한 정보에 기인하여, 어느 화이트 스페이스가 이용 가능한지 알아보는 데 있어서 클라이언트 장치 및/또는 기지국에 의한 저 임계치 감지(low threshold sensing)가 필요하지 않다. 서비스는 텔레비전 송신기 매개변수, 고도 데이터 및 임의의 작동 가능 무선 마이크로폰에 관련하여 수신된 정보에 기초하여 주어진 위치에서의 이용 가능한 화이트 스페이스를 계산한다.

Description

화이트 스페이스 이용 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능 매체{ENABLING WHITE SPACE NETWORKS INDEPENDENT OF LOW-THRESHOLD SENSING}
무선 주파수 스펙트럼에서, "화이트 스페이스(white spaces)"는 텔레비전 방송국에 의해 이미 사용되고 있는 무선 주파수 스펙트럼을 지칭한다. 화이트 스페이스 이용 가능성으로부터 이득을 볼 수 있을만한 기술 중 하나는 화이트 스페이스 내에서의 무선 네트워킹이다. 특히, 무선 네트워크는 2.4 또는 5GHz ISM 대역 등과 같이 다른 허가되지 않은 스펙트럼 대역에 비해서 VHF 및 낮은 UHF 대역의 전파(장거리) 및 건물 침투 특성으로부터 상당한 이득을 얻을 수 있다.
미국에서, 미연방통신위원회(Federal Communications Commission : FCC)는 허가되지 않은 장치가 화이트 스페이스에서 기회적으로(opportunistically) 작동하는 것을 허가한다. 다른 나라도 유사한 규정을 고려하고 있다. 그러나 허가되지 않은 장치의 임의의 이러한 동작은 정부 규제에 걸리는 대상이 된다(또는 대상이 될 것이다). 예를 들면, FCC는 이 스펙트럼의 1차적으로 허가된 사용자, 즉 텔레비전 방송국 및 무선 마이크로폰과 간섭하지 않는 한 화이트 스페이스 내에서 허가되지 않은 장치가 송신하는 것을 허용한다.
간섭을 방지하기 위해서, 1차적 사용자의 존재를 결정하기 위해 스펙트럼 감지가 사용될 수 있다. 텔레비전 수신자 및 무선 마이크로폰 수신자는 RF 신호를 송신하지 않기 때문에, 즉, 이들은 수동적이므로, 허가되지 않은 화이트 스페이스 장치는 1차적 수신기에 대한 충분한 RF 거리를 갖고, 간섭의 발생이 방지되도록 1차적 사용자의 존재를 매우 낮은 임계치로 감지할 필요가 있다. FCC는 이 임계치를 -114dBm로 지정하고, 적어도 하나의 다른 나라에서는 이보다 더 낮은 임계치를 고려하고 있다.
그러나 이것이 아마 실현 가능하다고 해도, 이러한 낮은 임계치에서 감지하는 것은 기술적 관점에서 볼 때 어려운 일이고, 정교하고 값비싼 하드웨어를 필요로 할 것이다. 또한, 이러한 낮은 임계치에서 감지하는 것은 화이트 스페이스 장치에서의 에너지 소모의 관점에서 비효율적일 수 있다. 현재의 감지 기술은 또한 너무 보수적이어서 오경보(false alarms)를 발생시키는 경향이 있는데, 이는 점유되지 않은 채널이 사용되는 것을 불필요하게 방지함으로써 이용 가능한 화이트 스페이스를 낭비하게 한다.
이 요약은 이하의 상세한 설명에서 추가적으로 설명되는 개념의 선택을 단순화된 형태로 도입하도록 제공된 것이다. 이 요약은 청구 대상의 주요 특징 또는 필수 특징을 식별하도록 의도된 것도 아니고, 어떠한 방식으로도 청구 대상의 범주를 제한하는 데 사용되도록 의도된 것이 아니다.
간략하게 말해서, 본 명세서에 설명된 청구 대상의 다양한 측면은 어느 화이트 스페이스(white space)가 예를 들면, 무선 데이터 네트워킹을 위해 사용될 수 있는지 결정하기 위해 하나 이상의 클라이언트 장치 및/또는 기지국이 사용할 수 있는 화이트 스페이스 정보를 원격 또는 로컬 지리적 위치 서비스가 제공하게 하는 기술에 관한 것이다. (프록시 감지) 서비스에 의해 제공되는 정보에 기인하여, 어느 화이트 스페이스가 이용 가능한지 알아보는 데 있어서 클라이언트 장치 및/또는 기지국에 의한 저 임계치 감지(low threshold sensing)가 필요하지 않다.
소정 위치와 관련하여 1차적 사용자(예를 들면, 텔레비전 방송국 및/또는 무선 마이크로폰)의 송신기가 결정된다. 그 송신기에 기초하여, 서비스는 어느 화이트 스페이스가 해당 위치 주위의 영역 내에서 사용 가능한지를 계산한다. 다음에 서비스는 원격 서비스로부터 화이트 스페이스 클라이언트 장치로 향하는지, 아니면 화이트 스페이스 클라이언트 장치에서 작동하는 로컬 서비스로부터 이루어지는지 여부에 무관하게 해당 영역 내에서 사용 가능한 화이트 스페이스를 식별하는 데이터를 배포할 수 있다.
일 측면에서, 1차적 사용자의 송신기를 결정하는 것은 해당 영역에서 방송할 가능성이 있는 텔레비전 방송국의 하나 이상의 텔레비전 송신탑에 대응하는 텔레비전 송신기 데이터를 액세스하는 것과, 하나 이상의 텔레비전 타워와 그 위치 사이의 고도 데이터를 액세스하는 것을 포함한다. 그러면 고도 데이터를 송신기 매개변수와 함께 사용하여 화이트 스페이스를 결정하는 신호 감쇄(signal attenuation)를 계산한다.
일 측면에서, 영역 내에서 작동하는 임의의 무선 마이크로폰의 존재는 배포된 데이터 내에 포함된다. 원격 프록시 감지 서비스에 있어서, 이것은 원격 프록시 감지 서비스에 대해 정보를 전달하는 1차적 사용자 업데이터(updater) 장치로부터 수동 등록 또는 자동 검출에 의해 획득될 수 있다. 예를 들면, 화이트 스페이스 클라이언트 장치 내에서 작동하는 로컬 프록시 감지 서비스에 있어서, 비코너(beaconer) 장치는 무선 마이크로폰을 대신하여 존재 정보를 방송한다.
도면과 함께 이하의 상세한 설명을 읽는 것에 의해서 다른 이점도 명확해질 것이다.
본 발명은 동일한 참조 번호가 동일한 구성 요소를 지칭하는 첨부된 도면을 참조하여 제한 사항이 아닌 예시로서 설명되어 있다.
도 1은 간섭을 피하기 위한 저 임계치 감지를 요구하지 않는 화이트 스페이스 네트워크를 구현하는 예시적인 구성 요소를 도시하는 블록도.
도 2는 화이트 스페이스 네트워크 내에서 사용되는 프록시 감지 서비스의 예시적인 구성 요소를 도시하는 블록도.
도 3은 다양한 이용 가능한 데이터에 기초하여 화이트 스페이스를 결정하는 예시적인 단계를 도시하는 흐름도.
도 4는 화이트 스페이스 네트워크 내에서 발생 가능한 간섭을 회피하기 위해 1차적 사용자의 존재를 감지할 수 있는 방법을 위한 예시적인 구성 요소를 도시하는 블록도.
도 5는 간섭을 회피하기 위한 저 임계치 감지를 필요로 하지 않는 화이트 스페이스 네트워크의 다른 구현을 구현하는 예시적인 구성 요소를 도시하는 블록도.
본 명세서에 설명된 기술의 다양한 측면은 일반적으로 임의의 주어진 위치에서 이용 가능한 화이트 스페이스를 계산한 다음, 시스템 내의 각각의 화이트 스페이스 장치에 대해 이 화이트 스페이스 스펙트럼 이용 가능 정보를 배포(예를 들면, 화이트 스페이스 이용 가능 정보는 클라이언트 장치로 "푸시(pushed)"됨)하는 지리적 위치 서비스에 관한 것이다. 이러한 방식으로, 클라이언트/기지국은 이용 가능한 화이트 스페이스를 결정하기 위해 저 임계치 감지를 필요로 하지 않으면서 화이트 스페이스 내에서 동작할 수 있다.
기지국은 자신이 주기적으로 송신하는 비콘-패킷(beacon-packet) 내에 세부적이고, 아마도 위치-태그형(location-tagged)의 스펙트럼 이용 가능성을 추가하는 것 등에 의해서 스펙트럼 이용 가능 정보를 그의 클라이언트에게 푸시하거나 이용 가능하게 할 수 있다. 클라이언트는 일반적으로 자신의 위치를 인식하므로, 이 비콘-패킷으로부터 정확한 정보를 선택하여 그 각각의 위치에서 어느 채널이 이용 가능한지 학습할 수 있다. 클라이언트를 포함하는 다른 접근 방식은 주기적으로 업데이트되는 로컬(휴대형) 지리적 위치 서비스 및 무선 마이크로폰의 존재를 "비콘(beacons)"하는 비코너-장치를 이용한다.
본 명세서에 설명된 어떠한 예시도 제한적이지 않은 예시라는 것을 이해할 것이다. 또한, 하나의 예시적인 시스템은 저 임계치 감지를 전혀 필요로 하지 않는 것으로 설명되어 있으나, 이러한 시스템 또는 유사한 시스템은 저 임계치 감지를 가지고 보완될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이와 같이, 본 발명은 본 명세서에 설명된 임의의 특정한 실시예, 측면, 개념, 구조, 기능 또는 예시로 한정되지 않는다. 오히려, 본 명세서에 설명된 임의의 실시예, 측면, 개념, 구조, 기능 또는 예시는 제한적이지 않고, 본 발명은 일반적인 컴퓨팅 및 데이터 전송에 있어서 이점 및 이득을 제공하는 다양한 방법으로 사용될 수 있다.
도 1은 프록시-감지 서비스(102)의 하나의 예시적인 아키텍처/시스템에 관련된 다양한 측면을 도시하고, 도 2는 예시적인 내부 구성 요소를 도시한다. 화이트 스페이스 장치(1041-104n)(클라이언트)는 기지국(1061-106m)을 통해 서비스(102)에 접속된다. 일반적이고, 쉽게 이해될 수 있듯이, 서비스(102)는 화이트 스페이스 장치(1041-104n) 또는 기지국(1061-106m)에서의 저 임계치 감지를 필요로 하지 않으면서 하부 구조 기반의 무선 네트워크가 화이트 스페이스 내에서 작동할 수 있게 한다. 또한, 쉽게 이해될 수 있듯이, 화이트 스페이스 장치(104)는 (부차적인 감지를 이용할 수 있기는 하지만) 어떠한 로컬 감지를 갖지 않고도 적절히 작동하도록 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 예시에서, 프록시 감지 서비스(102)는 임의의 주어진 위치에서 스펙트럼의 어느 부분이 화이트 스페이스인지 결정하는 논리적으로 중앙화된 개체를 포함한다. (예를 들면, TV 송신기가 밤에 스위치가 꺼지거나 무선 마이크로폰의 스위치가 켜지는 것에 의한) 스펙트럼 점유도에서의 어떠한 변화도 프록시 감지 서비스(102) 내에 반영된다. 화이트 스페이스 장치(1041-104n)가 감지 기능을 반드시 장착하고 있지는 않기 때문에, 화이트 스페이스 장치(1041-104n)는 그 각각의 위치에서 화이트 스페이스의 이용 가능성에 관하여 학습하기 위해 프록시 감지 서비스(102)에 의존한다.
그러나 클라이언트가 자신의 위치를 인식하지 못할 경우에는 이것의 효력이 없다는 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 클라이언트의 위치가 인식되지 않으면, 기지국은 매우 조심스러워야 하고, (보다 정확한 지식이 없는 상황에서 클라이언트는 그 적용 범위 영역 내의 어느 곳에도 있을 수 있기 때문에) 그 적용 범위 영역 중 가장 먼 영역까지도 이용할 수 있는 채널만을 이용해야 한다. 두 번째로, 지형 프로파일의 변경에 기인하여, 기지국의 적용 범위 영역 내의 어떤 지점들은 다른 지점에 비해서 TV 송신기로부터의 신호 수신 상태가 더 우수하게 수신할 수 있다. 결과적으로, 이러한 위치에서 화이트 스페이스의 이용 가능성은 그 주위의 다른 지점에 비해서 더 낮다고 할 것이다. 그러므로 보다 효과적으로 기능하기 위해서, 화이트 스페이스 클라이언트 장치에서 감지 기능이 없는 시스템은 클라이언트가 예를 들면, 대략 1/2마일 내의 정확도로 위치 정보를 갖고 있는 것을 요구한다.
일실시예에서, 프록시 감지 서비스(102)의 작업 중 하나는 클라이언트 질의 등에 대하여 주어진 위치에서 화이트 스페이스 이용 가능성에 관한 정확한 데이터를 가지고 응답하는 것이다. 화이트 스페이스의 이용 가능성은 주어진 위치에서 채널 이용 가능성에 대한 비트맵(bitmap)의 형태를 가질 수 있는데, 여기에서 위치는 L=위도, 경도로 표시된다.
서비스(102)와 통신하기 위해서, 서비스(102)에 의해 제공되는 예시적인 API(222)의 하나의 집합(도 2)은 이하의 표에 표시되어 있다.
Figure 112012106698311-pct00001
프록시 감지 서비스(102)는 입력으로서 주어진 특정 위치를 가지고 질의되는 것을 포함하는 서로 다른 모드로 작동할 수 있다. 이와 다르게, 발행-구독(publish-subscribe) 모델을 이용하면, 프록시 감지 서비스(102)는 기지국 또는 그와 연관된 클라이언트의 화이트 스페이스의 이용 가능성에서의 변동 사항을 추적할 수 있다. 이러한 위치 중 어느 곳에서의 화이트 스페이스 이용 가능성의 변경을 검출하면, 서비스(102)는 기지국 그 자체 또는 그 클라이언트 중 하나에서 화이트 스페이스 이용 가능성의 변경 사항에 관해 기지국에게 통보하는 이벤트 등을 개시한다. 이 모든 모드를 지원하기 위해서, 서비스와 각각의 기지국 사이에 활성 접속이 유지된다. 그러면 기지국은 비콘 패킷을 이용하여 그 클라이언트에게 이러한 스펙트럼 이용 가능성 정보를 배포한다. 그러므로 발행-구독 모델 내에서 기지국이 스펙트럼 정보를 수신하는 경우에, 서비스(102)로부터 화이트 스페이스 클라이언트로의 전체적인 정보 배포 프로세스는 푸시 기반으로 배포되고, 즉 먼저 서비스(102)로부터 각각의 기지국으로 배포된 다음 기지국으로부터 그의 클라이언트로 배포된다.
프록시 노드를 구비하면 스펙트럼 이용 가능성의 변경 사항을 학습하는 데 있어 지연이 초래된다. 그 장치가 프록시를 폴(poll)해야 하거나, 프록시가 장치에 대해 업데이트를 푸시해야 할 것이다(또는 그 양쪽의 조합이 필요함). 화이트 스페이스 장치가 이동형일 때, 장치는 2개의 연속적인 스펙트럼 업데이트를 수신하는 시간 사이에 소정 거리를 이동할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 기지국은 이 이동 장치가 이용할 수 있는 화이트 스페이스를 결정하기 위해 이동 장치를 위한 보호 범위를 추가한다. 즉, 장치의 위치에서 채널이 이용 가능하다고 해도, 이 채널이 현재의 위치에서의 임계 거리 내의 임의의 위치에서 차단된다면 그 채널을 이용할 수 없다. 예를 들면, 1분의 폴 간격(polling interval)에 있어서, 자신의 위치를 정확히 인식하고, 시간 당 60마일로 이동할 수 있는 이동 클라이언트는 1마일의 보호 범위를 추가하지만, 이것은 이용 가능한 화이트 스페이스 스펙트럼의 20퍼센트의 손실을 초래한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 원하는 결과를 제공하기 위해 스펙트럼 변경 배포에 의한 대기 및 이용 가능한 화이트 스페이스 스펙트럼의 손실 사이의 절충이 이루어질 수 있다.
스펙트럼 맵(spectrum map)의 정확도는 일반적으로 전파 모델의 품질 및 지형 데이터의 미세한 조밀도(granularity)에 의존한다. 도 l 및 도 2에 표시된 바와 같이, 프록시 감지 서비스(102)는 지형 및 1차적 사용자 데이터(TV 및 무선 마이크로폰 등)를 유지하는 백-엔드 저장부(back-end store)(108) 및 소정 위치에서 화이트 스페이스 이용 가능성을 정확하게 계산하는 엔진(engine)(110)을 포함한다.
도 2에 일반적으로 도시된 일실시예에서, 백-엔드 저장부(108)는 데이터베이스(DB)(224) 및 하나 이상의 지형 서버(226)를 포함한다. 데이터베이스(224)는 규칙적(예를 들면, 매일)으로 업데이트되는 텔레비전 타워 위치, 채널, 고도, 송신 전력, 안테나 지향성(antenna directionality), 기계적 빔 경사(beam tilt) 등을 포함하는 텔레비전 송신기에서의 정보/매개변수를 저장한다. 미국에서, 이것은 FCC의 CDBS(Consolidated Database System)으로부터의 공용 이용 가능 데이터에 기초한다. 데이터베이스(224) 및/또는 엔진(110)은 또한 각각의 무선 마이크로폰의 위치, 채널 및 최종 보고 시간을 포함하는 무선 마이크로폰 등록 데이터를 저장할 수 있다. 무선 마이크로폰 등록 데이터의 획득은 이하에 설명되어 있다. 데이터베이스(224) 및/또는 엔진(110)은 또한 다양한 위치에 대해 이전에 계산된 화이트 스페이스 이용 가능성에 대한 캐시(cache)로서 기능할 수 있다는 것을 유의해야 한다.
지형 서버(또는 서버)(226)는 지구상의 어떠한 임의의 지점에서의 지형 고도 데이터를 제공한다. 그러므로 지형 서버(226)는 세계 지형 고도 데이터를 저장하고, 이것은 지구상의 지형을 매핑하고자 하는 다양한 공개적으로 이용 가능한 정부의 성과 작업으로부터 획득될 수 있다. 예를 들면, 지구 표면상에서 1킬로미터 간격으로 측정되거나, 30미터 간격의 더 높은 해상도로 측정된(예를 들면, NASA로부터 입수된) 다양한 고도 데이터 집합을 이용할 수 있다.
지형 서버는 지정된 간격으로 2개의 지점 사이에서의 지형 고도 데이터를 제공한다. 예를 들면, 지형 서버(226)는 (LTX, LRX, 간격)을 지정하는 요청을 수신할 수 있는데, 여기에서 LTX 및 LRX는 각각 송신기 및 수신기에 대한 좌표이고, 간격은 그 2개의 지점 사이에서 지형 데이터가 샘플링된 해상도이다. 이것이 입력으로 주어지면, 서버는 큰 원을 따라서 LTX 및 RTX 사이에 직접 경로를 계산하고, 지정된 간격으로 2개의 지점 사이의 고도 샘플을 리턴한다.
위치 L에서의 화이트 스페이스 이용 가능성을 정확히 결정하기 위해서, 엔진(110)은 도 3에 예시적으로 표시된 단계를 실행하는 것 등에 의해서 전파 모델링을 통한 UHF 또는 VHF 신호의 감쇄를 계산한다. 단계(302)는 L로부터 큰 검색 반경 내에서 1차적 사용자의 송신기의 목록을 작성한다. 어림잡아 말하자면, 이들은 모두 그 신호가 아마도 지정된 임계치보다 더 큰 RSSI(Received Signal Strength Indicator)로 L에서 청취될 수 있는 1차적 사용자이다.
단계(304)에서 결정된 바와 같이, 1차적 사용자가 TV 송신기라면, 단계(306)에서 엔진은 지형 서버로부터 TV 송신탑과 L 사이의 고도 데이터를 검색한다. 1차적 사용자가 마이크로폰이면, 단계(308)는 그 주위에 대략의 고정 보호 반경을 가정한다.
단계(310)에서, 송신기의 매개변수(고도, 전력, 안테나 지향성 등)와 함께 고도 데이터를 이용하여 공지된 L-R(Longley-Rice) 전파 모델을 사용하는 것 등에 의해 신호 감쇄를 결정한다. 감쇄는 L에서 송신기의 RSSI를 계산하는 데 사용된다.
단계(312)에서, 위치 L에서 화이트 스페이스 이용 가능성이 생성된다. 이것의 부분으로서, 활성화된 적어도 하나의 1차적 사용자가 존재하는 경우 예를 들면, L에서 그의 RSSI가 -114dBm보다 더 큰 현행 사용자가 존재하는 경우에 채널 C는 차단될 것으로 간주된다. 이것은 다음과 같이 매핑될 수 있다.
Figure 112012106698311-pct00002
이 프로세스는 소정의 거리에 걸친 UHF 신호의 감쇄 및 이것이 RSSI에 갖는 영향을 결정한다는 것을 유의해야 한다. 이것은 각각 복잡성 및 정확도가 다른 RF 신호에 대한 임의의 공지된 전파 모델(228)(도 2)을 이용한 RF 신호의 전파 모델링을 통해 달성될 수 있는데, 이 모델은 자유 공간(Free Space), Hata, Egli 및 지형 포함형 L-R(Longley-Rice) 및/또는 L-R(지형 비포함형)을 포함한다.
측정 및 변환에서의 에러에 기인하여, 고도 데이터 소스 내에서 '구멍(holes)'을 찾는 것은 흔한 일이다. 이들은 더 높은 해상도의 데이터에서 더 보편적이고, 이 데이터에 대한 책임을 갖는 정부 기관은 2중 선형 보간법(bilinear interpolation) 또는 그라데이션 스무딩(gradation smoothing) 등과 같은 다양한 기술을 통해 이러한 구명을 '채우는' 추가적인 단계를 실행한다. 그러나 지형 데이터 내의 변칙이 여전히 존재하는데, 이것은 지형 기반의 전파 모델의 결과에 영향을 미친다. 예를 들면, L-R 구현은 전형적으로 고도 데이터 내의 에러에 의해 유발되는 매개변수가 범위 밖에 있는 에러 코드 신호 전달 에러를 리턴한다. 이러한 변칙을 막기 위해, 적응성 고도 스위칭 전략이 실현될 수 있는데, 이것에 의해 2개의 지점 사이에서의 신호 전파 계산에 있어서 더 높은 해상도의 고도 데이터가 먼저 시도된다. 전파 모델이 범위 밖에 있는 몇몇 매개변수를 언급하는 에러를 리턴한다면, 2개의 지점 사이의 경로 프로파일을 검사하여 경로 내에 구멍이 존재하는지 여부를 결정한다. 만약 존재한다면, 낮은 해상도의 데이터가 사용된다. 만약 그것도 실패한다면, (2개의 지점 사이의 고도 데이터를 인수로 사용하는 점대점(point-to-point) 방식과는 대조적으로) 고도 데이터를 고려하지 않고 신호 전파를 계산하는 L-R 변형을 포함하는 L-R(지형 불포함형) 모델을 사용한다. 이 전략은 거짓 양성(false positives) 및 거짓 음성(false negatives)을 감소하는 것에 의해 결과의 정확도를 상당히 향상시킨다.
다른 측면을 고려하면, 수동 업데이트를 포함한 다양한 방식으로 저 전력의 단기적 1차 사용자 송신기(예를 들면 무선 마이크로폰)를 지원할 수 있는데, 여기에서 API는 1차적 사용자로서 마이크로폰의 엔트리를 추가하기 위해 제공되고, 그것에 의해 허가된 사용자가 마이크로폰의 주파수 채널, 송신 전력 및 이벤트의 위치 및 지속 기간에 대한 엔트리를 추가할 수 있다. 그러면 서비스(102)는 마이크로폰 송신기를 지정된 기간 동안 (매우) 낮은 전력의 TV 송신탑으로서 취급한다. 이러한 엔트리는 일시 중단 주기 이후에 만료될 수 있다.
1차적 사용자 데이터베이스를 수동으로 업데이트하는 것의 대체물로는 무선 마이크로폰 수신기에 비교적 근접하게 플러그 삽입된 소형 장치를 포함하는 마이크로폰 업데이터가 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 업데이터(440)는 마이크로폰(442)의 존재를 검출하고, 예를 들면, UpdatePrimary API를 이용하여 백-엔드 저장부(108)를 자동적으로 업데이트한다. 다음에 이 정보는 적절한 기지국 및 그 장치로 제공된다.
업데이터는 3G, Wi-Fi, 이더넷(Ethernet) 등과 같이 프록시 감지 서비스(102)에 접속하는 대안적인 기술을 사용할 수 있다. 업데이터(440)가 사전 정의된 시간량(예를 들면, 5분) 동안 마이크로폰(442)을 검출하지 않을 때, 엔트리는 데이터베이스로부터 삭제된다. 이 해결책은 마이크로폰 업데이터에 전력이 공급되고 마이크로폰에 근접하게 위치되므로 값비싸고 복잡한 저 임계치 감지를 필요로 하지 않게 되기 때문에 저 임계치 감지의 문제점을 단순히 클라이언트 장치로부터 마이크로폰 업데이터로 이전하는 것이 아니라는 것을 유의해야 한다. 이것은 거짓 음성/양성의 개수를 감소시킬 뿐만 아니라 하드웨어 비용도 감소시킨다.
시스템의 작동 중에, 각각의 기지국은 적합한 화이트 스페이스 채널을 선택하기 위해서 그 자체 및 그 클라이언트에서 어느 채널이 이용 가능한지에 관해 학습한다. 이 정보를 전달하기 위해서, 모든 클라이언트는 그 자신의 위치 및 그 연관된 기지국에 대한 그 위치를 결정하기 위해 사용한 기술을 주기적으로 전송한다. 기지국은 이 정보를 이용하여 클라이언트 및 그 자체에서 공통으로 이용 가능한 화이트 스페이스를 결정한다. 모든 이러한 사용 가능한 화이트 스페이스 중에서, 기지국은 적절한 채널을 선택하고, 클라이언트는 이 채널 상에서 기지국에 연결된다.
기지국은 또한 위치를 결정하기 위해 사용된 기술의 위치 에러에 따라서 클라이언트의 위치뿐만 아니라 그 주변의 격자 지점(grid points)에서 프록시 감지 서비스(102)로부터 푸시 업데이트(push updates)에 가입한다. 위치 에러를 위한 통상적인 수치는 예를 들면 GPS에서는 50미터이고, Wi-Fi에서는 150미터이고, GSM 기반의 로컬리제이션(localization)에서는 1.0마일일 수 있다. 위치는 예를 들면 GPS, Wi-Fi 또는 GSM을 기반으로 하는 기존의 기술을 포함하는 임의의 수단으로 결정될 수 있고, 또한 TV 기반의 기술은 로컬리제이션을 위해 사용될 수 있다.
상기 접근법은 클라이언트가 기지국에 연결된 후 화이트 스페이스 이용 가능성이 변경되지 않는 한 적용 가능하다. 그러나 부트스트랩(bootstrapping) 문제점(클라이언트가 감지 성능을 갖지 않는 임의의 시스템에서 발생하는 공지된 문제점)을 해결해야 할 필요성이 존재한다. 보다 구체적으로, 새로운 클라이언트가 도착할 때, 클라이언트는 자신의 위치에서 화이트 스페이스 이용 가능성을 인식하지 못하기 때문에 어떠한 패킷도 송신하지 못할 것이다. 그러므로 대응하는 패킷이 주변의 1차적 사용자에 의해 간섭될 수 있기 때문에, 그 클라이언트는 기지국에 대해 자신의 위치를 송신하지도 못할 것이다. 이 부트스트랩 문제점은 기지국이 자신의 적용 범위 영역 내의 모든 위치에서 이용 가능한 채널을 송신하는 경우에는 발생하지 않는다. 그러한 상황에서, 클라이언트는 기지국을 발견하고 그것에 연결될 수 있다. 그러나 많은 장소에서 전체 적용 범위 영역에 걸쳐 이와 같이 공통으로 이용 가능한 채널은 존재하지 않고, 이러한 채널이 존재하는 장소에서도 오로지 이 채널만을 사용하는 것은 화이트 스페이스의 상당한 손실을 초래한다. 게다가, 이러한 기술에서 기지국에서의 채널 선택은 실제 클라이언트 위치를 고려하고, 이것은 부트스트랩 문제점을 초래한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 모든 기지국은 주기적으로(예를 들면, 매 초마다 1회씩), 그 적용 범위 영역의 구역 내에서 채널 이용 가능성을 포함하는 비콘을 방송한다. 일실시예에서, 비콘은 기지국의 적용 범위 영역 내의 각각의 격자 지점에 대해서, 해당 격자 지점에 위치한 클라이언트가 기지국에 접속하기 위해 사용할 수 있는 하나의 이용 가능한 채널을 포함한다. 더 낮은 레이트(예를 들면, 매 분마다 1회씩)에서, 기지국은 각각의 이러한 채널을 전환하고, 가입을 원하는 클라이언트가 있는지 청취한다(전환의 작업량은 공지된 기술을 이용하는 것에 의해 감소될 수 있음). 클라이언트가 시스템에 접속할 때, 클라이언트는 기지국으로부터의 비콘을 청취하고, 비콘 내에서 클라이언트의 현재 위치에 속하는 격자 위치 내에서 이용 가능한 것으로 표시된 채널로 이동한다. 다음에 클라이언트는 그 채널에서 자신의 위치를 방송하고, 이것은 최종적으로 기지국에 의해 수집된다. 이 메시지를 수신하면, 기지국은 이제 이 클라이언트의 위치를 인식한다. 이러한 방식으로, 부트스트랩 발생 시에 비콘은 클라이언트에 의해 검색 표(lookup table)로서 사용된다.
상술된 바와 같이, 기지국의 적용 범위 영역 내의 모든 격자 지점에 대해 하나의 채널로 송신하는 것은 터무니없을 정도로 큰 비콘을 초래할 것이므로, 기지국의 적용 범위 영역 내의 구역에 대한 채널 이용 가능성을 효과적으로 통신할 필요성이 존재한다. 예를 들면, 10마일의 적용 범위 및 100미터의 격자 크기 분포에서, 채널 번호를 인코딩하는 데 5비트가 사용된다면 비콘 크기는 100KB 이상이 된다. 비콘 크기를 감소하기 위해서, 기지국은 초기화 단계(initialization phase)를 실행하는데, 여기에서 기지국은 그의 잠재적 적용 범위 영역(potential coverage area : PCA)을 계산하기 위해 프록시 서비스의 엔진에게 질의한다. 잠재적 적용 범위 영역은 기지국으로부터의 수신 신호 강도가 -90dBm보다 더 큰, 즉 수신 감도가 많은 무선 카드에 대한 최저 레이트에 해당하는 100m x 100m 단(steps) 내의 격자 지점의 집합으로서 정의된다. 잠재적인 적용 범위 영역은 L-R 모델을 이용하여 계산될 수 있다. 그 잠재적인 적용 범위 영역 내의 모든 격자 지점에 있어서, 기지국은 이용 가능한 채널의 집합을 검색한다.
네트워크의 작동 중에, 기지국은 최소 채널 적용 범위(minimum channel cover : MCC)를 계산하기 위해 이 정보를 이용한다. 잠재적인 적용 범위 영역 A에 대한 MCC는 최소(또는 일반적으로, 낮은) 기수(cardinality)의 화이트 스페이스 채널의 집합으로서, A 내의 모든 격자 지점 위치에 있어서, 채널 적용 범위 내에 적어도 하나의 이용 가능한 화이트 스페이스 채널이 존재하게 된다. 표준 그리디 집합 커버(greedy set-cover) 근사 알고리즘을 이용하여 MCC에 대한 최적 근사치를 계산할 수 있다.
기지국은 MCC 내의 채널 중 적어도 하나가 그 적용 범위 영역 A 내의 모든 격자 지점에서 이용 가능하다는 것을 인식한다. 비콘은 계산된 MCCA 내에 포함된 채널의 집합과, 그 적용 범위 영역 내의 모든 격자 지점(예를 들면, 열 우선 형태로 주어짐)에 대하여 MCCA 내의 채널 중 하나의 이용 가능한 채널의 목록을 포함한다. 각각의 채널은 (수식 삽입) 비트를 이용하여 인코딩된다. 실증적인 측정에 기초하여, MCCA의 크기가 미국에서는 많아야 4에 불과하여, 격자 위치 당 2비트로 충분하다고 결정될 수 있다. 기지국은 또한 채널 이용 가능성이 유사한 인접 격자에 관한 MCCA 정보를 압축하기 위해 RLE 압축(또는 다른 압축 기술)을 이용할 수 있다.
마이크로폰의 형상 등과 같은 스펙트럼 이용 가능성에서의 업데이트를 처리하기 위해서, 기지국은 그 적용 범위 영역 내의 모든 격자 지점에 대하여 서비스(102)로부터의 푸시 업데이트를 가입한다. 그러므로 마이크로폰이 스위치가 켜지고, 서비스(102)가 이 이벤트에 대한 통지를 수신할 때, 먼저 마이크로폰에 의해 영향을 받는 격자를 빠르게 결정한다. 이것을 실행하는 데 소요되는 시간은 매우 낮다(동시에 스위치가 켜지는 1,000개까지의 마이크로폰을 지원한다고 할 때 500ms 미만임). 이 정보에 기초하여, 엔진은 기지국의 적용 범위 영역 내에서 마이크로폰의 스위치가 켜졌는지 여부를 결정한다. 스위치가 켜졌다면, 기지국은 이러한 격자들이 화이트 스페이스 이용 가능성에 있어서 이러한 변동에 의해 영향을 받는다는 것을 통지받는다. 이것은 상술된 바와 같이 PCS의 컴퓨팅의 일부분으로서 자동적으로 이루어질 수 있다.
새로운 1차적 사용자가 나타나거나 기존의 1차적 사용자의 매개변수가 변경될 때, 엔진은 그 1차적 사용자 주위의 영향을 받는 격자 지점에 대한 변경을 계산하고, 이러한 격자 지점에 대한 변경에 관하여 가입한 기지국에게 업데이트를 전송한다. 필요하다면, 기지국은 자신이 작동하는 스펙트럼 및/또는 비콘의 컨텐츠를 재계산한다. 이것은 이용 가능한 화이트 스페이스 내의 변경을 전파하는 데 있어서의 대기 시간에 영향을 준다는 것을 유의해야 한다.
1차적 사용자가 이미 활성화되었을 때, 푸시 기반의 시스템 아키텍처는 클라이언트 이동성(mobility)을 효과적으로 처리한다는 것을 또한 유의해야 한다. 기지국이 스펙트럼 이용 가능성 및 클라이언트 위치에 대한 최신의 관점을 갖고 있기 때문에, 기지국은 그 클라이언트에게 이용 가능한 스펙트럼을 사전 계산하고 사전 적응함으로써, 1차적 사용자와의 간섭뿐만 아니라 클라이언트 접속 해제를 방지할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 기술의 일실시예는 어느 채널이 무선 통신을 위해 이용 가능한지를 결정하기 위해서 인터넷(및/또는 다른 적합한 네트워크 접속)을 통해 프록시 감지 서비스(102)에 접속된 클라이언트 및 기지국을 구비한다. 그러나 클라이언트가 인터넷 접속을 가지고 임의의 고정된 하부 구조 네트워크의 범위 외부에서 작동하는 피어-투-피어(peer-to-peer)/애드혹(ad hoc) 모드 등과 같은 다른 설계가 더 적절할 수 있다. 또한, 인터넷 장애가 존재한다면, 화이트 스페이스 네트워크 동작은 중단될 것이다. 예상 밖의 높은 지연이 있는 이벤트에서, 프록시 감지 서비스(102)와 몇몇 기지국 사이의 업데이트 대기 시간은 증가할 수 있고, 이용 가능한 것으로 표시된 화이트 스페이스의 양이 (필수적인 안전 마진을 유지하기 위하여) 감소되어야 하거나, 몇몇 채널이 개방(free)/개방 불가(not-free)로 잘못 표시될 수 있으므로 이것은 부정적인 영향을 가질 수 있다. 또한 몇몇 마이크로폰 사용자는 자신의 마이크로폰을 데이터베이스 내에 삽입하지 못할 수 있고, 이러한 경우에 이러한 마이크로폰은 보호되지 못할 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 도 5에 도시된 바와 같이, 장치 로컬("휴대형") 지리적 위치 서비스(예를 들면, 참조 번호(5021-502j))는, 순수하게 로컬로(즉, 장치 자체에서) 질의될 수 있는 로컬 데이터베이스(예를 들면, 참조 번호(5081-508j))를 장비한 화이트 스페이스 장치(클라이언트)를 구비함으로써 제공될 수 있다. 장치가 원격 데이터 소스(540)에 의해서 원격 접속성을 가질 때 데이터베이스는 주기적으로(예를 들면, 하루에 1회) 업데이트될 수 있다. 장치는 원격 프록시 감지 서비스(102)를 포함할 수 있는 원격 데이터 소스(540)에 질의할 수 있으나, 장치의 서비스가 로컬로 실행되기 때문에, 로컬 서비스를 이용할 때에는 인터넷 접속이 요구되지 않는다. 이 접근법은 또한 이동 전화기 또는 다른 휴대형 장치에서 사용될 수 있고, 이러한 경우에 로컬 지리적 위치 데이터베이스는 휴대형 지리적 위치 데이터베이스로 간주될 수 있다.
화이트 스페이스 내에서 접속 해제된 동작을 허용하는 로컬 또는 휴대형 지리적 위치 서비스를 구현하기 위한 다양한 방법이 존재한다. 하나의 방법은 로컬로 프록시 감지 서비스의 인스턴스를 실행하는 것으로서, 다시 말해 장치(예를 들면, 참조 번호(5041))가 임의의 적절한 로컬리제이션 서비스(예를 들면, GPS 또는 임의의 다른 수단)를 이용하여 그 자신의 위치를 결정함으로써, 그의 서비스(5021)를 통해 장치(5041)가 해당 장치 내에서 실행되는 자신의 로컬 지리적 위치 데이터베이스(5081)에 대해 질의를 제출하게 한다. 적절한 신호 전파 모델(예를 들면 지형 데이터를 포함한 L-R)을 계산하여 현재의 위치에서 이용 가능한 화이트 스페이스를 결정한다.
다른 실시예는 (예를 들면, 원격 데이터 소스(540)에서) 미리 해당 위치를 사전 계산하고, 비교적 큰 데이터베이스의 형태를 갖는 화이트 스페이스 장치에 화이트 스페이스 이용 가능성을 저장한다. 질의가 주어지면, 스펙트럼 이용 가능성을 재계산하는 것 대신에, 장치(5041)는 대응하는 저장된 데이터 값에 대해 그 자신의 데이터베이스(5081)의 검색을 실행한다. 이 실시예는 질의 대기 시간 및 에너지 효율과 관련하여 더 효과적일 수 있지만, 장치에 더 많은 데이터가 저장되는 것을 필요로 할 수 있다.
로컬 지리적 위치 서비스는 비교적 정적이고, 그 세부 내역이 너무 자주 변경되지 않는 1차적 사용자에게는 잘 사용된다. 화이트 스페이스와 관련하여, 로컬 지리적 위치 서비스는 매우 동적으로 변경되지는 않을 텔레비전 방송국에 있어서 잘 사용될 것이다. 그러나 로컬 지리적 위치 서비스의 기반이 되는 데이터가 매우 자주 업데이트되지는 않기 때문에, 다양한 위치 및 예측 불가능한 시간에 나타나고 사라지는 무선 마이크로폰 등과 같은 매우 동적인 1차적 사용자를 대처할 수 없을 것이다.
클라이언트 장치에서 저 임계치 감지를 필요로 하지 않으면서 무선 마이크로폰(및 가능하게는 다른 고도로 동적인 1차적 사용자)을 대처하기 위한 해결책은 비코너-장치(550)(도 5)로 지칭되는 하드웨어 장치를 사용하는 것이다. 비코너-장치의 일반적인 목표는 하나 이상의 무선 마이크로폰(552)(또는 다른 1차적 사용자)을 검출하고, 이 마이크로폰/사용자의 존재를 부근에 있는 화이트 스페이스 장치에게 통지하는 것이다. 화이트 스페이스 장치가 또한 서로에게 그 존재에 대해 통지하는 것 및/또는 원격 데이터 소스가 직접적으로 또는 다른 장치를 통해 간접적으로 비코너 장치의 신호를 검출하는 것이 가능하다.
도 4의 마이크로폰 업데이터와 유사하게, 비코너 장치(550)는 (예를 들면, 단순하게 벽에 플러그를 꽂는 것에 의해) 마이크로폰(552)의 부근에 적용될 수 있다. 작동할 때, 비코너 장치(550)는 적절한 스펙트럼을 스캐닝하고, 적절한 마이크로폰 검출 기법을 적용함으로써 무선 마이크로폰을 청취한다. 비코너가 무선 마이크로폰 부근에서 동작하기 때문에, 또한 비코너 자체는 무선 마이크로폰과 동일한 스펙트럼을 이용하여 송신하지 않기 때문에, 비코너 장치는 필수적으로 저 임계치 감지 기능을 필요로 하지는 않는다는 것을 유의해야 한다. 비코너가 비교적 높은 감지 임계치에서 마이크로폰을 검출할 수 있다면, 이것은 이러한 장치의 설계 및 제조의 복잡성(및 비용)을 상당히 감소시킬 수 있으므로 그것으로 충분하다.
비코너가 무선 마이크로폰을 검출했을 때, 그것은 주기적으로 비콘-신호를 송신한다(마이크로폰 업데이터 및 비코너 장치 모두가 되는 장치를 구비하는 것이 가능하기는 하지만, 여기에서 이 비코너는 원격 서비스(102)에 접속하는 마이크로폰 업데이터와는 상이하다는 것을 유의해야 한다). 화이트 스페이스 장치가 더 멀리 있다고 해도 저 임계치 감지를 필요로 하지 않고 이 비콘 신호를 검출할 수 있도록 보장하기 위해서, 이 비콘-신호가 송신되는 송신 전력은 마이크로폰 전력보다 더 높다. 더욱이 비콘-신호는 스펙트럼의 상이한 부분(전형적으로 낮은 주파수)에서 송신될 수 있는데, 이것에 의해 더 우수한 신호 전파 특성을 갖고, 그에 따라 더 긴 범위를 갖는다. 예를 들면, 비코너 장치는 (UHF 스펙트럼 대역 내에서 동작하는) 무선 마이크로폰의 존재를, 더 많은 범위를 갖는 더 낮은 주파수의 VHF 스펙트럼 대역에서 신호 전송할 수 있다. 이러한 방식으로, 비코너 장치의 송신 전력이 마이크로폰 전력보다 더 높을 필요는 없을 것이나, 비코너 장치의 신호는 여전히 마이크로폰을 위해 요구되는 큰 보호 범위를 획득할 수 있다. 비콘-신호는 스펙트럼의 어느 부분이 무선 마이크로폰에 의해 점유되었는지에 관한 정보를 (인코딩된 형태로) 포함한다.
화이트 스페이스 장치가 비콘-신호를 검출할 때, 그것은 스펙트럼의 신호 전송된 부분을 사용할 수 없다는 것을 학습한다. 그 장치가 현재 해당 스펙트럼의 부분을 이용하여 동작하고 있다면, 송신을 중단하거나 다른 채널로 이동할 수 있다.
비코너는 (예를 들면 부합화 필터링(matched filtering), 에너지 검출 또는 특성 검출을 이용하는 것에 기초하여) 마이크로폰을 검출하는 공지된 기술을 이용하는 몇몇 방법으로 실현될 수 있다. 비코너는 또한 자신의 비콘 신호를 "대역 내(in-band)" 즉, 무선 마이크로폰에 의해 또한 사용되는 동일한 TV-채널(UHF)을 이용하여 송신할 수 있다. 마이크로폰은 전형적으로 매우 좁은 송신 범위(대략 200kHz)를 가지므로, 마이크로폰의 좁은 송신 범위에 중첩되지 않으면서 동일한 6MHz TV 채널 스펙트럼 내에서 비코너-장치가 송신할 충분한 공간이 존재한다.
이와 다르게, 비코너는 이용 가능한 몇몇 다른 채널에서 자신의 비콘 신호를 송신할 수 있다. 그러면 클라이언트 장치는 이러한 비콘 신호를 "대역 외(out-of-band)" 즉, 클라이언트가 현재 사용 중인 채널에 임의의 비콘 신호가 존재하는지 여부를 살펴보기 위해 다른 채널을 주기적으로 청취할 필요가 있다. 예를 들면, 비코너 장치는 VHF 대역은 무선 마이크로폰을 위해 사용되지 않으므로 미사용된 VHF 채널에서 송신할 수 있고, 드물게(예를 들면, 매일) 업데이트하는 것은 어느 VHF 채널이 미사용되는지 결정하는 데 있어서 일반적으로 충분하다.
이러한 다른 아키텍처에서 확인되는 바와 같이, 각각의 클라이언트 장치는 인터넷에 접속될 때 주기적으로(예를 들면, 하루에 한 번) 동기화(업데이트)하기 위해서 로컬 지리적 위치 데이터베이스를 이용한다. 이것은 장치가 TV 방송국(또는 다른 정적인 1차적 사용자)과 간섭을 발생하지 않게 보장한다. 추가하여, 동적인 1차적 사용자(마이크로폰)와의 간섭의 발생을 회피하기 위해서, 비코너-장치는 이러한 마이크로폰의 존재에 대해 신호를 전송한다. 여기에서도 이 아키텍처에서 어떠한 장치도 저 임계치 감지를 필요로 하지 않는다.
오로지 하부 구조 기반의 네트워크가 지원된다면, 오로지 기지국만이 마이크로폰 보호를 위한 비코너 신호를 청취할 필요가 있을 수 있다. 그러면 기지국은 이 상술된 것과 동일한 방식으로 마이크로폰 정보를 연관된 클라이언트에게 푸시할 수 있다. 이 경우에, 클라이언트는 어떠한 감지 기능도 필요로 하지 않는다.
실제적으로, 로컬 지리적 위치 서비스 및 비코너-장치에 기초한 원격 "온라인" 아키텍처 및 대체되는 로컬 "오프라인" 아키텍처의 임의적인 이종(hybrid) 조합이 가능하다. 예를 들면, 몇몇 클라이언트는 온라인 아키텍처를 이용할 수 있는 반면, 다른 클라이언트는 오프라인 접근법을 이용할 수 있다. 클라이언트는 인터넷에 대한 몇몇 게이트웨이(예를 들면, 기지국)를 통해 접속되는 한 온라인 아키텍처를 이용하고, 그 접속이 해제되면 오프라인 로컬로 자동적으로 전환될 수 있다. 비코너는 또한 예를 들면, 화이트 스페이스 장치 및 원격 서비스 모두에 대해 방송하는 마이크로폰 업데이터로서 기능할 수 있다.
이동 노드(mobile node)는 자신의 로컬 지리적 위치 서비스를 위해 전체 데이터가 필요하지는 않다는 것을 유의해야 한다. 예를 들면, 장치가 다음 날(또는 일반적으로, 다음 업데이트 주기) 내에 동작하게 될 대략의 위치를 인식한다면, 해당 위치 내의 스펙트럼 이용 가능성을 결정하는 데 필요한 데이터만이 로컬 지리적 위치 서비스를 위해 로컬로 유지될 필요가 있다.
결론
본 발명은 다양한 수정 및 대안적인 구성에도 적용 가능하지만, 본 발명의 특정한 예시적인 실시예가 도면에 도시되고, 앞서 세부적으로 설명되어 있다. 그러나 개시된 특정한 형태로 본 발명을 제한하려는 의도는 없으며, 그 반대로 모든 수정, 대안적 구성 및 등가물이 본 발명의 정신 및 범주에 속하도록 포함하는 것을 의도하였다는 것을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 컴퓨팅 환경 내의 적어도 하나의 프로세서에서 실행되는 방법으로서,
    위치와 관련하여 1차적 사용자(primary users)의 송신기를 결정하는 단계와,
    상기 송신기에 기초하여 어느 미사용된 스펙트럼이 해당 위치 주변의 영역에서 사용 가능한지 계산하는 단계 -상기 미사용된 스펙트럼이 사용 가능한지 계산하는 단계는 보호 반경(protection radius) 또는 고도 데이터(elevation data) 중 적어도 하나를 사용하는 단계를 포함함 - 와,
    해당 영역에서 사용 가능한 상기 미사용된 스펙트럼을 식별하는 데이터를 배포하는(disseminating) 단계를 포함하되,
    상기 계산하는 단계는 전파 모델링을 이용하여 신호 감쇄를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 전파 모델링을 이용하여 신호 감쇄를 결정하는 단계는,
    지형 기반의 전파 모델링(terrain-based propagation modeling)을 통한 상기 신호 감쇄를 결정할 때 사용하기 위해 제1 해상도의 고도 데이터를 액세스하는 단계와,
    상기 전파 모델링이 상기 제1 해상도의 고도 데이터에서 에러를 리턴하는지 여부를 결정하는 단계와,
    에러를 리턴한다면, 지형 기반의 전파 모델링을 통한 상기 신호 감쇄를 결정할 때 사용하기 위해 상기 제1 해상도 보다 낮은 제2 해상도의 고도 데이터를 액세스하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    클라이언트 장치에서 상기 데이터를 수신하는 단계와, 화이트 스페이스들(white spaces) 중 하나를 통해 무선 네트워크를 동작시키는 단계를 더 포함하는
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차적 사용자의 송신기를 결정하는 단계는,
    상기 영역에서 방송할 가능성이 있는 텔레비전 방송국의 하나 이상의 텔레비전 송신탑에 대응하는 텔레비전 송신기 데이터를 액세스하는 단계와,
    상기 하나 이상의 텔레비전 송신탑과 상기 위치 사이의 고도 데이터를 액세스하는 단계를 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 반경은 무선 마이크로폰과의 간섭을 방지하기 위해 사용되는
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 감쇄를 결정하는 단계는 상기 송신기의 매개변수 및 고도 데이터를 이용하는 단계를 포함하는
    방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전파 모델링을 이용하여 신호 감쇄를 결정하는 단계는,
    상기 전파 모델링이 상기 제2 해상도의 고도 데이터에서 에러를 리턴하는지 여부를 결정하는 단계와,
    에러를 리턴한다면, 지형 기반의 전파 모델링 없이 전파 모델을 이용하는 단계를 포함하는
    방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역 내의 격자 지점에 대응하는 정보 및 상기 지점 중 적어도 몇몇에 대한 채널에 대응하는 이용 가능성 정보를 기지국으로부터 출력하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  10. 방송 스펙트럼의 어느 부분이 화이트 스페이스인지 결정하는 프록시(proxy)로서 기능하도록 구성되는 지리적 위치 서비스(geo location service) -상기 지리적 위치 서비스는 지형 데이터 및 텔레비전 송신탑 매개변수에 대응하는 데이터에 부분적으로 기초하여 상기 화이트 스페이스를 결정함- 와,
    화이트 스페이스 네트워크를 통해 무선으로 데이터를 통신하기 위한 화이트 스페이스를 결정하기 위해 상기 지리적 위치 서비스로부터 데이터를 획득하도록 구성되는 화이트 스페이스 장치 -상기 지리적 위치 서비스는 상기 화이트 스페이스 장치로부터 원격으로 위치함- 를 포함하되,
    상기 화이트 스페이스를 결정하는 것은 전파 모델링을 이용하여 신호 감쇄를 결정하는 것을 포함하고,
    상기 전파 모델링을 이용하여 신호 감쇄를 결정하는 것은,
    지형 기반의 전파 모델링(terrain-based propagation modeling)을 통한 상기 신호 감쇄를 결정할 때 사용하기 위해 제1 해상도의 고도 데이터를 액세스하는 것과,
    상기 전파 모델링이 상기 제1 해상도의 고도 데이터에서 에러를 리턴하는지 여부를 결정하는 것과,
    에러를 리턴한다면, 지형 기반의 전파 모델링을 통한 상기 신호 감쇄를 결정할 때 사용하기 위해 상기 제1 해상도 보다 낮은 제2 해상도의 고도 데이터를 액세스하는 것을 포함하는
    시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지리적 위치 서비스는 상기 방송 스펙트럼 내에서 동작하는 적어도 하나의 무선 마이크로폰에 대응하는 데이터를 또한 제공하는
    시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 지리적 위치 서비스는 마이크로폰 업데이터 장치로부터 상기 방송 스펙트럼 내에서 동작하는 적어도 하나의 무선 마이크로폰에 대응하는 정보를 수신하는
    시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 지리적 위치 서비스는 상기 화이트 스페이스 장치에 대해 로컬로 위치하는
    시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 지리적 위치 서비스는 위치와 관련하여 1차적 사용자의 송신기를 결정하고, 어느 화이트 스페이스가 해당 위치 주변의 영역 내에서 사용 가능한지 계산하는
    시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 지리적 위치 서비스는 상기 화이트 스페이스 장치가 데이터베이스로 원격으로 다운로딩한 상기 화이트 스페이스를 검색함으로써 상기 화이트 스페이스를 결정하고,
    다운로딩된 데이터는 텔레비전 송신탑 매개변수 및 지형 데이터에 부분적으로 기초하여 원격 소스에 의해 제공되는
    시스템.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 지리적 위치 서비스는 비코너 장치(beaconer device)로부터 상기 방송 스펙트럼 내에서 동작하는 적어도 하나의 무선 마이크로폰에 대응하는 정보를 수신하는
    시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 비코너 장치는 상기 무선 마이크로폰과 동일한 방송 채널 내에서 동작하거나, 상기 무선 마이크로폰에 대해 대역 외 채널에서 동작하는
    시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선 마이크로폰은 UHF 채널 상에서 동작하고,
    상기 비코너 장치는 VHF 채널 상에서 동작하는
    시스템.
  19. 컴퓨터에 의한 실행에 응답하여 상기 컴퓨터로 하여금 단계를 실행하게 하는 컴퓨터 실행 가능 명령어를 구비한 하나 이상의 컴퓨터 저장 장치로서,
    상기 단계는,
    위치와 관련된 영역 내에 있는 1차적 사용자의 하나 이상의 송신기의 집합을 획득하는 단계와,
    각각의 송신기에 있어서, 상기 송신기가 텔레비전 송신기인지 여부를 결정한 다음, 텔레비전 송신기가 아니면 고정 보호 반경을 적용하고, 텔레비전 송신기라면 텔레비전 송신탑과 상기 위치 사이의 고도 데이터를 검색하는 단계와,
    각각의 송신기에 있어서, 상기 송신기의 매개변수 및 임의의 고도 데이터를 이용하여 신호 감쇄를 결정하는 단계와,
    상기 신호 감쇄로부터 상기 위치에서 이용 가능한 하나 이상의 화이트 스페이스의 집합을 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 신호 감쇄를 결정하는 단계는,
    지형 기반의 전파 모델링(terrain-based propagation modeling)을 통한 상기 신호 감쇄를 결정할 때 사용하기 위해 제1 해상도의 고도 데이터를 액세스하는 단계와,
    상기 전파 모델링이 상기 제1 해상도의 고도 데이터에서 에러를 리턴하는지 여부를 결정하는 단계와,
    에러를 리턴한다면, 지형 기반의 전파 모델링을 통한 상기 신호 감쇄를 결정할 때 사용하기 위해 상기 제1 해상도 보다 낮은 제2 해상도의 고도 데이터를 액세스하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 저장 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 화이트 스페이스를 식별하는 데이터를 적어도 하나의 기지국에 배포하는 것을 포함하는 컴퓨터 실행 가능 명령어를 더 포함하는
    컴퓨터 저장 장치.
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