KR20140031784A

KR20140031784A - 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 서버

Info

Publication number: KR20140031784A
Application number: KR1020130061654A
Authority: KR
Inventors: 애닐 쿠마르; 아른 아야가리
Original assignee: 더 보잉 컴파니
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-03-13
Also published as: EP2706779B1; JP6324686B2; CN103686749A; CA2817143A1; CN103686749B; KR102050108B1; JP2014053892A; AU2013206133B2; SG2013063102A; EP2706779A3; SG10201601592XA; US20140068079A1; AU2013206133A1; EP2706779A2; CA2817143C; US9277554B2

Abstract

서버는 복수의 컴퓨터-실행가능한 명령어들을 저장하도록 구성된 메모리 장치 및 메모리 장치에 연결된 프로세서를 포함한다. 프로세서가 복수의 컴퓨터-실행가능한 명령어들을 실행할 때, 프로세서는 시간의 경과에 따라 한 장소 내에서 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하도록 프로그램되고, 미리 정의된 기간 동안 이용가능한 스펙트럼에 액세스하기 위한 요청을 무선 장치로부터 수신하도록 프로그램된다. 프로세서는 또한 미리 정의된 기간 동안 무선 장치에 의해 사용될 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택하도록 프로그램되고, 선택된 주파수 대역의 사용에 대한 인증 메시지를 무선 장치에 전송한다.

Description

통신 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 서버{SERVERS AND METHODS FOR OPERATING A COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명의 기술분야는 일반적으로 통신 시스템에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 서버에 관한 것이다.

적어도 몇몇 공지된 통신 시스템들은 무선 액세스 포인트와 같은 네트워크 액세스 포인트(network access point)를 포함하는데, 이것은 복수의 장치들이 서로 통신가능하게 연결되는(communicatively coupled) 것 및/또는 이 장치들을 인터넷과 같은 네트워크에 통신가능하게 연결하는(communicatively) 것을 가능하게 한다. 한 건물 또는 다른 장소 내에서, 셀룰러 폰들, 내장형 제어기(embedded controller)들, 모바일 컴퓨팅 인프라스트럭처(mobile computing infrastructure)의 컴퓨팅 장치들, 및/또는 다른 컴퓨팅 장치들과 같은 다수의 장치들은 서로 및/또는 다른 시스템들과 무선으로 통신할 수 있다. 이러한 장치들은 장치들의 신호들 간에 발생하는 간섭(interference)을 초래할 수 있는 상당한 양의 무선 주파수(radio frequency) 신호들을 생성할 수 있다. 이러한 간섭은 그 장소 내에서 각각의 장치에 이용가능한 대역폭의 양의 감소를 초래할 수 있다. 특정 상황에서, 간섭은 한 장치가 다른 장치들과 통신할 수 없도록 만들 수 있다.

본 발명은 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 서버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 태양에 있어서, 복수의 컴퓨터-실행가능한(computer-executable) 명령어들을 저장하도록 구성된 메모리 장치 및 메모리 장치에 연결된 프로세서를 포함하는 서버가 제공된다. 프로세서가 복수의 컴퓨터-실행가능한 명령어들을 실행할 때, 프로세서는 시간의 경과에 따라 한 장소 내에서 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하도록 프로그램되고, 미리 정의된 기간 동안 이용가능한 스펙트럼에 액세스하기 위한 요청을 무선 장치로부터 수신하도록 프로그램된다. 프로세서는 또한 미리 정의된 기간 동안 무선 장치에 의해 사용될 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택하도록 프로그램되고, 선택된 주파수 대역의 사용에 대한 인증 메시지(authorization message)를 무선 장치에 전송한다.

유익하게는, 프로세서는 서비스의 제1 레벨(first level)에서 작동하기 위한 요청을 무선 장치로부터 수신하도록 추가로 프로그램될 수 있다.

유익하게는, 프로세서는 서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정하도록 추가로 프로그램될 수 있다.

유익하게는, 프로세서는 충분한 스펙트럼이 이용가능하다고 결정한 경우에 서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하는 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택하도록 추가로 프로그램될 수 있다.

선택적으로, 서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하지 않다고 결정한 경우에 프로세서는 서비스의 제1 레벨보다 낮은 서비스의 제2 레벨(second level)에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정하도록 프로그램될 수 있다. 바람직하게는, 서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하지 않다고 결정한 경우에 프로세서는 무선 장치에 에러 메시지를 전송하도록 추가로 프로그램된다. 바람직하게는, 서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하다고 결정한 경우에 프로세서는 서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하는 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택하도록 추가로 프로그램될 수 있다.

유익하게는, 프로세서는 시간의 경과에 따라 상기 장소 내에서 텔레비전 방송 대역(television broadcase band)의 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하도록 추가로 프로그램될 수 있다.

유익하게는, 데이터베이스는 서버에 통신가능하게 연결될 수 있고, 프로세서는 데이터베이스로부터 데이터를 수신함으로써 상기 장소 내에서 이용가능한 스펙트럼을 결정하도록 추가로 프로그램될 수 있다. 바람직하게는, 서버는 미리 정의된 기간 동안 무선 장치에 의해 사용된 선택된 주파수 대역을 반영하기 위해 데이터베이스를 갱신하도록 구성된다.

다른 태양에 있어서, 시간의 경과에 따라 한 장소 내에서 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하는 단계, 미리 정의된 기간 동안 이용가능한 스펙트럼에 액세스하기 위한 요청을 무선 장치로부터 수신하는 단계, 미리 정의된 기간 동안 무선 장치에 의해 사용될 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 통신 시스템 내의 프로세서에 의해 선택하는 단계, 및 선택된 주파수 대역의 사용에 대한 인증 메시지를 무선 장치에 전송하는 단계를 포함하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법이 제공된다.

유익하게는, 본 방법은 서비스의 제1 레벨에서 작동하기 위한 요청을 무선 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

유익하게는, 본 방법은 서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

유익하게는, 본 방법은 충분한 스펙트럼이 이용가능하다고 결정한 경우에 서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하는 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.

선택적으로, 서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하지 않다고 결정한 경우에 본 방법은 서비스의 제1 레벨보다 낮은 서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정하는 단계를 더 포함한다. 바람직하게는, 서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하지 않다고 결정한 경우에 상기 방법은 무선 장치에 에러 메시지를 전송하는 단계를 더 포함한다. 바람직하게는, 서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하다고 결정한 경우에 본 방법은 서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하는 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택하는 단계를 더 포함한다.

유익하게는, 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하는 단계는 시간의 경과에 따라 상기 장소 내에서 텔레비전 방송 대역의 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하는 단계를 포함한다.

유익하게는, 본 방법은 데이터베이스로부터 데이터를 수신함으로써 상기 장소 내에서 이용가능한 스펙트럼을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 방법은 미리 정의된 기간 동안 무선 장치에 의해 사용된 선택된 주파수 대역을 반영하기 위해 데이터베이스를 갱신하는 단계를 더 포함한다.

상술한 특징들, 기능들, 및 이점들은 다양한 실시 예들에서 독립적으로 달성될 수 있고, 또는 또 다른 실시 예들과 조합하여 달성될 수 있으며, 이들에 대한 세부내용은 이하의 발명의 상세한 설명 및 도면을 참고하여 이해될 수 있다.

도 1은 복수의 무선 장치들을 포함하는 예시적인 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 통신 시스템과 함께 이용될 수 있는 예시적인 무선 장치의 블록도이다.
도 3은 도 1의 시스템에 의해서 실행될 수 있는, 통신 시스템을 작동시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 4는 도 1에 도시된 무선 장치들을 위한 연결 계획을 결정하기 위해 도 1의 시스템에 의하여 실행될 수 있는 예시적인 방법의 흐름도이다.

도 1은 예시적인 통신 시스템(communication system, 100)의 블록도이다. 예시적인 실시 예에서, 통신 시스템(100)은 기지국(base station, 102), 스펙트럼 관리 시스템(spectrum management system, 104), 통신 네트워크(communication network, 106), 및 하나 이상의 무선 장치(wireless device, 108)들을 포함한다. 일 실시 예에서, 통신 시스템(100)은 또한 무선 네트워크(wireless network, 110)를 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(104), 통신 네트워크(106), 무선 장치(108)들, 및 무선 네트워크(110)는 공장 또는 다른 건물과 같은 장소(location, 112) 내에 배치된다. 이와 달리, 스펙트럼 관리 시스템(104), 통신 네트워크(106), 무선 장치(108)들, 및/또는 무선 네트워크(110), 및/또는 이들의 구성요소들은 통신 시스템(100)으로 하여금 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 기능하는 것을 가능하게 하는 임의의 다른 장소에 배치된다. 다른 실시 예에서, 통신 시스템(100)은 기지국(102)을 포함하지 않는 애드혹(ad-hoc) 시스템이다.

예시적인 실시 예에서, 기지국(102)은 통신 시스템(100)을 통해서 무선 신호를 전송하는 송전탑(transmission tower)을 포함한다. 기지국(102)은 장소(112)의 외부에 배치되되, 장소(112)가 기지국(102)의 전송 범위(transmission range) 내에 있도록 배치된다. 예시적인 실시 예에서, 기지국(102)은 하나 이상의 텔레비전(TV) 방송 주파수 대역 내에서 무선 신호를 전송한다. TV 방송 대역들은 전형적으로 규정에 의해서 미리 정의되는데, 예를 들어, 약 54 MHz(megahertz)와 약 698 MHz 사이의 주파수를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로는, TV 방송 대역들은 약 54 MHz와 약 72 MHz 사이의 주파수, 약 76 MHz와 약 88 MHz 사이의 주파수, 약 174 MHz와 약 216 MHz 사이의 주파수, 약 470 MHz와 약 608 MHz 사이의 주파수, 및/또는 약 614 MHz와 약 698 MHz 사이의 주파수를 포함할 수 있다. 이와 달리, 기지국(102)은 규정된 및/또는 ISM(industrial, scientific, and medical) 대역들을 포함하는 임의의 적절한 무선 주파수 대역들 내에서 무선 신호를 전송한다.

스펙트럼 관리 시스템(104)은 서버(server, 114), 데이터베이스(database, 116), 및 적어도 하나의 스펙트럼 센서(spectrum sensor, 118)를 포함한다. 서버(114)는 적어도 하나의 프로세서(processor, 120), 적어도 하나의 메모리 장치(memory device, 122), 및 적어도 하나의 통신 장치(communication device, 124)를 포함한다.

프로세서(120)는 하나 이상의 시스템과 마이크로컨트롤러(microcontroller)를 포함하는 임의의 적절한 프로그램가능(programmable) 회로, 마이크로프로세서(microprocessor), RISC(reduced instruction set circuits), ASIC(application specific integrated circuits), PLC(programmable logic circuits), FPGA(field programmable gate arrays), 및 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행할 수 있는 임의의 다른 적절한 회로를 포함한다. 상기 예들은 단지 예시적인 것이므로, 어떤 의미로든 "프로세서(processor)"라는 용어의 정의 및/또는 의미를 제한하려고 의도된 것은 아니다.

메모리 장치(122)는 제한 없이 RAM(random access memory), 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브(hard disk drive), 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive), 디스켓, 플래시 드라이브(flash drive), 컴팩트 디스크(compact disc), 디지털 비디오 디스크(digital video disc), 및/또는 임의의 적절한 메모리와 같은 컴퓨터 판독가능(computer readable medium) 저장 매체를 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 메모리 장치(122)는 프로세서(120)가 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행할 수 있도록 프로세서(120)에 의해서 실행가능한 명령어들 및/또는 데이터를 포함한다(즉, 프로세서(120)는 이 명령어들에 의해서 프로그램된다).

통신 장치(124)는 제한 없이 NIC(network interface controller), 네트워크 어댑터(network adapter), 트랜시버, PSTN(public switched telephone network) 인터페이스 컨트롤러, 또는 통신 시스템(100)이 본 명세서에서 설명된 바와 같이 작동할 수 있도록 하는 임의의 다른 통신 장치를 포함할 수 있다. 통신 장치(124)는 임의의 적절한 통신 프로토콜을 이용해서 통신 네트워크(106), 데이터베이스(116), 및/또는 스펙트럼 센서(118)에 연결될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 통신 네트워크(106)와 통신 장치(124)는 유선 이더넷 프로토콜(wired Ethernet protocol)을 이용한다.

예시적인 실시 예에서, 데이터베이스(116)는 시간과 관련하여(with respect to time) 장소(112) 내의 이용가능한 주파수 스펙트럼의 목록을 나타내는 데이터를 저장한다. 게다가, 데이터베이스(116)는 무선 장치(108)들과 같이 장소(112) 내에서 스펙트럼을 이용하는 장치들의 목록을 저장한다. 예시적인 실시 예에서, 스펙트럼을 이용하는 장치들 및/또는 이용가능한 스펙트럼에 대해 새로운 데이터가 수신되는 동안 데이터베이스(116)에 저장된 데이터가 지속적으로 갱신된다. 따라서, 데이터베이스(116)는 시간과 관련하여 장소(112) 내에서 이용가능한 스펙트럼에 대한 시공간적 코릴레이션(spatio-temporal correlation)을 포함한다.

예시적인 실시 예에서, 스펙트럼 센서(118)는 전자기 방사(electromagnetic radiation)의 양 및/또는 상이한 주파수들에 존재하는 간섭의 양을 검출 및/또는 측정하는 센서이다. 스펙트럼 센서(118)는 각각의 주파수에서 방사의 양 또는 진폭을 나타내는 출력을 제공한다. 이 출력은 한 장소에서 주파수 스펙트럼 내의 "화이트 스페이스(white space)" 또는 이용가능한 스펙트럼이나 주파수의 양을 결정하기 위해 이용된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "화이트 스페이스(white space)", "미사용 주파수 또는 스펙트럼(unused frequency or spectrum)", 및 "이용가능한 주파수 또는 스펙트럼(available frequency or spectrum)"은, 무선 주파수 신호의 진폭과 같은 전자기 방사의 진폭이 미리 정해진 역치값(threshold)보다 작은 하나 이상의 주파수 또는 주파수 대역을 가리킨다. 역치값은 사용자에 의해서 설정될 수 있고, 혹은 외부 장치에 의해 설정된 역치값일 수 있다.

통신 네트워크(106)는 서버(114), 데이터베이스(116), 및/또는 스펙트럼 센서(118)를 통신가능하게 함께 연결하는 네트워크(106)이다. 예시적인 실시 예에서, 통신 네트워크(106)는 유선 이더넷 네트워크이다. 이와 달리, 통신 네트워크(106)는 통신 시스템(100)이 본 명세서에서 설명된 바와 같이 작동할 수 있도록 하는 임의의 다른 유선 또는 무선 네트워크일 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 무선 네트워크(110)는 장소(112)의 곳곳에 적어도 부분적으로 뻗어 있는 무선 이더넷 네트워크이다. 일 실시 예에서, 무선 네트워크(110)는 약 900 MHz, 2.4 GHz(gigahertz) 및/또는 약 5 GHz의 신호 주파수를 이용해서 작동한다. 이와 달리, 통신 시스템(100)이 본 명세서에서 설명된 바와 같이 작동할 수 있도록 하는, 블루투스(Bluetooth), UWB(ultra-wideband), 및/또는 셀룰러 데이터 네트워크와 같은 임의의 무선 통신 주파수 및/또는 프로토콜이 이용될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 무선 네트워크(110)는 무선 장치(108)들이 장소(112) 내의 다른 장치들 또는 시스템들과 서로 통신하는 것을 가능하게 하고, 및/또는 인터넷 또는 인트라넷(intranet)에 연결된 다른 장치들 및/또는 시스템들과 서로 통신하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 무선 네트워크(110)는 통신 네트워크(106)에 연결된다.

무선 장치(108)는 다른 장치들과 무선으로 통신할 수 있는 임의의 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 장치(108)는 스마트폰, 타블렛(tablet) 컴퓨팅 장치, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 및/또는 통신 시스템(100)이 본 명세서에서 설명된 바와 같이 작동할 수 있도록 하는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 무선 장치(108)들은 적어도 부분적으로 하나 이상의 TV 방송 대역 주파수를 이용해서 통신하는 모바일(mobile) 장치들일 수 있다. 몇몇 실시 예들에서, 무선 장치(108)는 무선 네트워크(110) 및/또는 통신 네트워크(106)와 같은 하나 이상의 네트워크를 통해서 직접적으로 또는 간접적으로 서버(114)와 같은 다른 장치들 또는 시스템들과 통신한다. 게다가, 예시적인 실시 예에서, 무선 장치(108)는 하나 이상의 TV 방송 대역 주파수를 이용해서 기지국(102)과 통신한다. 이와 달리, 무선 장치(108)들은 규정된 및/또는 ISM 대역들을 포함하는 임의의 적절한 무선 주파수 대역들을 이용해서 다른 무선 장치(108)들 및/또는 기지국(102)에 무선 신호를 전송한다.

도 2는 (도 1에 도시된) 통신 시스템(100)을 가지고 이용될 수 있는 예시적인 무선 장치(108)의 블록도이다. 예시적인 실시 예에서, 무선 장치(108)는 프로세서(processor, 202), 메모리 장치(memory device, 204), 무선 네트워크 트랜시버(wireless network transceiver, 206), TV 방송 대역 트랜시버(TV broadcast band transceiver, 208), 및 유선 네트워크 트랜시버(210)를 포함한다. 이와 달리, 무선 장치(108)는 유선 네트워크 트랜시버(wired network transceiver,210) 및/또는 무선 네트워크 트랜시버(206)를 포함하지 않을 수 있다. 본 명세서에서 무선 장치(108)가 TV 방송 대역 트랜시버(208)를 포함하는 것으로 설명되었지만, 무선 장치(108)는 무선 장치(108)가 본 명세서에서 설명된 바와 같이 작동할 수 있도록 하는 임의의 주파수 대역 내에서 무선 신호를 브로드캐스트(broadcast)하고 수신하는 임의의 트랜시버를 이용할 수 있다.

프로세서(202)는 하나 이상의 시스템과 마이크로컨트롤러를 포함하는 임의의 적절한 프로그램가능 회로, 마이크로프로세서, RISC(reduced instruction set circuits), ASIC(application specific integrated circuits), PLC(programmable logic circuits), FPGA(field programmable gate arrays), 및 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행할 수 있는 임의의 다른 적절한 회로를 포함한다. 상기 예들은 단지 예시적인 것이므로, 어떤 의미로든 "프로세서(processor)"라는 용어의 정의 및/또는 의미를 제한하려고 의도된 것은 아니다.

메모리 장치(204)는 제한 없이 RAM(random access memory), 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브, 디스켓, 플래시 드라이브, 컴팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크, 및/또는 임의의 적절한 메모리와 같은 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 메모리 장치(204)는 프로세서(202)가 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행할 수 있도록 프로세서(202)에 의해서 실행가능한 명령어들 및/또는 데이터를 포함한다(즉, 프로세서(202)는 이 명령어들에 의해서 프로그램된다).

예시적인 실시 예에서, 무선 네트워크 트랜시버(206)는 무선 네트워크(110)와 통신하는 무선 이더넷 트랜시버이다. 일 실시 예에서, 무선 장치(108)는 무선 네트워크(110) 및/또는 통신 네트워크(106)를 통해서 서버(114)와 통신한다. 다른 실시 예에서, 무선 장치(108)는 서버(114)와 직접 통신하거나 무선 네트워크(110)를 우회하여 통신 네트워크(106)를 통해서 서버(114)와 통신한다.

TV 방송 대역 트랜시버(208)는 무선 장치(108)가 TV 방송 대역 주파수들을 이용해서 다른 장치들 또는 시스템들과 통신할 수 있도록 한다. 예를 들어, 무선 장치(108)는 기지국(102)과 통신가능하게 연결된 다른 장치들 사이에서 데이터를 전송 및/또는 수신하기 위하여 하나 이상의 TV 방송 대역 주파수들을 이용해서 기지국(102)과 통신할 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 유선 네트워크 트랜시버(210)는 유선 이더넷 트랜시버이다. 유선 네트워크 트랜시버(210)는 예컨대 무선 장치(108)가 서버(114)와 통신하는 것이 가능하도록 통신 네트워크(106)에 연결될 수 있다.

도 3은 (도 1에 도시된) 통신 시스템(100)과 같은 통신 시스템을 작동시키는 예시적인 방법(300)의 흐름도이다. 예시적인 실시 예에서, 방법(300)은 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 서버(114)(즉, 프로세서(120))를 프로그램하는 복수의 컴퓨터-실행가능한 명령어들 내에서 구체화된다.

예시적인 실시 예에서, 서버(114)는 (도 1에서 도시된) 무선 장치(108)와 같은 무선 장치로부터 연결 요청(connection request)을 수신한다(302). 더욱 구체적으로는, 무선 장치(108)가 (도 1에서 도시된) 장소(112)로 들어갈 때, 또는 무선 장치(108)가 장소(112)로 들어간 이후의 한 시점에서, 무선 장치(108)는 다른 장치와 통신하는 데 사용하기 위한 장소(112) 내에서 무선 스펙트럼에 액세스하기 위한 요청을 서버(114)에 전송한다. 예를 들어, 무선 장치(108)는 원하는 기간("원하는 통신 세션 기간(desired communication session duration)" 또는 "원하는 세션 기간(desired session duration)"이라고도 본 명세서에서 언급됨) 동안 장소(112) 내에서 TV 방송 대역의 일부에 액세스하기 위해 서버(114)에 요청을 전송한다.

서버(114)는 무선 장치(108)가 무선 스펙트럼에 액세스하는 것에 대해 인가되어(authorized) 있는지 여부를 결정한다(304). 예를 들어, 서버(114)는 무선 장치(108)가 장소(112) 및/또는 무선 스펙트럼에 대해 인가된 장치들의 목록에 포함되어 있는지 여부를 결정하기 위하여 (도 1에서 도시된) 데이터베이스(116) 또는 다른 장치에 액세스한다. 만일 무선 장치(108)가 장소(112) 내에서 무선 스펙트럼에 액세스하는 것에 대해 인가되어 있지 않다고 서버(114)가 결정하면, 서버(114)는 무선 장치(108)가 인가되어 있지 않음을 나타내는 에러 메시지를 무선 장치(108)에 전송한다(306). 하지만, 만일 무선 장치(108)가 장소(112) 내에서 무선 스펙트럼에 액세스하는 것에 대해 인가되어 있다고 서버(114)가 결정하면, 서버(114)는 본 명세서에서 더욱 충분하게 설명되는 바와 같이 무선 장치(108)에 대한 연결 계획(connectivity plan)을 결정한다(308).

도 4는 무선 장치(108)와 같은 무선 장치가 원하는 기간 동안 (도 1에서 도시된) 장소(112) 내에서 무선 스펙트럼에 액세스하기 위한 연결 계획을 결정하는 예시적인 방법(308)의 흐름도이다. 예시적인 실시 예에서, 방법(308)은 서버(114)(즉, 프로세서(120))가 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 프로그램하는 복수의 컴퓨터-실행가능한 명령어들 내에서 구체화된다. 따라서, 예시적인 실시 예에서, 방법(308)은 프로세서(120)에 의해 수행된다.

예시적인 실시 예에서, 무선 장치(108)에 의해 요청되는 서비스의 레벨(예컨대, 서비스의 품질(quality of service, QoS))을 결정하기 위해 무선 장치(108)에 요청이 전송된다(402). 예를 들어, 무선 장치(108)에 의해 요청되는 서비스의 레벨은 최소 대역폭, 최소 레이턴시(latency), 우선 순위(priority level), 지터(jitter) 또는 간섭의 최대량, 원하는 통신 세션의 지속시간(duration), 및/또는 무선 장치(108)로부터 전송되거나 무선 장치(108)에 의해 수신된 트래픽(traffic)(또는 데이터)에 대한 임의의 다른 태양을 포함하거나 특정할 수 있다. 서버(114)는 무선 장치(108)로부터 서비스의 요청 레벨(requested level)을 나타내는 데이터를 수신한다(404). 일 실시 예에서, 서버(114)는 예컨대 서비스의 요청 레벨을 결정하기 위하여 (도 1에서 도시된) 통신 네트워크 및/또는 무선 네트워크(110)를 통해서 무선 장치(108)와 통신한다.

서버(114)는 무선 장치 장소, 즉, 장소(112) 내에서 이용가능한 스펙트럼을 결정한다(406). 더욱 구체적으로는, 서버(114)는 데이터베이스(116)에 액세스함으로써 장소(112) 내에서 TV 방송 대역 내의, 시간의 경과(over time)에 따른(예컨대, 하나 이상의 현재의 및/또는 미래의 통신 세션의 지속시간 동안), 화이트 스페이스 또는 이용가능한 스펙트럼을 결정한다. 예시적인 실시 예에서, 서버(114)는 현재의 시간에 및/또는 미래의 시간에 장소(112) 내에서 하나 이상의 스펙트럼에 액세스하고 있는 및/또는 하나 이상의 스펙트럼에 액세스할 것으로 예상되는, 데이터베이스(116)에 등록된 장치들의 목록을 결정하기 위해 데이터베이스(116)를 참조한다.

특정 실시 예에서, 서버(114)는 시간의 경과에 따른 등록된 장치들의 예상 스펙트럼 사용을 기초로 하여, 그리고 다른 장치들에 의한 스펙트럼의 측정된 및/또는 추정된 사용을 기초로 하여, 및/또는 장소(112) 내에서 스펙트럼의 사용 이력(historical usage)을 기초로 하여, 시간에 대한 스펙트럼의 지리공간적(geospatial) 사용을 결정한다. 서버(114)는 세션의 원하는 지속시간을 기초로 하여 그리고 어느 주파수 대역들이 통신 세션의 시간 동안 이용가능할 것으로 예상되는지에 대한 결정을 기초로 하여 통신 세션에 대해 이용가능한 스펙트럼을 결정한다.

무선 장치(108) 또는 다른 등록된 또는 미등록된 장치들은 장소(112) 내에서 이동할 수 있고, 및/또는 장소(112) 안으로 이동하거나 밖으로 이동할 수 있다는 점이 인식되어야 한다. 따라서, 서버(114)는 장소(112) 내에서 무선 장치(108) 및/또는 다른 장치들에 대한 이동성 프로파일(mobility profile)을 결부시키거나(associate) 결정할 수 있다. 이동성 프로파일은 예를 들어 장소(112)의 제1 영역 내에서 무선 장치(108)에 의해 사용가능한(usable) 제1 주파수 대역 및 무선 장치(108)가 장소(112)의 제2 영역으로 이동한다면 무선 장치(108)에 의해 사용가능한(usable) 제2 주파수 대역을 포함할 수 있다.

게다가, 예시적인 실시 예에서, 서버(114)는 서비스의 요청 레벨에서 이용가능한 스펙트럼이 존재하는지 여부를 결정한다(408). 예를 들어, 일 실시 예에서, 서버(114)는 요청된 시간 동안 무선 장치(108)가 서비스의 요청 레벨에서 작동할 수 있도록 하기 위하여 스펙트럼의 미사용 부분 내에서 충분한 대역폭이 이용가능한지 여부를 결정한다. 만일 서비스의 요청 레벨 및 시간에서 충분한 스펙트럼이 이용가능하다고 서버(114)가 결정하면(408), 서버(114)는 서비스의 요청 레벨에서 무선 장치(108)가 작동할 수 있도록 하는 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택한다(410).

서버(114)는 무선 장치(108)가 선택된 주파수 대역에서 작동할 수 있도록 하기 위해 무선 장치(108)에 인증 메시지를 전송한다(412). 게다가, 서버(114)는 데이터베이스(116) 내에서 스펙트럼을 이용하는 장치들의 목록(즉, 선택된 주파수 대역을 이용하는 장치들의 목록)에 무선 장치(108)를 추가한다. 따라서, 서버(114)는 선택된 주파수 대역이 무선 장치(108)에 의해서 사용되고 있어서 스펙트럼의 일부가 현재 다른 장치들에게 이용가능하지 않을 수 있다는 것을 반영하기 위해 데이터베이스(116)를 갱신한다(update).

이와 대조적으로, 만일 서비스의 요청 레벨에서 충분한 스펙트럼이 이용가능하지 않다고 서버(114)가 결정하면, 서버(114)는 서비스의 더 낮은 레벨(lower level)에서 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정한다(414). 만일 서비스의 더 낮은 레벨에서 충분한 스펙트럼이 이용가능하지 않으면, 서버(114)는 장소(112)가 무선 장치(108)를 위해 이용가능한 충분한 스펙트럼을 가지지 않는다는 것을 나타내는 에러 메시지를 무선 장치(108)에 전송한다(416).

만일 서비스의 더 낮은 레벨에서 충분한 스펙트럼이 이용가능하다면, 서버(114)는 서비스의 더 낮은 레벨에서 무선 장치(108)가 작동할 수 있도록 하는 주파수 대역을 선택한다(418). 서버(114)는 선택된 주파수 대역에서 작동하도록 무선 장치(108)에 인증 메시지를 전송한다(412). 게다가, 서버(114)는 선택된 주파수 대역이 무선 장치(108)에 의해서 사용되고 있어서 통신 세션의 지속시간 동안 스펙트럼의 일부가 현재 다른 장치들에게 이용가능하지 않을 수 있다는 것을 반영하기 위해 데이터베이스(116)를 갱신한다.

일 실시 예에서, 서버(114)는 통신 세션의 상이한 부분들 동안 사용하도록 무선 장치(108)를 위해 복수의 주파수 대역들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 만일 제1 주파수 대역이 원하는 통신 세션의 제1 부분 동안 이용가능하되 원하는 통신 세션의 제2 부분 동안 이용가능하지 않다면, 그리고 만일 제2 주파수 대역이 제2 부분 동안 이용가능하되 제1 부분 동안 이용가능하지 않다면, 서버(114)는 제1 부분을 위해서는 제1 주파수 대역을 그리고 제2 부분을 위해서는 제2 주파수 대역을 선택할 수 있고, 무선 장치(108)로 하여금 제1 부분을 위해서는 제1 주파수 대역을 그리고 제2 부분을 위해서는 제2 주파수 대역을 사용하도록 할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 방법들 및 시스템들의 기술적 효과는: (a) 시간의 경과에 따라 한 장소 내에서 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하는 것; (b) 미리 정의된 기간 동안 이용가능한 주파수 스펙트럼에 액세스하기 위한 요청을 무선 장치로부터 수신하는 것; (c) 미리 정의된 기간 동안 무선 장치에 의해 사용될 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 통신 시스템 내의 프로세서에 의해 선택하는 것; 및 (d) 선택된 주파수 대역의 사용에 대한 인증 메시지를 무선 장치에 전송하는 것 중 적어도 하나를 포함한다.

본 명세서에서 설명된 실시 예들은 TV 방송 주파수 대역 또는 다른 적절한 주파수 대역을 이용해서 하나 이상의 무선 장치로의 무선 액세스를 제공하는 데 이용될 수 있는 효율적이고(efficient) 강인한(robust) 통신 시스템을 제공한다. 서버는 시간의 경과에 따라 한 장소에서 TV 방송 대역(또는 다른 대역) 내에서 이용가능한 스펙트럼의 사용을 관리한다. 서버는 무선 장치로부터 요청을 수신하고, 무선 장치가 요청된 기간 또는 시간 동안 그 장소에서 스펙트럼을 사용하는 것에 대해 인가되어 있는지 여부를 결정한다. 서버는 또한 요청된 기간 동안 사용될 이용가능한 스펙트럼의 하나 이상의 부분을 결정한다. 무선 장치는 서비스의 원하는 레벨에서 스펙트럼에 액세스하기 위한 요청을 전송한다. 서버는 무선 장치가 서비스의 원하는 레벨에서 작동할 수 있도록 하기 위해 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정하고, 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택한다. 서버는 무선 장치가 서비스의 원하는 레벨에서 선택된 주파수 대역을 사용할 수 있도록 하는 인증 메시지를 무선 장치에 전송한다. 만일 서비스의 원하는 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 불충분한 스펙트럼이 이용가능하다면, 서버는 서비스의 더 낮은 레벨에서 무선 장치를 작동시키기에 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정한다. 만일 서비스의 더 낮은 레벨에서 작동시키기에 불충분한 스펙트럼이 이용가능하다면, 서버는 무선 장치에 에러 메시지를 전송한다. 하지만, 서비스의 더 낮은 레벨에서 무선 장치를 작동시키기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하다면, 서버는 서비스의 더 낮은 레벨을 가지고 사용하기 위한 주파수 대역을 선택하고, 선택된 주파수 대역을 이용하기 위해 무선 장치에 인증 메시지를 전송한다. 따라서, 서버는 장소 내에서 이용가능한 TV 방송 대역 스펙트럼(또는 다른 대역)을 효율적으로 관리하고, 복수의 무선 장치들이 TV 방송 대역에 액세스하는 것을 가능하게 한다.

통신 시스템을 작동시키기 위한 서버들 및 방법들의 예시적인 실시 예들이 앞서 상세하게 설명되었다. 서버들 및 방법들은 본 명세서에서 설명된 특정 실시 예들에 제한되지 않으며, 서버들의 구성요소들 및/또는 방법들의 단계들은 본 명세서에서 상술한 다른 구성요소들 및/또는 단계들과는 독립적이고 별도로 이용될 수 있다. 게다가, 상술한 오퍼레이션(operation)들 및/또는 구성요소들은 또한 다른 시스템들, 방법들, 및/또는 네트워크들과 조합하여 정의되거나 이용될 수 있고, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 통신 시스템만을 가지고 실시하는 것에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 설명된 시스템들은 본 발명의 임의의 태양의 기능 또는 사용의 범위에 관한 임의의 제한을 제시하려고 의도된 것이 아니다. 게다가, 본 명세서에서 설명된 시스템들은 예시적인 작동 상황에서 설명된 임의의 하나의 구성요소 또는 구성요소들의 조합과 관련하여 임의의 의존성(dependency) 또는 요구조건(requirement)을 갖는 것으로 해석되지 않아야 한다.

본 명세서에서 설명되고 도시된 본 발명의 실시 예들에서 오퍼레이션의 수행 또는 실행의 순서는 달리 특정되지 않았다면 필수적인 것은 아니다. 다시 말해, 오퍼레이션은 달리 특정되지 않았다면 임의의 순서로 수행될 수 있으며, 본 발명의 실시 예들은 본 명세서에서 설명된 것과는 다른 추가적인 오퍼레이션들이나 더 적은 오퍼레이션들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 오퍼레이션 이전에, 다른 오퍼레이션과 함께, 또는 다른 오퍼레이션 이후에, 특정 오퍼레이션을 수행하거나 실행하는 것은 본 발명의 태양의 범위 내에 속하는 것으로 고려된다.

본 발명의 다양한 실시 예들의 구체적인 특징들이 몇몇 도면들에서는 도시되면서 다른 도면들에서는 도시되지 않았더라도, 이것은 단지 편의를 위한 것이다. 본 발명의 원리에 따라서, 도면의 임의의 특징은 임의의 다른 도면의 임의의 특징과 조합하여 참조될 수 있고, 및/또는 권리로서 청구될 수 있다.

본 명세서의 설명은 베스트 모드(best mode)를 포함하는 다양한 실시 예들을 공개하기 위해 예를 들어 설명함으로써, 통상의 기술자가 임의의 장치들 또는 시스템들을 만들고 이용하는 것 및 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하는 이러한 실시 예들을 실시하는 것을 가능하게 한다. 특허가능한 범위는 청구항들에 의해서 정의되고, 통상의 기술자에게 생각날 수 있는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은 만일 이들이 본 청구항의 문언적 내용과 다르지 않은 구성적 요소들을 가지거나 이들이 본 청구항의 문언적 내용과 경미한 차이를 가진 등가의(equivalent) 구성적 요소들을 포함한다면 본 청구항의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.

Claims

통신 시스템을 작동시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
시간의 경과에 따라 한 장소 내에서 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하는 단계;
미리 정의된 기간 동안 이용가능한 스펙트럼에 액세스하기 위한 요청을 무선 장치로부터 수신하는 단계;
미리 정의된 기간 동안 무선 장치에 의해 사용될 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을, 통신 시스템 내의 프로세서에 의해, 선택하는 단계; 및
선택된 주파수 대역의 사용에 대한 인증 메시지를 무선 장치에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
서비스의 제1 레벨(first level)에서 작동하기 위한 요청을 무선 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 2 항에 있어서,
서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
충분한 스펙트럼이 이용가능하다고 결정한 경우에 서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하는 이용가능한 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
서비스의 제1 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하지 않다고 결정한 경우에, 상기 방법은,
서비스의 제1 레벨보다 더 낮은 서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능한지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 5 항에 있어서,
서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하지 않다고 결정한 경우에, 상기 방법은,
무선 장치에 에러 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 5 항에 있어서,
서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하기에 충분한 스펙트럼이 이용가능하다고 결정한 경우에, 상기 방법은,
서비스의 제2 레벨에서 무선 장치가 작동할 수 있도록 하는 스펙트럼 내에서 주파수 대역을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하는 단계는 시간의 경과에 따라 상기 장소 내에서 텔레비전 방송 대역의 이용가능한 주파수 스펙트럼을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
데이터베이스로부터 데이터를 수신함으로써 상기 장소 내에서 이용가능한 스펙트럼을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
미리 정의된 기간 동안 무선 장치에 의해 사용된 선택된 주파수 대역을 반영하기 위해 데이터베이스를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템을 작동시키기 위한 방법.
복수의 컴퓨터-실행가능한 명령어들을 저장하도록 구성된 메모리 장치; 및
상기 메모리 장치에 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서가 복수의 컴퓨터-실행가능한 명령어들을 실행할 때 상기 프로세서가 청구항 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 서버.
프로세서에 의해 실행될 때 프로세서가 청구항 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 하는 복수의 컴퓨터-실행가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.