[發明專利]用于認知網絡的時空隨機表決方案

有效

• 申請號: 200980143687.1
• 申請日: 2009-10-28
• 公開（公告）號: CN102197668A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: Y·J·金;L·R·唐達蒂;S·J·謝爾漢姆;W·張
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04W16/00
• 分類號: H04W16/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 亓云

背景

根據35?U.S.C.§119的優先權要求

本專利申請要求于2008年10月28日提交、且已被轉讓給本發明受讓人并因而被明確援引納入于此的題為“Grid-Based?Spatio-Temporal?Random?Voting(基于網格的時空隨機表決)”的美國臨時申請No.61/109,091的優先權。

領域

一個特征涉及確定無線通信系統中的頻譜可用性，尤其涉及用于基于來自用戶感測設備的報告確定頻譜帶或信道的使用的基于區段或網格的表決方法。

背景

在一些無線網絡中，確定哪些信道或頻譜帶正在被其它對象使用從而避開此類信道或頻帶，會對網絡有利。例如，認知無線電網絡中，來自感測設備的信息被報告給信息中心(例如基站)。隨后，基于這些報告，信息中心推斷是否存在主信號。如果不存在，在信息中心向每個設備發送使用頻譜帶或信道的控制信號，因為其是空閑的。否則，信息中心和/或感測設備避免使用該頻譜帶。

為了擾亂正常服務，攻擊者能產生偽主信號或假裝主信號。通過偽造主信號，無辜用戶(設備)可能永遠不能用原本空閑的頻譜帶。另一方面，通過假裝主信號，未知設備可開始使用頻譜帶，從而擾亂現職用戶(例如，當前正在使用此頻譜帶的設備)。因此，可利用表決方案來濾除偽信號或假裝。最簡單的表決方案是收集來自每一設備的全部感測信息(N)并推斷：如果主信號的數量(m)超過某個閾值(即，m/N＞α)，則存在主信號。

兩種現有技術的表決方案包括：簡單多數表決和絕對多數表決。簡單多數表決方案是一種其中在給定兩個選項的情況下收到最多選票的選項獲勝的表決形式。絕對多數表決是其中勝方為獲得包括缺席者在內的所有可能選票的一半以上的選項的另一種表決形式。在認知無線電網絡上下文中，兩種報告選項為：(1)存在主信號或(2)不存在主信號。

這兩種現有技術的表決方案因為容易受攻擊者造成的擾亂和安全性風險的影響，都不適合認知無線電網絡。因此，需要一種用于確定頻譜帶是被被使用同時減輕攻擊者概率的表決方案。

概述

提供一種用于從認知無線網絡中的多個感測設備收集信息的方法。在從網絡內的多個設備收集信息時，基于區段或基于網格的時空隨機表決方案被用于結合位置分布、空間隨機性和時間隨機性。

將區域映射至多個扇區，其中每個扇區是該區域的一部分。在各種實現中，這多個扇區的面積可近似相等，或者這多個扇區中的每個扇區可被選擇成包括平均上大致相同數目個感測設備。可從多個扇區選擇扇區子集。例如，可從多個扇區隨機選擇扇區子集，以便達成空間隨機性。可從扇區子集中的每個扇區內選擇從其收集頻譜使用信息的感測設備。可隨機選擇每個所選扇區內的感測設備，以便達成扇區內空間隨機性。在一個示例中，可使用來自扇區子集中的每個扇區的相同數目個感測設備來收集信息。從扇區子集中的每個扇區內選擇感測設備可包括：(a)在扇區子集中的扇區內選擇位置；(b)標識最靠近該位置的第一設備；和/或(c)請求第一設備掃描特定頻譜帶并指示是否檢測到高于特定閾值的信號能量。

可在感測窗時段內隨機選擇時隙。感測窗時段可具有固定時間區間，但對于每個感測窗時段，可隨機選擇時隙的起點。此時隙可以是設備被指令在其中針對高于閾值的信號能量掃描頻譜帶的時段。可向所選感測設備發送消息以在所選時隙上針對特定頻譜帶收集頻譜使用信息，其中所收集的感測報告包括頻譜使用信息。

可從所選感測設備收集感測報告，其中每個感測報告指示感測設備是否在特定頻譜帶中檢測到高于特定閾值的信號能量。可收集感測報告，以達成時間隨機性。隨后可基于感測報告關于是否可使用合需頻譜帶做出確定。例如，如果指示信號能量高于閾值的檢測的感測報告的數目少于所有所收集的感測報告的一半，在可使合需頻譜帶。

此外，提供一種在感測設備中操作的用于獲得認知無線網絡的頻譜使用信息的方法。可從認知無線網絡接收消息以在定義的時隙上針對特定頻譜帶收集頻譜使用信息。隨后由每個感測設備在所指示的時隙上通過掃描特定頻譜帶以確定是否檢測到高于特定閾值的信號能量來收集頻譜使用信息。感測設備還可獲得該感測設備的地理位置。生成包括頻譜使用信息和地理位置中的至少一者的感測報告。感測設備可在隨后向收集中心發送感測報告。接著，如果收集中心確定頻譜帶未被使用，則感測設備可在該頻譜帶上接收來自認知無線網絡的傳輸。

附圖簡述

圖1是圖解其中可實現一個或多個新穎特征的認知網絡的示例的框圖。

圖2是圖解圖1的認知網絡的框圖，其中基于區段的表決的示例被用于從網絡中的多個設備進行的信息收集。