Dsm和cr节点中使用的方法及dsm和cr节点的制作方法_5

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儿发 生。
[0114] 图14说明了在与MAC、LLC和DSM层的通用协议栈的情况下配置和报告DSM相关 事件所需要的DSM层信令和DSM-MAC层交互。这一相同消息流可以应用到基于802的系统, 其中DSM层可以被结合到基于802的管理帧中,并且还可以被应用到蜂窝协议栈,其中所述 消息可以在RRC层传送。不失一般性,事件A在两个CR节点之间的链路的所测量的信道质 量降低相对于其长期平均的特定量时被触发,并且从MAC传送到DSM实体的测量可以为信 道质量指示符(CQI)测量。
[0115] 主用户到达当前正在由CR节点使用的许可波段上可能导致对这一波段的大量干 扰,这可以由CR节点根据MAC层错误或者重传次数的变化来立即检测到。此外,如果主用 户开始使用邻近波段,特定干扰量在提及的由CR节点当前使用的波段中是可通过CQI的下 降而检测的。在任一情中,DSM可以知晓主用户的出现以便更新其可用频率的数据库并且 将占用感兴趣的许可波段的CR用户重新分配到不同波段。
[0116] 图15显示了对从MAC层接收到的CQI测量的DSM过滤。CR节点可以向DSM通知 检测到的环境变化。每个CR节点可以维持在最近过去的时间宽度W上在特定链路上测量 的平均CQI (CQIAve),以及在上一时间宽度M上使用参考信号测量到的瞬时CQI (CQIINST)。如 果CQI的下降(CQIATC-CQIINST)在特定触发时间(TTT)保持大于某阈值D,则CR节点可以产 生事件A。
[0117] D、M、TTT和W的值可以由DSM通过事件A配置(RRC)消息来完全指定。这一消息 可以在链路建立之前和链路建立期间在独特控制信道上以单播方式传送,并且可以运载这 些参数并允许DSM动态改变这些参数以便优化频谱利用。特别地,DSM可以基于下面的概 率需求来改变这些值,这些需求很容易使用过去的统计结果来监控。
[0118] 第一概率需求是在主用户到达CR节点当前使用的波段时触发事件A的概率,并且 应当大于x%。第二需求是在主用户到达邻近CR节点使用的波段的波段时触发事件A的概 率,并且应当大于y%。第三是在没有主用户到达发生时触发事件A的错误警报概率,并且 应当低于z%。
[0119] x的值应当被选择为尽可能接近100%,而z的值尽可能接近0%。Y的值取决于 DSM使用的周期性频谱感测周期的频率。例如,较低的频率周期性频谱感测周期可能需要y 相对较大,从而在DSM管理区域下由CR节点当前使用的那些波段以外的波段中的可用频谱 机会可以由DSM使用异步静默周期来跟踪。管理区域中CR节点的数量也可以是确定y值 的因素。
[0120] 所触发的事件A可以经由事件报告通过独特控制信道传送到DSM。一旦DSM从其 管理区域中的CR节点接收到事件A,则该DSM在独特控制信道上发出静默周期开始控制消 息以调度异步静默周期。
[0121] 为了提高系统的鲁棒性并且减少静默周期的信令延迟,控制消息可以在来自在 DSM和CR节点之间传送的常规数据的独特频率上的控制信道上传送。控制信道包括在CR 网络使用的专用频率上的无线信道。这一频率可以为CR网络保留或者与其他主用户共享。 在后一情况中,多个可能的频率可以可以针对控制信道和底层途径被定义,其中控制信道 信息以低功率传送,可以在所有可能的频率被占用的情况下被使用。
[0122] 作为示例,DSM功能性可以位于具有多频率信道功能性的802. 11AP中。独特控制 信道可以继续使用基于802. 11的MAC/PHY,但用于仅传输管理帧和静默周期控制消息所需 要的数据以及其他频谱感测相关信息。在MAC子层顶部引入的上层MAC层可以被引入以便 将静默周期控制消息路由到基于802. 11的控制信道上,而来自上层的任意其他消息可以 通过数据信道路由。
[0123] 对于独特控制信道的其他选择可以为所描述的控制消息由PHY层控制信道代替 的情况。这假设了将所有CR节点同步到公共时间基础的同步信道的存在。下行链路信道 被用于从DSM传送控制信息到CR节点。上行链路信道被用于从CR节点向DSM传送频谱感 测结果和事件。
[0124] 在稳定状态操作中,静默周期周期性和间隔性地发生,并且与CR节点执行常规TX 和RX操作的周期间隔开。静默周期出现的持续时间和频率可以由DSM控制并且使用下行 链路控制信道周期性频谱感测控制消息(PSCM)中的特定字段传送到所有CR节点。所有CR 节点知道何时读取下行链路控制信道以接收PSCM,这是由于针对所有CR节点的下行链路 控制信道上的消息的定时通过同步信道建立。以下量可以从如图16所示的PSCM中读取: TP是静默周期模式(pattern)的帧中的重复周期。1^是静默周期模式 的第一静默周期的开始帧,相对于模N帧编号方案中的帧0。L是静默周期模式中的第一 和第二静默周期之间的偏移。TD1和T D2是模式中的静默周期1601的持续时间。剩余时间 1602中CR节点可以执行常规TX/RX操作。
[0125] 对于蜂窝类型系统(以及类似的基于WiFi的系统),事件配置和事件报告可以在 PHY层提供与事件相关联的测量的帮助下分别由DSM 1701和CR节点1702执行,如图17 所示。RRC-DSM 1701可以传送事件配置消息1703至每个RRC-CR 1702以配置在其与另一 CR节点1702的活动链路期间由CR节点1702监控的事件。事件也可以根据与事件相关联 的测量的类型而由在链路连接中不活跃的CR节点1702监控。事件配置消息可以通过下行 链路控制信道被传送到在事件监控中涉及的每个CR节点1702。CR节点1702的PHY层随 后将被指令使用测量消息在CR节点1702上的RRC和PHY之间监控与所配置的事件相关的 PHY层数量1704。事件配置消息请求监控与链路相关联的信道质量。活动链路连接中的已 经接收到事件配置消息的所有CR节点1702的PHY层可以周期性地传送信道质量测量1705 到其RRC-CR,该RRC-CR可以进一步基于事件配置处理或者过滤信道质量测量1705。过滤 被执行以避免频繁的事件触发和不必要的频谱感测周期。这可以通过引入触发时间(TTT) 来实现,其中信道质量在最小时间量(TTT)低于特定量以便事件由RRC过滤逻辑触发。一 旦事件被触发,RRC-RC 1702传送事件报告1706至RRC-DSM 1701以便向DSM 1701通知事 件的发生和向CR节点1702通知事件在哪儿发生。这在图17中显示,其中这种情况中的测 量是PHY层CQI测量。
[0126] 图17说明了在针对信道质量作出PHY层测量的情况下配置和报告DSM相关事件 所需要的RRC信令和RRC-PHY层交互。不失一般性,事件A在两个CR节点之间的链路的所 测量的信道质量相对于其长期平均值降低了特定量时被触发,并且从PHY传送到RRC实体 的测量可以为PHY层信道质量指示符(CQI)测量。
[0127] 考虑到两个通信CR节点之间的直接链路或信道,为了 CQI测量目的,每个发射CR 节点在数据信道中内嵌已知固定功率参考信号。接收CR节点可以使用这些已知参考信号 来确定由发射CR节点使用的数据链路的CQI。这一相同集合的参考信号可以由具有与另 一节点的活动链路的每个CR节点传送,从而作为整体给予CR节点网络关于由CR节点活 跃使用的所有许可波段的信道质量的知识。不同的参考信号对于其他PHY是可能的,例如 CDMA(码分多址)等。
[0128] 在图18中,被触发的事件A经由事件报告通过上行链路控制信道被传送到DSM 1801(1803)。一旦DSM 1801在其管理区域中从CR节点1802接收到事件A,其可以在下行 链路控制信道上向外发出静默周期消息以便在特定时间和特定持续时间(在消息自身中 规定)调度异步静默周期(1804)。静默周期的开始在以下任意延迟之后发生:tl,t2, t3。 在DSM的管理区域中向最远节点的传播延迟(tl)可以通过下行链路和上行链路控制信道 上的消息传送来确定。CR节点变为静止所需要的延迟(t2)包括清空PHY缓存所需要的延 迟。对于数据传输的静止周期(t3)可以由CR节点仅在接收到静默周期消息之前传送。
[0129] 静默时间的开始可以被调度在传送静默周期消息之后的至少tl+t2+t3 (1805)。除 了这一信息,静默周期消息可以包括指示CR节点在其传送其频谱感测结果之后会采取的 行为的字段。CR节点1802可以在所需要的静默时间上执行频谱感测(1807)。CR节点1802 可以通过上行链路控制信道传送频谱感测结果到DSM 1801(1808)。DSM 1801可以估计频 谱感测结果的可靠性(1809)。DSM 1801可以在下行链路控制信道上传送PHY重配置或者 静默周期消息(1810)。两种可能的行为可以被期望(1811)。首先,CR节点1802被要求继 续频谱感测以便进一步精炼传送到DSM 1801的结果,在这种情况下,静默周期可以被隐性 地延长直到下一消息由DSM 1801接收。第二,CR节点1802可以被要求继续先前被中断的 TX/RX操作直到DSM 1801命令另一静默周期或者基于频谱感测结果将任何CR节点1802重 新配置到不同频率。
[0130] 所考虑的系统可以在具有多个中央控制器的中心网络中广泛分布CR节点的集 合。每个CR节点可以与一个中央控制器关联。在这种网络中,采取专用同步信道是合理的, 这可以确保所有节点与中央控制器是时隙同步的,与任何时隙Aloha系统相似。可以采用 所有节点是时隙同步的,但是不必要是帧同步。此外,可以采用彼此活跃地通信的任何节点 对(称作活动对)必要地可以是帧同步。
[0131] 此外,所有活动对具有同步的静止周期,也就是说活动对的两个节点可以精确使 用帧中的相同时隙以便保持静止和感测频谱。但是如果存在N个这种活动对,所有对的静 止时隙在时间上交叠,这是因为这些对不是帧同步的。每一帧中的随机静止周期可以被用 来解决使得所有活动节点对同时保持静止的需要。DSM可能具有关于在系统中每个活动对 的静止周期调度的知识。因此,同步静止周期可以在整个网络上以概率P quirt建立。
[0132] 对于操作的方法,使得M表示每一帧中的时隙数量,K表示每一帧中的静默时隙数 量,其中这K个时隙可以被用于感测频谱。假定M个时隙中的K个以方式中的1种在每 一帧中被随机选择。然而,每个活动节点对可以选择相同的K个静止时隙并且以同步方式 在每一帧跳频到不同模式。K个静止时隙在任两个不同活动对之间可以是不同的。
[0133] 现在在帧中的至少一个时隙里将同时静止的所有活动节点存在有限概率P quiet。这 可以在任何帧中随机发生。例如,如果Pquirt= 〇. 3,则意味着所有活动节点平均在10个子 帧的3个中的至少一个时隙里同时保持静止。因此,对于在任何时间即时的给定N个活动 对,参数M和K可以被选择成使得节点在预定义P_ t>x%的时间保持静止。
[0134] 参考图19和图20,网络中的所有节点共同获知边界,在该边界处点垂直线指示时 隙边界。双头箭头指示帧持续时间和帧号。方波的峰指示静止周期,而方波的谷指示发射 /接收活动。在示例中,K=1,M = 6且N = 3。在图19中,每个活动节点对可以在每个帧 的相同的时隙号处周期性地保持静止。也就是说,活动对A在每个帧的第三个时隙中保持 静止,而活动对B在每个帧的第二个时隙中保持静止。由于活动对彼此可能不是帧同步的, 因此所有活动对的静止周期不会同时交叠。
[0135] 在图20显示的示例中,每个活动对同步地将静止时隙改变到每一帧中的不同位 置。也就是说,活动对A在帧#N的时隙#3处、在帧#N+1的时隙#2处、在帧#N的时隙#1 处有静止时隙。活动对B在帧#N的时隙#2处、在帧謝+1的时隙#4处、在帧#N的时隙#2 处有静止时隙。活动对C在帧#N的时隙#5处、在帧謝+1的时隙#1处、在帧#N的时隙#3 处有静止时隙。由于静止周期从一个帧到另一帧的随机跳跃,在时隙中将静止的所有活动 节点存在有限概率。
[0136] 尽管示例中使用K=1用于随机静止间隔,一个静止时隙可以在每个帧中使用。在 帧中增加静止时隙的数量可以
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