专利名称：用于物联网(iot)应用的准动态频谱接入的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及无线网络，并且更具体地涉及用于物联网(IOT)应用的频谱接入机构。
背景技术：
因特网采用了许多新的技术，从而使其进化以满足工业和社会变化的需要。这种灵活性是其成长的一个因素，并且当今的因特网横跨全球且给数十亿人带来语音、视频、数据和信息。聚合固定和无线技术帮助因特网成为无处不在的基础设施，其总是可接入并且始终开启，支持各式各样的活动。IOT涉及支持将物质(例如，日常物品)无缝集成到信息网络中的全部基础设施(硬件、软件和服务)。这些物品积极地参与到商务和信息处理中，交换包括其身份、其物理属性以及“感测到的”关于其环境的信息等数据。认知无线电(CR)是用于无线通信的一个范例，其中网络或无线节点改变其发射或接收参数，以便有效地通信，同时避免干扰网带的其他用户。参数的这种变更基于对一些因数的积极监测，例如射频频谱、用户行为和网络状态。用于共享网络频率的另一个范例是空间频率复用，其通过允许频率在经济的使用方面的显著改进而促进了蜂窝技术的发展。空间频率复用将一个区域划分为服务于多个蜂窝(无线电区域)。为了易于操作，这些蜂窝可以被模拟为具有在所述蜂窝中部的基站的六角星形。每个蜂窝接收频率的子集并且两个相邻蜂窝不接收相同的频率，从而避免相互干扰。当在对话期间从一个蜂窝移动到另一个蜂窝时，发生自动信道/频率改变(移交)。
发明内容
一个实施例是一种方法，该方法包括接收关于在射频频谱中的频谱带的期望的使用的信息，所述期望的使用由主用户进行并且在移动装置处进行所述接收。频谱带的期望的使用被分类为至少两种工作模式，所述分类响应于关于所述期望的使用的信息。所述频谱带被感测以确定主用户的当前接入方式。工作模式中的一种被选择作为主用户的当前工作模式，所述选择响应于所述分类以及主用户的当前接入方式。使用当前的时间表安排频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于主用户的当前工作模式。所述安排作为频谱带的二级用户。确定主用户的当前工作模式是否已改变。如果主用户的当前工作模式已改变，则再次执行所述感测、选择、安排和确定。如果主用户的当前工作模式未改变，则再次执行所述安排和确定。另一个实施例是一种装置，该装置包括配置为执行一种方法的处理器。所述方法包括接收关于由主用户在射频频谱中的频谱带的期望的使用的信息。频谱带的期望的使用被分类为至少两种工作模式，所述分类响应于关于所述期望的使用的信息。所述频谱带被感测以确定主用户的当前接入方式。工作模式中的一种被选择作为主用户的当前工作模式，所述选择响应于所述分类以及主用户的当前接入方式。使用当前的时间表安排频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于主用户的当前工作模式。所述安排作为频谱带的二级用户。确定主用户的当前工作模式是否已改变。如果主用户的当前工作模式已改变，则再次执行所述感测、选择、安排和确定。如果主用户的当前工作模式未改变，则再次执行所述安排和确定。另一个实施例是一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括有形的存储介质，该存储介质可由处理电路读取并且存储指令，所述指令由处理电路运行以执行方法。所述方法包括接收关于在射频频谱中的频谱带的期望的使用的信息。所述期望的使用由主用户进行并且在移动装置处进行所述接收。频谱带的期望的使用被分类为至少两种工作模式，所述分类响应于关于所述期望的使用的信息。所述频谱带被感测以确定主用户的当前接入方式。工作模式中的一种被选择作为主用户的当前工作模式，所述选择响应于所述分类以及主用户的当前接入方式。使用当前的时间表安排频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于主用户的当前工作模式。所述安排作为频谱带的二级用户。确定主用户的当前工作模式是否已改变。如果主用户的当前工作模式已改变，则再次执行所述感测、选择、安排和确定。如果主用户的当前工作模式未改变，则再次执行所述安排和确定。进一步的实施例是一种系统，该系统包括媒体接入控制(MAC)层模块和与所述MAC层模块通信的物理(PHY)层模块。所述MAC层模块被配置为接收关于由主用户进行的频谱带的期望的使用的信息；将由主用户进行的期望的使用分类为至少两种工作模式，所述分类响应于关于所述期望的使用的信息；以及选择工作模式中的一种作为主用户的当前工作模式，所述选择响应于所述分类以及主用户在频谱带上的当前接入方式。PHY层模块被配置为感测所述频谱带以确定主用户的当前接入方式；使用当前的时间表安排频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于主用户的当前工作模式；确定主用户的当前工作模式是否已改变；如果主用户的当前工作模式已改变，则将检测到的改变传送到MAC层模块，其中所述MAC层模块再次执行响应于所述传送的选择；并且如果主用户的工作模式未改变，则再次执行所述安排和确定。通过本实施例的技术实现其他特征和优点。其他实施例和方面在本文中进行说明并且被视为要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的优点和特征，参考说明书和附图。
被视为本发明的主题在说明书的结论中被特别指出并且在权利要求中被清楚地要求保护。本发明的前述和其他特征以及优点通过以下结合附图的具体实施方式
变得明显,其中:图1说明了可以由根据一个实施例的物联网(IOT)应用使用的多种无线电装置的框图；图2说明了根据一个实施例的数种不同类型的无线网络以及不同类型的用户位置的框图；图3说明了用于执行根据一个实施例的准动态频谱接入的处理流程；图4说明了用于执行根据一个实施例的准动态频谱接入的移动装置的框图；图5说明了根据一个实施例的信道探测的时序；以及图6说明了根据一个实施例的自组织网络(SON)的框图。
具体实施例方式本发明的一个实施例是用于物联网(IOT)应用的准动态频谱接入机构，其改进了频谱利用效率并且避免了由具有工作在相同频谱带中的不同标准的多个终端引起的频谱冲突。在绝大多数IOT应用中已知的主用户的预先知识被用于将其频谱利用方式划分为工作模式的有限集合(以下将更详细地说明)。通过频谱感测和分类，以有效的方式推导出主用户的当前工作模式。基于推导出的当前工作模式，利用用于二级用户的静态频谱安排和管理，去除了在发送每个数据包之前执行频谱感测的需要。同时，线程被设置为以一些独特的指示监测主用户的改变，例如背离二级用户在正常操作下期望的信道状态(不引入额外的计算)。如果检测到主用户的工作模式的改变，则重复引导程序和频谱安排处理，以便匹配这些改变。当与例如同期的认知无线电(CR)方法相比较时，本文说明的实施例降低了频谱接入和管理的复杂度，减小了二级用户的能耗，并且响应于工作模式的改变。如本文中使用的，术语“主用户”是指频谱带的现有用户，其可以是IOT应用或任意无线用户。例如，对于与WiFi/WiMax网络共存(在空间和频谱中)的IOT应用，WiFi/WiMax用户的集合是主用户。对于与其他现有的IOT应用共存的IOT应用，现有应用的集合是主用户。如本文中使用的，术语“二级用户”是指被配置为与现有网络共存的考虑下的IOT应用。在一个实施例中，主用户是被许可的用户，其购买了频谱带的使用，而二级用户是未被许可的用户，其投机性地使用频谱带并且不干扰主用户。如本文中使用的，术语“频谱”和“射频频谱”被交替使用以指代一系列发射频率。如本文中使用的，术语“频谱带”、“频带”和“信道”被交替使用以指代频谱中特定的频率。如本文中使用的，术语“物联网”或“Ι0Τ”是指日常物品形成网络的互联，例如具有网络接口的传感器装置(例如，摄影机、化学传感器、音频传感器、运动传感器)、智能电话、RFID和RFID阅读器、具有无线网络能力的水/电表、控制器和执行器等。无线通信系统和网络是IOT基本的基础设施，其可确保随时随地的数据收集和数据接入。对于无线通信，有限的频谱资源是需要解决的关键问题之一。当前，绝大多数无线通信系统工作在从I千兆赫(GHz)至5GHz的射频，这引起频谱接入中的竞争。例如，无线高保真技术(WiFi)操作在
2.4GHz的频带，用于移动通信的全球系统(GSM)操作在900-1800兆赫(MHz)，而全微波存取全球互通(WiMAX) (16d)操作在3.5GHz。传统上，通过对每个具体的网络配置分配(例如，购买)频谱带来解决频谱接入的竞争。这导致静态频谱规划和管理。然而，在IOT应用中，IOT网络不得不与通常具有重叠频谱的现有网络共存。图1说明了可以由根据一个实施例的物联网(IOT)应用使用的多种无线电装置的框图。如图1所示，多种无线电接入装置集中在2.4GHz的工业、科学和医学(ISM)频率频谱带。集中在ISM频谱带中的示例性的无线电接入装置包括但不限于:射频识别(RFID)装置、紫蜂(ZigBee)装置、无线可寻址远程发射机高速通道(WirelessHART)装置、蓝牙装置和WiFi装置。图2说明了根据一个实施例的数种不同类型的无线网络和不同类型的用户位置的框图。图2示出了在家212、供应链位置214、公共场所216、商业的企业位置218以及政府位置220基于无线网络的无线装置的使用的扩大。本列表不意味着穷举，因为可以在其他类型的位置使用无线网络。图2还示出了不同类型的无线网络通信(WNC)的扩大，包括卫星GPS网络202、通信网络204、无线电塔206、第四代(4G)移动电信208和第三代(3G)移动电信210。本列表不意味着穷举，因为也可以实现其他类型的WNC。由于共享相同频带的大量无线电接入装置以及无线网络和无线装置的使用的扩大，频谱资源变得缺乏。因为频带被共享，所以关键是使协议能共存，即避免使用不同协议通信的装置间的无线干扰。提出的一种用于改进频谱带利用的方法基于空间频率复用。这种方法广泛地用于蜂窝通信、将网络区域分割为微蜂窝并且向相邻蜂窝分配不同的频率。空间频率复用方法的优点在于其很简单并且是管理频谱带的相对容易的方式。缺点在于由于分配的静态属性造成的低频谱带利用并且该方法不用于要求频谱带内的协议共存(例如，在主用户和二级用户间)的IOT应用。提出的另一种用于改进频谱带利用的方法是基于认知无线电(CR)的技术，该方法允许二级用户基于频谱感测投机地接入频谱带。二级用户之后在主用户返回时撤离频谱带。由CR方法使用的技术可应用于具有重叠频谱的IOT应用，但成本较高。CR使用用于频谱感测和接入管理的复杂算法。例如，CR无线电可以在一段时间(扫描周期的子区间)周期性地扫描频谱以检测主用户的存在。扫描周期和持续时间对设计是很重要的参数。特别地，扫描周期需要足够短并且持续时间足够长以便可以足够的信心迅速检测到主用户的返回。全部这些活动消耗大量的能量。最小化能量使用对IOT相关应用至关重要，因为用于移动装置的电源通常是有限的。本文说明的实施例适于用于IOT应用的频谱带管理。实施例影响了 CR的适应性而使其不具有高开销。可以观测到CR开销的主因是要求避免干扰主用户的频繁的频谱感测。CR的同期实施观测主用户活动的方式是通过频谱感测。这与IOT相关应用的环境形成对比，在IOT相关应用的环境中，可以获得一些关于共存应用(例如，频带、工作时间、工作地点等)的频谱使用的预先知识。实施例利用可获得的预先知识来去除不必要的频谱感测活动，由此当与同期的CR相比较时使得开销降低。由于具体配置中的工作模式通常不能被精确地获得并且可能随时间改变，因此实施例不仅仅依赖于预先知识。由此，一个实施例是用于IOT相关应用的准动态频谱接入机构，以改进频谱利用，其具有CR的灵活性但充分降低了开销。图3说明了用于执行根据一个实施例的准动态频谱接入的处理流程。在一个实施例中，图3中说明的处理流程在移动装置上实现。图3中示出的处理开始于框302，其中收集关于频谱中的主用户的预先知识。这种知识可以包括但不限于:被占据的频谱带、主用户操作的地理区域、(时间的)发射方式以及所述发射方式有多频繁。在一个实施例中，所述预先知识收集自用于主网络的原始配置(例如，覆盖率、地理信息、服务方式等)的网络规划系统。在另一个实施例中，通过自感兴趣的带或区域中的主用户的历史发射轨迹推断出频谱使用参数(例如，基于频谱带和地理区域的时间方式和分配)获得所述预先知识。在一个实施例中，被收集的数据表示全部主用户或主用户的子集具有两种或更多种不同的频谱带使用方式。对于给定的主用户，与所述主用户相关联的每个不同的频谱带使用方式均在本文中被称作“工作模式”。主用户的工作模式不是完全确定的。在特定的时间特定的邻域使用何种工作模式是未知的，并且主用户在给定的工作模式下的具体时间点上的精确行为可能是不确定的。在一个实施例中，框302中的全部或部分处理发生在移动装置在频谱带上发射任意数据(例如，在上电期间)之前。在另一个实施例中，框302中的全部或部分处理发生在移动装置使用例如用于发射数据的CR方法在频谱带上发射了数据之后。在框304处，执行频谱感测和分析以确定由频谱的当前主用户使用的频谱带。在一个实施例中，通过测量接收到的信号强度并执行与背景噪声相比较的信号检测而执行频谱感测和分析，以确定在给定时间点上给定频谱带中的主用户的存在/不存在，这由CR中的能量检测器(ED)完成。在框306处，在框302和304中收集的数据被用于确定主用户的“当前工作模式”。用于主用户的当前工作模式通过执行工作量分类而选择自与主用户相关联的工作模式的列表。在一个实施例中，对工作量分类的处理包括计算步骤304中观测到的频谱占用方式和在每种工作模式下期望的频谱占用方式之间的(例如，由汉明距离(Hamming distance)测量的)偏差，并且之后选择获得最小偏差的工作模式。因此，主用户的当前工作模式的确定是基于预先知识(例如，外部知识、历史数据)和运行时间观测的。在框308处，基于主用户的当前工作模式执行频谱块安排和管理。通过移动装置使用关于当前工作模式的信息在频谱带上执行二级发射，以更充分地利用频谱带，同时避免与主用户冲突。二级发射的性能使得数据从一个IOT装置经由共享的频谱带发送到另一个IOT装置或IOT接收位置。如本文中使用的，术语“发射”是指通过频谱带发送的数据。在一个实施例中，框308处的处理与由执行发射安排的同期的移动装置使用的处理相同。在框310处，执行改变检测以检测由主用户使用的工作模式的任意改变。能够以本领域中已知的任意方式检测模式的改变。信噪比(SNR)和/或比特误码率(BER)可以被监测以检测工作模式改变的早期迹象。降低的信噪比(SNR)和/或增大的比特误码率(BER)均可以表示工作模式改变。表示SNR的绝对值或SNR的改变的百分率的可编程阈值数可以由各实施例使用以启动信道的探测。同样，表示BER的绝对值或BER的改变的百分率的可编程阈值数可以由各实施例使用以启动信道的探测。此外，信道可以独立于SNR/BER而被周期性地探测(例如，通过使用用于可编程时间间隔的定时装置并且在可编程时间间隔已逝去时进行信道探测)。这种信道探测用于确定当前工作模式是否已改变。以下参考图5对信道探测的一个示例进行说明。在框312处，确定主用户的工作模式是否已改变。如果所述工作模式已改变，则处理继续到框304以启动频谱的再次扫描。如果所述工作模式未改变，则处理继续到框310。在一个实施例中，框304-308中的处理仅在移动装置上电时执行，或者在执行频谱中的发射之前执行，或者在通信正在频谱带上进行时响应于被检测的模式的改变而执行。在另一个实施例中，框304-308还基于周期性的基础(可编程的)而预形成。因此，通过不要求在每次发射前执行的频谱感测而使用于运行IOT应用的移动装置的动态频谱接入的开销能耗被降低。本文说明的实施例使大量的无线装置能与重叠频谱上的现有协议共存，以便更好地利用有限的频谱资源。一个实施例可以被用于在主用户不使用频谱带的全部容量时允许(例如，实现IOT应用的)移动装置作为二级用户在频谱带上发射数据。实施例还可以在从传统的网络系统到新的网络系统的迁移期间使用，以允许传统的网络和新的网络在迁移期间共存。在这种情况下，传统的网络系统是主用户，而新的网络系统是二级用户。新的网络系统可以比传统的网络系统支持更宽的频谱。更宽的频谱包括由传统的网络系统支持的频谱和不由传统的网络系统支持的额外的频谱带。通过允许传统的网络系统和新的网络系统以有效的方式共存，实施例支持从传统的网络系统到新的网络系统的逐步迁移。为了支持准动态频谱接入，在一个实施例中，在同期的移动终端的物理(PHY)层和媒体接入控制(MAC)层中存在一些改进。在一个实施例中，用于模式改变的检测器使用自常规PHY层处理获得的信号信息，所述处理例如为信道脉冲响应(CIR)、SNR和由常规PHY处理使用的其他参数。因此，所述实施例将不引起计算工作量的增大。在对指定的工作模式进行频谱分配后，PHY层将重构相关的系统参数以支持动态资源分配。图4说明了用于执行根据一个实施例的准动态频谱接入的移动装置402的框图。图4中示出的移动装置402包括MAC层模块414、PHY层模块422和两个收发器412 (或者可替换地，至少一个发射机和至少一个接收机)。如本领域公知的，MAC层模块414包括由移动装置402使用以控制接入到网络介质的计算机指令(例如，用于管理所述介质以避免冲突的规则)，并且PHY层模块422包括实际上经由信道或频谱带在网络接口上发射/接收数据的计算机指令(假设所述装置配备有软件定义的无线电)。如图4中的实施例所示，MAC层模块414包括工作模式分类模块416 (例如，用以执行参考图3的框306说明的处理)、频谱安排模块418 (例如，用以执行参考图3的框308说明的部分处理)以及资源管理模块420(例如，用以执行参考图3的框308说明的部分处理)。同样如图4中的实施例所示，PHY层模块422包括频谱感测模块404 (例如，用以执行参考图3的框304说明的处理)、模式改变检测模块406 (例如，用以执行参考图3的框310说明的处理)、用于动态资源分配模块410的重构(例如，用以执行参考图3的框308说明的部分处理)以及其他PHY模块408。在一个实施例中，工作模式分类模块416、频谱感测模块404、模式改变检测模块406以及用于动态资源分配模块410的重构包括用于实现本文说明的实施例的计算机指令(硬件和/或软件)。通常可以在支持例如CR的同期的移动终端中发现由实施例利用的频谱安排模块418、资源管理模块420以及常规PHY模块408。工作模式分类模块416的输入包括关于主用户的预先知识，所述预先知识包括外部知识(例如，应用类型、协议等)424和历史数据(例如，主系统的发射轨迹)426。这种预先知识在移动装置402通过频谱带进行通信之前(例如，在配置之前)被输入到工作模式分类模块416。同样，工作模式分类模块416的输入也是来自频谱感测模块404的数据和来自模式改变检测模块406的数据。这种数据在配置之后被输入到工作模式分类模块416。图4中还示出了来自资源管理模块420的数据，所述数据被输入到用于动态资源分配模块410的重构，以便对在经由频谱带的通信中使用的参数应用任何更新(例如，因为当前工作模式已改变)。新的当前工作模式信息被发送到常规PHY模块408以用于在频谱带上发射数据。图5说明了(如例如参考图3的框310说明的)根据一个实施例的信道探测的时序。图5中示出了在一个频谱带上的两个工作模式:工作模式一 502 (例如，通常见于第三偏移期间)和工作模式二 504 (例如，通常见于第一和第二偏移期间)，在所述一个频谱带中，主用户执行周期性发射。基于当前工作模式(工作模式一 502或工作模式二 504)，发射具有期望的时间508，并且基于例如漂移等因数，每次发射均具有实际的时间506。如本文所使用的，术语“数据发射漂移”是指发射时间上的逐步偏离，同时维持连续的发射之间的时间间隔(例如，由时钟漂移、能量损耗、系统重新校准导致)。重要的是二级用户占据在频谱带上发射数据之前由主用户进行的发射中的一定量的漂移。要占据的漂移的量通过执行用于漂移检测的周期性感测或探测而确定。用于漂移检测的周期性感测的时序针对图5中示出的每个工作模式而不同。图5中还示出了用于模式改变检测的感测，以便验证当前工作模式是正确的。在图5中所示的实施例中，所述探测在不基于当前工作模式变化的发射周期期间的时间点上以周期性的基础执行。可替换地或额外地，响应于检测降低的SNR和/或增大的BER来执行用于模式改变检测的探测。图6说明了根据一个实施例的自组织网络(SON)的框图，其包括基站602、操作和维护中心604以及移动站606。SON的特征在于网络的自配置、自动最优化和自复，目标在于改进下一代无线电接入网络的性能。在SON中，基站602基于整个网络的一些预先知识而在特定模式下工作。在蜂窝网络运行期间，每个移动站606向其基站报告具体信息，以表示例如信道SNR、服务方式等工作模式的一些可能的改变。当基站自其覆盖的移动站接收到信息时，所述基站将预处理该信息并且将其发射到操作和维护中心604。在收集了来自每个基站的被发射的信息之后，维护中心将决定是更新基站的资源分配和配置还是保持当前设置。技术效果和益处包括当与例如同期的CR方法相比时，降低了复杂度并且减小了能耗。本文使用的术语仅用于说明特定实施例的目的并且不意图限制本发明。如本文中使用的，除非说明书中另有清楚的说明，否则单数形式的“一个”、“一”和“所述”同样意图包括复数形式。将进一步理解的是当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其特指所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件组件和/或元件组件组的存在或添加。以下的权利要求中的全部装置或步骤加功能元件的相应的结构、材料、动作和等价物意图包括用于执行结合特别声明的其他要求保护的元件的功能的任意结构、材料或动作。本发明的说明书被提出以用于示例和说明的目的，而不意图穷举或将本发明限制为所公开的形式。在不背离本发明的范围和精神的情况下，许多改进和变化对本领域普通技术人员将是显然的。实施例被选择和说明以便最好地解释本发明的原理以及实际应用，并且使本领域其他的普通技术人员能理解本发明的具有适合于预期的特定使用的多种改进的各个实施例。如本领域技术人员将意识到的，本发明的多个方面可以被实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的多个方面可以采取整体的硬件实施例、整体的软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合了软件和硬件方面的实施例的形式，其在本文中可以全部被统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的多个方面可以采取嵌入到一个或更多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有嵌入在其上的计算机可读程序代码。可以利用一个或更多个计算机可读介质的任意组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以例如是但不限于:电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或者前述的任意适当的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷举的列表)包括以下介质:具有一条或更多条电线的电连接、便携计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPR0M或闪存)、光纤、便携光盘只读存储器(⑶-ROM)、光学存储装置、磁性存储装置或前述的任意适当的组合。在本文的情形中，计算机可读存储介质可以是任意的有形介质，其可以包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用或结合所述指令执行系统、设备或装置使用的程序。计算机可读信号介质可以包括具有嵌入其中的计算机可读程序代码的被传播的数据信号，例如在基带中或作为载波的一部分。这种被传播的信号可以采取任意多种形式，包括但不限于:电磁、光学或其任意适当的组合。计算机可读信号介质可以是任意的计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质并且可以传送、传播或输送由指令执行系统、设备或装置使用或结合所述指令执行系统、设备或装置使用的程序。嵌入在计算机可读介质上的程序代码可以使用任意适当的介质发射，所述介质包括但不限于:无线、有线、光纤电缆、RF等，或前述的任意适当的组合。用于实现本发明的多个方面的操作的计算机程序代码可以一种或更多种编程语目的任意组合来书写，所述编程语目包括例如Java、Smalltalk、C++等面向对象的编程语言以及传统的过程编程语言，例如“C”编程语言或类似的编程语言。所述程序代码可以完全在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立的软件包部分地在用户的计算机上执行并且部分地在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任意类型的网络连接到用户的计算机，或者可以与外部计算机进行所述连接(例如，使用因特网服务提供商通过因特网连接)。以下将参考根据本发明的实施例的方法、设备(系统)以及计算机程序产品的流程图示和/或框图对本发明的多个方面进行说明。将理解流程图示和/或框图中的每个框，以及流程图示和/或框图中的框的组合均可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备执行的指令产生用于实现流程和/或框图中的一个或多个框指定的功能/动作的装置。 这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质可以引导计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定的方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生一种制造品，该制造品包括实现在流程和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令。计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以使一系列操作步骤在所述计算机、其他可编程设备或其他装置上执行以产生计算机实现的处理，使得在所述计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的处理。本文中描述的流程仅是一个示例。在不背离本发明的精神的情况下，本文说明的这种框图或步骤(或操作)可以具有许多变化。例如，所述步骤可以不同的顺序执行，或者可以对步骤进行添加、删除或修改。全部这些变化被认为是要求保护的本发明的一部分。虽然本发明已说明了优选实施例，但将理解的是本领域技术人员在现在和将来均可以进行落入以下权利要求的范围内的多种改进和增加。这些权利要求应被视为维持对首次说明的本发明的恰当的保护。
权利要求
1.一种方法，包括: 接收关于在射频频谱中的频谱带的期望的使用的信息，所述期望的使用由主用户进行并且在移动装置处进行所述接收； 将所述频谱带的期望的使用分类为至少两种工作模式，所述分类响应于关于所述期望的使用的信息； 感测所述频谱带以确定所述主用户的当前接入方式； 选择工作模式中的一种作为所述主用户的当前工作模式，所述选择响应于所述分类以及所述主用户的当前接入方式； 使用当前的时间表安排频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于所述主用户的所述当前工作模式，所述安排作为所述频谱带的二级用户； 确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变； 如果所述主用户的所述当前工作模式已改变，则再次执行所述感测、选择、安排和确定；以及 如果所述主用户的所述当前工作模式未改变，则再次执行所述安排和确定。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括针对与所述主用户的所述当前工作模式相关联的数据发射漂移而探测所述频谱带，其中所述安排频谱带上的发射是进一步响应于与所述主用户的所述当前工作模式相关联的数据发射漂移。
3.如权利要求1所述的方法，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带上的信噪比。
4.如权利要求1所述的方法，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带上的比特误码率。
5.如权利要求1所述的方法，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带的探测。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括: 确定可编程时间间隔已逝去；以及 再次执行所述感测、选择、安排，并且确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变。
7.如权利要求1所述的方法，其中响应于上电的移动装置而执行所述接收、分类、感测和选择。
8.一种装置，包括配置为执行一种方法的处理器，所述方法包括: 接收关于在射频频谱中的频谱带的期望的使用的信息，所述期望的使用由主用户进行； 将所述频谱带的期望的使用分类为至少两种工作模式，所述分类响应于关于所述期望的使用的信息； 感测所述频谱带以确定所述主用户的当前接入方式； 选择工作模式中的一种作为所述主用户的当前工作模式，所述选择响应于所述分类以及所述主用户的所述当前接入方式； 使用当前的时间表安排所述频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于所述主用户的所述当前工作模式，所述安排作为所述频谱带的二级用户；确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变； 如果所述主用户的所述当前工作模式已改变，则再次执行所述感测、选择、安排和确定；以及 如果所述主用户的所述当前工作模式未改变，则再次执行所述安排和确定。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述方法进一步包括针对与所述主用户的所述当前工作模式相关联的数据发射漂移而探测所述频谱带，其中所述安排频谱带上的发射是进一步响应于与所述主用户的所述当前工作模式相关联的数据发射漂移。
10.如权利要求8所述的装置，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带上的信噪比。
11.如权利要求8所述的装置，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带上的比特误码率。
12.如权利要求8所述的装置，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带的探测。
13.如权利要求8所述的装置，其中所述方法进一步包括: 确定可编程时间间隔已逝去；以及 再次执行所述感测、选择、安排，并且确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变。
14.如权利要求8所述的装置，其中响应于上电的移动装置而执行所述接收、分类、感测和选择。
15.一种计算机程序产品，包括: 有形的存储介质，其可由处理电路读取并且存储指令，所述指令由所述处理电路运行以执行一种方法，所述方法包括: 接收关于在射频频谱中的频谱带的期望的使用的信息，所述期望的使用由主用户进行； 将所述频谱带的期望的使用分类为至少两种工作模式，所述分类响应于关于所述期望的使用的信息； 感测所述频谱带以确定所述主用户的所述当前接入方式； 选择工作模式中的一种作为所述主用户的所述当前工作模式，所述选择响应于所述分类以及所述主用户的所述当前接入方式； 使用当前的时间表安排所述频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于所述主用户的所述当前工作模式，所述安排作为所述频谱带的二级用户； 确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变； 如果所述主用户的所述当前工作模式已改变，则再次执行所述感测、选择、安排和确定；以及 如果所述主用户的所述当前工作模式未改变，则再次执行所述安排和确定。
16.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述方法进一步包括针对与所述主用户的所述当前工作模式相关联的数据发射漂移而探测所述频谱带，其中所述安排频谱带上的发射是进一步响应于与所述主用户的所述当前工作模式相关联的数据发射漂移。
17.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带上的信噪比。
18.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带上的比特误码率。
19.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带的探测。
20.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述方法进一步包括: 确定可编程时间间隔已逝去；以及 再次执行所述感测、选择、安排，并且确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变。
21.—种系统,包括: 媒体接入控制(MAC)层模块，其被配置为: 接收关于由主用户进行的频谱带的期望的使用的信息； 将由所述主用户进行的期望的使用分类为至少两种工作模式，所述分类响应于关于所述期望的使用的信息；以及 选择工作模式中的一种作为所述主用户的当前工作模式，所述选择响应于所述分类以及在所述频谱带上的所述主用户的当前接入方式；以及 与所述MAC层模块通信的物理(PHY)层模块，所述PHY层模块被配置为: 感测所述频谱带以确定所述主用户的所述当前接入方式； 使用当前的时间表安排所述频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于所述主用户的所述当前工作模式； 确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变； 如果所述主用户的所述当前工作模式已改变，则将所述改变传送到所述MAC层模块，其中所述MAC层模块再次执行响应于所述传送的选择；以及 如果所述主用户的所述当前工作模式未改变，则再次执行所述安排和确定。
22.如权利要求21所述的系统，其中所述PHY层模块进一步配置为针对与所述主用户的所述当前工作模式相关联的数据发射漂移而探测所述频谱带，其中所述安排频谱带上的发射是进一步响应于与所述主用户的所述当前工作模式相关联的数据发射漂移。
23.如权利要求21所述的系统，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带上的信噪比和所述频谱带上的比特误码率中的至少一个。
24.如权利要求21所述的系统，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于所述频谱带的探测。
25.如权利要求21所述的系统，其中确定所述主用户的所述当前工作模式是否已改变是响应于可编程时间间隔。
全文摘要
本发明涉及用于物联网(IOT)应用的准动态频谱接入。用于物联网(IOT)应用的频谱接入包括接收关于由主用户进行的在射频频谱中的频谱带的期望的使用的信息。所述频谱带基于所述期望的使用被分类为至少两种工作模式。所述频谱带被感测以确定主用户的当前接入方式。基于所述分类和感测，工作模式中的一种被选择作为主用户的当前工作模式。使用当前的时间表安排频谱带上的发射，所述当前的时间表响应于主用户的当前工作模式。如果主用户的当前工作模式改变，则再次执行所述感测、选择、安排以及确定当前工作模式是否已改变。否则，如果当前工作模式未改变，则再次执行所述发射安排和确定。
文档编号H04W74/00GK103167623SQ20121048249
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月23日 优先权日2011年12月16日
发明者贺婷, 李康源, 林咏华, 王青, M·扎弗尔, 占海 申请人:国际商业机器公司