[发明专利]在认知无线电网络中规则遵循模式的动态重新配置

说明书

技术领域

本申请要求2009年8月5日提交的美国临时申请No.61/231,388的权益。

本发明总体涉及认知无线电网络中的设备，并且更具体地涉及一种用于基于设备的既有保护机制能力的使用而动态重新配置规则遵循（regulation-compliance）模式的方法和设备。

在增加频谱使用效率的努力中，无线频谱规则已经日益朝向允许次要用户动态访问未被主要用户使用的信道而改变。然而，在允许次要用户访问无线频谱方面，如美国联邦通信委员会（FCC）和英国通信办公室那样的监管机构定义了一组机制来保护主要用户免受次要用户造成的干扰。要求次要用户采用被称为主要保护机制的保护机制，以便在主要用户的规定的无线频谱中操作。

取决于所采用的主要保护机制，次要用户被归类到若干规则遵循模式之一中。每个主要保护机制或规则遵循模式就操作而言具有它自己的优点和局限性。例如，（在网络形成、信道选择和传输功率限制方面）操作的成本（实施和操作成本）和自由度可以变化。通常，采用更完整的保护机制组（或更多层级）的设备以更高的实现成本为代价享受更高的自由度来初始化网络并选择信道和设置传输功率限制。

所述监管机构依据所采用的主要保护机制将次要用户归类到若干规则遵循模式中。例如，FCC定义了用于未经许可的个人/便携式设备（次要电视频带设备，TVBD）在TV频带中操作的三种规则遵循模式，其中TV站和无线麦克风是既有者（主要用户）。这3种规则遵循模式是模式II、模式I和仅感测模式。此外，FCC还定义了用于高功率未经许可的TVBD（与个人/便携式TVBD相对）的第四个规则遵循模式设备，即固定设备。

要求在模式II中操作的设备具有以+/-50m精确度确定其位置的能力并且访问TV频带数据库以便确定信道可用性。当前规定还要求模式II设备具有附加的频谱感测能力。允许模式II设备初始化网络并将其传输功率限制设置为100mW。相反地，不要求模式I设备具有地理定位能力或访问TV频带数据库，但是要求模式I设备具有感测能力。然而，模式I设备不能初始化网络并且仅被允许作为由模式II设备（或固定设备）使能的从属设备来操作。仅感测设备采用所述感测能力并且不被要求具有地理定位能力或访问TV频带数据库。仅感测设备可以独立地初始化网络并确定信道可用性。然而，仅感测设备的传输功率被限于50mW。作为另一个实例，英国的频谱管理部门（通信办公室）允许两种规则遵循模式设备：仅地理定位或仅感测。

每个主要保护机制且因此规则遵循模式就操作而言具有优点和局限性。地理定位数据库途径（模式II）依赖实时地理定位和对因特网的及时访问，其在某些时候和在某些位置中可能是丢失的或不可用的，或在设备经常重新定位的情况下可能是非常昂贵的。根据当前FCC规定，如果位置改变，模式II设备需要再次查询TV频带数据库。对于所述感测途径，需要期间所有传输被暂停的静默期，这损失了频谱使用效率。感测还因不正确地将噪声视作主要信号而经受错误的警报。仅允许所述仅感测设备以比支持地理定位数据库途径的功率限制更低的功率限制来传输。

因此，如上文所指出的，次要设备受监管遵循需求限制。将次要设备限制于一个规则遵循模式限制了其操作灵活性和/或增加了其操作成本，比如功率消耗。

根据本发明的一个实施例，提出了一种用于基于一组主要保护机制的使用而动态重新配置次要设备的规则遵循模式的方法。所提出的方法的优点之一是，可以降低次要设备的操作成本，并且可以增加其选择信道和传输功率的自由度。因此，TVBD可以具有更长的电池寿命、更多供选择的信道和/或更高的链接质量。

根据本发明的示范性实施例，所公开的特征允许次要设备：

- 识别它自己和其他次要设备的规则遵循模式并且相应地建立通信；

- 动态重新配置其规则遵循模式以最适合网络操作的需要。例如，感测和地理定位数据库组合设备（例如，模式II TVBD）可以关闭地理定位和TV频带数据库访问而依赖仅感测以便改进其便携性/移动性；

- 通过使能信号使能从属设备。

在本发明的一个示例实施例中，提供一种用于动态重新配置作为无线网络的一部分并且在频谱带中由主要用户在网络操作模式下操作的设备的规则遵循模式的方法。该方法包括周期性地确定下列至少一个:设备的主要保护能力、对设备而言使能信号的可用性、以及设备的位置改变的频率；并且基于这种确定的结果，根据由设备基于其网络操作模式支持的多个规则遵循模式之一操作并配置设备的传输参数。