[发明专利]用于在无线网络中整合网络组织时的动态信道选择的无线代理数据的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月7日提交的题为“Method and Apparatus for Integrating Radio Agent Data in Network Organization of Dynamic Channel Selection in Wireless Network”的美国临时专利申请No.62/215,079的优先权，后者的公开通过引用整体合并于此。

技术领域

本申请涉及无线网络，更具体地说，涉及用于通过基于云的数据融合和计算元件整合来自多个自主无线电代理的频谱数据的方法和装置，由此能够在802.11ac/n和LTE-U网络中实现网络自组织和对动态频率选择的自适应控制。本发明的实施例包括在离智能架构中耦合到多个无线灵活代理(agility agent)的基于云的数据融合和计算元件，其中，灵活代理中的嵌入式无线电装置不断地收集实时频谱信息，例如雷达检测信息，和干扰、业务、邻近设备的签名的测量，以及其它本地空中信息。

背景技术

Wi-Fi网络对于今天的便携式现代生活是至关重要的。Wi-Fi在日益发展的物联网(IoT)中是优选网络。但是，当前Wi-Fi背后的技术在过去十年中变化很少。Wi-Fi网络和关联的非授权频谱当前是以低效的方式来管理。例如，在各个网络以及不同制造商的设备之间没有协调或协调很少。这些网络通常采用原语控制算法，其假设网络由“自管理的岛”构成，这原本是意图用于低密度和低业务环境的概念。对于以完全无秩序的自组织方式组建的家庭网络，情况更糟。802.11Wi-Fi采用的底层媒体接入协议是基于竞争的，这意味着出现高频率的碰撞，因为接入点及其关联的客户端之间没有传输的定时协调。这连同802.11和LTE-U共同存在于共享有限频谱的基本需求一起导致了显著的干扰情况和增长的拥塞问题。此外，在连接设备越来越多变得常见的情况下，最终结果是拥塞增长，网络变慢且连接不可靠。

类似地，操作在与802.11ac/n Wi-Fi相同或类似的非授权频段的LTE-U网络也遭受类似的拥塞和不可靠连接问题，并且常常对共享相同信道的现有Wi-Fi网络造成拥塞问题。增加带宽以及更好且更高效地利用频谱是在快速增长的连接世界中维持包括Wi-Fi和LTE-U网络在内的无线网络的有用性的关键。

增加带宽以及更好且更高效地利用频谱将是在快速增长的连接世界中维持Wi-Fi和LTE-U网络的有用性的关键。今天的绝大多数Wi-Fi和LTE-U接入点和小小区基站设计是单机设备，以符合已建立的“自管理岛”的概念。出于需要(物理尺寸和经济性)，它们包含有限的无线资源以及有限的嵌入式计算能力和存储器。结果，这种单机设计感测它们频谱环境的能力有限，并且适应改变的状况的能力有限，导致频谱利用低效和成长问题。

发明内容

本发明涉及无线网络，更具体地说，涉及用于选择使得信号不占用多个射频信道的可用信道的系统和方法。在其优选实施例中，本发明利用连接到分离智能架构中的多个无线敏捷代理的基于云的数据融合和计算元件，其中，敏捷代理中的嵌入式无线电连续地收集实时频谱信息(例如雷达检测信息以及干扰、业务、相邻设备的签名的测度)以及其它本地化空中信息。

灵活代理归因于它们对Wi-Fi接入点和LTE-U小型小区基站的附连得以按性质部署在处于变化的密度中并且一般具有重叠覆盖的广阔地理区域上。灵活代理中的嵌入式传感器检测到的频谱信息(具体地说，DFS雷达的签名和本地网络的拥塞状况)表示覆盖广阔区域的无线电频谱的多点覆盖测度，或以不同方式来看，所述信息表示从不同角度测量雷达和干扰和/或拥塞的源的随机不规则传感器阵列进行的频谱测量。

云智能引擎从每个灵活代理和地理标签收集信息，随着时间而存储、过滤并且整合数据，并且通过数据融合技术将其与来自分布在空间中的多个其它灵活代理的信息组合在一起，并且通过独有算法对收集执行过滤和其它后处理，而且与来自所审查的源(例如GIS——地理信息系统、FAA、FCC和DoD数据库等)的其它数据合并。具有显著处理能力和可分级存储器和存储体的云智能引擎能够在非常长的时间段上存储来自每个灵活代理的带时间戳的频谱信息，因此使得云智能引擎能够还随着时间并且在地理空间上对DFS雷达的签名和本地网络的拥塞状况进行整合并且相关。本发明所实施的整个系统可以看作大型广域闭合控制系统。