[发明专利]用于对频谱的机会接入的方法

说明书

本发明涉及一种由二级用户机会接入专用于同步主网络的频带的方法，所述频带分为K独立频道，将指示符B_k和平均可用度指派给所述K独立频道。在各时间帧t处，所述方法包含由所述二级用户观测具有最大指示符B_i(t)的所述频道i的步骤(10)，且如果所述频道i忙碌，则包含更新所述频道i的所述平均可用度的步骤(20)及更新随而变的所述频道的所述指示符B_i(t)的步骤(50)如果所述频道i空闲，则包含：更新所述频道i的所述平均可用度的步骤(40)、在所述帧t期间在所述频道i上的数据发射建立的步骤(30)、计算所述频道i的质量指数R_i(t)的步骤(60)，及更新随所述平均可用度及R_i(t)而变的所述K频道的指示符B_k(t)的步骤(50)。

技术领域

本发明涉及频谱资源的利用，且尤其涉及无线电通信的机会频谱接入。

频带对不同无线电通信应用及服务的静态分配已导致频谱资源的稀缺。然而，许多研究已展示所考虑的频带长期利用率不足。这代表通信中的主要机会。

在此背景下，已提出机会频谱接入的概念。

背景技术

机会频谱接入的概念定义两个类别的用户：主用户和二级用户。主用户具有专用于其服务的频谱资源的接入优先权。与主用户相反，二级用户为试图使用不由主用户在给定时间点上利用的频谱资源的接入机会的非优先权用户。

因此，需要优化由二级用户机会频谱接入主网络的频带的的方法，所述主网络也由优先权主用户群体使用。

发明内容

我们将仅考虑同步主网络，即，一个将时间再分为持续时间的时槽或间隔，在本发明中也称为时间帧的同步主网络。

专用于所述主网络的频带分为独立频率的K子带，称为频道。在各个时间帧t期间，各个频道处于“空闲”状态，且此频道随后表示二级用户接入对应频谱的机会，或处于“忙碌”状态，正例如由主用户在此特定时间帧期间使用。

此处，在本公开的下文中，术语“二级用户”将表示具备不同检测器的无线电设备或装置，所述检测器使得其能够获得关于其环境且尤其关于频道k处于时间帧t期间的情况的信息。二级用户还具备无线电通信(发送、接收)装置、电子存储器、至少一个微处理器型计算元件和电池。由微处理器执行的计算机程序产品使得所述装置运行。

二级用户原则上视为既不了解不同频道在瞬间t的可用度，也不了解特定频道k在瞬时t将可用的概率。为了最优利用频谱资源，此用户随后将必须习得主网络的特征且尤其是估计各个频道可用度的概率。用户将具有多个变量任其支配。将计算这些变量且在用户收集关于其环境的信息时使得所述变量更加精确。必须使这些变量初始化为例如固定在任意值，或另外通过执行初始化阶段来初始化，在所述阶段中每个频道至少扫描一次。

根据强化学习的规则，智能代理观测其由状态所描述的环境，且随后此智能代理做出导致操作的动作且代理接收随所述动作和所述状态而变的奖励(也称为赢取)。机会接入的多个现有技术方法使用Markov决策过程来模拟频道的状态的发展。

在所考虑的背景下，智能代理为由二级用户的微处理器执行的程序：其观测其环境，并且在每个时间帧处，其决定在时间帧t期间使用特定频道k来尝试并与远距二级用户通信。通信将失败或其将取决于频道在所考虑的帧t期间是否忙碌或空闲而进行。

已知为“多臂老虎机模型”的模型为决策过程的一个特定情况，所述决策过程可应用于主网络的Markov模型，且更确切地说，应用于主用户对频道的占用，其中智能代理被视为必须选择具有不同获胜概率的若干老虎机中的一个来赌博的赌场赌徒。

如果赌徒对获胜概率具有精确了解，那么他将系统地选择具有最高概率的机器以便最大化其奖金。由于其对这些概率不具有预先了解，因此其将通过对所有不同的老虎机赌博来尝试估计所述概率。