[发明专利]一种基于区块链技术的多级动态频谱共享方法

说明书

本发明涉及一种基于区块链技术的多级动态频谱共享方法，属于无线通信技术领域。在该方法中，将系统用户分为三类，分别具有不同等级的频谱接入权限并通过区块链技术在用户之间构建GBC与LBC；结合所提系统，在该方法中，PAL用户可拍卖获得优先接入许可证用于频谱接入和数据传输，GAA用户可申请接入PAL用户管理的频谱，有效实现频谱的安全共享及动态接入，从而提高频谱资源利用率。本发明所述系统和方法，基于区块链技术实现频谱的安全共享及动态接入，从而提升频谱效率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种基于区块链技术的多级动态频谱共享方法。

背景技术

目前已提出了多种共享频谱方案，如认知无线电(Cognitive Radio，CR)方案，CR设备对周围环境感知、探测、分析，并根据分析结果设置调整自身传输参数；电视空白频段(TV White Space，TVWS)方案，基于数字电视逐步取代传统模拟电视后空闲的TVWS频段，将其用于非授权用户的动态频谱接入；公民宽带无线电服务(Citizens Broadband RadioService，CBRS)方案，CBRS的频谱与载波LTE、3550到3700MHz的150MHz带宽的连续频谱共享一个三层的结构。在上述方案中多采用集中式管理架构，即基于一个高度可信任的中央实体管理频谱接入系统。然而，集中式架构导致系统存在单点故障问题。

作为一种去中心化的分布式记账技术，区块链技术通过使用共识算法、哈希函数、时间戳、非对称加密、可编程智能合约等先进技术，构建区块链，以保证数据的可追溯性、一致性和不可篡改。针对当前动态频谱共享方案存在的缺陷，本发明公开一种基于区块链技术的多级频谱共享系统及方法，将系统用户共分为三级，分别构建GBC及LBC并部署智能合约，以实现对动态频谱的高效分层管理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于区块链技术的多级动态频谱共享方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于区块链技术的多级动态频谱共享方法，该方法包括以下步骤：

S1：基于频谱接入系统SAS构建全局区块链GBC；

S2：在GBC中部署全局频谱接入智能合约；

S3：普通节点与智能合约交互，经验证后注册进入频谱共享系统，成为候选优先接入许可CPAL用户并获得拍卖优先接入许可证资格；

S4：CPAL用户查询优先接入许可证拍卖列表，并对拟申请的优先接入许可证发起出价；

S5：若CPAL用户在拍卖中获胜，智能合约生成交易，CPAL用户成为PAL用户，获得优先接入许可证所有权；

S6：若CPAL用户竞价多次均失败，智能合约将其移出GBC；

S7：基于PAL用户与网关节点构建本地区块链LBC；

S8：在PAL用户处部署本地频谱接入智能合约；

S9：一般授权接入GAA用户在入网阶段，通过认证注册与网关节点建立关联，并在频谱共享系统中注册信息；

S10：拟申请频谱接入的GAA用户，即请求用户，向附近网关节点发送频谱接入请求消息；

S11：网关节点接收到来自请求用户的频谱接入请求消息后，根据消息内容生成频谱接入请求交易并在LBC上广播；

S12：PAL用户收集网关节点广播的请求交易后建模频谱分配共识问题，优化得到频谱分配方案；

S13：PAL用户在LBC中广播自身生成的区块，包含最大全局收益的频谱分配方案的区块将最终得到确认并在LBC中同步；