在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法，它包含以下步驟：（1）將認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶的發(fā)射功率設(shè)定為一固定值；（2）授權(quán)用戶根據(jù)其現(xiàn)有的安全性提出要求；（3）非授權(quán)用戶通過(guò)合并或分裂聯(lián)盟達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；（4）選取其中信道容量總和最大的一個(gè)聯(lián)盟，允許該聯(lián)盟中的非授權(quán)用戶組接入授權(quán)頻譜；（5）接入授權(quán)頻譜的非授權(quán)用戶組采取時(shí)間段分時(shí)的方式接入授權(quán)頻譜。本發(fā)明的有益效果是：考慮的是授權(quán)用戶的安全性而非其信道容量，提高了授權(quán)用戶的安全性，將授權(quán)用戶的安全通信做為主要參考標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了將更多的非授權(quán)用戶接入授權(quán)頻譜的目的。
【專利說(shuō)明】在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法，屬于網(wǎng)絡(luò)傳媒技術(shù)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著網(wǎng)絡(luò)流量的提升，認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的概念被提出以提高頻譜利用率。在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中存在授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶，通過(guò)允許非授權(quán)用戶在一些特定的情況下使用授權(quán)用戶的頻譜從而提高頻譜的利用率是常用的手段之一。
[0003]在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，非授權(quán)用戶接入頻譜方式共有兩種，第一種叫做overlay的方式，第二種叫做underlay的方式。在overlay的方式下,非授權(quán)用戶探測(cè)授權(quán)頻譜上是否有授權(quán)用戶使用。如果探測(cè)到?jīng)]有授權(quán)用戶使用其授權(quán)頻譜，則非授權(quán)用戶接入網(wǎng)絡(luò)并占用授權(quán)用戶的授權(quán)頻譜進(jìn)行通信。在underlay模式下，如果非授權(quán)用戶通信產(chǎn)生的干擾對(duì)授權(quán)用戶的影響對(duì)授權(quán)用戶來(lái)說(shuō)可以接受，則非授權(quán)用戶被允許接入網(wǎng)絡(luò)，并與授權(quán)用戶共用其授權(quán)頻譜；否則非授權(quán)用戶無(wú)法接入頻譜。
[0004]顯而易見，判斷非授權(quán)用戶對(duì)于授權(quán)用戶的影響的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，第一個(gè)是信道容量，第二個(gè)是安全性。在overlay的判斷標(biāo)準(zhǔn)下,非授權(quán)用戶接入授權(quán)頻譜所帶來(lái)的干擾對(duì)于授權(quán)用戶的信道容量的影響必須在限制在一定范圍內(nèi)或者沒(méi)有干擾。目前的主要方案集中在減少非授權(quán)用戶對(duì)于授權(quán)用戶所產(chǎn)生的干擾和探測(cè)是否有授權(quán)用戶使用頻譜。在這類方案下，授權(quán)用戶沒(méi)有從分享其頻譜中獲得任何收益。對(duì)于underlay參考標(biāo)準(zhǔn)下，目前的方案是令一對(duì)授權(quán)用戶組和非授權(quán)用戶組共享頻譜，之后調(diào)整各自的發(fā)射功率從而使授權(quán)用戶的安全性和非授權(quán)用戶組的信道容量最大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法，能克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高授權(quán)用戶的安全性，將授權(quán)用戶的安全通信做為主要參考標(biāo)準(zhǔn)，將更多的非授權(quán)用戶接入授權(quán)頻譜。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法，它包含以下步驟:
[0007](I)、將認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶的發(fā)射功率設(shè)定為一固定值；
[0008](2)、授權(quán)用戶根據(jù)其現(xiàn)有的安全性提出要求，如果非授權(quán)用戶可以滿足授權(quán)用戶的這個(gè)要求，則其被允許接入授權(quán)頻譜；
[0009](3)、非授權(quán)用戶通過(guò)合并或分裂聯(lián)盟達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài):非授權(quán)用戶形成初始的多個(gè)互不相交的聯(lián)盟，如果其中幾個(gè)聯(lián)盟合并成為一個(gè)新的聯(lián)盟之后，每個(gè)用戶都不會(huì)獲得較之前少的信道容量，并且至少有一個(gè)非授權(quán)用戶組可以獲得更多的信道容量，則將這幾個(gè)聯(lián)盟合并成為一個(gè)新的聯(lián)盟，如果一個(gè)聯(lián)盟通過(guò)分裂成為幾個(gè)互不相交的聯(lián)盟后，所有的非授權(quán)用戶組都沒(méi)有獲得較之前更少的信道容量，并且至少有一個(gè)非授權(quán)用戶組得到更多的信道容量，那么該聯(lián)盟分裂成上述的幾個(gè)聯(lián)盟，反復(fù)進(jìn)行上述的兩個(gè)步驟達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)；
[0010](4)、從現(xiàn)有的可以滿足授權(quán)用戶的要求的非授權(quán)用戶穩(wěn)定狀態(tài)聯(lián)盟中選取其中信道容量總和最大的一個(gè)聯(lián)盟，允許該聯(lián)盟中的非授權(quán)用戶組接入授權(quán)頻譜；
[0011](5)、將認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臅r(shí)間分成長(zhǎng)度固定的時(shí)間段，每個(gè)非授權(quán)用戶組擁有一個(gè)時(shí)間段，接入授權(quán)頻譜的非授權(quán)用戶組采取時(shí)間段分時(shí)的方式接入授權(quán)頻譜。
[0012]所述的時(shí)間段分時(shí)包括兩個(gè)過(guò)程，第一個(gè)過(guò)程擁有這個(gè)時(shí)間段的非授權(quán)用戶組將其所要傳輸?shù)男畔⑹紫葌鹘o所有接入頻譜的非授權(quán)用戶組的發(fā)送者，第二個(gè)過(guò)程所有非授權(quán)用戶組的發(fā)送者采用波束成形的方式，把在第一個(gè)過(guò)程中接受到的信息傳送到相應(yīng)的接收者。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:考慮的是授權(quán)用戶的安全性而非其信道容量，提高了授權(quán)用戶的安全性，將授權(quán)用戶的安全通信做為主要參考標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了將更多的非授權(quán)用戶接入授權(quán)頻譜的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0015]在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法，它包含以下步驟:
[0016](I)、將認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶的發(fā)射功率設(shè)定為一固定值；
[0017](2)、授權(quán)用戶根據(jù)其現(xiàn)有的安全性提出要求，如果非授權(quán)用戶可以滿足授權(quán)用戶的這個(gè)要求，則其被允許接入授權(quán)頻譜；
[0018](3)、非授權(quán)用戶通過(guò)合并或分裂聯(lián)盟達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài):非授權(quán)用戶形成初始的多個(gè)互不相交的聯(lián)盟，如果其中幾個(gè)聯(lián)盟合并成為一個(gè)新的聯(lián)盟之后，每個(gè)用戶都不會(huì)獲得較之前少的信道容量，并且至少有一個(gè)非授權(quán)用戶組可以獲得更多的信道容量，則將這幾個(gè)聯(lián)盟合并成為一個(gè)新的聯(lián)盟，如果一個(gè)聯(lián)盟通過(guò)分裂成為幾個(gè)互不相交的聯(lián)盟后，所有的非授權(quán)用戶組都沒(méi)有獲得較之前更少的信道容量，并且至少有一個(gè)非授權(quán)用戶組得到更多的信道容量，那么該聯(lián)盟分裂成上述的幾個(gè)聯(lián)盟，反復(fù)進(jìn)行上述的兩個(gè)步驟達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)；
[0019](4)、從現(xiàn)有的可以滿足授權(quán)用戶的要求的非授權(quán)用戶穩(wěn)定狀態(tài)聯(lián)盟中選取其中信道容量總和最大的一個(gè)聯(lián)盟，允許該聯(lián)盟中的非授權(quán)用戶組接入授權(quán)頻譜；
[0020](5)、將認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臅r(shí)間分成長(zhǎng)度固定的時(shí)間段，每個(gè)非授權(quán)用戶組擁有一個(gè)時(shí)間段，接入授權(quán)頻譜的非授權(quán)用戶組采取時(shí)間段分時(shí)的方式接入授權(quán)頻譜。
[0021]所述的時(shí)間段分時(shí)包括兩個(gè)過(guò)程，第一個(gè)過(guò)程擁有這個(gè)時(shí)間段的非授權(quán)用戶組將其所要傳輸?shù)男畔⑹紫葌鹘o所有接入頻譜的非授權(quán)用戶組的發(fā)送者，第二個(gè)過(guò)程所有非授權(quán)用戶組的發(fā)送者采用波束成形的方式，把在第一個(gè)過(guò)程中接受到的信息傳送到相應(yīng)的接收者。
[0022]本發(fā)明將提高授權(quán)用戶的安全通信做為主要參考標(biāo)準(zhǔn)，即考慮授權(quán)用戶的安全性而非其信道容量，盡管非授權(quán)用戶接入授權(quán)頻譜降低了授權(quán)用戶的信道容量，但是仍然有可能提高授權(quán)用戶的安全性。將認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶的發(fā)射功率設(shè)定為一固定值，并且非授權(quán)用戶采用underlay的方式接入授權(quán)頻譜。授權(quán)用戶首先提出其對(duì)安全性的要求，只要非授權(quán)用戶將其安全性提高到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之上，非授權(quán)用戶即被允許接入信道。在這種方式下，授權(quán)用戶可以從其分享的授權(quán)頻譜中可以獲得一定的收益。
[0023]同時(shí)，在本發(fā)明中更多的非授權(quán)用戶可以接入授權(quán)頻譜。在傳統(tǒng)的以安全性作為參考標(biāo)準(zhǔn)的方案中，一對(duì)授權(quán)用戶組僅僅可以與一對(duì)非授權(quán)用戶共享頻譜。而在這個(gè)技術(shù)中，一個(gè)授權(quán)用戶組可以與多個(gè)非授權(quán)用戶共享頻譜，并且我們采取令非授權(quán)用戶采取波束成形(beamforming)的技術(shù)。通過(guò)設(shè)計(jì)特定的矩陣最大化授權(quán)用戶的安全性,這樣更容易滿足授權(quán)用戶的要求，從而使更多的非授權(quán)用戶接入授權(quán)頻譜。
[0024]通過(guò)聯(lián)盟成形的理論，將非授權(quán)用戶分成幾個(gè)互不相交的聯(lián)盟，之后從可以滿足授權(quán)用戶要求的聯(lián)盟中選取信道容量總和最大的聯(lián)盟，最后所有在這個(gè)選定聯(lián)盟中的非授權(quán)用戶都被允許接入授權(quán)頻譜，這個(gè)算法是分布式的，效率更高。
【權(quán)利要求】
1.在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法，其特征在于:它包含以下步驟: (1)、將認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶的發(fā)射功率設(shè)定為一固定值； (2)、授權(quán)用戶根據(jù)其現(xiàn)有的安全性提出要求，如果非授權(quán)用戶可以滿足授權(quán)用戶的這個(gè)要求，則其被允許接入授權(quán)頻譜； (3)、非授權(quán)用戶通過(guò)合并或分裂聯(lián)盟達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài):非授權(quán)用戶形成初始的多個(gè)互不相交的聯(lián)盟，如果其中幾個(gè)聯(lián)盟合并成為一個(gè)新的聯(lián)盟之后，每個(gè)用戶都不會(huì)獲得較之前少的信道容量，并且至少有一個(gè)非授權(quán)用戶組可以獲得更多的信道容量，則將這幾個(gè)聯(lián)盟合并成為一個(gè)新的聯(lián)盟，如果一個(gè)聯(lián)盟通過(guò)分裂成為幾個(gè)互不相交的聯(lián)盟后，所有的非授權(quán)用戶組都沒(méi)有獲得較之前更少的信道容量，并且至少有一個(gè)非授權(quán)用戶組得到更多的信道容量，那么該聯(lián)盟分裂成上述的幾個(gè)聯(lián)盟，反復(fù)進(jìn)行上述的兩個(gè)步驟達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)； (4)、從現(xiàn)有的可以滿足授權(quán)用戶的要求的非授權(quán)用戶穩(wěn)定狀態(tài)聯(lián)盟中選取其中信道容量總和最大的一個(gè)聯(lián)盟，允許該聯(lián)盟中的非授權(quán)用戶組接入授權(quán)頻譜； (5)、將認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臅r(shí)間分成長(zhǎng)度固定的時(shí)間段，每個(gè)非授權(quán)用戶組擁有一個(gè)時(shí)間段，接入授權(quán)頻譜的非授權(quán)用戶組采取時(shí)間段分時(shí)的方式接入授權(quán)頻譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在認(rèn)知型無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中提高用戶安全性的方法，其特征在于:所述的時(shí)間段分時(shí)包括兩個(gè)過(guò)程，第一個(gè)過(guò)程擁有這個(gè)時(shí)間段的非授權(quán)用戶組將其所要傳輸?shù)男畔⑹紫葌鹘o所有接入頻譜的非授權(quán)用戶組的發(fā)送者，第二個(gè)過(guò)程所有非授權(quán)用戶組的發(fā)送者采用波束成形的方式，把在第一個(gè)過(guò)程中接受到的信息傳送到相應(yīng)的接收者。
【文檔編號(hào)】H04W12/00GK103686701SQ201310750011
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張航, 宋令陽(yáng) 申請(qǐng)人:遵義天義利威機(jī)電有限責(zé)任公司