使用基于信道选择的动态频谱接入的通信制造技术

本文所述的公开内容使用基于位置信息(诸如，来自全球定位系统)的客户端设备的经确定的位置配置客户端设备，以用于以使用频谱(诸如，电视空白(TVWS))内的动态频谱接入进行通信。基于位置信息接入信道的动态频谱接入数据库。基于位置信息从信道中为客户端设备确定可用信道。客户端设备使用的可用信道的列表被发送到客户端设备，从而允许通过信道进行窄带通信。信。信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用基于信道选择的动态频谱接入的通信

技术介绍

[0001]电视(TV)空白(TVWS)是电视频谱中未使用或不活动的部分。TVWS覆盖超高频(UHF)频带和甚高频(VHF)频带的频率的宽频谱。特别是，TVWS对应于UHF频谱和VHF频谱中活动信道之间未使用的电视信道。
[0002]电视信道的可用性可能因空间和时间而异。因此，使用TVWS频谱进行通信的收发器可能必须在不同频率之间跳变。此外，TVWS频谱不是连续的，使用TVWS的单信道容量可能不足以在某些类型的设备(诸如，物联网(IoT)设备)之间实现令人满意的通信。此外，当信号较低时，TVWS对干扰很敏感，导致目前TVWS主要用于宽带通信。

技术实现思路

[0003]本
技术实现思路
以简化的形式介绍了一些概念，这些概念将在下文的详细说明中进一步描述。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0004]使用动态频谱接入进行通信的计算机化方法包括使用全球定位系统(GPS)位置信息确定客户端设备的位置，并且基于GPS位置信息访问动态频谱接入信道的动态频谱接入数据库。计算机化方法还包括基于GPS位置信息从TVWS信道确定客户端设备的可用信道，并将客户端设备使用的可用信道列表发送给客户端设备。
[0005]通过参考以下与附图相关的详细描述，可以更好地理解许多附带特征。
附图说明
[0006]从以下结合附图的详细描述中可以更好地理解本描述，其中。
[0007]图1是根据示例图示基站和客户端之间的通信的框图；
[0008]图2是根据示例的基站的框图；
[0009]图3是根据示例的部署区域的框图；
[0010]图4是根据示例的时序图；
[0011]图5是根据另一示例的时序图；
[0012]图6是根据另一示例的时序图；
[0013]图7是根据另一示例的时序图；
[0014]图8是根据另一示例的时序图；
[0015]图9是根据示例图示计算设备的操作以配置通过TVWS网络的设备的通信的流程图；
[0016]图10是根据示例图示计算设备的操作以调度通过TVWS网络的设备的通信的流程图；以及
[0017]图11图示了根据作为功能框图的示例的计算装置。
[0018]相应的参考字符表示整个图纸中的相应部分。在图中，系统以示意图的形式进行说明。附图可能未按比例绘制。
具体实施方式
[0019]本文描述的计算设备和方法被配置为使用动态频谱接入进行通信，在各种示例中，动态频谱接入包括使用电视(TV)空白(TVWS)频谱。根据本公开，端点设备(例如，客户端)和用于边缘IoT(IoT)环境的相应基站之间的通信使用动态频谱，诸如TVWS频谱，在各种示例中，不具有使用TVWS通信时通常引入的限制。然而，本公开不仅限于TVWS的使用，而且可以在其他动态频谱接入环境中实现，例如公民宽带无线电服务(CBRS)等。此外，本公开描述的技术还可用于其他频谱以及不同类型的网络，例如“网状”网络(例如，网络可以自我形成和自我修复，节点直接连接到其他节点)。
[0020]IoT设备上使用的各种技术旨在利用TVWS频谱执行计算活动，并处理空间变化和时间变化。例如，TVWS频谱可能表现出空间变化，因为一个节点处可用的信道可能被另一个节点的主要用户(例如，电视、无线麦克风等)占用。TVWS频谱也不连续。一些信道可能被主要用户占用，从而导致频谱分裂。此外，时间变化是可能的，因为可用频谱可能稍后被主用户占用，反之亦然。另一方面，TVWS频谱中的可用信道的数目明显高于工业、科学和医疗(ISM)频带。因此，TVWS频谱允许相对较高的带宽用于数据传输。
[0021]在一些示例中，为了在TVWS上启用IoT网络，并考虑到空间变化，本公开使用每个客户端设备的已知位置(例如，每个客户端IoT设备包括全球定位系统(GPS)模块或处理器，并向网关发送地理位置信息)，并访问TVWS数据库(对网关可用)以基于位置查询可用信道。在另一个示例中，基站将整个通信地区划分为网格，并基站将每个网格中可用的信道包括在信标信号中。因此，客户端知道客户端所在的网格，并选择相应的操作信道。而且，就时间变化而言，在可用信道上使用智能跳频。例如，基站跨可用信道跳变，如果客户端设备失去连接，则客户端设备将尝试在下一个信道中传输。因此，无法令人满意地用于此类环境的设备(例如IoT设备)被配置为将TVWS频谱用于更长距离、更高容量、更低功耗的通信(例如远程位置的通信)。例如，在本公开中，IoT网络的远程通信被实现。
[0022]例如，在本公开中，IoT设备能够在TVWS的低频率(超高频(UHF)和甚高频(VHF)频带内)和更远距离通信(例如几十英里)下运行，同时提供大量带宽，在某些配置中，每个电视信道的带宽可达6兆赫(MHz)。因此，当根据本公开进行配置时，单个TVWS基站可以支持远程大规模IoT。
[0023]图1示出了根据一个示例的系统100。系统100允许多个客户端设备102(诸如，例如IoT设备)通过网关106与基于云的设备104进行通信。例如，客户端设备102可以位于共址(co
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located)(至少部分时间)，并被配置为使用TVWS在一个或多个本地网络上进行本地地通信，最终可以通过网关106经由一个或多个外部网络与外部设备通信(诸如，基于云的设备104)。在所示示例中，系统100被配置为TVWS网络，其允许例如IoT设备之间的通信。
[0024]在所示示例中，网关106包括基站108和边缘设备110。在一些示例中，客户端设备102和基站108被配置为具有一个或多个多窄带收发器。应当理解，客户端设备102和基站108可以不同地配置为根据本文描述的通信技术进行操作。
[0025]在一个示例中，基站108被配置为具有从150MHz至960MHz的工作频率，覆盖大多数VHF和UHFTV信道、433MHz、800/900MHz ISM频带和/或其他许可频带。应注意，在本公开中，基站108和客户端设备102被配置用于具有时空变化的TVWS网络通信。在一个示例中，提供了通信和控制端口，并且包括以下端口中的一个或多个：通用异步接收器/发送器(UART)、
通用同步/异步接收器/发送器(USART)、通用串行总线(USB)、串行外围接口(SPI)和/或多个通用输入/输出(GPIO)。
[0026]在IoT环境中，边缘设备110在网络的“边缘”处执行处理(例如，在网关106内)。因此，在一个示例中，用于执行传输的处理由网关106完成，诸如，访问动态频谱接入数据库，该数据库在所示示例中是TVWS数据库112，如本文中更详细地描述的。然而，在一些示例中，在网关106附近的任何位置执行(或部分执行)本文所述的边缘设备110或执行TVWS通信的计算，该位置不一定在网关106内(例如，连接到网关106的本地计算设备)。因此，在这些示例中，允许TVWS传输的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种网络系统，包括：动态频谱接入数据库；网关，包括基站，所述网关被配置为访问所述动态频谱接入数据库；和客户端设备，被配置为与所述基站进行通信以将位置信息传送到所述基站，所述网关还配置为基于所述位置信息从所访问的所述动态频谱接入数据库确定可用动态频谱接入信道的列表，其中所述客户端设备是物联网(IoT)设备，其中所述可用动态频谱接入信道的列表由所述基站传送到所述客户端设备，其中所述动态频谱接入信道是窄带信道，并且其中所述客户端设备被配置为使用从所述可用动态频谱访问信道的列表中选择的一个或多个信道进行通信。2.根据权利要求1所述的网络系统，其中所述客户端设备位于区域内，并且被传送到所述客户端设备的所述可用动态频谱接入信道的列表小于所述区域中的所有可用信道。3.根据权利要求1或2中任一项所述的网络系统，其中被传送到所述客户端设备的所述可用动态频谱接入信道的列表小于所述区域中的所有可用信道，并且包括不超过三个信道。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的网络系统，其中所述可用动态频谱接入信道的列表包括一个或多个活动信道以及一个或多个备用信道，其中所述一个或多个备用信道被配置为在所述活动信道具有降低的质量水平时使用。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的网络系统，其中所述网关包括边缘设备，所述边缘设备被配置为预测所述客户端设备的未来位置并且基于经预测的所述未来位置确定相应的可用信道的更新列表，其中所述位置信息包括全球定位系统(GPS)位置信息，并且其中所述基站被配置为向所述客户端设备发送更新后的所述可用信道的列表，所述客户端设备缓存所述更新后的可用信道的列表，其中基于经预测的所述未来位置，增加的信道跳变调度跨来自所述可用信道的列表中的可用信道被指派。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的网络系统，其中所述客户端设备被配置为评估区域中多个信道中的一个或多个信道的质量，并且在所述一个或多个信道的所述质量被评估为降低时跨所述多个信道跳变。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的网络系统，其中所述网关被配置为执行引导过程以通过以下方式配置新客户端设备：通过在缓冲时隙中通信并且基于所述基站的GPS时间和所述新客户端设备的GPS时间使用时间同步。8.一种用于使用动态频谱接入的通信的计算机化方法，所述计算机化方法包括：使用全球定位系统(GPS)位置信息确定客户端设备的位置，其中所述客户端设备是物联网(IoT)设备；基于所述GPS位置信息，访问动态频谱接入信道...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：