认知无线电设备的认证和授权制造技术

一种认知无线电设备的认证和授权的方法（300），包括：生成注册请求消息（S320）；把注册请求发送到频谱管理器，从频谱管理器接收注册应答消息（S330）；生成授权请求消息（S360）；在接收到授权应答消息后，生成验证应答消息（S370）；以及把验证应答消息发送到要被认证的认知无线电设备，以使得该认知无线电设备被认证并被授权去在验证应答消息中所指明的信道上通信（S380）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】认知无线电设备的认证和授权本专利申请在35U.S.C.§119(e)下要求2011年1月20日提交的美国临时申请No.61/434,524的优先权利益，该临时申请的内容通过引用合并于此。
本专利技术总的涉及无线通信设备，更具体地，涉及无线网中的认知(cognitive)设备的认证和授权。
技术介绍
为了使用空白频率（例如，由于模拟电视的终结和在某个地理位置所使用的有限数量的电视频段而可用的频率）来提供无线宽带互联网接入，正在开发认知设备。然而，在这样的频率上的传输可能影响既有服务，比如电视台和其它无线用户。某些管理机构，诸如美国的联邦通信委员会（FCC）和英国的Ofcom，设置了一些法规，要求在认知无线电设备进行任何发射之前对这样的设备进行认证和授权。例如，FCC要求认知无线电设备直接或间接地联系已指明的频谱数据库，以便在它操作之前和操作期间确定它的工作信道和发射功率。按照FCC法规，模式I个人/便携式电视频段设备（TVBD）只有在从模式IITVBD（此后称为模式II）设备接收许可信道列表后才可以传送数据。模式II设备查询频谱数据库，并且验证模式I设备的FCC标识符（FCCID）是有效的。为了发起与模式II设备的通信，模式I设备可以在由模式II设备所使用的可用信道上或在由模式II设备指示为可用于通信的信道上传送。除非是在睡眠模式时，否则每60秒至少一次，模式I设备从模式II设备接收联系验证信号，该联系验证信号包括其的当前的可用信道列表。替换地，模式I设备联系模式II设备，以重新验证/重新建立信道可用性。联系验证信号是由模式II设备广播、供模式I设备接收的已编码信号，模式I设备被提供以可供运行的可用信道列表。联系验证信号也被利用来确定模式I设备是否仍旧处在模式II设备的接收范围内。模式I设备只能应答来自模式II设备的联系验证信号，该联系验证信号提供模式II设备在其上运行的可用信道列表。模式II设备在它提供可用信道列表的同时，连同可用信道列表一起提供用于译码联系验证信号的信息。而且，按照FCC法规，模式I设备在没有接收到联系验证信号时或当它不能通过与模式II设备的联系而重新建立可用信道列表时，立即停止它的运行。另外，如果模式I设备失去电力，则它必须重新检验或重新建立与模式II设备的通信，以便得到可用信道列表。如果模式II设备失去电力且此后得到新的信道列表，则它必须用信号通知所有相关联的模式I设备去获取新的信道列表。认知无线电装置可以直接或间接访问频谱数据库，以便在操作之前和操作期间确定它的工作信道以及运行功率。当前，支持认知无线电网络的通信标准，诸如Ecma392、IEEE802.22和IEEE802.11af，并没有定义用于执行对设备的这样的认证和授权的任何有效的方法。因此，在包括认知无线电设备的无线网中提供用于利用以上讨论的法规的有效方法和设备是有利的。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例包括认知无线电设备的认证和授权的方法。该方法包括：生成注册请求消息，注册请求消息包括生成所述请求的设备的标识符和位置以及要被认证的至少一个认知无线电设备的位置和标识符；把注册请求发送到频谱管理器；接收注册应答消息，其中注册应答消息包括只能由要被认证的认知无线电设备进行译码的加密认证信号；生成包括如从要被认证的设备处接收的解密的认证信号认证的授权请求消息；在接收到授权应答消息后，生成验证应答消息，其中验证应答消息至少包括对于要被认证的设备所设置的可用信道列表和发射功率极限；以及把验证应答消息发送到要被认证的认知无线电设备，以使得认知无线电设备被认证并被授权在验证应答消息中指定的信道上通信。本专利技术的某些实施例还包括用于对在基于认知的无线网中可运行的多个从设备进行认证和授权的认知无线电设备。该认知无线电设备包括：存储器单元，所述存储器单元至少包括只读存储器部分，用于存储认知无线电设备的身份和它的私有安全密钥，存储器单元还存储相关联的认知无线电从设备的列表；处理器，用于至少生成注册请求消息、关联应答消息、验证应答消息、安全同步信息单元（IE）和刷新请求消息；以及通信模块，用于与频谱管理器和相关联的认知无线电设备交换所生成的消息。本专利技术的某些实施例还包括在基于认知的无线网中可运行的认知无线电设备。该设备包括：存储器单元，所述存储器单元至少包括只读存储器部分，用于存储该设备的身份和它的私有安全密钥；处理器，用于至少生成关联请求、验证请求消息，其中关联请求至少包括认知无线电设备的标识符、位置和MAC地址，验证请求消息至少包括通过使用私有安全密钥而被解密的解密认证信号；以及通信模块，用于与频谱管理器和主设备交换所生成的消息。本专利技术的某些实施例还包括频谱管理器，用于认证和授权在基于认知的无线网中可运行的认知无线电设备。频谱管理器包括：数据库，用于存储为每个认知无线电设备定义的身份、特性、许可信道列表和发射功率极限；处理器，用于至少生成注册应答消息、授权应答和刷新应答消息，其中注册应答至少包括加密的认证信号，如果被包括在授权请求消息中的认证信号与被包括在注册应答消息中的认证信号的解密的副本一致，则生成应答消息，该刷新应答消息至少包括更新的许可信道列表；以及通信模块，用于与可作为主设备运行的一个或多个认知无线电设备交换所生成的消息。被看作为本专利技术的主题在本说明书的结论中具体地指出，并在权利要求中被明显地要求。本专利技术的上述的和其它的特征和优点将从以下的结合附图所做出的详细描述中明白。附图说明图1是被利用来描述本专利技术的各种实施例的、基于认知无线电的网络的图。图2是频谱管理器的框图。图3是图示按照本专利技术的实施例的、从设备的认证和授权的方法的流程图。图4A和4B图解用来说明按照本专利技术的实施例的、从设备的认证和授权的方法的安全同步IE与信道组IE流程图的结构。图5A和5B图示用于安全同步IE的传输的不同的实施例。图6是按照本专利技术的实施例的认知无线电设备的框图。具体实施方式重要的是要指出，本专利技术所公开的实施例仅仅是这里的新颖教导的许多有利用途的例子。通常，在本申请的申请书中做出的陈述不是必然地限制各种所要求保护的专利技术中的任何专利技术。而且，某些陈述可能适用于某些创造性特征，但不适用于其它特征。通常，除非另外指出，否则单数单元可以是复数的，且不失一般性，反之亦然。在附图中，贯穿几个视图，同样的标号指同样的部分。图1显示用于支持认知无线电设备的网络系统100的非限制性和示范性图。在网络系统100中，多个主设备110-1到110-n通过网络130与频谱管理器120通信。网络130可以是广域网、局域网等等或它们的任何组合，但不限于此。主设备110-1到110-n还与多个从设备140-1到140-m通信。每个主设备（例如，主设备110-j）认证它自己和它的相关联的从设备（例如，从设备140-i），并且从频谱管理器120检索用于它自己和它的相关联的从设备的已授权的信道列表与运行功率。主设备110-1到110-n还代表从设备140-1到140-m来协调动态频率选择（DFS）、发射功率控制（TPC）和信道测量。网络系统100中的主设备和从设备是认知无线电设备，其实施包括、但不限于Ecma392、IEEE802.22、IEEE802.11af等等的通信标准。按照本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.20 US 61/434,5241.一种用于认证和授权多个认知无线电设备的方法（300），包括：由中间认知无线电设备生成包括该中间认知无线电设备（110-j）的标识符和位置的注册请求消息，其中注册请求消息还包括要被认证的认知无线电设备（140-i）的位置和标识符；由中间认知无线电设备把注册请求消息发送到频谱管理器；由中间认知无线电设备接收注册应答消息，该注册应答消息包括可由该认知无线电设备（140-i）译码的已加密认证信号（S330）；由中间认知无线电设备生成授权请求消息，其包括从接收自该认知无线电设备的已加密认证信号解密的认证信号（S360）；在从频谱管理器接收到授权应答消息后，由中间认知无线电设备生成验证应答消息，该验证应答消息至少包括对于该认知无线电设备所设置的可用信道列表和发射功率极限（S370）；以及由中间认知无线电设备发送验证应答消息到该认知无线电设备，以使得该认知无线电设备被认证并被授权去在验证应答消息中所指明的信道上通信（S380）。2.权利要求1的方法，还包括：由中间认知无线电设备从认知无线电设备接收关联请求消息，该关联请求消息包括以下至少一项：认知无线电设备的标识符、位置和介质接入控制（MAC）地址（S310）；以及在生成授权请求消息之前，由中间认知无线电设备接收验证请求消息，该验证请求消息至少包括通过使用认知无线电设备的私有密钥来解密在关联应答消息中的认证信号而生成的已解密认证信号（S350）。3.权利要求1的方法，还包括：由中间认知无线电设备周期地生成安全同步信息单元（IE），并把安全同步信息单元（IE）发送到认知无线电设备（S390）；以及由中间认知无线电设备周期地生成刷新请求消息，并把刷新请求消息发送到频谱管理器（S3100）。4.权利要求3的方法，其中安全同步IE在信标（510）和超帧的静默期的至少之一中被发射。5.权利要求3的方法，其中安全同步IE包括单元标识符（ID）（401）、长度（402）、多播ID（403）、信道组ID（404）和信道组IE（405），其中多播ID指明包括与第一设备相关联的多个认知无线电设备的多播组。6.权利要求5的方法，其中信道组ID和信道组IE被加密，以及其中如果认知无线电设备属于在多播ID中指明的多播组，则该认知无线电设备解密信道组IE。7.权利要求5的方法，其中信道组IE包括单元标识符（ID）字段（410）、长度字段（420）、监管域（430）、许可的用于传输的信道的数量（440），以及对于每个许可信道的、指示信道号的子字段（441）和指示对于该信道的发射功率极限的子字段（442）。8.权利要求1的方法，其中如果被包括在授权请求消...

【专利技术属性】
技术研发人员：J王，M戈霍斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：