Динамическое использование радиоресурсов

Динамическое использование радиоресурсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к адаптивной беспроводной связи и, в частности, к адаптивному использованию одного или нескольких имеющихся радиоресурсов.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ограниченность ресурсов, связанная с использованием спектра электромагнитных волн (например, полосы частот), может негативно отразится на вводе в действие существующими и новыми предприятиями (включая провайдеров услуг) новых приложений. Например, технические требования к полосе частот, связанные с новым приложением, которое предприятие намеревается ввести в действие, могли бы превысить один или более ресурсов спектра электромагнитных волн, выделенных предприятию. Темпы, с которыми новые приложения вводятся в действие, превысили возможности многих государственных субъектов, несущих ответственность за мониторинг использования спектра электромагнитных волн, проводить компетентную оценку новых приложений. Существующие процедуры выдачи разрешений являются обычно длительными и дорогостоящими, и в них предпочтение отдается не мелким, а более крупным и более прочно укоренившимся на рынке предприятиям, что может поставить более мелкие предприятия в невыгодное положение.

При современном использовании спектра электромагнитных волн обеспечивается передача данных со скоростью в диапазоне приблизительно от 19,2 до 48 Кб/с по каналам приблизительно от 2000 кГц до 1,5 МГц. Во многих современных протоколах беспроводной связи используется множественный доступ с временным разделением (МДВР), множественный доступ с кодовым разделением каналов (МДКРК), или методы коммутации каналов. Терминалы абонента (например, мобильные телефоны) могут, в зависимости от приложения абонента, работать в одномодовом, двухмодовом или трехмодовом режимах. Беспроводная связь может быть ограничена региональными или государственными границами, и в устройствах, обеспечивающих беспроводную связь, обычно используется выделенный сегмент спектра электромагнитных волн.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Конкретные примеры осуществления настоящего изобретения позволяют сократить или устранить недостатки и проблемы, традиционно связанные с беспроводной связью.

В одном примере осуществления изобретения способ динамического использования радиоресурсов включает мониторинг одного или нескольких радиоресурсов и генерирование данных о радиоресурсах. Использование данных о радиоресурсах обеспечивает прогнозирование возникновения одной или нескольких мертвых зон в один или несколько будущих периодов времени. Мертвая зона включает возможность беспроводной связи, при которой один или несколько радиоресурсов, выделяемых одному или нескольким первым абонентам, временно доступны для беспроводной связи одним или несколькими вторыми абонентами. Осуществляется генерирование данных прогнозирования мертвой зоны, и, используя данные прогнозирования мертвой зоны, производится синтезирование одного или нескольких каналов беспроводной связи из одной или нескольких расчетных мертвых зон. Осуществляется генерирование данных о синтезировании канала и прием данных, отражающих обратную связь от предыдущей одной или нескольких попыток беспроводной связи, и данных, отражающих одно или несколько состояний сети. В соответствии с принятыми данными и данными о синтезировании канала производится выбор одного или нескольких конкретных каналов беспроводной связи из одного или нескольких синтезированных каналов беспроводной связи. Осуществляется генерирование данных о выборе канала беспроводной связи с использованием данных о выборе канала беспроводной связи, производится подача команды на радиостанцию на установление связи с использованием одного или нескольких выбранных каналов беспроводной связи. На радиостанцию подается команда на прекращение использования одного или нескольких выбранных каналов беспроводной связи после завершения передачи данных.

Конкретные примеры осуществления настоящего изобретения обеспечивают одно или несколько преимуществ. Конкретные примеры осуществления настоящего изобретения создают более широкие возможности использования одного или нескольких ограниченных ресурсов спектра электромагнитных волн или иных радиоресурсов (например, временные интервалы, мощность и коды). В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения один или несколько недоиспользованных радиоресурсов (включающих неиспользованные радиоресурсы) используются для обеспечения одной или нескольких радиолиний для одного или нескольких абонентов. В соответствии с конкретными примерами осуществления настоящего изобретения обеспечивается более эффективное использование одного или нескольких ограниченных радиоресурсов системой связи (например, устройство конечного абонента, центральная станция или пункт доступа). В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения производится определение одной или нескольких недоиспользованных частей одного или нескольких радиоресурсов и их последующее использование при возникновении необходимости для создания одного или нескольких каналов беспроводной передачи для одного или нескольких абонентов. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения вместо мониторинга исключительно конкретных полос частот осуществляется мониторинг радиоресурсов с использованием многомерного, многоуровневого процесса.

В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения недоиспользованные радиоресурсы сгруппированы для установления каналов беспроводной связи между двумя абонентами или между устройством и пунктом инфраструктуры. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения два или несколько абонентов имеют возможность обоюдно согласовывать вопрос об определении одной или нескольких приемлемых частей одного или нескольких радиоресурсов для установления экономичных и эффективных каналов беспроводной связи. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения осуществляется мониторинг каналов беспроводной связи для дальнейшего повышения экономичности и эффективности в целях создания в перспективе каналов беспроводной связи.

Конкретные примеры осуществления настоящего изобретения могут найти применение в радиоустройствах следующего поколения как в военной (в Министерстве обороны США), так и коммерческой областях. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения предлагается адаптивное применение одного или нескольких радиоресурсов, основанное на доступности радиоресурсов и на основе одной или нескольких конкретных потребностей одного или нескольких абонентов, что создает возможности для высокоскоростной беспроводной связи при высоком качестве и классе предоставляемых услуг передачи данных при различных условиях. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения предлагается решение по многоспектральной широкополосной радиосвязи с программных обеспечением для локальной сети беспроводной связи, сотовых и иных систем беспроводной связи, которые могут представлять собой экономичную альтернативу специальным сетям, не обеспечивающих абсолютную гибкость. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения предлагаются экономически эффективные системы беспроводной связи, способные найти применение как в военной, так и промышленной областях.

В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения производится определение одной или нескольких недоиспользованных частей одного или нескольких радиоресурсов и их последующая активизация при возникновении необходимости для создания одного или нескольких каналов беспроводной связи для передачи информации одним или несколькими абонентами. По завершении передачи информации один или несколько радиоресурсов могут быть деактивированы, позволяя одному или нескольким другим абонентам активировать один или несколько радиоресурсов. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения гибкие способы управления ресурсами сочетаются с возможностями одной или нескольких специальных сетей и одним или несколькими элементами сети. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения между элементами сети создается более широкая взаимозависимость в целях обеспечения более широкой зоны охвата и дальности действия. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения аутентификационный центр может проверить абонента, пытающегося получить доступ к сети и в последующем предоставить абоненту один или несколько каналов беспроводной связи. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения используются экономичные и эффективные способы посредничества, обеспечивающие использование приложений и ресурсов на основе потребностей.

В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения используется один или несколько сегментов спектра электромагнитных волн при необходимости для передачи конкретных данных (например, голосовых данных, данных электронной почты или данных веб-страницы) для увеличения ресурсов спектра электромагнитных волн, что может способствовать развитию новых услуг и приложений. Конкретные примеры осуществления настоящего изобретения могут найти применение в целях создания определенной гарантии того, что один или несколько ограниченных ресурсов спектра электромагнитных волн будут использоваться в одной или нескольких услугах исключительно в случае необходимости (при отказе от использования одного или нескольких ограниченных ресурсов спектра электромагнитных волн при отсутствии необходимости), позволяя тем самым более мелким предприятиям предложить более широкий диапазон услуг.

В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения предлагаются гибкие способы управления ресурсами радиоспектра, что позволяет повысить использование радиоресурсов элементами сети беспроводной связи. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения к аутентификационным центрам может быть обеспечен легкий доступ для проверки и предоставления одного или нескольких каналов беспроводной связи между поставщиками приложений и абонентами приложений. В конкретных примерах осуществления настоящего изобретения радиоресурсы динамично используются для адаптации к расширяющейся базе приложений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

С целью обеспечения более полного понимания настоящего изобретения, его особенностей и преимуществ ниже приведено описание со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 - схематическая иллюстрация системы беспроводной связи для создания каналов связи путем активации неиспользованных и недоиспользованных радиоресурсов.

Фиг.2 - функциональная иллюстрация программного адаптивного способа для повышения эффективности использования неиспользованных и недоиспользованных радиоресурсов.

Фиг.3 - функциональная иллюстрация программного адаптивного способа, приведенного на Фиг.2.

Фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая способ и систему для динамического использования радиоресурсов в соответствии с настоящим изобретением.

Фигуры 5А-5Е - пример функциональности архитектуры протокола запроса (DPA).

Фиг.6 - блок-схема предиктора, приведенного на Фиг.4.

Фиг.7 - синтезирование и оптимизация канала, основанные на характеристиках расчетных мертвых зон.

Фиг.8 - блок-схема структуры замкнутого контура оптимизатора, приведенного на Фиг.4.

Фиг.9 - иллюстрация способа адаптивного метадоступа для пакетирования информации в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.10 - блок-схема функциональности многоабонентского полномочного управления доступом, демонстрирующая изменяющиеся режимы работы адаптера, показанного на Фиг.4; и

Фиг.11 - блок-схема, иллюстрирующая алгоритм, описывающий работу прогнозирующего распределителя, показанного на Фиг.4.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг.1 система беспроводной связи включает сотовые терминалы 10, запрограммированные на определение неиспользованных или недоиспользованных радиоресурсов с целью создания каналов связи между сотовыми терминалами и другими элементами сети, включающими маршрутизаторы 12 и центральные станции 14. Каждый из терминалов беспроводной связи 10 ведет поиск неиспользованных или недоиспользованных радиоресурсов для установления канала связи с вызываемым устройством. Кроме того, каждый из элементов беспроводной связи запрограммирован на обратный процесс с целью установления канала связи от отправителя информации. Терминал 10 мог бы представлять собой мобильный телефон или устройство радиооборудования, устанавливаемое в помещении абонента и обеспечивающее абоненту доступ к одному или нескольким сетям связи. Информация может передаваться между двумя терминалами 10, между терминалом 10 и маршрутизатором 12 и между терминалом и центральной станцией 14 с использованием одного или нескольких каналов беспроводной связи. Информация может передаваться между двумя маршрутизаторами 12 и между двумя центральными станциями 14 с использованием одной или нескольких проводных линий передачи, которые могли бы включать оптические линии связи. На терминале 10, с которого может осуществляться передача информации, может быть использован программный адаптивный способ (более подробное описание которого будет изложено ниже) для поиска недоиспользованных радиоресурсов для установления канала беспроводной связи с вызываемым устройством (которое могло бы представлять собой другой терминал 10, маршрутизатор 12 или центральную станцию 14). На терминале 10, на который может передаваться информация, может использоваться обратный процесс (более подробное описание которого будет изложено ниже) с целью обеспечения создания конечного участка канала беспроводной связи с использованием одного или нескольких недоиспользованных радиоресурсов и программного адаптивного способа.

Обычно система беспроводной связи, проиллюстрированная на Фиг.1, работает со скоростью передачи данных от 20 мегабайт/с до 1 гигабайт/с с шириной полосы частот канала более 5 МГц. Система работает в многопротокольном интегрированном режиме, использующем пакетную коммутацию, и основана на межсетевом протоколе. Каждый из сотовых терминалов 10 является многомодовым адаптивным блоком для неавтономного использования радиоресурсов в рамках глобальной связи на основе запроса приложения.

На Фиг.2 показан программный резидент в каждом из терминалов 10 беспроводной связи, функционирующих через радиоустройство 16, являющегося частью терминала беспроводной связи для установления канала связи с другими терминалами беспроводной связи. Программное обеспечение функционирует с целью определения неиспользованных или недоиспользованных радиоресурсов, имеющихся в среде. Этот способ является способом динамического распределения, и в нем используются “интеллектуальные” радиоустройства 16 для повышения возможностей цифровой обработки сигналов (DSP) в сети связи и терминалах беспроводной связи. После определения неиспользованных или недоиспользованных радиоресурсов программное обеспечение производит выбор возможных ресурсов спектра, которые будут использованы для передачи и приема. Определенная часть радиоресурсов, которая была выбрана с помощью программного обеспечения, конфигурирует радиоустройство 16 для установления канала связи. Из сети поступает информация обратной связи по предыдущим попыткам передачи данных с целью более точной идентификации и более точного определения неиспользованных или недоиспользованных радиоресурсов.

Один подход к динамическому использованию радиоресурсов основан на оценке времени. Три потенциальных, основанных на времени подхода к совместному использованию дефицитных радиоресурсов с целью удовлетворения различающихся критериев предложения и спроса включают: а) миллисекундный-секундный, б) минутный-часовой и в) дневной-недельный-месячный подходы. В соответствии с миллисекундным-секундным подходом осуществляется повторное использование и распределение ресурсов на основе временного повышения спроса и предложения, например, режимы трафика в сети и критические состояния. При таком подходе необходимость контроля над ресурсами беспроводной связи со стороны абонента приобретает приоритетность по сравнению с другими абонентами. Временной интервал, необходимый для установления канала связи и передачи информации, является исключительно коротким для согласования или обмена ресурсами с другими абонентами. В соответствии с минутным-часовым подходом создается возможность заимствовать радиоресурсы у других абонентов с целью временного удовлетворения спроса. В сети имеется механизм доступа, обеспечивающий расширенное совместное использование абонентских данных, а в HLR/BLR и соединенных сетях имеется возможность профилирования, позволяющая перемещать информацию по различным частотам. В соответствии с дневным-недельным и месячным подходом собственники радиоресурсов получают возможность согласовывать повторное использование радиоресурсов для специальных мероприятий, например, при проведении конференций и собраний. Элементы межсистемной связи и другие элементы сети устанавливаются до проведения мероприятий.

На Фиг.3 показана схема работы программного обеспечения, приведенного на Фиг.2, для установления каналов связи по использованию радиоресурсов. Первоначально программное обеспечение получает исходные данные из среды, например, считанные, прогнозные, распределенные или хранимые данные, и эти данные вводятся на этапе операции 18 в программный адаптивный модуль 20. В программной операции 22 производится анализ радиоресурсов в целях создания каналов связи. На основании этого анализа может осуществляться группирование ресурсов на основе определенных критериев. Канал связи может представлять собой полосу частот, временной интервал, уровень мощности и иной ресурс, который “конечно” не использован или недоиспользован. Далее, в программной операции 24 информация, собранная в отношении неиспользованных или недоиспользованных ресурсах беспроводной связи, распределяется по другим соседним узлам в сети с целью определения наилучшего ресурса, который будет использован для установления каналов связи. На основе согласования с соседними узлами в сети программный адаптивный модуль определяет в операции 26 радиоресурсы, наиболее полно отвечающие критериям связи, например полосу частот, уровень мощности и качество и класс предоставляемых услуг передачи данных. После определения радиоресурсов, которые будут использоваться для установления канала связи, с помощью программного обеспечения в операции 28 на радиоустройство 16 передается информация о ресурсах беспроводной связи, предназначенная для использования при активации неиспользованных и недоиспользованных радиоресурсов при необходимости установления канала связи для абонента с целью передачи информации. В операции 30 программного адаптивного модуля 20 осуществляется получение информации обратной связи относительно экономичности и эффективности передачи данных. В операции 32 информация обратной связи, относящаяся к предыдущей передаче информации, включается в аналитическую операцию 22 с целью более эффективного определения использования радиоресурсов для будущих каналов связи.

На Фиг.4 приведена архитектура программного адаптивного модуля 20, показанного на Фиг.3. Оценка радиоресурсов проводится с помощью датчика 34 на основе уровня мощности, частоты и времени с целью определения доступных или недоступных ресурсов. Эти данные передаются в предиктор 36 для подачи частотного/временного анализа в синтезатор 38 каналов. Синтезатор 38 каналов также получает информацию о ресурсах беспроводной связи и факторах среды дополнительно к обратной связи относительно изменения условий среды, например, наблюдаемого качества и класса предоставляемых услуг передачи данных. Синтезатор 38 каналов осуществляет вывод частот и времени каналов на оптимизатор 40, взаимодействующий с соседними устройствами 42 и получающий входную информацию из очереди 44 отложенных сообщений. Оптимизатор 40 выводит список 46 выделенных каналов/каналов с произвольным доступом, связанный с прогнозирующим распределителем 48 и распределителем 50 текущего канала. Прогнозирующий распределитель 48 также получает данные из очереди 44 отложенных сообщений, например, средняя пиковая нагрузка, типы сообщений и пункт назначения. Прогнозирующий распределитель реагирует путем вывода конкретных запросов на наблюдения за временем/частотой для дальнейшего использования. Распределитель 50 текущего канала также получает фактическую передаваемую информацию по входному каналу и выдает на радиоустройство 16 команды на передачу, включающие сообщения, полосу частоты канала, форму сигнала, мощность и модуляцию.

Термин “программируемый” относится к адаптивной способности системы управления включать многочисленные варианты для средств связи (т.е. каналы, сформированные из комбинирующихся мертвых зон) до тех пор, пока не будет проведено окончательное выделение частот. В процессе адаптации с целью обеспечения определенной степени контроля в систему включены контуры управления, ориентированные на обратную связь. Способы, в которых используются распознавание (т.е. информированность о мертвых зонах спектра и характеристиках мертвых зон) и программируемость (гибкое состояние) (softstate) (т.е. способность перемещать связь между мертвыми зонами, которая включается и отключается без фиксации только на одной мертвой зоне в течение всего обмена информацией), позволят достичь динамического использования спектра. В способе в соответствии с настоящим изобретением используются возможности спектра, представленные системами связи и сенсорными системами, например телевизионные сигналы, каналы передачи данных и радиолокация.

Познавательный, программируемый подход к динамическому использованию спектра включает следующие компоненты:

1) Прогнозирование неиспользованных мертвых зон спектра, основанное на считанных и охарактеризованных данных. Такая информированность о характеристиках спектра является основой для обозначения этой операции как когнитивной.

2) Синтезирование мертвых зон в каналы в целях установления связи. Этот элемент в сочетании с элементами оптимизации и выделения ниже образует адаптивную программируемость (гибкое состояние).

3) Оптимизация используемых каналов путем сопоставления сообщений и требуемых ресурсов с доступностью каналов.

4) Выделение каналов для установления связи.

5) Динамическая адаптация к изменениям предложенного трафика, спектральной среды и состояния сети путем перемещения ресурсов к новым синтезированным каналам на основе успешного/неуспешного установления связи.

Сочетание распознавания спектра с адаптивной программируемостью (гибким состоянием) позволяет повысить эффективность спектра и радиоресурсов. Этот пример осуществления настоящего изобретения включает:

- Два контура управления (быстрый и медленный), обеспечивающие постоянную обратную связь для достижения более высокой степени адаптивности в динамике спектра. Более быстрая адаптация происходит в процессе выделения мертвых зон для сообщений и при синтезировании каналов (например, в тех случаях, когда происходит потеря сообщений ввиду столкновений или плохих условий канала), в то время как более медленная адаптация происходит на стадии оптимизации (например, устранение использования мертвых зон спектра, которые, якобы, являются приемлемыми, однако оказываются проблематичными в процессе фактической передачи).

- Информированность (распознавание) среды спектра и влияние использования радиоресурсов и спектра с целью повышения динамического характера системы.

- Операции, предназначенные для оперативного использования спектра и ресурсов с минимальными дополнительными организующими операциями и временными задержками (адаптивная программируемость (гибкое состояние)).

- Оперативное перемещение между мертвыми зонами спектра путем обеспечения множественного соответствия мертвых зон ресурсам и каналам и выделения мертвых зон исходя из текущего состояния (адаптивная программируемость (гибкое состояние)).

На Фиг.4 когнитивный программный подход включает два основных блока. Первая часть, предиктор 36, определяет мертвые зоны спектра на основе считанных/охарактеризованных данных спектра, предоставляемых функцией 34 считывания/характеризации. Предиктор 36 использует данные о спектре в своей местной среде для прогнозирования характера мертвых зон спектра в ближайшем будущем. Этот процесс называется когнитивным, поскольку в нем используются характеристики информированности о спектре. Вторая часть, адаптер 52, устанавливает соответствие расчетных мертвых зон спектра радиоресурсам и коммуникационным сообщениям и адаптируется по мере изменения коммуникационных элементов. Адаптер 52 использует данные из предиктора 36 для определения наиболее эффективного соответствия мертвых зон сообщениям при оптимальном использовании радиоресурсов. Адаптер стремится сократить до минимума потери как радиоресурсов, так и ресурсов спектра, обеспечивая при этом завершение связи в диапазоне точного временного интервала и при соответствующих параметрах качества и класса предоставляемых услуг передачи данных. В данном контексте качество и класс предоставляемых услуг передачи данных относятся к критериям качества, требуемым абонентами, например, коэффициент ошибок битов, доступность каналов и задержки. Адаптер 52 также выполняет функцию по оперативному определению успешной или неуспешной передачи сообщений и стратегии изменения (в плане полосы частот, уровней мощности, временных интервалов, кодов и т.д.) с целью “адаптации” для повторной передачи. Этот процесс относится к адаптивным программным радиоресурсам, вводимым в действие и повторно вводимым в действие наиболее эффективным образом для надежного установления связи при многочисленных (программных) вариантах, рассматриваемых в целях наиболее эффективного использования спектра. Подход является комплексным в том плане, что в соответствии с ним проводится поиск и использование возможностей спектра, представленных как коммуникационными, так и сенсорными системами. Мертвые зоны, имеющиеся в телевизионных сигналах, в каналах передачи данных и радиолокации, будут использованы и адаптированы для установления связи.

Адаптация повышается путем использования двухконтурной структуры обратной связи, обеспечивающей более эффективный контроль и реакцию на динамические изменения среды или связи. Первый контур - контур оперативного управления - обеспечивает быструю адаптацию к изменяющимся условиям спектра (например, внезапное появление выделенных абонентов, значительное замирание канала) и лучшее соответствие ресурсов мертвым зонам спектра. Второй контур - контур медленного управления - охватывает значительные изменения характеристик спектра или использование ресурсов при более низких темпах (например, устранение определенных мертвых зон, являющихся проблематичными, отмена большего количества выделенных мертвых зон, использование различных методов модуляции) с целью повышения эффективности системы и поддержания ее стабильности. Сочетание прогнозной и адаптационной функциональности в когнитивном программном подходе также рассматривается как динамический предиктор-адаптер (DPA). Термин “мертвые зоны” относится к тем возможностям спектра (частоты, временные интервалы, коды, уровни мощности), которые не используются выделенными абонентами и могут быть использованы другими абонентами до тех пор, пока выделенные абоненты не почувствуют воздействие или значительные помехи. Следует отметить, что ряд абонентов мог бы эффективно работать при определенных помехах, в частности если эти помехи находятся ниже определенного уровня, например, в системах множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA).

В динамическом предикторе-адаптере используется архитектура иерархического управления (Фиг.4), обеспечивающая выделение и использование спектра. Архитектура содержит два основных блока - предиктор 36 и адаптер 52. Предиктор 36 постоянно отслеживает охарактеризованные мертвые зоны и прогнозирует их характеристики в будущем. Адаптер 52 выполняет три отдельные функции - синтезирование 38, оптимизацию 40 и выделение 48, 50.

Функция синтезатора 38 предназначена для комбинирования расчетных мертвых зон (например, полос частот, временных интервалов, кодов) в каналы связи. Каналы состоят из единичных или нескольких мертвых зон, отвечающих определенным критериям (например, уровни качества и класса предоставляемых услуг передачи данных и т.д.). Оптимизатор 40 определяет наилучший комплект каналов, анализируя уровни качества и класса предоставляемых услуг передачи данных, обратную связь по предыдущим попыткам, внешние радиоусловия и координацию с соседями. Распределитель 48, 50 устанавливает соответствие оптимизированных комплектов каналов сообщениям и радиоресурсам (форма волны, модуляция, кодирование и т.д.). Требуемый процесс принятия решения в адаптере 52 для создания каналов из мертвых зон и установления соответствии каналов сообщениям и радиоресурсам, осуществляется с использованием многомодельного уровня принятия решений. Для передачи сильно уплотненных и пакетированных сообщений используется способ передачи с метадоступом. Способ передачи с метадоступом обеспечит оперативный обмен информацией сообщений между узлами в сети при оптимальном использовании спектра и радиоресурсов. Общий процесс является динамичным ввиду непрерывного использования обратной связи в сочетании с данными о состоянии среды, поступающими от измерительных и характеризующих элементов, с целью принятия решения относительно путей более эффективного использования мертвых зон спектра.

Структура иерархического управления адаптера 52 обеспечивает оперативное реагирование на изменяющиеся нужды связи, поддерживая при этом стабильность в сети. Контур медленного управления (контур 1 - медленный контур, или контроллер внешнего контура (цикла)) контролирует и обновляет данные списка каналов, доступных для использования конкретными узлами, и медленно изменяет распределение выделенных каналов по отношению к каналам с произвольным доступом исходя из качества и класса предоставляемых услуг передачи данных и требований пропускной способности данных. Медленный контур производит проверку на некоторую повторяемость ухудшающегося состояния каналов, прежде чем исключить эти каналы. Ожидание в течение более длительного интервала времени до принятия действий обеспечивает стабильность системы. Контур оперативного управления (уровень 2 -оперативный контур, или распределитель внутреннего контура (цикла)) использует информацию обратной связи для оперативной адаптации к изменениям характеристик каналов путем модификации параметров сигналов и пакетирования сообщений. Временные интервалы, предусмотренные для контуров уровня 1 и уровня 2, составляют номинально 1 секунду и 10 миллисекунд, соответственно. Эти временные интервалы были выбраны в качестве примера исходя из необходимости оперативной адаптации, обеспечивая при этом сохранение стабильности системы. Сохранение исключительно короткого временного интервала для оперативного контура (например, 10 миллисекунд) позволит ДПА максимально использовать мертвые зоны, сократить до минимума потери радиоресурсов, время ожидания и предотвратить исключение неотосланных сообщений, не вызванное необходимостью. С другой стороны, контуру медленного управления (например, 1 секунда) потребуется только включить в себя (объединить) изменения при существенном изменении состояния, что вызывает необходимость изменения структуры синтезирования и оптимизации каналов. Этот временной интервал в большей степени зависит от изменений входного трафика и перемещения абонентов.

Выделение каналов может происходить автономно или неавтономно (коллективно) с другими узлами. Оптимизатор 40 и распределители 48, 50 совместно анализируют расчетные данные спектральной среды, радиоресурсы и очереди сообщений с целью определения возможности выделения требуемых каналов (например, ими выявляются определенная неиспользованная пропускная способность канала, ряд сообщений с длительной задержкой передачи и незначительной активностью в среде), либо определяют необходимость неавтономного использования информации с соседними узлами. Исходя из этой информации, узел может принять решение о передаче сообщений, имея достоверную информацию о том, что он располагает более чем достаточной пропускной способностью канала для удовлетворения требований качества и класса предоставляемых услуг передачи данных сообщений. Такое выделение является автономным выделением. Это, в частности, относится к случаю, когда узел первым входит в среду. При изменении состояния среды (слишком большое количество потерянных сообщений, повышенная активность, более низкая пропускная способность канала) адаптер 52 произведет изменение параметров и будет использовать обратную связь и обмениваться информацией с соседями. В этом случае узел будет использовать информацию от своих соседей для равнодоступного выделения каналов (в рамках любых приоритетных направлений) и обеспечит определенные возможности для узлов в сети осуществить передачу. Такое выделение называется неавтономным выделением. На Фиг.4 показана (слегка заштрихованный блок) функциональность многоабонентского полномочного управления доступом, применимая при определении того, следует ли в процессе оптимизации использовать автономный или коллективный режим. В целом адаптер обеспечивает динамическую адаптацию к условиям среды путем определения наиболее эффективного режима (например, автономный, коллективный, сочетание двух режимов) и оптимального использования ресурсов.

На Фиг.5А-5В показан пример функциональности DPA. На Фиг.5А-5В показана методология, используемая DPA, для обнаружения мертвых зон в их среде, синтезирования мертвых зон в каналы связи, оптимизации наиболее эффективных конфигураций каналов, выделения каналов и, наконец, сопоставления каналов с сообщениями и радиоресурсами в целях установления связи. На этом чертеже с помощью сетки мертвых зон 2D демонстрируется функционирование DPA. На Фиг.5А-5В представлен временной интервал в 25 миллисекунд. Центр - заштрихованная темным цветом клетка в каждой сети -представляет собой фактическую периодичность использования конкретной ширины полосы частот и времени неабонентом. Слегка заштрихованные клетки представляют собой необнаруженные мертвые зоны, в то время как клетки, маркированные заглавными буквами, представляют собой мертвые зоны, которые были обнаружены и спрогнозированы DPA.

В целях пояснения узел способен обнаружить двадцать имеющихся мертвых зон спектра в среде за временной интервал в 25 миллисекунд. Восемь из двадцати исключаются по различным причинам (например, слишком короткий временной интервал, предшествующее изменение) в предикторе 36, в то время как оставшиеся 12 мертвых зон используются для объединения в каналы. Синтезатор 38 создает шесть каналов, состоящих либо из двух мертвых зон на канал, либо одной мертвой зоны на канал (Фиг.5В). Оптимизатор 40 просматривает синтезированные каналы и определяет, что условия среды позволят использовать все шесть мертвых зон (Фиг.5С). Четыре из мертвых зон будут использованы первыми, исходя из их характеристик, в то время как две мертвые зоны будут использованы в качестве резервных. Резервные каналы обеспечивают адаптацию, - если установление связи по любому из первых четырех каналов не является успешным или появляются выделенные абоненты, то происходит переключение на резервные каналы. Распределитель 48 сопоставляет первое сообщение с двумя мертвыми зонами, а второе и третье сообщение - с двумя другими мертвыми зонами (Фиг.5D)