CN1650583A - 动态无线资源利用 - Google Patents

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CN1650583A CNA038091763A CN03809176A CN1650583A CN 1650583 A CN1650583 A CN 1650583A CN A038091763 A CNA038091763 A CN A038091763A CN 03809176 A CN03809176 A CN 03809176A CN 1650583 A CN1650583 A CN 1650583A
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Abstract

在一个实施例中，用于动态无线资源利用的方法包括：监控无线通讯资源，产生无线通讯资源数据；使用所述无线通讯资源数据，预测一个或多个孔洞在未来时间段内的出现；产生孔洞预测数据；使用所述孔洞预测数据，通过所述一个或多个预测的孔洞合成一个或多个无线通讯信道；产生信道合成数据；接收反映来自先前的无线通讯尝试的反馈的数据和反映网络状况的数据；根据接收到的数据和信道合成数据，从所述一个或多个合成的无线通讯信道中选择特殊的无线通讯信道；产生无线通讯信道选择数据；使用所述无线通讯信道选择数据，指示无线单元使用选择的无线通讯信道进行通讯；及指示无线单元在通讯完成后终止选择的无线通讯信道的使用。

Description

动态无线资源利用
技术领域
本发明涉及适应性的无线通讯，更特别地，涉及一个或多个可用的无线资源的适应性利用。
发明背景
电磁频谱(如带宽)使用的资源稀缺会对现有企业和新的企业(包括服务提供者)的新应用部属产生负面影响。例如，与企业希望部属的新应用关联的带宽需求会超出已分配给该企业的一个或多个电磁频谱资源。部属新应用的速率已超出了很多负责监控电磁频谱使用的政府实体充分评价新应用的能力。当前的评估过程通常很慢而且费用很高，并趋向于相对小企业来说优待更大更知名的企业，这样对小企业很不利。
当前电磁频谱的使用支持数据以大约19.2至48Kbps之间的速率在大约200KHz至1.5MHz之间的信道中传输。当前很多无线通讯协议使用时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)或回路交换技术。取决于用户应用，用户终端(如移动电话)能够以单模式、双模式或三模式工作。可以将无线通讯限制在区域或国家范围内，且支持无线通讯的设备通常使用专门的电磁频谱段。
发明概要
本发明的特殊实施例可以减少或消除现有的和无线通讯关联的缺点和问题。
在本发明的一个实施例中，动态无线资源利用方法包括监控一个或多个无线通讯资源并产生无线通讯资源数据。使用无线通讯资源数据，预测一个或多个孔洞在一个或多个未来时间段内的出现。孔洞(hole)包括这样的无线通讯机会，其中分配给第一组一个或多个用户的一个或多个无线通讯资源暂时对第二组一个或多个用户进行的无线通讯可用。产生孔洞预测数据，并使用孔洞预测数据，通过一个或多个预测的孔洞合成一个或多个无线通讯信道。产生信道合成数据，并接收反映来自先前的一次或多次无线通讯尝试的反馈的数据和反映一个或多个网络状况的数据。根据接收的数据和信道合成数据，从一个或多个合成的无线通讯信道中选择一个或多个特殊的无线通讯信道。产生无线通讯信道选择数据，并使用无线通讯信道选择数据，指示无线单元使用一个或多个选择的无线通讯信道进行通讯。指示无线单元在通讯完成后终止一个或多个选择的无线通讯信道的使用。
本发明的特殊实施例提供一个或多个优点。特殊实施例增强一个或多个有限的电磁频谱资源或其他无线资源(如时隙、功率和代码)的使用。在特殊的实施例中，使用一个或多个未充分利用的无线资源(这包括未利用的无线资源)向一个或多个用户提供一个或多个无线链接。特殊实施例增加通讯系统(如最终用户设备、基站或访问点)对一个或多个无线资源的利用。在特殊实施例中，识别一个或多个无线资源的一个或多个未充分利用的部分并接着根据需要使用它对一个或多个用户建立一个或多个无线链接。在特殊实施例中，使用多维、多层的处理监控无线资源，而不是仅监控特殊频段。
在特殊实施例中，对未充分利用的无线资源分组以建立两个用户之间或设备和架构点之间的无线链接。在特殊实施例中，两个或多个用户可以彼此协商来确定一个或多个无线资源合适用于建立高效和有效的无线链接的一个或多个部分。在特殊实施例中，监控无线链接以进一步增加在将来建立无线链接的效率和有效性。
特殊实施例可以在美国国防部(DoD)应用和商业应用中的下一代无线设备中使用。特殊实施例基于无线资源的可用性并基于一个或多个用户的一个或多个特殊需要支持一个或多个无线资源的适应性使用，它可以在各种条件下支持高速和高服务质量(QoS)的无线通讯。特殊实施例对充当不提供整体灵活性的专门网络的低成本替代的无线局域网(WLAN)、蜂窝及其他无线系统提供多频谱的宽带软件无线解决方案。特殊实施例在国防部和商业环境中均提供成本合算的无线系统。
在特殊实施例中，识别一个或多个无线资源的一个或多个未充分利用的部分并接着根据需要进行激活以建立一个或多个无线链接用于一个或多个用户的信息传输。在信息传输完成之后，可以停用一个或多个无线资源以允许一个或多个其他用户激活所述一个或多个无线资源。在特殊实施例中，灵活的资源处理技术与一个或多个专门网络能力和一个或多个网络元素组合。在特殊实施例中，在网络元素之间创建多个相互依存关系以提供更大的网络覆盖面和范围。在特殊实施例中，身份验证中心可以校验尝试访问网络的用户并接着向该用户提供一个或多个无线链接。特殊实施例使用高效和有效的代理技术来支持应用和基于需要的资源利用。
特殊实施例根据需要使用一个或多个电磁频谱段来传递特殊数据(如，语音数据、电子邮件数据或网页数据)以改善电磁频谱资源的稀缺性，这有助于新服务和新应用的使用。可以使用特殊实施例或多或少地确保一个或多个服务仅在需要的时候使用一个或多个有限的电磁频谱资源(并在不需要的时候释放一个或多个有限的电磁频谱资源的使用)以支持小企业提供更多服务。
特殊实施例提供灵活的无线频谱资源处理技术，这可以提高无线网络元素对无线资源的利用。在特殊实施例中，可以容易地访问身份验证中心以校验并提供应用提供者和应用的用户之间的一个或多个无线链接。在特殊实施例中，动态地利用无线资源以适应扩展的应用基数。
附图说明
为了对本发明及其特性和优点提供更完整的理解，连接附图参考下面的说明，其中附图包括：
图1为示意图，展示用于通过激活未利用或未充分利用的无线资源建立通讯链接的无线通讯系统；
图2为功能示意图，展示增强未利用或未充分利用的无线资源的使用的软件适应性技术；
图3为功能示意图，展示图2中所示的软状态适应性方法；
图4为方框图，展示符合本发明的动态无线资源利用方法和系统；
图5A至图5E展示DPA功能性的例子；
图6为方框图，展示图4的预测器；
图7展示基于预测的孔洞特性进行的信道合成和优化；
图8为方框图，展示图4的优化器的闭环结构；
图9展示符合本发明的对包信息的适应性元访问方法；
图10为多用户MAC功能的方框图，展示图4的适配器的各种操作模式；及
图11为流程图，展示描述图4的前视分配器操作的算法。
对示范实施例的描述
参考图1，无线通讯系统包括蜂窝终端10，这些蜂窝终端编程为识别未利用或未充分利用的无线资源以建立蜂窝终端和其他网络元素之间的通讯链接，其他网络元素包括路由器12和基站14。无线终端10中的每一个搜索未利用或未充分利用的无线资源以和目标设备建立通讯链接。此外，无线元素中的每一个均编程为建立反向处理以从信息的发起者建立通讯链接从而支持通讯链接的建立。终端10可以是向客户提供对一个或多个通讯网络的访问的移动电话或无线客户机设备(CPE)。可以使用一个或多个无线链接在两个终端10之间、在终端10和路由器12之间，及在终端和基站14之间传递信息。可以使用一个或多个有线(包括光纤)链接在两个路由器12之间及在两个基站14之间传递信息。通过它发送信息的终端10可以使用软状态适应性技术(这将在下面详细说明)来搜索未充分利用的无线资源用于从无线链接到目标设备(它可以是另一个终端10、路由器12，或基站14)的通讯。接收信息的终端10可以使用反向处理(这将在下面详细说明)来使用一个或多个未充分利用的无线资源和软状态适应性技术支持建立无线链接的最终部分。
通常，如图1所示的无线通讯系统用大于5MHz的信道带宽以20Mbps至1Gbps的数据速率工作。此系统以使用分组交换的多协议集成模式工作并且是基于IP的。蜂窝终端10中的每一个都是用于基于应用需求共享无线资源的全局通讯的多模式适应性单元。
参考图2，展示驻留在每个无线终端10中的软件，所述软件通过无线单元16作为无线终端的部分以建立到其他无线终端的通讯链接。此软件用于识别和确定在环境中可用的未利用或未充分利用的无线资源。这是动态分配方法并利用智能无线单元16以得到通讯网络和无线终端中增强的DSP处理能力。识别了未利用或未充分利用的无线资源时，软件选择可能的频谱资源用于发送和接收。由软件选择的识别的无线资源的部分配置无线单元16建立通讯链接。从网络接收对先前的通讯尝试的反馈信息以进一步改进未利用或未充分利用的无线资源的识别和确定。
一种用于动态无线资源利用的方法基于时间评估。三种用于共享稀缺的无线资源以符合变化的供求关系的可能的基于时间的方法包括：a)毫秒—秒，b)分钟—小时，及c)日—周—月。毫秒—秒方法基于暂时的需求—供给波动，(例如，网络上的流量状况)和突然事件重用和分配资源。对此方法，一个用户控制无线资源的需要比其他用户优先。建立通讯链接和传输信息的时间跨度对和其他用户进行资源协商或资源交易来说太短。分钟—小时方法提供从其他用户借用无线资源来暂时地满足需求的能力。在网络中建立清算机制以在HLR/BLR和互连的网络中支持增强的用户数据共享和剖析能力从而允许信息通过不同频率进行移动。日—周—月方法支持无线资源的所有者对特殊事件(如会议和约定)协商无线资源的重用。在该事件发生之前建立互连及其他网络元素。
参考图3，展示图2的软件建立用于无线资源利用的通讯链接的操作的流程图。首先，软件从环境中接收资源数据，例如，检测、预测、分配或存储数据，且此数据是操作18期间软件适应性模块20的输入。在软件操作22中，分析无线资源以创建通讯链接。此分析可以基于特定准则对资源分组。通讯链接可以是“有限地”未利用或未充分利用的频段、时隙、功率水平或其他资源。接下来，在软件操作24中，收集和网络中的其他相邻节点共享的未利用或未充分利用的无线资源的知识以确定用于建立通讯链接的最佳资源。基于和网络中相邻节点进行的协商，软状态适应性模块在操作26中确定最符合链接准则(例如，带宽、功率水平、QoS)的无线资源。确定用于建立通讯链接的无线资源之后，软件在操作28中发送无线资源信息到无线单元16以在激活建立用户发送信息的通讯链接所需的未利用或未充分利用的无线资源时使用。在软件适应性模块20的操作30中，接收有关通讯有效性和效率的反馈信息。在操作32中，将涉及先前通讯的信息反馈包括在分析操作22中以更好地确定将来通讯链接的无线资源利用。
参考图4，展示图3的软件适应性模块20的架构。检测器34基于功率水平、频率和时间评估无线资源以识别可用的资源或不可用的资源。将此数据传输到预测器36以输出频率/时间分析到信道合成器38。除了有关改变环境状况的反馈(如，观察到的信道QoS)，信道合成器38也接收无线资源和环境因素的信息。信道合成器38输出信道频率和时间到和相邻单元42通讯并接收来自待发消息队列44的输入的优化器40。优化器40输出连接到前视分配器48和当前信道分配器50的专用/随机访问信道列表46。前视分配器48也接收来自待发消息队列44数据，如平均/峰值需求、消息类型和目标。前视分配器48通过输出将来使用的特定时间/频数观察请求做出响应。当前信道分配器50也接收在输入信道上观察到的传输并输出传输命令(包括消息、信道带宽对频率、波形、功率和调制)到无线设备16。
术语“软状态”指控制系统包括用于通讯方法的多个选项(即，通过组合孔洞构成信道)直到做出最终的分配的适应性的能力。包括面向反馈的控制循环以在适应过程中提供某种程度的控制。使用认识(即，了解频谱孔洞和这些孔洞的行为)及软状态(即，打开和关闭而不使整个通讯仅固定于一个孔洞的在孔洞之间移动通讯的能力)的技术将支持动态频谱利用的实现。本发明的方法使用由通讯系统和检测器系统(如TV信号、数据链接和雷达)提供的频谱机会。
动态频谱利用的认知软状态方法包括下面的部分：
1)基于感知和特征化的数据预测未使用的频谱孔洞。这种对频谱行为的了解是称此操作为认知的基础。
2)合成孔洞到信道中以用于通讯。此元素与下面的优化和分配元素组合组成适应性软状态。
3)通过映射消息和所需的资源到信道可用性来优化所使用的信道。
4)分配信道用于通讯。
5)基于成功/失败的通讯，通过移动资源到新的、合成的信道，动态地适应提供的流量、频谱环境和网络状况的改变。
频谱认知与适应性软状态的组合可以增加频谱和无线资源效率。此实施例包括：
●两个控制循环(快速和慢速)在频谱动态中提供对较高程度适应性的连续反馈。较快的适应发生在分配孔洞到消息及合成信道期间(如，其中消息由于冲突或不良的信道状况而丢失)，而较慢的适应发生在优化阶段(如，消除频谱孔洞看起来可以接受但在实际传输期间证明有问题的使用)。
●了解(认知)频谱环境和使用无线资源及频谱来增加系统的动态本质的影响。
●快速利用频谱和资源而具有最小开销及延时的操作(适应性软状态)。
●通过提供孔洞到资源和信道的多个映射在频谱孔洞之间快递移动，并允许基于当前状况分配孔洞(适应性软状态)。
参考图4，认知软状态方法包括两个主要的块。第一个部分，预测器36，基于由检测/特征化功能34提供的感知/特征化的频谱数据确定频谱孔洞。预测器36使用其本地环境中有关频谱的数据来预测频谱孔洞将来近期内的行为。这称为认知，因为它使用频谱了解特征。第二个部分，适配器52，映射预测的频谱孔洞到无线资源和通讯消息，并充当通讯改变的元素。适配器52使用来自预测器36的数据确定具有最优无线资源使用的最高效的孔洞到消息的映射。适配器寻求最小化无线资源和频谱资源两者的损耗，同时确保通讯在正确的时间范围和QoS参数内完成。QoS在此语境中指用户所需的性能度量，如位错误率、信道可用性和延时。适配器52也负责快度确定所传递的消息的成功/失败并改变策略(按照频段、功率水平、时隙、代码等等)来“适应”重发送。这称作适应性软状态—以最高效的方式对可靠的通讯部署和重部署的无线资源，它具有多个(软)选项用于最佳的频谱使用。此方法是全面的，因为它将找出并利用由通讯和检测器系统两者提供的频谱机会。将使用在TV信号、数据链接和雷达中出现的孔洞并使其适应通讯。
通过使用对环境或通讯中的动态改变提供更好控制和反应的2-循环反馈结构，适应得到增强。一个循环—快速控制循环，支持对改变的频谱状况的快速适应(如，分配的用户的突然增加、严重的信道衰减)和资源到频谱孔洞更好的映射。另一个循环—慢速控制循环，包含频谱行为或资源利用中较低速度的显著改变(如，消除特定的有问题的孔洞、取消更加专门的孔洞，使用不同的调制技术)来增加系统效率并使其保持稳定。预测和适应功能在认知软状态方法中的组合也称为动态预测器适配器(DPA)。术语“孔洞”指那些未由分配的用户使用且只要没有能由分配的用户感觉到的影响或显著的干涉就可以由其他用户使用的频谱机会(频率、时隙、代码、功率水平)。应注意，某些用户可以在某些干涉下工作，特别是干涉低于特定水平，如在CDMA系统中时。
DPA使用层次控制架构(图4)来进行频谱分配和利用。该架构由两个主要的块—预测器36和适配器52。预测器36用于持续地查看特征化的孔洞并预测他们在将来的行为。适配器52由3个独立的功能—合成38、优化40及分配48、50。
合成器功能38负责合并预测的孔洞(如，频段、时隙、代码)到通讯信道中。信道包括单个或多个符合特定准则(如，QoS水平等等)的孔洞。优化器40通过查看QoS水平、有关先前尝试的反馈、外部无线状况及与邻居之间的协调确定信道的最佳集合。分配器48、50处理优化的信道集合到消息和无线资源(波形、调制、编码等等)的映射。使用多模型决策层来执行通过孔洞创建信道、映射信道至消息和无线资源的适配器52中所需的决策处理。为了发送紧凑且紧密打包的消息，使用元访问传输方法。元访问传输方法允许在网络中的节点之间快速交换消息信息，并达到最优的频谱和无线资源使用。总的处理是动态的，因为通过检测—特征化元素连续地将反馈与环境数据组合用于确定如何更加高效地使用频谱孔洞。
适配器52内的层次控制架构提供对改变的通讯需要的快速响应，同时保持网络中的稳定。慢速控制循环(1级—慢速循环或外部循环控制器)监控并更新可由特定节点使用的信道列表并缓慢地基于QoS和数据容量需求改变专用信道相对于随机访问信道的分配。慢速循环将校验恶化的信道状况在丢弃那些信道之前已显示出某些可重复性。再次通过在采取动作之前等待较长的时间段，保持系统稳定。快速控制循环(2级—快速循环或内部循环分配器)使用反馈信息通过修改信号参数和消息打包快速地适应信道行为的改变。对1级和2级循环预想的时间范围各自为通常1秒和10毫秒。这些时间范围作为例子基于快速适应的需要选择出，同时确保系统保持稳定。通过保持快速循环的时间范围很小(如，10毫秒)，DPA将能够最大化孔洞使用、最小化无线资源的浪费、最小化延时并防止未发送的消息遭到意外删除。另一方面，慢速控制循环(如，1秒)只需要当状况有足够多的改变时包含改变，且这保证合成结构的改变及信道的优化。此时间范围更加依赖于输入流量的改变及用户的移动。
信道的分配可以独立发生或与其他节点协同发生。优化器40和分配器48、50一起查看预测的频谱环境数据、无线资源和消息队列，以确定是否可以分配所需的信道(即，它看到某些未使用的信道容量，很少的将发送的消息有较佳的延时且在环境中没有很多活动)或确定是否需要与相邻节点共享信息。基于此信息，节点可以确定安全地发送信息，因为知道它足够的信道容量来满足消息QoS需求。这是独立的分配。很可能是这样，特别是当节点第一次出现在环境中时。如果环境状况改变(太多丢失的消息、增加的活动、较低的信道容量)，适配器52将改变参数并将使用反馈和与邻居进行的信息交换。在此事件中，节点将使用来自其邻居的信息以公平地分配信道(在任何优先级准则下)并确保网络中的节点有机会进行传输。这称为协同分配。图4指示(在虚线阴影框中)在确定应在优化处理中使用独立还是协同模式时包括多用户MAC(MUMAC)功能。总的来说，适配器通过确定最佳模式(如，独立、合作、中间)和资源的最优使用提供对环境状况的动态适应。
图5A至图5B展示例子DPA功能。图5A至图5B展示由DPA使用方法，所述方法包括查看其环境中的孔洞、合成孔洞到通讯信道中、优化最佳信道配置、分配信道并最终映射信道至消息和无线资源以用于通讯。在此示意图中，孔洞的2D网格展示DPA的功能。图5A至图5B每个都表示25毫秒的时间范围。每个网格中的中心深色阴影框表示由非用户在特殊频段和时间中的实际使用。浅色阴影框是未检测到的孔洞，而包含大写字母的框是那些由PDA检测到并进行预测的孔洞。
为了便于说明，节点在25毫秒时间范围的环境中能够检测二十个可用的频谱孔洞。由于各种原因(如，时间范围、过去历史太短等等)在预测器36丢弃二十个孔洞中的八个且余下的十二个孔洞用于合并到信道中。合成器38创建六个信道，包括每个信道两个孔洞或每个信道一个孔洞的情况(图5B)。优化器40查看合成的信道并确定环境状况允许使用所有六个孔洞(图5C)。基于它们的特征首先使用四个孔洞且让两个孔洞备用。备用的信道有助于适应—如果通讯在最初四个中的任何一个上不成功或分配的用户出现，则它切换为备用的信道。分配器48各自映射第一个消息到两个孔洞，映射第二个及第三个消息到其他两个孔洞(图5D)。消息一和二的传输成功，但是消息三传输不成功，且因此分配器通过使用低效允许的信道中的一个成功地重发送来适应(图5E)。在此例程结束时，五个信道已成功用于通讯。在这段时间里，频谱环境中有一个分配的用户由该节点服务。
假设在100毫秒的时间段上(四个25毫秒时间范围)，只有一个并且是相同的用户在环境中分配的频段上且备用元件能够重复并成功地在每25毫秒时间范围内使用二十个孔洞中的五个，则通过使用DPA在频谱利用中的总增加是二十次。
图5A展示预测(认知方面)。网格展示的预测器估计哪些频谱孔洞可用于下一个(25毫秒长的)时间范围内的传输。每个孔洞的特征通过频率和持续时间表明(如，20MHz带宽880MHz达5毫秒)。也可以包括其他信道特征，如功率水平，以提供更高程度的控制。为简单起见，我们假设孔洞如该网格所示定期重复它们自身。
图5B展示合成。然后DPA合成孔洞为信道。这些合成的信道如所示在图中有较粗的边界。合成器组合孔洞A和D为一个信道，B和E为第二个信道，而保持C、H和I作为称为信道的独立孔洞。
图5C展示优化(第一个软状态级别)。DPA的此部分着眼于利用那些可以用最少的资源提供最高效通讯的信道。环境中的孔洞密度和状况足够低，从而优化器可以分配所有的信道到其自身。在优化例程的最后，确定了B和E、H、I为最佳信道并且应首先使用它们，而C和K为随机访问(备用)信道，在需要的时候使用它们以满足QoS需求。其他信道在此时不满足使用要求并且丢弃它们。双重边界和方框中加下划线的字母表示信道的优化集合。
图5D展示分配(第二个软状态级别)。DPA将B和E孔洞用于第一个消息进行发送，然后将H用于第二个消息，并将I用于第三个消息。没有接收到对在I上发送的第三个消息的确认，因此用C来重发送该消息且该通讯成功。以此方式，12个可用孔洞中的5个已被用于在25毫秒时间范围上发送消息。
图5E展示反馈。在I上重复的发送失败通过控制循环得到反馈且合成器或优化器将来也不考虑孔洞I。无论什么时候发生，成功地使用B、E、H和C都将允许把它们作为可靠的信道使用(单独地，或与其他孔洞组合)。
预测器36处理如何正确估计环境中的频谱利用。它尝试在到无线系统的整个关注的地理区域中在接近连续的基础上准确和快速地预测空间—时间RF频谱信道特征。使用来自提供频谱使用特征的检测和特征化功能34的输入，它估计将来的频谱使用。孔洞预测在由通讯和RF检测器两者使用的频谱及如TV、军用通讯、数据链接蜂窝和雷达这样的信号中执行。分配给雷达的频谱可以完全未在大的地理区域上使用。进一步来说，典型的扫描或脉冲雷达在操作的频率范围中有较短的工作循环和较大的时间孔洞。这些孔洞可以按某种程度的置信度预测并用于通讯。当使用雷达频谱和时间孔洞时，将考虑显著的旁波瓣/后波瓣效应以确保这些旁波瓣/后波瓣的功率不破坏数据传输。
频谱利用是时间、频率和位置的函数。在任何时间，单个用户用特定的带宽和中心频率发送信号。该信号根据本地传播状况从源开始随距离衰减。因此，在空间中的特殊位置，在时间频率维度上会出现不同的功率水平。观察根据某些量度(如，功率水平，工作循环等等)划分为按占用或可用分类的时间段。通过扫描对指定样本时间段定义的信道带宽对每个时间段计算观察到的能量。将这个功率水平和指定功率水平阈值比较且将整个观察带宽对样本时间段分类为“占用”或“可用”。此处理表示选择孔洞然后将其合并为用于信号传输的信道中的第一个过程。
参考图6，在点A用检测和特征化观察到的频谱使用将被反馈到预测器36中。然后，对观察到的频谱孔洞进行分类以确定该行为本质上是确定的、随机的还是混合的。基于分类，将观察到的孔洞数据输入到适当的模型类型中。模型类型支持更完整描述在点B抽取并输入序列预测器的波形特征(如，工作循环、振幅等等)的具体参数。序列预测器将基于过去的观察预测未来的给定时间间隔中波形的行为。在点C对每个模型产生结果预测序列和估计的置信度度量。注意，对某些分类模型，跳过参数抽取阶段以倾向于立即进行序列估计。在点D将不同的估计序列和置信度指标输入到模型选择器来产生预测的信道中的时间间隔。
预测器36将集中于识别不同的预测模型类型，评估对不同的底层信道使用特征的预测精度，识别适当的置信度估计，并开发用于选择适当模型的方法。预测模型的类型(模型类型)包括下列：
●简单的“基于惯性”的技术，此技术在至少几秒的时间上追踪信道利用工作循环并假设“使用中的信道倾向于继续使用”及“空闲的信道倾向于保持空闲”。用单个可调节的参数进行指数衰减在此是一个简单的例子，它可以用于时间间隔预测。
●周期技术，此技术假设在某一时间跨度上周期地使用频谱以允许频谱共享。可应用此技术的例子是基于陆地的方位扫描雷达。
●基于过滤器的技术，其中对频谱可用性时间序列在数字上进行过滤以抽取可用于预测将来值的关键参数。时隙或帧速率和谐波很好地匹配此模型类型。
●时间序列预测方法，这些方法已用于基于过去的观察成功预测复杂时间序列的将来值。可以使用此模型类型追踪复杂TDMA分配的时隙。
●频谱技术，其中有关频谱形状和/或带宽的信息被用于增强预测值及评估有关频谱可用性改变的比率的置信度。这在更好地理解频谱变体的情况下特别有用。TV信道匹配可以(在一定的不确定限制内)最好地使用此方法预测。
预测器36的表现基于分类间隙预测误差为“冲突”(即，预测到了不存在的间隙)和“错过的机会”(即，没能预测到可用的孔洞)的概念。由于主要的目标是最大化频谱的使用而最小化对现有频谱用户的影响，冲突和错过的机会需要互相权衡。为了评估模型表现，冲突和错过的机会的可能性需要用广泛范围的时间—频谱行为来度量。基于观察对每个模型类型假设的“适合度”(如，对周期模型，间隙长度的确不同)及冲突/错过的机会表现度量的组合得到置信度估计。置信度估计将作为事先能预测多长时间之后的信道可用性的单调递减函数。
预测技术将尝试包含长期和短期频谱使用历史来提高模型预测精度并降低计算负担。当存在很少的可用信道使用信息，如初始化期间，则将需要多种模型类型来特征化频谱间隙行为。随着更多的信道信息变得可用，只需要使用特定类型的模型来快速集中产生正确的特征。此分析方法将评估不同类型的间隙预测算法的效果并提供对不同的信道使用特征的置信度估计来帮助模型选择。
合成器—优化器(S-O)38、40构成了DPA的核心。参考图7，此组件的关键作用是将预测的孔洞打包为可用于通讯的信道并，然后优化这些信道为专用、随机访问类型或混合类型，以动态地满足预期的通讯需要。优化器40也确定协商的类型—独立或协同，协同类型需要和网络中的邻居进行来获取最佳的资源利用。将信息打包用于发送由使用元访问传输方法做出而确定独立操作或与友好用户合作需要何种状况由MUMAC(多用户MAC)做出。S-O 38、40表示DPA的基本适应引擎。
预测器36提供孔洞的列表，其中每个孔洞由特定频率、带宽和时间度量标识。因此，频谱孔洞可由100毫秒时间范围内未使用达10毫秒且其余90毫秒由分配的用户占用的900MHz频谱中的10MHz带宽(900-910MHz)组成。时间度量从完全确定(如，特定的开始时间和下一个孔洞的持续时间)到完全随机(如，孔洞的期望发生率、孔洞的期望最短持续时间)而不同。混合模式提供介于中间的选项(如，特定的开始时间及如果存在冲突则取消)。信道合成器38将这些独立的频率预测打包为信道预测—这些包括将使用的频率的列表(如，顺序、同时、混合)，在每个中使用的带宽，及相关的时间机会。这通过模式匹配处理做出—搜索在特定时间段上可用并以提供所需吞吐量的模式出现的资源的特定组合。特定的无线能力和先验的和/或观察的环境因素被用来合成可用信道的列表。进一步来说，合成器38必须适应QoS需要及通过各信道上的反馈获取的观察。在其上进行某连续次数的尝试而没有发生成功传输的分配的信道将从当前使用中删除。不使用不在信道分配列表中的孔洞。
配置可用和预测的孔洞为信道的高效方法检查每个孔洞的特征并确定其能力。基于孔洞特征，一个或多个孔洞将被分组为在优化处理中使用的信道。该处理如下所示：
指定来自预测器的输出(孔洞序列)为fl..n(t)。通讯信道在特定时间由这些孔洞的特定组合组成。可以使用各种合成信道的方法。在最简单的方法中，将每个单独的孔洞，fi作为信道，并且可用性和所预测的相同。很清楚最简单的判断逻辑集合可用于此函数。然而，分配多个孔洞通常对吞吐量目的更加高效。因此，下一级的复杂度将考虑在时间上同时发生的两个或多个孔洞(fi)的组合。进一步来说，每个fi只是一个集合的成员。然后特定的信道可用性可用通过集合中的fi的简单组合确定(公式1)：
F ( t ) = Π i = 1 n f i ( t ) - - - ( 1 )
频谱的更好使用可用通过考虑fi的多种组合及使用时间偏移来实现。因此，f1可用于信道的头12μs，随后一段时间内为f2等等。此外，考虑使用f1不互斥地和多个其他项组合，将哪种使用最优的决定推迟到晚些时候。这个更加通用的方法带来组合复杂度以实现可能更好的频谱使用。
优化器40维护由无线设备使用的信道列表(包括独立的预测孔洞或孔洞集合)。优化器的主要功能是确保有足够的信道可由分配器用于维护QoS。它基于QoS限制、过去的历史和其他准则分配信道为专用、随机访问或混合。优化器分配信道不足会降低本地(节点的)QoS，因为超时会造成部分传输或消息的删除。优化器分配专用信道过度会导致较低的总体系统QoS，因为所有节点可能同时通讯且冲突将会增加。
参考图8，展示了由优化器40将合成的信道分类为不同类型时使用的闭环方法。此方法依赖于几个关联的元素并且是DPA功能的关键。此方法中的基本假设是1)消息和孔洞到达率总的来说是随机的，及2)所有相邻节点消息队列的状态并不在足够的细节上全局所知。因此，信道(孔洞)使用的实时全局优化将计算上过于复杂和费时以至于难以实现。总体控制及优化器40的主要目标是按消息延时参数确定的那样实现QoS消息递送。目标是实现此的同时保持高效的可用带宽使用，并考虑当需求到达及超过总体容量时带来的某些逐步的性能下降。
优化器40的基本操作是动态地调整请求的专用信道容量nD且由图8中的公式(专用信道需求框)进行例示。在此，需求基于在某一时间段上进入队列的消息的平均速率动态地调整，并通过队列中的消息储备增强。然后优化器40确定一组聚合起来满足此容量的信道。基于信道特性和其他因素，信道可以是专用的(即，首先用于传输)或随机的(即，仅在需要的时候使用)。确定专用还是随机访问可用独立进行或可以包括来自邻居节点的信息—协同地进行。很多孔洞和很少的消息允许每个节点独立操作而不带来附加的协同开销，而较少的孔洞将有助于某种程度的协同信息在邻居之间共享以确保公平性并维持吞吐量。
存在包括交换信息使用的开销容量的权衡，因此智能信道分配和选择技术以独立模式或用较小开销工作，这是首选的情况。
在独立分配信道到资源和消息的情况下，包含多个具有相同或类似特征的信道的节点可能产生从中进行选择用于通讯的条件，且可能使用资源尝试确定这些信道中最佳的一个。最优选择信道的处理可以设计为随机地选择几乎同等好的信道(并增加惯性效果以最小化无用的改变)。
元访问传输方法用于有限并高效地打包信息(如，消息、数据、信道信息等等)。作为此传输的部分，有关环境信息(如，可用的信道、使用的信道、消息队列等等)可增加到消息数据中。这将带来较低的开销，即提醒接收者发送者能看到什么、帮助未来的调度、减少邻居之间反馈和协商及保留无线资源和信道孔洞所需的时间和资源，但这仅在环境状况需要协同信道分配时做出。
本发明的方法允许信息传输动态地适应并也能够匹配最佳的组件协议对当前波形，这包括SDMA、DDMA、CSMA、TDMA、BAMA和CDMA或其他协议。图9展示传输信息的元访问方法的例子帧。此方案允许使用分配方法和竞争方法来确定如何最好地传输信息。
元访问方法可以使用专用或随机访问的信道来进行传输。内建在协议中的是防止不稳定所做的访问延时界限和保留。这考虑更大空间的带宽重用。此方法的性能直接取决于网络中移动节点的数量。协议将基于不同的准则，如可用的信道、先前的成功/识别、消息流量、QoS水平、延时等等，确定是否使用广播或单播传输。因此，以统一的方式对点对点和多点传输两者支持将是此方法的一部分。
正确地表示信道可能性、启动通讯及使用性能反馈来认知性地选择时间表而包括和其他节点协同交换时间表信息的能力将直接影响无线电设备的吞吐量及通讯资源的使用。
参考图10，这展示了允许适配器52动态地确定如何与网络中的其他节点通讯的多用户MAC结构。优化器40将查看不同的因素，如环境状况、无线资源和消息队列，以确定是否需要和相邻节点关于信道访问进行协商。在所期望的不冲突的分配和多个可能信道的情况下，优化器40将确定发送信息到邻居节点而不做任何协同。如果此方法成功且环境状况慢慢改变而受到追踪，优化器将继续按此方式工作。这将带来资源和频谱的高效使用。此模式称为独立操作。在独立模式中，专用访问孔洞首先用于通讯，然后才是随机访问孔洞。
当环境状况改变(如，孔洞密度开始降低或通讯失败和重发送请求增加)时，优化器40将开始和相邻节点协调。它将以两种方法进行此操作—半协同和全协同模式。在前一种情况中，优化器将把在其本地协同环境看到的频谱孔洞信息附加到所发送的消息之后。优化器也可以请求接收者发送回某些信息以作为确认的一部分。这种低开销的交换信息的方法将允许优化器40了解网络其他部分的状况并对使用频谱孔洞和无线资源进行通讯做出更好的判断。在此模式中，优化器可以确定仅使用其专用访问孔洞的一部分并允许其他节点使用其中的一部分。它也可以决定增加随机访问孔洞的使用来降低网络中的延时。
当观察到孔洞可用性限制减少时，优化器40将切换到全协同模式。在此模式中，有关频谱孔洞和“传输意图”的本地知识将被发送到相邻节点且由相邻节点发回的信息将用来确定频谱孔洞的公平共享。这样的频谱孔洞信息交换将允许每个节点对每个孔洞确定哪个孔洞是专用的及哪个孔洞是随机访问的。在此模式中，专用孔洞总是首先使用，因为专用孔洞对不同节点的分配已完成，冲突的可能性是很低的。小心使用随机访问孔洞，因为可能会发生冲突和随之产生的资源浪费，因为很多节点可能确定同时使用它们。
优化器40将使用上述的元访问方法来确定在半协同模式中应如何将调度信息和其他消息信息打包在一起。然而，当优化器40切换到全协同模式时，它也将使用元访问方法格式来单独对它看到的孔洞打包信息及它将如何利用它们进行通讯。
多用户MAC结构将支持单播和多播通讯两者。广播和单播模式两者中的信息交换将编码在表示相对于时间、频率、功率和其他参数的可用传输机会的压缩格式中。在稀疏网络需要多点通讯时使用广播，而单播用于支持快速、低开销的点对点通讯。
再次参考图4，分配器48、50由两个主要功能：1)匹配信道和消息；及2)确定对每次传输使用的具体波形参数。再次，使用决策结构来确定最佳的匹配和映射可能。分配器48、50试图解决下面的挑战：
1)信道在时间和频率两者上重叠。
2)信道选择包括进行连续监听(嗅探和反馈)以识别改变的信道状况。
3)由于多种时间因素，包括由相邻节点同时使用和可能来自非协同设备的干涉，选择使用的信道可能提供少于期望的QoS。将使用信道组合以在环境重负载状况下提供最佳的可能QoS。
前视分配器(LAA)48映射优先消息的当前集合到在下一个或两个20毫秒时间范围和实现成功通讯所需的无线资源中可用的信道。此映射在本质上是试探性的并且因此并不总是需要最优映射。总的来说，传输信道是随机的，一些消息的传输可能失败，附加的高优先消息可能在关注的时间范围之上到达。这种试探性的映射用于确定两组关键数据—一：当必须感知传输能力时关注的具体信道；及二：所使用的总体RF参数和信道选择策略。
LAA 48接收来自优化器40的输入并也查看消息队列44并创建通讯信道和消息之间的映射。此映射可以是一对一(一个信道对一个消息)、多对一(几个信道对一个消息)和多对多(多个信道对多个消息)的。特别关注后两种情况，因为LAA 48的角色本质上更具策略意义。LAA 48用于确保当前的分配器50可以快速地适应改变的环境状况如预测的信道未出现、重复的发送失败、重发送请求等等。通过提供较大的使用可能性集合，分配器—无线设备的适应性能力及软状态灵活性显著增强。此技术在频谱的动态利用中提供增加的效率。
LAA 48持续地重新计算满足消息队列需求所需的信道数量。通过此方法，它非常快速地确定消息排队是否过快，及它是否需要提醒优化器40通过和相邻节点协商改变专用孔洞相对于随机访问孔洞的划分结构。给定的消息队列大小所需的信道数量可以通过公式3进行估计：
N Q k = λ k Σ i = 1 n λ 1 X ‾ 2 2 ( 1 - ρ 1 - ρ 2 - . . . - ρ k - 1 ) ( 1 - ρ 1 - ρ 2 - . . . - ρ k ) - - - ( 3 )
其中NQ k是优先级类k的消息队列中的消息数量，λk是优先级类k的消息的到达率， X2是处理类k的请求的服务时间的平均二阶矩，及ρk是优先级类k的系统利用。此处的底层假设是分配处理是非抢先的。用C表示对LAA 48可用的信道总数，如由优化器提供的那样，并用M表示消息队列大小，如公式4定义的那样：
M = Σ i = 1 k N i Q - - - ( 4 )
然后，只要C≥M，就不会丢弃消息。此处的假设是每个消息都需要专用或随机的信道。在C＜M的情况下，某些消息(具有低优先级或QoS难以满足的水平)可能根本就未分配到信道或面临过度的延时，且作为结果而被丢弃。然而，DPA架构允许调整参数以使得最小化从消息队列中丢弃消息的可能性。这种调整是通过快速和慢速反馈循环实现的，反馈循环总是知道环境中的改变并调整信道的合成和优化。
LAA 48假设由优化器40提供的信道列表(专用的和随机访问的)符合特定的SIR和QoS水平。DPA架构是足够灵活的从而允许在不同的共享池中动态划分总信道，其中每个共享池定位于特定的应用，如，容忍延时或不容忍延时的应用。
参考图11，展示用于LAA架构的算法。该算法执行下面的步骤：
●查看消息队列以挑选正确的消息。
●匹配分配给消息的信道。如果需要则向优化器请求更多信道。
●信道C(k)对消息M(k)的适合程度。
●如果发现好的匹配，那么标记该信道和消息。如果匹配不是很好，那么在标记的同时提供分级。
●将信道—消息映射发送到CA。
●用发送到CA的映射集合更新LAA列表结构。
当前的信道分配器(CA)50提供消息到无线资源的最终的映射以使得整个系统目标得到最佳满足或最佳近似。给出接下来可以使用的当前消息缓冲和所有可能的孔洞，CA 50计算最优的参数。DPA架构内的信道分配器的目标是应在可用的无线带宽内最大化满意用户的数量。
CA 50高效处理流量QoS需求并使用那些需求来指定传输优先级。若容量比需求少，则CA不能公平地向所有的传输需求分配资源。在极端情况下，某些消息可能留在消息缓冲内并超时。此状况通过当前专用容量与平均和峰值需求两者之间较大的差检测出。当频谱变得可用时，1级控制将通过增加专用孔洞分配进行调整。快速循环控制(如，10毫秒)和慢速循环控制(如，1秒)的组合在优化QoS和满足对所有的节点和消息提供公平访问的处理之间提供平衡。
CA 50的基本算法检查从LAA 48接收的标记的消息配对并用所需无线资源(波形、调整、编码等等)与该配对进行匹配来完成成功的通讯。然后它请求无线设备在分配的信道上发送数据。如果未发生通讯，由于几种可能的原因，如，信道的RF特征发生改变、预测的信道未变得可用、信道的质量恶化等等，则CA 50确定是否有其他替换信道可以满足消息QoS需求而不超时。如果它可用，则发生信道的重新分配并更新CA和LAA中的列表。未能满足该可能，则从队列中丢弃该消息。向合成器38、优化器40和LAA 48通知此事件，以使得可以对将来的通讯尝试在信道构成和分配上做出替换。
再次参考图1，用于动态无线资源利用的网络包括支持资源共享的开放接口。此外，该网络具有记账和身份验证能力以及共享的数据库。
为了对无线资源的使用建模，需要有关现有资源在位置和时间基础上的使用的预定知识。为了使用现有系统对无线资源的交易和分配建模，也需要有关频率、空间和时间依存关系的信息。
无线终端10可以是能够处理较大带宽和多种协议的适应性无线设备。网络有能力基于需求分配资源以利用能够处理不同协议的无线设备并对共享的数据库提供清算。
虽然本发明较佳实施例在附图中得到展示并在上述说明书中加以说明，应理解，本发明并不限于所揭示的实施例，而是能够对其部分和元素进行各种重安排和修改而不偏离本发明的精神。

Claims (37)

1.用于动态无线资源利用的系统，其特征在于，所述系统包括：
检测模块，它用于监控一个或多个无线通讯资源并产生无线通讯资源数据；
预测模块，它用于使用所述无线通讯资源数据来预测一个或多个孔洞在一个或多个时间段内的出现，所述孔洞(hole)包括这样的无线通讯机会，在其中分配给第一组一个或多个用户的一个或多个无线通讯资源对由第二组一个或多个用户进行的无线通讯暂时可用，所述预测模块进一步用于产生孔洞预测数据；
合成模块，它用于使用所述孔洞预测数据通过一个或多个预测的孔洞合成一个或多个无线通讯信道并产生信道合成数据；
选择模块，它用于接收反映来自一个或多个先前的无线通讯尝试的反馈的数据和反映一个或多个网络状况的数据，根据接收到的数据和信道合成数据，从一个或多个合成的无线通讯信道中选择一个或多个特殊的无线通讯信道，所述选择模块进一步用于产生无线通讯信道选择数据；
分配模块，它用于使用无线通讯信道选择数据指示无线单元使用一个或多个选择的无线通讯信道进行通讯；及
停用模块，它用于指示所述无线单元在通讯完成后终止所述一个或多个选择的无线通讯信道的使用。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述选择模块用于根据一个或多个无线通讯信道特征，从所述一个或多个选择的无线通讯信道中指定一个或多个备用无线通讯信道。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分配模块用于指示所述无线单元使用一个或多个新选择的无线通讯信道进行通讯，以响应一个或多个网络状况中的一个或多个改变。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，根据功率水平、频率和时间中的一个或多个来监控所述一个或多个无线通讯资源。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分配模块用于指示所述无线单元在指定的时间段内使用一个或多个选择的无线通讯信道进行通讯。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分配模块用于指示所述无线单元使用所述一个或多个选择的无线通讯信道发送特殊单元的数据。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，使用下述方法中的一个或多个预测所述一个或多个孔洞在一个或多个将来时间段中出现：
基于惯性的技术；
周期性技术；
基于过滤器的技术；
时间序列预测技术；及
频谱技术。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，使用模式匹配方法通过一个或多个孔洞合成无线资源信道。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个网络状况包括服务质量(QoS)和一个或多个网络节点对一个或多个无线通讯资源的使用。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个无线资源包括一个或多个频段、时隙、代码和功率水平中的一个或多个。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述孔洞包括一个或多个频段、时隙、代码或功率水平中的一个或多个。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述合成的无线通讯信道包括符合一个或多个准则的一个或多个孔洞。
13.用于动态无线资源利用的方法，其特征在于，所述方法包括：
监控一个或多个无线通讯资源；
产生无线通讯资源数据；
使用所述无线通讯资源数据来预测一个或多个孔洞在一个或多个时间段内的出现，所述孔洞包括这样的无线通讯机会，在其中分配给第一组一个或多个用户的一个或多个无线通讯资源对由第二组一个或多个用户进行的无线通讯暂时可用；
产生孔洞预测数据；
使用所述孔洞预测数据通过一个或多个预测的孔洞合成一个或多个无线通讯信道；
产生信道合成数据；
接收反映来自一个或多个先前的无线通讯尝试的反馈的数据和反映一个或多个网络状况的数据；
根据接收到的数据和信道合成数据，从一个或多个合成的无线通讯信道中选择一个或多个特殊的无线通讯信道；
产生无线通讯信道选择数据；
使用无线通讯信道选择数据指示无线单元使用一个或多个选择的无线通讯信道进行通讯；及
指示所述无线单元在通讯完成后终止所述一个或多个选择的无线通讯信道的使用。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括，根据一个或多个无线通讯信道特征，从所述一个或多个选择的无线通讯信道中指定一个或多个备用无线通讯信道。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括指示所述无线单元使用一个或多个新选择的无线通讯信道进行通讯，以响应一个或多个网络状况中的一个或多个改变。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，根据功率水平、频率和时间中的一个或多个来监控所述一个或多个无线通讯资源。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括指示所述无线单元在指定的时间段内使用一个或多个选择的无线通讯信道进行通讯。
18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括指示所述无线单元使用所述一个或多个选择的无线通讯信道发送特殊单元的数据。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，使用下述方法中的一个或多个预测所述一个或多个孔洞在一个或多个将来时间段中出现：
基于惯性的技术；
周期性技术；
基于过滤器的技术；
时间序列预测技术；及
频谱技术。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，使用模式匹配方法通过一个或多个孔洞合成无线资源信道。
21.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述一个或多个网络状况包括服务质量(QoS)和一个或多个网络节点对一个或多个无线通讯资源的使用。
22.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述一个或多个无线资源包括一个或多个频段、时隙、代码和功率水平中的一个或多个。
23.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述孔洞包括一个或多个频段、时隙、代码或功率水平中的一个或多个。
24.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述合成的无线通讯信道包括符合一个或多个准则的一个或多个孔洞。
25.用于动态无线资源利用的软件，其特征在于，所述软件在媒体中实现并在执行时用于：
监控一个或多个无线通讯资源；
产生无线通讯资源数据；
使用所述无线通讯资源数据来预测一个或多个孔洞在一个或多个时间段内的出现，所述孔洞包括这样的无线通讯机会，在其中分配给第一组一个或多个用户的一个或多个无线通讯资源对由第二组一个或多个用户进行的无线通讯暂时可用；
产生孔洞预测数据；
使用所述孔洞预测数据通过一个或多个预测的孔洞合成一个或多个无线通讯信道；
产生信道合成数据；
接收反映来自一个或多个先前的无线通讯尝试的反馈的数据和反映一个或多个网络状况的数据；
根据接收到的数据和信道合成数据，从一个或多个合成的无线通讯信道中选择一个或多个特殊的无线通讯信道；
产生无线通讯信道选择数据；
使用无线通讯信道选择数据指示无线单元使用一个或多个选择的无线通讯信道进行通讯；及
指示所述无线单元在通讯完成后终止所述一个或多个选择的无线通讯信道的使用。
26.如权利要求25所述的软件，其特征在于，进一步包括，根据一个或多个无线通讯信道特征，从所述一个或多个选择的无线通讯信道中指定一个或多个备用无线通讯信道。
27.如权利要求25所述的软件，其特征在于，所述软件指示所述无线单元使用一个或多个新选择的无线通讯信道进行通讯，以响应一个或多个网络状况中的一个或多个改变。
28.如权利要求25所述的软件，其特征在于，根据功率水平、频率和时间中的一个或多个来监控所述一个或多个无线通讯资源。
29.如权利要求25所述的软件，其特征在于，所述软件指示所述无线单元在指定的时间段内使用一个或多个选择的无线通讯信道进行通讯。
30.如权利要求25所述的软件，其特征在于，所述软件指示所述无线单元使用所述一个或多个选择的无线通讯信道发送特殊单元的数据。
31.如权利要求25所述的软件，其特征在于，使用下述方法中的一个或多个预测所述一个或多个孔洞在一个或多个将来时间段中出现：
基于惯性的技术；
周期性技术；
基于过滤器的技术；
时间序列预测技术；及
频谱技术。
32.如权利要求25所述的软件，其特征在于，使用模式匹配方法通过一个或多个孔洞合成无线资源信道。
33.如权利要求25所述的软件，其特征在于，所述一个或多个网络状况包括服务质量(QoS)和一个或多个网络节点对一个或多个无线通讯资源的使用。
34.如权利要求25所述的软件，其特征在于，所述一个或多个无线资源包括一个或多个频段、时隙、代码和功率水平中的一个或多个。
35.如权利要求25所述的软件，其特征在于，所述孔洞包括一个或多个频段、时隙、代码或功率水平中的一个或多个。
36.如权利要求25所述的软件，其特征在于，所述合成的无线通讯信道包括符合一个或多个准则的一个或多个孔洞。
37.用于动态无线资源利用的系统，其特征在于，所述系统包括：
监控一个或多个无线通讯资源的装置；
产生无线通讯资源数据的装置；
使用所述无线通讯资源数据来预测一个或多个孔洞在一个或多个时间段内的出现的装置，所述孔洞包括这样的无线通讯机会，在其中分配给第一组一个或多个用户的一个或多个无线通讯资源对由第二组一个或多个用户进行的无线通讯暂时可用；
产生孔洞预测数据的装置；
使用所述孔洞预测数据通过一个或多个预测的孔洞合成一个或多个无线通讯信道的装置；
产生信道合成数据的装置；
接收反映来自一个或多个先前的无线通讯尝试的反馈的数据和反映一个或多个网络状况的数据的装置；
根据接收到的数据和信道合成数据，从一个或多个合成的无线通讯信道中选择一个或多个特殊的无线通讯信道的装置；
产生无线通讯信道选择数据的装置；
使用无线通讯信道选择数据指示无线单元使用一个或多个选择的无线通讯信道进行通讯的装置；及
指示所述无线单元在通讯完成后终止所述一个或多个选择的无线通讯信道的使用的装置。
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