CN107018488A - 云dfs超级主设备***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线网络，更具体地涉及用于从多个无线电信道中选择无雷达信号的可用信道的***和方法。一个实施例包括云DFS超级主设备、多个雷达检测器、以及一个或多个客户端设备。云DFS超级主设备被编程为接收来自多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果、多个雷达检测器的地理位置信息、客户端设备的地理位置信息、以及来自客户端设备的对可用无线电信道的请求。云DFS超级主设备被编程为确定在客户端设备的距离内无雷达信号的一个或多个无线电信道。

Description

云DFS超级主设备***和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月11日提交的题为“Cloud DFS Super Master System andMethods”的美国临时专利申请62/259,981的优先权，后者的公开内容通过引用整体合并于此。
技术领域
本发明涉及无线网络，具体地涉及用于从多个无线电信道(radio frequency)中选择无占用信号的可用信道的***和方法。本发明的实施例提供了利用要求雷达检测和其它占用信号检测的授权和免授权频段(例如在免授权的国家信息基础设施(U-NII)频段中的动态频率选择(DFS)信道)的方法和***，通过使用云DFS超级主设备(super master)使得额外带宽能够用于802.11a/n/ac网络和免授权频谱的LTE(LTE-U)。
背景技术
Wi-Fi网络对于今天的便携式现代生活是关键的。在日益增长的物联网(IoT)中，Wi-Fi是优选的网络。但是，在过去的十年中，当前Wi-Fi背后的技术变化不大。Wi-Fi网络和关联的免授权频谱目前以效率低下的方式管理。例如，在各个网络与来自不同制造商的设备之间协调很少或没有协调。例如，这类网络通常采用原语控制算法，该算法假设网络由“自管理岛”组成，“自管理岛”最初是针对低密度和低流量环境的概念。对于以完全无序的自组织方式聚集的家庭网络来说，情况要糟糕得多。此外，随着连接设备越来越多变得常见，最终结果是拥塞增加，网络缓慢，并且连接不可靠。
类似地，操作在与802.11a/n/ac Wi-Fi相同或类似的免授权频段中的LTE-U网络承受类似的拥塞和不可靠连接的问题，并且经常对现有的共享相同信道的Wi-Fi网络制造拥塞问题。额外的带宽以及对频谱进行更好且更高效的利用对于在连接快速增长的世界中保持包括Wi-Fi网络和LTE-U网络在内的无线网络的有用性是关键的。
操作在5GHz U-NII-2频段(称为DFS频段或DFS信道)的特定部分中的设备需要主动雷达检测。这个功能被分配给能够检测雷达的设备(称为DFS主设备)，其通常是接入点或路由器。DFS主设备主动地扫描DFS信道并执行信道可用性检查(CAC)，并且在信道可用性检查之后执行周期性的服务中监测(ISM)。按照联邦通信委员会(FCC)第15部分子部分E以及ETSI 301 893标准的要求，信道可用性检查持续60秒。DFS主设备通过发送指示信道没有雷达的DFS信标来以信号告知网络中的其它设备(通常是客户端设备)。尽管接入点能够检测雷达，但是无线客户端通常不能。因为如此，无线客户端必须首先被动地扫描DFS信道以检测在那个特定信道上是否存在信标。在被动扫描期间，客户端设备切换信道，并且侦听由接入点在可用信道上以定期间隔发送的信标。
一旦检测到信标，客户端被允许在该信道上进行发送。如果DFS主设备在那个信道上检测到雷达，则DFS主设备不再发送信标，并且所有客户端设备在规定时间内没有感测到信标时，必须立即退出信道并保持不在该信道上达30分钟。对于与DFS主设备网络关联的客户端，信标中的额外信息(即，信道切换通知)会触发信道的快速且受控的撤离。通常，DFS主设备设备是仅具有一个无线电装置的接入点，并且仅能够为DFS主设备服务提供单个信道。当前方法的明显问题包括：(1)隐藏的节点；(2)隐藏的雷达；(3)错误的雷达检测；(4)在雷达检测或错误的雷达检测时DFS信道切换的延迟长；(5)不能基于外部数据支持雷达使用区域的地理围栏；(6)由于私有接入点在DFS频谱中的支配地位而导致未充分使用DFS频谱；(7)在邻近的LTE-U设备与Wi-Fi设备之间的干扰；以及(8)设备之间缺少频谱使用的协调。使用云DFS超级主设备的本***和方法解决了现有技术***中的这些问题。
发明内容
本发明涉及无线网络，更具体地，涉及用于从多个无线电信道中选择无占用信号的可用信道的***和方法。本发明采用云DFS超级主设备为无线网络(例如IEEE 802.11a/n/ac和LTE-U网络)接入附加带宽。附加带宽是从需要避开有占用信号的信道的信道得到的。例如，附加带宽是通过采用多信道雷达检测和服务中监测，以及主动信道选择控制，来从需要雷达检测的特定顺应信道(例如U-NII-2频段的DFS信道)得到的。
在云DFS超级主设备***的一个实施例中，云DFS超级主设备通信地耦合到检测DFS频段中的雷达信号并检测无线流量信息的多个传感器。多个传感器可以在灵活代理中，或者可以是独立的传感器。传感器将关于检测到的雷达信号的信息、流量信息、以及来自传感器的地理位置信息发送到云DFS超级主设备。然后，客户端设备连接到云超级主设备，以根据客户端设备的位置请求授权的DFS信道。客户端设备将地理位置信息发送到云DFS超级主设备，使得云DFS超级主设备能够基于该位置信息来确定合适的信道。
此外，云DFS超级主设备可以是基于云的计算和控制元件，其与无线灵活代理一起形成智能分流架构(split-intelligence architecture)。在这个架构中，来自灵活代理的嵌入式传感器信息(例如雷达检测信道可用性检查和服务中监测，以及干扰测量、流量、相邻设备的识别、和其它频谱和位置信息)被打上位置标签、打上时间戳，并且传递到云智能引擎，并随时间进行整合。同样，来自灵活代理的嵌入式传感器信息可以与来自分散/分布(distribute)在空间中的其它灵活代理的频谱信息融合，并进行过滤和后处理。来自灵活代理的嵌入式传感器信息可以进一步与来自其它源的其它数据合并，以提供对基础信号测量和网络可靠性问题的改进，例如增强雷达灵敏度、降低错误检测率、和可靠地发现隐藏节点。此外，基于云的计算和控制元件与附着到多个宿主接入设备(例如，多个Wi-Fi路由器或多个LTE-U小小区基站)的无线灵活代理一起，可以使宿主接入设备能够与相同的网络(例如，Wi-Fi到Wi-Fi)和/或跨越不同的网络(例如，Wi-Fi到LTE-U)协调网络配置。
其它实施例以及各种示例、方案和实现在下面更详细地描述。接下来的描述和附图阐述了特定的说明书的示意性实施例。这些实施例是指示性的，然而，在说明书的原理中的各种方式的几个可以被使用。当与附图结合考虑时，描述的实施例的其它优点和新颖性特征将从下面说明书的细节的描述中变得清楚。
附图说明
当与下面的附图结合考虑时，本发明之前提到的目的和优点，以及额外的目的及其优点，作为优选实施例的细节的描述的结果，将在这里被更完全地理解，附图是：
图1示出5GHz Wi-Fi频谱的各部分，包括需要主动监测雷达信号的部分。
图2示出根据本发明的示例性基于云的智能引擎或云DFS超级主设备如何可以与传统的宿主接入点、灵活代理(自治型DFS主设备或雷达检测器)和客户端设备接口。
图3示出根据本发明的在点对点网络中的示例性基于云的智能引擎或云DFS超级主设备如何可以独立于任何接入点地与客户端设备和灵活代理(自治型DFS主设备或雷达检测器)接口。
图4示出由灵活代理在DFS扫描操作中使用时分复用顺序信道可用性检查之后跟着连续的服务中监测，来执行信道可用性检查阶段和服务中监测阶段的方法，以使多个DFS信道同时可供使用。
图5示出由灵活代理在DFS扫描操作中使用连续的顺序信道可用性检查之后跟着连续的服务中监测，来执行信道可用性检查阶段和服务中监测阶段的方法，以使多个DFS信道同时可供使用。
图6A示出由灵活代理在DFS扫描操作中执行信道可用性检查阶段和服务中监测阶段的方法，以使多个DFS信道同时可供使用。
图6B示出示例性信标传输周期和示例性雷达检测周期。
图7示出灵活代理连接到宿主设备并经由宿主设备连接到网络的示例。
图8示出灵活代理连接到宿主设备并经由宿主设备连接到网络和云智能引擎或云DFS超级主设备的示例。
图9示出灵活代理连接到宿主设备并经由宿主设备连接到网络和云智能引擎或云DFS超级主设备的示例。
图10示出执行信道可用性检查和服务中监测的方法。
图11示出执行信道可用性检查和服务中监测的另一个方法。
图12示出执行信道可用性检查和服务中监测的另一个方法。
图13示出多个灵活代理如何提供雷达发射器的地理分布重叠视图。
图14示出在控制环示图中，云智能引擎如何从每个灵活代理获得频谱数据，并且在存储和过滤数据之后，将其与来自多个其它灵活代理的类似数据和来自其它源的云数据组合。
图15A和15B示出在无线灵活代理、云智能引擎、和接入点(或类似地，小小区LTE-U基站)之间的逻辑接口。
图16A示出隐藏节点问题，其中接入点或小小区基站因地形状况、障碍状况、距离状况和信道状况而使其它接入点或小小区基站看不到。
图16B示出隐藏雷达问题，其中雷达发射器因地形或障碍而不被灵活代理可见。
图16C示出隐藏的雷达问题，其中雷达发射器因距离而不被灵活代理可见。
图17示出云DFS超级主设备***的示例性实施例，在其中，云DFS超级主设备通信地耦合到检测DFS频段中的雷达信号和检测无线流量信息的多个传感器，并且通信地耦合到一个或多个客户端设备。
具体实施方式
本发明涉及无线网络，具体地，涉及用于从多个无线电信道中选择无占用信号的可用信道的***和方法。如在此使用的，“无”占用信号的信道可以包括具有低于信号阈值(包括信号强度、数量或流量)的占用信号的信道。本发明采用云DFS超级主设备为无线网络(例如IEEE 802.11a/n/ac和LTE-U网络)接入附加带宽。附加带宽是从需要避开带占用信号的信道的信道得到的。例如，通过使用多信道雷达检测和服务中监测，以及主动信道选择控制，来从需要雷达检测的特定顺应性信道(例如U-NII-2频段的DFS信道)得到附加带宽。
图1示出5GHz Wi-Fi频谱101的各部分。图1示出构成5GHz Wi-Fi频谱101的各部分的频率102和信道103。U-NII频段是用于5GHz无线设备的FCC监管域，并且是由IEEE802.11a/n/ac设备和许多无线ISP使用的无线电频谱的一部分。它操作在四个范围上。U-NII-1频段105覆盖5.15-5.25GHz范围。U-NII-2A频段106覆盖5.25-5.35GHz范围。U-NII-2A频段106受制于DFS雷达检测要求和回避要求。U-NII-2C频段107覆盖5.47-5.725GHz范围。U-NII-2C频段107也受制于DFS雷达检测要求和回避要求。U-NII-3频段109覆盖5.725到5.850GHz范围。U-NII-3频段109的使用在一些像欧盟和日本的管辖区域被限制。
当在802.11a/n/ac或LTE-U无线网络中使用时，灵活代理(agility agent)可以用作自治型DFS主设备。与传统的DFS主设备相比，灵活代理不是接入点或路由器，而是采用在此所述的创新的扫描技术的独立无线设备，其提供在多个信道上的DFS扫描能力，使得一个或多个接入点设备和点对点客户端设备能够同时利用多个DFS信道。独立的自治型DFS主设备可以被合并到另一个设备，例如接入点、LTE-U主设备、基站、蜂窝或小小区、媒体或内容流送器、扬声器、电视、移动电话、移动路由器、软件接入点设备、或点对点设备，但是它自己不向客户端设备提供网络接入。特别地，在雷达事件的情况下，启用的接入点和客户端或无线设备能够自动地、预见性地且非常快速地移动到另一个DFS信道。
图2提供了对本发明的示例性***的详细说明。如在图2中所示，灵活代理200可以控制至少一个接入点或LTE-U小小区基站，使其主要通过以下方式来命令信道(例如，与5GHz Wi-Fi频谱101关联的通信信道、与5.9GHz频谱关联的通信信道、与3.5GHz频谱关联的通信信道等)选择：(a)通过同时发送一个或多个信标信号来以信号告知一个或多个DFS信道的可用性；(b)经由关联的非DFS信道发送授权的可用DFS信道(在此称为白名单)和已经检测到潜在的雷达信号的禁止DFS信道(在此称为黑名单)两者的列表连同控制信号和时间戳信号(在此称为死区切换定时器(dead-man switch timer))；(c)通过有线介质(例如以太网或串行线缆)发送与(b)相同的信号；以及(d)从云智能引擎235接收控制、协调以及授权和优选信道选择指引信息。应当理解，云智能引擎235可以是一组与基于云的分布式计算资源关联的云智能设备。例如，云智能引擎235可以与多个设备、多个服务器、多个机器和/或多个集群关联。如下面更详细讨论的，在一些实施例中，云智能引擎235对于连接客户端设备用作云DFS超级主设备。灵活代理200发送时间戳信号或死区切换定时器，并进行通信以确保接入点218、223在超过信息的有用生命期后不使用该信息(包括白名单)。例如，白名单将仅在特定时间段内是有效的。时间戳信号通过确保接入点在超过白名单的有用生命期后不使用白名单，来避免使用不应允的DFS信道。***通过提供由FCC或其它监管机构所要求的雷达检测，来允许当前可用的接入点在没有雷达检测的情况下(其不能操作在DFS信道中)能够操作在DFS信道中。在一个实施例中，灵活代理200可以将状态信号(例如，心跳信号)发送到接入点控制代理219，以指示灵活代理200的当前状态和/或当前状况。由灵活代理200提供的状态信号可以用作死区切换(例如，响应于本地故障)。因此，接入点控制代理219可以安全地操作在非DFS信道上。在某些实施方式中，授权的可用DFS信道可以与一组时间受限的强制动作关联(例如，用于某个地理区域的授权DFS信道会变得几小时不可用，等)。
宿主(host)接入点218和在自治型DFS主设备200控制下的任何其它接入点设备223通常具有安装在它们的通信栈内的控制代理部分219、224。例如，宿主接入点218可以具有安装在宿主接入点218的通信栈内的接入点控制代理部分219、224。此外，网络接入点223也可以具有安装在网络接入点223的通信栈内的接入点控制代理部分219、224。控制代理219、224是在灵活代理200的指引下进行动作以从灵活代理200接收信息和命令的代理。控制代理219、224按照来自灵活代理200的信息进行动作。例如，控制代理219、224侦听来自灵活代理的信息(例如白名单或黑名单)。如果灵活代理200检测到雷达信号，则灵活代理200将其传达给控制代理219、224，并且控制代理219、224立即行动撤离信道。控制代理也可以从灵活代理200取得命令。例如，宿主接入点218和网络接入点223可以将DFS监测卸载给灵活代理200，只要它们可以侦听灵活代理200并从灵活代理取得关于可用DFS信道的命令。
宿主接入点218连接到广域网233，并且包括有助于与灵活代理200通信的接入点控制代理219。接入点控制代理219包括安全模块220和有助于与灵活代理200通信的代理协议221，以及有助于灵活代理、接入点、客户端设备和网络中的其它设备之间的通信的群通信协议222。灵活代理200经由宿主接入点218和广域网233连接到云智能引擎235。接入点可以建立安全通信隧道，以通过例如与宿主接入点218关联的加密控制信道和/或宿主接入点218中的加密控制API与云智能引擎235进行通信。灵活代理200将信息发送到云智能引擎235，例如白名单、黑名单、状态信息、位置信息、时间信号、扫描列表(例如，示出相邻的接入点)、拥塞(例如，重试分组的数量和类型)、和流量信息。云智能引擎235经由安全通信隧道将信息传递到灵活代理200，例如接入点位置(包括相邻的接入点)、接入点/集群当前状态和历史、统计数据(包括流量、拥塞和吞吐量)、白名单、黑名单、鉴权信息、关联的客户端信息、以及区域和监管信息。灵活代理200使用来自云智能引擎235的信息来控制接入点和其它网络设备。
灵活代理200可以经由有线连接或以无线方式与其它网络组件进行通信。在所示示例中，灵活代理200包括主无线电装置215和辅无线电装置216。主无线电装置215用于DFS和雷达检测，并且通常是5GHz无线电装置。灵活代理200可以通过主无线电装置215接收雷达信号、流量信息和/或拥塞信息。灵活代理200可以经由主无线电装置215发送信息，例如DFS信标。第二无线电装置216是用于将控制信号发送到网络中的其它设备的辅无线电装置，并且通常是2.4GHz无线电装置。灵活代理200可以用辅无线电装置216接收信息，例如网络流量、拥塞和/或控制信号。灵活代理200可以用辅无线电装置216发送信息，例如控制信号。主无线电装置215连接到快速信道切换产生器217，其包括开关并且允许主无线电装置215在雷达检测器211与信标产生器212之间快速切换。信道切换产生器217允许雷达检测器211切换得足够快，仿佛一次在多个信道上。在某些实现方式中，灵活代理200也可以包括协调件253。协调件253可以在灵活代理200与另一个灵活代理(例如，(一个或多个)灵活代理251)之间提供跨网络协调。例如，协调件253可以在灵活代理200与不同网络上的另一灵活代理(例如，(一个或多个)灵活代理251)之间提供协调信息(例如，精准定位、精准位置、信道分配、时间片周期请求、流量加载等)。在一个示例中，协调件253可以使附接到Wi-Fi路由器的灵活代理(例如，灵活代理200)能够与附接到LTE-U小小区基站的附近灵活代理(例如，(一个或多个)灵活代理251)进行协调。
独立的多信道DFS主设备可以包括：信标产生器212，用于在多个无线电信道(例如，多个5GHz通信信道，多个5.9GHz通信信道，多个3.5GHz通信信道等，为了简单起见，下面的示例使用5GHz)的每一者中产生信标；雷达检测器211，用于在多个5GHz无线电信道的每一者中扫描雷达信号；5GHz无线电收发器215，用于在多个5GHz无线电信道的每一者中发送信标并在多个5GHz无线电信的每一者中接收雷达信号；以及快速信道切换产生器217，耦合到雷达检测器、信标产生器和5GHz无线电收发器。快速信道切换产生器217将5GHz无线电装置切换到多个5GHz无线电信道中的第一信道，并且随后使信标产生器212在多个5GHz无线电信道中的该第一信道中产生信标。然后，快速信道切换产生器217使雷达检测器211在多个5GHz无线电信道的该第一信道中扫描雷达信号。然后，快速信道切换产生器217在信标传输周期期间，并且在一些示例中，在雷达检测周期期间，针对多个5GHz无线电信道中的每一个其它信道重复这些步骤。信标传输周期是在给定信道上连续的信标发送之间的时间，而雷达检测周期是在给定信道上连续的扫描之间的时间。因为灵活代理200在给定信道中的第一次发信标和扫描与同一信道中的接下来的发信标和扫描之间的时间窗口中，在多个5GHz无线电信道中的每一者的发信标和扫描之间进行循环，所以它能够针对多个信道提供等效的同时发信标和扫描。
灵活代理200也可以包含用于与网络中的其它设备进行通信的蓝牙无线电装置214和802.15.4无线电装置213。灵活代理200可以包括各种无线电协议208，以有助于经由所包括的无线电装置进行通信。
灵活代理200也可以包括定位模块209，用于对灵活代理200的位置进行地理定位或确定。由定位模块209提供的信息可以用于由灵活代理200收集和/或产生的位置标签和/或时间戳频谱信息。如在图2中所示，灵活代理200可以包括扫描和信令模块210。灵活代理200包括嵌入式存储器202(包括例如闪存201)和嵌入式处理器203。灵活代理200中的云代理204有助于通过云汇集来自云代理204的信息，并且包括群通信协议205，以有助于灵活代理、接入点、客户端设备和网络中的其它设备之间的通信。云代理204也包括安全模块206，用于保护和确保灵活代理200的云通信以及代理协议207，以有助于与接入点控制代理219、224的通信。
在图2中所示，除了宿主接入点218之外，灵活代理200还可以控制其它接入点，例如联网的接入点223。灵活代理200可以经由有线的或无线的连接236、237与其它接入点223进行通信。在一个示例中，灵活代理200可以经由局域网与其它接入点223进行通信。其它接入点223包括有助于与灵活代理200和其它接入点的通信的接入点控制代理224。接入点控制代理224包括安全模块225、代理协议226和群通信协议227，以有助于与网络上的其它代理(包括其它接入点和客户端设备)的通信。
云智能引擎235包括数据库248和存储器249，用于存储来自灵活代理200、连接到智能引擎235的其它灵活代理(未示出)、和外部数据源的信息。数据库248和存储器249允许云智能引擎235存储从灵活代理和外部数据源接收到的数月和数年的信息。数据源252可以与一组数据库关联。此外，数据源252可以包括监管信息(例如，非频谱信息)例如但不限于，地理信息***(GIS)信息、其它地理信息、关于雷达发射器位置的FCC信息、FCC黑名单信息、国家海洋和大气管理局(NOAA)数据库、关于雷达发射器的国防部(DoD)信息、对于给定位置避免在DFS信道中发送的DoD请求、和/或其它监管信息。
云智能引擎235还包括处理器250，用于执行在这里描述的云智能操作。云智能引擎235中的漫游和访客代理管理器238为连接到灵活代理的、从一个接入点漫游到另一个接入点或者从一个接入点漫游到另一网络的设备提供优化的连接信息。漫游和访客代理管理器238也为连接到云智能引擎235的灵活代理管理到网络的访客连接。外部数据融合引擎239提供对来自灵活代理的信息与来自外部数据源的信息(例如GIS信息、其它地理信息、关于雷达发射器位置的FCC信息、FCC黑名单信息、NOAA数据库、关于雷达发射器的DoD信息、以及对于给定位置避免在DFS信道中发送的DoD请求)进行整合和融合。云智能引擎235进一步包括用于对接收到的通信进行鉴权以及对设备和用户进行鉴权的鉴权接口240。雷达检测计算引擎241将来自灵活代理和外部数据源的雷达信息进行聚合，并从那些数据计算雷达发射器的位置，以有助于识别错误的雷达检测或隐藏节点和隐藏雷达等。雷达检测计算引擎241也可以指导或指引多个灵活代理动态地调节检测参数和/或方法以进一步提高检测灵敏度。位置计算和代理管理器242通过Wi-Fi定位数据库中的Wi-Fi查找表、查询被动设备、基于接收信号强度指示(RSSI)的三角测量、基于分组飞行时间的三角测量、来自灵活代理的扫描列表、或者几何推理，来确定灵活代理200和其它连接设备的位置。
频谱分析和数据融合引擎243以及网络优化自组织引擎244有助于用来自灵活代理和外部数据源的信息进行动态频谱优化。连接到云智能引擎235的每一个灵活代理已经扫描并分析了本地频谱，并将该信息传送到云智能引擎235。云智能引擎235还知道每个灵活代理和靠近灵活代理的、不具有控制代理的接入点的位置，以及那些设备中每一者正操作的信道。借助这些信息，频谱分析和数据融合引擎243以及网络优化自组织引擎244能够通过告诉灵活代理避开遭受干扰的信道，来优化本地频谱。群通信管理器245管理灵活代理、接入点、客户端设备、和网络中的其它设备之间的通信。云智能引擎包括安全管理器246。控制代理管理器247管理所有连接的控制代理。在一种实现方式中，云智能引擎235可以使得宿主接入点218能够与相同网络(例如，Wi-Fi到Wi-Fi)和/或跨越不同网络(例如，Wi-Fi到LTE-U)协调网络配置。此外，云智能引擎235可以使得连接到不同宿主接入设备的灵活代理(例如，灵活代理200和灵活代理251)能够在同一网络内(例如，Wi-Fi到Wi-Fi)和/或跨越不同网络(例如，Wi-Fi到LTE-U)进行通信。
独立于宿主接入点218，处于自治型DFS主设备的角色的灵活代理200通过以下方式还可以向覆盖区域内的一个或多个点对点客户端设备231、232提供信道指示和信道选择控制：(a)通过同时发送一个或多个信标信号，以信号通知一个或多个DFS信道的可用性；(b)经由关联的非DFS信道发送授权的可用DFS信道(在此称为白名单)和已经检测到潜在的雷达信号的禁止DFS信道(在此称为黑名单)两者的列表连同控制信号和时间戳信号(在此称为死区切换定时器)；以及(c)从云智能引擎235接收控制、协调以及授权和优选信道选择指引信息。灵活代理200发送时间戳信号或死区切换定时器，并进行通信以确保在超过信息的有用生命期以后，设备不使用该信息(包括白名单)。例如，白名单将仅在某个时间段内是有效的。时间戳信号通过确保设备在超过白名单的有用生命期后不使用白名单，避免使用不应允的DFS信道。替换地，用作云DFS超级主设备的云智能引擎235可以将可用信道提供给客户端设备。
这类点对点设备可以具有用户控制接口228。用户控制接口228包括用户界面229，用于允许客户端设备231、232经由云智能引擎235与灵活代理200进行交互。例如，用户界面229允许用户经由灵活代理200修改网络设置，包括准许和撤销网络接入。用户控制接口228还包括安全元件230，用于确保客户端设备231、232和灵活代理200之间的通信是安全的。客户端设备231、232经由例如蜂窝网络连接到广域网234。在某些实现方式中，点对点无线网络用于在没有接入点的设备之间的直接通信。例如，摄像机可以使用点对点网络直接连接到计算机以下载视频文件或图像文件。同样，至外部监视器的设备连接和至无人机的设备连接当前使用点对点网络。因此，在没有接入点的点对点网络中，无法使用DFS信道，因为没有接入点来控制DFS信道选择和/或告诉设备使用哪一个DFS信道。本发明克服了这种限制。
图3示出点对点网络300中的灵活代理200将如何独立于任何接入点地与客户端设备231、232、331和云智能引擎235进行接口。如图3中所示，云智能引擎235可以连接到多个连接到网络的灵活代理200、310。点对点网络300中的灵活代理200可以通过例如在发送给客户端设备231、331的消息上背负式运输至云智能引擎235的消息，或者增补客户端设备231、331至广域网234的连接，来经由连接到网络的客户端设备231、331之一连接到云智能引擎235。点对点网络300中，灵活代理200将控制信号320无线地发送到客户端设备231、232、331，包括无占用信号的信道(例如无雷达信号的DFS信道)的指示。替换地，灵活代理仅与一个客户端设备331通信，于是该客户端设备担任组拥有者以发起和控制与其它客户端设备231、331的点对点通信。客户端设备231、232、331具有点对点链路321，它们通过这些链路相互通信。
灵活代理可以操作在多个模式中，这些模式执行采用不同算法的多个DFS扫描方法。其中两个方法在图4和图5中说明。
图4示出用于多信道DFS主设备的第一次DFS扫描方法400。这个方法使用时分顺序CAC 401，之后跟着连续ISM 402。方法开始于步骤403，其中，多信道DFS主设备处于启动时或重置后。在步骤404，嵌入式无线电装置被设置为接收(Rx)，并且被调谐到第一DFS信道(C＝1)。在一个示例中，第一信道是信道52。接下来，因为这是启动或重置后的第一次扫描，并且DFS主设备没有关于无雷达信道的信息，所以DFS主设备执行连续CAC(步骤405)扫描持续60秒的时段(符合FCC第15部分子部分E和ETSI 301 893要求)。在步骤406，DFS主设备确定在当前的信道中是否存在雷达图案。如果检测到雷达图案，则在步骤407，DFS主设备将这个信道标记在黑名单中。DFS主设备也可以发送关于检测到的雷达的附加信息，包括用于检测的信号强度、雷达图案、雷达类型和时间戳。
在启动或重置后的第一次扫描时，如果在扫描的第一信道中检测到雷达图案，则DFS主设备可以重复上面的步骤，直到找到无雷达信号的信道。替换地，在启动或重置后，可以向DFS主设备提供白名单，白名单指示已经被确定为无雷达信号的一个或多个信道。例如，DFS主设备可以从云智能引擎235接收信道52无雷达信号的消息以及与来自其它源融合的信息。
如果在步骤406，DFS主设备没有检测到雷达图案，则在步骤410，DFS主设备将这个信道标记在白名单中，并且将嵌入式无线电装置切换到在这个信道进行发送(Tx)(在图4中未示出)。DFS主设备可以在白名单中包括其它信息，包括时间戳。然后，DFS主设备发送(在图4中未示出)DFS主设备信标信号持续最小要求的时段n(其为由IEEE 802.11要求定义的信标发送的时段，通常非常短，大约几微秒)。公共SSID可以用于我们***的所有信标。
对于在DFS主设备找到无雷达信道之后的下一次信道扫描，DFS主设备将无线电装置设置为接收，并且将无线电装置调谐到下一个DFS信道(步骤404)(例如，信道60)。然后，DFS主设备执行非连续CAC雷达检测扫描(步骤405)持续时段X，时段X是允许客户端设备保持与网络关联的信标之间的最大时段(PM)减去快速雷达扫描和信标本身的传输所要求的时段n(X＝PM-n)(步骤408)。在步骤411，DFS主设备从非连续CAC扫描保存当前非连续信道状态(SC)的状态，使得DFS主设备稍后能够在DFS主设备中断的点处恢复当前非连续信道扫描。然后，在步骤412，DFS主设备将无线电装置切换到发送，并且将其调谐到第一DFS信道(在这个示例中，它是CH 52)，执行快速接收雷达扫描(步骤413)(持续被称为驻留时间的时段D)以检测雷达(步骤414)。如果检测到雷达图案，则在步骤418，DFS主设备将该信道标记到黑名单。当将信道标记到黑名单时，DFS主设备可以还包括关于检测到的雷达图案的附加信息，包括用于检测的信号强度、雷达类型和时间戳。检测到的雷达的类型包括诸如以下的信息：突发持续时间、突发次数、每突发脉冲数、突发周期、扫描图案、脉冲重复率和间隔、脉冲宽度、啁啾宽度、波束宽度、扫描速率、脉冲上升时间和下降时间、频率调制、跳频率、跳频序列长度和每跳脉冲数。
如果没有检测到雷达图案，在步骤415，DFS主设备再次对第一信道(在示例中为信道52)发送DFS主设备信标。接下来，在步骤416，DFS主设备确定当前信道(CB)是否是白名单(WL)中的最后一个信道。在当前示例中，当前信道(信道52)此时是白名单中仅有的信道。然后，在步骤417，DFS主设备将信道恢复到从步骤411保存的状态，并且将无线电装置切换回接收模式并将无线电装置调谐回到当前非连续CAC DFS信道(在示例中是信道60)(步骤404)。然后，DFS主设备恢复非连续CAC雷达扫描(步骤405)持续时段X，再次适应(accommodate)快速扫描和信标发送所需的时段n。重复这个操作，直到非连续CAC扫描累积60秒(步骤409)(在这种情况下，该信道被标记在白名单中(步骤410))，或者直到检测到雷达图案(在这种情况下，该信道被标记在黑名单中(步骤407))。
接下来，DFS主设备对下一个DFS信道(例如信道100)重复前面段落中的过程。DFS主设备周期性地切换(步骤412)到前面白名单中的DFS信道，以进行快速扫描(步骤413)(持续被称为驻留时间的时段D)，并且如果没有检测到雷达图案，则在先前CAC扫描的白名单中的DFS信道的每一个信道中发送信标(步骤415)持续时段n。然后，DFS主设备返回404以恢复当前CAC信道(在这个示例中是CH100)的非连续CAC扫描(步骤405)。对于先前白名单中的CAC扫描的信道中的每一个信道，在切换到发送并且依次发送信标给先前白名单中的CAC扫描的信道之前，将可供非连续CAC扫描使用的时段X减小n，大致为X＝PM-n*(WL)，其中WL是先前白名单中的CAC扫描的信道的数量。重复这个操作，直到对于当前信道，非连续CAC扫描累积达60秒(步骤409)。如果没有检测到雷达图案，则将该信道标记在白名单中(步骤410)。如果检测到雷达图案，则将该信道标记在黑名单中(步骤407)，并且无线电装置可以立即切换到要被CAC扫描的下一个DFS信道。
对于每个新的DFS信道，重复前面段落中的步骤，直到DFS频段中所有期望的信道都已经被CAC扫描。在图4中，步骤419进行检查，以查看当前信道C是否是要被CAC扫描的最后一个信道R。如果已经到了要被CAC扫描的最后一个信道R，则DFS主设备以信号告知(步骤420)，CAC阶段401完成并开始ISM阶段402。白名单和黑名单信息可以被传递到云智能引擎，在那里该信息随时间被整合，并与来自其它灵活代理的类似信息融合。
在ISM阶段期间，DFS主设备不扫描黑名单中的信道(步骤421)。DFS主设备切换到(步骤422)白名单中的第一信道，并且在423，在那个信道上发送DFS信标(步骤423)。然后，DFS主设备扫描白名单中的第一信道(步骤424)持续DISM时段(步骤425)(ISM驻留时间)，其可以大致为PM(允许客户端设备保持与网络关联的信标之间的最大时段)减去白名单中的信道数量的n倍，之后除以白名单中的信道数量(DISM＝(PM-n*WL)/n)。然后，DFS主设备发送信标(步骤423)，并且扫描白名单中的每个信道持续驻留时间(步骤424)，然后对于每个相应信道，以轮询方式重复开始于白名单中的第一信道(步骤422)。如果在步骤426检测到雷达图案，则在步骤427，停止相应信道的DFS主设备信标，并且在步骤428，将该信道标记在黑名单中并从白名单移除(并且不再ISM扫描)。在步骤429，DFS主设备将告警消息连同新的白名单和黑名单一起发送到云智能引擎。告警消息也可以被发送到网络中的其它接入点和/或客户端设备。
图5示出用于多信道DFS主设备的第二DFS扫描方法500。这个方法使用连续顺序CAC 501，之后是连续ISM 502。方法开始于步骤503，其中，多信道DFS主设备处于启动时或重置后。在步骤504，嵌入式无线电装置被设置为接收(Rx)，并且被调谐到第一DFS信道(C＝1)。在这个示例中，第一信道是信道52。DFS主设备执行连续CAC扫描(步骤505)持续60秒的时段(步骤507)(符合FCC第15部分子部分E和ETSI 301 893要求)。如果在步骤506检测到雷达图案，则DFS主设备将这个信道标记在黑名单中(步骤508)。
如果DFS主设备没有到检测雷达图案，则它将这个信道标记在白名单中(步骤509)。在步骤510，DFS主设备确定当前信道C是否是要被CAC扫描的最后一个信道R。如果不是，则DFS主设备将接收器调谐到下一个DFS信道(例如信道60)(步骤504)。然后，DFS主设备执行连续扫描(步骤505)持续60秒的整个时段(步骤507)。如果检测到雷达图案，则DFS主设备将该信道标记在黑名单中(步骤508)，并且无线电装置可以立即切换到下一个DFS信道(步骤504)并重复步骤504以后的步骤。
如果没有检测到雷达图案，则DFS主设备将该信道标记在白名单中(步骤509)，然后将接收器调谐到下一个DFS信道(步骤504)，并重复随后的步骤，直到期望CAC扫描的所有DFS信道。与在图4中描述的方法不同，在CAC扫描阶段期间，在顺序DFS信道的CAC扫描之间没有发送信标。
图5中的ISM阶段502与上面图4中描述的相同。
图6A示出通过使用灵活代理，如何使5GHz频段的DFS信道中的多个信道同时可用。图6A示出图5的过程，其中自治型DFS主设备在多个信道上执行DFS扫描CAC阶段600，并且在CAC阶段完成后，自治型DFS主设备执行ISM阶段601。在ISM阶段期间，DFS主设备发送多个信标，以向附近的宿主接入点和非宿主(普通)接入点以及客户端设备指示多个DFS信道的可用性。
图6A示出组成DFS 5GHz Wi-Fi频谱的各部分的频率602和信道603。U-NII-2A 606覆盖5.25-5.35GHz范围。U-NII-2C 607覆盖5.47-5.725GHz范围。进行CAC扫描的第一信道被示出在元件607。后续的其它信道的CAC扫描被示出在元件608。并且ISM阶段601之前的最后CAC扫描被示出在元件609。
在ISM阶段601，DFS主设备切换到白名单中的第一信道。在图6A的示例中，执行CAC扫描所针对的每个信道603在CAC扫描期间无雷达信号并被添加到白名单。然后，在610，DFS主设备在那个信道上发送DFS信标。然后，在620，DFS主设备扫描白名单中的第一信道持续驻留时间。然后，在611，DFS主设备发送信标，并且在621，扫描白名单中的其它信道中的每一个信道持续驻留时间，然后对于每个相应信道，以轮询方式重复在白名单中的第一信道处开始610。如果检测到雷达图案，则停止相应信道的DFS主设备信标，并且将该信道标记在黑名单中并从白名单中移除(并且不再ISM扫描)。
图6A还示出自DFS主设备的多个信标发送的示例性波形630，以向附近的宿主接入点和非宿主(普通)接入点以及客户端设备指示多个DFS信道的可用性。
图6B示出信标传输周期650和雷达检测周期651。在这个示例中，信道A是信道白名单中的第一信道。在图6B中，信道A中的信标发送660后跟着信道A的快速扫描670。接下来，第二信道(信道B)中的信标发送661后跟着信道B的快速扫描671。这个顺序针对信道C662、672；D 663、673；E 664、674；F 665、675；G 666、676，和H667、677进行重复。在信道H的快速扫描677之后，DFS主设备切换回到信道A，并且在信道A中执行第二信标发送660，其后跟着信道A的第二快速扫描670。开始信道A中的第一信标发送与开始信道A中的第二信标发送之间的时间是信标传输周期。开始信道A中的第一快速扫描与开始信道A中的第二快速扫描之间的时间是雷达检测周期。为了保持与网络上的设备的连接，信标传输周期应该小于或等于允许客户端设备保持与网络关联的信标之间的最大时间。
独立的多信道DFS主设备可以包括：信标产生器212，在多个5GHz无线电信道的每一个信道中产生信标；雷达检测器211，在多个5GHz无线电信道的每一个信道中扫描雷达信号；5GHz无线电收发器215，在多个5GHz无线电信道的每一个信道中发送信标并在多个5GHz无线电信道的每一个信道中接收雷达信号；以及快速信道切换产生器217和嵌入式处理器203，耦合到雷达检测器、信标产生器、和5GHz无线电收发器。快速信道切换产生器217和嵌入式处理器203将5GHz无线电收发器215切换到多个5GHz无线电信道的第一信道，并且使信标产生器212在多个5GHz无线电信道的该第一信道中产生信标。快速信道切换产生器217和嵌入式处理器203还使雷达检测器211扫描多个5GHz无线电信道的该第一信道中的雷达信号。然后，快速信道切换产生器217和嵌入式处理器203针对多个5GHz无线电信道的其它每一个信道重复这些步骤。快速信道切换产生器217和嵌入式处理器203在信标传输周期(其为特定信道上的连续信标发送之间的时间)，并且在一些实施例中，在雷达检测周期期间(其为特定信道上的连续扫描之间的时间)，针对多个5GHz无线电信道中的所有信道执行所有步骤。
图7中的示例示出用于从多个无线电信道中选择无占用信号的可用信道的***和方法。该***包括用作自治型频率选择主设备的灵活代理700，其具有：嵌入式无线电接收器702，在多个无线电信道的每一个信道中检测占用信号；以及嵌入式无线电发送器703，发送可用信道的指示和并非无占用信号的不可用信道的指示。灵活代理700被编程为连接到宿主设备701，并通过向宿主设备发送可用信道的指示和不可用信道的指示来控制宿主设备的操作信道选择的选择。宿主设备701与客户端设备720无线地通信，并且用作客户端设备到网络710例如因特网、其它广域网或局域网的网关。宿主设备701在灵活代理700的控制下，告诉客户端设备720使用哪个信道或哪些信道进行无线通信。此外，灵活代理700可以被编程为直接向客户端设备720发送可用信道的指示和不可用信道的指示。
灵活代理700可以操作在5GHz频段上，并且多个无线电频率信道可以处于5GHz频段中，占用信号是雷达信号。宿主设备701可以是Wi-Fi接入点或LTE-U宿主设备。
此外，灵活代理700可以被编程为通过发送可用信道的信道白名单来发送可用信道的指示，并且通过发送不可用信道的信道黑名单来发送不可用信道的指示。除了在信道黑名单中保存信道之外，灵活代理700还可以被编程为确定并在信道黑名单中保存关于检测到的占用信号的信息，包括信号强度、流量和占用信号的类型。
如在图8中所示，灵活代理700可以连接到基于云的智能引擎855。灵活代理700可以直接地或通过宿主设备701和网络710连接到云智能引擎855。云智能引擎855整合来自灵活代理700的时间分布信息，并且组合来自分布在空间中并连接到云智能引擎855的多个其它灵活代理850的信息。灵活代理700可以被编程为从云智能引擎755接收控制和协调信号以及授权和优选信道选择指引信息。
图9中所示的示例示出用于从多个无线电信道中选择无占用信号的可用信道的***和方法，其中用作自治型频率选择主设备的灵活代理700包括：嵌入式无线电接收器702，在多个无线电信道的每一个信道中检测占用信号；以及嵌入式无线电发送器703，指示可用信道和并非无占用信号的不可用信道。灵活代理700包含被扫描并确定为不包含占用信号的一个或多个信道的信道白名单910。灵活代理700可以从包括云智能引擎855在内的另一个设备接收白名单910。或者，灵活代理700可以已经预先通过对一个或多个信道进行连续CAC得到白名单910。在这个示例中，灵活代理700被编程为使嵌入式无线电接收器702非连续地扫描多个无线电信道的每一个信道，期间穿插(interspersed with)周期性地切换到信道白名单910中的信道，以在信道白名单910中的每一个信道中执行快速占用信号扫描。灵活代理700进一步被编程为使嵌入式无线电发送器703在快速占用信号扫描期间在信道白名单910中的每一个信道中发送第一信标传输，并且在非连续扫描和快速占用信号扫描期间在信道白名单910中跟踪被扫描并确定为不包含占用信号的信道。灵活代理700还被编程为在非连续扫描和快速占用信号扫描期间在信道黑名单915中跟踪被扫描并确定为包含占用信号的信道，然后执行对占用信号的服务中监测，包括为信道白名单910中的每一个信道连续地且顺序地发送第二信标。
图10示出在用作自治型频率选择主设备的灵活代理中从多个无线电信道中选择操作信道的示例性方法1000。该方法包括：在1010，接收被扫描并确定为不包含占用信号的一个或多个信道的信道白名单。接下来，在1005，灵活代理以时分方式针对多个无线电信道执行信道可用性检查。时分信道可用性检查包括：在1010，使用灵活代理中的嵌入式无线电接收器非连续地扫描多个无线电信道中的每一个信道，期间穿插周期性地切换到信道白名单中的信道，以执行快速占用信号扫描；以及在1020，在快速占用信号扫描期间，使用灵活代理中的嵌入式无线电发送器在信道白名单中的每一个信道中发送第一信标。在1030，灵活代理还在信道白名单中跟踪在步骤1010中扫描并确定为不包含占用信号的信道，并且在1040，在信道黑名单中跟踪在步骤1010中扫描并确定为包含占用信号的信道。最后，在1050，灵活代理连续地且顺序地执行对占用信号的服务中监测，并且针对信道白名单中的每一个信道执行第二信标传输。
图11示出在用作自治型频率选择主设备的灵活代理中从多个无线电信道中选择操作信道的另一个示例性方法1100。该方法1100包括：通过在1101使用灵活代理中的嵌入式无线电接收器连续地扫描多个无线电信道的每一个信道持续扫描周期，来执行多个无线电信道的每一个执行信道可用性检查。然后，在1110，灵活代理在信道白名单中跟踪被扫描并确定为不包含占用信号的信道，并且在1120，在信道黑名单中跟踪被扫描并确定为包含占用信号的信道。然后，在1130，灵活代理执行对占用信号的服务中监测，并且使用灵活代理中的嵌入式无线电发送器连续地且顺序地针对信道白名单中的每一个信道发送信标。
图12示出在用作自治型频率选择主设备的灵活代理中从多个无线电信道中选择操作信道的另一个示例性方法1200。该方法1200包括：在1210，针对多个无线电信道的每一个信道执行信道可用性检查，以及在1250，针对多个无线电信道的每一个信道执行服务中监测并发送信标。信道可用性检查1210包括：在1211，将自治型频率选择主设备中的嵌入式无线电接收器调谐到多个无线电信道中的一个信道，以及使用嵌入式无线电接收器在多个无线电信道的一个信道中开始连续信道可用性扫描。接下来，信道可用性检查1210包括：在1212，在连续信道可用性扫描期间，确定在多个无线电信道的这一个信道中是否存在占用信号。如果在连续信道可用性扫描期间，在多个无线电信道的这一个信道中存在占用信号，则信道可用性检查1210包括：在1213，将多个无线电信道中的这一个信道添加到信道黑名单，并结束连续信道可用性扫描。如果在第一扫描时段期间，在连续信道可用性扫描期间在多个无线电信道的这一个信道中不存在占用信号，则信道可用性检查1210包括：在1214，将多个无线电信道的这一个信道添加到信道白名单，并结束连续信道可用性扫描。接下来，信道可用性检查1210包括：针对多个无线电信道的每一个信道重复步骤1211和1212以及1213或1214。
针对多个无线电信道的每一个信道进行服务中监测和发送信标1250包括：在1251，确定多个无线电信道中的这一个是否在信道白名单中，如果是，则将自治型频率选择主设备中的嵌入式无线电接收器调谐到多个无线电信道中的这一个信道，并使用自治型频率选择主设备中的嵌入式无线电接收器在多个无线电信道的这一个信道中发送信标。接下来，服务中监测和发送信标1250包括：在1252，使用嵌入式无线电接收器在多个无线电信道的这一个信道中发起离散信道可用性扫描(如在前面描述的快速扫描)。接下来，服务中监测和发送信标1250包括：在1253，在离散信道可用性扫描期间，确定在多个无线电信道的这一个信道中是否存在占用信号。如果存在占用信号，则服务中监测和发送信标1250包括：在1254，停止信标的传输，从信道白名单中移除多个无线电信道中的这一个信道，将多个无线电信道中的这一个信道添加到信道黑名单，并结束离散信道可用性扫描。如果在离散信道可用性扫描期间，在多个无线电信道的这一个信道中不存在占用信号达第二扫描时段，则服务中监测和发送信标1250包括：在1255，结束离散信道可用性扫描。此后，服务中监测和发送信标1250包括：针对多个无线电信道的每一个信道重复步骤1251、1252、和1253以及1254或1255。
如在这里讨论的，所公开的***与现有技术的状态的根本不同之处在于：(a)所公开的无线灵活代理能够进行多个同时的动态频率信道，这与由传统的自治型DFS主设备接入点或小小区基站提供的带宽相比，为大得多的带宽；(b)可以与附近的(适当配备有控制代理的)接入点或小小区共享附加DFS信道，使得网络作为整体能够受益于附加带宽；以及(c)接入点和/或小小区基站对操作信道的选择可以由集中式网络组织元件(云智能引擎)来协调，以避免重叠信道，由此避免干扰并缓解拥塞。
(a)到(c)中的能力和功能由集中式云智能引擎支持，该云智能引擎随时间收集并组合来自每个灵活代理的DFS雷达和其它频谱信息，并对数据进行打地理标签、存储、过滤和整合，并且通过数据融合技术将其与来自分布在空间中的多个其它灵活代理的信息组合在一起，用专有算法对集合执行过滤和其它后处理，并与来自审查源(例如GIS、美国联邦航空局(FAA)、FCC和DoD数据库等)的其它数据合并。
具体地，云智能引擎执行以下操作：从所有无线灵活代理连续地收集频谱、位置和网络拥塞/流量信息(随着更多接入点和小小区基站被部署，灵活代理的数量和密度快速地增长)；在数据集上连续地应用复杂的过滤、时空关联和整合操作、以及新颖的阵列结合技术和模式识别等；应用创新性的网络分析和优化技术来计算网络组织决策，以总体优化网络上的接入点和小小区基站的动态信道选择；以及经由所述无线灵活代理指导动态信道选择的自适应控制和802.11a/n/ac接入点和/或LTE-U小小区基站的无线配置。
由于灵活代理附着到Wi-Fi接入点和LTE-U小小区基站，因此它们天生以各种密度被部署在大范围的地理区域上，并且覆盖范围常常是重叠的。因此由灵活代理收集的频谱信息，特别是DFS雷达的签名和本地网络的拥塞状况，类似地代表了大范围区域的无线电频谱的多点重叠测量，或者以不同方式来看，该信息代表了通过随机不规则的传感器阵列测量雷达和来自不同角度的干扰源和/或拥塞源(参见图13)而得到的频谱测量。
图13示出多个灵活代理1311、1312、1313、1314(例如，每个都附着到802.11a/n/acWi-Fi网络)如何提供雷达发射器1350的地理分布重叠视图(传感器数据集)。图中也示出了如何通过向集中式云智能引擎235报告，收集的多视图数据在由云智能引擎235拼接在一起时呈现空间分集(不同范围和衰落/反射信道状况1321、1322、1323、1324)和角度分集(例如，视角1331、1332、1333、1334)的属性，所有这些可以由此有利于与来自单个接入点或小小区基站的任意单个视图所代表的相比，以高得多的有效增益和灵敏度生成目标雷达1350或任何其它发射器源的伪合成孔径视图。不同位置1321、1322、1323、1324和视角1331、1332、1333、1334由于不同的衰落和反射信道状况而导致接收雷达脉冲序列的不同定时偏移以及接收信号的不同失真。灵活代理1311、1312、1313、1314的子集可以形成伪合成天线阵列，该阵列因有效增益更高而向雷达信号提供改进的灵敏度，并且因冗余性而在雷达检测中提供改进的鲁棒性。来自灵活代理1311、1312、1313、1314的数据被发送到云智能引擎235，其执行数据关联和整合以确定目标雷达1350的位置。
具有相当大的处理能力和无限可扩展的存储器/存储的云智能引擎能够存储来自每个灵活代理的非常长时段上的带时间戳的频谱信息，由此使得云智能引擎也能够随着时间和地理空间整合和关联DFS雷达的签名和本地网络的网拥塞状况。给定足够数量的灵活代理连续地随时间获取频谱信息，云智能引擎可以构造日益准确且可靠的5GHz频段中的频谱信息的空间图，包括雷达信号的存在或不存在。频谱信息可以是打上位置标签和/或时间戳的。设备可以是例如接入点设备、DFS从设备、点对点组拥有者设备、移动热点设备、无线接入节点设备或专用传感器节点设备。借助这个信息，客户端设备可以直接查询云智能引擎，以找出在客户端设备的位置处什么DFS信道是可用的并且没有雷达。借助这个***，客户端设备不再需要等待原来由接入点或灵活代理提供的信标，因为客户端设备可以经由网络连接与云智能引擎通信，以确定可用信道。在这种情况中，云智能引擎变成了云DFS超级主设备，因为它能够为分布在广阔的地理范围上的多个客户端设备提供DFS信道选择信息。
此外，云智能引擎也能够接入并组合来自其它源的数据(数据融合)，例如来自GIS(地理信息***)服务器、FCC数据库、NOAA数据库等的地形和地图信息，使云智能引擎能够进一步比较、关联、覆盖和修改来自灵活代理的基线频谱数据并增强网络自组织算法，以进一步提高本发明的总体准确性和鲁棒性。
由此形成802.11a/n/ac和LTE-U网络的动态频谱状况的详细视图的云智能引擎能够使用这个数据去计算最优网络配置，特别是各接入点和/或小小区基站的(DFS频段和非DFS频段中的)操作信道和无线电参数的选择，以避免与其它附近的接入点或基站的重叠，避开干扰和有噪或拥塞信道。通过这实现的整个***由此可以被看作较大区域的封闭控制***，如图14中所示。
在一个示例中，本发明的***包括云DFS超级主设备和通信地耦合到云DFS超级主设备的多个雷达检测器。雷达检测器被编程为在多个5GHz无线电信道的每一个信道中扫描雷达信号，将对雷达信号的扫描结果发送到云DFS超级主设备，以及将多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的地理位置信息发送到云DFS超级主设备。云DFS超级主设备被编程为接收来自多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果和多个雷达检测器的地理位置信息，并且确定多个雷达检测器中的第一雷达检测器是否在多个5GHz无线电信道的第一信道中检测到雷达信号。如果云DFS超级主设备确定在第一信道存在雷达信号，则云DFS超级主设备被编程为确定多个雷达检测器中的一个或多个雷达检测器(例如，第二雷达检测器)，以基于第一雷达检测器的地理位置信息和第二雷达检测器的地理位置信息来评估第一雷达检测器在第一信道中对雷达信号的检测。在一个示例中，云DFS超级主设备被编程为使一个或多个第二雷达检测器切换到第一信道并在第一信道扫描雷达。在另一个示例中，云DFS超级主设备被编程为使一个或多个第二雷达检测器增加在第一信道中的驻留时间。在这些示例中，当任何一个检测器看见雷达时，云DFS超级主设备可以协调雷达检测器。云DFS超级主设备和雷达检测器网络像大合成孔径阵列一样动作，并且云DFS超级主设备可以控制雷达检测器采取行动。一些行动包括：将一个或多个雷达检测器移动到检测到雷达的信道中，并且寻找雷达，或者使一个或多个雷达检测器在检测到雷达的信道中驻留更长时间。看到雷达信号的传感器越多，就可以更好地表征雷达信号。此外，通过地理位置，云DFS超级主设备可以确定在更好的位置中有其它检测器来测量或表征雷达，并且可以使用来自一个或多个检测器的数据(例如，融合来自多个检测器的数据)。这可以由历史数据来驱动，或者通过获知检测器的类型/模型来驱动。实际上，随着传感器的升级，它们的灵敏度可以比上一代产品更好。云DFS超级主设备可以跟踪在给定区域中部署了什么检测器(和它们的能力)，并且最优地选择哪一些检测器将提供辅助验证雷达扫描。
图14示出在控制环图中，云智能引擎如何从灵活代理网络(例如，灵活代理1410全球网络中的每一个)得到频谱数据(雷达列表和图案、白名单、黑名单、RSSI、噪声基底、最近的邻居、拥塞&流量签名等)，并且在存储(在存储器1425)和过滤数据之后，将它们与来自灵活代理1411的类似数据、来自其它源(例如GIS、FCC、FAA、DoD、NOAA等)的云数据1420和用户输入1435组合。然后，将数据应用到网络自组织计算处理1426，控制环针对网络中的802.11a/n/ac接入点或LTE-U小小区基站中的每一者，并且在本发明实施的***的控制下，执行最优动态信道选择1455。以这种方式，云智能引擎告诉灵活代理1411从当前信道1456(由接入点先前使用的信道)改变到为接入点(使用接入点控制1412)选择的信道1455。与此相对，传统的接入点和小小区基站表现为开放的控制环，单个源传感器输入有限，并且没有云智能引擎的帮助来闭合控制环。
在1450，来自灵活代理1411的信息(包括频谱和位置信息)与来自位置数据库1451的信息一起用于求解(resolve)灵活代理1411和网络中的在灵活代理1411控制下的802.11a/n/ac接入点或LTE-U小小区基站的位置。查找步骤1441访问来自灵活代理1410的存储数据。这个信息可以与来自求解位置步骤1450的信息组合，用于对可应用于灵活代理1411和网络中的在灵活代理1411控制下的802.11a/n/ac接入点或LTE-U小小区基站的频谱状况进行几何外推1442。
如在图14中所示，控制环包括：在1445，将来自灵活代理1411的数据进行时间整合，在1444，将来自灵活代理1411的数据进行空间整合，以及在1430，与来自其它源的数据和用户输入1435进行融合，以在1455，为灵活代理1411做出运行信道选择。如所示，控制环根据需要也包括：缓存1447、1449(时间上的)、1443(空间上的)、1446(时间上的)和过滤1448。其它灵活代理1410也可以有它们自己的类似于图14中说明的控制环。
如之前讨论的，灵活代理将信息发送到云智能引擎，包括关于检测到的雷达图案的信息，包括检测的信号强度、雷达类型和时间戳。检测到的雷达类型包括以下信息，例如突发持续时间、突发数量、每次突发脉冲、突发时间、扫描图案、脉冲重复率和间隔、脉冲宽度、啁啾宽度、波束宽度、扫描率、脉冲上升和下降时间、频率调制、跳频率、跳频序列长度和每跳脉冲。云智能引擎使用这些信息来改进其错误检测算法。例如，如果灵活代理检测到它知道不能出现在特定位置的特定雷达类型，则云智能引擎可以使用该信息在其概率算法中用于估计那个信号的有效性。灵活代理可以如图2中所示地经由接入点或经由客户端设备将信息发送到云智能引擎。
因为云智能引擎具有附着的雷达传感器的位置信息，所以当云智能引擎从一个传感器接收到雷达检测信号时，云智能引擎可以使用该传感器的位置信息来验证信号。云智能引擎可以确定检测到雷达信号的第一传感器附近的邻近传感器，并在其它传感器中搜索白名单/黑名单信道历史，并且如果邻近传感器具有当前且足够的信息，则云智能引擎可以确认或作废来自第一传感器的原始雷达检测。
替换地，云智能引擎或第一传感器可以(通过云或者本地地)吩咐邻近传感器聚焦于检测到的信道并向云报告它们的白名单和黑名单。如果邻近传感器具有当前且足够的信息，则云智能引擎可以确认或作废来自第一传感器的原始雷达检测。此外，基于第一传感器的位置信息，云智能引擎可以指导其它邻近传感器去修改它们的扫描时间或特性或信号处理，以更好地检测由第一传感器检测到的信号。
图15A和图15B示出在无线灵活代理、云智能引擎和接入点(或类似的小小区LTE-U基站)之间的逻辑接口。特别地，这个图示出在DFS扫描操作阶段期间、服务中监测(ISM)期间和当引发信道改变的雷达事件发生时，在灵活代理与云智能引擎之间、以及在云智能引擎与接入点之间(经由灵活代理)交换的信令和消息的示例。
图15A示出根据本发明的在云智能引擎235、灵活代理200和宿主接入点218之间的接口。例如，信令和/或消息可以在云智能引擎235与灵活代理200之间交换。在云智能引擎235与灵活代理200之间的信令和/或消息可以在DFS扫描操作期间、在ISM操作期间和/或当导致无线电信道改变的雷达事件发生时交换。在一方面，在云智能引擎235与灵活代理200之间的信令和/或消息可以经由WAN(例如，WAN234)和/或安全通信隧道交换。
云智能引擎235的认证注册处理1502可以与消息A关联。消息A可以在云智能引擎235与灵活代理200之间交换。此外，消息A可以与一个或多个信令操作和/或一个或多个消息关联。消息A可以有助于灵活代理200的初始化和/或认证。例如，该消息可以包括与灵活代理200关联的信息，例如但不限于，单元身份、与灵活代理200关联的证书、与在距灵活代理200的某个距离内的一组其它灵活代理关联的最近邻居扫描列表、服务设置标识符、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的接收信号强度指示、与宿主接入点218关联的制造商标识、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的测得的位置(例如，全球定位***位置)、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的得到的位置(例如，经由附近AP或附近客户端得到的)、时间信息、当前信道信息、状态信息和/或其它与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的信息。在一个示例中，消息A与信道可用性检查阶段关联。
云智能引擎235的数据融合处理1504可以有助于计算与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的位置。附加地或替换地，云智能引擎235的数据融合处理1504可以有助于计算一组DFS信道列表。数据融合处理1504可以与消息B和/或消息C关联。消息B和/或消息C可以在云智能引擎235与灵活代理200之间交换。此外，消息B和/或消息C可以与一个或多个信令操作和/或一个或多个消息关联。消息B可以与关联于灵活代理200的频谱测量和/或环境测量关联。例如，消息B可以包括以下信息，例如但不限于扫描的DFS白名单、扫描的DFS黑名单、扫描测量、扫描统计、拥塞信息、流量计数信息、时间信息、状态信息和/或与灵活代理200关联的其它测量信息。消息C可以与授权的DFS、DFS列表和/或信道改变关联。例如，消息C可以包括以下信息，例如但不限于定向的(例如，经批准的)DFS白名单、定向的(例如，经批准的)DFS黑名单、当前时间、列表有效时间、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的计算出的位置、网络心跳和/或与信道和/或动态频率选择关联的其它信息。
云智能引擎235的网络优化处理1506可以有助于优化与灵活代理200关联的网络拓扑。网络优化处理1506可以与消息D关联。消息D可以在云智能引擎235与灵活代理200之间交换。此外，消息D可以与一个或多个信令操作和/或一个或多个消息关联。消息D可以与无线电信道的改变关联。例如，消息D可以与和灵活代理200通信的宿主接入点218的无线电信道关联。消息D可以包括以下信息，例如但不限于无线电信道(例如，切换到特定无线电信道的命令)、列表的有效时间、网络心跳和/或用于优化网络拓扑的其它信息。
云智能引擎235的网络更新处理1508可以有助于更新与灵活代理200关联的网络拓扑。网络更新处理1508可以与消息E相关。消息E可以在云智能引擎235与灵活代理200之间交换。此外，消息E可以与一个或多个信令操作和/或一个或多个消息关联。消息E可以与网络心跳和/或DFS授权关联。例如，消息E可以包括以下信息，例如但不限于与在距灵活代理200的某个距离内的一组其它灵活代理关联的最近邻居扫描列表、服务设置标识符、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的接收信号强度指示、与宿主接入点218关联的制造商标识、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的测得的位置更新(例如，全球定位***位置更新)、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的得到的位置更新(例如，经由附近AP或附近客户端得到的)、时间信息、当前信道信息、状态信息和/或其它信息。在一个示例中，消息B、消息C、消息D和/或消息E可以与ISM阶段关联。
灵活代理200的管理DFS列表处理1510可以有助于DFS列表的存储和/或更新。管理DFS列表处理1510可以与消息F关联。消息F可以在灵活代理200与宿主接入点218之间交换。在一个示例中，消息F可以通过局域网(例如，有线局域网和/或无线局域网)交换。此外，消息F可以与一个或多个信令操作和/或一个或多个消息关联。消息F可以有助于宿主接入点218的无线电信道的改变。例如，消息F可以包括以下信息，例如但不限于与在距灵活代理200的某个距离内的一组其它灵活代理关联的最近邻居扫描列表、服务设置标识符、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的接收信号强度指示、与宿主接入点218关联的制造商标识、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的测得的位置更新(例如，全球定位***位置更新)、与灵活代理200和/或宿主接入点218关联的得到的位置更新(例如，经由附近AP或附近客户端得到的)、时间信息、当前信道信息、状态信息和/或其它信息。在一个示例中，消息F可以与云定向操作关联(例如，启用DFS信道的云定向操作)。
图15B也示出根据本发明的在云智能引擎235、灵活代理200和主节点接入点218之间的接口。例如，图15B可以结合图15A提供进一步的细节。如在图15B中所示，信令和/或消息可以在云智能引擎235与灵活代理200之间交换。在云智能引擎235与灵活代理200之间的信令和/或消息可以在DFS扫描操作期间、在ISM期间和/或当导致无线电信道改变的雷达事件发生时交换。在一方面，在云智能引擎235与灵活代理200之间的信令和/或消息可以经由WAN(例如，WAN 234)和/或安全通信隧道交换。
如在图15B中还示出的，云智能引擎235的网络更新处理1508可以有助于更新与灵活代理200关联的网络拓扑。网络更新处理1508可以与消息E关联。然后，云智能引擎235的DFS列表更新处理1514可以有助于一个或多个DFS信道列表的更新。DFS列表更新处理1514可以与消息G关联。消息G可以在云智能引擎235与灵活代理200之间交换。在一个示例中，消息G可以经由WAN(例如，WAN234)和/或安全通信隧道交换。此外，消息G可以与一个或多个信令操作和/或一个或多个消息关联。消息G可以与雷达事件关联。例如，消息G可以以信号告知雷达事件。附加地或替换地，消息G可以包括与雷达事件关联的信息。例如，消息G可以包括以下信息，例如但不限于雷达测量信道、雷达测量图案、与雷达事件关联的时间、与雷达事件关联的状态、与雷达事件关联的其它信息等。雷达事件可以与来自多个5GHz通信信道(例如，与5GHz Wi-Fi频谱101关联的多个5GHz通信信道)中的一个或多个信道关联。在一个示例中，消息G可以与ISM阶段关联。DFS列表更新处理1514也可以与消息C关联。
此外，如在图15B中还示出的，管理DFS列表处理1510可以与消息F关联。消息F可以在灵活代理200与宿主接入点218之间交换。灵活代理200的雷达检测处理1516可以检测和/或生成雷达事件。此外，雷达检测处理1516可以通知宿主接入点218改变无线电信道(例如，切换到替代的无线电信道)。响应于无线电信道的改变，消息F和/或管理DFS列表处理1512可以相应地更新。在一个方面，信令和/或消息可以在DFS扫描操作期间、ISM操作期间和/或当引发宿主接入点218的无线电信道改变的雷达事件发生时，在云智能引擎235与主节点接入点218之间交换。
除了传统的基础结构网络拓扑(例如，宿主接入点和客户端和点对点网络或Wi-Fi直连)之外，本发明适用于扩展的基础结构网络拓扑(例如，网状网络)。例如，在这里讨论的宿主接入点可以是参与网状网络并同时提供基础结构连接的网状对等点。
图16A示出隐藏节点的问题，其中接入点或小小区基站1630由于地形、障碍物、距离或信道状况1645而从其它接入点或小小区基站1631的视野中被隐藏。对于这些接入点正在彼此通信的网状网络或点对点会话来说，隐藏节点问题是特别困难的问题；隐藏节点1630可能检测不到帧，无法与它的网络分配矢量(NAV)同步。由于这方面的障碍，隐藏节点1630传输会潜在地与其它两个节点1631、1632之间的通信冲突和干扰。如在图16A中所示，灵活代理1650报告扫描列表给云智能引擎1635，但不能检测到隐藏节点1630。因此，灵活代理1650在所报告的扫描列表中不向云智能引擎1635报告隐藏节点1630。与在邻近网络中的接入点1632关联的灵活代理1651也报告扫描列表给云智能引擎1635。因为隐藏节点1630可以被这些灵活代理1651检测到，所以报告的扫描列表包括隐藏节点1630。云智能引擎1635从所有灵活代理1650、1651收集扫描列表，包括关于灵活代理1650、1651的地理信息。然后，云智能引擎1635确定隐藏节点1630的存在，并向灵活代理1650、1651报告隐藏节点1630的存在。
图16B示出隐藏雷达的问题，其中由于地形或障碍物1655，灵活代理1653不能看见雷达发射器1660。隐藏雷达问题是FCC(和其它监管者)严重关注的问题，因为对于接入点1634来说用作DFS主节点设备但不能看见隐藏雷达1660的灵活代理1653可能导致意外的干扰。在暴露节点1633附近的灵活代理1652检测到来自雷达发射器1660的雷达，并经由例如上行链路返回列表消息报告给云智能引擎1635。云智能引擎1635经由例如下行链路黑名单消息向隐藏节点1634附近的灵活代理1653通知雷达。
在一些实施例中，灵活代理可以链接到多个宿主接入点。在一个这种可能的配置中，当在灵活代理和接入点之间通过以太网的网络连接很长时，显著问题就出现了。图16C示出隐藏雷达的问题，其中由于距离，灵活代理不能看见雷达发射器。联网的节点1690、1691、1692离雷达发射器1675很远，并因此不能检测到雷达信号的存在。节点1690、1691、1692传达这个信息到灵活代理1670。灵活代理1670无线地以及通过有线连接广播对应的白名单和黑名单。隐藏节点1680从灵活代理1670接收列表，但是是在来自雷达发射器1675的雷达存在的情况下。隐藏节点1680与灵活代理1670隔开很长距离，并且通过例如非常长的以太网连接1681连接到灵活代理。
因为隐藏节点1680远离灵活代理1670，所以它的签名1682不在灵活代理1670的扫描列表上。同样，因为隐藏节点1680距离灵活代理1670太远，隐藏节点1680不能从灵活代理1670接收无线白名单和/或黑名单，或者当隐藏节点1680接收到时，无线列表的时间戳不能匹配经由以太网接收到的时间戳。为了解决这个问题，为了节点1680使用DFS信道，通过有线以太网进行的白名单和/或黑名单广播必须匹配通过无线进行的列表和定时广播。同样，灵活代理1670可以广播授权的接入点(例如，1690、1691、1692)列表，并且为了使用DFS信道，接入点中的控制代理必须在授权列表中看见它的SSID。灵活代理1670仅授权它通过扫描列表看见的并在特定RSSI阈值以上的接入点(例如，1690、1691、1692)。不能被看见或RSSI太低的接入点1680被认为太远以至于不能使用灵活代理1670的白名单。
图16A-C示出从邻近隐藏节点或隐藏雷达的多个无线灵活代理收集数据的云智能引擎如何能够发现所述的隐藏节点或隐藏雷达。现在意识到在相同信道上有到另一个接入点的隐藏节点的任意接入点或小小区基站现在可以对被隐藏的节点作出反应，并且类似地，在雷达信号的可能范围内的任何(和所有)接入点或小小区，即使对一些节点是隐藏的，也能够直接地被阻止使用雷达占用信道。
在使用云DFS超级主设备的***的一个实施例中，云DFS超级主设备从多个灵活代理和/或接入点接收信息。此外，因为云DFS超级主设备为客户端设备提供了DFS信道信息，所以一些灵活代理和接入点将不再需要发送识别可用信道的信标。在这个情形中，使用云DFS超级主设备的***可以包括作为雷达检测器的传感器，其执行在这里描述的灵活代理的雷达传感功能但不发送识别可用信道的信标。
云DFS超级主设备可以为云DFS超级主设备具有足够信息的区域提供DFS超级主设备功能。例如，如果灵活代理和/或雷达检测传感器在给定位置以足够的密度分布，并且云DFS超级主设备已经为这个位置接收到足够信息持续足够时间以使用足以满足FCC或其它适用要求的确定度来确定这个位置的雷达信号签名，则云DFS超级主设备可以为位于这个位置的设备提供DFS主设备服务。
借助云DFS超级主设备***，传统的DFS主设备和灵活代理可以省略，或者作为继续进行雷达检测的传感器运行，但是不告诉客户端设备使用什么信道。在这个***中，客户端设备不必寻找信标，而是可以查询云DFS超级主设备，以确定什么信道是可使用的。
这个云DFS超级主设备***解决了现有技术DFS主设备***固有的几个问题。例如，云DFS超级主设备***可以从外部源(例如来自GIS服务器、FCC数据库、NOAA数据库、DoD数据库的地形图信息)接收信息，云DFS超级主设备使用该外部源从一个或多个DFS信道中的DFS通信在地理上围住一个区域。在一个示例中，DoD吩咐云DFS超级主设备在一个时间周期阻止在给定区域的DFS频谱中的通信。当设备在那个区域中时，云DFS超级主设备***将吩咐客户端设备不要使用DFS频谱。在另一个示例中，云DFS超级主设备被编程为从优先用户中接收退出一个或多个5GHz无线电信道的请求。优先用户可以是包括雷达生产实体的***的雷达生产商，例如机场或军事机构，或者优先用户可以是需要优先接入DFS频谱的政府或急救单位。在这个示例中，云DFS超级主设备也被编程为响应于来自优先用户的请求，向请求影响的区域内的客户端设备发送消息，吩咐客户端设备退出5GHz无线电信道。使用这个***，飞机或机场能够请求云DFS超级主设备阻挡它起飞时沿着它的路线的5GHz信道。在另一个实施例中，退出一个或多个5GHz无线电信道的请求能够来自政府的、管理的、或紧急的***。例如，救护车或其它急救车可以发送实时请求到云DFS超级主设备，以阻挡沿着它的路线的5GHz信道，以便优化急救车的通信。与公开的云DFS超级主设备不同，当前的信标***不能有效解决这个问题。云DFS超级主设备可以进一步接收和使用优先用户的位置信息来动态地改变DFS超级主设备吩咐设备退出优先用户所请求的信道的区域。这允许DFS超级主设备在地理上围住有限的区域以最大化DFS信道对其它设备的可用性，同时仍然满足来自优先用户的退出请求。
此外，云DFS超级主设备***解决了当前使用DFS频谱的限制。目前，许多DFS主设备是仅对成员客户端设备提供至DFS频谱的接入的私有接入点。因此，在区域中的大多数用户不能利用可用DFS频谱，因为它们不是接入用作DFS主设备的接入点的组成员。在这种情形中，即使DFS频谱是免授权的并且通常可供公众使用，但是仅接入到私有接入点的选定组能够使用DFS频谱。云DFS超级主设备通过直接向云DFS超级主设备具有足够频谱信息的任何区域内的客户端设备提供DFS信道可用性信息，来解决了这个效率低下。
此外，云DFS超级主设备***解决了LTE-U设备的激增以及LTE-U设备和Wi-Fi设备的互操作性的问题。LTE-U设备使用与Wi-Fi设备相同的带宽。然而，Wi-Fi设备不能检测到LTE-U设备，并且LTE-U设备不能检测到Wi-Fi设备。结果，来自LTE-U和邻近的Wi-Fi设备的信号冲突并且彼此干扰。云DFS超级主设备可以控制由连接的设备使用的定时和频率。并且因为云DFS超级主设备可以看见所有客户端设备(包括LTE-U和Wi-Fi设备)，所以云DFS超级主设备可以协调流量以减轻冲突，例如，确保在相同区域中的两个设备不在相同信道上。云DFS超级主设备解决了邻近的LTE-U和Wi-Fi设备的问题，而不需要LTE-U和Wi-Fi设备彼此对话。
同样，如上面讨论的，云DFS超级主设备解决了隐藏节点的问题。并且云DFS超级主设备可以协调客户端设备之间的流量。
在云DFS超级主设备***的一个实施例中，云DFS超级主设备连接到接入点，接入点从云DFS超级主设备接收信道选择信息(例如白名单或黑名单)并且根据接收到的信道选择信息来发送信标。在这种情况中云DFS超级主设备仍然控制接入点的信道选择。
图17示出云DFS超级主设备***1700的典型的实施例，其中云智能引擎1735作为云DFS超级主设备运行。在***1700中，云DFS超级主设备1735通信地耦合到多个传感器1750、1751、1752，它们在DFS频段中检测雷达信号并检测无线流量信息。多个传感器1750、1751、1752可以是灵活代理或可以是独立的传感器。在一个示例中，独立的传感器包括电源并且是自封闭的，并且包括自带的插件设备。传感器与云DFS超级主设备1735的通信可以是连续的或间歇的。传感器发送关于检测到的雷达信号、流量信息、以及传感器的地理位置信息的信息到云DFS超级主设备1735。云DFS超级主设备1735也可以连接到外部数据源1760，例如来自GIS服务器、FCC数据库、NOAA数据库、DoD数据库的地形图信息。云DFS超级主设备1735使用来自传感器1750、1751、1752和外部数据库1760的信息来为云DFS超级主设备具有足够信息的区域确定可用DFS信道。然后，如在图17中所示，客户端设备1780、1781于是连接到云DFS超级主设备1735，以根据客户端设备1780、1781的位置请求授权的DFS信道。客户端设备1780、1781发送地理位置信道到云DFS超级主设备1735，使得云DFS超级主设备1735可以基于位置信息来确定合适的信道。
在一个实施例中，云DFS超级主设备***是一个用于检测雷达信号并避免与雷达信号干扰的***，该***包括云DFS超级主节点、多个雷达检测器、和至少一个客户端设备。多个雷达检测器(或雷达传感器)通信地耦合到云DFS超级主设备，并且被编程为：在多个5GHz无线电信道中的每一个信道中扫描雷达信号，发送对雷达信号的扫描结果到云DFS超级主设备，以及发送多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的地理位置信息到云DFS超级主设备。客户端设备(或多个客户端设备)通信地耦合到云DFS超级主设备，并且被编程为向云DFS超级主设备发送客户端设备的地理位置信息和对可用5GHz无线电信道的请求。云DFS超级主设备被编程为接收来自多个雷达检测器中的每一个雷达检测的对雷达信号的扫描结果、多个雷达检测器的地理位置信息、客户端设备的地理位置信息和对可用5GHz无线电信道的请求，并且被编程为根据来自多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果、多个雷达检测器的地理位置信息、和客户端设备的地理位置信息来确定在客户端设备的距离内无雷达信号的一个或多个5GHz无线电信道，并且向客户端设备发送在客户端设备的距离内无雷达信号的一个或多个5GHz无线电信道。
在另一个实施例中，云DFS超级主设备被编程为接收来自外部数据源的信息，并被编程为根据来自外部数据源和来自多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果、多个雷达检测器的地理位置信息、和客户端设备的地理位置信息来确定一个或多个5GHz无线电信道的哪一个在客户端设备的距离内无雷达信号。外部数据源可以是例如GIS、FAA雷达数据库、DoD雷达数据库、FCC数据库、或NOAA数据库。
连同雷达检测信息，多个雷达检测器被编程为发送无线频谱信息(例如流量、拥塞、由邻近的接入点使用的信道)到云DFS超级主设备，并且云DFS超级主设备被编程为协调客户端设备的传输。这样，云DFS超级主设备可以为包括接入点的多个设备协调流量以降低来自在相同时间使用相同信道的拥塞和冲突。云DFS超级主设备可以运用时分和/或频分协调以改进客户端设备的性能。
在本发明的说明书中，术语“或者”意味着包括的“或者”而不是排外的“或者”。换句话说，除非另有规定，或者根据上下文，“X使用A或B”意味着任何自然的包括的排列。换句话说，如果X使用A；X使用B；或者X使用A和B，然后“X使用A或B”在任何上述情况下都满足。此外，如在说明书和附图中使用的冠词“a”和“an”通常应该被解释为“一个或多个”除非另有规定或者根据上下文指向单数形式。
此外，在这里使用的术语“示例”和“例如”意思是作为举例或说明。在这里描述的做为“示例”或涉及连接“例如”句子的任何实施例或者设计没必要去被解释为比其它实施例或设计优选或有利。相反的，术语“示例”或“例如”的使用意味着以具体的方式表达概念。术语“第一”、“第二”、“第三”等等，如在权利要求书和说明书中使用的，除非上下文另有明确，仅仅是为了清楚而没必要表明或隐含任何时间上的顺序。
在上面描述的东西包括一个或多个公开的实施例的示例。当然，不可能描述组件或方法的每种可能的结合，该组件或方法的目的是描述这些示例，并且能被认识到目前的实施例的许多进一步的结合和排列是可能的。相应地，在这里公开和/或说明的实施例意味着包括所有落入详细的说明书和附加的权利要求书的精神和范围中的这样的改变、修改和变化。此外，在某种程度上“包括”用于详细的说明书或权利要求书中，这样的术语意味着在一定程度上包括，类似于术语“包含”，就如当作为传统的单词运用在权利要求中时“包含”被解释的那样。

Claims (23)

1.一种用于检测雷达信号并避免与雷达信号干扰的***，包括：
云动态频率选择(“DFS”)超级主设备；
多个雷达检测器，通信地耦合到所述云DFS超级主设备，并且被编程为：在多个5GHz无线电信道中的每一个信道中扫描雷达信号，将对雷达信号的扫描结果发送到所述云DFS超级主设备，并且将所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的地理位置信息发送到所述云DFS超级主设备；
客户端设备，通信地耦合到所述云DFS超级主设备，并且被编程为：将所述客户端设备的地理位置信息和对可用5GHz无线电信道的请求发送到所述云DFS超级主设备；
其中，所述云DFS超级主设备被编程为：接收来自所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果、所述多个雷达检测器的地理位置信息、所述客户端设备的地理位置信息、和对可用5GHz无线电信道的请求，并且被编程为：根据来自所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果、所述多个雷达检测器的地理位置信息、和所述客户端设备的地理位置信息来确定在所述客户端设备的距离内无雷达信号的一个或多个5GHz无线电信道，并且将在所述客户端设备的距离内无雷达信号的所述一个或多个5GHz无线电信道发送到所述客户端设备。
2.如权利要求1所述的***，其中，所述云DFS超级主设备被编程为：从外部数据源接收信息，并且被编程为：根据来自所述外部数据源的信息、来自所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果、所述多个雷达检测器的地理位置信息、和所述客户端设备的地理位置信息来确定在所述客户端设备的距离内无雷达信号的所述一个或多个5GHz无线电信道。
3.如权利要求2所述的***，其中，所述外部数据源选自由以下项组成的群组中：地理信息***(GIS)、美国联邦航空管理局(FAA)雷达数据库、国防部(DoD)雷达数据库、美国联邦通信委员会(FCC)数据库、国家海洋和大气管理局(NOAA)数据库、大众资源数据库、和公共/安全数据库。
4.如权利要求1所述的***，其中，所述多个雷达检测器在地理上彼此分散开。
5.如权利要求1所述的***，其中，所述多个雷达检测器被编程为将无线频谱信息发送到所述云DFS超级主设备，并且所述云DFS超级主设备被编程为协调所述客户端设备的传输。
6.如权利要求1所述的***，其中，所述多个雷达检测器中的至少一个雷达检测器包括灵活代理。
7.如权利要求1所述的***，其中，所述多个雷达检测器中的至少一个雷达检测器包括接入点、LTE小小区或基站、或点对点设备。
8.如权利要求1所述的***，其中，所述客户端设备包括接入点、LTE小小区或基站、或点对点设备。
9.如权利要求1所述的***，其中，所述多个雷达检测器中的至少一个雷达检测器包括5GHz无线电接收器，所述5GHz无线电接收器被编程为：
(a)切换到所述多个5GHz无线电信道中的第一信道；
(b)在所述多个5GHz无线电信道中的所述第一信道中扫描雷达信号；以及
(c)针对所述多个5GHz无线电信道中的其它每一个信道，重复步骤(a)和(b)；
(d)其中，步骤(a)至(c)是在雷达扫描周期期间执行的，所述雷达扫描周期是在特定信道上连续的雷达扫描之间的时间。
10.如权利要求1所述的***，其中，所述云DFS超级主设备被编程为：从优先用户接收退出所述多个5GHz无线电信道中的一个信道的请求，并且所述云DFS超级主设备被编程为：响应于来自所述优先用户的请求，将消息发送到所述客户端设备，所述消息吩咐所述客户端设备退出所述多个5GHz无线电信道中的这一个信道。
11.一种用于检测雷达信号并避免与雷达信号干扰的方法，包括：
提供云动态频率选择(“DFS”)超级主设备；
提供通信地耦合到所述云DFS超级主设备的多个雷达检测器，并且使用所述多个雷达检测器在多个5GHz无线电信道中的每一个信道中扫描雷达信号，将对雷达信号的扫描结果发送到所述云DFS超级主设备，并且将所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的地理位置信息发送到所述云DFS超级主设备；
提供通信地耦合到所述云DFS超级主设备的客户端设备，并且使用所述客户端设备将所述客户端设备的地理位置信息和对可用5GHz无线电信道的请求发送到所述云DFS超级主设备；以及
使用所述云DFS超级主设备接收来自所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果，接收所述多个雷达检测器的地理位置信息，接收所述客户端设备的地理位置信息和对可用5GHz无线电信道的请求，并且根据来自所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果、所述多个雷达检测器的地理位置信息、和所述客户端设备的地理位置信息来确定在所述客户端设备的距离内无雷达信号的一个或多个5GHz无线电信道，并将在所述客户端设备的距离内无雷达信号的所述一个或多个5GHz无线电信道发送到所述客户端设备。
12.如权利要求11所述的方法，包括：所述云DFS超级主设备从外部数据源接收信息，并且根据来自所述外部数据源的信息、来自所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果、所述多个雷达检测器的地理位置信息、和所述客户端设备的地理位置信息来确定在所述客户端设备的距离内无雷达信号的所述一个或多个5GHz无线电信道。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述外部数据源选自由以下项组成的群组中：地理信息***(GIS)、美国联邦航空管理局(FAA)雷达数据库、国防部(DoD)雷达数据库、美国联邦通信委员会(FCC)数据库、国家海洋和大气管理局(NOAA)数据库、大众资源数据库、和公共/安全数据库。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述多个雷达检测器在地理上彼此分散开。
15.如权利要求11所述的方法，包括：所述多个雷达检测器将无线频谱信息发送到所述云DFS超级主设备，并且所述云DFS超级主设备协调所述客户端设备的传输。
16.如权利要求11所述的方法，其中，所述多个雷达检测器中的至少一个雷达检测器包括灵活代理。
17.如权利要求11所述的方法，其中，所述多个雷达检测器中的至少一个雷达检测器包括接入点、LTE小小区或基站、或点对点设备。
18.如权利要求11所述的方法，其中，所述客户端设备包括接入点、LTE小小区或基站、或点对点设备。
19.如权利要求11所述的方法，包括：所述多个雷达检测器中的至少一个雷达检测器：
(a)切换到所述多个5GHz无线电信道中的第一信道；
(b)在所述多个5GHz无线电信道中的所述第一信道中扫描所述雷达信号；以及
(c)针对所述多个5GHz无线电信道中的其它每一个信道，重复步骤(a)和(b)；
(d)其中，步骤(a)至(c)是在雷达扫描周期期间执行的，所述雷达扫描周期是特定信道上连续的雷达扫描之间的时间。
20.如权利要求11所述的方法，包括：所述云DFS超级主设备从优先用户接收退出所述多个5GHz无线电信道中的一个信道的请求，并且响应于来自所述优先用户的请求，将消息发送到所述客户端设备，所述消息吩咐所述客户端设备退出所述多个5GHz无线电信道中的这一个信道。
21.一种用于检测雷达信号并避免与雷达信号干扰的***，包括：
云动态频率选择(“DFS”)超级主设备；
多个雷达检测器，通信地耦合到所述云DFS超级主设备，并且被编程为：在多个5GHz无线电信道中的每一个信道中扫描雷达信号，将对雷达信号的扫描结果发送到所述云DFS超级主设备，并且将所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的地理位置信息发送到所述云DFS超级主设备；
其中，所述云DFS超级主设备被编程为：
接收来自所述多个雷达检测器中的每一个雷达检测器的对雷达信号的扫描结果和所述多个雷达检测器的地理位置信息；
确定所述多个雷达检测器中的第一雷达检测器在所述多个5GHz无线电信道中的第一信道中检测到雷达信号；
确定所述多个雷达检测器中的第二雷达检测器，以基于所述第一雷达检测器的地理位置信息和所述第二雷达检测器的地理位置信息来评估所述第一雷达检测器在所述第一信道中对雷达信号的检测。
22.如权利要求21所述的***，其中，所述云DFS超级主设备被编程为：使所述第二雷达检测器切换到所述第一信道，并在所述第一信道中扫描雷达。
23.如权利要求21所述的***，其中，所述云DFS超级主设备被编程为：使所述第二雷达检测器增加在所述第一信道中的驻留时间。
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