CN109644346A

CN109644346A - 用于分布式动态频谱分配的方法、源设备和功率节点

Info

Publication number: CN109644346A
Application number: CN201680088569.5A
Authority: CN
Inventors: 冯景瑜; 卢光跃
Original assignee: Nokia Technologies Oy
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2019-04-16
Anticipated expiration: 2036-06-24
Also published as: WO2017219354A1; EP3476149A4; US20190380040A1; CN109644346B; EP3476149B1; JP6808760B2; KR102138454B1; US10848976B2; EP3476149A1; JP2019519173A; KR20190012200A

Abstract

本发明涉及一种由源设备执行的用于分布式动态频谱分配的方法以及源设备，一种由功率节点执行的用于动态频谱分配的方法以及功率节点，所述方法包括：向适当的功率节点发送指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；从适当的功率节点接收指示授权频谱的查询响应消息；以及确定授权频谱是否空闲，以及从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。以此方式，所提供的方法可以在不使用中央权限机构的情况下实现分布式动态频谱分配。

Description

用于分布式动态频谱分配的方法、源设备和功率节点

技术领域

本发明一般地涉及分布式通信网络，更具体地，涉及由源设备执行的用于分布式动态频谱分配的方法以及源设备，由功率节点执行的用于动态频谱分配的方法以及功率节点。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展和对无线应用的能力的巨大需求，频谱已成为稀缺资源。在这种情况下，使用其中每个移动设备被分配有授权频谱的固定频谱策略变得越来越不适用。我们可以将若干授权频谱分配给无线通信网络，其中，每个设备可以根据分配策略获得动态频谱。在中央无线通信网络中，可以实现这种由中央权限机构管理的动态频谱分配策略。然而，在没有中央权限机构的情况下，难以在分布式无线通信网络中实现动态频谱分配策略。

当在分布式无线通信网络中采用动态频谱分配时，面临一些技术问题，例如：

-没有中央权限机构可用于管理动态频谱分配。

-当多个设备请求同一授权频谱时，可能会发生一些冲突。

-众所周知，某些移动设备的发射功率有限，它们经由许多路由器向目标设备发送数据。如果每个路由器查找到对应的空闲授权频谱，则可能给网络造成大量负荷。

-在认知无线网络中，授权频谱被分配给主要用户。其它设备应查找主要用户(PU)未使用的授权频谱进行使用。然而，如果主要用户在路由器转发数据分组的期间返回，路由器可以做什么？

-当目标设备已从源设备接收到数据分组时，如何处理授权频谱？

目前，已经提出将认知无线网络(CRN)作为采用动态频谱分配的典型网络。在CRN中，感测信道是所选择的授权频谱，其中，使用PU发射机与每个设备之间的物理点对点链路来观察授权频谱，并且报告信道是控制信道，其中，使用移动设备之间的物理点对点链路来发送单独的感测信息。

-在CRN中，移动设备可以机会性地使用主要用户的授权频谱，并且不会对PU造成干扰。

-频谱感测是查找未使用的授权频谱的关键技术，其中，频谱感测基本上可以分类为单独频谱感测和协作频谱感测。由于深阴影和多径衰落，有时设备很难通过单独的频谱感测从深阴影效应中区分白色空间。因此，CSS(协作频谱感知)的主要思想是通过观察空间定位的SU(次要用户)来利用空间分集以增强感测性能。通过协作，SU可以与系统共享它们的感测信息，以做出比单独的决策具有更高准确度的组合决策。

-在中央CRN中，融合中心负责管理CSS以进行动态频谱分配。通过融合中心，可以解决这些技术问题。

发明内容

在本发明中，我们主要致力于在不使用中央权限机构的情况下设计用于分布式无线通信网络的动态频谱分配方案，本发明提供了一种由源设备执行的用于分布式动态频谱分配的方法以及源设备，由功率节点执行的用于分布式动态频谱分配的方法以及功率节点。

根据本发明的第一方面，提供了一种由源设备执行的用于分布式动态频谱分配的方法，其包括：

向适当的功率节点发送指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

从适当的功率节点接收指示授权频谱的查询响应消息；以及

确定授权频谱是否空闲，以及从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于分布式动态频谱分配的源设备，其包括：

发送装置，其被配置为向适当的功率节点发送指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

接收装置，其被配置为从适当的功率节点接收指示授权频谱的查询响应消息；以及

处理装置，其被配置为确定授权频谱是否空闲，以及从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

根据本发明的第三方面，提供了一种由功率节点执行的用于分布式动态频谱分配的方法，其包括：

从源设备接收指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

向源设备发送指示授权频谱的查询响应消息，以使源设备从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于分布式动态频谱分配的功率节点，其包括：

接收装置，其被配置为从源设备接收指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

发送装置，其被配置为向源设备发送指示授权频谱的查询响应消息，以使源设备从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

在本发明的示例性实施例中，所提供的方法、源设备和功率节点可以在不使用中央权限机构的情况下实现动态频谱分配，并且避免在多个设备请求同一授权频谱时发生冲突。

附图说明

当结合附图阅读时，通过参考以下实施例的详细描述，可以最好地理解本发明本身、优选的使用模式以及其它目标，其中：

图1是示出根据本发明的一个实施例的由源设备执行的用于分布式动态频谱分配的方法的流程图；

图2示出根据本发明的一个实施例的分布式动态频谱分配(DDSA)协议的消息流的示例；

图3示出根据本发明的一个实施例的用于分布式动态频谱分配的源节点的框图；

图4是示出根据本发明的一个实施例的由功率节点执行的用于分布式动态频谱分配的方法的流程图；

图5示出根据本发明的一个实施例的用于分布式动态频谱分配的功率节点的框图。

具体实施方式

参考附图详细描述了本发明的实施例。在整个说明书中对特征、优点或类似用语的引用并不意味着可以通过本发明实现的所有特征和优点应当是本发明的任何单个实施例或者应当在本发明的任何单个实施例中。而是，涉及特征和优点的用语被理解为意思是结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。此外，本发明的所描述的特征、优点和特性可以在一个或多个实施例中以任何适合的方式组合。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实践本发明。在其它情况下，可以认识到在某些实施例中附加特征和优点可能不存在于本发明的所有实施例中。

本发明提出考虑以下方面：

在本发明中，我们的设计在某些方面不同于现有技术，例如：

-我们通过算法设计分布式选择策略以从网络中动态地选择几个功率节点。如同民主制度一样，如果功率节点变得不太活跃或者展现出不可接受的行为，则它们可被动态地替换。然后，功率节点将在分布式动态频谱分配方案中发挥关键作用，该方案也可被称为分布式动态频谱分配协议，用于查找空闲授权信道。在现有技术中，采用中央权限机构以管理动态频谱分配。

-如果网络中需要路由，则仅要求源设备查找空闲授权信道。路由器可以继续使用空闲授权信道，直到目标设备接收到数据分组。在现有技术中，每个设备必须查找到空闲授权信道。

基于上述设计，本发明提供了一种由源设备执行的用于分布式动态频谱分配的方法，如图1中所示，该方法可以包括：

在步骤S101，向适当的功率节点发送指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

在步骤S102，从适当的功率节点接收指示授权频谱的查询响应消息；以及

在步骤S103，确定授权频谱是否空闲，以及从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。其中，源设备可以是想要向网络中的目标设备发送数据分组的设备，源设备和目标设备可以根据实际需要互换。

然后，所提供的方法可以在不使用中央权限机构的情况下实现动态频谱分配，并且避免在多个设备请求同一授权频谱时发生冲突。

在示例性实施例中，该方法还可以包括：在向适当的功率节点发送查询消息的步骤之前，

选择适当的功率节点，其进一步包括：

随机选择多个设备作为初始功率节点；

从初始功率节点中除去用错误信息或没有任何信息响应源设备的功率节点。然后，其余节点可以是适当的功率节点。

在示例性实施例中，选择适当的功率节点的步骤还可以包括：按照所除去的功率节点的相同数量补充新的功率节点。可以从网络中随机选择新的功率节点以补充该组功率节点。

在示例性实施例中，该方法还可以包括：向路由器发送数据分组，以及报告所选择的空闲授权频谱以使所选择的空闲授权频谱将要由路由器使用。

在示例性实施例中，如果多于一半的所接收的查询响应消息包含同一频谱，则执行步骤s103。

在示例性实施例中，该方法还可以包括：向适当的功率节点报告所选择的空闲频谱，适当的功率节点然后将所选择的空闲频谱标记为“使用中”。

在示例性实施例中，其中，查询消息包括源设备的ID、对空闲授权频谱的请求以及查询消息的发送时间戳；查询响应消息包括功率节点的ID、授权频谱的ID以及查询响应消息的发送时间戳。

在示例性实施例中，查询响应消息还可以包括关于主要用户正在使用的频谱的信息。

在示例性实施例中，该方法还可以包括：从适当的功率节点接收新的查询响应消息，以及如果拥有所选择的空闲频谱的主要用户(PU)返回，则从授权频谱中选择新的空闲频谱。PU可以比包括源设备和目标设备的一般用户更优先地使用其授权频谱。

根据本发明的方法可用于分布式通信网络中，在这种通信网络中，频谱资源稀缺并且以分布式方式实现，该方法可以借助于功率节点来执行，功率节点例如可以通过在下面的示例中详细描述的所提出的“功率节点选择”算法来选择。

由源设备执行的用于分布式动态频谱分配的过程可以作为示例在下面给出：

在该示例中，用于通过感测信道和报告用于分布式无线通信网络的信道来管理分布式动态频谱分配的方法可以包括两个部分：“功率节点选择”和“分布式动态频谱分配协议”。

1.功率节点选择

在本发明中，可以基于三个步骤来动态地选择功率节点：初始化、除去和替换。

-初始化：在新的网络中，所有设备都没有信任值。首先，可以随机选择n个设备以成为功率节点。网络需要若干功率节点，因为可能存在一些恶意的功率设备报告一些错误的空闲信道信息。

-除去：所有功率节点必须用查询响应消息(其可以被称为例如查询命中(QueryHit)消息)来应答来自请求CSS动作的源设备的查询(Query)消息。然而，应当考虑两个意外的情况：1)与大多数功率节点相比，少数功率节点可能意外地或有意地用不一致的有关授权信道的信息来应答；2)少数功率节点可能拒绝应答查询消息。例如，如果功率设备(例如，N_h)已报告了错误的信息，则源设备可以向所有功率节点发送包括N_h的QueryHit消息的它们的反馈，所有功率节点将检查在它们的信道数据库中保存的有关授权信道的信息是否与来自源设备的反馈一致。同时，它们更新N_h的行为值(f_h,q_h)，如下：

然后，可以计算在每个功率节点处的N_h的功率值：

如果W_h<ε，N_h将被踢出该组功率节点，其中，ε是功率值的阈值，其可以是预定的，例如，W_h可以在0至1之间，并且ε可以被设置为0.5。为了避免在网络设备的初始化步骤中q_h＝0，公式(1)的分母被设置为q_h+1。

-替换：为了避免增加功率节点的负荷，我们不能主张n-1个功率节点在一个功率设备被踢出后立即选择最值得信任的设备。我们可以等到m个功率节点被踢出。然后可选地，其它n-m(m<<n)个功率节点可以从网络中随机选择新的m个设备以补充它们的组，其中，n和m是自然数。

上述用于功率节点的分布式选择策略的过程可以通过以下作为示例的算法来实现：

算法用于功率节点的分布式选择策略

输入：网络中的所有移动设备

输出：作为功率节点的n个设备

1：随机选择n个设备作为功率节点

2：针对功率节点生成每个W*

3：初始化unhoped＝0

4：for一个W*<εdo

5：if unhoped＝＝m do

6：n-m个功率节点在它们自己之间广播所有W*值以选择m个新的功率节点

7：随机选择m个设备作为新的功率节点

8：unhoped＝0

9：else

10：unhoped++

11：end if

12：else for

2.分布式动态频谱分配协议

如图2中所示，分布式动态频谱分配(DDSA)协议的过程可以包括以下步骤：

步骤1.源设备(例如，N_i)发送查询消息Q[i]＝(N_i,FIS_i,ST_i)。FIS_i指示Ni想要查找到用于传输数据分组的空闲授权频谱，并请求是否存在可被检测为空闲信道的授权频谱。ST_i是Q[i]的发送时间戳。

步骤2.所有功率节点必须维持信道数据库，其包含授权频谱的ID和使用中的PU频谱的信息。在接收Q[i]时，每个功率设备检查其信道数据库并用QueryHit消息QH[ki]＝(N_k,L_t,ST^k _it,R_it)来应答。N_k是第k个功率节点的ID。L_t是第t个授权频谱的ID。ST^k _it是N_k的响应QH[i]的时间戳。R_it＝h(N_i*L_t)，其表示功率节点向N_i提供针对L_j的频谱权限。在该公式关于R_it有两个优点：1)所有电源节点在R_it中用相同的值来应答，因此，Ni可以检查QH[ki]是否来自功率节点；2)h(·)是不可逆的哈希函数，它可以只由功率节点拥有，因此恶意设备即使知道ID(N_i和L_t)也不能伪造R_it。特别地，为了避免同一空闲授权信道的冲突，所有源设备和功率节点必须遵循在该协议中的三个约束规则，如下：1)所有源设备在它们分别接收到QueryHit消息(QH[ki])之前无法查找到空闲授权频谱；2)功率节点将按照发送时间戳的顺序用QH[ki]来应答；3)当功率节点从已接收到数据分组的目标设备获得它们的空闲信道的反馈时，应当预先将授权频谱的ID添加到QH[ki]中。

步骤3.如果多于一半的QH[ki]包含L_t，则N_i将检查L_t频谱是否空闲。如果没有多于一半的QH[ki]包含同一授权频谱，则该过程将返回到步骤1并等待新的QH[ki]。然后，如果L_t空闲，则N_i将其包含空闲授权频谱的感测结果报告给功率节点并前进到步骤4。如果L_t不空闲，N_i也向功率节点报告感测结果并返回到步骤1。在获得结果时，功率节点在它们的信道数据库中将L_t频谱标记为“使用中”。为了节省成本，所标记的L_t频谱也可以被负责转发N_i的数据分组的路由器使用，直到拥有L_t的PU返回到使用L_t或者目标设备接收到数据分组。

步骤4.N_i将其数据分组和感测结果发送到包含路由器的路由路径。如果在认知无线网络中执行DDSA并且拥有L_t的PU返回，则路由路径中的路由器应从L_t频谱中退出并前进到步骤5。如果不是，则直接前进到步骤6。

步骤5.将执行四个子步骤：①路由器告诉功率节点L_t频谱被收回。②功率节点向N_i发送新的QH[ki]并要求N_i感测新的空闲信道。③N_i再次查找其它空闲频谱，然后将新的空闲信道的感测结果发送到功率节点。④功率节点将新的空闲信道授权给路由器以保持转发N_i的数据分组。

步骤6.一旦接收到N_i的数据分组，目标设备必须尽快向功率节点返回空闲信道。

本发明还提供了一种用于分布式动态频谱分配的源设备，如图3中所示，源设备可以包括：

发送装置110，其被配置为向适当的功率节点发送指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

接收装置120，其被配置为从适当的功率节点接收指示授权频谱的查询响应消息；以及

处理装置130，其被配置为确定授权频谱是否空闲，以及从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

在示例性实施例中，源设备还可以包括：

选择装置140，其被配置为选择适当的功率节点，其中，选择装置140进一步被配置为：

随机选择多个设备作为初始功率节点；

从初始功率节点中除去用错误信息或没有任何信息响应源设备的功率节点。

在示例性实施例中，选择装置140进一步被配置为：

按照所除去的功率节点的相同数量补充新的功率节点。

在示例性实施例中，发送装置110进一步被配置为：向路由器发送数据分组，以及报告将要由路由器使用的所选择的空闲授权频谱。

在示例性实施例中，处理装置130被配置为如果多于一半的所接收的查询响应消息包含同一频谱，则确定授权频谱是否空闲。

在示例性实施例中，其中，发送装置110进一步被配置为：向适当的功率节点报告所选择的空闲频谱，然后，适当的功率节点将所选择的空闲频谱标记为“使用中”。

在示例性实施例中，接收装置120进一步被配置为：从适当的功率节点接收新的查询响应消息，并且其中，选择装置140进一步被配置为：如果拥有所选择的空闲频谱的主要用户返回，则从授权频谱中选择新的空闲频谱。

本发明还提供了一种由功率节点执行的用于分布式动态频谱分配的方法，如图4中所示，该方法可以包括：

在步骤S201，从源设备接收指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

在步骤S202，向源设备发送指示授权频谱的查询响应消息，以使源设备从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

可以同时采用多个功率节点来实现上述分布式动态频谱分配方法。

在示例性实施例中，该方法还可以包括：

在步骤S203，从源设备接收关于所选择的空闲频谱的报告；以及

在步骤S204，在功率节点的数据库中将所选择的空闲频谱标记为“使用中”。

在示例性实施例中，查询消息可以包括源设备的ID、对空闲授权频谱的请求以及查询消息的发送时间戳；查询响应消息可以包括功率节点的ID、授权频谱的ID以及查询响应消息的发送时间戳。

在示例性实施例中，该方法还可以包括：

从路由器接收指示拥有所选择的空闲频谱的主要用户返回的报告；

向源设备发送新的查询响应消息；以及

接收由源设备选择的新的空闲授权频谱，以及授权路由器使用新的空闲授权频谱。

在示例性实施例中，该方法还可以包括：接收在目标设备从源设备接收到数据分组之后由目标设备返回的空闲授权频谱。

本发明还提供了一种用于分布式动态频谱分配的功率节点，其包括：

接收装置210，其被配置为从源设备接收指示源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

发送装置220，其被配置为向源设备发送指示授权频谱的查询响应消息，以使源设备从授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

在示例性实施例中，接收装置210进一步被配置为：从源设备接收关于所选择的空闲频谱的报告；并且，功率节点还包括：标记装置230，其被配置为在功率节点的数据库中将所选择的空闲频谱标记为“使用中”。

在示例性实施例中，接收装置210进一步被配置为：从路由器接收指示拥有所选择的空闲频谱的主要用户返回的报告；

发送装置220进一步被配置为：向源设备发送新的查询响应消息；以及

接收装置210进一步被配置为：接收由源设备选择的新的空闲授权频谱，以及授权路由器使用新的空闲授权频谱。

在示例性实施例中，接收装置210进一步被配置为：接收在目标设备从源设备接收到数据分组之后由目标设备返回的空闲授权频谱。

根据本发明的方法、源设备和功率节点带来如下优点：

-它可以针对其中授权频谱稀缺的无线通信网络，以分布式的方式管理动态频谱分配；

-如果没有中央权限机构，则可以通过分布式选择策略来选择功率节点；

-在DDSA协议中，所有源设备在从功率节点接收到查询响应消息之前无法查找到空闲授权频谱，因此可以避免在多个设备请求同一授权频谱时发生冲突；

-在DDSA协议中，源设备查找到的空闲授权频谱也可以被负责转发数据分组的路由器使用，因此与现有技术中相比，网络负荷减少。

假设上述装置中的至少一个包括程序指令，这些程序指令在被执行时使装置能够如上所述地根据示例性实施例进行操作。上述任何装置可以集成在一起或通过分立组件实现，并且可以是适合于本地技术环境的任何类型，而且可以包括作为非限制性示例的通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。上述ROM可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何适合的数据存储技术来实现，例如，基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。

通常，各种示例性实施例可以采用硬件或专用电路、软件、逻辑或其中任何组合来实现。例如，一些方面可以采用硬件实现，而其它方面可以采用固件或软件实现，这些固件或软件可以由控制器、微处理器或其它计算设备执行，但是本发明不限于此。虽然本发明的示例性实施例的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其它图形表示，但是应很好地理解，在此描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以采用作为非限制性示例的硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备或其中某些组合来实现。

应当理解，本发明的示例性实施例的至少一些方面可以具体化在计算机可执行指令中，诸如具体化在由一个或多个计算机或其它设备执行的一个或多个程序模块中。通常，程序模块包括在由计算机或其它设备中的处理器执行时执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令可以存储在计算机可读介质上，例如硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、随机存取存储器(RAM)等。本领域的技术人员将认识到，在各种实施例中，可以根据需要组合或分布程序模块的功能。此外，功能可以整体地或部分地具体化在固件或硬件等同物中，例如，集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)等。

尽管已经公开了本发明的特定实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对特定实施例进行更改。因此，本发明的范围不限于特定实施例，并且所附权利要求旨在涵盖本发明的范围内的任何和所有这样的应用、修改和实施例。

Claims

1.一种由源设备执行的用于分布式动态频谱分配的方法，包括：

向适当的功率节点发送指示所述源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

从所述适当的功率节点接收指示授权频谱的查询响应消息；以及

确定所述授权频谱是否空闲，以及从所述授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在向适当的功率节点发送查询消息的步骤之前，

选择适当的功率节点，其进一步包括：

随机选择多个设备作为初始功率节点；

从所述初始功率节点中除去用错误信息或没有任何信息响应所述源设备的功率节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，选择适当的功率节点的步骤还包括：

按照所除去的功率节点的相同数量补充新的功率节点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：

向路由器发送数据分组，以及报告所选择的空闲授权频谱以使所选择的空闲授权频谱将要由路由器使用。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，如果多于一半的所接收的查询响应消息包含同一频谱，则执行确定所述授权频谱是否空闲的步骤。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：向所述适当的功率节点报告所选择的空闲频谱，所述适当的功率节点然后将所选择的空闲频谱标记为使用中。

7.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中，所述查询消息包括：源设备的ID、对空闲授权频谱的请求以及所述查询消息的发送时间戳；所述查询响应消息包括：所述功率节点的ID、所述授权频谱的ID以及所述查询响应消息的发送时间戳。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述查询响应消息还包括：关于主要用户正在使用的频谱的信息。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

从所述适当的功率节点接收新的查询响应消息，以及如果拥有所选择的空闲频谱的所述主要用户返回，则从所述授权频谱中选择新的空闲频谱。

10.一种用于分布式动态频谱分配的源设备，包括：

发送装置，其被配置为向适当的功率节点发送指示所述源设备请求查找空闲授权频谱的查询消息；

接收装置，其被配置为从所述适当的功率节点接收指示授权频谱的查询响应消息；以及

处理装置，其被配置为确定所述授权频谱是否空闲，以及从所述授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

11.根据权利要求10所述的源设备，还包括：

选择装置，其被配置为选择适当的功率节点，其中，所述选择装置进一步被配置为：

随机选择多个设备作为初始功率节点；

12.根据权利要求11所述的源设备，其中，所述选择装置进一步被配置为：

按照所除去的功率节点的相同数量补充新的功率节点。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的源设备，其中，所述发送装置进一步被配置为：向路由器发送数据分组，以及报告将要由路由器使用的所选择的空闲授权频谱。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的源设备，其中，所述处理装置被配置为如果多于一半的所接收的查询响应消息包含同一频谱，则确定所述授权频谱是否空闲。

15.根据权利要求10至12中任一项所述的源设备，其中，所述发送装置进一步被配置为：向所述适当的功率节点报告所选择的空闲频谱，所述适当的功率节点然后将所选择的空闲频谱标记为使用中。

16.根据权利要求10至12中任一项所述的源设备，其中，所述查询消息包括：源设备的ID、对空闲授权频谱的请求以及所述查询消息的发送时间戳；所述查询响应消息包括：所述功率节点的ID、所述授权频谱的ID以及所述查询响应消息的发送时间戳。

17.根据权利要求16所述的源设备，其中，所述查询响应消息还包括：关于主要用户正在使用的频谱的信息。

18.根据权利要求16所述的源设备，其中，

所述接收装置进一步被配置为：从所述适当的功率节点接收新的查询响应消息，并且其中，所述选择装置进一步被配置为如果拥有所选择的空闲频谱的所述主要用户返回，则从所述授权频谱中选择新的空闲频谱。

19.一种由功率节点执行的用于分布式动态频谱分配的方法，包括：

向所述源设备发送指示授权频谱的查询响应消息，以使所述源设备从所述授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

从所述源设备接收关于所选择的空闲频谱的报告；以及

在所述功率节点的数据库中将所选择的空闲频谱标记为使用中。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，所述查询消息包括：源设备的ID、对空闲授权频谱的请求以及所述查询消息的发送时间戳；所述查询响应消息包括：所述功率节点的ID、所述授权频谱的ID以及所述查询响应消息的发送时间戳。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述查询响应消息还包括：关于主要用户正在使用的频谱的信息。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括：

从路由器接收指示拥有所选择的空闲频谱的所述主要用户返回的报告；

向所述源设备发送新的查询响应消息；以及

接收由所述源设备选择的新的空闲授权频谱，以及授权所述路由器使用所述新的空闲授权频谱。

24.根据权利要求19或20所述的方法，还包括：

接收在目标设备从所述源设备接收到数据分组之后由所述目标设备返回的所述空闲授权频谱。

25.一种用于分布式动态频谱分配的功率节点，包括：

发送装置，其被配置为向所述源设备发送指示授权频谱的查询响应消息，以使所述源设备从所述授权频谱中选择将要使用的空闲授权频谱。

26.根据权利要求25所述的功率节点，其中，

所述接收装置进一步被配置为：从所述源设备接收关于所选择的空闲频谱的报告；并且，所述功率节点还包括：标记装置，其被配置为在所述功率节点的数据库中将所选择的空闲频谱标记为使用中。

27.根据权利要求25或26所述的功率节点，其中，所述查询消息包括：源设备的ID、对空闲授权频谱的请求以及所述查询消息的发送时间戳；所述查询响应消息包括：所述功率节点的ID、所述授权频谱的ID以及所述查询响应消息的发送时间戳。

28.根据权利要求27所述的功率节点，其中，所述查询响应消息还包括：关于主要用户正在使用的频谱的信息。

29.根据权利要求28所述的功率节点，其中，

所述接收装置进一步被配置为：从路由器接收指示拥有所选择的空闲频谱的所述主要用户返回的报告；

所述发送装置进一步被配置为：向所述源设备发送新的查询响应消息；以及

所述接收装置进一步被配置为：接收由所述源设备选择的新的空闲授权频谱，以及授权所述路由器使用所述新的空闲授权频谱。

30.根据权利要求28所述的功率节点，其中，

所述接收装置进一步被配置为：接收在目标设备从所述源设备接收到数据分组之后由所述目标设备返回的所述空闲授权频谱。