CN113228600B - 激励参与雾网络的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

用于激励分布式网络内的装置参与的方法和设备。在一个示例性实施例中，雾网络的装置可以提供例如计算、存储和/或网络资源来交换可替换的代币。在一个此类变型中，用户贡献被记录在区块链数据结构中，从而使得用户能够在稍后的时间对他们对网络的资源贡献进行补偿。传统的网络技术通常依赖于集中式网络来引导和/或征用用户装置的网络带宽；不同于传统的网络技术，本公开的各方面涉及确保可以在网络边缘(在雾中)执行参与的贷记和借记，而不需要认证或信任交换。更直接地说，本公开的各方面涉及由对等装置执行的工作的检验和/或验证。

Description

激励参与雾网络的方法和设备
优先权
本申请要求2018年12月5日提交的名称为“激励参与雾网络的方法和设备(METHODS AND APPARATUS FOR INCENTIVIZING PARTICIPATION IN FOG NETWORKS)”的第16/211,029号美国专利申请的优先权，所述申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
以下总体上涉及数据网络和无线装置领域，具体地，在一个实例性方面，涉及一种网络架构，其中用户装置自组织和/或参与分散式无线网络，而没有集中式网络管理的益处。
背景技术
无线无线电网络已经为基于无线电的通信网络与用户装置的连接提供了基础手段，并且已经成为商业使用和日常使用中计算的必要部分。例如，蜂窝网络在整个美国和世界大部分地区提供无处不在的连接。从历史上看，用户装置在计算能力、内存和/或功率方面受到很大限制，因此网络管理集中在例如核心网络或接入点进行。然而，技术的不断进步引入了强大的新组件和技术，其中一些可以在用户装置中得到利用。
例如，现代用户装置(例如，智能手机、平板电脑、平板手机、笔记本电脑、智能手表或其他支持无线的移动装置或其他装置)通常支持多个无线电接口，使用户装置能够相互连接或连接到网络(例如，互联网、内联网或外联网)。具体而言，用户装置可以经由通常被称为“基站”和/或“无线接入点”(AP)的联网硬件无线接入各种不同的无线网络(例如，蜂窝网络、无线局域网(WAN)、城域网(MAN)、个人局域网(PAN)等)。通常，无线网络能够经由例如服务提供商网络的后端或回传部分(例如，有线网络)接入地面网络。
随着对移动通信到无线网络的需求的增长和发展，无线网络的架构和标准也在增长和发展。据预测，未来十年，移动数据流量将至少增长一个数量级。为了适应这种情况，传输速率、延迟和数据容量必须增长以满足需求。所谓的5G(第五代)无线通信的初始标准(如下面进一步描述的版本15)目的在于为现有的4G(第四代)无线通信的显著改进铺平道路。更具体地，5G目的尤其在于利用超高数据速率、超高可靠性和超低延迟(例如，4G上更快的数据速率(多Gbps，例如10Gbps)和更快的响应时间(低至1ms的pings))、更高的连接密度以实现高效信令(例如，经由波束成形)和流量容量、针对消费者和蜂窝服务提供商订户的更具成本效益的数据计划，以及更高的网络效率，从而通过更高效的数据处理来优化网络能耗。
5G网络的一项提议技术是所谓的“雾网络”。雾网络是一种设计模式，该设计模式试图分散和分配计算负担和数据存储，以最小化整体网络负担。例如，本地消费的数据可以本地存储在其消费者附近，而广泛分布的数据可以集中存储。雾计算将云计算和服务扩展到网络的边缘，将云的优势和力量带到更接近数据创建和操作的地方。
发明内容
本公开尤其提供了用于在分散式网络中执行任务的方法和设备。
一方面，公开了一种用于在分散式网络中执行任务的方法。在一个实施例中，该方法包括：在分散式网络中的客户端装置处，代表分散式网络中的第二客户端装置执行一或多个任务，并与客户端装置直接数据通信；在分散式网络中的客户端装置处，生成至少可由分散式网络的客户端装置和第二客户端装置访问的数字分类账内的一或多个任务的记录；使得记录被分散式网络验证；以及响应于分散式网络的验证，接收用于在客户端装置处执行的一或多个任务的一或多个代币。
在一个变型中，该方法还包括为一或多个代币生成可以为分散式网络的客户端装置执行的一或多个任务的清单。在一个这样的实例性变型中，该方法包括经由协议层信令从第二客户端装置接收对一或多个任务的请求。例如，该方法可以包括经由软件代理信令从第二客户端装置接收对一或多个任务的请求。
在另一变型中，该方法包括：使记录被分散式网络验证包括将由客户端装置确定的加密值传输到分散式网络中的附加装置；以及将由客户端装置确定的加密值与由分散式网络中的附加装置确定的加密值进行比较。在一个此类变型中，由客户端装置确定的加密值包括由客户端装置执行的存储器搜索的结果。
一方面，公开了一种客户端装置。在一个实施例中，客户端装置包括：处理器设备；一或多个无线网络接口，该一或多个无线网络接口与处理器设备耦合并配置为在第一分散式网络中执行数据通信；非暂时性计算机可读设备，该非暂时性计算机可读设备包括其上具有至少一个计算机程序的存储介质。在一个实例性实施例中，至少一个计算机程序包括多个指令，该多个指令配置为当由处理器设备执行时，使得客户端装置：从第一分散式网络的第二客户端装置接收对一或多个任务的请求；代表与客户端装置直接数据通信的第二客户端装置生成一或多个任务的记录；响应于一或多个任务的记录被第一分散式网络的客户端装置社区验证，代表与客户端装置直接数据通信的第二客户端装置执行一或多个任务；以及接收一或多个任务的一或多个代币。
在一个变型中，多个指令还配置为，当由处理器设备执行时，使得客户端装置：执行控制平面信令以基于分布式分类帐数据结构建立数据平面通信。在一个此类变型中，用于建立数据平面通信的控制平面信令可以在没有预先认证的情况下传输。
在另一变型中，多个指令还配置为，当由处理器设备执行时，使得客户端装置接收并本地存储与第一分散式网络的客户端装置社区相关联的分布式分类账数据结构。
在另一变型中，多个指令还配置为，当由处理器设备执行时，使得客户端装置：验证分布式分类帐数据结构；以及至少部分基于分布式分类账数据结构的验证，在第一分散式网络中注册。
在另一变型中，多个指令还配置为，当由处理器设备执行时，使得客户端装置：与不同于第一分散式网络的第二分散式网络建立数据通信；以及将一或多个代币交换到与第二分散式网络相关联的一或多个第二代币。
在另一变型中，第一分散式网络的客户端装置社区是不可信的；并且一或多个代币可以在客户端装置的可信服务提供商处兑换。
在一个方面，公开了一种非暂时性计算机可读设备，非暂时性计算机可读设备包括其上具有至少一个计算机程序的存储介质。在一个实例性实施例中，至少一个计算机程序包括多个指令，该多个指令配置为当由设置在网络组件内的处理器设备执行时，使得网络组件：接收包括记录的分布式分类账数据结构；其中，记录包括指示由第二客户端装置代表第一客户端装置执行的一或多个任务的数据；根据分布式分类账数据结构验证记录；以及至少部分基于确定记录有效，根据记录向第二客户端装置贷记一或多个代币，并向第一客户端装置借记一或多个代币。
在一个变型中，多个指令配置为，当由设置在网络组件内的处理器设备执行时，使得网络组件：将记录提供给与第一客户端装置或第二客户端装置相关联的服务提供商的计费实体。
在一个变型中，多个指令配置为，当由设置在网络组件内的处理器装置执行时，使得网络组件：向与第一客户端装置或第二客户端装置相关联的服务提供商的计费实体通知对第二客户端装置的贷记或对第一客户端装置的借记。
在一个变型中，多个指令配置为，当由设置在网络组件内的处理器设备执行时，使得网络组件：向第一客户端装置或第二客户端装置分配一或多个网络资源；并且其中由第二客户端装置代表第一客户端装置执行的一或多个任务消耗一或多个网络资源。在一个此类变型中，一或多个网络资源包括网络带宽。在另一此类变型中，一或多个网络资源被重用来服务一或多个其他客户端装置。
在一个变型中，多个指令配置为，当由设置在网络组件内的处理器设备执行时，使得网络组件：确定网络资源使用；基于网络资源使用用一或多个代币将第二客户端装置记入贷方；以及基于网络资源使用，用一或多个代币将第一客户端装置记入借方。
在本公开的另一方面，公开了一种计算机化无线接入节点设备，其配置为经由射频(RF)频谱向多个计算机化支持无线的移动装置提供无线接入。在一个实施例中，计算机化无线接入节点包括：无线接口，该无线接口配置为传输和接收频谱部分中的RF波形；数字处理器设备，该数字处理器设备与无线接口进行数据通信；以及存储装置，该存储装置与数字处理器设备进行数据通信并包括至少一个计算机程序。
在本公开的另一方面，描述了计算机可读设备。在一个实施例中，该设备包括配置为存储一或多个计算机程序的存储介质。在一个实施例中，该设备包括计算机化控制器装置上的程序存储器或HDD或SDD。在另一实施例中，该设备包括计算机化访问节点上的程序存储器、HDD或SSD。
在另一方面，公开了用于激励网络用户参与网络的方法。在其各种实施例中，网络用户可以节省与运营商成本相关的费用，或者经由使用网络获得财务收益。
在另一方面，公开了在参与雾网络时减少客户端装置的功率使用的方法。在其各种实施例中，功率节省可以取决于当前的功率使用、当前通过无线链路消耗的能量、充电速率、硬件或软件能力、客户端装置的位置或移动性、客户端装置对网络的订阅，和/或正在被服务、接收或交换的数据的关键性或流行性。
在另一方面，公开了用于经由分散式数字分类账来对网络资源使用进行计费的系统。在一些实施例中，计费方法用于跟踪由一或多个不同网络中的一或多个客户端装置累积和花费的可替换的“代币”和“贷记”。此类使用贷记、代币、点数或其他可测量单位的分类账系统可以用于“跟踪”给定客户端装置对网络资源的消费和创建。
当根据本文提供的公开内容考虑时，这些和其他方面将变得显而易见。
附图说明
图1A是一个实例性下一代无线电接入网(NG-RAN)通信栈协议的逻辑框图，用于说明本公开的各方面。
图1B是一个实例性下一代无线电接入网(NG-RAN)架构的逻辑框图，用于说明本公开的各方面。
图2A是实例性下一代无线电接入网(NG-RAN)架构内的装置到装置(D2D)通信的逻辑框图，用于说明本公开的各方面。
图2B是各种类型的基于装置到装置(D2D)邻近度的服务供应的逻辑框图，用于说明本公开的各方面。
图2C至2F是例示双向分组交换的图形表示，用于说明本公开的各方面。
图3A至3B是根据本文描述的各种原理，配置为以分散式的方式激励和跟踪用户参与的实例性网络架构的逻辑框图。
图4A至4B是根据本文描述的各种原理，配置为以分散式的方式激励和跟踪用户参与的通信栈协议的逻辑框图。
图5是用于“硬内存”工作量证明(POW)挖掘的实例性方法的逻辑流程图，用于说明本公开的各方面。
图6是将记录添加到区块链分类账的逻辑流程图，用于说明本公开的各方面。
图7是用于雾网络内用户装置和中继装置的不同参与级别的实例性说明的逻辑流程图，用于说明本公开的各方面。
图8是实例性雾网络中区块链验证的逻辑框图，用于说明本公开的各方面。
图9是根据本公开的各方面的用于在分散式网络中经由客户端装置执行任务的一种实例性方法的逻辑流程图。
图10是根据本公开的各方面的用于将代币从第一雾网络传送到第二雾网络的一种实例性方法的逻辑流程图。
图11是根据本公开的各方面的一个实例性客户端装置的逻辑框图。
图12是根据本公开的各方面的一个实例性网络组件的逻辑框图。
所有附图的版权2018属于Micron科技有限公司。版权所有。
具体实施方式
现在参考附图，其中相同的数字始终指代相同的部分。
如本文所使用的，术语“接入节点”通常是指且不限于能够在用户或客户端装置和网络内的另一实体之间进行通信的网络节点，诸如例如下一代节点B(gNB)(也称为下一代演进节点B(eNB))、长期演进(LTE)eNB、Wi-Fi接入点(AP)等。
如本文所使用的，术语“应用程序”(或“app”)通常是指且不限于实现特定功能或主题的可执行软件单元。应用程序的主题在许多学科和功能(诸如按需内容管理、电子商务交易、经纪交易、家庭娱乐、计算器等)中变化很大，一个应用程序可能有多于一个主题。可执行软件单元通常在预定的环境中运行；例如，该单元可以包括在操作系统环境中运行的可下载应用程序。
如本文所使用的，术语“中央单元”(CU)是指但不限于无线网络架构内的集中式逻辑节点。例如，一个CU可以被具体化为下一代节点B(gNB)CU(gNB-CU)，该下一代节点B控制下面定义的一或多个下一代节点B(gNB)分布式单元(gNB-DU)的操作。
如本文所使用的，术语“代币”是指但不限于表示对由客户端装置执行的工作或任务或动作的识别的指示或数据。如本文别处所讨论的，通过执行对应的任务，或者以其他方式从另一网络实体接收它们，可以赚得或获得一定量的代币。代币可以兑换成由另一客户端装置或网络实体执行的工作。代币也可以被转换成可在不同网络、位置和/或环境中使用的不同形式。
如本文所使用的，术语“客户端装置”或“用户装置”或“UE”可以包括但不限于移动装置，诸如手持计算机、PDA、个人媒体装置(PMD)、平板电脑、“平板手机”、智能手机和车辆信息娱乐系统或其部分，以及机顶盒(例如，DSTB)、网关、调制解调器、个人计算机(PC)和小型计算机，无论是台式、膝上型还是其他形式。
如本文所使用的，术语“计算机程序”或“软件”意味着包括执行功能的任何序列或人或机器可识别的步骤。此类程序实际上可以用任何编程语言或环境来呈现，包括例如C/C++、Fortran、COBOL、PASCAL、汇编语言、标记语言(例如，HTML、SGML、XML、VoXML)等，以及面向对象的环境，诸如通用对象请求代理架构(CORBA)、JavaTM(包括J2ME、Java Beans等)、寄存器传输语言(RTL)、VHSIC(超高速集成电路)硬件描述语言(VHDL)、Verilog等。
如本文所使用的，术语“分散式”或“分布式”是指但不限于涉及多个计算机化装置的配置或网络架构，这些计算机化装置能够彼此执行数据通信，而不是要求给定装置通过指定(例如，中央)网络实体(诸如，服务器装置)进行通信。例如，分散式网络能够在组成网络的多个UE(例如，无线用户装置)之间进行直接的对等数据通信。
如本文所使用的，术语“分布式单元”(DU)是指但不限于无线网络架构内的分布式逻辑节点。例如，DU可能被具体化为下一代节点B(gNB)DU(gNB-DU)，该下一代节点B由上述gNB CU控制。一个gNB-DU可以支持一或多个小区；给定的小区仅由一个gNB-DU支持。
如本文所使用的，术语“互联网(Internet)”和“互联网(internet)”可互换使用，指的是包括但不限于互联网的互联网络。其他常见的实例包括但不限于：外部服务器的网络、“云”实体(诸如不是装置本地的存储器或存储、通常可经由网络连接在任何时间访问的存储等)、服务节点、接入点、控制器装置、客户端装置等。服务于5G的核心网络和网络组件(例如，DU、CU、gNB、小小区或毫微微小区、支持5G的外部节点)，它们位于回传、前传、交传或其邻近住宅、生意的“边缘”，并且其他被占用的区域可以被包括在“互联网”中。
如本文所使用的，术语“分类账”(或“区块链”)是指但不限于以“块”形式存储数据和“工作量证明”(POW)的数字数据结构，这些块被链接在一起以形成区块链。在一个实施例中，POW可以作为单向存储器搜索的算法输出来生成。在其他实施例中，POW可以作为单向散列算法的算法输出来生成。区块链工作量证明(POW)是不对称的，因为解决方案很难找到，但很容易检验。因此，分类账或区块链的内容以一定的速率累积复杂性(“熵”)，使得在分散式系统或网络中产生错误的一致意见或“攻击”条目(例如，试图修改或重组分类账或区块链)变得不切实际。区块链可以被设计为例如可伸缩性、安全性和/或不变性；例如，区块链可以是一个公开共享的分类帐，可以在匿名方(不直接相互信任)之间信任。在另一实例中，区块链只能由具有特定凭证(例如，私人会员)的用户或装置访问。
如本文所使用的，术语“LTE”是指但不限于，在适用的情况下，长期演进无线通信标准的任何变型或版本，包括LTE-U(未许可频谱中的长期演进)、LTE-LAA(长期演进、许可辅助接入)、LTE-A(LTE高级)、4G LTE、WiMAX和其他无线数据标准，包括GSM、UMTS、CDMA2000等(如适用)。
如本文所使用的，术语“5G NR”、“5G”和“新无线电”是指但不限于3GPP版本15和TS38.XXX系列和随后的或相关的标准和版本(例如，版本16和更高版本)，如本公开中进一步讨论的。
如本文所使用的，术语“存储器”包括任何类型的集成电路或适于存储数字数据的其他存储装置，包括但不限于随机存取存储器(RAM)、伪静态RAM(PSRAM)、动态RAM(DRAM)、包括双数据速率(DDR)类存储器和图形DDR(GDDR)及其变型的同步动态RAM(SDRAM)、铁电RAM(FeRAM)、磁随RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可擦除PROM(EEPROM或E2PROM)、DDR/2SDRAM、EDO/FPMS、低延迟DRAM(RLDRAM)、静态RAM(“SRAM”)、闪存(例如，“NAND/NOR”)、相变存储器(PCM)、3维交叉点存储器(3D Xpoint)和磁阻RAM(MRAM)，诸如自旋扭矩传递RAM(STT RAM)。存储器装置可以是易失性的或非易失性的。即使没有外部电源，非易失性存储器(如闪存)也可以长时间存储数据。易失性存储器装置(例如，DRAM)可能会随着时间的推移失去其存储状态，除非它们由外部电源定期刷新。例如，二进制存储器装置可以包括充电或放电的电容器。然而，经过充电的电容器可能会随着时间的推移通过漏电流放电，导致存储信息的丢失。易失性存储器的某些特征可以提供性能优势，诸如更快的读取或写入速度，而非易失性存储器的特征，诸如存储数据而无需周期性刷新的能力，可以是有利的。存储器装置被广泛用于在诸如计算机、无线通信装置、照相机、数字显示器等各种电子装置中存储信息。信息是通过对存储器装置的不同状态进行编程来存储的。例如，二进制装置有两种状态，通常由逻辑“1”或逻辑“0”表示。在其他系统中，可以存储多于两个的状态。为了访问存储的信息，电子装置可以读取或感测存储器装置中的存储状态。为了存储信息，电子装置可以在存储器装置中写入或编程状态。存储器资源也可以作为计算机或其他电子系统中的内部、半导体、集成电路来提供。
如本文所使用的，术语“微处理器”和“处理器”或“数字处理器”通常意味着包括所有类型的数字处理装置，包括但不限于数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)、通用(CISC)处理器、微处理器、门阵列(例如，FPGA)、PLD、可重构计算机结构(RCF)、阵列处理器、安全微处理器和专用集成电路(ASIC)。此类数字处理器可以含在单个单一IC管芯上，或者分布在多个组件上。
如本文所使用的，术语“MSO”或“多系统运营商”是指具有通过那些介质传送包括节目和数据在内的服务所需的架构的电缆、卫星或地面网络提供商。
如本文所使用的，术语“MNO”或“移动网络运营商”或“网络服务提供商”是指蜂窝电话、卫星电话、WMAN(例如，802.16)或其他网络服务提供商，其具有传送服务所需的架构，包括但不限于通过那些介质传送语音和数据。如本文所使用的术语“MNO”还旨在包括移动虚拟网络运营商(MVNO)、移动虚拟网络聚合器(MVNA)和移动虚拟网络使能器(MVNE)。
如本文所使用的，术语“网络”和“承载网络”通常是指任何类型的电信或数据网络，包括但不限于混合光纤同轴电缆(HFC)网络、卫星网络、电信网络和数据网络(包括MAN、WAN、LAN、WLAN、互联网和内联网)。此类网络或其部分可以利用任何一或多种不同的拓扑(例如，环、总线、星形、环形等)、传输介质(例如，有线/RF电缆、RF无线、毫米波、光等)和/或通信或网络协议(例如，SONET、DOCSIS、IEEE Std.802.3、ATM、X.25、帧中继、3GPP、3GPP2、LTE/LTE-A/LTE-U/LTE-LAA、WAP、SIP、UDP、FTP、RTP/RTCP、H.323等)。
如本文所使用，术语“网络接口”是指具有组件或网络的任何信号或数据接口，包括但不限于FireWire(例如，FW400、FW800等)、USB(例如，USB 2.0、3.0.OTG)、以太网(例如，10/100、10/100/1000(千兆以太网)、10-Gig-E等)、MoCA、Coaxsys(例如，TVnetTM)、射频调谐器(例如，带内或OOB、电缆调制解调器等)、LTE/LTE-A/LTE-U/LTE-LAA、Wi-Fi(802.11)、WiMAX(802.16)、Z波、PAN(例如，802.15)或电力线载波(PLC)系列的那些接口。
如本文所使用的，术语“服务器”是指任何计算机化的组件、系统或实体，而不管其适于向计算机网络上的一或多个其他装置或实体提供数据、文件、应用程序、内容或其他服务的形式如何。
如本文所使用的，术语“存储”指但不限于计算机硬盘驱动器(例如，硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SDD))、闪存驱动器、DVR装置、存储器、RAID装置或阵列、光学介质(例如，CD-ROM、激光盘、蓝光等)或能够存储内容或其他信息的任何其他装置或介质，包括能够在没有电源的情况下保持数据的半导体装置(例如，本文描述为存储器的那些)。用于存储的存储器装置的常见实例包括但不限于：DRAM(例如，SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3SDRAM、DDR4 SDRAM、GDDR、RLDRAM、LPDRAM等)、DRAM模块(例如，RDIMM、VLP RDIMM、UDIMM、VLP UDIMM、SODIMM、SORDIMM、Mini-DIMM、VLP Mini-DIMM、LRDIMM、NVDIMM等)、被管理的NAND、NAND闪存(例如，SLC NAND、MLC NAND、TLS NAND、串行NAND、3D NAND等)、NOR闪存(例如，并行NOR、串行NOR等)、多芯片封装、混合存储器立方体、存储卡、固态存储(SSS)和任何数量的其他存储器装置。
如本文所使用的，术语“Wi-Fi”是指但不限于，在适用的情况下，IEEE Std.802.11或相关标准的任何变型，包括802.11a/b/g/n/s/v/ac或802.11-2012/2013、802.11-2016，以及Wi-Fi Direct(尤其包括“Wi-Fi对等(P2P)规范”，其通过引用以其整体并入本文)。
如本文所使用的，术语“无线”意指任何无线信号、数据、通信或其他接口，包括但不限于Wi-Fi、蓝牙/BLE、3G(3GPP/3GPP2)、HSDPA/HSUPA、TDMA、CBRS、CDMA(例如，IS-95A、WCDMA等)、FHSS、DSSS、GSM、PAN/802.15、WiMAX(802.16)、802.20、Z波、窄带/FDMA、OFDM、PCS/DCS、LTE/LTE-A/LTE-U/LTE-LAA、模拟蜂窝、CDPD、卫星系统、毫米波或微波系统、声学和红外(即IrDA)。
如本文所使用的，术语“工作”是指由计算机化装置(例如，客户端装置、网络实体、存储装置)执行的一或多个任务，更具体地，是指其各种组件(例如，处理器设备、存储装置、调制解调器、芯片组)。作为实例而非限制，此类任务可以包括计算任务、计算、数据的算法确定和评估，以及处理器设备的指令执行。任务可以包括将数据存储在易失性存储(例如，DRAM)或非易失性存储(例如，闪存、HDD、SDD)中，确定存储长度，确定与存储的数据和要存储的数据(例如，来自另一装置)相关联的位置(例如，扇区)。任务可以包括带宽使用的测量，包括客户端装置、存储装置、管理实体和控制器等之间的下行链路和上行链路数据传输。考虑到本公开，各种其他类型的任务将变得显而易见。
概述
在为实现更高的网络效率铺平道路之前，必须解决各种用户顾虑。例如，出于隐私和/或所有权的顾虑，用户可能不希望雾网格中使用他们的客户端装置的任何其他人访问处理和存储资源。类似地，允许其他用户使用他们装置的资源可能是不可取的，例如，由于功耗增加、存储器和/或处理能力降低。换句话说，现有的被动参与雾网络的解决方案会消耗电力和/或引发安全顾虑。更直接地说，现有的雾网络不能补偿或激励用户参与。如果不对用户参与提供任何形式的激励，提议的雾网络技术不太可能流行。
因此，尤其需要用于激励分布式网络(例如，5G网络)内的装置参与的改进的装置和方法。具体地，需要通过提供例如计算、存储和/或网络资源来激励用户参与雾网络的技术。此类解决方案应该提高网络使用率，提高网络速度(最大化5G的超快和超灵敏特性)，并通过补偿用户装置对网络的资源贡献来实现高效的数据处理。
本公开的各种实施例激励分布式网络内的装置参与。在一个实例性实施例中，雾网络的装置可以提供例如计算、存储和/或网络资源。在一个此类变型中，用户贡献被记录，从而使得用户能够在稍后的时间对他们对网络的资源贡献进行补偿。在一个此类实现中，用户贡献被记录在区块链类型的数据结构中。各种其他实现可以使用其他形式的分布式记录。
如下文更详细描述的，区块链技术使得雾网络能够自组织资源分配，而没有集中式网络管理的益处。此外，如下文更详细描述的，区块链技术的另一益处是，它可以具体地防止和/或惩罚恶意行为和/或降低没有明确信任的参与者的交易对手风险。更直接地说，区块链数据结构可以用于在任意用户装置社区中对用户贡献进行贷记和/或借记，而不需要认证或信任交换。
在一个实例性实施例中，用户装置可以向另一用户装置或网络运营商提供处理能力、数据存储和/或带宽(例如，从或向其他客户端装置或甚至“云”服务器传输数据)。这些贡献通常被称为雾网络“回传”的“贷记”工作。更直接地说，用户装置可以参与雾网络回传。类似地，当用户装置消耗处理能力、数据存储和/或带宽时，用户被“借记”工作。网络参与的贷记和/或借记工作的速率可以动态调整。例如，在某些高使用时段(例如，高峰时段)期间，可以增加贷记率和借记率，以激励用户装置参与。类似地，在低使用时段(例如，非高峰时段)期间，贷记率和借记率可能会降低。
传统的网络技术通常依赖于集中式网络来引导和/或征用用户装备的网络带宽；与传统的网络技术不同，本公开的各方面使得用户能够基于各种考虑事项来选择加入、选择退出和/或以其他方式同意网络参与。在一些实施例中，网络运营商可以选择动态地增加和/或减少激励方案(例如，提供更便宜的带宽、优先级和/或成本激励)。在一些实施例中，用户装置可以包括一组启发法，通过该启发法可以增加或减少参与。例如，当网络提供的贷记率超过最小阈值时，用户可以将他们的用户装置配置为参与雾网络。类似地，当网络提供的借记率没有超过最大阈值时，用户可以配置他们的用户装置来消耗雾网络资源。更直接地说，允许网络运营商和用户参与资源贡献的借贷市场应该会提高网络使用率和网络速度(最大化5G的超快和超灵敏特性)。
如前所述，本公开的各方面涉及确保可以在网络边缘(在雾中)执行参与的贷记和借记，而不需要认证或信任交换。更直接地说，本公开的各方面涉及由对等装置执行的工作的检验和/或验证。当其他客户端装置检验所执行的工作(和/或在网络中的多个装置之间达成一致意见)时，工作的客户端装置获得可以用于其他所请求的工作的代币。
本公开的各种实施例涉及配置为实现雾网络回传参与的用户装置和/或网络装置。通过实现广泛的雾网络回传参与，未来的网络技术可以经由雾网络提供高速和/或广泛的覆盖，甚至在传统网络覆盖相对稀少的区域。
实例性实施例的详细描述
现在详细描述本公开的设备和方法的实例性实施例。虽然这些实例性实施例是在与例如被管理的网络(例如，具有多系统运营商(MSO)、数字网络能力、IP传送能力和多个客户端装置的混合光纤同轴(HFC)电缆架构)相关联的前述无线接入点(例如，支持5G的中央单元(CU)和分布式单元(DU)、基站、用户客户端装置)的上下文中描述的，但是本公开的一般原理和优点可以扩展到配置为传送数字数据(例如，文本、图像、游戏、软件应用、视频和/或音频)的其他类型的无线电接入网络和架构。此类其他网络或架构可以是宽带、窄带或其他，因此以下内容本质上仅仅是实例性的。
还应当理解，虽然通常是在向客户或消费者或最终用户或订户提供服务的网络的环境中描述的(即，在规定的场地或其他类型的场所内)，但是本公开可以容易地适用于其他类型的环境，包括例如室外、商业/零售或企业领域(例如，生意)，或者甚至是政府用途，诸如美国国防部等被禁止的“现任”用户之外的那些用途。然而其他应用也是可能的。
虽然本公开一般是关于连接到其他移动装置的网络的无线移动客户端装置中的使用来描述的，但是本公开不限于此，并且可以经由有线网络、本地内联网和非移动装置(例如，台式PC、大型机)来实现，包括移动到固定装置(例如，移动装置和支持5G的外部无线电接入节点之间的数据通信)。
参考附图和下面给出的实例性实施例的详细描述，本领域普通技术人员将立即认识到本公开的其他特征和优点。
5G(第5代)和NG-RAN(下一代无线电接入网)-
第5代(5G)无线电技术的提议包括由第3代合作伙伴计划(3GPP)指定的下一代无线电接入网络(NG-RAN)技术。3GPP目前正在完成其第15版NG-RAN的规范，该规范包括无线电接入网络组件和/或包括所谓的下一代节点B(gNB)在内的涉及的节点之间的交互。随着5G新无线电(5G NR)生态系统的商业部署，第16、17和更高版本将最终确定。尽管如此，本文描述的5G实现的实施例可以使用版本15或更高版本来实现。
NG-RAN将提供高带宽、高可靠性、低延迟的无线通信，并根据应用，在各种部署场景中有效利用许可和未许可两者的频谱，包括室内“点”使用、城市“宏”(大小区)覆盖、农村覆盖、车辆使用以及“智能”电网和结构。NG-RAN还将与4G/4.5G系统和架构集成。因此，可以不同程度地支持与现有和新的长期演进(LTE)实体的兼容性。例如，NG-RAN可能需要支持LTE演进节点B(eNB)。
图1A是一个实例性NG-RAN通信栈协议的逻辑框图。如其中所示，用于gNB的通信栈与用户装备(UE)的通信栈通信，该通信栈至少具有以下层：无线电资源控制(RRC)层、分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层、媒体访问控制(MAC)层和物理层(PHY)。附加地，图示的gNB在功能上分为中央单元(CU)和分布式单元(DU)。
简而言之，传统的通信栈模式由多个“堆叠”在一起的模块化软件层组成。通信栈的每一层分别管理它自己的特定于实现的考虑事项，并为它的上层和/或下层提供抽象的通信接口。例如，较高层(例如，分组数据汇聚协议(PDCP)层)可以使用有限的一组控制协议来控制同一装置的较低层(例如，无线电链路控制(RLC)层)。附加地，通信栈的每一层还与其他装置中的对等层通信。例如，一个装置的RRC层与其他装置的RRC层协调和协商无线电资源。以这种方式，不同的应用程序可以通过底层网络传输的抽象在不同的装置之间自由通信。
软件层大致分为所谓的“控制平面”和“数据平面”功能。所谓的“控制平面”层是指承载用于网络路由的信令流量的协议栈层。控制平面流量源自或去往路由器或其他网络实体。相比之下，所谓的“数据平面”层承载用于单个网络“跳”(即，源和目的地之间的网络路径的一部分)的信令流量。数据平面流量是在网络的每一跳生成和消耗的。例如，根据3GPP版本15，数据平面功能可以包括数据转发和流控制，而控制平面功能可以包括接口管理和错误处理(例如，设置、重置、移除、配置更新)、连接模式移动性管理(切换流程、序列号状态转移、UE上下文检索)以及对RAN寻呼的支持等。
返回参考图1A，CU(也称为gNB-CU)是NR架构中的一个逻辑节点，它与NG核心通信，并包括gNB功能，诸如用户数据传输、会话管理、移动性控制、RAN共享和定位。其他功能按照下文随后更详细描述的各种“划分”选项专门分配给DU(也称为gNB-DU)。CU经由数据平面接口和控制平面接口传送用户数据并控制DU的操作。图示的DU和CU将无线电资源控制(RRC)层和分组数据汇聚协议(PDCP)层之间的gNB通信栈分开。此类配置也称为“选项1”划分。在选项1下，RRC(无线电资源控制)在CU中，而PDCP(分组数据汇聚协议)、RLC(无线电链路控制)、MAC(媒体访问控制)、物理层(PHY)和射频(RF)在DU中，从而将整个数据平面保持在DU中。
NG-RAN架构的其他实现可以使用其他划分。例如，在选项2下，PDCP和RLC被划分。选项2操作附加地细分为两种可能的变型。在一个此类变型中，RRC和PDCP保持在CU中，而RLC、MAC、PHY和RF保持在DU中。在第二变型中，RRC和PDCP保持在具有划分的数据平面和控制平面堆栈的CU中，并且RLC、MAC、物理层和RF保持在DU中。
在选项3(内部RLC划分)下，有两种划分方式：(i)基于ARQ(自动重传请求)的划分；和(ii)基于传输发射(TX)RLC和接收(RX)RLC的划分。这两个协议层都位于RLC层。
在选项4(RLC-MAC划分)下，RRC、PDCP和RLC保持在CU中，而MAC、PHY和RF保持在DU中。
在选项5(内部MAC划分)下，RF、物理层和MAC层的较低部分(低MAC)位于DU中，而MAC层的较高部分(高MAC)、RLC和PDCP位于CU中。
在选项6(MAC-PHY划分)下，MAC层和上层位于CU中，而PHY层和RF位于DU中。CU和DU之间的接口承载数据、配置和调度相关信息(例如，调制和编码方案(MCS)、层映射、波束形成和天线配置、无线电和资源块分配等)以及测量值。
在选项7(内部PHY划分)下，UL(上行链路)和DL(下行链路)的不同子选项可能独立出现。例如，在UL中，FFT(快速傅立叶变换)和CP去除可能存在于DU中，而其余功能存在于CU中。在DL中，IFFT和CP添加可能存在于DU中，而PHY的其余部分存在于CU中。
最后，在选项8(PHY-RF划分)下，RF和PHY层尤其可以分离，以允许在所有协议层集中处理，从而实现RAN的高度协调。这允许对诸如协调多点(CoMP)、多输入多输出(MIMO)、负载平衡和移动性等功能的优化支持。
上述划分选项旨在实现灵活的硬件实现，从而允许可扩展的成本效益的解决方案，以及协调性能特性、负载管理和实时性能优化。此外，可配置的功能划分支持动态适应各种用例和操作场景。在确定如何/何时实现此类选项时考虑的因素包括：(i)所提供服务的QoS(例如，低延迟、高吞吐量)；(ii)支持对每个给定地理区域的用户密度和负载需求的要求(这可能影响RAN的协调)；(iii)具有不同性能水平的传输和回传网络的可用性；(iv)应用类型(例如，实时或非实时)；(v)无线电网络层面的功能要求(例如，载波聚合)。
图1B示出了利用核心网络102、一或多个下一代节点B(gNB)104a、104n和用户装备(UE)106a、106b、106n的典型网络架构100。UE 106可以包括移动客户端装置，例如，智能手机、平板电脑、膝上型电脑、平板手机、智能手表、个人数字助理、智能家庭装置(例如，能够读出静态编程或动态形成的单词)等。如图1B所示，gNB(诸如gNB104a)可以进一步细分为由中央单元(CU)110管理的分布式单元(DU)108a、108b。可替代地，gNB可以是单个网络实体(诸如gNB 104n)。
如本文所使用的，术语“回传”是指将地理上分散的小区站点(例如，gNB 104)连接到核心网络102的移动网络部分。相比之下，术语“前传”是指无线电接入网(RAN)架构，其将小区站点分成集中式基带控制器(例如，CU)和安装在几公里到几十公里之外的远程小区站点的独立远程无线电头端(例如，DU或RRH)。例如，gNB 104a可以包括“前传”RAN。还应当理解，5G传输网络中的“回传”和“前传”可以融合在一起，形成功能分离的“交传”，该“交传”可以基于各种因素动态地重新配置和灵活地实现。例如，在规模的一端，支持5G的网络可以容纳例如传统“云”网络中使用的回传和传统接入点或基站。在另一端，“雾”网络(在下文中更详细地描述)可以配置为通过密集分布的无线无线电接入节点交换数据。这些广泛分布的接入节点可以进一步利用增强的通信协议和无处不在的接入节点来实现上述超高数据速率和超低延迟。“交传”可以具有回传和前传的属性，其中架构支持与集中式服务器(例如，位于核心网络的后端部分)以及各种“边缘”装置的数据交换。例如，不含在雾中的新数据可以被传送到DU，该新数据被“播种”到一或多个边缘装置。
网络架构100可以用于提供互联网接入和/或经由gNB 104或其其他无线电接入节点(例如，CU 106和DU 108)对核心网络102的接入。虽然本公开是在3GPP无线技术的背景下呈现的，但是本公开的各方面可以在其他技术中同等成功地使用。例如，未来的网络可以并入和/或混合例如个人局域网(例如，蓝牙)、蜂窝网络、卫星网络、Wi-Fi网络和/或WiMAX网络。
互联网接入通常需要传送分组数据(例如，在分组或帧结构或协议中携带的数字数据)，然而该架构也可以用于各种其他服务，包括例如蜂窝覆盖(例如，语音服务)。除了互联网数据和语音服务之外，网络架构100还可以用于经由例如点播和广播内容(例如，实况视频节目)、OTT(越顶)服务以及数字通信和广播领域中众所周知的其他类型的服务来提供内容传送。
从图1B可以看出，网络架构100通常是“树和分支”结构，因此多层无线接入节点可以彼此链接或者经由更高阶的树和分支拓扑级联。例如，gNB 104n可以与上游(连接到核心网络102或其他中间节点)或下游(连接到UE 106n)的一或多个子节点进行数据通信。相关领域的普通技术人员将容易理解树形拓扑具有一些优点；例如，它们非常灵活，支持集中监控和点对点连接。不幸的是，树型拓扑很难动态配置，并且可能存在级联故障点(例如，故障树节点将导致其所有附属分支的服务中断)。
树形拓扑非常适合蜂窝网络的传统集中式操作。例如，核心网络102可以经由前述控制平面控制用户的网络范围接入。附加地，当另一无线电接入网络(例如，WLAN)由于任何原因而不是最佳时，网络运营商可以基于例如网络中的主要操作条件、用户数量和/或场地用户构成的变化、生意模式(例如，最大化盈利能力或提供其他益处)、频谱信道改变或撤销，或者甚至简单地使用一个无线电接入网络(例如，基于3GPP的3G/4G/4.5G网络)来增强用户体验，来集中管理整个网络操作。
例如，作为向用户提供和规划服务的一部分，服务提供商网络100聚集和/或分析特定于订户或账户的数据(尤其包括与此类订户或账户相关联的特定移动装置)。仅作为一个实例，特定于装置的ID(例如，MAC地址、唯一的装置或组件标识符等)被用于识别例如在核心网络102内的网络头端维护的订户账户数据，以便允许或至少促进(i)用户认证；(ii)与特定订户群或人口统计的相关性，诸如用于数据使用的核算；和/或(iii)确定订户特权和访问。然而，值得注意的是，出于各种隐私和/或安全原因，此类敏感信息和控制在历史上仅在具有严格安全性的核心网络内执行。
雾网络和边缘装置参与-
对所谓“雾”网络的初步研究试图利用基于装置到装置(D2D)邻近性的服务供应。例如，图2A是用于说明D2D通信的实例性网络架构的图形表示。如其中所示，gNB 204经由直接通信或经由中继通信间接控制多个UE 206的操作。例如，UE 206a可以经由D2D通信与UE206b通信；这对UE与gNB 204直接通信以用于控制平面操作。相比之下，UE 206c可以经由D2D通信与UE 206d通信；然而，UE 206c和UE 206d脱离与gNB204的直接通信，并经由UE206e接收它们的控制平面指令。中继装置的常见实例包括但不限于例如基站(诸如gNB204)、用户装置(诸如UE 206)、接入点、分布式单元设备、路由器和/或其他类似能力的装置。
此外，本文所描述的“雾网络”通常是指经由无线或有线方式互连的网络架构，其利用位于网络“边缘”附近(即，靠近用户装置、使用场所等)的两个或更多个客户端装置来使给定的客户端装置能够执行与计算、存储操作和/或数据通信相关的操作，特别是关于一或多个其他客户端装置。此类操作是在本地执行的，而不是像在以前的网络架构(例如，基于云的网络)中那样通过互联网主干上的服务器实体进行路由，从而减少了传输到云中进行处理、分析、存储等的数据量。此类操作也可以结合基于云的网络来完成，例如，资源密集型操作可以仍然在云服务器上执行，尽管它们被部署在离端点更远的地方。
返回参考图2A，中继装置可以经由控制平面传递控制信息。控制信息使UE能够在装置到装置(D2D)链路中建立和处理彼此之间的数据。例如，gNB 204可以向UE 206e提供控制平面信令，该控制平面信令被中继到UE 206c、206d。随后，UE 206c和UE 206d可以使用控制平面数据来建立直接D2D数据连接；此后，可以经由数据平面交换数据。
作为“雾联网”场景的简单实例，客户端装置(例如，UE 206c)可以请求驻留在第二客户端装置(例如，UE 206d)上的数据。假设客户端装置UE 206c具有对数据的访问特权，第二客户端装置UE 206d可以将数据直接传输到“雾”网络内的客户端装置UE206c(或通过一或多个其他客户端装置和/或基站中继)，从而避免使用服务器或后端。基于5G的雾网络实现可以显著改善用户体验，例如，允许更高的数据传送速度(多Gbps)和更低的延迟(低至1ms或更短)。
图2B示出了基于装置到装置(D2D)邻近性的服务供应的一些常见实例。例如，所谓的“簇头”网络配置识别一组被“成簇”在一起的UE。通过为簇选择“簇头”来“建立”簇；通常，选择簇头选择是为了最小化网络管理开销(例如，簇头应该具有尽可能长的最直接的簇连接)。
另一种常见的配置是“自组织”网络，其中每个UE在临时自组织的基础上识别并建立到另一UE的自组织通信。在一些自组织网络中，装置必须足够接近，以便经由信标或提示附近装置发送返回消息(例如，在消息中包括服务集标识符(SSID))的其他类型的信号立即可检测到。在其他自组织网络中，用户装置可以连接到另一用户装置，该另一用户装置对于直接通信链路来说太远，但是能够在雾中经由中间装置进行通信。大多数自组织网络仅限于两个实体(点对点连接)；尽管可以同等成功地使用更高阶的自组织网络(部分和/或完全网状网络)。历史上，更高阶的自组织网络通常需要比移动装置上可用的更多的资源(例如，功率和/或带宽能力)，然而装置能力已经极大地改善了此类操作。
通过将数据直接传输到另一用户装置，簇头和专用配置都支持经由无线方式进行D2D数据交换。此类无线方式可以包括基于3GPP的协议(例如，如本文别处所描述的3G、4G、5G、4.5G、4G/5G混合协议)。然而，本公开开不限于此，并且至少部分可以用各种其他类型的长距离和短距离无线连接来实现，例如，WLAN(例如，Wi-Fi或基于其他IEEE Std.802.11、MulteFire等)、蓝牙(包括蓝牙低能量(BTLE))、3G蜂窝、红外、射频识别(RFID)、近场通信(NFC)和全球定位系统(GPS)。
简而言之，蜂窝网络被设计成为被称为“小区”的地理区域提供无线覆盖。传统上，蜂窝基站经由“下行链路”频率向移动装置提供数据，并经由“上行链路”频率从移动装置接收数据。由于从政府租赁无线电频带的昂贵成本和基站的大量资本支出，蜂窝网络运营商严格控制频率使用。
图2C示出了两个UE之间的双向分组交换。如其中所示，每个UE 206被分配一个时隙。如其中所示，UE 206f和UE 206g在其各自的时隙期间传输分组；因此，UE 206f在时隙t0进行传输，并且UE 206g在时隙t1进行传输。gNB 204具有专用资源，并且可以在其任何时隙(t0，t1)期间进行传输。
相比之下，图2D示出了使用D2D“底层”的双向分组交换。如其中所示，UE 206f被分配第一上行链路时隙(t0)，并且UE 206g被分配第二上行链路时隙(t1)。然而，UE 206f和UE206g不是使用时隙向gNB传输，而是直接相互通信，而没有进一步的gNB 204控制的益处。值得注意的是，一旦gNB 204已经分配时隙给UE 206，UE 206就单独管理它们的共享资源。在一些情况下，gNB 204甚至可以重用原本用于管理UE 206f和UE 206g的资源；例如，通过将那些资源分配给不同的UE(例如，UE 206h)。这种网络风格也被称为“D2D底层”。
如本文所使用的，术语“底层”是指干扰性的资源分配。相比之下，术语“覆盖”是指保持正交性并最小化干扰的资源分配。通常，底层类型操作会导致性能下降，但可以通过“重用增益”来支持更大的群体(例如，可以通过干扰抑制来重用原本保留的资源)。
图2E示出了另一种网络拓扑，其中，UE 206f、UE 206g和gNB各自广播它们的传输。如其中所示，在时隙t0期间，UE 206f向gNB 204和UE 206g两者广播数据。类似地，在时隙t1期间，UE 206g向gNB 204和UE 206f两者广播数据。最后，在时隙t1期间，gNB 204向两个UE广播数据。
图2F示出了“中继”拓扑。如其中所示，在时隙t0期间，UE 206g和gNB 204各自传输数据。然后，在时隙t1期间，UE 206f在上行链路(朝向gNB 204)和下行链路(朝向UE 206g)两者上进行传输。值得注意的是，在图2F中，UE 206f使用上行链路频带和下行链路频带两者(图2C至2E中的UE 206仅使用上行链路频带)。
相关领域的普通技术人员将容易理解，雾联网不仅仅需要对UE装置能力的改进。雾网络被设计以用于在最接近可能使用的网络点实现通信、计算和/或存储。例如，D2D通信由本地管理，而不是经由中央网络。类似地，数据被缓存在最接近其使用位置的地方，而不是云中。此外，特定于装置的处理是在边缘而不是在“云中”执行的。更直接地说，雾网络寻求以一种有效激活活动的方式进行自组织。
不幸的是，雾网络的一个重要限制是参与率。尽管集中式网络架构昂贵，但集中式网络的所有权可以得到整合和集中控制。相比之下，雾网络依赖于边缘装置的参与(例如，用户装置、接入点、分布式单元设备、路由器和/或其他类似的有能力的装置)来提供功能。在边缘装置上缓存内容、共享处理资源和/或通信带宽需要边缘装置的所有者同意参与。历史上，由于各种原因，用户参与未能获得广泛采用。例如，一些蜂窝通信网络试图向用户出售微微蜂窝，借口是用户将在家中获得更好的服务；然而，最终微微蜂窝失败了，因为蜂窝网络保持了对部署的微微蜂窝的控制，并且用户没有意识到承诺的益处和/或不愿意承担将被共同共享的装置的成本。
鉴于上述雾模式，希望用户装置更多地参与雾网格，以提高网络的整体性能，因为更多的节点通常会增加基于雾的操作的机会，以及扩展分布在网络上的存储量，并提供更多的访问数据的选项(包括大容量数据，例如，所需的视频文件)。根据本公开，网络运营商可以提供激励来鼓励用户参与雾网络并为其做出贡献，以换取可替换的代币。换句话说，此类方案可以动态地和安全地激励用户装置与其他用户装置共享它们的带宽、存储、计算和/或其他资源。
实例性分类帐操作-
本公开的各方面使得用户能够选择加入、选择退出和/或以其他方式同意网络参与。用户参与还可以被记录为分布式分类账系统内的代币的贷方和借方。在一些实施例中，激励方案可以被动态调整以增加或减少用户装置参与。如下文更详细描述的，参与的贷记和借记可以在网络边缘(在雾中)执行，而不需要认证或信任交换或其他集中控制。
图3A示出了根据本文描述的各种原理，配置为以分散式的方式激励和跟踪用户参与的实例性网络架构300。如其中所示，网络架构300包括一或多个gNB 304和用户装备306。实例性gNB可以是单个实体，或者可以进一步细分为由中央单元(CU)310控制的分布式单元(DU)308。如其中所示，网络架构300还包括两(2)个雾网络312a和312b。
如图3A所示，控制和数据平面功能以类似于现有技术的方式存在和操作。然而，为边缘装置(例如，UE 306)示出了附加的贷方/借方分类帐控制平面。如下文将更详细描述的，即使在没有集中式网络控制的情况下，贷记/借记分类帐控制平面也能够实现装置到装置(D2D)的数据通信，以获得雾网络的上述益处。更直接地说，可以经由分布式分类账中的代币来安全地跟踪贷记和借记，这种方式允许用户装置参与的可替换的贷记和借记。
在各种实施例中，网络配置300可以在本公开的一或多个实例性实施例中使用，以使得能够直接从网络的参与者接收和提供互联网接入，包括经由gNB 304和UE 306。例如，UE 306b可以经由数据平面交易从另一UE 306c流式传输或以其他方式接收所请求的数字数据(例如，视频文件)。所请求的数字数据交易可以被记录在分布式分类账中；例如，UE306c可以被记入参与代币的贷方，而UE 306b可以被记入对应数量的参与代币的借方。
作为另一实例，一个客户端装置可以代表另一客户端装置执行计算或提供存储，以交换可替换的代币或任何其他交换单位。例如，UE 306d可以经由数据平面交易来计算或处理来自另一UE 306e的数据。所请求的计算可以记录在分布式分类账中；例如，UE306d可以被记入参与代币的贷方，并且UE 306e可以被记入对应数量的参与代币的借方。
在一些实例性变型中，参与代币可以是完全可替换的，例如，在存储数据、计算数据和/或提供带宽或其他资源之间可以没有区别。在其他变型中，可以根据不同的参与形式来进一步命名参与代币。在一些情况下，贷记的量和借记的量可能相同，在其他情况下，贷记的量和借记的量可能不同。例如，雾计算的值可能不同于雾存储等。在一些此类变型中，不同面额的参与代币可以根据波动的交换动态地交换。此类波动可以实现套利和/或智能权衡。例如，一些装置可能能够赚取存储代币，并以有利的或甚至有利可图的价格交易处理代币等。
在一个实例性实施例中，分布式分类账基于区块链。简而言之，虚拟域不含有物理守恒定律。在物质世界中，价值的代币(例如，一枚实物硬币)不能被“双重消费”。具体地，由于物质守恒，爱丽丝(Alice)不能给鲍勃(Bob)一枚硬币，然后给查理(Charlie)同一硬币。相比之下，没有什么能阻止爱丽丝向鲍勃和查理发送同一数字代币。“工作量证明”(POW)是物理熵的虚拟化表示(例如，计算工作、内存搜索等)。区块链是一种记录累积POW的数据结构；在现代应用中，区块链以将物理守恒定律引入虚拟领域速率累积POW。更直接地说，区块链代表熵的累积，其规模对于恶意方的攻击来说在物理上是不切实际的。
在雾网络的上下文中，区块链数据结构可以被不可信对等装置社区(诸如网络300的UE 306)利用来在公共共享交易分类账内交易参与代币。返回参考图3A，可以使用前述基于分类账的控制平面，在分散式分类账中使用工作量证明(POW)来跟踪和保护参与贷记和借记。分散式分类账是通过参与装置本身的一致意见来维护和验证的(例如，大多数参与者必须同意更改分类账内容)，没有集中的网络控制器。如下文将更详细描述的，分布式参与分类账通过提供可替换的和/或可传送到其他网络的补偿来激励用户参与。在一些情况下，补偿可以被进一步加权，以鼓励竞争有限网络资源的参与者向其他人提供他们的可用资源，从而整体上增加实现更大和更快的性能。
例如，如图3B所示，当UE 306c从第一雾网络312a移动到第二雾网络312b时，可以使用参与代币。如其中所示，第一雾网络和第二雾网络(312a，312b)是逻辑上不同的网络；例如，给定的雾网络具有一组参与者。因此，在能够与任何第二雾网络参与者(例如，UE306d、UE 306e)通信之前，UE 306c必须进入第二雾网络312b。尽管为了清楚起见，示出了UE306c退出第一雾网络312a，但是容易理解的是，UE 306c可以同时存在于第一雾网络和第二雾网络(312a，312b)两者中。换句话说，雾网络的流动性可以实现(并且显著受益于)重叠的雾网络连接，这与现有的蜂窝RRC操作(传统网络仅允许UE一次保持单个无线电资源控制(RRC)连接)显著不同。
如图3B所示，一旦UE 306c已经经由基于分类账的控制平面加入第二雾网络312b，UE 306c就可以在其中使用其参与代币。更直接地说，UE 306c可以在第一雾网络312a中赚取代币，并且在第二雾网络312b中花费那些代币。雾网络312a、312b可以信任分类帐账户，即使UE 306c既没有向gNB 304b也没有向核心网络302认证和/或授权自己。例如，UE 306c可以经由UE 306d、经由中继类型或“系留”类型的交易来接收服务。这笔交易在区块链记录为两笔不同的交易：(i)UE 306d将接收代币，(ii)UE 306c将被记入对应数量代币的借方。这两个交易都由区块链POW单独保护，并发布到其他装置(例如，对等装置，诸如UE 306e)。由于所有参与单位的交易都记录在区块链分类账中，在另一方在别处公布其分类账之前，任何一方都不能伪造其分类账。更直接地说，双方都可以放心，记录的交易将在以后兑现，因为另一方实际上不可能提出其他要求。
考虑到本公开的内容，相关领域的普通技术人员将容易理解，随着网络内节点(例如，gNB、UE)数量的增加，这些实体之间的数据路径的选项也呈指数级增加。在集中管理的模式下，管理雾网络连接的指数增长是不可行的，因为集中组织的网络会需要收集信息和重新分配资源分配。
相比之下，本文描述的分散式方案使得每个节点能够单独考虑其自己的单独网络考虑事项。在一个实例性实施例中，每个节点基于其邻居节点的最优路径和/或资源贡献(例如，计算、存储、带宽等)来确定其机会成本/收益。机会成本/收益可以由每个节点基于平衡(i)其计算负载，(ii)当前存在的流量量，(iii)软件或硬件能力(例如，入站/下行链路和出站/上行链路带宽可用性，它可以支持的同时连接的数量，5G使能)，(iv)受保护或加密数据所需的任何认证级别，和/或(v)隐私级别和允许的访问级别，和/或(vi)核心网络的授权要求(如果有的话)，以及考虑到本公开的本领域普通技术人员将变得显而易见的其他因素来单独确定。
在分散式操作期间，最佳或最优数据路径将作为公共控制的“紧急属性”出现(即，它从许多不同实体的协作中出现)。例如，假设一个数据传送必须经由一定数量的跳穿越雾网络。每个网络跳对应于总雾成本的一部分，并且数据传送中的每个节点寻求最小化其总机会成本并最大化其收益。路由参数在跳参与者之间的每一跳进行评估和交换。因此，只有具有有利机会成本/收益的节点才会参与数据传送；其他节点将等待具有更好折衷的其他机会。实际上，分散式控制的网络开销减少，使得动态路径选择比集中组织的网络发生得更快。
实例性基于分类帐的控制平面-
在一个实例性实施例中，基于分类账的控制平面可以用于在没有控制平面的情况下启动数据平面交易。更直接地说，本公开的各方面仅需要用于装置到装置(D2D)传送的数据平面和相关联的层。这些层包括例如分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层、媒体访问控制(MAC)层和物理层(PHY)。然而，集中式网络控制层可能不可用，例如无线电资源控制(RRC)，因此本公开的各种实施例进一步设想了依赖于区块链分类账的装置到装置(D2D)RRC层。
简而言之，无线电资源控制(RRC)层通常用于控制3GPP网络中的连接状态。具体地，RRC协议的主要功能包括连接建立和释放功能、系统信息的广播、无线电承载建立、重新配置和释放、RRC连接移动性程序、寻呼通知和一些有限的功率控制。网络使用RRC协议根据网络状态配置用户和控制平面，以实现各种无线电资源管理策略。
图4A是一个实例性装置到装置(D2D)3GPP通信栈协议400的逻辑框图。如其中所示，一个UE的3GPP通信栈至少使用以下层与另一UE的通信栈进行通信：D2D RRC402、PDCP层404、RLC层406、MAC层408、PHY层410和RF层412。附加地，D2D RRC层402可以访问贷记和/或借记的分布式分类账414。在图示的实施例中，分布式分类账被本地存储；在其他实施例中，分布式分类账可以例如经由外部驱动器或其他接口来访问。
在本公开的一个实例性实施例中，D2D RRC 402配置为使得两个或更多个装置能够独立于控制平面在彼此之间建立无线电资源控制(RRC)连接。更直接地说，移动装置可以灵活地共享它们的频率分配以例如执行各种雾网络功能，而不是依赖gNB经由传统的RRC连接为装置分配无线电资源。当雾网络与附近的蜂窝通信充分隔离时，它们可以经由D2D底层进行通信(利用隔离中的频率重用来最小化网络干扰)。可以在分布式分类账414中跟踪资源分配，从而确保一旦装置重新加入蜂窝网络提供商的覆盖范围，装置就被适当地记入贷方/借方。类似地，当雾网络与现有蜂窝网络整体或部分连接时，它们可以聚合并在内部管理其UE的资源分配。例如，一个UE的时间和/或频率资源可以用于增加另一UE的资源分配(具有适当的贷记和借记)。
在一个实例性实施例中，D2D通信栈不同于现有的3GPP通信栈(例如，5G 3GPP通信栈)。在其他实施例中，D2D通信栈被归入或以其他方式集成在3GPP通信栈中。集成实现可以实现共存型操作和/或实现例如D2D通信栈和5G 3GPP栈之间的并发操作。在一个实例性变型中，D2D RRC层402不同于现有的3GPP通信栈的RRC层。在其他变型中，D2D RRC层402是用于其他通信的RRC层的一部分(或归入其中)(例如，归入3GPP RRC层中的D2D RRC)。
基于分类帐的控制平面分组由D2D RRC层402解释，以控制雾网络中和/或与对等装置的连接状态。具体地，D2D RRC协议的主要功能包括但不限于：接收识别雾网络连接的服务和/或能力的数据结构、雾网络连接建立和释放功能以及来自其他装置的寻呼通知。
PDCP层404控制较低层(例如，RLC层406等)以发送和接收数据。PDCP层404将数据打包到PDCP数据分组中/从PDCP数据分组中解包数据，这些数据分组是用D2D RRC层402交易的。PDCP分组可以包括各种信息和/或包括数据平面分组、控制平面分组等。在实例性实施例中，PDCP分组可以包括基于分类账的控制平面分组。D2D RRC层402可以经由来自较低层(例如，PDCP 404)的通知发现附近对等装置和/或雾网络的存在。附加地，D2D RRC层402可以经由较低层向附近的对等装置和/或雾网络广播其自身的存在。在一些情况下，D2DRRC层402可以附加地执行与附近对等实体的认证和/或授权；在其他变型中，不执行认证和/或授权过程。
附近对等装置和/或雾网络的成功发现可导致含有装置可经由对等装置和/或雾网络访问和/或提供的服务和/或能力的数据结构(例如，“清单”)的传输。例如，清单可以标识本地缓存的数据、计算能力和/或网络带宽(例如，到外部互联网)。这些清单提供给更高层的软件(例如，用户应用程序、网络栈、操作系统等)。除了清单之外，或者包括在该清单中，装置还可以接收各种参与单元定价的列表。例如，装置可以接收用于共享数据、计算和/或带宽的各种单元定价。在一些情况下，参与单元定价可能特定于雾网络(例如，雾网络的参与者可以为所有数据传送设置统一的速率)，可替代地，定价可以特定于雾的装置(例如，参与者可以廉价地访问存储器，但是希望减轻处理负担等)。
更一般地，该装置接收数据结构，该数据结构识别与雾网络中的服务供应相关联的各种机会成本和收益。在一些情况下，此类信息可以在现有的RRC消息发送中提供。例如，可以在系统信息块(SIB)中提供清单，该系统信息块经由雾网络向新参与者广播、多播或单播。
在一些实施例中，清单信息没有被明确传递，但是可以从共享的区块链分类账414中推断出来。在一些变型中，区块链是所有雾网络交易的公开记录，可以公开查看。例如，装置可以检查区块链记录中的可能感兴趣的对等装置交易(例如，最近消费的视频、网站和/或音乐等)。在这些实例中，在对等装置可能具有本地缓存副本的假设下，装置可以从对等装置请求感兴趣的数据。
在其他变型中，区块链是已被匿名化和/或以其他方式加密的所有雾网络交易的公共记录。在此类实现下，装置可以从对等装置接收密钥，这允许装置查看对等装置的区块链交易(或其子集)。在此类实现下，每个装置保持对其隐私的控制，并且可以动态地调整其交易对雾网络的对等装置的可见性。
传统的单一RRC连接通常为任何数据访问请求提供服务；与传统的单一RRC连接不同，雾网络可以支持多个装置的多个D2D RRC连接清单和/或可以存储雾网络。多个清单可以使装置智能地确定雾网络的哪些节点可以为其请求提供最佳服务。例如，一个对等装置可以具有本地缓存的感兴趣的内容和/或大量存储存储器，但是另一对等装置可以访问外部互联网，每个外部互联网可以请求和/或收取不同的参与代币。
一旦装置具有服务和能力的清单，较高层软件就可以从雾网络的对等装置请求和接收所提供的服务。类似地，响应于来自请求服务的另一装置的更高层的寻呼请求或通知，该装置可以确定该装置是否可以向雾网络的对等装置提供服务。具体而言，装置可以根据其当前贷记额来确定它是否应该获取更多代币，或者可替代地消费用于服务的代币。如前所述，装置在决定是否参与时可以考虑许多因素。例如，机会成本/收益分析可以平衡(i)其计算负载，(ii)当前存在的流量量，(iii)软件或硬件能力(例如，入站/下行链路和出站/上行链路带宽可用性，它可以支持的同时连接的数量，支持5G)，(iv)受保护或加密数据所需的任何认证级别，和/或(v)隐私级别和允许的访问级别，和/或(vi)核心网络的授权要求(如果有的话)。
当装置确定参与雾网络时(例如，经由提供或消费服务或数据)，它会生成交易记录和相关联的区块链POW。该记录作为一个新的区块被推荐给区块链社区的其他成员(例如，雾网络)。当足够多的区块链社区成员同意添加(一致意见)时，该区块就被添加到区块链分类账中。一旦雾网络社区添加了该区块，就可以获取或消费服务。
前面对图4A的讨论是在3GPP蜂窝通信栈架构的上下文下提出的。然而，其中描述的各种原理可以广泛应用于各种其他技术。例如，图4B示出了在通用于例如IEEE802.3以太网、IEEE 802.11Wi-Fi和IEEE 802.16WiMax技术的IEEE通信栈架构中有用的替代实现。
简而言之，IEEE通信栈避开了例如3GPP PDCP层的安全和加密功能，而是依靠更高层的软件代理来实现该功能(如果需要的话)。类似地，由3GPP RLC提供的无线电承载管理功能处理无线电链路控制；此类功能通过技术专用的IEEE MAC等归入。虽然IEEE通信栈与3GPP通信栈不同地划分通信栈功能，但是相关领域的普通技术人员将容易理解，通信栈的许多底层能力和功能存在于两种技术中。
如图4B所示，通信栈包括：D2D代理层452、TCP/IP层454、MAC层、PHY层。附加地，D2D代理层452访问分布式分类账464。
在一个实例性实施例中，D2D代理层452可以被实现为现有的IEEE通信栈上的软件代理。与图4A的前述3GPP通信栈不同，IEEE通信栈假设某种程度的基于竞争的接入，并且不像在3GPP网络中通常使用的那样受制于相同的资源规划和分配问题。
如其中所示，TCP/IP层454控制较低层使用TCP/IP分组发送和接收数据。TCP/IP层454将数据打包到TCP/IP中/从TCP/IP中解包数据，并将数据呈现在与D2D代理452的“网络套接字”相关联的缓冲区中。D2D代理452可以读写数据，而无需考虑底层网络技术(例如，IEEE 802.3、IEEE 802.11、IEEE 802.16等)。在一个实例性实施例中，D2D代理层452可以包括基于分类账的控制平面数据，以通过对等装置或代表对等装置打开和/或交易数据。
如先前所描述，D2D代理层452接收数据结构，该数据结构识别与雾网络中的服务供应相关联的各种机会成本和收益。在一些情况下，此类信息可以在现有的IEEE消息发送中提供。例如，可以在信息元素块中提供清单，该信息元素块(IE)经由雾网络向新参与者广播、多播或单播。一旦装置具有服务和能力的清单，较高层软件就可以从雾网络的对等装置请求和接收所提供的服务。类似地，响应于来自另一装置的更高层的请求服务的信标或其他信令，该装置可以确定该装置是否可以向雾网络的对等装置提供服务。
相关领域的普通技术人员可以同等成功地替代其他通信栈架构。例如，其他网络技术可以提供更高级别的连接(例如，经由更高层软件的安全隧道)或者甚至更低级别的连接(例如，经由MAC和/或数据链路层信令，诸如以太网帧)。事实上，区块链技术具有固有的容错能力，并且即使在连接可靠性非常低的情况下也可以进行修改以操作；例如，装置可能重新提交失败的交易、损坏的交易和/或从未接收到的交易。
前述讨论已经描述了对于各种通信技术，如何在区块链分类账中贷记和/或借记用户参与代币。一旦用户参与被记录在区块链内，其他方可以依赖区块链分类账作为用户参与的可信历史，即使从未认证过用户。换句话说，区块链分类账可以用于提供用户参与雾网络活动的可信账户，而无需用户的任何知识或要求。例如，感兴趣的各方(诸如，网络提供商或另一雾网络)可以在稍后检查用户的参与，以向用户提供适当的补偿。
以下讨论是关于雾网络参与的具体优势和益处。
选择加入和退出参与-
支持5G的直接对等网络内的客户端装置(例如，移动用户装置、用户装备)的用户可能对电力使用和/或安全性有顾虑。也就是说，用户可能不希望网格中的任何其他人使用该装置的资源(计算、带宽等)，因为这将加重可用于用户自己使用的电池的充电水平。类似地，出于安全原因，用户可能不希望网格中的任何其他人访问该装置。
以前鼓励用户参与的尝试都是基于强制要求的参与。例如，私人种子追踪器网站使用的一种此类解决方案经由个人计算机上传数据给他们的用户贷记，并对用户保持私人网站成员的比例要求。私人网站的用户必须保持最低上传/下载比率(例如，0.6)，以保持良好的信誉，并继续获得独家种子。这激励用户允许私人追踪器的其他用户从他那里下载，同时限制他自己的下载以满足或超过比率要求。
然而，上述强制性参与方案有几个问题。例如，贷记和功耗的检验是集中的，不在用户的直接控制之下。例如，私人追踪器的不可信管理员可能任意调整用户的比率，或者追踪系统可能无法检测到来自用户的上传流量的正确数量，从而无法正确地贷记用户。附加地，“传送”文件通常与PC的正常使用一起进行；这降低了用户的性能。此外，当用户不使用PC时，允许PC传送是一个很大的功率负担。此外，种子贷记仅限于特定用户社区内的带宽贡献，在其他用户社区或网络中不可替换或使用。
一种解决不必要的功耗和隐私顾虑的方案是，用户可以直接选择加入或退出D2D雾(“网格”)网络。在一个实施例中，网络运营商的用户或订户可以被给予登录账户简档(例如，在从网络运营商、DU或无线服务提供商获取的移动应用上)并禁止参与网格的选项。选择退出将解决功率和隐私顾虑；然而，用户也不能获得由雾网络提供的有利速度和延迟。
在一种变型中，用户默认选择加入，而用户必须手动选择退出。默认选择加入将提高参与水平，并允许网格在更多用户参与的情况下更有效地运行。在另一变型中，用户可以选择进入网格以参与雾网络并获得其益处。如上所述，这些益处可以包括更快的数据速率和更低的延迟。此外，用户可能有机会为他们的账单赚取积分，甚至在此基础上获得附加的金钱奖励。
激励方案-
无线服务提供商通常基于向用户提供的服务类型收取重复费用。网络服务提供商此前曾试图对用户的利他行为进行补偿。例如，网络服务提供商可能会激励利他的雾网络参与，但前提是用户的客户端装置可以在附近的其他客户端装置之间接收和发送流量。考虑到网络使用的不可预测性，此类方案很容易被使用第三方附件的用户所欺骗，这些附件在物理上阻止无线电波进入或离开客户端装置。换句话说，网络服务提供商无法检验他们是否从与用户的交易中获益。
相比之下，分布式区块链分类账方案提供了用户向其他用户提供服务的具体证据。因此，根据区块链分类账，服务提供商可以至少部分地基于客户向雾网络贡献多少带宽向其客户可靠地收费。具体而言，无线服务提供商可以每月查看一次区块链分类账(在计费过程中)，并提取用户的贷记和借记。由此产生的贷记和借记可以用来调整用户的账单。
例如，配置为允许其他装置访问其资源(例如，作为另一装置的中间节点，作为处理器周期的部分存储空间)的客户端装置可以从用户账单中获得货币贷记。更多的参与可以转化为更多的贷记(即减少账单)，而非参与者的账单将保持正常收费。在另一实例中，参与用户可以从服务提供商处获得对高级功能的访问(例如，附加的电子邮件账户、移动带宽、增强型语音邮件)，或者对某些服务或内容(例如，独家或付费视频内容)的优先权。在一个变型中，还可以获得代币来访问诸如上面提到的那些专有特征；也就是说，只要代币存在，对专有特征的访问可能是暂时的。在另一变型中，可以基于用户账户持有的代币的数量或长度来授予对高级或专有特征的多级访问。每一层都可以授权用户访问不同的层(例如，具有不同的数据速率或带宽量)或不同类型的服务。在另一变型中，服务提供商可以要求用户在先前的计费周期中已经达到配额，以准许访问至少一些高级或专有特征。
在一个实例性实施例中，顾客或用户可以获得货币补偿或代币，可替代地或除此之外，如以上所描述保存一部分账单。在这种用户激励模型中，用户接受货币补偿，以换取提供给网状网络的资源(带宽、计算、存储器等)。事实上，用户能贡献的越多，用户就能获得越多的经济收益，而这些收益只受网络需求的限制。这些财务收益可以以现金货币(例如，美元)、可被交换为通常可通过从服务提供商处购买而获得的产品或服务的代币(诸如以上描述的那些代币)、或可被交换为来自网络的其他用户的服务的代币(如将在下面别处描述的)来获得。
在上述实施例的一个变型中，用户作为网格架构中的专用节点参与，在具有稀疏覆盖的区域中有效地充当基站(例如，充当例如小小区或毫微微小区)。特别有用的实现将包括用户房屋或办公环境，其中，客户端装置停留在一个位置(至少一段时间，例如，在工作时间期间)或安装在房屋本身中。另一变型可能涉及用户携带配备有足够电力(例如，多个电池组)的移动装置“移动”，无论它们在哪里。
在一个实例性实施例中，用户可以可选地在网络需求较重的时候设置阈值参与费用，这可以改变在那些时候与参与相关联的代币或收益的数量。换句话说，用户可以只有在“物有所值”时才选择参与。在一个变型中，自动价格改变可以由用户装置、其他用户装置或网络的管理实体(例如，DU、CU、核心实体)基于装置的能力、可用带宽、可靠性、邻近性等来确定。类似地，在一些实施例中，网络运营商可以增加/减少补偿以调整雾网络活动。可以采用混合方法，其中用户社区和网络运营商可以各自设定阈值价格，并且雾网络将在成本/带宽市场的平衡点上稳定下来。
在各种实施例中，用户可以根据客户端装置关于功率使用、无线电使用、充电速率、硬件或软件能力、装置的位置或移动性、数据的关键性或流行性、装置订阅的网络等的状态来限制雾网络的参与。例如，如果在给定时间，客户端装置正在使用低效或不期望的无线电配置，则客户端装置可以被设置为不参与对等雾网络。实例包括调制和编码方案低于预定阈值的无线协议、基于3GPP的流量正在使用不期望的QCI(QoS类标识符)、无线电波的频谱效率低于阈值、或者客户端装置离另一节点(例如，另一客户端装置、网络节点或基站)太远。在一个实现中，客户端装置可以停止广播其SSID(服务集标识符)来通告其在网络上的存在。在另一实现中，客户端装置可以抑制其数据速率。在另一实现中，客户端装置可以禁用对等5G通信，而代之以“降级”到另一基于3GPP的协议(例如，4G LTE)或WLAN。
在一些实现中，还可以考虑数据的关键性或流行性。例如，客户端装置可以在检测到低于阈值的电池水平时优先将任何关键或流行数据卸载到另一客户端装置。在另一实现中，也可以考虑客户端装置的在线状态(例如，用户关闭客户端装置)或其切换到的无线通信协议(例如，禁用所有5G通信并仅启用Wi-Fi)。如果用户出于任何原因试图关闭装置或断开与网格的连接，装置可能会立即强制将关键或流行数据卸载到任何可用的附近节点。在一些情况下，装置可能会提示用户在继续关机之前卸载。在客户端装置实际关闭或断开连接之前，强制卸载可能会持续一小段时间(例如，一秒钟)，专门用于卸载关键数据。在一些变型中，数据可以卸载到雾网络，该雾网络将数据中继(可能在以后)到基于云的备份驱动器。这有利地为关键或流行数据引入了冗余，即使在非常低的覆盖情况下。
在不同的实现中，可以考虑收费率。客户端装置可能没有充电、充电缓慢(例如，插入另一装置(诸如笔记本电脑)的USB插槽、插入移动电源(诸如车辆的点烟器、使用感应充电器)或快速充电(例如，插入墙上的插座)。客户端装置因此可以根据充电率来调整其参与水平，该充电率表示电力的可靠性。例如，假设所有其他因素都相同，插在墙上的客户端装置可能比未充电的客户端装置更多地参与雾网络。
在一些实施例中，客户端装置在雾网络中的参与可以取决于客户端装置的硬件或软件能力。考虑到具有较高处理能力或存储器的装置比具有较少此类资源的另一装置能够更有效地中继或存储数据，该装置可能更适合参与。客户端装置或控制网络实体可以检查以确定参与的能力的实例包括但不限于存储器容量(例如，DRAM或处理器高速缓存的大小)、处理器能力(例如，核心数量、时钟速度)、装置上的天线数量以及操作系统或内核的类型或版本(即，较新的OS可能具有更多功能或更高效的代码)。
在一个实施例中，客户端装置的参与可以取决于客户端装置的位置或移动性(位置的改变)。在一个此类变型中，如果客户端装置或雾网络确定其正在移动(基于GPS信号、加速度计读数、与网络实体的往返传输时间等)，则客户端装置或雾网络可以确定该装置不应该作为网络中的节点参与(或限制参与)。也就是说，可能很快就需要切换到另一网络或另一基站，因此，该装置在该时间点对雾来说价值较低。在另一此类变型中，基于装置移动到哪里，客户端装置作为节点可以具有更高的值。例如，如果装置正在向低密度区域移动，在该区域中，支持5G的节点密度相对较低，则该装置可能被高度重视以增加那里的覆盖范围。另一方面，如果装置正在向高密度区域移动，那么它的存在就不那么有价值了，因为在雾网络中可能已经有足够数量的节点(支持5G的客户端装置、基站等)。客户端装置或服务提供商认为足够数量的节点可以由预定或动态设置的数量来确定，该数量基于例如在客户端装置附近检测到的支持5G的节点的数量(例如，基于客户端装置检测到的SSID的数量)，和/或在由网络实体管理的区域中检测到的节点的数量(例如，DU可以监控哪些装置在其服务范围附近，或者从向服务提供商注册的邻近匹配装置收集的一组GPS信号)。动态阈值可以根据一天中的时间、对带宽或存储需求的需求水平、对来自参与客户端装置的计算资源的需求等来改变。
在另一实例中，客户端装置的值可以响应于确定该装置正在移动到或远离需要其内容的区域而增加。例如，当前网络可以确定其客户端装置应该在移动客户端装置离开网络之前下载高需求内容。可替代地，客户端装置正在向其移动的网络可能需要高需求内容的附加副本，从而对从不同网络到达的客户端装置施加更高的价值。
在又一变型中，客户端装置可以考虑其对网络服务提供商的订阅(或订阅级别)。在一个实现中，如果给定的客户端装置在网络内连接(即，与给定的客户端装置也是同一网络的订户的另一客户端装置)和订阅另一被管理的网络运营商的网络外装置之间进行选择，则给定的客户端装置可能由于其自己的服务提供商的优惠待遇而更喜欢网络内连接。可替代地，可以激励该装置使用网络外装置以例如从当前网络卸载拥塞。
应当理解，各种前述因素可以单独考虑或者以任何期望的组合一起考虑。在一些实施例中，客户端装置可以访问配置为由用户手动切换每个因素的一些或全部的软件(例如，移动应用、操作系统)。在其他实施例中，客户端装置或网络实体(核心网络组件、CU、DU等)可以基于用户和/或对等网络的需求自动考虑一或多个前述因素。
直接对等5G网络的用户(经由无线服务提供商)可能有参与5G网络的原因，而不是纯粹的补偿。更具体地，当一个用户可能被较低的账单、获得代币、获得额外特权等激励时，另一用户可以响应慈善事业、对另一用户的利益、救济和援助、高需求事件等而移动，同时向服务提供商支付全部账单。
例如，在一个实施例中，用户可以选择捐赠在全部账单金额和用户经由一或多个上述激励机制本来可以节省的金额之间的差额。用户可以选择自动将一些或全部差额捐给慈善机构或组织；服务提供商可以代表用户转账。
在另一实施例中，用户可以选择在紧急情况下诸如自然灾害、紧急情况或需要立即连接的其他事件期间启用来自网络中其他支持5G的对等客户端装置的连接。在一些变型中，紧急情况下的启用可以在特定情况下自动切换。例如，当在用户的客户端装置周围的设定半径内检测到AMBER AlertTM时，该装置可以允许与网络中的其他装置建立连接，以便能够在否则不会发生的地方(例如，在没有强大无线架构的远程位置，例如高速公路、农村地区)交换数据。作为另一实例，在限制传统通信访问的自然灾害事件期间(例如，电话线或蜂窝塔被损坏)，客户端装置可以允许与对等客户端装置的连接，以便于与响应者和附近的其他人进行快速通信。
在另一实施例中，客户端装置可以提供(例如，经由在客户端装置上运行的应用程序，或者装置的操作系统)参与雾网络的选项，而没有激励。在现代信息经济中，许多用户从参与中获得一种贡献感。WikipediaTM是一个众所周知的实例，志愿者用户(其中，许多人是匿名的)将他们的知识、专长和利基见解整合到任何有互联网连接的人都可以访问的丰富信息中。类似地，在线游戏玩家经常被具有社会证明的游戏所吸引，诸如强大社区或服务器上的追随者或玩家数量。同样，用户可以选择参与雾网络，仅仅是为了参与或其他非金钱利益，尤其是在拥有大量用户的网络中。换句话说，服务提供商可以简单地提供参与对等5G网络的选项，而不提供如前所讨论的任何激励，只要用户接收到其他好处，包括由于用户参与网格而显著更快的数据速率和更低延迟。
在另一实施例中，服务提供商可以实现一种“游戏化”，其中用户受到社会证明的激励。考虑Google Local GuidesTM审查和推荐计划，该计划允许用户通过向可经由GoogleMapsTM地图服务访问的公众可访问工具和数据库提供信息，诸如图像或关于建立的有用或缺失信息，来赚取积分、徽章和级别。根据本公开的用于参与雾网络的实例性激励可以包括虚拟“徽章”或“成就”或通过参与和在网络上执行的动作(例如，提供一定量的带宽、存储、计算能力等)获得的其他类型的奖励。如下文将进一步描述的，可替换的虚拟代币(或代表网络用户之间的可交换价值的其他可计数单位)可以由分散式分类账生成并为每个用户计费，该分类账尤其需要为雾网络中的其他用户和装置执行的“工作量证明”。
分散式分类账数据结构-
雾网络理想地使许多装置能够以各种不同的交易类型连接到任何数量的其他对等装置。因此，分散式分类账数据结构必须灵活地记录用户交易，而没有任何集中的管理方案。因此，在一个实例性实施例中，分散式分类账数据结构是区块链分类账。
如本文所使用的“区块链”是指由封装在“区块”中的记录链组成的数据结构。每个区块包括数据记录和需要熵产生的工作量证明(POW)(例如，处理器工作、存储器搜索、带宽等)。如果不改变对应的POW，就不能改变记录，因此链式POW累积的熵的规模对于恶意方攻击来说在物理上是不切实际的。在一个实例性实施例中，区块链的副本由假名方社区的每个成员单独持有，而没有可信的机构(例如，服务器)。
在一个实例性实施例中，区块链是“硬内存”。图5是用于“硬内存”工作量证明(POW)挖掘的现有方法的逻辑流程图。
在步骤502，装置(或装置的POW“挖掘器”)生成短二进制斑点(二进制大对象)“随机数”；随机数是只使用一次的数据(例如，为了避免回放类型的攻击)。在本公开的上下文中，随机数用作混合过程和算法的输入。该装置将随机数与从区块链最新区块中获得的唯一报头元数据(包括时间戳和软件版本)相结合。使用散列算法来组合预处理报头和随机数，以创建初始“混合”(步骤504)。
在步骤506，混合用于基于特定的有向无环图(DAG)来识别要从存储器中检索的页面。简而言之，DAG提供了一个计算上简单生成的伪随机存储器数据集。DAG数据集是作为区块链长度的线性函数生成的，并定期重新生成(所谓的“时期”)。从存储在存储器中的DAG中检索内存页面受到存储器带宽的物理限制；因此，周期性变化的DAG提供了存储器硬度的来源。
返回参考图5，一旦从DAG中检索到页面，它就与初始混合相结合，产生新的混合(步骤508)。然后利用新的混合来识别另一要检索的DAG页面。一旦检索到新的DAG页面，它就与新的混合相结合，以生成另一混合。该过程执行N次(例如，64次等)。混合后，然后对所得混合进行后处理，以生成消化后的混合(步骤510)。
将消化后的混合与预定义的目标阈值进行比较。如果消化后的混合小于或等于目标阈值，则当前随机数被认为是有效的，并且可以与报头一起作为POW广播到网络。如果没有达到目标阈值，则当前随机数被认为是无效的，并且使用不同的随机数重新运行该算法(或者递增当前随机数，或者随机选取一个新随机数)。
虽然图5中没有明确显示，但应该强调的是，搜索随机数和报头组合以得到满足目标阈值的消化后的混合可能需要多次尝试；换句话说，搜索一个有效的随机数需要存储器带宽形式的大量物理熵。然而，一旦随机数被成功地找到，任何对等实体都可以通过检查报头/随机数组合和DAG查找来直接检验随机数确实导致满足目标阈值的值，以生成消化后的混合。此外，由于每个报头和随机数组合只能使用一次，该算法确保只有新的随机数搜索可以添加到区块链。
虽然前面的讨论是在硬内存POW的背景下提出的，但是其他形式的POW也可以被成功地替代。例如，处理器硬POW可以链接散列的数据块。众所周知，在密码学中，“散列”是一个单向函数，该单向函数接受输入并返回一个固定的字符串。单向散列数据从设计上来说不可能反转回其原始形式(与“加密”不同，在“加密”中，加密数据可以使用解密密钥解密回普通数据)。也就是说，计算给定数据的散列相对容易，但计算具有给定散列的字符串却极其困难。所谓的默克尔(Merkle)树可以使装置通过散列先前散列的组合(例如，连接)来检验大数据结构。
此外，虽然本公开主要针对工作量证明(POW)，但是其他技术也可以同等成功地替代。常见的实例包括权益证明算法(例如，其中守恒是由代币的所有权强加的)、权威证明(例如，其中守恒是由权威推断的)、空间证明(例如，其中守恒需要存储器)、带宽证明(例如，其中守恒需要带宽)等。更一般地，相关领域的普通技术人员将容易理解，物理守恒定律可以通过对操作施加任何数量的实际限制来强加。
如本文所使用的，术语“参与”可以是指包括一或多个因素的任何交易，诸如但不限于：(i)连接到“雾”所花费的时间长度(即，直接对等5G网络中的至少一个其他装置)，(ii)上行链路数据量(即，传输到对等装置或另一网络实体)，(iii)下行链路数据量(即，从对等装置或另一网络实体接收到的)，(iv)提供给雾网络的带宽量，(v)在与雾的数据连接会话期间通过该装置同时连接的装置的数量，(vi)连接的装置总数，(vii)该装置向网络中的至少一个对等装置提供的存储或高速缓存空间量，(viii)代表另一装置消耗的客户端装置上的计算资源量，反之亦然，和/或(ix)在高于或低于特定阈值的网络需求期间交换的流量量。应当理解，可以跟踪无数其他因素，以便针对用户账户或与其相关联的客户端装置的参与水平对其进行适当的贷记(或在一些情况下借记)。
在一个实例性实施例中，区块链分类账用于检验和记录客户端装置的参与，其中参与可以包括执行计算、传输等。在一些情况下，各种形式的参与可以记录在单个区块链分类账中；在其他情况下，不同的区块链分类账用于不同的参与，并可根据兑换率在不同分类账之间进行交换。
在一个实例性实施例中，仅在装置已经提供服务之后才请求和记录交易(类似于单方面合同)。在其他实施例中，网络中的装置可以通过将交易记录到区块链并在此后约束各方来交易服务(类似于双边合同)。工作的完成可能会产生可替换的资产(例如，代币、积分、点数)。如前所述，交易的每一方都要立即向雾网络公布他们对区块链的提议。立即公布可确保提议的区块链达成一致意见验证(并添加到区块链分类账中)的速度快于恶意方可能生成恶意交易版本的速度。以这种方式，任何一方都不能通过以下攻击分类账：例如，通过多次记入自己的贷方(“双重支出”)，要求对工作的访问进行补偿，在不做工作的情况下制作工作量证明等。
图6用于示出将记录添加到区块链分类账中。在图示的实施例中，一些工作(W1)由装置执行，例如数据传输。与工作相关联的记录(例如，工作量、工作类型、工作接收者等)被单向散列以创建散列值(H1)。例如，如果一个装置向网络中的另一装置传输大约25.29MB的数据，则可以使用散列算法(例如，SHA-256或SHA-2家族的其他成员、MD5、PBKDF2、bcrypt或scrypt)对字节值(25,290,460字节)进行散列运算，以创建唯一的签名。
在一些变型中，可以添加一或多种盐以进一步提高抗碰撞性(即，“碰撞”是产生相同输出的两种或更多种输入)。如密码技术中所知，“盐”是单向散列函数的额外的随机输入。在组合字符串作为“盐散列”输出之前，盐可以连接到数据。
回到图6，结果散列值被记录到公共分类账中，该公共分类账可以由对等网络中的任何其他装置下载。对于后续工作，所执行工作的散列(H1)可以经由可传递散列函数与后续工作(W2)组合，以创建后续散列(H2)。该散列被添加到分类账中，创建所有记录交易的摘要，该摘要是永久的(在许多装置上有副本)且不可更改的。
随着分类账规模的扩大，其准确性也在增加；下载区块链的一方(例如，节点或用户客户端装置)可以检验分类账没有在多次交易中被修改。检验的一种方法是对分类帐的末尾执行每个散列，并将计算出的散列与预期值进行匹配。在一个实施例中，期望值被计算并从执行工作的装置中检索。因此，如果在计算的散列和期望的散列之间存在匹配，则所执行的工作(传输的数据量、数据本身的完整性等)实际上就是它声称的那样。有利的是，这允许分散式的对等网络在没有服务器通信的情况下保持自身的可靠性。此外，由于工作可以被检验，因此客户端装置或其用户可以将针对所执行的工作获得的任何代币带到其他网络或其他服务提供商(其可以使用不同的分类账)，因为工作量可以经由原始分类账来证明，而不管与所赚得的贷记和所执行的工作单位相关联的任何“兑换率”。
一个简单的默克尔树优化也如图5所示。如虚线箭头所示，两个散列的散列创建了一个新的“顶级”散列(M1)。装置可以检验一或多个顶层散列，而不是检验整个条目链(其可能以指数速率增长)。由于散列过程中任何地方的数据的任何改变或篡改都会改变后续的散列，所以匹配期望值的顶层散列可以被确定为真正的交易。
实例中继交易-
图7示出了用于说明雾网络中用户装置和中继装置的不同参与级别的实例性操作。具体地，雾中的多个参与节点可以参与数据中继，并将它们的参与记录在区块链分类账中。
在一个实例性实施例中，中继装置(装置1、2……N)、基站向/从用户中继数据。中继装置可以包括雾网络中配置为与另一中继装置交换数据并处理数据(例如，执行散列计算)的任何装置，包括但不限于用户装置、外部无线电接入点、DU设备、路由器等。
这些中继装置中的每一个都收集参与信息(例如，带宽利用量、存储、作为节点花费的时间)，并创建要添加到区块链的提议的区块。所提议的区块含有交易记录和根据如上所述的本公开生成的数字分布式分类帐结构(例如，区块链)所需的POW。例如，装置1测量给定会话的带宽利用率(例如，一定量的千兆字节)，然后生成记录以添加到区块链。如果成功验证，则由另一装置(装置2)更新结果更新的区块链(包括装置1记录的附加区块)等。
此外，还应理解，雾的每个装置都正在参与区块链分类账验证。换句话说，当一个装置将它的散列附加到该区块时，它已经检验了所有先前的交易。例如，当装置2接收到含有装置1的散列的更新的区块链时，装置2检验区块链并验证最终条目中记录的值。记录值的验证可以包括将先前条目(包括装置1的条目)的散列与装置1生成并共享的期望值进行比较。在另一实施例中，记录值的验证散列先前的条目(包括装置1的条目)。然后，装置2用其散列结果更新区块链，并将更新的区块链传输到下一个中继装置(装置N)，该中继装置重复该过程，直到基站接收到区块链。基站以与前述相同的方式验证条目。
应当理解，区块链可以包括给定装置的多个连续记录，例如，给定用户装置可以连续记录多个区块。附加地，在区块链中，并非所有装置都必须记录自己的贡献。例如，一个装置可能不会记录可忽略不计的参与量，或者如果该装置在运行中纯粹是利他的。
还应当理解，即使雾网络不需要中央节点管理，中央节点可以仍然非常有用。例如，基站可以充当区块链分类账的存储装置，以便将区块链快速分发给新的用户装置。在这些情况下，用户装置向基站认证并批量下载区块链分类账可能会更快(而不是从未知方接收区块链并检验整个链以确保它没有潜在恶意)。附加地，应当理解，基站可以协助雾网络来增强雾网络。例如，基站可以执行散列计算，以卸载计算资源并减少雾网络的用户装置处的功率使用。
为了简单起见，图7的前述讨论示出了单个链。图8示出了区块链验证如何在雾网络环境中运行(其中，许多节点连接到多个其他节点)。如其中所示，每个所得区块链802a、802b、802c的传播被广播并扩展到雾网络812a中的其他节点。也就是说，第一所得区块链802a被传输到其他中继节点(包括用户装置)，每个中继节点可以进一步传输到又另外的中继节点。随着更多的记录(即基于先前条目的散列结果)被添加到区块链，相同的传输可能发生在每个中继装置。通过每个中继节点或用户装置执行的每个散列来验证区块链，并且基站最终接收区块链802n的最后更新版本。
然而，附加地，由于一些中继装置可以连接到其他雾网络，所以区块链也可以广播到其他雾网络中的其他装置。例如，区块链802b在雾网络812b中被接收，类似地，区块链802c在雾网络812c中被接收。如前所述，接收早期有效版本的区块链不会对检验和/或忽略造成重大负担；然而，区块链的多个有效副本确实大大增加了恶意攻击的难度(因为创建虚假的区块链需要改变链的每个元素)。换句话说，即使恶意攻击者成功攻击了雾网络812a，他不可能希望也攻击早期(但仍然有效)版本的雾网络812b和812c中的区块链。
如图8所示，基站可以将区块链802n的最后更新版本(含有参与用户装置的工作量证明)转发给中央实体，诸如设置在核心网络202后端的服务器、AAA(认证、授权和计费)实体或其他中央可访问的存储位置。BS和AAA之间的交易是可信的，因此不需要进一步保护。中央实体可以维护一个集中的分类账，例如，出于计费的目的和/或将接收到的信息分发到其他不同的位置(例如，将其分发到始发网络和/或其他网络中的其他装置)。
如前所述，其他网络实体(诸如雾网络另一部分的基站或接入节点)可以访问区块链分类账的记录。因此，如果用户装置进入网络的另一部分或不同的雾网络，则用户装置可以使用与其参与和对其先前的雾网络的资源贡献相关联的代币。可以理解的是，较大的生意方法可以控制；例如，不同的网络运营商可能不兑现对方的订户余额，和/或可能收取兑换率。
赚取代币的方法-
下面的讨论描述了用于说明装置在直接对等雾网状网络中的参与的方法。这些方法用于通过创建和累积代币来激励用户参与雾网络并将资源(计算、网络、带宽、存储等)提交给雾网络，该代币可用于交换各种益处，诸如上文和下文别处所描述的那些益处。
图9示出了实例性方法900，用于经由分散式网络中的客户端装置执行任务，并基于指示工作量证明的计算机化数据结构接收对网络的贡献的代币。
在步骤902，客户端装置进入或试图进入分散式网络。在一个实例性实施例中，客户端装置是能够与能够进行相同操作的另一客户端装置进行直接数据通信的移动装置。客户端装置可以经由短程或远程无线通信协议进行通信。此类通信协议包括但不限于WLAN(如Wi-Fi或基于其他IEEE Std.802.11)、蓝牙(包括蓝牙低能耗(BTLE))、蜂窝(例如，4GLTE、5G NR或混合4G/5G)、红外、射频识别(RFID)、近场通信(NFC)和全球定位系统(GPS)。
在实例性实施例中，装置的5G蜂窝通信对于在短程直接对等网络中彼此通信是有用的，而无需首先与基于中央“云”的服务器通信。5G网络中的互连装置(在“雾”网格中而不是“云”中)是合适的，因为5G连接使用更高的频率信号，从450MHz到6GHz，最大带宽为100MHz(“FR1”)到24GHz及更高，最大带宽为400MHz(“FR2”或“毫米波”)，因此，它可以将无线电信号传输到多达大约150到200米的距离。在其他实施例中，客户端装置可以经由能够覆盖在分配给GSM850/900/1800/1900MHz、UMTS2100MHz和/或LTE2300/2500MHz等的频带中操作的“混合”4G/5G双天线阵列进行通信。5G天线或天线阵列可能能够进一步覆盖3400–3600MHz及以上，例如4至8GHz范围内的C波段。
在一些实施例中，用户必须被认证才能进入网络。例如，用户必须向网络服务提供商(例如，移动网络运营商)提供凭据，然后才能访问网络。在一个变型中，用户可以在装置上存储凭证，这些凭证被传送到检测用户的客户端装置的存在的小小区或其他无线电接入网。在另一变型中，用户可以登录到经过认证或信任的装置，例如，已经提供了适当凭证的另一客户端装置(或调制解调器或网关装置)。在上述变型的一个实现中，当用户在装置上启用5G连接时，用户自动传输凭证以获得对网络的访问。在另一实现中，用户必须经由客户端装置请求访问。在另一实现中，另一网络实体(例如，小小区、另一客户端装置、调制解调器)持续监视具有5G能力的客户端装置的存在、或来自其的请求、或获得访问权的尝试，然后提供适当的响应，即认证并允许客户端装置进入网络，或者如果凭证不正确或用户没有有效的帐户或网络订阅则拒绝访问。
在另一实施例中，用户可以通过向网络上的其他客户端装置进行认证来获得访问权，而不涉及网络服务提供商。如下文将进一步描述的，可以使用单独的交易分类账来检验用户对客户端装置的所有权以及在网络中的良好信誉。
返回参考实例性实施例，如上所述，用户还可以在连接到网络之前或连接到网络时选择参与激励：接收服务账单上的贷记、为用户的工作赚取报酬等。在一些情况下，用户可以将代币定向到别处由用户、另一用户拥有的另一账户，或者使用它们来访问高级内容或功能，或者将它们兑换或交换为其他形式的贷记，例如在另一网络中。在另一实施例中，用户可以改变连接到网络时接收的激励的类型。因此，用户可以具有不同类型的代币。在一些变型中，用户可以将所有代币兑换成共同的面额(例如，美元)。
在步骤904，客户端装置在网络中执行工作。在图示的实施例中，类似于单方面合同，装置提供工作或服务，然后接收贷记(例如，在下面描述的步骤912)。在另一实例性实施例中(未示出)，网络中的装置可以通过将执行交易的协议记录到区块链来交易服务，该协议此后约束双方(类似于双边合同)。相关领域的普通技术人员将容易理解各种不同的协商以工作换取贷记的方案。
在一个实例性实施例中，协议可以在雾网络的两个装置之间。例如，两个装置可以同意用代币来交换所执行的工作。在其他实施例中，协议可以在装置和雾网络之间。例如，装置可能同意用代币交换为雾网络执行的工作(例如，任何社区成员)。在其他实施例中，协议可以在装置和服务提供商之间。例如，装置可以同意提供工作来交换来自服务提供商的代币。此外，虽然上述内容是在双方交换的背景下提出的，但此类安排纯粹是说明性的。任何数量的当事人都可以协商协议。在一些变型中，混合协议可以由其他组成协议拼凑而成。例如，装置可以向一组装置提供带宽，以交换由装置和服务提供商提供的代币。
在一个实例性实施例中，“工作”包括数据传送。考虑一个场景，在这个场景中，一个特定的视频流目前在网络上是有需求的，例如，一个流行节目的新的一集可以经由顶级的媒体服务或应用程序(HuluTM、Amazon Prime VideoTM、/>TwitchTM等)获得。网络中的用户可以选择从更直接和本地的源接收数据，即从工作的客户端装置和/或网络中的其他客户端装置接收数据，而不是等待缓冲时间，或者等待在点播观看时间期间流量拥塞消除。在一个变型中，为了允许另一客户端装置访问点播媒体，工作的客户端装置从其他地方接收数字数据。在一些实现中，客户端装置可以经由传统的基于服务器的方式接收它，即，经由调制解调器(例如，回传上的有线WLAN)或蜂窝方式(例如，3G或4G蜂窝信号)连接到服务器，同时保留本地5G信令的按需传输。在其他实现中，可以从本地网格中请求客户端装置太远而无法访问的一或多个其他客户端装置检索数据。工作的客户端装置也可能必须经过一或多个中间客户端装置，并且中间客户端装置可以依次被记入提供带宽和/或提供数据的贷方。
在另一变型中，数据可在外部存储装置处访问，该外部存储装置可经由有线或无线方式(包括经由5G连接)与客户端装置通信。不断增长的物联网(“IoT”)实现可以使一或多个消费装置无线地提供或接收数据。
在另一变型中，数据已经使用一或多个前述方式存储在客户端装置中，并且数据准备好立即传输。然而，可以理解的是，考虑到基于5G的通信的超高数据速率和超低延迟，首先检索数据很少或没有明显的传递延迟。
可以用各种方式来测量数据传送，例如，根据传输的数据的总大小、接收和传输的数据的各自大小(如果客户端装置在传输之前已经压缩或加密了数据，则可能不同)，或者每单位时间传输的数据速率。
在另一实例性实施例中，工作包括数字数据的存储。具体地，客户端装置可以是一条数据的许多存储位置之一。在整个网络中分发数据可以保护该数据免受未经授权的访问(例如，经由黑客攻击)或丢失。有用的数据存储可以根据例如代表一或多个其他客户端装置的数据所占用的存储器的大小，或者代表一或多个客户端装置中的每一个的客户端装置存储数据单位(例如，设定量的兆字节或千兆字节)的持续时间来测量。
在另一实例性实施例中，工作包括提供带宽。例如，所需数据位于远程存储装置(“云”)或远程客户端装置上。然而，此类远程装置可能无法经由传统的基于服务器的连接访问互联网。类似地，客户端装置可能无法访问远程存储装置，除非通过5G对等连接(即，无法访问WLAN接入点或蜂窝数据，例如，经由3G或4G连接)。尽管如此，希望访问数据(或上传数据)的用户可以经由支持5G的对等网络来访问。充当从请求用户接收数据和/或向请求用户传送数据的节点的中间客户端装置可以被确认所完成的工作，即所提供的带宽量，并被给予相称的代币。带宽可以根据例如所服务的客户端装置的数量、装置之间传送的数据量、传送或接收的分组的数量、对其他装置的可用性水平(例如，可用的时间)或向或从其他客户端装置传送数据或分组的速率来测量。
在又一实例性实施例中，该工作包括提供计算能力。例如，移动装置可能能够将计算能力卸载到附近的服务器以换取代币。计算负担可以根据例如执行的处理数量、处理的数据量、处理复杂性、处理花费的时间和/或处理的优先级来衡量。
更一般地，由客户端装置执行的工作与参与雾网络相关，并且可以包括经由5G通信(经由具有5G或4G/5G能力的移动装置中的5G天线)传输到其他装置的数据、代表其他用户或装置存储的数据、充当网络节点花费的时间、提供的带宽、提供的计算和/或本文别处描述的其他活动。
在步骤906，工作的客户端装置(其已经执行了如步骤904中所描述的某种类型的工作)生成用于添加到分布式分类账的记录。
在实例性实施例中，记录包括参与信息和工作量证明(POW)。在一个变型中，POW是基于随机数和/或盐的通过有向无环图(DAG)的存储器硬内存搜索。在另一变型中，POW是基于随机数和/或盐的处理器硬散列算法。在其他变型中，POW是基于例如基于随机数和/或盐获得网络代币的硬带宽。
在实例性实施例中，为了减少基于大量记录计算散列的负担，可以改为计算基于使用默克尔树的方法的顶层散列，或者默克尔树中的顶层散列和基础散列之间的中间散列。如上所讨论的，这导致了仍然依赖于所有先前散列的压缩散列。当区块链分类账增长到非常大的规模时，可以使用这种方法，该规模可以由分类账的阈值长度(或其倍数或指数)来确定，该阈值长度自动触发对某些或所有先前记录实现例如附加的默克尔树级别的需要。在一种变型中，分类账存在的阈值时间长度可以触发在默克尔树中执行另一级别。
在步骤908，客户端装置提议将记录添加到数字分类账。在本公开的上下文中，“分类账”是区块链，其中一组(或“区块”)数字数据可以由计算装置(个人计算机、移动装置等)记录，其中其他计算装置可以累积地记录附加组的数字数据，创建从先前条目构建的记录链。
在一个变型中，数据结构可以是公共的，并且可由任何计算装置读取和/或提议对其进行改变(根据前述一致意见要求)；即，它可以在给定的装置网络中自由分布。这创建了由客户端装置以及网络中的任何其他客户端装置所执行的工作的不可变历史记录，这对于从客户端装置所执行的并且随时间从其他客户端装置接收的工作总量中贷记/借记是有用的。
在实例性实施例中，公共分类账包括分布式区块链，其具有描述由网络上的另一客户端装置执行的工作的一系列区块。区块链可以存在于网络中的各种装置中并在其中复制。例如，可以在不同的客户端装置或网络实体(例如，gNB中的存储器设备、后端服务器)访问区块链。区块链包括雾网络中的全部工作记录(之前已经过验证)和记录的检验工作量证明。
在一些变型中，记录可以包括附加数据，包括所执行工作的时间和日期、装置的位置、装置的类型(例如，型号、制造商)、装置的序列号、订户识别模块(SIM)识别号、装置上运行的OS的版本、媒体访问控制(MAC)地址等。在另一变型中，可以用新添加的散列来记录先前的散列。在一些变型中，“默克尔化(merkleized)”交易(即，基于默克尔树添加的记录，例如，顶层散列、基本散列、中间散列)或与其相关的数据可以与记录一起添加。
在实例性实施例中，将数据写入或记录到分类账上要求网络中的大量客户端装置必须实现“一致意见”(步骤910)。在一个此类变型中，当简单多数(超过50％)的装置已经验证了添加到区块链的区块时，就达成了一致意见。各种其他机制可以同等成功地替代(例如，加权投票、超级多数投票等)。一旦记录下来，数据块是永久的，不可更改；只能创建更多条目。必须执行验证POW的过程，直到足够多的装置达成一致意见。一旦达成一致意见，该区块就可以添加到区块链分类账中。此后，网络中读取区块链分类账的其他装置可以信任分类账内容。
在一个实施例中，另一客户端装置评估从客户端装置接收的提议区块，并验证对应的工作量证明(POW)。如前所述，验证POW可以快速完成(比生成POW快很多倍)。另一客户端装置可以附加地“签署”分类账；此类签名可以采取各种形式，例如，作为散列或明文值、时间戳或其他关于自身的元数据记录在分类账中的另一条目。
在一些实施例中，客户端装置可以验证多个区块(但不是整个区块链)，例如经由默克尔树。在其他实施例中，其他客户端装置确定该POW在整个区块链的上下文中是否有效。在一个实现中，POW验证必须包括对所有先前条目的验证。在另一实现中，POW验证不仅必须包括POW，还必须包括分类账中可能包括的其他数据，例如，测量的工作值和与客户端装置相关联的元数据(诸如，SIM识别号、MAC地址和/或其他装置标识符)的连接。
在另一实施例中，至少阈值数量或百分比的多个其他客户端装置必须验证记录，以便达成一致意见；即，必须就要添加的记录分类账条目达成一致意见。例如，客户端装置的新条目可能需要至少三个其他装置来验证记录。作为另一实例，新条目可能需要雾网络中超过50％的装置来验证记录。在一些变型中，只有网络子集的一部分需要检验记录。在一个实现中，该子集可以是基于例如由GPS信令确定的半径由距客户端装置的物理距离确定的区域。在另一实现中，子集可以是本地网络，例如办公室或企业内联网，或者连接到特定WLAN的订户。
在一个实例性实施例中，当装置验证提议区块时，它立即向其他装置广播有效的区块以进行验证。以这种方式，所提议区块在整个网络中被快速传播，并且比仅由始发客户端装置验证更快。更直接地说，通过广播有效的区块，整个网络可以快速达成一致意见，并最小化进一步的传播。
一旦接收到一致意见，在步骤912，提议的记录被添加到分布式分类账。在一些实施例中，客户端装置和已经接收到分类账的任何装置将所提议区块添加到它们的分类账的当前副本。在一些变型中，更新后的分类账存储在网络组件上(例如，DU、无线电接入装置、小小区)。在一些变型中，分类账也可以由属于其他网络的装置传播到其他网络中。在其他变型中，分类账可以被记录到中央网络实体(例如，服务器、核心网络、后端设备)上，以供其他网络或客户端装置访问。
在步骤914，如果客户端装置从区块链接收贷记/借记，则为已执行的工作兑换积分。在一些实施例中，一或多个雾网络实体(例如，DU、CU、专用节点、与网络服务提供商相关联的一些装置)可以在其一或多个存储器模块中保存和跟踪代币，并将它们发布给已经获得它们的客户端装置。在另一变型中，在中央服务器位置发布和/或跟踪代币。代币也可以由区块链生成或铸造，例如，经由使用散列输出和/或对应于检验的消息作为输入。在其他变型中，代币可以由网络服务提供商、网络组件(例如，DU、CU)、中央管理器(例如，后端服务器)或与网络服务提供商相关联的一些客户端装置来发布。代币也可以保存在前述装置的存储器中，类似于托管。
代币可以在全局用户账户中接收、记录和累积，例如以列表或表格的形式(例如，客户端装置A 150个代币)。附加地或替代地，代币可以被接收、记录并累积在客户端装置中(例如，在存储器或其中的文件中)。在另一实施例中，网络服务提供商接收该指示，并反映每个时间段(例如，每月或每日周期)接收的代币总量。
在另一实施例中，代币可以被记录在单独的分类账中，例如，区块链或位于在网络设备上的其他数据结构，例如，基站、DU、CU。在网络中每个客户端装置的赚取的代币是公开可见的情况下，该数据可以用作确定委托哪个(哪些)客户端装置来执行工作的因素。例如，累积了大量贷记的客户端装置(例如，考虑到排行榜或基于贷记量进行排序的其他方式)可以被认为是服务或工作(例如，数据的存储、传送和/或处理)的可靠提供商。
贷记可以是货币金额(例如，从服务提供商的账单中节省的x美元或美分，从现金返还中赚取的y美元或美分，捐赠给用户选择的慈善组织的z美元或美分)，以时间(例如，访问额外内容的累积时间t)或其他方式来补偿用户的参与和代表其他用户执行的工作，例如，u为在不同网状网络中使用而累积的带宽量，如下文将进一步描述的，v为可转换为其他形式的贷记的可替换奖励点数(例如，可用于委托其他装置为客户端装置压缩其他数据的客户端装置的数据传输证明)，w为有资格被赠予或应用于另一服务计划(例如，电话或4GLTE服务)的其他成员的蜂窝数据量，或r为对上行链路/下行链路数据传送比率的调整量。
在一些实施例中，贷记量可以根据无数因素而变化。例如，当对装置参与的需求较高时，服务赚取或需要的代币数量也可能较高(“激增定价”)，反之亦然。贷记也可以响应于如下各项而增加或减少：是否需要所请求的客户端装置、客户端装置中剩余的电量(例如，取决于阈值电池水平)、充电速率、客户端装置是否具有稳定的电源(例如，插入插座)、区域中客户端装置的密度、客户端装置的位置或移动性、客户端装置的硬件或软件能力(例如，存储器容量、处理器、天线数量，OS类型和版本)、无线电天线的效率、与其他客户端装置或节点的距离、备用通信链路的可用性(例如，用于上传到远程存储的WLAN连接)、客户端装置的带宽开销和使用、数据的重要性或流行度、客户端装置是否是网络服务提供商的订户、任何警报状态(例如，存在自然灾害、AMBER AlertTM)等。在一些实施例中，用户还可以设置他们自己的出价和要价。
在实例性实施例中，该贷记可兑换来自网络的其他用户的各种服务(例如，来自网络服务提供商)或装置功能。例如，客户端装置可以通过另一客户端装置请求上传服务，以换取一定量的代币(如由另一客户端装置或现行市场费率建立的)，其中第一客户端装置可能既没有来自其服务提供商的足够的蜂窝数据传送(例如，经由4G LTE)分配，也没有传送数据的其他手段(例如，不在WLAN接入点附近)，但是第二客户端装置有。事实上，如果第二客户端装置具有无限的可用带宽，则第二客户端装置可以专门进行数据传送。在一个变型中，装置可以设置偏好(例如，经由来自网络服务提供商的可下载移动应用)来自动接受来自其他客户端装置的服务请求。在另一变型中，装置可以选择接受来自例如可用请求列表或图表的请求，类似于奖励列表。在一些实现中，装置的用户可以根据赏金、所请求的工作类型、装置的类型和能力(例如，制造商、数据速率)、请求用户的声誉(例如，由网络的其他用户评级)等对可用请求进行排序。
与雾网络(包括“工作的”客户端装置)进行数据通信的实体所提供的服务或工作可以使用赚取的代币进行兑换。例如，客户端装置可以与中央数据服务器交换代币以播放、下载和/或流式传输音乐，其中通常用户可能必须以美元支付购买按菜单播放音乐曲目的权利(例如，)或基于订阅(例如，SpotifyTM)。在其他变型中，代币可以被交换为在不同的雾网络中可用的其他类型或形式的代币。
因此，对等网络的用户被给予参与并贡献他们的网络、带宽、计算和/或存储资源的激励。随着越来越多的用户参与，代币变得越来越可信、越来越重要、越来越有价值。
转移代币-
给定的雾网络可以是互连装置的“口袋”，并且可能无法检验为另一雾网络(互连装置的另一口袋，看不到另一口袋)参与和完成的工作所获得的贷记的有效性。然而，客户端装置可能是移动的，离开和进入不同的网络。因此，一种在不同网络中使用在一个网络中获得的贷记的机制在激励用户参与任何雾网络中可能是有用的，因为获得的代币的可替代性和灵活性将使它们更有价值。
在一些实施例中，每个雾网络可以具有其自己的区块链。结果，在第一雾网络中赚取的代币可能需要被转移到第二雾网络中，然后才能在第二雾网络中兑换。此外，如前所述，雾网络可能无法访问集中式网络计费，因此客户端装置和雾网络两者都不能可靠地相互信任。换句话说，在雾网络分类帐被验证之前，客户端装置不能信任雾网络分类帐，在客户端装置的分类帐被验证之前，雾网络也不能信任客户端装置的分类帐。下面的讨论描述了在一个网络中利用或交换参与(例如，执行的工作)以在另一网络中接收网络服务的方法。
在一个此类实现中，从第一雾网络向第二雾网络转移代币是经由“双向锚定”来执行的，该“双向锚定”锁定第一雾网络区块链的代币以在第二雾网络区块链中创建代币；此后，可以在不影响第一雾网络的情况下处理第二雾网络的代币。通过锁定第二雾网络代币和解锁第一雾网络代币，可以将第二雾网络代币转换回第一雾网络。当第一雾网络或第二雾网络与网络服务提供商重新建立连接时，可以完成交换(例如，服务提供商可以适当地贷记/借记用户账户和/或相应地使另一服务提供商的用户账户贷记/借记)。
图10示出了用于将代币从第一雾网络转移到第二雾网络的实例性方法1000。
在步骤1002，客户端装置检索与第二雾网络相关联的分类账数据结构。在一个实施例中，客户端装置可以从第二雾网络的任何成员下载分类账数据结构；例如，任何公众成员都可以公开持有分类账数据结构。在第二雾网络是逻辑上封闭的网络的情况下(这样，尽管与作为网络成员的客户端装置非常接近，但是其他客户端装置被限制访问网络)，尽管区块链的位置通常是公共的，但是保持该位置不鼓励其位置的快速传播，甚至不鼓励知道其存在。在此类实现中，客户端装置可以从例如与第二雾网络相关联的URL或其他数据储存库下载分类账数据结构。
在步骤1004，客户端装置验证分类账数据结构。如以上所讨论的，区块链可以由一系列单向存储器搜索或散列组成。在一个实施例中，存储器搜索或散列可以基于从一组已知的工作量证明(POW)方案中选择的POW方案。在其他实施例中，雾网络可以识别或指定如何计算POW方案。在一个此类变型中，客户端装置可以进一步确定雾网络的POW方案是否足够难以确保分类帐有效。换句话说，区块链POW必须足够不对称(即，解决方案很难找到，但很容易检验)。
作为一个相关的推论，区块链累积熵的事实意味着熵被添加到一个社区的速率是一个没有任何中心组织者的“合作的证明”。具体地，一台计算机只能增加一定的熵，但是一百万台计算机一起工作产生额外的熵(泊松过程)。换句话说，最大熵池被认为是网络的有效状态(社区的一致意见)，最大熵池只能由网络整体产生；它不能由单个攻击者甚至是池的子集生成。因此，衡量一致意见或合作的能力就像验证系统的熵值一样简单。
在一些情况下，客户端装置可以在确定是否加入雾网络时考虑各种其他因素。例如，客户端装置可以考虑其能够向雾网络提供的能力，和/或雾网络增强客户端装置自身操作的能力。在一些情况下，客户端装置可以考虑诸如例如兑换率和/或正在进行的网络参与费率等因素。其他因素可能包括例如移动性考虑事项和/或客户端装置考虑事项(例如，剩余电池寿命、当前处理和/或带宽负载和/或其他备用方案的可用性等)。
如果分类账数据结构有效并且满足客户端装置的其他考虑事项，则客户端装置可以在方法1000的步骤1006进入雾网络。在一个实施例中，客户端装置可能需要满足雾网络的某些要求。例如，雾网络可能要求客户端装置能够完成有效的交易或者以其他方式支付进入费用。在一个此类变型中，客户端装置可以传输接入第二雾网络的请求，包括例如支付进入费用。
一旦客户端装置已经成功进入雾网络，则客户端装置可以通过其他参与的客户端装置交换数据来参与，并且根据需要获得代币(如以上所讨论)。然而，附加地，客户端装置可能希望将代币从先前的雾网络转移到第二雾网络。
在方法1000的步骤1008，客户端装置生成用于将代币从第一雾网络转移到第二雾网络的记录。在实例性实施例中，记录是双向锚定和工作量证明(POW)。如前所述，双向锚定锁定第一雾网络区块链的代币，以在第二雾网络区块链中创建代币。在一个实例性实施例中，在一个变型中，POW是基于随机数和/或盐通过有向无环图(DAG)的存储器硬内存搜索。在另一变型中，POW是基于随机数和/或盐的处理器硬散列算法。在其他变型中，POW是基于例如基于随机数和/或盐获得网络代币的硬带宽。
相关领域的普通技术人员将容易理解，前述双向锚定纯粹是说明性的，任何形式的转换都可以同等成功地替代。例如，可以访问核心网络实体的第二雾网络可以直接将外部代币转换为其本地代币。类似地，客户端装置可能能够经由核心网络转换代币。还有其他技术可以使用，例如，托管账户、智能合同和/或其他收取转换费的中介经纪人。
在一些情况下，客户端装置可以仅选择其代币的一部分来进行交易。例如，应当理解，任何货币兑换都可能是“有损的”，因此客户端装置可能只寻求转换其需要的代币。通过类似的扩展，客户端装置可以执行各种套期保值和/或套利活动。例如，如果客户端装置确定第二雾网络将为客户端装置的代币支付有利可图的费率，则客户端装置可能(在某些情况下)能够销售比其拥有的更多的代币(进入负余额)。虽然有些违反直觉，但此类交易可能是可取的，例如，第一雾网络和第二雾网络定期交换代币和/或对冲波动的代币值。
在一个实施例中，从始发雾网络(以及从客户端装置已经参与的任何其他雾网络)接收的贷记可以被转换成可互换的、标准化的全局“代币”，该代币可用于和/或可转换成在包括第二雾网络的任何雾网络中使用的贷记。在一些变型中，“代币”包括可在任何雾网络中使用和/或可转换成任何形式的贷记的另一种类型的贷记。在另一变型中，考虑到这些标准化代币的全球可应用性质，它们可以在位于中心的分类账(或区块链)中被跟踪，例如，位于由网络服务提供商控制的服务器设备上。在一个实现中，代币可以简单地以不断更新的表格形式而不是区块链形式列出，因为在这种情况下，它们不需要由分散式分类账的自认证机制来(再次)检验或跟踪。在另一实现中，全局代币被记录并累积在客户端装置中(例如，在存储器或其中的文件中)。然而，在另一变型中，全局代币可以以类似于上述工作检验方法的方式在分散式的区块链中被记录，以便确保全局代币在雾网络中的可信度。
在一些变型中，“兑换率”决定了一种信贷形式如何等同于另一种信贷形式。例如，雾网络可以实现优惠兑换率，以激励参与者涌入。可替代地，雾网络可能实现高利贷兑换率，从而降低参与的积极性，甚至鼓励不必要的参与者大批离去。在一些情况下，兑换率可以基于不同类型的代币和/或代币的来源。例如，一些雾网络可能优先奖励或惩罚不同方向的地理移动。
在步骤1010，客户端装置提议将记录添加到数字分类账。如前所述，将数据写入或记录到分类账中要求网络中的大量客户端装置必须达成“一致意见”。在一个此类变型中，当第二雾网络的简单多数(超过50％)的装置已经验证了添加到区块链的区块时，就达成了一致意见。各种其他机制可以同等成功地替代(例如，加权投票、超级多数投票等)。
在一个实施例中，第二雾网络评估从客户端装置接收的提议区块，并验证对应的工作量证明(POW)。如前所述，验证POW可以快速完成(比生成POW快很多倍)。当至少阈值数量或百分比的多个其他客户端装置验证该记录时，第二雾网络达成一致意见。在一个实例性实施例中，当第二雾网络的装置验证提议区块时，它立即向第二雾网络的其他装置广播有效的区块以进行验证。以这种方式，提议区块在整个第二雾网络中快速传播。
一旦接收到一致意见，在步骤1012，提议的记录被添加到分布式分类账。在一些实施例中，客户端装置和已经接收到分类账的任何装置将所提议区块添加到它们的分类账的当前副本。在一些变型中，更新后的分类账存储在网络组件上(例如，DU、无线电接入装置、小小区)。在一些变型中，分类账也可以由属于其他网络的装置传播到其他网络中。在其他变型中，分类账可以被记录到中央网络实体(例如，服务器、核心网络、后端设备)上，以供其他网络或客户端装置访问。
在步骤1014，客户端在第二雾网络中兑换转换后的代币。第二雾网络可能具有类似于原始雾网络的可用服务。在各种实施例中，客户端装置可以请求另一客户端装置，或者客户端装置可以继续赚取附加的贷记，这些贷记可以用于交换各种激励，如本公开通篇所讨论的。
前述方法对于“性能套利”可能是有用的，在“性能套利”中，在不太稳定、性能较低的网络中累积的贷记可以优先在稳定、高性能的网络中交换，以获得对更好资源的访问。例如，具有低质量网络特征(诸如节点数量稀少、缺乏架构(例如，零星的蜂窝塔、缺乏用于混合4G/5G能力的公共WLAN接入点)、低数据速率等)的雾网络可以激励客户端装置增强网络的功能。这可以以有利可图的价格获得回报。此后，当客户端装置进入具有高质量网络特征的雾网络时，则客户端装置可以花费其代币来获得优先服务。值得注意的是，即使在最偏远的雾网络中，服务提供商也可以用最少的资本支出提供改进的服务，同时参与的客户端装置在高性能网络中获得优先处理。换句话说，对等网络中参与和贡献的对等体越多，所有人的性能就越好。
在一些实施例中，网络服务提供商可以向客户端装置发放贷记或代币，以换取“真实”现金货币，例如美元。这些贷记一旦被客户端装置获得，就可以被不同雾网络中的其他客户端装置用来访问服务。
实例性设备-
图11示出了根据本公开的实例性客户端装置1100。
在所示的一个实例性实施例中，客户端装置1100尤其包括至少一个处理器设备或子系统1102、存储器管理单元(MMU)1104、其上设置有程序或逻辑1108的存储器设备1106(例如，DRAM)、具有至少一个保留部分1112(例如，为网络中的其他用户或客户端装置提供易失性和/或非易失性存储空间，与系统文件、报告等分开，用于客户端装置的操作)的大容量存储装置1110(例如，HDD、SSD、NAND闪存)。
在实例性实施例中，处理器可以与配置为存储用于执行的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质进行数据通信。存储介质可以是非易失性存储器(例如，闪存)，其配置为存储计算机可读指令和/或其他数据，并且在没有电力的情况下保持所存储的计算机可读指令。此类计算机可读指令可以可替代地或附加地存储在与至少一个处理器相关联的本地高速缓存中。
客户端装置所需的任何过程可以由处理器设备1102、专用硬件和/或执行逻辑操作的任何其他形式的逻辑来执行。替代处理的实例包括但不限于精简指令集计算机(RISC)处理器、复杂指令集计算(CISC)处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)和可编程逻辑器件(PLD)。处理器设备1102可以运行来自逻辑1108的计算机可执行指令或存储在存储器设备1106或大容量存储装置1110中的其他程序。在一个实施例中，处理器1102还可以包括内部高速缓冲存储器，并且在一个变型中，与独立且专用的MMU 1104进行数据通信，处理器设备通过该MMU访问位于存储器子系统或装置1106上的逻辑和指令。存储器子系统可以实现一或多个DMA类型的硬件，以便于数据访问，这在本领域是众所周知的。存储器装置1104可以含有计算机可执行指令和/或逻辑1108，其可由处理器1102执行以实现数据交易、收集、存储、分析、评估、管理等，如本文别处所描述。处理器也可以被实现为计算装置的组合(例如，数字信号处理器(DSP)和微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器与DSP核心的结合、或任何其他此类配置)。
实例性客户端/用户装置1100还可以包括调制解调器控制器芯片组1114(例如，可独立操作的处理器设备或独立的调制解调器装置)。调制解调器芯片组可以与单独的WLAN调制解调器1116进行数据通信，该WLAN调制解调器具有可与网络和/或具有例如3G、4G、5G、4G/5G无线天线和/或数字控制RF调谐器的单独的支持3GPP的RF装置1118通信的接口。WLAN接口可以包括一或多个物理通信接口1118(包括无线天线)和一或多个到网络的逻辑接口1120，每个接口都能够进行无线或有线数据传输。支持3GPP的调制解调器可以包括一或多个天线，例如4G和5G天线，以与包括小小区/毫微微小区、其他客户端/用户装置1100n和/或其他雾网络组件(例如，DU或任何其他边缘无线电接入节点)的无线基站通信。上述RF天线配置为检测和收发来自服务区或场地的无线电接入技术(“RAT”，例如，WLAN、蜂窝)的信号。天线可以包括例如MIMO型配置或MISO型配置中的多个空间分集的单独元件，使得可以利用收发信号的空间分集。
调制解调器控制器芯片组1114控制和管理无线数据通信，并且可以包括单独的处理设备，反之亦然(即，包括控制器的另一处理器设备)。调制解调器控制器芯片组配置为经由但不限于新无线电技术调制(包括由3GPP版本15或更高版本规定的5G NR和混合4G/5G)、长期演进/高级技术(包括LTE、LTE-A、LTE-U、LTE-LAA、4.5G、混合4G/5G)、IEEE Std.802.11(其任何变型)、PAN技术(诸如例如蓝牙(IEEE Std.802.15.1)或IEEE Std.802.15.4、紫蜂、短消息服务(SMS)、近场通信(NFC)或射频识别(RFID)、WiMAX(IEEE 802.16)、WMAN、3G蜂窝(例如，WCDMA、3GPP、3GPP2和GSM及其改进，以及ISM频带网络)。还可以经由所示的网络架构使用附加的未许可、许可或准许可的空中接口，包括例如Wi-Fi、基于CBRS(公民宽带无线电服务)的LTE和非CBRS频带的LTE。
回到4G/5G调制解调器1118，如以上所讨论，传输的数据可以包括分布式分类账数据结构的记录、关于客户端装置1100或一或多个其他客户端/用户装置1100n的元数据、如以上所讨论的分散式分类账等。在其他实施例中，客户端装置可以与其他网络设备或其组件(例如，小小区/毫微微小区、基站、外部无线电接入节点、存储与分散式分类账相关的数据的存储器设备)通信，以传输或检索必要的数据，或者使网络组件将此类数据存储在它们各自的存储器装置中。
图12示出了根据本公开的实例性网络组件1200。在各种实施例中，网络组件可以是分布式单元(DU)实体、中央单元(CU)实体、节点B或类似的基站(gNB、eNB、NB等)、外部无线电接入节点、小小区或毫微微小区或靠近网络“边缘”的基站，每个都在物理上接近“雾”中的客户端装置。
在一个实例性实施例中，网络组件1200尤其包括至少一个处理器设备或子系统1202、存储器管理单元(MMU)1204、其上设置有程序或逻辑1208的存储器设备1206(例如，DRAM)、具有至少一个保留部分1212(例如，为网络中的其他装置提供易失性和/或非易失性存储空间，与系统文件等分开，用于客户端装置的操作)的大容量存储装置1210(例如，HDD、SSD、NAND闪存)。在一个实施例中，处理器1202还可以包括内部高速缓冲存储器，并且在一个变型中，与专用的MMU 1204进行数据通信，处理器通过该MMU访问位于存储器子系统或装置1206上的逻辑和指令。
实例性网络组件1200还可以包括调制解调器控制器芯片组1214(例如，可独立操作的处理器设备或独立的调制解调器装置)。调制解调器芯片组可以与各种网络接口1216进行数据通信，该网络接口可以与网络(例如，互联网、后端服务器)、另一雾网络实体(例如，中央单元或控制器单元)和/或另一gNB(和/或逻辑和功能分组的另一DU和CU)通信。在一些实施例中，这些网络和网络实体中的每一个都可以经由彼此来访问。
网络接口1216可以包括到网络的一或多个物理通信接口1226和一或多个逻辑接口1228，每个接口都能够进行无线或有线数据传输。网络组件1200还可以包括5G RF装置1218，其具有配置为与具有5G天线的客户端装置、另一gNB组件(例如，另一DU或CU)、包括小小区/毫微微小区的无线基站或其他雾网络组件(例如，任何其他边缘无线电接入节点)通信的支持5G的天线和/或调谐器。
在一些实施例中，每个核心1230a、1230n由提供控制和用户管理功能的网络服务提供商(例如，MNO或MSO)操作，并且可以具有与其相关联的多个gNB。上述5G RF天线配置为检测和收发来自无线电接入技术(RAT)的信号，特别是与服务区域或场地中使用基于3GPP的蜂窝连接(例如，5G或基于4G/5G的通信)的网络装置(例如，客户端装置)的信号。
可以在雾网络组件之间交换通信，以传输和接收与分布式分类帐数据结构的记录、关于客户端装置1200的元数据等相关的数据。此类数据可以存储在存储器装置1206和/或大容量存储1210中。在一些变型中，分布式数据(例如，部分或全部文件)在相对永久的基础上存储在保留存储1212上(例如，存储时间长于阈值量，例如，过夜)，以便将其与操作关键数据(诸如操作网络组件所需的系统文件)分开。
将会认识到，虽然本公开的某些方面是根据方法的特定步骤序列来描述的，但是这些描述仅仅是本公开的更广泛方法的说明，并且可以根据特定应用的需要来修改。在某些情况下，某些步骤可能变得不必要或可选。附加地，某些步骤或功能可以添加到所公开的实施例中，或者改变两个或更多步骤的执行顺序。此外，可以组合来自两种或多种方法的特征。所有此类变化都被认为涵盖在本文公开和要求保护的公开内容中。
结合附图，本文阐述的描述描述了实例配置，并且不代表可以实现的或者在权利要求范围内的所有实例。本文使用的术语“实例性”意味着“用作实例、例子或说明”，而不是“优选的”或“优于其他实例的”。为了提供对所描述技术的理解，详细描述包括具体细节。然而，这些技术可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些情况下，以框图形式示出了众所周知的结构和装置，以避免模糊所描述的实例的概念。
本文描述的信息和信号可以使用各种不同的技术和工艺的一者来表示。例如，以上整个描述引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合来表示。
虽然以上详细描述已经示出、描述和指出了应用于各种实施例的本公开的新颖特征，但是应当理解，在不脱离本公开的情况下，本领域技术人员可以对所示装置或过程的形式和细节进行各种省略、替换和改变。该描述决不意味着限制，而是应该被视为对本公开的一般原理的说明。本公开的范围应该参考权利要求来确定。
还应当理解，虽然本文描述的各种方法和设备的某些步骤和方面可以由人来执行，但是所公开的方面和单独的方法和设备通常是计算机化/计算机实现的。由于许多原因，包括但不限于商业可行性、实用性、甚至可行性(即，某些步骤/过程根本不能由人以任何可行的方式执行)，计算机化的设备和方法对于完全实现这些方面是必要的。
本文描述的功能可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则这些功能可以作为一或多个指令或代码存储在计算机可读设备(例如，存储介质)上或通过其传输。计算机可读介质包括非暂时性计算机存储介质和通信介质两者，包括便于将计算机程序从一个地方传送到另一地方的任何介质。非暂时性存储介质可以是通用或专用计算机可以访问的任何可用介质。此外，任何连接都被恰当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线路(DSL)或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其他远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线路(DSL)或或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)包括在介质的定义中。如本文所使用的，盘(disk和disc)包括CD、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，盘(disk)通常磁性地再现数据，而盘(disc)用激光光学地再现数据。以上的组合也包括在计算机可读介质的范围内。

Claims (21)

1.一种用于在第一计算机化客户端装置处执行分散式网络内的任务的计算机化方法，所述计算机化方法包含：
经由资源控制层信令从第二计算机化客户端装置接收表示对一或多个任务的请求的数据，所述资源控制层信令独立于控制平面；
在所述分散式网络中的所述第一计算机化客户端装置处，代表所述分散式网络中并与所述第一计算机化客户端装置直接数据通信的所述第二计算机化客户端装置执行一或多个任务，所述执行包括利用所述资源控制层信令以用于时间或频率资源分配，所述时间或频率资源分配对于执行所述一或多个任务是必要的；
在所述分散式网络中的所述第一计算机化客户端装置处，生成表示至少可由所述分散式网络的所述第一计算机化客户端装置和所述第二计算机化客户端装置访问的数字分类账内的所述一或多个任务的记录的数据；
使得表示所述记录的所述数据被所述分散式网络验证；以及
基于所述分散式网络的对表示所述记录的所述数据验证，接收用于在所述第一计算机化客户端装置处执行的所述一或多个任务的一或多个代币。
2.根据权利要求1所述的计算机化方法，还包含为所述一或多个代币生成可以为所述分散式网络的其他计算机化客户端装置执行的所述一或多个任务的清单。
3.根据权利要求1所述的计算机化方法，其中所述使得所述记录被所述分散式网络验证包含：将由所述第一计算机化客户端装置确定的加密值传输到所述分散式网络中的附加装置；以及将由所述第一计算机化客户端装置确定的所述加密值与由所述分散式网络中的所述附加装置确定的加密值进行比较。
4.根据权利要求3所述的计算机化方法，其中由所述第一计算机化客户端装置确定的所述加密值包含由所述第一计算机化客户端装置执行的存储器搜索的结果。
5.根据权利要求1所述的计算机化方法，其中经由所述资源控制层信令从所述第二计算机化客户端装置接收表示对所述一或多个任务的所述请求的所述数据包括在所述第一计算机化客户端装置处接收识别以下内容的数据结构：(i)基于第3代合作伙伴计划3GPP第五代5G的装置到装置D2D网络连接的一或多个能力，(ii)一或多个基于5G的D2D网络连接建立和释放功能，以及(iii)来自所述第二计算机化客户端装置的寻呼通知。
6.根据权利要求1所述的计算机化方法，其中：
所述资源控制层包括第3代合作伙伴计划3GPP装置到装置D2D无线电资源控制RRC层；且
至少基于所述控制平面的不可用性来利用所述资源控制层信令。
7.一种第一计算机化客户端装置，包含：
处理器设备；
一或多个无线网络接口，所述一或多个无线网络接口与所述处理器设备耦合并配置为在第一分散式网络中执行数据通信；
非暂时性计算机可读设备，所述非暂时性计算机可读设备包含其上具有至少一个计算机程序的存储介质，所述至少一个计算机程序包含多个指令，所述多个指令配置为当由所述处理器设备执行时，使得所述第一计算机化客户端装置：
从所述第一分散式网络的第二计算机化客户端装置接收表示对一或多个任务的请求的数据；
代表与所述第一计算机化客户端装置直接数据通信的所述第二计算机化客户端装置生成表示所述一或多个任务的记录的数据；
基于所述一或多个任务的所述记录被所述第一分散式网络的计算机化客户端装置社区验证，代表与所述第一计算机化客户端装置直接数据通信的所述第二计算机化客户端装置执行所述一或多个任务；
接收所述一或多个任务的一或多个代币；以及
经由资源控制功能连接，与不同于所述第一分散式网络的第二分散式网络建立数据通信，其中第一计算机化客户端装置配置为一次维持两个或多个功能连接，以同时在所述第一分散式网络和所述第二分散式网络两者中操作。
8.根据权利要求7所述的第一计算机化客户端装置，其中所述多个指令还配置为当由所述处理器设备执行时，使得所述第一计算机化客户端装置：
执行控制平面信令以基于分布式分类帐数据结构建立数据平面通信。
9.根据权利要求8所述的第一计算机化客户端装置，其中用于建立数据平面通信的所述控制平面信令可以在没有预先认证的情况下传输。
10.根据权利要求7所述的第一计算机化客户端装置，其中所述多个指令还配置为当由所述处理器设备执行时，使得所述第一计算机化客户端装置：
接收并本地存储与所述第一分散式网络的所述计算机化客户端装置社区相关联的分布式分类帐数据结构。
11.根据权利要求10所述的第一计算机化客户端装置，其中所述多个指令还配置为当由所述处理器设备执行时，使得所述第一计算机化客户端装置：
验证所述分布式分类帐数据结构；以及
至少部分基于所述分布式分类账数据结构的验证，在所述第一分散式网络中注册。
12.根据权利要求7所述的第一计算机化客户端装置，其中所述第一分散式网络的所述计算机化客户端装置社区是不可信的；并且
所述一或多个代币可以在所述第一计算机化客户端装置的可信服务提供商处兑换。
13.一种非暂时性计算机可读设备，包含其上具有至少一个计算机程序的存储介质，所述至少一个计算机程序包含多个指令，所述多个指令配置为当由设置在网络组件内的处理器设备执行时，使得所述网络组件：
接收包含记录的分布式分类账数据结构，所述分布式分类账数据结构包含表示记录的数据；
其中表示所述记录的所述数据包含指示由第二计算机化客户端装置代表第一计算机化客户端装置执行的一或多个任务的数据；
根据所述分布式分类账数据结构验证表示所述记录的所述数据；以及
至少部分基于确定有效，根据表示所述记录的所述数据向所述第二计算机化客户端装置贷记一或多个代币，并向所述第一计算机化客户端装置借记所述一或多个代币；
其中至少基于与所述第二计算机化客户端装置相关联的值，选择所述第二计算机化客户端装置来代表所述第一计算机化客户端装置执行所述一或多个任务，所述第二计算机化客户端装置与用于执行所述一或多个任务的基于第3代合作伙伴计划3GPP第五代5G的对等网络有关。
14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读设备，其中所述多个指令进一步配置为当由布置在所述网络组件内的所述处理器设备执行时，使得所述网络组件：
将表示所述记录的所述数据提供给与所述第一计算机化客户端装置或所述第二计算机化客户端装置相关联的服务提供商的记账实体。
15.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读设备，其中所述多个指令进一步配置为当由布置在所述网络组件内的所述处理器设备执行时，使得所述网络组件：
向与所述第一计算机化客户端装置或所述第二计算机化客户端装置中的至少一者相关联的服务提供商的记账实体通知对所述第二计算机化客户端装置的所述贷记或对所述第一计算机化客户端装置的所述借记。
16.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读设备，其中所述多个指令进一步配置为当由布置在所述网络组件内的所述处理器设备执行时，使得所述网络组件：
向所述第一计算机化客户端装置或所述第二计算机化客户端装置分配一或多个网络资源；并且
其中由所述第二计算机化客户端装置代表所述第一计算机化客户端装置执行的所述一或多个任务消耗所述一或多个网络资源。
17.根据权利要求16所述的非暂时性计算机可读设备，其中所述一或多个网络资源包含网络带宽。
18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读设备，其中所述一或多个网络资源被重用来服务一或多个其他计算机化客户端装置。
19.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读设备，其中所述多个指令进一步配置为当由布置在所述网络组件内的所述处理器设备执行时，使得所述网络组件：
确定网络资源使用；
基于所述网络资源使用，用所述一或多个代币将所述第二计算机化客户端装置记入贷方；以及
基于所述网络资源使用，用所述一或多个代币将所述第一计算机化客户端装置记入借方；
其中提供所述第二计算机化客户端装置的贷记至少是为了激励所述第二计算机化客户端装置参与基于第3代合作伙伴计划3GPP第五代5G的装置到装置D2D网络。
20.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读设备，其中与和基于5G的对等网络有关的所述第二计算机化客户端装置相关联的所述值基于以下中的一或多者：(i)移动状态、或(ii)和所述基于5G的对等网络有关的所述第二计算机化客户端装置的位置的改变。
21.根据权利要求20所述的非暂时性计算机可读设备，其中与和基于5G的对等网络有关的所述第二计算机化客户端装置相关联的所述值进一步基于所述基于5G的对等网络的区域中检测到的节点的数量。
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