[发明专利]认知无线网络中基于认知用户信令传输与频谱感知的联合网络状态获取的无线通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统中认知无线网络领域，具体涉及认知用户利用控制信道传输以及频谱感知联合的对当前网络状态进行感知的无线通信方法。 

背景技术

当前在认知无线网络领域普遍采用利用频谱感知单一的手段对网络状态(即授权用户是否出现以及每个频谱上认知用户的使用情况)进行感知。当前研究的频谱感知多采用周期非在线式频谱感知，即认知用户需要周期地对当前的频谱进行感知，当用户进行感知时需要停止当前的通信。一些提出的算法通过对授权用户的行为进行建模，对授权用户的出现规律进行预测，从而优化认知用户的感知周期以及感知片段的时长。 

但是单一的通过频谱感知对网络状态进行获取始终存在如下缺点：(1)认知用户必须周期地停止当前通信然后对当前频谱进行感知以检测授权用户是否出现。(2)由于是采用周期性感知，所以有可能与授权用户发生碰撞。(3)当授权用户出现时，认知用户必须立即停止当前通信转而对其它频谱进行顺序感知，当感知到可用频谱时再进行接入，这大大增加了认知用户的传输时延。 

发明内容

本发明是为了解决现有基于对网络状态进行获取方法的无线通信方法需要周期性地停止当前通信，以及认知用户的传输时延长的问题，从而提供一种认知无线网络中基于认知用户信令传输与频谱感知的联合网络状态获取的无线通信方法。 

认知无线网络中基于认知用户信令传输与频谱感知的联合网络状态获取的无线通信方法，其特征是：它由以下步骤实现： 

步骤一、认知基站采用STM模式感知认知无线网络的网络状态，获得STM模式下的网络状态结果； 

步骤二、认知基站判断步骤一获得的网络状态结果中是否有授权用户出现，如果判断结果为否，则返回执行步骤一；如果判断结果为是，则执行步骤三； 

步骤三、认知基站判断步骤二中所述的授权用户是否出现在认知无线网络的空闲频谱上，如果判断结果为是，则执行步骤三一；如果判断结果为否，则执行步骤四； 

步骤三一、认知基站将授权用户出现的信息广播给认知无线网络中的所有认知用户； 

步骤四、认知无线网络中的认知用户在退避算法的退避窗口中随机选择退避数，并将选定的退避数送入退避计时器； 

步骤五、认知基站判断信令信道是否被占用，如果判断结果为是，则执行步骤五一；如果判断结果为否，则执行步骤六； 

步骤五一、退避计时器停止计时，并返回执行步骤五； 

步骤六、退避计时器的计时数减一，并判断所述退避计时数是否归零，如果判断结果为否，则返回执行步骤五；如果判断结果为是，则执行步骤七； 

步骤七、认知基站判断信令信道是否有冲突，如果判断结果为是，则执行步骤八；如果判断结果为否，则传输成功，完成认知无线网络中认知基站与认知用户的无线通信； 

步骤八、认知基站判断退避窗口是否到达最大值，如果判断结果为否，则执行步骤八一；如果判断结果为是，则执行步骤九； 

步骤八一、认知基站将退避窗口扩大一倍，并返回执行步骤四； 

步骤九、认知基站采用SSM模式感知认知无线网络的网络状态，获得SSM模式下的网络状态结果，并经历延迟时间Dt；所述延迟时间Dt的范围是30秒～60秒； 

步骤十、认知基站检测步骤九中获得的网络状态结果中，授权用户的出现频率是否小于门限值F，如果判断结果为否，则返回执行步骤九；如果判断结果为是，则执行步骤十一；所述门限值F的范围是0.4次/秒～0.6次/秒； 

步骤十一、认知基站对所有的信道进行一次感知，根据感知结果更新注册表，并将更新后的注册表广播给认知无线网络中的所有认知用户，并返回执行步骤一。 

步骤一中的STM模式的含义是：利用在信令信道上传输的认知用户行为信息与频谱感知联合对信道状态进行获取的方法。 

步骤九中的SSM模式的含义是：利用频谱感知对信道状态进行获取的方法。 

步骤四中的退避算法具体为：当有N个用户同时准备发送请求时，该N个用户需要在退避窗口中随机地选择一个退避数并存入退避计时器，当退避定时器归零后，用户才能使用信道并发送信息；在用户等待退避计时器归零的时间段里，当有用户使用了当前信道时，需要暂停计时器，直到信道空闲为止；当一次发送竞争失败后，则退避窗口扩大一倍，直到发送成功后恢复原始窗口大小；当竞争失败直至退避窗口扩大为2^mW时，则系统切换至SSM模式，其中W为最小竞争窗口，m为最大的竞争次数。