CN101296499A - 认知无线系统间实现共存的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种认知无线系统间实现共存的方法及装置，其主要包括：首先，识别本地小区确定的候选信道集合中包含的候选信道数量是否符合预定的数量要求；之后，若确定所述候选信道数量不符合预定的数量要求，则进行候选信道的选择，并更新中心小区中所述候选信道集合中包含的候选信道。因此，本发明实施例中，使得在工作信道选择过程中尽可能地保证可在候选信道中直接选取获得当前的工作信道，有效提高了工作信道选择过程的效率，提高整个无线通信系统的性能。

Description

认知无线系统间实现共存的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种认知无线系统之间的共存技术。

背景技术

采用认知无线电技术的认知无线系统具有感知信道是否被占用的能力，其可以在保证不干扰授权用户的前提下，实现高效、灵活地使用频谱空洞，所述频谱空洞是指在一定时间和空间区域内未被占用的频段。

具备感知信道的能力认知无线系统可以实现动态信道管理，包括动态选择或维护工作信道集合和候选信道集合的能力。其中，所述的工作信道集合是认知无线系统当前使用的信道，所述的候选信道集合是认知无线系统当前感知到的可用的空闲信道集合；当工作信道集合中的工作信道因出现授权用户等原因无法使用时，则将所述工作信道上的业务切换到候选信道集合中的候选信道上。

在认知无线系统之间还实现相应的共存机制，所述的共存机制可以使得各认知无线系统能够公平接入频谱资源、合理地利用有限的频谱空洞。

在实现共存机制过程中，若出现工作信道选择事件，认知无线系统需要执行的处理如图1所示，所述工作信道选择事件包括认知无线系统内和认知无线系统间触发的工作信道选择事件，且系统内触发的工作信道选择事件包括：认知无线系统自身的工作信道和候选信道集合周期性更新、工作信道中出现授权用户、邻居的CBP(共存信标协议)包、需要增加和减少工作信道数目，以及邻居的请求，等等；相应的处理过程具体包括以下步骤：

步骤1：当工作信道选择事件出现后，中心小区通过共存通信信道获取相邻小区工作信道和候选信道信息，并采用频谱礼仪技术进行信道选择；

其中，中心小区采用频谱礼仪技术的具体实现过程包括：

(1)中心小区通过感知确定自己的Fcandidate set和Fpool，其中，Fcandidate set是指没有干扰授权用户的频段，Fpool是指可以由中心小区使用但没有被相邻小区使用的频段；

(2)中心小区启动共存通讯消息，使用频谱礼仪确定Fpool

第一步，选择不能被其他相邻小区使用的频点，若中心小区能够选择到足够的频段，则执行步骤(3)，如果中心小区不能选择到足够的频段，则执行第二步；

第二步，选择对其他小区影响最小的频点，例如，选择只能被一个相邻小区使用的频点，并执行步骤(3)；

(3)根据步骤(2)的处理结果，更新相邻小区和中心小区的Fcandidate set和Factive set，其中，所述的Factive set是指认知无线系统工作频段。

如图2所示，再以一个具体的例子，对中心小区采用频谱礼仪技术的具体实现过程进行说明：假设，中心小区为C小区，共有六个相邻小区N1～N6，工作频段为Factive set N1～Factive set N6，候选频段为Fcandidate setN1～Fcandidate set N6；其中，中心小区可用频段{3，4，7，10，11}，由于3信道是N1的工作信道，10是N4的工作信道，7是N6的工作信道，则中心小区选择Fpool{4，11}，又由于4是N3，N5和N6的候选信道，则最后选择信道为11信道，完成频谱选择。

步骤2：判断是否存在空闲信道，如果存在，则完成相应的信道选择，否则，继续执行步骤3。

步骤3：确定不存在完全空闲信道，执行无干扰调度操作，通过共存通信信道提供相邻小区工作信道内频谱分配信息，调度相邻小区内的用户，避免小区间的干扰，并执行步骤4；

所述相邻小区工作信道内频谱分配信息可能需要启动新的共存通信消息获得，也可能在前面的消息中已经获得，故图中采用虚线表示；

即在采用频谱礼仪技术进行工作信道选择过程后，若不存在完全空闲信道，则执行无干扰调度操作，选择相应的工作信道。

步骤4：判断是否存在空闲信道，如果存在，则完成信道选择，否则，继续执行步骤5。

步骤5：确定不存在完全空闲信道，并进入动态频谱租赁，通过共存通信消息获取相邻小区广播提供的租赁信息，并执行步骤6；

即获取其他相邻小区是否有多余频谱资源的信道，并可以将多余的信道租赁给频谱资源不够的认知无线系统；

其中，所述的动态租赁策略具体可以包括：

占用频谱资源较多的认知无线系统发送出租广播消息；

占用频谱资源缺乏的认知无线系统(即求租认知无线系统)根据所述出租广播消息向占用频谱资源较多的认知无线系统(即出租认知无线系统)发送求租消息；

出租认知无线系统收到求租消息后，发送频谱分配信息给求租认知无线系统，确定待租赁频谱、租赁时间等参数；

求租认知无线系统发送租赁确认消息，准备接入该频谱，完成租赁操作。

步骤6：判断是否存在空闲信道，如果存在，则完成信道选择，否则，继续执行步骤7；

步骤7：确定不存在完全空闲信道，并进入自适应按需竞争状态，并完成信道选择；此时，需要通过共存通信信道提供竞争接入信息；

其中，相应的自适应按需竞争策略的具体实现可以包括：

随机选择竞争目的系统信道，并由竞争源认知无线系统，发出竞争请求，且竞争目的认知无线系统在收到所述竞争请求后发出竞争回复；

当竞争源认知无线系统收到竞争目的竞争成功竞争回复，则回应竞争确认，准备接入，竞争目的认知无线系统与竞争源小区时分共享频谱资源；如果确认竞争失败，则竞争源认知无线系统放弃在该信道上工作，且不必回复竞争确认。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述现有技术至少存在以下问题：

(1)共存机制的驱动仅包括工作信道选择事件，因此，可能导致经常会出现候选信道为零的情况，若出现候选信道为零的工作信道选择事件，则可能会导致认知无线系统中断在工作信道上的服务。

(2)由于整个共存机制均为通过共存通信消息的传递实现，造成了空中接口资源的浪费。

(3)现有技术中的频谱礼仪排除了相邻小区从相同的候选信道切换到工作信道的可能，使得频谱利用率较低，同时还可能选成频谱资源的浪费。

(4)在认知无线系统灵活配置的情况下，默认各小区的相邻小区个数相同的假设不合理。

发明内容

本发明的实施例提供了一种无线通信系统中的信道选择方法及装置，从而可以提高信道选择的效率，进而提无线通信系统的性能。

本发明实施例提供了一种认知无线系统间实现共存的方法，包括根据候选信道集合实现共存，其中，更新所述候选信道集合的过程包括：

识别中心小区确定的候选信道集合中包含的候选信道数量是否符合预定的数量要求；

若确定所述候选信道数量不符合预定的数量要求，则进行候选信道的选择，更新中心小区中所述候选信道集合中包含的候选信道。

本发明实施例提供了一种认知无线系统间实现共存的装置，包括：

信道选择单元，用于进行信道选择操作；

判断处理单元，用于识别中心小区确定的候选信道集合中包含的候选信道数量是否符合预定的数量要求；

候选信道更新单元，用于在根据所述判断处理单元确定所述候选信道数量不符合预定的数量要求后，根据信道选择单元选择的信道，更新中心小区中所述候选信道集合中包含的候选信道。

本发明实施例提供了一种基站，在该基站中设置有所述的装置。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，由于在共存机制的实现过程中增加了候选信道选择驱动事件，因而使得在大部分工作信道选择事件中可以与信道管理方式兼容，即在候选信道中选取当前的工作信道，只有在资源稀缺的情况下才驱动共存通讯消息。这种共存机制有效提高了工作信道选择过程的效率，并可以保证工作信道选择过程中通信的不中断，从而提高整个无线通信系统的性能。

附图说明

图1为现有技术中实现共存机制的处理过程示意图；

图2为现有技术中频谱礼仪的处理结果示意图；

图3为本发明实施例提供的处理过程示意图一；

图4为本发明实施例提供的处理过程示意图二；

图5为本发明实施例提供的影响最小策略的实现过程示意图；

图6为本发明实施例提供的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例是在共存机制中增加了由候选信道选择的驱动事件，使得可以通过共存机制为中心小区选择用于迅速恢复通信的候选信道，以便于在一定程度上提高小区服务不中断的可能性，即实现了工作信道切换处理过程与选择信道的处理过程分离，提高了无线通信系统的通信可靠性。

本发明实施例中，还保留了共存机制由候选信道为零情况下的工作信道选择驱动事件。

进一步地，本发明实施例中，具体可以采用候选信道集合中包含的候选信道数量为零的情况作为工作信道选择事件驱动共存机制，以及采用候选信道集合中包含的候选信道数量小于N的情况作为候选信道选择事件驱动共存机制，因此，本发明实施例还可以实现与现有信道管理技术的兼容。

也就是说，在本发明实施例中，具体可以采用的工作信道选择的过程为：首先，在中心小区感知到的空闲信道中选择工作信道，或者，在中心小区确定的候选信道集合中选择工作信道；之后，若中心小区未感知到空闲信道，且候选信道集合为空，则通过与相邻小区进行共存通信消息的交互，根据获取到的相邻小区的信道信息进行工作信道的选择。从而节省与相邻小区之间交互的共存通信消息的数量，有效节省空口资源。

而且，本发明实施例中，基于所述共存通信消息，根据获取到的相邻小区的信道信息进行工作信道的选择的处理过程中既可以采用动态租赁策略和/或自适应按需竞争策略进行所述工作信道的选择，也可以根据其他预定的策略进行工作信道的选择。

例如，在小区中设置的其他的预定的策略为：优先选择具有相邻小区数量较少的相邻小区中的被相邻认知无线系统使用最少的信道，则相应的根据获取到的相邻小区的信道信息进行工作信道的选择的过程为：

首先，根据收到的共存通信消息中承载的信息，获取相邻的小区中的候选信道的数量及其具有的相邻小区数量；

之后，再在候选信道数量不为零的相邻小区中，选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区，并通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互在该相邻小区进行工作信道选择，即选择该相邻小区中的当前被相邻认知无线系统使用最少的信道，并针对该信道发出共存请求，以根据共存回复情况进行工作信道的选择。

在上述处理过程中，若相邻小区中不存在候选信道数量不为零的小区，则还可以根据收到的共存通信消息中承载的信息，获取相邻小区中的工作信道的数量；并在工作信道数量大于预定数量(如大于1等)的相邻的小区中，选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区，以通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行工作信道选择，即选择该相邻小区中的当前被相邻认知无线系统使用最少的信道，并针对该信道发出共存请求，以根据共存回复情况进行工作信道的选择。

需要说明的是，上述中心小区及相邻小区均为采用认知无线系统的小区，故也可以为中心认知无线系统及相邻认知无线系统。

可以看出，在本发明实施例中，使得可以部分依赖共存通信消息进行共存处理，即仅在必要时才与相邻小区合作，以有效节省空口资源。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图对本发明实施例的具体实现过程进行详细说明。

本发明实施例中，由候选信道选择事件和工作信道选择事件触发的共存机制如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤1：判断是否出现工作信道选择事件或候选信道选择事件；

其中，工作信道选择事件可以是候选信道集合中包含的候选信道数量为零的情况，候选信道选择事件可以是候选信道集合中包含的候选信道数量小于N的情况；以候选信道集合包含的信道数量作为工作信道选择事件或候选信道选择事件，可以减少相邻小区之间通信的空口消息数量，从而可以化简共存通信消息、节省空口资源，并可与认知系统原有的信道管理机制兼容。

在该步骤中具体可以为：若候选信道集合中包含的候选信道数量小于N，则确认出现候选信道选择事件，需要启动共存机制，协调相邻小区，获得可以补充到候选信道集合中的候选信道，从而为需要进行工作信道选择的情况提供可供选择的候选信道；所述N的选择可以根据系统的Qos(服务质量)设定，最小可设定为1，即仅保证候选信道集合中存在一个候选信道；

步骤2：利用共存机制实现信道选择，并根据信道选择结果更新候选信道集合；

步骤3：判断是需要选择工作信道进行接入或切换，若需要，则在候选信道集合中选择相应的信道，并完成信道接入或切换操作。

在上述处理过程中，由于以候选信道选择事件作为触发共存机制的条件，因此，使得信道选择的处理过程和信道切换的处理过程实现了分离，即在信道切换的处理过程由工作信道选择事件驱动，并可以由共存通信信息提供共存切换消息，辅助完成切换。

在图3所示的本发明实施例中，相应的共存机制具体可以采用图1中所示的共存机制，即依次采用频谱礼仪、无干扰调度、动态频谱租赁及自适应按需竞争等处理策略实现共存，可以称为合作式共存机制；或者，也可以采用仅在部分情况下与相邻小区之间进行共存通信消息交互的共存机制，可以称为混合式共存机制，即采用本地感知与共存通信结合的共存机制。

下面将对本发明实施例提供的所述的混合式共存机制进行说明。

在混合式共存机制中，相邻小区可以在某些条件下通过共存通信消息获得相邻小区的信息，以实现共存；在其他时间则无需通过共存通信消息获取相邻小区的信息，即仅通过本地感知占用信道的方式选择信道，选择的信道可以工作信道，也可以作为候选信道。

进一步地，在混合式共存机制中，对于不需要基于共存通信消息的共存机制部分，即当前存在空闲信道，则在相邻小区中实现不干扰授权用户和先到先得的信道选择原则。对于需要基于共存通信消息的共存机制部分，则可以采用空闲信道为零事件驱动，即除了当前已经选择的信道，检测不到任何完全空闲信道则确定当前产生为空闲信道为零事件；此时，需要相邻小区互之间相协调，通过共存通信消息提供的共存信息实现信道的选择。

仍以候选信道集合中包含的候选信道数量为零的工作信道选择事件和候选信道集合中包含的候选信道数量小于N的候选信道选择事件驱动为例，所述的混合式共存信道选择部分的实现过程如图4中的虚线框中处理流程所示，具体包括以下步骤：

第一步，若出现共存驱动事件，则感知获取本地的频谱占用情况，所述共存驱动事件包括候选信道集合为零(即为空)的工作信道选择事件或候选信道集合中包含的候选信道的数量小于预定的数量N的事件；

第二步，根据感知到的当前频谱占用情况判断本地当前空闲信道是否为零，如果不为零，则可以直接选择感知到的空闲信道作为工作信道，否则，执行第三步；

即在频谱资源较为丰富的情况下，由于可以较为容易地感知到空闲信道以补充到候选信道集合中，因此，可以通过感知的方式实现信道选择，而无需启动共存通信消息交互过程进行信道选择操作。

第三步，启动共存通信消息，实现基于共存通信消息的共存策略；

即在频谱资源不足的情况下，便可以执行该步骤，启用共存通信消息，以解决无法感知到足够候选信道的问题；

在该步骤中，具体是由空闲信道集合为零事件驱动依赖共存通信消息的共存机制的处理过程，从而可以简化共存通信消息承载的内容信息；

所述的共存策略包括但不限于动态频谱租赁策略和/或自适应按需竞争策略，等等。

在上述混合式共存机制处理过程中，仅在部分情况下采用依赖共存通信消息实现共存处理，从而可以省去频谱礼仪和无干扰调度等处理过程的共存通信消息对空口资源的消耗，以及各相邻小区工作信道和候选信道更新所需要的共存通信消息对空口资源的消耗，从而节省空口资源。

在上述本发明实施例提供的混合式共存机制中，相应的第三步描述的启动共存通信消息，实现基于共存通信消息的共存策略的处理过程的实现方式具体可以为以下两种：

(1)第一种实现方式

在该实现方式中，具体是采用动态频谱租赁策略和自适应按需竞争策略实现共存，且具体需要交互的共存通信消息包括：租赁信道信息广播、租赁源小区租赁请求、租赁目的小区租赁回复、竞争源小区竞争请求、竞争目的小区竞争回复，以及共存确认(合并了租赁确认和竞争确认为共存确认)等消息。而不再需要通过所述共存通信消息获取所有相邻小区的工作信道和候选信道信息。

该实现方式下，具体的共存策略实施过程包括：

首先，通过共存通信消息，获得相邻小区的广播租赁信息，如果获得了有多余信道资源的小区广播的其可以出租的信道信息，则进入动态频谱租赁策略；所述的动态频谱租赁策略的实现过程具体可以包括：在需要选择信道的小区收到一个或多个相邻小区广播的出租的信道信息后，选择自身工作区内没有授权用户的可以租赁折信道作为租赁源小区向一个或多个广播租赁信息的小区(即租赁目的小区)发出租赁请求，并等待租赁目的小区的回复，之后，根据回复结果，如果成功，则选择该小区的该出租信道，如果失败，则放弃选择该信道；

其次，如果相邻小区中没有多余信道广播可以出租的信道信息，则进入自适应按需竞争策略，所述的自适应按需竞争策略具体可以包括：在中心小区选择自身工作区内没有授权用户的信道作为竞争源小区发出竞争请求，等待占用该信道的小区作为竞争目的小区竞争回复，之后，根据回复结果，若成功则选择信道，如果失败，放弃该选择信道。

在上述处理过程中，仅进行信道选择操作，信道切换操作则由后续的处理过程实现；若进行切换，则需要由共存源小区(租赁源小区或竞争源小区)向共存目的小区(租赁目的小区或竞争目的小区)发送共存确认，以实现切换操作。

(2)第二种实现方式

在该实现方式中，中心小区选择信道的原则是对相邻小区影响最小，故称为影响最小策略；具体可以包括但不限于采用频谱礼仪策略中应用的只能被一个相邻小区使用的频点的选择策略。

在该实现方式中，定义了共存通信消息包含的信息，具体可以为：各相邻系统BS ID、相邻小区工作信道、候选信道个数、各相邻小区的相邻小区个数、共存请求和共存回复，以及共存确认等参数。

如图5所示，所述影响最小策略的具体实施过程可以包括：

第一步，通过共存通信消息获得相邻小区共存信息；

第二步，判断获得的相邻小区共存信息中是否存在候选信道数量不为零的小区，若有，则转到第三步，否则，转到第四步；

第三步，获得候选信道个数不为零的小区，检查满足条件的相邻小区工作信道，中心小区选择自身工作区内没有授权用户的信道；

具体的信道选择过程可以包括：向具有的相邻小区数量最少的小区中的，当前使用该信道的相邻小区最少的信道发出共存请求，并等待目的小区返回共存回复；根据回复结果，如果回复共存请求成功，则选择该信道，如果共存源小区共存请求失败，则放弃该信道，选择其他符合条件的相邻小区工作信道，重复共存请求以及共存回复处理过程，直到找到相应的工作信道或符合结束选择过程的条件；

进一步地，在信道选择结束后，如果需要进行切换信道，则共存源小区向共存目的小区发送共存确认实现切换，具体可以为：共存源小区接入共存请求成功的信道，共存目的小区切换到自身候选信道上工作。

第四步，在确定相邻小区中，没有候选信道个数不为零的小区；则检查相邻小区中，工作信道个数大于1的小区(此处仅以大于1为例，实际应用过程中也可以选择其他预定的大于零的整数值)；检查满足条件的相邻小区工作信道，中心小区选择自身工作区内没有授权用户的信道；

在选择信道过程中，优先向相邻小区数量最少的小区中，当前使用该信道的相邻小区数量最少的信道发出共存请求，等待目的小区给出共存回复；根据回复结果，如果确认共存请求成功，则共存源小区选择该信道，结束信道选择，如果共存请求失败，则放弃该信道；若共存请求失败，则还需要继续选择其他符合条件的相邻小区工作信道，重复共存请求及相应的回复处理过程，直到找到相应的工作信道或符合结束选择过程的条件；

进一步地，在信道选择完成后，如果需要切换信道，则共存源小区需要向共存目的小区发送共存确认实现切换，具体可以为：共存源小区接入共存请求成功的信道，共存目的小区放弃在该信道上工作。

在第四步中，如果确定相邻小区中，没有候选信道个数不为零的小区，且没有工作信道个数大于1的小区，则检查相邻小区工作信道，中心小区选择自身工作区内没有授权用户的信道；此时，相应的选择过程可以为：

选择向相邻小区数量最少的小区中的，当前使用该信道的相邻小区数量最少的信道发出共存请求，等待目的小区返回共存回复；根据回复结果，如果回复共存请求成功，共存源小区选择该信道，结束信道选择，如果共存请求失败，则放弃该信道，并继续选择其他符合条件的相邻小区工作信道，重复共存请求及回复处理过程，直到找到相应的工作信道或符合结束选择过程的条件；

同样，进一步地，在信道选择完成后，如果需要切换信道，共存源小区向共存目的小区发送共存确认实现切换，具体可以为：共存源小区接入共存请求成功的信道，共存目的小区放弃在该信道上工作，即共存源小区和目的小区同时只有一个小区能够基于该信道提供服务。

基于以上本发明实施例提供的各实现方案，下面将分别对新接入的认知无线系统及已经接入的认知无线系统中的信道选择过程进行说明。

(一)新接入的认知无线系统中的信道选择实现方案

对于新的认知无线系统接入的情况，由于新的认知无线系统初始接入时，还没有建立工作信道和候选信道集合；因此，由候选信道集合中包含的候选信道数量为零的工作信道选择事件驱动，进入共存机制：

第一步，新认知无线系统通过感知获得本地频段使用情况；并根据感知结果判断是空闲信道是否为零，如果不为零，则选择感知到的空闲信道，完成初始接入信道选择，这一处理过程不涉及共存通信消息，与频谱管理兼容；如果为零，则执行第二步；

第二步，启动共存通信消息，获得相邻小区的共存信息，并根据共存信息实现共存策略；在完成工作信道的选择及信道接入后，需要通过共存通信消息，发送共存确认信息，以便于共存目的小区执行相应操作确保该新的小区可以正常使用选择的信息。

(二)已经接入的认知无线系统中的信道选择实现方案

对于已经接入的认知无线系统的情况，由候选信道集合中包含的候选信道数量为零的工作信道选择事件驱动，即工作信道需要切换，而没有候选信道可用或由候选信道集合中包含的候选信道数量小于N的候选信道选择事件驱动，即当候选信道集合中包含的候选信道数量为零，认知无线系统补充候选信道，进入共存机制。

相应的候选信道选择补充过程可以为：通过感知，获得本地频段使用情况。根据感知结果判断是空闲信道是否为零，如果不为零，则随机选择空闲信道，完成为候选信道集合补充。如果空闲信道为零，则需要启动共通信存消息，获得相邻小区共存信息，根据共存信息实现共存策略，以进行候选信道的选择及补充处理。而且，对于已经接入的系统的补充候选信道集合的过程，是不需要立即执行切换。

当然，若候选信道集合中包含的候选信道数量为零，且当前为选择工作信道的过程，则需要在完成工作信道的选择后立即执行切换操作；即仅在选择工作信道时，才需要接入或切换信道。此时，如果选择确定的工作信道是依赖与共存通信消息选择获得，则在执行接入或切换信道操作时，还需要向共存目的小区发送共存确认信息，以便于共存目的小区做相应动作；如果是不依赖于共存通信消息选择到的信道，则仅执行接入或切换信道操作即可。

本发明实施例还提供了一种认知无线系统间实现共存的装置，其具体实现结构如图6所示，可以包括以下处理单元：

(1)判断处理单元

该单元用于识别中心小区确定的自身候选信道集合中包含的候选信道数量是否符合预定的数量要求；

通常，可能导致候选信道集合发生变化的情况包括：在本小区中的工作信道选择过程中占用了候选信道集合中的信道，或者，在相邻小区的工作信道或候选信道选择过程中占用了本小区的候选信道集合中的信道，或者，因候选信道集合中的候选信道中出现了授权用户导致需要将相应的候选信道从所述候选信道中删除，等等。

(2)感知信息获取单元

该单元用于获取感知到的中心小区的空闲信道，以便于为信道选择单元提供相应的可供选择的空闲信道；其中，感知中心小区是否存在空闲信息的处理可以在本地设备中实现，也可以在其他实体设备中实现并传送给该感知信息获取单元。

(3)共存通信消息处理单元

该单元用于与相邻小区之间进行共存通信消息的交互处理，以进行相邻小区之间的信道占用情况等信息的交互；

(4)信道选择单元

该单元用于根据进行信道选择操作，且具体可以包括以下处理单元：

空闲信道判断单元，用于判断感知单元是否获取到空闲信道；

感知信道选择单元，用于在空闲信道判断单元确定获取到空闲信道后，在所述空闲信道中进行信道的选择，其选择结果具体可以作为工作信道，也可以作为候选信道；

共存信道选择单元，用于在空闲信道判断单元确定未获取到空闲信道后，通过所述共存通信消息处理单元与相邻小区间进行共存通信消息的交互进行信道的选择，即通过相应的共存策略实现相应的共存机制；具体可以为：若确定在预定的时间内所述的感知单元未感知到空闲信道，则触发基于共存通信消息的共存机制进行信道选择。

其中，在该信道选择单元中，所述共存信道选择单元具体可以包括：

相邻小区信息获取单元，用于根据收到的共存通信消息中承载的信息，获取相邻小区中的候选信道的数量及其具有的相邻小区数量，并可选地包括候选信道数量和/或工作信道数量；

信道选择操作单元，用于选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区中的当前使用该信道的相邻小区数量最小的信道，通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行信道选择；可选地，还根据相邻小区的候选信道数量和/或工作信道数量筛选可供选择的相邻小区；

其中，所述的信道选择操作单元的具体操作可以为：

根据获取的相邻小区中的候选信道的数量及其具有的相邻小区数量，在候选信道数量不为零的相邻小区中，选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区中的当前使用该信道的相邻小区数量最小的信道，并通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行信道选择；

进一步地，若确定不存在候选信道数量不为零的相邻小区，则根据获取的相邻小区中的工作信道的数量，在工作信道数量大于预定数量的相邻小区中，选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区中的当前使用该信道的相邻小区数量最小的信道，通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行信道选择；

进一步地，若确定不存在候选信道数量不为零及工作信道数量大于预定数量的相邻小区，则直接选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区中的当前使用该信道的相邻小区数量最少的信道，通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行信道选择。

(5)候选信道更新单元

该单元用于在根据所述判断处理单元确定所述候选信道数量不符合预定的数量要求后，根据所述信道选择单元选择的信道，更新中心小区中所述候选信道集合中包含的候选信道，以便于尽量保证候选信道集合中具有相应数量的候选信道；

当该装置所在的小区作为相邻小区时，则还包括根据收到的其他小区发来的共存通信消息，并确定占用了本小区的候选信道后，对相应的候选信道集合进行更新，以删除被其他小区占用的信道。

(6)工作信道更新单元

该单元用于在中心小区的候选信道集合中选择更新当前的工作信道，若所述候选信道集合为空，则通知所述信道选择单元进行信道的选择，例如，若经过预定的时间后，候选信道集合一直为空，则由所述信道选择单元针对当前工作信道选择事件选择相应的工作信道；

其中，触发工作信道更新单元工作的情况包括但不限于：工作信道中出现了授权用户则需要重新选择新的工作信道，或者，工作信道被相邻小区占用，等等；

当该装置所在的小区作为相邻小区时，则还包括根据收到的其他小区发来的共存通信消息，并确定占用了本小区的工作信道后，生成相应的工作信道选择事件，以触发该工作信道更新对本小区的工作信道进行更新。

(7)信道接入或切换操作单元

该单元用于在完成工作信道的选择后执行信道接入或切换操作，并更新工作信道和候选信道集合，其中，当前选择的工作信道为采用动态租赁策略或自适应按需竞争策略从相邻的小区中选择的信道，则还向该相邻的小区发送共存确认消息。

本发明实施例提供的所述装置具体可以设置于基站中，也可以设置于其他具有类似功能的设备中，以实现相应的共存机制。

综上所述，本发明实施例提供的各实现方案至少具有以下优点：

(1)由原方案的工作信道选择事件驱动，变成由工作/候选信道选择事件驱动。通过共存机制为系统选择迅速恢复通信的候选信道，可以在一定程度上保证小区服务不中断，

(2)分离信道选择和信道切换过程，允许了中心小区选择相邻小区的工作信道作为候选信道，体现了频谱接入的公平性。同时也可以保证系统在工作信道内出现授权用户的情况下，迅速利用相邻小区频谱资源恢复服务。

(3)由原方案的完全合作共存机制，变为混合共存机制，减少了共存通信消息负载，也实现了于信道管理机制的兼容。

(4)基于共存通信消息的共存机制部分，可以只用到动态租赁和自适应按需竞争策略，化简共存通信消息。

(5)基于共存通信消息的共存机制部分，还给出影响最小策略，化简了共存策略实现过程。

(6)本发明实施例中还可以提高无线通信系统中的频谱利用率；例如，参照如图2所示，在本发明实施例中，由于相邻小区已经占用了信道3、信道7和信道10，则当前小区(即中心小区)检测到的空闲信道将不包括信道3、信道7和信道10，即不会出现在候选信道集合中。而且，由于小区中的候选信道集合和工作信道集合为动态更新，且信道4当前是空闲频段，即可以被中心小区选择，即本发明实施例中可以使得先接入小区的候选信道集合可以被后接入的信道作为工作信道使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1、一种认知无线系统间实现共存的方法，包括根据候选信道集合实现共存，其特征在于，更新所述候选信道集合的过程包括：

识别中心小区确定的候选信道集合中包含的候选信道数量是否符合预定的数量要求；

若确定所述候选信道数量不符合预定的数量要求，则进行候选信道的选择，更新中心小区中所述候选信道集合中包含的候选信道。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的进行候选信道的选择的步骤具体包括：

在中心小区感知到的空闲信道中进行候选信道的选择；

若中心小区未感知到空闲信道，则通过与相邻小区间进行共存通信消息的交互进行候选信道的选择。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括工作信道选择的过程，包括：

在中心小区确定的候选信道集合中选择工作信道，若中心小区的候选信道集合为空，则在中心小区感知到的空闲信道中选择工作信道。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若中心小区未感知到空闲信道，且候选信道集合为空，则所述的方法还包括：

通过与相邻小区间进行共存通信消息的交互，根据获取到的相邻小区的信道信息进行工作信道的选择。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的根据获取到的相邻小区的信道信息进行工作信道的选择的步骤具体包括：

根据获取到的相邻小区的信道信息，采用动态租赁策略和/或自适应按需竞争策略进行所述工作信道的选择。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的共存通信消息中承载的信息包括各相邻小区的相邻小区数量、候选信道数量、工作信道数量和相邻小区标识中的至少一项，且所述的根据获取到的相邻小区的信道信息进行工作信道的选择的步骤具体包括：

获取相邻小区中的候选信道的数量及其具有的相邻小区数量；并在候选信道数量不为零的相邻小区中，选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区，在该相邻小区中选择当前使用该信道的相邻小区数量最小的信道，并通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行信道选择；

或者，

若不存在候选信道数量不为零的相邻小区，则获取相邻小区中的工作信道的数量；并在工作信道数量大于预定数量的相邻小区中，选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区，在该相邻小区中选择当前使用该信道的相邻小区数量最小的信道，通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行信道选择；

或者，

若不存在候选信道数量不为零及工作信道数量大于预定数量的相邻小区，则选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区，并在该相邻小区中丢当前使用该信道的相邻小区数量最少的信道，通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行信道选择。

7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在完成工作信道的选择后，所述的方法还包括：执行信道接入或切换操作，其中，当前选择的工作信道为采用动态租赁策略或自适应按需竞争策略从相邻的小区中选择的信道，则还向该相邻的小区发送可用于对租赁选择的信道或竞争选择的信道进行确认的共存确认消息。

8、一种认知无线系统间实现共存的装置，其特征在于，包括：

信道选择单元，用于进行信道选择操作；

判断处理单元，用于识别中心小区确定的候选信道集合中包含的候选信道数量是否符合预定的数量要求；

候选信道更新单元，用于在根据所述判断处理单元确定所述候选信道数量不符合预定的数量要求后，根据信道选择单元选择的信道，更新中心小区中所述候选信道集合中包含的候选信道。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括用于获取感知到的中心小区的空闲信道信息的感知信息获取单元，以及用于与相邻小区间进行共存通信消息交互的共存通信消息处理单元；且所述信道选择单元包括：

空闲信道判断单元，用于判断感知信息获取单元是否获取到空闲信道；

感知信道选择单元，用于在空闲信道判断单元确定获取到空闲信道后，在所述空闲信道中进行信道的选择；

共存信道选择单元，用于在空闲信道判断单元确定未获取到空闲信道后，通过所述共存通信消息处理单元与相邻小区间进行共存通信消息的交互进行信道的选择。

10、根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括工作信道更新单元，用于在中心小区的候选信道集合中选择更新当前的工作信道，若所述候选信道集合为空，则通知所述信道选择单元进行信道的选择。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述的共存信道选择单元具体包括：

相邻小区信息获取单元，用于根据收到的共存通信消息中承载的信息，获取相邻小区中的候选信道的数量及其具有的相邻小区数量，并可选地包括候选信道数量和/或工作信道数量；

共存策略信道选择操作单元，用于选择具有的相邻小区数量最少的相邻小区，并在该相邻小区中选择当前使用该信道的相邻小区数量最小的信道，通过与该相邻小区之间的共存请求及共存回复消息的交互进行信道选择；可选地，还根据相邻小区的候选信道数量和/或工作信道数量筛选可供选择的相邻小区。

12、根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括信道接入或切换操作单元，用于在完成工作信道的选择后执行信道接入或切换操作，其中，若选择的工作信道为采用动态租赁策略或自适应按需竞争策略从相邻的小区中选择的信道，则还通过所述的共存通信消息处理单向该相邻的小区发送共存确认消息。

13、一种基站，其特征在于，在该基站中设置有权利要求8至权利要求12任一项所述的装置。

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