CN101815302A - 一种利用认知无线电网络中空闲信道的频谱接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用认知无线电网络中选定空闲授权信道通信的频谱接入方法。认知无线电网络中的每个次要(非授权)用户，周期性的对多个授权信道的进行感知并记录信道状态，信道状态包含忙闲状态、利用率以及等待时间三部分。收发两端的次要用户先进行控制帧的交互，根据当前的网络中空闲信道的利用率，计算次要用户可以接入各个空闲信道的最大时间，选择能传输最大业务量的空闲授权信道，此后在选定的信道进行次要用户间的通信。该方法同时能够解决“隐藏”终端和“暴露”终端的问题。

Description

一种利用认知无线电网络中空闲信道的频谱接入方法

技术领域

本发明属于一种无线网络通信技术领域的频谱接入方法，特别是一种利用选定空闲授权信道通信的认知无线电频谱接入方法，通过对多个授权信道的检测结果，选择选定的空闲授权信道，并利用选定的选定空闲授权信道的频谱接入方法。

背景技术

随着信息时代的到来，无线通信得到迅速发展，人们对服务质量和数据速率要求不断提高，未来可分配的无线资源将越来越稀少，频谱的稀缺成为一个严重问题。频谱资源的缺乏更多是由于无线接入技术的利用不合理引起的。目前的频谱分配方法主要是基于固定分配方式，即某一无线频谱块分配给某一特定的无线接入网络，然后再把这个无线频谱块分为若干个频谱子块，彼此之间间隔一个固定大小的保护频段。这种固定频谱分配的方式虽然对于频谱管理非常简单，但而研究表明，有相当一部分频谱在时间上和空间上并未得到充分利用，传统的固定频谱分配方法降低了频谱利用率。比如大多数通信网络都是基于该网络可能最大的传输流量进行考虑，但实际上，无线通信网并不是满负荷运行的，在不同地点不同时间对频谱的利用是不同的，因此，这种静态的频谱分配方式造成了频谱资源的浪费。

为了提高无线频谱的利用率，对空闲授权频谱进行二次使用的认知无线电(CognitiveRadio)技术应运而生。认知无线电系统是一个智能的无线通信系统，能够感知周围的环境，利用其智能感知能力，非授权用户(又称次要用户)，动态的感知授权频谱，在不干扰授权用户的情况下，使用在某时、某地空闲的授权频段进行通信，从而提高了频谱利用率。

现有的无线系统的频谱接入方法不能用于认知无线电系统，这主要是由于：(1)传统的频谱接入方法不需要考虑对授权用户的干扰；(2)传统的频谱接入算法难以实时调整，不能使用认知无线电系统中高灵活性和实时性的要求；(3)传统的频谱接入算法只考虑了单一频谱的接入，不能适应认知无线电系统中离散频谱的接入要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种使非授权用户检测并利用空闲的授权频谱，旨在提高授权频谱利用率的同时利用选定空闲信道的认知无线电频谱接入方法，达到既满足次要用户能合理利用授权频谱通信，又不干扰授权用户正常使用授权频谱的目的。

本发明的具体步骤是：

第一步骤：维护网络中所有授权信道的状态

每个次要用户均各自维护一张授权信道状态列表，表示网络中所有授权信道的状态。每个信道的状态包含本信道的当前忙闲状态、利用率以及等待时间三部分：当前忙闲状态表示信道当前的状态是空闲还是繁忙(分别以0和1来表示空闲和繁忙)；利用率表示信道被授权用户使用的繁忙程度(取值范围在0-1之间)；等待时间表示授权信道当前处于繁忙状态，需要在等待一定的时间后才会空闲(以时隙的数目来表示等待时间的持续时间)。

(1)信道的当前忙闲状态通过天线的检测来获取。

每个次要用户周期性的对授权信道的当前忙闲状态进行检测(每个周期的持续时间等于一个系统时隙σ)。对任意一个授权信道x，以U_t(x)表示在第t个周期感知到的信道忙闲情况(1表示忙，0表示不忙)，可得

(2)信道利用率的获取有2种方式：根据次要用户自身对授权信道的检测结果计算，以及监听其他次要用户的控制帧。

方式1：根据次要用户对授权信道的感知结果，在第t个周期的信道利用率V_t(x)计算如下

V_t(x)＝(1-α)V_t-1(x)+αU_t(x)    (1)

其中，V_t-1(x)表示此前一个周期信道x的利用率，α与信道利用率变化的剧烈程度有关(0＜α＜1，信道利用率变化的越剧烈，则α越趋向于1，变化的越缓慢，则α越趋向于0)。

方式2：监听其他次要用户的控制帧。为了迅速准确的更新自身维护的信道列表中所有授权信道的信道利用率，次要用户除了自身对授权信道的感知外，还通过在控制信道监听其他次要用户的控制帧，更新自己维护的信道列表。

由于次要用户在通信前，要先在控制信道交互控制帧，而控制帧中包含着信道利用率和等待时间，因此通过监听其他次要用户的控制帧，根据控制帧中的对应字段，可以获取其他用户感知到的信道利用率，以直接更新自己维护的信道列表中各信道的利用率。

(3)等待时间(以系统时隙σ为最小单位)通过在控制信道监听其他次要用户的控制帧来获取。

由于控制帧中包含等待时间，即其他次要用户一次通信占用授权信道的时间，因此通过监听其他次要用户的控制帧，可以获取其他用户占用信道的时间，更新自己维护的信道列表。对任意一个授权信道x，当等待时间Wait(x)为0时，表示信道x是空闲的；当等待时间Wait(x)非0时，表示等待Wait(x)时间之后信道x才会空闲。

第二步骤：交互控制帧，以选择选定的空闲授权信道，并解决“隐藏”终端和“暴露”终端问题

在收发两端的次要用户进行通信之前，要先进行控制帧的交互，控制帧分为两种：CRTS(Control request to send)和CCTS(Control clear to send)。CRTS包含当前网络中的空闲信道的编号以及各自对应的信道利用率，CCTS中包含选定的选定空闲授权信道，该信道对应的信道利用率，以及次要用户利用该信道的时间。

控制帧的发送采用2进制指数退避机制，如图1所示：

当控制信道空闲，且空闲时间达到一个长帧间间隔DIFS后，那么在等待一个随机的退避值后发送端次要用户开始发送CRTS，退避值是从[0，w-1]中随机选择的一个值，其中w是退避窗口。当控制信道空闲，并且空闲时间达到一个系统时隙的持续时间σ，退避值才递减1，否则，退避值会“冻结”而保持不变。一旦退避值递减到0，用户开始发送CRTS。发端用户根据自己维护的授权信道状态列表，选择当前的空闲信道(即当前信道状态是空闲并且等待时间为0的信道)，将这些信道的编号以及各自的利用率填入CRTS，发送给收端。

当收端收到CRTS后，根据CRTS的内容更新自身维护的授权信道列表的信道利用率，并感知CRTS中的信道的忙闲状态。如果CRTS中的信道均是繁忙的，则不回应CCTS，表示发送失败；如果至少有一个信道空闲，则通过下面的方法计算接入空闲信道的时间(以最大时隙数来表示)：

对一个空闲的信道x，当信道利用率V(x)为0时，表示授权信道当前并未被占用，但是首要用户很可能在此后的某个时间使用此信道，因此次要用户不能无限制的占用此信道。为了使次要用户的接入尽可能的不干扰到首要用户，设定m为次要用户接入信道x的最大时隙数上限。当信道利用率V(x)为0时，次要用户接入信道x的最大时隙数为m。

当信道利用率V(x)非0时，以M(x)表示在没有和首要用户发生冲突的情况下次要用户接入信道x的最大时隙数，则

P{M(x)＝i}＝(1-V(x))ⁱV(x)  V(x)＞0，i＞0   (2)

因此，次要用户接入信道x的最大平均时隙数为

$E\left[M\left(x\right)\right]=\underset{i=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{iP}\{M\left(x\right)=i\}=\frac{1-V\left(x\right)}{V\left(x\right)}---\left(3\right)$

当信道的利用率V(x)非常接近于0时，通过计算得到接入信道x的最大平均时隙数很大，为了使次要用户的接入尽可能的不干扰首要用户，次要用户接入信道x的最大平均时隙数不能超过设定的上限m，即 $E\left[M\left(x\right)\right]=\min \{\frac{1-V\left(x\right)}{V\left(x\right)},m\}.$

因此，根据次要用户接入空闲信道x的最大时隙数E[M(x)]以及信道x的数据速率R(x)，可得为次要用户在信道x一次可以传输的业务量为

$\left\{\begin{array}{c}E\left[M\left(x\right)\right]=\left\{\begin{array}{cc}m& V\left(x\right)=0\\ \min \{\frac{1-V\left(x\right)}{V\left(x\right)},m\}& V\left(x\right)>\end{array}\right.\\ \mathrm{tra}\left(x\right)=\mathrm{\σE}\left[M\left(x\right)\right]R\left(x\right)\end{array}---\left(4\right)\right.$

通过上面的方法，可以计算出每一个空闲信道一次能传输的次要用户业务量。比较各个空闲信道能传输的次要用户的业务量，接收端选择能传输最大业务量的空闲授权信道为选定信道。如果有多个信道传输的业务量相同，那么随机的选择一个信道。在等待一个短帧间间隔SIFS之后，接收端将选定的选定信道、对应的信道利用率以及传输时间封装在CCTS中，回应给发端。发端收到CCTS后，表示控制帧交互成功。

当有两个或者更多的次要用户同时发送CRTS时，会产生冲突，收端用户无法正常接受，发送失败。其他的用户监听到这个冲突后，会在EIFS的时段(等于SIFS+发送CCTS的时间+DIFS)内“冻结”各自的退避值。如果发端在CCTS超时时段(SIFS+发送CCTS的时间)内没有收到收端的CCTS响应帧，认为发送失败并启动2进制指数退避的重传机制。对2进制指数退避机制，当第一次传输CRTS的时候，w等于竞争窗口的最小值CW_min，每次重传，w都加倍直到达到竞争窗口的最大值CW_min。

在发端和接收端交互控制帧(CRTS和CCTS)的过程中，其他的次要用户监听到CRTS和CCTS后，会根据其中的内容更新自己的授权信道状态列表：以收到的控制帧中的信道利用率更新自己的列表中的信道利用率，将CCTS中的选定信道的发送时间填入自己列表中对应信道的等待时间部分。

“隐藏”终端和“暴露”终端问题的解决：

次要用户在进行数据传输之前，先要完成控制帧的交互。当发送端次要用户发送CRTS，接收端次要用户收到后，回应CCTS。

作为“隐藏”终端的次要用户监听到接收端用户的CCTS后，会更新自己的授权信道状态列表，将接收端用户所选定的选定空闲授权信道(假设是信道x)的利用率和传输时间写入自己的列表，即wait(x)的值为传输时间。如果发送端和接收端用户通信期间，“隐藏”终端的次要用户要向其他次要用户发送数据，则为隐发送终端。因为“隐藏”终端用户向它的目的端发送CRTS时，要先查信道状态列表，由于“隐藏”终端用户维护的授权信道列表中信道x的wait(x)非0，所以不会将此信道填入CRTS，“隐藏”终端用户与目的端的通信将不会使用信道x，固不影响发送端和接收端的通信。如果“隐藏”终端用户要从其他用户接收数据则为隐接收终端。当“隐藏”终端用户收到其他用户的CRTS后，感知CRTS中的授权信道状态，如果信道x在CRTS内，由于“隐藏”终端用户不在发送端的覆盖范围之内，因此感知到此信道是空闲的，可以采用此信道接收其他用户的数据。

作为“暴露”终端的次要用户监听到发送端用户的CCTS后，会更新自己的授权信道状态列表，由于CRTS中仅包含信道利用率而不含持续时间，所以“暴露”终端用户的信道列表中的各个信道的wait值不会发生变化(仍为0)。如果在发送端和接收端用户通信期间(假设选定的是信道x)，“暴露”终端用户要向其他次要用户发送数据，则为暴露发送终端。因为“暴露”终端用户在向目的端发送CRTS时，要先查自己的信道状态列表，由于信道x的wait(x)为0，所以将此信道填入CRTS，可以选择此信道与目的端进行通信。当在发送端和接收端用户通信期间，“暴露”终端用户要从其他用户接收数据，为暴露接收终端。因为“暴露”终端用户在收到其他用户的CRTS后，感知CRTS中的授权信道状态，如果信道x在CRTS内，由于“暴露”终端用户在发送端的覆盖范围之内，因此感知到信道x是繁忙的，不能采用此信道接收其他用户的数据。

第三步骤：数据传输

在控制帧交互完成后，收发两端的次要用户将工作频率由控制信道调整到选择的选定信道，开始数据传输。次要用户一次接入选定信道的最大时间即为上文计算出的最大平均时隙数。

如果次要用户需传输的数据量较大，无法在计算出的最大时间内完成传输，则要重新进行控制帧的交互，再次选择选定信道以完成剩余数据的传输。

由于首要用户并不知道次要用户的存在，如果在次要用户传输数据的过程中，首要用户在此选定的信道进行通信，将会产生冲突。一旦冲突发生，次要用户要立刻停止通信，收发两端均将此信道对应的wait值设为m，将工作频率调回到控制信道重新进行控制帧交互，以完成选定信道选择。

附图说明

附图1为本发明内容中控制帧的发送过程的说明图，附图2为本发明中频谱接入接入过程的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及试例对本发明作进一步的描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

1.维护网络中所有授权信道的状态

每个次要用户均各自维护一张授权信道状态列表，表示网络中所有授权信道的状态，假设当前网络中共有J个授权信道。每个信道的状态包含本信道的当前忙闲状态、利用率以及等待时间三部分：当前忙闲状态表示信道当前的状态是空闲还是繁忙；利用率表示信道被授权用户使用的繁忙程度；等待时间表示授权信道当前处于繁忙状态，需要在等待一定的时间后才会空闲。

(1)信道的当前忙闲状态通过天线的检测获取。

每个次要用户周期性的对授权信道的当前忙闲状态进行感知(每个周期的持续时间等于一个系统时隙σ)。对任意一个授权信道x，以U_t(x)表示在第t个周期感知到的信道忙闲情况(1表示忙，0表示不忙)。

(2)信道利用率的获取有2种方式：根据次要用户自身对授权信道的感知结果计算，以及监听其他次要用户的控制帧。

方式1：根据次要用户对授权信道的感知结果，在第t个周期的信道利用率V_t(x)计算如下式所示

V_t(x)＝(1-α)V_t-1(x)+αU_t(x)

其中，V_t-1(x)表示此前一个周期信道x的利用率，α与信道利用率变化的剧烈程度有关(0＜α＜1，信道利用率变化的越剧烈，则α越趋向于1，变化的越缓慢，则α越趋向于0)。

方式2：监听其他次要用户的控制帧。为了迅速准确的更新自身维护的信道列表中所有授权信道的信道利用率，次要用户除了自身对授权信道的感知外，还通过在控制信道监听其他次要用户的控制帧，更新自己维护的信道列表。

由于次要用户在通信前，要先在控制信道交互控制帧，而控制帧中包含着信道利用率和等待时间，因此通过监听其他次要用户的控制帧，可以获取其他用户感知到的信道利用率，以直接更新自己维护的信道列表中各信道的利用率。

(3)等待时间(以系统时隙σ为最小单位)通过在控制信道监听其他次要用户的控制帧来获取。

由于控制帧中包含等待时间，即其他次要用户一次通信占用授权信道的时间，因此通过监听其他次要用户的控制帧，可以获取其他用户占用信道的时间，更新自己维护的信道列表。对任意一个授权信道x，当等待时间Wait(x)为0时，表示信道x是空闲的；当等待时间Wait(x)非0时，表示等待Wait(x)时间之后信道x才会空闲。

通过上面的方法，可以获得这J个授权信道的状态列表，如下表所示

表授权信道状态列表

2.选择选定空闲授权信道并解决“隐藏”终端和“暴露”终端问题在收发两端的次要用户进行通信之前，要先进行控制帧的交互。

当控制信道空闲，且空闲时间达到一个长帧间间隔DIFS后，那么在等待一个随机的退避值后发送端次要用户开始发送CRTS，退避值是从[0，w-1]中随机选择的一个值，其中w是退避窗口。当控制信道空闲，并且空闲时间达到一个系统时隙的持续时间σ，退避值才递减1，否则，退避值会“冻结”而保持不变。一旦退避值递减到0，用户开始发送CRTS。发端用户根据自己维护的授权信道状态列表，选择当前的空闲信道(即信道编号为1和J的信道)，将编号(1和J)以及各自的利用率填入CRTS，发送给收端。

当收端收到CRTS后，根据CRTS的内容更新自身维护的授权信道列表的信道利用率，并感知1信道和J信道的状态。如果均是繁忙的，则不回应CCTS，表示发送失败；如果其中至少有一个信道空闲，则通过上面提出的方法计算接入空闲信道的时间(以最大时隙数来表示)：

设定当前的信道接入的最大时隙数上限为m＝100，信道1的数据速率为5Mbps。对空闲的信道1，当信道利用率V(1)为0.1时，通过 $E\left[M\left(x\right)\right]=\underset{i=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{iP}\{M\left(x\right)=i\}=\frac{1-V\left(x\right)}{V\left(x\right)}$ 的计算，次要用户接入信道1的最大平均时隙数为9，小于上限，因此次要用户可以接入信道1的最大时隙数为9。次要用户在信道1中，一次可以传输的业务量为tra(1)＝σE[M(1)]R(1)＝450(bit)。

同样，信道J的数据速率为1Mbps。对空闲的信道J，当信道利用率V(J)为0.01时，通过 $E\left[M\left(x\right)\right]=\underset{i=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{iP}\{M\left(x\right)=i\}=\frac{1-V\left(x\right)}{V\left(x\right)}$ 的计算，次要用户接入信道J的最大平均时隙数为99，小于上限，因此次要用户可以接入信道J的最大时隙数为99。次要用户在信道J中，一次可以传输的业务量为tra(J)＝σE[M(J)]R(J)＝1980(bit)。

比较空闲信道1和空闲信道J能传输的次要用户的业务量，将能传输最大业务量的空闲授权信道J即为选定信道。在等待一个短帧间间隔SIFS之后，将选定的选定信道J、对应的信道利用率(0.01)以及传输时间(99)封装在CCTS中，回应给发端。发端收到CCTS后，表示控制帧交互成功。

当有两个或者更多的次要用户同时发送CRTS时，会产生冲突，收端用户无法正常接受，发送失败。其他的用户监听到这个冲突后，会在EIFS的时段(等于SIFS+发送CCTS的时间+DIFS)内“冻结”各自的退避值。如果发端在CCTS超时时段(SIFS+发送CCTS的时间)内没有收到收端的CCTS响应帧，认为发送失败并启动2进制指数退避的重传机制。对2进制指数退避机制，当第一次传输CRTS的时候，w等于竞争窗口的最小值CW_min，每次重传，w都加倍直到达到竞争窗口的最大值CW_min。

在发端和接收端交互控制帧(CRTS和CCTS)的过程中，其他的次要用户监听到CRTS和CCTS后，会根据其中的内容更新自己的授权信道状态列表：以收到的控制帧中的信道利用率更新自己的列表中的信道利用率，将CCTS中的选定信道的发送时间(99)填入自己列表中对应信道的等待时间部分。

现有次要用户A、B、C、D，A要向B发送数据时，C在A的覆盖范围以外，而在B的覆盖范围以内，故C是隐藏终端。

在A向B发送数据前，先发送CRTS，B回应CCTS。当C监听到B的CCTS后，会更新自己的授权信道状态列表，将A和B通信选定的空闲授权信道(假设是信道x)的利用率和传输时间写入自己的列表，即wait(x)的值为传输时间。如果在A和B通信期间C要给D发送数据，则C为隐发送终端。因为C在给D发送CRTS时，要先查信道状态列表，由于C维护的授权信道列表中信道x的wait(x)非0，所以不会将此信道填入CRTS，C和D间的通信将不会使用信道x，固不影响A和B的通信。如果C要从D接收数据，则C为隐接收终端。当C收到D的CRTS后，感知CRTS中的授权信道状态，如果信道x在CRTS内，由于C不在A的覆盖范围之内，因此感知到此信道是空闲的，可以采用此信道进行D和C间的通信。

假设B要向A发送数据时，C在A的覆盖范围以外，而在B的覆盖范围以内，故C是暴露终端。

在B向A发送数据前，先发送CRTS，A回应CCTS。当C监听到B的CRTS后，会更新自己的授权信道状态列表，由于CRTS中仅包含信道利用率而不含持续时间，所以C的信道列表中的各个信道的wait值不会发生变化(仍为0)。如果在B和A通信期间(假设选定的是信道x)，C要给D发送数据，则C为暴露发送终端。因为C在给D发送CRTS时，要先查自己的信道状态列表，由于信道x的wait(x)为0，所以将此信道填入CRTS，可以选择此信道进行C和D的通信。当在B和A通信期间C要从D接收数据，为暴露接收终端。因为C在收到D的CRTS后，感知CRTS中的授权信道状态，如果信道x在CRTS内，由于C在B的覆盖范围之内，因此感知到信道x是繁忙的，不能采用此信道进行D和C间的通信。

3.数据传输

在控制帧交互完成后，收发两端的次要用户将工作频率由控制信道调整到选择的选定信道J，开始数据传输。次要用户一次接入选定信道的最大时间不能超过计算出的最大平均时隙数99。

如果发端次要用户需传输的数据量较大，无法在计算出的99个时隙内完成传输，那么剩余的数据需要在发端用户等待，直到下一次控制帧成功交互完成，再次选择选定信道以完成剩余数据的传输。

由于授权用户并不知道次要用户的存在，如果在次要用户传输数据的过程中，授权用户在此选定的信道J进行通信，将会产生冲突。一旦冲突发生，次要用户要立刻停止通信，，将工作频率调回到控制信道重新进行控制帧交互，以完成选定信道选择。

本说明书中未作详细描述的内容术语本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种利用认知无线电网络中空闲信道的频谱接入方法，其具体步骤是：

步骤1：维护网络中所有授权信道的状态

每个次要用户均各自维护一张授权信道状态列表，表示网络中所有授权信道的状态。每个信道的状态包含本信道的当前忙闲状态、利用率以及等待时间三部分：当前忙闲状态表示信道当前的状态是空闲还是繁忙(分别以0和1来表示空闲和繁忙)；利用率表示信道被授权用户使用的繁忙程度(取值范围在0-1之间)；等待时间表示授权信道当前处于繁忙状态，需要在等待一定的时间后才会空闲(以时隙的数目来表示等待时间的持续时间)。

步骤2：选择空闲授权信道

次要用户进行控制帧的交互，收发两端实现握手，握手的过程采用二进制的指数退避机制。根据当前网络中空闲授权信道的利用率，由下式

$\left\{\begin{array}{c}E\left[M\left(x\right)\right]=\left\{\begin{array}{cc}m& V\left(x\right)=0\\ \min \{\frac{1-V\left(x\right)}{V\left(x\right)},m\}& V\left(x\right)>0\end{array}\right.\\ \mathrm{tra}\left(x\right)=\mathrm{\σE}\left[M\left(x\right)\right]R\left(x\right)\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中：其中V(x)表示信道利用率，

m表示预先设定的接入任何一个信道的上限时隙数，

σ表示每个系统时隙的持续时间，

E[M(x)]表示次要用户一次接入信道x的最大平均时隙数，

R(x)表示信道x的数据速率，

tra(x)表示授权信道x一次可以传输的次要用户业务量；

接收端用户选择能传输最大业务量的空闲授权信道，即为选定的空闲授权信道。将选定的选定信道、对应的信道利用率以及传输时间封装在控制帧中，回应给发端。发端收到后，表示控制帧交互成功。

步骤3：数据的传输

在控制帧交互完成后，收发两端的次要用户将工作频率由控制信道调整到选择的选定信道，进行数据传输。如果在次要用户传输数据的过程中，授权用户在此选定的信道进行通信，将会产生冲突。一旦冲突发生，次要用户要立刻停止通信，重新进行控制帧交互，以完成选定信道选择。

2.根据权利要求1所述的一种认知无线电系统中利用选定空闲授权信道的频谱接入方法，其特征在于，所述对所有授权信道进行检测的步骤1中，频谱资源的检测方式是周期性检测。

3.根据权利要求1所述的一种认知无线电系统中利用选定空闲授权信道的频谱接入方法，其特征在于，所述对所有授权信道进行检测的步骤1中，次要用户监听其他用户的控制帧，根据控制帧中的对应字段(包含授权信道编号及其对应的利用率和等待时间)更新授权信道列表的状态。

4.根据权利要求1所述的一种认知无线电系统中利用选定空闲授权信道的频谱接入方法，其特征在于，所述选择空闲授权信道的步骤2中，空闲授权信道是由收发两端的次要用户共同决定的，即取双方用户检测到的空闲信道的交集。

5.根据权利要求1所述的一种认知无线电系统中利用选定空闲授权信道的频谱接入方法，其特征在于，所述选择空闲授权信道的步骤2中，次要用户一次接入某个空闲授权信道的最长时间，通过取该信道没有被授权用户占用的最大平均时间与预先设定的上限时间的最小值得到。

6.根据权利要求1所述的一种认知无线电系统中利用选定空闲授权信道的频谱接入方法，其特征在于，所述选择选定空闲授权信道的步骤2中，选择比较各个信道速率与次要用户一次接入该信道的最长时间的乘积，取乘积最大的空闲信道作为选定的信道，即一次传输最大业务量的空闲授权信道。

7.根据权利要求1所述的一种认知无线电系统中利用选定空闲授权信道的频谱接入方法，其特征在于，所述数据传输的步骤3中，如果次要用户无法在计算出的最长时间内完成数据传输，则要再次进行控制帧的交互，选择选定信道以完成剩余数据的传输。

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