CN103686865B - 网络资源使用的决策装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络资源使用的决策装置和方法，该装置包括：管理模块，用于保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况，其中，转化情况包括网络资源的多个使用状态中每个使用状态到其他使用状态的转化情况；决策模块，用于在针对当前周期进行资源预测的情况下，根据当前周期之前周期内主用户对网络资源的使用状态、以及转化情况中由该使用状态转化后的其他使用状态，确定该当前周期内主用户对网络资源的使用状态，并根据确定的当前周期的使用状态确定当前周期内次用户能够使用的网络资源。本发明能够合理预测当前周期内主用户对网络资源的使用状态，有效减少了进行感知的时间，克服了次用户使用资源的滞后性。

Description

网络资源使用的决策装置和方法
技术领域
本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种网络资源使用的决策装置和方法。
背景技术
用户对无线多媒体业务的需求日益增长，使得有限的无线资源变得尤为稀缺，从而促进了通信技术朝着更加合理高效的无线资源利用的方向迅猛发展。然而，如今所采用的固定频谱分配策略使得许可频谱(Licensed Spectrum)无法被主用户(对许可频谱拥有使用权的无线用户)充分使用，成为无线资源利用的瓶颈。在这种环境下，认知无线电(Cognitive Radio)的概念应运而生。认知无线电功能使得次用户(对许可频谱不具有使用权的无线用户)通过与所在无线环境进行交互，发现更多可用频谱资源，并动态改变其运行参数以能够有效利用这些资源，且对主用户造成影响处于限制范围内。
认知无线电网络(Cognitive Radio Network)由主网络(Primary Network)和次网络(Secondary Network)两部分组成。主网络包含主用户(Primary User，简称为PU)和主基站(Primary Base Station，简称为PBS)；次网络包含次用户(Secondary User，简称为SU)和次基站(Secondary Base Station，SBS)。
主用户被授权在主基站的协调下使用网络资源，例如，可以是网络中的许可频谱(Licensed Spectrum)。主网络节点(包括主用户和主基站)的传输不允许受到次网络节点(次用户和次基站)信号的干扰，或者受到的干扰必须在可容忍的范围之内。主网络节点不具备认知无线电功能，所以要保证主网络节点在不知道次网络存在的情况下能够正常工作。
当且仅当次网络节点信号对主网络节点的影响处于限制范围内时，次网络才能够使用主网络的网络资源，例如，使用许可频谱。次用户的频谱使用通常是由次基站进行管理的。次网络节点都具有认知无线电功能，该功能主要包括频谱感知(Spectrum Sensing)和分析、频谱管理和切换，以及频谱分配和共享。认知无线电网络可以包含一个或多个次网络，每个次网络内，次用户和次基站之间能够进行通信。如果多个次网络共享频谱，通常使用频谱协调器(Spectrum Coordinator，简称为SC)进行管理。频谱协调器收集各个次网络的运行信息，并对其进行资源分配，以实现次网络间高效的、公平的资源共享。为了提高次网络的灵活性及其布网的便利性，在主网络和次网络之间没有直接的信息交互。次网络节点通过对许可频谱进行感知、检测、监控，以调整所使用的资源及相关系统配置，从而在不影响主网络节点的前提下实现对该资源的共享。
次用户对于许可频谱的使用呈现机会主义(opportunistic)特征，所以将无线资源以传输机会(Transmission Opportunity，简称为TO)为单位进行划分。传输机会是主系统资源的子集合，可以包含一个或多个主系统资源分配单位：例如，频分多址(FDMA)网络中的传输机会对应于一个或一组频带(Frequency Band)；时分多址(TDMA)网络中传输机会对应于一个或一组时隙(Time Slot)；正交频分复用(OFDM)网络中传输机会对应于一个或一组资源块(Resource Block，简称为RB)。对于许可频谱在次用户上的分配，最重要的信息是主网络对于许可频谱的使用模式，具体表示为每个传输机会是否被主用户使用，可称之为主网络的资源使用状态信息，简称为主网络状态或网络状态。
认知无线电的难点在于，因为缺乏主用户频谱分配的信息，许可频谱的使用模式对次用户呈现了复杂的随机性，导致次用户难以对许可频谱进行有效的资源分配。
为了保证次网络中的次用户能够使用网络中的资源而不会对主用户造成影响，目前已经提出了一些解决方案，但是已有的方案主要是针对频谱的分配进行优化，在主用户已经占用资源的基础上确定次用户应当如何使用网络资源。由于已有的方案需要在资源已经分配给主用户之后进行，因此这种方案存在滞后性，并且频谱的优化使用需要采用复杂的算法，因此，需要经过较长的时间才能够确定次用户能够使用哪些网络资源，使得资源的分配进一步滞后，这就意味着降低了次系统利用许可频谱进行有效数据传输的机会，难以提高许可频谱的使用效率。
此外，还有人提出了采用信息存储和管理方法记录网络运行状态的统计数据，再由基于统计的资源分配方法，利用许可频谱被主用户使用的统计信息指导许可频谱在次用户中的资源分配，这种方法忽略了许可频谱使用状态在时空模式(SpatiotemporalPattern)上的关联性，无法较精准预测许可频谱对于次用户的可用性，从而增加感知操作所需的时间和开销以保证次用户对主用户造成的干扰在许可范围内，这就意味着降低了次系统利用许可频谱进行有效数据传输的机会，因而导致无法进一步提高许可频谱的使用效率。
针对相关技术中在确定次用户应当如何使用网络资源时存在较大滞后性和不准确性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中在确定次用户应当如何使用网络资源时存在较大滞后性和不准确性的问题，本发明提出一种网络资源使用的决策装置和方法，能够对次用户在当前周期内所能够使用的网络资源进行合理预测，避免了资源分配/请求滞后的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种网络资源使用的决策装置，用于在认知无线网络中对次用户能够使用的网络资源进行决策。
该网络资源使用的决策装置包括：管理模块，用于保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况，其中，转化情况包括网络资源的多个使用状态中每个使用状态到其他使用状态的转化情况；决策模块，用于在针对当前周期进行资源预测的情况下，根据当前周期之前周期内主用户对网络资源的使用状态、以及转化情况中由该使用状态转化后的其他使用状态，预测该当前周期内主用户对网络资源的使用状态，并根据预测的当前周期的使用状态确定当前周期内次用户能够使用的网络资源。
根据本发明的另一方面，提供了一种网络资源使用的决策方法，用于在认知无线网络中对次用户能够使用的网络资源进行决策。
该网络资源使用的决策方法包括：
保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况，其中，转化情况包括网络资源的多个使用状态中每个使用状态到其他使用状态的转化情况；
在针对当前周期进行资源预测的情况下，根据当前周期之前周期内主用户对网络资源的使用状态、以及转化情况中由该使用状态转化后的其他使用状态，预测该当前周期内主用户对网络资源的使用状态，并根据预测的当前周期的使用状态确定当前周期内次用户能够使用的网络资源。
本发明通过对主用户对网络资源的使用状态以及使用状态的转化情况进行保存，从而根据保存的使用状态的转化情况中当前周期前一周期的使用状态预测当前周期内主用户对网络资源的使用状态，进而提前确定次用户在当前周期所能够使用的资源，有效减少了为了避免对主用户造成干扰而进行感知的时间，从而为资源分配/请求实现了合理的预判，克服了次用户使用资源的滞后性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的网络资源使用的决策装置的框图；
图2是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方案中进行认知无线电网络资源管理过程的流程图；
图3a是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方案中通过时间控制方式来控制主网络信息管理的流程图；
图3b是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方案中通过规模控制方式来控制主网络信息管理的流程图；
图4是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方案中主网络状态生成的流程图；
图5a是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方案中通过节点和有向弧表示初始主网络状态的示意图；
图5b是对图5a所表示的主网络状态进行状态合并操作后主网络状态的示意图；
图5c是对图5b所表示的主网络状态进行删除操作后主网络状态的示意图；
图6a是根据本发明实施例的次用户自主决策资源分配方式的流程图；
图6b是根据本发明实施例的次基站集中控制资源分配方式的流程图；
图7是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方案中进行资源预分配及结果发布的流程图；
图8是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方案中进行资源状态采集、资源使用及结果反馈的流程图；
图9是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方案中进行资源状态采集、资源使用及结果反馈的另一处理实例的流程图；
图10是根据本发明实施例的认知无线电网络资源管理系统的结构图；
图11是根据本发明实施例的网络资源使用的决策方法的流程图；
图12是能够实现根据本发明的技术方案的计算机的结构框图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
根据本发明的实施例，提供了一种网络资源使用的决策装置，用于在认知无线网络中对次用户能够使用的网络资源进行决策。
如图1所示，根据本发明实施例的网络资源使用的决策装置包括：
管理模块1，用于保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况，其中，转化情况包括网络资源的多个使用状态中每个使用状态到其他使用状态的转化情况；
决策模块2，用于在针对当前周期进行资源预测的情况下，根据当前周期之前周期内主用户对网络资源的使用状态、以及转化情况中由该使用状态转化后的其他使用状态，预测该当前周期内主用户对网络资源的使用状态，并根据预测的当前周期的使用状态确定当前周期内次用户能够使用的网络资源。由决策模块2确定得到的当前周期内次用户能够使用的网络资源就可以称为决策结果。
管理模块1能够保存很多个周期内主用户对网络资源的使用状态，并且，还能够保存每周期的下一周期中主网络资源使用状态的转化情况。
此外，管理模块1进一步用于保存并更新每个使用状态转化为其他使用状态的次数、以及每个使用状态的出现时间。
基于管理模块保存的内容，决策模块2可以按照以下方式对当前周期内主网络使用的资源进行预测，进而决策当前周期内能够被次用户使用的资源。具体地，在针对当前周期进行资源预测时，决策模块2可以对保存的转化情况中与该当前周期之前周期内网络资源的第一使用状态存在关联的第二使用状态进行筛选，其中，第二使用状态与该使用状态存在关联是指第二使用状态由该第一使用状态转化而来，并且在进行筛选时，将关联度低于预定阈值和/或在预定时间段内未出现的第二使用状态过滤掉，根据剩余的使用状态确定不能够被次用户使用的网络资源和无法确定能否分配给次用户的网络资源，其中，第二使用状态与第一使用状态关联度低于预定阈值是指出现过M次由第一使用状态到第二使用状态的转化，而M小于预定的关联度阈值N，其中，M和N为大于1的自然数，N的取值可以根据实际系统规模确定，本领域技术人员可以根据实际情况自行确定N的取值。
不论根据本发明的装置设置在次基站侧、次用户侧、还是独立于次基站和次用户作为第三方网络节点设置(例如，设置在频谱协调器)，决策模块都可以按照上述方式预测当前周期内主用户使用的网络资源，进而确定出哪些资源能够被次用户使用。在该装置设置在次基站侧或频谱协调器侧的情况下，可以由次基站或频谱协调器进行资源的决策以及分配，基站可以根据决策模块的决策结果对次用户分配资源；而该装置设置在次用户侧的情况下，可以由次用户根据决策模块的决策结果，主动进行资源使用而无需依赖次基站的资源分配，此时，次用户终端设备就能够根据决策模块的决策结果请求获取资源，而不会优先请求已经预测到很可能被分配给主用户的网络资源；此外，即使包含管理模块和决策模块的网络资源使用的决策装置设置在次基站侧或者频谱协调器侧，该装置中进一步包括的信息交互模块也能够将决策的结果通知给次用户，以便次用户能够根据决策模块的决策结果请求获取资源或使用资源。
本发明的网络资源使用的决策装置可以设置在基站侧或频谱协调器侧，也可以设置在次用户侧。根据需要，次基站、频谱协调器以及次用户中的一个或多个可以对主网络的使用状态进行检测，如果该装置设置在基站侧或频谱协调器侧，则可以通过任务分发的方式，调度其他次网络节点(例如，次用户)，从而以协调分工的方式进行主网络状态的检测，此时该装置可以进一步包括：
主网络状态采集任务设定模块(未示出)，用于将网络资源使用状态采集任务分发给次用户，以便接收到网络资源使用状态采集任务的次用户对主用户对网络资源的使用状态进行采集；并且，管理模块1获取并保存来自次用户的采集结果。
该装置还可以进一步包括：主网络状态采集模块(未示出)，用于对主用户对网络资源的使用状态进行采集；并且，管理模块用于获取并保存来自主网络状态采集模块的采集结果。
在该装置设置在次基站或频谱协调器的情况下，如果由次基站或频谱协调器进行资源分配，则该装置可以进一步包括：
资源分配模块(未示出)，用于根据确定的当前周期内次用户能够使用的网络资源对次用户进行资源分配。不论根据本发明的装置设置在次基站侧、频谱协调器侧还是次用户侧，在次用户侧都可以进一步包括：
资源使用模块(未示出)，用于根据决策模块针对当前周期进行预测的预测结果使用主网络的资源，其中，对于预测结果为当前周期次用户能够使用的网络资源，资源使用模块感知该资源是否被主用户使用，使用该资源中未被主用户使用的资源并反馈使用结果。这样，如果当前周期请求资源不成功(即，请求的资源被主用户占用)，就说明当前周期内主用户使用资源的情况和决策模块预测的结果不同，因此，可以将该结果反馈给资源分配方，以便更新管理模块中的使用状态，如果是次用户自主请求获取资源，则可以更新本地管理模块中的使用状态，该过程可以称为结果反馈和更新。
资源使用模块用于利用无线资源进行信息的收发。
此外，该装置可以进一步包括：
控制模块(未示出)，用于在主网络状态生成阶段内禁止决策模块2进行资源预测，其中，在管理模块保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况的时间长度超过预定时间长度阈值、或管理模块保存并更新主用户对网络资源的使用状态的数量超过预定的数量阈值的情况下，控制模块确定主网络状态生成阶段结束，并且允许决策模块2进行预测。
本发明的上述装置可以对主用户使用主网络资源的状态进行预测，并将适当的资源分配给次用户、或者为次用户应当请求获取哪些资源提供指引，因此，上述装置除了可以设置在次基站侧或次用户侧之外，还可以作为次用户和次基站之外的第三方设置于网络(例如，设置在用于存储主网络使用状态的数据库)中。如果上述装置设置在次基站中，则管理模块1和主网络状态采集模块就可以作为基站的一部分，借助次基站的已有设备来实现。如果上述装置设置在次用户侧，则管理模块1和主网络状态采集模块就可以作为次用户侧终端设备的一部分，借助次用户终端设备已有的存储功能存储主网络状态(包括转化情况)，并借助终端设备已有的感知功能来采集主网络状态。根据实际需要的不同，次基站可以单独采集主用户对网络资源的使用状态，或者可以由次用户协作、或者由次用户与次基站协作采集主用户对网络资源的使用状态。
管理模块1可以通过多种方式来表示主用户对网络资源的使用状态以及使用状态的转化情况，例如，可以通过数组、文字、图形等方式。在一个实施例中，管理模块1可用于通过节点间的有向弧表示网络资源的使用状态的转化情况，其中，每个节点表示一时刻主用户对网络资源的使用状态，每个有向弧从一起始节点指向一目标节点，用于表示主用户对网络资源的使用状态从起始节点对应的使用状态转化为目标节点对应的使用状态。
管理模块1进一步用于对有向弧设置权值，并且为每个节点设置节点权值，其中，一有向弧的权值用于表示网络资源的使用状态从该有向弧的起始节点对应的使用状态转化为该有向弧的目标节点所对应的使用状态的次数，节点权值表示该节点对应的使用状态的最后状态更新时间。
在决策模块2针对当前周期进行资源预测时，可以忽略满足以下条件的节点：以该周期之前周期内网络资源的使用状态对应节点作为起始节点的有向弧中，权值小于预定阈值的有向弧所指向的目标节点，以及在预定时间段内未出现的使用状态所对应的节点。
此时，管理模块1还可进一步用于对保存的每个使用状态对应的节点进行赋值，其中，每个节点的值用于表示网络资源中被主用户使用以及未被主用户使用的传输机会。
此外，管理模块还用于以预定周期或者根据保存的节点数量对保存的网络状态进行简化操作。
该简化操作包括以下至少之一：
对于相似度高的多个节点进行合并，并对合并后得到的节点进行重新赋值，其中，对于参与合并的多个节点所对应的使用状态中使用状态存在差异的传输机会，在重新赋值时标识为不分配给次用户，并且，在合并后，将与多个节点连接的有向弧连接至向该合并后的节点，其中，多个节点的相似度高是指该多个节点对应的使用状态中超过预定数量阈值的传输机会的使用状态彼此相同，参与合并的多个节点满足以下条件：与多个节点连接的有向弧的权值大于预定权值阈值；
将满足以下条件之一的节点删除：与该节点连接的其他节点的数量小于预定数量值；与该节点连接的有向弧的权值小于预定的权值阈值；该节点的节点权值表示该节点对应的使用状态在预定时间段内没有出现过。
通过以上描述可以看出，本发明提出的认知无线电网络资源管理包括两部分：主网络信息管理以及次网络资源分配，参见图2。
下面将对本发明的技术方案进行详细描述。
对于图2所示的步骤S1：主网络信息管理是指由次网络检测主网络状态，并进行存储和管理，记录主网络状态间的关联性，以帮助预测未来主网络的资源使用状态。该管理流程主要包括主网络状态生成、主网络状态编码、主网络状态关联以及主网络状态图简化，具体如图3a和图3b所示。通过以上流程，将生成主网络状态图(Primary Network StatusGraph，PNSG)，用以表征主网络状态间的关联性及其转化过程。
图3a示出了主网络状态是否简化可以通过时间控制，图3b示出了主网络状态是否简化可以通过节点规模来控制。
其中，对于图3a和3b中的步骤S1.1，主网络状态生成：次网络对许可频谱中各传输机会对应频带进行感知，以检测各频带是否被主系统占用，从而生成了网络状态。以下以OFDM网络作为主网络进行实例描述：主网络包含NCH个信道，分别记作时间轴按时隙划分，时间变量记作t∈[0..∞]；一个传输机会包含一个信道的一个时隙，即一个资源块，所以在第t个时隙用信道序号来标识传输机会(于是，后文中信道序号和传输机会序号是同一的)。次系统感知并检测每个时隙中各个资源块对应的信道，以确定这些资源块被主系统占用或者为空闲。主网络状态生成又可以细化为以下两个子步骤：设定资源状态采集任务并发布以及资源状态采集及结果反馈，参见图4所示。
图4所示出的主网络状态生成流程主要包括步骤S1.1.1和S1.1.2。
其中，对于步骤S1.1.1，设定资源状态采集任务并发布：根据次网络各节点的感知能力以及所处的主网络许可频谱的频谱范围，选用一个或者一组次网络节点进行频谱感知和检测。实例一，仅选用次基站作为频谱感知和检测节点，对于宽带频谱可以采用压缩感知等技术降低感知时间和计算量；实例二，选用一组次用户通过协作进行频谱感知和检测；实例三，选用次基站以及一组次用户通过协作进行频谱感知和检测。
对于图4中的步骤S1.1.2，资源状态采集及结果反馈：次网络节点根据接收到的资源状态采集任务，对许可频谱中各传输机会对应频带进行感知，以检测各频带是否被主系统占用，并反馈该检测结果。
继续参照图3a和图3b，对于其中的步骤S1.2，主网络状态编码：次网络对主网络状态进行编码，使该状态得到量化，以便于对其进行各种操作。具体编码方法为：用一位数字表示一个传输机会的状态值，如1代表被主网络节点占用，0代表空闲，2代表不确定；将传输机会按照其频带进行排序，它们的状态值按该顺序排列形成一个三进制数，即是对主网络状态的编码。例如，设NCH＝4，且这4个信道被主系统使用状况分别为占用、占用、空闲、占用，则该网络状态的编码为1101(3)。不确定状态是为了主网络状态间的合并操作设定的，合并操作是按位对多个状态进行操作：相同的状态用原状态表示，不同的状态用2表示，如网络状态1010(3)和1011(3)合并操作的结果为1012(3)。主网络状态将与主网络状态图中的节点(node)一一对应(因此，在本文主网络状态图的节点和主网络状态是同一的，不加区分)，用其编码表示。每个节点赋予节点权(node weight)，记录其上最后一次操作(不包含主网络状态图简化操作)所处的传输机会时隙。
对于图3a和3b中的步骤S1.3，主网络状态关联：次网络对编码后的主网络状态根据转化关系进行关联，从而记录主网络状态间的时空关联性，用于预测未来的主网络状态。在上一主网络状态和当前主网络状态之间用有向弧(directed arc)关联，上一主网络状态为该弧的尾节点(tail node)，当前主网络状态为该弧的头节点(head node)，表示由尾节点对应的主网络状态向头节点对应的主网络状态转化。头节点称为尾节点的后继节点(succeeding node)，尾节点称为头结点的前驱节点(preceding node)。每个弧赋予弧权(arc weight)，表示该弧出现的次数，弧权初始值为1，相同的弧(尾节点和头节点都相同的弧)每增加一次，弧权增加1。图5a示意了一个主网络状态图，图中有4个节点，分别为1101(3)，1010(3)，1011(3)和1001(3)；主网络状态1101(3)在时隙1生成，从1101(3)到1010(3)的转化发生过1次，所以从1101(3)到1010(3)的弧权值为1；主网络状态1101(3)上最后一次操作是与1010(3)的关联操作，发生在时隙2，所以网络状态1101(3)的节点权值为2。
对于图3a和3b中的步骤S1.4，主网络状态图简化：随着网络运行时间的推移，主网络状态不断增加，主网络状态图随之变得复杂，一方面加剧了对存储容量的需求，另一方面加剧了其上操作的计算量，所以需要对主网络状态图进行适当的简化。该简化操作有两种激发方式：一种是时间控制，如图3a所示，在最初进入主网络信息管理时开始计时，每次完成主网络状态关联后，比较计时和预先设定的时间阈值，若计时超过该阈值，则激发主网络状态图简化；另一种是规模控制，如图3b所示，每次完成主网络状态关联后将计算该主网络状态图的规模，若该规模超过一定的阈值，则激发主网络状态图简化。主网络状态图的规模可以由其节点数表征，当节点数超过某预先设定的阈值，即认为规模超过了阈值。主网络状态图简化包含两种操作：状态合并以及状态删除。
状态合并是将相互关联且相似度较高的多个主网络状态进行合并，形成一个节点取代合并前的多个节点，其它节点与合并前的多个节点的关联将被与新生成的节点间的关联所取代。被合并的主网络状态需满足以下条件：首先节点构成有向团，即其中任意两个节点间均由双向弧进行连接，保证节点间的互联；其次弧权要超过某个阈值，保证节点对应状态间有较高的几率进行相互转化；再次该团中各节点的共同状态超过一定的阈值，保证状态的相似度较高，从而合并后确定性的状态较多。状态合并操作步骤如下：首先利用已有的图论算法找到有向团；再将各弧权值与预先设定的阈值比较，超过阈值的弧连接的节点形成新的团；最后在新的团中选取共同状态所占比例超过预先设定阈值的节点进行合并。若最后得到的团中节点数多于1则说明合并操作成功，否则失败。用合并后的节点代替被合并的多个节点，将原来主网络状态图中与被合并的各节点的关联关系转化为和新节点的关联关系：其它节点与被合并节点间的弧用其它节点与新节点间的弧代替，对于相同的弧仅用一个弧代替，其权值设为相同弧的个数；合并后的节点的节点权值将设为合并前各节点权值最大值，而其它与新节点重新关联的节点的权值保持不变，从而完成合并操作。图5a所示的节点1010(3)与1011(3)合并后就会得到图5b所示的节点1012(3)。
状态删除是将与其它节点关联性较低(包括关联节点少且弧权值小)并且状态较久未发生改变的(节点权值小)节点从主网络状态图中删除。状态删除操作步骤如下：首先寻找主网络状态图中仅关联一个节点的节点，再比较该节点关联弧的权值是否小于某弧权阈值，若小于再考察该节点的权值是否小于某节点权阈值，若小于则删除该节点以及与该节点相联的弧及其权值；然后再在关联两个节点的节点中考察，直至该主网络状态图的规模达到预定要求。图5b中的节点1101(3)被删除后，就会得到图5c所示的资源状态图。
继续参照图2，其中的步骤S2，次网络资源分配：利用已生成的主网络状态图预测未来主网络对许可频谱的使用状况，为次用户分配许可频谱资源并更新主网络状态图，以实现对于许可频谱的有效利用。该分配方法包括两种方式：次用户自主决策资源分配方式以及次基站集中控制资源分配方式，具体可以参见图6a和图6b。
图6a示出了次用户自主决策资源分配方式下次网络资源分配的流程。如图6a所示，次用户自主决策资源分配需要由次网络根据生成的主网络状态图进行资源预分配并发布给次网络节点，次网络节点根据预分配结果进行资源状态采集以决定是否使用该资源，基本流程描述如下：次网络利用已经生成的主网络状态图进行资源预分配及结果发布；次网络节点根据该分配结果，进行资源状态采集、资源使用及结果反馈；次网络根据该使用结果，更新主网络状态图。以上操作循环进行，直到次网络的运行结束。各操作具体描述参见对步骤S2.1-S2.3的描述。
图7是根据本发明实施例的资源分配及结果发布的流程图。
如图7所示，具体包括以下步骤：
资源分配及结果发布的步骤S2.1具体包括：搜索上一主网络状态节点，预测当前主网络状态，分配资源及发布分配结果。
其中，步骤S2.1.1，搜索上一主网络状态节点：上一主网络状态即刚结束的主网络状态，是历史状态，根据之前的处理流程，该状态已经被加入到主网络状态图中。可有多种方式加速该搜索过程：其一，因为每个节点赋予了节点权，表征其上最后操作所处的时隙，上一主网络状态具有最大的节点权，可以根据该信息确定该节点；其二，可以在主网络状态图中设定专门域，指向上一主网络状态，即可立即确定该节点。
步骤S2.1.2，预测当前主网络状态：当前主网络状态为当前时刻开始的主网络状态，因为尚未发生，所以需要进行预测。预测的依据是在相同的环境下主网络状态转化具有一定的相似性。所以，当我们确定上一主网络状态节点时，获取其后继节点，即为对当前主网络状态转化的预测。当后继节点唯一时，即使用该后继节点的状态作为当前主网络状态预测结果。当后继节点不唯一时，可以选取其中全部或部分节点通过合并操作得到一个当前主网络状态预测结果。将节点按照节点权值分为不同等级，权值越大等级越高；各节点与上一主网络状态节点间的弧具有弧权值，对于不同等级的节点设定不同的弧权值阈值，等级越高弧权值越小。选取部分节点的方法为：先确定各节点所属等级，找到对应的弧权值阈值，只有当超过该阈值时节点才被选作预测节点集合。这种选择方法是为了体现最近发生的状态转化以及最频繁发生的状态转化有更高的几率再次发生。确定预测节点集合后，对集合中所有节点进行合并得到当前主网络状态预测结果。当后继节点不存在时，则认为所有的状态位的值都不确定，即都为2。
步骤S2.1.3，预分配资源及发布结果：当前主网络状态预测结果为一个三进制数，其中每一位标示着传输机会对应频带被主网络节点使用情况的预测：0表示不被主网络节点使用，2表示不确定是否被主网络节点使用，1表示被主网络节点使用。这样就将传输机会分为3类，依此为：0表示可以被次网络节点使用，2表示不确定是否能被次网络节点使用，1表示不能被次网络节点使用。将次网络节点按照业务优先级从高到低进行排序，然后按照顺序对次网络节点进行资源分配：选取序列中的第一个次网络节点，依次考察状态值为0、2、1的传输机会，若存在多个具有相同状态值的传输机会可以随机选取一个分配给该次网络节点，或者综合考虑该次网络节点在各传输机会上成功传输的历史信息，以成功传输次数居多的传输机会为优先，直到为该次网络节点选取了某个传输机会；然后将该次网络节点及该传输机会从选择列表中删除，依次考虑余下的次网络节点和传输机会，直到为所有的次网络节点分配到了传输机会，或者所有的传输机会都已经被次网络节点占用。将分配结果，即传输机会序号，发送给对应的次网络节点。
在图6a的步骤S2.2中，将进行资源状态采集、资源使用及结果反馈，具体流程可参见图8，过程如下：S2.2.1，次网络节点对于分配到的传输机会进行状态采集，即对于该传输机会对应频带进行感知，如果检测结果表明该传输机会可用(即空闲)，则执行步骤S2.2.2，使用该传输机会进行数据传输；如果检测结果表明该传输机会不可用(即为主系统节点占用)，则放弃该传输机会的使用。最后次网络节点将执行步骤2.2.3，反馈是否使用分配到的传输机会进行成功数据传输。
此外，对于图6a中的步骤S2.3，将更新主网络状态图：次网络接收到次网络节点对传输机会的使用结果，即可得到当前传输机会时段对应的主网络状态，传输成功的状态值为0，传输失败的状态值为1，未使用的传输机会状态值为2。在主网络状态图中搜索该节点，若该节点存在且上一主网络状态节点到该节点有弧相连，则将弧权值增加1；若该节点存在但上一主网络状态节点到该节点没有弧相连，则生成该弧，置弧权值为1；若该节点不存在，则生成该节点，并用弧将上一主网络状态节点与该节点关联，置弧权值为1。最后，修改上一主网络状态节点和该节点的节点权值为当前时隙。若主网络状态图中设定专门域指向上一主网络状态，则将该域指向当前主网络状态节点。
另一方面，如图6b所示，对于次基站集中控制资源分配方式，需要由次基站根据生成的主网络状态图完成资源分配并发布给次用户，次用户只需要直接利用所分配到的资源进行数据传输即可，基本流程描述如下：次网络利用已经生成的主网络状态图进行资源状态采集、资源分配及结果发布；次网络节点对分配到的资源进行资源使用及结果反馈；次网络根据该使用结果更新主网络状态图。以上操作循环进行，直到次网络的运行结束。
参见图6b，具体操作过程如下：
步骤S2.1’，资源状态采集、资源分配及结果发布具体流程包括(参见图9)：搜索上一主网络状态节点，预测当前主网络状态，选取预分配资源集合，从该集合中选取一个未被考察的传输机会，并进行状态采集，若该传输机会可用则分配给次网络节点，否则转向选取下一个传输机会；若预分配资源集合中已无未被考察的传输机会，则发布资源分配结果。其中，搜索上一主网络状态节点以及预测当前主网络状态操作同步骤S2.1中的步骤S2.1.1和步骤S2.1.2过程相同，这里不再重复。
步骤S2.1.3’，选取预分配资源集合：当前主网络状态预测结果为一个三进制数，其中每一位标示着传输机会对应频带被主网络节点使用情况的预测：0表示不被主网络节点使用，2表示不确定是否被主网络节点使用，1表示被主网络节点使用。这样就将传输机会分为3类，依此为：0表示可以被次网络节点使用，2表示不确定是否能被次网络节点使用，1表示不能被次网络节点使用。依次考察状态值为0、2、1的传输机会，根据选用的次网络节点在资源分配阶段可处理的传输机会形成预分配资源集合。
步骤S2.2’，资源使用及结果反馈：次网络节点使用分配到的传输机会进行数据传输，并反馈是否进行成功数据传输的结果。
步骤S2.3’，更新主网络状态图，该步骤与图6a的步骤S2.3相同，这里不再重复。
如图10所示，该认知无线电网络资源管理系统由3部分组成：信息管理与资源分配子系统、信息采集子系统以及资源使用子系统。
信息管理与资源分配子系统包含5个模块：信息交互模块、主网络状态采集任务设定模块、主网络状态图管理模块、资源分配模块、以及数据库。信息管理与资源分配子系统可能驻留在次基站或者频谱协调器内。模块通过总线互联来进行信息交互。各模块具体功能介绍如下：信息交互模块用于信息管理与资源分配子系统和次网络节点之间进行信息交互，包括向次网络节点发送资源状态信息采集任务，从次网络节点接收资源状态信息采集结果；以及向次用户发送资源分配结果，从次用户接收资源使用结果。主网络状态采集任务设定模块用于设定主网络状态采集任务。主网络状态图管理模块用于产生、维护主网络状态图的各种操作，主要包括编码操作子模块、关联操作子模块以及简化操作子模块，分别用于完成主网络状态的编码、关联以及主网络状态图简化。资源分配模块用于对次用户进行资源分配。数据库用于存储完成以上各模块功能所需的中间和最终结果。主网络状态图管理模块和数据库即组成了图1中所示的管理模块1。
信息采集子系统包含3个模块：信息交互模块、主网络状态采集模块、以及数据库。信息采集子系统可能驻留在次基站或者次用户内。模块通过总线互联来进行信息交互。各模块具体功能介绍如下：信息交互模块用于信息采集子系统和次网络节点之间进行信息交互，包括从信息管理与资源分配子系统接收资源状态信息采集任务，向信息管理与资源分配子系统发送资源状态信息采集结果。主网络状态采集模块用于完成主网络状态采集，主要包含频谱感知子模块，用于对传输机会对应频带进行频谱感知，并得到检测结果。数据库用于存储完成以上各模块功能所需的中间和最终结果。
资源使用子系统包含3个模块：信息交互模块、资源使用模块，以及数据库。资源使用子系统可能驻留在次基站或者次用户内。模块通过总线互联来进行信息交互。各模块具体功能介绍如下：信息交互模块用于资源使用子系统和次网络节点之间进行信息交互，包括向信息管理与资源分配子系统发送资源使用结果，从信息管理与资源分配子系统接收资源分配结果。资源使用模块用于进行数据的收发。数据库用于存储完成以上各模块功能所需的中间和最终结果。
以上各子系统间通过信息交互模块进行信息交互，信息交互模块将根据各系统的驻留的位置选用有线连接或无线连接。例如，若信息管理与资源分配子系统和信息采集子系统都驻留在次基站内，则它们之间的信息交互模块选用总线连接，而处在次用户节点内的资源使用子系统将通过无线连接和信息管理与资源分配子系统以及信息采集子系统进行数据交互；若信息采集子系统和使用子系统驻留在次用户节点内，则它们之间的信息交互模块选用总线连接，而它们与驻留在次基站内的信息管理与资源分配子系统通过无线连接进行数据交互。
如图11所示，根据本发明实施例的网络资源使用的决策方法包括：
步骤S1101，保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况，其中，转化情况包括网络资源的多个使用状态中每个使用状态到其他使用状态的转化情况；
步骤S1103，在针对当前周期进行资源预测的情况下，根据当前周期之前周期内主用户对网络资源的使用状态、以及转化情况中由该使用状态转化后的其他使用状态，预测该当前周期内主用户对网络资源的使用状态，并根据预测的当前周期的使用状态确定当前周期内次用户能够使用的网络资源(该确定的当前周期内次用户能够使用的网络资源就可以称为决策结果)。
在基站集中进行资源分配的情况下，可以由次基站得到决策结果，根据确定的当前周期内次用户能够使用的网络资源对次用户进行资源分配。
或者，在次基站不集中进行资源控制和分配的情况下，次用户可以自行确定的当前周期内次用户能够使用的网络资源请求获取网络资源，即，得到决策结果，进而根据决策结果使用网络资源，其中，对于预测结果为当前周期次用户能够使用的网络资源，次用户感知该资源是否被主用户使用，使用该资源中未被主用户使用的资源并反馈使用结果。
在该方法中，可以通过节点间的有向弧表示网络资源的使用状态的转化情况，其中，每个节点表示一时刻主用户对网络资源的使用状态，每个有向弧从一起始节点指向一目标节点，用于表示主用户对网络资源的使用状态从起始节点对应的使用状态转化为目标节点对应的使用状态。
并且，可以进一步对有向弧设置权值，并且为每个节点设置节点权值，其中，一有向弧的权值用于表示网络资源的使用状态从该有向弧的起始节点对应的使用状态转化为该有向弧的目标节点所对应的使用状态的次数，节点权值表示该节点对应的使用状态的最后状态更新时间。
在针对当前周期确定次用户能够使用的网络资源时，可以忽略满足以下条件的节点：以该周期之前周期内网络资源的使用状态对应节点作为起始节点的有向弧中，权值小于预定阈值的有向弧所指向的目标节点，以及在预定时间段内未出现的使用状态所对应的节点。
另外，还可以对保存的每个使用状态对应的节点进行赋值，其中，每个节点的值用于表示网络资源中被主用户使用以及未被主用户使用的传输机会。
此外，该方法还可以进一步包括：以预定周期或者根据保存的节点数量对保存的网络状态进行简化操作，简化操作可以包括以下至少之一：对于相似度高的多个节点进行合并，并对合并后得到的节点进行重新赋值，其中，对于参与合并的多个节点所对应的使用状态中使用状态存在差异的传输机会，在重新赋值时标识为不分配给次用户，并且，在合并后，将与多个节点连接的有向弧连接至向该合并后的节点，其中，多个节点的相似度高是指该多个节点对应的使用状态中超过预定数量阈值的传输机会的使用状态彼此相同，参与合并的多个节点满足以下条件：与多个节点连接的有向弧的权值大于预定权值阈值。
在进行简化时，还可以将满足以下条件之一的节点删除：与该节点连接的其他节点的数量小于预定数量值；与该节点连接的有向弧的权值小于预定的权值阈值；该节点的节点权值表示该节点对应的使用状态在预定时间段内没有出现过。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过对主用户对网络资源的使用状态以及使用状态的转化情况进行保存，从而根据保存的使用状态的转化情况预测当前周期内主用户对网络资源的使用状态，进而提前确定次用户在当前周期所能够使用的资源，有效减少了为了避免对主用户造成干扰而进行感知的时间，从而为资源分配/请求实现了合理的预判，克服了次用户使用资源的滞后性。此外，本发明提出了网络状态图的概念，通过对于网络状态(即，主网络的资源使用状态信息)的生成、编码和关联操作，形成网络状态图，用于记录许可频谱使用状态在时空模式(Spatiotemporal Pattern)上的关联性，能更好的预测许可频谱对于次用户的可用性，从而进一步提高其使用效率。另外，本发明还能够对网络状态图进行简化，通过网络状态图中网络状态节点的合并和删除操作，简化网络状态图的同时，减少其存储空间开销并加速预测许可频谱对于次用户的可用性的计算。
以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用它们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。
在通过软件和/或固件实现本发明的实施例的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机，例如图12所示的通用计算机1200安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等等。
在图12中，中央处理模块(CPU)1201根据只读存储器(ROM)1202中存储的程序或从存储部分1208加载到随机存取存储器(RAM)1203的程序执行各种处理。在RAM 1203中，也根据需要存储当CPU 1201执行各种处理等等时所需的数据。CPU 1201、ROM 1202和RAM 1203经由总线1204彼此连接。输入/输出接口1205也连接到总线1204。
下述部件连接到输入/输出接口1205：输入部分1206，包括键盘、鼠标等等；输出部分1207，包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等等，和扬声器等等；存储部分1208，包括硬盘等等；和通信部分1209，包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等等。通信部分1209经由网络比如因特网执行通信处理。
根据需要，驱动器1210也连接到输入/输出接口1205。可拆卸介质1211比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1210上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1208中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1211安装构成软件的程序。
本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图12所示的其中存储有程序、与装置相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1211。可拆卸介质1211的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 1202、存储部分1208中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的装置一起被分发给用户。
还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
虽然已经详细说明了本发明及其有点，但是应当理解在不脱离由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

Claims (20)

1.一种网络资源使用的决策装置，其特征在于，用于在认知无线网络中对次用户能够使用的网络资源进行决策，所述网络资源使用的决策装置包括：
管理模块，用于保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况，其中，所述转化情况包括网络资源的多个使用状态中每个使用状态到其他使用状态的转化情况；
决策模块，用于在针对当前周期进行资源预测的情况下，根据当前周期之前周期内主用户对网络资源的使用状态、以及所述转化情况中由该使用状态转化后的其他使用状态，预测该当前周期内主用户对网络资源的使用状态，并根据预测的当前周期的所述使用状态确定当前周期内次用户能够使用的网络资源。
2.根据权利要求1所述的决策装置，其特征在于，在所述决策装置设置在次基站侧或频谱协调器侧的情况下，所述决策装置进一步包括：
主网络状态采集任务设定模块，用于分发网络资源使用状态采集任务，以便接收到网络资源使用状态采集任务的网络设备或次用户对主用户对网络资源的使用状态进行采集；
并且，所述管理模块用于获取并保存来自所述网络设备或次用户的采集结果。
3.根据权利要求1所述的决策装置，其特征在于，在所述决策装置设置在次基站侧或频谱协调器侧的情况下，所述决策装置进一步包括：
资源分配模块，用于根据确定的当前周期内次用户能够使用的网络资源对次用户进行资源分配。
4.根据权利要求1所述的决策装置，其特征在于，进一步包括：
主网络状态采集模块，用于对主用户对网络资源的使用状态进行采集；
并且，所述管理模块用于获取并保存来自所述主网络状态采集模块的采集结果。
5.根据权利要求1所述的决策装置，其特征在于，进一步包括：
控制模块，用于在主网络状态生成阶段内禁止所述决策模块进行资源预测，其中，在所述管理模块保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况的时间长度超过预定时间长度阈值、或所述管理模块保存并更新主用户对网络资源的使用状态的数量超过预定的数量阈值的情况下，所述控制模块确定主网络状态生成阶段结束，并且允许所述决策模块进行资源预测。
6.根据权利要求1所述的决策装置，其特征在于，
所述管理模块进一步用于保存并更新每个使用状态转化为其他使用状态的次数、以及每个使用状态的最后状态更新时间；
并且，所述决策模块用于在针对当前周期进行资源预测时，对保存的所述转化情况中与该当前周期之前周期内网络资源的第一使用状态存在关联的第二使用状态进行筛选，其中，第二使用状态与该使用状态存在关联是指其他使用状态由该第一使用状态转化而来，并且在进行筛选时，将关联度低于预定阈值和/或在预定时间段内未出现的第二使用状态过滤掉，根据剩余的使用状态确定不能够分配给次用户的网络资源和无法确定能否分配给次用户的网络资源，其中，第二使用状态与第一使用状态关联度低于预定阈值是指出现过M次由第一使用状态到第二使用状态的转化，而M小于预定阈值。
7.根据权利要求1所述的决策装置，其特征在于，在所述决策装置设置在次用户侧的情况下，所述决策装置进一步包括：
资源使用模块，用于根据所述决策模块针对当前周期进行预测的预测结果使用主网络的资源，其中，对于预测结果为当前周期次用户能够使用的网络资源，所述资源使用模块感知该资源是否被主用户使用，使用该资源中未被主用户使用的资源并反馈使用结果。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的决策装置，其特征在于，所述管理模块用于通过节点间的有向弧表示网络资源的使用状态的转化情况，其中，每个节点表示一时刻主用户对网络资源的使用状态，每个有向弧从一起始节点指向一目标节点，用于表示主用户对网络资源的使用状态从起始节点对应的使用状态转化为目标节点对应的使用状态。
9.根据权利要求8所述的决策装置，其特征在于，所述管理模块进一步用于对有向弧设置权值，并且为每个节点设置节点权值，其中，一有向弧的权值用于表示网络资源的使用状态从该有向弧的起始节点对应的使用状态转化为该有向弧的目标节点所对应的使用状态的次数，节点权值表示该节点对应的使用状态的最后状态更新时间。
10.根据权利要求9所述的决策装置，其特征在于，所述决策模块用于在针对当前周期进行资源预测时，忽略满足以下条件的节点：以该周期之前周期内网络资源的使用状态对应节点作为起始节点的有向弧中，权值小于预定阈值的有向弧所指向的目标节点，以及在预定时间段内未出现的使用状态所对应的节点。
11.根据权利要求8所述的决策装置，其特征在于，所述管理模块还用于对保存的每个使用状态对应的节点进行赋值，其中，每个节点的值用于表示网络资源中被主用户使用以及未被主用户使用的传输机会。
12.根据权利要求11所述的决策装置，其特征在于，所述管理模块还用于以预定周期或者根据保存的节点数量对保存的网络状态进行简化操作。
13.根据权利要求12所述的决策装置，其特征在于，所述简化操作包括以下至少之一：
对于相似度高的多个节点进行合并，并对合并后得到的节点进行重新赋值，其中，对于参与合并的多个节点所对应的使用状态中使用状态存在差异的传输机会，在重新赋值时标识为不分配给次用户，并且，在合并后，将与所述多个节点连接的有向弧连接至该合并后的节点，其中，多个节点的相似度高是指该多个节点对应的使用状态中超过预定数量阈值的传输机会的使用状态彼此相同，参与合并的多个节点满足以下条件：与所述多个节点连接的有向弧的权值大于预定权值阈值；
将满足以下条件之一的节点删除：与该节点连接的其他节点的数量小于预定数量值；与该节点连接的有向弧的权值小于预定的权值阈值；该节点的节点权值表示该节点对应的使用状态在预定时间段内没有出现过。
14.一种网络资源使用的决策方法，其特征在于，用于在认知无线网络中对次用户能够使用的网络资源进行决策，所述网络资源使用的决策方法包括：
保存并更新主用户对网络资源的使用状态的转化情况，其中，所述转化情况包括网络资源的多个使用状态中每个使用状态到其他使用状态的转化情况；
在针对当前周期进行资源预测的情况下，根据当前周期之前周期内主用户对网络资源的使用状态、以及所述转化情况中由该使用状态转化后的其他使用状态，预测该当前周期内主用户对网络资源的使用状态，并根据预测的当前周期的所述使用状态确定当前周期内次用户能够使用的网络资源。
15.根据权利要求14所述的决策方法，其特征在于，进一步包括：
根据确定的当前周期内次用户能够使用的网络资源对次用户进行资源分配；或者
次用户根据确定的当前周期内次用户能够使用的网络资源使用网络资源，其中，对于预测结果为当前周期次用户能够使用的网络资源，次用户感知该资源是否被主用户使用，使用该资源中未被主用户使用的资源并反馈使用结果。
16.根据权利要求14或15所述的决策方法，其特征在于，进一步包括：
通过节点间的有向弧表示网络资源的使用状态的转化情况，其中，每个节点表示一时刻主用户对网络资源的使用状态，每个有向弧从一起始节点指向一目标节点，用于表示主用户对网络资源的使用状态从起始节点对应的使用状态转化为目标节点对应的使用状态。
17.根据权利要求16所述的决策方法，其特征在于，进一步包括：
对有向弧设置权值，并且为每个节点设置节点权值，其中，一有向弧的权值用于表示网络资源的使用状态从该有向弧的起始节点对应的使用状态转化为该有向弧的目标节点所对应的使用状态的次数，节点权值表示该节点对应的使用状态的最后状态更新时间。
18.根据权利要求17所述的决策方法，其特征在于，在针对当前周期确定次用户能够使用的网络资源时，忽略满足以下条件的节点：以该周期之前周期内网络资源的使用状态对应节点作为起始节点的有向弧中，权值小于预定阈值的有向弧所指向的目标节点，以及在预定时间段内未出现的使用状态所对应的节点。
19.根据权利要求17所述的决策方法，其特征在于，进一步包括：
对保存的每个使用状态对应的节点进行赋值，其中，每个节点的值用于表示网络资源中被主用户使用以及未被主用户使用的传输机会。
20.根据权利要求19所述的决策方法，其特征在于，进一步包括：
以预定周期或者根据保存的节点数量对保存的网络状态进行简化操作，所述简化操作包括以下至少之一：
对于相似度高的多个节点进行合并，并对合并后得到的节点进行重新赋值，其中，对于参与合并的多个节点所对应的使用状态中使用状态存在差异的传输机会，在重新赋值时标识为不分配给次用户，并且，在合并后，将与所述多个节点连接的有向弧连接至该合并后的节点，其中，多个节点的相似度高是指该多个节点对应的使用状态中超过预定数量阈值的传输机会的使用状态彼此相同，参与合并的多个节点满足以下条件：与所述多个节点连接的有向弧的权值大于预定权值阈值；
将满足以下条件之一的节点删除：与该节点连接的其他节点的数量小于预定数量值；与该节点连接的有向弧的权值小于预定的权值阈值；该节点的节点权值表示该节点对应的使用状态在预定时间段内没有出现过。
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