CN104219772A - 一种信道接入方法和信道接入装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种信道接入方法和信道接入装置，其中，一种信道接入方法包括：获取用于信道接入的公共跳频序列；对公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知；若确定所述第一元素指示的信道的状态为空闲，则：按照时隙顺序以及公共跳频序列的元素顺序，从信道接入时隙和第二元素开始，依次在下一个时隙内，选择公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入；其中，所述信道接入时隙为确定所述第一元素指示的信道的状态为空闲的时隙的下一个时隙，所述第二元素为所述公共跳频序列中的所述第一元素的下一位元素。本发明提供的技术方案能够在避免大量的信息交互开销前提下，提高次用户的业务时延性能。

Description

一种信道接入方法和信道接入装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种信道接入方法和信道接入装置。

背景技术

认知无线电是解决频谱短缺且利用率低下问题的最有潜力的技术之一。允许网络中的次用户（即Secondary Users）动态地使用分配给主用户（即Primary Users）但当前未被占用的信道（即空闲频谱），从而可以有效提高频谱利用率。然而，当信道连续长时间被主用户占用时，次用户业务将面临长时间的等待，时延性能很差。特别是在多信道多次用户的认知无线系统中，信道接入及分配机制会进一步影响次用户业务的时延性能。

现有的信道接入及分配方案可以分为准静态的和动态的两类。准静态的信道分配方案根据各信道状态的统计特性和次用户业务的服务质量（QoS，Quality of Service）要求进行信道分配，各次用户在相当长的一段时间内待在分配给其的信道上，如果信道空闲则可以进行数据传输，否则必须在该信道上等待，在信道连续长时间被主用户占用时，次用户的等待时间很长，业务的时延性能很差。动态的信道接入及分配方案主要包括分布式的随机信道接入和由中央控制器协调的动态信道分配。随机信道接入是次用户每个时隙在多个信道上随机选择一个信道进行接入，所以各个时隙使用的信道是变化的，从而避免信道被连续占用时次用户长时间等待。由于是独立地随机地选择信道，多个次用户可能会在同一时隙选择同一个信道进行数据传输，从而导致碰撞，引发的丢包、重传以及资源的浪费都使业务时延性能不佳。由中央控制器协调的动态信道分配方案在每个时隙根据信道的状态和次用户已经等待的时间进行信道分配，理论上可以达到时延性能最优，但是，该方案必须首先获得各个信道的状态信息和次用户的时延信息，需要大量的信息交互开销，分配算法的复杂度也很高，不适用于信道状态高度动态变化的认知无线系统。

发明内容

本发明实施例提供一种信道接入方法和信道接入装置，用于在避免大量的信息交互开销前提下，提高次用户的业务时延性能。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明第一方面提供了一种信道接入方法，上述信道接入方法应用于认知无线电系统，上述认知无线电系统中包括主用户和次用户，其中，上述主用户为授权用户，上述次用户为非授权用户，上述主用户对授权频段具有优先使用权；上述方法包括：

获取用于信道接入的公共跳频序列，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道包括至少一个实际信道，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段；

对上述公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知，其中，上述第一元素指示的信道为上述认知无线电系统的实际信道，上述全时隙感知为在当前时隙内的全部时间段都对信道进行频谱感知，以确定信道的状态；

若确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲，则：按照时隙顺序以及上述公共跳频序列的元素顺序，从信道接入时隙和第二元素开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入；其中，上述信道接入时隙为上述确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲的时隙的下一个时隙，上述第二元素为上述公共跳频序列中的上述第一元素的下一位元素。

基于本发明第一方面，在第一种可能的实现方式中，

上述依次在下一个时隙内选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入，包括：

在上述信道接入时隙内，对上述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，上述常规感知为在当前时隙内的起始时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态;

若确定上述第二元素指示的信道的状态为空闲，则在上述第二元素指示的信道上发送数据。

基于本发明第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，上述在对上述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，之后还包括：

若确定上述第二元素指示的信道的状态为忙碌，则在上述信道接入时隙内不发送数据；

在上述信道接入时隙的下一个时隙，选择第三元素指示的信道进行常规感知，其中，上述第三元素为上述公共跳频序列中的上述第二元素的下一位元素；

若确定上述第三元素指示的信道的状态为空闲，则在上述第三元素指示的信道上发送数据。

基于本发明第一方面，或者本发明第一方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，若上述依次在下一个时隙内选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入时，发生数据碰撞，则上述方法还包括：

在等待一个退避时长后，再次执行上述公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知的步骤以及其后续步骤，其中，上述退避时长用于指示在发生数据碰撞后的一个或多个时隙内，不发送数据。

基于本发明第一方面，或者本发明第一方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第一方面的第二种可能的实现方式，或者本发明第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道还包括至少一个虚拟信道；则上述依次在下一个时隙内选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入，包括：

若当前选择的信道为虚拟信道，则在当前时隙内不发送数据；

若当前选择的信道为实际信道，则在当前时隙内，对上述当前选择的信道进行信道接入。

基于本发明第一方面，或者本发明第一方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第一方面的第二种可能的实现方式，或者本发明第一方面的第三种可能的实现方式，或者本发明第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，上述获取用于信道接入的公共跳频序列，包括：

获取预先存储的上述公共跳频序列；或者，接收网络设备发送的上述公共跳频序列。

基于本发明第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，上述公共跳频序列的长度为满足上述次用户的业务速率要求的最大跳频周期，上述最大跳频周期根据上述认知无线电系统支持的最低业务时延或最大业务速率确定。

本发明第二方面提供一种信道接入装置，上述信道接入装置应用于认知无线电系统，上述认知无线电系统中包括主用户和次用户，其中，上述主用户为授权用户，上述次用户为非授权用户，上述主用户对授权频段具有优先使用权；上述信道接入装置，包括：

获取单元，用于获取用于信道接入的公共跳频序列，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道包括至少一个实际信道，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段；

全时隙感知单元，用于对上述获取单元获取的公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知，其中，上述第一元素指示的信道为上述认知无线电系统的实际信道，上述全时隙感知为在当前时隙内的全部时间段都对信道进行频谱感知，以确定信道的状态；

跳频接入单元，用于当通过上述全时隙感知单元确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲时，按照时隙顺序以及上述公共跳频序列的元素顺序，从信道接入时隙和第二元素开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入；其中，上述信道接入时隙为上述确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲的时隙的下一个时隙，上述第二元素为上述公共跳频序列中的上述第一元素的下一位元素。

基于本发明第二方面，在第一种可能的实现方式中，上述跳频接入单元，包括：

常规感知单元，用于在上述信道接入时隙内，对上述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，上述常规感知为在当前时隙内的起始时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态；

数据发送单元，用于当通过上述常规感知单元确定上述第二元素指示的信道的状态为空闲时，在上述第二元素指示的信道上发送数据。

基于本发明第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，上述数据发送单元在上述常规感知单元确定上述第二元素指示的信道的状态为忙碌时，在上述第二元素指示的信道上不发送数据。

上述常规感知单元还用于：在确定上述第二元素指示的信道的状态为忙碌时，在上述信道接入时隙的下一个时隙，选择第三元素指示的信道进行常规感知，其中，上述第三元素为上述公共跳频序列中的上述第二元素的下一位元素；

上述数据发送单元，还用于当通过上述常规感知单元确定上述第三元素指示的信道的状态为空闲时，在上述第三元素指示的信道上发送数据。

基于本发明第二方面，或者本发明第二方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，

当上述跳频接入单元在进行信道接入时发生数据碰撞，则在等待一个退避时长后，重新触发上述全时隙感知单元和上述跳频接入单元，其中，上述退避时长用于指示上述跳频接入单元在发生数据碰撞后的一个或多个时隙内，不发送数据。

基于本发明第二方面，或者本发明第二方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第二方面的第二种可能的实现方式，或者本发明第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道还包括至少一个虚拟信道；

上述跳频接入单元还用于：若当前选择的信道为虚拟信道，则在当前时隙内不发送数据；若当前选择的信道为实际信道，则在当前时隙内，对上述当前选择的信道进行信道接入。

基于本发明第二方面，或者本发明第二方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第二方面的第二种可能的实现方式，或者本发明第二方面的第三种可能的实现方式，或者本发明第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，

上述获取单元具体用于：获取预先存储的上述公共跳频序列；

或者，上述获取单元具体用于：接收网络设备发送的上述公共跳频序列。

本发明第三方面提供一种公共跳频序列的生成方法，上述公共跳频序列应用于认知无线电系统的信道接入，上述认知无线电系统中包括主用户和次用户，其中，上述主用户为授权用户，上述次用户为非授权用户，上述主用户对授权频段具有优先使用权；上述方法包括：

确定上述公共跳频序列的序列长度，上述公共跳频序列的序列长度大于或等于上述认知无线电系统的实际信道的数目，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段，上述认知无线电系统的实际信道的数目为至少一个；

根据上述公共跳频序列的序列长度，以及上述认知无线电系统的实际信道的数目，确定上述公共跳频序列的元素，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道；

存储上述公共跳频序列，以便上述认知无线电系统的次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

基于本发明第三方面，在第一种可能的实现方式中，

上述确定上述公共跳频序列的序列长度，包括：

确定上述公共跳频序列的序列长度为上述认知无线电系统的实际信道的数目与上述认知无线电系统的虚拟信道的数目之和；其中，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为预设的固定数目；或者，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为上述认知无线电系统的实际信道的数目与预设的比例因子的乘积。

基于本发明第三方面，在第二种可能的实现方式中，

上述确定上述公共跳频序列的序列长度，包括：

根据上述认知无线电系统中次用户的业务速率要求，确定上述公共跳频序列的序列长度；或者，

根据上述认知无线电系统中次用户的用户数目要求，确定上述公共跳频序列的序列长度。

基于本发明第三方面，或者本发明第三方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第三方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，

上述根据上述公共跳频序列的序列长度以及上述认知无线电系统的实际信道的数目，确定上述公共跳频序列的元素，包括：

确定上述公共跳频序列的元素与上述认知无线电系统的实际信道的对应关系；其中，上述元素用于指示上述认知无线电系统的实际信道的编号，或者，上述元素用于指示上述认知无线电系统的实际信道的实际频段。

基于本发明第三方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，若上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道还包括至少一个虚拟信道，则上述确定上述公共跳频序列的元素，还包括：

确定上述公共跳频序列的元素与上述认知无线电系统的虚拟信道的对应关系。

基于本发明第三方面，或者本发明第三方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第三方面的第二种可能的实现方式，或者本发明第三方面的第三种可能的实现方式，或者本发明第三方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，上述方法的执行主体为上述认知无线电系统中的次用户。

基于本发明第三方面，或者本发明第三方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第三方面的第二种可能的实现方式，或者本发明第三方面的第三种可能的实现方式，或者本发明第三方面的第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，上述方法的执行主体为上述认知无线电系统中的次用户的基站，则上述方法还包括：

上述次用户的基站向上述次用户发送上述公共跳频序列，以便上述次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

本发明第四方面提供了一种公共跳频序列的生成装置，上述公共跳频序列应用于认知无线电系统的信道接入，上述认知无线电系统中包括主用户和次用户，其中，上述主用户为授权用户，上述次用户为非授权用户，上述主用户对授权频段具有优先使用权；上述公共跳频序列的生成装置包括：

第一确定单元，用于确定上述公共跳频序列的序列长度，上述公共跳频序列的序列长度大于或等于上述认知无线电系统的实际信道的数目，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段，上述认知无线电系统的实际信道的数目为至少一个；

第二确定单元，用于根据上述第一确定单元确定的上述公共跳频序列的序列长度，以及上述认知无线电系统的实际信道的数目，确定上述公共跳频序列的元素，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道；

存储单元，用于存储上述公共跳频序列，以便上述认知无线电系统的次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

基于本发明第四方面，在第一种可能的实现方式中，

上述第一确定单元具体用于：确定上述公共跳频序列的序列长度为上述认知无线电系统的实际信道的数目与上述认知无线电系统的虚拟信道的数目之和；其中，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为预设的固定数目，或者，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为上述认知无线电系统的实际信道的数目与预设的比例因子的乘积。

基于本发明第四方面，在第二种可能的实现方式中，

上述第一确定单元具体用于：根据上述认知无线电系统中次用户的业务速率要求，确定上述公共跳频序列的序列长度；

或者，上述第一确定单元具体用于：根据上述认知无线电系统中次用户的用户数目要求，确定上述公共跳频序列的序列长度。

基于本发明第四方面，或者本发明第四方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第四方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，

上述第二确定单元具体用于：确定上述公共跳频序列的元素与上述认知无线电系统的实际信道的对应关系；其中，上述元素用于指示上述认知无线电系统的实际信道的编号，或者，上述元素用于指示上述认知无线电系统的实际信道的实际频段。

基于本发明第四方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道还包括至少一个虚拟信道；上述第二确定单元还用于：确定上述公共跳频序列的元素与上述认知无线电系统的虚拟信道的对应关系。

基于本发明第四方面，或者本发明第四方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第四方面的第二种可能的实现方式，或者本发明第四方面的第三种可能的实现方式，或者本发明第四方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，上述公共跳频序列的生成装置具体为：上述认知无线电系统中的次用户。

基于本发明第四方面，或者本发明第四方面的第一种可能的实现方式，或者本发明第四方面的第二种可能的实现方式，或者本发明第四方面的第三种可能的实现方式，或者本发明第四方面的第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，上述公共跳频序列的生成装置具体为：上述认知无线电系统中的次用户的基站；

上述公共跳频序列的生成装置还包括：

发送单元，用于向上述次用户发送上述公共跳频序列，以便上述次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

由上可见，在本发明实施例中，在本发明实施例中不需要与其它次用户交互各个信道的状态信息和次用户的时延信息，避免了次用户之间的大量的信息交互开销。另外，通过获取公共跳频序列并根据公共跳频序列进行跳频，避免了次用户长时间待在同一信道上，同时通过全时隙感知，保证初始工作信道即没有主用户，也没有其它次用户活动，从而有效降低了次用户与主用户之间、次用户与次用户之间的碰撞概率，有效提高了次用户的时延性能。

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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种信道接入方法一个实施例流程示意图；

图2-a为本发明提供的一种信道接入方法另一个实施例流程示意图；

图2-b为本发明提供的跳频式信道接入流程在每个时隙中的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种公共跳频序列的生成方法一个实施例流程示意图；

图4为本发明实施例提供的使用本发明方案、使用随机信道接入方案和准静态信道分配方案的性能曲线对比示意图一；

图5为本发明实施例提供的使用本发明方案和使用随机信道接入方案的性能曲线对比示意图二；

图6为本发明提供的一种信道接入装置一个实施例结构示意图；

图7为本发明提供的一种信道接入装置另一个实施例结构示意图；

图8为本发明提供的一种信道接入装置再一个实施例结构示意图；

图9为本发明提供的一种公共跳频序列的生成装置一个实施例结构示意图；

图10为本发明提供的一种公共跳频序列的生成装置另一个实施例结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种信道接入方法、公共跳频序列的生成方法、信道接入装和公共跳频序列的生成装置。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先说明的是，本发明实施例中的信道接入方法应用于认知无线电系统，上述认知无线电系统中包括主用户和次用户，其中，上述主用户为授权用户，上述次用户为非授权用户，上述主用户对授权频段具有优先使用权。

下面以次用户作为描述主体，对本发明实施例提供的一种信道接入方法进行描述，请参阅图1，本发明实施例中的信道接入方法，包括：

101、获取用于信道接入的公共跳频序列；

其中，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道包括至少一个实际信道，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段。

在本发明实施例中，上述公共跳频序列的序列长度不小于上述认知无线电系统的实际信道的数目。在一种实现方式中，上述公共跳频序列的序列长度为上述认知无线电系统的实际信道的数目与上述认知无线电系统的虚拟信道的数目之和，其中，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目可以为预设的固定数目，或者，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目也可以为上述认知无线电系统的实际信道的数目与预设的比例因子的乘积。在另一种实现方式中，上述公共跳频序列的序列长度为满足上述次用户的业务速率要求的最大跳频周期，其中，上述最大跳频周期可根据上述认知无线电系统支持的最低业务时延或最大业务速率进行确定。

在本发明实施例中，上述公共跳频序列可以由次用户在初始化时生成并存储在次用户的本地数据库中，则在步骤101中，次用户可以获取预先存储的上述公共跳频序列，或者，上述公共跳频序列也可以由次用户的基站（如无线访问接入点（AP，Access Point））或其它网络设备生成和存储，则在步骤101中，次用户可以接收来自该次用户的AP或者其它网络设备的上述公共跳频序列，此处不作限定。

102、对上述公共跳频序列中的第一元素指示的信道进行全时隙感知；

其中，上述第一元素指示的信道为上述认知无线电系统的实际信道。需要说明的是，本发明实施例中的第一元素并不限定为上述公共跳频序列中的第一个元素，第一元素可以是上述公共跳频序列中的任意一个指示实际信道的元素，本发明实施例不对第一元素在上述公共跳频序列中所处的位置进行限定。

本发明实施例中的全时隙感知是指在当前时隙内的全部时间段都对信道进行频谱感知，以确定信道的状态。

当次用户确定上述第一元素指示的信道的状态为忙碌时，在下一个时隙重复对上述第一元素指示的信道进行全时隙感知（即在下一个时隙重新执行步骤102），当次用户确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲时，则执行步骤103。

103、按照时隙顺序以及上述公共跳频序列的元素顺序，从信道接入时隙和第二元素开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入；

其中，上述信道接入时隙为步骤102中确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲的时隙的下一个时隙，上述第二元素为上述公共跳频序列中的上述第一元素的下一位元素。

举例说明，假设步骤101中获取的用于信道接入的公共跳频序列为序列长度等于7的公共跳频序列s=(s₁,s₂,s₃,s₄,s₅,s₆,s₇)，s₁～s₇分别指示的7个信道均为实际信道，则在步骤101中，次用户首先选择公共跳频序列第一元素所对应信道进行全时隙感知，第一元素可以是s₁～s₇中的任意一个，这里假设第一元素为s₁，若全时隙感知到s₁指示的信道的状态为忙碌，则次用户在下一时隙重复对s₁指示的信道进行全时隙感知，直至全时隙感知到s₁指示的信道的状态为空闲，在全时隙感知到s₁指示的信道的状态为空闲时，假设此时的时隙为t_a，则该次用户将下一个时隙t_a+1作为信道接入时隙，将s₂作为上述第二元素，从时隙t_a+1和s₂指示的信道开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入，即在时隙t_a+1选择s₂指示的信道进行信道接入，在时隙t_a+2选择s₃指示的信道进行信道接入，以此类推，在时隙t_a+7回到s₁指示的信道进行信道接入，之后重新开始又一轮的跳频信道接入。

在一种应用场景中，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道还可能包括至少一个虚拟信道，则在这种应用场景中，在步骤103执行的过程中，若当前选择的信道为虚拟信道，则在当前时隙内不发送数据（即保持静默），若当前选择的信道为实际信道，则在当前时隙内，对当前选择的信道进行信道接入。举例说明，假设步骤101中获取的用于信道接入的公共跳频序列为序列长度等于7的公共跳频序列s=(s₁,s₂,s₃,s₄,s₅,s₆,s₇)，s₁，s₃，s₅和s₇指示的4个信道为实际信道，s₂，s₄和s₆指示的3个信道为虚拟信道，则在步骤101中，次用户首先选择公共跳频序列第一元素所对应信道进行全时隙感知，第一元素可以是s₁，s₃，s₅和s₇中的任意一个，这里假设第一元素为s₁，若全时隙感知到s₁指示的信道的状态为忙碌，则次用户在下一时隙重复对信道s₁进行全时隙感知，直至全时隙感知到s₁指示的信道的状态为空闲，在全时隙感知到s₁指示的信道的状态为空闲时，假设此时的时隙为t_a，则该次用户将下一个时隙t_a+1作为信道接入时隙，将s₂作为上述第二元素，从时隙t_a+1和s₂指示的信道开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入，即次用户在时隙t_a+1选择s₂指示的信道，由于s₂指示的信道为虚拟信道，次用户在时隙t_a+1内不发送数据（即保持静默），当进入时隙t_a+2时，次用户选择s₃指示的信道，由于s₃指示的信道为实际信道，次用户在时隙t_a+2内对s₃指示的信道进行信道接入，以此类推，在时隙t_a+7回到s₁指示的信道进行信道接入，在此过程中，对于s₂，s₄和s₆指示的3个信道，次用户每次在选择到这3个信道时，均不发送数据（即保持静默），只在选择到信道为s₁，s₃，s₅和s₇指示的4个信道中其中一个时，才对选择的信道进行信道接入。

为了避免次用户与主用户之间的碰撞，在一种实现方式中，步骤103中依次在下一个时隙内选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入的步骤，可以包括：在每个时隙内，对当前时隙选择的信道进行常规感知，在确定该信道的状态为空闲时，在该信道上发送数据。举例说明，在步骤103中，次用户在上述信道接入时隙内，对上述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，在确定上述第二元素指示的信道的状态为空闲，则在上述第二元素指示的信道上发送数据。需要说明的是，上述常规感知是指在当前时隙内的起始时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态，在实际应用中，上述常规感知中进行频谱感知的起始时间段的长度可以设定为保证因感知错误对主用户造成的碰撞概率小于规定门限的最短时长。进一步，若在对当前时隙选择的信道进行常规感知时，确定该信道的状态为忙碌，则在当前时隙内不发送数据，等待进入下一个时隙。举例说明，在步骤103中，次用户在上述信道接入时隙内，对上述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，在确定上述第二元素指示的信道的状态为忙碌，则在上述信道接入时隙的下一个时隙，选择第三元素指示的信道进行常规感知，其中，上述第三元素为上述公共跳频序列中的上述第二元素的下一位元素，若确定上述第三元素指示的信道的状态为空闲，则在上述第三元素指示的信道上发送数据，若确定上述第三元素指示的信道的状态为忙碌，则在上述信道接入时隙的下一个时隙内部发送数据，等待进入下一个时隙，依次类推。

在本发明实施例中，次用户在对一个信道进行信道接入的过程中，会向对端设备（如次用户的基站）发送数据，为了避免不同次用户在同一时隙选择同一信道进行信道接入，在一种实现方式中，步骤103中的依次在下一个时隙内选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入的步骤，可以包括：若在当前选择的信道上发送数据时发生数据碰撞，则，在等待一个退避时长后，再次对上述公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知，重新确定信道接入时隙（即返回步骤102）。其中，上述退避时长用于指示在发生数据碰撞后的一个或多个时隙内，不发送数据，上述退避时长可以由次用户生成，生成算法此处不作限定。

需要说明的是，本发明实施例中提及的次用户所对应的网络实体为用户设备（UE，User Equipment）。本发明实施例可以应用于各种认知无线电系统中，如认知正交频分多址接入（OFDMA，Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access）系统，此处不作限定。

由上可见，在本发明实施例中，在本发明实施例中不需要与其它次用户交互各个信道的状态信息和次用户的时延信息，避免了次用户之间的大量的信息交互开销。另外，通过获取公共跳频序列并根据公共跳频序列进行跳频，避免了次用户长时间待在同一信道上，同时通过全时隙感知，保证初始工作信道即没有主用户，也没有其它次用户活动，从而有效降低了次用户与主用户之间、次用户与次用户之间的碰撞概率，有效提高了次用户的时延性能。

下面以一应用场景，对本发明实施例中的信道接入方法进行描述，请参阅图2-a，本发明实施例中的信道接入方法，包括：

201、获取用于信道接入的公共跳频序列；

步骤201的具体实现方式可以参照图1中步骤101的描述，此处不再赘述。

202、对上述公共跳频序列中的第一元素指示的信道进行全时隙感知；

其中，上述第一元素指示的信道为上述认知无线电系统的实际信道。需要说明的是，本发明实施例中的第一元素并不限定为上述公共跳频序列中的第一个元素，第一元素可以是上述公共跳频序列中的任意一个指示实际信道的元素，本发明实施例不对第一元素在上述公共跳频序列中所处的位置进行限定。

本发明实施例中的全时隙感知是指在当前时隙内的全部时间段都对信道进行频谱感知，以确定信道的状态。

当次用户确定上述第一元素指示的信道的状态为忙碌时，在下一个时隙重复对上述第一位元素指示的信道进行全时隙感知（即在下一个时隙重新执行步骤202），当次用户确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲时，则执行步骤203。

203、按照时隙顺序以及上述公共跳频序列的元素顺序，从下一个时隙开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行常规感知，直至常规感知到空闲的信道为止；

其中，上述常规感知是指在当前时隙内的起始时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态，在实际应用中，上述常规感知中进行频谱感知的起始时间段的长度可以设定为保证因感知错误对主用户造成的碰撞概率小于规定门限的最短时长。

当次用户常规感知到空闲的信道时，次用户停止“依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行常规感知”的动作，转而执行步骤204。

204、在上述空闲的信道上发送数据；

次用户向对端设备（如次用户的基站）发送数据，当在上述空闲的信道上发送数据的过程中出现数据冲突，则执行步骤205；当在上述空闲的信道上发送数据的过程中没有出现数据冲突，则执行步骤206。

205、等待一个退避时长后返回步骤202。

其中，上述退避时长用于指示在发生数据碰撞后的一个或多个时隙内，不发送数据，上述退避时长可以由次用户生成，生成算法此处不作限定。

206、执行跳频式信道接入流程；

其中，跳频式信道接入流程包括：在进入跳频式信道接入流程之后的每个时隙，按照时隙顺序以及上述公共跳频序列的元素顺序，从下一个时隙开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道；若选择的信道是虚拟信道，则保持静默；若选择的信道是实际信道，则进行常规感知，在感知到该信道的信道状态为空闲时发送数据。

具体地，跳频式信道接入流程在每个时隙中的流程图可以参照图2-b所示，包括：

2061、时隙开始。

2062、根据步骤201获取的公共跳频序列，选择上一个时隙所选信道对应的元素的下一位元素所指示的信道；

2063、判断当前选择的信道是否为虚拟信道；

如果当前选择的信道是虚拟信道，则执行步骤2064，如果当前选择的信道不为虚拟信道（即为实际信道），则执行步骤2065。

2064、保持静默，即不发送数据。

2065、对当前选择的信道进行常规感知；

如果常规感知到该信道的信道状态为忙碌时，执行步骤2064；

如果常规感知到该信道的信道状态为空闲时，执行步骤2066。

2066、在当前选择的信道上发送数据。

2067、时隙结束。

需要说明的是，本发明实施例中提及的次用户所对应的网络实体为用户设备（UE，User Equipment）。本发明实施例可以应用于各种认知无线电系统中，如OFDMA系统，此处不作限定。

由上可见，在本发明实施例中，在本发明实施例中不需要与其它次用户交互各个信道的状态信息和次用户的时延信息，避免了次用户之间的大量的信息交互开销。另外，通过获取公共跳频序列并根据公共跳频序列进行跳频，避免了次用户长时间待在同一信道上，同时通过全时隙感知，保证初始工作信道即没有主用户，也没有其它次用户活动，从而有效降低了次用户与主用户之间、次用户与次用户之间的碰撞概率，有效提高了次用户的时延性能。

本发明实施例提供一种公共跳频序列的生成方法，如图3所示，本发明实施例中的公共跳频序列的生成方法，包括：

301、确定公共跳频序列的序列长度；

其中，上述公共跳频序列的序列长度大于或等于上述认知无线电系统的实际信道的数目，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段，上述认知无线电系统的实际信道的数目为至少一个。

在一种实现方式中，将上述公共跳频序列的序列长度确定为上述认知无线电系统的实际信道的数目与上述认知无线电系统的虚拟信道的数目之和；其中，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为预设的固定数目；或者，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为上述认知无线电系统的实际信道的数目与预设的比例因子的乘积。

在另一种实现方式中，根据上述认知无线电系统中次用户的业务速率要求，确定上述公共跳频序列的序列长度。举例说明，假设认知无线电系统中有M个实际信道，第m个实际信道的容量为C_m，第m个实际信道的平均占空比为ρ_m，第m个实际信道被主用户连续占用的平均时隙数为B_m，θ为上述认知无线电系统的业务时延要求，θ可以等效为b表示次用户缓冲区大小，ε表示次用户允许的缓冲区最大溢出概率。则：

首先，根据公式 $\mathrm{\α}(M,(C_m,B_m,{\mathrm{\ρ}}_m),\mathrm{\θ},T)=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{m=1}^M\log R\left({\mathrm{\φ}}_m\left(\mathrm{\θ}\right)P_m^{\′}\right)}{-\mathrm{\θT}},$ 计算跳频周期为T时上述认知无线电系统能够支持的业务速率α(M,(C_m,B_m,ρ_m),θ,T)。

其中，R(φ_m(θ)P'_m)表示矩阵φ_m(θ)P'_m的谱半径，φ_m(θ)是以为对角元素的对角矩阵， $P_m^{\′}=\left[\begin{array}{cc}{P}_{m,11}^{\′}& P_{m,10}^{\′}\\ P_{m,01}^{\′}& P_{m,00}^{\′}\end{array}\right];$

其中，P_m'_,11=1-P_m'_,10， $P_{m,10}^{\′}=\frac{P_{m,10}}{P_{m,10}+P_{m,01}}(1-{(1-P_{m,01}-P_{m,10})}^T),$ P_m'_,00=1-P_m'_,01， $P_{m,01}^{\′}=\frac{P_{m,01}}{P_{m,10}+P_{m,01}}(1-{(1-P_{m,01}-P_{m,10})}^T),$ $P_{m,10}=\frac{1}{B_m},$ $P_{m,01}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_m}{1-{\mathrm{\ρ}}_m}\·\frac{1}{B_m}.$ 在物理意义上，P_m,10和P_m,01分别表示信道状态由忙碌转为空闲的概率和由空闲转为忙碌的概率。

然后，根据公式L=max{T|λ≤α(M,(C_m,B_m,ρ_m),θ,T)}，计算上述公共跳频序列的序列长度，其中，λ表示上述认知无线电系统中的业务速率要求。

需要说明的是，本发明实施例的公共跳频序列的生成方法可以应用于次用户（即由次用户生成公共跳频序列），也可以应用于次用户的基站（即由次用户的基站生成公共跳频序列），如果由次用户生成公共跳频序列，则在根据上述认知无线电系统中次用户的业务速率要求，确定上述公共跳频序列的序列长度时所使用到的主用户系统参数（即认知无线电系统的实际信道数、实际信道的容量、实际信道的平均占空比以及实际信道被主用户连续占用的平均时隙数）可以从次用户的基站或者主用户的基站请求获得，以保证所有次用户得到的主用户系统参数一致，而与某一类业务相关的参数b和ε，对次用户来说都相同并且已知；如果由次用户的基站生成公共跳频序列，因为是统计特性，上述主用户系统参数可以直接根据其历史信息统计得到，或者，也可以从主用户基站请求获得；而某一类业务相关的参数b和ε，对次用户基站来说也是已知的。

需要说明的是，上述根据上述认知无线电系统中次用户的业务速率要求，确定上述公共跳频序列的序列长度的具体方案主要针对同一种业务，对于同一种业务，业务时延要求和业务速率要求是相同的。对于不同的业务，业务时延要求和业务速率要求可能不同，则在使用上述公式计算上述公共跳频序列的序列长度时，可以取业务时延要求最高的业务的参数（即θ和λ应分别取业务时延要求最高的业务的时延和速率要求），或者取业务速率要求最高的业务的参数（即θ和λ应分别取业务速率要求最高的业务的时延和速率要求）。

在另一种实现方式中，根据上述认知无线电系统中次用户的用户数目要求，确定上述公共跳频序列的序列长度。例如，若已预先确定上述认知无线电系统中次用户的用户数目，可将上述公共跳频的序列长度设置为大于或等于该预先确定的次用户的用户数目。对于预先确定的次用户的业务时延要求，公共跳频序列的序列长度越小，能够支持的各次用户的业务速率越高，但是能够同时接入系统的次用户的数目也就越少；反过来，公共跳频序列的序列长度越大，能够支持的各次用户业务速率越低，但是能够同时接入系统的次用户越多。因此，在具体实现过程中，可以根据次用户的业务速率要求或用户数目要求，共同确定最优的公共跳频序列长度。

302、根据上述公共跳频序列的序列长度，以及上述认知无线电系统的实际信道的数目，确定上述公共跳频序列的元素；

其中，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道。

在步骤301确定公共跳频序列的序列长度以后，确定上述公共跳频序列的元素与上述认知无线电系统的实际信道的对应关系，其中，上述元素可以用于指示上述认知无线电系统的实际信道的编号，或者，上述元素也用于指示上述认知无线电系统的实际信道的实际频段，当然，上述元素也可以用于指示上述认知无线电系统的实际信道的其它标识，只需保证每个元素能够唯一指示一个信道即可，此处不作限定。

在一种应用场景中，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道还可能包括一个或者多个虚拟信道，则进一步，确定上述公共跳频序列的元素与上述认知无线电系统的虚拟信道的对应关系，其中，在上述公共跳频序列中，用于指示上述认知无线电系统的虚拟信道的元素可以是约定用来指示信道为虚拟信道的数值、字符或其它标识等，此处不作限定。

下面以一具体应用场景为例对本发明实施例中的公共跳频序列的生成方法进行说明，假设步骤301确定的公共跳频序列的序列长度为L，上述认知无线电系统的实际信道数为M，假设L>M，则设置L-M个虚拟信道。首先确定公共跳频序列的元素与实际信道的对应关系，即，将M个实际信道的编号放到L位公共跳频序列的M个位置，之后确定上述公共跳频序列的元素与虚拟信道的对应关系，将指示虚拟洗到的元素插入到L位公共跳频序列的其它位置。例如，可以直接把M个实际信道的编号顺序地放到L位公共跳频序列的某M个位置。例如前M个位置，有3个实际信道，编号为{1，2，3}，虚拟信道对应的元素为数值0，若L=5，则生成的公共跳频序列为s={1，2，3,0,0}；若L=6，则s={1，2，3,0,0,0}。

下面以另一具体应用场景为例对本发明实施例中的公共跳频序列的生成方法进行说明，假设步骤301确定的公共跳频序列的序列长度为L，上述认知无线电系统的实际信道数为M，假设L>M，则设置N个虚拟信道，其中，N=L-M。首先按照信道中心频率由低到高，对认知无线电系统中的实际信道进行顺序编号，之后再顺序对N个虚拟信道进行编号。举例说明，次用户按照信道中心频率，将M个实际信道编号为{1，2，...，M}，再将N个虚拟信道编号为{M+1，M+2，...，L}。

次用户生成长度为L的公共跳频序列s=(s₁，s₂，...，s_T)，如果M大于N，则根据公式生成长度为L的公共跳频序列；如果M不大于N，则根据公式生成长度为L的公共跳频序列；其中，在上两式中，s_i表示公共跳频序列的第i个元素。

通过上述实现方式，公共跳频序列保证公共跳频序列的第一个元素指示的信道为实际信道s₁，并实现实际信道和虚拟信道混合编排、相互交叉，避免次用户连续地被分配到虚拟信道，从而减少次用户包的等待时间。

例如，有3个实际信道，编号为{1,2,3}；若有2个虚拟信道，则编号为{4,5}，根据式得到s={1,4,2,5,3}；若有3个虚拟信道，则编号为{4,5,6}，根据得到s={1,4,2,5,3,6}；若有4个虚拟信道，则编号为{4,5,6,7}，根据得到s={1,5,2,6,3,7,4}。

需要说明的是，在上述实现方式中，信道是按照其中心频率从低到高编号的，公共跳频序列是按照实际信道和虚拟信道均匀交叉排列设计的，在本发明实施例的其它实现方式中，也可以采用其他信道编号规则和/或采用其它实际信道和虚拟信道交叉排列方式，此处不作限定。或者，本发明实施例中也可以把M个实际信道的编号随机地放到L位公共跳频序列的M个位置，此处不作限定。

303、存储上述公共跳频序列，以便上述认知无线电系统的次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

需要说明的是，本发明实施例中的公共跳频序列的生成方法的执行主体可以是上述认知无线电系统中的次用户，或者也可以是次用户的基站，此处不作限定。当由次用户的基站生成公共跳频序列时，次用户的基站还需要将向次用户发送生成的公共跳频序列，以便次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

本发明实施例还提供了在相同参数环境下，使用本发明方案与使用其他现有方案的性能曲线对比示意图。

首先如图4所示，图4给出了分别使用随机信道接入方案、准静态信道分配方案和本发明方案时，最大有效容量与主用户平均连续占用信道的时长B的关系，其中，最大有效容量是指认知无线电系统能够支持的最大的次用户业务速率。其中，图4中的上述方案使用如下相同的参数：实际信道数M=11，信道平均占空比ρ=0.4，信道容量C=1（归一化），次用户缓冲区大小b=10。跳频周期T=M=11。

从图4可以看出：1、随着主用户平均连续占用信道的时长B的增加，上述三种信道接入/分配方案下的最大有效容量都减少。这是因为B大则次用户排队时延增加，时延相关性能下降。2、允许的缓冲区溢出概率ε越小，上述三种信道接入/分配方案下的最大有效容量越小。这是因为ε越小，QoS要求越高，认知无线电系统能够支持的次用户业务速率越低。3、相同ε条件下，随着主用户平均连续占用信道的时长B的增加，准静态信道分配方案下的最大有效容量减少最快，本发明方案次之，随机信道接入方案下的最大有效容量减少最慢。这是因为次用户使用的信道的状态的时间相关性在准静态信道分配方案下最强，本发明方案下次之，随机信道接入方案下最弱。4、在主用户平均连续占用信道的时长B较短时，准静态信道分配方案的最大有效容量高于随机信道接入方案的最大有效容量，但是随着B的增大，前者逐渐低于后者。这说明准静态信道分配方案不适用于主用户平均连续占用信道时间长的场合。5、同等条件下，本发明方案的最大有效容量均大于随机信道接入方案和准静态信道分配方案下的最大有效容量；主用户平均连续占用信道的时长B越大，则本发明方案下的最大有效容量比另两种方案提高得越明显。这是因为，本发明方案既避免了长时间待在同一信道上等待主用户离去，又避免了次用户之间碰撞造成的丢包重传。

图5给出了在随机信道接入方案和本发明方案下系统平均每个实际信道能够支持的次用户数与实际信道数的关系。这里没有选择准静态信道分配方案做比较，是因为准静态信道分配方案下，系统平均每个实际信道能够支持的次用户数最大为1，且与实际信道数不相关。主用户平均连续占用信道的时长B=10，次用户包的到达率为λ=0.15个包/时隙，实际信道数M=3,11,19。

从图5可以看出：1、允许的缓冲区溢出概率ε越大，即次用户QoS要求越低，认知无线电系统平均每个实际信道能够支持的用户数越大，即认知无线电系统能够支持的次用户数越大。这与图4的结果是一致的。2、在相同的QoS要求下，本发明方案下平均每个实际信道能够支持的次用户数大于随机信道接入方案下的数目。3、给定QoS要求，本发明方案下平均每个实际信道能够支持的次用户数随着实际信道数的增加而增大。这表明，本发明方案的频谱效率随着实际信道数的增加而增大。这是因为各信道上主用户的行为是相互独立的，从而各信道的状态是相互独立的，本发明方案很好的利用了多个信道之间状态相互独立这一特性。

下面对本发明实施例提供的一种信道接入装置进行描述，本发明实施例中的信道接入装置应用于认知无线电系统，上述认知无线电系统中包括主用户和次用户，其中，上述主用户为授权用户，上述次用户为非授权用户，上述主用户对授权频段具有优先使用权。如图6所示，本发明实施例中的信道接入装置600，包括：

获取单元601，用于获取用于信道接入的公共跳频序列；

其中，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道包括至少一个实际信道，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段。

在本发明实施例中，上述公共跳频序列的序列长度不小于上述认知无线电系统的实际信道的数目。在一种实现方式中，上述公共跳频序列的序列长度为上述认知无线电系统的实际信道的数目与上述认知无线电系统的虚拟信道的数目之和，其中，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目可以为预设的固定数目，或者，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目也可以为上述认知无线电系统的实际信道的数目与预设的比例因子的乘积。在另一种实现方式中，上述公共跳频序列的序列长度为满足上述次用户的业务速率要求的最大跳频周期，其中，上述最大跳频周期可根据上述认知无线电系统支持的最低业务时延或最大业务速率进行确定。

在本发明实施例中，上述公共跳频序列可以由次用户在初始化时生成并存储在次用户的本地数据库中，则获取单元601可以获取预先存储的上述公共跳频序列，或者，上述公共跳频序列也可以由次用户的基站（如AP）或其它网络设备生成和存储，则获取单元601可以接收来自该次用户的AP或者其它网络设备的上述公共跳频序列，此处不作限定。

全时隙感知单元602，用于对获取单元601获取的公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知，其中，上述第一元素指示的信道为上述认知无线电系统的实际信道，上述全时隙感知为在当前时隙内的全部时间段都对信道进行频谱感知，以确定信道的状态。

跳频接入单元603，用于当通过全时隙感知单元602确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲时，按照时隙顺序以及上述公共跳频序列的元素顺序，从信道接入时隙和第二元素开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入；其中，上述信道接入时隙为上述确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲的时隙的下一个时隙，上述第二元素为上述公共跳频序列中的上述第一元素的下一位元素。

在一种应用场景中，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道还可能包括至少一个虚拟信道，则在这种应用场景中，在跳频接入单元603执行过程中，若跳频接入单元603当前选择的信道为虚拟信道，则跳频接入单元603在当前时隙内不发送数据（即保持静默），若跳频接入单元603当前选择的信道为实际信道，则在当前时隙内，跳频接入单元603对当前选择的信道进行信道接入。

为了避免次用户与主用户之间的碰撞，在一种实现方式中，在图6所示实施例的基础上，如图7所示的信道接入装置700，跳频接入单元703包括：常规感知单元6031，用于在上述信道接入时隙内，对上述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，其中，上述常规感知为在当前时隙内的起始时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态；数据发送单元6032，用于当通过常规感知单元6031确定上述第二元素指示的信道的状态为空闲时，在上述第二元素指示的信道上发送数据。进一步，数据发送单元6032在通过常规感知单元6031确定上述第二元素指示的信道的状态为忙碌时，在上述第二元素指示的信道上不发送数据；常规感知单元6031还用于：在确定上述第二元素指示的信道的状态为忙碌时，在上述信道接入时隙的下一个时隙，选择第三元素指示的信道进行常规感知，其中，上述第三元素为上述公共跳频序列中的上述第二元素的下一位元素；数据发送单元6032还用于当通过常规感知单元6031确定上述第三元素指示的信道的状态为空闲时，在上述第三元素指示的信道上发送数据。需要说明的是，上述常规感知单元6031和数据发送单元6032的功能性描述仅以第二元素和第三元素为例，在实际应用中，当跳频接入单元603在依次在下一个时隙内选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入的过程中，常规感知单元6031可以用于：在每个时隙内，对当前时隙选择的信道进行常规感知，数据发送单元6032可以用于在通过常规感知单元6031确定信道的状态为空闲时，在该信道上发送数据，在通过常规感知单元6031确定信道的状态为空闲时，则不在当前时隙内发送数据，等待进入下一个时隙。

在本发明实施例中，跳频接入单元在对一个信道进行信道接入的过程中，会向对端设备（如次用户的基站）发送数据，当跳频接入单元在进行信道接入时发生数据碰撞，则在等待一个退避时长后，重新触发本发明实施例中的全时隙感知单元和跳频接入单元，其中，上述退避时长用于指示上述跳频接入单元在发生数据碰撞后的一个或多个时隙内，不发送数据。

需要说明的是，本发明实施例中的信道接入装置600和信道接入装置700可以是集成在次用户上的功能模块，本发明实施例中提及的次用户所对应的网络实体为UE。具体地，信道接入装置600和信道接入装置700可以如上述方法实施例中的次用户，可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其具体实现过程可参照上述方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。

由上可见，在本发明实施例中，在本发明实施例中不需要与其它次用户交互各个信道的状态信息和次用户的时延信息，避免了次用户之间的大量的信息交互开销。另外，通过获取公共跳频序列并根据公共跳频序列进行跳频，避免了次用户长时间待在同一信道上，同时通过全时隙感知，保证初始工作信道即没有主用户，也没有其它次用户活动，从而有效降低了次用户与主用户之间、次用户与次用户之间的碰撞概率，有效提高了次用户的时延性能。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储有程序，该程序执行包括上述方法实施例中记载的信道接入方法的部分或全部布置。

如图8所示，本发明实施例中的信道接入装置800，包括：

输入装置801、输出装置802、存储器803以及处理器804（信道接入装置800的处理器804的数量可以是一个或者多个，图8以一个处理器为例）。在本发明的一些实施例中，输入装置801、输出装置802、存储器803以及处理器804可以通过总线或其它方式连接，如图8所示以通过总线连接为例。

其中，处理器804执行如下步骤：

获取用于信道接入的公共跳频序列，其中，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道包括至少一个实际信道，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段；

对上述公共跳频序列中的第一元素指示的信道进行全时隙感知，其中，上述第一元素指示的信道为上述认知无线电系统的实际信道。需要说明的是，本发明实施例中的第一元素并不限定为上述公共跳频序列中的第一个元素，第一元素可以是上述公共跳频序列中的任意一个指示实际信道的元素，本发明实施例不对第一元素在上述公共跳频序列中所处的位置进行限定；

按照时隙顺序以及上述公共跳频序列的元素顺序，从信道接入时隙和第二元素开始，依次在下一个时隙内，选择上述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入，其中，上述信道接入时隙为确定上述第一元素指示的信道的状态为空闲的时隙的下一个时隙，上述第二元素为上述公共跳频序列中的上述第一元素的下一位元素。

需要说明的是，本发明实施例中的信道接入装置800可以是集成在次用户上的功能模块，本发明实施例中提及的次用户所对应的网络实体为UE。具体地，信道接入装置800可以如上述方法实施例中的次用户，可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其具体实现过程可参照上述方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。

由上可见，在本发明实施例中，在本发明实施例中不需要与其它次用户交互各个信道的状态信息和次用户的时延信息，避免了次用户之间的大量的信息交互开销。另外，通过获取公共跳频序列并根据公共跳频序列进行跳频，避免了次用户长时间待在同一信道上，同时通过全时隙感知，保证初始工作信道即没有主用户，也没有其它次用户活动，从而有效降低了次用户与主用户之间、次用户与次用户之间的碰撞概率，有效提高了次用户的时延性能。

下面对本发明实施例提供的一种公共跳频序列的生成装置进行描述，上述公共跳频序列应用于认知无线电系统，上述认知无线电系统中包括主用户和次用户，其中，上述主用户为授权用户，上述次用户为非授权用户，上述主用户对授权频段具有优先使用权。如图9所示，本发明实施例中的公共跳频序列的生成装置900，包括：

第一确定单元901，用于确定上述公共跳频序列的序列长度，上述公共跳频序列的序列长度大于或等于上述认知无线电系统的实际信道的数目，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段，上述认知无线电系统的实际信道的数目为至少一个；

在一种实现方式中，第一确定单元901可以将上述公共跳频序列的序列长度确定为上述认知无线电系统的实际信道的数目与上述认知无线电系统的虚拟信道的数目之和；其中，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为预设的固定数目；或者，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为上述认知无线电系统的实际信道的数目与预设的比例因子的乘积。

或者，在另一种实现方式中，第一确定单元901可以根据上述认知无线电系统中次用户的业务速率要求或者根据上述认知无线电系统中次用户的用户数目要求，确定上述公共跳频序列的序列长度。

第二确定单元902，用于根据第一确定单元901确定的上述公共跳频序列的序列长度，以及上述认知无线电系统的实际信道的数目，确定上述公共跳频序列的元素，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道；

在第一确定单元901确定公共跳频序列的序列长度以后，第二确定单元902确定上述公共跳频序列的元素与上述认知无线电系统的实际信道的对应关系，其中，上述元素可以用于指示上述认知无线电系统的实际信道的编号，或者，上述元素也用于指示上述认知无线电系统的实际信道的实际频段，当然，上述元素也可以用于指示上述认知无线电系统的实际信道的其它标识，只需保证每个元素能够唯一指示一个信道即可，此处不作限定。

在一种应用场景中，上述公共跳频序列的元素指示的上述认知无线电系统的信道还可能包括一个或者多个虚拟信道，则进一步，第二确定单元902还用于确定上述公共跳频序列的元素与上述认知无线电系统的虚拟信道的对应关系，其中，在上述公共跳频序列中，用于指示上述认知无线电系统的虚拟信道的元素可以是约定用来指示信道为虚拟信道的数值、字符或其它标识等，此处不作限定。

存储单元903，用于存储上述公共跳频序列，以便上述认知无线电系统的次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

需要说明的是，本发明实施例中的公共跳频序列的生成装置900的网络实体可以是上述认知无线电系统中的次用户，或者也可以是次用户的基站，此处不作限定。当由次用户的基站生成公共跳频序列时，次用户的基站还需要将向次用户发送生成的公共跳频序列，则本发明实施例中的信道接入装置还包括用于向次用户发送上述公共跳频序列的发送单元，以便次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

需要说明的是，本发明实施例中的公共跳频序列的生成装置900可以用于实现上述公共跳频序列的生成方法实施例中的全部技术方案，其具体实现过程可参照上述公共跳频序列的生成方法的实施例中的相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储有程序，该程序执行包括上述方法实施例中记载的公共跳频序列的生成方法的部分或全部布置。

如图8所示，本发明实施例中的信道接入装置1000，包括：

输入装置1001、输出装置1002、存储器1003以及处理器1004（信道接入装置800的处理器804的数量可以是一个或者多个，图10以一个处理器为例）。在本发明的一些实施例中，输入装置1001、输出装置1002、存储器1003以及处理器804可以通过总线或其它方式连接，如图10所示以通过总线连接为例。

其中，处理器1004执行如下步骤：

确定公共跳频序列的序列长度；

其中，上述公共跳频序列的序列长度大于或等于上述认知无线电系统的实际信道的数目，上述实际信道为上述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段，上述认知无线电系统的实际信道的数目为至少一个。

在一种实现方式中，将上述公共跳频序列的序列长度确定为上述认知无线电系统的实际信道的数目与上述认知无线电系统的虚拟信道的数目之和；其中，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为预设的固定数目；或者，上述认知无线电系统的虚拟信道的数目为上述认知无线电系统的实际信道的数目与预设的比例因子的乘积。

在另一种实现方式中，根据上述认知无线电系统中次用户的业务速率要求或者根据上述认知无线电系统中次用户的用户数目要求，确定上述公共跳频序列的序列长度。

根据上述公共跳频序列的序列长度，以及上述认知无线电系统的实际信道的数目，确定上述公共跳频序列的元素，其中，上述公共跳频序列的元素用于指示上述认知无线电系统的信道。

存储上述公共跳频序列，以便上述认知无线电系统的次用户根据上述公共跳频序列进行信道接入。

需要说明的是，本发明实施例中的公共跳频序列的生成装置1000可以用于实现上述公共跳频序列的生成方法的实施例中的全部技术方案，其具体实现过程可参照上述公共跳频序列的生成方法的实施例中的相关描述，此处不再赘述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例中的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质例如可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种信道接入方法、公共跳频序列的生成方法、信道接入装和公共跳频序列的生成装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施例方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种信道接入方法，其特征在于，所述信道接入方法应用于认知无线电系统，所述方法包括：

获取用于信道接入的公共跳频序列，所述公共跳频序列的元素用于指示所述认知无线电系统的信道，所述认知无线电系统的信道包括至少一个实际信道，所述实际信道为所述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段；

对所述公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知，其中，所述第一元素指示的信道为所述认知无线电系统的实际信道，所述全时隙感知为在当前时隙内的全部时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态；

若确定所述第一元素指示的信道的状态为空闲，则：按照时隙顺序以及所述公共跳频序列的元素顺序，从信道接入时隙和第二元素开始，依次在下一个时隙内，选择所述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入；其中，所述信道接入时隙为所述确定所述第一元素指示的信道的状态为空闲的时隙的下一个时隙，所述第二元素为所述公共跳频序列中的所述第一元素的下一位元素。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次在下一个时隙内选择所述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入，包括：

在所述信道接入时隙内，对所述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，所述常规感知为在当前时隙内的起始时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态;

若确定所述第二元素指示的信道的状态为空闲，则在所述第二元素指示的信道上发送数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在对所述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，之后还包括：

若确定所述第二元素指示的信道的状态为忙碌，则在所述信道接入时隙内不发送数据；

在所述信道接入时隙的下一个时隙，选择第三元素指示的信道进行常规感知，其中，所述第三元素为所述公共跳频序列中的所述第二元素的下一位元素；

若确定所述第三元素指示的信道的状态为空闲，则在所述第三元素指示的信道上发送数据。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，若所述依次在下一个时隙内选择所述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入时，发生数据碰撞，则所述方法还包括：

在等待一个退避时长后，再次执行所述公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知的步骤以及其后续步骤，其中，所述退避时长用于指示在发生数据碰撞后的一个或多个时隙内，不发送数据。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述公共跳频序列的元素指示的所述认知无线电系统的信道还包括至少一个虚拟信道；则所述依次在下一个时隙内选择所述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入，包括：

若当前选择的信道为虚拟信道，则在当前时隙内不发送数据；

若当前选择的信道为实际信道，则在当前时隙内，对所述当前选择的信道进行信道接入。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述获取用于信道接入的公共跳频序列，包括：

获取预先存储的所述公共跳频序列；或者，接收网络设备发送的所述公共跳频序列。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述方法的执行主体为所述认知无线电系统中的次用户，则所述网络设备具体为所述认知无线电系统中次用户的基站。

8.一种信道接入装置，其特征在于，所述信道接入装置应用于认知无线电系统，包括：

获取单元，用于获取用于信道接入的公共跳频序列，所述公共跳频序列的元素用于指示所述认知无线电系统的信道，所述公共跳频序列的元素指示的所述认知无线电系统的信道包括至少一个实际信道，所述实际信道为所述认知无线电系统中授权频段的全部频段或部分频段；

全时隙感知单元，用于对所述获取单元获取的公共跳频序列的第一元素指示的信道进行全时隙感知，其中，所述第一元素指示的信道为所述认知无线电系统的实际信道，所述全时隙感知为在当前时隙内的全部时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态；

跳频接入单元，用于当通过所述全时隙感知单元确定所述第一元素指示的信道的状态为空闲时，按照时隙顺序以及所述公共跳频序列的元素顺序，从信道接入时隙和第二元素开始，依次在下一个时隙内，选择所述公共跳频序列的下一位元素指示的信道进行信道接入；其中，所述信道接入时隙为所述确定所述第一元素指示的信道的状态为空闲的时隙的下一个时隙，所述第二元素为所述公共跳频序列中的所述第一元素的下一位元素。

9.根据权利要求8所述的信道接入装置，其特征在于，

所述跳频接入单元，包括：

常规感知单元，用于在所述信道接入时隙内，对所述公共跳频序列的第二元素指示的信道进行常规感知，所述常规感知为在当前时隙内的起始时间段对信道进行频谱感知，以确定信道的状态；

数据发送单元，用于当通过所述常规感知单元确定所述第二元素指示的信道的状态为空闲时，在所述第二元素指示的信道上发送数据。

10.根据权利要求9所述信道接入装置，其特征在于，

所述数据发送单元在所述常规感知单元确定所述第二元素指示的信道的状态为忙碌时，在所述第二元素指示的信道上不发送数据。

所述常规感知单元还用于：在确定所述第二元素指示的信道的状态为忙碌时，在所述信道接入时隙的下一个时隙，选择第三元素指示的信道进行常规感知，其中，所述第三元素为所述公共跳频序列中的所述第二元素的下一位元素；

所述数据发送单元，还用于当通过所述常规感知单元确定所述第三元素指示的信道的状态为空闲时，在所述第三元素指示的信道上发送数据。

11.根据权利要求8至10任一项所述的信道接入装置，其特征在于，

当所述跳频接入单元在进行信道接入时发生数据碰撞，则在等待一个退避时长后，重新触发所述全时隙感知单元和所述跳频接入单元，其中，所述退避时长用于指示所述跳频接入单元在发生数据碰撞后的一个或多个时隙内，不发送数据。

12.根据权利要求8至11任一项所述的信道接入装置，其特征在于，所述公共跳频序列的元素指示的所述认知无线电系统的信道还包括至少一个虚拟信道；

所述跳频接入单元还用于：若当前选择的信道为虚拟信道，则在当前时隙内不发送数据；若当前选择的信道为实际信道，则在当前时隙内，对所述当前选择的信道进行信道接入。

13.根据权利要求8至12所述的信道接入装置，其特征在于，

所述获取单元具体用于：获取预先存储的所述公共跳频序列；

或者，

所述获取单元具体用于：接收网络设备发送的所述公共跳频序列。