CN107306401B - 一种基于频谱共享的冲突解决方法及感知系统 - Google Patents

一种基于频谱共享的冲突解决方法及感知系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于频谱共享的冲突解决方法及感知系统，所述方法包括：感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听，若监听到共享频段上存在其他感知系统的信号，则暂停本感知系统在共享频段上的数据传输，并随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，以及在获取的冲突解决感知窗口的时间长度内继续对共享频段进行监听，若在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，未能监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，则放弃本感知系统对所述共享频段的使用权。本发明提供的冲突解决方法不但能够避免多个系统在同一共享频段上锁死，而且还能保证多个系统在竞争频段使用权上的公平性。

Description

一种基于频谱共享的冲突解决方法及感知系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于频谱共享的冲突解决方法及感知系统。
背景技术
随着无线通信技术的飞速发展，频谱资源变得越来越紧张。尤其是随着无线局域网(WLAN)技术、无线个人域网络(WPAN)技术的发展，越来越多的人通过这些技术以无线的方式接入互联网。这些网络技术大多使用非授权的频段工作。由于WLAN、WRAN无线通信业务的迅猛发展，这些网络所工作的非授权频段已经渐趋饱和。而另外一些通信业务(如电视广播业务等)需要通信网络提供一定的保护，使他们免受其他通信业务的干扰。为了提供良好的保护，频率管理部门专门分配了特定的授权频段以供特定通信业务使用。与授权频段相比，非授权频段的频谱资源要少很多(大部分的频谱资源均被用来做授权频段使用)。而相当数量的授权频谱资源的利用率却非常低。于是就出现了这样的事实：某些部分的频谱资源相对较少但其上承载的业务量很大，而另外一些已授权的频谱资源利用率却很低。因此，可以得出这样的结论：基于目前的频谱资源分配方法，有相当一部分频谱资源的利用率是很低的。
认知无线电技术是为解决无线数据业务增长而导致的频谱资源紧张的无线通信新技术。通过频谱感知获取授权频谱状态，如果处于空闲状态，则认知系统可以重新利用该频段，从而提高频谱使用效率，满足宽带业务传输需求。
然而在系统间频谱感知为分布式，缺乏系统间交互和信息同步的情况下，有可能出现多个系统同时感知到某共享频段可用，并同时获得对该共享频段的使用分配的问题，这显然造成了共享频段的使用冲突，影响了共享频谱的正常使用，比如多个系统可能会在同一共享频段上锁死，从而使得各系统均无法使用该共享资源。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于频谱共享的冲突解决方法及感知系统，不但能够避免多个系统在同一共享频段上锁死，而且还能保证多个系统在竞争频段使用权上的公平性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种基于频谱共享的冲突解决方法，包括：
感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听，若监听到所述共享频段上存在其他感知系统的信号，则暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输，并随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，以及在获取的冲突解决感知窗口的时间长度内继续对所述共享频段进行监听，若在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，未能监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，则放弃本感知系统对所述共享频段的使用权；
其中，监听到冲突的所有感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度互不相同，且监听到冲突的每个感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度小于或等于预先设定的最大冲突解决时间长度。
优选地，所述方法还包括：若在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，则继续使用所述共享频段进行数据传输。
优选地，监听到冲突的感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度为最小感知时间粒度的整数倍；其中，最小感知时间粒度为所述感知单元中所有的感知系统均能够完成至少一次感知行为的时间长度。
优选地，所述预先设定的最大冲突解决时间长度为最小感知时间粒度的整数倍；其中，最小感知时间粒度为所述感知单元中所有的感知系统均能够完成至少一次感知行为的时间长度。
优选地，所述随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，包括：
在[1～M]中随机选择随机数n，获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度为：n*最小感知时间粒度；
其中，M＝最大冲突解决时间长度/最小感知时间粒度。
优选地，在暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输的同时，保持本感知系统在所述共享频段上的信号占用，以持续干扰其他感知系统，并跟踪监听来自其他感知系统的干扰。
优选地，所述感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听，包括：
感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，在每个预设感知周期，对所述共享频段进行频谱感知并对所述共享频段进行占用信号发送，以监听其他感知系统的信号，并告知其他感知系统自身的占用频段。
优选地，所述每个感知周期包含有一个感知窗口，每个感知窗口包含N个子帧，对于每个感知系统来说，感知窗口中存在固定的一帧作为该感知系统的占用子帧，不同感知系统的占用子帧相互错开，每个感知系统的占用子帧用于进行该感知系统占用信号的发送；
相应地，对于每个感知系统来说，感知窗口中除占用子帧外其余的子帧作为该感知系统的感知子帧，每个感知系统的感应子帧用于进行频谱感知。
第二方面，本发明还提供了一种基于频谱共享的感知系统，所述感知系统属于某感知单元，所述感知单元中存在多个所述感知系统，所述感知系统包括：
冲突监听单元，用于在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听；
第一处理单元，用于在所述冲突监听单元监听到所述共享频段上存在其他感知系统的信号时，暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输，并随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，以及触发所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度内继续对所述共享频段进行监听；
判断单元，用于判断所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，是否能够监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号；
第二处理单元，用于在所述判断单元确定所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，未能监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号时，放弃本感知系统对所述共享频段的使用权；
其中，所述感知单元中监听到冲突的所有感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度互不相同，且监听到冲突的每个感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度小于或等于预先设定的最大冲突解决时间长度。
优选地，所述第二处理单元，还用于：在所述判断单元确定所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号时，继续使用所述共享频段进行数据传输。
由上述技术方案可知，本发明所述的基于频谱共享的冲突解决方法，可以避免因多个系统同时使用某共享频段而导致的死锁现象，即可以避免多个系统在同一共享频段发生冲突后导致的该共享频段在很长一段时间内的资源浪费。此外，本发明所述的基于频谱共享的冲突解决方法，能够公平的选出该共享频段的最终的使用系统，而让其他系统自然的退出使用。
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是本发明第一个实施例提供的基于频谱共享的冲突解决方法的流程图；
图2是本发明第二个实施例提供的基于频谱共享的冲突解决方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种同步系统间的竞争退避示意图；
图4是本发明第六个实施例提供的基于频谱共享的感知系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
由于感知单元中的多个感知系统为分布式存在，各个感知系统之间缺乏交互和信息同步，因此有可能出现多个感知系统同时感知到某共享频段可用，并同时获得对该共享频段的使用分配。虽然通过现有的冲突避免措施可以最大程度的从开始就避免频段使用上的冲突碰撞，但是对于已经发生的冲突碰撞事件，现有技术中还没有很好的冲突解决机制，因此对于已经发生的冲突碰撞事件，常常会出现多个系统在同一个共享频段上一段时间内“锁死”的状况发生。
本发明下述几个实施例提供了一种基于频谱共享的冲突解决方法及感知系统，用于解决上述问题。
本发明第一个实施例提供了一种基于频谱共享的冲突解决方法，图1示出了本发明第一个实施例提供的基于频谱共享的冲突解决方法的流程图，参见图1，该方法包括如下步骤：
步骤101：感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听。
在本步骤中，所述感知单元是指由多个感知系统组成的感知单元。在感知单元中存在多个感知系统，这些感知系统可以共享某些频率资源。当然，这就很容易导致共享冲突。因此，当感知单元中的感知系统(如感知系统A)在使用某一共享频段的过程中，需要对所述共享频段进行冲突监听，以监听是否存在其他感知系统也在使用所述共享频段，若是，则会采用相应的冲突解决手段，以解决共享冲突(具体实现方式可参见后续步骤)。
步骤102：判断是否监听到所述共享频段上存在其他感知系统的信号，若是，则执行步骤103；否则结束流程。
在本步骤中，上述感知系统A需要判断是否监听到所述共享频段上存在其他感知系统的信号，若是，则执行后续步骤103。
步骤103：暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输，并随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度。
在本步骤中，若感知系统A确定监听到所述共享频段上存在其他感知系统的信号，那么表明存在其他感知系统也在使用所述共享频段，即表明在所述共享频段上发生了共享冲突。此时感知系统A需要暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输。这里暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输是指暂停本感知系统在所述共享频段上的正常调度，以避免发生共享冲突，造成锁死。优选地，在暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输的同时，还可以保持本感知系统在所述共享频段上的信号占用，以持续干扰其他感知系统，并跟踪监听来自其他感知系统的干扰。例如，各感知系统的基站和终端仍然保持发送信道占用信号，目的是持续干扰其他系统，也跟踪监听来自其他系统的干扰。
其中，在暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输之后，还需要随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，以备后续步骤104使用。
其中，监听到冲突的所有感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度互不相同，且监听到冲突的每个感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度小于或等于预先设定的最大冲突解决时间长度。
步骤104：在获取的冲突解决感知窗口的时间长度内继续对所述共享频段进行监听。
步骤105：判断在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，是否能够监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，若否，则执行步骤106。
步骤106：放弃本感知系统对所述共享频段的使用权。
对于上述步骤104-106，详细解释如下：
例如，感知单元中共有A、B、C、D、E、F共6个感知系统。其中感知系统A、B、C在同一时间段内均感知到共享频段f1为空闲频段，那么感知系统A、B、C会同时获得对该共享频段f1的使用分配。
感知系统A、B、C在使用共享频段f1的过程中，均会对所述共享频段f1进行冲突监听，当然监听结果是所述共享频段f1上存在其他感知系统的信号。下面以感知系统A举例，当然感知系统B和C会进行类此的操作，这里不再赘述。
当感知系统A监听到所述共享频段f1上存在其他感知系统(如感知系统B和C)的信号时，感知系统A会暂停感知系统A在所述共享频段上的数据传输，并随机获取属于感知系统A的冲突解决感知窗口的时间长度如t1(同时假设感知系统B获取的冲突解决感知窗口的时间长度为t2，感知系统C获取的冲突解决感知窗口的时间长度为t3，且假设t1＜t2＜t3)。其中，感知系统A、B、C获取的冲突解决感知窗口的时间长度分别指感知系统A、B、C为解决该共享冲突所需要花费或等待的时间长度，这些时间长度小于或等于预先设定的最大冲突解决时间长度(假设为t)，其中t3≤t。若感知系统A在感知系统A的冲突解决感知窗口的时间长度t1结束之前，未能监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，即感知系统A在感知系统A的冲突解决感知窗口的时间长度t1内持续能够监听到所述共享频段f1存在其他感知系统的信号，那么表明在感知系统A的冲突解决感知窗口的时间长度t1内依然存在其他感知系统在占用所述共享频段f1，即在时间长度t1内依然存在冲突，那么由于感知系统A的冲突解决感知窗口的时间长度t1已经到达，那么感知系统A会放弃对所述共享频段f1的使用权，以给获取的冲突解决感知窗口的时间长度较长的感知系统(如B和C)留有机会。
其中，若感知系统A在感知系统A的冲突解决感知窗口的整个时间长度内的每个最小感知粒度时间内，都感知到存在冲突，则认为该共享频段需要放弃。然后，感知系统A停止在该共享频段内发送信道占用信号，并退出其使用。其中，最小感知时间粒度，最基本的感知时间片，为所有系统都可以完成至少一次感知的时间长度。
其中，感知系统A在退出该共享频段的使用后，继续恢复到重新感知状态，以重新申请新的共享频段。
同理，对于感知系统B，其在自身的冲突解决感知窗口的时间长度t2内依然存在其他感知系统(如感知系统C，因为感知系统C的冲突解决感知窗口的时间长度t3最大)在占用所述共享频段f1，即在时间长度t2内依然存在冲突，那么由于感知系统B的冲突解决感知窗口的时间长度t2已经到达，那么感知系统B会放弃对所述共享频段f1的使用，以给获取的冲突解决感知窗口的时间长度较长的感知系统(如C)留有机会。
同理，对于感知系统C，其在自身的冲突解决感知窗口的时间长度t3内的后一小段(即t2至t3的时间段)感知到所述共享频段f1上不再存在其他感知系统的信号，因此此时感知系统C可以继续享用对所述共享频段f1的使用。至此，整个冲突解决过程结束。
由于监听到冲突的每个感知系统获取的属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度都是随机的，因此有长有短，按照本实施例上述的方法，获取的冲突解决感知窗口的时间长度较短的感知系统自然会提前主动放弃对所述共享频段的使用权，即退出使用所述共享频段。那么可以想象随机获取的冲突解决感知窗口的时间长度最长的感知系统最终自然可以得到对所述共享频段的使用权，从而不但解决了共享冲突的问题，还可以保证各感知系统对竞争频段使用权上的公平性，因为对于每个感知系统来说，冲突解决感知窗口的时间长度的获取是随机的。
从上面整个过程可知，本实施例所述的基于频谱共享的冲突解决方法，可以避免因多个系统同时使用某共享频段而导致的死锁现象，即可以避免多个系统在同一共享频段发生冲突后导致的该共享频段在很长一段时间内的资源浪费。此外，本实施例所述的基于频谱共享的冲突解决方法，能够公平的选出该共享频段的最终的使用系统，而让其他系统自然的退出使用。
在本发明的第二个实施例中，参见图2，若上述步骤105确定在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，能够监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，那么将会执行下述步骤107。
步骤107：继续使用所述共享频段进行数据传输。
在本步骤中，若感知系统A在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，能够监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，那么感知系统A将会继续使用所述共享频段进行数据传输，从而既解决了共享冲突，又不影响所述共享频段段f1被正常使用。
在本实施例中，可以接着上述第一个实施例的例子继续进行分析。假设上述感知系统A获取的冲突解决感知窗口的时间长度t1不再是最小值，而是这样一种关系t1＞t2＞t3，其中t1≤t。t2依然是感知系统B获取的冲突解决感知窗口的时间长度，t3依然是感知系统C获取的冲突解决感知窗口的时间长度。
那么根据上述实施例的分析可知，感知系统C和感知系统B提前放弃了对所述共享频段f1的使用权，那么在感知系统A的冲突解决感知窗口的时间长度t1结束之前，感知系统A监听到所述共享频段f1上不再存在其他感知系统的信号，那么感知系统A会继续使用所述共享频段进行数据传输，从而解决了共享冲突。在本发明第三个实施例中，对上述监听到冲突的感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度进行了具体限定。
在本实施例中，为了保证感知系统在获取的冲突解决感知窗口的时间长度内进行至少一次感知行为，优选地，上述监听到冲突的感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度为最小感知时间粒度的整数倍；其中，最小感知时间粒度为所述感知单元中所有的感知系统均能够完成至少一次感知行为的时间长度。这里的一次感知行为是指感知系统进行的一次以感知所述共享频段f1上是否存在其他感知系统的信号的感知行为。
同理，为了保证监听到冲突的各感知系统在预先设定的最大冲突解决时间长度内进行至少一次感知行为，优选地，所述预先设定的最大冲突解决时间长度为最小感知时间粒度的整数倍；其中，最小感知时间粒度为所述感知单元中所有的感知系统均能够完成至少一次感知行为的时间长度。
在本发明的第四个实施例中，基于上述第三个实施例，给出了上述步骤103中随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度的一种具体实现方式。
在本实施例中，所述随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，包括：
在[1～M]中随机选择随机数n，获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度为：n*最小感知时间粒度。
其中，M＝最大冲突解决时间长度/最小感知时间粒度；
可见，在本实施例中，给出了一种基于随机数随机抽取的获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度的方法。该获取方法实现起来较为简单、方便，利于实施。
在本发明的第五个实施例中，给出了所述感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听的一种具体实现方式。
在本实施例中，所述感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听，具体包括：
感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，在每个预设感知周期，对所述共享频段进行频谱感知并对所述共享频段进行占用信号发送，以监听其他感知系统的信号，并告知其他感知系统自身的占用频段。
优选地，所述每个感知周期包含有一个感知窗口，每个感知窗口包含N个子帧，N大于或等于所述感知单元中感知系统的总个数。对于每个感知系统来说，感知窗口中存在固定的一帧作为该感知系统的占用子帧，不同感知系统的占用子帧相互错开，每个感知系统的占用子帧用于进行该感知系统占用信号的发送；其中，占用信号的发送用于告知其他感知系统，让其他感知系统得知本感知系统已使用某共享频段。
相应地，对于每个感知系统来说，感知窗口中除占用子帧外其余的子帧作为该感知系统的感知子帧，每个感知系统的感应子帧用于进行频谱感知。其中，这里的频谱感知指感知或监听所述共享频段上是否存在其他感知系统的信号。
参见图3，下面举例对感知系统间同步场景下的冲突解决方案的应用进行描述说明：
由于系统间定时同步，可以在所有系统间设计一套统一的周期性静默感知窗口，静默感知窗口(即上面提到的感知窗口)内分为N个子帧，每个感知系统分配一个特定的子帧，作为该系统的占用子帧，而其余子帧作为该系统的感知子帧。从图3中可以看出，不同系统的占用子帧相互错开。在该架构下，所有系统在统一时间内进行频谱感知和占用信号的发送，感知其他系统的信号，或发送自身的信号告知其他系统已使用某频段。且由于有固定周期的占用信号发射时间点，所以各终端可以在维持低电量消耗的情况下，保持在该时间点进行占用信号的发送，且保证可以被其他系统感知到。
那么，相应地，最小感知时间粒度＝一个感知窗口时间周期；最大冲突解决时间长度＝最大的感知窗口周期数；冲突解决感知窗口＝[1～最大的感知窗口周期数]中随机选出。
从图3可以看出，系统1随机获取的冲突解决感知窗口的时间长度(即图3中系统1的随机感知时间)最小，因此系统1首先退出对所述共享频段的使用。系统2随机获取的冲突解决感知窗口的时间长度(即图3中系统2的随机感知时间)次之，因此接着系统2退出对所述共享频段的使用。由于系统3随机获取的冲突解决感知窗口的时间长度(即图3中系统3的随机感知时间)最长，因此系统3最后保留了对所述共享频段的使用。
综上可知，本发明为系统间频谱感知设计了一套多系统间频谱共享的冲突解决机制，在不同系统间缺乏沟通交互和统一协调的情况下，且已经出现了多个系统在同一个共享频点(频段)上出现的频点使用上的冲突的情况下，能够公平的选出该频点最终的使用系统，让其他系统自然的退出使用，解决各个系统在同一频点上冲突后导致的很长一段时间内的频谱资源浪费。该冲突解决方法适用于各系统间定时同步的情况。
本发明第六个实施例提供了一种基于频谱共享的感知系统，参见图4，所述感知系统属于某感知单元，所述感知单元中存在多个所述感知系统，所述感知系统包括：冲突监听单元41、第一处理单元42、判断单元43和第二处理单元44。
冲突监听单元41，用于在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听；
第一处理单元42，用于在所述冲突监听单元41监听到所述共享频段上存在其他感知系统的信号时，暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输，并随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，以及触发所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度内继续对所述共享频段进行监听；
判断单元43，用于判断所述冲突监听单元41在所述第一处理单元42获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，是否能够监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号；
第二处理单元44，用于在所述判断单元43确定所述冲突监听单元41在所述第一处理单元42获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，未能监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号时，放弃本感知系统对所述共享频段的使用权；
其中，所述感知单元中监听到冲突的所有感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度互不相同，且监听到冲突的每个感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度小于或等于预先设定的最大冲突解决时间长度。
本实施例所述的感知系统，可以用于执行上述第一个实施例所述的基于频谱共享的冲突解决方法，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在本发明第七个实施例中，所述第二处理单元44，还用于：在所述判断单元43确定所述冲突监听单元41在在所述第一处理单元42获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号时，继续使用所述共享频段进行数据传输。
本实施例所述的感知系统，可以用于执行上述第二个实施例所述的基于频谱共享的冲突解决方法，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
此外，关于上述第三至第五个实施例所涉及到的方法和原理同样适用于上述第六至第七实施例所述的感知系统，此处也将不再赘述。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于频谱共享的冲突解决方法，其特征在于，包括：
感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听，若监听到所述共享频段上存在其他感知系统的信号，则暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输，并随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，以及在获取的冲突解决感知窗口的时间长度内继续对所述共享频段进行监听，若在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，未能监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，则放弃本感知系统对所述共享频段的使用权；
其中，监听到冲突的所有感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度互不相同，且监听到冲突的每个感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度小于或等于预先设定的最大冲突解决时间长度；
所述监听到冲突的感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度为最小感知时间粒度的整数倍；其中，最小感知时间粒度为所述感知单元中所有的感知系统均能够完成至少一次感知行为的时间长度；所述感知行为是指感知系统进行的一次以感知所述共享频段上是否存在其他感知系统的信号的感知行为。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：若在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号，则继续使用所述共享频段进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设定的最大冲突解决时间长度为最小感知时间粒度的整数倍；其中，最小感知时间粒度为所述感知单元中所有的感知系统均能够完成至少一次感知行为的时间长度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，包括：
在[1～M]中随机选择随机数n，获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度为：n*最小感知时间粒度；
其中，M＝最大冲突解决时间长度/最小感知时间粒度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输的同时，保持本感知系统在所述共享频段上的信号占用，以持续干扰其他感知系统，并跟踪监听来自其他感知系统的干扰。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听，包括：
感知单元中的感知系统在使用某一共享频段的过程中，在每个预设感知周期，对所述共享频段进行频谱感知并对所述共享频段进行占用信号发送，以监听其他感知系统的信号，并告知其他感知系统自身的占用频段。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述每个感知周期包含有一个感知窗口，每个感知窗口包含N个子帧，对于每个感知系统来说，感知窗口中存在固定的一帧作为该感知系统的占用子帧，不同感知系统的占用子帧相互错开，每个感知系统的占用子帧用于进行该感知系统占用信号的发送；
相应地，对于每个感知系统来说，感知窗口中除占用子帧外其余的子帧作为该感知系统的感知子帧，每个感知系统的感应子帧用于进行频谱感知。
8.一种基于频谱共享的感知系统，其特征在于，所述感知系统属于某感知单元，所述感知单元中存在多个所述感知系统，所述感知系统包括：
冲突监听单元，用于在使用某一共享频段的过程中，对所述共享频段进行冲突监听；
第一处理单元，用于在所述冲突监听单元监听到所述共享频段上存在其他感知系统的信号时，暂停本感知系统在所述共享频段上的数据传输，并随机获取属于本感知系统的冲突解决感知窗口的时间长度，以及触发所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度内继续对所述共享频段进行监听；
判断单元，用于判断所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，是否能够监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号；
第二处理单元，用于在所述判断单元确定所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，未能监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号时，放弃本感知系统对所述共享频段的使用权；
其中，所述感知单元中监听到冲突的所有感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度互不相同，且监听到冲突的每个感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度小于或等于预先设定的最大冲突解决时间长度；
所述监听到冲突的感知系统获取的冲突解决感知窗口的时间长度为最小感知时间粒度的整数倍；其中，最小感知时间粒度为所述感知单元中所有的感知系统均能够完成至少一次感知行为的时间长度；所述感知行为是指感知系统进行的一次以感知所述共享频段上是否存在其他感知系统的信号的感知行为。
9.根据权利要求8所述的感知系统，其特征在于，所述第二处理单元，还用于：在所述判断单元确定所述冲突监听单元在获取的冲突解决感知窗口的时间长度结束之前，监听到所述共享频段上不再存在其他感知系统的信号时，继续使用所述共享频段进行数据传输。
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