[发明专利]机会式认知多载波链路层协议的接入方法

权利要求书

1.一种机会式认知多载波链路层协议的接入方法，其特征在于包括如下步 骤：

1)每个非授权用户都配备一个半双工的收发机，动态地切换载波，实现侦 听载波或发送信息；各非授权用户在加入非授权系统中，感知频段内所有载波 的空闲状态，并得到非授权用户使用载波的持续时间；

2)当侦听到有数据需要接收时，该非授权用户就接收数据；如果该非授权 用户需要发送数据，将根据非授权系统每个用户的业务需求确定用户接入的载 波数目n，非授权用户根据接入概率表选择概率最大的n个载波接入，每次接入 完成后，根据接入概率表更新算法更新接入概率表；

3)在n个载波上发送频谱协调请求包，包中携带了选择接入的载波数目、 可用载波集及帧数据传输的持续时间，接收端在自己可用的子载波上接收到发 送端的频谱协调请求包，结合自己的可用载波状况，确定双方共同通信的载波， 并将最终确定的载波数、载波集及持续时间以频谱协调响应包的形式反馈给发 送方；如果在交换协调信息的过程中出现多个用户抢占同一个载波，此时用户 之间的频谱协调请求包或者频谱协调响应包发生碰撞，一旦发生碰撞，视为此 次接入失败；收发双方确定通信链路后开始传输数据信息，数据传输采用正交 频分多址的接入方式。

2.根据权利要求1所述的一种机会式认知多载波链路层协议的接入方法， 其特征在于所述的步骤1)为：每个非授权用户包头的识别信息由两部分组成， 一个是非授权系统识别，一个是非授权用户标识，非授权系统识别部分携带了 系统的属性信息，用于标示该包为授权系统传输包或者非授权系统传输包；一 个新的非授权用户在进入非授权系统后，在确保与其他非授权用户同步的情况 下，用户开始感知当前非授权系统所在频段内载波占用情况；如果载波空闲， 则标示为0，如果载波忙，则标示为1；用户通过侦听每个忙载波的包头信息， 确定该载波是否为授权用户占用，如果不是，则侦听该包发送的持续时间及发 送的目的地址，并与自己的地址匹配核对是否需要接收。

3.根据权利要求1所述的一种机会式认知多载波链路层协议的接入方法， 其特征在于所述的步骤2)为：通过感知获得当前可用的子载波数目和当前处于 活动状态的非授权用户数，非授权用户i根据自身的业务需求确定自己需要接入 的载波数目n_i每个非授权用户都具有一张接入概率表，表示该用户对所有可用 子载波的接入概率；表中接入概率的初始值为用户随机选择载波的概率值；用

户通过接入概率表更新算法不断更新自己的接入概率表；接入概率表更新 方法为：

a)根据用户的业务需求确定用户的接入载波数目n_i；

b)初始化非授权用户的接入概率，接入方式为随机接入；对某一用户i来讲， 接入概率为n_i/N，其中，n_i为用户i的接入载波数目，N为空闲的子载波数目， 非授权用户的初始接入概率为随机接入概率p_i＝[n_i/Nn_i/N...n_i/N]；

c)用户i从接入概率表中选择接入概率最大的n_i个可用载波进行接入，当选择 接入的载波概率相同时，随机选择相应个数的载波进行接入；

d)当只有一个用户i接入载波j时，则用户i成功接入了载波j，对应接入概 率表中的p_i，j加上更新步长step；

e)当多个用户i，i+n，...，i+m同时竞争载波j时，多个用户的控制包会发生冲突， 产生碰撞，各个用户在各自的接入概率表中将对应的p_i，j，p_i+n，j，...，p_i+m，j减去 更新步长step；

f)完成接入后，各非授权用户都得到一张更新过的接入概率表，即 P＝p_i＝[p_i，0p_i，1...p_i，N-1]，下一次的接入重新返回步骤a)；

4.根据权利要求1所述的一种机会式认知多载波链路层协议的接入方法， 其特征在于所述的步骤3)为：收发双方在发送和接收数据时没有公共的控制信 道用于交换控制信令，发送端根据接入概率表选择载波向接收端频谱协调请求 包，包中携带发送端选择传输的载波数、发送端空闲载波集及帧数据传输的持 续时间，接收端在自身用户的空闲载波上侦听频谱协调请求包后，将控制包接 收下来，并由接收端选择双方都空闲的载波，并在最终选择的载波上传输频谱 协调响应包回馈确认载波选择信息及持续时间，通知发送端彼此共用的载波链 路，同时告诉邻居用户更新虚拟载波侦听标识；

接收端确定接入载波的步骤如下：

g)接收端首先将接收到发送端信息的载波列入接入载波集如果收到信 息载波的数目n_t-r等于发送端选择接入的载波数目n_t，则接收端在n_t-r个 对应的载波上发送反馈信息频谱协调响应包；

h)如果接收端收到信息载波的数目n_t-r小于n_t时，即发送端选择接入的载波 在接收端并不完全可用，则接收端将对比发送端的空闲载波集从集合 中选择n_t-n_t-r个概率最大且发送端空闲的载波进行接入；

i)如果双方公共空闲的载波数目低于n_t，则选择所有公共空闲的载波，数目 为n_r，并在这些选择的载波上发送频谱协调响应包信息；

其中，发送端接入载波集为j≠k≠0，接收端在载波集 中收到发送端发送的信息，接收端的接入载波集为 j′≠k′≠0，发送端的空闲载波集为N≥0，接收 端的空闲载波集为N′≥0，发送端、接收端最终选择接入的载波 数目分别为n_t、n_e，n_t-r为接收端可以收到发送端信息的载波数目。