在基于认知无线电的无线通信系统中发送共存信标协议包的设备和方法

摘要

本发明提供了在基于认知无线电的无线通信系统中用于操作共存信标协议(CBP)包发射器的方法和设备。该方法包括：标识相邻的无线小区网络(WRAN)的自共存窗口(SCW)常规模式；如果空闲SCW时隙没有正在周期性地出现，则从相邻的WRAN中选择作为竞争者的WRAN；在由WRAN占用的SCW时隙内，执行与竞争者的用于发送CBP包的争用；以及当赢得争用时，配置SCW使用模式使得CBP包的发送方的SCW使用时段是竞争者的SCW使用时段的两倍。

说明书

技术领域

本发明涉及基于认知无线电(CR)的宽带无线通信系统。更具体地，本发明涉及用于在基于CR的无线通信系统中发送共存信标协议(CBP)包的设备和方法。

背景技术

无线通信的发展已经导致了几种通信系统共存的情况。系统的例子包括：称作第二代技术的使用码分多址(CDMA)方案的无线通信系统、称作第三代技术的使用国际无线通信(IMT)-2000方案的无线通信系统以及称作第四代技术的使用正交频分多址(OFDM)方案的系统。在该情况中，共存的系统通过使用不同的频带来使用不同的通信方案并提供服务。然而，由于无线通信使用有限的频率资源，所以存在频率资源不足以允许大量系统共存的问题。

因此，存在对认知无线电(CR)技术进行的研究，其中认知无线电技术利用使用中的预分配的频带中的临时未使用的频带(信道)。即，即使得到授权的系统使用指定频带，也并不总是使用整个带宽。因此，基于CR的无线通信系统搜索由得到授权的系统临时未使用的信道，然后在服务范围内，通过找到的信道向用户设备(UE)提供服务。例如，在为电视(TV)信号发送而分配的频带中使用临时未使用的频带。

当无线通信系统使用CR技术时，管理其各自小区的基站(BS)必须对其他BS共享通信信息以便有效共享频率资源。为此，在基于CR的无线通信系统中，BS使用同步的自共存窗口(SCW)时隙以向相邻的BS发送包括其通信信息的共存信标协议(CBP)包，并且相邻的BS通过接收CBP包来共享通信信息。SCW时隙位于每帧的预定位置。CBP包包括涉及自共存算法的多种信息，例如相应BS的位置、感测结果、进度信息、备用信道列表等。

如上所述，在基于CR的无线通信系统中，BS通过发送和接收CBP包来使用SCW以共享对每个小区必需的信息。然而，由于SCW是数量有限的资源，所以当多个BS发送CBP包时冲突出现。如果由于CBP包的发送中的冲突BS未能从相邻的BS正确地接收CBP包，则不能正常管理系统操作。因此，存在对以下方法的需求，即没有冲突或错误地发送和接收CBP包以正确地操作基于CR的无线通信系统。

发明内容

本发明的一个方面是用于解决至少上述问题和/或不足，并且以提供至少下述的优点。因此，本发明的一个方面是提供用于避免共存信标协议(CBP)包的发送中的冲突的装置和方法，其中共存信标协议包是在基于认知无线电(CR)的无线通信系统中。

本发明的另一个方面是提供用于通过标识基于CR的无线通信系统中的相邻的无线小区网络(WRAN)的自共存窗口(SCW)常规模式以选择适当的竞争者的装置和方法。

本发明的另一个方面是提供用于在基于CR的无线通信系统中通过争用来共享SCW时隙的装置和方法。

本发明的另一个方面是提供用于在基于CR的无线通信系统中通过WRAN参与争用以提高SCW使用时段从而共享SCW时隙的装置和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种操作基于CR的无线通信系统中的CBP包发送方的方法。该方法包括：标识相邻的WRAN的SCW常规模式；如果空闲SCW时隙没有正在周期性地出现，则从相邻的WRAN中选择WRAN作为竞争者；在由WRAN占用的SCW时隙内，执行与竞争者的用于发送CBP包的争用；以及当在争用中胜出时，配置SCW使用模式使得CBP包发送方的SCW使用时段是竞争者的SCW使用时段的两倍。

根据本发明的另一个方面，提供了用于发送基于无线通信系统中的CBP包的装置。该装置包括：分析器，用于标识相邻的WRAN的SCW常规模式；选择器，如果空闲SCW时隙没有正在周期性出现，则用于从相邻的WRAN中选择WRAN作为竞争者；以及控制器，用于在WRAN占有的SCW时隙中执行与竞争者的用于发送CBP包的争用，并且配置SCW使用模式使得当赢得争用时，CBP包发送方的SCW使用时段是竞争者的SCW使用时段的两倍

对于本领域技术人员，通过结合附图的下述具体的说明，本发明的其他特征、优点和显著的特征将变得明显，其中结合了附图的下述具体的说明公开了本发明的示范性实施例。

附图说明

从结合附图的下述说明中，本发明的特定示范性实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更明显，附图中：

图1例示根据本发明的示范性实施例，在基于认知无线电(CR)的宽带无线通信系统中新接入的无线小区网络(WRAN)的例子；

图2A和图2B例示根据本发明的示范性实施例，通过在基于CR的宽带无线通信系统中新接入的WRAN来标识相邻的WRAN的结果的例子；

图3例示根据本发明的示范性实施例，获得基于CR的宽带无线通信系统中的自共存窗口(SCW)时隙的例子；

图4A至图5C例示根据本发明的示范性实施例，当在基于CR的宽带无线通信系统中释放WRAN时，改变SCW使用时段的方法；

图6例示根据本发明的示范性实施例，在基于CR的宽带无线通信系统中新接入的WRAN的例子；

图7A和图7B例示根据本发明的示范性实施例，通过在基于CR的宽带无线通信系统中新接入的WRAN来标识相邻WRAN的结果的例子；

图8例示根据本发明的示范性实施例，获得基于CR的宽带无线通信系统中的SCW时隙的例子；

图9例示根据本发明的示范性实施例，用于基于CR的宽带无线通信系统中的SCW时隙的争用的例子；

图10和图11例示根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的CBP包发送方的操作；

图12是例示根据本发明的示范性实施例，当在基于无线通信系统中释放相邻的WRAN时CBP包发送方的操作的流程图；

图13是例示根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的CBP包发送方的结构的方框图。

贯穿附图，应该注意，相同的附图标记用来表示相同的或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供参考附图的下述说明以助于对权利要求及其等效物所限定的本发明的示范性实施例的综合理解。其包括多种具体细节以帮助理解，但是将认为这些仅是示范性的。因此，本领域技术人员将清楚只要不脱离本发明的范围和精神可以对此处说明的实施例做出多种变化和修改。此外，为了清楚和简洁，省略公知功能和构造的说明。

在下述说明和权利要求中使用的术语和字词不限于书面含义，而是仅由发明者使用以实现本发明的清楚和一致的理解。因此，对于本领域技术人员清楚地是，提供本发明的示范性实施例的下述说明仅用于说明目的而不是限制如所附权利要求及其等效物所限的发明的目的。

将理解单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文另外明确指出。这样，例如，涉及“组件表面”包括涉及一个或多个该表面。

通过术语“基本的”表示所引述的特征、参数或数值不是精确获得的，而是包括例如本领域技术人员公知的公差、测量误差、测量精确度限定和其他因素的误差或变化可以以不妨碍意图提供的特性的效果的量出现。

下面说明的本发明的示范性实施例涉及用于避免在基于认知无线电(CR)的无线通信系统中的共存信标协议(CBP)包的发送中的冲突的技术。虽然将在下文中以基于正交多路复用/正交频分多址(OFDMA)的无线通信系统为例进行说明，但是本发明同样可以使用其他类型的无线通信系统。

在基于CR的无线通信系统中，不但可以通过基站(BS)，还可以通过用户设备(UE)来发送CBP包。换句话说，在服务中的BS的控制下，UE可以发送CBP包。此外，不但可以通过BS，还可以通过用户设备(UE)来接收CBP包，并且UE向服务中的BS递送所接收的CBP。即，当发送和接收CBP包时，在BS的小区中存在的BS和UE如一个实体一样操作。换句话说，用于发送/接收CBP包的逻辑实体不是一个节点(例如BS、UE等)而是包括存在于BS的小区中的所有UE的无线小区网络(WRAN)。出于说明的方便，在本发明的示范性实施例的下述说明中，将WRAN视为一个实体。

在本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中，如果需要，WRAN通过与相邻WRAN的争用，确定其自共存窗口(SCW)使用模式。如果WRAN在争用中失败，则WRAN在另一个SCW时隙中重新尝试争用。否则，如果WRAN赢得争用，则在争用中已经失败的WRAN将其SCW使用时段加倍并且与已经在争用中胜出的WRAN共享SCW时隙。

“SCW使用模式”表示一个WRAN中的SCW时隙的使用类型，并且包括使用中的SCW时隙的使用时段和SCW时隙的偏移两者。在下述说明中，“SCW常规模式”表示WRAN组中SCW时隙的使用类型，是属于一个组的各个WRAN的所有SCW使用模式的聚集。

下面将参考图1更详细地说明根据本发明的示范性实施例的使用SCW的方法。

图1例示根据本发明的示范性实施例，在基于CR的宽带无线通信系统中新接入WRAN的例子。

参考图1，WRAN-1110、WRAN-2120、WRAN-3130和WRAN-4140彼此相邻，并且通过位于相同频带中的信道A执行通信。在该状态中，WRAN-N 100新接入信道A。当信道变化时或当设备从掉电状态转换成上电状态时或当重新建立信道时，新的接入出现。

新接入信道A的WRAN-N 100监控从相邻WRAN 110、120、130和140发送的CBP包。即，WRAN-N 100从每个SCW接收CBP包，并且确定哪个WRAN发送CBP包。然后，WRAN-N100标识相邻的WRAN 110、120、130和140的SCW常规模式。换句话说，WRAN-N 100确定WRAN 110、120、130和140的每一个何时使用SCW。

图2A和图2B例示根据本发明的示范性实施例，通过在基于CR的宽带无线通信系统中新接入的WRAN来标识相邻的WRAN的结果的例子。将在上述关于图1的例子的上下文中说明图2A和图2B。

如果分析结果显示空闲SCW时隙如图2A所示周期性出现，则WRAN-N100配置使用模式使得其SCW使用时段与空闲SCW时隙的出现时段一致，并且根据所配置的SCW使用模式发送CBP包。在这种情况下，如图2A所示，在每5个SCW时隙中WRAN-1100至WRAN-4140的每一个占用一个SCW时隙，从而SCW使用时段是5。因此，WRAN-1100能够根据5个SCW时隙的SCW使用时段，使用空闲SCW时隙以发送CBP包。另一方面，如图2B所示，如果相邻的WRAN 110、120、130和140使用所有SCW时隙，则WRAN-N 100通过与具有最短SCW使用时段的WRAN的争用，试图获得SCW时隙。当在争用中胜出时，WRAN-N 100配置SCW使用模式使得其SCW使用时段两倍于其竞争者的SCW使用时段。在争用中已经失败的WRAN使其SCW使用时段加倍。

将参考图3详细说明通过争用获得SCW时隙的方法。

图3例示根据本发明的示范性实施例，在基于CR的宽带无线通信系统中获得SCW时隙的例子。将在上面关于图1、图2A和图2B描述的例子的场景中说明图3。

相邻的WRAN 110、120、130和140使用相同的SCW使用时段。WRAN-N100选择WRAN-2120作为竞争者。接着，在SCW时隙#2302中，WRAN-N100与WRAN-2120竞争CBP包发送。在该情况下，WRAN-N 100在与WRAN-2120的争用中失败。在争用失败后，WRAN-N 100重新选择其竞争者。如果重新选择了WRAN-2120，则WRAN-N 100可在下一时段与WRAN-2120再次竞争。在该情况下，WRAN-N 100重新选择WRAN-3130作为其竞争者。在SCW时隙#3303，WRAN-N 100与WRAN-3130竞争CBP包发送。在该情况下，WRAN-N 100在与WRAN-3130的争用中胜出，并且由此使用SCW时隙#3303以发送CBP包。因此，WRAN-3130使SCW使用时段加倍，并且WRAN-N 100配置SCW使用时段使得其SCW使用时段是WRAN-3130的先前SCW使用时段的两倍。换句话说，WRAN-N 100和WRAN-3130将SCW使用时段设置为8个SCW时隙。结果，WRAN-N 100根据时段，使用SCW时隙#11 311以发送CBP包，并且WRAN-3130根据时段，使用SCW时隙#7307和SCW时隙#15 315以发送CBP包。因此，WRAN-N 100和WRAN-3130共享WRAN-3130占用的SCW时隙。

在如图3所例示设置条件之后，可以释放已经占有SCW时隙的WRAN。即，WRAN-1100、WRAN-2120、WRAN-3130、WRAN-4140和WRAN-N100中的一个可以停止其操作，或者可以将操作中的信道改变成其它信道。

在该情况下，空闲SCW时隙可以出现在与被释放的WRAN占有的时段相同的时段。当空闲SCW时隙生成时，当前使用相应信道的WRAN通过使用空闲SCW时隙来试图缩短其SCW使用时段。在该情况下，为了避免多个WRAN占用空闲SCW时隙的情形，试图占用空闲SCW时隙的WRAN归还自身占用的SCW时隙。换句话说，从新接入的WRAN的观点来看，多个WRAN竞争以占有由于被释放的WRAN而出现的空闲SCW时隙。由于SCW时隙的归还，预计WRAN将试图占有空闲SCW时隙。然而存在以下情形，其中在没有SCW时隙的归还的情况下能够额外占用空闲SCW时隙。当空闲SCW时隙位于先前占用的SCW时隙的中心时，出现该情形。换句话说，当通过将先前占用的SCW时隙与空闲SCW时隙进行组合来配置一个周期性SCW时隙时，有可能添加空闲SCW时隙而不必须归还SCW时隙。通过与参考图3描述的相同的争用，执行占用空闲SCW时隙的尝试。不同于新接入的WRAN，在争用中已经失败的WRAN不能重新尝试争用。这是因为持久争用的尝试会损害SCW共享的基本原则。

图4A至图5C例示根据本发明的示范性实施例，当在基于CR的宽带无线通信系统中释放WRAN时，改变SCW使用时段的方法。将在上面关于图1、图2A、图2B和图3描述的例子的上下文和已经释放了WRAN-2120的情形中说明图4A至图5C。如图4A所示，WRAN-1110、WRAN-2120和WRAN-4140使用具有4个SCW时隙的时段的SCW时隙，并且WRAN-3130和WRAN-N 100使用具有8个SCW时隙的时段的SCW时隙。在该情况下，如果如图4B所示释放WRAN-2120，则空闲SCW时隙出现在与WRAN-2120的SCW使用时段相同的时段。WRAN-3130和WRAN-N 100具有8个SCW时隙的SCW使用时段，其比WRAN-1110和WRAN-4140的时段长，从而WRAN-3130和WRAN-N 100试图缩短其SCW使用时段。如图4B所示的空闲SCW允许CBP包在4个SCW时隙内被发送。因此，WRAN-3130和WRAN-N 100试图争用以占用空闲SCW时隙。在该情况下，如图4C所示，WRAN-N 100在争用中胜出。然后，WRAN-N 100不再能够占用由其自身占用的SCW时隙。因此，如图5A所示，WRAN-N 100释放由其自身占用的SCW时隙，并且使用通过赢得争用获得的SCW时隙。结果，具有与WRAN-N 100的先前时段相同的时段的空闲SCW时隙新出现。在该情况下，新出现的空闲SCW时隙位于WRAN-3130占用的时隙的中央。这是因为WRAN-N 100通过争用，已经占有由WRAN-3130所占有的SCW时隙的一半。该情形出现在示范性实施例中，在该示范性实施例中，作为SCW时隙争用的结果，WRAN以2的指数为间隔来调节SCW使用时段。因此，当WRAN-3130额外占用新出现的空闲SCW时隙时，有可能加上先前所占用的时隙一起将SCW使用时段减半。在该情况下，不再归还先前所占用的时隙，从而，如图5B所示，WRAN-3130额外占有空闲SCW时隙而不归还SCW时隙。在图5C的情况中，由于没有其他的竞争者，因此WRAN-3 130获得SCW时隙，并且再次将SCW使用时段减半。因此，由于如WRAN-2 120的释放，所以WRAN-3 130和WRNA-N 100的SCW使用时段从8个SCW时隙缩短到4个SCW时隙。

此外，在如图6所示的情形中，根据本发明的示范性实施例也可获得SCW时隙。

图6例示根据本发明的示范性实施例，在基于CR的宽带无线通信系统中新接入的WRAN的例子。

如图6所示，当两个独立的WRAN组(即组A 510和组B 520)存在时，WRAN-N 500新接入受组A 510和组B 520两者影响的位置。

图7A和图7B例示根据本发明的示范性实施例，通过基于CR宽带无线通信系统中新接入的WRAN来标识相邻的WRAN的结果的例子。将在上面关于图6描述的例子的上下文中说明图7A和图7B。

属于组A 510的WRAN-A1 511、WRAN-A2 512、WRAN-A3 513以及WRAN-A4 514和属于组B 520的WRAN-B1 521、WRAN-B2 522、WRAN-B3 523以及WRAN-B4 524当前使用信道A中的图7A的SCW。然而，WRAN-N500的分析结果如图7B所示。即，由于地理位置距离的差异，WRAN-N 500不能从WRAN-A4 514接收CBP包和从WRAN-B3 523接收CBP包。在该情况中，能够使用相同的SCW时隙来同时标识不同组的SCW常规模式，这是因为在不同位置出现的UE标识各自的组。即，在属于WRAN-N 500的UE中，与组A 510相邻的UE标识组A 510的SCW常规模式，与组B 520相邻的UE标识组B 520的SCW常规模式。

在标识了组A 510和组B 520的SCW常规模式之后，WRAN-N 500选择可最小化争用的竞争者。当WRAN-N 500获得SCW时隙时，其对组A 510和组B 520两者有影响。因此，WRAN-N 500选择竞争者使得由至少一组使用空闲SCW时隙。当在争用中胜出时，WRAN-N 500配置SCW使用模式使得其SCW使用时段是竞争者的SCW使用时段的两倍。在争用中已经失败的WRAN使其SCW使用时段加倍。

现在，下面将参考图8更详细地描述通过争用获得SCW的方法。

图8例示根据本发明的示范性实施例，在基于CR的宽带无线通信系统中获得SCW时隙的例子。将在上面关于图6、图7A和图7B描述的例子的上下文中说明图8。

如图8所示，WRAN-N 500在SCW时隙#5705中与WRAN-B1 521竞争。在该情况下，与WRAN-B1 521的争用对组A 510没有影响。在该情况下，WRAN-N 500在与WRAN-B1 521的争用中胜出，由此使用SCW时隙#5705以发送CBP包。因此，WRAN-B1 521使SCW使用时段加倍，并且WRAN-N 500配置SCW使用模式使得其SCW使用时段是WRAN-B1 521的先前SCW使用时段的两倍。换句话说，WRAN-N 500和WRAN-B1 521将SCW使用时段设置为8个SCW时隙。因此，对于CBP包发送，WRAN-N500使用SCW时隙#13 713，并且WRAN-B1 521使用SCW时隙#9 709。因此，没有对组A 510的影响，WRAN-N 500和WRAN-B1 521共享由WRAN-B1 521所占有的SCW时隙。

在获得SCW时隙的前述方法中，新接入的WRAN执行争用，并且确定其在争用中是已经胜出还是失败。下面提供争用、争用胜出、争用失败的说明。

在发送CBP包前，WRAN设置随机退避时间(random backoff time)。随机退避时间是CBP包的发送时延时间。在从SCW时隙的开始时间起经过随机退避时间之后，WRAN发送CBP包。因此，即使两个WRAN使用一个SCW时隙以发送CBP包，也是在不同的时间发送CBP包。此外，上述两个WRAN能够识别由另外的WRAN发送的CBP包。即，当两个WRAN使用相同SCW时隙以发送CBP包时，意味着争用，当CBP包被首先发送时，意味着赢得争用，并且当由另外的WRAN发送CBP包时，意味着争用失败。

图9例示根据本发明的示范性实施例的用于基于CR的宽带无线通信系统中的SCW时隙的争用的例子。将在上面关于图6、图7A、图7B和图8描述的例子的上下文中说明图9。

如图9所示，如果WRAN-1 810的随机退避时间少于WRAN-2 820的随机退避时间，则在WRAN-2 820发送CBP包之前，WRAN-1 810发送CBP包。因此，由于WRAN-1 810不能识别先于WRAN-1 810的CBP包发送的由另外的WRAN引起的CBP包发送，所以WRAN-1 810确定其在争用中胜出。此外，由于WRAN-2 820识别出先于WRAN-2 820的CBP包发送的由另外的WRAN引起的CBP包，所以WRAN-2820确定其已经争用失败。

除了如图1或图6所示的WRAN新接入的例子外，可以存在释放WRAN的例子。即，当WRAN移动到具有另一个频率的信道时或当电源断电时，由被释放的WRAN占用的SCW时隙处于空闲状态。在该情况中，剩余的WRAN能够额外使用空闲时隙。

在获得SCW时隙的上述过程中，新接入的WRAN需要首先识别相邻WRAN的SCW常规模式。为此，新接入的WRAN必须在几帧期间监测WRAN的CBP包。当通过监测在信道上发送的CBP包来确定SCW常规模式时，新接入的WRAN对每个WRAN至少两次接收CBP包。即，监测时间至少是相邻WRAN的CBP发送时段中的最大值。

因此，为了减少识别SCW常规模式所需的时间，每个WRAN将其SCW使用模式信息附加到CBP包。因此，即使从每个WRAN仅接收到一个CBP包，新接入的WRAN也能够了解相应WRAN的SCW使用模式。例如，可以在CBP包的信标媒体存取控制(MAC)头部中或在特定信息元(IE)中包括SCW使用模式信息。例如，以模式时段的类型或在其中将要发送下一个CBP包的SCW时隙的位置的类型来表示SCW使用模式信息。在该情况下，SCW使用模式信息可以以下面表1表示。

表1

[表1]

[表1]

在上述表1中，‘类型指示符’字段表示信息是模式信息还是在其中将要发送下一个CBP包的SCW时隙的位置信息，并且根据‘类型指示符’字段的值，‘数’字段指示模式时段的值或从当前时隙到在其中将要发送下一个CBP包的时隙的剩余帧的数目。此处，x表示‘值’字段的比特数目并且可以通过最大模式时段值确定值。

下文中，将参考附图，更具体地说明上述用于获取SCW时隙的BS和UE的操作。出于说明的方便，将用于发送CBP包的实体，例如BS和UE共同称作‘CBP包发送方’。

图10和图11例示根据本发明的示范性实施例的在基于CR的无线通信系统中的CBP包发送方的操作。

参考图10和图11，在步骤901，CBP包发送方接入新信道。例如，CBP包发送方根据频谱感测结果，通过从掉电状态转换成上电状态或通过改变操作信道来接入新的信道。

在接入新的信道之后，进行到步骤903，CBP包发送方标识相邻的WRAN的SCW常规模式。即，CBP包发送方对每个SCW接收CBP包，并且估测发送CBP包的WRAN以识别相邻的WRAN的SCW常规模式。如果CBP包发送方是UE，则UE向BS报告分析结果。此外，如果CBP包发送方是BS，则BS将其分析结果与从UE报告的分析结果相结合。当相邻的WRAN通过使用CBP包发送其SCW使用模式信息时，CBP包发送方每次一个WRAN地接收相邻WRAN的CBP包以估测每个WRAN的SCW使用模式，并且确定SCW常规模式。例如，如上面的表1所示配置CBP包中包括的SCW使用模式。

在标识每个WRAN的SCW常规模式后，进行到步骤905，CBP包确定空闲SCW时隙是否正在周期性出现。换句话说，CBP包发送方确定是否能够获得SCW时隙而不对其他WRAN有影响。

如果正在周期性出现空闲的SCW，则进行到步骤907，CBP包发送方配置其SCW使用模式，使得空闲的SCW时隙的出现时段与其SCW使用时段一致。即，CBP包发送方配置其SCW使用模式以与生成空闲SCW时隙的模式基本一致。

否则，如果空闲SCW时隙没有周期性出现，则进行到步骤909，CBP包发送方选择竞争者以用于获得SCW时隙。在该情况下，CBP包发送方选择具有最短的SCW使用时段的WRAN作为竞争者。如果标识了多个组的不同SCW常规模式并且空闲的SCW时隙在至少一个SCW常规模式中周期性地出现，则CBP包发送方选择竞争者以使用至少一组的空闲SCW时隙。

在选择竞争者之后，进行到步骤911，CBP包发送方生成用于争用的随机退避时间。即，当竞争者开始其用于发送CBP包的SCW时，CBP包发送方生成随机退避时间。

随后，进行到步骤913，CBP包发送方确定是否经过了随机退避时间。换句话说，CBP包发送方确定从竞争者发送CBP包的SCW的开始时间起是否经过了随机退避时间。

如果没有经过随机退避时间，则进行到步骤915，CBP包发送方确定竞争者的CBP包是否接收到。即，CBP包发送方确定CBP包发送方是否在争用中失败。如果在经过了随机退避时间前收到竞争者的CBP包，则CBP包发送方识别其争用失败，并且程序返回到步骤909。在该情况下，可以重新选择相同的竞争者。否则，如果没有接收到竞争者的CBP包，则重复步骤913和步骤915使得CBP包发送方确定是否经过了随机退避时间或是否接收到竞争者的CBP包。

如果步骤913的确定结果是在接收到竞争者的CBP包之前经过了随机退避时间，则进行到步骤917，CBP包发送方发送其CBP包。CBP包包括涉及自共存算法的各种各样的信息，例如：相应BS的位置、感测结果、进度信息、备份信道列表等。此外，CBP可以额外包括CBP包发送方的SCW使用模式信息。例如，可以如上面的表1所示配置CBP包中包括的SCW使用模式。

在发送CBP包之后，进行到步骤919，CBP包发送方识别其赢得争用，并且配置其SCW使用模式使得其SCW使用时段是竞争者的SCW使用时段的两倍。因此，CBP包发送方和竞争者共享SCW时隙。

此后，进行到(图11中的)步骤921，CBP包发送方确定是否是CBP包发送时间。即，CBP包发送方确定从前一CBP包发送起是否经过了与SCW使用时段相应的时间。

如果是CBP包发送时间，则进行到步骤923，CBP包发送方生成随机退避时间。即，CBP包发送方确定具体时延，从SCW开始时间起在该具体时延之后将发送CBP包。

此后，进行到步骤925，CBP包发送方确定从SCW开始时间起是否经过了随机退避时间。

如果经过了随机退避时间，则进行到步骤927，CBP包发送方发送其CBP包，程序返回步骤921。CBP包包括涉及自共存算法的各种各样的信息，例如：相应BS的位置、感测结果、进度信息、备用信道列表等。此外，CBP包可以额外包括CBP包发送方的SCW使用模式信息。例如，可以如上面的表1所示配置CBP包中包括的SCW使用模式。

否则，如果没有经过随机退避时间，则进行到步骤929，CBP包发送方确定是否接收到不同的WRAN的CBP包。如果没有接收到不同WRAN的CBP包，则重复步骤925和步骤929使得CBP包发送方确定是否经过随机退避时间或是否接收到不同WRAN的CBP包。

如果在经过随机退避时间前接收到不同WRAN的CBP包，则进行到步骤931，CBP包发送方识别其争用失败，并且将当前SCW使用时段加倍。然后，返回步骤921，CBP包发送方根据新配置的SCW使用模式来确定其是否是CBP包发送时间。

图12是例示根据本发明的示范性实施例，当在基于CR的无线通信系统中释放相邻的WRAN时，CBP包发送方的操作的流程图。图12的操作是当前占用SCW时隙的CBP包发送方的操作。即，图12的操作是对图10和图11的操作的后续操作，并且不包括在图10和图11的操作中的步骤921的后续步骤来被执行。

参考图12，在步骤1001，CBP包发送方确定空闲SCW时隙是否正在周期性地出现。当释放WRAN时或者当不同的WRAN占用由所释放的WRAN占用的SCW时隙时，周期性的空闲SCW时隙出现。

如果空闲SCW时隙正在周期性地出现，则进行到步骤1003，CBP包发送方确定空闲SCW时隙的出现时段是否少于其SCW使用时段。即，CBP包发送方确定通过占用空闲SCW时隙是否能够缩短其SCW使用时段。

如果空闲SCW的出现时段少于CBP包发送方的SCW使用时段，则进行到步骤1007，CBP包发送方确定尝试占用空闲SCW时隙的争用并且返回其SCW时隙。换句话说，CBP包发送方确定没有可用的SCW时隙。然后，程序进行到步骤1009。

否则，如果空闲SCW时隙的出现时段大于或等于CBP包发送方的SCW使用时段，则进行到步骤1005，CBP包发送方确定其SCW使用模式和生成空闲SCW时隙的模式的组合是否构成一个时段。即，CBP包发送方确定空闲SCW时隙正出现的位置是否位于由CBP包发送方占有的SCW时隙的中央。如果CBP包发送方的SCW使用时段和空闲SCW的时段的组合不构成一个时段，则图12的过程结束。

否则，如果CBP包发送方的SCW使用时段和空闲SCW时隙的时段的组合构成一个时段，则进行到步骤1009，CBP包发送方生成用于争用的随机退避时间。即，当空闲SCW时隙开始时，CBP包发送方生成随机退避时间。

随后，进行到步骤1011，CBP包发送方确定是否经过了随机退避时间。换句话说，CBP包发送方确定从空闲SCW时隙的开始时间起是否经过了随机退避时间。

如果没有经过随机退避时间，则进行到步骤1013，CBP包发送方确定是否接收到不同的WRAN的CBP包。即，CBP包发送方确定CBP包发送方是否争用失败。否则，如果没有接收到竞争者的CBP包，则重复步骤1011和步骤1013使得CBP包发送方确定是否经过了随机退避时间或是否接收到竞争者的CBP包。如果步骤1013的确定说明在经过随机退避时间之前接收到竞争者的CBP包，则进行到步骤1015，CBP包发送方识别其争用失败，并且将争用前使用的SCW使用模式作为其SCW使用模式。即CBP包发送方恢复其争用前的SCW使用模式。

如果步骤1011的确定结果说明在接收到竞争者的CBP包之前经过了随机退避时间，则进行到步骤1017，CBP包发送方发送其CBP包。CBP包包括涉及自共存算法的各种各样信息，例如：相应BS的位置、感测结果、进度信息、备份信道列表等。此外，CBP包可额外包括CBP包发送方的SCW使用模式信息。例如，可以如上面的表1所示配置包括在CBP包中的SCW使用模式。

在发送CBP包之后，进行到步骤1019，CBP包发送方识别其赢得争用，并且配置其SCW使用模式以包括生成空闲SCW时隙的模式。在该情况下，如果已经执行了步骤1005，则CBP包发送方将其SCW生成模式配置成与生成空闲SCW时隙的模式一致。否则，如果还没有执行步骤1005，则CBP包发送方配置模式，在该模式中将其SCW使用模式和生成空闲SCW时隙的模式结合作为新的SCW使用模式。

图13是例示根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的CBP包发送方的结构的方框图。

参考图13，CBP包发送方包括：频谱传感器1102、频带控制器1104、射频(RF)接收器1106、OFDM解调器1108、副载波解映射器1110、码元解调器1112、译码器1114、CBP分析器1116、CBP生成器1118、编码器1120、码元调制器1122、副载波映射器1124、OFDM调制器1126、RF发射器1128和CBP控制器1130。

频谱传感器1102搜索授权的系统的信号。频谱传感器1102估测授权的系统的频带使用状态以搜索经授权的系统未使用的信道。频谱传感器1102向频带控制器1104提供感测结果。

频带控制器1104根据频谱传感器1102的感测结果选择操作信道，并且控制RF接收器1106和RF发射器1128的处理频带以发送和接收与所选择的信道相应的频带的信号。即，频带控制器1104提供控制以接入经授权的系统未使用的信道。

RF接收器1106将通过天线接收的RF频带的信号下转换成基带信号。OFDM解调器1108为每个OFDM码元划分基带信号，移除循环前缀(CP)，然后通过执行快速傅里叶变换(FFT)操作恢复频带信号。副载波解映射器1110划分频带信号用于每个处理。例如，副载波解映射器1110提取使用SCW时隙接收的CBP包。码元解调器1112解调信号以将其转换成比特流。译码器1114译码比特流。

CBP分析器1116分析从相邻的WRAN接收的CBP包。即，CBP分析器1116估测发送CBP包的WRAN和涉及用于发送CBP包的WRAN的自共存算法的信息。具体地，如果WRAN通过使用CBP包来发送其SCW使用模式信息，则CBP分析器1116通过分析CBP包来确定发送CBP包的WRAN的SCW使用模式，并且随后向CBP控制器1130提供所估测的SCW使用模式。例如，可以如上面的表1所示配置包括在CBP包中的SCW使用模式。

CBP生成器1118生成将要被发送的CBP包。CBP包包括涉及自共存算法的各种各样的信息，例如：相应BS的位置、感测结果、进度信息，备份信道列表等。此外，CBP包可以额外包括CBP包发送方的SCW使用模式信息。例如，可以如上面的表1所示配置包括在CBP包中的SCW使用模式。在该情况下，CBP生成器118在CBP控制器1130的控制下发送CBP包。

编码器1120编码CBP包的比特流。码元调制器1122调制比特流以将其转换成复合码元。副载波映射器1124将复合码元映射到频域。OFDM调制器1126通过执行快速傅里叶逆变换(IFFT)操作，将映射到频域的信号转换成时域信号，插入CP，从而配置成基带OFDM码元。RF发射器1128将基带OFDM上变频成RF频带信号，并且通过天线发送RF频带信号。

CBP控制器1130提供涉及CBP发送的控制。即，CBP控制器1130控制在信道接入时获得SCW时隙的功能、CBP包发送的功能等。为此，CBP控制器1130包括：模式分析器1132、竞争者选择器1134、退避计时器1136和模式配置器1138。

模式分析器1132通过使用由CBP分析器1116标识的CBP包，分析相邻的WRAN的SCW常规模式。即，模式分析器1132通过使用WRAN的信息来确定相邻WRAN的SCW使用时段和SCW常规模式，其中WRAN发送在每个SCW中接收并且从CBP分析器1116提供的CBP包。如果相邻的WRAN通过使用CBP包发送其SCW使用模式信息，则模式分析器1132确定由CBP分析器1116确定的每个相邻WRAN的SCW常规模式，并且识别SCW常规模式。例如，可以如上面的表1所示配置包括在CBP包中的SCW使用模式。

如果模式分析器1132的分析结果说明不存在空闲SCW时隙，则竞争者选择器1134选择竞争者以用于获得SCW时隙。在该情况下，竞争者选择器1134选择具有最短的SCW使用时段的WRAN作为竞争者。此外，如果识别了多个组的不同SCW常规模式，并且在至少一个SCW常规模式中空闲SCW时隙正在周期性地出现，则竞争者选择器1134选择竞争者以使用至少一个组的空闲SCW时隙。此外，竞争者选择器1134向退避计时器1136报告所选择的竞争者发送CBP包的SCW时隙的开始时间。

当发送CBP包时并且当执行争用以获得SCW时隙时，退避计时器1136生成随机退避时间并且确定是否经过了随机退避时间。即，当执行争用以及获得SCW时隙时，退避计时器1136在竞争者发送CBP包的SCW时隙的开始时间生成随机退避时间，并且确定是否经过了随机退避时间。在获得SCW时隙之后，退避计时器1136根据由模式配置器1138确定的SCW使用模式，在发送CBP包的SCW时隙的开始时间生成随机退避时间，并且确定是否经过了随机退避时间。

模式配置器1138配置SCW使用模式。如果争用不是必须的，则模式配置器1138根据空闲SCW时隙的时段配置SCW使用模式。否则，如果争用是必须的，则当赢得与竞争者的用于获得SCW时隙的争用时，模式配置器1138配置SCW使用模式使得其SCW使用模式是竞争者的SCW使用时段的两倍。在赢得争用后，当与不同WRAN争用失败时，模式配置器1138将SCW使用时段加倍。此外，模式配置器1138根据所确定的SCW使用模式，向退避计时器1136报告发送CBP包的SCW时隙的开始时间。

即，CBP控制器1130控制模式分析器1132分析相邻的WRAN的SCW常规模式，控制竞争者选择器1134选择竞争者，控制退避计时器1136生成随机退避时间，并且控制模式配置器1138配置SCW使用模式。在该情况下，通过区别CBP包发送方新接入信道的情况和在接入信道后出现空闲SCW时隙的情况来执行配置SCW使用模式的处理。

首先，当CBP包发送方新接入信道时，模式分析器1132、竞争者选择器1134、退避计时器1136和模式配置器1138按如下所述交互工作以获得SCW时隙并且发送CBP包。

当通过频谱传感器1102和频带控制器1104的操作接入新的信道时，CBP控制器1130控制模式分析器1132以分析相邻的WRAN的SCW常规模式。如果CBP包发送方是UE，则CBP控制器1130向BS报告分析结果。即，虽然未示出，但是UE还包括生成消息的消息生成器，所述消息用于报告从CBP控制器1130提供的分析结果。否则，如果CBP包发送方是BS，则CBP控制器1130将BS的分析结果与从UE报告的分析结果相结合。即，虽然未示出，但是BS还包括消息分析器，其通过使用从UE接收的消息估测从UE报告的分析结果，并且向CBP控制器1130提供分析结果。如果WRAN通过使用CBP包发送其SCW使用模式信息，则CBP控制器1130通过分析CBP包来估测发送CBP包的WRAN的SCW使用模式，并且分析所估测的SCW使用模式。

如果通过标识SCW常规模式获得的结果说明空闲SCW时隙周期性地出现，则CBP控制器1130控制模式配置器1138配置SCW使用模式使得空闲SCW时隙的时段与其SCW使用时段一致。否则，如果空闲SCW时隙没有周期性地出现，则CBP控制器1130控制竞争者选择器1134选择竞争者以获得SCW时隙并且控制退避计时器1136以生成用于争用的随机退避时间。

此后，如果从竞争者发送CBP包的SCW时隙的开始时间起经过了随机退避时间之前接收到竞争者的CBP包，则CBP控制器1130识别其争用失败，从而控制竞争者选择器1134重新选择竞争者。在该情况下，可以重新选择相同的竞争者。否则，如果从竞争者发送CBP包的SCW时隙的开始时间起经过了随机退避时间之前没有接收到竞争者的CBP包，则CBP控制器1130控制CBP生成器1118输出CBP包。因此，CBP控制器1130识别其赢得争用，从而控制模式配置器1138配置SCW使用模式使得其SCW使用时段是竞争者的SCW使用时段的两倍。结果，CBP包发送方和竞争者共享SCW时隙。

此后，当根据所确定的SCW使用模式，CBP包发送时间已到时，CBP控制器1130控制退避计时器1136生成随机退避时间。当经过了随机退避时间时，CBP控制器1130命令CBP生成器1118输出CBP包。在该情况下，如果在经过了随机退避时间前接收到不同WRAN的CBP包，则CBP控制器1130识别其争用失败，从而控制模式配置器1138将当前SCW使用时段加倍。

接着，在当从信道释放WRAN时或当不同WRAN占用由所释放的WRAN占用的SCW时隙时正出现空闲SCW时隙的情况中，分析器1132、竞争者选择器1134、退避计时器1136和模式配置器1138按如下所述交互工作以获得SCW时隙并且发送CBP包。

在周期性地占用SCW时隙的状态中，CBP控制器1130控制模式分析器1132持续分析SCW常规模式。如果CBP包发送方是UE，则CBP控制器1130向BS报告分析结果。即，虽然未示出，但是UE还包括生成消息的消息生成器，其中消息用于报告从CBP控制器1130提供的分析结果。否则，如果CBP包发送方是BS，则CBP控制器1130将BS的分析结果与从UE报告的分析结果相结合。即，虽然未示出，BS还包括消息分析器，其通过使用从UE接收的消息估测从UE报告的分析结果并且向CBP控制器1130提供分析结果。

如果通过标识SCW常规模式获得的结果说明空闲SCW时隙正在周期性出现，则CBP控制器1130确定空闲SCW时隙的出现时段是否短于其SCW使用时段。如果空闲SCW时隙的出现时段短于其SCW使用时段，则CBP控制器1130通过执行用于占用空闲SCW时隙的争用，确定将其SCW使用时段改变成空闲SCW时隙的出现时段，并且释放其SCW时隙。否则，如果空闲SCW时隙的出现时段大于或等于其SCW使用时段，则CBP控制器1130确定其SCW使用模式和生成空闲SCW时隙的模式的组合是否构成一个时段。如果确定结果说明其SCW使用模式和生成空闲SCW时隙的模式的组合构成一个时段，则CBP控制器1130确定不仅使用当前占有的SCW时隙还使用空闲的SCW时隙。在该情况下，不再归还SCW时隙。

随后，CBP控制器1130控制退避计时器1136以生成用于争用的随机退避时间。此后，如果在从空闲SCW时隙的开始时间起随机退避时间逝去之前接收到竞争者的CBP包，则CBP控制器1130识别其争用失败，并且恢复争用前使用的SCW使用时段。否则，如果在从空闲SCW时隙的开始时间起随机退避时间逝去之前没有接收到竞争者的CBP包，则CBP控制器1130控制CBP生成器1118输出CBP包。因此，CBP控制器1130识别其赢得争用，从而控制模式配置器1138配置其SCW使用模式以包括生成空闲SCW时隙的模式。如果在该情况下已经归还了SCW时隙，则CBP控制器1130配置其SCW使用模式以与生成空闲SCW时隙的模式相同。否则，如果还没有归还SCW时隙，则CBP控制器1130将其SCW使用模式和生成空闲SCW时隙的模式的组合确定为新的SCW使用模式。

根据本发明的示范性实施例，在基于CR的无线通信系统中，通过分析相邻的WRAN选择适合的竞争者，争用失败的WRAN增大SCW使用时段。因此，能够配置高度可靠的SCW常规模式，同时避免了CBP包中的冲突。

虽然参考其示范性实施例已经示出和说明了本发明，但是本领域技术人员将理解，只要不脱离如所附权利要求及其等效物所限定的本发明的精神和范围，可在形式和细节上做出各种各样的变化。