本发明专利技术提出一种感知无线电系统中利用多天线的高效通信方法，包括下列步骤：感知用户利用多天线判定授权用户方位；在授权用户方位上判断授权用户的通信情况；在已知的待通信用户的方位上利用多天线形成波束对待通信用户进行通信。该方法还包括在授权用户的方位上形成零陷点，降低对授权用户的干扰。该方法还包括调整发射的功率在保证可靠通信的同时降低对其他用户的干扰。本发明专利技术提出的感知无线电系统中利用多天线的高效通信方法，能够有效的利用频谱资源和提高感知用户的通信质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信及信号处理领域，且特别涉及一种感知无线电系统中利用多天线 的高效通信方法。
技术介绍
认知无线电技术是近年来发展很快的一种有效利用频谱资源的技术，在认知无线 电中授权用户获得了对某一频谱的合法使用权，但是授权用户并不是一直在使用该频谱资 源，当授权用户空闲时感知用户可以检测到空闲时间和其他用户利用该频谱资源进行通 信，这样就可以使得授权用户的频谱可以得到充分的利用。 现有技术中提供了基于能量的频谱检测法、基于循环谱的检测法和基于 Anderson-Darling检测法，这些方法的基本原理都是利用感知用户测得的信息从参数或频 谱的特性出发判定授权用户是否在使用授权的频谱，如果空闲的话感知用户就可以和其他 用户间进行通信。而要进行这样的判断就需要处理大量的数据，算法相对的复杂运算时间 较长；而且这种方法还有一个限制就是只能在授权用户空闲的时候感知用户才能获得与其 他用户通信的机会，否则会对授权用户形成干扰，这是不被允许的。 在现有的方法中感知用户使用的是单天线，感知用户能否使用授权用户的频谱进 行通信需要完成对授权用户频谱的检测，需要使用频谱感知的相应算法。而这些算法比较 复杂且需要进行较长时间的计算。 现有的方法中感知用户只能在授权用户使用频谱的空隙才能通信，在授权用户通 信期间是无法使用和授权用户相同的频谱的，这就对感知用户的通信时段造成了很大的限 制和不确定性。 感知用户通信的过程中必然会对其他的授权用户造成干扰，因此在通信的过程中 要考虑一定功率控制策略，因此在通信的过程中就要进行反复的调整以使得对其他授权用 户的干扰可以降低。
技术实现思路
本专利技术提出，能够有效的利用 频谱资源和提高感知用户的通信质量。 为了达到上述目的，本专利技术提出一种感知无线电系统中利用多天线的高效通信方 法，包括下列步骤： 感知用户利用多天线判定授权用户方位； 在授权用户方位上判断授权用户的通信情况； 在已知的待通信用户的方位上利用多天线形成波束对待通信用户进行通信。 进一步的，该方法还包括在授权用户的方位上形成零陷点，降低对授权用户的干 扰。 进一步的，该方法还包括调整发射的功率在保证可靠通信的同时降低对其他用户 的干扰。 进一步的，所述感知用户的天线数量为大于等于4个。 进一步的，所述感知用户的多天线采用智能天线。 进一步的，所述感知用户利用多天线判定授权用户方位采用如下方法：信号入射 到多天线时在每个天线上会有不同的路程差，从而接收的信号会在每个天线上有不同的空 间相位，获取以上空间相位信息并进行空域处理，从而获得对入射信号的方位信息。 进一步的，所述入射信号的方位信息采用如下计算方法： 假设在感知用户端是用N个天线构成的均匀线阵，阵元的间距为d，在频率f时的 传播系数为k，则当信号以Θ角入射到天线阵时，在N个天线上由于天线间的间距对接收信 号会有各自不同的附加相位，N个天线上的附加相位可以写成导向矢量的形式： a= Τ^ 则当入射的信号为X(t)时，接收的到的信号可以表示为： Y(t) =a(Θ)X(t)+n(t)+J(t)， 其中的n(t)和J(t)分别是接收端的噪声和干扰，感知用户会对授权用 户的频谱有一定的预知信息，因此在判定授权用户的方位时可以采用简单的搜索 方式，即在接收端对接收到的各路信号乘以加权向量后相加，加权向量的形式为其中的表示共辄运算；加权相加后的信号r(t)为： 在搜索中只有当炉时，加权后的信号正好是N个天线上接收信号的相干叠加会 得到最大值，此时对应的夕就是授权用户的入射角，即得到信号的入射角。 本专利技术提出的感知无线电系统中利用多天线的高效通信方法，能够有效的利用频 谱资源和提高感知用户的通信质量。在本专利技术中感知用户端使用了多天线技术，利用多天 线技术感知用户可以测得授权用户的方位信息，可以比较简单的判断授权用户是否在通 信。而更重要的是感知用户可以利用预知待通信用户的方位信息，并以此可以利用多天线 的空域处理能力为待通信用户形成特定的波束；在一般的情况下，当待通信用户和授权用 户的空间方位差别较大时可以在授权用户通信的同时也可以利用授权用户的频谱和待通 信用户进行通信，同时可以在授权用户的方位上形成零点以避免对授权用户造成干扰。这 样就可以在有效利用频谱资源的同时也使得通信的质量得到了提高。【附图说明】图1所示为本专利技术较佳实施例的感知无线电系统中利用多天线的高效通信方法 流程图。【具体实施方式】 以下结合附图给出本专利技术的【具体实施方式】，但本专利技术不限于以下的实施方式。根 据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简 化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。 请参考图1，图1所示为本专利技术较佳实施例的感知无线电系统中利用多天线的高 效通信方法流程图。本专利技术提出的感知无线电系统中利用多天线的高效通信方法，包括下 列步骤： 步骤S100 :感知用户利用多天线判定授权用户方位； 步骤S200 :在授权用户方位上判断授权用户的通信情况； 步骤S300:在已知的待通信用户的方位上利用多天线形成波束对待通信用户进 行通信。 在感知用户只有一个天线的情况下对授权用户的判断只能从频谱的特征方面入 手来判断授权用户是否在工作，而当感知用户有多天线的情况下则可以利用空域处理技术 估计得到授权用户的方位信息。在获得授权用户的方位信息后对特定频谱上信号的判断也 会相对的简单，只需要判定有无授权用户的信号即可；因为此时在该方位上，该频段只有授 权用户可能使用，判定的算法就可以简单化。 假设在感知用户端设置了N个天线，对于接收到的信号由于处于远场区域可以认 为是平面波，当平面波以Θ角度入射到N个天线时在每个天线上会有不同的路程差，从而 接收的信号会在每个天线上有不同的空间相位。利用这些空间的相位信息就可以进行空域 的处理，从而获得对入射信号的方位信息的估计。从方位信息中可以基本确定接收的信号 是从哪个角度入射到N元天线阵的，对于感知用户来说利用对接收到信号的方位的估计就 判定了授权用户的来波方向，进一步的可以利用多天线的空域处理能力只对该方位的接收 信号进行处理来判定在设定的频谱上授权用户是否正在通信。当已经估计得到了授权用户 的方位信息后，感知用户可以只对授权用户方位上接收的信号进行分析和处理，而且针对 的是特定的频谱，那么就可以简化算法，只需简单的判断在固定的方位、固定的频谱上有无 信号即可，使计算的复杂度大为降低。 根据本专利技术较佳实施例，该方法还包括步骤S400 :在授权用户的方位上形成零陷 点，降低对授权用户的干扰。进一步的，该方法还包括步骤S500:调整发射的功率在保证可 靠通信的同时降低对其他用户的干扰。所述感知用户的天线数量为大于等于4个，进一步 的，所述感知用户的多天线采用智能天线。 所述感知用户利用多天线判定授权用户方位采用如下方法：信号入射到多天线时 在每个天线上会有不同的路程差，从而接收的信号会在每个天线上有不同的空间相位，获 取以上空间相位信息并进行空域处理，当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种感知无线电系统中利用多天线的高效通信方法，其特征在于，包括下列步骤：感知用户利用多天线判定授权用户方位；在授权用户方位上判断授权用户的通信情况；在已知的待通信用户的方位上利用多天线形成波束对待通信用户进行通信。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孟银阔，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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