【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于移动通信
,涉及认知无线网络中的动态频谱接入,具体涉及一种分布式认知无线网络中认知用户主动式频谱感知切换方法。
技术介绍
随着无线通信业务的快速发展,无线频谱资源变得越来越稀缺。由于香农定理的限制,许多先进的通信技术,如信道编码技术、正交频分复用技术、智能天线技术等,并不能从根源上提高频谱的利用率。为了能够进一步提高无线频谱资源的利用效率,认知无线电技术应运而生。认知无线电网络中的用户具有感知周围环境的能力,能够通过感知周围环境中频谱的使用情况,动态地选择当前空闲的频谱作为认知无线电网络暂时可用的频谱资源,从而达到提高频谱利用效率的目的。分布式认知无线网络中,认知节点通过发现并合理利用空域、时域和频域中出现的可以被利用的“频谱空洞”来完成自身的通信,每个认知节点参与频谱的感知、智能分析、分配、重配置工作,构成一个认知循环。授权用户重新占用频谱、信道质量变差、认知节点的位置移动等原因使得授权频谱始终处于动态变化之中,因此认知用户需要在通信过程中改变自身的运行频率,即频谱切换。与传统网络中的切换算法及协议相比,认知环境中频谱切换的触发条件和执行过程均发生了很大变化,因此有必要针对认知无线电网络的特点,研究适合于在认知无线电网络中工作的频谱切换算法及协议。传统的频谱切换是在感知到授权用户的信号后,安排认知用户切换到其它频率继续通信,也就是频谱的切换滞后于授权用户的到达,这违背了认知无线电技术的前提,即不能对授权用户造成干扰;所以,提前安排频谱切换成为研究的热点。典型的研究成果包括:《动态频谱网络中的主动信道接入》、《自动频谱切换:一种认知无 ...
【技术保护点】
一种主动式频谱感知切换的方法,其特征在于,包括以下步骤:1)对于首次接入网络,不存在任何频谱状态信息的认知用户进行初始化;信道数据库信息初始化为0,信道剩余空闲时长列表初始化为T0;对于非首次接入网络的认知用户直接进行步骤2);2)频谱感知阶段,具体包括以下步骤:2.1)认知用户在感知静默期对本地信道和邻居信道的状态进行频谱感知,获取相应可用信道的状态信息;2.2)认知用户之间通过控制信道获取其他可用信道的状态信息,所述控制信道为专用的认知业务交互信息的信道,独立于用于数据通信的认知数据信道之外;2.3)认知用户将上述所有可用信道的状态信息进行融合处理,并存储在信道数据库中;2.4)在经历t1时长的观察后,认知用户根据最新的感知信息与历史经验信息建立信道剩余空闲时间列表,并在感知静默期t2时刻更新信道数据库信息,其中:t2=t1+mΔt(m=0,1,2L)Δt=Δt1+Δt2Δt为感知—传输周期,Δt1为感知时长,Δt2为传输时长;3)判断是否切换频谱;比较当前信道剩余空闲时长Ti和当前信道切换门限Di,判断当前信道是否满足Ti‑Di≥0,若是,则不需要切换,转至步骤6);否则,转至步 ...
【技术特征摘要】
1.一种主动式频谱感知切换的方法,其特征在于,包括以下步骤:1)对于首次接入网络,不存在任何频谱状态信息的认知用户进行初始化;信道数据库信息初始化为0,信道剩余空闲时长列表初始化为T0;对于非首次接入网络的认知用户直接进行步骤2);2)频谱感知阶段,具体包括以下步骤:2.1)认知用户在感知静默期对本地信道和邻居信道的状态进行频谱感知,获取相应可用信道的状态信息;2.2)认知用户之间通过控制信道获取其他可用信道的状态信息,所述控制信道为专用的认知业务交互信息的信道,独立于用于数据通信的认知数据信道之外;2.3)认知用户将上述所有可用信道的状态信息进行融合处理,并存储在信道数据库中;2.4)在经历t1时长的观察后,认知用户根据最新的感知信息与历史经验信息建立信道剩余空闲时间列表,并在感知静默期t2时刻更新信道数据库信息,其中:t2=t1+mΔt(m=0,1,2L)Δt=Δt1+Δt2Δt为感知—传输周期,Δt1为感知时长,Δt2为传输时长;3)判断是否切换频谱;比较当前信道剩余空闲时长Ti和当前信道切换门限Di,判断当前信道是否满足Ti-Di≥0,若是,则不需要切换,转至步骤6);否则,转至步骤4);4)按信道选择概率值大小对不同信道进行排序,将选择信道选择概率值最大的信道c作为目标信道:c=argMaxiSi]]>其中,Si为信道选择概率值;若存在可用信道i满足上述条件,则进行频谱切换,转至步骤5);否则,转至步骤6);5)认知用户在下一通信周期切换到目标信道;且认知用户通过控制信道通知与其通信的其他认知用户切换到相同的信道;若切换成功,转至步骤6);若切换失败,转至步骤2);6)在通信周期内继续进行数据通信,经历传输时长Δt2后判断是否完成通信,若是,转至步骤7);否则,返回步骤2);7)一次业务结束,等待下次业务。2.根据权利要求1所述的主动式频谱感知切换的方法,其特征在于:步骤2.1)中所述对本地信道和邻居信道的状态进行频谱感知的方法为:认知用户启动本地信号检测过程,检测授权用户信号,若认知用户在Chi检测到授权用户的信号能量大于检测门限,则其本地感知结果State=1;否则其本地感知结果State=0;检测门限值根据信道衰落情况和认知用户与授权用户发射机的距离而定;认知用户对邻居信道执行同样检测算法,得到可用信道的状态信息:Sen=Ch1Ch2...ChiState1State2...Statei.]]>3.根据权利要求2所述的主动式频谱感知切换的方法,其特征在于:步骤2.3)中所述的将上述所有可用信道的状态信息进行融合处理方法如下:其中:C为检测结果连续相同的次数;认知用户在每个感知—传输周期都对...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹型兵,焦中帅,唐起超,孙梦璐,
申请(专利权)人:重庆邮电大学,
类型:发明
国别省市:重庆;50
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