一種基于時間和帶寬聯(lián)合優(yōu)化的協(xié)作抗干擾頻譜接入方法
【專利摘要】一種基于時間和帶寬聯(lián)合優(yōu)化的協(xié)作抗干擾頻譜接入方法，在該方法中，認知用戶以協(xié)作方式接入授權用戶的頻譜，通過解碼轉發(fā)協(xié)作方式幫助轉發(fā)授權用戶的信息。如果認知用戶能夠幫助授權用戶達到目標速率，則授權用戶就會允許認知用戶接入自己的頻譜。否則授權用戶繼續(xù)通過直傳發(fā)送自己的信息。認知用戶接入授權用戶的頻譜后，在第二個時隙利用一部分帶寬幫助轉發(fā)授權用戶的信息，利用剩余的帶寬發(fā)送自己的信息。本發(fā)明有效消除授權用戶和認知用戶之間相互干擾的問題、提升用戶性能。
【專利說明】一種基于時間和帶寬聯(lián)合優(yōu)化的協(xié)作抗干擾頻譜接入方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信領域中的認知無線電通信【技術領域】，尤其是一種頻譜接入方法。
【背景技術】
[0002]隨著無線通信的發(fā)展，無線通信用戶不斷增多，業(yè)務需求快速增長，有限的無線頻譜資源逐漸成為制約無線通信系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的大量研究報告表明當前無線頻譜的利用率很低，只有15%~85%，大部分頻譜在多數(shù)時候并沒有得到充分的利用，并且頻譜使用情況非常不平衡，一些非授權頻段占用過于擁擠，而某些授權頻段則經(jīng)常處于空閑狀態(tài)。可見造成頻譜資源緊缺的主要原因是現(xiàn)有的這種靜態(tài)頻譜管理方式和頻譜分配策略。認知無線電技術能感知周圍無線通信環(huán)境，在保證授權用戶正常通信不受影響的前提下，伺機接入授權頻譜，通過一定的學習和決策算法，自適應地改變系統(tǒng)工作參數(shù)來適應運行環(huán)境的變化，可以對頻譜在時間，頻率，空間上進行多維復用，從而提升頻譜資源的利用率。
[0003]在認知無線電共存式頻譜接入方法中，認知用戶被允許在滿足一定前提下與授權用戶共用同一頻 段。授權用戶把認知信號當作噪聲來處理，通過限定認知用戶對授權用戶的干擾水平，使其不超過一定的限值，來達到頻譜共享的目的。然而在這種頻譜接入方法中，由于認識用戶和授權用戶使用相同的頻譜同時進行通信，他們之間始終存在干擾，使得原本就非常有限的頻譜資源得不到充分利用，授權用戶和認知用戶的性能也會由于干擾受到影響。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有共存式頻譜接入技術中的缺陷，解決授權用戶和認知用戶之間相互干擾的問題、克服用戶性能受限的不足，本發(fā)明提供一種有效消除授權用戶和認知用戶之間相互干擾的問題、提升用戶性能的基于時間和帶寬聯(lián)合優(yōu)化的協(xié)作抗干擾頻譜接入方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種基于時間和帶寬聯(lián)合優(yōu)化的協(xié)作抗干擾頻譜接入方法，無線電通信系統(tǒng)包括一個授權系統(tǒng)和一個認知系統(tǒng)，其中，授權系統(tǒng)由一個授權用戶發(fā)送端和授權接收端組成，所述授權系統(tǒng)支持中繼功能，有一段W帶寬組成的授權頻譜；認知系統(tǒng)由一個認知用戶發(fā)送端和認知接收端組成，所述認知系統(tǒng)試圖利用可能的傳輸機會接入授權系統(tǒng)的頻譜，能夠模擬授權系統(tǒng)中的無線電協(xié)議和系統(tǒng)參數(shù)；所述基于時間和帶寬聯(lián)合優(yōu)化的協(xié)作抗干擾頻譜接入方法包括以下過程:
[0007]I)認知用戶以協(xié)作方式接入授權用戶的頻譜，認知用戶接收到授權用戶的信息后，通過解碼轉發(fā)協(xié)作方式幫助發(fā)送授權用戶的信息到授權接收端；
[0008]2)計算授權用戶通過認知用戶協(xié)作幫助后獲得的速率Rp ；
[0009]3)如果Rp≥Rt，則授權用戶就會分配一部分時間給認識用戶，授權其接入自己的頻譜，認知用戶接入授權用戶的頻譜后，利用一部分的帶寬轉發(fā)授權用戶的信息，利用剩余的帶寬發(fā)送自己的信息；否則，授權用戶繼續(xù)通過直傳發(fā)送自己的信息；
[0010]授權用戶和認知用戶之間的時間和帶寬分配問題建模為:
[0011]mfx R, ⑴
[0012]滿足以下條件
【權利要求】
1.一種基于時間和帶寬聯(lián)合優(yōu)化的協(xié)作抗干擾頻譜接入方法，無線電通信系統(tǒng)包括一個主系統(tǒng)和一個認知系統(tǒng),其中，主系統(tǒng)由一個授權用戶發(fā)送端和授權接收端組成,所述主系統(tǒng)支持中繼功能，有一段W帶寬組成的授權頻譜；認知系統(tǒng)由一個認知用戶發(fā)送端和認知接收端組成，所述認知系統(tǒng)能夠模擬主系統(tǒng)中的無線電協(xié)議和系統(tǒng)參數(shù)；其特征在于:所述協(xié)作抗干擾頻譜接入方法包括以下過程: 1)認知用戶以協(xié)作方式接入授權用戶的頻譜，認知用戶接收到授權用戶的信息后，通過解碼轉發(fā)協(xié)作方式幫助發(fā)送授權用戶的信息到授權接收端； 2)計算授權用戶通過認知用戶協(xié)作幫助后獲得的速率Rp； 3)如果Rp≥ Rt，則授權用戶就會分配一部分時間給認識用戶，授權其接入自己的頻譜，認知用戶接入授權用戶的頻譜后，利用一部分的帶寬轉發(fā)授權用戶的信息，利用剩余的帶寬發(fā)送自己的信息；否則，授權用戶繼續(xù)通過直傳發(fā)送自己的信息； 授權用戶和認知用戶之間的時間和帶寬分配問題建模為: maxlb Rs( I )
滿足以下條件
2.如權利要求1所述的基于時間和帶寬聯(lián)合優(yōu)化的協(xié)作抗干擾頻譜接入方法，其特征在于:所述步驟2)中，認知用戶通過兩個時隙解碼轉發(fā)協(xié)作方式接入授權用戶的頻譜； 在第一個時隙，占用時間t，授權用戶發(fā)送端用全部W帶寬發(fā)送信息給授權接收端和認知用戶發(fā)送端，所以授權用戶發(fā)送端到認知用戶發(fā)送端鏈路的速率為: R1r =IR1( 5 ) 在第二個時隙，占用時間ι-t，認知用戶發(fā)送端用bW帶寬幫助把解碼的授權用戶發(fā)送端的信息發(fā)送給授權接收端，認知用戶發(fā)送端到授權接收端鏈路的速率為:
【文檔編號】H04W16/14GK103997744SQ201410193327
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權日:2014年5月7日
【發(fā)明者】盧為黨, 何娣, 王夢云, 王凱, 趙新建, 彭宏, 華驚宇, 孟利民 申請人:浙江工業(yè)大學