基于信道质量的选择性认知接入方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103237356A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103237356103237356A(43)申请公布日2013.08.07(21)申请号201310105968.6(22)申请日2013.03.29(71)申请人北京凯华信业科贸有限责任公司地址100088北京市海淀区蓟门里小区北2号楼4-102号(72)发明人李柏文刘怡静杨磊杨盘隆刘云浩(74)专利代理机构北京市盛峰律师事务所11337代理人赵建刚(51)Int.Cl.H04W74/00(2009.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书11页说明书11页附图5页附图5页(54)发明名称基于信道质量的选择性认知接入方法(57)摘要本发明提供一种基于信道质量的选择性认知接入方法，包括以下步骤：获取认知无线电系统的最佳门限当认知终端需要发送数据时，认知终端在频域上序贯地感知、探测各个信道，判断探测到的信道Ci的实时状态是否满足以下条件：信道Ci为空闲信道，并且，信道Ci的链路质量优于最佳门限如果满足，则认知终端接入所述信道Ci，并通过所述信道Ci序贯地传输数据，同时，所述认知终端监测信道Ci的实时状态，当监测到所述信道Ci的实时状态低于或等于最佳门限时，所述认知终端立即释放当前的所述信道Ci，然后进行新一轮的信道感知与探测。认知终端联合考虑信道可用性和瞬时链路质量进行信道接入和释放决策，能够大幅提高频谱使用效率。CN103237356ACN1032756ACN103237356A权利要求书1/3页1.一种基于信道质量的选择性认知接入方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对于包含N个信道的认知无线电系统，其中，信道集合表示为{c1，c2，...，cN}；获取该认知无线电系统的最佳门限S2，当认知终端需要发送数据时，所述认知终端在频域上序贯地感知、探测各个信道，判断探测到的信道Ci的实时状态是否满足以下条件：信道Ci为空闲信道，并且，信道Ci的链路质量优于最佳门限其中，信道Ci为信道集合中的一个元素；如果满足，则执行S3；如果不满足，则继续感知并探测下一个信道；S3，所述认知终端接入所述信道Ci，并通过所述信道Ci序贯地传输数据，同时，所述认知终端监测信道Ci的实时状态，当监测到所述信道Ci的实时状态低于或等于最佳门限时，所述认知终端立即释放当前的所述信道Ci，然后进行新一轮的信道感知与探测。2.根据权利要求1所述的基于信道质量的选择性认知接入方法，其特征在于，S1中，该认知无线电系统的最佳门限通过以下方法获取：S1-1，获取所述认知无线电系统的初始参数值；所述初始参数值包括：a)信道空闲持续时间的分布函数Fi(·)、信道占用持续时间的分布函数Fb(·)、信道空闲持续时间期望值α和信道占用持续时间期望值β；b)所述认知无线电系统中节点的最大多普勒频移fd；c)信道平均信噪比γ0；d)所述认知无线电系统支持的传输速率等级{0，1，...，K-1}以及各档速率对应的信噪比门限Γk；S1-2，信道状态离散化：根据所述认知无线电系统支持的传输速率等级，将信道描述为K状态的有限状态马尔科夫模型{s0，s1，...，sK}；其中，信道状态s0表示支持的速率处于0档，具体为“信道占用”或“信道空闲，但接收信噪比小于门限Γ1”；信道状态sk表示支持的速率处于k档，具体为“信道空闲，且接收信噪比Γk≤γ＜Γk+1”；γ为接收信噪比；S1-3，信道状态稳态分布向量：a)通过式1获取信道空闲概率的平稳分布θi和信道占用概率的平稳分布θb：式1b)通过式2获取信道链路质量平稳分布πk：k＝0，1，...，K-1式2其中，γ≥0；c)通过式3获取信道联合状态平稳分布pk：式3S1-4，信道状态转移矩阵：a)通过式4获取信道空闲转移概率：2CN103237356A权利要求书2/3页式4b)通过式5获取信道链路质量状态的转移概率qs，s′：k＝1，2，...，K-1k＝0，1，...，K-2qk，k＝1-qk，k+1-qk，k-1，k＝1，2，...，K-2q0，0＝1-q0，1qK-1，K-1＝1-qK-1，K-2式5其中，τdm为认知无线电系统设计的帧长，Λ(·)为水平穿越率函数：c)通过式6获取信道联合状态的一步转移概率μk，l：式6S1-5，根据信道分布信息，获取最佳门限a)对于每一个k∈{0，1，...，K-1}，按式7计算：式7其中τd，τdm和τsp分别为数据帧长、帧长和感知探测时间开销；为信道联合状态稳态分布向量；为信道状态对应的传输速率向量，其中，R(k)表示信道状态sk所支持的传输速率；矩阵Θk由信道转移概率组成：*b)选择使Ξ(sk)值最大的状态作为选择性接入门限，即最佳门限k：sk∈{s0，s1，...，sK