[發(fā)明專利]認知無線電中的協(xié)作通信方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810200427.0
• 申請日: 2008-09-25
• 公開（公告）號: CN101364847A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 張草寫;王新兵;徐友云
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04Q7/38;H04B7/26;H04L29/06
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發(fā)明涉及一種通信技術領域的方法，具體是一種認知無線電中的協(xié)作通信方法。

背景技術

隨著無線電的廣泛使用，頻譜的占用使得頻譜資源愈加稀少。而不同用戶的需求將造成一定的頻譜的利用空間。認知無線電正是利用頻譜機會，接入頻道從而最大限度地利用頻譜。在認知無線電網(wǎng)絡中，一般分為主要用戶和二級用戶(也稱次級用戶)。主要用戶為授權用戶，擁有對頻道的所有權，能夠隨時地接入信道而不會受到任何干擾。二級用戶為非授權用戶，只有在主要用戶不使用信道時才可以占用，也即是機會式地占用信道從而獲得最大吞吐量。在認知無線電通信中，二級用戶必須等待主要用戶使用完畢才能接入信道，主要用戶在使用信道時，二級用戶只能監(jiān)聽而不能產(chǎn)生干擾。協(xié)作通信是一種利用協(xié)作多樣性克服無線信道衰落特性的新技術。在三點通信模式中，接力節(jié)點通過接受源節(jié)點的信息，處理后再發(fā)送至目的節(jié)點。協(xié)作式通信為無線電帶來了協(xié)作多樣性，有效地降低了傳輸中斷率。

經(jīng)對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，H.-P.Shiang等在《IEEE?Transactions?onMultimedia，vol.10，no.5，pp.896-909，Aug.2008》(電氣電子工程師協(xié)會多媒體領域期刊，2008年8月出版，第10卷，第5期，第896-909頁).上發(fā)表的“Queuing-Based?Dynamic?Channel?Selection?for?Heterogeneous?MultimediaApplications?Over?Cognitive?Radio?Networks”(基于隊列的動態(tài)信道選擇在認知無線電多媒體網(wǎng)絡中的應用)，該文提出了一種用基于隊列的方法，并應用于認知無線電中，但該文提出的方法為近似解，不足以精確地解釋認知無線電中的現(xiàn)象。

經(jīng)檢索還發(fā)現(xiàn)，0.Simeone等在《IEEE?Transactions?on?Communications，vol.55，no.12，pp.2351-2360，Dec.2007》(電氣電子工程師協(xié)會通信領域期刊，2007年12月出版，第55卷，第12期，第2351-2360頁)上發(fā)表的“Stable?Throughput?ofCognitive?Radios?With?and?Without?Relaying?Capability”(認知無線電在接力情況下的穩(wěn)態(tài)吞吐量表現(xiàn))，該文提出了協(xié)作通信在認知無線電的應用，但沒有提出具體的接力協(xié)議，并且僅限于研究穩(wěn)態(tài)條件下的現(xiàn)象，不足以完全解釋協(xié)作式通信在認知無線電中的應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種認知無線電中的協(xié)作通信方法，使得在具體的接力協(xié)議下，二級用戶在主要用戶使用信道時，協(xié)作主要用戶通信，主要用戶可以盡快使用完畢資源，從而為二級用戶提供新的頻譜機會，最終二級用戶的吞吐量得到提升。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括如下步驟：

步驟一，主要用戶和二級用戶構成認知無線電網(wǎng)絡，主要用戶和二級用戶在無協(xié)作模式下工作，主要用戶可隨時接入信道，若二級用戶正在使用信道，則二級用戶必須退出將信道交還于主要用戶，二級用戶只有在信道空閑時才能使用；

步驟二，若認知無線電網(wǎng)絡中只存在一個二級用戶，根據(jù)信道質(zhì)量信息判斷該二級用戶的吞吐量提高率是否達到設定的閾值，如果大于等于設定的閾值選擇該二級用戶采用TDMA-AF(時分復用-前向放大)協(xié)議技術與主要用戶進行協(xié)作通信，否則不參與主要用戶的通信；若認知無線電網(wǎng)絡中存在多個二級用戶，選擇吞吐量提高量最大的二級用戶做為接力用戶進行協(xié)作通信。完成一次協(xié)作通信包括兩個時隙：在第一個時隙，主要用戶發(fā)送信息，中繼站和二級用戶同時收到信息，在第二個時隙，主要用戶和二級用戶同時發(fā)送信息，中繼站同時接收到兩者的信息。

所述主要用戶和二級用戶，其信息均以包為基本單位，包的進入按照泊松分布，包的長度為任意分布。

所述主要用戶與二級用戶，其吞吐量分別為：