[發(fā)明專利]基于網(wǎng)絡編碼的協(xié)同頻譜感知方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010102552.5
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101789834A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 吳啟暉;王金龍;鄭學強;任國春;陳瑾;程云鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04L1/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

1.一種基于網(wǎng)絡編碼的協(xié)同頻譜感知方法，具體步驟如下：

步驟一：基站在中繼節(jié)點集中選擇最優(yōu)中繼節(jié)點R；所述的中繼節(jié)點集是指 除了CR1和CR2的其他認知用戶和基站；所述的中繼節(jié)點選擇依據(jù)是從可用 中繼節(jié)點集合中選擇與待上傳感知信息的認知用戶之間信道最好的一個；

步驟二：認知用戶CR1和CR2在本地使用基于能量檢測的頻譜感知方法進行 感知得到感知結(jié)果和

步驟三：

（a）.認知用戶對感知結(jié)果增加CRC校驗比特得到S_CR1和S_CR2，然后分兩個時 隙分別廣播發(fā)送BPSK調(diào)制后的本地感知信息f(S_CR1)、f(S_CR2)，其中f()是 對信號的BPSK調(diào)制；所述的認知用戶對感知結(jié)果增加CRC校驗比特， 具體是：認知用戶將本地感知結(jié)果后面增加幾位0，所增加的位數(shù)等于CRC 校驗比特數(shù)，然后除以CRC生成多項式，得到的余式即為CRC校驗比特， 將CRC校驗比特附在感知結(jié)果后面，即得到S_CR1；

前兩個時隙基站B接收到的信號為Y_B1和Y_B2，Y_B1和Y_B2表示為：

YB1=h1Bf(SCR1)+v1YB2=h2Bf(SCR2)+v2---(1)]]>

其中：h_1B,h_2B分別為認知用戶到基站的衰落系數(shù)，v₁、v₂為基站處的本地噪聲， 基站將收到的信號BPSK解調(diào)得到f^-1(Y_B1),f^-1(Y_B2)并存儲，其中f^-1()是對 信號的BPSK解調(diào)；

前兩個時隙中繼節(jié)點R接收到的信號為Y_R1和Y_R2，Y_R1和Y_R2表示為：

YR1=h1Rf(SCR1)+z1YR2=h2Rf(SCR2)+z2---(2)]]>

其中：h_1R,h_2R分別為認知用戶到中繼節(jié)點的衰落系數(shù)，z₁、z₂為中繼節(jié)點處的 本地噪聲，中繼節(jié)點將收到的信號BPSK解調(diào)得到f^-1(Y_R1)和f^-1(Y_R2)并存儲；

認知用戶CR1和CR2在另一個用戶發(fā)送時接收到的信號為Y_CR1和Y_CR2， Y_CR1和Y_CR2表示為：

YCR1=h21f(SCR2)+n11YCR2=h12f(SCR1)+n21---(3)]]>

其中：h₁₂，h₂₁分別為認知用戶之間的衰落系數(shù)，n₁₁，n₂₁分別為認知用戶CR1和 CR2處的本地噪聲；認知用戶將接收到的信號Y_CR1和Y_CR2進行BPSK解調(diào)得到 f^-1(Y_CR1)和f^-1(Y_CR2)并存儲；

（b）.中繼節(jié)點R將解調(diào)結(jié)果f^-1(Y_R1)和f^-1(Y_R2)進行異或即網(wǎng)絡編碼得 到Z_R，然后在第三個時隙廣播發(fā)送BPSK調(diào)制后的編 碼結(jié)果T_R=f(Z_R)給認知用戶和基站；

基站B接收到中繼節(jié)點R發(fā)送的編碼結(jié)果信息為Y_B3，Y_B3表示為：

Y_B3=h_RBT_R+v₃????????????????????(4)

其中：v₃為基站處的本地噪聲，h_RB為中繼節(jié)點到基站的衰落系數(shù)，基站將Y_B3解調(diào)后得到f^-1(Y_B3)并存儲；

認知用戶CR1和CR2接收到中繼節(jié)點發(fā)來的編碼結(jié)果信息為F_CR1和F_CR2， F_CR1和F_CR2表示為：

FCR1=hR1TR+n12FCR2=hR2TR+n22---(5)]]>

其中：n₁₂，n₂₂分別為認知用戶CR1和CR2處的本地噪聲；h_R1，h_R2分別為中繼 節(jié)點到認知用戶的衰落系數(shù)；認知用戶CR1和CR2將F_CR1和F_CR2解調(diào)得到 f^-1(F_CR1)和f^-1(F_CR2)，然后將f^-1(F_CR1)和f^-1(F_CR2)與本地的感知信息S_CR1和 S_CR2進行異或即網(wǎng)絡編碼的譯碼，得到譯碼結(jié)果A_CR2和A_CR1，A_CR2和A_CR1表示 為

ACR1=f-1(FCR2)⊕SCR2ACR2=f-1(FCR1)⊕SCR1---(6)]]>

步驟四：

（a）.認知用戶CR1和CR2將存儲的f^-1(Y_CR1)、f^-1(Y_CR2)和網(wǎng)絡譯碼得到 的A_CR2、A_CR1均進行CRC校驗；

對于認知用戶CR1，校驗f^-1(Y_CR1),A_CR2，若二者的校驗結(jié)果均正確，則 任選f^-1(Y_CR1),A_CR2其中一個作為認知用戶CR1恢復出CR2的信號S'_CR2；若只 有一個正確，則選擇正確的那一個作為S'_CR2；若二者均不正確，則選擇f^-1(Y_CR1) 作為S'_CR2；

對于認知用戶CR2，校驗f^-1(Y_CR2),A_CR1，若二者的校驗結(jié)果均正確，則 任選f^-1(Y_CR2),A_CR1其中一個作為認知用戶CR2恢復出CR1的信號S'_CR1；若只 有一個正確，則選擇正確的那一個作為S'_CR1；若二者均不正確，則選擇f^-1(Y_CR2) 作為S'_CR1；

（b）.空時編碼：認知用戶CR1和CR2同時發(fā)送BPSK調(diào)制后的空時碼 字f(-S′_CR2)和f(S′_CR1)至基站，此時基站收到的信號為Y_B4，Y_B4表示為

Y_B4=h_1Bf(-S′_CR2)+h_2Bf(S′_CR1)+v₄????????????????(7)

v₄為基站處的本地噪聲；

步驟五：

（a）.網(wǎng)絡譯碼：基站將前兩個時隙存儲的f^-1(Y_B1),f^-1(Y_B2)與第三個時 隙存儲的f^-1(Y_B3)進行異或即網(wǎng)絡譯碼，得到基站網(wǎng)絡譯碼結(jié)果S″_CR2和S″_CR1， S″_CR2和S″_CR1表示為：

SCR2′′=f-1(YB3)⊕f-1(YB1)SCR1′′=f-1(YB3)⊕f-1(YB2)---(8)]]>

（b）.空時譯碼：基站將前兩個時隙收到的信號Y_B1和Y_B2相加，得到S_B1， S_B1表示為

S_B1=Y_B1+Y_B2????????????????????(9)

基站將S_B1與Y_B4作為空時碼字，進行空時譯碼得到R_CR1,R_CR2；R_CR1,R_CR2可 以表示為

RCR1=h1BSB1+h2BYB4RCR2=h2BSB1-h2BYB4---(10)]]>

基站對空時譯碼結(jié)果R_CR1,R_CR2進行BPSK解調(diào)得到f^-1(R_CR1),f^-1(R_CR2)； 步驟六：

（a）.判決：基站將對收到的感知信息與譯碼結(jié)果進行CRC校驗；

對認知用戶CR1的感知結(jié)果，分別校驗f^-1(Y_B1),S″_CR1,f^-1(R_CR1)，若三者中 有任何一個正確，選擇正確的一個作為基站恢復出認知用戶CR1的感知結(jié)果；

對認知用戶CR2的感知結(jié)果，分別校驗f^-1(Y_B2),S″_CR2,f^-1(R_CR2)，若三者中 有任何一個正確，選擇正確的一個作為基站恢復出認知用戶CR2的感知結(jié)果；

（b）.融合輸出：基站對判決結(jié)果進行融合輸出；

若基站恢復出兩個認知用戶的感知結(jié)果均正確，則將基站恢復出兩個認 知用戶的感知結(jié)果去掉CRC校驗比特，使用OR準則融合并判決，得到最終 的感知結(jié)果并輸出；

若基站恢復出兩個認知用戶的感知結(jié)果只有一個均正確，則選擇其中正 確的那一個結(jié)果，去掉CRC校驗比特，作為最終的感知結(jié)果并輸出；

若基站恢復出兩個認知用戶的感知結(jié)果均不正確，則返回步驟二，重新 進行感知。