[發(fā)明專利]基于無速率碼的認知多用戶多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010148535.5
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN101820333A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳少磊;張朝陽;陳曉明;吳可鏑
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04W16/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于無速率碼的認知多用戶多信 道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著各種無線通信技術(shù)應(yīng)用的快速發(fā)展，無線頻譜資源日趨緊張。為了有 效地提高頻譜資源的利用效率，認知無線電(Cognitive?Radio)技術(shù)成為目前無 線通信領(lǐng)域研究的熱點。認知無線電技術(shù)的核心思想是，它通過可靠地感知頻 譜環(huán)境，探測授權(quán)的主用戶的活動狀態(tài)，同時允許未授權(quán)的從用戶自適應(yīng)地、 機會式地動態(tài)占用即時可用的頻譜資源，同時在整個通信過程中不給主用戶 帶來有害干擾。最近，認知無線電系統(tǒng)(簡稱認知系統(tǒng))在多用戶多信道環(huán) 境下的通信問題受到越來越多的關(guān)注。為了保證主用戶的QoS(Quality?of Service)要求，從用戶需要具有可靠的頻譜感知能力以動態(tài)接入空閑子信道， 以及良好的接入傳輸技術(shù)以完成自身的通信。一種具有公共控制信道的信道 選擇策略(見“Distributed?coordination?protocol?for?common?control?channel selection?in?multichannel?Ad-Hoc?cognitive?radio?networks，”in?Proc.IEEE WiMob’09，pp.227-232，Nov.2009.)被提出，通過利用主用戶活動規(guī)律和從用 戶之間的相互聯(lián)系以完成信息的傳輸；一種基于排隊模型的動態(tài)頻譜選擇方 法(見“Dynamic?channel?selection?for?multi-user?video?streaming?over?cognitive radio?networks，”in?Proc.IEEE?ICIP’08，pp.2316-2319，Oct.2008)被提出以保證 主用戶的QoS要求；而一種基于感知時間策略的信道選擇方法(見“Detection timing?and?channel?selection?for?periodic?spectrum?sensing?in?cognitive?radio，”in Proc.IEEE?Globecom’08，pp.1-5，Nov.2008.)被提出以充分利用頻譜資源。但 是以上策略和方法都是基于中心式控制機制，需要有一個中心控制節(jié)點以及 相應(yīng)的控制信道、控制協(xié)議以實現(xiàn)各個從用戶之間控制信息的交互，從而完 成各用戶的通信，這樣系統(tǒng)的復(fù)雜度和開銷都很大。如何在各個從用戶不需 要任何信息交互的情況下完成分布式的接入傳輸，成為一個具有重要意義的 研究問題。

另外，在通信過程中使用的信道編碼方式同樣會影響到系統(tǒng)的頻譜使用效 率。傳統(tǒng)的碼率固定的編碼方式(如分組碼，卷積碼等)，需要發(fā)送端估計信道 狀態(tài)信息CSI(Channel?State?Information)以設(shè)計一個固定的傳輸碼率，并且在傳輸 過程中需要引入良好的反饋重傳機制以保證每一個編碼包的正確傳輸。另外， 在多用戶多信道系統(tǒng)中，不同信道上編碼包之間的調(diào)度策略也必須進行良好的 設(shè)計以保證通信的有效進行。這些操作都會給系統(tǒng)帶來很大的開銷和時延，降 低頻譜使用效率。最近，一種具有自適應(yīng)鏈路適配特性的新型信道編碼方式—— 無速率碼(Rateless?Code)，被提出并應(yīng)用到無線通信中。無速率碼與傳統(tǒng)的碼 率固定的編碼方式最大的不同在于它在發(fā)送端不設(shè)定固定碼率，其編碼包的個 數(shù)是沒有限制的。發(fā)送端按照一定方式源源不斷的隨機產(chǎn)生編碼包并發(fā)送出去， 接收端則在接收到這些編碼包后嘗試譯碼。接收端并不關(guān)心具體的某一個編碼 包是否被成功接收，而是關(guān)心成功接收到的編碼包的總數(shù)量。接收端在接收到 足夠多的編碼包后嘗試譯碼，如果譯碼失敗，可以再多接收一些編碼包然后繼 續(xù)嘗試譯碼，接收端一直重復(fù)這個過程直到譯碼成功。一旦譯碼成功，接收端 只需要發(fā)送一個非常簡單的信號告知發(fā)送端停止編碼包的發(fā)送即可，這樣就完 成了整個傳輸過程。由此可見，采用無速率碼編碼方式，可以在發(fā)送端不知道 任何CSI，以及在傳輸過程中無需任何反饋重傳機制的條件下，自適應(yīng)地調(diào)整傳 輸碼率，保證信息有效可靠的傳輸。在多用戶多信道系統(tǒng)中，使用無速率碼能 夠有效地對抗不同編碼包間的沖突碰撞，不需要考慮不同信道上編碼包的調(diào)度 問題，從而能有效地提高頻譜使用效率。

以此為啟發(fā)，本專利結(jié)合認知無線電技術(shù)和無速率碼技術(shù)，提出一種基于 無速率碼的認知多用戶多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法。

發(fā)明內(nèi)容