[發明專利]一種基于頻譜感知及預測的水下多路通信方法

無效

• 申請號: 201010204687.2
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN101867420A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 張軍;張艷莉;寧更新;韋崗
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04B17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于頻譜感知及預測的水下多路通信方法，其特征在于：包括下列步驟：

步驟1：網絡中各節點按預定的感知時間間隔周期性地對各頻道感知，獲取頻道的使用狀態的統計信息，計算各頻道的統計占用概率及狀態轉移概率矩陣，并對各個頻道的使用狀態建立預測模型；

步驟2：當網絡中某節點需要傳輸數據時，該節點對各頻道進行頻譜感知，若某頻道正在被占用，則該節點接收并解調正在各頻道中傳輸的數據，如果某頻道的數據可以被解調且能提取時間信息，則根據提取的時間信息估計該頻道數據傳輸時延；如果某頻道的數據不能被解調或無法從解調的數據中提取時間信息，則將該頻道的時延信息標注為缺失；若該節點感知到某頻道該時刻空閑，則將該頻道的時延信息標注為缺失；

步驟3：將步驟2中感知到的各頻道使用狀態作為初始狀態，當某頻道的數據傳輸時延能估計出來時，利用步驟1中得到的各頻道使用狀態的預測模型對當前該頻道的使用狀態進行預測，計算當前該頻道被占用的概率；當某頻道的時延信息缺失時，將各頻道的統計占用概率作為當前該頻道被占用的概率；

步驟4：該節點根據步驟3計算得到各頻道被占用概率與規定門限值比較，比較結果分為：

A、若計算的頻道占用概率均大于門限值，則該頻道當前不可用，該節點當前時刻沒有合適頻道可以接入；

B、若計算的頻道占用概率小于門限值且該頻道的數據傳輸時延小于等于步驟1所述的預定的感知時間間隔，則當前時刻該頻道可用，該節點直接接入；

C、若計算的頻道占用概率小于門限值且該頻道的數據傳輸時延大于步驟1所述的預定的感知時間間隔，則當前時刻該頻道可用，但該節點不能直接接入。

步驟5：節點根據步驟2中感知到的各頻道使用狀態及時延信息，更新各頻道的統計占用概率和預測模型。

2.根據權利要求1所述的基于頻譜感知及預測的水下多路通信方法，其特征在于：步驟1所述預測模型為馬爾科夫鏈預測模型：A(n)＝A(0)Pⁿ，其中A(0)表示初始時刻各個頻道的狀態概率矩陣，P為狀態轉移概率矩陣，A(n)為n時刻各個頻道的狀態概率矩陣。

3.根據權利要求1所述的水下多路通信方法，其特征在于：步驟2所述各頻道中傳輸的數據是定時、間隔地在傳輸的數據包上加入時間標簽。

4.根據權利要求1所述的基于頻譜感知及預測的水下多路通信方法，其特征在于：步驟4中A項各頻道被占用概率均大于規定門限值時，則該節點1經步驟5返回步驟2，直至找到可用的合適頻道。

5.根據權利要求1所述的基于頻譜感知及預測的水下多路通信方法，其特征在于：步驟4中C項所述節點再次感知該所述頻道，感知次數為該頻道數據傳輸時延長度與步驟1所述的預定的感知時間間隔的比值，直至每次感知、預測結果均表示該所述頻道可用，該節點才接入。

6.根據權利要求1所述的基于頻譜感知及預測的水下多路通信方法，其特征在于：步驟5是采用雙端隊列方式，即每加入一個新的感知信息，則去除最前的一個統計信息來更新各頻道的統計信息。