[發明專利]一種認知無線電通信盟的結盟方法

有效

• 申請號: 201110260988.1
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102438245B
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 崔龍;楊震;田峰
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W16/00
• 分類號: H04W16/00;H04W24/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種認知無線電通信盟的結盟方法，屬于認知無線電技術領域。

背景技術

隨著社會的不斷發展和科技的日新月異以及物聯網的飛速普及，無線頻譜資源卻越來越 緊張。在這種背景下，認知無線電(Cognitive?Radio，CR)技術應運而生，CR技術通過在時間 和空間上充分利用空閑的頻譜資源，從而可以有效的緩解或解決上述頻譜資源緊張的情況。

認知無線電又被稱為智能無線電，它以靈活、智能、可重配置為顯著特征，通過感知外 界環境，并使用人工智能技術從環境中學習，有目的地實時改變某些操作參數(比如傳輸功率、 載波頻率和調制技術等)，使其內部狀態適應接收到的無線信號的統計變化，從而實現任何時 間、任何地點的高可靠通信以及對異構網絡環境有限的無線頻譜資源進行高效地利用。認知 無線電的核心思想就是通過頻譜感知(Spectrum?Sensing)和系統的智能學習能力，實現動 態頻譜分配(DSA：dynamic?spectrum?allocation)和頻譜共享(Spectrum?Sharing)。

認知無線電對無線電靈活的頻譜池提供一種機制，這種方法能擴展通常應用的可用帶寬。 認知無線電概念的出現推進了智能無線電技術在個人移動通信領域的發展。

在目前對通信結盟很少量的研究中，大部分是主要依據認知次用戶之間的遠近來作為判 斷是否可以建盟的原則，優先將距離較近的認知次用戶納入一個盟內，認知次用戶距離較遠 的往往不會考慮加入一個盟中。但是我們卻發現，基于距離的認知次用戶建盟沒有考慮認知 次用戶在這段距離的信道上傳輸的效率，比如：一個認知次用戶A距離認知次用戶B較C近 些，A和B通過結盟準則判斷后結成聯盟，而沒有和C建立聯盟，但實際情況有可能是A和B 間的信道沒有A和C間的信道的傳輸效率高(傳輸信道增益大)。為此，大部分現有的研究成 果是通過獲取描述該信道合適的模型(如Hata模型或okumuma模型等)以及相應的參數來計 算信道傳輸損耗進而確定是否結盟，這雖然能部分解決上述問題，但是卻增加了信道模型不 匹配而引起的誤差和算法的復雜度，這在對時間復雜度有較高要求的通信結盟來說無疑是一 大弊端。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對當前固定頻譜分配帶來的頻譜資源緊缺的矛盾，提供 一種認知無線電通信盟的結盟方法，優化了系統的信令開銷，使得認知節點可以使用較少的 功率直接和盟主交互信令而不需每次都與基站進行信令交互。通過建立用戶業務觸發的機制， 系統的吞吐量得到了進一步的提升。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案：

一種認知無線電通信盟的結盟方法，包括以下步驟：

步驟A，以某一基站系統為中心點，獲取滿足下列結盟條件的認知次用戶：

①認知次用戶發來的RSSI的均值滿足：

②認知次用戶發來的RSSI的波動方差σ²在基站系統允許的范圍內；

其中，為系統根據接收信號強度指示均值的最小值自適應選定的通信結盟 的結盟范圍大小參數，ε為系統允許誤差的閾值，n＝2k，k為正整數；

步驟B，設n取不同的數值時滿足條件的認知次用戶的集合為M_n，對于每次n的不同取 值在M_n中選擇建立6n個通信盟，每個通信盟由基站初始化指定一個盟主，盟主的選擇依照 以下兩種情況進行：

B-1，根據每次n的不同取值在集合M_n中，能夠找到6n個滿足下列極坐標條件的認知 次用戶，則將這6n個認知次用戶作為該基站通信范圍內的各個通信盟的盟主；所述極坐標條 件為：

(n＝2k，m≤3n，n≤N)；其中，n、k、m、N均為正整數；

則具體的盟主的找尋過程為：

B-1-1，任意選定集合M中的一個認知次用戶A；認知次用戶A再選擇接收到的能量檢 測值約為的認知次用戶B，此時當有多個認知次用戶符合此條件，則選擇最接近基站 系統值ε要求的認知次用戶作為認知次用戶B；

B-1-2，認知次用戶B再選擇接收到的能量檢測值為的認知次用戶C，當有多個認 知次用戶符合此條件，則選擇最接近基站系統值ε要求的認知次用戶作為認知次用戶C；

B-1-3，重復上述步驟B-1-1至B-1-2，直至找到6n個認知次用戶；