[發明專利]認知系統空頻域聯合資源建模及評估方法

有效

• 申請號: 201210002492.9
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102547742A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李釗;劉瑞雪;劉勤;李建東;劉明騫;馬英紅;王琳
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種認知系統空頻域聯合資源建模及評估方法，包括以下步驟：

步驟1：頻譜感知；

假設授權系統有N個頻道，首先進行頻譜感知，根據感知結果構造頻率資源向量

F＝[f₁?f₂?Λ?f_N]

其中f_i表示第i個頻道的頻道資源，當f_i＝1(i∈{1，L，N})表示該頻道忙，無空閑的頻道資源；當f_i＝0(i∈{1，L，N})表示該頻道空閑，有空閑頻道；

步驟2：獲得信道矩陣信息并處理；

當授權系統不存在頻譜空洞時，首先獲得系統的信道矩陣信息H，并對其進行奇異值分解H＝UΛ(V)^H，其中Λ＝diag(λ₁，λ₂，L，λ_rank(H))(λ_i是矩陣H的第i奇異值)，U＝[u₁，L，u_rank(H)]，V＝[v₁，L，v_rank(H)]，進行奇異值分解后信道矩陣信息等效為rank(H)個并行子信道；

步驟3：構造矩陣；

構造中間矩陣Ti,jc=[vi,1cp,L,vi,rank(Hicp)cp,v1c,L,vj-1c,vj+1c,L,vrank(Hc)c]]]>和Mi.,jc=Uipc=[ui,1pc,L,ui,rank(Hipc)pc];]]>并采用Gram-Schmidt方法對標準正交化，得到T‾i,jc=[t‾i,1cp,L,t‾i,rank(HICP)cp,t‾1c,L,t‾j-1c,t‾j+1c,L,t‾rank(Hc)c];]]>取M‾i,jc=Mi,jc=[m‾i,1pc,L,m‾i,rank(Hipc)pc];]]>其中，中間矩陣中的表示在授權頻道i上，認知發射機與授權接收機之間的信道信息矩陣進行奇異值分解后的V矩陣的第j列向量，表示認知接收機與認知發射機之間的信道信息矩陣Hc經過奇異值分解后的V矩陣的第j列向量，中間矩陣中的表示在授權頻道i上，授權發射機與認知接收機之間的信道信息矩陣進行奇異值分解后的U矩陣的第j列向量；

步驟4：計算相關度；

在認知發射端進行認知通信與干擾的空間相關度評估，

COi,jCTx=Σm=1rank(Hicp)|⟨vjc,t‾i,mcp⟩|+Σn≠jrank(Hc)|⟨vjc,t‾nc⟩|]]>

在認知接收端進行認知通信與干擾的空間相關度評估，

COi,jCRx=Σm=1rank(Hipc)|⟨ujc,m‾i,mpc⟩|]]>

其中|·|表示求模運算，<a，b>表示向量a與向量b做內積運算；

步驟5：空域資源聯合質量評估因子(Joint?Assessment?Factor，JAF)的計算；

定義空域資源聯合評估因子：

JAFi,j=(COi,jCTx·COi,jCRx)/λjc]]>

其中，表示H^c的第j個奇異值，與分別為認知發射端與認知接收端的空間相關度評估。對于任意的頻道i，具有最小JAF的無線資源具有最佳質量，即當1≤j≤rank(H^c)時，最佳的特征模式為滿足min(JAF_i，j)的特征模式；

步驟6：空頻聯合資源建模與評估；

認知接收端構造矩陣

S=JAF1,1JAF1,2LJAF1,rank(Hc)JAF2,1JAF2,2LJAF2,rank(Hc)MMOMJAFN,1JAFN,2LJAFN,rank(Hc)N×rank(Hc)]]>

認知發射端對頻譜感知道的頻率向量F＝[f₁?f₂?L?f_N]進行對角化處理，由此空頻聯合資源可以表示為如下公式：

Rjoint=diag(F)S=f1JAF1,1f1JAF1,2Lf1JAF1,rank(Hc)f2JAF2,1f2JAF2,2Lf2JAF2,rank(Hc)MMOMfNJAFN,1fNJAFN,2LfNJAFN,rank(Hc)=r1,1r1,2Lr1,rank(Hc)r2,1r2,2Lr2,rank(Hc)MMOMrN,1rN,2LrN,rank(Hc)]]>

其中，diag(·)表示對向量進行對角化處理；當無空閑頻道時，通過遍歷R_joint矩陣中的元素r_i，j＝f_iJAF_i，j，最小的元素具有最佳頻道及特征模式，授權頻道與認知特征模式的組合為即當1≤i?≤N，1≤j≤rank(H^c)時，最佳頻道及特征模式為滿足min(r_i，j)的