[發明專利]一種快速識別認知網絡信道狀態的系統及其識別方法

有效

• 申請號: 201210028372.6
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102594536A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 彭文攀;葉芝慧
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種快速識別認知網絡信道狀態的系統，其特征在于：包括認知網絡控制中心、認知用戶信號調制設備、認知節點識別設備和主用戶信號管理設備，所述認知網絡控制中心收集各信道的狀態信息并通知認知網絡的認知節點，認知節點對信道狀態進行周期檢測，認知用戶通過特定的混合調制進行網絡標識，主用戶通過接入模塊避免認知用戶造成的通信干擾。

2.根據權利要求1所述的快速識別認知網絡信道狀態的系統，其特征在于：所述認知網絡控制中心包括以下模塊：

信道狀態收集模塊，收集各個認知節點對信道的識別結果，并且進行實時的更新信道頻譜池狀態；

信道質量評估模塊，對可用通信的空閑頻段進行通信信道質量的評估，將滿足認知網絡通信的信道送入可用信道頻譜池，為認知用戶信號通信提供信道；

通信監控模塊，對認知網絡規定頻段范圍內的信號進行循環譜檢測，進而判斷通信信道所屬認知網絡，方便網絡的管理，對不屬于本網絡的認知信號，通知其所屬的認知網絡，另其退出占用的信道；

主用戶信號接入模塊，對能滿足發射功率要求的信號直接接入，對不能滿足發射功率的信號，對頻段進行認知網絡通信頻段保護；

認知用戶通信接入模塊，對認知用戶信號進行優先級排隊，并對認知用戶占用信道時間進行控制，并為每個認知用戶提供預留通信信道；

信道頻譜狀態池，記錄認知網絡認知能力范圍內所有頻段上各種信道中的狀況，包括認知用戶信號所屬的認知網絡標識號；

空閑可用信道池，為認知用戶提供可用的頻段資源，認知用戶通過該頻段進行通信。

3.一種基于權利要求1所述的系統的識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)認知節點識別各信道狀態，認知節點對指定信道中的信號進行抽樣、相關處理和循環譜分析，通過信號循環譜的不同將信道分成空閑信道、認知用戶通信信道、主用戶通信信道與混合通信信道，并通過信道的循環譜分析認知信號的所屬網絡標識號，并將收集的信息一起發送到控制中心；

b)控制中心收集各信道狀態信息，并將狀態信息寫入信道狀態頻譜池中，對空閑的信道進行信道質量評估，并對各信道進行通信監控；對混合通信的信道停止認知信號的傳輸，并進行狀態更新，將可用信道寫入到空閑可用頻段，通過主控制處理器進行狀態的及時的更新，為認知用戶信號傳輸提供更多資源；

c)如果可用空閑頻段資源空閑，那么由控制中心安排認知用戶接入，并且要求認知用戶按照認知網絡控制中心提供的認知網絡標識號進行混合映射調制，按照標記信號對子信道進行特定的映射調制，經過周期混合后成具有特定循環特性的OFDM信號；認知用戶進行混合映射調制后通過控制中心數字與模擬轉換模塊進行解調信息，由控制中心安排通信頻段，并再次進行標記號混合調制后經過認知發射天線進行認知用戶的通信；

d)認知網絡對主用戶通信的發射功率提出要求，以免意外通信造成的通信干擾使主用戶無法進行通信；對認知用戶發射功率進行限制，保護主用戶通信正常。

4.根據權利要求3所述的識別方法，其特征在于：所述OFDM信號經過信道復用，時域信號可以表示為：

sW(t)=Σn=0K-1rkej2πntTSW]]>

式中T_S為OFDM符號的周期，W＝T_S+T_P為時間窗函數，其中T_P是循環前綴的時間，r_k為頻段內子信道上信號碼元的取值，K是OFDM信號中子載波的數量；

在一個OFDM符號周期內對不同的子載波信道進行不同的映射調制，經過周期性、不同映射調制的OFDM信號具有特定循環平穩特性，該信號的時域表達式為：

s(t)=(Σn=0JKrnej2πnt/TS+Σn=JK+1J(K+1)rej2πnt/TS+Σn=J(K+1)+1Nrnej2πnt/TS)W]]>

其中r是標記頻段P_K的標記碼，r_n表示認知用戶數據序列，W表示窗函數；對上述時域信號求譜相關函數，

r_n為碼元取值的均值

表示取下整數，T表示為符號周期，Δt表示為信號的時長，*表示復數取共軛，f表示為頻譜，s為時間。