[發(fā)明專利]一種基于概率控制的認知CDMA通信系統(tǒng)抗干擾方法

有效

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• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102811189A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 洪晟;張波;楊洪旗
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04B1/7097
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

（一）技術領域：

本發(fā)明涉及一種基于概率控制的認知CDMA通信系統(tǒng)抗干擾方法，它提供了一種基于概率控制的認知碼分多址（Code?Division?Multiple?Access，CDMA）通信系統(tǒng)性能研究的新思路，特別是將概率控制這種方法應用到認知CDMA通信系統(tǒng)中，對通信性能進行優(yōu)化研究。本發(fā)明屬于認知無線電技術和通信領域。

（二）背景技術：

最近二十年里，隨著社會發(fā)展，人們對無線通信的需求迅速增加，無線網絡快速增長。因許多主要無線頻譜已經分配給特定的應用，頻譜的稀缺變得越來越嚴重。因此，如何在有限的頻譜資源下滿足人們對無線通信日益增長的需求是無線通信領域一個十分重要和艱巨的任務。最近測試表明授權頻譜沒有被充分利用。在此背景下，一類重用頻譜資源的無線電技術被一些研究機構和標準制定組織相繼提出，認知無線電技術（Cognitive?Radio,CR)是其中一種快速發(fā)展起來，并且備受關注的技術。認知無線電作為一種革命性智能頻譜共享技術，可以顯著地提高頻譜的使用率，近幾年受到了人們的廣泛關注。認知無線電的概念是軟件無線電的進一步拓展作為一種全新的智能無線通信技術，認知無線電涵蓋面更為廣泛，認知無線電的功能也更加強大。

CDMA通過利用相互正交的不同編碼分配給不同用戶調制信號，使多個用戶同時使用同一頻率接入網絡通信系統(tǒng)。同時伴隨著國內運營商的重組，也使得整個通信的競爭變得更加的激烈，CDMA技術重新受到國內業(yè)界的關注。在以CDMA為主要技術的第三代移動通信技術快速發(fā)展的今天，用戶數(shù)量快速增加，各種智能化終端設備不斷涌現(xiàn)，對通信帶寬和信道容量要求越來越高，為了解決頻譜資源緊缺，滿足通信服務質量，將認知無線電技術和CDMA通信技術相結合，在認知環(huán)境下研究CDMA通信。未來移動通信系統(tǒng)(4G系統(tǒng))要求整個系統(tǒng)的各個部分都盡可能實現(xiàn)參數(shù)化，并可以進行參數(shù)的自適應調整和重新配置，認知無線電技術是實現(xiàn)這一構想的有力支持。

認知無線電頻譜共享的接入技術可分為交互式（Overlay）接入和襯底式（Underlay）接入，認知CDMA通信中的頻譜接入方式是Underlay，Underlay接入技術有其自身的優(yōu)勢，能彌補Overlay接入的不足，近幾年來受到了研究人員的不斷關注，但是采用Underlay接入的認知無線電存在多址干擾問題。多址干擾的存在，造成通信服務質量下降和通信掉線率居高不下，成為影響授權用戶和認知用戶間共享頻譜的瓶頸和關鍵問題。

研究表明，多址干擾抑制問題常采用功率控制方法和多用戶檢測方法來解決。這些方法可以達到不錯的性能，但同時，它們也具有其應用的局限性：1）采用功率控制的方法來抑制多址干擾，在快衰落環(huán)境或者用戶高速移動時，很難根據(jù)信道條件的變化調整發(fā)射功率，實現(xiàn)起來非常困難。另外，即使在多址干擾很小的情況下，也采用了很大的發(fā)射功率來抑制干擾，造成能源非常浪費，不符合國際社會倡導的“節(jié)能減排，綠色通信”的理念。2）采用多用戶檢測技術，可降低多址干擾的影響。但是最優(yōu)多用戶檢測實現(xiàn)很復雜，常需要干擾源和接收機之間全面的信道信息，這同樣非常困難。現(xiàn)有方法的局限性和抗干擾技術發(fā)展的深入，呼喚理論的再突破和方法的再創(chuàng)新，需要尋找一條付出較少的代價來抑制多址干擾的新途徑。

根據(jù)抗干擾需求，采用合適的擴頻碼型分配可以在低功耗和不需要知道復雜的信道信息的條件下抑制多址干擾。國外研究人員采用最優(yōu)化理論對擴頻碼型進行分配來抑制CDMA通信系統(tǒng)中的多址干擾取得了一些不錯的初步成果，提供了一條利用碼型選擇和分配抑制多址干擾的新思路。對于二元碼來說通過插入屏蔽序列（零元素），實現(xiàn)非連續(xù)傳輸；對于三元碼來說，由于序列碼中含有零元素，當擴頻碼是零元素時，不傳輸信號，當擴頻碼是非零元素時，傳輸信號，定義擴頻序列中非零元素的個數(shù)除以序列總長度為傳輸概率。

所以，本發(fā)明在認知無線電這個環(huán)境下，以概率控制對CDMA通信系統(tǒng)進行性能優(yōu)化，提出一種基于概率控制的認知CDMA通信系統(tǒng)抗干擾技術。

（三）發(fā)明內容：

1、目的：

本發(fā)明的目的是提供一種基于概率控制的認知CDMA通信系統(tǒng)抗干擾方法，它將概率控制這種方法應用到認知CDMA通信系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

2、技術方案：