[發明專利]一種認知無線電頻譜切換方法有效

申請號：	201310108413.7	申請日：	2013-03-29
公開（公告）號：	CN104080090B	公開（公告）日：	2017-11-14
發明（設計）人：	鄧素敏;杜磊;姬艷麗;王衛東;張英海	申請（專利權）人：	北京郵電大學
主分類號：	H04W16/10	分類號：	H04W16/10
代理公司：	北京路浩知識產權代理有限公司11002	代理人：	王瑩
地址：	100876 ***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種認知無線電頻譜切換方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種認知無線電頻譜切換方法，尤其涉及一種基于動態信道預留的認知無線電頻譜切換方法。

背景技術

認知無線電技術是一種典型的動態頻譜共享技術，是未來無線及移動通信技術演進和發展中最具前景的技術之一。認知無線電這一概念由Joseph Mitola III博士首次提出，它通過與其周圍電磁環境的交互，動態地改變自身的工作參數，對授權頻譜進行二次利用。認知無線電通過從系統對主系統的授權頻段進行頻譜檢測，發現主系統的空閑頻譜資源，并在不干擾主系統通信的前提下，接入主系統授權頻譜進行通信。當主系統要使用當前被從系統占用的信道時，從系統在當前信道的通信必須馬上中斷，退出當前信道。為了繼續通信，從系統需要切換到其他空閑信道上繼續通信。這個過程就是頻譜切換。

頻譜切換在保證主系統通信不受影響的前提下為從系統的通信質量提供了一定程度的保障。除了主系統對頻譜資源的使用外，從系統當前通信環境惡劣、地理位置的移動、異構網絡間的切換、惡意用戶攻擊等也是從系統頻譜切換的觸發條件。但是認知無線電技術是典型的動態頻譜共享技術，因此主用戶的出現是認知無線電頻譜切換有別于其他技術中信道切換的重要觸發原因，現有研究大部分集中于此。因此，以下提到的頻譜切換均以主用戶的出現為觸發原因。

頻譜切換存在兩大問題：主從碰撞和通信中斷。由于在時域上從用戶使用授權頻譜通常由頻譜感知和數據傳輸兩個過程交替構成，這兩個過程不能同時進行，因此當從用戶利用授權頻譜傳輸數據時無法感知主用戶是否到來，如果在此期間有主用戶到來，那么在下一個頻譜感知時隙前的這段時間內主從用戶各自的通信都會受到影響。這種因從用戶未能及時發現主用戶并退讓而產生主從相互干擾的現象叫做主從碰撞。所謂通信中斷是指從用戶觸發頻譜切換后如果系統中沒有可供其使用的空閑頻譜資源那么從用戶退出信道后便被強制終止通信，因此通信中斷問題影響了從系統的性能。

對于主從碰撞問題，現有研究主要采取基于預測的方案實現從用戶主動切換。與被動切換相比，主動切換減少了主從碰撞的次數，但是主動切換是基于預測的，因此預測的準確性會影響主動切換的性能。

對于通信中斷問題，現有的方案主要是排隊等待和信道預留。排隊等待機制是當從用戶觸發頻譜切換請求，并且系統中沒有空閑信道時，便將該從用戶的傳輸數據緩存到數據緩存器進行排隊，等到系統中有可以使用的空閑資源時，再依次傳輸緩存器中的數據，這樣降低了強制中斷率。排隊等待機制主要支持數據等非實時業務，適用范圍有局限性。信道預留機制源于傳統蜂窩無線通信網絡中越區切換信道預留技術。在認知無線電中的信道預留核心思想是預留一定的頻譜資源給從用戶頻譜切換專用，達到降低強制中斷率的目的，實質是以一定阻塞率性能損失換取強制中斷率性能的提高。該策略適用范圍沒有限制，但是考慮到頻譜資源的有限性，該機制主要用于對時延要求較高的實時業務。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種認知無線電頻譜切換方法，通過設置雙門限分別進行主動切換和信道預留，在保證從系統強制中斷率基本不變的前提下，有效降低阻塞率，降低主從碰撞概率，提高頻譜利用率。

（二）技術方案

本發明提供一種認知無線電頻譜切換方法，包括：

S1：對主系統信道進行建模；

S2：根據S1中的模型計算信道下一時隙平均切換概率值；

S3：設置主動切換門限數值和預留信道門限數值；

S4：利用S2中的平均切換概率分別與S3中的主動切換門限和預留信道門限進行比較，確定信道切換方案。

其中，在S1中，是基于ON/OFF模型對主系統信道進行建模。

其中，S4包括：

S41：利用S2中的平均切換概率值與S3中的主動切換門限數值進行比較，若平均切換概率值大于所述主動切換門限數值，則將使用該信道的從用戶主動切換到其他空閑信道并結束當前時隙切換，否則執行S42；