[發明專利]由終端導向的多模終端認知無線電技術

無效

• 申請號: 201310644932.5
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103795476A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 徐曉聲
• 申請（專利權）人: 鎮江高科科技信息咨詢有限公司
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種認知無線電、頻譜感知、頻譜檢測、無線網絡技術，尤其涉及一種由終端導向的多模終端認知無線電技術。

背景技術

當前日益增長的頻譜需求與有限的頻譜資源之間的矛盾是制約無線通信發展的主要瓶頸，然而根據調查，目前在授權頻段內的頻譜資源利用率卻處于非常低的水平，無線通信正在面臨著非常巨大的挑戰?[1]。無線電頻譜資源一般是由政府統一授權分配使用，這種固定分配頻譜的管理方式常常會出現頻譜資源分配不均，甚至浪費的情形，這與日益嚴重的頻譜短缺問題相互矛盾。認知無線電技術作為一種智能頻譜共享技術有效的緩解了這一矛盾。它通過感知時域、頻域和空域等頻譜環境，自動搜尋已授權頻段的空閑頻譜并合理利用，達到提高現有頻譜利用率的目的?[2]。認知無線電可以在已授權的頻段內尋找空閑頻譜，并在不影響授權用戶正常通信的前提下動態地利用頻譜資源，從而從根本上解決因頻譜資源的固定分配方式所導致的頻譜利用不合理的問題。

我們需要認知無線網絡發現可利用的頻譜資源，多種無線技術將帶來不同的利用頻譜資源的方法來感知頻譜。本發明提出了一種由終端導向的基于多模終端和認知無線技術的頻譜分配方案?[3]，本方案中，從網絡運作者的觀點來看，即便每個用戶不知道其他用戶的具體位置，認知用戶也可以合理使用接入策略便可獲得高效的頻譜利用率?[4]。從用戶的觀點來看，多模終端在異構網絡下的自動平衡能夠確保移動環境下的服務質量。

發明內容

1、所要解決的技術問題

以認知無線電技術為基礎的動態頻譜共享網絡，面臨著傳統無線通信的所有安全問題，如無線信號的被截獲或篡改等：同時由于基于軟件無線電架構的認知無線電用戶，具有感知環境變化及調整自身參數的能力?[5]。因此認知無線電網絡將會面臨一些新的安全隱患，比如冒充主用戶信號的攻擊。

公共控制信道在認知無線網絡中并不是容易實現的，因為網絡中的非授權用戶有可能找不到一個都可用的信道作為公共信道。

該技術方案是基于無干擾的一種抽象方法，實際應用中一定存在干擾的。

2、技術方案

為了解決以上問題，本發明提供了一種由終端導向的多模終端認知無線電技術，多模終端認知無線電技術是指在同一無線頻譜環境的范圍內，通過合并多個認知無線電節點的本地檢測結果來進行頻譜感知的一項技術?[1]。單一節點的檢測性能隨著信道的衰落變得下降，合作式頻譜感知策略可以克服這一缺點，同時，還能夠降低陰影效應帶來的不利影響，從而加強頻譜感知系統的整體檢測性能?[2]。

多模終端認知無線電中，許多認知用戶感知目標信道并且相互通信，這樣是為了給處于陰影中的感知用戶提供檢測信息并讓中心節點做出正確的決斷?[6]。這樣，可以有效避免由于陰影效應引起的錯誤決斷，提高檢測效率，避免由于認知用戶的位置不確定和陰影終端問題引發的干擾。

多模終端認知無線電技術包括檢測和匯報兩個階段。檢測階段，認知節點采用本地頻譜檢測的方法獨立地進行頻譜檢測；匯報階段，所有認知節點發送各自判決的信息到信息融合中心，并由中心節點做出最終判決?[3]。

假設傳輸過程中無噪聲，融合中心收到n個判決信息，按照某種融合準則對u_s經過處理，得到全局判決結果u₀，過程如圖1所示：

本方案遵循“與”準則和“或”準則?[4]，并在此基礎上分析了3用戶和5用戶合作式頻譜感知的性能，下面來分別進行描述。

“與”準則：

“與”邏輯合并，即中心節點將每個本地節點的判決結果用邏輯“與”的方式進行合并，即當所有的節點都判定授權用戶信號存在的時候，中心節點才最終判決為授權用戶存在，否則判決不存在授權用戶。

“或”準則：

“或”邏輯合并，即中心節點將每個本地節點的判決結果用邏輯“或”的方式進行合并，即當有一個本地節點判定授權用戶信號存在的話，中心節點就判決為授權用戶存在，否則判決不存在授權用戶。

3、有益效果

從網絡運作者的觀點來看，即便每個用戶不知道其他用戶的具體位置，認知用戶也可以合理使用接入策略便可獲得高效的頻譜利用率。

附圖說明

圖1.?集中的合作式檢測數據融合模型

圖2.“與”融合準則下檢測概率和錯誤虛警概率的關系

圖3.?“與”融合準則下檢測概率和信噪比的關系

圖4.“或”融合準則下檢測概率和錯誤虛警概率的關系