[發明專利]一種分布式的異步跳頻系統跳頻序列生成方法

有效

• 申請號: 201610231761.7
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN105763224B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 譚雪松;陳杰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/713
• 分類號: H04B1/713;H04B1/7136
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及用于認知無線網絡的基于跳頻匯聚的控制信息交互機制。本發明提出了一種分布式的異步跳頻系統(DCQS?ACH)跳頻序列生成方法，該方法可以基于任意N個互不相交的集合Z_n＝{0,1,...,n?1}上的循環quorum系統構造出n個跳頻序列，同時可以實現任意2個跳頻序列在任意N個可接入信道上的跳頻匯聚。本發明方法生成的跳頻序列，使系統的

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及用于認知無線網絡的基于跳頻匯聚的控制信息交互機制。

背景技術

為了在分布式的控制方式下確保認知無線網絡相鄰節點之間能夠實現高效而可靠的控制信息交互，需要該網絡不依賴于任何預先建立的固定控制信道，并能支持多個認知節點收發節點對同時在多個不同的信道上交互控制信息，從而在不干擾授權用戶通信的前提下充分利用多信道資源來實現認知通信。而基于跳頻匯聚的控制信息交互技術正好可以滿足這一需求。在基于該技術的認知無線網絡中，每個認知節點均獨立地按著一種預設的方式生成自己的跳頻序列，并根據該跳頻序列不斷地調整其收發信機以實現在多個可接入信道上的周期性跳躍。當兩個相鄰認知節點同時跳躍到同一信道上時，它們就實現了跳頻匯聚，并可以實現包括時鐘同步、信道感知結果、網絡拓撲和通信頻段預約等控制信息的交互。特別地，如果認知無線網絡中的所有發送和接收節點均按照相同的方式來產生其跳頻序列，那么由所有可能產生的跳頻序列所構成的跳頻序列集合即為對稱跳頻系統。另一方面，如果所有的認知發送節點基于一種預設的方式產生跳頻序列，而所有的認知接收節點則按照另一種不同的方式產生跳頻序列，那么相應的跳頻序列集合即為非對稱跳頻系統。也就是說，在對稱跳頻系統中，每個節點不需要根據其接收或發送角色來生成跳頻序列，而在非對稱跳頻系統中，每個節點則需要。因為在大多數的通信應用場景中很難事先確定一個認知節點是發送方還是接收方，所以對稱跳頻系統比非對稱系統有著更廣的適用范圍。

現有文獻提出了多種適用于認知無線網絡的對稱同步和對稱異步的跳頻系統。表1總結了這些跳頻系統以及相應的匯聚度DoR、最大匯聚時間間隔MTTR、平均匯聚時間間隔ATTR、最大條件匯聚時間間隔MCTTR和信道負載等參數指標。其中，DCQS-SCH和DCQS-ACH分別是本發明所設計的對稱同步和對稱異步跳頻系統，而剩余的則是已有的同步或異步跳頻系統。

●匯聚度(DoR)：即在該跳頻系統中任意兩個跳頻序列能夠實現跳頻匯聚的信道總個數。該參數描述了一個跳頻系統的通信健壯性。如果任意兩個跳頻序列能夠匯聚的信道數越多，那么采用這兩個跳頻序列的相鄰認知節點就越不容易與主用戶對授權信道的占用產生相互影響，從而具備更強的抗主用戶干擾能力。

●匯聚時間(TTR)：即在該跳頻系統中任意兩個跳頻序列實現連續兩次跳頻匯聚的時間間隔。在不存在主用戶干擾的情況下，兩種常用的匯聚時間參數是所謂的最大匯聚時間(MTTR)和平均匯聚時間(ATTR)。它們分別表示，當所有信道均未被主用戶占用時，任意兩個跳頻序列實現連續兩次跳頻匯聚的平均時間間隔和最大時間間隔。另一方面，當只有一個授權信道未被主用戶占用而剩余授權信道均為被主用戶占用時，任意兩個跳頻序列實現連續兩次跳頻匯聚的最大時間間隔即為最大條件匯聚時間(MCTTR)。通常來說，如果一個跳頻系統的MTTR、ATTR和MCTTR值越小，那么基于該跳頻系統的認知無線網絡平均傳輸時延就會越小，從而具備更佳的網絡傳輸性能。

●信道負載：即在該跳頻系統中在某個信道上同時實現跳頻匯聚的最多跳頻序列個數與該系統跳頻序列總個數之間的比值。因此，信道負載的取值范圍是[0,1]。它描述了在認知無線網絡中可能出現的在某個通信信道上最為擁擠的控制信息交互情況。一般地，如果一個跳頻系統的信道負載越小，那么基于該跳頻系統的認知無線網絡的控制信息交互就越不容易出現控制分組碰撞，從而具備更佳的網絡傳輸性能。