[發明專利]一種基于信號極化的全雙工認知系統混合式頻譜共享方法

有效

• 申請號: 201811344325.6
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109413660B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 張璐;伍之昂;曹杰
• 申請（專利權）人: 南京財經大學;云境商務智能研究院南京有限公司
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W12/06;H04W24/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 劉暢;徐冬濤

本發明公開一種基于信號極化的全雙工認知系統混合式頻譜共享方法。首先，該方法使得認知無線電用戶可以持續地進行頻譜感知、學習授權用戶信號的極化參數并且相應地調整認知用戶自身的極化狀態以接入授權頻段。當認知用戶檢測到目標授權頻段被占用時，認知用戶使用不對授權用戶造成干擾的極化狀態傳輸數據。然而，當目標授權頻段沒有被占用時，認知用戶使用另外一個能改善認知通信吞吐量的極化狀態傳輸數據。該發明提出的方法不僅可以有效對抗全雙工通信的自干擾，而且可改善認知通信的吞吐量以及對授權用戶的干擾性能。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種基于信號極化的全雙工認知系統混合式頻譜共享方法。

背景技術

現有的頻譜共享技術可以分為半雙工頻譜共享和全雙工頻譜共享。半雙工頻譜共享又包括Interweave、Underlay、Overlay和混合式四種，而全雙工頻譜共享僅有Interweave、Underlay、Overlay三種方式?；旌鲜椒绞饺诤狭薎nterweave和Underlay兩種方式，即當授權用戶不存在時，認知用戶工作在Interweave模式下而直接通信；而當授權用戶存在時，認知用戶工作在Underlay模式下而采用較低的發送功率傳輸數據。對于全雙工混合式的方法，雖然可以直接設計為采用兩種認知發送功率分別用于授權用戶存在和不存在的情況下，但是其對授權用戶的干擾性能和認知吞吐量性能都不理想。因此，本發明旨在從信號的極化維度實現對授權用戶的保護以及對認知吞吐量進行提升。

發明內容

為了提升全雙工認知無線電的頻譜效率，本發明提出一種基于信號極化的全雙工認知系統混合式頻譜共享方法，全雙工認知用戶可根據實時的頻譜感知結果以及對授權用戶信號極化狀態的學習，計算可用的極化狀態分別用于授權用戶存在和不存在兩種情況下的認知用戶數據傳輸，從而使認知混合頻譜共享方法適應動態變化的無線頻譜環境，最大限度地提升頻譜效率。

本發明的技術方案是：

一種基于信號極化的全雙工認知系統混合式頻譜共享方法，認知用戶在數據傳輸行為時進行環境學習行為，所述環境學習包括：

-頻譜檢測，所述頻譜檢測用于判斷授權用戶的頻譜狀態情況；

-授權信號參數學習，所述授權信號參數學習是指認知用戶學習授權信號極化參數；

認知用戶在數據傳輸中所使用的極化狀態隨著授權用戶的頻譜占用狀態做自適應變化。

具體的，所述做自適應變化是指：

若授權用戶占用頻譜，認知用戶使用為授權用戶通信提供保護的極化狀態進行數據傳輸；

若授權用戶未占用頻譜，認知用戶使用提高認知用戶吞吐量的極化狀態進行數據傳輸。

具體的，它包括以下步驟：

S1、認知用戶在授權頻段上實施頻譜檢測與授權信號參數學習；

S2、基于授權信號參數學習獲得認知用戶可用的極化狀態和

式中，參數且M₁為認知用戶1的天線數量，上標*表示共軛運算；H₁表示授權用戶存在的假設，且H_ps表示從授權用戶到認知用戶的信道矩陣，p_p表示授權用戶信號的極化狀態，s_p表示授權用戶的信號，r表示認知用戶自干擾抑制處理后的殘留項，σ表示認知用戶的接收噪聲向量；