[發明專利]一種天線異構認知無線網絡的異步跳頻序列設計方法

有效

• 申請號: 201910908096.4
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110474659B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 譚雪松;袁勇軍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/715
• 分類號: H04B1/715;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: 孫一峰

本發明屬于通訊技術領域，特別涉及一種天線異構認知無線網絡的異步跳頻序列設計方法。本發明的目的在于為天線異構認知無線網絡設計一種適用于控制信息交互的跳頻序列生成方法，在確保任意兩個具備相同或者不同天線數的認知節點能在任意時鐘差異條件下在所有M個信道上實現跳頻匯聚的同時，有效降低它們連續兩次匯聚所需的最大時間間隔(即MTTR值)和最大條件時間間隔(即MCTTR值)，從而在匯聚信道個數(即DoR值)給定的限制條件下起到縮短天線異構認知無線網絡控制信息交互最大時延的有益效果。

技術領域

本發明屬于通訊技術領域，特別涉及一種天線異構認知無線網絡的異步跳頻序列設計方法。

背景技術

為了在不干擾授權網絡通信的前提下靈活利用授權網絡的空閑頻譜資源進行通信，認知無線網絡需要設置一套高效可靠的控制信息交互機制，以實現在認知節點之間交互包括頻譜感知結果、網絡拓撲、時鐘同步和通信資源預約等各類型控制信息。而基于頻率跳變的控制信息交互方式能夠通過不斷地改變認知節點交互控制信息的通信頻段(或信道)，靈活而快速地尋找到未被授權網絡占用的空閑通信頻段(或信道)，從而能在有效對抗授權用戶通信干擾的同時確保認知節點之間控制信息交互的順利進行。

在基于頻率跳變的控制信息交互過程中，只有當兩個認知節點A和B實現了跳頻匯聚，即節點A的至少一根天線和節點B的至少一個根天線在同一個時隙內跳到相同信道上，它們才能獲得交互控制信息的機會。為此，每個認知節點均需要對其配置的每根天線設置一個跳頻序列，而該節點對其所有天線所設置的跳頻序列就構成了一個跳頻序列集合。

在天線異構的認知無線網絡中，由于任意兩個認知節點所配置的天線數量均可能不同，因此它們在同一時隙內可以訪問的信道數量也會有差異，從而對它們實現跳頻匯聚的效率造成了一定的影響。如何為所有認知節點設計一個統一的跳頻序列生成方法以實現任意兩個認知節點之間的高效跳頻匯聚就成為了影響天線異構認知無線網絡控制信息交互性能的一個關鍵因素。

通常，衡量一種跳頻序列生成方法性能優劣的性能參數包括：

匯聚度(Degree of Rendezvous，簡稱DoR)，即任意兩個跳頻序列集合可以實現匯聚的信道總個數。當DoR值越大，則基于跳頻匯聚的控制信息交互具備更強的可靠性和抗授權用戶干擾能力。

最大匯聚時間間隔(Maximum time-to-rendezvous，簡稱MTTR)，即任意兩個跳頻序列集合實現連續兩次匯聚的最大時間間隔。當MTTR值越小，則基于跳頻匯聚的控制信息交互具備更短的最大交互時延，而控制信息交互的性能就越好。

最大條件匯聚時間間隔(Maximum conditional time-to-rendezvous，簡稱MTTR),即任意兩個跳頻序列集合在只有一個信道可用的條件下，在該信道上實現連續兩次匯聚的最大時間間隔。當MCTTR值越小，則基于跳頻匯聚的控制信息交互在極強的授權用戶干擾情況下仍然具備更短的最大交互時延，而抗干擾的控制信息交互性能就越好。

通常，DoR與MTTR和MCTTR性能參數之間存在一定程度的折中。例如，當一個時鐘異步跳頻序列生成方法(即任意兩個跳頻序列之間可能具備任意大的起始時間差異)的DoR越大，那么它的MTTR和MCTTR就會相應變大。因此，對于時鐘異步和天線異構認知無線網絡來說，其跳頻序列生成方法所面臨的一個亟待解決的優化問題是，對于一個給定的DoR值，如何最小化該生成方法的MTTR和MCTTR值。這一問題的物理意義在于，當任意兩個認知節點配置的天線個數均可能不同并且它們的時鐘均可能異步時，如何有效地縮短它們在不存在或者存在授權用戶干擾的情況下連續兩次交互控制信息的最大時間間隔。

發明內容