[发明专利]一种认知无线电场景中以用户为中心的链路建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在认知无线电场景中以用户为中心的无线系统中链路建立的方法，属于无线通信技术领域，特别涉及认知无线电技术(Cognitive Radio，CR，S.Haykin，“CognitiveRadio：Brain-Empowered Wireless Communications，”IEEE JSAC，Feb.2005，vol.23，no2，pp.201-220)。

背景技术

CR技术已经成为一种提高频谱使用效率的最有吸引力的技术之一。基于CR技术提高无线系统性能的研究也取得了很多进展。在传统的无线通信系统当中，采用的都是以卖方为中心的系统，即用户服从服务提供商(卖方)，并总是使用卖方分配的频谱，建立链路进行通信。以卖方为中心的系统效用性能(定义为频谱效率、阻塞率)较低。

针对这个问题，已经有了一些初步的研究结果。部分研究者提出了一种以用户为中心的无线系统设置。在用户中心的系统中，用户无论在任何时间、任何位置都能自由地选择最佳卖方提供的服务。智能移动台通过一定规则来选择最佳卖方。但是，该文章没有提供CR场景中初始链路的建立方法(Zekavat S A，Li X.“User-central wireless system：ultimatedynamic channel allocation，”in：proc.IEEE DySPAN 2005，November，2005，pp.82-87)。而基于OFDM的信令交换机制建立链路时，在收发端频谱检测结果不一致的时候，会对授权用户(Incumbent Users)造成更加严重的干扰(T.Weiss，J.Hillenbrand，A.Krohn，F.K.Jondral，“Efficient Signaling of Spectral Resources in Spectrum Pooling Systems，”Proc.Of the 10^th Symposium on Communications and Vehicular Technology SCVT 2003，Eindhoven，Netherlands，2003)。另外的研究者为信令控制信道分配专用的逻辑信道，并将超宽带(Ultra-Wide Band，UWB)技术作为一种信令传输机制。为了解决CR场景中不断变化的可用频谱，有一些研究者提出了一种链路维护机制，但是，他们并没有对具体技术进行阐述(D.Willkomm，J.Gross，and A.Wolisz，“Reliable Link Maintenance in CognitiveRadio Systems，”In Proc.Of the IEEE Symposium on New Frontiers in Dynamic SpectrumAccess Networks(DySPAN 2005)，Baltimore(MD)，November 2005)。

现有方法(基于boosting协议和OFDM的方法)：

假设接入点(Access Point，AP)已经广播了强制频谱资源分配矢量给所有移动台(MobileStation，MS)。该方法只考虑有信道授权用户接入和原来的授权用户退出的情况。

第一阶段：收集检测结果阶段。

第一步：各个移动台在做完信号检测之后，将新检测到的结果和上个检测周期之后广播的分配矢量相比较。如果有新的授权用户接入网络中，那么检测到新的授权用户接入的移动台在新接入用户接入的子载波上以最大的发射功率发射复值符号，比如1+j1，在其它子载波上不发射信号。

第二步：由于新接入的授权用户的信号被检测到其信号的移动台放大了，接入点设备很容易地检测到新接入的授权用户占用的频谱。

第三步：在旧的已分配的自带和空闲的子带之间做一一映射，移动台在对应已分配子带的空闲子带上以最大发射功率发射信号，退出网络的授权用户对应的子带对应的空闲子带上不发射信号。

第四步：接入点预先知道旧的已分配的子带和空闲子带之间的一一映射关系，所以它能检测出授权用户的退出。

第二阶段：广播分配矢量。

第一步：接入点设备将分配矢量划分为若干段，每一段用循环冗余校验(CyclicRedundancy Checksum，CRC)编码后组合成包分开传输。每个包在空闲的OFDM子载波上周期性的重复传输(至少重复3次)。

第二步：移动台在空闲的OFDM子载波上接收到接入点广播的包，得到新的频谱分配矢量。

该方法的缺点：