[发明专利]基于无速率码的认知多用户多信道系统的分布式接入传输方法

权利要求书

1.一种基于无速率码的认知多用户多信道系统的分布式接入传输方法，其 特征在于，认知多用户多信道系统由任意个主用户和K个从用户组成，系统中 包含N_total条子信道，在每一个长度为T的传输时隙，每一个从用户所面对的所有 子信道都是独立同分布，服从方差参数σ²＝1的瑞利信道；各子信道被视作具有 “空”、“忙”两个状态，主用户不占用子信道对应的状态为“空”，反之为“忙”，对 于子信道n，由状态“忙”向状态“空”的转移速率为α，由状态“空”向状态“忙”的 转移速率为β，其中n为子信道标号，n＝1，2，...N_total；各个从用户感知子信道“空” 或“忙”状态的误检概率为θ，虚警概率为δ；对于从用户k，其发送端有H_k个消 息数据包需要传输，其中k表示从用户标号，k＝1，2，...，K，从用户k对自己的H_k个 消息数据包通过无速率码进行编码，得到源源不断生成的编码包，并按照如下 步骤进行接入传输操作：

1)在每一个传输时隙，从用户k的发送端首先感知各个子信道的“空”或“忙” 的状态，从用户k的发送端在每一个传输时隙感知得到的状态为“空”的子信道数 目N可由下式表达：

N=Ntotal(αα+β·(1-δ)+βα+β·θ);]]>

2)从用户k的发送端从N条感知得到的状态为“空”的子信道中随机选择L条 供自己使用，在每一条选中的子信道上发送一个编码包，从用户k的传输信噪比 设定为

3)从用户k的接收端接收从选中的子信道上传输而来的编码包，设定一个 译码信干噪比门限值ξ，只有当编码包的接收信干噪比大于此门限值时，才将该 编码包做硬判决并用于译码，否则丢弃该编码包；

4)重复步骤1)到步骤3)，直至从用户k的接收端接收到H_k(1+ε)个接收信 干噪比大于译码信干噪比门限值ξ的编码包并完成译码，其中ε是无速率码的编 码参数，从用户k的接收端发送一个反馈信息，告知其发送端停止编码包的传输；

所述的从用户k的发送端从N条感知得到的状态为“空”的子信道中随机选 择L条供自己使用步骤包括：在给定各个从用户在每一个传输时隙感知得到的状 态为“空”的子信道数目N、系统中从用户数目K、传输时隙长度T、各子信道由 状态“忙”向状态“空”的转移速率α、由状态“空”向状态“忙”的转移速率β、各个 从用户感知子信道“空”或“忙”状态的误检概率θ、虚警概率δ、译码信干噪比门 限值ζ、从用户传输信噪比从用户与主用户的编码包相冲突碰撞的最大概率 限制Γ的情况下，可以按照如下方法确定各个从用户在每一个传输时隙随机选择 的子信道数目的最佳值L^*，从而在满足对主用户通信干扰限制的条件下，最大 化从用户吞吐量：

(1)计算L的取值上限值

式中表示下取整运算；

(2)计算拐点值

(3)计算式中min{.}表示取最小值运算；

(4)根据L_optimal的值进行判决，如果L_optimal＝L_max，则令L^*＝L_max，退出L^*的求解 过程；否则进入步骤(5)；

(5)令式中表示下取整运算，表示上取整 运算，令函数将L_left和L_right代入f(L)的表达式中，如 果f(L_left)≥f(L_right)，则令L^*＝L_left；否则令L^*＝L_right。