[发明专利]一种基于LTE的认知小蜂窝双重资源分配和干扰管理方法

权利要求书

1.一种基于LTE的认知小蜂窝双重资源分配和干扰管理方法，其特征在于，认知小蜂窝同时使用授权和非授权两种频段，认知用户根据频谱检测动态接入使用授权频段，认知用户伺机接入授权频段，当对授权用户的干扰低于门限值时，认知用户与授权用户共享频谱，同时选择最佳的认知小蜂窝基站进行数据传输；认知用户和WiFi用户竞争使用未授权频段，根据WiFi用户的传输概率动态调整认知用户的检测时间间隔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述认知用户根据频谱检测动态接入使用授权频段具体包括：认知小蜂窝基站获取授权用户的能量检测值，若能量检测值低于检测门限，认知用户动态接入授权频段传输数据，当认知用户检测到授权用户再次出现时及时退出正在使用的授权频段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，认知用户和WiFi用户竞争使用未授权频段进一步包括：认知用户在使用未授权频段传输信息之前每隔预定时长T₀就检测一次信道，若信道繁忙，认知用户再等待预定时长后再次进行检测，直至信道空闲，认知用户按照LTE帧结构接入并使用该信道。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于第i个认知小蜂窝基站CSBS_i，在抽样时刻t(0≤t≤T_s)时，T_s为感知时长，如接收信号yⁱ(t)满足公式：中条件H₀时，授权频段未被占用，认知用户可接入使用授权频段；满足条件H₁时，授权频段被占用，其中，n(t)表示均值为0，方差为δ²的加性高斯白噪声，Tⁱ是宏蜂窝基站MBS与CSBS_i之间的信道矩阵，s(t)表示宏蜂窝基站的传输信号。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在认知用户信息传输结束后，至少保留信道占用时间的5％作为空闲时间，WiFi用户以随机方式接入到信道，在接入信道之前，通过CSMA/CA冲突避免机制检测是否有用户在使用信道，如检测到有用户在使用信道，回退计数器生成一个随机回退时间，以避免与其他用户冲突，若检测到信道空闲，WiFi用户发送信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当有用户在使用未授权频段信道时，回退计数器停止计数，状态不发生转移；当检测到未授权频段信道空闲时，回退时间减1，状态发生转移，当回退计数器时间为0时，若未授权频段信道仍为空闲，则发送信息，否则状态加1，并且重新随机生成一个回退时间继续检测信道状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当WiFi用户有数据传输时，状态将发生转移，根据公式：计算任一时隙WiFi用户的传输概率，其中，k＝0,1,2,…,K表示回退状态，K是最大回退状态，λ为WiFi用户的到达率，p为任一时刻的冲突概率，W为初始回退窗口大小；根据公式：计算任一时隙信道空闲概率P_idle，有一个WiFi用户信息传输成功的概率P_suc以及传输冲突的概率P_col，其中，α表示认知用户成功接入信道的概率，根据公式计算WiFi占用信道的时间概率，T_d为DIFS时长，T_idle为空闲时隙，T_suc为成功传输时长，T_col为冲突时长。

8.根据权利要求1—6其中之一所述的方法，其特征在于，根据WiFi用户的传输概率动态调整认知用户的检测时间间隔进一步包括，如果WiFi传输信息增加，认知小蜂窝检测时间间隔增大，否则检测时间间隔减小，即根据公式：计算认知小蜂窝检测时间间隔T₀，其中，η为关联因子，P_idle为任一时隙信道空闲概率；根据公式：确定认知用户占用未授权频段信道的时间概率，T_c表示认知用户传输时长，T_gap为认知用户传输信息后预留给WiFi传输的空闲间隔。