[发明专利]基于最优小波滤波器的频谱池系统优化方法

说明书

本发明涉及的是基于最优小波滤波器的频谱池系统优化方法，具体为：一、设定初始值；二、创建小波滤波器；三、比较随机生成的小波包树结构和Mallat结构的符号率，两种结构的符号率相等，若不相等返回步骤二；四、编码；五、把初始滤波器和其目标函数值作为当前解，把放入禁忌表；六、检查禁忌表，在邻域重新生成新的滤波器；七、比较新生成的小波滤波器结构和Mallat结构的符号率，两种结构的符号率相等则更新禁忌表，若不相等返回步骤六；八、将新滤波器的目标函数值与当前解中的目标函数值比较，产生最优小波滤波器，用最优小波滤波器调制认知用户信号产生更小的ICI。本发明能减少影响授权用户的干扰，优化频谱池系统性能。

技术领域

本发明涉及认知无线电频谱池性能优化技术范畴，具体涉及基于最优小波滤波器的频谱池系统优化方法。

背景技术

传统的无线频谱分配方案是将大部分的频谱以授权方式分配给无线电业务部门，而剩余小部分频谱作为公用的非授权频谱。这种静态频谱分配方案导致授权频段利用率低下而其他用户又无法使用空闲频段的矛盾。基于动态频谱访问理念的认知无线电技术能够将暂时空闲的频谱资源加以利用，极大地改善目前这种频谱资源的紧张状况。频谱池是认知无线电中最有效的频谱使用技术。频谱池的思想是将分配给不同业务的授权频谱合并成一个公共的频谱池，认知用户(次用户)可临时使用频谱池中未被授权用户(主用户)占用的空闲频谱。

目前，在实际的无线环境中，多径衰落信道中，频谱池授权用户和认知用户信号的正交性遭到破坏，使得频谱池中共存的授权用户与认知用户之间产生严重的ICI(Inter-carrier Interference)，导致授权用户通信质量下降。不干扰授权用户数据传输是实际认知无线电系统必须考虑的前提条件。

现有认知无线电频谱池多用户干扰优化方法是通过屏蔽认知用户子载波减少对授权用户信号的干扰。虽然这种方法在抑制干扰方面能取得较好的效果，但是，这种方式需要牺牲认知用户传输率，将会导致认知用户传输质量大幅下降。

发明内容

本发明的目的是提供基于最优小波滤波器的频谱池系统优化方法，这种基于最优小波滤波器的频谱池系统优化方法用于解决现有频谱池多用户干扰抑制方法中存在的必须牺牲认知用户数据传输率的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基于最优小波滤波器的频谱池系统优化方法，采用禁忌搜索来选择最优小波调制滤波器，具体如下：

步骤一、设定初始值，设定认知用户子载波数L，设定小波滤波器级数最大值N_max，设定禁忌长度T，设定迭代次数K的值(K＞L)，将初始计数器清零；

步骤二、创建小波滤波器；

步骤三、比较随机生成的小波包树结构和Mallat结构的符号率，要求这两种结构的符号率必须相等，若不相等则返回步骤二；

步骤四、编码，小波包树的每一个节点编码为(i,j)，其中i,i∈(0,...,N_max)代表层索引，j,j∈(0,...,2ⁱ-1)代表在第i层的位置索引，j为偶数代表高通滤波器，j为奇数代表低通滤波器，符合Mallat结构的L个节点集合x就是一个小波滤波器的编码；

步骤五、把初始滤波器和其目标函数值作为当前解(x,f(x))，并把x放入禁忌表；

采用构造出的小波滤波器调制认知用户子载波，并把调制后认知用户子载波对授权用户产生的平均ICI能量作为目标函数，表达式定义如下：