认知用户在机会频谱共享系统中的检测方法

摘要

认知用户在机会频谱共享系统中的检测方法涉及一种认知网络中基于机会频谱接入(OSA)技术系统中认知用户(次用户)对主用户进行检测以及发送数据信息帧长的设计方法，该方法包括两部分：一是从次用户信号干扰噪声比角度分析检测频率；二是从检测频率和频谱优化角度定义次用户数据传输的帧长；在单信道多用户场景中需要增加控制信道，首先进行用户的选择和调度，再实施单个用户的检测方法，该方法的基本思想是分析主用户对授权信道的占用状况以及主用户出现对次用户信号干扰噪声比(SINR)的影响，并以此设计次用户检测频率和传输帧长，在次用户吞吐量和与主用户碰撞概率之间找到优化和折中的方案。

主权项

1.一种认知用户在机会频谱共享系统中的检测方法，其特征在于该方法包括两部分：一是从认知用户信号干扰噪声比角度分析检测频率；二是从检测频率和频谱优化角度定义认知用户数据传输的帧长；在单信道多用户场景中需要增加控制信道，首先进行用户的选择和调度，再实施单个用户的检测方法，具体为：1).单信道单用户场景步骤一：认知用户在t时间内对主用户进行检测，判断是否存在主用户，如果存在主用户继续下一个t时间的检测；如果不存在则认知用户根据主用户对信道的占用规律和自身的信道状况计算其帧长T；步骤二：根据主用户对信道占用的数学模型和概率统计方法，计算认知用户在与主用户发生碰撞时的平均认知用户的信号干扰噪声比SINR，以及认知用户在与主用户未发生碰撞时的平均SINR；步骤三：根据认知用户在与主用户未发生碰撞时的平均SINR计算认知用户与主用户未发生碰撞时可达到最大吞吐量的平均界；步骤四：根据最优化准则，获得从频谱效率最优角度得到的最优认知用户帧长；步骤五：认知用户在与主用户发生碰撞时的平均SINR，以及认知用户在与主用户未发生碰撞时的平均SINR，结合SINR的二阶统计特性，计算从SINR统计特性得到的认知用户检测频率；步骤六：在从频谱效率最优角度得到的最优认知用户帧长和从SINR统计特性得到认知用户检测频率间取最小值得到最终的认知用户帧长T；在计算出来T后，在T-t时间内进行数据传输；当一个帧的数据传输完后，判断认知用户的数据是否传输完，如果传输完，认知用户向授权信道发出CTS消息，退出该授权信道；如果认知用户数据没有传输完，则重复以上检测和传输过程，2).单信道多用户场景在单信道多用户场景中，认知用户检测方法的具体实施步骤为：步骤七：由控制信道分配时隙t，在t时间内当前系统中存在的N个认知用户对授权信道进行联合检测，并将结果反馈给控制信道，由控制信道进行数据融合并判断主用户是否存在，如果存在则在下一个t时间继续进行联合检测；如果不存在，控制信道根据优化效用函数选择最佳接入认知用户i，并向i发出RTS/CTS消息；是：未与主用户发生碰撞时第i个认知用户在最优帧长时可达到吞吐量的平均最低界；步骤八：被选中的认知用户在接到控制信道的消息后，进行单用户场景中的检测步骤，认知用户i根据主用户对信道的占用规律和自身的信道状况计算其帧长T_i，并在T_i-t内传输认知用户i的数据；步骤九：当一帧数据传输完毕，系统判断认知用户i的所有数据是否传输完，如果传输完，认知用户向控制信道发出CTS消息，退出该授权信道，控制信道更新用户组合，并进入新一轮检测和传输过程；如果认知用户数据没有传输完，则继续重复以上检测和传输过程。