一种基于跳频的跨层认知无线电网络用户接入方法

摘要

本发明是一种应用于认知无线电网络的基于跳频的跨层用户接入方法，属于无线电网络应用领域；它把主用户网络中的认知用户按认知基站服务范围划分为多个簇，每一个簇由一个认知基站（簇首）和多个认知用户（簇节点）组成，认知基站与主用户基站保持连接并受其管理，而认知用户的通信都由认知基站进行控制与管理。通过在网络物理层上对主用户进行监测与频谱感知得到相应的空闲频谱信息，在此基础上利用跳频技术产生多个跳频图案，并控制认知用户在MAC层上按某个跳频图案在不同时刻使用不同频段进行多个空闲信道间的跳变通信，从而实现认知用户的动态接入；本发明具有网络开销小、频谱利用率高、干扰小、用户接入方式灵活高效的优良效果。

主权项

一种应用于认知无线电网络的基于跳频的跨层用户接入方法，其特征是：认知无线电网络由主用户网络和认知用户（次用户）网络构成，整个网络按主用户基站的服务范围分为多个主用户网络，每个主用户网络由一个主用户基站和多个主用户、及多个认知基站（次用户基站）构成，基于跳频的跨层用户接入方法包括以下几个步骤：步骤一、网络初始化及认知簇的形成；在此阶段，主用户网络已建立，并允许多个认知用户（次用户）进入到主用户网络内利用主用户的空闲频段进行通信，通过对主用户网络内的认知用户进行分簇形成多个认知簇，并给出网络内唯一的簇号与簇内节点编号，在认知簇内由认知基站对该簇进行管理，并与主用户基站维持连接，所有主用户和认知基站的通信都通过主用户基站进行控制与转发，同时主用户基站与认知基站保持连接；网络内的认知用户按认知基站的服务范围进行划分，分为多个簇，每一个簇中由一个簇首和多个簇节点组成，每一个认知基站都与一个主用户基站保持连接并由该主用户基站进行控制管理，簇内所有认知用户的通信都由认知基站进行控制与管理；步骤二、网络频谱感知与信道资源管理；当网络开始运行后，网络内的主用户基站对所有主用户的通信进行管理控制，首先通过在物理层上对主用户进行监测与感知从而得到空闲的频谱信息，并通过正交频分多址（OFDMA）技术将不连续的多个空闲频谱进行整合并划分为多个可用的空闲信道，然后将可用信道资源信息上传到MAC层，由MAC层对其进行管理，最后主用户基站将可用信道资源信息传递给各认知基站，且不断地对可用信道资源信息进行更新维护；步骤三、认知用户的接入控制与通信；当认知基站收到主用户基站传来的空闲信道信息后，根据空闲的频段信息利用跳频技术产生多个跳频图案，并将这些跳频图案动态地分配给需要进行通信的认知用户，认知用户按跳频图案在不同的时刻使用不同频段进行跳变通信从而实现网络的接入。