基于协同中继的认知SIMO网络接入方法

摘要

一种基于协同中继的认知SIMO网络接入方法，认知基站收集网络中的信道响应，判断认知用户是否能够协同主用户通信以达到主用户所需的目标传输速率，若可以，则认知SIMO网络接入主用户的授权频段；若不可以，则不接入。这种接入方式可以在保证主用户目标传输速率的前提下，使多个认知用户在同一地理位置和主用户同时使用相同的授权频谱进行通信，从而尽可能地提高了频谱利用率。由于这种接入方式是基于协同通信的，认知网络和主用户网络距离越近，其所能达到的网络吞吐量越大，而且可以实现大范围的网络覆盖，弥补了现有认知无线电接入方式的不足。

主权项

1.一种基于协同中继的认知SIMO网络接入方法，其特征在于认知基站收集网络中的信道响应，判断认知用户是否能够协同主用户通信以达到主用户所需的目标传输速率，若可以，则认知SIMO网络接入主用户的授权频段；若不可以，则不接入；它包括以下步骤：步骤1、主用户发射机广播协同请求信息CRM，认知基站从接收到的CRM中估计主用户发射机到认知基站的M维信道响应矢量h^pb，各认知用户从接收到的CRM中估计主用户发射机到第c个认知用户的信道响应c＝1，2，...，N，同时，认知基站从CRM中获得主用户的目标传输速率R_pk，各认知用户将的估计值发送至认知基站；其中M表示认知基站配置的天线数目，N表示认知网络中认知用户的数目；步骤2、主用户的接收机对CRM做出响应，回复协同应答信息CAM给主用户发射机，各认知用户根据接收到的CAM估计其到主用户接收机的信道响应c＝1，2，...，N，并将估计值发送至认知基站；步骤3、认知基站判断认知SIMO网络是否有能力协同主用户通信以达到主用户的目标传输速率：首先，认知基站判断自己和各认知用户是否能够成功译码主用户数据；(a)、如果认知基站所获得的数据速率大于主用户的目标传输速率，即条件满足，则认知基站可以成功译码主用户数据，其中p_p表示主用户发射机的发射功率，表示认知基站接收到的信道噪声功率；(b)、如果第c个认知用户所获得的数据传输速率大于主用户的目标传输速率，即条件满足，则第c个认知用户可以成功译码主用户数据，并将第c个认知用户归入集合U₁，否则归入集合U₂，其中表示第c个认知用户接收到的信道噪声功率，集合U₁表示可以成功译码主用户数据的认知用户的集合，集合U₂表示不能成功译码主用户数据的认知用户的集合；此时，如果集合U₁中的认知用户可以为主用户提供其所需的目标传输速率，即条件可以满足，同时认知基站可以成功译码主用户数据，则认知SIMO网络可以接入主用户的授权频段，认知基站向主用户发送协同确认信息CCM；否则，认知SIMO网络不接入主用户的授权频段；其中表示主用户接收机处的信道噪声功率，p_c，max表示第c个认知用户所允许的峰值发射功率。