專(zhuān)利名稱(chēng)：基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法。

背景技術(shù)：
隨著各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用的快速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)頻譜資源日趨緊張。為了有效地提高頻譜資源的利用效率，認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電(Cognitive Radio)技術(shù)成為目前無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的核心思想是，它通過(guò)可靠地感知頻譜環(huán)境，探測(cè)授權(quán)的主用戶(hù)的活動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)允許未授權(quán)的從用戶(hù)自適應(yīng)地、機(jī)會(huì)式地動(dòng)態(tài)占用即時(shí)可用的頻譜資源，同時(shí)在整個(gè)通信過(guò)程中不給主用戶(hù)帶來(lái)有害干擾。最近，認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)認(rèn)知系統(tǒng))在多用戶(hù)多信道環(huán)境下的通信問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注。為了保證主用戶(hù)的QoS(Quality ofService)要求，從用戶(hù)需要具有可靠的頻譜感知能力以動(dòng)態(tài)接入空閑子信道，以及良好的接入傳輸技術(shù)以完成自身的通信。一種具有公共控制信道的信道選擇策略(見(jiàn)“Distributed coordination protocol for common control channelselection in multichannel Ad-Hoc cognitive radio networks，”in Proc.IEEEWiMob’09，pp.227-232，Nov.2009.)被提出，通過(guò)利用主用戶(hù)活動(dòng)規(guī)律和從用戶(hù)之間的相互聯(lián)系以完成信息的傳輸；一種基于排隊(duì)模型的動(dòng)態(tài)頻譜選擇方法(見(jiàn)“Dynamic channel selection for multi-user video streaming over cognitiveradio networks，”in Proc.IEEE ICIP’08，pp.2316-2319，Oct.2008)被提出以保證主用戶(hù)的QoS要求；而一種基于感知時(shí)間策略的信道選擇方法(見(jiàn)“Detectiontiming and channel selection for periodic spectrum sensing in cognitive radio，”inProc.IEEE Globecom’08，pp.1-5，Nov.2008.)被提出以充分利用頻譜資源。但是以上策略和方法都是基于中心式控制機(jī)制，需要有一個(gè)中心控制節(jié)點(diǎn)以及相應(yīng)的控制信道、控制協(xié)議以實(shí)現(xiàn)各個(gè)從用戶(hù)之間控制信息的交互，從而完成各用戶(hù)的通信，這樣系統(tǒng)的復(fù)雜度和開(kāi)銷(xiāo)都很大。如何在各個(gè)從用戶(hù)不需要任何信息交互的情況下完成分布式的接入傳輸，成為一個(gè)具有重要意義的研究問(wèn)題。
另外，在通信過(guò)程中使用的信道編碼方式同樣會(huì)影響到系統(tǒng)的頻譜使用效率。傳統(tǒng)的碼率固定的編碼方式(如分組碼，卷積碼等)，需要發(fā)送端估計(jì)信道狀態(tài)信息CSI(Channel State Information)以設(shè)計(jì)一個(gè)固定的傳輸碼率，并且在傳輸過(guò)程中需要引入良好的反饋重傳機(jī)制以保證每一個(gè)編碼包的正確傳輸。另外，在多用戶(hù)多信道系統(tǒng)中，不同信道上編碼包之間的調(diào)度策略也必須進(jìn)行良好的設(shè)計(jì)以保證通信的有效進(jìn)行。這些操作都會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)很大的開(kāi)銷(xiāo)和時(shí)延，降低頻譜使用效率。最近，一種具有自適應(yīng)鏈路適配特性的新型信道編碼方式——無(wú)速率碼(Rateless Code)，被提出并應(yīng)用到無(wú)線(xiàn)通信中。無(wú)速率碼與傳統(tǒng)的碼率固定的編碼方式最大的不同在于它在發(fā)送端不設(shè)定固定碼率，其編碼包的個(gè)數(shù)是沒(méi)有限制的。發(fā)送端按照一定方式源源不斷的隨機(jī)產(chǎn)生編碼包并發(fā)送出去，接收端則在接收到這些編碼包后嘗試譯碼。接收端并不關(guān)心具體的某一個(gè)編碼包是否被成功接收，而是關(guān)心成功接收到的編碼包的總數(shù)量。接收端在接收到足夠多的編碼包后嘗試譯碼，如果譯碼失敗，可以再多接收一些編碼包然后繼續(xù)嘗試譯碼，接收端一直重復(fù)這個(gè)過(guò)程直到譯碼成功。一旦譯碼成功，接收端只需要發(fā)送一個(gè)非常簡(jiǎn)單的信號(hào)告知發(fā)送端停止編碼包的發(fā)送即可，這樣就完成了整個(gè)傳輸過(guò)程。由此可見(jiàn)，采用無(wú)速率碼編碼方式，可以在發(fā)送端不知道任何CSI，以及在傳輸過(guò)程中無(wú)需任何反饋重傳機(jī)制的條件下，自適應(yīng)地調(diào)整傳輸碼率，保證信息有效可靠的傳輸。在多用戶(hù)多信道系統(tǒng)中，使用無(wú)速率碼能夠有效地對(duì)抗不同編碼包間的沖突碰撞，不需要考慮不同信道上編碼包的調(diào)度問(wèn)題，從而能有效地提高頻譜使用效率。
以此為啟發(fā)，本專(zhuān)利結(jié)合認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)和無(wú)速率碼技術(shù)，提出一種基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法中，認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)由任意個(gè)主用戶(hù)和K個(gè)從用戶(hù)組成，系統(tǒng)中包含Ntotal條子信道，在每一個(gè)長(zhǎng)度為T(mén)的傳輸時(shí)隙，每一個(gè)從用戶(hù)所面對(duì)的所有子信道都是獨(dú)立同分布，服從方差參數(shù)σ2＝1的瑞利信道；各子信道被視作具有“空”、“忙”兩個(gè)狀態(tài)，主用戶(hù)不占用子信道對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為“空”，反之為“忙”，對(duì)于子信道n，由狀態(tài)“忙”向狀態(tài)“空”的轉(zhuǎn)移速率為α，由狀態(tài)“空”向狀態(tài)“忙”的轉(zhuǎn)移速率為β，其中n為子信道標(biāo)號(hào)，n＝1，2，...Ntotal；各個(gè)從用戶(hù)感知子信道“空”或“忙”狀態(tài)的誤檢概率為θ，虛警概率為δ；對(duì)于從用戶(hù)k，其發(fā)送端有Hk個(gè)消息數(shù)據(jù)包需要傳輸，其中k表示從用戶(hù)標(biāo)號(hào)，k＝1，2，...，K，從用戶(hù)k對(duì)自己的Hk個(gè)消息數(shù)據(jù)包通過(guò)無(wú)速率碼進(jìn)行編碼，得到源源不斷生成的編碼包，并按照如下步驟進(jìn)行接入傳輸操作 1)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙，從用戶(hù)k的發(fā)送端首先感知各個(gè)子信道的“空”或“忙”的狀態(tài)，從用戶(hù)k的發(fā)送端在每一個(gè)傳輸時(shí)隙感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道數(shù)目N可由下式表達(dá) 2)從用戶(hù)k的發(fā)送端從N條感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道中隨機(jī)選擇L條供自己使用，在每一條選中的子信道上發(fā)送一個(gè)編碼包，從用戶(hù)k的傳輸信噪比設(shè)定為
3)從用戶(hù)k的接收端接收從選中的子信道上傳輸而來(lái)的編碼包，設(shè)定一個(gè)譯碼信干噪比門(mén)限值ξ，只有當(dāng)編碼包的接收信干噪比大于此門(mén)限值時(shí)，才將該編碼包做硬判決并用于譯碼，否則丟棄該編碼包； 4)重復(fù)步驟1)到步驟3)，直至從用戶(hù)k的接收端接收到Hk(1+ε)個(gè)接收信干噪比大于譯碼信干噪比門(mén)限值ξ的編碼包并完成譯碼，其中ε是無(wú)速率碼的編碼參數(shù)，從用戶(hù)k的接收端發(fā)送一個(gè)反饋信息，告知其發(fā)送端停止編碼包的傳輸。
所述的從用戶(hù)k的發(fā)送端從N條感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道中隨機(jī)選擇L條供自己使用步驟包括在給定各個(gè)從用戶(hù)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道數(shù)目N、系統(tǒng)中從用戶(hù)數(shù)目K、傳輸時(shí)隙長(zhǎng)度T、各子信道由狀態(tài)“忙”向狀態(tài)“空”的轉(zhuǎn)移速率α、由狀態(tài)“空”向狀態(tài)“忙”的轉(zhuǎn)移速率β、各個(gè)從用戶(hù)感知子信道“空”或“忙”狀態(tài)的誤檢概率θ、虛警概率δ、譯碼信干噪比門(mén)限值ξ、從用戶(hù)傳輸信噪比

從用戶(hù)與主用戶(hù)的編碼包相沖突碰撞的最大概率限制Γ的情況下，可以按照如下方法確定各個(gè)從用戶(hù)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙隨機(jī)選擇的子信道數(shù)目的最佳值L*，從而在滿(mǎn)足對(duì)主用戶(hù)通信干擾限制的條件下，最大化從用戶(hù)吞吐量 (1)計(jì)算L的取值上限值
式中

表示下取整運(yùn)算； (2)計(jì)算拐點(diǎn)值
(3)計(jì)算

式中min{.}表示取最小值運(yùn)算； (4)根據(jù)Loptimal的值進(jìn)行判決，如果Loptimal＝Lmax，則令L*＝Lmax，退出L*的求解過(guò)程；否則進(jìn)入步驟(5)； (5)令


式中

表示下取整運(yùn)算，

表示上取整運(yùn)算，令函數(shù)

將Lleft和Lright代入f(L)的表達(dá)式中，如果f(Lleft)≥f(Lright)，則令L*＝Lleft；否則令L*＝Lright。
本發(fā)明利用無(wú)速率碼的自適應(yīng)鏈路適配特性，在認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)中各個(gè)從用戶(hù)發(fā)送端無(wú)需知道任何子信道狀態(tài)信息，以及在傳輸過(guò)程中無(wú)需任何反饋重傳機(jī)制，并且滿(mǎn)足對(duì)主用戶(hù)通信干擾限制的條件下，給出傳輸方法的操作步驟和最大化從用戶(hù)吞吐量時(shí)各個(gè)從用戶(hù)選擇的子信道數(shù)目的最佳值，從而完成認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)中各用戶(hù)信息的有效可靠的傳輸。



圖1是基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖； 圖2是給定譯碼信干噪比門(mén)限值ξ＝9dB，從用戶(hù)傳輸信噪比

系統(tǒng)中從用戶(hù)數(shù)目K＝2，4，8，16時(shí)，從用戶(hù)吞吐量隨從用戶(hù)選擇的子信道數(shù)目L變化的仿真曲線(xiàn)圖； 圖3是給定譯碼信干噪比門(mén)限值ξ＝9dB，各從用戶(hù)按照最優(yōu)的L*值選擇子信道，系統(tǒng)中從用戶(hù)數(shù)目K＝2，4，8，16時(shí)，從用戶(hù)吞吐量隨從用戶(hù)傳輸信噪比

變化的仿真曲線(xiàn)圖； 圖4是給定從用戶(hù)傳輸信噪比

各從用戶(hù)按照最優(yōu)的L*值選擇子信道，系統(tǒng)中從用戶(hù)數(shù)目K＝2，4，8，16時(shí)，從用戶(hù)吞吐量隨譯碼信干噪比門(mén)限值ξ變化的仿真曲線(xiàn)圖。

具體實(shí)施例方式 基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法中，認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)由任意個(gè)主用戶(hù)和K＝8個(gè)從用戶(hù)組成，系統(tǒng)中包含Ntotal＝256條子信道，在每一個(gè)長(zhǎng)度為T(mén)＝0.001s的傳輸時(shí)隙，每一個(gè)從用戶(hù)所面對(duì)的所有子信道都是獨(dú)立同分布，服從方差參數(shù)σ2＝1的瑞利信道；各子信道被視作具有“空”、“忙”兩個(gè)狀態(tài)，主用戶(hù)不占用子信道對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為“空”，反之為“忙”，對(duì)于子信道n，由狀態(tài)“忙”向狀態(tài)“空”的轉(zhuǎn)移速率為α＝0.4(1/s)，由狀態(tài)“空”向狀態(tài)“忙”的轉(zhuǎn)移速率為β＝0.4(1/s)，其中n為子信道標(biāo)號(hào)，n＝1，2，...256；各個(gè)從用戶(hù)感知子信道“空”或“忙”狀態(tài)的誤檢概率為θ＝0.05，虛警概率為δ＝0.1；對(duì)于從用戶(hù)k，其發(fā)送端有Hk＝100000個(gè)消息數(shù)據(jù)包需要傳輸，其中k表示從用戶(hù)標(biāo)號(hào)，k＝1，2，...，8，從用戶(hù)k對(duì)自己的100000個(gè)消息數(shù)據(jù)包通過(guò)無(wú)速率碼進(jìn)行編碼，無(wú)速率碼編碼方式可以采用Raptor Code，并設(shè)定編碼參數(shù)ε＝0.028(見(jiàn)“Raptor Codes”，IEEE Transactions on Information Theory，Vol.52，No.6，June 2006)，得到源源不斷生成的編碼包，并按照如下步驟進(jìn)行接入傳輸操作 1)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙，從用戶(hù)k的發(fā)送端首先感知各個(gè)子信道的“空”或“忙”的狀態(tài)，從用戶(hù)k的發(fā)送端在每一個(gè)傳輸時(shí)隙感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道數(shù)目N可由下式表達(dá) 2)從用戶(hù)k的發(fā)送端從N＝121條感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道中隨機(jī)選擇L條供自己使用，在每一條選中的子信道上發(fā)送一個(gè)編碼包，從用戶(hù)k的傳輸信噪比設(shè)定為
3)從用戶(hù)k的接收端接收從選中的子信道上傳輸而來(lái)的編碼包，設(shè)定一個(gè)譯碼信干噪比門(mén)限值ξ＝9dB，只有當(dāng)編碼包的接收信干噪比大于此門(mén)限值時(shí)，才將該編碼包做硬判決并用于譯碼，否則丟棄該編碼包； 4)重復(fù)步驟1)到步驟3)，直至從用戶(hù)k的接收端接收到Hk(1+ε)＝100000×(1+0.028)＝102800個(gè)接收信干噪比大于譯碼信干噪比門(mén)限值ξ的編碼包并完成譯碼，其中ε＝0.028是無(wú)速率碼的編碼參數(shù)，從用戶(hù)k的接收端發(fā)送一個(gè)反饋信息，告知其發(fā)送端停止編碼包的傳輸。
在每一個(gè)傳輸時(shí)隙，各個(gè)從用戶(hù)從感知得到的狀態(tài)為“空”的N＝121條獨(dú)立同分布的子信道中隨機(jī)選擇L條傳輸自己的編碼包。由于感知結(jié)果并不是完全準(zhǔn)確的，因此從用戶(hù)所面對(duì)的N＝121條感知結(jié)果狀態(tài)為“空”的子信道有可能本身狀態(tài)是“忙”，此時(shí)若從用戶(hù)選擇這些子信道進(jìn)行編碼包的傳輸，就會(huì)發(fā)生與主用戶(hù)編碼包的沖突碰撞，影響主用戶(hù)的通信；而從用戶(hù)在選擇感知結(jié)果狀態(tài)為“空”而本身狀態(tài)確實(shí)為“空”的子信道傳輸編碼包的過(guò)程中，主用戶(hù)可能突然占用這些子信道，這時(shí)從用戶(hù)的編碼包也會(huì)與主用戶(hù)的編碼包沖突碰撞，影響主用戶(hù)的通信。以上兩種情況對(duì)主用戶(hù)的通信都會(huì)產(chǎn)生干擾，從用戶(hù)自身的通信也會(huì)由于其編碼包與主用戶(hù)的編碼包的沖突碰撞而受到影響。為了保護(hù)主用戶(hù)的通信，以上總的沖突概率必須限制在一定的界限內(nèi)，各個(gè)從用戶(hù)需要在滿(mǎn)足對(duì)主用戶(hù)通信干擾限制的條件下，完成自己的信息傳輸。
由于這是一個(gè)分布式的系統(tǒng)，在從用戶(hù)通信的過(guò)程中，多個(gè)從用戶(hù)可能在一個(gè)傳輸時(shí)隙選擇到相同的一個(gè)或多個(gè)子信道，這時(shí)會(huì)發(fā)生不同從用戶(hù)編碼包的碰撞混疊，影響從用戶(hù)的通信質(zhì)量和從用戶(hù)吞吐量。
從用戶(hù)k的吞吐量為 其中k是從用戶(hù)標(biāo)號(hào)，k＝1，2，...，8，Mk是從用戶(hù)k完成通信所需要的時(shí)隙個(gè)數(shù)，

式中

表示上取整運(yùn)算。由此可以看出，從用戶(hù)吞吐量由從用戶(hù)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙隨機(jī)選擇的子信道數(shù)目L決定。L取值越大時(shí)，從用戶(hù)編碼包相互碰撞混疊的概率越大，接收信干噪比大于譯碼信干噪比門(mén)限值ξ的概率越小，從用戶(hù)吞吐量越小；當(dāng)L取值越小時(shí)，從用戶(hù)編碼包相互碰撞混疊的概率越小，雖然接收信干噪比大于譯碼信干噪比門(mén)限值ξ的概率會(huì)越大，但沒(méi)有完全利用可以傳輸信息的能力，導(dǎo)致從用戶(hù)吞吐量也并非最大化。因此在給定從用戶(hù)與主用戶(hù)的編碼包相沖突碰撞的最大概率限制Γ＝0.025的情況下，可以按照如下方法確定各個(gè)從用戶(hù)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙隨機(jī)選擇的子信道數(shù)目的最佳值L*，從而在滿(mǎn)足對(duì)主用戶(hù)通信干擾限制的條件下，最大化從用戶(hù)吞吐量 (1)計(jì)算L的取值上限值

(2)計(jì)算拐點(diǎn)值 (3)計(jì)算 (4)根據(jù)Loptimal的值進(jìn)行判決，如果Loptimal＝Lmax，則令L*＝Lmax，退出L*的求解過(guò)程；否則進(jìn)入步驟(5)；此時(shí)Loptimal≠Lmax，因此進(jìn)入步驟5)； (5)令


令函數(shù)
將Lleft和Lright代入f(L)的表達(dá)式中，如果f(Lleft)≥f(Lright)，則令L*＝Lleft；否則令L*＝Lright。
按照上述方法可以求出L*＝Lleft＝17。
圖2是譯碼信干噪比門(mén)限值ξ＝9dB，從用戶(hù)傳輸信噪比

系統(tǒng)中從用戶(hù)數(shù)目K＝2，4，8，16時(shí)，從用戶(hù)吞吐量隨從用戶(hù)選擇的子信道數(shù)目L變化的仿真曲線(xiàn)圖。圖中的截止線(xiàn)表示從用戶(hù)在滿(mǎn)足對(duì)主用戶(hù)通信干擾限制的情況下L的取值上限Lmax，由圖可以看出，在滿(mǎn)足對(duì)主用戶(hù)通信干擾限制的情況下，存在一個(gè)最優(yōu)的L*使從用戶(hù)吞吐量最大化。圖3是給定譯碼信干噪比門(mén)限值ξ＝9dB，各從用戶(hù)按照最優(yōu)的L*值選擇子信道，系統(tǒng)中從用戶(hù)數(shù)目K＝2，4，8，16時(shí)，從用戶(hù)吞吐量隨從用戶(hù)傳輸信噪比

變化的仿真曲線(xiàn)圖。由圖可以看出，隨著從用戶(hù)傳輸信噪比

的增大，從用戶(hù)吞吐量增大。圖4是給定從用戶(hù)傳輸信噪比

各從用戶(hù)按照最優(yōu)的L*值選擇子信道，系統(tǒng)中從用戶(hù)數(shù)目K＝2，4，8，16時(shí)，從用戶(hù)吞吐量隨譯碼信干噪比門(mén)限值ξ變化的仿真曲線(xiàn)圖。由圖可以看出，隨著譯碼信干噪比門(mén)限值ξ的增大，從用戶(hù)吞吐量減小。
權(quán)利要求
1.一種基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法，其特征在于，認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)由任意個(gè)主用戶(hù)和K個(gè)從用戶(hù)組成，系統(tǒng)中包含Ntotal條子信道，在每一個(gè)長(zhǎng)度為T(mén)的傳輸時(shí)隙，每一個(gè)從用戶(hù)所面對(duì)的所有子信道都是獨(dú)立同分布，服從方差參數(shù)σ2＝1的瑞利信道；各子信道被視作具有“空”、“忙”兩個(gè)狀態(tài)，主用戶(hù)不占用子信道對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為“空”，反之為“忙”，對(duì)于子信道n，由狀態(tài)“忙”向狀態(tài)“空”的轉(zhuǎn)移速率為α，由狀態(tài)“空”向狀態(tài)“忙”的轉(zhuǎn)移速率為β，其中n為子信道標(biāo)號(hào)，n＝1，2，...Ntotal；各個(gè)從用戶(hù)感知子信道“空”或“忙”狀態(tài)的誤檢概率為θ，虛警概率為δ；對(duì)于從用戶(hù)k，其發(fā)送端有Hk個(gè)消息數(shù)據(jù)包需要傳輸，其中k表示從用戶(hù)標(biāo)號(hào)，k＝1，2，...，K，從用戶(hù)k對(duì)自己的Hk個(gè)消息數(shù)據(jù)包通過(guò)無(wú)速率碼進(jìn)行編碼，得到源源不斷生成的編碼包，并按照如下步驟進(jìn)行接入傳輸操作
1)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙，從用戶(hù)k的發(fā)送端首先感知各個(gè)子信道的“空”或“忙”的狀態(tài)，從用戶(hù)k的發(fā)送端在每一個(gè)傳輸時(shí)隙感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道數(shù)目N可由下式表達(dá)
2)從用戶(hù)k的發(fā)送端從N條感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道中隨機(jī)選擇L條供自己使用，在每一條選中的子信道上發(fā)送一個(gè)編碼包，從用戶(hù)k的傳輸信噪比設(shè)定為
3)從用戶(hù)k的接收端接收從選中的子信道上傳輸而來(lái)的編碼包，設(shè)定一個(gè)譯碼信干噪比門(mén)限值ξ，只有當(dāng)編碼包的接收信干噪比大于此門(mén)限值時(shí)，才將該編碼包做硬判決并用于譯碼，否則丟棄該編碼包；
4)重復(fù)步驟1)到步驟3)，直至從用戶(hù)k的接收端接收到Hk(1+ε)個(gè)接收信干噪比大于譯碼信干噪比門(mén)限值ξ的編碼包并完成譯碼，其中ε是無(wú)速率碼的編碼參數(shù)，從用戶(hù)k的接收端發(fā)送一個(gè)反饋信息，告知其發(fā)送端停止編碼包的傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法，其特征在于所述的從用戶(hù)k的發(fā)送端從N條感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道中隨機(jī)選擇L條供自己使用步驟包括在給定各個(gè)從用戶(hù)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙感知得到的狀態(tài)為“空”的子信道數(shù)目N、系統(tǒng)中從用戶(hù)數(shù)目K、傳輸時(shí)隙長(zhǎng)度T、各子信道由狀態(tài)“忙”向狀態(tài)“空”的轉(zhuǎn)移速率α、由狀態(tài)“空”向狀態(tài)“忙”的轉(zhuǎn)移速率β、各個(gè)從用戶(hù)感知子信道“空”或“忙”狀態(tài)的誤檢概率θ、虛警概率δ、譯碼信干噪比門(mén)限值ξ、從用戶(hù)傳輸信噪比
從用戶(hù)與主用戶(hù)的編碼包相沖突碰撞的最大概率限制Γ的情況下，可以按照如下方法確定各個(gè)從用戶(hù)在每一個(gè)傳輸時(shí)隙隨機(jī)選擇的子信道數(shù)目的最佳值L*，從而在滿(mǎn)足對(duì)主用戶(hù)通信干擾限制的條件下，最大化從用戶(hù)吞吐量
(1)計(jì)算L的取值上限值
式中
表示下取整運(yùn)算；
(2)計(jì)算拐點(diǎn)值
(3)計(jì)算
式中min{.}表示取最小值運(yùn)算；
(4)根據(jù)Loptimal的值進(jìn)行判決，如果Loptimal＝Lmax，則令L*＝Lmax，退出L*的求解過(guò)程；否則進(jìn)入步驟(5)；
(5)令
式中
表示下取整運(yùn)算，
表示上取整運(yùn)算，令函數(shù)
將Lleft和Lright代入f(L)的表達(dá)式中，如果f(Lleft)≥f(Lright)，則令L*＝Lleft；否則令L*＝Lright。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于無(wú)速率碼的認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)的分布式接入傳輸方法，利用無(wú)速率碼的自適應(yīng)鏈路適配特性，在認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)中各個(gè)從用戶(hù)發(fā)送端無(wú)需知道任何子信道狀態(tài)信息，以及在傳輸過(guò)程中無(wú)需任何反饋重傳機(jī)制，并且滿(mǎn)足對(duì)主用戶(hù)通信干擾限制的條件下，給出傳輸方法的操作步驟和最大化從用戶(hù)吞吐量時(shí)各個(gè)從用戶(hù)選擇的子信道數(shù)目的最佳值，從而完成認(rèn)知多用戶(hù)多信道系統(tǒng)中各用戶(hù)信息的有效可靠的傳輸。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101820333SQ20101014853
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者陳少磊, 張朝陽(yáng), 陳曉明, 吳可鏑 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)