專利名稱：一種基于無速率碼的認(rèn)知無線電通信鏈路的建立和維護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體涉及在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，對(duì)認(rèn)知用戶收發(fā)兩 端進(jìn)行通信鏈路初始化建立和通信鏈路維護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
頻譜共享無線通信是未來無線通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)和要求。它能夠使得多 個(gè)異構(gòu)、具有不同體制或分屬于不同運(yùn)營(yíng)商的通信系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)和機(jī)會(huì)式地訪問同一共 享頻段，實(shí)現(xiàn)頻譜授權(quán)用戶和/或非授權(quán)用戶可靠、和諧地共存，從而有效解決可用無 線頻譜資源日益匱乏的迫切問題，同時(shí)顯著提高現(xiàn)有頻譜資源的利用效率。認(rèn)知無線電 系統(tǒng)就是一種實(shí)現(xiàn)頻譜共享無線通信的技術(shù)手段。認(rèn)知無線電系統(tǒng)是一種智能頻譜共享技術(shù)，它可以通過感知頻譜環(huán)境、智能學(xué) 習(xí)并實(shí)時(shí)調(diào)整其傳輸參數(shù)，實(shí)現(xiàn)頻譜的再利用，提高頻譜利用率。在認(rèn)知無線電技術(shù) 中，事先得到頻譜授權(quán)的指定用戶系統(tǒng)(也稱主用戶，Primary User)具有高的優(yōu)先權(quán)接 入頻譜；而其它未得到授權(quán)的用戶系統(tǒng)(也稱次用戶，Secondary User)只能在對(duì)主用戶 不造成干擾的情況下機(jī)會(huì)式接入可用頻譜進(jìn)行通信。這就要求次用戶自己或在其它用戶 (例如某些中繼轉(zhuǎn)發(fā)用戶)的幫助下具備一定的“認(rèn)知能力”，即能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)偵聽頻 譜，以發(fā)現(xiàn)可用的“頻譜空穴”(即主用戶未占用的頻譜)。具備認(rèn)知能力的用戶(可 以是次用戶，也可以是某些中繼轉(zhuǎn)發(fā)用戶)稱為“認(rèn)知用戶”。本質(zhì)上講，認(rèn)知無線電 系統(tǒng)就是為了實(shí)現(xiàn)多無線電(Multi-Radio)電磁環(huán)境下干擾受限的環(huán)境中的自適應(yīng)通信。認(rèn)知無線電的一個(gè)突出的特點(diǎn)是，其鏈路所使用的頻率和帶寬并不是預(yù)先確定 或固定不變的。由于沒有預(yù)先可用的頻率，因此其鏈路必須動(dòng)態(tài)地建立。而且，由于 無線通信系統(tǒng)中存在多徑以及陰影衰落等因素的影響，加上認(rèn)知用戶的檢測(cè)能力本身具 有一定的限制，認(rèn)知用戶收發(fā)兩端通過頻譜感知所得到的信道狀態(tài)信息包括干擾狀態(tài)信 息并不完全相同，由此可能會(huì)檢測(cè)出不完全一致的可用頻率和帶寬，因而導(dǎo)致通信鏈路 的建立通常比較困難。圖1表示的是認(rèn)知用戶的發(fā)送端和接收端對(duì)頻譜感知情況的示意 圖。假設(shè)系統(tǒng)共有5個(gè)頻譜資源，用數(shù)字分別對(duì)其進(jìn)行標(biāo)號(hào)。假設(shè)用戶發(fā)送端檢測(cè)到1 號(hào)和3號(hào)頻譜資源已被占用，可用頻譜資源為0號(hào)、2號(hào)和4號(hào)；而用戶接收端檢測(cè)到2 號(hào)和3號(hào)頻譜資源已被占用，可用頻譜資源為0號(hào)、1號(hào)和4號(hào)。因此，由于收發(fā)雙方信道狀態(tài)信 息不完全相關(guān)且互不確知，若要在認(rèn)知用戶 的收發(fā)兩端之間建立并維護(hù)通信鏈路，收發(fā)兩端只有通過適當(dāng)?shù)摹白V圖交換(Spectrum Exchange)"來得知對(duì)端而不僅僅是自身位置的干擾分布，才可完成建鏈過程并開始有效 的傳輸。若是采用直接感知或估計(jì)對(duì)端頻譜資源的方法，不僅過程復(fù)雜，還有可能引入 額外的動(dòng)態(tài)干擾。因此，在發(fā)送端不知道信道準(zhǔn)確的狀態(tài)信息情況下，要保證信息的可 靠有效傳輸，往往需要ARQ(自動(dòng)重傳請(qǐng)求)。傳統(tǒng)方法認(rèn)知用戶發(fā)送端一般采用固定 碼率的信道編碼對(duì)發(fā)送信息進(jìn)行保護(hù)，但由于認(rèn)知用戶所使用的頻譜資源隨時(shí)都可能被主用戶占用，因此認(rèn)知用戶的傳輸信道是不被保護(hù)的，無法確定信道的丟包概率，即信 道的即時(shí)容量不是固定不變的。一旦頻譜遭到主用戶導(dǎo)致信道容量小于傳輸?shù)拇a率，接 收端就無法保證正確譯碼，從而導(dǎo)致通信失敗。此時(shí)，需要接收端發(fā)送反饋信息告知發(fā) 送端調(diào)整發(fā)射參數(shù)重新進(jìn)行編碼傳輸。由于采用不同的編碼方式，因此接收端之前接收 到的編碼往往無法與調(diào)整后的編碼進(jìn)行聯(lián)合譯碼從而導(dǎo)致了之前的編碼包幾乎無法被利 用而被丟棄，從而導(dǎo)致了信息的浪費(fèi)。如若采用很低碼率的信道編碼來盡可能保證傳輸 的可靠性，則同樣會(huì)因?yàn)閭鬟f了過多的冗余信息而造成信道的浪費(fèi)，而且即使采用一個(gè) 低碼率，也無法保證這個(gè)碼率在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中一定可以可靠傳輸。另外，還有人提 出設(shè)置一個(gè)公共控制信道用來傳遞認(rèn)知用戶間頻譜感知情況以及反饋信息的方法，并假 設(shè)這個(gè)公共控制信道的頻譜是不受主用戶干擾的。這種方法雖然可以保證信號(hào)的可靠傳 輸，但它要求主用戶不能占用公共控制信道的頻譜，這本身違背了認(rèn)知無線電系統(tǒng)中認(rèn) 知用戶的活動(dòng)不應(yīng)對(duì)主用戶造成影響的原則。而且只采用一個(gè)特定頻率來傳遞，其通信 勢(shì)必要采用時(shí)分的方式來完成，效率也不會(huì)太高。 因此如何自適應(yīng)的選擇合適的碼率進(jìn)行傳輸，以適應(yīng)不同的信道參數(shù)是認(rèn)知無 線通信鏈路所面臨的一個(gè)關(guān)鍵難題。無速率碼(rateless code)的自適應(yīng)速率適配(Rate Adaption)能力為解決此問題提供了一種新思路，這正是本發(fā)明的主要?jiǎng)訖C(jī)。無速率碼與傳統(tǒng)固定碼率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，發(fā)送端可以以某種方式源源不斷的產(chǎn)生編碼包并發(fā)送出去。接收端則可以根據(jù)接收 到的編碼包嘗試譯碼，且無需將所有編碼包都接收到。如果譯碼失敗，接收端可以再多 接收一些編碼包然后繼續(xù)嘗試譯碼。無論哪些包在傳遞過程中被干擾丟棄，接收端最終 只需要得到一定數(shù)量的包就可完成譯碼，且這個(gè)數(shù)量與要發(fā)送的數(shù)據(jù)包呈線性。接收端 將一直重復(fù)這個(gè)過程直到譯碼成功。這時(shí)接收端只需要發(fā)送一個(gè)非常簡(jiǎn)單的反饋信號(hào)告 知發(fā)送端譯碼成功，然后發(fā)送端停止發(fā)送，這樣就完成了整個(gè)傳輸過程。利用無速率碼能夠極好地對(duì)付信道刪除的特性，當(dāng)頻譜共享無線通信環(huán)境下收 發(fā)兩端并不完全確知對(duì)方的信道狀態(tài)而造成發(fā)送包丟失、或者由于頻譜感知不夠準(zhǔn)確而 受主用戶信號(hào)干擾時(shí)，無速率碼總能夠在不同的時(shí)間或頻率上源源不斷地發(fā)送編碼包， 而只要接收端能在部分時(shí)間和頻率上接收到足夠多的編碼包，總能正確地恢復(fù)數(shù)據(jù)，從 而完成鏈路的建立。而且，利用無速率編碼技術(shù)可以充分利用多個(gè)頻譜資源之間的分集 增益，更重要的是可以充分利用無速率碼可以自適應(yīng)地逼近認(rèn)知信道容量的特性從而得 到巨大的編碼增益，這是傳統(tǒng)的利用固定速率編碼的方法所無法取得的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，無需利用公共控制信道的條件 下，在認(rèn)知用戶收發(fā)兩端利用無速率碼可靠的、高效的建立和維護(hù)通信鏈路的方法。本發(fā)明的基于無速率碼的認(rèn)知無線電通信鏈路的建立和維護(hù)方法，其特征在于 包括認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的建立方法和認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法以及認(rèn)知用戶接 收端鏈路的建立方法和認(rèn)知用戶接收端鏈路的維護(hù)方法，以下所述的類型一的反饋表示 接收端已經(jīng)成功接收數(shù)據(jù)，類型二的反饋表示接收端已檢測(cè)到主用戶需要占用正在利用 中的頻譜資源，類型三的反饋表示接收端認(rèn)為該頻譜資源可用，類型四的反饋表示接收端確認(rèn)與發(fā)送端共同檢測(cè)到 新的可用的頻譜資源；設(shè)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中全部的頻譜資源有η個(gè)，分別用標(biāo)號(hào)f= [f1; f2，……， fj來標(biāo)記，在某一認(rèn)知用戶接入的同時(shí)，沒有其他認(rèn)知用戶在相同時(shí)隙接入，認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的建立方法包括以下步驟1)發(fā)送端對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中的全部η個(gè)頻譜資源進(jìn)行感知，得到哪些頻譜資源 是空閑可用的，設(shè)檢測(cè)到P個(gè)可用頻譜資源，將其記為f,=[入，人,……，人]，且0鄰邊；發(fā) 送端實(shí)時(shí)的檢測(cè)可用頻譜資源，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可用頻譜資源發(fā)生變化時(shí)，實(shí)時(shí)地更新ft;2)若可用頻譜資源ft為空集，即當(dāng)前所有頻譜資源均被占用，則轉(zhuǎn)入步驟1)重 新感知；若可用頻譜資源〖不是空集，則轉(zhuǎn)入步驟3)；3)將認(rèn)知用戶的用戶初始化系統(tǒng)信息Ins按照無速率碼的編碼方式對(duì)信息包進(jìn)行 編碼并組幀；用^表示編碼幀，其中i為編碼幀的編號(hào)，i = 0，1，2，……；4)發(fā)送端將每一個(gè)編碼幀與感知到的當(dāng)前可用頻譜資源ft中的可用頻譜資源做 對(duì)應(yīng)進(jìn)行編碼幀的發(fā)射，每一個(gè)頻譜資源均看作是一個(gè)子信道；具體映射規(guī)則為若i modp = k,且k乒0，則編碼幀就用第人個(gè)子信道進(jìn)行發(fā)送；Simodp = O,則編碼幀 就用第力,個(gè)子信道進(jìn)行發(fā)送；5)發(fā)送端根據(jù)無速率碼的編碼規(guī)則源源不斷的產(chǎn)生編碼幀直到接收端告知它停 止發(fā)送，同時(shí)在當(dāng)前可用頻譜資源ft上的應(yīng)答時(shí)隙中偵聽接收端的反饋信號(hào)，若偵聽到 類型一的反饋信號(hào)則轉(zhuǎn)入步驟6)；否則，繼續(xù)步驟5)的過程；6)發(fā)送端停止繼續(xù)產(chǎn)生編碼幀并立即停止發(fā)射，轉(zhuǎn)而在所有當(dāng)前可用頻譜資源 ft上的應(yīng)答時(shí)隙中偵聽接收端的反饋信號(hào)，并將所有可以接收到類型三的反饋信號(hào)的頻譜 資源單獨(dú)紀(jì)錄下來，記為f。，f。中的所有頻譜資源就是認(rèn)知用戶發(fā)送端和接收端所共同認(rèn) 可的可用頻譜資源，從而完成了認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的建立；認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法包括以下步驟1)在通信鏈路建立后，發(fā)送端一邊利用f。中的頻譜資源對(duì)自己需要發(fā)送的信息 按照無速率碼的編碼方式對(duì)信息包進(jìn)行編碼并組幀，然后發(fā)射，一邊實(shí)時(shí)的對(duì)整個(gè)認(rèn)知 系統(tǒng)中的全部頻譜資源進(jìn)行感知，并在“應(yīng)答時(shí)隙”中等待接收端的反饋信號(hào)；若發(fā)現(xiàn) 主用戶開始活動(dòng)需要占用正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的頻譜，則轉(zhuǎn)入步驟2)；若接收到認(rèn)知用戶 的反饋信號(hào)，則轉(zhuǎn)入步驟3)；若感知到新的可用頻譜資源，則轉(zhuǎn)入步驟5)；2)將感知得到的主用戶需要占用的頻譜資源統(tǒng)統(tǒng)釋放不再繼續(xù)占用，并利用其 余可用頻譜資源繼續(xù)傳遞要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀；3)確認(rèn)接收到認(rèn)知用戶的反饋信號(hào)后，立即分辨反饋信號(hào)的類型是類型一還是 類型二，若是類型一，說明數(shù)據(jù)傳遞已完成，則發(fā)射端停止傳遞，若是類型二，則轉(zhuǎn)入 步驟4)；4)分辨類型二的反饋是通過哪些頻譜接收到的，并立即停止在這些頻譜上繼續(xù) 傳遞數(shù)據(jù)，只利用其余可用的頻譜資源，將其余可用的頻譜資源更新記為f。，轉(zhuǎn)入步驟 1)；5)發(fā)射端嘗試著在新感知到的頻譜資源上的“應(yīng)答時(shí)隙”中接收接收端的反 饋，若確認(rèn)在這個(gè)頻譜上接收到接收端的反饋，則轉(zhuǎn)入步驟6)；若在接收到反饋信號(hào)前 發(fā)現(xiàn)這個(gè)頻譜又被主用戶占用，則停止在此頻譜上的活動(dòng)，轉(zhuǎn)入步驟1);
6)確認(rèn)接收端的反饋為反饋類型三，則在這些頻譜上發(fā)送確認(rèn)信息，等待接收 端的進(jìn)一步反饋；若得到接收端的類型四的反饋，則將此頻譜記入f。，轉(zhuǎn)入步驟1)，否 則不更新f。，轉(zhuǎn)入步驟1)；認(rèn)知用戶接收端鏈路的建立方法包括以下步驟1)接收端對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中的全部η個(gè)頻譜資源進(jìn)行感知，得到哪些頻譜資源是空閑可用的，設(shè)檢測(cè)到q個(gè)可用頻譜資源，將其記為(=[入,力2，……,Λ,]，且0匆邊；接 收端實(shí)時(shí)的檢測(cè)可用頻譜資源，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可用頻譜資源發(fā)生變化時(shí)，實(shí)時(shí)地更新 ；;2)接收端嘗試著在 ；中的所有頻譜上進(jìn)行信息接收，無需知道發(fā)送端的頻譜感 知結(jié)果ft，此時(shí)，只要^與^的交集不為空，則接收端肯定總可以在其交集頻譜資源上接 收到發(fā)射端的編碼信息；3)當(dāng)接收到的編碼幀數(shù)量達(dá)到發(fā)送端的用戶標(biāo)示信息的編碼幀的數(shù)量時(shí)，開始 進(jìn)行譯碼，并利用循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)判斷是否譯碼正確，如果正確，轉(zhuǎn)入步驟6)；否 則轉(zhuǎn)入步驟4)；4)繼續(xù)接收若干個(gè)編碼包；5)重新嘗試譯碼，若譯碼成功，轉(zhuǎn)入步驟6)；否則轉(zhuǎn)入步驟4)；6)譯碼結(jié)束，接收端將所有可接收編碼幀的頻譜資源記為f。，f。為發(fā)送端與接收 端所共同感知到的可用頻譜資源的集合，并在f。中頻譜資源的應(yīng)答時(shí)隙上發(fā)送類型一的 反饋信號(hào)；7)若接收端在接下來連續(xù)3個(gè)時(shí)隙中都沒有收到發(fā)送端的編碼幀，則在f。中所 有的頻譜資源的應(yīng)答時(shí)隙上發(fā)送兩遍類型一的反饋信號(hào)，用來通知發(fā)送端；8)接收端根據(jù)成功譯碼得到的發(fā)送端初始化系統(tǒng)信息ms，得知發(fā)送端的要求， 從而完成了認(rèn)知用戶接收端鏈路的建立；認(rèn)知用戶接收端鏈路的維護(hù)方法包括以下步驟1)在通信鏈路建立后，接收端一邊利用f。中的頻譜資源接收發(fā)射端傳遞的數(shù)據(jù) 幀，一邊實(shí)時(shí)的對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中的全部頻譜資源進(jìn)行感知，若在此期間譯碼成功，恢 復(fù)出發(fā)射端要發(fā)送的全部信息數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)入步驟2)；若感知發(fā)現(xiàn)主用戶開始活動(dòng)需要占 用正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的頻譜，則轉(zhuǎn)入步驟3)；若感知到新的可用頻譜資源，則轉(zhuǎn)入步驟 4)；2)接收端在“應(yīng)答時(shí)隙”中的所有f。標(biāo)記的頻譜資源上發(fā)送類型一的反饋，告 知發(fā)射端立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，從而完成整個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸；3)將感知得到的主用戶需要占用的頻譜資源標(biāo)記為fz，并在這些頻譜上的“應(yīng) 答時(shí)隙中”發(fā)送類型二的反饋，并將fz中標(biāo)記的頻譜資源在f。中移出，轉(zhuǎn)入步驟1);4)在感知到新的可用頻譜資源的“應(yīng)答時(shí)隙”中向發(fā)射端發(fā)送若干次類型三的 反饋，并在這些頻譜上嘗試接收發(fā)射端的確認(rèn)信號(hào)，若接收到發(fā)射端的確認(rèn)信號(hào)，則再 發(fā)送類型四的反饋?zhàn)鲞M(jìn)一步確認(rèn)，并將這些新的可用頻譜資源并入f。，轉(zhuǎn)入步驟1)；若 沒有接收到，則轉(zhuǎn)入步驟1)。本發(fā)明中，認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的建立方法中的按照無速率碼的編碼方式對(duì)信 息包進(jìn)行編碼并組幀，其步驟如下1)根據(jù)初始化系統(tǒng)信息，設(shè)要傳遞的信息叫的長(zhǎng)度為L(zhǎng)i，將ml分割成「Zl/A:ll個(gè)小數(shù)據(jù)包，每個(gè)小數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為kl，若Ll無法整除kl，則最后一個(gè)小數(shù)據(jù)包不足kl 長(zhǎng)的部分用“O”來填充；2)對(duì)每個(gè)kl長(zhǎng)的小數(shù)據(jù)包利用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)，每個(gè)小數(shù)據(jù) 包長(zhǎng)度根據(jù)采用的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的長(zhǎng)度rl相應(yīng)的增加到kl+rl比特； 3)將「Z1/H]個(gè)長(zhǎng)度為kl+rl比特的小數(shù)據(jù)包送入無速率碼的編碼器進(jìn)行編碼， 按照編碼包的產(chǎn)生順序?qū)⑦@些編碼包記為C = [C(l，C1, c2,…]，每一個(gè)編碼包的下標(biāo)表 示此編碼包在整個(gè)編碼序列當(dāng)中所處的位置，利用g個(gè)比特來表示編碼包的下標(biāo)；4)將每一個(gè)編碼包的下標(biāo)送入一個(gè)1/4碼率的線性分組碼編碼器進(jìn)行編碼，產(chǎn) 生長(zhǎng)度為gX4比特的數(shù)據(jù)作為位置標(biāo)示，并將位置標(biāo)示放在每個(gè)編碼包之后；5)在每一個(gè)編碼包之前再加上長(zhǎng)度為64X4的前導(dǎo)序列用來實(shí)現(xiàn)位同步和信道 估計(jì)，并在每一個(gè)編碼包之后再加上64比特的間隔，作為“應(yīng)答時(shí)隙”；6)在前導(dǎo)序列之后、數(shù)據(jù)編碼包之前還要加入長(zhǎng)度為64X4比特的初始化報(bào)頭 序列，報(bào)頭序列內(nèi)容包括發(fā)射機(jī)以及目標(biāo)接收機(jī)的用戶識(shí)別號(hào)，用于用戶識(shí)別和輔助實(shí) 現(xiàn)位同步，完成編碼及組幀。本發(fā)明中，認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法中的按照無速率碼的編碼方式對(duì)信 息包進(jìn)行編碼并組幀，其步驟如下1)設(shè)要傳遞的信息為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，將m分割成「12/62]個(gè)小數(shù)據(jù)包，每個(gè)小 數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為k2，若L2無法整除k2，則最后一個(gè)小數(shù)據(jù)包不足k2長(zhǎng)的部分用“0”來 填充；2)對(duì)每個(gè)k2長(zhǎng)的小數(shù)據(jù)包利用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)，每個(gè)小數(shù)據(jù) 包長(zhǎng)度根據(jù)采用的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的長(zhǎng)度r2相應(yīng)的增加到k2+r2比特；3)將「Z2/A2"]個(gè)長(zhǎng)度為k2+r2比特的小數(shù)據(jù)包送入無速率碼的編碼器進(jìn)行編碼， 按照編碼包的產(chǎn)生順序?qū)⑦@些編碼包記為C = [C(l，C1, c2,…]，每一個(gè)編碼包的下標(biāo)表 示此編碼包在整個(gè)編碼序列當(dāng)中所處的位置，利用g個(gè)比特來表示編碼包的下標(biāo)；4)將每一個(gè)編碼包的下標(biāo)送入一個(gè)1/4碼率的線性分組碼進(jìn)行編碼，產(chǎn)生長(zhǎng)度 為gX4比特的數(shù)據(jù)作為位置標(biāo)示，并將位置標(biāo)示放在每個(gè)編碼包之后；5)在每一個(gè)編碼包之前再加上長(zhǎng)度為64X4的前導(dǎo)序列用來實(shí)現(xiàn)位同步和信道 估計(jì)，并在每一個(gè)編碼包之后再加上64比特的間隔，作為“應(yīng)答時(shí)隙”，完成編碼及組 幀。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的基本技術(shù)思想是利用無速率碼可以自適應(yīng)的對(duì)付鏈路刪除和數(shù)據(jù)包丟 失的特性進(jìn)行通信鏈路的建立和維護(hù)，并充分利用無速率碼所需的反饋應(yīng)答時(shí)隙，從而 不需要主從用戶之間存在額外的公共控制信道進(jìn)行“譜圖交換”。


圖1是認(rèn)知用戶的發(fā)送端和接收端對(duì)頻譜感知情況的示意圖；圖2是認(rèn)知用戶的發(fā)送端在建立通信鏈路時(shí)的工作方法流程圖；圖3是鏈路建立過程中的一個(gè)編碼幀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是認(rèn)知用戶的發(fā)送端在維護(hù)通信鏈路時(shí)的工作方法流程圖5是鏈路維護(hù)過程中的一個(gè)編碼幀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是認(rèn)知用戶的接收端在建立通信鏈路時(shí)的工作方法流程圖；圖7是認(rèn)知用戶的接收端在維護(hù)通信鏈路時(shí)的工作方法流程具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。本發(fā)明的基于無速率碼的認(rèn)知無線電通信鏈路的建立和維護(hù)方法，包括認(rèn)知用 戶發(fā)送端鏈路的建立方法和認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法以及認(rèn)知用戶接收端鏈路的 建立方法和認(rèn)知用戶接收端鏈路的維護(hù)方法，以下所述的類型的反饋表示接收端已經(jīng)成 功接收數(shù)據(jù)，類型二的反饋表示接收端已檢測(cè)到主用戶需要占用正在利用中的頻譜資 源，類型三的反饋表示接收端認(rèn)為該頻譜資源可用，類型四的反饋表示接收端確認(rèn)與發(fā) 送端共同檢測(cè)到新的可用的頻譜資源；設(shè)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中全部的頻譜資源有256個(gè)，所有256個(gè)頻譜按照其頻率由低 到高進(jìn)行由小到大的標(biāo)號(hào)，分別記為
。認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的每個(gè)用 戶都分配一個(gè)b比特長(zhǎng)度的專有的用戶號(hào)作為用戶身份的標(biāo)示，例如若b= 16，則理論上 最多可以支持65536個(gè)用戶。在通信鏈路尚未建立起之前，認(rèn)知用戶的收發(fā)兩端對(duì)對(duì)方 的頻譜感知情況以及要采用的信道編碼、調(diào)制映射方式等必要的信息均一無所知，必須 在通信鏈路建立的過程中將這些必要的信息傳遞給對(duì)方。將這些信息稱為“初始化系統(tǒng) 信息”，記為ms。在某一認(rèn)知用戶接入的同時(shí)，沒有其他認(rèn)知用戶在相同時(shí)隙接入。認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的建立方法(參見圖2)，包括以下步驟1)發(fā)送端對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中的全部256個(gè)頻譜資源實(shí)時(shí)的進(jìn)行感知，得到發(fā)送 端對(duì)整個(gè)頻譜資源的認(rèn)知結(jié)果，即哪些頻譜資源在當(dāng)前時(shí)間下是空閑可用的。假設(shè)認(rèn)知 發(fā)送端通過檢測(cè)得到P個(gè)可用的頻譜資源，并將這些可用的頻譜資源標(biāo)號(hào)進(jìn)行記錄，記 為(=[人，人,……，人]，0鄰《256;發(fā)送端實(shí)時(shí)的對(duì)全部的256個(gè)頻譜資源進(jìn)行感知，當(dāng)發(fā) 現(xiàn)可用頻譜資源發(fā)生變化時(shí)，則實(shí)時(shí)地更新ft;2)若可用頻譜資源ft為空集，即當(dāng)前所有頻譜資源均被占用，則轉(zhuǎn)入步驟1)重 新感知；若可用頻譜資源〖不是空集，則轉(zhuǎn)入步驟3)；3)將初始化系統(tǒng)信息ms按照無速率碼的編碼方式對(duì)信息包進(jìn)行編碼并組幀，所 組成的幀結(jié)構(gòu)如圖3所示(具體步驟在下面介紹)；用&表示編碼幀，其中i為編碼幀的 編號(hào)，i = 0，1，2， ……；4)發(fā)送端將每一個(gè)編碼幀與 感知得到的當(dāng)前可用頻譜資源ft中的可用頻譜資源 作對(duì)應(yīng)進(jìn)行編碼幀的發(fā)射，每一個(gè)頻譜資源均看作是一個(gè)子信道；具體映射規(guī)則為若i modp = k,且k乒0，則編碼包就用第人個(gè)子信道進(jìn)行發(fā)送；Simodp = O,則編碼包 就用第Λ個(gè)子信道進(jìn)行發(fā)送；5)發(fā)送端根據(jù)某種無速率碼(例如Raptor Code)的編碼規(guī)則源源不斷的產(chǎn)生編 碼幀進(jìn)行發(fā)射，同時(shí)在當(dāng)前可用頻譜資源ft上的應(yīng)答時(shí)隙中偵聽接收端的反饋信號(hào)，若 偵聽到類型一的反饋信號(hào)則轉(zhuǎn)入步驟6)；否則，繼續(xù)步驟5)的過程；6)發(fā)送端停止繼續(xù)產(chǎn)生編碼幀并立即停止發(fā)射，轉(zhuǎn)而在所有當(dāng)前可用頻譜資源 ft上的應(yīng)答時(shí)隙中偵聽接收端的反饋信號(hào)，并將所有可以接收到類型三的反饋信號(hào)的頻譜資源單獨(dú)紀(jì)錄下來，記為f。，f。中的所有頻譜資源就是認(rèn)知用戶發(fā)送端和接收端所共同認(rèn) 可的可用頻譜資源，從而完成了認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的建立；上述的將初始化系統(tǒng)信息ms按照無速率碼的編碼方式對(duì)信息包進(jìn)行編碼并組 幀，設(shè)要傳遞的信息ms的長(zhǎng)度為L(zhǎng)i，按如下步驟對(duì)信息ms進(jìn)行處理1)將ms分割為若干個(gè)小的數(shù)據(jù)包，每個(gè)包長(zhǎng)度為kl比特，若Ll無法整除kl， 則最后一個(gè)小數(shù)據(jù)包不足kl長(zhǎng)的部分用“0”來填充，這樣就分割出「Zl/H"|個(gè)長(zhǎng)度為kl 的小數(shù)據(jù)包；2)對(duì)每個(gè)kl長(zhǎng)的小數(shù)據(jù)包都進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)，用于譯碼器判斷譯碼是否成 功，此例中循環(huán)冗余校驗(yàn)碼采用CRC16，這樣每個(gè)小數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為kl+16比特；3)將這「Z1/H]個(gè)長(zhǎng)度為kl+16比特的小數(shù)據(jù)包送入某種無速率碼(例如Raptor Code)的編碼器進(jìn)行編碼，源源不斷的產(chǎn)生長(zhǎng)度同為kl+16比特的編碼包C，按照編碼包 的產(chǎn)生順序?qū)⑦@些編碼包記為C = [C(1，C1, c2,…]，每一個(gè)編碼包的下標(biāo)表示此編碼包 在整個(gè)編碼序列當(dāng)中所處的位置，利用16個(gè)比特來表示編碼包的下標(biāo)，則可以支持216長(zhǎng) 的編碼包；4)將每一個(gè)表示編碼包下標(biāo)的16比特信息送入一個(gè)1/4碼率的線性分組碼編碼 器進(jìn)行編碼保護(hù)，即利用64個(gè)比特來表示編碼包的位置信息，并將這64比特的編碼包位 置信息放在每個(gè)編碼包之后； 5)在每一個(gè)編碼包之前再加上長(zhǎng)度為64X4的前導(dǎo)序列用來實(shí)現(xiàn)位同步和信道 估計(jì)，并在每一個(gè)編碼包之后再加上64比特的間隔保護(hù)，間隔保護(hù)同時(shí)還可作為“應(yīng)答 時(shí)隙”；6)在前導(dǎo)序列之后、數(shù)據(jù)編碼包之前還要加入長(zhǎng)度為64X4比特的初始化報(bào)頭 序列，其內(nèi)容包括發(fā)射機(jī)以及目標(biāo)接收機(jī)的用戶識(shí)別號(hào)，用于用戶識(shí)別和輔助實(shí)現(xiàn)位同 步，所組成的幀結(jié)構(gòu)如圖3所示。認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法(參見圖4)，包括以下步驟1)在通信鏈路建立后，發(fā)送端一邊利用f。中的頻譜資源對(duì)自己需要發(fā)送的信息 按照無速率碼的編碼方式對(duì)信息包進(jìn)行編碼并組幀，所組成的幀結(jié)構(gòu)如圖5所示(具體步 驟在下面介紹)，然后發(fā)射，一邊實(shí)時(shí)的對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中的全部頻譜資源進(jìn)行感知，并 在“應(yīng)答時(shí)隙”中等待接收端的反饋信號(hào)；若發(fā)現(xiàn)主用戶開始活動(dòng)需要占用正在進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳遞的頻譜，則轉(zhuǎn)入步驟2)；若接收到認(rèn)知用戶的反饋信號(hào)，則轉(zhuǎn)入步驟3)；若感知 到新的可用頻譜資源，則轉(zhuǎn)入步驟5)；2)將感知得到的主用戶需要占用的頻譜資源通通釋放不再繼續(xù)占用，并利用其 余可用頻譜資源繼續(xù)傳遞要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀；3)確認(rèn)接收到認(rèn)知用戶的反饋信號(hào)后，立即分辨反饋信號(hào)的類型是類型一還是 類型二，若是類型一，說明數(shù)據(jù)傳遞已完成，則發(fā)射端停止傳遞，若是類型二，則轉(zhuǎn)入 步驟4)；4)根據(jù)接收到信號(hào)的頻率，分辨類型二的反饋是通過哪些頻譜接收到的，并立 即停止在這些頻譜上繼續(xù)傳遞數(shù)據(jù)，只利用其余可用的頻譜資源，將其余可用的頻譜資 源更新記為f。，轉(zhuǎn)入步驟1)；5)發(fā)射端嘗試著在新感知到的頻譜資源上的“應(yīng)答時(shí)隙”中接收接收端的反饋，若確認(rèn)在這個(gè)頻譜上接收到接收端的反饋，則轉(zhuǎn)入步驟6)；若在接收到反饋信號(hào)前 發(fā)現(xiàn)這個(gè)頻譜又被主用戶占用，則停止在此頻譜上的活動(dòng)，轉(zhuǎn)入步驟1); 6)確認(rèn)接收端的反饋為反饋類型三，即表示接收端同樣認(rèn)為此頻譜資源是可用 的，則在這些頻譜上發(fā)送某個(gè)固定的確認(rèn)信息，例如發(fā)送由16個(gè)“1110”組成的長(zhǎng)度為 64位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，等待接收端的進(jìn)一步反饋；若得到接收端的類型四的反饋，則進(jìn)一 步確認(rèn)完成，將此頻譜記入f。，轉(zhuǎn)入步驟1)，否則不更新f。，轉(zhuǎn)入步驟1)。上述的按照無速率碼的編碼方式對(duì)信息包進(jìn)行編碼并組幀，設(shè)要傳遞的信息m 的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，按如下步驟對(duì)信息m進(jìn)行處理1)將m分割為若干個(gè)小的數(shù)據(jù)包，每個(gè)包長(zhǎng)度為k2比特，若L2無法整除k2， 則最后一個(gè)小數(shù)據(jù)包不足k2長(zhǎng)的部分用“0”來填充，這樣就分割出「12/62"!個(gè)長(zhǎng)度為 k2的小數(shù)據(jù)包；2)對(duì)每個(gè)k2長(zhǎng)的小數(shù)據(jù)包都進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)，用于譯碼器判斷譯碼是否成 功，此例中循環(huán)冗余校驗(yàn)碼仍采用CRC16，這樣每個(gè)小數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為k2+16比特；3)將這「Z2/A2]個(gè)長(zhǎng)度為k2+16比特的小數(shù)據(jù)包送入某種無速率碼(例如Raptor Code)的編碼器進(jìn)行編碼，源源不斷的產(chǎn)生長(zhǎng)度同為k2+16比特的編碼包C，按照編碼包 的產(chǎn)生順序?qū)⑦@些編碼包記為C = [C(1，C1, c2,…]，每一個(gè)編碼包的下標(biāo)表示此編碼包 在整個(gè)編碼序列當(dāng)中所處的位置，利用16個(gè)比特來表示編碼包的下標(biāo)，則可以支持216長(zhǎng) 的編碼包；4)將每一個(gè)表示編碼包下標(biāo)的16比特信息送入一個(gè)1/4碼率的線性分組碼編碼 器進(jìn)行編碼保護(hù)，即利用64個(gè)比特來表示編碼包的位置信息，并將這64比特的編碼包位 置信息放在每個(gè)編碼包之后；5)在每一個(gè)編碼包之前再加上長(zhǎng)度為64X4的前導(dǎo)序列用來實(shí)現(xiàn)位同步和信道 估計(jì)，并在每一個(gè)編碼包之后再加上64比特的間隔保護(hù)，間隔保護(hù)同時(shí)還可作為“應(yīng)答 時(shí)隙”。所組成的幀結(jié)構(gòu)如圖5所示。認(rèn)知用戶接收端鏈路的建立方法(參見圖6)，包括以下步驟1)接收端對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中的全部256個(gè)頻譜資源實(shí)時(shí)的進(jìn)行感知，得到接收 端對(duì)整個(gè)頻譜資源的認(rèn)知結(jié)果，即哪些頻譜資源是空閑可用的。設(shè)檢測(cè)到q個(gè)可用頻譜 資源，將其記為(=[人，·/；，·…”,Λ]，且0匆《256 ；2)接收端嘗試著在 ；中的所有頻譜上進(jìn)行信息接收，無需知道發(fā)送端的頻譜感 知結(jié)果ft，此時(shí)，只要^與^的交集不為空，則接收端肯定總可以在其交集頻譜資源上接 收到發(fā)射端的編碼信息；3)當(dāng)接收到的編碼幀數(shù)量達(dá)到發(fā)送端的用戶標(biāo)示信息的編碼幀的數(shù)量時(shí)，開始 進(jìn)行譯碼，此例中利用CRC16判斷是否譯碼正確，如果正確，轉(zhuǎn)入步驟6)；否則轉(zhuǎn)入步 驟4)；4)繼續(xù)接收若干個(gè)編碼幀，例如繼續(xù)接收2幀；5)重新嘗試譯碼，若譯碼成功，轉(zhuǎn)入步驟6)；否則轉(zhuǎn)入步驟4)；6)譯碼結(jié)束，接收端將所有可接收編碼幀的頻譜資源記為f。，f。即發(fā)送端與接收 端所共同感知到的可用頻譜資源的集合，并在f。中頻譜資源的應(yīng)答時(shí)隙上發(fā)送類型一的反饋信號(hào)；7)若接收端在接下來連續(xù)3個(gè)時(shí)隙中都沒有收到發(fā)送端的編碼幀，則在f。中所 有的頻譜資源的應(yīng)答時(shí)隙上發(fā)送兩遍類型一的反饋信號(hào)，用來通知發(fā)送端；8)接收端根據(jù)成功譯碼得到的發(fā)送端初始化系統(tǒng)信息ms，得知發(fā)送端的要求， 從而完成了認(rèn)知用戶接收端鏈路的建立；認(rèn)知用戶接收端鏈路的維護(hù)方法(參見圖7)，包括以下步驟1)在通信鏈路建立后，接收端一邊利用f。中的頻譜資源接收發(fā)射端傳遞的數(shù)據(jù) 幀，一邊實(shí)時(shí)的對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中的全部頻譜資源進(jìn)行感知，若在此期間譯碼成功，成 功恢復(fù)出發(fā)射端要發(fā)送的全部信息數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)入步驟2)；若感知發(fā)現(xiàn)主用戶開始活動(dòng)需 要占用正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的頻譜，則轉(zhuǎn)入步驟3)；若感知到新的可用頻譜資源，則轉(zhuǎn)入 步驟4)；2)接收端在“應(yīng)答時(shí)隙”中的所有f。標(biāo)記的頻譜資源上發(fā)送類型一的反饋，告 知發(fā)射端立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，從而完成整個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸；3)將感知得到的主用戶需要占用的頻譜資源標(biāo)記為fz，并在這些頻譜上的“應(yīng) 答時(shí)隙”中發(fā)送類型二的反饋，并將fz中標(biāo)記的頻譜資源在f。中移出，轉(zhuǎn)入步驟1); 4)在感知到新的可用頻譜資源的“應(yīng)答時(shí)隙”中向發(fā)射端發(fā)送若干次類型三的 反饋，并在這些頻譜上嘗試接收發(fā)射端的確認(rèn)信號(hào)，若接收到發(fā)射端的確認(rèn)信號(hào)，則再 發(fā)送類型四的反饋?zhàn)鲞M(jìn)一步確認(rèn)，并將這些新的可用頻譜資源并入f。，轉(zhuǎn)入步驟1)；若 沒有接收到，則轉(zhuǎn)入步驟1)。整個(gè)過程中共用到了四種反饋，分別稱為類型一、類型二、類型三和類型四， 所以理論上可以用兩比特?cái)?shù)據(jù)來區(qū)分表示這四種反饋，例如“01”表示類型一，“10” 表示類型二，“11”表示類型三，“00”表示類型四。但考慮到在無線信道傳輸中可 能對(duì)數(shù)據(jù)造成干擾，所以這里用6比特?cái)?shù)據(jù)來表示一種反饋類型“010101”表示類型 一，“101010”表示類型二，“111111”表示類型三，“000000”表示類型四，并將這 些數(shù)據(jù)加上一個(gè)六分之一碼率的信道編碼進(jìn)行保護(hù)。最后，在經(jīng)過編碼保護(hù)的數(shù)據(jù)前加 上一個(gè)12比特長(zhǎng)的“反饋幀頭標(biāo)示”序列，共同組成一個(gè)長(zhǎng)度為48比特的反饋數(shù)據(jù)幀。
權(quán)利要求
1. 一種基于無速率碼的認(rèn)知無線電通信鏈路的建立和維護(hù)方法，其特征在于包括認(rèn) 知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法以及認(rèn)知用戶接收端鏈路的維護(hù)方法，以下所述的類型一 的反饋表示接收端已經(jīng)成功接收數(shù)據(jù)，類型二的反饋表示接收端已檢測(cè)到主用戶需要占 用正在利用中的頻譜資源，類型三的反饋表示接收端認(rèn)為該頻譜資源可用，類型四的反 饋表示接收端確認(rèn)與發(fā)送端共同檢測(cè)到新的可用的頻譜資源；設(shè)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中全部的頻譜資源有η個(gè)，分別用標(biāo)號(hào)f=[f1; f2，……，fn]來 標(biāo)記，在某一認(rèn)知用戶接入的同時(shí)，沒有其他認(rèn)知用戶在相同時(shí)隙接入，認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法包括以下步驟1)在通信鏈路建立后，發(fā)送端一邊利用f。中的頻譜資源對(duì)自己需要發(fā)送的信息按照 無速率碼的編碼方式對(duì)信息包進(jìn)行編碼并組幀，然后發(fā)射，一邊實(shí)時(shí)的對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng) 中的全部頻譜資源進(jìn)行感知，并在“應(yīng)答時(shí)隙”中等待接收端的反饋信號(hào)；若發(fā)現(xiàn)主 用戶開始活動(dòng)需要占用正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的頻譜，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路維護(hù)方法 的步驟2)；若接收到認(rèn)知用戶的反饋信號(hào)，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路維護(hù)方法的步驟 3)；若感知到新的可用頻譜資源，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路維護(hù)方法的步驟5)；2)將感知得到的主用戶需要占用的頻譜資源統(tǒng)統(tǒng)釋放不再繼續(xù)占用，并利用其余可 用頻譜資源繼續(xù)傳遞要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀；3)確認(rèn)接收到認(rèn)知用戶的反饋信號(hào)后，立即分辨反饋信號(hào)的類型是類型一還是類型 二，若是類型一，說明數(shù)據(jù)傳遞已完成，則發(fā)射端停止傳遞，若是類型二，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知 用戶發(fā)送端鏈路維護(hù)方法的步驟4)；4)分辨類型二的反饋是通過哪些頻譜接收到的，并立即停止在這些頻譜上繼續(xù)傳遞 數(shù)據(jù)，只利用其余可用的頻譜資源，將其余可用的頻譜資源更新記為f。，轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶發(fā) 送端鏈路維護(hù)方法的步驟1)；5)發(fā)射端嘗試著在新感知到的頻譜資源上的“應(yīng)答時(shí)隙”中接收接收端的反饋， 若確認(rèn)在這個(gè)頻譜上接收到接收端的反饋，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路維護(hù)方法的步驟 6)；若在接收到反饋信號(hào)前發(fā)現(xiàn)這個(gè)頻譜又被主用戶占用，則停止在此頻譜上的活動(dòng)， 轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路維護(hù)方法的步驟1)；6)確認(rèn)接收端的反饋為反饋類型三，則在這些頻譜上發(fā)送確認(rèn)信息，等待接收端的 進(jìn)一步反饋；若得到接收端的類型四的反饋，則將此頻譜記入f。，轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶發(fā)送端 鏈路維護(hù)方法的步驟1)，否則不更新f。，轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路維護(hù)方法的步驟1)；認(rèn)知用戶接收端鏈路的維護(hù)方法包括以下步驟1)在通信鏈路建立后，接收端一邊利用f。中的頻譜資源接收發(fā)射端傳遞的數(shù)據(jù)幀， 一邊實(shí)時(shí)的對(duì)整個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)中的全部頻譜資源進(jìn)行感知，若在此期間譯碼成功，恢復(fù)出 發(fā)射端要發(fā)送的全部信息數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶接收端鏈路維護(hù)方法的步驟2)；若感知 發(fā)現(xiàn)主用戶開始活動(dòng)需要占用正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的頻譜，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶接收端鏈路維 護(hù)方法的步驟3)；若感知到新的可用頻譜資源，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶接收端鏈路維護(hù)方法的 步驟4)；2)接收端在“應(yīng)答時(shí)隙”中的所有f。標(biāo)記的頻譜資源上發(fā)送類型一的反饋，告知發(fā) 射端立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，從而完成整個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸；3)將感知得到的主用戶需要占用的頻譜資源標(biāo)記為fz，并在這些頻譜上的“應(yīng)答時(shí)隙中”發(fā)送類型二的反饋，并將fz中標(biāo)記的頻譜資源在f。中移出，轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶接收端 鏈路維護(hù)方法的步驟1)；4)在感知到新的可用頻譜資源的“應(yīng)答時(shí)隙”中向發(fā)射端發(fā)送若干次類型三的反 饋，并在這些頻譜上嘗試接收發(fā)射端的確認(rèn)信號(hào)，若接收到發(fā)射端的確認(rèn)信號(hào)，則再發(fā) 送類型四的反饋?zhàn)鲞M(jìn)一步確認(rèn)，并將這些新的可用頻譜資源并入f。，轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶接收 端鏈路維護(hù)方法的步驟1)；若沒有接收到，則轉(zhuǎn)入認(rèn)知用戶接收端鏈路維護(hù)方法的步驟 1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無速率碼的認(rèn)知無線電通信鏈路的建立和維護(hù)方法，其 特征在于認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法中的按照無速率碼的編碼方式對(duì)信息包進(jìn)行編 碼并組幀，其步驟如下1)設(shè)要傳遞的信息為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，將m分割成「12/A21個(gè)小數(shù)據(jù)包，每個(gè)小數(shù)據(jù) 包長(zhǎng)度為k2，若L2無法整除k2，則最后一個(gè)小數(shù)據(jù)包不足k2長(zhǎng)的部分用“0”來填充；2)對(duì)每個(gè)k2長(zhǎng)的小數(shù)據(jù)包利用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)，每個(gè)小數(shù)據(jù)包長(zhǎng) 度根據(jù)采用的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的長(zhǎng)度r2相應(yīng)的增加到k2+r2比特；3)將「Ζ2/Α:2"|個(gè)長(zhǎng)度為k2+r2比特的小數(shù)據(jù)包送入無速率碼的編碼器進(jìn)行編碼，按照 編碼包的產(chǎn)生順序?qū)⑦@些編碼包記為C = [C(1，C1, C2,…]，每一個(gè)編碼包的下標(biāo)表示此 編碼包在整個(gè)編碼序列當(dāng)中所處的位置，利用g個(gè)比特來表示編碼包的下標(biāo)；4)將每一個(gè)編碼包的下標(biāo)送入一個(gè)1/4碼率的線性分組碼進(jìn)行編碼，產(chǎn)生長(zhǎng)度為 gX4比特的數(shù)據(jù)作為位置標(biāo)示，并將位置標(biāo)示放在每個(gè)編碼包之后；5)在每一個(gè)編碼包之前再加上長(zhǎng)度為64X4的前導(dǎo)序列用來實(shí)現(xiàn)位同步和信道估 計(jì)，并在每一個(gè)編碼包之后再加上64比特的間隔，作為“應(yīng)答時(shí)隙”，完成編碼及組 幀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于無速率碼的認(rèn)知無線電通信鏈路的建立和維護(hù)方法，其包括認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的建立方法和認(rèn)知用戶發(fā)送端鏈路的維護(hù)方法以及認(rèn)知用戶接收端鏈路的建立方法和認(rèn)知用戶接收端鏈路的維護(hù)方法。本發(fā)明利用無速率碼可以自適應(yīng)的對(duì)付鏈路刪除和數(shù)據(jù)包丟失的特性，進(jìn)行通信鏈路的建立和維護(hù)，并充分利用無速率碼所需的反饋應(yīng)答時(shí)隙，應(yīng)用該方法不需要主從用戶之間存在額外的公共控制信道進(jìn)行“譜圖交換”。
文檔編號(hào)H04W24/04GK102026247SQ20101056697
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者吳可鏑, 張朝陽(yáng), 楊勝天, 黃慧 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)