一种适用于认知无线网络的对称同步跳频通信方法技术

本发明专利技术属于通信技术领域，尤其涉及一种用于认知无线网络的基于频率跳变的通信交互方法。本发明专利技术基于两种整数序列设计而成，所述两种整数序列为循环升(circular increasing，CI)序列和循环降(circular decreasing，CD)序列。CI序列是从初始整数b∈ZK开始并以单次增加d∈ZK的速度不断生成的包含K个整数的序列，即CD序列是从初始整数b∈ZK开始并以单次减少d∈ZK的速度不断生成的包含K个整数的序列，即与现有对称同步跳频系统相比，本发明专利技术所提出的对称同步跳频系统能够提供更短的平均汇聚间隔和更小的平均信道负载。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，尤其涉及一种用于认知无线网络的基于频率跳变的通信交互方法。
技术介绍
为了在不干扰授权网络通信的前提下灵活利用授权网络的空闲频谱资源进行通信，认知无线网络需要具备一套高效的控制信息交互机制，以实现在认知节点之间传递包括频谱感知结果、时钟同步、网络拓扑和通信握手预约等大量控制信息。而基于频率跳变的控制信息交互方式能够通过不断地改变认知节点交互控制信息的通信频段(或信道)，灵活而快速地寻找到未被授权用户占用的通信频段(或信道)，因而具备较好的抗授权用户干扰能力。与此同时，只有当发送和接收认知节点实现了跳频汇聚，即在同一个时隙内同时跳跃到同一个信道上，它们才能进行控制信息的交互。如果每个认知节点均采用对称的方式选择其跳频序列，即无论是控制信息的发送方还是接收方均需要从同一个的跳频序列集合中独立而随机地选择其跳频序列，那么不同认知节点在同一时隙内可以实现在多个信道上的跳频汇聚，从而有效避免基于单个固定控制信道交互控制信息所导致的控制信道流量饱和问题。因此，如何为认知节点设计可选跳频序列集合就成为影响基于跳频汇聚的控制信息交互性能的主要因素。通常，衡量一个跳频序列集合优劣的参数包括：可汇聚信道个数，即该集合任意两个跳频序列可以汇聚的信道总个数。当可汇聚信道个数越多，则基于跳频汇聚的控制信息交互具备更强的抗授权用户干扰能力。平均汇聚时间间隔，即该集合任意两个跳频序列实现连续两次汇聚的平均时间间隔。当平均汇聚时间间隔越短，则基于跳频汇聚的控制信息交互具备更短的交互时延和更高的控制信息传输吞吐量。平均信道负载，即在同一时隙内出现同一信道上的平均跳频序列个数与跳频序列总个数之间的比值。该比值的可能范围为[0,1]。当平均信道负载越小，则认知无线网络基于跳频汇聚的控制信息交互所产生的控制信息碰撞或拥塞情况就越少，而
控制信息交互的性能就越好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为基于频率跳变的认知无线通信网络提供一种能支持认知节点以对称方式选择其跳频序列和能在所有可接入信道上实现跳频汇聚的控制信息交互机制。与现有基于跳频汇聚的控制信息交互方式相比，该机制在满足任意可汇聚信道个数的前提下，可以获取更小的平均会聚间隔和更小的信道负载。本专利技术的技术原理为：本专利技术基于两种整数序列设计而成，所述两种整数序列为循环升(circular increasing，CI)序列和循环降(circular decreasing，CD)序列。CI序列是从初始整数b∈ZK开始并以单次增加d∈ZK的速度不断生成的包含K个整数的序列，即CD序列是从初始整数b∈ZK开始并以单次减少d∈ZK的速度不断生成的包含K个整数的序列，即其中，ZK表示对整数K取模所获得的所有非负整数集合。例如：如果存在整数j∈[1,K]满足k∈ZK，则称和在整数k上实现汇聚，其中，表示CI序列的第j个整数，表示CD序列的第j个整数。例如，序列和在整数2和6上实现汇聚，即并且当j≠1,5时而序列和在整数3,5,7和1上实现汇聚，即并且当j≠2,4,6,8时一种适用于认知无线网络的对称同步跳频通信方法，具体如下：基于2k-l个发送跳频序列和2k-l个接收跳频序列构建一个包含2k/2l-1＝2k+1-l个周期性跳频序列的同
步对称跳频系统其中，l∈[1,k-1]，所述同步对称跳频系统的跳频序列的周期时间长度为(k+1-l)22k-l个时隙，跳频序列的周期可以被划分为k+1-l帧，即帧0,1,...,j,...,k-l，所述帧0,1,...,j,...,k-l为帧的编号,每帧均包含22k-l个时隙,i∈[0,k-l]。进一步地，对于任意帧j，若为偶数，则跳频序列的帧j即为22k-l时隙跳频序列若为奇数，则跳频序列的帧j即为22k-l时隙跳频序列本专利技术的有益效果是：与现有对称同步跳频系统相比，本专利技术所提出的对称同步跳频系统能够提供更短的平均汇聚间隔和更小的平均信道负载。而基于所提对称同步跳频系统的控制信息交互机制能支持认知节点具备灵活选择控制信息发送和接收的能力，并使得认知无线网络能充分利用所有可接入的信道资源以实现跳频汇聚，从而能够有效避免对授权用户的通信干扰和极大地缓解基于单个公共控制信道进行控制信息交互所面临的控制信道流量饱和问题。与基于跳频汇聚的认知无线网络控制信息交互机制相比，基于所提对称同步跳频系统的控制信息交互机制能有效地提高认知无线网络控制信息的整体传输吞吐量，并且降低所有认知用户控制信息交互的平均传输时延。附图说明图1为(3,2)循环差集构造的quorum系统。图2为(8,4)循环差集构造的quorum系统。图3为与Q-MCH、L-MCH的吞吐量的结果对比。图4为与Q-MCH、L-MCH的时延的结果对比。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作进一步地详细描述。实施例、一种适用于认知无线网络的对称同步跳频通信方法，具体如下：基于2k-l个发送跳频序列和2k-l个接收跳频序列构建一个包含2k/2l-1＝2k+1-l个周期性跳频序列的同步对称跳频系统其中，l∈[1,k-1]，所述同步对称跳频系统的跳频序列的周期时间长度为(k+1-l)22k-l个时隙，跳频序列的周期可以被划分为k+1-l帧，即帧0,1,...,j,...,k-l，所述帧0,1,...,j,...,k-l为帧的编号,每帧均包含22k-l个时隙,i∈[0,k-l]。对于任意帧j，若为偶数，则跳频序列的帧j即为22k-l时隙跳频序列若为奇数，则跳频序列的帧j即为22k-l时隙跳频序列当j＝0时，跳频序列的帧0分别为22k-l时隙发送跳频序列而的帧0分别为22k-l时隙接收跳频序列类似地，当j＞0时，有2k-l个跳频序列的帧0分别为22k-l时隙发送跳频序列而剩余个跳频序列的帧0分别为22k-l时隙接收跳频序列因此，所有2k+1-l个跳频序列在帧j∈[0,k-l]内的平均信道负载为2l/2k。例如，当k＝3和l＝2时，基于本专利技术方法所生成的同步对称跳频系统包含以下4(＝2k+1-l)个周期时间长度为32(＝(k+1-l)22k-l)个时隙的跳频序列： SSCH 1 , 3 ( 8 ) ( 0 ) = ...

【技术保护点】
一种适用于认知无线网络的对称同步跳频通信方法，其特征在于，具体如下：基于2k‑l个发送跳频序列和2k‑l个接收跳频序列构建一个包含2k/2l‑1＝2k+1‑l个周期性跳频序列的同步对称跳频系统其中，l∈[1,k‑1]，所述同步对称跳频系统的跳频序列的周期时间长度为(k+1‑l)22k‑l个时隙，跳频序列的周期可以被划分为k+1‑l帧，即帧0,1,...,j,...,k‑l，所述帧0,1,...,j,...,k‑l为帧的编号,每帧均包含22k‑l个时隙,i∈[0,k‑l]。

【技术特征摘要】
1.一种适用于认知无线网络的对称同步跳频通信方法，其特征在于，具体如下：基于2k-l个发送跳频序列和2k-l个接收跳频序列构建一个包含2k/2l-1＝2k+1-l个周期性跳频序列的同步对称跳频系统其中，l∈[1,k-1]，所述同步对称跳频系统的跳频序列的周期时间长度为(k+1-l)22k-l个时隙，跳频序列的周期可以被划分为k+1-l帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭雪松，吴玉香，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51