專利名稱：一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)(DSSS: Dynamic Spectrum Sharing System)容量的次用戶(SU Secondary User)接入方法。
背景技術(shù)：
近年來，無線通信技術(shù)的快速發(fā)展使得無線頻譜資源的需求量急速增長(zhǎng)，無線頻 譜資源短缺問題開始引起人們的廣泛關(guān)注。無線頻譜資源的日益稀缺主要由兩方面原因造 成，一是無線頻譜天然的有限性，二是對(duì)無線頻譜資源的靜態(tài)分配方式，使得無線頻段被授 權(quán)用戶排他性占用。無線頻譜資源的有限性是其固有屬性，無法改變；因此，解決無線頻譜 資源短缺的問題只能從資源分配方式著手，即改變現(xiàn)有的靜態(tài)資源分配方式。靜態(tài)頻譜管理與分配策略是由管理機(jī)構(gòu)將可用頻譜資源劃分成固定、非重疊的頻 譜塊并通過保護(hù)頻帶進(jìn)行分割，然后將這些頻譜塊以獨(dú)占的方式分配給不同的服務(wù)和技 術(shù)，分配到這些頻段的用戶被稱為授權(quán)用戶(主用戶，Primary User)，例如移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng) 商、廣播電視、軍事和公共安全部門等。這種靜態(tài)控制的分配方式，頻譜管理非常簡(jiǎn)單，但頻 譜利用率卻不高。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的研究數(shù)據(jù)表明，很多授權(quán)頻段大多數(shù)時(shí)間 是空閑的，實(shí)際的頻譜使用效率非常低。于是，隸屬于FCC的SPTF(Spectrum Policy Task Force)提出了頻譜共享的概念來解決無線頻譜資源短缺問題。在頻譜共享系統(tǒng)中，每個(gè)授 權(quán)用戶根據(jù)自己的業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS:QUality ofService)要求設(shè)定一個(gè)干擾容限(干擾溫 度)，非授權(quán)用戶(認(rèn)知用戶或次用戶，Secondary User)在滿足這一限制的前提下與授權(quán) 用戶共同占用該頻段，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的共享，進(jìn)而提高無線頻譜的使用效率?；谡J(rèn)知無線 電(Cognitive Radio,CR)的頻譜共享技術(shù)已成為極具潛力的未來無線通信頻譜解決方案， 更成為無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?；谡J(rèn)知無線電的動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)的研究目標(biāo)是通過次用戶對(duì)環(huán)境的感知結(jié) 果，綜合考慮主用戶和次用戶的業(yè)務(wù)需求，在最小化對(duì)主用戶網(wǎng)絡(luò)影響的同時(shí)，最大化頻譜 利用率，并保證各用戶之間的公平性。顯然，動(dòng)態(tài)頻譜共享能大大降低頻譜和帶寬限制對(duì)無 線通信技術(shù)發(fā)展的束縛，極大地改變目前無線頻譜資源日益短缺的狀況。動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)包括兩方面的研究?jī)?nèi)容一是動(dòng)態(tài)頻譜管理問題，二是動(dòng)態(tài)頻 譜接入問題。目前，動(dòng)態(tài)頻譜管理采用的研究工具和方法包括圖論、博弈論與微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)理 論。圖論是將頻譜分配問題建模為圖論中的圖著色問題，以此開發(fā)優(yōu)化機(jī)制來處理各種網(wǎng) 絡(luò)架構(gòu)下的頻譜利用、公平性與吞吐量問題；博弈論將認(rèn)知用戶間的行為構(gòu)建為一個(gè)博弈 模型，從而利用博弈論的相關(guān)理論分析合作、非合作等不同行為模式下的最佳分配策略；微 觀經(jīng)濟(jì)學(xué)是利用其拍賣理論實(shí)現(xiàn)頻譜租賃。對(duì)于動(dòng)態(tài)頻譜接入，從目前的研究來看，有利用 Markov模型或部分觀測(cè)Markov模型來研究適合描述授權(quán)用戶網(wǎng)絡(luò)頻譜占用行為的模型， 以提供對(duì)頻譜占用的跟蹤和預(yù)測(cè)；有根據(jù)對(duì)頻譜檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確與否，在避免與授權(quán)用戶的 碰撞下，研究最大化頻譜利用效率和其它目標(biāo)的接入策略；有許多研究是針對(duì)適應(yīng)于認(rèn)知 無線電技術(shù)特點(diǎn)的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)；此外，也有針對(duì)動(dòng)態(tài)頻譜接入時(shí)次用戶傳輸功率控制的研究。根據(jù)主用戶與次用戶是否同時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)可分為機(jī)會(huì)式共 享與共存式共享。前者出現(xiàn)于主用戶對(duì)QoS要求嚴(yán)苛的情況，是指次用戶僅能在主用戶處 于非活動(dòng)狀態(tài)時(shí)占用授權(quán)頻段進(jìn)行通信，一旦主用戶被激活，次用戶需要立刻讓出該頻段， 切換到其他可用頻段繼續(xù)通信或終止通信；后者適用于主用戶對(duì)QoS要求相對(duì)寬松的情 況，是指在滿足主用戶噪聲容限的前提下，次用戶可以隨時(shí)接入授權(quán)頻段進(jìn)行通信。顯然， 機(jī)會(huì)式共享對(duì)次用戶發(fā)射機(jī)的發(fā)送功率沒有限制，但對(duì)次用戶的感知準(zhǔn)確度要求較高，這 使得主次用戶的QoS都比較有保障；共存式共享要求次用戶工作于功率受限狀態(tài)，它對(duì)次 用戶的感知準(zhǔn)確度要求相對(duì)要低，但次用戶工作的實(shí)時(shí)性可以得到保障，頻譜效率也比較 高。那么，共存式頻譜共享系統(tǒng)可獲得的容量有多大？如何在共存式共享的情況下使得頻 譜共享系統(tǒng)的容量達(dá)到最大？次用戶該如何選擇最優(yōu)的信道進(jìn)行接入？這些問題正是當(dāng) 前的研究熱點(diǎn)，所述方法也正是針對(duì)動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)次用戶的最優(yōu)接入問題提出的。需 要說明的是，所述方法的思路雖然來源于共存式共享方式，但同樣適用于主網(wǎng)絡(luò)中有部分 機(jī)會(huì)共享鏈路存在的情況，即所述方法是一種同時(shí)適用于兩種共享方式的次用戶接入方 法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)的次用戶接入方法，使得 頻譜共享系統(tǒng)的平均容量達(dá)到最大，從而盡可能地提高無線頻譜資源的使用效率。技術(shù)方案本發(fā)明的一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法包括以 下步驟第一步在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一個(gè)次用戶接入控制節(jié)點(diǎn)即接入點(diǎn)AP2，它可以直接與主 用戶接入控制節(jié)點(diǎn)即接入點(diǎn)APl進(jìn)行通信；在接入點(diǎn)AP2中設(shè)置一個(gè)次用戶緩存器，所有請(qǐng) 求接入通信的次用戶首先在該緩存器中排隊(duì)等待，接入點(diǎn)AP2依次從緩存器等待隊(duì)列中選 擇一個(gè)次用戶進(jìn)行接入；第二步確定當(dāng)前要接入的次用戶即當(dāng)前次用戶；根據(jù)主網(wǎng)絡(luò)信道傳輸特性確定 當(dāng)前次用戶的工作周期，所述次用戶工作周期包括信道感知時(shí)間、接入探測(cè)時(shí)間和數(shù)據(jù)傳 輸時(shí)間三部分；確定接入控制參數(shù)表的初始取值，所述接入控制參數(shù)表包括主網(wǎng)絡(luò)中可用 信道數(shù)目及其編號(hào)、主用戶干擾容限值、信道衰減系數(shù)、信道噪聲功率、次用戶發(fā)送功率及 其最大功率限值；第三步在所述信道感知時(shí)間內(nèi)，所述當(dāng)前次用戶首先從接入點(diǎn)AP2獲取當(dāng)前可 用信道數(shù)目及其編號(hào)；之后，該次用戶通過感知信道狀態(tài)以獲得當(dāng)前各條可用信道的信道 狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài)信息包括信道衰減系數(shù)和信道噪聲功率，同時(shí)獲取當(dāng)前的主用戶 干擾容限值，并修改所述接入控制參數(shù)表；第四步在所述接入探測(cè)時(shí)間內(nèi)，根據(jù)所述各可用信道的信道衰減系數(shù)、信道噪 聲功率和相應(yīng)的主用戶干擾容限值，計(jì)算所述當(dāng)前次用戶在各可用信道上可獲得的發(fā)送功 率，選擇使該次用戶發(fā)送功率最大的信道接入，并設(shè)置該次用戶的發(fā)送功率；若此次接入為 該次用戶本次通信過程的首次接入，發(fā)送接入成功消息給接入點(diǎn)AP2，允許所述等待隊(duì)列中 一個(gè)新的次用戶開始接入；
第五步在所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間內(nèi)，通過所選擇的信道，當(dāng)前次用戶以所述第四步所 設(shè)定的發(fā)送功率按幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；一個(gè)所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間結(jié)束，記錄并判斷最后一幀是 否為通信結(jié)束幀，如果是，當(dāng)前次用戶通信結(jié)束，它將退出頻譜共享系統(tǒng)并通知接入點(diǎn)AP2 ； 否則，轉(zhuǎn)入第三步，開始當(dāng)前次用戶的下一個(gè)工作周期；如此循環(huán)，一直到當(dāng)前次用戶通信 結(jié)束，離開系統(tǒng)并通知AP2，一個(gè)接入通信過程完成；第六步檢查并判斷接入點(diǎn)AP2中的等待隊(duì)列是否為空，如果是，所有次用戶已經(jīng) 成功接入；否則，接入點(diǎn)AP2從所述緩存器等待隊(duì)列中選擇一個(gè)新的次用戶進(jìn)行接入；如此 循環(huán)，一直到所有等待接入的次用戶接入成功且通信完成為止。所述方法，其中所述主用戶為授權(quán)用戶，主網(wǎng)絡(luò)為主用戶所屬的網(wǎng)絡(luò)，主網(wǎng)絡(luò)采 用頻分多址(FDMA)接入方式；所述次用戶為主網(wǎng)絡(luò)的非授權(quán)用戶，所有次用戶構(gòu)成次用戶 網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱次網(wǎng)絡(luò)；所述主網(wǎng)絡(luò)可提供部分授權(quán)信道給次用戶共享，以提高頻譜利用率；可 供次用戶使用的信道為可共享信道；所述次用戶接入點(diǎn)AP2負(fù)責(zé)管理次用戶的接入請(qǐng)求，所述主用戶接入點(diǎn)API負(fù)責(zé) 管理主用戶的接入請(qǐng)求；接入點(diǎn)AP2可通過專門的信令信道與接入點(diǎn)API通信，以實(shí)時(shí)獲取 可共享信道的使用狀況(被占用或空閑)；所述次用戶緩存器等待隊(duì)列的最大長(zhǎng)度Lq由次用戶平均到達(dá)率\決定，可設(shè)定 為次用戶平均到達(dá)率的兩倍，即、=「2叫，|V|表示不小于x的最小整數(shù)；所有到達(dá)的次用 戶接入請(qǐng)求首先進(jìn)入AP2的緩存器等待隊(duì)列中等候，若隊(duì)列已滿，新到達(dá)的次用戶接入請(qǐng) 求將被拒絕；接入點(diǎn)AP2按照先入先出原則依次從緩存器等待隊(duì)列中選取一個(gè)次用戶接 入，下一個(gè)次用戶的接入在上一個(gè)次用戶初次接入成功后即AP2收到一個(gè)次用戶接入成功 消息后開始，或者在一個(gè)次用戶結(jié)束本次通信離開系統(tǒng)即AP2收到一個(gè)次用戶離開消息后 即開始。所述方法，其中第二步所述當(dāng)前次用戶由接入點(diǎn)AP2選定；所述信道傳輸特性指 信道相干時(shí)間；所述次用戶工作周期！；應(yīng)小于次用戶發(fā)射機(jī)到主用戶接收機(jī)鏈路的信道相 干時(shí)間T。p，即Tw ^ T。p，所述方法默認(rèn)所有鏈路具有相同的信道相干時(shí)間；所述信道感知時(shí)間Ts和接入探測(cè)時(shí)間??；由次用戶通信設(shè)備的處理時(shí)間決定，它們 均應(yīng)小于所述信道相干時(shí)間T。p ；所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間Td為次用戶基本數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)乙的整數(shù)倍且小于信道相干時(shí)間；最 后一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間內(nèi)必須包括通信結(jié)束幀；若最后幾個(gè)數(shù)據(jù)幀無法填滿一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí) 間，需要用若干個(gè)通信結(jié)束幀來填充；所述通信結(jié)束幀為一個(gè)有別于任何數(shù)據(jù)幀的特殊標(biāo) 識(shí)幀；所述可用信道數(shù)目及編號(hào)是指所述主網(wǎng)絡(luò)中所有允許共享的授權(quán)信道數(shù)目&及 其編號(hào)i，i = 1，2，. . .，Np，它可以由所述次用戶接入控制節(jié)點(diǎn)AP2來提供；所述方法假定 每個(gè)可用信道僅對(duì)應(yīng)一個(gè)主用戶鏈路，即參與共享的主用戶數(shù)目最大為Np ；所述主用戶干擾容限值表記錄各可用信道所對(duì)應(yīng)的主用戶接收機(jī)可容忍的最大 干擾功率值Qi，i = 1,2,...，NP，干擾功率包括到達(dá)主用戶接收機(jī)的次用戶信號(hào)功率和信道 噪聲功率兩部分；所述信道衰減系數(shù)表記錄次用戶發(fā)射機(jī)到各主用戶接收機(jī)鏈路的功率損耗系數(shù) gj, i = 1, 2, . . . , Np ；
所述信道噪聲功率表記錄次用戶發(fā)射機(jī)到主用戶接收機(jī)鏈路上的信道加性噪聲 平均功率 Ni, i = 1，2，· · ·，Np ；所述次用戶發(fā)送功率限值為次用戶發(fā)射機(jī)所允許的最大發(fā)射功率已，次用戶發(fā)送 功率為次用戶發(fā)射機(jī)的實(shí)際發(fā)射功率P，P ^已。所述方法，其中第二步所述接入控制參數(shù)表初始取值方案為置所述可用信道數(shù)目Np = Nmax，Nfflax為主網(wǎng)絡(luò)擁有的最大授權(quán)信道數(shù)目；置所述主用戶干擾容限值Qi = 0，i = 1，2，· · ·，Np ；置所述信道衰減系數(shù)gi = G，i = 1，2，. . .，Np，G是一個(gè)足夠大的正數(shù)；置所述信道噪聲功率Ni = 0，i = 1，2，· · ·，Np ；置所述次用戶發(fā)送功率P = Ptl，發(fā)送功率限值為已=P0,P0由發(fā)射機(jī)標(biāo)稱值決定；置所述通信結(jié)束幀為End_Flag，它應(yīng)與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議中的通信結(jié)束幀標(biāo)識(shí)一致。所述方法，其中第三步所述當(dāng)前可用信道包括未被任何用戶占用的空閑的可共 享信道以及僅被主用戶占用的可共享信道，其數(shù)目及編號(hào)由次用戶接入點(diǎn)AP2提供給當(dāng)前 次用戶；所述信道狀態(tài)信息可通過次用戶自身的信道估計(jì)獲取，或者借助接入控制節(jié)點(diǎn) AP2的信道估計(jì)獲得，此處不涉及具體的實(shí)現(xiàn)方案；若主用戶處于活動(dòng)狀態(tài)，所述主用戶干 擾容限值直接通過主用戶接收機(jī)的反饋信息獲得；若主用戶處于非活動(dòng)狀態(tài)，其干擾容限 值可設(shè)為⑴或者設(shè)為一個(gè)足夠大的正數(shù)，即該主用戶對(duì)次用戶發(fā)射機(jī)的發(fā)送功率沒有限 制；考慮到主用戶狀態(tài)的實(shí)時(shí)變化性，根據(jù)新的感知結(jié)果和反饋信息，所述接入控制 參數(shù)表修改為置所述可用信道數(shù)目Np = Np,k，并記錄當(dāng)前可用信道編號(hào)；置所述主用戶干擾容限值Qi = Qijk, i = 1,2,... ,Np；置所述信道衰減系數(shù)gi = gijk, i = 1,2,... ,Np；置所述信道噪聲功率Ni = Nijk, i = 1,2,... ,Np；其中，k表示當(dāng)前時(shí)刻。所述方法，其中第四步所述當(dāng)前次用戶可獲得的發(fā)送功率通過下式計(jì)算得到<formula>formula see original document page 9</formula>所述主網(wǎng)絡(luò)采用頻分多址(FDMA)接入方式，這表明網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)信道上的信號(hào)不 會(huì)出現(xiàn)同頻干擾；于是，當(dāng)前次用戶選擇信道<formula>formula see original document page 9</formula>來接入，此時(shí)次用戶的發(fā)送功率為
<formula>formula see original document page 9</formula>若此次接入是當(dāng)前次用戶本次通信過程的首次接入，該次用戶應(yīng)發(fā)送接入成功消 息給接入點(diǎn)AP2，以允許接入等待隊(duì)列中一個(gè)新的次用戶開始接入；根據(jù)所述先入先出原 貝U，位于等待隊(duì)列首位的次用戶將被允許接入；由于每個(gè)次用戶在接入通信過程中均周期性更換信道，可能會(huì)引起接入碰撞問題，這可由接入點(diǎn)AP2通過建立活動(dòng)用戶表來進(jìn)行管 理與協(xié)調(diào)；所述方法，其中第五步所述數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)Tf應(yīng)不大于所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間Td，即 Tf^Td ；數(shù)據(jù)幀應(yīng)按照數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議事先打包好，此處不涉及具體的數(shù)據(jù)包協(xié)議；當(dāng)前次用 戶的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間固定，數(shù)據(jù)幀按順序逐一發(fā)送，直至該傳輸時(shí)間結(jié)束；第五步所述判斷過程為記錄當(dāng)前次用戶數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間內(nèi)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀，將 其與通信結(jié)束幀比較，若為通信結(jié)束幀，表示該次用戶本次接入通信過程結(jié)束，次用戶退 出系統(tǒng)并通知接入點(diǎn)AP2;若不是通信結(jié)束幀，表示該次用戶通信還未完成，此時(shí)返回第三 步，開始新的工作周期；如此循環(huán)，一直到該次用戶通信結(jié)束，退出系統(tǒng)并告知接入點(diǎn)AP2 為止。所述方法，其中第六步所述檢查與判斷過程為次用戶接入點(diǎn)AP2收到一個(gè)次 用戶的離開消息，檢查次用戶接入點(diǎn)AP2的緩存器等待隊(duì)列是否為空，若為空，則所有次用 戶已成功接入；否則，表明仍有次用戶在等待接入；根據(jù)所述先入先出原則，次用戶接入點(diǎn) AP2選擇位于等待隊(duì)列隊(duì)首的次用戶進(jìn)行接入；如此循環(huán)，一直到接入點(diǎn)AP2的等待隊(duì)列為 空且所有次用戶的接入通信過程完成為止。有益效果所述一種最大化頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法的優(yōu)點(diǎn)是在每 個(gè)次用戶的每個(gè)工作周期，次用戶均選擇使其具有最大發(fā)送功率的信道接入，由Shannon 公式可知，每個(gè)次用戶在其每個(gè)工作周期中均可獲得當(dāng)前可達(dá)到的最大容量；因此，每個(gè)次 用戶在其整個(gè)通信時(shí)間中具有最大的平均容量，于是，所有次用戶的平均容量之和將達(dá)到 最大，即動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)的平均容量實(shí)現(xiàn)了最大化?？梢?，所述方法是一種容量最大化準(zhǔn)則下的動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)最優(yōu)次用戶接入方 案方法，它為動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)提供了一種可行的次用戶接入方案。


圖1是頻譜共享系統(tǒng)示意圖。圖2是一個(gè)次用戶接入通信時(shí)間分配示意圖。圖3是一個(gè)次用戶接入過程信道動(dòng)態(tài)變換示意圖。圖4是次用戶接入過程流程圖。
具體實(shí)施例方式—種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其應(yīng)用場(chǎng)景如附圖1所 示，其中接入控制節(jié)點(diǎn)API和AP2分別負(fù)責(zé)主用戶和次用戶的接入請(qǐng)求管理；主網(wǎng)絡(luò)采用頻 分多址(FDMA)接入方式，它擁有有N_個(gè)授權(quán)頻段，默認(rèn)每個(gè)授權(quán)頻段服務(wù)一個(gè)主用戶；開 放給次用戶共享的頻段有Np個(gè)，即可參與頻譜共享的主用戶最多為Np個(gè)；至少一個(gè)主用戶 處于活動(dòng)狀態(tài)，一個(gè)次用戶請(qǐng)求使用頻段進(jìn)行通信。這里，所述方法默認(rèn)次用戶和每個(gè)主用 戶的工作帶寬相同。下面結(jié)合附圖對(duì)所述次用戶接入方法的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本方法通過執(zhí)行以下步驟實(shí)現(xiàn)頻譜共享系統(tǒng)容量最大化準(zhǔn)則下的次用戶接入第一步在系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)次用戶接入控制節(jié)點(diǎn)即接入點(diǎn)AP2，它可以直接與主 用戶接入控制節(jié)點(diǎn)即接入點(diǎn)API進(jìn)行通信；在接入點(diǎn)AP2中設(shè)置一個(gè)次用戶緩存器，所有請(qǐng)求接入通信的次用戶首先在該緩存器中排隊(duì)等待，接入點(diǎn)AP2依次從緩存器等待隊(duì)列中選 擇一個(gè)次用戶進(jìn)行接入；所述次用戶接入點(diǎn)AP2負(fù)責(zé)管理次用戶的接入請(qǐng)求，所述主用戶接入點(diǎn)APl負(fù)責(zé) 管理主用戶的接入請(qǐng)求；接入控制節(jié)點(diǎn)AP2可通過專門的信令信道與接入控制節(jié)點(diǎn)APl通 信，以實(shí)時(shí)獲取可共享信道的使用狀況(被占用或空閑)；所述次用戶緩存器等待隊(duì)列的最大長(zhǎng)度Lq依據(jù)次用戶到達(dá)率λ確定；若次用戶 以速率為λ的泊松過程到達(dá)，則設(shè)定等待隊(duì)列最大長(zhǎng)度、=「2；11，這里「χ"|表示不小于χ 的最小整數(shù)，這一方案可保證正常業(yè)務(wù)量情況下的次用戶接入需求；每個(gè)到達(dá)的次用戶首 先進(jìn)入緩存器隊(duì)列等待，若隊(duì)列已滿，新到達(dá)的次用戶接入請(qǐng)求將被拒絕；次用戶接入點(diǎn) ΑΡ2在收到一個(gè)接入成功消息后，按照先入先出原則從緩存器等待隊(duì)列中選擇一個(gè)新的次 用戶接入，或者在一個(gè)次用戶結(jié)束本次通信離開系統(tǒng)即ΑΡ2收到一個(gè)次用戶離開消息后， 一個(gè)新的次用戶接入過程開始；第二步確定當(dāng)前要接入的次用戶即當(dāng)前次用戶；根據(jù)主網(wǎng)絡(luò)信道傳輸特性確定 當(dāng)前次用戶的工作周期，所述次用戶工作周期包括信道感知時(shí)間、接入探測(cè)時(shí)間和數(shù)據(jù)傳 輸時(shí)間三部分；初始化接入控制參數(shù)表，所述接入控制參數(shù)表包括主網(wǎng)絡(luò)中可用信道數(shù)目 及其編號(hào)、主用戶干擾容限值、信道衰減系數(shù)、信道噪聲功率、次用戶發(fā)送功率及其最大功 率限值；所述當(dāng)前要接入的次用戶如附圖1所示的活動(dòng)次用戶中的一個(gè)，其工作周期如附 圖2所示。當(dāng)前要接入次用戶由接入點(diǎn)ΑΡ2決定，它開始接入過程后將離開接入點(diǎn)ΑΡ2的 緩存器等待隊(duì)列，隊(duì)列中的剩余次用戶將分別前移一位；為保證在所述工作周期中信道狀態(tài)基本不變，所述工作周期應(yīng)不大于次用戶發(fā)射 機(jī)到主用戶接收機(jī)鏈路的信道相干時(shí)間τ。ρ，即Tw = Ts+Ta+Td彡Tcp ；考慮到同一主網(wǎng)絡(luò)中的 各信道特性基本相近，為簡(jiǎn)化操作，所述方法已默認(rèn)各鏈路具有相同的信道相干時(shí)間；所述信道感知時(shí)間Ts由次用戶進(jìn)行信道估計(jì)的時(shí)間決定，接入探測(cè)時(shí)間Ta由次用 戶發(fā)射機(jī)的計(jì)算處理時(shí)間決定，它們均應(yīng)小于所述信道相干時(shí)間T。p ；所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間Td可選為次用戶基本數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)Tf的整數(shù)倍并且滿足Td < Tw, 不妨令Td = KTf ；最后一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間中必須包括通信結(jié)束幀；若最后一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間 有空余(有效數(shù)據(jù)幀較少)，需要用多個(gè)通信結(jié)束幀來填滿；所述接入控制參數(shù)表初始化包括對(duì)可用信道數(shù)目Np及其編號(hào)、主用戶干擾容限值 表Q”信道衰減系數(shù)表gi、信道噪聲功率表隊(duì)、次用戶發(fā)送功率P和發(fā)送功率限值已的初始化，初始化方案為置所述可用信道數(shù)目Np = Nmax，Nfflax為主網(wǎng)絡(luò)擁有的最大授權(quán)信道數(shù)目；置所述的主用戶干擾容限值Qi = 0，i = 1，2，. . .，Np ；置所述的信道衰減系數(shù)gi = G，i = 1，2，. . .，Np，G是一個(gè)足夠大的正數(shù)；置所述的信道噪聲功率Ni = 0,1 = 1,2,..., Np；置所述的次用戶發(fā)送功率P = Ptl，發(fā)送功率限值為已=P0, P0由次用戶發(fā)射機(jī)標(biāo) 稱值決定；置通信結(jié)束幀標(biāo)志，它應(yīng)與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的規(guī)定一致。第三步在所述信道感知時(shí)間內(nèi)，所述當(dāng)前次用戶首先從接入點(diǎn)AP2獲取當(dāng)前可用信道數(shù)目及其編號(hào)；之后，該次用戶通過感知信道狀態(tài)以獲得當(dāng)前各條可用信道的信道 狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài)信息包括信道衰減系數(shù)和信道噪聲功率，同時(shí)獲取當(dāng)前的主用戶 干擾容限值，并修改所述接入控制參數(shù)表；當(dāng)前可用信道包括未被任何用戶占用的空閑的可共享信道以及僅被主用戶占用 的可共享信道；AP2從主用戶接入點(diǎn)API的反饋得到所有可共享信道的當(dāng)前使用狀態(tài)(占 用或空閑)，結(jié)合本地的次用戶信息，為當(dāng)前次用戶提供所需要的當(dāng)前可用信道數(shù)目和編號(hào) fn息；所述信道狀態(tài)信息可通過次用戶自身的信道估計(jì)獲取，或者借助控制節(jié)點(diǎn)AP2的 信道估計(jì)獲得；若主用戶處于活動(dòng)狀態(tài)，所述的主用戶干擾容限直接通過主用戶反饋獲得； 若主用戶處于非活動(dòng)狀態(tài)，直接將其干擾容限值設(shè)為⑴，即該信道對(duì)主用戶的發(fā)送功率沒 有約束；根據(jù)次用戶的新的感知結(jié)果和來自接入點(diǎn)AP2和主用戶的反饋信息，所述接入控 制參數(shù)表修改為置所述的主用戶干擾容限值仏=Qijk, i = 1，2，...，Np;置所述的信道衰減系數(shù)gi = gijk, i = 1,2,... ,Np；置所述的信道噪聲功率隊(duì)=Nijk, i = 1,2,... ,Np；其中，k表示當(dāng)前時(shí)刻。第四步在所述接入探測(cè)時(shí)間內(nèi)，根據(jù)所述各可用信道的信道衰減系數(shù)、信道噪 聲功率和相應(yīng)的主用戶干擾容限值，計(jì)算所述當(dāng)前次用戶在各可用信道上可獲得的發(fā)送功 率，選擇使其發(fā)送功率最大的信道接入，并設(shè)置該次用戶的發(fā)送功率值；若此次接入為該次 用戶本次通信過程的首次接入，發(fā)送接入成功消息給接入點(diǎn)AP2，允許所述等待隊(duì)列中一個(gè) 新的次用戶開始接入；所述次用戶可獲得的發(fā)送功率通過下式計(jì)算得到<formula>formula see original document page 12</formula>
為保證當(dāng)前工作周期內(nèi)次用戶容量達(dá)到最大，當(dāng)前次用戶將選擇信道來接入，此時(shí)其發(fā)送功率修改為
<formula>formula see original document page 12</formula>當(dāng)前次用戶根據(jù)自己當(dāng)前的工作周期序號(hào)判斷此次接入是否為本次通信過程的 首次接入，若是，該次用戶發(fā)送接入成功消息給接入點(diǎn)AP2，以允許接入等待隊(duì)列中一個(gè)新 的次用戶開始接入，然后進(jìn)行下一步數(shù)據(jù)傳輸；否則，該次用戶直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；AP2收到一個(gè)接入成功消息，將根據(jù)所述先入先出原則，允許位于等待隊(duì)列首位的 次用戶接入；考慮到各個(gè)活動(dòng)的次用戶周期性更換接入信道，有可能出現(xiàn)次用戶的接入碰 撞問題，接入點(diǎn)AP2可通過建立次用戶工作狀態(tài)表來解決這一問題；第五步在所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間內(nèi)，通過所選擇的信道，當(dāng)前次用戶以所述第四步所 設(shè)定的發(fā)送功率按幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；一個(gè)所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間結(jié)束，記錄并判斷最后一幀是否為通信結(jié)束幀，如果是，當(dāng)前次用戶通信結(jié)束，它將退出系統(tǒng)并通知接入點(diǎn)AP2 ；否則，轉(zhuǎn) 入第三步，開始當(dāng)前次用戶的下一個(gè)工作周期；如此循環(huán)，一直到當(dāng)前次用戶通信結(jié)束，離 開系統(tǒng)并通知AP2，一個(gè)接入通信過程完成；所述數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)應(yīng)不大于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，即Tf ^ Td ；數(shù)據(jù)幀應(yīng)按照數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議事 先打包好，此處不涉及具體的數(shù)據(jù)包協(xié)議；由于所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間Td = KTf，數(shù)據(jù)幀按順序 一幀一幀發(fā)送，直至該傳輸時(shí)間結(jié)束；
次用戶通信結(jié)束判斷過程為記錄當(dāng)前次用戶數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間內(nèi)的最后一個(gè)數(shù)據(jù) 幀，將其與通信結(jié)束幀比較，若為通信結(jié)束幀，表示該次用戶本次通信過程結(jié)束，次用戶退 出系統(tǒng)并通知接入點(diǎn)AP2;若不是通信結(jié)束幀，表示該次用戶通信還未完成，此時(shí)返回第三 步，次用戶開始新的工作周期；如此循環(huán)，一直到該次用戶通信結(jié)束，退出系統(tǒng)并告知接入 點(diǎn)AP2為止。一個(gè)次用戶在其接入通信過程中的信道變化情況如附圖3所示。次用戶接入控制節(jié)點(diǎn)AP2收到一個(gè)次用戶離開信息后，將修改相關(guān)用戶及信道占 用信息，以方便下一個(gè)次用戶的接入過程。第六步檢查并判斷接入點(diǎn)AP2中的等待隊(duì)列是否為空，如果是，所有次用戶已經(jīng) 成功接入；否則，接入點(diǎn)AP2從所述緩存器等待隊(duì)列中選擇一個(gè)新的次用戶進(jìn)行接入；如此 循環(huán)，一直到所有等待接入的次用戶接入成功且通信完成為止；，第六步的判斷過程為接入點(diǎn)AP2收到一個(gè)次用戶離開消息，將檢查次用戶接入 點(diǎn)AP2的緩存器等待隊(duì)列是否為空，若為空，則所有次用戶已成功接入；否則，表明仍有次 用戶在等待接入；根據(jù)先入先出原則，接入點(diǎn)AP2選擇位于等待隊(duì)列隊(duì)首的次用戶進(jìn)行接 入；如此循環(huán)，一直到接入點(diǎn)AP2的等待隊(duì)列為空且所有次用戶的接入通信過程完成為止。所述一種最大化頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法的工作流程見附圖4所示。 由于在每個(gè)工作周期，每個(gè)次用戶均具有當(dāng)前系統(tǒng)允許的最大發(fā)送功率，即每個(gè)次用戶均 具有當(dāng)前可能的最大容量，這保證了每個(gè)次用戶在其接入通信過程中具有最大的平均容 量；于是，包含多個(gè)次用戶的頻譜共享系統(tǒng)將具有最大的平均容量。因此，所述方法是一種 最大化頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法。
權(quán)利要求
一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其特征在于該方法包括以下步驟第一步在系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)次用戶接入控制節(jié)點(diǎn)即接入點(diǎn)AP2，它可以直接與主用戶接入控制節(jié)點(diǎn)即接入點(diǎn)AP1進(jìn)行通信；在接入點(diǎn)AP2中設(shè)置一個(gè)次用戶緩存器，所有請(qǐng)求接入通信的次用戶首先在該緩存器中排隊(duì)等待，接入點(diǎn)AP2依次從緩存器等待隊(duì)列中選擇一個(gè)次用戶進(jìn)行接入；第二步確定當(dāng)前要接入的次用戶即當(dāng)前次用戶；根據(jù)主網(wǎng)絡(luò)信道傳輸特性確定當(dāng)前次用戶的工作周期，所述次用戶工作周期包括信道感知時(shí)間、接入探測(cè)時(shí)間和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間三部分；確定接入控制參數(shù)表的初始值，所述接入控制參數(shù)表包括主網(wǎng)絡(luò)中可用信道數(shù)目及其編號(hào)、主用戶干擾容限值、信道衰減系數(shù)、信道噪聲功率、次用戶發(fā)送功率及其最大功率限值；第三步在所述信道感知時(shí)間內(nèi)，所述當(dāng)前次用戶首先從接入點(diǎn)AP2獲取當(dāng)前可用信道數(shù)目及其編號(hào)；之后，該次用戶通過感知信道狀態(tài)以獲得當(dāng)前各條可用信道的信道狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài)信息包括信道衰減系數(shù)和信道噪聲功率，同時(shí)獲取當(dāng)前的主用戶干擾容限值信息；根據(jù)獲得的新信息修改所述接入控制參數(shù)表；第四步在所述接入探測(cè)時(shí)間內(nèi)，根據(jù)所述各可用信道的信道衰減系數(shù)、信道噪聲功率和相應(yīng)的主用戶干擾容限值，計(jì)算所述當(dāng)前次用戶在各可用信道上可獲得的發(fā)送功率，選擇使該次用戶發(fā)送功率最大的信道接入，并設(shè)置該次用戶的發(fā)送功率；若此次接入為該次用戶本次通信過程的首次接入，發(fā)送接入成功消息給接入點(diǎn)AP2，允許所述等待隊(duì)列中一個(gè)新的次用戶開始接入；第五步在所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間內(nèi)，通過所選擇的信道，當(dāng)前次用戶以所述第四步所設(shè)定的發(fā)送功率按幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；一個(gè)所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間結(jié)束，記錄并判斷最后一幀是否為通信結(jié)束幀，如果是，當(dāng)前次用戶通信結(jié)束，它將退出頻譜共享系統(tǒng)并通知接入點(diǎn)AP2；否則，轉(zhuǎn)入第三步，開始當(dāng)前次用戶的下一個(gè)工作周期；如此循環(huán)，一直到當(dāng)前次用戶通信結(jié)束，離開系統(tǒng)并通知AP2，一個(gè)接入通信過程完成；第六步檢查并判斷接入點(diǎn)AP2中的等待隊(duì)列是否為空，如果是，所有次用戶已經(jīng)成功接入；否則，接入點(diǎn)AP2從所述緩存器等待隊(duì)列中選擇一個(gè)新的次用戶進(jìn)行接入；如此循環(huán)，一直到所有等待接入的次用戶接入成功且通信完成為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其 特征在于，所述主用戶為授權(quán)用戶，主網(wǎng)絡(luò)為主用戶所屬的網(wǎng)絡(luò)，且主網(wǎng)絡(luò)采用頻分多址 (FDMA)接入方式；所述次用戶為主網(wǎng)絡(luò)的非授權(quán)用戶，所有次用戶構(gòu)成次用戶網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱 次網(wǎng)絡(luò)；所述主網(wǎng)絡(luò)提供部分授權(quán)信道給次用戶共享，以提高頻譜利用率；供次用戶使用 的信道為可共享信道；所述次用戶接入點(diǎn)AP2負(fù)責(zé)管理次用戶的接入請(qǐng)求，所述主用戶接入點(diǎn)API負(fù)責(zé)管理 主用戶的接入請(qǐng)求；接入點(diǎn)AP2可通過專門的信令信道與接入點(diǎn)API通信，以實(shí)時(shí)獲取可共 享信道的使用狀況信息，所述信道使用狀況包括信道被占用和空閑兩種情況；所述次用戶緩存器等待隊(duì)列的最大長(zhǎng)度Lq由次用戶平均到達(dá)率\決定，可設(shè)定為次用戶平均到達(dá)率的兩倍，即、=「2糾，「糾表示不小于x的最小整數(shù)；所有到達(dá)的次用戶接入請(qǐng)求首先進(jìn)入AP2的緩存器等待隊(duì)列中等候，若隊(duì)列已滿，新到達(dá)的次用戶接入請(qǐng)求將被拒絕；接入點(diǎn)AP2按照先入先出原則依次從緩存器等待隊(duì)列中選取一個(gè)次用戶接入，下 一個(gè)次用戶的接入在上一個(gè)次用戶初次接入成功后即AP2收到一個(gè)次用戶接入成功消息 后開始，或者在一個(gè)次用戶結(jié)束本次通信離開系統(tǒng)即AP2收到一個(gè)次用戶離開消息后即開 始。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其 特征在于，第二步所述當(dāng)前次用戶由接入點(diǎn)AP2選定；所述信道傳輸特性指信道相干時(shí)間； 所述次用戶工作周期Tw應(yīng)小于次用戶發(fā)射機(jī)到主用戶接收機(jī)鏈路的信道相干時(shí)間T。p，即 Tw ^ Τ。ρ，所述方法默認(rèn)所有鏈路具有相同的信道相干時(shí)間；所述信道感知時(shí)間Ts和接入探測(cè)時(shí)間Ta由次用戶通信設(shè)備的處理時(shí)間決定，它們均應(yīng) 小于所述信道相干時(shí)間Τ。ρ ；所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間Td為次用戶基本數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)Tf的整數(shù)倍且小于信道相干時(shí)間；最后一 個(gè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間內(nèi)必須包括通信結(jié)束幀；若最后幾個(gè)數(shù)據(jù)幀無法填滿一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間， 需要用若干個(gè)通信結(jié)束幀來填充；所述通信結(jié)束幀為一個(gè)有別于任何數(shù)據(jù)幀的特殊標(biāo)識(shí) 幀；所述可用信道數(shù)目及編號(hào)是指所述主網(wǎng)絡(luò)中所有允許共享的授權(quán)信道數(shù)目Np及其編 號(hào)i，i = 1，2，. . .，Np，它可以由所述次用戶接入控制節(jié)點(diǎn)AP2來提供；所述方法假定每個(gè) 可用信道僅對(duì)應(yīng)一個(gè)主用戶鏈路，即參與共享的主用戶數(shù)目最大為Np;所述主用戶干擾容限值記錄各可用信道所對(duì)應(yīng)的主用戶接收機(jī)可容忍的最大干擾功 率值Qi，i = 1,2,.. .，NP，干擾功率包括到達(dá)主用戶接收機(jī)的次用戶信號(hào)功率和信道噪聲功 率兩部分；所述信道衰減系數(shù)記錄次用戶發(fā)射機(jī)到各主用戶接收機(jī)鏈路的功率損耗系數(shù)gi，i = 1，2，. . .，Np ；所述信道噪聲功率記錄次用戶發(fā)射機(jī)到主用戶接收機(jī)鏈路上的信道加性噪聲平均功 率 Ni, i = 1，2，. . .，Np ；所述次用戶發(fā)送功率限值為次用戶發(fā)射機(jī)所允許的最大發(fā)射功率已，次用戶發(fā)送功率 為次用戶發(fā)射機(jī)的實(shí)際發(fā)射功率P，P <已。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其特征在于，第二步所述接入控制參數(shù)表的初始取值為置所述可用信道數(shù)目Np = Nmax，Nfflax為主網(wǎng)絡(luò)擁有的最大授權(quán)信道數(shù)目；置所述主用戶干擾容限值Qi = 0，i = 1，2，...，NP;置所述信道衰減系數(shù)gi = G，i = 1，2，. . .，Np，G是一個(gè)足夠大的正數(shù)；置所述信道噪聲功率Ni = 0，i = 1，2，...，NP;置所述次用戶發(fā)送功率P = Ptl,發(fā)送功率限值為已=Ptl, P0由次用戶發(fā)射機(jī)的標(biāo)稱值 決定；置所述通信結(jié)束幀為End_Flag，它應(yīng)與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議中的通信結(jié)束幀標(biāo)識(shí)一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其特 征在于，第三步所述當(dāng)前可用信道包括未被任何用戶占用的空閑的所述可共享信道以及僅 被主用戶占用的可共享信道，其數(shù)目及編號(hào)由次用戶接入點(diǎn)AP2提供；所述信道狀態(tài)信息可通過次用戶自身的信道估計(jì)獲取，或者借助接入控制節(jié)點(diǎn)AP2的信道估計(jì)獲得，此處不涉及具體的實(shí)現(xiàn)方案；若主用戶處于活動(dòng)狀態(tài)，所述主用戶干擾容限 值直接通過主用戶接收機(jī)的反饋信息獲得；若主用戶處于非活動(dòng)狀態(tài)，其干擾容限值可設(shè) 為⑴或者設(shè)為一個(gè)足夠大的正數(shù)，即該主用戶對(duì)次用戶發(fā)射機(jī)的發(fā)送功率沒有限制；考慮到主用戶狀態(tài)的實(shí)時(shí)變化性，根據(jù)新的感知結(jié)果和反饋信息，所述接入控制參數(shù) 修改為置所述可用信道數(shù)目<formula>formula see original document page 4</formula>k，并記錄當(dāng)前可用信道編號(hào)； 置所述主用戶干擾容限值<formula>formula see original document page 4</formula> 置所述信道衰減系數(shù)<formula>formula see original document page 4</formula> 置所述信道噪聲功率隊(duì)<formula>formula see original document page 4</formula> 其中，k表示當(dāng)前時(shí)刻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其特 征在于，第四步所述當(dāng)前次用戶可獲得的發(fā)送功率通過下式計(jì)算得到<formula>formula see original document page 4</formula>由于主網(wǎng)絡(luò)采用頻分多址接入方式，網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)信道上的信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)同頻干擾；于 是，當(dāng)前次用戶選擇使其具有最大發(fā)送功率的信道 <formula>formula see original document page 4</formula>來接入，此時(shí)次用戶的發(fā)送功率設(shè)置為 <formula>formula see original document page 4</formula>若此次接入是當(dāng)前次用戶本次通信過程的首次接入，該次用戶應(yīng)發(fā)送接入成功消息給 接入點(diǎn)AP2，以允許接入等待隊(duì)列中一個(gè)新的次用戶開始接入；根據(jù)權(quán)利要求3所述的先入 先出原則，位于等待隊(duì)列首位的次用戶將被允許接入；由于每個(gè)次用戶在接入通信過程中 均周期性更換信道，可能會(huì)引起接入碰撞問題，由接入點(diǎn)AP2通過建立活動(dòng)用戶狀態(tài)表來 進(jìn)行管理與協(xié)調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其特 征在于，第五步所述數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)1應(yīng)不大于所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間Td，即Tf < Td ；數(shù)據(jù)幀應(yīng)按照數(shù) 據(jù)傳輸協(xié)議事先打包好，此處不涉及具體的數(shù)據(jù)包協(xié)議；當(dāng)前次用戶的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間固定， 數(shù)據(jù)幀按順序逐一發(fā)送，直至該傳輸時(shí)間結(jié)束；第五步所述判斷過程為記錄當(dāng)前次用戶數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間內(nèi)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀，將其與 通信結(jié)束幀比較，若為通信結(jié)束幀，表示該次用戶本次接入通信過程結(jié)束，次用戶退出系統(tǒng) 并通知接入點(diǎn)AP2 ；若不是通信結(jié)束幀，表示該次用戶通信還未完成，此時(shí)返回權(quán)利要求1 中所述的第三步，開始新的工作周期；如此循環(huán)，一直到該次用戶通信結(jié)束，退出系統(tǒng)并告 知接入點(diǎn)AP2為止。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法，其特 征在于，第六步所述判斷過程為次用戶接入點(diǎn)AP2收到一個(gè)次用戶的離開消息，檢查次用 戶接入點(diǎn)AP2的緩存器等待隊(duì)列是否為空，若為空，則所有次用戶已成功接入；否則，表明 仍有次用戶在等待接入；根據(jù)權(quán)利要求2所述先入先出原則，次用戶接入點(diǎn)AP2選擇位于等 待隊(duì)列隊(duì)首的次用戶進(jìn)行接入；如此循環(huán)，一直到接入點(diǎn)AP2的等待隊(duì)列為空且所有次用戶的接入通信過程完成為止 。
全文摘要
一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)容量的次用戶接入方法涉及一種最大化動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)(DSSSDynamic Spectrum Sharing System)容量的次用戶(SUSecondaryUser)接入方法。在每個(gè)次用戶的每個(gè)工作周期，次用戶均選擇使其具有最大發(fā)送功率的信道接入，由Shannon公式可知，每個(gè)次用戶在其每個(gè)工作周期中均可獲得當(dāng)前可達(dá)到的最大容量；因此，每個(gè)次用戶在其整個(gè)通信時(shí)間中具有最大的平均容量，于是，所有次用戶的平均容量之和將達(dá)到最大，即動(dòng)態(tài)頻譜共享系統(tǒng)的平均容量實(shí)現(xiàn)了最大化。
文檔編號(hào)H04W16/14GK101801000SQ20101001715
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者張晶, 朱洪波 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)