用于認知無線電網絡的解碼反饋感測的方法和裝置制造方法
【專利摘要】公開內容的實施例提供用于對用于認知無線電網絡的反饋感測進行解碼的方法和裝置。該方法包括：從輔節點接收信號；對接收的信號進行解碼以得到輔信號；從接收的信號剝離輔信號以得到剩余信號；并且基于剩余信號和解碼錯誤概率來判定主用戶PU的狀態。根據本發明，借助基于解碼錯誤概率對反饋感測進行解碼，也可以優化輔用戶的平均可實現速率。
【專利說明】用于認知無線電網絡的解碼反饋感測的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明的實施例主要地涉及通信技術。更具體而言，本發明的實施例涉及一種用于認知無線電網絡的解碼反饋感測的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]認知無線電(CR)近來已經作為一種用于提高頻率利用并且解決其中輔用戶(SU)可以接入主頻帶而未對主用戶(PU)引起大量干擾的頻譜稀缺問題的有前途的技術而顯現。目前存在有用于CR的三種主要頻譜接入方式:i)鋪墊(underlay)或者所謂頻譜共享方案，其中只要保護I3U的服務質量(QoS)就允許SU與PU共存；ii)機會主義頻譜接入，其中SU可以僅在主頻帶被檢測到空閑時接入它們；以及(iii)前兩者的組合，即基于感測的頻譜共享，其中SU先感測頻率頻譜以確定I3U的狀態(活躍/空閑)，然后基于判定來選擇它的發送功率。
[0003]根據仿真和理論分析二者，基于感測的頻譜共享在對的給定的干擾之下得到最大輔助可實現速率。如圖1中所示，這一方式包含兩個階段:感測和數據傳輸。在幀n、n+l的感測時隙τ期間，SU執行頻譜感測并且確定PU是否不存在。在數據傳輸時隙T-τ期間，SU在PU被確定不存在時用大發送功率接入主頻帶(否則用低發送功率接入主頻帶)，以便避免對PU的干擾。
[0004]Sterg1s Stotas 和 Arumugam Nal Ianathan 已經提出一種用于在 CR 中的頻譜感測的改進方式:標題為 “Optimal Sensing and Power Allocat1n Strategy foran Efficient Cognitive Rad1 System” 并且發表于 2011 年 6 月 5-9 日的 2011 IEEEInternat1nal Conference的Communicat1ns (ICC)中。在該提出的方式中，取代使用有限時間量τ，幀T的整個持續時間可以用于頻譜感測。以這一方式，頻譜感測和數據傳輸可以同時被執行并且因此最大化二者的持續時間。參照圖2，提出的認知無線電系統的幀結構包括單個時隙(幀η，η+1)，在該時隙期間，頻譜感測和數據傳輸二者由SU1和SU2同時執行。開始，執行初始頻譜感測以確定頻率頻帶的狀態(活躍/空閑)。在檢測到頻率頻帶空閑時，輔發送器在幀的持續時間接入它并且向輔接收器發送信息。后者對來自輔發送器的信號進行解碼、從接收的信號剝離它并且將剩余信號用于頻譜感測，以便確定認知無線電系統在下一幀中的動作。由于SU可以從接收的信號減去解碼的符號，同時剩余信號應當遵循與在感測時隙期間的模型相同的模型，所以繼而可以利用剩余信號用于頻譜感測。因此，可以省略感測時隙并且整個時隙可以用于傳輸。
[0005]為了通過從接收的信號剝離解碼的信號來正確傳導感測信號，解碼必須正確。如果解碼不正確，則剩余信號將對于頻譜感測不正確。在以上提到的論文中，假設符號可以總是被正確解碼。然而，因為解碼可能由于接收的信號的質量而并非總是正確，所以建議的方式可能在使用中不切實際。
【發明內容】
[0006]鑒于前述問題，需要改進對用于認知無線電網絡的解碼反饋感測。本發明提出一種基于解碼錯誤概率的用于認知無線電網絡的解碼反饋感測。
[0007]根據本發明的第一方面，本發明的實施例提供一種用于對用于認知無線電網絡的反饋感測進行解碼的方法，該方法包括:從輔節點接收信號；對接收的信號進行解碼以得到輔信號；從接收的信號剝離輔信號以得到剩余信號；并且基于剩余信號和解碼錯誤概率判定主用戶PU的狀態。
[0008]根據本發明的第二方面，本發明的實施例提供一種用于對用于認知無線電網絡的反饋感測進行解碼的裝置，該裝置包括:第一接收單元，用于從輔節點接收信號；解碼單元，用于對接收的信號進行解碼以得到輔信號；剝離單元，用于從接收的信號剝離輔信號以得到剩余信號；以及第一判定單元，用于基于剩余信號和解碼錯誤概率判定主用戶PU的狀態。
[0009]用本發明預計以下益處。根據本發明，借助基于解碼錯誤概率的解碼反饋感測，可以實現輔用戶的平均可實現速率。
[0010]本發明的實施例的其它特征和優點也將從在結合附圖閱讀時的具體實施例的以下描述中變得清楚，附圖通過示例舉例說明本發明的實施例的原理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]在示例的意義上呈現本發明的實施例，并且以下參照附圖更具體說明它們的優點，其中:
[0012]圖1圖示具有感測時隙的認知無線電網絡的幀結構的示意圖；
[0013]圖2圖示無感測時隙的認知無線電網絡的幀結構的示意圖；
[0014]圖3圖示認知無線電網絡的系統模型的示意圖；
[0015]圖4圖示根據本發明的一個實施例的用于認知無線電網絡的解碼反饋感測的方法的流程圖；
[0016]圖5圖示根據本發明的一個實施例的優化方法的流程圖；
[0017]圖6圖示根據本發明的另一實施例的認知無線電網絡的解碼反饋感測的方法的流程圖；
[0018]圖7圖示根據本發明的一個實施例的用于認知無線電網絡的解碼反饋感測的裝置的框圖；
[0019]圖8圖示根據本發明的一個實施例的優化單元的框圖；并且
[0020]圖9圖示根據本發明的另一實施例的用于認知無線電網絡的解碼反饋感測的裝置的框圖。
【具體實施方式】
[0021]參照附圖具體描述本發明的各種實施例。各圖中的流程圖和框圖舉例說明根據本發明的實施例的裝置、方法以及計算機程序產品可執行的架構、功能和操作。就這一點而言，在流程圖或者框圖中的每個塊可以代表包含用于執行指定的邏輯功能的一個或者多個可執行指令的模塊、程序或者代碼部分。應當注意在一些備選中，在塊中指示的功能可以按照與如各圖中所示順序不同的順序出現。例如可以基本上并行或者按照相反順序實際執行連續圖示的兩個塊，這視有關功能而定。也應當注意框圖和/或在流程圖中的每個塊及其組合可以由用于執行指定的功能/操作的基于專用硬件的系統或者由專用硬件和計算機指令的組合實施。
[0022]圖3圖示認知無線電網絡的系統模型的示意圖。在圖3中，CR網絡視為具有一對主發送器和接收器以及在給定的干擾限制之下與主頻帶共享頻譜的一對輔通信節點。令Y 1、hi和g分別表示從主發送器(PT)到輔用戶SUi的瞬時信道功率增益、從SUi到主接收器(PR)的瞬時信道功率增益和輔鏈路的瞬時信道功率增益。假設信道增益為遍歷、靜態和在輔用戶已知。在實踐中，可以向輔用戶提供主發送器的信道增益，或者輔用戶可以通過監視主用戶的訓練符號來檢測信道增益。
[0023]圖4圖示根據本發明的一個實施例的用于認知無線電網絡的解碼反饋感測的方法的流程圖。可以在認知網絡的輔節點處執行圖4的方法。
[0024]在步驟410，SU2在無感測時隙的數據幀接收來自另一輔節點SU1的信號。假設幀結構如同圖2中的幀結構。
[0025]在步驟420，SU2對接收的信號進行解碼以得到輔信號。
[0026]在步驟430，SU2W接收的信號剝離輔信號以得到剩余信號并且將剩余信號用于頻譜感測。
[0027]在步驟440，SU2基于剩余信號和解碼錯誤概率判定主用戶的狀態。
[0028]假設在每幀中有M個BPSK符號。在SU2的在第k幀中的第i個接收的符號可以表達為:
【權利要求】
1.一種用于對用于認知無線電網絡的反饋感測解碼的方法，包括: a)從輔節點接收信號； b)對接收的所述信號進行解碼以得到輔信號； c)從接收的所述信號剝離所述輔信號以得到剩余信號；以及 d)基于所述剩余信號和解碼錯誤概率來判定主用戶PU的狀態。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述PU的狀態包括: PU存在并且所述解碼正確； PU存在并且所述解碼不正確； PU不存在并且所述解碼正確；以及 PU不存在并且所述解碼不正確。
3.根據權利要求2所述的方法，還包括: 基于PU的所述狀態來優化所述輔用戶。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述優化還包括: 計算所述剩余信號的累計能量； 計算所述狀態中的每個狀態的概率密度函數； 通過所述累計能量、所述概率密度函數和預定義閾值來判定虛警和誤檢的概率；以及基于所述虛警和誤檢的概率在峰發送功率、平均發送功率和對所述PU的平均干擾的約束之下，優化輔用戶的平均可實現速率。
5.根據權利要求4所述的方法，其中優化輔用戶的平均可實現速率還包括: 單獨計算最優功率分配或者檢測概率，同時假設另一項固定。
6.根據權利要求1所述的方法，還包括: 在感測時隙中接收感測信號； 基于所述感測信號判定主用戶PU的狀態；以及 組合由所述感測信號判定的所述狀態和步驟d)的所述狀態以確定的最終狀態。
7.一種用于對用于認知無線電網絡的反饋感測解碼的裝置，包括: 第一接收單元，用于從輔節點接收信號； 解碼單元，用于對接收的所述信號進行解碼以得到輔信號； 剝離單元，用于從接收的所述信號剝離所述輔信號以得到剩余信號；以及 第一判定單元，用于基于所述剩余信號和解碼錯誤概率來判定主用戶PU的狀態。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述的狀態包括: PU存在并且所述解碼正確； PU存在并且所述解碼不正確； PU不存在并且所述解碼正確；以及 PU不存在并且所述解碼不正確。
9.根據權利要求8所述的裝置，還包括: 第一優化單元，用于基于PU的所述狀態來優化所述輔用戶。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述第一優化單元包括: 第一計算單元，用于計算所述剩余信號的累計能量； 第二計算單元，用于計算所述狀態中的每個狀態的概率密度函數； 第二判定單元，用于通過所述累計能量、所述概率密度函數和預定義閾值來判定虛警和誤檢的概率；以及 第二優化單元，用于基于所述虛警和誤檢的概率在峰發送功率、平均發送功率和對所述的平均干擾的約束之下優化輔用戶的平均可實現速率。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述第二優化單元還單獨計算最優功率分配或者檢測概率，同時假設另一項固定。
12.根據權利要求7所述的裝置，還包括: 第二接收單元，用于在感測時隙中接收感測信號； 第三判定單元，用于基于所述感測信號判定主用戶PU的狀態；以及組合單元，用于組合所述第三判定單元判定的所述狀態和所述第一判定單元的所述狀態以確定I3U的最終狀態。
【文檔編號】H04W16/14GK104205909SQ201280071709
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年6月6日 優先權日:2012年6月6日
【發明者】李朝峰, 雷鳴, 高飛飛, 陳忠 申請人:日電（中國）有限公司