王佳興 林云

【摘要】 現有的針對控制信道的研究已經表明，使用頻譜空洞來傳達控制信息是一個基本的設定。然而，這樣的設定在以下方面有所缺乏。首先，多個認知用戶之間需要使用多個頻譜空洞作為控制信道來實現互相的信息交互，從而導致了認知用戶的低連通性。其次，主用戶的隨機活動勢必導致認知用戶的控制信道被占用，從而導致連接的中斷。為此，本文提出一種新的分布式認知無線網絡鏈路初始化的機制。該機制無需使用頻譜空洞來傳達控制信息，且推導和仿真證明了其在上述兩個方面的性能的提高。

【關鍵詞】 動態(tài)頻譜接入 控制信道 分布式認知網絡

一、引言

目前，實現動態(tài)接入的控制信道常見的有時分方式與頻分方式[1]。時分方式是在時域上專門劃分出一段時間用于傳輸控制信息。頻分方式則一般獨立分配一個控制信道，這事實上不符合頻譜動態(tài)變化的基本假設前提，背離了認知無線電的基本精神。

由于主用戶活動具有隨機性，導致認知用戶傳輸環(huán)境動態(tài)變化，如何在這種動態(tài)變化的環(huán)境中實現高可靠性的控制信息傳輸依舊是一個難點。

二、認知無線網絡建立機制

文獻在廣泛總結現在動態(tài)頻譜接入方式中，認為研究趨勢說明了將填充式頻譜接入技術與襯墊式頻譜接入技術結合的混合接入技術可以最大化頻譜的使用效率。為此，針對圖3，我們采用填充式頻譜接入技術來使用頻譜空洞進行數據傳輸。

同時，襯墊式頻譜接入技允許未授權的認知用戶在嚴格的傳輸功率的限制條件下，同時使用主用戶的頻譜。因此需要通過將其頻帶展寬來使得對主用戶引入的干擾盡量少到可以忍受的程度。擴展頻譜技術的理論基礎可以用香農信道容量公式來描述：

上式表明，在高斯信道中當傳輸系統(tǒng)的信號噪聲功率比下降時，可以用增加系統(tǒng)傳輸帶寬W的辦法來保持信道容量C不變。

對于任意給定的信號噪聲比，可以用增大傳輸帶寬來獲得較低的信息差錯率。

傳輸信號經過擴頻和解擴的處理，系統(tǒng)的抗干擾能力得到提高，稱為擴頻系統(tǒng)的處理增益，其定義為接受相關處理器輸出與輸入信噪比的比值，即

即處理增益為擴頻信號射頻帶寬與傳輸的信息帶寬的比值，一般情況下，發(fā)送信息的帶寬是不變的，因此可通過提高擴頻用的偽隨機碼的速率來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。因此，可以通過采用擴頻技術，將要發(fā)送的控制信息用為隨機序列擴展到一個很寬的頻帶上去從而獲得較高的擴頻處理增益，再以較低的信號功率接入到主用戶的頻譜，使得對主用戶引入的干擾盡量少到可以忍受的程度.

三、結論

當前，針對解決頻譜資源利用率低下問題的研究中，動態(tài)頻譜接入技術越來越受到眾多學者的重視。為此，本文圍繞認知無線電網絡鏈路建立過程，在對認知用戶鏈路建立及切換中的實施細節(jié)進行設計的基礎上，提出一種基襯墊式頻譜接入技術的無線鏈路建立和切換方法。該方法較傳統(tǒng)的基于頻譜空洞的鏈路建立方法，所需的平均建立時間更短，抗中斷概率更低。

參 考 文 獻

[1] Qiu Jing.Dynamic spectrum sharing strategy in cognitive radio systems[J]. Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications，2009，32（ 21）： 27- 2159.

[2] An Chunyan， Ji Hong， Si Pengbo， et al.Dynamic control approaches of spectrum sensing in multi-band cognitive radio networks[J]. Journal of Beijing Universities of Posts and Telecommunications，2010，17（ 5） ： 20- 25.