[发明专利]基于无速率码的认知无线电通信链路的建立和维护方法

权利要求书

1.基于无速率码的认知无线电通信链路的建立和维护方法，其特征在于包括认知用户发送端链路的建立方法和认知用户接收端链路的建立方法，以下所述的类型一的反馈表示接收端已经成功接收数据，类型三的反馈表示接收端认为该频谱资源可用；

设：整个认知系统中全部的频谱资源有n个，分别用标号f＝[f₁，f₂，...…，f_n]来标记，在某一认知用户接入的同时，没有其他认知用户在相同时隙接入，

认知用户发送端链路的建立方法包括以下步骤：

1)发送端对整个认知系统中的全部n个频谱资源进行感知，得到哪些频谱资源是空闲可用的，设检测到p个可用频谱资源，将其记为 且0≤p≤n；发送端实时的检测可用频谱资源，当发现可用频谱资源发生变化时，实时地更新f_t；

2)若可用频谱资源f_t为空集，即当前所有频谱资源均被占用，则转入认知用户发送端链路建立方法的步骤1)重新感知；若可用频谱资源f_t不是空集，则转入认知用户发送端链路建立方法的步骤3)；

3)将认知用户的用户初始化系统信息m_s按照无速率码的编码方式对信息包进行编码并组帧；用t_i表示编码帧，其中i为编码帧的编号，i＝0，1，2，……；

4)发送端将每一个编码帧与感知到的当前可用频谱资源f_t中的可用频谱资源做对应进行编码帧的发射，每一个频谱资源均看作是一个子信道；具体映射规则为：若imodp＝k，且k≠0，则编码帧就用第 个子信道进行发送；若imod p＝0，则编码帧就用第 个子信道进行发送；

5)发送端根据无速率码的编码规则源源不断的产生编码帧直到接收端告知它停止发送，同时在当前可用频谱资源f_t上的应答时隙中侦听接收端的反馈信号，若侦听到类型一的反馈信号则转入认知用户发送端链路建立方法的步骤6)；否则，继续认知用户发送端链路建立方法的步骤5)的过程；

6)发送端停止继续产生编码帧并立即停止发射，转而在所有当前可用频谱资源f_t上的应答时隙中侦听接收端的反馈信号，并将所有可以接收到类型三的反馈信号的频谱资源单独纪录下来，记为f_c，f_c中的所有频谱资源就是认知用户发送端和接收端所共同认可的可用频谱资源，从而完成了认知用户发送端链路的建立；

认知用户接收端链路的建立方法包括以下步骤：

1)接收端对整个认知系统中的全部n个频谱资源进行感知，得到哪些频谱 资源是空闲可用的，设检测到q个可用频谱资源，将其记为 且0≤q≤n；接收端实时的检测可用频谱资源，当发现可用频谱资源发生变化时，实时地更新f_r；

2)接收端尝试着在t_r中的所有频谱上进行信息接收，无需知道发送端的频谱感知结果f_t，此时，只要f_t与f_r的交集不为空，则接收端肯定总可以在其交集频谱资源上接收到发射端的编码信息；

3)当接收到的编码帧数量达到发送端的用户标示信息的编码帧的数量时，开始进行译码，并利用循环冗余校验判断是否译码正确，如果正确，转入认知用户接收端链路建立方法的步骤6)；否则转入认知用户接收端链路建立方法的步骤4)；

4)继续接收若干个编码包；

5)重新尝试译码，若译码成功，转入认知用户接收端链路建立方法的步骤6)；否则转入认知用户接收端链路建立方法的步骤4)；

6)译码结束，接收端将所有可接收编码帧的频谱资源记为f_c，f_c为发送端与接收端所共同感知到的可用频谱资源的集合，并在f_c中频谱资源的应答时隙上发送类型一的反馈信号；

7)若接收端在接下来连续3个时隙中都没有收到发送端的编码帧，则在f_c中所有的频谱资源的应答时隙上发送两遍类型一的反馈信号，用来通知发送端；

8)接收端根据成功译码得到的发送端初始化系统信息m_s，得知发送端的要求，从而完成了认知用户接收端链路的建立。

2.根据权利要求1所述的基于无速率码的认知无线电通信链路的建立和维护方法，其特征在于认知用户发送端链路的建立方法中的按照无速率码的编码方式对信息包进行编码并组帧，其步骤如下：

1)根据初始化系统信息，设要传递的信息m_s的长度为L1，将m1分割成「L1/k1]个小数据包，每个小数据包长度为k1，若L1无法整除k1，则最后一个小数据包不足k1长的部分用“0”来填充；

2)对每个k1长的小数据包利用循环冗余校验码进行循环冗余校验，每个小数据包长度根据采用的循环冗余校验码的长度r1相应的增加到k1+r1比特；

3)将 个长度为k1+r1比特的小数据包送入无速率码的编码器进行编码，按照编码包的产生顺序将这些编码包记为C＝[c₀，c₁，c₂，…]，每一个编码包的下标表示此编码包在整个编码序列当中所处的位置，利用g个比特来表示编码包的下标； 

4)将每一个编码包的下标送入一个1/4码率的线性分组码编码器进行编码，产生长度为g×4比特的数据作为位置标示，并将位置标示放在每个编码包之后；

5)在每一个编码包之前再加上长度为64×4的前导序列用来实现位同步和信道估计，并在每一个编码包之后再加上64比特的间隔，作为“应答时隙”；

6)在前导序列之后、数据编码包之前还要加入长度为64×4比特的初始化报头序列，报头序列内容包括发射机以及目标接收机的用户识别号，用于用户识别和辅助实现位同步，完成编码及组帧。