[发明专利]一种异构多认知无线网络共存环境中的网络识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体的说，是在异构多认知无线网络共存环境中，对邻居网络进行发现和识别的一种异构网络识别方法。

背景技术

在过去几十年里，基于不同标准的无线网络因其高效性和灵活性得到了快速发展，异构多认知无线电网络共存的场景已经成为现实。然而，在异构多网共存环境中通用共存协议尚不完善，基于不同标准和多种配置的认知无线网络都有自身独特的需求（工作带宽、传输功率、系统架构、终端类型等），网络覆盖能力不同、通信协议不同、业务支持不同、可用资源存在时空差异性。当基于不同标准的异构网络共享相同频段时，网络之间缺乏协作、相互干扰，会导致网络性能下降。虽然大多数网络都采用了干扰避免机制来减少网间干扰，但这些机制主要解决同构多网之间的冲突，对于异步时隙、不同调度模式、不同传输/干扰范围和不兼容通信机制的异构多网而言是无效的。协调和控制覆盖区域相互重叠的异构多认知无线网络的行为，确保共存的所有系统能够正常工作、避免网间干扰、优化资源配置，这是必须要解决的技术问题。

为了实现多网共存协调，网络识别是先决条件。网络识别的目的是实现共存区域内运行网络的检测、识别和分类。利用网络识别信息能获知当前通信环境中运行网络的种类和规模，以此制定共存协调策略，从而更好地实现网间资源协调。

现有的网络识别和分析技术主要基于拆分接收数据包，且需要进行解调和解码操作。但在实际情况中，数据包解码并不是任何时候都可行，并且在采用信息加密技术和电磁干扰（EMI）技术的系统中解调接收信号也非常困难。因此基于拆分接收数据包的网络识别技术在异构多网共存环境中是不可行的。而各种网络无论采用哪种信息处理技术，无线信号的传播是公开的。因此，基于物理层信号特征和MAC层协议特征进行认知无线网络发现和识别的机制可行。

发明内容

本发明提供一种异构多认知无线网络共存环境中的网络识别方法。该网络识别方法综合了多个信号特征和协议特征，识别的可靠性得到很大的提高，并且在识别过程中不需要任何与信号相关的先验信息，满足实际异构多认知无线网络环境的要求。

所述异构多认知无线网络由IEEE802.11af无线局域网、IEEE802.22无线区域网、IEEE802.15.4m智能公共事业网、IEEE802.16h WiMax网络以及ECMA392智能信息栅格网及其他网络构成。

所述IEEE802.11af无线局域网的物理层采用OFDM技术且FFT点数为64，循环前缀(CP)比例为1/4，导频间隔为14个子载波。MAC层采用CSMA/CA协议，传输波形基于突发模式，无帧长的概念。

所述IEEE802.22无线区域网的物理层采用OFDM技术且FFT点数为2048，循环前缀(CP)比例可为1/4、1/8、1/16、1/32，导频间隔为7个子载波。MAC层采用TDMA协议，传输波形基于帧，帧长为10ms。

所述IEEE802.15.4m智能公共事业网的物理层采用OFDM技术且DFT点数为128，循环前缀(CP)比例可为1/4、1/8、1/16、1/32，导频间隔为14个子载波。MAC层采用CSMA/CA协议，传输波形基于突发模式，无帧长的概念。

所述IEEE802.16h WiMax网络的物理层采用OFDMA技术且FFT点数为512，循环前缀(CP)比例为1/8，导频间隔为14个子载波。MAC层采用TDMA协议，传输波形基于帧，帧长可为5ms、10ms。

所述ECMA392智能信息栅格网的物理层采用OFDM技术且FFT点数为128，循环前缀(CP)比例可为1/8、1/16、1/32，导频间隔为14个子载波。MAC层采用CSMA/CA协议，传输波形基于超帧，帧长可为5ms、10ms。

为了达到识别上述网络的目的，本发明提供了一种异构多认知无线网络共存环境下的网络识别方法，其特征在于：采用能量检测法执行协议特征检测、采用循环平稳特征检测法执行信号特征检测，两者结合完成网络识别。

所述能量检测法执行协议特征检测，发现和识别邻网在特定时间周期内是否处于激活状态，并根据激活状态持续时间确定网络的MAC层协议特征。如果激活状态持续时间间隔固定，则传输波形基于帧，帧长为激活状态持续时间。如果激活状态持续时间间隔无周期性，则传输波形基于突发。能量检测法获得判决统计量时，采用改进的接收功率表达式为：