[发明专利]一种基于认知无线技术的无线信道“指纹”特征使用方法

说明书

本发明公开了一种基于认知无线技术的“指纹”识别使用方法，所述方法通过不同通信场景中无线信道的“指纹”识别提取参数设定，基于具有“指纹”识别功能的认知无线电体系结构模型提出，包括选取三个“指纹”识别特征参数的准备阶段、实施认知方法过程的认知阶段和对通信参数的选择进行调整的匹配调整阶段。本方法基于“离散线性系统”建模，贴近实际通信场景。该方法简单，容易扩展，有利于工程实现，不仅适用于认知无线系统中的无线信道的认知识别，提高认知无线系统的频谱利用率，还有助于移动网络的优化。

技术领域

本发明涉及移动通信技术与认知无线电技术领域，特别涉及一种基于认知无线技术的无线信道“指纹”特征使用方法。

背景技术

以移动通信为主的无线通信产业近年来以惊人的速度快速发展，已经成为全球经济发展的重要引擎，对人们日常的工作和生活产生着重要影响。随着无线通信技术的发展和人们对无线业务需求的日益增长，认知无线技术以其不通过授权就可以使用频谱，使用方式灵活，频谱利用率高的特点受到广泛关注。作为一种智能无线通信技术，认知无线技术可以通过认知能力在自己工作的无线环境中捕获或感知信息。认知无线技术的认知能力不仅包括对无线环境的感知，还包括对无线环境时空变化的统计规律的分析，从而避免给其它用户带来干扰。

接收端和发射端通过电磁链路所形成的无线信道与周围环境密切相关，不同通信环境下的无线信道具有不同的特征。类比人类指纹，我们将上述无线信道的差异化的特征称为无线信道“指纹”。无线信道“指纹”特征提取，就是在先验模型和测试数据的基础上，提取不同场景或不同区域内无线信道的差异化的特征，进而分析归纳出“指纹”特征，并给出清晰准确的“数学描述”。

在认知无线技术的发展过程中，传统的认知无线技术主要集中于对感知导频信道(CPC)的研究，该技术帮助无线终端感知网络环境，辅助终端自主决策并实现网络发现和网络选择，该技术对终端要求很高，成本较高，无线网络的复杂度高，解决方案相对困难。然而，目前对于认知无线技术中的无线信道的“指纹”特征提取的研究是空白。基于认知无线技术中的无线信道的“指纹”特征的使用方法利用数学方法建模，选取适当的评价指标，从理论上分析提取“指纹”特征提取的可能性，该方法简单实用，易于扩展，有助于认知无线技术的信道感知走向实际应用。

在认知无线技术中考虑无线信道的“指纹”特征提取，挖掘分析实测信道中的各种特征，设计合适的评价参数，将提高认知无线网络利用无线信道“指纹”特征的识别认知能力。研究基于认知无线技术的无线信道的“指纹”特征使用方法，不仅有利于利用时空变化的统计规律来分析调整认知无线网络通信参数的选择(例如，载波频率，带宽和传输功率)提高频谱利用率，还将对移动通信网络的优化产生重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对认知无线网络系统情形，结合认知无线技术和无线信道“指纹”特征识别，提出一种基于认知无线技术的无线信道“指纹”特征使用方法。本发明不仅设计了一种新型的基于认知无线技术的无线信道“指纹”特征使用方法，还给出了一种普遍性的“指纹”特征评价参数。除此之外，还设计了一种具有“指纹”识别功能的认知无线电体系结构模型。

本发明首先通过对无线信道的信号统计分析，提取无线信道的“指纹”特征，作为不同通信场景下的无线信道的识别指标，并给出“指纹”特征合理的评价标准，然后在认知无线网络中利用所提取到的“指纹”特征，设计合理方案，避免认知无线网络接入频谱空洞时认知无线电用户对授权用户的干扰，调整通信参数选择，提高认知无线网络的频谱利用率。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于认知无线技术的无线信道“指纹”特征使用方法，基于具有“指纹”识别功能的认知无线电体系结构模型，通过该体系结构的认知方法过程来实现无线信道“指纹”特征提取，包括如下步骤：