采用Overlay方式 接入頻段。若感知到主用戶存在，則采用Underlay方式接入頻段。這樣不僅可以保證授權(quán) 頻段可以被實時利用，增大了頻譜利用率，且能夠?qū)崿F(xiàn)多單個或多個主用戶與多個認知用 戶共享多個頻譜。
[0030] 2、引入多用戶混合頻譜共享機制，能使多個認知用戶與主用戶在相同頻段內(nèi)通 信，在主用戶離開或返回能自適應(yīng)的切換頻譜共享方式。
[0031] 3、考慮了主用戶與認知用戶的通信質(zhì)量，在保證主用戶通信質(zhì)量的前提下，也盡 量保證認知用戶的通信。在認知用戶的中斷概率最優(yōu)的情況下，讓認知用戶接入頻段進行 通信。
【附圖說明】
[0032] 圖1是多用戶混合式頻譜共享方法的流程圖。
[0033] 圖2是多用戶混合式頻譜共享系統(tǒng)的模型圖。
[0034] 圖3是圖2中認知用戶的原理框圖。
[0035] 圖4是圖3中認知感知接收機的原理框圖。
[0036] 圖5是圖3中認知發(fā)信機的原理框圖。
[0037] 圖6是用戶馬爾可夫鏈狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
[0038] 圖7是系統(tǒng)主用戶到達率與單個認知用戶容量在Hybrid和Overlay時的關(guān)系圖。
[0039] 圖8是系統(tǒng)主用戶到達率與認知用戶總?cè)萘吭贖ybrid和Overlay時的關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0040] 一種多用戶混合式頻譜共享方法，如圖1所述，包括如下步驟：
[0041] 步驟1、認知用戶發(fā)起頻譜感知，感知授權(quán)頻段是否空閑。
[0042] 步驟2、若步驟1感知到授權(quán)頻段空閑，則認知用戶擬采用機會式頻譜共享模式下 的最優(yōu)中斷概率時的發(fā)射功率接入該授權(quán)頻段。
[0043] 步驟3、計算待接入的認知用戶的接收信噪比。若認知用戶接收信噪比大于等于預(yù) 設(shè)的信噪比門限值時，則控制認知用戶繼續(xù)接入該授權(quán)頻段。否則，控制認知用戶接入其他 頻段。
[0044] 步驟4、當新的認知用戶接入該授權(quán)頻段時，則假定新的認知用戶已接入該授權(quán)頻 段，同時計算該授權(quán)頻段內(nèi)包括新的認知用戶在內(nèi)的各認知用戶的接收信噪比。若各認知 用戶的接收信噪比均大于等于預(yù)設(shè)的信噪比門限值時，則正式允許新的認知用戶接入該授 權(quán)頻段。否則，控制新的認知用戶接入其他頻段。
[0045] 步驟5,主用戶授權(quán)頻段監(jiān)聽過程，即當監(jiān)聽到主用戶返回至該授權(quán)頻段時，則所 有認知用戶擬采用共存式頻譜共享模式下的最優(yōu)中斷概率時的發(fā)射功率接入該授權(quán)頻段。 此時，
[0046] 計算該授權(quán)頻段內(nèi)所有認知用戶的總干擾。若所有認知用戶的總干擾大于主用戶 的干擾門限時，則按照認知用戶接入授權(quán)頻段的先后順序控制部分認知用戶退出該授權(quán)頻 段，即讓后接入的認知用戶先退出授權(quán)頻段，直至讓留下的所有認知用戶的總干擾小于主 用戶的干擾門限。
[0047] 若認知用戶的總干擾小于主用戶的干擾門限時，則計算該授權(quán)頻段內(nèi)的各認知用 戶的接收信噪比，若各認知用戶的接收信噪比均大于等于預(yù)設(shè)的信噪比門限值時，則允許 所有的認知用戶接入該授權(quán)頻段。否則，則按照認知用戶接入授權(quán)頻段的先后順序控制部 分認知用戶退出該授權(quán)頻段，即讓后接入的認知用戶先退出授權(quán)頻段，直至留下的各認知 用戶的接收信噪比均大于等于預(yù)設(shè)的信噪比門限值。
[0048] 步驟6、若步驟1感知到主用戶占用了授權(quán)頻段即授權(quán)頻段非空閑，則認知用戶擬 采用共存式頻譜共享模式下的最優(yōu)中斷概率時的發(fā)射功率接入該授權(quán)頻段。
[0049] 步驟7,計算該認知用戶的干擾。若認知用戶的干擾大于主用戶的干擾門限時，則 控制認知用戶接入其他頻段。若認知用戶的干擾小于主用戶的干擾門限時，則計算待接入 的認知用戶的接收信噪比。若認知用戶接收信噪比大于等于預(yù)設(shè)的信噪比門限值時，則控 制認知用戶繼續(xù)接入該授權(quán)頻段。否則，控制認知用戶接入其他頻段。
[0050] 步驟8、當新的認知用戶接入該授權(quán)頻段時，則假定新的認知用戶已接入該授權(quán)頻 段，同時計算該授權(quán)頻段內(nèi)包括新的認知用戶在內(nèi)的所有認知用戶的總干擾。若認知用戶 的總干擾大于主用戶的干擾門限時，則控制新的認知用戶接入其他頻段。若認知用戶的總 干擾小于主用戶的干擾門限時，則計算該授權(quán)頻段內(nèi)包括新的認知用戶在內(nèi)的各認知用戶 的接收信噪比，若各認知用戶的接收信噪比均大于等于預(yù)設(shè)的信噪比門限值時，則正式允 許新的認知用戶接入該授權(quán)頻段。否則，控制新的認知用戶接入其他頻段。
[0051] 步驟9,主用戶授權(quán)頻段監(jiān)聽過程，即當監(jiān)聽到主用戶離開該授權(quán)頻段時，則所有 認知用戶擬采用機會式頻譜共享模式下的最優(yōu)中斷概率時的發(fā)射功率接入該授權(quán)頻段。此 時，
[0052] 計算該授權(quán)頻段內(nèi)的各認知用戶的接收信噪比，若各認知用戶的接收信噪比均大 于等于預(yù)設(shè)的信噪比門限值時，則允許所有的認知用戶接入該授權(quán)頻段。否則，則按照認知 用戶接入授權(quán)頻段的先后順序控制部分認知用戶退出該授權(quán)頻段，即讓后接入的認知用戶 先退出授權(quán)頻段，直至留下的各認知用戶的接收信噪比均大于等于預(yù)設(shè)的信噪比門限值。
[0053] 基于上述方法的多用戶混合式頻譜共享系統(tǒng)，如圖2所示，由中心節(jié)點、主用戶和 至少一個認知用戶組成。中心節(jié)點與主用戶無線連接，中心節(jié)點和各個認知用戶無線連接。 集中式頻譜共享認知無線電網(wǎng)絡(luò)中存在一個主用戶和多個認知用戶，主用戶與多個認知用 戶共享頻段，使用相同的帶寬進行通信。主用戶位置固定，認知用戶在主用戶發(fā)射機覆蓋范 圍內(nèi)隨機分布。該系統(tǒng)采用一個中心節(jié)點（CBS)來控制認知用戶的接入、等待和切換。當 多個認知用戶需要接入認知網(wǎng)絡(luò)時，認知用戶感知授權(quán)頻段。若存在空閑頻譜，則認知用戶 采用Overlay的頻譜共享方式。中心節(jié)點（CBS)控制各認知用戶按先后順序接入頻段，當 該空閑頻段內(nèi)各個認知用戶的信噪比達到一定的門限，中心節(jié)點（CBS)控制認知用戶接入 其他頻段。若頻段內(nèi)存在主用戶，則各個認知用戶采用Underlay的方式接入頻段，在各個 認知用戶的發(fā)射功率之和不超過主用戶的干擾溫度限制1^的前提下，也盡量保證認知用 戶的通信質(zhì)量。
[0054] 認知用戶，如圖3所示，主要由認知中心單元、以及與認知中心單元相連的認知感 知接收機、認知收發(fā)信機和通信單元組成。通信單元與中心節(jié)點相連。在本發(fā)明中，所述通 信單元為無需授權(quán)的通信單元，如wifi通信單元等。
[0055] 認知感知接收機包括感知天線、感知射頻前端模塊、感知AD轉(zhuǎn)換模塊、感知數(shù)字 帶通濾波模塊和感知基帶處理模塊。感知天線經(jīng)感知射頻前端模塊與感知AD轉(zhuǎn)換模塊的 輸入端相連，感知AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端經(jīng)感知數(shù)字帶通濾波模塊與感知基帶處理模塊相 連。感知基帶處理模塊和感知射頻前端模塊與認知中心單元連接。參見圖4。
[0056] 認知收發(fā)信機包括收發(fā)天線、雙工器、射頻接收前端模塊、接收AD轉(zhuǎn)換模塊、接收 數(shù)字帶通濾波模塊、射頻發(fā)射前端模塊、發(fā)射AD轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射數(shù)字帶通濾波模塊和收發(fā) 基帶處理模塊。收發(fā)天線經(jīng)雙工器分別連接射頻接收前端模塊的輸入端和射頻發(fā)射前端模 塊的輸出端。射頻接收前端模塊的輸出端經(jīng)接收AD轉(zhuǎn)換模塊與接收數(shù)字帶通濾波模塊的 輸入端相連，接收數(shù)字帶通濾波模塊的輸出端連接收發(fā)基帶處理模塊。收發(fā)基帶處理模塊 連接發(fā)射數(shù)字帶通濾波模塊的輸入端，發(fā)射數(shù)字帶通濾波模塊的輸出端經(jīng)發(fā)射AD轉(zhuǎn)換模 塊與射頻發(fā)射前端模塊的輸入端相連。收發(fā)基帶處理模塊、射頻發(fā)射前端模塊和射頻接收 前端模塊與認知中心單元連接。參見圖5。
[0057]