[发明专利]一种支持节点优先级的认知无线网络跳频通信方法

摘要

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种用于认知无线网络的基于频率跳变的通信交互机制设计。本发明每个认知发送或接收节点的收发信机均会在所有N个授权信道上根据一定的跳频序列进行周期性的跳跃，在避免对授权用户通信产生干扰的前提下达到充分利用空闲授权频谱资源的目的。在每个时隙的开始，每个发送或接受节点会首先将其收发信机切换到一个新的授权信道上，然后对该授权信道进行实时的频谱感知。与现有基于跳频的认知无线网络控制信息交互方法相类似的是，本发明所提出的基于频率跳跃和支持节点优先级的控制信息交互方法能够确保同一优先级的认知发送和接收节点均可以实现在所有可接入信道上的周期性跳频汇聚。

主权项

1.一种支持节点优先级的认知无线网络跳频通信方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、每个认知发送或接收节点的收发信机在N个授权信道上根据一定的跳频序列进行周期性的跳跃，其中，N是不为零的自然数；S2、将认知无线网络中所有节点划分为M个优先级，ri,s+ri,t＝N/qi，ai,j＝bi,j modulo(N/qi)，其中，M∈[1,m]，m为认知无线网络可用信道个数N的非1真因子个数，ri,s为优先级为i的认知发送节点单次跳频的信道间隔，ri,t为优先级为i的认知接收节点单次跳频的信道间隔，ai,j为优先级为i认知接收节点跳频序列的初始信道，bi,j为优先级为i认知发送节点跳频序列的初始信道，ri,s与N互质，ri,t与N互质，qi为N的非1真因子，表示优先级为i的认知发送和接收节点对实现连续两次汇聚所需的跳频次数，i＝1,2,3,...,M，qM＜qM‑1＜...＜q1；S3、优先级为i的认知接收节点的接收跳频序列集合为Ψi，优先级为i的认知发送节点的发送跳频序列集合为Φi；S4、每个优先级为j的认知发送节点和每个优先级为j的接收节点对均能够在一定时间段内实现多于每个优先级为k的认知发送和接收节点对的跳频汇聚次数，在优先满足高优先级的认知发送和接收节点对通信需求的同时，为低优先级的认知发送和接收节点对提供一定的通信机会，其中，j＞k，j＝1,2,3,...,M，k＝1,2,3,...,M；其中，S3所述接收跳频序列集合Ψi的生成方法为：S311、认知无线网络的可接入信道编号集合为{0,1,...,N‑1}，所有认知发送节点和认知接收节点对被划分为M个优先级时，优先级为i的认知接收节点采用发送跳频序列集合为Ψ_i＝{ψ_i,1,ψ_i,2,ψ_i,3,...,ψ_i,qi}；其中，ψ_i,j,代表集合Ψ_i中的第j个接收跳频序列；S312、在S311所述Ψi中，每个接收跳频序列ψi,j为一个N元素序列{ai,j,ai,j‑ri,tmoduloN,ai,j‑2ri,tmoduloN,...,aij‑(N‑1)ri,tmoduloN}的周期性重复，其中，q1,q2,...,qM满足qM＜qM‑1＜...＜q1，j∈[1,qi]为接收跳频序列Ψi,j所在的初始信道，ai,1＝ai,2＝...＝ai,qimodulo(N/qi)，ri,t表示优先级为i的认知接收节点单次跳频的信道间隔；S3所述发送跳频序列集合Φi的生成方法为：S321、认知无线网络的可接入信道编号集合为{0,1,...,N‑1}，所有认知发送节点和认知接收节点对被划分为M个优先级时，优先级为i的认知发送节点采用发送跳频序列集合为Φ_i＝{φ_i,1,φ_i，2,φ_i，3,...,φ_i,qi}；其中，φ_i,j,代表集合Φ_i中的第j个发送跳频序列；S322、在S321所述Φ_i中，每个发送跳频序列φ_i,j为一个长度为q_iN个元素序列的周期重复，即其中，q₁,q₂,...,q_M满足q_M＜q_M‑1＜...＜q₁，j∈[1,q_i]为发送跳频序列φ_i,j所在的初始信道，b_i,1＝b_i,2＝...＝b_i,qimodulo(N/q_i)。