[发明专利]一种适用于认知无线电环境的低相关区域序列设计方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种适用于认知无线电环境的低相关区域序列设计方法。

背景技术

随着无线通信需求的不断增长，频谱资源日益紧张，同时已授权的频谱资源在时间和空间上存在不同程度的闲置，成为制约无线通信发展的新瓶颈，这就要求未来通信系统在保证可靠性和有效性的同时，还要具备频谱的动态接入能力，以提高频谱资源利用率。认知无线电（Cognitive Radio，CR）技术应运而生，其核心思想是用户具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该环境空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生。

在认知无线电系统中，为了充分利用空闲的频谱资源，CR系统把所有频段分解为一系列独立频谱，并且根据频谱感知和频谱判决的结果，决定空闲频谱的位置以便CR系统使用。由于外部环境的频谱特性随着时间推移不断发生变化，因而空闲频谱的分布特性也随之变化。如果把传统的序列用于CR系统中，仅仅空闲频谱对应的序列元素被保留，其余部分将强制设定为零。经过仿真和测试发现，采用这种方式获取的新序列不再满足严格的完美相关特性(自相关特性和互相关特性)。如果CR系统中采用上述非完美序列用于多用户通信时会产生严重的用户间干扰，增加变换域通信技术的误码率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于认知无线电环境的低相关区域序列设计方法，使获取的序列组具有低相关区域的相关特性，即在一定的相关区域内，绝大部分自相关函数取值为零，并且全部互相关函数取值为零。

为实现上述发明目的，本发明适用于认知无线电环境的低相关区域序列设计方法，包括以下步骤：

S1：生成零相关区域序列组A＝{A₁，A₂，…，A_i，…，A_U}，其中A_i＝{a_i(0)，a_i(1)，…，a_i(L-1)}表示第i个零相关区域序列，U表示序列个数，L表示序列长度，i的取值范围为1≤i≤U，a_i(l)是A_i的第l个元素，l的取值范围为0≤l≤L-1；

S2：生成U个基础序列b_i，生成方法为：

S2.1：采用频谱感知技术得到频谱感知判决矢量S＝{S(0)，S(1)，…，S(N-1)}，N表示频谱感知得到的频率点数量；

S2.2：生成随机相位序列组P＝{P₁，P₂，…，P_i，…，P_U}，其中P_i＝{p_i(0)，p_i(1)，…，p_i(N-1)}表示第i个随机相位序列；根据随机相位序列组P生成U个认知频谱随机相位序列B_i＝S·diag(P_i)，diag(P_i)表示对角元素为P_i中元素的对角矩阵；

S2.3：对U个认知频谱随机相位序列B_i进行傅里叶逆变换得到U个基础序列b_i＝{b_i(0)，b_i(1)，…，b_i(N-1)}＝IFFT{B_i}，b_i(n)是b_i的第n个元素，n的取值范围为0≤n≤N-1；

S3：分别将步骤S1中得到的U个零相关区域序列A_i和步骤S2中得到的U个基础序列b_i进行Kronecker乘法运算，得到低相关区域序列组C＝{c₁，c₂，…，c_i，…，c_U}，其中c_i＝{c_i(0)，c_i(1)，…，c_i(LN-1)}为第i个低相关区域序列，c_i中的第h个元素为：c_i(h)＝a_i(l)×b_i(n)，其中h＝lN+n。