專利名稱：：基于主動(dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無(wú)線數(shù)字通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種基于主動(dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法。
背景技術(shù)：
：隨著無(wú)線應(yīng)用的日益增多，可用的頻譜資源越來(lái)越少，頻譜資源貧乏的問(wèn)題日益嚴(yán)重。然而，人們研究發(fā)現(xiàn)授權(quán)頻段并非被授權(quán)用戶(主用戶)始終占用，而是在時(shí)間/頻率維度上存在很多空隙，即頻譜空洞(spectrumhole)，頻譜利用率很低。非授權(quán)用戶(認(rèn)知用戶)如果可以伺機(jī)占用這些頻譜空洞，則頻譜效率便可以得到極大程度的提升。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)以其靈活的頻譜使用方式，成為解決無(wú)線頻譜供應(yīng)與需求之間矛盾的一種極具潛力的解決方案，該種技術(shù)利用頻譜認(rèn)知技術(shù)獲得某一頻帶內(nèi)主用戶的頻譜使用信息，然后利用頻譜空洞進(jìn)行通信，等到主用戶要重新占用時(shí)，則馬上歸還該段頻譜。正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸方式由于其靈活的頻譜裁剪方式、高效的頻譜利用效率，尤其是非相鄰正交頻分復(fù)用(NC-0FDM)技術(shù)，通過(guò)關(guān)閉或者打開子載波，可以在完成自己數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的同時(shí)，方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)主用戶的干擾避免，有效滿足認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)對(duì)頻譜靈活使用的需求，因而在認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而由于0F匿每個(gè)子載波的頻譜呈現(xiàn)Sine函數(shù)特性，旁瓣振蕩衰減緩慢，導(dǎo)致OF匿符號(hào)的整個(gè)功率譜帶外輻射功率巨大，僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單的關(guān)閉/打開子載波，并不能起到有效的帶外功率輻射抑制作用，因此設(shè)計(jì)抑制OF匿信號(hào)帶外輻射的有效方法，對(duì)于認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的可靠實(shí)現(xiàn)顯得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于主動(dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法?；谥鲃?dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法是系統(tǒng)當(dāng)中的每個(gè)認(rèn)知用戶發(fā)送端都具有一個(gè)主動(dòng)干擾消除器，接收端具有一個(gè)消除子載波移除器，具體按如下步驟進(jìn)行傳輸(1)將原始待發(fā)送的數(shù)據(jù)比特流信息，經(jīng)過(guò)編碼映射，形成待發(fā)送的調(diào)制信號(hào)；(2)將調(diào)制信號(hào)通過(guò)主動(dòng)干擾消除器，不同認(rèn)知用戶根據(jù)自身的數(shù)據(jù)信息，獨(dú)立計(jì)算干擾對(duì)消子載波的權(quán)值，并將各自的干擾對(duì)消子載波，重疊放置在緊鄰主用戶頻段兩側(cè)位置；(3)在步驟(2)中，每個(gè)認(rèn)知用戶通過(guò)主動(dòng)干擾消除器放置的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，是根據(jù)主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱而確定的，認(rèn)知用戶檢測(cè)主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱，只要認(rèn)知用戶產(chǎn)生的干擾滿足主用戶所要求的信干比條件即可；(4)將插入干擾對(duì)消子載波之后的信號(hào)，進(jìn)行正交頻分復(fù)用調(diào)制，并加入循環(huán)段前綴，經(jīng)過(guò)DA變換之后發(fā)送出去，直至當(dāng)前信號(hào)發(fā)送完畢；(5)將接收下來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)AD變換，去掉循環(huán)段前綴，然后進(jìn)行正交頻分復(fù)用解調(diào)；(6)將正交解調(diào)之后的信號(hào)通過(guò)干擾對(duì)消子載波移除器，在認(rèn)知用戶發(fā)送端插入的干擾對(duì)消子載波將被移除掉；(7)將去掉消除子載波之后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行解調(diào)與解碼，直至當(dāng)前數(shù)據(jù)信號(hào)接收完畢。所述的步驟(2)為當(dāng)多個(gè)認(rèn)知用戶接入系統(tǒng)，每個(gè)認(rèn)知用戶都需要對(duì)主用戶進(jìn)行主動(dòng)干擾消除；以Ws(i)表示認(rèn)知用戶i使用的所有子載波組成的集合，由D(i)和c(i)兩部分組成，其中0。a)表示認(rèn)知用戶i調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波組成的集合，e^a)表示認(rèn)知用戶i的干擾對(duì)消子載波集合，它們滿足如下關(guān)系Ws(i)=c(i)UD(i)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>Qc表示一個(gè)恒定的子載波集合；每個(gè)認(rèn)知用戶統(tǒng)一將整個(gè)頻段劃分為N點(diǎn)子載波的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，不同認(rèn)知用戶調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波相互不重疊，而干擾對(duì)消子載波相互重疊；不同認(rèn)知用戶根據(jù)自身發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，獨(dú)立計(jì)算干擾對(duì)消子載波的權(quán)值；若主用戶使用[vl:v2]處的子載波，認(rèn)知用戶使用[v3:v4]處子載波調(diào)制發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并在[vl:v2]兩側(cè)各插入c個(gè)干擾對(duì)消子載波，即[vl-c:vl-l，v2+l:v2+c]處子載波作為干擾對(duì)消子載波；認(rèn)知用戶計(jì)算調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波[v3:v4]，在主用戶頻段[vl:v2]處產(chǎn)生的干擾；然后，認(rèn)知用戶計(jì)算[vl-c:vl-l，v2+l:v2+c]處的干擾對(duì)消子載波的加權(quán)因子，使得調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波與干擾對(duì)消子載波在主用戶頻段產(chǎn)生的干擾互相抵消；干擾對(duì)消子載波Xc的權(quán)值通過(guò)最小均方算法估計(jì)得到%C=-(^U)—'^込^其中&為發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，込=0=廣2]，Or=忠=^2+1:^，上標(biāo)表示Q的行，下標(biāo)表示Q的列，2=^^w^F二w'FNXN為傅里葉變化矩陣，u為頻域升采樣因子。所述的步驟(3)為當(dāng)多個(gè)認(rèn)知用戶接入系統(tǒng)，每個(gè)認(rèn)知用戶根據(jù)檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱，確定放置的干擾對(duì)消子載波數(shù)目；認(rèn)知用戶首先不使用干擾對(duì)消子載波，直接發(fā)送數(shù)據(jù)信息，如果產(chǎn)生的干擾滿足主用戶信干比條件，則進(jìn)行后續(xù)的發(fā)送流程；如果不能滿足該信干比要求，則依次增加在主用戶頻段兩側(cè)插入的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，使得產(chǎn)生的干擾值逐漸降低，直至滿足要求為止，即滿足下式其中S為檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量，IiQJe+Q工Xj|2為認(rèn)知用戶在主用戶頻段產(chǎn)生的干擾值，SIR。為主用戶所要求的信干比條件。本發(fā)明所提供的傳輸方法，不同認(rèn)知用戶在緊鄰主用戶頻段兩側(cè)，重疊放置干擾對(duì)消子載波，并獨(dú)立計(jì)算干擾對(duì)消子載波權(quán)值，可以使得在保護(hù)主用戶，降低誤碼率的同5時(shí)，使得有限的子載波資源得到充分利用，提高頻譜效率；認(rèn)知用戶根據(jù)檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量，進(jìn)行主動(dòng)干擾消除，依次增加使用的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，使得產(chǎn)生的干擾值逐漸降低即開槽逐漸加深，直至滿足主用戶信干比要求為止，從而以最低的能量代價(jià)，保證主用戶的正常通信。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真表明，本發(fā)明所提供的傳輸方法能夠在復(fù)雜無(wú)線移動(dòng)通信環(huán)境中穩(wěn)定工作，顯著地提高認(rèn)知用戶對(duì)主用戶的保護(hù)能力，有效實(shí)現(xiàn)認(rèn)知用戶與主用戶的頻譜共享。圖1是本發(fā)明所提供的發(fā)送機(jī)構(gòu)成框圖；圖2是本發(fā)明所提供的接收機(jī)構(gòu)成框圖；圖3是認(rèn)知用戶1發(fā)送端的頻譜圖；圖4是認(rèn)知用戶2發(fā)送端的頻譜圖；圖5是在主用戶接收端觀察到的認(rèn)知用戶1與2的頻譜疊加圖；圖6是使用主動(dòng)干擾消除器前后主用戶的誤碼率曲線具體實(shí)施例方式基于主動(dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法是系統(tǒng)當(dāng)中的每個(gè)認(rèn)知用戶發(fā)送端都具有一個(gè)主動(dòng)干擾消除器，接收端具有一個(gè)消除子載波移除器，具體按如下步驟進(jìn)行傳輸(1)將原始待發(fā)送的數(shù)據(jù)比特流信息，經(jīng)過(guò)編碼映射，形成待發(fā)送的調(diào)制信號(hào)；(2)將調(diào)制信號(hào)通過(guò)主動(dòng)干擾消除器，不同認(rèn)知用戶根據(jù)自身的數(shù)據(jù)信息，獨(dú)立計(jì)算干擾對(duì)消子載波的權(quán)值，并將各自的干擾對(duì)消子載波，重疊放置在緊鄰主用戶頻段兩側(cè)位置；(3)在步驟(2)中，每個(gè)認(rèn)知用戶通過(guò)主動(dòng)干擾消除器放置的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，是根據(jù)主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱而確定的，認(rèn)知用戶檢測(cè)主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱，只要認(rèn)知用戶產(chǎn)生的干擾滿足主用戶所要求的信干比條件即可；(4)將插入干擾對(duì)消子載波之后的信號(hào)，進(jìn)行正交頻分復(fù)用調(diào)制，并加入循環(huán)段前綴，經(jīng)過(guò)DA變換之后發(fā)送出去，直至當(dāng)前信號(hào)發(fā)送完畢；(5)將接收下來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)AD變換，去掉循環(huán)段前綴，然后進(jìn)行正交頻分復(fù)用解調(diào)；(6)將正交解調(diào)之后的信號(hào)通過(guò)干擾對(duì)消子載波移除器，在認(rèn)知用戶發(fā)送端插入的干擾對(duì)消子載波將被移除掉；(7)將去掉消除子載波之后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行解調(diào)與解碼，直至當(dāng)前數(shù)據(jù)信號(hào)接收完畢。所述的步驟(2)為當(dāng)多個(gè)認(rèn)知用戶接入系統(tǒng)，每個(gè)認(rèn)知用戶都需要對(duì)主用戶進(jìn)行主動(dòng)干擾消除；以Ws(i)表示認(rèn)知用戶i使用的所有子載波組成的集合，由D(i)和c(i)兩部分組成，其中0。a)表示認(rèn)知用戶i調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波組成的集合，e^a)表示認(rèn)知用戶i的干擾對(duì)消子載波集合，它們滿足如下關(guān)系Ws(i)=c(i)UD(i)c(i)=ce表示一個(gè)恒定的子載波集合；每個(gè)認(rèn)知用戶統(tǒng)一將整個(gè)頻段劃分為N點(diǎn)子載波的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，不同認(rèn)知用戶調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波相互不重疊，而干擾對(duì)消子載波相互重疊；不同認(rèn)知用戶根據(jù)自身發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，獨(dú)立計(jì)算干擾對(duì)消子載波的權(quán)值；若主用戶使用[vl:v2]處的子載波，認(rèn)知用戶使用[v3:v4]處子載波調(diào)制發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并在[vl:v2]兩側(cè)各插入c個(gè)干擾對(duì)消子載波，即[vl-c:vl-l，v2+l:v2+c]處子載波作為干擾對(duì)消子載波；認(rèn)知用戶計(jì)算調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波[v3:v4]，在主用戶頻段[vl:v2]處產(chǎn)生的干擾；然后，認(rèn)知用戶計(jì)算[vl-c:vl-l，v2+l:v2+c]處的干擾對(duì)消子載波的加權(quán)因子，使得調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波與干擾對(duì)消子載波在主用戶頻段產(chǎn)生的干擾互相抵消；干擾對(duì)消子載波Xc的權(quán)值通過(guò)最小均方算法估計(jì)得到'ec"込A其中&為發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，a=《=廣2)，a="=:ivg2+1..v2+cl，上標(biāo)表示q的行，下標(biāo)表示Q的列，G=，F(xiàn)NXN為傅里葉變化矩陣，u為頻域升采樣因子。所述的步驟(3)為當(dāng)多個(gè)認(rèn)知用戶接入系統(tǒng)，每個(gè)認(rèn)知用戶根據(jù)檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱，確定放置的干擾對(duì)消子載波數(shù)目；認(rèn)知用戶首先不使用干擾對(duì)消子載波，直接發(fā)送數(shù)據(jù)信息，如果產(chǎn)生的干擾滿足主用戶信干比條件，則進(jìn)行后續(xù)的發(fā)送流程；如果不能滿足該信干比要求，則依次增加在主用戶頻段兩側(cè)插入的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，使得產(chǎn)生的干擾值逐漸降低，直至滿足要求為止，即滿足下式其中S為檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量，IiQJe+Q工XjI2為認(rèn)知用戶在主用戶頻段產(chǎn)生的干擾值，SIR。為主用戶所要求的信干比條件。實(shí)施例現(xiàn)有一個(gè)系統(tǒng)，存在一對(duì)主用戶，兩對(duì)認(rèn)知用戶，主用戶采取IEEE802.16e方式進(jìn)行通信，而兩對(duì)認(rèn)知用戶使用本發(fā)明所提供的收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行通信，以構(gòu)建一個(gè)認(rèn)知多用戶通信網(wǎng)絡(luò)。兩個(gè)認(rèn)知用戶的發(fā)送機(jī)框圖如圖1所示，接收機(jī)框圖如圖2所示。發(fā)送端的主動(dòng)干擾消除器根據(jù)頻譜感知器提供的主用戶頻譜活動(dòng)信息，針對(duì)不同的發(fā)送數(shù)據(jù)信息，利用最小均方算法估計(jì)干擾對(duì)消子載波的權(quán)值，并插入到主用戶頻段兩側(cè)位置；接收端的干擾對(duì)消子載波移除器根據(jù)頻譜感知器提供的當(dāng)前頻譜活動(dòng)信息，把在發(fā)送端主動(dòng)干擾消除器插入的干擾對(duì)消子載波移除掉；發(fā)送端與接收端的頻譜感知器功能結(jié)構(gòu)完全相同，其目的是獲取當(dāng)前主用戶的頻譜活動(dòng)信息。整個(gè)OFDMA系統(tǒng)采用的帶寬是20MHz，不同認(rèn)知用戶統(tǒng)一在整個(gè)帶寬上劃分256個(gè)的子載波。主用戶占據(jù)兩段連續(xù)的子載波塊，分別為[92:118]與[135:148]處的子載波；兩個(gè)認(rèn)知用戶也占據(jù)兩段連續(xù)的子載波塊，認(rèn)知用戶1占據(jù)[159:173]和[219:248]處的子載波，認(rèn)知用戶2占據(jù)[43:79]和[188:201]處的子載波。按照本發(fā)明的設(shè)計(jì)要求，不同認(rèn)知用戶將各自的干擾對(duì)消子載波重疊插入在緊鄰主用戶頻段兩側(cè)位置，并按照自身發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，獨(dú)立計(jì)算干擾對(duì)消子載波的權(quán)值。主用戶頻段[92:118]兩側(cè)與[135:148]兩側(cè)的若干數(shù)目子載波，將被認(rèn)知用戶作為干擾對(duì)消子載波使用，且會(huì)被認(rèn)知用戶1、2重疊使用，至于使用多少個(gè)干擾對(duì)消子載波，則需要根據(jù)檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量的強(qiáng)弱做出判決。認(rèn)知用戶1在主用戶頻段兩側(cè)各插入c個(gè)干擾對(duì)消子載波，它所使用的所有子載波組成的集合為{[159:173]，[219:248]，[92_c:91，119:119+c，135_c:134，149:148+c]}其中調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波組成的集合為{[159:173]，[219:248]}，干擾對(duì)消子載波集合為{[92-c:91，119:119+c，135_c:134，149:148+c]};干擾對(duì)消子載波集合上的待計(jì)算的加權(quán)因子X(jué)^)的解可以通過(guò)下式計(jì)算，其目的是使得產(chǎn)生的干擾最最小<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中LUimU」<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>,入I(l)疋1周市U僅達(dá)效據(jù)信息的子載波組成的集合上的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)最小均方算法，可以得到除子載波的加權(quán)因子為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>認(rèn)知用戶2同樣在主用戶頻段兩側(cè)各插入c個(gè)干擾對(duì)消子載波，它所使用的所有子載波組成的集合為{[43:79]，[188:201]，[92_c:91，119:119+c，135_c:134，149:148+c]}其中調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波組成的集合為{[43:79]，[188:201]}，干擾對(duì)消子載波集合為{[92-c:91，119:119+c，135_c:134，149:148+c]};按照同樣的方法，干擾對(duì)消子載波集合上的待計(jì)算的加權(quán)因子X(jué)②)的解可以通過(guò)下式計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>X工(2)是調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波組成的集合上的數(shù)據(jù)信息。兩個(gè)認(rèn)知用戶與主用戶都采取16QAM作為調(diào)制方式，每個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)以單位能量進(jìn)行發(fā)送，并且規(guī)定主用戶所要求滿足的信干比SIR為25dB。認(rèn)知用戶可以檢測(cè)到主用戶頻段的信號(hào)能量，為了滿足主用戶的SIR要求，需要產(chǎn)生深度大于25dB的凹槽。認(rèn)知用戶首先不使用干擾對(duì)消子載波，直接發(fā)送數(shù)據(jù)信息，如果滿足主用戶信干比要求，則進(jìn)行后續(xù)的發(fā)送流程；如果不能滿足，則依次增加在主用戶頻段兩側(cè)插入的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，使得產(chǎn)生的干擾值逐漸降低即開槽逐漸加深，直至滿足主用戶信干比要求為止，從而以最低的能量代價(jià)，保證主用戶的正常通信。下表1為認(rèn)知用戶所使用的干擾對(duì)消子載波數(shù)目、形成的開槽深度以及消耗的能量比代價(jià)，仿真計(jì)算到3對(duì)干擾對(duì)消子載波的情況表1:認(rèn)知用戶所使用的干擾對(duì)消子載波數(shù)目、形成的開槽深度以及消耗的能量比代價(jià)關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>當(dāng)認(rèn)知用戶不使用干擾對(duì)消子載波時(shí)，在主用戶頻段形成的開槽深度為20dB;當(dāng)認(rèn)知用戶使用l對(duì)干擾對(duì)消子載波時(shí)，即[91，119，134，149]處子載波當(dāng)干擾對(duì)消子載波使用，可以形成25dB左右的開槽深度；當(dāng)認(rèn)知用戶使用2對(duì)干擾對(duì)消子載波時(shí)，S卩[90,91，119,200，133，134，149，150]處子載波當(dāng)干擾對(duì)消子載波使用，在主用戶頻段形成的開槽深度為40dB，此時(shí)可以保證主用戶的信干比要求，于是認(rèn)知用戶使用2對(duì)干擾對(duì)消子載波進(jìn)行主動(dòng)干擾消除。圖3是認(rèn)知用戶1發(fā)送端的頻譜示意圖，圖4是認(rèn)知用戶2發(fā)送端的頻譜示意圖，認(rèn)知用戶1、2發(fā)送端都在緊鄰主用戶頻段兩側(cè)插入2對(duì)干擾對(duì)消子載波，都在主用戶頻段位置產(chǎn)生了大約40dB左右深度的凹槽。在主用戶的接收端，除去主用戶信號(hào)外，接收到的是兩個(gè)認(rèn)知用戶頻譜的疊加，如圖5所示，可見(jiàn)認(rèn)知用戶采用本發(fā)明所提供的方法，其疊加效果是在主用戶對(duì)應(yīng)的兩段連續(xù)子載波處，產(chǎn)生了40dB左右深度的開槽。認(rèn)知用戶采取本發(fā)明所提供的收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)，可以使得主用戶能夠在很大程度上降低誤碼率BER。下面對(duì)比認(rèn)知用戶不使用干擾對(duì)消子載波情況下的主用戶BER，與使用2對(duì)干擾對(duì)消子載波情況下的主用戶BER。整個(gè)系統(tǒng)采用OFDMA作為通信方式，我們考慮認(rèn)知用戶與主用戶之間相對(duì)頻偏值的大小，對(duì)主用戶BER產(chǎn)生的影響進(jìn)行仿真分析。仿真設(shè)置認(rèn)知用戶1與主用戶之間存在0.1相對(duì)頻偏，認(rèn)知用戶2與主用戶之間存在0.2相對(duì)頻偏，認(rèn)知用戶之間存在0.1相對(duì)頻偏，經(jīng)過(guò)AWGN信道加入噪聲之后，主用戶按照IEEE802.16e通信方式對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，得到如圖6所示的誤碼率曲線?？梢钥闯?，在SNR比較低時(shí)，小于lOdB，是否使用主動(dòng)干擾消除對(duì)主用戶BER并沒(méi)有顯著影響；在SNR比較高時(shí)，使用主動(dòng)干擾消除之后，主用戶的BER得到顯著降低。在不使用主動(dòng)干擾消除時(shí)，圖中的藍(lán)線，無(wú)論SNR多高，總會(huì)存在一個(gè)誤碼平臺(tái)(errorfloor)，這是由于主從用戶之間相對(duì)頻偏的存在引入ICI而導(dǎo)致的。而使用主動(dòng)干擾消除之后，可以將該干擾抑制到很低的水平，但不可能抑制為O，所以該誤碼平臺(tái)仍然存在，但已經(jīng)下降到很低的水平。同時(shí)，本發(fā)明所提供的傳輸方法在改善BER性能的同時(shí)，干擾對(duì)消子載波消耗能量?jī)H僅占總發(fā)送能量的3.7%，從而實(shí)現(xiàn)了以極低的能量代價(jià)，換取了BER性能的很大改善。權(quán)利要求一種基于主動(dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法，其特征在于系統(tǒng)當(dāng)中的每個(gè)認(rèn)知用戶發(fā)送端都具有一個(gè)主動(dòng)干擾消除器，接收端具有一個(gè)消除子載波移除器，具體按如下步驟進(jìn)行傳輸(1)將原始待發(fā)送的數(shù)據(jù)比特流信息，經(jīng)過(guò)編碼映射，形成待發(fā)送的調(diào)制信號(hào)；(2)將調(diào)制信號(hào)通過(guò)主動(dòng)干擾消除器，不同認(rèn)知用戶根據(jù)自身的數(shù)據(jù)信息，獨(dú)立計(jì)算干擾對(duì)消子載波的權(quán)值，并將各自的干擾對(duì)消子載波，重疊放置在緊鄰主用戶頻段兩側(cè)位置；(3)在步驟(2)中，每個(gè)認(rèn)知用戶通過(guò)主動(dòng)干擾消除器放置的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，是根據(jù)主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱而確定的，認(rèn)知用戶檢測(cè)主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱，只要認(rèn)知用戶產(chǎn)生的干擾滿足主用戶所要求的信干比條件即可；(4)將插入干擾對(duì)消子載波之后的信號(hào)，進(jìn)行正交頻分復(fù)用調(diào)制，并加入循環(huán)段前綴，經(jīng)過(guò)DA變換之后發(fā)送出去，直至當(dāng)前信號(hào)發(fā)送完畢；(5)將接收下來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)AD變換，去掉循環(huán)段前綴，然后進(jìn)行正交頻分復(fù)用解調(diào)；(6)將正交解調(diào)之后的信號(hào)通過(guò)干擾對(duì)消子載波移除器，在認(rèn)知用戶發(fā)送端插入的干擾對(duì)消子載波將被移除掉；(7)將去掉消除子載波之后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行解調(diào)與解碼，直至當(dāng)前數(shù)據(jù)信號(hào)接收完畢。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于主動(dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法，其特征在于所述的步驟(2)為當(dāng)多個(gè)認(rèn)知用戶接入系統(tǒng)，每個(gè)認(rèn)知用戶都需要對(duì)主用戶進(jìn)行主動(dòng)干擾消除；以Ws(i)表示認(rèn)知用戶i使用的所有子載波組成的集合，由D(i)和Oca)兩部分組成，其中OD(i)表示認(rèn)知用戶i調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波組成的集合，c(i)表示認(rèn)知用戶i的干擾對(duì)消子載波集合，它們滿足如下關(guān)系<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>Oc表示一個(gè)恒定的子載波集合；每個(gè)認(rèn)知用戶統(tǒng)一將整個(gè)頻段劃分為N點(diǎn)子載波的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，不同認(rèn)知用戶調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波相互不重疊，而干擾對(duì)消子載波相互重疊；不同認(rèn)知用戶根據(jù)自身發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，獨(dú)立計(jì)算干擾對(duì)消子載波的權(quán)值；若主用戶使用[vl:v2]處的子載波，認(rèn)知用戶使用[v3:v4]處子載波調(diào)制發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并在[vl:v2]兩側(cè)各插入c個(gè)干擾對(duì)消子載波，即[vl-c:vl-l，v2+l:v2+c]處子載波作為干擾對(duì)消子載波；認(rèn)知用戶計(jì)算調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波[v3:v4]，在主用戶頻段[vl:v2]處產(chǎn)生的干擾；然后，認(rèn)知用戶計(jì)算[vl-c:vl-l，v2+l:v2+c]處的干擾對(duì)消子載波的加權(quán)因子，使得調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)信息的子載波與干擾對(duì)消子載波在主用戶頻段產(chǎn)生的干擾互相抵消；干擾對(duì)消子載波^的權(quán)值通過(guò)最小均方算法估計(jì)得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中&為發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，&=Qf^r1A:="im+wwi，上標(biāo)表示q的行，下標(biāo)表示Q的列，e=^r&wwWw'FNXN為傅里葉變化矩陣，u為頻域升采樣因子。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于主動(dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法，其特征在于所述的步驟(3)為當(dāng)多個(gè)認(rèn)知用戶接入系統(tǒng)，每個(gè)認(rèn)知用戶根據(jù)檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱，確定放置的干擾對(duì)消子載波數(shù)目；認(rèn)知用戶首先不使用干擾對(duì)消子載波，直接發(fā)送數(shù)據(jù)信息，如果產(chǎn)生的干擾滿足主用戶信干比條件，則進(jìn)行后續(xù)的發(fā)送流程；如果不能滿足該信干比要求，則依次增加在主用戶頻段兩側(cè)插入的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，使得產(chǎn)生的干擾值逐漸降低，直至滿足要求為止，即滿足下式其中S為檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量，IiQJe+Q工X」|2為認(rèn)知用戶在主用戶頻段產(chǎn)生的干擾值，SIR。為主用戶所要求的信干比條件。全文摘要本發(fā)明公開了一種能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)干擾消除的認(rèn)知多用戶正交頻分復(fù)用傳輸方法。其關(guān)鍵在于認(rèn)知用戶在保護(hù)頻段即主用戶兩側(cè)插入一些調(diào)制特殊權(quán)值的子載波，稱之為干擾對(duì)消子載波，其權(quán)值由認(rèn)知用戶發(fā)送數(shù)據(jù)確定，使得發(fā)送數(shù)據(jù)與干擾對(duì)消子載波旁瓣相互抵消，從而降低在保護(hù)頻段產(chǎn)生的干擾；插入的干擾對(duì)消子載波數(shù)目越多，干擾抑制越明顯，付出的能量代價(jià)越大，認(rèn)知用戶根據(jù)檢測(cè)到的主用戶信號(hào)能量強(qiáng)弱，依次遞增使用的干擾對(duì)消子載波數(shù)目，使得以最低的能量代價(jià)保護(hù)主用戶；干擾對(duì)消子載波在認(rèn)知用戶接收端會(huì)被移除，不同認(rèn)知用戶將各自的干擾對(duì)消子載波重疊插入在緊鄰保護(hù)頻段兩側(cè)位置，由此引入的相互干擾不會(huì)影響系統(tǒng)性能，從而提高系統(tǒng)頻譜效率。文檔編號(hào)H04L1/00GK101719806SQ20091015526公開日2010年6月2日申請(qǐng)日期2009年12月10日優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日發(fā)明者劉經(jīng)澤,姜松,張朝陽(yáng),林澤,王培雅,陳少磊,陳曉明申請(qǐng)人:浙江大學(xué)