基于協(xié)作認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的主用戶定位研究

狄文橋

【摘要】 本文研究主用戶定位，分析一種協(xié)作認(rèn)知定位的模型。利用認(rèn)知節(jié)點間的協(xié)作機(jī)制，使得該機(jī)制能在提高定位系統(tǒng)精度及改善系統(tǒng)可靠性等方面給出理論參考。

【關(guān)鍵詞】 認(rèn)知無線電 協(xié)作 定位

前言：在當(dāng)今各行各業(yè)中，定位服務(wù)發(fā)揮著重要角色。例如現(xiàn)有基于GPS、WIFI和蜂窩網(wǎng)等技術(shù)的定位服務(wù)占據(jù)著市場主導(dǎo)。近年來，隨著認(rèn)知無線電（CR）和協(xié)作自組織技術(shù)的深入研究，將CR和協(xié)作的基本思想引入傳統(tǒng)定位系統(tǒng)中，已成為新的研究熱點。

一、協(xié)作認(rèn)知定位系統(tǒng)基本架構(gòu)

在定位系統(tǒng)中，任何發(fā)收裝備的信號覆蓋都有限，且信號頻率越高或帶寬越寬其作用范圍也就越小。于是為解決局限的信號覆蓋問題，增加作用距離就格外重要，而協(xié)作網(wǎng)絡(luò)則是一種擴(kuò)大通信范圍的有效措施。在協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，各設(shè)備間能夠進(jìn)行信號中轉(zhuǎn)，從而使信號能夠作用于范圍更廣的目標(biāo)終端。換言之，在協(xié)作定位系統(tǒng)中，目標(biāo)節(jié)點有時不能直接地接收源發(fā)射節(jié)點的信號，但通過接收協(xié)作中繼節(jié)點的信號，可實現(xiàn)良好的通信效果，進(jìn)而為協(xié)作定位提供了重要的保障。

圖1所示一種混合蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)。當(dāng)認(rèn)知節(jié)點（CR1）收到主用戶（PU2）的定位請求時，在主機(jī)站（BS）所覆蓋的信號范圍下，認(rèn)知用戶在其周圍則形成一個認(rèn)知集。當(dāng)認(rèn)知集形成后，在該集內(nèi)進(jìn)行多參數(shù)測量，如TOA ，AOA，RSS等，這些參數(shù)則可提供給相應(yīng)的定位算法，進(jìn)而實現(xiàn)定位服務(wù)。

二、協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中主用戶的特點

與傳統(tǒng)定位系統(tǒng)相比，CR網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)知用戶主要有以下特性：第一，CR網(wǎng)絡(luò)中主用戶可以與認(rèn)知用戶實現(xiàn)相互通信，并且認(rèn)知用戶還能夠隨多種信號的傳輸方式的變化而變化。第二，認(rèn)知用戶能在不干擾主用戶的前提下?lián)駲C(jī)去使用主用戶頻譜資源。因此，認(rèn)知用戶能夠與周圍的其它認(rèn)知節(jié)點進(jìn)行信息交互，進(jìn)而可實現(xiàn)對主用戶進(jìn)行協(xié)作定位。

三、協(xié)作定位網(wǎng)絡(luò)的測量模型

在二維空間中，只要確定了主用戶節(jié)點與其通信周圍內(nèi)三個不同的認(rèn)知節(jié)點的距離，通過圓周定位法進(jìn)而可確定主用戶的二維位置坐標(biāo)Cp=[xp yp]T。

四、結(jié)語

由于協(xié)作認(rèn)知定位的研究還處于起步階段，相關(guān)理論研究還不夠深入。為簡化分析，本文選擇基于RSS測量值作為定位系統(tǒng)的參考算法。通過分析，本文所研究的協(xié)作認(rèn)知定位系統(tǒng)，在理論上能夠體現(xiàn)該系統(tǒng)的合理性，這為今后的理論研究提供了良好的基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Mitola J， Maguire G Q. Cognitive radio： Making Software Radios More Personal [J]. IEEE Personal Communications， 1999， 6（4）：13-18

[2]王常健. 多徑時延估計及被動定位基本問題研究[D]. 東南大學(xué)， 2007.

[3] Fitzek F.H.P， M.D. Kate， 周正（譯）.認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò) [M]. 北京郵電大學(xué)出版社，2011