基于协作认知网络中的主用户定位研究

狄文桥

【摘要】 本文研究主用户定位，分析一种协作认知定位的模型。利用认知节点间的协作机制，使得该机制能在提高定位系统精度及改善系统可靠性等方面给出理论参考。

【关键词】 认知无线电 协作 定位

前言：在当今各行各业中，定位服务发挥着重要角色。例如现有基于GPS、WIFI和蜂窝网等技术的定位服务占据着市场主导。近年来，随着认知无线电（CR）和协作自组织技术的深入研究，将CR和协作的基本思想引入传统定位系统中，已成为新的研究热点。

一、协作认知定位系统基本架构

在定位系统中，任何发收装备的信号覆盖都有限，且信号频率越高或带宽越宽其作用范围也就越小。于是为解决局限的信号覆盖问题，增加作用距离就格外重要，而协作网络则是一种扩大通信范围的有效措施。在协作网络中，各设备间能够进行信号中转，从而使信号能够作用于范围更广的目标终端。换言之，在协作定位系统中，目标节点有时不能直接地接收源发射节点的信号，但通过接收协作中继节点的信号，可实现良好的通信效果，进而为协作定位提供了重要的保障。

图1所示一种混合蜂窝网系统。当认知节点（CR1）收到主用户（PU2）的定位请求时，在主机站（BS）所覆盖的信号范围下，认知用户在其周围则形成一个认知集。当认知集形成后，在该集内进行多参数测量，如TOA ，AOA，RSS等，这些参数则可提供给相应的定位算法，进而实现定位服务。

二、协作网络中主用户的特点

与传统定位系统相比，CR网络中认知用户主要有以下特性：第一，CR网络中主用户可以与认知用户实现相互通信，并且认知用户还能够随多种信号的传输方式的变化而变化。第二，认知用户能在不干扰主用户的前提下择机去使用主用户频谱资源。因此，认知用户能够与周围的其它认知节点进行信息交互，进而可实现对主用户进行协作定位。

三、协作定位网络的测量模型

在二维空间中，只要确定了主用户节点与其通信周围内三个不同的认知节点的距离，通过圆周定位法进而可确定主用户的二维位置坐标Cp=[xp yp]T。

四、结语

由于协作认知定位的研究还处于起步阶段，相关理论研究还不够深入。为简化分析，本文选择基于RSS测量值作为定位系统的参考算法。通过分析，本文所研究的协作认知定位系统，在理论上能够体现该系统的合理性，这为今后的理论研究提供了良好的基础。

参 考 文 献

[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. 多径时延估计及被动定位基本问题研究[D]. 东南大学， 2007.

[3] Fitzek F.H.P， M.D. Kate， 周正（译）.认知无线网络 [M]. 北京邮电大学出版社，2011