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正文摘录:

2007年第5期总第244一种基于认知无线电的动态频谱接人MAC方案邹飞非，杨震(南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003)摘要：在传统的无线通信系统中，频谱的分配是固定的。但是由于通信过程的突发性，这些频谱的使用率很低。另一方面，随着无线通信和多媒体的高速发展和广泛应用，无线频谱资源日趋紧张。如何提高频谱利用率已经成为迫切需要解决的问题。一种可行的思路是把这些授权频谱向未授权用户开放，未授权用户采用动态频谱接入技术，在不对授权用户造成干扰的前提下使用频谱。本文以认知无线电技术(CognitiveRadio，CR)为基础，提出了一种基于CR的动态频谱接入MAC方案(CR—AdHoe—MAC)。该方案允许未授权用户自适应地选取可用带宽，实现了动态频谱接入，有效地提高了频谱利用率。关键词：认知无线电；动态频谱接入；频谱感知；频谱空穴中图分类号：TN92文献标识码：B文章编号：]004—373X(2007)05—001—04DynamicSpectrumAccessMACSchemeBasedonCognitiveRadioZOUFeifei。YANGZhen(CollegeofCommunicationandInformationEngineering，NanjingUniversityofPostsandTelecommunications.Naniing.210003.China)Abstract：Incurrentwirelesscommunicationsystems，spectrumallocationisstatic，thisresultinextremelylowspectrumU—tilizationbecausethisspectrumisrandomlyused.Ontheotherhand，withtherapiddevelopmentandwidespreadapplicationofwirelesscommunicationandmultimediatechnology，currentspectrumscarcityhasbecomeaseriousproblem.Howtoimprovespectrumutilizationhasbecomeanemergentproblemneededtobesolved.Onefeasiblemethodistoopenupthislicensedspec—trumtounlicensedusers，whichadoptdynamicspectrumaccesstechnologytousethisspectrumonthebasisthattheydon’tin—terferewithlicensedusers.Inthispaper，weproposeadynamicspectrumaccessMACschemebasedonCognitiveRadio(CR).Inourscheme，unlicensedusersareallowedtoadaptivelyselectavailablespectrum，adoptdynamicspectrumaccesstechnology，improvingspectrumutilizationeffectively.Keywords：cognitiveradio；dynamicspectrumaccess；spectrumsensing；spectrumholes1引言在传统的无线电通信系统中，频谱的分配是固定的。授权用户对其频谱具有独占性，其他用户不允许使用，这种频谱分配方式有利于保证系统的服务质量(QoS)。但由于通信过程的突发性，这些频谱的使用率很低。美国联邦通信委员会(FCC)的一份调查报告表明，分配给授权用户的频段其使用率在不同时间不同地区的波动很大，从15％～85％不等…。另一方面，无线服务发展迅速，对无线频谱资源的需求日益增大，无线频谱资源的缺乏问题日益严重。事实上，频谱资源的缺乏是人为的对频谱的管理不当造成的。一种可行的解决这个矛盾的方案是实现动态频谱接入(DSA)。实现DSA目前有2种设想”]：动态频谱分配和机会式收稿日期：2006一08—16基金项目：教育部重点科技项目基金资助(206055)频谱接入。这2种方案有一定共同点，但在基本原理、技术挑战以及应用领域并不相同。动态频谱分配最早是在欧洲DRIVE计划中提出来的，其主要目标是长期的商业应用如UMTS和DVB—T。利用通信业务在时间和空间上的统计特性，其目标是实现与时间和空间相关的无线服务的共存，从而提高频谱利用率。例如，分配给UMTS和DVB—T的频谱量随着地区和时间的不同而变化。与目前的静态频谱分配策略相似，这种DSA策略在一定时间一定区域把无线频谱的某一部分分配给某一无线接入网，其他用户不得使用。因此，这种方案并不能完全消除由于业务量的突发性而产生的频谱空穴。与动态频谱分配利用频谱占用的统计特性不同，在美国国防高级研究计划局下一代无线通信计划(DARPAXG)中提出的机会式频谱接入，其目标是通过向次级用户开放授权频谱，充分利用瞬时的频谱空穴。这种方案允许次级用户(以下简称SU)检测出可用频谱，然后在不对主用户(以下简称PU)造成干扰的前提下使用该频谱，因此能较好地消除频谱空穴。】