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正文摘录:

邹飞非等：一种基于认知无线电的动查麴遭堡△塑垒堡本文重点研究第2种【)SA方案，并且将该方案应用于AdI_Ioc网络。这种机会式频谱接人AdI_toc网络应用时受到的基本限制如下L3]：(1)SU仅在PU未使用的频谱资源上进行传输；(2)SU的传输不会对PU造成干扰；(3)PU与sU之间不存在信息的交换。实现机会式频谱接入AdHoc网络的一个关键和难点在于设计基于认知无线电的媒体接入控制(MAC)方案。与传统的AdHoc—MAC方案相比较，该新方案有以下几点不同：(1)传统的AdHoc—MAC方案所采用的信道是静态分配的；而新方案采用的信道是动态的；(2)在传统无线局域网方案中，通信建立之前节点会对信道进行侦听，如果信道忙，节点将延时发送；而在新方案中，由于Pu相对于sU来说具有优先权，PU有通信任务时不会对授权信道进行侦听就直接进行传输(而事实上该信道有可能正被SU使用)。新方案必须很好地解决这几个问题。本文提出的基于认知无线电的动态频谱接入MAC方案，允许节点根据通信需求白适应的选取可用带宽，实现了实时动态频谱接入，在不需要基础设施任何帮助的前提下有效地提高了频谱利用率。无线Ad}toc网络中还有一个难题即隐藏终端和暴露终端问题。在传统AdHoc：网络中，通过增加忙音信道、采用RTs／CTS信道握手机制或两者相结合的方法来解决隐藏终端和暴露终端问题，本文把传统Ad}-Ioc网络中的实用方法扩展到基于认知无线电的动态频谱接入方案中。2基于认知无线电的动态频谱接入MAC方案(CR—AdHoc—MAC)这一部分详细介绍CR—Ad}-Ioc：一MAC方案，当SU有通信任务时进行如下几个步骤：(1)检测频谱空穴；(2)信道的建立(数据信道、忙音信道)；(3)SU之间的频谱协商；(4)数据传输。2.1检测频谱空穴CR—AdI-Ioc—MAC方案实现的一个根本前提是SU能对信道的使用状况进行感知，检测出频谱空穴并使用之，同时一旦PU出现立即退出该信道。根据信号处理理论，常用的信号检测方法有：匹配滤波器法、能量检测法、信号的特征检测“]。匹配滤波器法是一种最优的信号检测方法，在输出端他能够使信噪比达到最大，但他的实现必须具备被检测信号的先验知识，且解调时必须进行时间同步和载波同步，处理起来非常复杂。匹配滤波器法的重大缺陷在于对每2种类型的PU都需要一种特定的接收机。能量检测法是一种比较简单的信号检测方法，属于信号的非相干检测，利用FFT就可以实现。但他固有的缺陷限制了他的使用。首先，能量门限的设置非常困难，很可能将衰落的、比较微弱的信号排除在外。其次，能量检测法不能区分出有用信号、干扰及噪声。信号的特征检测就是通过提取各种不同信号的特征参数来进行检测。载频、跳频序列、循环前缀，信号的周期性及频谱形状等信号特征参数，都可以用来检测信号存在与否的依据。上述信号检测方法的性能受到接收信号强度的影响，当接收信号受多径衰落或阴影效应的影响而发生严重衰落时将很难检测到信道上是否有PU正在传输。一种可行的解决方法是通过多个SU用户之间的合作来提高检测PU的可靠性邸]。SU在进行通信之前根据实际应用背景选择上述的某种信号检测方法通过宽带频谱分带扫描实现感知，找到可用的频谱空穴，实现数据传输。sU感知的频谱越宽越容易找到符合要求的信道，但同时所花的时间也越多，处理起来也越复杂。因此SU感知的频谱宽度要在性能和复杂度之间进行折衷。另外，为简化起见，频谱空穴一旦被某个SU使用，其他的SU不得使用，暂不考虑SU同时在同一信道上传输的问题。2.2信道的建立传统的Ad}toc·网络中信道的分配是固定的，而SU所使用的传输频段是未知的、动态的。SU在通信之前首先要建立信道。由于传输信道的动态性，信道参数(中心频率、信道带宽等)随时都可能发生变化，而这些参数接收机必须知道。在这种情况下接收机的设计与实现在当前的技术条件下将非常困难。这里，采用一种较简单的方法：增加一个公用的控制信道，通过该信道，接收端可以知道该接收哪个频段的信号。发送端在发送之前，首先在一定频谱范围内进行感知，检测到一定数量满足要求的频谱空穴。然后在公用控制信道上发送一个RSC分组，这个：RS~：分组包含目的节点(接收端)的地址，发送端可以使用的频谱空穴的参数(中心频率、带宽等)。接收端收到RSC之后，同样也进行频谱感知。接收端把发送端可以使用的频谱空穴与自己可使用的频谱空穴作比较，取两者的交集作为协商信道，并对协商信道进行合理分配，把他分为数据信道和忙音信道(发送忙音信道和接收忙音信道)。增加忙音信道可有效解决.Ad}toc：网络中的隐藏终端和暴露终端问题。通过监听忙音信道可以知道对应的数据信道上是否有数据在传输。最后接收端回应RSCACK分组(其中包含了协商信道的全部信息)，接收端收到RSC.ACK之后知道了协商信道的所有参数。