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正文摘录:

2007年第5期息第244图l举例说明了信道的建立过程。节点1是发送端，节点2是接收端。节点1检测到频谱空穴F1，F2，F3。节点2检测到频谱空穴F4，F5，F6。节点1通过RSC分组告知节点2其可用频谱空穴，节点2把节点1的可用频谱空穴与自己的相比较，取交集作为协商信道，并按照一定规则把协商信道分为数据信道和忙音信道。竹点1节点2图1信道的建立为了减少公共控制信道上控制分组之间的冲突，我们采用非持续CSMA方案：发送端在发送RSC之前监听公共控制信道，如果信道空闲，则发送分组；如果信道忙，就不再继续监听信道，而是随机延时一段时间后再重复上述过程；当RS(：发生冲突(即未收到RS(：ACK)时，同样随机延时一段时间后再重复上述过程。2.3SU之间的频谱协商因为可能有多个SU争用同一频谱空穴，因此在数据传输之前SU之间要进行协商n]。信道建立后，发送端发送数据之前首先监听信道上是否有接收忙音，如果没有，他先在控制信道上传输一个RTs，并在发送RTS期间一直监听接收忙音，因为其他节点可能在这期间发送接收忙音。如果发送端监听到接收忙音，那么即使他收到来自接收端的CTS也要延时发送。当接收端接收到RTS时，要监听传输忙音来决定是否有节点在发送数据，如果检测到当前没有发送信号，那么他将回应cTs，并发送接收忙音，否则他将保持沉默。当发送端收到(2TS后，他开始在数据信道上传输并发送传输忙音。当发送和接收数据完毕后，停止发送接收忙音和传输忙音。在通信期间，所有收听到接收忙音的其他节点延时发送。所有接收到传输忙音的其他节点不能传输数据。由于隐藏终端可以收到接收忙音，从而解决了隐藏终端问题；而暴露终端听不到传输忙音，他仍可以发送数据而不能接收数据。SU使用的频谱空穴是PU暂时未使用的频谱，su使用这些频谱的前提是不会对Pu造成干扰。在传统AdH0c网络中，节点通信之前会对信道进行侦听，只有在信道空闲的情况下才会传输数据。而Pu对信道的占用相对于SU来说具有优先权，一旦他有传输任务，立即进行传输，而不会对其授权信道进行侦听。而事实上，他的授权信道可能正被su使用。因此，Su在数据传输的过程当中还必须采取一定的手段检测PU的出现，一旦PU出现立即让出该信道。在下文中设计了一些退避机制。2.4数据传输SU在传输的过程当中必须随时检测PU的出现，比较理想的一种方法是SU在发送信号的同时还接收同频段的信号，把接收到的信号解调后与发送信号比较以判断是否有PU出现。但是，在当前的技术条件下，无线收发设备还无法实现这种功能。本文研究了2种可行的方案，能够比较有效地解决这个问题。方案l发送节点把待发送数据分成一个个数据包，包长的选取取决于Pu能够忍受的最大干扰时间，每次发送数据包之前，对信道进行检测，判断是否有Pu出现，如果没有，发送该数据包；如果PU出现就立即停止发送，退出该信道。由于数据包的长度较短，对PU形成干扰的最大时间为一个数据包的时间。方案2从协商信道分出一定带宽作为感知信道，专门用于检测PU的出现。接收端在接收数据的同时监听感知信道上是否有PU信号，一旦检测到PU，可推断数据信道上也有PU出现，接收端立即通过控制信道给发送端发送一个STOP分组，发送端收到ST()P后停止发送。这种方案的困难在于如何寻找这样的感知信道。如果Pu占用的信道带宽固定且SU一次只占有一个Pu信道，那么比较容易解决，直接从数据信道上分出一定带宽作为感知信道即可；如果su根据传输需求能够同时使用多个授权信道，那么寻找符合要求的感知信道将会非常困难。3CR—AdHoc—MAC方案的性能分析这一部分，通过仿真分析CR—Ad}toc—MAC方案在提高频谱利用率方面的性能。这里考虑一个简化的模型，但从一个角度说明了该方案能有效提高频谱利用率。为简化分析，设PU在单位时间内随机等概出现且只出现一次；su同样在单位时间内随机等概出现且只出现一次，他能迅速可靠的感知频谱，检测频谱空穴，且一次只能占用一个PU信道。采用的系统如下：在一定区域内有4个授权信道向m对SU开放，PU出现一次对信道的占用时间为O.2个单位时间，su完成一次传输对信道的占用时间为6个单位时间。当su随机出现时，按从信道1到信道4的顺序进行频谱感知，检测到一个空闲信道就不再对其他信道进行感知。如果信道1对发送节点和接收节点来说都是空闲的，那么以信道1作为协商信道；如果信道1忙，接着感知信道2，以此类推。测试了以下十种情况(分为两组)：(1.1)m一5，6一O.05；(1.2)m一10，6一O.05；(1.3)m一20，6一O.05；(1.4)优一30，6一O.05；(1.5)m一40，6一O.05；(2.1)m一20，6一O.05；(2.2)m一20，6一O.1；(2.3)m一20，6一O.2；(2.4)m一20，6一O.3；(2.5)m一20，6一O.4。信道利用率采用如下公式计算：3