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正文摘录:

邹飞非等：一种基于认知无线电的动查频遭堡△坚垒竺直塞_________’________-______-____-_____-____-_______--_-_________-_______________--—————_-—————————————————一。。叩一孬*6+叩.(1)道正被SU使用的最大概率为：其中：呀为授权信道向SU开放之后的信道利用率，确为Pu对授权信道的利用率(这里碾为20％)，“为单位时间内Su成功完成传输的平均次数(因为PU和sU都是随机出现的，取平均能较好地反映信道的利用率，这里对1000个单位时间取平均)，6为SU完成一次传输对信道的占用时间。以上几种情况的信道使用率如图2和图3所示，通过仿真发现本文设计的新MAC方案有效地提高了频谱利用率。图2SU数量变化时信道利用率的变化图3SU占用信道的时间变化时信道利用率的变化分析图2和图3可见信道利用率由原来的20％提高到30％～70％。因为每次都是从信道1开始感知，所以前面的信道利用率要略高于后面的信道。另外，随着sU数量的增大信道利用率增大；SU的传输特性对信道的利用率也有较大影响，占用时间太短或占用时间太长都会使得信道利用率降低。在提高信道利用率的同时还必须考虑Su对PU的干扰问题。先从理论角度进行分析，根据前面的假设，SU在[O，l一扣单位时间内等概率出现，概率密度函数为：厂(z)一尚(2)如图4所示，假设PU在时刻f出现，那么如果有SU在(卜一d，f)内开始传输，那么Pu出现时其授权信道正被SU占用，也就是说PU可能会被干扰。若某个信道向是对SU开放，则PU出现时其授权信4rdP。。一c：I，(z)dz(3)J00+6+—一O2_——_+.图4SU对PU的干扰在m一20，d—O.05的情况下，信道利用率可提高到30％～60％，但PU出现时授权信道正被SU占用的概率为10％～50％，也就是说PU可能被干扰的概率为10％～50％。不难理解随着信道利用率的增大，PU可能被干扰的概率也增大。采用本文所提出的解决方案，SU在传输的同时还检测PU的出现，一旦PU出现立即退出授权信道，有效地避免了对PU的干扰。在频谱感知技术较理想的情况下SU对PU的影响可忽略不计。4CR—AdHoe一.MAC方案的优点和不足本文提出的CR—Ad}toc—MAC方案有具有如下优点：(1)可以实现随机用户实时的动态频谱接人，有效地提高了频谱利用率；(2)具有较高的灵活性；(3)能有效解决隐藏终端和暴露终端问题。从前面的分析可以知道，该协议相对于传统的静态频谱分配具有更高的频谱利用率；分布式的网络拓扑结构决定了该方案具有较好地灵活性；在传统的Ad}-Ioc：中，双忙音多址接入协议(DBTMA)已经被证明较好地解决了隐藏终端和暴露终端问题，该方案是DBT.MA的扩展，同样有效解决了该问题。该方案的不足之处在于：(1)需要多个无线收发机，当接收节点在接收数据包的时候同时要发送接收忙音，发送节点在发送数据包的时候同时也要发送传输忙音；(2)该方案需要一个公共控制信道来完成传输信道的建立；(3)整个过程中控制信道交互次数较多。’5结语本文介绍了动态频谱接入技术，提出了一种基于认知无线电的动态频谱接入MAC方案，该方案允许SU进行宽带频谱感知，自适应地选取可用带宽，在不对PU造成干扰的前提下使用PU暂时未使用的频谱(即频谱空穴)，从而有效地提高了频谱利用率。由于SU在传输的过程中PU随时可能出现，一旦PU出现，SU就必须退出该信道。为了保证SU的服务质量，必须采用合理的机制来解决链路保持问题，下一步我们将着重研究这个问题。(下转第9页)