認知網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議研究與設(shè)計.pdf

1、頻譜資源的緊缺現(xiàn)狀,以及通信要求對頻譜資源需求的日益增加,促使人們提出認知無線電技術(shù)。該技術(shù)通過感知授權(quán)頻段的空閑頻譜并對其進行接入和利用,以此來提高頻譜利用率。因此,研究有效的認知網(wǎng)絡(luò)的媒體接入控制協(xié)議(MAC協(xié)議)對提高認知網(wǎng)絡(luò)的性能有至關(guān)重要的作用。
　　對于集中控制式認知網(wǎng)絡(luò),802.22 MAC層的協(xié)議的規(guī)范中采用了周期感知方式,即一個幀周期內(nèi),一部分時隙用來感知空閑頻段,而另一部分時隙由認知用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。為了使認知

2、用戶獲得更多的時隙用來傳輸數(shù)據(jù),本文提出了一種新的幀周期結(jié)構(gòu),既認知用戶一旦感知成功,便在接下來的時隙中一直進行數(shù)據(jù)傳輸,直到主用戶再次出現(xiàn)。然而主用戶的出現(xiàn)必然會使主用戶和認知用戶間產(chǎn)生數(shù)據(jù)包的沖突,因此,針對上述沖突,本文提出了一種基于基站間協(xié)作的數(shù)據(jù)包重傳策略,該協(xié)議能有效降低網(wǎng)絡(luò)中的沖突問題,有效提高了基于這種幀結(jié)構(gòu)下的認知無線電網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。
　　集中控制式中認知用戶間的信息共享可以由基站實現(xiàn),MAC協(xié)議的設(shè)計多集中在解

3、決主用戶和認知用戶間的沖突,對于分布式的認知網(wǎng)絡(luò),由于沒有中心控制基站,認知用戶之間很容易在接入和感知空閑頻譜過程中產(chǎn)生沖突,所以如何解決認知用戶間的信息共享問題,達到接入的公平性和有效性,是需要重點解決的一個問題。傳統(tǒng)的基于CSMA/CA的協(xié)議已經(jīng)不再適合分布式認知網(wǎng)絡(luò)。并且,認知無線電網(wǎng)絡(luò)中一般都存在多個主用戶,認知用戶采用多信道MAC協(xié)議要比單信道MAC協(xié)議能更好地利用多個主用戶的頻譜資源。
　　本文提出了一種多信道負載均衡