一種具有可靠控制信道的動態(tài)混合認(rèn)知無線電自組織網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議.pdf

1、隨著無線技術(shù)的不斷發(fā)展，無線頻譜資源的需求越來越大，然而現(xiàn)有的頻譜固定分配政策使得無線頻譜資源變得日益短缺。同時頻譜資源在一些頻段上存在著利用率低的現(xiàn)象，比如模擬電視頻段;在一些頻段上使用率很高，比如移動通信頻段;在一些頻段上已經(jīng)擁擠不堪，比如ISM頻段?，F(xiàn)有的頻譜資源大部分已經(jīng)分配，當(dāng)新的無線應(yīng)用和無線技術(shù)出現(xiàn)時，很難有足夠的頻譜資源來滿足新的需求。
　　認(rèn)知無線電(Cognitive Radio，CR)技術(shù)能夠有效的解決上述問

2、題。CR是一種智能頻譜共享技術(shù)，能夠動態(tài)感知無線環(huán)境中的頻譜空穴，并合理加以利用。因此在無線網(wǎng)絡(luò)中，利用CR的優(yōu)勢解決網(wǎng)絡(luò)中頻譜資源緊張的方法便應(yīng)運而生。
　　認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)（Cognitive Radio Network，CRN）是一種能夠?qū)ν獠繜o線電環(huán)境感知，并且具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的網(wǎng)絡(luò)。在CRN中每個節(jié)點都集成了無線認(rèn)知模塊，能夠動態(tài)感知周圍的無線環(huán)境，發(fā)現(xiàn)頻譜空穴，并通過一定的機制合理的利用該資源。高效率的、可靠的MAC協(xié)

3、議是實現(xiàn)這些功能的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)有的無線MAC協(xié)議并不適用于信道動態(tài)變化的狀況，而且在CRN中次級用戶不能干擾主用戶使用授權(quán)信道，因此需要新的MAC方案來適應(yīng)這種情況。相對比蜂窩架構(gòu)的CRN，自組織架構(gòu)的CRN由于沒有基礎(chǔ)設(shè)施的支持，其MAC協(xié)議的研究更具有挑戰(zhàn)性。
　　本文以認(rèn)知無線電自組織網(wǎng)絡(luò)（Cognitive Radio Ad Hoc Network，CRAHN）MAC協(xié)議為研究目標(biāo)，尋求更加有效地解決控制信道選擇和動態(tài)

4、信道分配等問題的方法。
　　首先，本文對CRAHN做出了相關(guān)闡述，并介紹了幾種現(xiàn)有的MAC協(xié)議。
　　其次，本文指出了現(xiàn)有相關(guān)協(xié)議的不足之處，并在其基礎(chǔ)上提出了一種具有可靠控制信道的動態(tài)混合認(rèn)知無線電自組織網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議，簡稱RCCDH-MAC。該協(xié)議在OMC-MAC和DDH-MAC的基礎(chǔ)上做出了大量的改進，RCCDH-MAC是一種動態(tài)混合MAC協(xié)議，采用雙天線模式，一個用于實時感知頻譜空穴，另一個用于數(shù)據(jù)傳輸;信道編號、空

5、閑信道列表和公共空閑信道列表保存在表Channel-Table中，Channel-Table保存在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個次級用戶上;協(xié)議前期通過公共控制信道交換控制信息，當(dāng)主用戶重新占用數(shù)據(jù)信道或者其他因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)送失敗時，引入輔助公共控制信道選擇機制，該機制實現(xiàn)了輔助公共控制信道的自動同步過程;輔助公共控制信道選擇機制使得動態(tài)控制信道的選擇具有更高的可靠性;同時為了盡量避免碰撞，RCCDH-MAC引入了退避機制。
　　本文通過理論和仿真對