认知无线电网络中非授权用户吞吐量性能研究.doc

认知无线电网络中非授权用户吞吐量性能研究认知无线电网络中非授权用户吞吐量性能研究高技术通讯2011年第21卷第7期:764,769doi:.1002—?冯治恒?王时龙雷松(重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030)摘要面向认知无线电技术领域,通过开展授权用户(Pu)行为模式和非授权用户(su)吞吐量研究,,通过分析su频谱接入策略模型,在su精确感知PU空闲时间分布状态的条件下求出su最大吞吐量,得出在已知Pu空闲时间分布规律条件下,,,吞吐量性能,空闲时间分布,频谱接入策略0引言认知无线电技术l1-2J通过机会频谱共享方式实现频谱的使用,(primaryuser,PU),认知无线电用户被称为非授权户(secondaryu_seEs,SU).认知无线电技术使得Su能够周期性地扫描频谱,以确定可获得的空白频谱,然后su之间可以在不干扰PU的情况下,使用这些感知到的空白频谱进行通信,而一旦PU到来,』.由于吞吐量是路由算法的一个考核指标,集中式路由策略是在掌握全局频谱分布信息的基础上计算最优信道分配和路由l_5,,其缺点是代价过大,,比如采用"避免切换"分配策略[j和"K跳独立"分配策略时,都是在发送数据时开始边寻路并分配信道,,所提出的路由度量指标忽略了多种时延对选路的影响,因此不适用于频谱分布不规则,[10]在Markov的PU信道占用模型的基础上,针对PU的行为,制定了一套Su多信道接入方案,进行了网络吞吐量优化分析,但是没有对影响吞吐量的关键参数(如空闲时间关系),建立了具有普遍性的Su频谱接入策略模型,以最大化系统吞吐量为目标,进而提出了在PU不同空闲时间分布下sU用户的最大吞吐量算法,,,概率密度函数为(t),分布函数为(t),忙碌时问为lp,所以空闲百分比为在忙碌时间中,定义每个数据包为固定长度L,n为随机变量,由此得f=,,Su在频谱空隙中进行工作,所以PU的行为必将影响Su的性能,如最大吞吐量,中断率,,:=P{P数据包冲突}国家杰出青年科学基金(50925518)和博士点基金(20o6061lOlO)资助项目.?男,1980年生,博士生;研究方向:工业无线网络技术,机电一体化;联系人,:zhihengfeng@(收稿日期:2009—1229)?-——764?--——冯治恒等:认知无线电网络中非授权用户吞吐量性能研究假定PU的行为是具有遍历性和稳定性的,并且进入信道时不受su的行为影响的,从而可得其中(k)为PU在第七个"",所有su利用空闲频谱时必须受到如下条件约束:p;?】7(为总碰撞概率的限制值),,若检测到PU(授权用户)信号,则认为PU存在,Su(非授权用户),,一旦发现PU开始使用这个频段,立即停止对该频段的使用,,认知引擎包括三个部分:频谱感知器,决策机和传输器.,,认知引擎/,,,,,,,图1SU的认知引擎组成示意图[3]频谱感知器侦听和检测PU是否工作,感知,学****周围的无线资源环境,检测频谱空洞,建立无线信号的特征知识库,