基于延时控制的动态频谱共享系统.docx
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1、510152025303540基于延时控制的动态频谱共享系统张典,陈军权,胡青松(中国矿业大学物联网研究中心,中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州,221000)摘要:认知无线电作为一种动态的频谱接入技术,旨在不影响主用户的前提下,提高频谱利用率,本文通过分析传播延时对主用户造成的影响,提出了一种基于延时控制的解决方案。结合认知用户和主用户在无线通信信道中的传输特性,在AdhOC节点中加入延时时间判决器,以减小认知用户对主用户的干扰。仿真实验表明,加入延时时间判决器后,改善了主用户的信道拥挤和数据包丢失状况,主用户的通信质量得到了提高。关键词:认知无线电;AdhOC网络;频谱共享;延时中图
2、分类号:TN92Designofpropagationcontro1fordynamicspectrumsharingcommunicationsystemZHANGDian,CHENJunquan,HUQingsong(ResearchCentreoftheInternetofThings,Schoo1ofInformation&E1ectrica1Engineering,ChinaUniversityofMiningandTechno1ogy,JiangSuXuZhou221000)Abstract:Cognitiveradioasakindofdynamicspectrumsharing
3、communication,aimedatenhancethespectrumuti1izationattheprimesof1itt1eofaffectiontotheprimaryuser.Thispaperproposesakindofdesigntoso1vetheaffectionthroughtheana1ysisofthepropagationde1ay.Combinewiththecharacteristicsofthechanne1,weaddade1ayarbitertoreducetheaffectionformrecognizeuser.Thesimu1ationres
4、u1tshowsthatthroughthede1ayarbiter,weenhancethepropertiesoftheprimaryusers.Keywords:cognitiveradio;Adhoc;spectrumsharing;propagationde1ay0引言随着无线电行业的发展与无线通信业务量的不断扩大,频谱资源在无线电技术中也越来越珍贵,一方面,可供分配的频谱资源越来越少,另一方面,频谱利用率较低。认知无线电作为一种动态的频谱共享技术,能够有效地降低频谱资源以及带宽对无线通信的限制,提高频谱利用率山。面对日益短缺的频谱资源,美国联邦通信委员会采取新的政策鼓励动态接入利用
5、率低的频谱,通过检测以及使用未被利用的或者利用率较低的频谱资源,提高频谱资源的利用率。文献【3】FanWang提出了一种分布式的频谱共享系统,通过PIWF算法(aprice-basediterativewater-fi11ing)的分布式代价策略解决了频谱共享中吞吐量低和能量效率低的问题。文献【4】Y.ThomasHou解决了多跳频谱共享网络的MIN1P(混合整数非线性规划)问题,提高了认知用户无线网络接入效率。文献【5】吴春德指出,BFP(bandwidth-footprint-product)是衡量频率和空间综合利用率的一个重要指标,通过找出BFP的最小值,可以寻找到最优的频带分配和选择方
6、案。这些策略都是基于认知用户不考虑信道拥挤和用户数据包丢失的情况而提出的改进算法。然而,文献【6】中Amitabh.M指出频谱共享方案中的主用户和认知用户不能保持时间同步会造成主用户出现信道数据拥挤和数据包丢失等问题。在此基础上,木文结合无线通信的信道传输特性和主用户节点以及认知用户节点的情况,提出了一种用作者简介:张典(1988-),女,硕士研究生,主要研究方向:认知无线电通信联系人:胡青松(1978-),男,硕士研究生导师,主要研究方向:认知无线电.E-mai1:455055606570Adhoc节点延时判断控制的动态频谱共享策略解决认知用户对主用户由于时间同步引起的干扰问题,缓解了信道拥
7、挤和主用户数据包丢失的情况。1系统模型1.1 认知无线电频谱共享网络模型ASN(AdhocSecondaryNetWork)网络中的移动节点通过GSM(GIOba1SystemofMobi1ecommunication)实现与基站的网络通信。GSM系统是用于实现移动节点和基站之间的通信,数据在信道传输的过程中,主要是通过上行时隙和下行时隙进行数据传输,其中,上行时隙是用户终端为获得通信时隙而进行随机访问的时隙,下行时隙是对上行时隙的状态进行应答。Adhoc节点在GSM网络通过单跳或者多跳实现通信,Adhoc网络中,每个节点都配置一个收/发信道机,通过收/发信道机,节点对信道的状态实行实时的监控
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