2、认知无线电无线自组织网络MAC协议与控制信道设计

认知无线电无线自组织网络MAC协议与控制信道设计

1. 认知无线电无线自组织网络MAC协议解析

在认知无线电无线自组织网络中，MAC协议对于资源分配和节点通信至关重要。下面我们将详细介绍该协议的相关内容。

1.1 关键参数与关系

在相关公式中，$\Delta$ 表示传输一个MAC服务数据单元（MSDU）所需的时间，$T_{ms}$ 是进行一次RTS/CTS交换所需的时间。根据网络数据速率和时间槽 $T_s$ 计算得到的 $T_{ms}$ 和 $\Delta$ 是固定的，并且可用信道数量 $ch$ 与允许的最大小时隙数 $h$ 相关。在最佳情况下，每个尝试访问信道的节点都能找到其预期的接收方，每个访问窗口（AW）持续一个小时隙，即信道 $j$ 的总AW长度为 $j$ 个小时隙。如果AW的最大持续时间由 $h$ 个小时隙组成，那么可以进行CTS/RTS交换的最后一个信道是信道 $h$，其他信道将无法使用，因为最大允许的AW持续时间已结束，所以 $ch$ 不能大于 $h$。

1.2 分析模型

为了评估该MAC协议的性能，我们采用离散时间马尔可夫链理论。在马尔可夫链中，状态由两个变量 $(i, j)$ 定义，其中 $i$ 是已使用的信道数量，$j$ 是已使用的小时隙数量。从通用状态 $(i, j)$ 开始，在一个小时隙结束时，只有两种可能的转移情况：如果没有发生传输，则转移到状态 $(i, j + 1)$；否则，转移到状态 $(i + 1, j + 1)$。

状态转移概率方面，从状态 $(i, j)$ 转移到状态 $(i + 1, j + 1)$ 的概率称为 $\beta_i$，转移到状态 $(i, j + 1)$ 的概