4、数字电视广播空白频段认知无线电网络的 urn 占用方法

数字电视广播空白频段认知无线电网络的 urn 占用方法

1. 引言

在过去十年里，认知无线电（CR）范式极大地改变了我们对无线通信机会的看法。其核心动机是优化未充分利用的无线电资源的使用。CR 设备是智能无线电，能从环境中学习并调整自身功能，如数据速率、调制方案等。全球多地也在开展相关的标准化、监管和认证活动。电视空白频段是 CR 最具前景的应用之一，ECMA - 392 标准由认知无线电联盟（CogNeA）制定，用于在电视空白频段以全分布式方式管理认知无线电网络（CRN）。

频谱感知和地理定位是机会性访问无线电资源的两种方法：
- 频谱感知 ：依赖 CR 设备检测低至 -114 dBm 信号的能力，以寻找未使用的频率空洞。感知效率低下会对电视服务造成有害干扰。
- 地理定位 ：依靠数据库（DB），CR 设备可查询特定地理区域内可用的频率。文献中定义了保护轮廓，即 CR 设备可进行传输的距离。

本文聚焦 470 - 790 MHz 频率区域的电视空白频段，考虑 k 个具备地理定位和频谱感知能力的 CR 设备。假设配备 GPS 等定位功能的 CR 设备在查询数据库后，能了解特定地理区域的频谱使用情况，但随着时间推移，若不通过频谱感知及时更新，初始信息可能不准确。CR 设备通过访问带外认知控制信道（CCC）中的信标周期（BP）来维持连接并交换信息。

电视空白频段的频率区域被划分为 6 MHz 宽的频率信道（电视频道），本文将 CR 设备感知潜在可用信道的问题表述为 urn 占用问题的一个特例。CR 设备遵循基于 ECMA - 392 推导的专有介质访问控制（MAC）协议