5、认知无线电网络的高效资源管理与性能优化

认知无线电网络的高效资源管理与性能优化

认知无线电技术概述

认知无线电（CR）技术是解决频谱稀缺问题的关键方案，它允许认知用户（SU）机会性地使用授权频谱，同时避免对主用户（PU）造成有害干扰。认知无线电网络需要特定的媒体访问控制（MAC）协议，这些协议与传统MAC协议不同，能够适应主用户的活动情况。

认知无线电网络中的MAC协议可分为集中式和分布式两类。集中式协议依赖中心实体（如基站）来管理网络活动，存在中心实体静态的缺陷；分布式协议则基于认知节点间的合作，具有可扩展性、灵活部署和分布式频谱感知等优点，但需要考虑时间同步和信息获取的开销问题。

分布式MAC协议分析

• DOSS MAC协议 ：这是一种随机接入协议，使用三个独立的无线电分别用于控制、数据和忙音频段。当节点在某个信道上收发数据时，会在相应的忙音频段发送忙信号。然而，该协议需要两个独立频段，频谱利用率低，且需要多个收发器，其中两个不用于数据通信。
• DCA MAC协议 ：是IEEE 802.11 CSMA/CA协议的简单扩展，使用多个收发器和专用的带外公共控制信道（CCC）进行信令传输。其主要缺点是每个用户需要两个收发器，且未以保证用户的服务质量（QoS）为目标。

新型分布式MAC协议设计

提出了一种用于认知无线电无线自组织网络的新型MAC协议，该协议具有分布式、无冲突和公平信道分配的优点，同时考虑了认知节点的QoS请求。
- 协议结构 ：协议具有周期性结构，包括感知期、控制期和传输