30、频谱敏捷网络的信道分配与接入协议解析

频谱敏捷网络的信道分配与接入协议解析

1. AW - MAC 基本操作与特性

AW - MAC 是频谱敏捷网络中的一种重要信道接入机制。其基本操作假设固定数据包大小和相等速率需求。在图 1 中，Tctrl 表示一次 RTS/CTS 数据包交换的持续时间（秒），Tdata 表示一次数据加 ACK 数据包传输的持续时间。

• 信道分配粒度 ：根据主用户（PR）动态导致的信道可用性，信道分配可以按数据包或链路的粒度进行。如果按链路粒度分配，该分配适用于链路两端当前连接的所有数据包。
• 公平性 ：CR 用户使用 CSMA/CA 机制的变体在控制信道上竞争，这使得所有 CR 用户无论速率需求如何，都有相同的信道访问概率，从而保证了网络公平性。

2. 设计变体

• 多级频率相关功率约束下的信道分配 ：由于 PRN 的非合作性质，识别频谱空洞和选择合适的信道/功率的问题变得复杂。通常采用多级时变频率相关功率掩码（Pmask = {P(1)mask, P(2)mask, …, P(M)mask}）来实现 CR 和 PR 用户之间的频谱共享。不过，确定合适的多级功率掩码仍是一个待解决的问题。
• 双收发器 AW - MAC ：每个 CR 用户使用两个半双工收发器可以提高 CRN 吞吐量。一个收发器调谐到控制信道，另一个可以调谐到 MIdle 中的任何数据信道。这样可以在当前数据传输时进行后续 AW 的预留，减少控制开销并提高整体吞吐量。