认知无线电网络的信道分配策略与MAC协议研究

"基于认知无线电的信道分配策略研究" 本文主要探讨了认知无线电在信道分配策略上的研究，作者杨晨炜在电子科技大学攻读通信与信息系统专业的硕士学位，导师为冷甦鹏，完成于2009年。随着无线通信技术的快速发展，非授权频段的使用日益紧张，而授权频段的利用率却极低。认知无线电技术应运而生，它能智能感知无线频谱环境，自动寻找空闲频谱，并通过学习和决策算法调整工作参数，从而提升频谱利用效率。 文章首先概述了认知无线电的背景、研究现状以及应用情况，同时详细介绍了认知无线电的频谱分配模型。接着，针对分布式认知无线电网络的特点，作者深入剖析了MAC（Medium Access Control）协议设计中的挑战和关键问题。为了解决这些问题，文章提出了一种名为DCC-CRMAC（Dynamic Control Channel based Cognitive Radio MAC Protocol）的新协议。这个协议摒弃了固定控制信道的限制，通过动态控制信道避免了通信瓶颈，并引入功率控制机制以提高网络的频谱复用度。 为了验证DCC-CR协议的有效性，作者在NS2仿真平台上构建了认知无线电节点的仿真模型，并进行了实验。实验结果表明，DCC-CR协议能够显著提高网络的整体吞吐量。此外，本文还取得了一些具体成果： 1. 提出了一种基于动态控制信道的认知无线电MAC协议，弥补了现有协议的不足。 2. 设计了新的收发节点信道同步机制，降低了对系统时间精度的要求，提升了网络效率和灵活性。 3. 针对认知无线电的主次用户模型，设计了功率控制机制，进一步提高了频谱复用度和网络吞吐量。 4. 利用NS2仿真平台，实现了一个支持多信道、多接口和功率控制的通用无线节点模型，构建了认知无线电网络的仿真场景，验证了DCC-CRMAC协议的性能。 这些研究成果为分布式认知无线电网络提供了一种具有实际应用价值的信道资源分配解决方案，同时也为多信道无线网络的研究提供了通用的链路级仿真工具。关键词包括认知无线电、分布式、MAC协议、动态信道分配和功率控制。