分布式协同认知无线电频谱共享MAC协议

随着无线通信技术的飞速发展，认知无线电(Cognitive Radio, CR)因其独特的优势在解决频谱稀缺问题上引起了广泛关注。CR的核心理念是允许无线设备动态地侦听和利用未被主要用户占用的频谱资源，从而提高频谱效率。在CR技术的框架下，频道管理扮演着关键角色，它直接影响到通信性能的提升以及对主要用户的干扰最小化。 本文提出了一种基于802.11 WLAN的自组织协议，特别应用于认知无线网络。该协议将频谱划分为数据通道和共享控制通道，以便于通信对检测并保护附近的固定基础设施（incumbent systems）信号。通过实时传输（Real-Time Scheduling, RTS）和清晰传输确认（Clear Channel Assessment, CTS），通信对能够了解哪些子频带可用，即没有主要用户活动。 针对隐藏的 incumbent 设备问题（Hidden Incumbent Device Problem, HIDP），文中创新地引入了邻近节点信息交换（Exchanging of Neighboring Nodes Information, ENNI）机制。ENNI机制通过节点之间的协作，提高了对潜在干扰源的感知能力，有效地解决了HIDP，确保了通信的可靠性。当通信对与未知环境中的潜在干扰源交互时，通过ENNI机制，可以及时调整其通信策略，避免干扰，保证服务质量。 通过模拟实验，结果显示，应用本文提出的分布式协调频谱共享（Distributed Coordinated Spectrum Sharing, DCSS）多接入控制协议（MAC Protocol）显著地降低了HIDP的影响，提高了系统性能。关键词包括：认知无线电、隐藏的incumbent设备问题、协同频谱感知（Cooperative Spectrum Sensing, CSS）以及协作式传输（Cooperative Transmission, CT）。这项研究为认知无线电网络的高效运行提供了一个重要的解决方案，对于频谱资源的动态管理和网络优化具有重要意义。