认知无线电MAC层：基础设施与自组网络的感知调度综述

认知无线电（CR）是一种新兴的无线通信技术，它允许未授权用户（secondary users, SU）在已分配给授权用户（primary users, PU）的频谱资源上进行通信，通过动态感知并适应频谱环境。在CR网络中，MAC层起着关键作用，负责处理频谱感知、传输决策和与其他用户协调等任务，以确保高效、公平的共享和减少对PU服务的干扰。 本综述文章由Claudia Cormiob和Kaushik R. Chowdhury撰写，关注于认知无线电MAC协议的深入分析。他们首先介绍了频谱感知的基础，这是CR网络的核心功能，因为它确保了在共享频谱时的智能接入，避免对合法用户的信号造成不可接受的干扰。频谱感知技术通常包括实时监控频谱活动、识别空闲和繁忙的频带，以及确定合适的感知和传输时间窗口。 对于基础设施型CR网络，文章探讨了诸如动态频谱接入（DSA）、协作感知和分布式协调等关键技术，这些协议设计目的是实现自动化的频谱管理和资源优化。例如，动态频谱接入协议可以根据实时环境调整传输参数，如频率选择、功率控制和数据传输速率，以最大化SU的利用效率。 另一方面，对于adhoc CR网络，研究者关注的是自组织和自适应的MAC策略，如机会感知（opportunistic spectrum access, OSA）和多跳通信，这些方法依赖于节点之间的协同工作来发现可用频谱并进行数据交换。 然而，尽管CR MAC协议带来许多优势，如频谱效率提升和频谱利用率改善，但也存在一些挑战和限制。这些包括传感器噪声、伪随机信号干扰、快速变化的环境动态以及与PU通信的潜在冲突管理。此外，由于CR网络的复杂性，如何设计有效的频谱协调机制、降低控制信道开销以及确保网络的可靠性和安全性也是当前研究的重要课题。 总结来说，这篇综述旨在为理解和设计CR MAC协议提供一个全面的视角，包括其核心原理、关键技术和面临的挑战，以便为CR网络的设计者、研究人员和标准制定者提供有价值的信息，推动该领域的进一步发展。