分布式频谱共享系统的动态p坚持CSMA接入算法研究

摘要

由于无线网络接入的便利性，现在人们十分偏爱无线通信，激发了无线业务的不断增长，而频谱资源的匮乏成为制约无线通信发展的瓶颈。频谱共享系统是一种利用认知无线电技术能够对利用率低下的固定分配频段进行再利用的无线接入系统。认知无线电技术具有认知和重配置的能力，能够感知频段内未使用的频谱空洞，对发射参数进行重配置，动态的选择频谱进行接入，从而提高了频谱利用率。本文在分布式频谱共享系统的网络架构上，对动态频谱接入进行了研究。
　　按照本文中的分布式频谱共享系统的设计要求：OFDM符号长度过长和多信道机同收同发的工作模式，较之一般的分布式认知无线电网络有严格的限制条件。根据认知无线电的特点，节点需要动态的选择信道接入，相应的会增加较多的控制报文，而控制报文不宜过长，否则会严重的降低信道利用率。本文提出采用生成树算法形成树型分级网络使全网选择统一的通信信道，并使用动态自适应的p坚持CSMA算法控制信道接入，以此减少控制报文的交互。为了能够在兼顾网络性能的条件下使其多个收发机同收同发的工作，本文提出并使用AOAP-CSMA和CAAP算法，能够计算出一个最优p值对多个信道机进行统一调度。
　　论文首先简要的介绍了认知无线电技术的基本概念和模型，然后讨论了认知无线电网络MAC层的几个关键技术。第三章中介绍了分布式频谱共享系统的设计要求和 MAC层协议模型，提出了全网以生成树算法统一全网的通信信道，以AOAP-CSMA和CAAP算法接入信道的方案。第四章详细描述了AOAP-CSMA和CAAP算法算法的具体内容和实现。第五章通过仿真结果显示，该协议能够显著提高系统的吞吐量，并易于实现。最后对全文进行总结并展望。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

缩略语

第一章 引言

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3本文的主要内容和组织结构

第二章 认知无线电技术介绍

2.1 认知无线电技术概述

2.2认知无线电MAC层的关键技术

2.3本章小结

第三章 分布式频谱共享系统MAC协议设计

3.1应用场景与网络架构

3.2物理层概述

3.3 MAC层协议模型设计

3.4本章小结

第四章 动态p坚持CSMA接入算法

4.1单信道单接口下的AOAP-CSMA算法

4.2多信道多接口下的CPPA算法

4.3协议描述

4.4本章小结

第五章 仿真分析

5.1单信道单接口仿真

5.2多信道多接口仿真

5.3本章小结

第六章 结论

6.1本文的主要工作

6.2研究的下一步目标

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果