基于跨层优化的机会频谱接入算法

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1、万方数据第3l卷第11期2010年11月通信学报JournalOnCormnunications、，01．3lNo．1lNovember2010基于跨层优化的机会频谱接入算法张晶，朱洪波(南京邮电大学通信与信息工程学院江苏省无线通信重点实验室，江苏南京210003)摘要：针对周期性信道感知机会频谱接入系统，首先采用马尔可夫过程对次用户的感知活动进行建模分析，然后结合物理层和MAC层参数提出一个跨层性能指标——有效传输容量，并在最大化有效传输容量准则下提出一种跨层优化机会频谱接入算法，进而分析了机会频谱共享系统可获得的平均有效传输容

2、量。理论分析和仿真结果表明，所提出的跨层优化接入算法性能优于单层优化接入算法，它可以使次用户获得更高的有效传输容量。关键词：周期性信道感知；机会频谱接入；有效传输容量；跨层优化；接入算法中图分类号：TN915文献标识码：A文章编号：1000-436X(2010)11．0188．07Opportunisticspectrumaccessalgorithmbasedoncross—layeroptimizationZHANGJing，ZHUHong—bo(CoHegeofTelecommunicationsandInformation

3、Engineering，NanjingUniversityofPostsandTelecommunications，KeyLaboratoryofWirelessCommunicationsofJiangsuProvince，Nanjing210003。China)Abstract：Aimingattheopportunisticspectrumaccess(OSA)system丽mperiodicchannelsensing，sensingactivityofsecondaryuserswasmodeledandanalyzed

4、withMarkovprocess．CombiningphysicallayerindexwithMAClayerindex，across-layerperformancemeasul-etermedeffectivetransmissioncapacity(ETC)Wasintroduced．UnderthecriterionofmaximizingETC，across—layeroptimalOSAalgorithmwasproposedandtheachievableaverageETCofopportunisticspec

5、trumsharingWasdeduced．Theoredcalanalysisandsimulationresultsindicatethattheproposedalgorithmisbetterthansingle-layeroptimalschemesforitprovidesthesecondaryuserswithhigherETC．Keywords：periodicchannelsensing；opportunisticspectrumaccess；effectivetransmissioncapacity；cros

6、s·-layeropti·-mization；accessalgorithm圳言蔷羔煞’的慧需黧勰嚣霎泛在无线通信是无线网络发展的必然趋势，而分授权用户排他性占用，lllJ使频段空闲非授权用户实现泛在化的重要前提是足够的无线频谱资源支也无法使用。研究表明‘1'2】，很多授权频段大部分时收稿日期：2010．07．02；修回日期：2010-10．07基金项目：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)基金资助项目(2007cB310607)；国家科技重大专项(2009zx03003．002，2009ZX03007．004)；江苏省研究

7、生创新计划(cx09B一145Z)；东南大学毫米波国家重点实验室开放课题(K200920)；南京邮电大学攀登计划(NY21000r7)FoundationItems：皿1eNationalBasicResearchProgramofChina侈73Program)(2007CB310607)；TheNationalScience&TechnologyMajorProject(2009ZX03003一002．2009ZX03007-004)；TheGraduateStudentInnovationPlanofJiangsuProvi

8、nce(CX09B一145Z)；TheOpenResearchProjectofStateKeyLaboratoryofMillimeterWavesofSoutheastUniversity(K200920)；TheScalerPlanofNan