机会频谱接入系统中基于次用户容量分析的检测参数设计

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1、第33卷第1期电子与信息学报Vol.33No.12011年1月JournalofElectronics&InformationTechnologyJan.2011机会频谱接入系统中基于次用户容量分析的检测参数设计*孙君朱洪波(南京邮电大学通信与信息工程学院江苏省无线重点实验室南京210003)摘要：该文对认知网络中基于机会频谱接入(OSA)技术的认知用户的信道容量表达式及其检测参数进行了研究。首先讨论了次用户信号干扰噪声比(SINR)的特性，得到存在干扰和不存在干扰两种状况下的SINR的均值表达式，探讨SINR

2、对次用户信道容量的影响,以及次用户的信道容量在OSA方式下的变化。并在此基础上，结合信道统计特性，运用跨层设计思想，设计次用户的发送数据帧长和检测频率。从分析结果可以看出，主用户对授权信道的占用模型影响次用户的SINR，进而影响到次用户检测频率和传输帧长的设计，结果表明从次用户物理层特性和主用户业务特性结合角度设计次用户检测参数的方案，在保证次用户吞吐量要求的同时，降低了主次用户之间的干扰，同时提高了系统对频谱的利用率。关键词：无线通信；数据帧长；检测频率；信道噪声干扰比；信道容量；机会频谱接入中图分类号：TN

3、92文献标识码：A文章编号：1009-5896(2011)01-0205-06DOI:10.3724/SP.J.1146.2010.00170Detection-parametersDesignBasedonCapacityAnalysisofSecondaryUsersinOSASystemsSunJunZhuHong-bo(WirelessKeyLaboratoryofJiangsuProvince,InstituteofCommunicationTechnologies,NanjingUniversity

4、ofPostsandTelecommunications,Nanjing210003,China)Abstract:ChannelcapacitiesandsensingparametersforSecondaryUsers(SUs)basedonOpportunisticSpectrumAccess(OSA)techniquearestudiedinthispaper.First,characteristicsoftheSignal-to-Interference-and-NoiseRatio(SINR)of

5、SUsarediscussed,fromwhichtheexpressionsabouttheaverageSINRarederivedunderinterferenceandnon-interferencecases.Then,theinfluencesofSINRonthechannelcapacityunderOSAmodearediscussed.Afterthat,thedataframelengthandthedetectionfrequencyaredesignedfromthecrosslaye

6、rdesignandstochasticcharacteristicsoffadingchannelspointsofview.ItcanbeseenfromtheanalysisthatthechanneloccupancymodeofthePrimaryUsers(PUs)hasinfluenceontheSINRofSUs.Italsohasbeenprovedthattheschemewhichjoinsthecharacteristicsonthephysicallayerwithoccupancym

7、odeofPUs,canreducethecollisionprobabilitybetweenSUsandPUs.Meanwhile,itcanimprovethefrequencyefficiencyofthesystemontheconditionofmeetingtherequiredthroughputofSUs.Keywords:Wirelesscommunication;Dataframelength;Detectionfrequency;Signal-to-Interference-and-No

8、iseRatio(SINR);Channelcapacity;OpportunisticSpectrumAccess(OSA)1引言[3,4]略，次用户的吞吐量或者信道容量往往被选为系统的效用函数，并作为频谱、时隙等参数优化和调认知网络的目标之一是实现最高效频谱利用率度的依据。如此看来，次用户的容量计算在认知网并确保用户服务质量。因此对于点对点通信而言，[1,2]络中就显得尤为重要。无