认知无线网络中应用空闲认知用户的联合随机频谱检测策略.pdf

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1、第36卷第4期电子与信息学报Vo1．36No．42014年4月JournalofElectronics&InformationTechnologyApr．2014认知无线网络中应用空闲认知用户的联合随机频谱检测策略李建东刘鑫一姜建(西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安7100711摘要：针对认知网络中主用户状态的不确定性和随机检测策略无法保证认知用户准确地寻找可用信道的问题，该文提出一种利用认知无线网络中空闲认知用户进行联合随机检测的策略。在加入空闲认知用户进行检测后，利用马尔科夫模型对认知基站获得的可用信道数进行描述，推导出此时认知网络的检测性能

2、。理论分析和仿真结果表明，利用空闲认知用户可以减少服务时延，提高认知网络的吞吐量。在考虑认知用户汇报检测信息所占用的时长后，通过优化算法得出最优的参与联合检测的空闲认知用户数。关键词：认知无线网络；联合随机检测；空闲认知用户；最大化吞吐量中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1009—5896(2014)04—0775—05DOI：10．3724／SP．J．1146．2013．00871AJointRandomSensingPolicyUsingInactiveSecondaryUsersinCognitiveRadioNetworksLiJian—dongLiu

3、Xin—yiJiangJian(StateKeyLaboratoryofIntegratedServiceNetworks，XidianUniversity，Xi’an710071)China)Abstract：Ajointrandomsensingpolicyisproposedbyusingtheinactivesecondaryusersinthecognitivenetwork，whichisdifferentfrompreviouscognitiveradiosensingresearches．Thepolicyisproposedduetotheuncert

4、aintyofprimaryusers’statesandtheproblemofinabilityfortherandomsensingpolicytofindoutvacantchannelsrapidly．Afterutilizinginactivesecondaryuserstodetect，sensingperformanceofcognitivenetworkscanbededucedbymodelingthelistofavailablechannelsstoredincognitivebasestationasMarkovmode1．Boththethe

5、oreticalanalysisandsimulatingresultsshowthatsensingwithinactivecognitiveuserscanreducetheserviceoverheadandimprovethecognitivenetworkthroughput．Afterconsideringthereportoverheadofsecondaryusers，theoptimalnumberofinactiveusersisobtainedwhichyieldsthehighestthroughputofcognitivenetworkthro

6、ughanoptimizationalgorithm．Keywords：Cognitivewirelessnetwork；Randomjointspectrumsensing；Inactivesecondaryusers；Maximumthroughput1引言略，并且利用跨层的方法分析了认知网络的性能。认知无线电技术使得更多的用户有机会接入无文献[7]提出了基于部分可观察马尔可夫决策过程的线网络中的空闲频谱[1-a]，从而大幅地提高频谱利MAC协议，这种策略可以很好地利用空闲频谱资用率。其中存在一个重要的问题就是在不影响主用源。但要求每一个认知用户配备多个感知器并且复

7、杂度较高，因而难以实现。文献『8]提出了一种主用户传输的前提下，认知用户如何确定可接入的信道。主用户信道在认知用户使用前必须被探知为空闲状户模型为连续时间马尔科夫模型的最优接入策略。态，因而，认知系统必须快速、可靠地检测主用户文献f9]提出了基于半马尔科夫预测模型的检测策信道的使用状况，从而获得更多的空闲信道信息。略。文献『10]提出了一种简单的不需要先验信息的多信道检测顺序模型。这些工作都没有考虑利用认知认知用户之间的协作不仅可以使认知网络的检测性能得到提升[4-5]，而且可以获得更多的主用户信道网络中的空闲用户资源。文献fl1，12备