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研究生: 徐志宇
Hsu, Chih-Yu
論文名稱: Channel and Sensing Aware Channel Access Policy for Multi-Channel Cognitive Radio Networks
多通道感知無線電網路中具通道感知與頻帶查覺之通道存取策略
指導教授: 洪樂文
Hong, Yao-Win
口試委員: 蔡育仁
葉丙成
洪樂文
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 通訊工程研究所
Communications Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 英文
論文頁數: 46
中文關鍵詞: 感知無線電通道感知存取策略
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  • 本文探討了感知無線電系統中多個次要使用者(secondary
    users)要傳輸給一個共同的次要存取點(access point)的情況。為了
    增進次要系統的總和吞吐量,我們針對多通道的感知無線電網路提出
    了一套具通道與頻帶感知之通道存取策略。在我們的傳輸機制中,每
    個使用者在任一訊框(frame)中會根據他們個別的通道品質以及頻譜
    占用狀態(spectrum occupancy state)來決定他們該選擇哪一條通
    道;每個訊框被畫分成兩個階段:第一階段是通道預約階段,第二階
    段是資料傳輸階段。在通道預約階段中,每個使用者會藉由傳送預約
    封包的方式來與其他使用者競爭通道使用權,而為了解決多個使用者
    同時傳送預約封包的情況,我們在訊框中劃出一小段時間並將其切成
    一段段微小的時間槽(mini-slot)後使用通道感知分裂演算法
    (channel-aware splitting algorithm)來解決封包碰撞的情況。而
    只要微小時間槽的個數充足,我們便能成功地將通道使用權給予擁有
    最好通道品質的使用者。另外,為了使得系統中的主要使用者受到來
    自次要使用者的干擾不過於嚴重,我們限制了只有通道品質高於某個
    門檻的使用者才能傳送預約封包。在我們先前的成果中我們提出了針
    對單通道的通道感知預約機制,而在此篇論文中我們將它推衍到多通
    道的感知無線電網路。
    在此我們假設每個次要使用者只有一組傳收器(transceiver)所以它
    們一次只能存取一條通道。我們接著設計了一套綜合考量通道品質與
    頻譜占用狀態的通道選擇策略來幫助使用者在各個訊框中選擇其中
    一條通道存取。而為了最大化系統的總吞吐量,我們發展了一套疊代
    演算法以找出在綜合考量通道品質以及頻譜占用狀態的情況下最佳
    的通道選擇策略;我們並將此最佳的選擇策略的效能表現與只考量通
    道品質或者只考量頻譜占用狀態的選擇策略的效能表現做比較。數值
    模擬的結果顯示了我們提出的方法在各種情境下的確都能獲得良好
    的效能。


    Abstract i Contents iii 1 Introduction 1 2 System Model 5 3 Review of Single Channel Scenario 11 3.1 Channel-Aware Reservation Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.2 Average Transmission Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.3 Throughput Analysis and Maximization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4 Multi-channel scenario 23 4.1 Channel Access Strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.1.1 Proposed Channel-Access Policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1.2 Gain-Based Strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.1.3 Belief-Based Strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.2 Transmission Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 iii 4.2.1 Interference Constraint under Proposed Channel Access Policy . . . . 33 4.2.2 Interference Constraint under Gain-Based Channel Access Strategy . 33 4.2.3 Interference Constraint under Belief-Based Channel Access Strategy . 34 5 Simulation 36 6 Conclusion 43 7 Appendix 44 7.1 Proof of Lemma 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

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