基于智能天线的认知无线电网络频谱访问协议.pdfVIP

70 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 2012年 第31卷 第 l0期 基于智能天线的认知无线电网络频谱访 问协议 邵敏斯 ，毛建旭 ，黄晓霞 (1．湖南大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙410082； 2．中国科学院 深劫I先进技术研究院，广东 深圳 518055) 摘 要：认知无线电技术可以择机地使用注册信道，从而提高频谱的利用率。但是这种提高只是局限于 时域上的。将具有空间分隔特性的智能天线引入次无线电系统 ，设计了一种在空间上可以复用的频谱访 问协议。该协议使次用户 (su)和主用户 (PU)可以同时共存 ，优化了频谱和空间资源的分配，进一步提高 了频谱的使用效率。此外，还对su的传输成功概率和网络吞吐量进行了理论分析和仿真。结果表明：与 使用传统全向天线的认知无线电相比，基于智能天线的认知无线电系统能获得更多的传输机会，吞吐量显 著提升。 关键词：认知无线电；智能天线；频谱访问；协议设计 ；信道分配 中图分类号：TP915 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2012)10-0070-05 ~一pectrum accessproto‘col’t一or coRnit‘iV‘erad1l●0 network’ based0n smartantenna SHAOMinsi一，MAOJian．XU ，HUANGXiao—xia (1．SchoolofElectricalandInformationEnglneering，HunanUniversity，Changsha410082，China； 2．ShenzhenInstitutesofAdvnacedTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenzhen518055，China) Abstract：Smartantennawith thecharacteristicsofspatialseparation isintroducedintocognitiveradiowhich greatlyimprove the spectrum efficiency in space domain．Inorderto furtherimprovethe spectrum utilization efficiency，aspectrum accessprotocolwhich can beused in spaceand enablescognitiveuserstocoexistwith primaryuserandoptimizestheallocationofspectrum andspatialresourceandtheusingefficiencyisimproved．In addition，thesuccessfulcommunicationprobabilityandnetworkthroughputofthecognitiveusersaresimulatedand analyzedtheoretically．TheresultsshowthatcomparedwiththeOmniantenna，thecognitiveradiosystemsbasedon smartantennacangetmoreopportunitiesfortransmission．andthroughputissignificantlyimproved． Keywords：cognitiveradio；smart antenna；spectrum access；protoco]design；channelallocation 0 引 言 换 J。这种不考虑PU和 su可以同时共存的认知无线电 随着无线通信的迅速发展，社会对无线频谱这种不可