本发明专利技术公开了一种基于全双工的认知无线网络媒体接入控制协议方法，包括以下步骤：构建非时隙认知网络模型；检测主级用户对信道的竞争情况，一旦检测到主级用户对信道的竞争则次级用户立刻退避让出此信道；次级用户让出原来占用的子信道后，依次检测其它子信道，从而获取下一个空闲信道并继续其数据的传输；在次级用户成功利用一个空闲子信道进行数据传输时，该次级用户继续执行全双工频谱监测，从而等待下一次同频主级用户的激活。本发明专利技术的有益之处在于：本发明专利技术的方法适用于多通道非时隙认知无线网络，可使次级用户在发送数据的同时监测同频信道，从而在保证主级用户吞吐量的基础上最大化次级用户的信道利用率；解决了主级用户的激活失败问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种认知无线网络媒体接入控制协议方法，具体涉及一种，属于通信
技术介绍
在认知无线网络中，次级用户可以在主级用户不占用频谱时灵活利用频谱，因此其被广泛认为是第四代与第五代移动通信的关键技术。在认知无线网络中，灵活高效的媒体接入控制(MAC)协议可有效提高网络的频谱效率，对充分发挥认知无线网络的频谱优势具有十分重要的作用。针对认知无线网络次级用户与主级用户之间的同步关系，可将认知无线网络分为两类:时隙认知无线网络与非时隙认知无线网络。在时隙认知无线网络中，次级用户与主级用户的时隙严格同步，主级用户不随机接入信道，只在每个时隙的起始点进行状态切换。在非时隙认知无线网络中，次级用户与主级用户的时隙不同步，主级用户可随机在任意时刻接入信道。目前，已有的MAC协议主要针对时隙认知无线网络。例如:(I)西安交通大学申请的专利“基于多信道分集的认知MAC协议的实现方法”(专利申请号201010590004.1，公开号CN102036389B)构建了一个基于请求发送/清除发送(RTS/CTS)的时隙全同步无线网络，给出了一个基于多信道分集，功率/信道联合分配的MAC协议。(2) Zhao Qing, Lang Tong 发表于 IEEE Journal on Selected Areas in Communicat1ns (JSACj vol.25，n0.3，pp.589-600，Apr.2007.)杂志上的文章 “Decentralizedcognitive MAC for opportunistic spectrum access in ad hoc networks:A POMDPframework (Ad Hoc网络中分布式频谱接入认知MAC协议:一种POMDP架构)”利用马尔科夫链着重分析了时隙认知无线网络的性能。在这一类时隙认知网络中，主级用户和次级用户的时隙完全同步。这样，信道竞争和状态切换仅仅发生在每个时隙的开始时段。(3) Hang Suj Xi Zhang 发表于 IEEE Journal on Selected Areas in Communicat1ns (JSACj vol.26，n0.1，pp.118-129，Jan.2008.)期刊上的文章 “Cross-Layer BasedOpportunistic MAC Protocols for QoS Provis1nings Over Cognitive Rad1 WirelessNetworks (无线认知网络中基于QoS保障的跨层MAC协议)”提出了一种半双工的MAC协议。半双工的MAC协议(HDC-MAC)里，用户时隙分为感知时隙与数据时隙。用户在数据时隙中只传输数据，而在感知时隙中监听信道，感知其他用户对该信道的竞争，从而做出选择退避或继续传输，即用户对信道的感知是离散的。然而，在认知无线网络中，主级网络和次级网络往往是两种不同类型的网络架构。这样一来，实现两者的时隙同步就很困难，或者需要付出很高的代价。因此，非时隙认知无线网络模型更具实际参考价值。对于非时隙认知网络，主级用户对信道的竞争是随机的。使用HDC-MAC时，一旦主级用户在次级用户的数据传输时隙竞争信道，次级用户将没法做出响应，从而导致主级用户的再激活失败。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种，该方法不仅适用于多通道非时隙认知网络，而且次级用户可在发送数据的同时监测同频信道。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案: 一种，其特征在于，包括以下步骤:Stepl:构建非时隙认知网络模型，在前述非时隙认知网络模型中，主级用户能够随时竞争网络，次级用户采用无线全双工通信模式，若次级用户占用了某个子信道传输数据，则次级用户在传递数据的同时保持对此同频信道进行感知；Step2:检测主级用户对信道的竞争情况，一旦检测到主级用户对信道的竞争则次级用户立刻退避让出此信道；St印3:次级用户让出原来占用的子信道后，依次检测其它子信道，从而获取下一个空闲信道并继续其数据的传输；Step4:在次级用户成功利用一个空闲子信道进行数据传输时，该次级用户继续执行全双工频谱监测，从而等待下一次同频主级用户的激活。前述的，其特征在于，在Stepl中，次级用户进行全双工频谱感知的过程为:(I)先将次级用户分为若干个数据传输时隙，再将每个数据传输时隙分为V个感知周期；(2)在每一个感知周期内，无论次级用户是否在传输数据，次级用户均同时在检测同频信道。本专利技术的有益之处在于:(I)本专利技术的方法适用于多通道非时隙认知无线网络，可使次级用户在发送数据的同时监测同频信道，从而在保证主级用户吞吐量的基础上最大化次级用户的信道利用率。同时，本专利技术利用全双工技术解决了主级用户的激活失败问题。(2)因为次级用户使用同时同频全双工模式，所以使得次级用户在发送数据的同时能够监测同频信道。(3)因为次级用户可在传输数据的同时监测主级用户的重新激活，所以在保证主级用户吞吐量的基础上最大化了次级用户信道利用率。(4)因为次级用户可在传输数据的同时随时监测主级用户的重新激活，所以可避免主级用户激活失败问题。【附图说明】图1是非时隙认知无线网络与时隙认知无线网络的时隙对比图；图2是本专利技术的系统模型图；图3是本专利技术方法的流程图；图4是本专利技术的仿真效果图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。一、时隙对比图1是非时隙认知无线网络与时隙认知无线网络的时隙对比图。图1(a)为非时隙认知无线网络中主级用户和次级用户的时间控制序列，其中主级用户随机接入或离开授权子信道，次级用户遵循时隙结构，因此，主级用户的状态切换与次级用户的时隙帧是异步的。图1(b)为时隙认知无线网络中主级用户和次级用户的时间控制序列，其中主级用户的状态转换与次级用户的时隙帧是同步的。比较图1(a)和图1(b)可以清楚的看到，在时隙认知无线网络中次级用户能与主级用户同步，而非时隙认知无线网络中次级用户不能与PUs同步。二、构建系统模型参照图2，本专利技术的方法所使用的系统模型为N个主级用户与M个次级用户组成的非时隙认知无线网络，主级用户享有授权信道(授权信道被分为L个子信道)，能够随时竞争网络；次级用户采用无线全双工通信模式，在主级用户空闲时占用信道，若次级用户占用了某个子信道传输数据，次级用户在传递数据的同时保持对此同频信道进行感知。次级用户进行全双工频谱感知的过程为:(I)先将次级用户分为若干个数据传输时隙，再将每个数据传输时隙分为V个感知周期；(2)在每一个感知周期内，无论次级用户是否在传输数据，次级用户均同时在检测同频信道。三、全双工媒体接入协议方法的流程本专利技术的媒体接入控制协议方法的主要流程为:Stepl:构建非时隙认知网络模型。Step2:检测主级用户对信道的竞争情况，一旦在一个很短的感知周期内检测到了主级用户对信道的竞争(即主级用户激活)，则次级用户立即进行退避，将该信道让回给主级用户。次级用户不再像传统半双工媒体接入控制协议那样等到一个完整传输帧结束才让回信道给主级用户，而是一旦检测到了主级用户对信道的竞争就立即进行退避，所以该步骤可有效规避次级用户在传输数据时不能同时检测信本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于全双工的认知无线网络媒体接入控制协议方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1：构建非时隙认知网络模型，在所述非时隙认知网络模型中，主级用户能够随时竞争网络，次级用户采用无线全双工通信模式，若次级用户占用了某个子信道传输数据，则次级用户在传递数据的同时保持对此同频信道进行感知；Step2：检测主级用户对信道的竞争情况，一旦检测到主级用户对信道的竞争则次级用户立刻退避让出此信道；Step3：次级用户让出原来占用的子信道后，依次检测其它子信道，从而获取下一个空闲信道并继续其数据的传输；Step4：在次级用户成功利用一个空闲子信道进行数据传输时，该次级用户继续执行全双工频谱监测，从而等待下一次同频主级用户的激活。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程文驰，张海林，任智源，李丹萍，李勇朝，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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