通信工程毕业论文外文翻译.docx

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LT

为了实际实现控制通道，一些作者提出静态分配一些频谱带。

这个实际提出了两个主要问题：

一是需要静态频谱调节，这正是DSA旨在避免的一个问题。

第二，选择的控制带可能很容易成为瓶颈。

这在多跳场景中尤其如此，其中对控制信息交换的需求潜在地非常高（例如，不仅对于媒体访问，而且用于路由目的）。

已经提出了一些其他解决方案，其尝试通过动态地选择未使用的许可频带来执行次要用户控制来解决第一个问题;然而，这些建议没有解决控制瓶颈问题。

当然，CAN的理想解决方案不仅需要解决控制信息交换的问题，而且还要有效地实现对可用频谱资源的有效利用。

在这方面，应该注意的是，先前讨论的多重会合策略最初被提出作为单通道技术的扩展，最著名的是IEEE802.11;特别地，在这些解决方案中看到的优点是仅仅通过使用多个通道就可以在单通道情况下实现网络容量的显著增加。

然而，要注意的是，多通道网络的容量限制还远远没有达到多重交会方案，而不采取系统的方法来最大限度地提高信道利用效率，这才是解决问题的实际方法，。

应该考虑到频谱有效使用的一个方面是在多跳网络中，通常只有一部分用户处于给定用户的干扰范围内。

这通过频率重用来提高频谱利用率的可能性。

不幸的是，在实践中，这需要更复杂的频谱分配策略，以及更多信息的可用性（例如每个用户的位置知识）。

分布式的方式是非常具有挑战性的。

与此相关的问题是链路调度和路由问题：

传统的自组织网络路由策略在多信道网络中是无效的，主要是因为给定的链路在任何时候都不能被激活，因为要求发送方和接收器在同一个通道上。

理想情况下，应共同执行信道分配，链路调度和路由，以最大化频谱利用效率和网络性能。

在这方面，已经提出了一些有趣的解决方案，但是它们具有要求集中式调度器的缺点。

鉴于CAN的性质，需要一种分布式解决方案来实现实施。

到目前为止，我们还没有处理最具特色的CAN的特征：

适用于二次频谱接入的频谱的这些部分的识别必须由次要用户自己使用感测技术来执行。

从最近的文献中已经深入研究了从单个二次用户的角度进行测试的主题，并且已经提出了从简单的能量或匹配滤波器检测到复杂的循环平稳特征检测技术的几种解决方案。

然而，对于无线电接入频谱的情况所讨论的，对主要用户的二次干扰维持在一定阈值以下的要求转化为对单用户检测策略的灵敏度要求高到不符合成本效益，或者甚至完全不切实际，采用现有技术实现这种检测器。

3多功能CAN中的DSA方案

我们考虑每个次要用户具有单个收发器的情况，因此可以在任何给定时间仅在单个信道上进行调谐。

我们有一套次要用户和一组可用于无牌访问的渠道。

为了设计在这种情况下有效的频谱接入方案，我们需要解决以下两个问题：

如何使二级用户彼此协调，以及如何以有效的方式为这些用户分配频谱资源。

 如上一节所述，这一领域的大多数以前的工作只解决了其中一个问题;相反，我们的方法旨在同时解决这两个问题。

直观地，频谱分配和传输调度最好使用关于特定通信需求（例如，服务质量[QoS]要求）和频谱可用性的知识来执行（例如，由主用户检测信息）。

将这些知识称为控制信息，通过收集所有用户生成的控制包获得。

在文献中，当完整的控制信息用于资源分配时，通常假定集中式方案。

这意味着有一个集中控制器收集所有用户生成的控制包，确定全球资源分配，然后告诉每个用户什么资源用于数据通信。

为了得出分布式方法，我们选择不同的策略：

每个用户收集完整的控制信息，并为整个网络独立地确定资源分配。

关键在于，如果相同的控制信息成功传播给所有用户，并且资源分配算法是确定性的，则每个用户将能够确定相同的资源分配，而无需用户之间的任何进一步的交互。

这是我们首先提出的单跳多通道网络的多通道方案的基本原理，并在此讨论在多跳CAN中的使用。

在本节的其余部分，我们提供更多关于我们的计划以及如何工作的细节;本文的其余部分更侧重于多机场和机场频谱接入问题。

控制信息的确切性质由所选择的特定调度算法确定。

作为一个例子，在我们讨论了一种相对简单的单跳网络统一资源分配算法。

该算法仅需要参与分配的用户组的知识以及用于确定伪随机信道切换模式的随机数发生器的种子。

因此，由每个用户生成的控制信息分组仅包括用户的唯一标识符（例如，其MAC地址）和使用的随机比特串以及所有其他用户的比特串来确定公共种子为随机数发生器。

我们的方案正常工作的一个重要要求是控制信息的传播到达所有用户。

每当特定用户在分配周期结束时无法检索控制信息时，该用户将潜在地确定用于后续分配周期的错误的信道切换模式和传输调度，可能开始使用资源（某些信道中的传输时隙）的传输将其分配给其他用户。

在本文的其余部分中，我们将此事件称为频谱冲突，并参考无法将控制信息检索为误传用户的用户。

一般来说，频谱冲突的机会，因此频谱资源浪费的平均数量随着用户数量的错误而增加。

因此，我们想要一种传播方案，其中定义为普通用户从所有其他用户成功检索控制信息的概率的检索成功概率很高。

我们建议使用网络编码，以便为控制信息实施可靠而有效的传播方案。

网络编码是最近推出的用于数据传播的范例，根据该模式，由多个源产生的分组在中间节点处共同编码并在最终目的地解码。

该编码策略可以在增加吞吐量，减少延迟和提高鲁棒性方面非常有效。

为了实现网络编码的实际，我们提到，作者提出了一种网络编码分布式方案，消除了对编码和解码功能的集中化知识的需要，同时允许节点间的异步数据交换。

根据该方法，每个节点将所有传入的分组存储在内部缓冲器中，并且在其自己的缓冲器中发送包含所有分组的随机线性组合的编码分组。

在传输时间，该分组被转发到位于传输范围内的所有节点。

现在，如果编码矢量是随机生成的，并且符号位于足够大小的有限伽罗瓦域，则信息将以高概率传播给所有用户。

基于这种方法，每当节点接收到编码的分组时，它必须知道用于执行编码的系数，以便恢复原始信息分组。

一个简单的解决方案包括在每个编码包中附加对应的编码矢量，该编码矢量描述了其包含的信息包的哪个线性组合。

这样，解码存储在编码包中的信息所需的编码系数可以在编码包本身内找到。

任何节点都可以恢复信息包。

由所有节点简单地通过反转存储在数据传播期间接收的分组的所有系数的矩阵来产生。

将编码向量追加到数据包引起额外的开销，这将需要在确定我们的DSA解决方案的总体控制开销时予以考虑;有关这个问题的详细讨论，请参阅读者。

最后，为了实现网络编码的实际，我们采用缓冲模型。

如我们以前的工作中所讨论的，网络编码大大优于其他策略，以便在单跳多通道网络中传播控制信息。

换句话说，使用网络编码与伪随机信道切换模式相结合，为我们提供了一个虚拟控制信道，允许用户有效地共享控制信息。

该网络编码的虚拟控制信道对于分组丢失和链路故障是鲁棒的，并且最重要的是不需要存在专用于交换控制信息的静态频谱资源。

对于适用于二次接入的未使用频谱资源的检测，我们注意到，网络编码控制信道非常适合实施协调主用户的检测解决方案。

4结论

在本文中，我们讨论了CAN中出现的主要挑战，并提出了基于虚拟网络编码控制通道的这些挑战的实际解决方案。

我们提出模拟结果，证明在几种情况下如何实现控制信息的有效分散和有效的频谱利用。

我们的解决方案显示出对主用户活动的鲁棒性，并且可以针对次级用户的数量进行扩展。

未来的研究方向包括在提出的解决方案中整合更精细的频谱分配，传输调度和路由策略。

ADistributedNetworkCodedControlChannelforMultihopCognitiveRadioNetworks

AlfredAsterjadhiwaiting

1.Preface

mostoftheelectromagneticspectrumisassignedbygovernmentagenciestocompaniesorinsti-tutionsforexclusiveuseoverregionalornationalareasonalong-termbasis.Asaresultofthisstaticallocationofresources,severalportionsofthelicensedspectrumareunusedorunderusedatmanytimesand/orlocations.Ontheotherhand,severalrecentwire-lesstechnologiesoperateinunlicensedbands,suchasIEEE802.11,Bluetooth,Zigbee,andtosomeextentWiMAX;thesetechnologieshaveseensuchsuccessandproliferationthatthespectrumtheyareaccessing—mostlythe2.4GHzISMband—hasbecomeovercrowded.Inanefforttoprovidefurtherspectrumresourcesfortheseexistingtechnologies,aswellastoallowthepotentialdevelopmentofalternativeandinnova-tiveones,recentlyithasbeenproposedtoallowunlicenseddevices,calledsecondaryusers,toaccessthoselicensedspectrumresourcesthatareunusedorsporadicallyusedbytheirowners,calledprimaryusers.Thisapproachisnormallyreferredtoasdynamicspectrumaccess（DSA）,andtheabilityofradiodevicestofindandopportunisticallyexploitunusedorunderusedspectrumbandsisnormallycalledcognitiveradio（CR）technology.

BothDSAandCRhaverecentlyattractedsignificantatten-tionfromthewirelesscommunicationsandnetworkingcommunity.Twomainapplicationsarecommonlyenvisioned.Thefirstiscognitivewirelessaccess（CWA）,accordingtowhichacognitiveaccesspointtakescareofidentifyingunusedlicensedspectrumandusesittoprovideaccesstosecondaryusers.Thesecondapplication,whichistheoneweinvestigateinthisarti-cle,iscognitiveadhocnetworks（CANs）,thatis,theuseof

unlicensedspectrumforcommunicationsamongthesecondaryusersthemselves,f