Cross-Layer-basierte opportunistische MAC-Protokolle für QoS-Bereitstellungen über kognitive Radio-Wireless-Netzwerke

Wir schlagen die cross-layer-basierten opportunistischen Multi-Channel-Mediumzugriffskontrollprotokolle (MAC) vor, die das Spektrumsensing auf der physikalischen (PHY) Schicht mit der Paketplanung auf der MAC-Schicht für die drahtlosen ad hoc-Netzwerke integrieren. Insbesondere ermöglichen die MAC-Protokolle den sekundären Nutzern, das verbleibende Frequenzspektrum in einer Weise zu identifizieren und zu nutzen, die das Interferenzniveau für die primären Nutzer einschränkt. In unseren vorgeschlagenen Protokollen ist jeder sekundäre Nutzer mit zwei Transceivern ausgestattet. Ein Transceiver ist auf den dedizierten Kontrollkanal abgestimmt, während der andere speziell als kognitives Radio konzipiert ist, das periodisch die identifizierten ungenutzten Kanäle erfassen und dynamisch nutzen kann. Um den Kanalzustand genau zu erfassen, schlagen wir zwei kollaborative Kanal-Spektrumsensing-Politiken vor, nämlich die zufällige Sensing-Politik und die verhandlungsbasierte Sensing-Politik, um den MAC-Protokollen zu helfen, die Verfügbarkeit der verbleibenden Kanäle zu erkennen. Unter der zufälligen Sensing-Politik wählt jeder sekundäre Nutzer einfach zufällig einen der Kanäle zum Sensing aus. Andererseits versuchen unter der verhandlungsbasierten Sensing-Politik verschiedene sekundäre Nutzer, die unterschiedlichen Kanäle zum Sensing auszuwählen, indem sie die Steuerpakete über den Kontrollkanal belauschen. Wir entwickeln das Markov-Kettenmodell und das M/G Y /1-basierte Wartemodell, um die Leistung unserer vorgeschlagenen Multi-Channel-MAC-Protokolle unter den beiden Arten von Kanal-Sensing-Politiken für die Saturierungsnetzwerk- und die Nicht-Saturierungsnetzwerkszenarien zu charakterisieren. Im Fall des Nicht-Saturierungsnetzwerks identifizieren wir quantitativ den Kompromiss zwischen dem aggregierten Verkehrs-Durchsatz und der Paketübertragungsverzögerung, was aufschlussreiche Richtlinien zur Verbesserung der Verzögerungs-QoS-Bereitstellungen über kognitive Radio-Wireless-Netzwerke bieten kann.