認知無線電網絡中基于路徑容量的路由*

龍 飛，任勇軍

（1.長春師范大學教育學院，長春 130000；2.南京信息工程大學計算機與軟件學院，南京 210044）

0 引言

隨著無線通信系統和應用的快速發展，可用的多數頻譜已分配給不同的已注冊無線電網絡（primary radio networks，PRNs）。然而，聯邦通信協會調查顯示，傳統的固定頻譜分配策略會引起低的頻譜利用率。認知無線電被認為是提高頻譜利用率的有效技術。

在現存的CR 網絡（CRNs）中，多數通信協議是假定CRNs 中設備采用半雙工（half-duplex，HD）收發器。在基于HD 的CRNs 中，設備能夠同時傳輸或接收，原因在于：目前研究人員認為，由于自身干擾（self-interference，SI）問題，一個無線設備不可能同時傳輸和接收數據。

針對SI 問題，目前研究人員也提出不同的消除算法，這些算法也稱為SI 抑制（SI suppression，SIS）技術。現存的SIS 技術可分為兩類：1）RF 干擾消除；2）數字基帶干擾消除。SIS 技術要求無線設備采用雙向通信，即全雙工（full-duplex，FD）通信。FD收發器通過結合多類算法，如隔離干擾，能夠緩解干擾。

此外，引入CRNs，FD 通信可提高頻譜利用率，或增加CRNs 吞吐量。具體而言，在傳輸數據時，允許認知無線電用戶感測主無線電（primary radio，PR）信道，一旦發現空閑信道，便可接入。這種分享信道方式提高了頻譜利用率。其次，采用FD 通信，使用戶能同時傳輸、接收數據包，提高了網絡吞吐量。

在FD 通信中，允許在不同的信道中同時傳輸、接收數據。而信道分配和路由方案是FD 通信的關鍵。文獻［13-14］針對多跳CRNs 提出了不同路由協議，然而，多數路由協議是面向基于HD 的CRNs（HD-CRNs），而并沒有針對FD-CRNs 網絡提出路由策略和信道分配方案。

為此，針對FD-CRNs 網絡，分析了信道分配和路由選擇問題，并提出基于路徑容量路由（path capacity-based routing，PCR）協議。……