Abstract
Cognitive MAC protocols are designed to efficiently utilize the scarce spectral resources without affecting the performance characteristics of primary users. The use of spectrum opportunities can often require stochastic approaches due to difficulty in predicting their appearance. Infrastructure based coordinated access techniques are not viable for many applications and spectrum bands, especially in the case of wireless local area and sensor networks. In this article, we describe CogMAC, a decentralized cognitive MAC protocol, which is based on the multichannel preamble reservation scheme. The protocol dynamically selects an available communication channel using a distributed channel selection scheme and allows nodes to be completely asynchronous to each other. CogMAC does not require a common control channel or a cooperative infrastructure. The MAC design addresses practical issues such as network dynamics and traffic awareness. We have carried out the performance evaluation of our CogMAC protocol on Wireless Open Access Research Platform (WARP) SDR testbed. Experimental results indicate that our protocol is able to achieve reliable data communication by opportunistically utilizing the available spectrum holes even in harshly interfering environments
چکیده
پروتکل ها MAC شناختی به منظور استفاده و بهره برداری مناسب از منابع طیفی اندک و بدون تاثیر بر خصوصیات کارایی و عملکرد کاربران اولیه طراحی و ساخته شده است. استفاده از طیف اغلب به علت مشکلاتی که در پیش بینی ظهور آنها وجود دارد، به روشهای تصادفی و اتفاقی نیاز دارد. بستر کاری مبتنی بر تکنیکهای دستیابی هماهنگ نیز برای بسیاری از کاربرد ها و باند های طیفی خصوصا در بحث شبکه های حسگر و شبکه های بی سیم محلی، دوام پذیر و ماندگار نیستند. در این مقاله، به تشریح CogMAC که یک پروتکل mac شناختی غیر متمرکز بوده و براساس الگوی رزرو مقدماتی چندگانه طراحی شده است می پردازیم. پروتکل مذکور به صورت پویا و دینامیک، با استفاده از الگوی انتخاب کانال توزیع شده اقدام به انتخاب یک کانال در دسترس می کند و اجازه می دهد تا گره ها به صورت غیر همزمان و غیر ترتیبی کامل شوند. CogMAC نیازی به کانال کنترل عمومی یا یک بستر کاری تعاونی گونه ندارد. طراحی mac، موضوعات عملی نظیر پویایی شبکه و آگاهی از ترافیک را آدرس دهی می کند. عملکرد و کارایی پروتکل پیشنهادی را بر روی بستر آزمایشگاهی SDR WARP ( پلت فرم تحقیقاتی دسترسی باز بی سیم ) انجام داده ایم. نتایج به دست آمده نشان می دهند که پروتکل پیشنهادی ما قادر است تا از طریق بهره برداری فرصت طلبانه حفره های طیفی موجود، حتی در محیط هایی که تداخل بالایی دارند، به ارتباطات داده ایی قابل اطمینانی دست یابد.
1-مقدمه
همزیستی و به اشتراک گذاری طیف به علت رشد سریع مجبوبیت و شهرت تکنولوژیها و شبکه های بی سیم، اجتناب ناپذیر است. تکنولوژیهای رادیو شناختی (CR )، بهره برداری طیف بالاتری را از طریق بهره برداری کردن فرصت طلبانه از طیف های بلااستفاده را هدف قرار داده اند. این فضاها که با نام حفر های طیفی یا فضاهای سفید شناخته می شوند، از طریق الگو های دسترسی طیف پویا ( PSA ) و متدلوژیهای طراحی لایه هم عرض قابل استفاده هستند...