Научная статья на тему 'Исследование доступа к каналам передачи в реконфигурируемых когнитивных сетях связи следующего поколения'

Исследование доступа к каналам передачи в реконфигурируемых когнитивных сетях связи следующего поколения Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
641
189
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕКОНФИГУРИРУЕМЫЕ СЕТИ СВЯЗИ / КОГНИТИВНОЕ РАДИО / РАДИОУСТРОЙСТВА С ПРОГРАММИРУЕМЫМИ ПАРАМЕТРАМИ / СИМУЛЯТОР NS2 / MAC ПРОТОКОЛ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Гребешков Александр Юрьевич, Зуев Алексей Валерьевич

Реконфигурируемые радиосистемы RRS основаны на радиоустройствах с программируемыми параметрами, SDR и системах когнитивного радио, CRS. Когнитивное радио рассматривается как технология следующего поколения для повышения эффективности использования радиочастотного спектра и качества мультимедийных услуг. Разработка и использование реконфигурируемых когнитивных радиосистем требует разработки соответствующих протоколов управления доступом к среде передачи, MAC. В реконфигурируемых радиосистемах радиоканал используется первичным или вторичным пользователем когнитивной сети связи. Одной из важных задач является исследование того, как MAС протокол влияет на эффективность использования канала когнитивной сети. Протокол MAC когнитивной сети отличается от классических MAC протоколов. В локальных вычислительных сетях протокол MAC основывался на аппаратной реализации и тесной связи с физическим уровнем. В MAC протоколах когнитивных радиосетей используется зондирование радиоспектра. Это позволяет множеству пользователей когнитивных радиосистем совместно использовать ресурс, определяя какой пользователь (первичный или вторичный) получит доступ к каналу или когда доступ будет получен. Событие доступа к каналу является случайным и определяется вероятностной величиной от 0,1 до 0,99, обозначаемой как доступность канала. Более того, обнаруживается задержка, когда узел SDR пытается получить доступ к свободному каналу. Эта задержка может быть важна для предоставления мультимедийных услуг и обозначается как задержка доступа к каналу. Приводятся результаты исследования воздействия доступности канала на время доступа к каналу с помощью модуля CRCN программы имитационного моделирования ns2.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Исследование доступа к каналам передачи в реконфигурируемых когнитивных сетях связи следующего поколения»

ИССЛЕДОВАНИЕ ДОСТУПА К КАНАЛАМ ПЕРЕДАЧИ В РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ КОГНИТИВНЫХ СЕТЯХ СВЯЗИ

СЛЕДУЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ

Гребешков Александр Юрьевич,

к.т.н., доцент кафедры автоматической электросвязи Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики (ПГУТИ), Самара, Россия, algre@mail.ru

Зуев Алексей Валерьевич,

аспирант Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики (ПГУТИ), Самара, Россия, zoomer499@mail.ru

Ключевые слова: реконфигурируемые сети связи, когнитивное радио, радиоустройства с программируемыми параметрами, симулятор ns2, MAC протокол.

Реконфигурируемые радиосистемы RRS основаны на радиоустройствах с программируемыми параметрами, SDR и системах когнитивного радио, CRS. Когнитивное радио рассматривается как технология следующего поколения для повышения эффективности использования радиочастотного спектра и качества мультимедийных услуг. Разработка и использование ре-конфигурируемых когнитивных радиосистем требует разработки соответствующих протоколов управления доступом к среде передачи, MAC. В реконфигурируемых радиосистемах радиоканал используется первичным или вторичным пользователем когнитивной сети связи. Одной из важных задач является исследование того, как MAC протокол влияет на эффективность использования канала когнитивной сети. Протокол MAC когнитивной сети отличается от классических MAC протоколов. В локальных вычислительных сетях протокол MAC основывался на аппаратной реализации и тесной связи с физическим уровнем. В MAC протоколах когнитивных радиосетей используется зондирование радиоспектра. Это позволяет множеству пользователей когнитивных радиосистем совместно использовать ресурс, определяя какой пользователь (первичный или вторичный) получит доступ к каналу или когда доступ будет получен. Событие доступа к каналу является случайным и определяется вероятностной величиной от 0,1 до 0,99, обозначаемой как доступность канала. Более того, обнаруживается задержка, когда узел SDR пытается получить доступ к свободному каналу. Эта задержка может быть важна для предоставления мультимедийных услуг и обозначается как задержка доступа к каналу. Приводятся результаты исследования воздействия доступности канала на время доступа к каналу с помощью модуля CRCN программы имитационного моделирования ns2.

Для цитирования:

Гребешков А.Ю., Зуев А.В. Исследование доступа к каналам передачи в реконфигурируемых когнитивных сетях связи следующего поколения // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2015. - Том 9. - №6. - С. 9-14.

For citation:

Grebeshkov A.Y., Zuev A.V. Exploring access procedure to transmission channel in the next generation reconfigurable cognitive networks. T-Comm. 2015. Vol 9. No.6, рр. 9-14. (in Russian).

7Тл

1. Реконфигурируемые системы связи

нового поколения

Согласно данным ETSI, реконфигурируемые радиосистемы Reconfigurable Radío System, RRS основаны на использовании радиоустройств с программируемыми параметрами, SDR и системах когнитивного радио, СКР (cognitive radio system, CRS). огласно Отчету МСЭ-R SM.2152, СКР - технология, которая позволяет системе связи получать знания (данные) о своей операционной и географической среде функционирования, политиках обслуживания пользователей радиочастотного спектра, РЧС, динамически и автономно корректировать эксплуатационные параметры и протоколы, чтобы достигнуть определенных целей.

Когнитивные технологии используют различные средства инфокоммуникаций. Известны примеры использования когнитивных систем оперативного управления CON (cognitive optical networks) в оптических сетях связи [1] и применительно к Интернету вещей, СоГТ (cognitive internet of things) [2]. В целом когнитивная система связи действует как «умная» инфраструктура с возможностью выбора значений эксплуатационных параметров на основе продукционных правил и приобретаемых знаний об окружающей среде.

Когнитивное радио идентифицирует временно свободные части РЧС и занимает эти так называемые «белые пятна» («white spots») для приема и передачи информации, не создавая помех другим средствам связи в выбранном диапазоне. В материалах Всемирной конференции по радиосвязи (ВКР-2012) отмечается, что СКР не относится к службам радиосвязи и, следовательно, для СКР не выделяются полосы радиочастот. В настоящее время ведутся работы по нескольким стандартам СКР IEEE 802.1 laf, IEEE 802.16h, IEEE 802.22 -2012 [3, 4].

В Российской Федерации с 2011 г. для создания когнитивной сети беспроводного широкополосного доступа была выделена полоса частот 470-686 МГц с правом применения СКР только в опытной сети ФГУП НИИР. Выбор рабочих каналов осуществляется только при запросе к базе данных о защищаемых РЭС с информацией о доступных для работы частотных каналах, а при отсутствии связи когнитивное РЭС должно прекратить излучение. Исследовательский период по вопросам СКР продлен до IV квартала 2015 года.

Существуют различия между когнитивными и многоканальными сетями. В когнитивных сетях перечень доступных каналов является переменным параметром. Поэтому возникает задача выбора наилучшего из возможных каналов. Для решения этой задачи на уровне оперативного управления в реальном времени используются протоколы управления доступом к среде передачи MAC (Media Access Control), что свидетельствует об актуальности настоящего исследования [5],

Протоколы MAC на основании данных физического уровня, можно использовать для решения задачи распознавания временного свободного РЧС. Далее решается, какой из свободных каналов использовать, как

получить доступ к выбранному каналу [6]. С другой стороны, канальный уровень позволяет сетевому уровню определить оптимальное направление/маршрут передачи, сообщая список доступных каналов и иную информацию. В тоже время сетевой уровень СКР может передать на канальный уровень сведения о том, какой канал подходит по качеству обслуживания QoS {quality of service) для организации сеанса связи.

С учетом сказанного, MAC протокол СКР должен поддерживать следующие основные функции:

контроль и предотвращение вмешательств в работу первичных пользователей РЧС;

предотвращение коллизий доступа к каналу для вторичных пользователей РЧС;

реализация процедуры выбора и занятия наилучшего из доступных, временно свободных, радиоканалов.

Протоколы MAC могут применяться в централизованной или распределенной архитектуре СКР. В централизованной архитектуре есть главное устройство, например, базовая станция BS (Base Station), координирующие доступ к РЧС для вторичного пользователя. В распределенных протоколах MAC такое деление отсутствует и каждое РЭС в определенный момент времени может выполнять функции BS [7]. Протоколы MAC могут быть классифицированы как протоколы MAC для совместного использования РЧС и протоколы для несовместного использования РЧС.

8 протоколах совместного использования вторичные пользователи работают сообща, чтобы максимизировать использование сети, увеличивая общую пропускную способность. В режиме несовместного пользования каждый вторичный пользователь РЧС работает независимо от других, пытаясь улучшить лишь свою производительность.

По режиму доступа к РЧС в СКР выделяют две категории с передачей подтверждения:

в режиме без подтверждения, когда вторичный пользователь получает доступ к РЧС с учетом времени простоя/отсутствия использования данной части радиоспектра;

режим с подтверждением, где предполагается, что вторичные пользователи конкурируют за возможность передачи по каналу, например, как в случае с множественным доступом с контролем несущей/с предотвращением коллизий CSMA/CA [8, 9, 10].

2. Сетевой уровень маршрутизации

и канальный уровень когнитивных сетей

Исследование MAC протоколов когнитивных сетей следующего поколения осуществляется с учетом взаимодействия сетевого и канального уровней. В рамках настоящего исследования на сетевом уровне применяется протокол дистанционно-векторной маршрутизации «по требованию» AODV (ad hoc on-demand distance vector), используемый в мобильных ad-hoc сетях (MANET) и других беспроводных сетях [11, 12]. Протокол AODV пригоден для межузловой маршрутизации «точка-точка» (unlcast), так для и широковещательных рассы-

т

лок «точка - много точек» (multicast). Для вычисления параметров маршрутов передачи пакетов используется дистанционно-векторный алгоритм маршрутизации. В протоколе AODV передача информации для маршрутизации (кроме сообщения Hello) не используется, пока нет необходимости в установке или восстановлении маршрута. Когда один из сетевых узлов пытается отправить данные в сеть, посылается пакет с запросом на установку маршрута передачи. Другие узлы сети с AODV пересылают этот пакет в общую среду и делают запись об узле, от которого они приняли запрос, формируя массовую отправку информации о временных маршрутах к запрашивающему узлу. Когда узел получает запрос на создание маршрута RREQ (Routing Request) и уже имеет путь к узлу назначения, он посылает в ответ сообщение-подтверждение маршрута RREP (Routing Replay) через временный маршрут к узлу требования (узлу-инициатору маршрута) или направляет сообщение RREQ к узлу-получателю, который вновь отправляет сообщение RREP назад узлу-отправителю. Запрашивающий узел в таком случае использует маршрут с наименьшим количеством промежуточных узлов. Неиспользуемые записи в таблицах маршрутизации через некоторое время удаляются. Если соединение недостаточно надёжно, то предусмотрена возможность дополнительного подтверждения установки маршрута. Когда маршрут по каким-либо причинам разрушается, передаётся сообщение об ошибке к передающему узлу и процесс создания маршрута повторяется.

Недостатком протокола AODV является большое количество служебных сообщений, что увеличивает сигнальный трафик сети. Чтобы уменьшить сигнальный трафик каждому запросу о маршруте присваивается порядковый номер, а узлы выбирают запрос так, чтобы номер запроса не повторял номера других, уже обработанных. Другим методом ограничения трафика является использование времени жизни, которое ограничивает максимальное количество транзитных узлов. Если запрос маршрута по каким-либо причинам не привёл к установке маршрута, другой запрос нельзя послать, пока не проходит вдвое больше времени, потраченного на предыдущий запрос.

Преимущество AODV в том, что он не создаёт дополнительного трафика при передаче данных по установленному маршруту. Кроме того, алгоритм векторной маршрутизации довольно прост и не требует больших объёмов памяти и машинного времени.

3. Исследование доступа к каналам передачи

в когнитивных сетях с помощью моделирования

Для моделирования применяется программный си-мулятор ns2 версии 2.31 на базе операционной системе Linux Ubuntu 10.04 со специальным модулем для исследования когнитивной сети CRCN (cognitive radio cognitive network), который поддерживает многоканальную структуру сети [13, 14, 15]. В CRCN в качестве исходных данных можно установить количество SDR и

количество каналов. Основной сценарий моделирования предусматривает описание очередей и каналов для каждого SDR по сценарию пользователя с помощью библиотеки TSL. В сетевом симуляторе ns2 с модулем CRCN доступна следующая функциональность для моделирования функционирования протокола MAC:

описание многоканальной среды передачи данных;

интерфейс для выбора радиоканала; выбор мощности передачи; информация о помехах; информация о передвижении РЭС. Существует возможность описания коллизий. В части определения мощности и выбора радиоканала, пакет ns2 формирует данные в соответствии с описанием многоканальной структуры в модуле CRCN. Для описания многоканальной структуры используются четыре программных компонента, которые должны быть добавлены пользователем (рис. 1):

Компонент 1. ВыВор количества интерфейсов РЭС и каналов в TCL скрнпте

set valfni) 2 ;# чвыго РЭС

set valfchannum') 2 ;# 2 канала доступные для РЭС

Компонент 2. Новые объекты в канале, указанные в 1-ом компоненте for {set i 0} { Si < [expr SvalinH»Svalichamniml]} {incr ij-{ set c]ian_(Ii) [new Svalfchanl]

Компонент 3. Настройка РЭС н канала Ins_ node-config -¡fNiim Svalfnil -channel Schan (0) $ns_ aode-conÜB -ChannelNum Svalfcbanmim) Компонент 4. Связь объектов канала в массив канала for {set i 0} {Si < [expr iva)fm)+SvaJfchannuml]} {incr i} { Sns add-channel Si Schau (Ii)

}

Рис. 1. писание протокола MAC в CRNC для случая многоканальной среды передачи и количества SDR, не равного количеству каналов

Выбор конкретного канала зависит от канального уровня. В программном коде в процедуру sendDown должна быть добавлена функция wirelessphy; добавление данной функции подразумевает описание передачи кадров на физический уровень. Чтобы избежать конфликтов доступа или уменьшить помехи между соседними узлами, целесообразно использовать индекс канала, формируемый MAC или с помощью алгоритма DSA. Для этого, например, индекс Channelindex определяет заголовок пакета, который может нести информацию для когнитивной маршрутизации (рис. 2).

Модуль Wirelessphy: Интерфейс для выбора канала в MAC

void WirelessPby::sendDownfPacket +p) {

II Send the packet '/chaiiDel_->recv(p, this);

//send packet wer the channel specified by channel index, m u It icha imel [hd r_c mp:: act ess(p )-> с Ii a n n el i n il e\ J->recv(p, this);

Рис. 2. Фрагмент кода CRCN для выбора канала МАС-уровня

Для SDR с поддержкой многоканальной структуры указанных настроек достаточно, чтобы дифференцировать различные каналы для протоколов MAC. Дополнительно требуется применять механизм предупреждения коллизий в соответствии с возможностями ns2.

Рассмотрим моделирование процесса передачи пакетов приветствия hello и дальнейшей маршрутизации сообщений одновременно на несколько радиоинтерфейсов SDR для установления сеансов связи. Здесь используется функциональность CRNC, с помощью которой можно назначить определенному каналу конкретный интерфейс РЭС. Это назначение может быть осуществлено непосредственно на канальном уровне или может быть передано с сетевого уровня. С помощью графического интерфейса создаются потоки заданий и данных, необходимых для CRCN; используется протокол маршрутизации AODV. Далее проводятся испытания многоканальной сети.

Испытание заключается в проверке работоспособности сети, когда с помощью сетевого уровня маршрутизации передается информация о доступном канале на канальный уровень. В процессе маршрутизации соответствующий алгоритм будет отвечать за принятие решения по использованию канала. Поскольку в многоканальной структуре исследуется только канальный уровень, испытания проводятся в два этапа. На первом этапе каждый узел посылает пакет на верхний уровень с информацией о более предпочтительном канале. На втором этапе узел будет использовать канал, выбранный в ходе первого этапа, чтобы передавать и принимать данные. Параметры моделирования установлены согласно данным табл. 1.

Таблица 1

Параметры моделирования когнитивной сети

Описание Значение

Программа Размеры сети Количество узлов Число каналов Доступность Время симуляции ns2 (с модулем CRCN) 100м х100м 10 2, 5, 10 От 0,1 до 0,99 50 с.

В процессе испытаний было рассмотрено 3 варианта многоканальной структуры сети (два, пять и десять каналов) и проведено 25 ООО испытаний описываемой модели. Для проведения сравнительного анализа рассмотрены данные полученные от всех сетевых узлов. В процессе моделирования изменялось как количеством узлов, так и количество каналов.

Геометрически узлы размещены в случайном порядке, из них произвольно выбираются узлы-отправители и получатели сообщений. Поток сообщений, поступающих от узлов, описывается с помощью распределения Пуассона, время обслуживания каждой очереди на сетевом узле подчиняется экспоненциальному распределению.

ЧИСЛО КАНАЛОВ = ю

Рис. 3. Задержка доступа к каналу на сети с различным количеством узлов

Выборка производится случайным образом. Доступность определяется как вероятность того, что канал доступен для вторичного пользователя после поиска свободного канала в процессе зондирования [16]. На рис. 3 через п определяется количество узлов, на рис. 4 через С определяется количество каналов. Доступность варьируется от 0,1 (10%) до 0,99 (99%), а задержка доступа к каналу исследуется в условиях изменения числа узлов (с десятью каналами), как показано на рис. 3 и при изменении количества каналов (для сети с десятью узлами), как показано на рис. 4.

На рис. 3 видно, что в сети присутствуют существенные задержки доступа к каналу при доступности от 0,1, до 0,5. Далее при увеличении доступности свыше 0,5 происходит относительная стабилизация задержки доступа к каналу. Здесь очевидно начинают проявляться когнитивные свойства алгоритма для распределения нагрузки на сети с одновременным уменьшением вероятности коллизий. Алгоритм позволяет каждому из узлов последовательно получать доступ к нескольким каналам и в течение заданного времени динамически переключается между каналами.

число УЗЛОВ = 10

плтпнпль

Рис. 4. Задержка доступа при использовании различного числа каналов в сети

На рис. 4 задано фиксированное количество узлов п=10, каждый узел создает исходящий и входящий трафик на сети. Моделирование проводится для различного числа каналов (С=2,5,10).

T-Comm Том 9. #6-2015

Литература

Каждый узел пытается одновременно получить доступ к каналу, что приводит к возникновению задержек и коллизий в моделируемой сети. При значениях доступности от 0,1..0,3 наблюдается преимущество деся-тиканальной системы, здесь меньшее значение задержки доступа к каналу обусловлено большим количеством каналов. С увеличением доступности в многоканальной структуре сети, задержка доступа к каналу уменьшается и для пяти- и двухканальных систем, при этом для доступности 0,5...0,6 десятиканальная структура и пятиканальная структура дают одинаковое значение задержки доступа. В дальнейшем с учетом результатов моделирования будут исследованы модели и методы повышения доступности как на сетевом уровне, так и на уровне протокола MAC, в том числе в условиях малой доступности.

Заключение

Технические возможности систем когнитивного радио и SDR уже сейчас позволяют идентифицировать временно свободные части радиочастотного спектра для совместно использования с первичными (лицензионными) пользователями РЧС. Появляется возможность использовать такие «белые пятна» для приема и передачи информации при условии отсутствия помех другим РЭС в выбранном диапазоне.

Было рассмотрено взаимодействие между узлами SDR на сетевом и канальном уровне. Исследование проводилось методами имитационного моделирования с использованием симулятора ns2 и специального модуля для моделирования сетей когнитивного радио CRCN. Прототип исследуемой сети был разработан с помощью сценария и настроек CRCN, относящихся к изучению практических аспектов функционирования когнитивного радио в многоканальной структуре сети.

В процессе моделирования узел SDR последовательно получает доступ к нескольким каналам и в течении заданного интервала времени, вводимого как пороговое ограничение, динамически переключается между каналами. Это позволяет избежать существенного числа коллизий при работе сети. При динамическом выборе свободного канала рассматривалась зависимость параметры как средняя задержка доступности канала и доступность канала. В дальнейшем планируется провести исследования с целью разработки метода снижения среднего времени доступа к каналу с помощью повышения доступности каналов для вторичных пользователей радиочастотного спектра.

1. Wei Wei, Wang С., Yu J., Cognitive optical networks: key drivers, enabling techniques, and adaptive bandwidth services // IEEE Communications Magazine, pp.106-113, January 2012.

2. Гребешков А.Ю., Самсонов М.Ю., Росляков А.В. Когнитивный Интернет вещей. Вещи все лучше адаптируются к людям // ИнформКурьерСвязь. - 2014. - №11. - С. 45-49.

3. Zhang Y, Zheng J. Cognitive radio networks: architectures, protocols, and standards, USA: CRC Press Taylor & Francis Group, 2010, 484 p.

4. Гребешков А.Ю. Функциональные задачи контроля и управления конфигурацией в современных телекоммуникациях // T-Comm. Телекоммуникации и транспорт, 2011. - №7, Том 5.-С. 49-51.

5. Гурьянов И.О. Когнитивное радио: новые подходы к обеспечению радиочастотным ресурсов перспективных радиотехнологий // Электросвязь, 2012. - №8. - С.5-8.

6. Pollin 5. Software defied radios. From smart(er) to cognitive, Springer, 2011, 160 p.

7. Jeng A., Jan R. Role and channel assignment for wireless mesh networks using hybrid approach, Computers Network. No. 53, pp. 2225-2240, 2009.

8. Nasipuri A., Zhuang S. A multichannel CSMA MAC Protocol for multihop wireless networks / Wireless communications and networking international conference, WCNC 1999, vol. 3., pp. 1402-1406, 1999.

9. Shahid Han, U & Macqsood, T. CRN survey and a simple sequential MAC protocol for CRN learning / The Second international conference on advances in cognitive radio, CQCRA2012, proceedings, pp. 22-27, 2012.

10.Й? Domenico, A., Ca/vanese Strinati, E. A survey on MAC strategies for cognitive radio networks / IEEE Communications surveys & tutorials, vol. 14, issue. 1, pp. 21-44, 2012.

11. Tuttiebee H. Software defined radio:Origins, Drivers and International Perspectives, John Wiley & Sons, 2002, 402 p.

12.US., Kokar M. Flexible adaptation in cognitive radios, UK, Springer Science + Business Media, 2013, 155 p.

13.Bhrugubanda M. A Survey on simulators for cognitive radio network // International journal of computer science and information technologies IJCSIT, vol. 5(3), pp. 4760-4761, 2014.

14. ¿ее P., Wey G. NS2 model for cognitive radio networks routing / International symposium on computer network and multimedia technology, proceedings, pp. 1-4, January, 2009.

15.Галкин A.M., Кучерявый A.E., Молчанов Д.А. Пакет имитационного моделирования ns2 [Электронный ресурс], -СПб.: Санкт-Петербургский государственный институт телекоммуникации, 2007. - Режим доступа http://seti.sut.ru/admin61/editor_files/file_upload/metod_ns2.pdf. -Загл. с экрана (Дата обращения 24.03.2015).

1 b.Kondareddy Y.R., Agrawai P. Synchronized MAC protocol for multi-hop cognitive radio networks / IEEE International Conference on Communications, ICC'08, pp. 3198-3202, May 2008.

EXPLORING ACCESS PROCEDURE TO TRANSMISSION CHANNEL IN THE NEXT GENERATION RECONFIGURABLE COGNITIVE NETWORKS

Grebeshkov A.Y., Zuev A.V., Samara, Russia

Abstract

Reconfigurable radio system, RRS is based on the software-defined radio SDR and cognitive radio systems, CRS. Cognitive radio is suggested as a next generation technology to improve spectrum efficiency and quality of multimedia services. The deployment and implementation of reconfigurable cognitive radio networks raises a great challenge to the medium access control (MAC) protocol design. In RRS a radio channel is being used by a primary user or a secondary user of cognitive radio network. One of the actual issue is studying how MAC protocols impacts on the efficiency of cognitive radio channels using. The cognitive radio MAC protocol is differentiated from the classical MAC protocol. In the local area network MAC protocol actually based on the hardware support and close coupling with the physical layer. Spectrum access sensing technology are used in cognitive radio (CR) MAC protocols. It enables multiple CR users to share the spectrum resource by determining who (primary or secondary user) will transmission channel access, or when a user accesses the channel. The event of accessing is random and determined by probabilistic value from 0,1 to 0,99 named as channel availability. Furthermore, the delay occurs when a cognitive SDR try to access free channel. This delay may be important for multimedia services providing and named as access channel delay. In this article was investigated impacts of channel availability on the time channel access with help ns2 CRNC patch.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Keywords: cognitive radio systems CRS, reconfigurable radio system RRS, software-defined radio SDR, simulator ns2, MAC protocol.

1. Wei Wei, Wang C, Yu J., "Cognitive optical networks: key drivers, enabling techniques, and adaptive bandwidth services", IEEE Communications Magazine, pp.106-113, January 2012.

2. Grebeshokov A.Yu, Samsonov M. Yu., Roslyakov A.V. Cognitive Internet of things. The things are adopting people much better/ InformKuryerSvyaz, No. 11, 2014, pp. 45-49. [in Russian]

3. Zhang, Y, Zheng, J "Cognitive radio networks: architectures, protocols, and standards", USA: CRC Press Taylor & Francis Group, 2010, 484 p.

4. Grebeshkov A. Yu. Functional issues of configuration management and control in the modern telecommunications / T-Comm, No. 7, is. 5, 2011, pp. 49-51. [in Russian]

5. Guryanov I.O.Cognitive radio: new approaches to RF resource provisioning for advanced radio technologies / Elektrosvyaz, No. 8, 2012, pp.5-8. [in Russian]

6. Pollin, S. "Software defied radios. From smart(er) to cognitive", Springer, 2011, 160 p.

7. Jeng, A., Jan, R. "Role and channel assignment for wireless mesh networks using hybrid approach", Computers Network. No. 53, pp. 2225-2240, 2009.

8. Nasipuri, A., Zhuang, S. "A multichannel CSMA MAC Protocol for multihop wireless networks", Wireless communications and networking international conference, WCNC 1999, vol. 3, pp. 1402-1406, 1999.

9. Shahid Han, U, Macqsood, T. "CRN survey and a simple sequential MAC protocol for CRN learning", The Second international conference on advances in cognitive radio, C0CRA2012, proceedings, pp. 22-27, 2012.

10. De Domenico, A., Calvanese Strinati, E. "A survey on MAC strategies for cognitive radio networks", IEEE Communications surveys & tutorials, vol. 14., issue. 1, pp. 21-44, 2012.

11. Tuttlebee, H, "Software defined radio: Origins, Drivers and International Perspectives", John Wiley & Sons, 2002, 402 p.

12. Li, S, Kokar M. "Flexible adaptation in cognitive radios", UK, Springer Science + Business Media, 2013, 155 p.

13. Bhrugubanda, M. "A Survey on simulators for cognitive radio network", International journal of computer science and information technologies IJCSIT, vol. 5(3), pp. 4760-4761, 2014.

14. Lee, P., Wey, G. "NS2 model for cognitive radio networks routing", International symposium on computer network and multimedia technology, proceedings, pp. 1-4, January, 2009.

15. Galkin A.M., Kucheryavy A. E., Molchanov D.A. Packet of imitation modeling ns2/Electronic resource, The Bonch-Bruevich Saint -Petersburg State University of Telecommunications, 2007. http://seti.sut.ru/admin61/editor_files/file_upload/metod_ns2.pdf, free. (Date of access 24.03.2015). [in Russian]

16. Kondareddy, Y.R., Agrawal, P. "Synchronized MAC protocol for multi-hop cognitive radio networks", IEEE International Conference on Communications, ICC'08, pp. 3198-3202, May 2008.

Information about authors:

Grebeshkov Alexander,Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics (PSUTI), Associate Professor, algre@mail.ru Zuev Alexey Valerievich, post-graduate, PSUTI, zoomer499@mail.ru

References

T-Comm Tom 9. #6-2015

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.