低信噪比环境中具有最小采样时间和跨层协作的认知MAC协议

以前的分散式认知媒体访问控制（DC-MAC）协议允许次要用户（SU）独立搜索频谱访问机会，而无需中央协调员。 DC-MAC假定检测方案在物理（PHY）层是理想的。 实际上，在分布式频谱共享方案中，更复杂的检测算法是不切实际的。 由于PHY层的能量检测（ED）计算和实现复杂度较低，因此已成为最常用的方法。 因此，至关重要的是在PHY层将DC-MAC与ED集成在一起。 但是，ED需要最低采样时间（MST）持续时间才能在低信噪比（SNR）环境中实现目标检测概率。 否则，将无法达到预期的检测性能。 在本文中，我们推导了在低SNR环境中ED的MST的准确表达。 然后，我们提出了一种基于MST的优化DC-MAC（ODC-MAC）协议，该协议对上述带有ED的DC-MAC问题进行了修正。 此外，对于DC-MAC和ODC-MAC都导出了不可靠的数据传输概率的闭式表达式。 我们表明，仿真结果与理论分析吻合良好。 与传统的DC-MAC相比，所提出的ODC-MAC可以提高数据传输的可靠性并提高吞吐量。