认知无线电传感器网络中能量有效的感知策略

秦智超，周春华，张平，陆洲，周彬

（中国电子科学研究院，北京 100041）

认知无线电传感器网络中能量有效的感知策略

秦智超，周春华，张平，陆洲，周彬

（中国电子科学研究院，北京 100041）

将认知无线电技术引入无线传感器网络（WSN），可以使传感器节点在不影响主用户正常通信的前提下，利用频谱空穴来满足自身的通信需求。虽然切换到合适的信道能够降低传输能耗，但是感知过程不可避免的带来一定的额外能耗，因此如何对频谱进行感知来降低节点的总能耗是一个至关重要的问题。在基于离散马尔可夫链的信道占用模型基础上，根据信道状态的n步转移概率，提出了一种由当前感知结果来决定下一次感知时刻的感知策略。仿真结果表明，相对传统无感知过程的WSN以及先感知后传输的策略，有效地降低了能耗。

无线传感器网络；认知无线电；离散马尔可夫链；转移概率

0 引 言

目前频谱资源管理国际上采用的通用做法是实行授权和非授权频率管理体制，对于授权频段，非授权者不得随意使用［1］。无线传感器网络主要工作在无需授权的ISM频段，这些频段由于被越来越多的无线应用（如蓝牙，WiFi，Zigbee）所共享而变得日益拥挤，成为限制其大规模发展的瓶颈［2］。然而已分配的无线频谱资源（如具有良好传播特性的TV频段）却没有得到有效的利用，在FCC 2003年底的NRPM［3］指出目前已分配频段的利用率从15%到85%之间不等，并且频谱利用率在不同的时间和空间段也是不同的。

这种大量的频谱资源处于欠利用状态的根源在于目前固定的频谱分配策略［4］，为了更有效地利用已分配的频谱资源，认知无线电技术应运而生。……