认知无线传感器网络的广播策略研究①

(安徽广播电视大学信息工程学院，安徽 合肥 230022)

0 引 言

广播技术在认知无线传感器网络(Cognitive Radio Sensor Networks，CRSN)[1]中起着重要的作用。对于许多网络协议[2]来说，传输控制是一个重要的功能(如路由发现)。控制消息需要通过广播协议发送到网络中的所有节点，因此广播协议的优劣会影响网络数据传输的性能。在认知无线传感器网络中，当主用户需要进行数据传输时，次用户必须无条件让出信道资源；此时次用户的传输效率会受到严重影响。因此，本文在设计新的广播算法时利用马尔科夫过程对主用户行为进行建模，分析信道的空闲时间，以实现低延迟和低信息冗余。利用了潜博弈的相关理论，设计新的效用函数，建立广播重传的潜博弈模型，设计有效的重传策略。

1 基于主用户行为的广播策略

1.1 主用户行为分析

在CRSN中，当且仅当主用户不活动时，次用户才使用该通道传输数据。因此，对主用户行为进行建模有助于设计广播策略。假设每个信道只有一个主用户，并使用两状态的马尔科夫过程[3]对主用户行为进行建模。当主用户使用该信道进行数据传输时，信道处于“占用”状态；当主用户没有使用该信道时，信道则是处于“空闲”状态，此时次用户可以使用该信道。这两个状态的状态转移关系如图1所示。

图1 状态转移过程

假设数据包到达主用户的过程是服从泊松分布，数据包到达主用户的时间间隔服从负指数分布，并且当主用户接收到数据包后会立刻占用信道来进行转发。……