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基于认知无线电的频谱感知及TCP跨层设计
  • ISSN号:1000-3428
  • 期刊名称:《计算机工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP92[自动化与计算机技术]
  • 作者机构:[1]西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010, [2]中国工程物理研究院计算机应用研究所,四川绵阳621900
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金资助项目(61072138,61379005);国防基础科研计划基金资助项目;西南科技大学研究生创新基金资助项目(13ycjj37).
中文摘要:

目前针对认知无线电网络中TCP协议的研究大多假设次用户的感知是完美的,且未综合考虑TCP协议参数和感知时间等因素对TCP性能的影响。针对上述问题,在TCP Westwood协议的基础上,提出一种基于传输预判的改进TCP协议,建立基于认知无线电网络的TCP吞吐量跨层模型。采用部分可观测马尔可夫决策过程对有感知误差的次用户频谱感知和接入过程进行建模,将其转换为信念状态马尔可夫决策过程,使用Sarsa(λ)算法对其进行求解,以在最大化TCP吞吐量的同时得到最优感知时间。仿真结果表明,与TCP Reno和TCP Newreno协议相比,使用该方案所得的TCP拥塞窗口值分别提高约42%和27%,平均吞吐量分别提高约5.7%和5.5%,当感知时间为0.2S时,所得的TCP平均吞吐量为最大值。

英文摘要:

Most of the existing studies about TCP protocol in Cognitive Radio(CR) network assume that the Secondary User(SU)'s perception is perfect. These studies also do not consider the TCP protocol parameters and sensing time's influence on the TCP performance. To solve the above problems, this paper proposes an improved TCP protocol which has the transmission pre-judgment ability based on the TCP Westwood(TCPW) protocol. It builds the cross-layer TCP throughput model on the basis of CR networks. Due to the perception errors of secondary user, its spectrum sensing and access problem is modeled as a Partial Observable Markov Decision Process(POMDP) which is then converted to belief state Markov Decision Process(MDP), with the Sarsa(2) algorithm to achieve the solution of Belief State Markov Decision Process(BMDP) model. It can achieve the optimal sensing time while TCP throughput has the maximum value. Simulation results show that the TCP congestion window value obtains with this scheme is about 42% more than using the TCP Reno protocol, and is about 27% more than using the TCP Newreno protocol. The average throughput obtains with this scheme is about 5.7% higher than using TCP Reno, and is about 5.5% higher than using TCP Newreno. When the sensing time is 0.2 s, the resulting TCP average throughput is the maximum.

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期刊信息
  • 《计算机工程》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华东计算技术研究所 上海市计算机学会
  • 主编:游小明
  • 地址:上海市桂林路418号
  • 邮编:200233
  • 邮箱:ecice06@ecict.com.cn
  • 电话:021-64846769
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3428
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1289/TP
  • 邮发代号:4-310
  • 获奖情况:
  • 1999~2000、2001~2002年度信息产业部优秀期刊奖,2003-2004、2005-2006年度信息产业部电子精品科技...,2007-2008、2009-2010年度工业和信息产业部电子精...,012年度中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2013年度中国科技论文在线优秀期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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