Page 37 - 网络电信2022年4月刊

光 通 信

无线光通信网络的最优信道选择方法研究

袁智勇，钟章生
南昌理工学院

摘要: 研究光通信网络的最优信道选择方法，提升整个次用户无线光通信网络最大归一化吞吐量，降低主用户与次
用户间的碰撞率。利用无线光通信网络多用户多信道感知方法感知全部占用的信道，可知延长次用户检测时间，能降低
信道感知的虚警概率；以最优次用户检测时间为出发点，利用改进的匈牙利算法为每个次用户各分配一个信道，确保整
个次用户无线光通信网络吞吐量最大，实现无线光通信网络的最优信道选择。实验证明：在不同平均信噪比与次用户检
测时间等情况下，所研究方法可提升整个次用户无线光通信网络最大归一化吞吐量，降低主用户与次用户间的碰撞率。
关键词：无线光；通信网络；

一、引言 ［６－７］ 。无线光通信网络多用户多信道感知方法如图１所示。
无线通信的迅速发展，导致可用于分配的频谱资源不断减
少，人们对传输速率的需求越来越高 ［１］ ，因此，人们越来越 图１ 无线光通信网络多用户多信道感知方法
重视无线光通信网络的应用与发展。
无线光通信属于通过红外光（激光）当作信息的载体，
不用光纤等有线信道的传输介质 ［２］ 。无线光通信是将光束当
作信，在空气中直接传输光信号的通信方式道，在空间直接传
输语音与数据等信息的一种技术。无线光通信网络具有成本低
廉、频带不受限制、安全保密性高、设计简单、设备尺寸小与
信息容量大等优点。 无线光通信网络通过发射器部分、信道
部分与接收终端部分等构成，信道部分属于发射器和接收器
间的空间 ［３］ 。无线光通信网络基本利用LED(Light Emitting
Diode，发光二极管）当作光源，波段780nm～950nm是最好的
选择。在无线光通信网络多用户多信道情况下，次用户需要决 假设次用户无线光通信网络内存在Ｂ个次用户，主用户无
定感知某个无线光通信网络信道，如果超过两个次用户在一样 线光通信网络内存在Ｃ个信道与Ｑ个主用户，各个主用户ｉ均
的时间检测同一信道，且该信道属于空闲状态，则这些次用户 独自使用一个无线光通信网络信道ｊ，每个无线光通信网络信
可能同时利用该信道，出现互相干扰的现象 ［４］ 。若这些次用 道属于彼此分离的，不受彼此影响。设无线光通信网络信道属
户能够在发送数据前彼此协商，则最后会仅有一个次用户利 于瑞利衰落信道，使用该信道ｊ的主用户到次用户ｉ位置的功
用这个信道，其余次用户便不会利用这个信道，若其余信道属 率衰落系数是α ｉｊ ，其中ｉ≤Ｂ，ｊ≤Ｃ，使用无线光通信网
于空闲状态，这种情况会增加频谱感知的开销，使信道的利用 络信道ｊ的主用户的发射功率是 Ｐ ｊ ，无线光通信网络信道内
率明显减少 ［５］ ，因此，研究无线光通信网络的最优信道选择 噪声的功率是ｑ ０ ，那么次用户ｉ位置的接收信噪比ＳＮＲ ｉ 的
方法，确保整个次用户无线光通信网络得到的归一化吞吐量最 公式如下：
大，降低主用户与次用户间的碰撞率。 （１）

二、无线光通信网络的最优信道选择方法 各个次用户检测不同无线光通信网络信道过程中，次用户
1.无线光通信网络多用户多信道感知方法 接收端得到的信噪比均不一致，原因是无线光通信网络信道功
在各帧内，在检测时间τ中利用次用户感知主用户信道， 率衰落系数α ｉｊ 与各个主用户的发射功率Ｐ ｊ 均不一致。 限制
如果检测结果为不存在主用户，那么在Ｔ－τ时间里传输数 目标检测概率的情况下，可提升能量检测法的性能，增强次用
据，Ｔ为检测周期。 在各帧中一定具有一个最优的检测时间， 户的接收信噪比 ［８］ ，缩短次用户需要的检测时间，降低虚警
使次用户感知这个无线光通信网络的信道获取的吞吐量最大 概率 ［９］ ；在次用户的接收信噪比低的情况下，可降低能量检

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