Page 39 - 网络电信2023年4月刊

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；最优信道；选择方法；感知；吞吐量

一、引言 二、无线光通信网络的最优信道选择方法
无线通信的迅速发展，导致可用于分配的频谱资源不断减 2.1无线光通信网络多用户多信道感知方法
少，人们对传输速率的需求越来越高 ［１］ ，因此，人们越来越 在各帧内，在检测时间τ中利用次用户感知主用户信道，
重视无线光通信网络的应用与发展。 如果检测结果为不存在主用户，那么在Ｔ－τ时间里传输数
无线光通信属于通过红外光（激光）当作信息的载体，不 据，Ｔ为检测周期。在各帧中一定具有一个最优的检测时间，
用光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通 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
信方式 ［２］ 。 无线光通信是将光束当作信道，在空间直接传 ［６－７］ 。无线光通信网络多用户多信道感知方法如图１所示。
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
图１ 无线光通信网络多用户多信道感知方法
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 Ｅ-
ｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，发光二极管）当作光源，波段
７８０ ｎｍ ～９５０ ｎｍ 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，则这些次用户可能同时利用该信道， 假设次用户无线光通信网络内存在Ｂ个次用户，主用户无
出现互相干扰的现象 ［４］ 。 若这些次用户能够在发送数据前彼
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
此协商，则最后会仅有一个次用户利用这个信道，其余次用户
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
便不会利用这个信道，若其余信道属于空闲状态，这种情况会 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
增加频谱感知的开销，使信道的利用率明显减少 ［５］ ，因此，
于瑞利衰落信
研究无线光通信网络的最优信道选择方法，确保整个次用户无
道，使用该信道ｊ的主用户到次用户ｉ位置的功率衰落系
线光通信网络得到的归一化吞吐量最大，降低主用户与次用户
数是α ｉｊ ，其中ｉ≤Ｂ，ｊ≤Ｃ，使用无线光通信网络信道ｊ
间的碰撞率。
的主用户的发射功率是Ｐ ｊ ，无线光通信网络信道内噪声的功率

网络电信 二零二三年四月 69