第1页共20页基于视频业务质量优化的认知无线电传输信道选择摘要：认知无线电网络中，次级用户选择信道的传统技术基于信道特性对传输信道进行随机选择，忽略了应用层视频业务对信道质量的要求。针对该问题提出了一种基于视频业务质量优化的信道选择技术，优化视频业务端到端的传输质量。通过最小化端到端视频失真，跨层优化综合选择物理层传输信道、自适应调制与编码模式以及应用层的编码量化参数。该方法在多信道认知无线电网络下进行了大量的视频传输仿真模拟实验。实验结果表明该方法能够比不含信道选择的跨层优化方法提高认知无线电网络下次级用户的视频传输业务客观质量1.5dB以上。关键词：认知无线电网络；信道选择；跨层优化；视频传输业务：TN926；TP393文献标志码：A第2页共20页英文摘要Abstract：Theconventionalchannelselectionapproachincognitiveradionetworkisrandomselectionofthetransmissionchannelbasedonthechannelcharacteristicswhileneglectingthechannelqualityrequirementofthevideostreamingattheapplicationlayer.Aimingatsolvingthisproblem，acrosslayeroptimizedchannelselectionmethodtargetingonthevideostreamingqualityoptimizationwaspresented.Viaminimizingtheendtoendvideodistortion，thevideoencodingquantizationparameterattheapplicationlayerandtheadaptivemodulationandchannelcodingaswellasthespecifictransmissionchannelatthephysicallayerwerejointlyselected.TheproposedmethodwassimulatedAlargenumberofvideotransmissionsimulationexperimentsweremadefor第3页共20页theproposedalgorithmoverthemultichannelcognitiveradionetworks.Theexperimentalresultsshowthatthiskindofcrosslayeroptimizedchannelselectionapproachcanefficientlyimprovetheobjectivequalityofseconduservideostreamingmorethan1.5dBoverthecrosslayeroptimizationwithoutchannelselectionmethodovercognitiveradionetworks.英文关键词Keywords：cognitiveradionetwork；channelselection；crosslayeroptimization；关键词中英文不一致，题目中videostreaming对应视频业务将中文关键词"视频传输"改为"视频传输业务"。这里英文题目有些问题：需要修订为"Transmissionchannelselectionofcognitiveradionetworksbasedonqualityoptimizationforvideostreaming"videostreaming第4页共20页0引言在认知无线电网络中，次级用户通过频谱感知和监测可用频段。得到空闲频段之后通过频谱分析估计其特性，选择最合适的频段用于数据传输。在频谱感知之后，在同一时刻能够被次级用户使用的信道可能有多个异构信道。它们具有不同的发送速率、不同的信道信噪比，以及不同的主用户活跃程度。这些不同的信道特性对次级用户的数据传输具有很大的影响。在过去的研究中，动态频谱接入（DynamicSpectrumAccess，DSA）的研究主要是为了解决在频谱感知信息不是特别完美的条件下，在最小化对主用户信道干扰的同时，最大化频谱资源的利用率[1]。在认知无线电网络中，接入信道的选择一般是由接入控制（MediumAccessControl，MAC）层来完成的。近年来，研究人员已经提出了许多不同的认知无线电环境下的MAC协议。自组织网络次级接入控制协议（AdhocSecondaryMAC，ASMAC）是文献[2]中提出的一种用于提高授权频段频谱利用率的共享带宽的算法。该算第5页共20页法限制次级用户系统只能使用主用户系统剩余资源，在主用户系统和次级用户系统之间没有信息交互的条件下要求不能对主用户系统造成影响。文献[3]提出了一种与拓扑无关的动态预约方式的多信道MAC协议。文献[4-5]根据是否存在中心控制节点，将认知无线电网络中各种MAC层协议分为集中式和分布式。集中式频谱分配依赖于基站或者其他中心节点。而AdHoc等网络中往往不存在中心节点，这时则需要采用分布式MAC协议。不管是何种类型的MAC协议都是侧重研究如何利用已经检测的某一信道，防止在次级用户之间发生冲突，而至于如何选择最佳信道接入则很少被提及。文献[6]提出一种基于系统吞吐量和不同次级用户公平性折中的信道选择方法，能够在...