CN102413078A - 认知传感器网络中一种空闲信道搜索方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种认知无线电系统中最优空闲信道搜索方法，具体步骤如下：根据主用户对信道占用的特性计算信道利用率以及该时刻信道空闲概率；综合考虑信道利用率和信道空闲概率因素，构建信道选择函数，计算信道在该时刻的信道选择函数值；将这些信道选择函数值进行降序排列，按照降序排列后的信道顺序检测，直到检测到第一个空闲信道时停止搜索；若未搜索到空闲信道，次用户等待一段时间后检测原先占用信道是否空闲，若空闲则使用该信道，若信道繁忙则进行下一轮搜索。使用该优化算法可以大大降低搜索到第一个空闲信道的时延，从而使次用户自身业务的平均中断概率最小化。

Description

认知传感器网络中一种空闲信道搜索方法

技术领域

本发明涉及一种特别用于认知无线电系统中空闲信道的搜索方法，属于通信技术领域。

背景技术

由于无线通信技术的快速发展，可用于分配的频谱资源越来越少，新的无线通信技术面临没有频谱可用的局面，美国联邦通信管理委员会(FCC)做了一份调查显示70％已分配的频谱没有得到充分利用，为了解决频谱利用率低的问题诞生了认知无线电技术(Cognitive Radio，CR)，通过机会式频谱共享方式实现频谱的共享。CR用户对周围无线频谱占用情况的准确、快速检测是提高频谱利用率同时保护授权用户免受干扰的重要前提和核心环节，所以频谱检测是CR一项至关重要的技术。

物理层检测方法主要有以下几种：能量检测法、匹配滤波器检测法、特征检测法等。但在实际应用场景中，凭借单纯的物理层检测算法对于提高频谱利用率以及保护授权用户都有一定的局限性。所以有必要采用基于MAC层的CR检测机制对检测参数进行选取和优化，快速发现频谱空穴，提高CR用户对频谱的检测性能和效率。根据CR用户检测时机的不同，频谱检测模式可分为按需检测和周期性检测。按需检测是在CR用户有数据需要发送时才检测信道，周期性检测则是CR用户按一定的周期检测信道。由于CR用户通过周期性检测可获得信道状态的先验信息，CR用户可借助该信息指导检测算法快速发现并定位空闲信道，从而使搜索到空闲信道的时延大大降低，使CR用户自身业务的平均中断概率最小化，故CR中多采用周期性频谱检测。

周期性频谱检测中涉及两个非常重要的参数：检测周期和检测时间，近些年的研究中频谱检测都是基于周期感知帧结构，在每一帧中包含一个检测时间块和一个数据发送时间块，若CR用户在检测时间块内检测到信道是空闲状态，则利用数据发送块发送数据。检测周期太小，CR用户频繁检测信道，消耗不必要的能量；检测周期太大，导致许多空闲频谱都没有被发现，同时授权用户再次出现的概率变大，碰撞概率变大。检测时间太小导致过高的虚警概率使检测质量下降；检测时间太大虽可提高检测质量，但用于数据发送的时间太少，频谱的利用率大大降低。

在固定检测时间且保证授权用户得到充分保护基础上，可以优化检测周期来最大化系统归一化吞吐量。也可以从不同检测阶段出发优化检测时间：在搜索空闲信道阶段，从最小化平均搜索时间来优化；在周期性频谱检测阶段，从最大化可获得的平均吞吐量进行优化。在授权用户得到充分保护情况下，可以最优化检测时间使CR系统的有效吞吐量最大，并且应用分布式频谱检测方法可以使性能进一步提升。但是很少讨论当授权用户再次出现时，CR用户如何搜索新的空闲信道使搜索到空闲信道的时延最小。

有研究给出了最小化CR用户搜索新空闲信道时延的方法：按照检测时刻信道空闲的概率降序排列后搜索信道。本发明在上述研究基础上考虑了下述情况：若在检测时刻该信道的空闲概率很大，则CR用户优先检测该信道，但是该信道的信道利用率很高(即授权用户频繁使用该信道)，CR用户可能只使用该信道很短时间就必须重新搜索其他信道，如此反而增加了搜索次数，影响通信质量。所以必须考虑信道利用率因素，检测时刻信道空闲概率大，并且信道利用率小的信道才是我们首选的空闲信道。本发明首先引入信道空闲概率和信道利用率两个参数，使其构成空闲信道选择函数，然后提出了最小化搜索空闲信道时延算法。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种认知无线电系统中空闲信道搜索优化方法，使搜索到第一个空闲信道的时延大大降低且使次用户自身业务的平均中断概率最小化。该方法引入信道空闲概率和信道利用率两个参数，使其构成空闲信道选择函数，基于该函数获得使空闲信道搜索时延最小化的方法。

技术方案：本发明的目的在于提供一种认知无线电系统中空闲信道搜索优化方法，该方法首先引入信道空闲概率和信道利用率两个参数，使其构成空闲信道选择函数，基于该函数实现最小化搜索空闲信道时延方法。该方法使搜索到第一个空闲信道的时延大大降低且使次用户自身业务的平均中断概率最小化。

该方法包括以下步骤：

a.计算信道在检测时刻t₁的信道空闲概率，假设次用户在t₁时刻正使用信道m，次用户采用周期性频谱检测方式，在t₂时刻检测到主用户重新占用信道m，为了不与主用户发生碰撞，次用户立刻退出信道m，搜索其他空闲信道，令Δ＝t₂-t₁；

b.令信道总数为N，计算信道i，i＝1，2，...m-1，m+1，...，N，在Δ时间内状态变为空闲的概率，设在Δ时间内信道状态一直为空闲的概率为一直为忙的概率为

由忙变为空闲的概率为

则：

$P_{00}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}+\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{e}^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}=(1-u_i)+u_i\·e^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}$

$P_{11}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}+\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{e}^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}=u_i+(1-u_i)\·e^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}$

$P_{10}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=1-P_{11}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=(1-u_i)-(1-u_i){\·e}^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}$

其中

为信道忙的平均时长，

为信道空闲的平均时长，

c.计算信道选择函数

其中w为权重因子，0＜w＜1，

d.将除了信道m外的其它N-1个信道的Sⁱ(Δ)进行降序排列，并令K＝1；

e.对按照降序排列后的N-1个信道顺序进行依次检测，若信道第一个被检测到状态为空闲，则次用户使用信道

停止搜索；若未搜索到空闲信道，转步骤f；

f.次用户等待一段时间Tw，k＝k+1，回到步骤e。

本发明针对的次用户(Secondary User，SU)搜索空闲信道的系统模型如图1所示。考虑一个次用户，N(N＞1)个信道的场景，假设SU一开始正在使用信道i，在时刻t检测到主用户(Primary User，PU)重新占用信道i，则SU需要搜索其他N-1个信道，此时其他信道可能处于繁忙状态也可能处于空闲状态，SU需要搜索到空闲信道并切换到该信道。若SU搜索了所有N-1个信道后都没有发现空闲信道，此时若SU立刻进行第二轮搜索，由于信道状态还没有发生改变，所以其仍可能搜索不到空闲信道，故本发明使SU等待T_w时间后进行第二轮搜索，若仍没有发现空闲信道，则再等待T_w时间进行第三轮搜索，以此类推，直到搜索到第一个空闲信道时停止搜索。

根据PU使用信道模式的不同，信道的状态可以用一个繁忙-空闲(ON-OFF)交替变化的模型表示，信道状态为ON时表明PU此时正在使用该信道；信道状态为OFF时表明该信道此时正处于空闲状态，SU可以利用这段OFF时间进行数据传输。

对信道i，用随机变量Fⁱ和Kⁱ分别表示其ON和OFF状态的周期，Fⁱ和Kⁱ的概率密度函数可分别用

和

x＞0表示。若ON/OFF状态满足独立同分布(i.i.d)，且ON与OFF周期是相互独立的，则信道的状态满足半马尔可夫过程。本文假设SU采用能量检测法检测信道i，则SU在第k采样处的二元假设可用下式表示：

H₀：x_i(k)＝n_i(k)

H₁：x_i(k)＝h_i·s_i(k)+n_i(k)

其中H₀表示PU_i未使用信道i，H₁表示PU_i正在使用信道i。x_i(k)表示SU检测信道i的接收信号，h_i是信道i的增益，n_i(k)表示信道i中的噪声，在此假设为独立同分布循环对称复高斯(i.i.d CSCG)噪声，均值为0，方差为

为主用户i发送信号且假设每个采样信号是i.i.d的，均值为0，方差为假设s_i(k)与n_i(k)相互独立，则SU检测信道i的接收信噪比可以表示为

假设采样总数为M，则统计量为

令检测信道i时判决门限为λ_i，则判决结果表示如下：当U_i≥λ_i时，d_i＝1表示信道i此时处于ON状态；当U_i＜λ_i时，d_i＝0表示信道i此时处于OFF状态。

综合考虑信道空闲概率及其信道利用率构建信道选择函数，计算其他N-1个信道的信道选择函数值，并将它们进行降序排列，按照降序排列后的信道顺序依次检测N-1个信道，直到检测到第一个空闲信道时停止搜索。

有益效果：对于认知无线电单用户多信道场景下，本发明提供了一种最优空闲信道搜索优化方法，该方法首先引入信道空闲概率和信道利用率两个参数，使其构成空闲信道选择函数，然后提出了最小化搜索空闲信道时延算法。该算法使搜索到第一个空闲信道的时延大大降低且使次用户自身业务的平均中断概率最小化。

附图说明

图1是次用户搜索空闲信道的系统模型。

具体实施方式

1.信道选择函数

假设PU业务服从泊松分布，则信道i的ON和OFF的时长满足指数分布，即随机变量ON的时长Fⁱ和OFF的时长Kⁱ的概率密度函数表示如下：

$\left\{\begin{array}{cc}{f}_{K^i}\left(x\right)={\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}{e}^{-{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}x}& x>0\\ f_{F^i}\left(y\right)={\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}{e}^{-{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}y}& y>0\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中

为信道ON的平均时长，

为信道OFF的平均时长。

信道i的利用率可表示为：

$u_i=\frac{E\left[F^i\right]}{E\left[F^i\right]+E\left[K^i\right]}=\frac{\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}}}{\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}}+\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}}=\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}---\left(2\right)$

假设SU在t₁时刻正在使用信道i，SU采用周期性频谱检测方式，在t₂时刻检测到主用户n重新占用信道i，为了不与PU_n发生碰撞，SU需要立刻退出信道i，搜索其他空闲信道。记Δ＝t₂-t₁，则信道i(i≠n)在Δ时间内状态变为空闲的概率记为

信道状态有两种情况：1(信道繁忙)或0(信道空闲)，则

有两种可能：①在Δ时间内信道状态由繁忙变成空闲，记为

②在Δ时间内信道状态一直为空闲，记为

由于信道i的ON/OFF周期满足指数分布，则：

$P_{00}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}+\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{e}^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}---\left(3\right)$

$=(1-u_i)+u_i\·e^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}$

$P_{11}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}+\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}_i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{e}^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}---\left(4\right)$

$=u_i+(1-u_i)\·e^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}$

因为 $P_{10}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=1-P_{11}^i\left(\mathrm{\Δ}\right),$ 所以：

$P_{10}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=1-P_{11}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=(1-u_i)-(1-u_i)\·e^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}---\left(5\right)$

根据公式(3)和(5)可得：

在t₂时刻若次用户检测到PU_n重新占用信道n，则其将搜索新的空闲信道，这时可以从两个方面考虑：①按照信道利用率从低到高顺序搜索其余信道，信道利用率低表明主用户使用该信道的频率较低，在t₂时刻信道空闲的概率很大；②按照t₂时刻信道空闲的概率

从高到低的顺序搜索其余信道，空闲概率大表明次用户可以使用该信道的机会就大。按照②的方法搜索信道可以很快找到一个空闲信道，但是存在一个问题：t₂时刻信道空闲概率

大的信道可能其信道利用率也大，即次用户虽然很快搜索到该空闲信道，但是只使用该信道很短一段时间后主用户就重新占用该信道了，此时次用户又需要重新搜索其他空闲信道，这样就增加了搜索次数，反而增大了搜索时延。本发明结合①和②思想，从t₂时刻信道空闲概率大且其信道利用率u_i低角度出发搜索空闲信道，则信道选择函数定义为：

$S^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=w\·P_{\mathrm{idle}}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)+(1-w)\·u_i---\left(7\right)$

其中w为权重因子，0＜w＜1。

2.空闲信道最优搜索算法

为了快速搜索到第一个空闲信道，缩短搜索时延，本发明采用如下算法搜索其余信道，该空闲信道搜索算法表述如下：

(1)有N个信道，每个信道的繁忙、空闲周期满足指数分布，假设次用户在t₁时刻正在使用信道n，在t₂时刻检测到信道n变成繁忙状态，记Δ＝t₂-t₁；

(2)计算其他N-1个信道在Δ时间内的信道选择函数值Sⁱ(Δ)；

(3)将N-1个Sⁱ(Δ)进行降序排列，令K＝1；

(4)按照降序排列后的信道顺序依次检测N-1个信道；

(5)若未搜索到空闲信道，次用户等待一段时间Tw，转步骤(7)；

(6)若检测到信道

的状态为空闲，则次用户使用信道

停止搜索。

(7)K＝K+1；

(8)重复步骤(4)～(7)，直到找到第一个空闲信道时停止搜索。

3.搜索空闲信道的平均时延

本发明定义CSD_N(Channel Search Delay)为N个信道场景下SU搜索到第一个空闲信道的平均时延。SU按照上述空闲信道搜索算法将N-1个信道按照Sⁱ(Δ)值降序排列，记为信道1，2，…，N-1，按照此顺序依次检测信道直到搜索到第一个空闲信道时停止搜索，N个信道时的CSD_N可以表示如下：

${\mathrm{CSD}}_N=Q_N\·\{P_1\left(\mathrm{\Δ}\right){\mathrm{\τ}}_1+\underset{m=2}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\{P_m(\mathrm{\Δ}+\underset{j=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j)\·\underset{k=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Π}}}[1-P_k(\mathrm{\Δ}+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_h)]\·\underset{l=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_l\}+\underset{n=2}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\{\underset{q=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Π}}}\{$

$\underset{p=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Π}}}\{1-P_p[\mathrm{\Δ}+(q-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w+{\mathrm{\τ}}_i)+\underset{z=0}{\overset{p-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_z\left]\right\}\}\·\underset{x=0}{\overset{n-2}{\mathrm{\Π}}}\{1-P_i[x\·(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w)+(x-1){\mathrm{\τ}}_i]\}$

$\left\{P_i\right[(n-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w)+(n-2){\mathrm{\τ}}_i]\·(n-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w+{\mathrm{\τ}}_i)+\{1-P_i[(n-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w)+(n-2){\mathrm{\τ}}_i]\}$

$\left\{P_1\right[\mathrm{\Δ}+(n-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w+{\mathrm{\τ}}_i)\left]\right[(n-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w+{\mathrm{\τ}}_i)+\mathrm{\τ}]+\underset{m=2}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\{P_m[\mathrm{\Δ}+(n-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w+{\mathrm{\τ}}_i)+\underset{l=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_l]$

$\underset{k=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Π}}}\{1-P_k[\mathrm{\Δ}+(n-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w+{\mathrm{\τ}}_i)+\underset{h=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_h\left]\right\}\·[(n-1)(\underset{j=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_j+T_w+{\mathrm{\τ}}_i)+\underset{l=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_l]\left\}\right\}\left\}\right\}---\left(8\right)$

其中τ_i表示SU检测信道i的检测时间且τ₀＝0，Q_N表示信道数为N时对空闲信道搜索时延的影响因子，k为搜索到第一个空闲信道所需的轮数，P_i(t)表示信道i经过t时间后的空闲概率且当x＝0时，P_i(·)＝0。

Claims (1)

1.一种认知无线电系统中空闲信道的搜索方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

a.计算信道在检测时刻t₁的信道空闲概率，假设次用户在t₁时刻正使用信道m，次用户采用周期性频谱检测方式，在t₂时刻检测到主用户重新占用信道m，为了不与主用户发生碰撞，次用户立刻退出信道m，搜索其他空闲信道，令Δ＝t₂-t₁；

b.令信道总数为N，计算信道i，i＝1，2，...m-1，m+1，...，N，在Δ时间内状态变为空闲的概率，设在Δ时间内信道状态一直为空闲的概率为一直为忙的概率为由忙变为空闲的概率为

则：

$P_{00}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}+\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{e}^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}=(1-u_i)+u_i\·e^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}$

$P_{11}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}+\frac{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i}}{e}^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}=u_i+(1-u_i)\·e^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}$

$P_{10}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=1-P_{11}^i\left(\mathrm{\Δ}\right)=(1-u_i)-(1-u_i){\·e}^{-({\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{ON}}^i}+{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{OFF}}^i})\mathrm{\Δ}}$

其中

为信道忙的平均时长，

为信道空闲的平均时长，

c.计算信道选择函数

其中w为权重因子，0＜w＜1，

d.将除了信道m外的其它N-1个信道的Sⁱ(Δ)进行降序排列，并令k＝1；

e.对按照降序排列后的N-1个信道顺序进行依次检测，若信道

第一个被检测到状态为空闲，则次用户使用信道

停止搜索；若未搜索到空闲信道，转步骤f；

f.次用户等待一段时间Tw，K＝K+1，回到步骤e。

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