此外,该区域可能还存在
P个主用户(手机形状,即非必须存在的授权网络终端,因为认知无线电的核心是采用频谱空洞进行传输,而频谱空洞的存在与授权终端用户的存在没有关联),主用户是该区域频谱的授权用户,对信道具有优先接入权,例如开源软件Leaf-GP以智能手机等移动设备拍摄的作物系列图像作为输入可进行多个生长指标的分析,这其中涉及以授权频谱进行通信的智能手机就是主用户的典型代表
[50]。每个主用户随机接入信道遵循ON/OFF的马尔可夫更新过程
[14]。在每个主用户的通信保护范围内,即
图1中红黄蓝三个半径为
圆形区域,分别代表主用户1、2、3在这些区域分别对应占用信道1、2、3,那么此时处于对应区域内CRSN节点为了保护主用户通信应避免使用这些信道,同理假如处在两个圆形主用户保护范围的交集之内,则这些CRSN节点不能使用相应的两条信道,只能使用唯一剩下的一条空闲频谱(频谱空洞)信道,例如
图1中处于红色与黄色交集部分的CRSN节点只能使用信道3(黑色方框标出)进行通信。二级用户(CRSN节点)可以伺机地接入主用户未使用的空闲频谱,但不得占用或干扰主用户正在使用的信道,在主用户回收或返回授权信道时,二级用户应立即停止通信,黑色方框中所标识的信道即为该区域节点可用信道。可用信道指特定频带中的频谱空洞,
图1假设可能的频谱空洞的集合形成3个非重叠信道的频谱池
[51],每个白色的虚线围成的区域是各个分簇CRSN节点的监测区域的标识,每个分簇CRSN节点由一个簇头和若干簇成员节点组成。此外,在一些异构型的网络中,还可能专门设置负责数据转发的网关节点。本监测模型采用的CRSN是单层的同构网络,即CRSN节点除了具有数据采集和网关节点转发数据功能,还需要具备边缘计算网关简单数据分析处理的能力,也即传感器节点通过自主判断感知数据,只在读数出现异常变化时才联系数据中心,决定采取何种操作
[43]。因为无论是通过高清摄像机拍摄得到的占大内存视频图像数据还是普通物理传感器感知得到连续变化的物理量,根据采样压缩传输理论都可以将其转化为离散的数字量从而极大地减小传输的数据量,进而将需要周期性获取的表型信息应用转化为事件驱动应用(例如监测水分是否低于阈值),达到监测和报告特定事件发生与否的目的。通过这种边缘计算机制减小传输大数据量带来的开销,也可以缓解多跳传输中过早出现的sink数据中心周围节点的能量空洞以及连续传输大数据量表型信息引起的频谱带宽紧张和延迟较大的趋势。由于CRSN节点的同构性以及簇头轮换和重新分簇的机制,一个CRSN节点在不同时间和地点可能充当簇成员节点、簇头节点和网关节点任意一个角色,各个触发轮次中角色分配就由本文提出的分簇路由算法决定
[52]。