認(rèn)知無線自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂蒲芯?pdf

1、移動自組織網(wǎng)絡(luò)是由一組無線節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,不需要固定基礎(chǔ)設(shè)施的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。該類網(wǎng)絡(luò)具有自發(fā)現(xiàn)、自組織、自愈合的特點(diǎn),有很好的靈活性。認(rèn)知無線電通過頻譜感知技術(shù),能夠動態(tài)發(fā)現(xiàn)和利用電磁空間的可用頻譜,既可以用來提高頻譜利用率,也可以用于躲避外部電磁干擾。認(rèn)知無線自組織網(wǎng)絡(luò)將認(rèn)知無線電融入到移動自組織網(wǎng)絡(luò)中,使自組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有感知和學(xué)習(xí)能力,能夠動態(tài)感知和使用網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的空閑頻譜,解決無線網(wǎng)絡(luò)頻譜資源稀缺和分配問題,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪B通性和

2、網(wǎng)絡(luò)生存性。
　　認(rèn)知無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅受節(jié)點(diǎn)之間的相對位置、節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率等因素影響,而且還與節(jié)點(diǎn)的可用信道有關(guān)。本文重點(diǎn)研究認(rèn)知無線自組織網(wǎng)絡(luò)魯棒性的拓?fù)淇刂埔约盎诜执氐耐負(fù)涔芾韱栴},主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:
　　首先,介紹了認(rèn)知無線自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù),分析了拓?fù)淇刂频闹匾?。對比了傳統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)知無線自組織網(wǎng)絡(luò)的差異。
　　其次,針對所有節(jié)點(diǎn)存在若干公共信道的多接口認(rèn)知無線

3、自組織網(wǎng)絡(luò),即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配有多套收發(fā)信機(jī),整個網(wǎng)絡(luò)有多個可用信道存在的情況,綜合考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪B通度、網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漪敯粜?采用預(yù)先分配機(jī)制,設(shè)計(jì)提出了一種魯棒性的拓?fù)淇刂扑惴≧TCA(Robust Topology Control Algorithm)。該算法為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的每個收發(fā)信機(jī)分配工作信道,分配結(jié)果在保障網(wǎng)絡(luò)連通性的前提下,不僅讓網(wǎng)絡(luò)中的同頻干擾最小,使網(wǎng)絡(luò)容量最大化,而且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某條工作信道不可用時,在受影響的收發(fā)信機(jī)工作信

4、道切換之前,依然能夠保證網(wǎng)絡(luò)的連通性,使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂泻芎玫聂敯粜?。仿真結(jié)果表明,RTCA算法能夠提升網(wǎng)絡(luò)的容量,與單純的干擾感知拓?fù)淇刂扑惴↖ATA(Interference-Aware Topology control Algorithm)相比,能夠保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。
　　然后,針對全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)不存在公共信道的認(rèn)知無線自組織網(wǎng)絡(luò),采用基于簇結(jié)構(gòu)的拓?fù)涔芾頇C(jī)制,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過分布式的信息交互建立簇結(jié)構(gòu),使簇內(nèi)成員有公共的可用信道,簇首節(jié)

5、點(diǎn)通過簇內(nèi)的控制信道進(jìn)行簇的管理和維護(hù)。由于簇內(nèi)的公共信道數(shù)量和簇的規(guī)模是兩個相互制約的條件,既要考慮簇內(nèi)公共信道數(shù)量,以保證簇結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和容量,又要盡量擴(kuò)大簇的規(guī)模以減小網(wǎng)絡(luò)中簇的數(shù)目。因此提出了一種權(quán)衡簇內(nèi)公共信道數(shù)和簇規(guī)模的分簇算法CTCS(Clustering based on Tradeoff common Channels and cluster Size),把分簇問題轉(zhuǎn)化成偶圖模型,使簇內(nèi)公共信道數(shù)在滿足要求的前提下,權(quán)