認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中基于信道可用概率的路由算法研究.pdf

1、隨著綠色無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展和Facebook、Twitter等社交工具迅速的普及，使得頻譜資源稀缺的問(wèn)題變得越發(fā)嚴(yán)重。認(rèn)知無(wú)線電(Cognitive Radio，CR)技術(shù)是一種解決頻譜資源利用率低下的關(guān)鍵技術(shù)方案。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)具有認(rèn)知無(wú)線電功能，在保證主用戶可以高優(yōu)先級(jí)使用授權(quán)頻譜的前提下，將主用戶未利用的授權(quán)頻譜分配給認(rèn)知用戶進(jìn)行二次利用，從而提高整個(gè)頻譜資源的利用率。目前針對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在物理層和MAC(Media Ac

2、cess Control)層，而鮮有與網(wǎng)絡(luò)層的路由算法相結(jié)合進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化。本文針對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的路由算法展開研究，主要的工作包括:本文先介紹了認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)與認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)背景、研究現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)路由設(shè)計(jì)所面臨的挑戰(zhàn)和現(xiàn)有的路由算法進(jìn)行歸納總結(jié)。其中，重點(diǎn)介紹了幾種典型的分布式認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)路由算法。
　　 針對(duì)現(xiàn)有的路由算法中沒有考慮主用戶使用授權(quán)頻譜的頻率和認(rèn)知用戶重建路由時(shí)間對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能影響，本文研究一種基于信道分配的多跳認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)路

3、由算法(MCRC)。MCRC路由算法通過(guò)建立不同的排隊(duì)論模型分別刻畫主用戶與認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)頻譜的使用情況，并依據(jù)排隊(duì)論原理計(jì)算認(rèn)知用戶使用授權(quán)信道的信道可用概率與信道的邊權(quán)值，信道可用概率是在主用戶未使用某信道前提下，認(rèn)知用戶與其他認(rèn)知用戶進(jìn)行無(wú)沖突競(jìng)爭(zhēng)獲得使用該授權(quán)信道的概率，該信道的邊權(quán)值是指?jìng)鬏敼潭ù笮〉姆纸M數(shù)據(jù)需要的有效傳輸時(shí)延;而且，通過(guò)信道分配得到全局信道分配的基礎(chǔ)上，認(rèn)知用戶根據(jù)信道的邊權(quán)值進(jìn)行逐跳的路由選擇。根據(jù)性能分析

4、與評(píng)估的結(jié)果表明，MCRC路由算法與現(xiàn)有的穩(wěn)定性路由算法相比具有更小的端到端時(shí)延和更高的端到端吞吐量。
　　 此外，針對(duì)基于OFDM認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中頻譜移動(dòng)對(duì)路由穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)性能的影響，并考慮認(rèn)知用戶間的相互干擾，研究一種基于OFDM認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路徑路由算法(OROCR)。該算法先創(chuàng)建泊松過(guò)程模型描述主用戶占用信道的情況，根據(jù)此模型計(jì)算認(rèn)知用戶使用授權(quán)信道的概率與信道的平均吞吐量，考慮認(rèn)知用戶間的干擾得到各路徑的期望傳輸時(shí)延;采用類