認知無線網絡中的動態(tài)頻譜分配與路由協(xié)議研究.pdf

1、無線通信技術的高速發(fā)展使得人們可以獲得的帶寬不斷增加，同時也使得當前無線通信呈現(xiàn)出異構化、寬帶化、數(shù)據率高速化、通信業(yè)務多樣化的發(fā)展趨勢。然而，無線電頻譜是一種不可再生的自然資源，其有效利用是極為重要的。當前頻譜分配管理模式的固定性以及授權頻段的低效利用，使得無線通信面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)；同時，異構網絡環(huán)境的動態(tài)變化也加劇了無線通信業(yè)務需求（如移動通信、電視廣播、公共安全等）與頻譜資源稀缺之間的矛盾，這些都嚴重限制了現(xiàn)有和未來無線通信網絡的

2、部署和運行，給無線通信網絡的發(fā)展帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。
　　 為了解決上述問題，無線通信領域出現(xiàn)了新的研究熱點，即認知無線電技術。自認知無線電概念被提出以來，便引起了廣泛的關注與大量的研究。目前國內外科研機構、高校、學者等對認知無線電技術的研究主要集中在頻譜感知與動態(tài)頻譜分配方面。
　　 本文在前兩章首先簡要介紹認知無線電產生的背景，目前認知無線網絡的發(fā)展現(xiàn)狀及研究熱點，主要包括認知無線電關鍵技術、認知無線網絡體系架構、

3、相關的研究機構、標準化組織等；然后給出本文研究的網絡環(huán)境，研究的目和意義；最后指出本文將要研究的范圍（動態(tài)頻譜分配與路由算法）、所要解決的問題和預期達到的目標。
　　 在本文第三、四部分，以多跳認知無線網絡為背景，分別研究了二級用戶MAC層的動態(tài)頻譜分配算法與網絡層的路由算法。本文的動態(tài)頻譜分配算法旨在以基于優(yōu)先級的接入方式對主用戶授權信道的利用率進行提高：其一，根據二級用戶業(yè)務特征、業(yè)務到達率以及合作感知收益等對二級用戶自身進

4、行建模，將二級用戶區(qū)分為不同的優(yōu)先級；其二，對授權信道進行合作感知，針對授權信道利用率、數(shù)據率等進行優(yōu)先級建模；然后，根據這兩個模型提出并設計一種基于優(yōu)先級的認知多信道（PCM-MAC）接入策略，該策略具有一定的公平性，能夠保證業(yè)務類型不同或業(yè)務量不同的二級用戶公平的接入授權信道的空閑部分，從而有效的提高頻譜利用率。本文的網絡層路由算法以現(xiàn)有移動自組織網絡路由協(xié)議OLSR為基礎，提出并設計一種適用于多跳認知無線網絡中二級用戶網絡的多徑路