認(rèn)知無線Mesh網(wǎng)路由與頻譜分配算法研究.pdf

1、分類號UDCvf、uftrA川大了UULVur博士學(xué)位論文密級認(rèn)知無線Mesh網(wǎng)路由與頻譜分配算法研究ResearchonRoutingandSpectrumAllocationAlgorithminCognitiveWirelessMeshNetworks作者姓名：學(xué)科專業(yè)：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師I鄺祝芳計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(計(jì)算機(jī)軟件與理論)，信息科學(xué)與工程學(xué)院陳志剛教授論文答辯日期2Q12生12旦2旦‘答辯委員會主中南大學(xué)二0一二年

2、九月摘要認(rèn)知無線電技術(shù)(CognitiveRadio，CR)是一種能夠有效緩解頻譜(信道)資源缺乏的重要技術(shù)之一。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)作為下一代寬帶接入系統(tǒng)，將認(rèn)知無線電技術(shù)應(yīng)用于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中解決其頻譜缺乏的問題具有潛在的優(yōu)勢。目前認(rèn)知無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(CognitiveWirelessMeshNetwork，CWMN)仍然處于研究的早期階段，面臨許多開放性的挑戰(zhàn)。路由算法是直接影響CWMN吞吐量、端到端延遲的重要因素之～，而無線Me

3、sh網(wǎng)絡(luò)中已有的路由算法無法適用于CWMN。其一，在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，各Mesh節(jié)點(diǎn)工作在固定信道，而在CWMN中，由于主用戶占用信道的隨機(jī)性，CRMesh節(jié)點(diǎn)的可用信道是動(dòng)態(tài)變化的；其二，在CWMN中，CRMesh節(jié)點(diǎn)使用信道必須保證不對主用戶的正常通信產(chǎn)生干擾，并且路由與頻譜分配問題必須聯(lián)合考慮，而在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中不是必須滿足的。本文分別以提高無線業(yè)務(wù)接受率、降低端到端延遲為目標(biāo)對CWMN中的單播路由與頻譜分配問題開展研究，以

4、及分別以降低信道沖突數(shù)、節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡和端到端延遲為目標(biāo)對CWMN中的組播路由與頻譜分配問題開展研究，主要工作如下：(1)針對CWMN中路由算法構(gòu)造的單條路徑可能沒有可用信道的問題，提出了集中式的自適應(yīng)單播多路徑構(gòu)造與頻譜分配算法。本文提出了自適應(yīng)的滿足QoS約束的單播路由與頻譜分配算法SA2瓜，目標(biāo)是最大化無線業(yè)務(wù)接受率。SA2JR包括兩個(gè)部分，按需的娶路徑路由算法／(Routing，以及QoS驅(qū)動(dòng)的頻譜分配算法QDSA。KRoutin

5、g負(fù)責(zé)為每一個(gè)需求產(chǎn)生躉條潛在路由路徑，QDSA算法自適應(yīng)的進(jìn)行頻譜分配目標(biāo)是從KRouting產(chǎn)生的足條潛在路由路徑中找出一條滿足QoS約束的可行路由路徑。仿真結(jié)果表明SA2JR能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，獲得較高的無線業(yè)務(wù)接受率。(2)針對CWMN中各CRMesh節(jié)點(diǎn)可用信道的差別，提出分布式的基于節(jié)點(diǎn)協(xié)作的單播路由與頻譜分配算法。本文通過實(shí)例分析了通過節(jié)點(diǎn)協(xié)作可以有效的降低平均端到端延遲，提出了基于節(jié)點(diǎn)協(xié)作的分布式單播路由與頻譜分配算法DRS