认知无线自组网广播技术研究与实现
发布时间：2021-08-01 06:31
随着通信技术的发展,通信用户数不断增长,频谱资源变得日益紧缺,制约着无线通信的发展。1999年,认知无线电（Cognitive Radio,CR）技术的提出有效地缓解了频谱资源短缺问题。自组网具有无中心、多跳、动态拓扑的特点,整个网络没有固定的基础设施,广泛应用在灾后重建、应急通信等领域。由于自组网在现实应用中并没有被分配固定的工作频段,也将面临着频谱资源不足的问题。因此,基于认知无线电技术的自组织网络值得深入研究。认知无线自组网（Cognitive Radio Ad Hoc Networks,CRAHNs）通过动态频谱接入授权用户未使用的频谱资源,能够有效地缓解频谱资源短缺问题。广播是自组网中一种重要的通信形式,路由查询、时间同步等都依赖于广播。在CRAHNs中,不同的次级用户（Secondary User,SU）可以使用的频谱资源是不同的,也即拥有不同的可用信道集。这种可用信道的不统一给CRAHNs中的广播带来了特殊的挑战。本文针对认知无线自组网中的广播问题进行了理论分析和相关研究。本文的主要工作和创新点如下:第一,针对CRAHNs场景,提出了一种无需公共控制信道的全分布式广播技术...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３传统自组网?
ＣＲＡＨＮｓ中很难使用单信道广播调度算法，广播消息无法通过公共信道进行传??送。??为了进一步说明ＣＲＡＨＮｓ中的广播面临的挑战，考虑图１－３、图１－４所示的??单跳场景，其中节点Ｊ是源节点。对于如图１－３所示的传统自组网，所有节点均??可使用同一信道（ＣＴｚａ／ｗｅ／ｌ）。因此，节点ｊ只需要在广播一次，就可??以让其所有相邻节点接收到广播消息。然而，在次级用户的可用信道各不相同且??互相不知的ＣＲＡＨＮｓ中，如图１－４所示，节点ｊ必须在多个信道上进行广播，??并且需要多个时隙才能让其所有相邻节点接收到广播消息。??ｆ?靡錢?＿??Ｃｈａｎｎｅｌ?１?ｃ?Ｃｈａｎｎｅｌ?〇??＼?Ｃｈａｎｎｅｌ?１?１’?‘１’?７?Ｃｈａｎｎｅｌ??Ａ?＾?ｔ鬱，２，３，５，７??Ｃｈａｎｎｅｌ?１?＼?ＣｈａｎｎｅｌＴ??＼?１，２，?３，?４?＼??Ｃｈａｎｎｅｌ?１?Ｃｈａｎｎｅｌ??４，５，６，?７??图１－３传统自组网?图１－４认知无线自组网??Ｓｏｎｇ提出了一种分布式广播协议［１４１
Ｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ?Ｓｅｔ，ＭＣＤＳ）?［３３］。因此，最小冗余广播问题便可转化为求网络拓扑??图的ＭＣＤＳ。??图２－２给出一个由１２个节点组成的网络。其中，节点集｛１，１０，１１，１２｝构成网??络的最小连通支配集。??１?２??图２－２取小连通支配集??２．２．２多信道广播??在认知无线自组网中，不同的次级用户可以使用的信道是不同的，也即拥有??不同的可用信道集，广播消息无法通过单个公共信道传送。目前，多跳ＣＲＡＨＮｓ??中的广播研宄还处于起步阶段。接下来，介绍几种ＣＲＡＨＮｓ中的广播算法。??２．２．２．１选择性广播??Ｋｏｎｄａｒｅｄｄｙ介绍了选择性广播（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ?Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）的概念［１５］。利用邻??域图和最小邻域图导出了基本信道集（Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ?Ｃｈａｎｎｅｌ?Ｓｅｔ，五ＣＳ?）。五ＣＳ是节??点通过广播将消息发送给所有邻居所需的最小信道集。??假定一个节点具有Ｍ个可用的信道，进行一次广播需要的时间为７；，则在??所有可用信道上进行广播（完全广播）的广播延迟为ＭｘＪ；。由于７；是固定值，??为了降低广播延迟，可以在确保所有节点都接收
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线多跳网络最佳转播模型及广播机制研究[J]. 赵瑞琴,申晓红,张效民,刘增基,王海燕. 计算机学报. 2014(02)
[2]GSM跳频数字直放站中FCCH检测算法的研究[J]. 谭红伟,郭见兵,刘永飘. 光通信研究. 2012(01)
[3]HM-MAC:一种支持广播的多信道传感器网络MAC协议[J]. 张德升,李金宝,郭龙江,纪守领,王宇. 计算机研究与发展. 2009(12)
[4]基于软件无线电与认知无线电的空间信息获取[J]. 李兴华. 航天电子对抗. 2007(06)
博士论文
[1]认知无线电网络中频谱感知算法研究[D]. 江晓林.哈尔滨工业大学 2015
[2]无线传感器网络多信道通信技术的研究[D]. 秦绍华.山东大学 2014
[3]多接口多信道多跳无线网络资源管理与广播机制的研究[D]. 李礼.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]认知无线电网络中的路由协议研究[D]. 郭兵.重庆邮电大学 2016
[2]基于SDR平台的GSM业务监控系统设计与实现[D]. 朱宏飞.北京邮电大学 2016
[3]无线认知传感器网络中的频谱感知技术研究[D]. 单思洋.海南大学 2014
[4]OpenBTS信号处理和无线资源管理的研究[D]. 朱赛赛.山东大学 2012
本文编号：3315007
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３传统自组网?
ＣＲＡＨＮｓ中很难使用单信道广播调度算法，广播消息无法通过公共信道进行传??送。??为了进一步说明ＣＲＡＨＮｓ中的广播面临的挑战，考虑图１－３、图１－４所示的??单跳场景，其中节点Ｊ是源节点。对于如图１－３所示的传统自组网，所有节点均??可使用同一信道（ＣＴｚａ／ｗｅ／ｌ）。因此，节点ｊ只需要在广播一次，就可??以让其所有相邻节点接收到广播消息。然而，在次级用户的可用信道各不相同且??互相不知的ＣＲＡＨＮｓ中，如图１－４所示，节点ｊ必须在多个信道上进行广播，??并且需要多个时隙才能让其所有相邻节点接收到广播消息。??ｆ?靡錢?＿??Ｃｈａｎｎｅｌ?１?ｃ?Ｃｈａｎｎｅｌ?〇??＼?Ｃｈａｎｎｅｌ?１?１’?‘１’?７?Ｃｈａｎｎｅｌ??Ａ?＾?ｔ鬱，２，３，５，７??Ｃｈａｎｎｅｌ?１?＼?ＣｈａｎｎｅｌＴ??＼?１，２，?３，?４?＼??Ｃｈａｎｎｅｌ?１?Ｃｈａｎｎｅｌ??４，５，６，?７??图１－３传统自组网?图１－４认知无线自组网??Ｓｏｎｇ提出了一种分布式广播协议［１４１
Ｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ?Ｓｅｔ，ＭＣＤＳ）?［３３］。因此，最小冗余广播问题便可转化为求网络拓扑??图的ＭＣＤＳ。??图２－２给出一个由１２个节点组成的网络。其中，节点集｛１，１０，１１，１２｝构成网??络的最小连通支配集。??１?２??图２－２取小连通支配集??２．２．２多信道广播??在认知无线自组网中，不同的次级用户可以使用的信道是不同的，也即拥有??不同的可用信道集，广播消息无法通过单个公共信道传送。目前，多跳ＣＲＡＨＮｓ??中的广播研宄还处于起步阶段。接下来，介绍几种ＣＲＡＨＮｓ中的广播算法。??２．２．２．１选择性广播??Ｋｏｎｄａｒｅｄｄｙ介绍了选择性广播（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ?Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）的概念［１５］。利用邻??域图和最小邻域图导出了基本信道集（Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ?Ｃｈａｎｎｅｌ?Ｓｅｔ，五ＣＳ?）。五ＣＳ是节??点通过广播将消息发送给所有邻居所需的最小信道集。??假定一个节点具有Ｍ个可用的信道，进行一次广播需要的时间为７；，则在??所有可用信道上进行广播（完全广播）的广播延迟为ＭｘＪ；。由于７；是固定值，??为了降低广播延迟，可以在确保所有节点都接收
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线多跳网络最佳转播模型及广播机制研究[J]. 赵瑞琴,申晓红,张效民,刘增基,王海燕. 计算机学报. 2014(02)
[2]GSM跳频数字直放站中FCCH检测算法的研究[J]. 谭红伟,郭见兵,刘永飘. 光通信研究. 2012(01)
[3]HM-MAC:一种支持广播的多信道传感器网络MAC协议[J]. 张德升,李金宝,郭龙江,纪守领,王宇. 计算机研究与发展. 2009(12)
[4]基于软件无线电与认知无线电的空间信息获取[J]. 李兴华. 航天电子对抗. 2007(06)
博士论文
[1]认知无线电网络中频谱感知算法研究[D]. 江晓林.哈尔滨工业大学 2015
[2]无线传感器网络多信道通信技术的研究[D]. 秦绍华.山东大学 2014
[3]多接口多信道多跳无线网络资源管理与广播机制的研究[D]. 李礼.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]认知无线电网络中的路由协议研究[D]. 郭兵.重庆邮电大学 2016
[2]基于SDR平台的GSM业务监控系统设计与实现[D]. 朱宏飞.北京邮电大学 2016
[3]无线认知传感器网络中的频谱感知技术研究[D]. 单思洋.海南大学 2014
[4]OpenBTS信号处理和无线资源管理的研究[D]. 朱赛赛.山东大学 2012
本文编号：3315007
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3315007.html
