基于能量收集的认知无线传感器网络频谱感知与资源分配策略研究

发布时间：2021-12-31 16:12

　　认知无线传感器网络（CRSN）的出现缓解了传统无线传感器网络（WSN）中频谱资源不足与干扰问题日益严重的现状。然而,认知无线电（CR）技术的引进增加了能量受限的节点的能量消耗,使得节点的使用寿命极大缩短。为了使节点可持续运行,能量收集（EH）技术被引入CRSN中,基于能量收集的CRSN（EH-CRSN）网络由此产生。本文重点研究了EH-CRSN中的节能频谱感知策略,并基于频谱感知的结果,在数据传输阶段设计了一种用于最小化网络节点传输时延的信道分配机制。本文首先根据交叉熵算法的思想,基于多信道环境下EH-CRSN中节点感知频谱的调度问题,提出了一种以优化节点能量利用效率为目标的算法:EESS。此算法可以在保证频谱感知性能和满足数据节点时间需求的同时使网络能量效率得到最大限度的提高。相较于传统算法在优化网络的可用信道时间时未考虑能效优化问题,而EESS算法在优化能效时考虑了更多网络性能指标。一方面,EESS算法中频谱感知节点检测到的信道可用时间满足了数据节点所需时间的约束;另一方面,该算法控制了频谱感知节点的虚警率,使可用信道利用率得到了提高。同时,EESS算法考虑到了节点的部署成本,解决... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 无线传感器网络概述
        1.1.2 认知无线传感器网络概述
        1.1.3 能量收集关键技术的概述
    1.2 研究现状及难题
    1.3 研究意义和目的
    1.4 本文研究内容
    1.5 论文结构安排
第2章 CRSN的理论基础介绍
    2.1 单节点频谱感知技术
        2.1.1 匹配滤波器检测法
        2.1.2 循环平稳特征检测法
        2.1.3 能量检测法
        2.1.4 单用户频谱感知技术的比较
    2.2 协作频谱感知技术
        2.2.1 集中式协作频谱感知
        2.2.2 分布式协作频谱感知
        2.2.3 协作频谱感知方法的对比
        2.2.4 协作频谱感知融合准则
    2.3 信道分配技术
    2.4 本章小结
第3章 EH-HCRSN的频谱感知算法研究
    3.1 引言
    3.2 网络模型
        3.2.1 CR模型
        3.2.2 EH模型
    3.3 算法设计
    3.4 性能仿真
    3.5 本章小结
第4章 EH-HCRSN的信道分配算法研究
    4.1 引言
    4.2 网络模型
    4.3 问题描述
    4.4 算法设计及仿真
        4.4.1 算法设计
        4.4.2 性能仿真
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器自然能量供电设计及实验分析[J]. 朱达荣,张建辉,申兴发,戴国骏.  电子科技大学学报. 2011(05)

硕士论文
[1]基于能量收集的认知无线传感器网络能量管理策略研究[D]. 张芮铭.重庆邮电大学 2017
[2]认知无线传感器网络的频谱感知与能耗均衡算法研究[D]. 孙飞.南京邮电大学 2016
[3]无线传感器网络中信道分配方法的研究[D]. 张琳.吉林大学 2016
[4]无线传感器网络中能量收集节点的研究与实现[D]. 丁仁伟.北京交通大学 2014
[5]认知无线网络中频谱感知关键技术的研究[D]. 刘洋.南京邮电大学 2013
[6]认知无线网络中集中式信道分配策略及性能分析[D]. 魏纪红.燕山大学 2012
[7]无线传感器网络中的频谱感知技术研究[D]. 刘坤.西安电子科技大学 2011



本文编号：3560567