认知无线电网络mac协议的研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：认知无线电网络MAC协议的研究英文并列题目：TheStudyofMACProtocolinCognitiveRadioNetwork研究生：刘张超专业：信号与信息处理研究方向：通信信号分析与处理导师：薛伟副教授指导小组成员：学位授予日期：2016年06月答辩委员会主席：于凤芹江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一六年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人

2、已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志。与我对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名；．曰期：如＜年６月２曰《／《欠选ＬＪ关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被査阅和借阅，可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存＞

3、汇编学位论文，一并且本人电子文增的内容和纸质论文的内容相致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：师签名：詞旅連聖导气外日期；Ｚ。／文年矣月２日摘要摘要认知无线电(CognitiveRadio，CR)作为一种智能的频谱共享技术，采用“见缝插针”的方式使用授权频谱，实现高可靠通信以及对频谱资源的有效利用，很大程度上解决了当前频谱资源面临的问题。认知无线电网络的介质访问控制(MediumAccessControl，MAC）层作为CR技术在无线网络中应用的重要实现部分，其包含了多种

4、CR关键技术。然而，由于其频谱的动态性、多样性等特点，使得其MAC协议相对于传统的无线网络研究起来更加复杂，且大多数基于传统无线网络的思想机制不能直接吸收利用，纵观当前认知无线电领域MAC研究仍处于初级阶段，还存在很多不足与空白领域，因此对认知无线电网络MAC协议的研究具有重大挑战和重要意义。论文首先针对CR技术的研究背景以及研究意义、CR定义以及当前研究状况、认知无线电网络的概念及其关键技术进行了介绍，在对无线网络MAC协议功能与基本理论概述的基础上，结合认知无线电网络自身特性，给出其MAC协议的关键技术及

5、性能指标，并对当前存在的认知无线电网络MAC协议基于控制信道进行分类和详细分析、取利寻弊，明确论文中MAC协议的研究方向。其次，针对基于静态公共控制信道的认知无线电网络MAC协议的不足以及一些有效的传统无线网络协议机制无法直接用于认知无线电网络中等问题，在CR-MMAC（Multi-channelMACProtocolinCRNetworks)协议基础上，引入同步策略、不等待传输机制、多数据不重申机制，提出一种基于动态公共控制信道的分布式小区认知无线电网络MAC协议。该协议通过建立DCCC(DynamicCo

6、mmonControlChannel)方法减少信道资源开支，采用连续多数据包传输不重申机制和不等待传输机制降低控制信道上负载量与冲突发生概率，相对提高ATIM(AdHocTrafficIndicationMessage)窗中完成信道协商的CR用户对量，改善网络数据传输能力。通过在NS2中CRCN平台上进行协议模型搭建，对提出的协议在系统吞吐量、频谱利用率等性能上进行仿真分析，证明协议在改善系统性能上的相对优越性。最后，基于认知用户的目标数据信道分配机制和公平性冲突退避机制两方面对分布式认知无线电网络MAC协议

7、进行研究。从影响信道通信速率、通信时延、通信碰撞率等的主要因素出发，提出一种综合考虑信道增益，历史空闲时间和信道热度三种因素的多参数决策的目标信道选择机制。该机制能有效减少多选一的目标信道上拥塞概率和通信中信道切换次数且具有低计算复杂度；针对经典的二进制指数退避机制进行研究分析，对不足之处进行改进，提出基于发送概率的改进二进制退避机制，能进一步提高接入的公平性并且减少接入后的冲突发生概率。最后通过NS2仿真并对结果进行分析，证明提出机制的相对优越性。关键字：认知无线电网络；MAC协议；控制信道；信道选择机制；

8、退避机制IAbstractAbstractAsanintelligentspectrumsharingtechnology,cognitiveradio(CR)usesidleauthorizedspectrumbythewayof“availoneselfofeveryopportunity”,achievinghighreliablecommunicationandefficientuseofs