认知无线电网络中的路由协议研究

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1、分类号TN929.5密级公开UDC621.39学位论文编号D-10617-308-(2016)-01046重庆邮电大学硕士学位论文中文题目认知无线电网络中的路由协议研究英文题目ResearchonRoutingProtocolforCognitiveRadioNetworks学号S130101050姓名郭兵学位类别工学硕士学科专业信息与通信工程指导教师朱江副教授完成日期2016年6月8日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要作为解决频谱稀缺问题的认知无线电技术凭借其自适应的动态频谱接入能力成为了近年来的一个研究热点。在将认知

2、技术应用于实际的过程中，相应的路由协议设计必不可少，路由协议处在网络的中间层，不仅需要能够适应网络环境的变化，同时需要满足上层协议的服务需求。认知网络中频谱环境的动态性以及机会式信道接入的特点给其路由协议的设计带来了一定的难度，为了提高认知路由的适应性和健壮性，本文进行了如下的一些研究：第一、针对认知Ad-hoc网络中频谱环境的动态性，提出了一种实时信道分配的路由协议。该协议通过引入INMESSAGE数据包，使得认知用户在数据传输过程中可以与邻节点间交换频谱信息，从而进行实时的信道分配，以适应可用信道集的多变性。通过仿

3、真表明，实时信道分配路由协议提高了分组的投递率，降低了路由的重建次数，更加适合动态的认知网络环境。第二、为保证认知路由的稳定性并降低路由的端到端时延，提出了一种基于稳定性和时延的路由协议。协议引入稳定性因子，只有满足了稳定性约束条件的路由才可以作为候选路由，然后将传输时延作为度量对候选路由进行筛选。在分析了认知无线Ad-hoc网络中的时延和稳定性模型的基础上，结合AODV路由协议实现了提出的综合信道和路径选择方案。仿真结果表明，该路由协议无论在不同的源-目的节点距离，还是在不同的授权用户活跃程度下都具有更好的稳定性和端

4、到端时延表现。第三、在认知无线电网络中，为降低路由开销、减少能量消耗同时保证高的频谱利用率，提出了基于频谱聚合的分簇路由协议。该协议在认知用户的频谱感知结果之上进行节点分簇，并根据感知结果以最小化传输功率为目标进行频谱聚合。之后在分簇的基础上进行路由，在频谱聚合的基础上进行数据传送。仿真表明，在节点数较多的网络环境中该协议在保证了数据包投递率的同时，有更少的路由开销和更低的能量消耗。关键词：认知无线电网络，路由协议，时延，路由稳定性，分簇，频谱聚合I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractAsasolu

5、tiontotheproblemofspectrumscarcitythecognitiveradiotechnologyhasbecomeapopularresearchtopicinrecentyearswithitsadaptivedynamicspectrumaccessability.Thecorrespondingroutingprotocolhastobedesignedwhenthecognitivetechniqueappliestothewirelessnetwork.Routingprotocol

6、isinthemiddlelayerofnetwork.Itneedsadapttothechangingnetworkenvironmentandmeettherequirementoftheupperlayerprotocols.Thedynamicspectrumenvironmentandtheopportunitieschannelaccesscharacteristicofcognitivenetworkbringacertaindifficultytothedesignoftheroutingprotoc

7、ol.Toimprovetheadaptabilityandrobustnessofcognitiverouting,thefollowingresearchesarecarried:1.Areal-timechannelallocationroutingprotocolwasproposedaimingatthedynamicspectrumenvironmentofcognitiveradioAd-hocnetwork.Inthisprotocol,byintroducingtheINMESSAGEpackets,

8、theadjacentcognitiveuserscouldexchangetheirspectruminformationduringdatatransmissionsothattheycouldachievethereal-timechannelallocationtoadapttothevariabilityoftheira