认知无线电网络中的连通支配集构造算法研究

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3、线电网络中的连通支配集构造算法研究》，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学攻读博±□／硕±封学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除注明部分外不包含他人已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确的方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：弯义裝曰期：方｜店年目與目曲阜师范大学研究生学位＂论＂文使＂用＂授权书（根据学位论文类型相应地在□划Ｖ）《认知无线电网络中的连通支配集构造算法研究》系本人在曲阜师范大学攻读博±□／硕±因学位期间，在导师指导下完成的博±□／硕±口学位论

4、文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研究内容不得其他单位的名义发表。本人完全了解送曲阜师范大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口交论文的复印件和电予版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权曲阜师范大学，可采用影印或其他复制手段保存论文，可公开发表论文的全部或部分内容。作者签名：曰親刘｛＞年５目班日奮芝態导师签名：曰親２〇／ｉ耸巧葫摘要摘要无线频谱是无线网络中最珍贵的资源之一，随着无线网络的发展，未授权频谱资源越来越拥挤，而授权频谱的利用率却相对较低，为提高授权频谱的利用率，提出了认知无线电网络（CRN）。CRNs是带有认

5、知无线电的未授权用户（认知用户CUs）的组合。CUs可以与在同一地理区域的授权用户（主要用户PUs）友好相处。PUs可以随机活动，根据自己的需要随时访问授权频谱。CRNs给每个用户配备一个无线电，这些无线电让CUs可以感知到空闲频率带（信道）的频谱，并基于感知结果调节操作参数，在不对PUs引起干扰的情况下，以概率方式进一步使用即时赋予的授权频谱。一旦因为PUs传输信息，重新使用相关信道，为避免对PUs造成干扰，相应的CUs必须清空这些相关信道，移动到另一空闲信道，由于PUs不可预知的活动，每个CU到PUs的相对位置随时变化，因此，CUs的可用信道集合（频谱可用性）随时间和空间的变

6、化而动态改变。由于CRNs的独特优势，我们希望将传统无线网络中的成熟技术、算法应用到CRNs中。传统无线网络中利用虚拟骨干网延长网络生存时间，受此启发，我们试图在认知无线电网络中构造虚拟骨干网，利用连通支配集（ConnectedDominatingSet，即CDS）构造无线网络的虚拟骨干网是实现拓扑控制，进而延长网络生存时间的代表性方法。CDS已经作为基本结构用于MAC，组播广播，基于位置的路由，能量保持以及资源发现等协议。因此，在认知无线电网络中构造CDS尤为重要。本文中，我们研究了在认知无线电网络中构造满足不同性质的CDS的相关问题，然而，由于主要用户（PUs）的随机活动，

7、网络很容易失效，因此，在CRN中构造不同性质的CDS面临前所未有的挑战。本文以连通支配集作为研究问题的理论基础，对现存的、传统的构造连通支配集的方法和热点(如研究现状、网络模型、算法构造类型及典型算法思想等)进行分类总结，然后在认知无线电网络中设计具有不同性质的CDS相关问题算法。本文采用数学、图论等理论分析证明的研究方法，确保结果的理论正确性和实际可行性。第3章在单位圆盘图UDG模型下，利用广度优先搜索思想，提出两个构造限制直径的CDS的集中式算法，缩小消息传递的路径长度，减少