认知无线网络关键技术研究

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1、二二＾＾－三＝－－朵击如故＊葦，ＩＶＥＲＳＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＵＮＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ：．．．苗．夺，／斯辦一二．Ｖ，叩苗－－？－Ｌｇ＾ｎ＾ｆ亏＾。ＩＫ；貪：７＾＇＾Ｓ＾ｓｓｅ：＾论文题旨认知无线网络关键技术研究学科专业导航、制导与控制学号２０１３２１１９０２２７作者姓名徐鹏鹏指替教师陈华伟副教授＾－－＾：＊：．＼独剑性声明本人声明所呈交的学位论

2、文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｂ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究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。作者签名：日期：年ｒ月ａｒ日如冷碱／Ｇ论支使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，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，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可抖将学位论文的全部或部分内容编入有关

3、数据库进行检索，可采用影印、缩或扫描印、。制等复手段保存汇编学位论文（此规保密学位论文在解密后应遵）的守定作者签：名滤导餐名：＿师＿巧却冷日期：年分类号密级注1UDC学位论文认知无线网络关键技术研究（题名和副题名）徐鹏鹏（作者姓名）指导教师陈华伟副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业导航、制导与控制提交论文日期2016.3.1论文答辩日期2016.5.25学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonKeyTechnologiesofCogn

4、itiveRadioNetworksAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Navigation,GuidanceandControlAuthor:XuPengPengSupervisor:AssociateProf.ChenHuaweiSchool:SchoolofAeronautics&Astronautics摘要摘要频谱资源稀缺且利用率低的现状促进了认知无线电的发展。认知无线网络是基于认知无线电节点构建的网络，在提高频谱资源利用率、通信环境交互感知、知能

5、、决策、调度方面有着重要意义。在认知无线网络中，信道的异构性和变动性给网络协议的设计，尤其是MAC和路由协议的设计，带来了新的挑战。本文对典型MAC协议进行分析比较，借鉴DDH-MAC协议对控制信道的使用方法，提出一种新的改进协议。改进协议从ISM频段上选取信道作为公共控制信道，节省信道寻找时间且解决了多信道“隐藏终端”问题，同时又从其他普通信道选取主控制信道和备用控制信道，有效地缓解了控制信道的“饱和”问题。对改进MAC协议的数据帧进行了详细设计，BF帧中加入节点可用信道信息字段，又增加了应答帧CC-ACK，同时，提出了更全面的信道协商机制，解决了原协议在节点可用信道少的情

6、况下无法启动的问题。新协议改进了原协议的信道监听策略，使协议对控制信道的监听更完善，对网络中信道行为变化的应对更加准确灵活。对改进协议流程进行了详细设计，通过对授权用户行为和协议竞争状态建模，对其累积吞吐量进行数学分析，给出理论界。借鉴MPR中信道稳定度的概念，同时利用基于信号能量的稳定度，本文提出一种新的稳定度度量指标。考虑到节点片面追求路由稳定度而导致的天线切换时延问题，文章提出了基于稳定度和时延的综合路由度量指标，并以此作为路由的评价标准。文章对改进路由协议的协议帧和算法流程进行了详细设计，采用序列号和信道号共同标示路由请求的方式解决了原协议的联合路径问题；针对原协议对

7、MAC层的要求过高的问题，改进协议采用扩展的网络拓扑结构，同时改进路由维护机制，在降低对MAC要求的同时，改进协议也使节点对路由评判信息的获取更及时，对路由的选择更准确。最后，文章对提出的改进MAC协议和路由协议进行了仿真，仿真结果表明，改进的MAC协议在网络吞吐量方面有大的提升，尤其是节点密度较大时；改进的路由协议在网络开销和丢包率上，较其他协议有着大的改善。这些性能的提升有着极大的工程应用意义。关键词：认知网络；MAC；ROUTE；信道稳定度；控制信道IABSTRACTABSTRACTThesitu