基于qos度量的移动认知网络路由决策

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1、：学校代码１０２８５学号；２０１０４０２８００４Ｉ誦ＣＨＯＷＵＮＩＶＥ矿ＲＳＩＴＹＷｍ：感ｉ基于ＱｏＳ賴自鹏动ｉＡ細络路由决策民ｏｕｔｉ打ｇＳｔｒａｔｅｉ巧ＢａｓｅｄｏｎｏＳＭｅｔｒｉｃｉｎ圍ｇＱＭｏｂｉｌｅＣｏｇｎｉｔｉｖｅＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋ研究生姓名Ｍｔｌｂｈ指导教一ｄ巾姓名汪鸣专业名称信号与信息处理ＨＨ研究方向认知无线电＾所在院部苏州大学电子信息学院论文提交日期２０１６年５月；；礁苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明；所提交的

2、学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。隙文中己经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研巧成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中１＾＾明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。：论文作者签名：訓棘樣日期叫苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科晓文献

3、信息情报中也、中国科学技术信息研究所（含乃方数据电子出版化）、文中国学术期刊（光盛版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子保存档和，汇允许论文被查阅和借阅，可臥采用影印、缩印或其他复制手段据编学位论文，可封将学位论文的全部或部分内容编入有关数库进行检秦。本涉密论文口学位论文属在年月解密后适用本规定。论非涉密论文□文作者签名：卖金奇早遭日期；兴Ｍ、令－文Ｉ导师签名：Ｉ＾期：基于QoS度量的移动认知网络路由决策摘要随着无线通信业务和用户需求的快速增长，尤其移动互联网与智能移动终端的大范围应用，使得频谱资源日益紧张。

4、移动认知网络(MobileCognitiveRadioNetwork,MCRN)作为一种新兴的智能网络技术，具有认知无线电技术和移动自组织网络技术的特点，能够适应复杂和动态变化的网络环境，优化端到端的性能，实现高效利用网络资源的目标。目前，对认知网络路由的研究大多假定主、次用户是静止的，从频谱可用性、信道分配等方面来研究认知网络的性能。对于移动认知网络，由于节点的移动和主用户的活动行为，节点间的链路特性不稳定，网络拓扑结构动态变化，难以用固定的服务质量(QualityofService,QoS)来衡量网络的性能。因此，从不同角度研究移动认知网络的链路动态特性，解

5、决具有多个参数约束的QoS路由优化问题是移动认知网络研究的核心问题之一。针对拓扑结构的动态性、链路的动态性、不同业务QoS需求以及路由的不确定性，本文开展了以下研究工作，首先从链路的连通性、稳定性、功率消耗、中断性能等研究链路的特性，进一步研究移动认知网络的局部拓扑控制算法和按一定QoS度量的网络路由算法。理论分析和仿真结果均表明本文所提出的方案能够有效提高认知无线网络端到端的服务质量和频谱的利用率。本论文主要研究工作和创新点包括以下几个方面：针对认知无线网络链路特性受多种因素影响及多变性的特点，提出了一个包括链路功耗、链路稳定性、链路中断概率等多参数的移动认知

6、网络模型，并对模型中主次用户节点移动引起的网络拓扑的改变、链路的改变等进行了阐述，进一步从多个角度归纳提炼了这些改变对认知无线网络链路性能的影响，为链路性能分析及路由的研究奠定基础。依据多参数认知网络模型，结合一维移动认知网络的应用提出了以随机路点移动模型为基础的一维移动认知网络连通性分析方法。在此基础上根据主用户的活动情况以及节点的移动情况推导了网络链路的连通概率，进而分析网络端到端的连通性，推导出网络连通概率的闭合表达式。并在不同场景下通过仿真分析了主用户数、I主用户活动因子、次用户数、次用户传输范围、最大干扰范围以及次用户的移动速度等对网络连通性的影响，验

7、证了理论分析的正确性和合理性。针对主、次用户均移动的认知网络拓扑动态变化的特点，提出了一种局部认知拓扑控制路由算法。该算法根据节点的移动以及次用户对主用户的干扰来预测认知链路的可利用时间，结合链路稳定性和链路功耗进行多目标优化，度量链路的权重并作为链路代价。在保证网络连通的基础上，运用局部Dijkstra算法对认知网络的拓扑进行控制，优化网络拓扑，并在优化后的网络拓扑上以路径代价最小的准则选择网络路由，优化端到端的性能。仿真验证了所提拓扑控制算法的有效性，分析了链路功耗和链路稳定性对网络路径选择的影响以及网络参数对网络平均节点度、网络平均链路代价、单位路径功耗等

8、的影响。相比于单一QoS