认知无线电网络的路由优化

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1、湖北工业大学硕士学位论文摘要认知网络是一种结合了认知无线电技术与自组织组网方式的新型网络，它的出现解决了频谱资源紧张和利用率低的问题。但是由于认知用户使用的频谱机会（SOP）是动态变化的，一旦主用户出现或者传输性能恶化，就必须切换到新的可用频段。这一特性使得认知无线电网络在路由策略方面面临着很多挑战。本文深入研究了认知网络节点发送数据的整个过程，围绕路由探讨如何在认知网络这种具有动态频谱特性的自组织网络中寻找优化算法和调度策略来保证节点间通信能够更稳定。取得的研究成果有如下几个方面：一．针对多跳网络拓扑结构的易变性和认知网络动态的频谱特性

2、提出了一种基于角度泛洪的路由优化策略。在知道源、目的节点位置信息的前提下，使路由请求信息的广播不再是四面八方的，而是沿着某个既定的方向进行转发。这种改进后的路由算法通过NS2仿真分析，确实大大降低了端到端时延和丢包率。二．当路由建立好后，由于路由中每跳数据传输使用的是MAC层分配的可用频段，一旦主用户出现，该频段变得不可用。如果存在其它可用的频段，第一种策略是直接基于空闲信道进行链路内的频谱切换；还可以根据认知节点的重配置能力，基于ACK确认帧来进行链路内的频谱切换，使发射节点能够自适应地调整到某个最合适的信道上继续通信；而如果没有其它可

3、用的频段时，保持路由基本不变，链路的接收端节点在其邻域内选择某个节点用来替代自己连通发送端节点和下一跳节点，对链路进行局部调整，避免重新发起路由。综上所述，论文首先提出了一种路由建立的优化算法，针对频谱变化，对通信的频段进行链路内切换和链路间的局部调整，保证了无中断传输的同时，减少了端到端时延。而为了进一步提高网络的整体性能，需要各层之间进行联合设计，这也是认知无线电网络今后的发展方向。关键词：认知无线电技术，自组织网络，按需路由，限定角，局部调整I湖北工业大学硕士学位论文AbstractThecognitiveradionetworkw

4、ithcombiningthecognitiveradiotechnologyandwirelessmulti-hopnetworkshasresolvedrarespectrumresourceandlowutilizationrate.However,becausethespectrumopportunity(SOPs)ofcognitiveuserisdynamic,oncetheauthorizeduserortransmissionperformancedegradationoccurs,cognitiveusermustswi

5、tchtoanewavailablefrequencyband.Whichmaketheroutingstrategyinthecognitiveradionetworkfacemanychallenges.Inthispaper,wehasstudiedthewholeprocessthatsendingthedataflowstothedestinationnodein-depth,aroundtheroutetofindoptimalalgorithmsandschedulingstrategytoensurethatinter-n

6、odecommunicationinthenetworkwithdynamicspectralcharacteristicsandself-organizingcanbemorestable.Researchresultsobtainedbythefollowingaspects:1.Accordingtovariabilityoftopologyinthemulti-hopnetworkanddynamicspectrumfeaturesinthecognitivenetworks,wepresentanewperspectiveoff

7、lood-basedinsomeangleroutingoptimizationstrategy.Underthepremiseofknowingthelocationinformationofsourceanddestinationnode,broadcastingtheroutingrequestsinformationisnolongerinalldirections,butalongtheestablisheddirection.ThroughtheNS2simulation,theimprovedroutingalgorithm

8、doessignificantlyreducetheend-to-enddelayandpacketlossrate.2.Aftertherouteisestablished,aseachho