認(rèn)知無線自組網(wǎng)廣播技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-08-01 06:31
隨著通信技術(shù)的發(fā)展,通信用戶數(shù)不斷增長,頻譜資源變得日益緊缺,制約著無線通信的發(fā)展。1999年,認(rèn)知無線電(Cognitive Radio,CR)技術(shù)的提出有效地緩解了頻譜資源短缺問題。自組網(wǎng)具有無中心、多跳、動(dòng)態(tài)拓?fù)涞奶攸c(diǎn),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施,廣泛應(yīng)用在災(zāi)后重建、應(yīng)急通信等領(lǐng)域。由于自組網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中并沒有被分配固定的工作頻段,也將面臨著頻譜資源不足的問題。因此,基于認(rèn)知無線電技術(shù)的自組織網(wǎng)絡(luò)值得深入研究。認(rèn)知無線自組網(wǎng)(Cognitive Radio Ad Hoc Networks,CRAHNs)通過動(dòng)態(tài)頻譜接入授權(quán)用戶未使用的頻譜資源,能夠有效地緩解頻譜資源短缺問題。廣播是自組網(wǎng)中一種重要的通信形式,路由查詢、時(shí)間同步等都依賴于廣播。在CRAHNs中,不同的次級用戶(Secondary User,SU)可以使用的頻譜資源是不同的,也即擁有不同的可用信道集。這種可用信道的不統(tǒng)一給CRAHNs中的廣播帶來了特殊的挑戰(zhàn)。本文針對認(rèn)知無線自組網(wǎng)中的廣播問題進(jìn)行了理論分析和相關(guān)研究。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:第一,針對CRAHNs場景,提出了一種無需公共控制信道的全分布式廣播技術(shù)...
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3傳統(tǒng)自組網(wǎng)?
CRAHNs中很難使用單信道廣播調(diào)度算法,廣播消息無法通過公共信道進(jìn)行傳??送。??為了進(jìn)一步說明CRAHNs中的廣播面臨的挑戰(zhàn),考慮圖1-3、圖1-4所示的??單跳場景,其中節(jié)點(diǎn)J是源節(jié)點(diǎn)。對于如圖1-3所示的傳統(tǒng)自組網(wǎng),所有節(jié)點(diǎn)均??可使用同一信道(CTza/we/l)。因此,節(jié)點(diǎn)j只需要在廣播一次,就可??以讓其所有相鄰節(jié)點(diǎn)接收到廣播消息。然而,在次級用戶的可用信道各不相同且??互相不知的CRAHNs中,如圖1-4所示,節(jié)點(diǎn)j必須在多個(gè)信道上進(jìn)行廣播,??并且需要多個(gè)時(shí)隙才能讓其所有相鄰節(jié)點(diǎn)接收到廣播消息。??f?靡錢?_??Channel?1?c?Channel?〇??\?Channel?1?1’?‘1’?7?Channel??A?^?t鬱,2,3,5,7??Channel?1?\?ChannelT??\?1,2,?3,?4?\??Channel?1?Channel??4,5,6,?7??圖1-3傳統(tǒng)自組網(wǎng)?圖1-4認(rèn)知無線自組網(wǎng)??Song提出了一種分布式廣播協(xié)議[141
Dominating?Set,MCDS)?[33]。因此,最小冗余廣播問題便可轉(zhuǎn)化為求網(wǎng)絡(luò)拓?fù)??圖的MCDS。??圖2-2給出一個(gè)由12個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)。其中,節(jié)點(diǎn)集{1,10,11,12}構(gòu)成網(wǎng)??絡(luò)的最小連通支配集。??1?2??圖2-2取小連通支配集??2.2.2多信道廣播??在認(rèn)知無線自組網(wǎng)中,不同的次級用戶可以使用的信道是不同的,也即擁有??不同的可用信道集,廣播消息無法通過單個(gè)公共信道傳送。目前,多跳CRAHNs??中的廣播研宄還處于起步階段。接下來,介紹幾種CRAHNs中的廣播算法。??2.2.2.1選擇性廣播??Kondareddy介紹了選擇性廣播(Selective?Broadcasting)的概念[15]。利用鄰??域圖和最小鄰域圖導(dǎo)出了基本信道集(Essential?Channel?Set,五CS?)。五CS是節(jié)??點(diǎn)通過廣播將消息發(fā)送給所有鄰居所需的最小信道集。??假定一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有M個(gè)可用的信道,進(jìn)行一次廣播需要的時(shí)間為7;,則在??所有可用信道上進(jìn)行廣播(完全廣播)的廣播延遲為MxJ;。由于7;是固定值,??為了降低廣播延遲,可以在確保所有節(jié)點(diǎn)都接收
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無線多跳網(wǎng)絡(luò)最佳轉(zhuǎn)播模型及廣播機(jī)制研究[J]. 趙瑞琴,申曉紅,張效民,劉增基,王海燕. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2014(02)
[2]GSM跳頻數(shù)字直放站中FCCH檢測算法的研究[J]. 譚紅偉,郭見兵,劉永飄. 光通信研究. 2012(01)
[3]HM-MAC:一種支持廣播的多信道傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議[J]. 張德升,李金寶,郭龍江,紀(jì)守領(lǐng),王宇. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2009(12)
[4]基于軟件無線電與認(rèn)知無線電的空間信息獲取[J]. 李興華. 航天電子對抗. 2007(06)
博士論文
[1]認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜感知算法研究[D]. 江曉林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的研究[D]. 秦紹華.山東大學(xué) 2014
[3]多接口多信道多跳無線網(wǎng)絡(luò)資源管理與廣播機(jī)制的研究[D]. 李禮.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議研究[D]. 郭兵.重慶郵電大學(xué) 2016
[2]基于SDR平臺的GSM業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 朱宏飛.北京郵電大學(xué) 2016
[3]無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知技術(shù)研究[D]. 單思洋.海南大學(xué) 2014
[4]OpenBTS信號處理和無線資源管理的研究[D]. 朱賽賽.山東大學(xué) 2012
本文編號:3315007
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3傳統(tǒng)自組網(wǎng)?
CRAHNs中很難使用單信道廣播調(diào)度算法,廣播消息無法通過公共信道進(jìn)行傳??送。??為了進(jìn)一步說明CRAHNs中的廣播面臨的挑戰(zhàn),考慮圖1-3、圖1-4所示的??單跳場景,其中節(jié)點(diǎn)J是源節(jié)點(diǎn)。對于如圖1-3所示的傳統(tǒng)自組網(wǎng),所有節(jié)點(diǎn)均??可使用同一信道(CTza/we/l)。因此,節(jié)點(diǎn)j只需要在廣播一次,就可??以讓其所有相鄰節(jié)點(diǎn)接收到廣播消息。然而,在次級用戶的可用信道各不相同且??互相不知的CRAHNs中,如圖1-4所示,節(jié)點(diǎn)j必須在多個(gè)信道上進(jìn)行廣播,??并且需要多個(gè)時(shí)隙才能讓其所有相鄰節(jié)點(diǎn)接收到廣播消息。??f?靡錢?_??Channel?1?c?Channel?〇??\?Channel?1?1’?‘1’?7?Channel??A?^?t鬱,2,3,5,7??Channel?1?\?ChannelT??\?1,2,?3,?4?\??Channel?1?Channel??4,5,6,?7??圖1-3傳統(tǒng)自組網(wǎng)?圖1-4認(rèn)知無線自組網(wǎng)??Song提出了一種分布式廣播協(xié)議[141
Dominating?Set,MCDS)?[33]。因此,最小冗余廣播問題便可轉(zhuǎn)化為求網(wǎng)絡(luò)拓?fù)??圖的MCDS。??圖2-2給出一個(gè)由12個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)。其中,節(jié)點(diǎn)集{1,10,11,12}構(gòu)成網(wǎng)??絡(luò)的最小連通支配集。??1?2??圖2-2取小連通支配集??2.2.2多信道廣播??在認(rèn)知無線自組網(wǎng)中,不同的次級用戶可以使用的信道是不同的,也即擁有??不同的可用信道集,廣播消息無法通過單個(gè)公共信道傳送。目前,多跳CRAHNs??中的廣播研宄還處于起步階段。接下來,介紹幾種CRAHNs中的廣播算法。??2.2.2.1選擇性廣播??Kondareddy介紹了選擇性廣播(Selective?Broadcasting)的概念[15]。利用鄰??域圖和最小鄰域圖導(dǎo)出了基本信道集(Essential?Channel?Set,五CS?)。五CS是節(jié)??點(diǎn)通過廣播將消息發(fā)送給所有鄰居所需的最小信道集。??假定一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有M個(gè)可用的信道,進(jìn)行一次廣播需要的時(shí)間為7;,則在??所有可用信道上進(jìn)行廣播(完全廣播)的廣播延遲為MxJ;。由于7;是固定值,??為了降低廣播延遲,可以在確保所有節(jié)點(diǎn)都接收
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無線多跳網(wǎng)絡(luò)最佳轉(zhuǎn)播模型及廣播機(jī)制研究[J]. 趙瑞琴,申曉紅,張效民,劉增基,王海燕. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2014(02)
[2]GSM跳頻數(shù)字直放站中FCCH檢測算法的研究[J]. 譚紅偉,郭見兵,劉永飄. 光通信研究. 2012(01)
[3]HM-MAC:一種支持廣播的多信道傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議[J]. 張德升,李金寶,郭龍江,紀(jì)守領(lǐng),王宇. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2009(12)
[4]基于軟件無線電與認(rèn)知無線電的空間信息獲取[J]. 李興華. 航天電子對抗. 2007(06)
博士論文
[1]認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜感知算法研究[D]. 江曉林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的研究[D]. 秦紹華.山東大學(xué) 2014
[3]多接口多信道多跳無線網(wǎng)絡(luò)資源管理與廣播機(jī)制的研究[D]. 李禮.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議研究[D]. 郭兵.重慶郵電大學(xué) 2016
[2]基于SDR平臺的GSM業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 朱宏飛.北京郵電大學(xué) 2016
[3]無線認(rèn)知傳感器網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知技術(shù)研究[D]. 單思洋.海南大學(xué) 2014
[4]OpenBTS信號處理和無線資源管理的研究[D]. 朱賽賽.山東大學(xué) 2012
本文編號:3315007
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