本文關(guān)鍵詞：林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中聯(lián)合功率控制的認(rèn)知路由技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本組成部分,林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)資源監(jiān)管、林業(yè)災(zāi)害監(jiān)控、生態(tài)監(jiān)測(cè)等方面具有巨大應(yīng)用潛力。隨著林業(yè)領(lǐng)域?qū)o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有高傳輸速率需求的不斷增長(zhǎng),無(wú)線頻譜資源的需求量與有限的頻譜資源供給量差距越來(lái)越大。認(rèn)知無(wú)線電(Cognitive Radio, CR)技術(shù)是一種能夠?qū)︻l譜資源充分合理利用的新興無(wú)線通信技術(shù),可以感知授權(quán)網(wǎng)絡(luò)空閑的頻譜資源,在不對(duì)授權(quán)用戶造成干擾的情況下機(jī)會(huì)式的利用授權(quán)頻譜,提高授權(quán)頻譜資源的利用率,是當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域解決頻譜資源緊缺的有效方案。認(rèn)知無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Cognitive Radio Sensor Networks, CRSNs)是一種利用CR技術(shù)緩解頻譜缺乏與提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。路由技術(shù)是CRSNs的關(guān)鍵技術(shù)之一,是CRSNs通信的基礎(chǔ),同時(shí),由于CRSNs具有頻譜動(dòng)態(tài)性、差異性以及多樣性等特點(diǎn),如何利用CRSNs中的頻譜空穴提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、服務(wù)質(zhì)量是亟待研究的課題。本文從最小化中斷概率和最小化干擾與能耗兩個(gè)角度對(duì)CRSNs中的路由問(wèn)題開展研究,主要工作如下：1)針對(duì)CRSNs中某一鏈路的SINR低于門限值時(shí),將導(dǎo)致端到端路徑中斷的問(wèn)題,以最小化路徑的中斷概率為目標(biāo),研究次用戶節(jié)點(diǎn)總發(fā)射功率受限,以及次用戶對(duì)主用戶干擾功率受限的情況下,聯(lián)合功率控制的路由與頻譜分配策略。提出了基于遺傳算法的聯(lián)合功率控制的路由與頻譜分配算法JPCRA。通過(guò)大量的仿真發(fā)現(xiàn),提出的JPCRA算法能達(dá)到預(yù)定目標(biāo),構(gòu)造的路徑不僅具有較低的中斷概率,而且有效地降低了對(duì)主用戶節(jié)點(diǎn)的干擾功率。2)針對(duì)CRSNs下墊式(Underlay)頻譜接入模型下,次用戶節(jié)點(diǎn)對(duì)主用戶干擾功率過(guò)高,以及次用戶節(jié)點(diǎn)能量過(guò)早耗盡的問(wèn)題,提出了基于粒子群優(yōu)化算法的聯(lián)合功率控制的路由與頻譜分配算法PRSA,包括粒子編碼與粒子初始化、適應(yīng)度函數(shù)、粒子飛行,目標(biāo)是：最小化次用戶對(duì)主用戶的干擾功率與延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。設(shè)計(jì)了包含信道與發(fā)射功率等級(jí)二元組的鄰接矩陣粒子編碼結(jié)構(gòu),以及重新定義了粒子的3種運(yùn)算規(guī)則。仿真結(jié)果表明,PRSA能在最小化對(duì)主用戶的干擾功率的同時(shí),延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：認(rèn)知無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由 功率 中斷概率 干擾
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN925;S712
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 認(rèn)知無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介10-15
• 1.2.1 認(rèn)知無(wú)線電10-12
• 1.2.2 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)12
• 1.2.3 認(rèn)知無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)12-13
• 1.2.4 CRSNs關(guān)鍵技術(shù)13-15
• 1.3 路由技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 最小中斷概率路由算法19-29
• 2.1 研究背景19-20
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)模型及問(wèn)題描述20-22
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型20-21
• 2.2.2 問(wèn)題描述21-22
• 2.3 聯(lián)合功率控制的路由與頻譜分配算法22-24
• 2.3.1 粒子編碼23
• 2.3.2 初始化種群23
• 2.3.3 適應(yīng)度函數(shù)23-24
• 2.3.4 選擇、交叉和變異操作24
• 2.3.5 JPCRA算法24
• 2.4 仿真與結(jié)果24-28
• 2.4.1 端到端中斷概率比較25-27
• 2.4.2 平均干擾功率比較27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 干擾和能耗有效的路由算法29-40
• 3.1 研究背景29-30
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)模型與問(wèn)題描述30-33
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型30-31
• 3.2.2 問(wèn)題描述31-33
• 3.3 基于PSO的聯(lián)合功率路由算法33-36
• 3.3.1 粒子編碼與初始化33-34
• 3.3.2 適應(yīng)度函數(shù)34
• 3.3.3 粒子運(yùn)算規(guī)則34-35
• 3.3.4 PRSA算法35-36
• 3.4 仿真與結(jié)果36-39
• 3.4.1 干擾功率比較36-38
• 3.4.2 生存時(shí)間比較38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 工作總結(jié)與展望40-42
• 4.1 工作總結(jié)40-41
• 4.2 下一步研究工作41-42
• 參考文獻(xiàn)42-49
• 致謝49

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