認(rèn)知無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的接入機(jī)制和動(dòng)態(tài)頻譜分配算法研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信應(yīng)用的普及，有限的無(wú)線頻譜資源和寬帶業(yè)務(wù)需求之間的矛盾日益突出。為了緩解資源和需求之間的這一矛盾，無(wú)線通信技術(shù)開辟了兩個(gè)途徑：一是尋求更高效的調(diào)制機(jī)制，提高頻譜效率；二是改進(jìn)現(xiàn)有的頻譜使用方式，通過(guò)伺機(jī)頻譜接入，高效利用資源。
　　 認(rèn)知無(wú)線電就是從提高頻譜利用率角度，力圖通過(guò)改變傳統(tǒng)的固定頻譜分配和使用模式，使得頻譜資源的利用更加高效。作為近年來(lái)無(wú)線通信領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)技術(shù)之一，認(rèn)知無(wú)線電基于這樣一種事實(shí)：頻譜資源的

2、缺乏并非由于頻譜匱乏，而是由于固定頻譜分配和使用方式造成的。認(rèn)知無(wú)線電作為一種智能頻譜共享技術(shù)，依靠人工智能的支持，感知無(wú)線通信環(huán)境，根據(jù)一定的學(xué)習(xí)和決策算法，實(shí)時(shí)自適應(yīng)的改變自身工作參數(shù)，動(dòng)態(tài)的檢測(cè)和有效的利用空閑頻譜，理論上允許在時(shí)域、頻域和空域上進(jìn)行多維的頻譜復(fù)用和共享。
　　 在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，不同認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的可用信道集合隨空間和時(shí)間變化。認(rèn)知MAC協(xié)議應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題包括：實(shí)現(xiàn)收發(fā)兩端之間的信道選擇，確保收端能與發(fā)端使

3、用相同的信道；當(dāng)發(fā)端進(jìn)行數(shù)據(jù)分組傳輸時(shí)，克服來(lái)自鄰居節(jié)點(diǎn)的干擾；在全網(wǎng)內(nèi)發(fā)布可用信道集合的變化信息；根據(jù)信道質(zhì)量信息實(shí)施信道動(dòng)態(tài)切換。論文以認(rèn)知無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)用對(duì)象，重點(diǎn)研究MAC接入?yún)f(xié)議和動(dòng)態(tài)頻譜分配算法，主要內(nèi)容包括：
　　 1）基于認(rèn)知無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，提出一套通信鏈路解決方案。在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，利用各個(gè)分簇的簇首作為轉(zhuǎn)發(fā)中心，將各個(gè)分簇互連成為一個(gè)完成的網(wǎng)絡(luò)。
　　 2）以上述網(wǎng)絡(luò)模型為基礎(chǔ)，

4、結(jié)合傳統(tǒng)的CSMA/CA接入?yún)f(xié)議，提出一套可用于認(rèn)知無(wú)線電環(huán)境下的接入機(jī)制。在通信過(guò)程中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)交互CO-RTS/CO-CTS幀來(lái)相互了解對(duì)方的可用信道信息，約定雙方選用的數(shù)據(jù)信道，并通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)方式避免干擾。在特定的網(wǎng)絡(luò)條件下進(jìn)行性能分析和仿真測(cè)試。
　　 3）通過(guò)對(duì)上述接入機(jī)制的綜合分析，得到Cog-Mesh網(wǎng)絡(luò)在簇內(nèi)信道分配存在不公平性，資源利用率低等特點(diǎn)，提出一種公平、高效的動(dòng)態(tài)頻譜分配策略，并進(jìn)行性能對(duì)比仿真測(cè)試和評(píng)