认知Ad Hoc网络信道分配算法的研究

摘要

随着科学技术的进步，移动终端的处理能力不断增强，设备成本的逐渐降低，随时随地连接因特网或个人网络不再是梦想。无线设备的迅速增加，使分配给网络ISM的频段资源也变得越来越拥挤，然而有些频段的频谱利用率却很低，大部分时间都是空闲的，许多国际组织、研究机构和学者都意识到这一点，并都致力于新的技术和方法，以解决频谱利用缺陷问题。目前，认知无线电技术被认为是能够改善频谱利用缺陷，提高网络容量的最有效方法。随着认知无线电技术的不断成熟，认知Ad Hoc网络也越来越受到人们的重视。
　　 信道分配是设计认知Ad Hoc网络MAC协议的主要任务之一，高效合理的信道分配算法，能增加信道的空间复用率，改善网络性能。本文对已有的认知Ad Hoc网络信道分配算法进行仿真分析与研究，着重分析基于距离相关的信道分配协议(distancedepend MAC，DDMAC)算法中的不足。由于认知Ad Hoc网络使用的信道频谱是不连续的，因此各个信道的衰落也不同，本文在分析传输模型的基础上，提出了根据收发节点间的距离来选择恰当信道的算法，邻居节点根据干扰距离更新信道的使用状态，提高信道利用率。如果过多的控制信息在控制信道上传输会造成控制信道饱和，致使控制信息拥塞，成为网络的瓶颈，本文提出的方案中，控制信道只用于交换信道选择信息等，因此有效的避免控制信道瓶颈问题。
　　 本文在网络仿真工具NS-2上设计认知Ad Hoc网络仿真模型，通过仿真实验研究信道分配算法的性能。仿真结果表明，本文提出的新信道分配算法能够增加信道的空间复用和频谱利用率，改善了网络性能。