多信道无线网络中监测节点信道选择算法研究

摘要

在多信道无线网络中，采用无线监测节点对用户的通信活动进行监测可实现网络的资源管理和故障诊断。由于硬件资源受限，监测节点通常在一个时刻只能工作在一个信道上，如何为各个监测节点选择信道，从而使整个监测网络收集的用户信息量达到最大，即网络监测质量(Quality of Monitoring, QoM)达到最优，是一个关键问题。
　　 本文重点研究监测节点的信道选择问题。在前人工作的基础上建立了无线监测问题模型，公式化描述了最大化无线监测网络的监测质量问题(Maximizingof QoM, MQM)，并采用分布式退火吉布斯采样算法对上述问题进行了求解。
　　 本文的主要工作及创新之处：
　　 (1) 对多信道无线网络中的无线监测问题进行了建模。结合无线监测问题的特点，本文采用包含节点、用户以及用户与节点之间连线的无向二分图来对其进行描述。在此基础上定义了节点的监测质量和无线监测网络的监测质量QoM，公式化描述了MQM问题，将QoM作为监测节点信道选择的性能评价指标，进而采用遗传算法和线性规划算法对其进行了求解，达到了较好的求解效果。
　　 (2) 结合吉布斯采样条件概率选择机制设计了一种分布式退火吉布斯采样信道选择算法。本文通过推论证明了MQM问题是马尔科夫随机场问题，符合吉布斯采样理论应用的充要条件。在此基础上根据优化目标定义了吉布斯势函数和吉布斯能量函数，由此构造了目标概率分布函数，并引入退火策略，提出了分布式退火吉布斯采样信道选择算法(Gibbs Sampler Based Channel SelectionAlgorithm, GSCS)。通过仿真实验及实际网络测试验证了该算法的有效性。在实验的基础上对算法的初始温度取值进行进一步研究，得出了一个可参考的取值范围。

目录

第一章 绪论

第二章 无线监测网络中节点信道选择问题

第三章 分布式吉布斯采样信道选择算法

第四章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的研究课题

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

论文说明:图表目录

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