认知无线电网络中的路由度量研究

摘要

传统的频谱资源管理方式是由相关机构通过静态的频段授权来实现的。然而，美国联邦通信委员会（Federal Communication Commission，FCC）的一项研究调查表明，这种静态的频谱授权管理方式严重的降低了频谱资源的使用效率[1][2]。研究发现，在很多地区的很多时间段，虽然授权频谱并没有被充分使用，但是由于没有相应频谱使用许可权，其它通信系统不能使用这些频谱，从而造成了频谱资源的大量浪费。 认知无线电作为一种新兴技术，通过利用时间和空间维度上的频谱空洞，可以显著提高宝贵频谱资源的利用率。认知无线电技术的核心思想是：设备通过对外界环境的感知和学习，动态的、自适应的调节运行时参数，从而达到优化资源使用的目的。 认知无线电网络中的路由是一个非常前沿和重要的研究领域。而路由度量设计又是路由的核心。本文从认知无线电网络出发，阐明了路由度量需要反映出路径的端到端性能；另外，从认知无线电网络与授权系统的共存角度来看，路由度量同时还应该反映出授权系统和非授权系统之间的相互干扰。 本篇论文对认知无线电网络中的路由度量进行了深入研究。首先，简单介绍了认知无线电技术的背景和基于认知无线电技术的IEEE802.22标准：其次，从mesh多跳网络入手，分析了几种典型的路由度量设计；之后，重点研究了认知无线电网络路由的新特性，并提出了两类新式的路由度量：1）反映路径端到端性能的系统内路由度量，2）反映系统间干扰的系统间路由度量；最后，通过充分的仿真和性能分析，验证了在认知无线电网络环境下，提出的路由度量相较于传统的路由度量能更好反映出路径的实际性能，从而优化整个网络的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1认知无线电概述

1.1.1认知无线电的提出和定义

1.1.2认知无线电的应用场景

1.2认知无线电的研究领域

1.2.1对授权用户的感知

1.2.2根据感知结果进行重配置

1.3论文内容和章节安排

1.4本章小结

第二章基于认知无线电技术的IEEE 802.22

2.1 IEEE 802.22综述

2.2 IEEE 802.22规范

2.2.1体系参考结构

2.2.2 802.22帧结构

2.3 IEEE 802.22中的感知功能和机制

2.4本章小结

第三章多跳mesh网络中的路由度量设计

3.1多跳mesh网络中的路由概述

3.2多跳mesh网络路由度量设计考虑因素

3.3几种典型的路由度量分析

3.3.1路径跳数

3.3.2端到端时延

3.3.3 WCETT路由度量

3.3.4 MIC路由度量

3.3.5 BLC路由度量

3.4本章小结

第四章认知无线电网络中的路由度量研究

4.1认知无线电网络路由新特性

4.2新式路南度量的提出与推导

4.2.1系统模型

4.2.2新式路由度量及推导

4.3本章小结

第五章路由度量的仿真和性能分析

5.1系统内、系统间路由度量性能仿真

5.1.1仿真设置

5.1.2仿真结果和分析

5.2路径中链路调度方案对端到端吞吐量影响

5.2.1仿真设置

5.2.2仿真结果和分析

5.3路径中链路观测相关性对端到端吞吐量影响

5.3.1仿真设置

5.3.2仿真结果和分析

5.4本章小结

第六章总结和展望

参考文献

致谢

硕士研究生期间发表论文