認知移動Ad Hoc網(wǎng)絡的路由算法研究.pdf

1、近年來，隨著無線通信技術的快速發(fā)展和無線業(yè)務的拓展，更強大的移動設備和M2M(Machine to Machine)聯(lián)接快速普及，特別是智能手機的廣泛應用，引發(fā)了用戶數(shù)量和通信數(shù)據(jù)流量等持續(xù)高速增長，可用的授權頻譜不斷的減少且趨于枯竭。可用的無線頻譜資源的有限性被認為是制約5G、物聯(lián)網(wǎng)、車輛網(wǎng)絡等技術發(fā)展的瓶頸之一。根據(jù)文獻研究發(fā)現(xiàn)，不同頻段的利用率介于15％到85％之間，而且各頻段利用率隨時間和地域表現(xiàn)出很強的動態(tài)性。在授權頻段內存在

2、大量的白色區(qū)域，即使是非常擁擠的頻段，如移動蜂窩通信頻段，在個別時段也有閑置現(xiàn)象。為了保障無線通信產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，迫切需要推動頻譜資源的有效利用。
　　認知無線電(Cognitive，Radio，CR)作為一種能夠對頻譜資源更加充分利用的新興的無線通信技術，可以通過感知空閑的授權頻譜，與授權用戶共享授權頻譜，因此，CR技術能夠提高頻譜的資源利率。
　　路由技術作為認知無線網(wǎng)絡(Cognitive Radio Networ

3、k，CRN)的關鍵技術之一，由于CRN的環(huán)境的復雜性，使得CRN環(huán)境下的路由協(xié)議的研究面臨許多新的挑戰(zhàn)。因此，本文根據(jù)CRN的環(huán)境特點，借鑒傳統(tǒng)成熟的路由協(xié)議，設計一種性能優(yōu)越的路由協(xié)議。
　　本文首先介紹了認知無線電技術的研究背景、現(xiàn)狀和應用趨勢、關鍵技術和國內外研究現(xiàn)狀以及本文研究的目的和意義，然后對已有的CRN路由協(xié)議和傳統(tǒng)的Ad Hoc網(wǎng)絡的路由協(xié)議的優(yōu)缺點進行分析，并對其中幾種較為典型的路由度量進行設計、仿真和分析，確定

4、本文的研究方向。
　　其次，根據(jù)CRN的環(huán)境特點，綜合考慮認知移動Ad Hoc網(wǎng)絡中的頻譜的動態(tài)性、節(jié)點的移動性、節(jié)點負載以及端到端的時延，提出了一種基于業(yè)務優(yōu)先級的路由協(xié)議，該算法可以根據(jù)節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)的類型對路由度量的權重因子進行調整，使其滿足該類型數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅苄枨?在路由維護階段，通過對節(jié)點的移動速度和鏈路狀態(tài)進行預測，在鏈路由于認知節(jié)點的移動性導致斷裂之前啟動本地的路由修復過程，盡量避免因鏈路斷裂而引起的數(shù)據(jù)分組的丟失。<