认知无线网状网中基于有效带宽路由算法地研究

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1、万方数据AThesisinComputerApplicationTechnologyResearchonRoutingAlgorithmBasedonEffectiveBandwidthinCognitiveWirelessMeshNetworksByWangChuangSupervisor：AssociateProfessorJiaJieNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人

2、己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：王l萄日期：少f珥D6同矽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年影学位论文作者

3、签名：王阂签字日期：加／缉p占目少日导师签名：喷盐签字日期：如12、6、2I万方数据东北大学硕士学位论文摘要认知无线网状网中基于有效带宽的路由选择算法研究摘要认知无线网状网作为一种结合了认知无线电技术和无线网状网组网方式的新型网络，既继承了无线网状网容错能力强、易于架构及高带宽的优势，又具有解决频谱资源匮乏和授权频谱利用率低下这一无线发展瓶颈的认知无线电技术，因此成为无线通信界关注的焦点。在认知无线网状网中，次用户使用的可用频谱随空间和时间呈动态变化特性，这直接导致次用户的网络拓扑是时变的，因此区别于传统有线和无线网络，认

4、知无线网状网在路由方面面临巨大的挑战。针对认知无线网状网频谱的动态性和网络拓扑的时变性，从新的角度出发，考虑授权用户占用频谱行为，采用跨层设计方法，提出了认知无线网状网中基于有效带宽的路由算法，使得路由层可以及时获取MAC层的频谱信息，在对授权用户不产生影响的前提下，充分考虑频谱分配情况的同时准确地做出路径选择。该路由算法主要包括四个模块：邻居发现与信息交互、路径选择、信道与接口分配和路由调度。针对邻居发现与信息交互模块，采用公共控制信道方式，完成节点信息交互和网络协商运作。针对路径选择模块，设计了基于最大可用有效带宽的路

5、径选择算法，可以选择具有高带宽、低资源使用率和高稳定性的传输路径，并很好地避免拥挤链接的产生。针对信道和接口分配模块，设计了信道与接口分配算法，在充分考虑最大化频谱资源利用率的基础上，使得路径获取真实高带宽的同时保证了网络的高连通性和低干扰性。针对路由调度模块，提出一种以公平性为目标的最小化路由调度算法，通过对网络关键节点或出现耳聋情况的局部网络进行调度，避免网络中出现数据流“饿死”和长时间等待的情况。最后通过仿真实验，对本文路由算法的性能进行了验证。一系列实验结果表明本文算法可以选取高带宽路径，获取较高的网络吞吐量，具有

6、较低的总等待时间和较高的调度公平性，适合动态变化的认知无线网状网。关键词：无线网状网；认知无线电；信道与接口分配；路径选择；路由调度一II—万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonRoutingAlgorithmBasedonEffectiveBandwidthinCognitiveWirelessMeshNetworksAbstractAsanewtypenetwork，cognitivewirelessmeshnetworkcombinesthetechnologyofcognitiveradi

7、oandthenetworkmodeofwirelessmeshnetwork．Becausecognitivewirelessmeshnetworkinheritstheadvantageoffaulttolerantability,easilyarchitectureandhighbandwidthinwirelessmeshnetworks，andhastheabilitytosolvespectrumresourcescarcityandlowutilizationinauthorizedwirelessspect

8、rumbyusingcognitiveradiotechnology,itbecomesthehotshotinwirelesscommunicationindustry．Inthisnewtypenetwork，availablespectrumofcognitiveUSerSpresentdynam