基于认知无线adhoc网络的频谱联合路由选择协议的分析

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJointingSelectionofSpectrumandRouteAlgorithminCognitiveRadioAdHocNetworksCandidate:ZhaoHuMajor:Electronic&CommunicationEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.LiuGanHuazhongUniversityofScienceandTechnolog

2、yWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaOctobei;2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，木论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对木文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、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电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学

3、可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用木授权书。本论文属于不保密口。（请在以上方框内打5”）指导教师签名:日期:学位论文作者签名:日期:摘要最几年来，可用的无线频谱资源变得越来越稀缺，无法满足人们日益増长的对移动互联通信的需求。认知无线电技术的出现给出了一种全新的提高无线频谱的利用率的思路。随着认知无线电技术研究的深入发展和应用，在认知无线adhoc网络中，二级用户不断的感知周围的无线频谱环境，在以不干扰一级用户活动的前提下，机会性的接入和使用空闲授权频谱。路由(或下一跳)的选

4、择和频谱选择(或分配)被认为是认知无线adhoc网络中最为重要而且有难度的研究热点，虽然传统无线adhoc网络中路由协议的研究已经相当成熟，但是由于加入了认知无线电的特性，则需要更加深入和详细的研究。在这样的背景下，本文主要针对认知无线adhoc网络，提出了一种新的路由联合频谱选择的路由协议(JointingselectionofSpectrumandRoutealgorithm,JSR),以降低认知无线adhoc网络的端到端数据传输时延，增加认知无线adhoc网络的吞吐量，同时还在路由协议中提供了对一级用户接收机的先验式保护。本文首先介绍了认知无线电技术研究的相关背景，

5、接着从其基本概念的由来、发展历程、研究现状和关键技术等几个方面对当前已有的研究现状进行了简要阐述，为后文屮要研究认知无线adhoc网络的路由算法与协议做了铺垫；然后在对当前已有的认知无线adhoc网络路由协议的研究进行分析和总结的基础上，提岀了一种新的路由联合频谱选择(JSR)的算法。在本文提出的JSR算法中，将频谱选择与路由选择或下一跳的选择同吋进行，并通过对频谱意识，数据到达率的统计规律，一级用户接收机的保护和二级用户间的频谱感知的综合考量来选择最佳频谱和计算路由度量；二级用户节点会采用了类似adhoc网络中经典的路由协议AODV(AdhocOn-DemandDist

6、ancefectorRouting)的方式来建立到目的节点的路由。但与传统的AODV算法不同,木文的JSR算法中，使用了公用控制信道(CommonControlChannel,CCC)来进行路由信息的交换，并且从能效的角度出发，设计了路由请求的过程，并在路由维持中加入了基于一级(主用户)用户接收机保护的主动响应策略。最后，本文通过使用基于NS2(NetworkSimulatorversion2)的CRCN(CognitiveRadioCognitiveNetwork）架构对本文中的JSR协议进行了仿真；本文中提出的JSR路由协议在与基于频谱可用性和时延的协议进行在认知节

7、点端到端性能，一级用户接收机保护，和路由维护三个方面的比较发现，本文中的JSR协议能够降低二级用户间端到端时延，增加网络吞吐量，提高频谱的利用率，降低对一级用户接收机的干扰，并能在路由失败时及时快速的恢复。关键词：认知无线电认知无线adhoc网络路由协议频谱联合路由选择NS2CRCNAbstractInrecentyears,theavailableradiospectrumresourcesbecomingincreasinglyscarce,areunabletomeetthegrowingdemandformobilei