移動(dòng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)功率控制與路由算法的研究.pdf

1、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)由于其自組織、自配置、自認(rèn)知的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于商業(yè)、軍事和工業(yè)等諸多領(lǐng)域。然而，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)存在著資源有限、信道干擾以及拓?fù)鋭?dòng)態(tài)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)計(jì)雖然降低了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，但是層與層之間缺少有效的信息溝通，導(dǎo)致無法充分利用有限的信道資源和功率資源，因此很難真正意義上的提高認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的整體性能?？鐚釉O(shè)計(jì)利用層與層之間的聯(lián)合，將網(wǎng)絡(luò)作為整體來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)，是提高認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能的極具潛力的新興技術(shù)。
　　為此，本文針對

2、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)多信道和多跳的特點(diǎn)，利用跨層設(shè)計(jì)思想，對認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的路由算法和功率控制進(jìn)行了探索和研究，并提出了將路由算法與自適應(yīng)功率控制聯(lián)合的方法，有效的降低了網(wǎng)絡(luò)延遲和丟包率，提高了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率和吞吐量。同時(shí)，綜合考慮節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性、信道分配以及信道干擾等因素，給出了基于移動(dòng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本文的主要工作和研究成果如下：
　　對移動(dòng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)功率控制與路由算法聯(lián)合的問題進(jìn)行了形式化描述，并將該問題轉(zhuǎn)化為了混合

3、整數(shù)非線性規(guī)劃模型。在此基礎(chǔ)上，本文對所研究的移動(dòng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了建模，給出了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)模型、概率模型、移動(dòng)模型和信道干擾模型。
　　根據(jù)認(rèn)知網(wǎng)路的特點(diǎn)，提出了一種將自適應(yīng)功率控制與路由算法聯(lián)合的方法。功率控制在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中往往被用來對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)淇刂坪凸?jié)能。而本文開創(chuàng)性的將自適應(yīng)功率控制和路由算法進(jìn)行聯(lián)合考慮。在這種方式下，節(jié)點(diǎn)通過對移動(dòng)性和信道干擾進(jìn)行預(yù)測來選擇下一跳，這樣選出來的路由具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。與此同時(shí)，為了減

4、少信道之間的干擾和快速恢復(fù)路由，節(jié)點(diǎn)通過功率調(diào)整以適應(yīng)自身周圍的環(huán)境，從而保證了在最小的信道干擾下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠有最大的吞吐量。
　　對網(wǎng)絡(luò)模擬器Mbl進(jìn)行了擴(kuò)展以支持多信道和自適應(yīng)功率的需求。新的Mbl模擬器能夠通過物理層和K層的合作來控制功率并選擇合適的信道。多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的通過將自適應(yīng)功率控制與路由算法聯(lián)合的方式能夠有效的提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，并保證了較低的延遲和丟包率。更為主要的是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于不同環(huán)境下，本文提出的