长距离认知无线自组织网络在风电场的应用

为解决风电场监控系统的远距离通信问题,对长距离认知无线自组织网络的原理进行研究,分析传统有线通信架构现状,提出在风电场的监控系统中引入长距离认知无线自组织网络通信技术,以期为风电场的管理提供参考。

认知无线电自组织网络MAC协议

随着无线频谱资源短缺问题的日益突出,认知无线电网络得到了广泛关注和研究.在这类网络中,媒体接入控制MAC协议是关键技术之一.特别是在认知无线电自组织网络中,因为缺乏中心基础设施的支持,MAC协议的设计面临着巨大的挑战.除了媒体接入控制等传统问题之外,这些挑战还包括如何保证主用户的业务质量,如何有效认知并管理频谱资源等.文中首先介绍了认知无线电自组织网络MAC协议的最新研究进展,然后对一些典型协议进行了比较分析,最后对未来的研究方向进行了探讨.

认知无线车载自组织网络中的联合路由调度

通过将认知无线电(cognitive radio,CR)技术应用到车载自组织网络(vehicular ad hoc networks,VANETs)(也称车联网)中,认知无线车载自组织网络(CR-VANETs)可以缓解频谱资源稀缺问题,有效提高车对车通信的频谱资源利用率.由于车辆的高速移动性以及认知无线电频谱资源的动态特性,使得传统的认知无线电网络或车载自组织网络中的路由协议无法直接应用到CR-VANETs中.目前,针对CR-VANETs的路由研究相对较少,如何最大效率地利用有限的频谱资源,同时降低跳数过多带来的频谱资源浪费,仍然是一个有待解决的问题.为此,提出了一种CR-VANETs中联合路由调度方案,结合了有限频谱资源调度研究与最小化路由跳数的优化目标.首先,建立了CR-VANETs中的网络模型和基于车对车通信的频谱感知模型,预测车辆间有效接触时间和频谱可用概率.其次,通过这些参数定义出通信链路消耗,并由此得出权衡链路质量的权重因子.通过分析优化目标,将其转化为有限频谱资源约束下的最小化路由跳数问题,并证明该问题为NP难问题.然后,针对这个联合路由调度问题提出一种混合启发式算法,结合了粒子群优化算法的快速收敛性和遗传算法的种群多样性,对有限频谱资源进行调度,同时优化路由跳数.最后仿真实验结果表明,与现有的CR-VANETs路由研究比较,有着更优的路由跳数并使其保持在一个相对稳定的值.

认知无线电自组织网络带宽动态分配多信道MAC协议

针对目前经典的本地协作多信道MAC协议(LCM-MAC)缺乏频谱感知和带宽动态分配问题,提出一种认知无线电自组织网络(cognitive radio Ad hoc networks,CRAHNs)带宽动态分配多信道MAC(CR-LMAC)协议。通过引入频谱感知机制和新的带宽分配策略模型,改进LCM-MAC协议,使其具备空闲信道感知和动态分配带宽的自适应能力。仿真结果表明,改进后的协议性能优于LCM-MAC,在网络总吞吐量和端到端时延等方面有较大提高和改善。

基于OPNET的自组织认知无线网络建模

设计了合适的认知节点,搭建了C-Ad Hoc网络架构。通过将AODV算法进行适当修改,使其能够运行在C-Ad Hoc网络上,仿真结果验证了该网络模型的可行性。

认知的铁路应急自组织网络研究

随着高速铁路对通信系统安全性要求不断提高,及业务需求不断多样化,GSM-R网络将面临更多的技术挑战。本文针对某些基站网元由于突发事件而不能为终端提供无线服务的问题,提出组建基于认知无线电技术的铁路自组织网络,以达到应急通信的目的。在对铁路应急通信场景进行描述的基础上,提出认知的铁路应急自组织网络模型,分析了认知的铁路应急自组织网络面临的技术挑战,包括双模终端的设计、分簇算法、频谱侦听和铁路运营模式等,重点阐述了簇头选择和分簇频谱侦听技术的设计方法。

基于能量优化的Ad hoc认知无线电网络组播路由启发式算法研究

提出了两个Ad hoc认知无线电网络中基于能量优化的组播路由启发式算法。一个是基于经典的最短路径树的组播算法(shortestpath tree algorithm,SPTA),另一个是基于能量函数的组播启发式算法(energy functionbased heuristic algorithm,EFHA)。这两个算法都在考虑了认知无线电网络特性的基础上建立能量优化的组播树,从应用例子可以看出,EFHA算法明显优于SPTA算法,并且复杂度较低。

认知无线Ad hoc网络的跨层服务质量体系

文章展现了基于下一代信令工作组的跨层体系结构,通过讨论CWAN目前所面临的一系列难题激发对该领域新的研究兴趣。CWAN认知无线Ad hoc网络是将认知无线电技术融入到Ad hoc网中,其QoS的相关研究仍处于起步阶段,目前尚未有QoS框架可作为CWAN的统一解决方案。文章提出一个新的QoS框架,对于现有移动节点和主用户中存在不同的通信类型提供区分优先次序的服务,保证高优先级流的QoS质量。

分层异构无线网络的协议架构和关键技术

分层异构无线网络技术因其可以有效提高网络频谱效率、满足不同热点覆盖需求、大幅提升系统容量等优点,而成为当今LTE-Advanced系统中的关键技术之一。总结了分层异构无线网络的背景、定义以及架构,并重点讨论了由于传统网络拓扑结构的改变而引发的干扰问题,详述了3GPP标准中的增强干扰协调方案,最后分析了分层异构无线网络中的其他关键技术,如网络自组织、回程链路设计、小区选择和切换、节能、认知无线电技术等。这些关键技术对于分层异构无线网络商用化部署具有指导意义。

认知无线电在3GPPLTE中的应用

介绍了认知无线电的概念与应用研究,在此基础上论述了将认知无线电技术应用于LTE(Long Term Evolution)系统中的必要性和可行性;讨论了认知无线电在LTE系统的无线资源管理和其自组织网络形成两个方面的应用,同时给出了相应的认知结构模型。

OFDM动态频谱接入网络中基于跳频子载波的循环平稳签名

提出了一种在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号中产生循环平稳签名的方法,该方法开销低,且在频率选择性衰落信道中仍然具备很好的可检测性,尤其适用于动态频谱接入(dynamic spectrum access,DSA)网络。此外,还给出了该循环平稳签名的检测方法。仿真结果表明,依靠单个跳频子载波产生的签名,在签名检测性能不恶化的情况下,其开销仅仅是萨顿方法的四分之一。

认知车载网的频谱感知性能分析

认知车载网中不同的衰落传播信道会影响频谱感知的性能。为了描述不同信道下的频谱感知性能,分析了加性高斯白噪声信道、瑞利衰落信道和Nakagami-m衰落信道条件下的频谱感知单用户能量检测概率和协作能量检测概率,重点是Nakagami-m衰落信道、检测衰落因子、次用户的数量和信噪比这几个参数对协作频谱感知性能的影响。仿真结果表明,通过对不同信道特性的准确了解能够帮助车辆在不同衰落信道环境下提高频谱的检测概率。

认知自组网分布式频谱感知最优协作算法

认知无线电技术使得自组织网络节点能够充分利用空闲频谱资源,提高了传输性能。通过协作频谱感知,可有效解决由于无线信道存在阴影、噪声和衰落等情况导致的单节点感知准确性偏低。为了解决梯度算法随着协作节点数量增大后计算复杂度变高,文中提出部分梯度算法ψ-GBCS,该模型通过基于SNR的动态阈值保证了感知准确性,同时通过最佳协作节点数提高了感知效率。仿真结果表明,该模型下,综合评估系统效率和性能的J函数值提高37%,能耗降低50%,有效保证大规模认知自组网频谱感知的鲁棒性,降低了对主用户的干扰及设备功耗。

认知无线Ad hoc网络的认知体系结构研究

对认知无线Ad hoc网络进行了阐述。对于认知无线Ad hoc网络,要考虑到无线Ad hoc网络的整体特点,来研究网络级认知结构。而由于认知无线Ad hoc网络是基于无线Ad hoc网络体系结构,同时鉴于无线Ad hoc网络本身特点,因此网络体系参数和网络本身特性参数共同被定义为认知信息,并在与跨层设计结合基础上进行节点级认知结构设计。认知信息的获取与传输方式将认知无线Ad hoc网络网络级与节点级结构有机地联合起来,使整个认知体系成为完整有机体。

考虑业务优先级的多信道CRANET合作动态功率控制

针对多信道认知自组织网络(CRANET)中不同业务接入类型的优先级对次用户(SU)发射功率的影响,设计了次用户间业务传输的优先级感知因子,考虑到对主用户系统产生的累积干扰量约束,采用微分博弈建立了合作动态功率控制模型(CoDPCM),获得在总联盟下的合作动态功率控制最优解,同时,考虑到自私次用户的非合作性,建立了非合作动态功率控制模型(NoCoDPCM),获得了反馈Nash(纳什)均衡解,并从理论上进行了性能比较。仿真结果表明,与非合作动态功率控制模型相比,合作动态功率控制模型在发射功率、支付量和系统总体吞吐量等方面表现出较好性能。

CRAHN中基于捕获效应的分布式MAC协议

针对认知无线自组织网络多用户环境下交会过程中存在的信道争用与碰撞问题,提出一种基于捕获效应的分布式MAC协议。通过RTS/CTS/NTS机制有效缓解传统RTS/CTS机制中出现的阻塞问题;在交会过程中引入捕获效应技术,确保控制消息交会的正确性,在一定程度上改善信道争用问题;基于Bianchi的Markov链模型,从数学角度评估所提协议的捕获概率和吞吐量等重要性能。实验结果表明,与其它协议相比,该方法所获得的吞吐量至少平均提升了9%。

船舶自组网近海环境中的集群分布式协作频谱检测算法

文中考虑在船舶自组网中应用认知无线电技术,并对该应用在近海环境中的频谱检测算法展开了深入研究。以往研究描述了基于认知无线电技术的船舶自织网中主用户节点的隐藏问题。考虑到该网络的动态拓扑结构以及在海洋通信环境中难以寻找固定中心节点的限制,曾提出了一种离散式协作频谱检测算法,并采用自加权方式对检测结果做出修正,提高了算法可靠性。文中介绍了近海环境中自加权分布式频谱检测算法存在的问题。在近海区域,由于船舶密度较大,用户之间干扰增加,使得离散式频谱检测方法的可靠性降低。针对近海区域的通信场景,进一步改进了现有的频谱检测算法,即提出了集群分布式协作频谱检测算法,并且通过仿真验证了所提算法在近海环境中的有效性。