基于認知的無線網(wǎng)絡(luò)自適應通信方法.pdf

1、現(xiàn)代無線通信網(wǎng)絡(luò)正朝著寬帶化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。其中，如何在軍事對抗、搶險救災與應急通信等復雜環(huán)境條件下，使通信網(wǎng)絡(luò)自適應周圍動態(tài)變化環(huán)境，進而對所承載業(yè)務提供通信保障是廣泛關(guān)注的問題，也是本文的研究目標。其中，復雜環(huán)境是指在空域、時域及頻域范圍內(nèi)，影響系統(tǒng)通信保障能力的環(huán)境因素多而雜，且這些因素相互作用影響，難于分析。
　　認知無線電技術(shù)憑借其“通信參數(shù)靈活可調(diào)整”及“動態(tài)頻譜伺機接入”等特點，被認為是可以有效實現(xiàn)上述目

2、標的無線通信技術(shù)之一，并被眾多專用網(wǎng)絡(luò)或授權(quán)網(wǎng)絡(luò)所接受，成為重要的通信輔助手段。然而，復雜環(huán)境下頻譜資源的不確定性，使得利用上述認知技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自適應通信依然面臨許多技術(shù)問題。為此，本文在分析國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，從資源的角度與業(yè)務傳輸?shù)慕嵌?，研究了資源時變對業(yè)務傳輸?shù)挠绊懀?QoS保證、低干擾碰撞概率以及低路由中斷概率等幾方面，具體研究了以下幾個問題：
　　第一，分層分布式網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)及業(yè)務傳輸模型。目前，分層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)憑

3、借其分級編配及規(guī)模易擴展等特點，被廣泛應用于具有層級指揮特點的網(wǎng)絡(luò)中，如軍事戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)、應急指揮網(wǎng)等。因此，本文首先分析了分層分布式網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，并討論了該架構(gòu)下的自適應功能機制。之后，結(jié)合上述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及自適應機制，討論了復雜環(huán)境下的信道可用性及鏈路可用性，以及分層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的IP分組業(yè)務傳輸特性。
　　第二，面向聚合業(yè)務 QoS約束的接納控制方法。復雜環(huán)境下的資源不確定性，將導致業(yè)務流在傳輸及匯聚過程中表現(xiàn)出不同程度的“碎片化

4、”特點，并嚴重影響業(yè)務聚合節(jié)點處的排隊性能。為此本文建立了匯聚節(jié)點處緩存區(qū)長度及分配通道速率與丟包率及排隊時延間的復雜函數(shù)關(guān)系。通過建立起來的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合多目標優(yōu)化方法，研究了面向丟包率及排隊時延聯(lián)合約束的接納控制方法。該方法在保證丟包率的前提下，能夠進一步保證排隊時延的約束。
　　第三，基于概率預測的動態(tài)信道自適應切換方法。針對復雜環(huán)境下，干擾類型的多樣化，本文從統(tǒng)計規(guī)律上將復雜環(huán)境下干擾類型分類為：連續(xù)、周期及隨機等三種類型

5、，并進一步研究了不同干擾樣式下的信道空閑狀態(tài)持續(xù)時長概率區(qū)間預測方法。其突出特點是能夠給出預測誤差的估計值，從而利用區(qū)間預測的能力減小了預測誤差帶來的負面影響。并以概率預測結(jié)果為依據(jù)，通過設(shè)定概率選擇門限，指導具體的動態(tài)信道分配及自適應切換，這一方面可以使節(jié)點提前退出當前信道以避免干擾到來時產(chǎn)生的碰撞，另一方面可以使節(jié)點合理選擇切換目標信道以降低切換概率。
　　第四，基于鏈路可用性的自適應路由選擇方法。首先結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓撲模型及信道可