论文题目：认知无线自组网广播技术研究与实现
摘要：随着通信技术的发展,通信用户数不断增长,频谱资源变得日益紧缺,制约着无线通信的发展。1999年,认知无线电（Cognitive Radio,CR）技术的提出有效地缓解了频谱资源短缺问题。自组网具有无中心、多跳、动态拓扑的特点,整个网络没有固定的基础设施,广泛应用在灾后重建、应急通信等领域。由于自组网在现实应用中并没有被分配固定的工作频段,也将面临着频谱资源不足的问题。因此,基于认知无线电技术的自组织网络值得深入研究。认知无线自组网（Cognitive Radio Ad Hoc Networks,CRAHNs）通过动态频谱接入授权用户未使用的频谱资源,能够有效地缓解频谱资源短缺问题。广播是自组网中一种重要的通信形式,路由查询、时间同步等都依赖于广播。在CRAHNs中,不同的次级用户（Secondary User,SU）可以使用的频谱资源是不同的,也即拥有不同的可用信道集。这种可用信道的不统一给CRAHNs中的广播带来了特殊的挑战。本文针对认知无线自组网中的广播问题进行了理论分析和相关研究。本文的主要工作和创新点如下:第一,针对CRAHNs场景,提出了一种无需公共控制信道的全分布式广播技术方案。每个次级用户通过合理地从自己的可用信道集中选择部分信道,构成选择性广播信道集（Selective Broadcasting Channel Set,SBCS）,进行选择性广播,提高信道利用率。仿真结果表明,本文提出的广播方案的广播成功率和平均广播延迟的性能优于其它对比广播方案。第二,针对多信道多接口（Multi-Channel Multi-Radio,MC-MR）CRAHNs中的广播,提出了基于邻域复形的分布式广播算法。通过构建最小重叠连通邻域子复形（Minimum Overlapping Connected Neighborhood Subcomplex,MOCNS）,实现低冗余广播。仿真结果表明,本文提出的广播算法在广播覆盖率、收包次数等方面优于其它的对比广播方案。第三,设计实现了一套基于USRP平台的软件定义无线电自组网系统,通过软件形式使通用处理器集成5台模拟的电台。每台通用处理器使用一个USRP设备作为射频收发端。自组网系统支持时分双工的通信方式,支持传输数据业务。对整个自组网系统进行评测,系统能够实现快速、准确的组网。
关键词：认知无线电;认知无线自组网;选择性广播;邻域复形;软件定义无线电
学科专业：信息与通信工程
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文选题背景与意义
1.2 国内外研究发展现状
1.3 论文主要工作
1.4 论文结构安排
第二章 认知无线自组网与广播算法
2.1 认知无线自组网的频谱管理
2.1.1 频谱感知
2.1.2 频谱决策
2.1.3 频谱共享
2.1.4 频谱迁移
2.2 广播技术
2.2.1 单信道广播
2.2.2 多信道广播
2.3 本章小结
第三章 基于选择性广播信道集的低延迟广播算法
3.1 引言
3.2 低延迟选择性广播算法
3.2.1 计算次级用户选择性广播信道集的起始位置
3.2.2 计算次级用户选择性广播信道集内的信道个数
3.2.3 构建广播跳频序列
3.2.4 广播调度及避免碰撞
3.3 性能仿真
3.4 本章小结
第四章 基于邻域复形的多信道多接口广播
4.1 问题描述及概念介绍
4.2 MOCAB算法
4.2.1 算法描述
4.2.2 节点信息处理机制
4.3 性能仿真
4.4 本章小结
第五章 软件定义自组网系统
5.1 引言
5.1.1 软件定义无线电
5.1.2 USRP平台介绍
5.1.3 OpenBTS开源项目介绍
5.2 硬件结构设计
5.3 软件结构设计
5.3.1 系统软件架构
5.3.2 数据流程
5.3.3 软件协议栈
5.3.4 软件收发信机
5.4 组网结果
5.4.1 时延测试
5.4.2 传输速度测试
5.4.3 广播测试
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
参考文献
致谢