本文關鍵詞：林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中聯(lián)合功率控制的認知路由技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡是林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本組成部分,林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)資源監(jiān)管、林業(yè)災害監(jiān)控、生態(tài)監(jiān)測等方面具有巨大應用潛力。隨著林業(yè)領域?qū)o線傳感器網(wǎng)絡具有高傳輸速率需求的不斷增長,無線頻譜資源的需求量與有限的頻譜資源供給量差距越來越大。認知無線電(Cognitive Radio, CR)技術是一種能夠?qū)︻l譜資源充分合理利用的新興無線通信技術,可以感知授權網(wǎng)絡空閑的頻譜資源,在不對授權用戶造成干擾的情況下機會式的利用授權頻譜,提高授權頻譜資源的利用率,是當前無線通信領域解決頻譜資源緊缺的有效方案。認知無線傳感器網(wǎng)絡(Cognitive Radio Sensor Networks, CRSNs)是一種利用CR技術緩解頻譜缺乏與提高網(wǎng)絡吞吐量的無線傳感器網(wǎng)絡。路由技術是CRSNs的關鍵技術之一,是CRSNs通信的基礎,同時,由于CRSNs具有頻譜動態(tài)性、差異性以及多樣性等特點,如何利用CRSNs中的頻譜空穴提高網(wǎng)絡吞吐量、服務質(zhì)量是亟待研究的課題。本文從最小化中斷概率和最小化干擾與能耗兩個角度對CRSNs中的路由問題開展研究,主要工作如下：1)針對CRSNs中某一鏈路的SINR低于門限值時,將導致端到端路徑中斷的問題,以最小化路徑的中斷概率為目標,研究次用戶節(jié)點總發(fā)射功率受限,以及次用戶對主用戶干擾功率受限的情況下,聯(lián)合功率控制的路由與頻譜分配策略。提出了基于遺傳算法的聯(lián)合功率控制的路由與頻譜分配算法JPCRA。通過大量的仿真發(fā)現(xiàn),提出的JPCRA算法能達到預定目標,構造的路徑不僅具有較低的中斷概率,而且有效地降低了對主用戶節(jié)點的干擾功率。2)針對CRSNs下墊式(Underlay)頻譜接入模型下,次用戶節(jié)點對主用戶干擾功率過高,以及次用戶節(jié)點能量過早耗盡的問題,提出了基于粒子群優(yōu)化算法的聯(lián)合功率控制的路由與頻譜分配算法PRSA,包括粒子編碼與粒子初始化、適應度函數(shù)、粒子飛行,目標是：最小化次用戶對主用戶的干擾功率與延長網(wǎng)絡生存時間。設計了包含信道與發(fā)射功率等級二元組的鄰接矩陣粒子編碼結構,以及重新定義了粒子的3種運算規(guī)則。仿真結果表明,PRSA能在最小化對主用戶的干擾功率的同時,延長網(wǎng)絡生存時間。
【關鍵詞】：認知無線傳感器網(wǎng)絡 路由 功率 中斷概率 干擾
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN925;S712
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 認知無線傳感器網(wǎng)絡簡介10-15
• 1.2.1 認知無線電10-12
• 1.2.2 認知無線網(wǎng)絡12
• 1.2.3 認知無線傳感網(wǎng)絡12-13
• 1.2.4 CRSNs關鍵技術13-15
• 1.3 路由技術的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 研究內(nèi)容17-19
• 2 最小中斷概率路由算法19-29
• 2.1 研究背景19-20
• 2.2 網(wǎng)絡模型及問題描述20-22
• 2.2.1 網(wǎng)絡模型20-21
• 2.2.2 問題描述21-22
• 2.3 聯(lián)合功率控制的路由與頻譜分配算法22-24
• 2.3.1 粒子編碼23
• 2.3.2 初始化種群23
• 2.3.3 適應度函數(shù)23-24
• 2.3.4 選擇、交叉和變異操作24
• 2.3.5 JPCRA算法24
• 2.4 仿真與結果24-28
• 2.4.1 端到端中斷概率比較25-27
• 2.4.2 平均干擾功率比較27-28
• 2.5 本章小結28-29
• 3 干擾和能耗有效的路由算法29-40
• 3.1 研究背景29-30
• 3.2 網(wǎng)絡模型與問題描述30-33
• 3.2.1 網(wǎng)絡模型30-31
• 3.2.2 問題描述31-33
• 3.3 基于PSO的聯(lián)合功率路由算法33-36
• 3.3.1 粒子編碼與初始化33-34
• 3.3.2 適應度函數(shù)34
• 3.3.3 粒子運算規(guī)則34-35
• 3.3.4 PRSA算法35-36
• 3.4 仿真與結果36-39
• 3.4.1 干擾功率比較36-38
• 3.4.2 生存時間比較38-39
• 3.5 本章小結39-40
• 4 工作總結與展望40-42
• 4.1 工作總結40-41
• 4.2 下一步研究工作41-42
• 參考文獻42-49
• 致謝49

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  本文關鍵詞：林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中聯(lián)合功率控制的認知路由技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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