认知传感器网络中频谱共享算法设计文献综述

 2022-08-03 11:08

文献综述

1、绪论

在这个互联网时代大潮下,物联网逐渐地发展起来,这就使得如今各式的无线通信系统发展了起来,融合了起来,因此,原本就珍贵的频谱资源愈发的稀有。尤其对于作为物联网感知层重要一部分的无线传感器网络,其一般工作在2.4G附近的免费频段,由于无线通信技术的广泛应用,该频段越来越拥堵,其他通信系统的的干扰也对无线传感器网络的发展造成了阻碍。再加上传统无线传感网本身机制的限制,频谱利用效率低且易受外部环境的影响。近年来,人们开始利用认知无线电技术,具备动态频谱利用能力的认知无线传感器网络也就应运而生。

动态频谱共享是认知无线电的核心技术,基于图论、博弈论以及拍卖竞价等模型的频谱共享方案能够减少对主用户造成的干扰,并实现频谱分配的最优化。传统的频谱共享方案缺陷使得频谱频繁切换造成大量的能量消耗,在此基础上加入动态频谱的管理流程会进一步压缩节点的睡眠时间,缩短其寿命。本设计提出降低频谱切换概率并结合睡眠补偿的频谱共享方案,通过把主信道状态变化建模成一个马尔可夫更新过程,推出频谱空洞性能的可靠性指标从而分配频谱,以降低频谱切换的概率;同时,在为没有分配到频谱的节点建立睡眠补偿的机制,使得节点在频谱空洞不足时进入睡眠,而空洞出现时唤醒,从而减少侦听能耗。

2、国内外研究现状

对于无线传感器网络的研究早在1987年就开始了,而对与认知传感网的研究是由2009年Ozgur B.Akan等人提出明确概念之后才开始。以下为具体文献:

文献[1]详细介绍了无线传感器网络研究领域中的研究成果和应用技术。第1篇是无线传感器网络的通信协议,第2篇是无线传感器网络的支撑技术文献,以及第3篇是无线传感器网络的应用技术。

文献[2]分析了无线认知传感器网络(WCSN)的基本概念和优势,给出了无线认知传感器网络节点硬件结构 ,研究了Ad Hoc式、分簇式、异构分级式和移动式四种无线认知传感器网络拓扑结构,列举了无线认知传感器网络的应用领域。

文献[3]介绍了无线认知传感器网络的概念,从无线认知传感器网络的节点、频谱感知、频谱决策、频谱共享、频谱迁移、网络层、传输层、应用层等方面综述了现有的研究成果,讨论了目前存在的问题和需要进一步研究的方向。

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