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1、毕业设计（论文） 外文文献翻译指导教师: 翻译日期:2017. 02. 14文献、资料中文题目：一个分布式网络编码的控制信道多次反射的认知无线电网络文献、资料英文题目：文献、资料来源：文献、资料发表（出版）日期：院（部）：专业：通信工程班级：姓名：学号：毕业设计（论文）外文翻译外文题目译文题目A Distributed Network Coded Control Channelfor Multihop Cognitive Radio Networks一个分布式网络编码的控制信道多次反射的认知无线电网络一个分布式网络编码的控制信道多次反射的认知无线电网络Alfred Asterjadhi 等著1
2、前言大部分的电磁频谱分配由政府部门或机构专用的区域或国家地区在长期的 基础上。由于这个静态资源分配未使用或未充分利用的儿种授权频谱的一部分在 多次和/或位罝。另一方面，最近的一些无线技术在无证经营乐队，如IEEE 802.11、 蓝牙、无线个域网，在某种程度上WiMAX;这些技术己经看到这样的成功和扩散， 他们访问的光谱主要是2.4 GHz的ISM波段。为了提供进一步的频谱资源对于这些现有技术以及允许潜在的替代和创新开发，最近提出了允许未经授权的 设备，称为二次用户，访问那些授权基于资源闲置或偶尔使用的主人，称为初级用 户。这种方法通常被称为动态频谱接入(DSA),无线电设备的能力发现并伺机利
3、用 未使用或未充分利用的频谱乐队，通常被称为认知无线电(CR)技术。DSA和CR最近引起了无线通信和网络社会的重视。两个主要的应用程序 通常的设想。首先是认知无线访问(公告)，根据这一认知接入点负责识别未使用授 权频谱，并用它来提供二级用户的访问。第二个应用程序，在本文中,我们调杳的是 认知特设网络(罐)，也就是说,使用授权频谱进行通信的二级用户0己，点对点的内 容分发等目的，环境监测，安全通信在灾难恢复场景中，军事通信，和许多其他人。罐带来的困难比设计一个系统公告更多，主要有两个原因。第一个是未使用 频谱的识别。在公告接入点连接到互联网的作用，因此可以推断出频谱可用性使 用简单的策略，如杳询
4、频谱监管机构对频谱可用性在其地理位置或直接谈判与主 用户频谱可用性或一些中介代理。另一方面,罐装的缺乏直接与频谱通信监管机 构或主耍用户需耍能够识别次耍用户未使用的频谱的使用检测技术报告。第二个 困难是协调二级用户介质访问目的。在公告一个接入点的存在，一般所有二级用 户直接沟通(即。网络是单跳)使它容易使用集中的介质访问控制(MAC)的解决方 案，如吋分多址(TDMA)或正交频分多址(OFDMA)系统。相反，罐将跨越多个啤酒 花和缺乏一个集中控制器;而一些解决这个问题以传统单通道多次反射特设网络， 它不是简单的重用罐，因为，如果我们处理具有成本效益的最先进的技术，允许设 备访问有限频谱的一部分
5、，介质访问执行跨多个频道，而且实际的通道可用丁二次 通讯可能会随地点以及时间。由于刚刚描述的两个问题，一些实用的设计挑战出现在罐，如控制通道的实现， 协调二级用户中访问实现一个可靠的方案未使用的频谱检测的，等等。在本文中, 我们讨论这些挑战，我们表明，虽然在之前的文献中有几个很好的解决方案，可以 有效地解决这些问题。提出这个方案后，我们设计了克服这一罐缺乏一个完整的解决方案。我们的 方案是基于一个虚拟控制通道，利用伪随机的方式，用户访问渠道和交换控制信息 时发生在任何通道。向所有用户有效控制信息的传播是通过网络编码的方法。由用户控制信息交换包含的所有信息(带宽需求、主要用户的存在和位置等)，需
6、要 确定通道开关模式以及资源分配根据预定义的数据通信确定性算法。我们讨论方 案的提出和讨论的性能仿真结果表明，它是一种有效实现罐的解决方案。2多次反射罐技术挑战罐我们遇到的第一个问题是一个鸡蛋的问题：二次设备之间需要协调执行 频谱访问，但为了实现协调他们也需要访问光谱。这个问题通常被称为控制通道 的问题，不幸的是它在DSA工作往往被忽视。事实是，大多数DSA相关出版物更 关注的问题是主要用户检测和/或有效的频谱分配，这样假设一些控制通道实现二 级用户是可用的。控制信道的实际实现，一些作者提出静态地分配一些谱带。这种做法提出了 两个主要问题:首先，它需要静态频谱监管，这正是DSA旨在避免;第二，
7、选择控制带 很容易成为瓶颈。在多次反射场景更是如此，需要控制信息交换可能是很高的（如。 不仅对媒体访问，但也用于路由）。一些其他的解决方案己经提出，试图解决第一个 问题，动态地选择一个未使用的许可带执行二级用户控制通信;然而，控制瓶颈问 题不是通过这些建议来解决。当然，罐的理想解决方案不仅需要解决的问题，控制信息的交换，而且能够有 效地使用可用的频谱资源。在这方面，要注意到多个交会策略前面讨论的最初提 议作为单通道技术扩展，尤其是IEEE 802.11，优势在这些解决方案，只是通过启用 多个通道的使用，显著增加网络容量就能实现单通道情况。不过，要注意，多通道网 络的容量限制仍远未达成多个交会计
8、划，更多的一个实际的解决问题的办法，不需 要系统的信道利用率最大化的方法。应该考虑到对频谱的有效使用量的方面，在多跳网络通常是用户的一个子 集在一个给定的用户的干扰范围。这个打开的可能性更高的频谱利用率的频率复 用。不幸的是，在实践中，这需要更复杂的频谱分配策略，以及更多信息的可用性（例 如每个用户的位置、知识）。这样做一个分布式是非常具有挑战性的。加上这个 问题是链路调度和路由的问题:传统的网络路由策略并不是有效的多通道网络，主 要归因于这样一个事实：一个给定的链接不能被激活，在任何时候因为要求发送 方和接收方都是在同一个频道。理想情况下，信道分配、链路调度和路由应该井 同执行为了最大化频谱
9、利用率以及网络性能。在这方面一些有趣的解决方案被提 出，但是这些需要一个集中的调度程序。鉴于罐的性质，需要一个分布式的解决方 案，以允许实际实现。到目前为止，我们仍然没有发现处理罐的最独特的特征:光谱的识别这些部 分，适用于二次频谱访问必须由二级用户0己使用传感技术。传感的话题从用户 的角度来看一个二级一直集中在最近的文献调奔，提出了一些解决方案，从简单的 能量或匹配滤波器检测复杂周期平稳特性检测技术。然而，在未经授权的情况下 访问电视讨论，维护二次干扰主用户的耍求低于某个阈值转化为单用户检测策略 的灵敏度要求很高，不划算，甚至完全不切实际。3多次反射罐方案DSA我们设想每个二级用户有一个收发
10、器,从而可以通过调优只在一个单一的 渠道在任何给定的时间。我们有一组二级用户和一组通道用于未经授权的访问。 在这个场景中为了设计一个频谱访问计划是有效的，我们需要解决以下两个问题: 如何使二级用户彼此协调，如何为这些用户分配频谱资源的有效方法。正如在前一节中所讨论的，大多数之前的工作在这一领域只有解决了这些 问题中的一个;和比之下，我们的方法旨在同时解决这两个问题。直观地说，频谱分 配和传输调度是最好的使用知识执行特定的通信需求（如服务质量（QoS）需求）和 频谱可用性（例如表示所有用户的主用户检测信息）。我们将这些知识为控制信息， 通过收集所有用户生成的控制包。在文学，当完全控制信息用于资源
11、分配，一个集 中的方案通常是假定的。这意味着有一个集中控制器收集所有用户生成的控制包, 决定了全球资源分配，然后告诉每个用户资源用于数据通信。为了获得一个分布式的方法，我们选择不同的策略:每个用户独立收集完整 的控制信息和决定整个网络的资源分配。关键的一点是，如果和同的成功传播到 所有用户控制信息，和资源分配算法确定的，每个用户将能够确定和同的资源分配 没有任何进一步的用户之间的交互。这是多通道方案的基本原则首先在单跳多通 道网络和讨论用于多次反射罐。在本节的其余部分，我们一般提供更多细节在我 们的计划是如何工作的;本文的其余部分更特别关注多次反射和机会频谱接入问 题。控制信息的确切性质取决于
12、所选择的特定的调度算法。作为一个例子，在我 们讨论了一个相对简单的制服在单跳网络资源分配算法。该算法只需要主用户参 与分配和随机数生成器的种子用于确定伪随机频道切换模式。因此，每个用户生 成的控制信息数据包由用户只有一个惟一的标识符（例如，其MAC地址）和随机比 特串，连同所有其他用户的长字符申，来确定一个共同的随机数生成器的种子。我们的计划正常工作的一个重要的要求是，控制信息的传播达到所有用户。 每当特定用户无法获取控制信息分配时间结束时，该用户将有可能决定一个错误 的通道切换模式和传输安排后续分配时期，可能开始传输使用资源（在某些通道传 输插槽）应该分配给其他用户。在本文的其余部分，我们将
13、这一事件称为光谱碰撩, 并参考用户未能获取控制信息，误导用户。一般来说,拥有一个光谱的机会碰撩， 从而浪费了频谱资源的平均数量，增加与误导用户的数量。出于这个原因，我们希 望检索传播方案的概率,成功的概率定义为一个通用的用户检索从所有其他用户 控制信息。我们建议使用网络编码以实现一个可靠和有效的控制信息的传播方案。网络编码是一种最近推出了范例的数据传播，根据多个源生成的数据包在中间节点和联合编码解码的最终目的地。这个编码策略可以:lh常有效地增加吞吐量，减少延迟，提高鲁棒性。为了有一个实际的网络编码，在作者提出一个分布式的网络编码方案，不再需要一个集中的知识编码和解码功能，同时允许异步节点之间
14、的数据交换。根据这种方法每个节点将所有传入数据包存储在一个内部缓冲区和传递一个包含随机线性组合编码包的包在自己的缓冲区。在这个数据包传输吋间是坐落在传输范围内所有节点转发。现在，如果编码向量生成的随机和符号足够大，将高概率传播所有用户的信息。基于这种方法，每次一个节点接收到编码的数据包，它必须知道系数用于执行编码为了恢复原始信息的数据包。一个简单的解决方案包括附加在每个编码数据包对应的编码向量描述的线性组合包它包含的信息。这种方式，编码系数需要解码的信息存储在编码数据包编码数据包中可以找到自己。任何节点可以恢复所有节点生成的信息数据包，通过反相矩阵存储的所有系数过程中接收到的数据包数据传播。附
15、加的编码向量的数据包会带来额外的开销，这将需要占总控制开销的决心的DSA解决方案。最后，为了有一个实用网络编码的实现，我们采用缓冲模型和生成的概念。第5页（共13页）在我们之前的工作中，讨论了网络编码大大优于其他策略的控制信息传播 的目的单跳多通道网络。换句话说，使用伪随机网络编码结合的通道切换模式为 我们提供了一个虚拟控制通道，用户可以有效地控制信息分享。这个网络虚拟控 制信道编码是健壮的包丢失和链接失败，而且，最重要的是，不需耍存在的静态频 谱资源致力子控制信息的交换。至于检测未使用的频谱资源适合二次访问，我们 注意到网络编码的控制通道自然是适合主耍用户以检测解决方案的实现。4结论在本文中
16、，我们讨论的主要问题出现在罐和切实解决这些挑战，它是基于 虚拟网络编码的控制通道。结果证明它可以实现控制信息的有效传播和高效的频 谱利用率。我们的解决方案是对主用户活动和可伸缩的二级用户的数量。未来的 研宄方向包括集成的更复杂的频谱分配、传输调度和路由策略的提出解决方案。A Distributed Network Coded Control Channel forMultihop Cognitive Radio NetworksAlfred Asterjadhi waiting Zhang bowen translation1 Prefacemost of the electromagnetic spectru
