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认知网络的网络架构及行为模型研究

作　者: 陈铮
导　师: 侯春萍
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 认知网络智能行为模型网络架构跨层设计
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

未来通信网络是一个泛在、异构的网络模式,多接入方式并存,多节点协同工作,支持不同程度的无缝移动特性,同时它又是一个智能化无线通信系统,能够随时感知外界环境,并根据当前的网络状况自配置以响应和动态自适应环境和操作的改变。另外,它还需要具备自我意识和自动学习能力,借助于人工智能技术,通过具有网络意识的中间件和网络各组成部分分布式交叉认知,从获知的环境参量中不断增强学习,以满足日益增长的未来通信对网络智能化要求。认知网络的概念由此应运而生。本文首先对国际各大权威机构的认知网络定义进行了深入分析,并在此基础上提出了作者本人对认知网络的定义。认知网络应当具有个可以感知当前网络环境的认知过程,它能够对当前网络环境进行观察,通过对网络环境的理解,动态的调整网络的配置,并在此基础上进行计划、决策和行动,从而灵活地适应网络环境的变化。同时,网络还应具有从变化中学习的能力,并能够对未来进行以端到端为目的的决策。随后对以IEEE 802.22为代表的认知无线电网络架构和欧盟第七框架下E3项目中提出的认知网络架构进行了深入的分析和研究。这两种网络架构虽然实现了一定智能功能,但主要认知能力集中在对频谱使用的感知上。而论文中定义的认知网络应该是一个端到端,全方位,多层次的认知网络。因此,论文在结合现有网络架构和论文对认知网络定义的基础上,提出了一种基于异构融合技术的新型认知网络架构模型,以满足论文中对认知网络功能实现的需求。由于认知网络自感知、自适应、自配置、自我意识、自我学习等独特的智能特性,决定了这种网络的行为模型将在很大程度上区别于传统网络。为此论文在目前网络分层模型的基础上,引入认知过程,设计一种适用于认知网络的层次化行为模型。并在此行为模型的基础上,设计一种具有认知能力的路由策略,并进行仿真实现。通过仿真可以看到,通过网络的自我认知过程,可以达到更加理想网络配置,从而提高网络整体效率。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 选题的背景和意义  10-15
    1.1.1 无线通信网络的发展  10-14
    1.1.2 无线多跳网络的发展  14-15
  1.2 认知网络的研究现状  15-17
    1.2.1 国内外研究现状及标准化情况  15-16
    1.2.2 认知网络面临的问题和挑战  16-17
  1.3 本文的研究内容以及创新点  17
  1.4 论文的组织结构  17-19
第2章认知网络及其网络架构分析  19-37
  2.1 认知网络概述  19-23
    2.1.1 认知网络的定义  19-20
    2.1.2 认知网络的特点  20-22
    2.1.3 认知网络与软件无线电、认知无线电  22-23
  2.2 认知无线电网络架构分析  23-27
    2.2.1 认知无线电网络的标准化进展分析  24
    2.2.2 认知无线电网络架构的研究分析  24-26
    2.2.3 IEEE 802.22系统简介  26-27
  2.3 E~3的认知系统网络架构分析  27-36
    2.3.1 架构定义  27-28
    2.3.2 JRRM、ASM、DNPM的功能架构  28-30
    2.3.3 功能架构的演进  30-33
    2.3.4 E~3系统架构需求  33-36
  2.4 小结  36-37
第3章基于异构融合的认知网络架构设计  37-47
  3.1 异构融合技术的研究  37-40
    3.1.1 异构网络的发展情况  37-38
    3.1.2 异构网络的融合与特性  38-40
  3.2 基于异构融合的认知网络架构设计  40-46
    3.2.1 设计的背景  40-41
    3.2.2 认知网络架构设计  41-43
    3.2.3 认知网络功能模块定义  43-46
  3.3 小结  46-47
第4章基于层次化认知网络行为模型的路由算法研究及实现  47-62
  4.1 OSI分层协议模型概述  47-48
  4.2 OODA认知反馈环路概述  48-49
  4.3 层次化的认知网络行为模型  49-51
  4.4 基于层次化行为模型的认知路由算法设计  51-53
    4.4.1 AODV路由协议概述  51-52
    4.4.2 增强型学习简介  52-53
  4.5 基于层次化行为模型的认知路由实现方法  53-57
    4.5.1 具有认知能力的层次化多路由方法  53-54
    4.5.2 基于层次化行为模型的认知路由算法实现  54-57
  4.6 仿真结果与分析  57-61
    4.6.1 仿真场景设置  57-58
    4.6.2 仿真结果分析  58-61
  4.7 小结  61-62
第5章总结和展望  62-64
  5.1 全文总结  62-63
  5.2 研究方向展望  63-64
参考文献  64-68
附录--缩略语  68-70
致谢  70-71
作者攻读硕士期间取得的成果  71

认知网络的网络架构及行为模型研究

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