动态频谱接入、背压路由与网络编码的跨层设计及软件定义无线电实现
网络与互联网体系结构
2019-12-13 v1
摘要
设计了一种跨层认知无线电系统，通过集成动态频谱接入（DSA）、背压算法和网络编码来支持多跳组网中的单播与多播业务。该完整协议栈以分布式协调和本地信息交换方式运行，基于网络仿真测试床在真实的测试与评估（T&E）系统中利用软件定义无线电（SDR）实现并评估。在无公共控制信道的情况下，每个SDR执行邻域发现、频谱感知和信道估计，并运行背压算法的分布式扩展，通过联合DSA与路由优化频谱效用（表征链路速率与业务拥塞）。背压算法被扩展为支持多播业务，并在虚拟队列（面向多播目的节点）上部署网络编码。除目的节点的满秩解码外，还考虑了秩亏解码以降低时延。认知网络功能采用GNU Radio编程，并为不同层开发了Python模块。USRP无线电用作射频前端。提出了一个无线网络T&E系统来执行仿真测试，其中无线电通过无线网络仿真器相互通信，该仿真器根据路径损耗、衰落和拓扑效应控制物理信道。针对不同的拓扑给出了仿真测试，以评估吞吐量、积压和能耗。结果验证了SDR实现以及在实际信道和无线电硬件效应下DSA、背压路由与网络编码的联合作用。
引用
@article{arxiv.1912.05658,
title = {Cross-layer Design and SDR Implementation of DSA, Backpressure Routing and Network Coding},
author = {Sohraab Soltani and Yalin E. Sagduyu and Sean Scanlon and Yi Shi and Jason H. Li and Jared Feldman and John D. Matyjas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.05658},
year = {2019}
}