应急通信系统中基于集群智能的动态信道分配.pdf

第29卷第6期
计算机应用研究
Vol 29 No6
2012年6月
Application Research of Computers
Jun.2012
应急通信系统中基于集群智能的动态信道分配
蒋富“,彭军,姜明阳,马建江
中南大学a,信息科学与エ程学院;b.轨道交通安全运行控制与通信研究所,长沙410075)
摘要:应急通信系统中频语资源在时阿和空问上的动态变化,使得寻找一条稳定的公共控制信道十分因难。
为此,将认知无线电技术引入应急通信系统中,建立了应急认知无线电网络模型,提出一种基于集群智能的动态
信道分配算法。系统中每个节点根据检测到的可用信道信噪比和邻居节点对信道的选择情况,采用信道选择更
新函数,选择公共控制信道。应急通信系统中的所有节点构成一个集群,节点进行各自的信道更新并与其他节
点交互形成集群智能。各节点周期性地进行消息发送与监听,依据频谱资源的动态变化及时更新公共控剖信道
的选择,最终达到全局公共控制信道的动态选择。仿真鈷果表明,算法能够达到公共控制信道的有效收斂,有很
好的可扩展性,并且能够快地适应频谐资的动态变化。
关键词;应急通信;集群智能;信道分配;公共控制信道
中图分类号:
14
文献标志码:A
文章编号:1001-3695(2012)06-2293-04
doi:10.3969/j
1001-3695.2012.06.078
Dynamic channel assignment based on swarm intelligence in
emergency communieation
JIANG Fu, PENG Jun JIANG Ming-yang MA Jian-jiang
(a Scho of min c&Eg n A of m n &f a r aon System, Cn a
South University, Changsha 410075, China)
Abstract: In emergency communication system, the spectrum resources dynamics makes inding a stable common control
channel very difficult. Therefore, the emerging cognitive radio technology is introduced tu he emergency communications sys-
tems. This paper established a cognitive rain network communication model. After that. it proposed a swarm intelligence-
based dynamic channel allocation algorithm. By using the concept of swam intelligence, nodes could be seen as agents in a
swarm. Each node broadease messages with best quality, and listened to messages broadcast by neighbor nodes, updated its
probability list for choosing channels. In the proposed system, the procedure periodically executed by each node, a common
control channel would be chosen dynamically to alleviate the problem caused by the unstahle of spectrum resource. The simula
tion results show that the algorithm can achieve common control channel effectie convergence
Key words emergency communication swarm intelligence: channel allocation; common control channel
认知无线电引概念的提出,给频谱高效切换及合理分配
0引言
提供了可行的思路。对于频谱资源的动态变化,认知无线电有
应急通信是指在出现自然或人为的突发性紧急状况时,综着很强的适应性,它能够在接收端感应周围环境的变化,通过
合运用各种通信资源,保障救、紧急救助和必要通信所需的学习自适应地调整内部通信机理,以适应环境的变化,使得认
通信手段和方法,具有随机性、繁急性、可靠性、灵活性、可扩展知无线电技术能有效地应用于频谱资源非常有限且动态变化
性等特点。如何充分地利用信息与通信技术发展的最新成果,的灾难现场。
及时高效地应对各种突发争件,有效地解决应急通信中遇到的
应急通信系统中,频谱匮乏是制约通信性能的主要因素,
通信不杨通,有着重大的现实意义。现场的各种突发事件由于投权频段已经基本分配完毕,而未授权频段在空间和时间
导致通信系统颖谱资源变化多端,采用何种措施或手段以适应上是动念变化的,如何获得一条稳定的控制信道对于应急通信
谱频资源的动态变化,对于应急通信来说尤为关键。目前的应而言极为重要。现有的应急通信系统存在着设备陈日、应急体
急通信系统只能固定地接入到一段频谱、在频谱资源变动的情系不健全等缺点,难以适应痖急通信环境动态变化的要
况下,无法及时高效地切換到其他空闲的频段以保证通信的稳求
定。对获得的空闲頻谱资源,如何进行合理的分配,也需要相
信道分配的问题在动态频诺接入领域已经有了大量研
应的协调手段。
究3】。与多信道系统中传统的方法相似,大部分的动态频谱
收稿日期:201-10-24;修回日期:2011-11-26基金项目:四家自然科学基金资助项目(61071096,61003233,61073103);高等学校博士
学科点专项科研基金资動项国(20100162110012)
作者简介:蒋言(1983-),男,湖亩长沙人,博士研究生,主要研究方向为协作通信枝术、认知无銭电技本(jianguo92@csu.dhu.cn);彭軍
(1967-),女,湖长沙人,授,博士,主受研究方向为无通信、协作通芯;姜明阳(1985-),男,湖北卓旧人,硕士研究生,主要研究方向为认知无
战电技术;马建江(1986-),男,福建永安人,士,主要研究方向为应急通信系统
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