应急通信系统中基于集群智能的动态信道分配-计算机应用研究.PDF

第２９卷第６期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．６ ２０１２年６月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｊｕｎ．２０１２ 应急通信系统中基于集群智能的动态信道分配 ａ ａ，ｂ ａ ａ 蒋　富 ，彭　军 ，姜明阳 ，马建江 （中南大学ａ．信息科学与工程学院；ｂ．轨道交通安全运行控制与通信研究所，长沙４１００７５） 摘　要：应急通信系统中频谱资源在时间和空间上的动态变化，使得寻找一条稳定的公共控制信道十分困难。 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制信道 的选择，最终达到全局公共控制信道的动态选择。仿真结果表明，算法能够达到公共控制信道的有效收敛，有很 好的可扩展性，并且能够快速地适应频谱资源的动态变化。 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：ＴＮ９１４　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１２）０６２２９３０４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１２．０６．０７８ Ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｎｅｌａｓｓｉｇｎｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｓｗａｒｍｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｉｎ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａ ａ，ｂ ａ ａ ＪＩＡＮＧＦｕ，ＰＥＮＧＪｕｎ ，ＪＩＡＮＧＭｉｎｇｙａｎｇ，ＭＡＪｉａｎｊｉａｎｇ （ａ．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｂ．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｏｎｔｒｏｌ＆ＳａｆｅＯｐｅｒａｔｉｏｎｆｏｒＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，Ｃｅｎｔｒａｌ ＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｅｍｅｒｇｅｎｃｙｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓｄｙｎａｍｉｃｓｍａｋｅｓｆｉｎｄｉｎｇａｓｔａｂｌｅｃｏｍｍｏｎｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌｖｅｒｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｅｍｅｒｇｉｎｇｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｔｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｙｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｓｙｓ ｔｅｍｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ．Ａｆｔｅｒｔｈａｔ，ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｄａｓｗａｒｍｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ｂａｓｅｄｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｎｅｌａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｓｗａｒｍｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，ｎｏｄｅｓｃｏｕｌｄｂｅｓｅｅｎａｓａｇｅｎｔｓｉｎａ ｓｗａｒｍ．Ｅａｃｈｎｏｄｅｂｒｏａｄｃａｓｔｅｄｍｅｓｓａｇｅｓｗｉｔｈｂｅｓｔｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄｌｉｓｔｅｎｅｄｔｏｍｅｓｓａｇｅｓｂｒｏａｄｃａｓｔｂｙｎｅｉｇｈｂｏｒｎｏｄｅｓ，ｕｐｄａｔｅｄｉｔｓ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｉｓｔｆｏｒｃｈｏｏｓｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｓ．Ｉｎｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙｅｘｅｃｕｔｅｄｂｙｅａｃｈｎｏｄｅ，ａｃｏｍｍｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｎｎｅ