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基于认知无线电的应急通信网络设计与应用

王海涛;陈晖;张学平;张祯松

【摘要】针对应急通信网络可靠性较低且不能充分利用稀缺网络资源等缺陷,利用

认知无线电实时频谱感知和伺机频谱接入提高频谱资源利用率的优点,在资源受限

的条件下,构建了一种基于认知无线电的应急通信网络.这种认知应急通信网络将对

传统的公共应急通信系统进行升级改造,采用4层网络体系架构,是一种建立在底层

异构物理网络上的软件可调节网络.认知应急通信网络互联整合事发现场的各种专

用应急通信系统并进行QoS反馈控制,以提高应急通信服务的可靠性和可用性.实

例分析表明,这种应急通信网络可通过资源实时感知和自适应管理缓解紧急情况下

的资源紧缺问题,适用于多种应急场景.%Emergencycommunicationnetworkis

lowreliabilityandcannotexploitscarcenetworkresource.Cognitiveradio

canimprovespectrumutilizationbyreal-timespectrumsensingand

opportunisticspectrumaccess,emergencycommunicationsnetworkbased

oncognitiveradioisbuiltintheresource-constrainedconditions.Thiskind

ofcognitiveemergencycommunicationnetworkwillupgradeandmodify

traditionalpublicemergencycommunicationsystems.Meanwhile,itadopts

four-layerednetworkarchitectureandisasoftwareadjustablenetwork

basedonunderlyingheterogeneousphysicalnetworks.Itinterconnects

variousspecialemergencycommunicationsystemsinthesceneand

performsQoSfeedbackcontroltoimprovereliabilityandavailabilityof

emergencycommunicationservices.Caseanalysisshowsthatthe

emergencycommunicationnetworkbasedoncognitiveradiocansolvethe

shortageofresourcesinemergencysituationsbyresourcereal-time

perceptionandadaptivemanagementandisapplicabletoavarietyof

emergencyscenarios.

【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》

【年(卷),期】2013(033)002

【总页数】6页(P91-95,109)

【关键词】认知无线电;应急通信网络;组网模式;体系结构;QoS控制

【作者】王海涛;陈晖;张学平;张祯松

【作者单位】解放军理工大学信息管理中心,南京210007;解放军理工大学信息管

理中心,南京210007;解放军理工大学信息管理中心,南京210007;解放军理工大学

信息管理中心,南京210007

【正文语种】中文

【中图分类】TN929.5

当前部署的应急通信网络大都依赖预设的网络基础设施，可靠性不高且缺乏认知能

力，不能充分利用稀缺的网络资源来优化网络性能［1］。究其原因，一是由于网

络内部缺乏及时有效的监测和响应机制，网络单元（包括主机、网络设备和网络协

议）无法动态利用时变的网络资源并做出合理、正确的调整；二是网络元素之间缺

乏足够的协调和沟通，只能根据各自了解的信息及自身能力对网络事件做出反应。

显然，这种行动是孤立和被动的反应，不是积极主动的协调联动。为了在复杂多变

的异构应急网络场景中最大限度地利用网络资源（特别是无线信道资源），保障应

急指挥通信及时、可靠地开展，迫切需要对现有应急通信网络进行适应性升级改造，

允许网络单元主动监视网络状态、及时交互信息，并依据预定的任务目标采取适当

的行动