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基于多中继多天线认知无线传感器网络系统的中继选择和中断概率的分析
摘要
认知无线传感器网络(CR-WSN)是一种将认知无线电技术和传感器网络技术相结合的新型网络，它可以提供更好的频谱利用效率和网络容量。本文基于多中继多天线的CR-WSN系统，分析了中继选择和中断概率两个重要问题。
首先，介绍了CR-WSN系统的基础知识和相关技术。然后，分析了多中继多天线系统中的中继选择问题，并提出了一种基于能量和距离的中继选择算法。该算法可以根据节点的能量和距离选择最优的中继节点，从而实现全网能量均衡和能量最大化。接着，研究了CR-WSN系统中的中断概率问题，并提出了一种基于抑制噪声和增强信号的中断概率模型。该模型可以准确地估计CR-WSN系统中的信号强度和噪声水平，从而提高了网络的可靠性和稳定性。
最后，通过模拟实验验证了所提出的中继选择算法和中断概率模型的有效性和优越性。结果表明，所提出的算法和模型可以显著提高CR-WSN系统的性能和稳定性，适用于各种无线传感器网络应用场景。
关键词：认知无线传感器网络，多中继多天线，中继选择，中断概率模型，能量均衡，可靠性
Abstract
Cognitiveradiowirelesssensornetworks(CR-WSN)isanewtypeofnetworkthatcombinescognitiveradiotechnologyandsensornetworktechnology,anditcanprovidebetterspectrumefficiencyandnetworkcapacity.Basedonthemulti-relaymulti-antennaCR-WSNsystem,thispaperanalyzestheimportantissuesofrelayselectionandinterruptionprobability.
Firstly,thispaperintroducesthebasicknowledgeandrelatedtechnologiesofCR-WSNsystem.Then,therelayselectionprobleminthemulti-relaymulti-antennasystemisanalyzed,andarelayselectionalgorithmbasedonenergyanddistanceisproposed.Thealgorithmcanselecttheoptimalrelaynodeaccordingtotheenergyanddistanceofthenode,soastoachievethefullnetworkenergybalanceandenergymaximization.Subsequently,theinterruptionprobabilityproblemintheCR-WSNsystemisstudied,andainterruptionprobabilitymodelbasedonnoisesuppressionandsignalenhancementisproposed.ThemodelcanaccuratelyestimatethesignalstrengthandnoiselevelintheCR-WSNsystem,therebyimprovingthereliabilityandstabilityofthenetwork.
Finally,thevalidityandsuperiorityoftheproposedrelayselectionalgorithmandinterruptionprobabilitymodelareverifiedthroughsimulationexperiments.TheresultsshowthattheproposedalgorithmandmodelcansignificantlyimprovetheperformanceandstabilityoftheCR-WSNsystem,andaresuitableforvariouswirelesssensornetworkapplicationscenarios.
Keywords:cognitiveradiowirelesssensornetwork,multi-relaymulti-antenna,relayselection,interruptionprobabilitymodel,energybalance,reliability
一、引言
传感器网络是一种具有广泛应用前景的新兴网络，它可以在物理世界中实时感知和监测各种信息，如温度、湿度、光强度、声音等，为实现智能化、自动化等目标提供了有力的支持。然而