Underlay頻譜共享模式下認(rèn)知無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的性能研究.pdf

1、認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)是解決頻譜資源短缺與頻譜利用率低下這一矛盾的有效方法，它是一種智能的無(wú)線通信技術(shù)，它通過(guò)允許非授權(quán)用戶(hù)在不影響授權(quán)用戶(hù)工作前提下動(dòng)態(tài)使用頻譜來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜的高效利用。認(rèn)知無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(CognitiveRadio Ad Hoc Networks)兼具了認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)和Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，不但可動(dòng)態(tài)利用頻譜，而且還具備Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的自組織、靈活性等特點(diǎn)。對(duì)于認(rèn)知無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)性能的分析，必須要考慮到分布式網(wǎng)

2、絡(luò)的多跳結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约半S著時(shí)間和位置變化的可用頻譜信息等特點(diǎn)。
　　合理且高效的性能度量對(duì)于提高網(wǎng)絡(luò)性能至關(guān)重要。傳輸容量是近幾年提出的用于研究無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)容量問(wèn)題的一個(gè)概念，這個(gè)概念很好地彌補(bǔ)了經(jīng)典信息理論在分散式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量分析中的不足。在基于傳輸容量的研究中，隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建模提供了更加實(shí)際與適用的模型，而隨機(jī)幾何理論則為模型中隨機(jī)干擾的分析提供了一整套強(qiáng)大的數(shù)學(xué)工具。本論文基于無(wú)線AdHoc網(wǎng)絡(luò)

3、性能度量方面已有的研究成果，采用隨機(jī)幾何理論對(duì)認(rèn)知無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)建模，研究了其容量和時(shí)延。具體的工作和成果如下:
　　分析基于Underlay頻譜共享模式的認(rèn)知無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的容量和時(shí)延。當(dāng)主、次網(wǎng)絡(luò)分別建模為相互獨(dú)立的泊松點(diǎn)過(guò)程并且次網(wǎng)絡(luò)采用Underlay的方式與主網(wǎng)絡(luò)共享頻譜時(shí)，次網(wǎng)絡(luò)通過(guò)限制其節(jié)點(diǎn)密度滿(mǎn)足主網(wǎng)絡(luò)中斷約束來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜的動(dòng)態(tài)接入。分析了參考傳輸距離外與方向角度共同確定的選擇區(qū)域內(nèi)最近接收節(jié)點(diǎn)策略下的期

4、望進(jìn)度密度（Expected Density of Progress）。這里期望進(jìn)度密度被定義為網(wǎng)絡(luò)單位面積內(nèi)成功完成一跳的節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)和有效傳輸距離的乘積。
　　本文以期望進(jìn)度密度為目標(biāo)，分別討論了參考傳輸距離與發(fā)送概率的單獨(dú)優(yōu)化，推導(dǎo)了單獨(dú)優(yōu)化時(shí)最優(yōu)的參考傳輸距離的上界和發(fā)送概率的表達(dá)式。給出了Underlay頻譜共享情況下認(rèn)知無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的局部時(shí)延和端到端時(shí)延的閉式結(jié)果。數(shù)值及仿真結(jié)果一致表明，在次網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度允許的范