基于排隊論的RCCDH-MAC協(xié)議建模與性能分析.pdf

1、無線技術的不斷進步與發(fā)展使得對頻譜資源的需求越來越大，固有頻譜分配政策使得頻譜資源日漸短缺;同時各個頻段上的利用率差別很大，某些頻段上的利用率極低，這就出現(xiàn)了無線頻譜資源需求與現(xiàn)有頻譜資源不足之間的矛盾。如何在現(xiàn)有的頻譜資源利用狀況之下，將無線網絡環(huán)境中的頻譜空穴加以有效利用，成為了現(xiàn)階段無線技術研究的熱點之一。
　　認知無線電是一種能夠根據自身周邊所處環(huán)境變化相應地做出調整（如改變數據傳輸信道等）的無線電技術，通過實時動態(tài)感知無

2、線網絡環(huán)境中的頻譜空穴并加以利用，以達到頻譜資源利用率最大化的目的。
　　我們實驗室從2012年開始對認知無線電及其組網技術進行研究分析，結合現(xiàn)有的DDH-MAC、OMC-MAC等多種MAC協(xié)議，于2015年初提出了一種具有可靠控制信道的動態(tài)混合認知無線電網絡MAC協(xié)議(簡稱RCCDH-MAC)，并通過仿真實驗證明了該MAC協(xié)議相比現(xiàn)有協(xié)議在網絡吞吐量和平均傳輸延遲上有了比較明顯的改善，網絡性能得以提高。
　　本文通過深入研

3、究和分析RCCDH-MAC協(xié)議的運行機制與特點，結合排隊論的現(xiàn)有理論成果，提出了一種描述該協(xié)議運行機制的排隊模型——特殊的多服務臺閉合式強占重復優(yōu)先排隊模型M1M2/M'1 M'2/n/（np+ns）/(Gp+ns）。本文首先介紹了RCCDH-MAC協(xié)議的運行機制，揭示了該協(xié)議所適用的M1M2/M1M2/n/(np+ns）/(np+ns）模型相比于一般閉合式強占重復優(yōu)先排隊模型的特殊之處;結合RCCDH-MAC協(xié)議的特點，對M1M2/M

4、'1 M'2/n/(n(np+ns）/(np+ns）排隊模型進行了深入研究與分析，給出了該模型的平衡方程，并推導出相關排隊指標的數學表達;通過分析排隊指標與協(xié)議性能指標之間的關系，最終得到RCCDH-MAC協(xié)議性能指標的數學表達;借助MATLAB解出了不同網絡參數下的協(xié)議各性能指標，并從排隊論角度分析了協(xié)議性能與網絡參數間的關系。
　　MATLAB仿真實驗數據與基于模型的計算結果符合得很好，驗證了模型的準確性，表明本文所提出的M1