基于緩存輔助的雙向多中繼網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方案.pdf

1、中繼技術(shù)，即信源節(jié)點(diǎn)不直接發(fā)送數(shù)據(jù)給目的節(jié)點(diǎn)，而是通過引入的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，從而完成信源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換。中繼技術(shù)的引入可有效對抗衰落，提升系統(tǒng)的傳輸可靠性。緩存輔助的中繼技術(shù)，即給中繼節(jié)點(diǎn)配備緩存，使得中繼能夠儲存接收的數(shù)據(jù)，而不用立即轉(zhuǎn)發(fā)出去，從而打破傳統(tǒng)的一收一發(fā)的固定傳輸模式，系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前時隙不同的鏈路信道質(zhì)量好壞以及緩存中的數(shù)據(jù)狀態(tài)，自適應(yīng)地選擇鏈路進(jìn)行信息的傳輸。同時，緩存技術(shù)也為多中繼網(wǎng)絡(luò)選擇最佳中

2、繼提供更多機(jī)會。緩存的引入對提升中繼系統(tǒng)吞吐量、分集增益以及信噪比等方面都有重要貢獻(xiàn)。本文主要研究緩存技術(shù)在雙向多中繼網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，即基于系統(tǒng)平均和速率最大化的緩存輔助雙向多中繼網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題。
　　論文首先簡單介紹幾種基本的中繼網(wǎng)絡(luò)傳輸模型，給出不同的中繼轉(zhuǎn)發(fā)策略以及基于不同通信指標(biāo)的中繼選擇策略。
　　其次，研究現(xiàn)有的緩存輔助的中繼技術(shù)，即針對單中繼網(wǎng)絡(luò)的緩存輔助鏈路選擇策略，針對多中繼網(wǎng)絡(luò)的緩存輔助中繼選擇策略以及緩存輔

3、助技術(shù)在雙向單中繼網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
　　接著，研究緩存輔助技術(shù)在雙向多中繼網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，即針對緩存輔助的雙向多中繼系統(tǒng)，以緩存空間無限大為前提，在緩存收發(fā)信息平衡的情況下，以系統(tǒng)平均和速率最大化為目標(biāo)，提出聯(lián)合優(yōu)化中繼選擇、傳輸模式選擇和傳輸速率選擇的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方案Ⅰ。具體地，運(yùn)用KKT條件求解的優(yōu)化方法，在每個時隙根據(jù)信道狀態(tài)信息，自適應(yīng)地選擇最合適的中繼、傳輸模式及傳輸速率。本文對所提方案Ⅰ的性能進(jìn)行了仿真分析，并和傳統(tǒng)的中繼處沒

4、有配備緩存的TDBC協(xié)議、MABC協(xié)議以及點(diǎn)到點(diǎn)的雙向中繼協(xié)議進(jìn)行了比較，證明由于緩存的引入導(dǎo)致了雙向中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的極大提升。
　　最后，針對所提出的緩存輔助的雙向多中繼網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方案Ⅰ中所有節(jié)點(diǎn)都采用固定相等的傳輸功率，并未考慮功率限制問題，提出根據(jù)不同鏈路狀態(tài)，自適應(yīng)地給各個節(jié)點(diǎn)分配功率進(jìn)行信息傳輸，考慮在各個節(jié)點(diǎn)平均功率受限制的情況下，對所提出的調(diào)度方案Ⅰ進(jìn)行優(yōu)化，即緩存輔助的雙向多中繼網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方案Ⅱ。本文對優(yōu)化方案Ⅱ的性