無線區(qū)域網中節(jié)能策略的性能評估及優(yōu)化研究.pdf

1、基于IEEE802.22標準的無線區(qū)域網(Wireless Regional Area Network，WRAN)采用集中式網絡結構，是目前最為典型的認知無線電網絡。在保證頻譜資源利用率的前提下，減少通信網絡的能源消耗是實現綠色通信的有效方法。本文基于WRAN環(huán)境，考慮理想感知結果，在離散時域內研究節(jié)能策略及其性能評估與優(yōu)化問題。
　　首先，為了減少系統的能量消耗，在W RAN中引入周期性休眠機制，提出一種基于單速率傳輸的節(jié)能策略

2、，即SRT-ESS(Energy Saving Strategy with Single Rate Transmission)?？紤]通信數字化本質，構建基于無限緩存與多重休假的離散時間優(yōu)先級排隊模型。針對實時性要求較高的未授權用戶數據包，建立基于有限緩存與多重休假的離散時間優(yōu)先級排隊模型。分別運用矩陣幾何解等方法進行模型的穩(wěn)態(tài)分析。
　　其次，將系統模型的穩(wěn)態(tài)分析結果，應用于所提出的SRT-ESS，導出了未授權用戶數據包平均時延、

3、未授權用戶數據包阻塞率以及系統能量節(jié)省率等性能指標表達式。進行系統實驗，刻畫了休眠參數、緩存容量等不同系統參數對系統性能的影響，驗證了所提出的SRT-ESS的有效性。
　　然后，為了平衡系統的能量節(jié)省率和未授權用戶數據包的響應性能，引入工作休眠機制，提出一種基于雙速率傳輸的節(jié)能策略，即DRT-ESS(Energy Saving Strategy with Dual Rate Transmission)。融合多重工作休假與優(yōu)先級排隊

4、，基于擬生滅過程和矩陣幾何解方法，評估未授權用戶數據包的平均時延與強制中斷率、系統的能量節(jié)省率與信道利用率。進行系統實驗，驗證了所提出DRT-ESS的有效性。
　　最后，針對未授權用戶機會式信道接入行為，從經濟學角度考慮，建立基于收支結構的收益函數，研究納什均衡行為和社會最優(yōu)行為，制定合理的信道接入費用以實現社會最優(yōu)。針對未授權用戶數據包平均時延、未授權用戶數據包阻塞率以及系統能量節(jié)省率之間的折中關系，建立系統成本函數，給出緩存容