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

1、基于IEEE802.22標(biāo)準(zhǔn)的無線區(qū)域網(wǎng)(Wireless Regional Area Network，WRAN)采用集中式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是目前最為典型的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)。在保證頻譜資源利用率的前提下，減少通信網(wǎng)絡(luò)的能源消耗是實(shí)現(xiàn)綠色通信的有效方法。本文基于WRAN環(huán)境，考慮理想感知結(jié)果，在離散時(shí)域內(nèi)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(tǒng)的能量消耗，在W RAN中引入周期性休眠機(jī)制，提出一種基于單速率傳輸?shù)墓?jié)能策略

2、，即SRT-ESS(Energy Saving Strategy with Single Rate Transmission)?？紤]通信數(shù)字化本質(zhì)，構(gòu)建基于無限緩存與多重休假的離散時(shí)間優(yōu)先級排隊(duì)模型。針對實(shí)時(shí)性要求較高的未授權(quán)用戶數(shù)據(jù)包，建立基于有限緩存與多重休假的離散時(shí)間優(yōu)先級排隊(duì)模型。分別運(yùn)用矩陣幾何解等方法進(jìn)行模型的穩(wěn)態(tài)分析。
　　其次，將系統(tǒng)模型的穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果，應(yīng)用于所提出的SRT-ESS，導(dǎo)出了未授權(quán)用戶數(shù)據(jù)包平均時(shí)延、

3、未授權(quán)用戶數(shù)據(jù)包阻塞率以及系統(tǒng)能量節(jié)省率等性能指標(biāo)表達(dá)式。進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，刻畫了休眠參數(shù)、緩存容量等不同系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，驗(yàn)證了所提出的SRT-ESS的有效性。
　　然后，為了平衡系統(tǒng)的能量節(jié)省率和未授權(quán)用戶數(shù)據(jù)包的響應(yīng)性能，引入工作休眠機(jī)制，提出一種基于雙速率傳輸?shù)墓?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(duì)

4、，基于擬生滅過程和矩陣幾何解方法，評估未授權(quán)用戶數(shù)據(jù)包的平均時(shí)延與強(qiáng)制中斷率、系統(tǒng)的能量節(jié)省率與信道利用率。進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所提出DRT-ESS的有效性。
　　最后，針對未授權(quán)用戶機(jī)會式信道接入行為，從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度考慮，建立基于收支結(jié)構(gòu)的收益函數(shù)，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(fèi)用以實(shí)現(xiàn)社會最優(yōu)。針對未授權(quán)用戶數(shù)據(jù)包平均時(shí)延、未授權(quán)用戶數(shù)據(jù)包阻塞率以及系統(tǒng)能量節(jié)省率之間的折中關(guān)系，建立系統(tǒng)成本函數(shù)，給出緩存容