Underlay頻譜共享模式下認知無線Ad Hoc網絡的性能研究.pdf

1、認知無線電技術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，它是一種智能的無線通信技術，它通過允許非授權用戶在不影響授權用戶工作前提下動態(tài)使用頻譜來實現(xiàn)頻譜的高效利用。認知無線Ad Hoc網絡(CognitiveRadio Ad Hoc Networks)兼具了認知無線電技術和Ad Hoc網絡的優(yōu)點，不但可動態(tài)利用頻譜，而且還具備Ad Hoc網絡的自組織、靈活性等特點。對于認知無線Ad Hoc網絡性能的分析，必須要考慮到分布式網

2、絡的多跳結構、動態(tài)網絡拓撲以及隨著時間和位置變化的可用頻譜信息等特點。
　　合理且高效的性能度量對于提高網絡性能至關重要。傳輸容量是近幾年提出的用于研究無線Ad Hoc網絡容量問題的一個概念，這個概念很好地彌補了經典信息理論在分散式的無線網絡容量分析中的不足。在基于傳輸容量的研究中，隨機網絡模型為無線網絡的建模提供了更加實際與適用的模型，而隨機幾何理論則為模型中隨機干擾的分析提供了一整套強大的數學工具。本論文基于無線AdHoc網絡

3、性能度量方面已有的研究成果，采用隨機幾何理論對認知無線Ad Hoc網絡建模，研究了其容量和時延。具體的工作和成果如下:
　　分析基于Underlay頻譜共享模式的認知無線Ad Hoc網絡的容量和時延。當主、次網絡分別建模為相互獨立的泊松點過程并且次網絡采用Underlay的方式與主網絡共享頻譜時，次網絡通過限制其節(jié)點密度滿足主網絡中斷約束來實現(xiàn)頻譜的動態(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)域內最近接收節(jié)點策略下的期

4、望進度密度（Expected Density of Progress）。這里期望進度密度被定義為網絡單位面積內成功完成一跳的節(jié)點的個數和有效傳輸距離的乘積。
　　本文以期望進度密度為目標，分別討論了參考傳輸距離與發(fā)送概率的單獨優(yōu)化，推導了單獨優(yōu)化時最優(yōu)的參考傳輸距離的上界和發(fā)送概率的表達式。給出了Underlay頻譜共享情況下認知無線Ad Hoc網絡的局部時延和端到端時延的閉式結果。數值及仿真結果一致表明，在次網絡節(jié)點密度允許的范