基于排隊(duì)論的RCCDH-MAC協(xié)議建模與性能分析.pdf

1、無(wú)線技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展使得對(duì)頻譜資源的需求越來(lái)越大，固有頻譜分配政策使得頻譜資源日漸短缺;同時(shí)各個(gè)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(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的頻譜空穴加以有效利用，成為了現(xiàn)階段無(wú)線技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。
　　認(rèn)知無(wú)線電是一種能夠根據(jù)自身周邊所處環(huán)境變化相應(yīng)地做出調(diào)整（如改變數(shù)據(jù)傳輸信道等）的無(wú)線電技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知無(wú)

2、線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的頻譜空穴并加以利用，以達(dá)到頻譜資源利用率最大化的目的。
　　我們實(shí)驗(yàn)室從2012年開(kāi)始對(duì)認(rèn)知無(wú)線電及其組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究分析，結(jié)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(dòng)態(tài)混合認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議(簡(jiǎn)稱RCCDH-MAC)，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明了該MAC協(xié)議相比現(xiàn)有協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)吞吐量和平均傳輸延遲上有了比較明顯的改善，網(wǎng)絡(luò)性能得以提高。
　　本文通過(guò)深入研

3、究和分析RCCDH-MAC協(xié)議的運(yùn)行機(jī)制與特點(diǎn)，結(jié)合排隊(duì)論的現(xiàn)有理論成果，提出了一種描述該協(xié)議運(yùn)行機(jī)制的排隊(duì)模型——特殊的多服務(wù)臺(tái)閉合式強(qiáng)占重復(fù)優(yōu)先排隊(duì)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(yùn)行機(jī)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(qiáng)占重復(fù)優(yōu)先排隊(duì)模型的特殊之處;結(jié)合RCCDH-MAC協(xié)議的特點(diǎn)，對(duì)M1M2/M

4、'1 M'2/n/(n(np+ns）/(np+ns）排隊(duì)模型進(jìn)行了深入研究與分析，給出了該模型的平衡方程，并推導(dǎo)出相關(guān)排隊(duì)指標(biāo)的數(shù)學(xué)表達(dá);通過(guò)分析排隊(duì)指標(biāo)與協(xié)議性能指標(biāo)之間的關(guān)系，最終得到RCCDH-MAC協(xié)議性能指標(biāo)的數(shù)學(xué)表達(dá);借助MATLAB解出了不同網(wǎng)絡(luò)參數(shù)下的協(xié)議各性能指標(biāo)，并從排隊(duì)論角度分析了協(xié)議性能與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)間的關(guān)系。
　　MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與基于模型的計(jì)算結(jié)果符合得很好，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性，表明本文所提出的M1