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智能通信设备的蓬勃发展,使原本就短缺的频谱资源更是雪上加霜。传统的固定频谱分配策略弊端重重,已无法满足市场需求。融合LTE-A结构的认知无线电网络CRN(Cognitive Radio Network)利用动态频谱分配技术,有效提高了频谱的利用效率。本文针对CRN中的基站进行节能策略研究、性能分析及系统优化。首先,针对CRN中两类用户及基站的传输特点,从提高信道利用率及实现绿色通信的角度出发,融合LTE-A结构面向基站提出一种基于非周期性休眠机制的节能策略NPSM-ESS(Energy Saving Strategy with Non-Periodic Sleeping Mechanism)。通过构建具有两类用户及单重休假机制的二维离散时间马尔科夫排队模型,捕获所提策略的随机行为。从系统能量节省度及认知用户平均时延等方面评估系统性能。综合数值实验和仿真实验结果,验证节能策略的有效性。其次,针对缓存队列过长可能引起的认知用户数据包不耐烦指数大大增加的现象,考虑实时性较强的业务需求,进一步提高认知用户的响应性能,在NPSM-ESS的基础上,引入半休眠机制,提出一种基于非周期性半休眠机制的节能策略NPSSM-ESS(Energy Saving Strategy with Non-Periodic Semi-Sleeping Mechanism)。通过构建具有两类用户的单重工作休假机制的二维离散时间马尔科夫排队模型,运用矩阵几何解方法,从系统能量节省度、信道利用率、认知用户平均时延及认知用户中断率等方面评估节能策略的系统性能。综合数值实验和仿真实验结果,验证节能策略的有效性。最后,针对系统稳态分布无法给出显示解的情形,采用智能优化算法,对所提的两种节能策略进行系统优化。从经济学角度出发,分别针对NPSM-ESS及NPSSM-ESS构造收益函数,研究认知用户数据包的Nash均衡与社会最优行为,面向认知用户制定授权频谱的定价方案。针对休眠参数及授权用户数据包到达率等系统参数,验证定价方案的合理性。