在具有頻譜認(rèn)知功能的異構(gòu)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中,針對(duì)傳統(tǒng)頻譜切換算法未考慮次用戶(hù)業(yè)務(wù)的多樣性,且空閑信道不足造成次用戶(hù)服務(wù)時(shí)延大的問(wèn)題,提出基于次用戶(hù)分級(jí)的頻譜切換策略。與以往單一的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)不同,該策略融合利用免授權(quán)頻譜的開(kāi)放式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)會(huì)式利用授權(quán)頻譜的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò),提出了認(rèn)知異構(gòu)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。根據(jù)次用戶(hù)的業(yè)務(wù)類(lèi)型對(duì)其進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分割因子優(yōu)化策略。進(jìn)一步采用混合式搶占優(yōu)先權(quán)（preemptive resume priority/non-preemptive resume priority,PRP/NPRP） M/G/1排隊(duì)模型,分別對(duì)主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)和開(kāi)放式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的頻譜切換過(guò)程進(jìn)行建模,提出一個(gè)最小化時(shí)延的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)頻譜切換策略。實(shí)驗(yàn)仿真了不同參數(shù)對(duì)次用戶(hù)時(shí)延的影響,結(jié)果表明,該策略較傳統(tǒng)的頻譜切換策略明顯提升了次用戶(hù)的時(shí)延性能。 

【文章來(lái)源】：重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,32(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

認(rèn)知異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下頻譜管理機(jī)制

本文采用PRP M/G/1排隊(duì)模型對(duì)主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)中的頻譜切換行為進(jìn)行建模,如圖2。圖2中,主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)中存在3個(gè)信道,每個(gè)信道都有一個(gè)PU隊(duì)列Q p (η) ,SU1隊(duì)列Q 1 (η) 和SU2隊(duì)列Q 2 (η) ,且各個(gè)信道之間的隊(duì)列是相互獨(dú)立的。因此,當(dāng)SU1(或PU,SU2)到達(dá)某個(gè)信道時(shí),首先進(jìn)入該信道中的相應(yīng)SU1(或PU,SU2)隊(duì)列,并按照先到先服務(wù)的規(guī)則進(jìn)行通信。又由于通信用戶(hù)之間存在優(yōu)先級(jí)(由大到小):PU>SU1>SU2。因此,主用戶(hù)可以搶占SU1和SU2的信道,而SU1可以搶占SU2的信道。在開(kāi)放式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(即非授權(quán)頻譜)中,采用NPRP M/G/1排隊(duì)模型對(duì)頻譜接入行為進(jìn)行建模。圖2中,在開(kāi)放式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的信道也存在2個(gè)用戶(hù)隊(duì)列:SU1隊(duì)列Q 1 (ξ) 和CU隊(duì)列Q c (ξ) ,兩者之間不存在優(yōu)先級(jí)之分,服從先到先服務(wù)策略。

圖3a為PU信道占用率對(duì)不同優(yōu)先級(jí)次用戶(hù)擴(kuò)展數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延的影響,從圖3a中可以看出,隨著主用戶(hù)信道占用率的增加,擴(kuò)展數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延也在增加,且在本文模型中,次用戶(hù)的時(shí)延性能明顯優(yōu)于其他模型。由于SU1把部分?jǐn)?shù)據(jù)在OWN傳輸增加SU1的帶寬,同時(shí)減少了主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量,給SU2更多機(jī)會(huì)接入空閑信道。此外,在主用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)中,SU1可以中斷SU2的傳輸,因此,當(dāng)SU1把部分?jǐn)?shù)據(jù)放在OWN傳輸時(shí)可以減少次用戶(hù)的中斷次數(shù),從而減少次用戶(hù)的傳輸時(shí)延。圖3b為固有用戶(hù)到達(dá)率以及主用戶(hù)信道占用率對(duì)次用戶(hù)平均擴(kuò)展數(shù)據(jù)時(shí)延(E[T1]+E[T2])/2的影響。主用戶(hù)到達(dá)率對(duì)時(shí)延的影響與圖3a相同,在此不做贅述。從圖3b可以看出,本文模型中次用戶(hù)的平均擴(kuò)展數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延隨著固有用戶(hù)服務(wù)強(qiáng)度的增加而增加。當(dāng)CU到達(dá)率增加時(shí),信道業(yè)務(wù)量也會(huì)增加,從而降低OWN中空閑信道的數(shù)量,導(dǎo)致SU1的時(shí)延性能下降。此外,當(dāng)ζp<0.4時(shí),adapt-model中的時(shí)延性能與always-changing模型的時(shí)延重合;當(dāng)ζp>0.4時(shí),adapt-model中的時(shí)延性能與always-staying模型的時(shí)延重合。這與次用戶(hù)的頻譜切換策略選擇有關(guān)。當(dāng)ζp<0.4時(shí),SU選擇always-changing模型的時(shí)延性能更優(yōu);當(dāng)ζp>0.4時(shí),SU選擇always-staying模型的時(shí)延性能更優(yōu)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3418402