認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)調(diào)度機(jī)理研究.pdf

1、在資源有限的無線網(wǎng)絡(luò)中，充分利用各種資源來盡可能有效地傳輸數(shù)據(jù)是最亟需解決的基礎(chǔ)性問題。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的一些特性使這個(gè)問題變得更加具有挑戰(zhàn)性。首先，由于網(wǎng)絡(luò)中次用戶無規(guī)律的運(yùn)動(dòng)和主用戶未知的通信活動(dòng)，使得拓?fù)渚哂胁欢ㄐ浴⑿诺谰哂袝r(shí)變性，從而導(dǎo)致次用戶之間的無線鏈路連接不穩(wěn)定;其次，在實(shí)際應(yīng)用中，到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流都是隨機(jī)的，并且有不定的數(shù)據(jù)率要求，很難達(dá)到網(wǎng)絡(luò)總體的性能最優(yōu)；第三，為了均衡負(fù)載和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，每個(gè)次用戶需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整其傳輸

2、率和接受率，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況變化；最后，沒有集中的控制中心，每個(gè)次用戶只能根據(jù)自已及鄰居節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行決策，所有的操作都是分布式的。
　　本文針對(duì)多信道、多跳的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，提出了一種聯(lián)合速率調(diào)控、信道分配和路由選擇的動(dòng)態(tài)調(diào)度機(jī)制JRCRS，來優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源利用率，其最終目標(biāo)為最大化網(wǎng)絡(luò)的社會(huì)收益。本文的主要研究工作包括以下幾方面內(nèi)容：
　　1.建立了網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)、鏈路、數(shù)據(jù)流模型，將多信道、多跳的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)建模為一個(gè)無向圖。將基

3、于排隊(duì)論的李雅普諾夫理論擴(kuò)展到多信道的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中，建立了多信道網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際隊(duì)列模型，并應(yīng)用隊(duì)列穩(wěn)定性原理構(gòu)建保障數(shù)據(jù)流速率要求的虛擬隊(duì)列。
　　2.本文把定價(jià)機(jī)制引入到次節(jié)點(diǎn)的協(xié)作傳輸中，將整個(gè)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)模擬成一個(gè)虛擬的交易市場(chǎng)，并為節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)進(jìn)行定價(jià)。該服務(wù)價(jià)格也被作為節(jié)點(diǎn)在選擇下一跳節(jié)點(diǎn)時(shí)的路由度量，其主要取決于兩個(gè)因素：節(jié)點(diǎn)的實(shí)際隊(duì)列長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)流目的節(jié)點(diǎn)的距離，該路由度量有效反映了鏈路的傳輸代價(jià)。
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4、.以最大化認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的平均社會(huì)收益為目標(biāo)，用混合非線性整數(shù)規(guī)劃形式化定義了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)調(diào)度問題，并基于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的李雅普諾夫優(yōu)化理論，設(shè)計(jì)了一種分布式的動(dòng)態(tài)調(diào)度機(jī)制JRCRS。該機(jī)制通過聯(lián)合速率調(diào)控、信道分配和路由選擇來滿足網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的速率要求、分配無干擾的信道以及選擇負(fù)載小、距離數(shù)據(jù)流目的節(jié)點(diǎn)近的下一跳節(jié)點(diǎn)。在JRCRS機(jī)制下，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)只需要知道當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，就可以做出相應(yīng)的調(diào)度決策。
　　4.最后，開發(fā)了一個(gè)適用于多信