多信道认知无线网络时延性能分析与接入策略设计

在分级认知无线网络中,无论何时当授权频段未被主用户占用时,次用户都可以采取机会式的方式进行接入.如何保证次用户在整个数据包传输过程中的服务质量,分析其相应传输时延性能,是目前对此类认知无线网络的研究中,一个非常值得关注的话题.集中分析了次用户系统的传输时延性能,并设计了共享多个授权信道情况下的最优接入策略.主用户和次用户系统首先各自被建模成为M/G/1排队模型.然后,将每个授权信道上主用户数据包和次用户数据包传输融合在一起进行讨论,提出一种虚拟的优先级队列模型.基于M/G/1抢占重传优先级排队理论,获得了次用户数据包传输的系统时延均值表达式.同时,基于该系统时延性能均值,讨论了共享多个授权信道的条件下的多信道接入策略设计.其被等效为一个非线性规划问题,通过经典的遗传算法,可以得到相应的全局最优解.数值结果验证了我们理论分析和接入策略设计的正确性.考虑到遗传算法的时间复杂度过高,并为了降低相应的时间开销,在实际应用中也可以采用反比例接入策略得到其近似最优解.