[发明专利]一种基于马尔科夫链的认知无线网络饱和吞吐量求解方法

摘要

本发明公开了一种基于马尔科夫链的认知无线网络饱和吞吐量求解方法。该方法采用二维离散马尔可夫链对对认知无线网络中认知节点动态接入的过程进行数学建模。首先将认知节点的退避过程分为公共控制信道的实际退避过程和数据传输信道的虚拟退避过程，用于解决因公共控制信道节点数量动态变化而引入的误差问题。接着通过结合非空一步状态转移概率和归一化条件，求解出了认知节点在公共控制信道和授权信道上的传输概率和冲突概率。最后，将认知无线网络吞吐量求解转化为公共控制信道上的成功预约问题，将多信道问题的求解转化为单信道问题来解决，得到了网络饱和吞吐量的数学表达式。无线网络仿真环境EXata中的仿真实验证明了该方法的有效性。

主权项

1.一种基于马尔科夫链的认知无线网络饱和吞吐量求解方法，所采用的步骤是：步骤1：采用离散马尔科夫链对认知无线网络中认知节点动态接入的过程进行数学建模，对于认知网络中任意给定的认知发送节点，它在网络运行过程中的状态可表示为{s(t)，b(t)}，其中s(t)表示在时刻t用户所处的退避阶段，b(t)表示用户当前退避计数器的剩余值；将认知用户在数据传输阶段的虚拟退避过程用{Si(t)，c(t)}表示，其中Si(t)表示在时刻t用户所处的“伪状态”，c(t)表示用户当前虚拟退避计数器的剩余值；步骤2：根据离散马尔可夫链非空一步状态转移概率，得出节点在各个状态的稳态概率分布，并利用概率归一化条件求出节点在公共控制信道和数据传输信道的传输概率；步骤3：分别对节点在公共控制信道和数据传输信道的冲突情况进行分析，求解出节点在公共控制信道和数据传输信道的冲突概率；步骤4：对节点在公共控制信道上的平均时隙长度进行分析，结合节点传输概率和冲突概率的表达式，求解出认知无线网络饱和吞吐量的数学表达式。