随着移动通信和移动互联网等技术的飞速发展,人们对无线频谱资源的需求与日俱增。认知无线电技术作为一种缓解频谱短缺问题的有效手段,备受关注。无线多跳认知网络是由具有认知特性的网络节点组成,利用了节点间无线链路互通连接的多跳结构,形成的新型网络架构。如何对无线多跳认知网络资源进行合理的优化配置成为当前研究的热点。因此,本文以无线多跳认知网络为背景,利用跨层优化的思想,对网络传输速率和功率消耗进行探索性研究。首先,为实现无线多跳认知网络数据传输速率最大化目标,本文考虑节点间的干扰分析物理模型,结合物理层的信干噪比、链路层的调度及网络层的路由等限制,构造了混合整数非线性规划问题。在求解该优化问题过程中采用重构线性化技术将非线性限制进行线性松弛,得到了松弛问题的最优解,作为原问题最优解的上界。其次,基于该上界上找到原问题的一个可行解,作为原问题最优解的下界。仿真结果验证了该方法的有效性,并得到了网络节点在各个时隙上的信干噪比、功率及链路数据传输速率等情况。其次,为实现多跳认知网络功率控制,本文考虑节点间的干扰分析协议模型,分析了节点成功传输的充分必要条件,结合物理层的功率、链路层的调度和网络层的路由等限制,构造了混合整数非线性规划问题。在求解该优化问题过程中采用分段线性化技术实现非线性部分的线性化,最终得到问题的近似最优解。仿真结果验证了该方法的有效性,通过比较可以看出功率控制可以实现网络节能的目标。综上所述,多跳认知网络中速率和功率的优化具有重要的理论研究意义和实际应用价值。