Although the spectrum is a scarce and valuable resource, the utilization of spectrum in various frequency bands in certain areas are shown to be very low. Because of this under-utilization and inefficiency, cognitive radio (CR) concept where licensed bands are allowed to be used by a secondary network is being developed. Moreover, this new phenomenon has been coexisting with the exploding content consumption over wireless networks. Upcoming fifth generation (5G) wireless standards have been developed to address this capacity crunch. In 5G `toolkit`, Device-to-device (D2D) communications is an important approach adopted to alleviate this issue. Moreover, heterogeneous wireless networks composed of different network tiers are expected to provide services in an omnipresent setting. In this thesis, we develop an analytical Markovian model for content delivery over satellite integrated cognitive radio networks. Additionally, we devise a simulation for studying this infrastructure-based mobile network. The simulation model is focused on energy efficiency. However, it can be extended for other performance evaluation purposes. We also investigate the effect of various system parameters on the performance of these systems such as network density, preference ratios for content retrieval from different content holders and average content size in this setting.

Spektrum nadir ve değerli bir kaynak olmasına rağmen, belli bölgelerdeki çeşitli frekans bantlarında spektrumdan faydalanmanın oldukça düşük olduğu gösterilmiştir. Bu olgu ışığında spektrum kullanımındaki verimsizliği aşmak amacıyla lisanslı bantların ikincil bir ağ tarafından kullanılmasına izin veren bilişsel radyo kavramı geliştirilmiştir. Ayrıca, bu zorlu durum çok büyük artış gösteren kablosuz ağlar üzerinden içerik tüketimiyle eş zamanlı gerçekleşmektedir. Bu kapasite problemini çözmek için 5G kablosuz ağ standartı geliştirilmektedir. 5G teknolojilerinde Cihazdan-Cihaza İletişim bu darboğazı aşmak için seçilen önemli bir yaklaşımdır. Ayrıca bu sistemlerde farklı ağ katmanlarından oluşan heterojen kablosuz ağların her yerde gerekli servis vermeleri beklenmektedir. Bu tezde, uydularla tümleşik bilişsel radyo ağlarında içerik dağıtımı için analitik bir Markov modeli geliştirilmiştir. Ek olarak, bu tür altyapı-tabanlı mobil ağları incelemek için bir simülasyon yaklaşımı da oluşturulmuştur. Simülasyon modelimiz enerji verimliliğine odaklanmasına rağmen başka başarım değerlendirmeleri amacıyla genişletilebilir. Ayrıca söz konusu ortamda ağ yoğunluğu, farklı içerik sağlayı-cılardan içerik edinimi tercih oranları ve ortalama içerik boyutu gibi çeşitli sistem parametrelerinin sistem başarımı üzerine etkileri araştırılmıştır.