認知無線電網(wǎng)絡(luò)中,協(xié)作頻譜感知利用多個節(jié)點同時感知可提高頻譜感知檢測性能。然而隨著感知的次用戶（SU）個數(shù)增加,導(dǎo)致能耗增高、能效（EE）降低。為解決這一問題,本文結(jié)合機會頻譜接入和襯墊式頻譜共享2種共享模式,構(gòu)造基于混合頻譜共享模式的能效模型,同時考慮3種不同的融合規(guī)則、主用戶（PU）的再占據(jù)概率和報告信道誤差,以最大化SU系統(tǒng)的EE為目標,使用拉格朗日乘子法與次梯度下降算法對感知時間、參與感知個數(shù)、次用戶發(fā)射功率進行迭代優(yōu)化求解。仿真結(jié)果表明,在最低服務(wù)質(zhì)量要求（QoS）和發(fā)射功率的約束下,該能效優(yōu)化算法能夠?qū)崿F(xiàn)更高的吞吐量和更高的能量效率。 

【文章來源】：計算機與現(xiàn)代化. 2020,(10)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1 時間幀結(jié)構(gòu)

“K秩融合”的性能與k的取值有關(guān)，相同感知時間內(nèi)達到目標檢測率時最少SU參與的k即為最優(yōu)。圖2給出了“K秩融合”下感知時間與參與感知個數(shù)的關(guān)系，其中檢測率值為0.95。從圖2中可以看出同樣的感知時間內(nèi)，k取2時對應(yīng)的SU個數(shù)最少。當(dāng)k取1時，“K秩融合”即變?yōu)椤癘R”融合規(guī)則。圖3展示了不同融合規(guī)則在不同的感知時間內(nèi)能夠達到的能量效率。圖3顯示隨著感知時間的增加，能量效率顯著提高，繼而降低;這個變化主要由于感知時間初步增時加，提高了檢測率，降低了誤檢率，進而促進了SU的吞吐量增加，能量效率增加;當(dāng)感知時間超過7.5 ms時，SU能耗的增長速度超過了吞吐量的增長速度，因此能效降低。圖3顯示“OR”融合規(guī)則能夠達到的能量效率明顯高于其余2個規(guī)則，主要由于“OR”融合規(guī)則的計算方式使其能夠盡可能地降低對PU的干擾(如公式(5));因此在對PU有干擾約束的系統(tǒng)中，“OR”融合規(guī)則能獲得較多頻譜接入的機會。

圖3展示了不同融合規(guī)則在不同的感知時間內(nèi)能夠達到的能量效率。圖3顯示隨著感知時間的增加，能量效率顯著提高，繼而降低;這個變化主要由于感知時間初步增時加，提高了檢測率，降低了誤檢率，進而促進了SU的吞吐量增加，能量效率增加;當(dāng)感知時間超過7.5 ms時，SU能耗的增長速度超過了吞吐量的增長速度，因此能效降低。圖3顯示“OR”融合規(guī)則能夠達到的能量效率明顯高于其余2個規(guī)則，主要由于“OR”融合規(guī)則的計算方式使其能夠盡可能地降低對PU的干擾(如公式(5));因此在對PU有干擾約束的系統(tǒng)中，“OR”融合規(guī)則能獲得較多頻譜接入的機會。圖4呈現(xiàn)的實驗結(jié)果驗證了這一點。公式(15)與公式(16)說明了高檢測率、低虛警率會產(chǎn)生更高的能效，因此“OR”融合規(guī)則能夠?qū)崿F(xiàn)較高的能量效率。


本文編號：3002609