隨著無線通信業(yè)務的飛速增長,用戶數(shù)量急劇上升,異構網(wǎng)絡林立,不僅導致了無線電頻譜資源日益緊缺,也造成了移動通信網(wǎng)絡能量消耗的日益增長。為同時解決頻譜稀缺和能耗問題,將認知無線電技術與能量收集技術相結(jié)合的能量收集認知無線電網(wǎng)絡(Energy Harvesting-Cognitive Radio Network,EH-CRN)具有重要意義。在EH-CRN引入?yún)f(xié)作中繼,次用戶既幫助主用戶協(xié)作傳輸改善其傳輸性能,也從中獲得自己的傳輸機會;同時,通過能量收集補充協(xié)作需要的能量消耗。所以,近幾年的前沿研究已開始著眼于EH-CRN中的主次用戶協(xié)作中繼及性能優(yōu)化。本文在總結(jié)分析現(xiàn)有相關研究成果基礎上,針對目前主次用戶協(xié)作的認知無線電能量收集系統(tǒng)中所存在的問題,結(jié)合承擔項目需求,開展認知無線電能量收集系統(tǒng)中針對次用戶的最佳中繼選擇方案的研究,主要工作如下:本文提出了一種基于次用戶意愿和吞吐量的中繼協(xié)作方案。與傳統(tǒng)協(xié)作方案不同的是,該方案考慮次用戶意愿,假設次用戶可以根據(jù)自身需求選擇攜帶數(shù)據(jù)量負荷較小的主用戶進行合作,并給出了具體的協(xié)作策略。首先設計了一種能量收集時間分配因子的優(yōu)化方案,使得在合作以及非合作模式下次用戶吞吐量最大。進一步,在非合作模式下推導出能量收集時間分配因子的閉式解;在合作模式下,由于無法直接完全通過解析求解獲得優(yōu)化結(jié)果,故采用遍歷搜索的方法求解優(yōu)化問題。最后進行了仿真分析,一方面驗證了本文方案的系統(tǒng)性能比傳統(tǒng)合作方案有明顯優(yōu)勢,另一方面仿真了不同參數(shù)對本文方案性能的影響。針對現(xiàn)有研究中系統(tǒng)模型單一、缺乏具體能量管理策略的問題,本文進一步提出了一種基于次用戶能效的中繼協(xié)作方案�？紤]多用戶的系統(tǒng)模型,并且假設接收機具有能量存儲設備,可以合理地利用收集到的能量從而避免浪費。首先,認知無線電路由器收到合作請求后將主用戶攜帶數(shù)據(jù)量信息廣播給次用戶,需要接入授權信道的次用戶根據(jù)對自身傳輸功率的預算將合作決定發(fā)送給認知無線電路由器;其次,推導出了固定時隙內(nèi)最小數(shù)據(jù)包分布的概率質(zhì)量函數(shù),同時給出了具體的協(xié)作策略;進一步,設計了一種基于次用戶能效的能量收集時間分配因子和次用戶傳輸功率的聯(lián)合優(yōu)化算法,并推導出能量收集時間分配因子的最優(yōu)解以及次用戶傳輸功率的閉式解。最后,通過仿真分析驗證了所設計的算法及協(xié)作方案具有一定的性能優(yōu)勢。
【學位單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN925
【部分圖文】：

在文獻[32]，[33]中，均假設在每個時隙開始到能量過載的約束情況。但是實際的情況中，存的結(jié)論不夠?qū)嵱�，需要有基于能量管理策略�?E統(tǒng)模型較為單一，難以解決實際問題。根據(jù)相關H-CRN 系統(tǒng)模型可以分為兩類：一類是如圖 1.1 式下的通信系統(tǒng)，例如文獻[19]，[20]，[21]等；另繼端-目的端的協(xié)作模式下通信系統(tǒng)，例如文獻[32均考慮的是單個主用戶對和單個次用戶對，而實和多個次用戶對的情況，較之于單用戶的通信系案也更為復雜。因此，需要對多用戶的認知無線

均考慮的是單個主用戶對和單個次用戶對，而實和多個次用戶對的情況，較之于單用戶的通信系案也更為復雜。因此，需要對多用戶的認知無線圖 1.1 源端-多目的端的通信系統(tǒng)

圖 2.1 CR 基本認知周期享技術中，所謂頻譜共享，是指在不影響主用戶正入授權頻段，從而實現(xiàn)動態(tài)頻譜共享。高效率，并有效緩解頻譜資源緊張的問題[17]。電的頻譜共享與其他系統(tǒng)不同，一般來說，境、結(jié)構、用戶行為等進行綜合考慮，通過方式。因此，在頻譜共享過程中首先要進行主用戶使用的頻段分配給次用戶，相應地，了解周圍的無線環(huán)境尋找是否有未被主用戶的空閑頻譜，可供使用的信道將分配給次用作與不合作，本文將著重討論合作行為，并

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本文編號：2809318