認(rèn)知無線電（CR）與無線攜能通信（SWIPT）的結(jié)合已經(jīng)成為當(dāng)今高能效認(rèn)知無線通信的研究熱點(diǎn)之一。首先闡述了SWIPT與認(rèn)知SWIPT網(wǎng)絡(luò),而后介紹了SWIPT網(wǎng)絡(luò)中兩種接收機(jī)結(jié)構(gòu)并給出相應(yīng)的能量收集公式。然后,給出了認(rèn)知SWIPT系統(tǒng)模型及其與協(xié)作中繼技術(shù)、MIMO技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行系統(tǒng)建模的研究進(jìn)展,并對認(rèn)知SWIPT網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的未來研究方向進(jìn)行了展望。最后,總結(jié)了近年來對認(rèn)知SWIPT網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的研究成果,為高能效的安全認(rèn)知SWIPT通信理論研究與未來應(yīng)用提供了一定的借鑒意義。 

【文章來源】：電信科學(xué). 2020,36(10)

【文章頁數(shù)】：15 頁

【部分圖文】：

圖1 兩種模式下的SWIPT接收機(jī)結(jié)構(gòu)

空閑模式，若ST在主用戶的保護(hù)區(qū)內(nèi)或者ST沒有完全充電同時(shí)主用戶沒有處于空閑狀態(tài)，則ST處于空閑狀態(tài)。認(rèn)知SWIPT網(wǎng)絡(luò)能量收集示意圖如圖2所示。在此基礎(chǔ)上，參考文獻(xiàn)[21]分析了ST的傳輸概率和認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的空間吞吐量，并推導(dǎo)了在給定中斷概率約束的情況下，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大化時(shí)ST的最優(yōu)傳輸功率和ST密度，為未來的認(rèn)知SWIPT網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供了一種有效的方法。參考文獻(xiàn)[23]首次研究了認(rèn)知SWIPT網(wǎng)絡(luò)在頻譜共享場景中，基于信道質(zhì)量閾值并利用機(jī)會(huì)調(diào)度方法，得到認(rèn)知用戶的遍歷容量、誤碼率、吞吐量和能量收集的解析表達(dá)式，并確定了滿足給定目標(biāo)中斷概率的最優(yōu)閾值。參考文獻(xiàn)[24]研究了較為基礎(chǔ)的具有平均能量約束的認(rèn)知SWIPT系統(tǒng)，提出了兩種分別由功率控制（power control,PC）和傳輸概率（transmission probability,TP）控制的傳輸方案，以最小化認(rèn)知SWIPT網(wǎng)絡(luò)中斷概率為目標(biāo)，給出了最佳解決方案，同時(shí)比較了兩種傳輸方案的中斷概率，PC方案的中斷概率解析式如式（2）所示：

參考文獻(xiàn)[29]考慮了在時(shí)隙協(xié)作認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)（collaborative cognitive radio network,CCRN）中，認(rèn)知用戶從RF無線電信號中收集能量并轉(zhuǎn)發(fā)主用戶信號，以換取其自身傳輸?shù)囊恍〔糠謺r(shí)間。參考文獻(xiàn)[30]分析了基于SWIPT的CCRN中斷性能，其中認(rèn)知SWIPT中繼節(jié)點(diǎn)從主用戶收集能量。參考文獻(xiàn)[31]考慮了一個(gè)專用（或第三方）中繼節(jié)點(diǎn)，它具有用于中繼傳輸?shù)哪芰渴占δ�，同時(shí)研究了系統(tǒng)中斷性能。在參考文獻(xiàn)[29-31]的基礎(chǔ)上，參考文獻(xiàn)[32]研究了具有動(dòng)態(tài)能量收集的CCRN SWIPT機(jī)會(huì)中繼，提出了基于動(dòng)態(tài)協(xié)同的認(rèn)知SWIPT系統(tǒng)模型新框架，該框架如圖3所示，采用直接傳輸、中繼傳輸和能量收集3種模式。在第一種模式中，ST作為中繼，SR在第1種模式解碼從主用戶發(fā)射機(jī)（primary transmitter,PT）接收的信號，如圖3(a）所示；在第2種模式中，ST用作中繼，并且SR在第一階段中從PT接收信號能量，如圖3(b）所示；如圖3(c）所示，在第3種模式中，ST保持沉默，并且SR從PT收集能量。總而言之，基于動(dòng)態(tài)協(xié)同的認(rèn)知SWIPT系統(tǒng)模型新框架的獨(dú)特特征有3個(gè)方面：首先，有3種傳輸模式：第1種模式可以用于直接傳輸，第2種模式與第3種模式用于中繼傳輸；其次，由于能量收集功能嵌在SR中，能量收集可以應(yīng)用于直接傳輸與中繼傳輸；第三，根據(jù)信道條件，中繼和能量收集都是動(dòng)態(tài)的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]認(rèn)知中繼系統(tǒng)中攜能關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王翔.北京郵電大學(xué) 2016



本文編號：3455990