隨著無線通信業(yè)務(wù)的飛速增長(zhǎng),用戶數(shù)量急劇上升,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)林立,不僅導(dǎo)致了無線電頻譜資源日益緊缺,也造成了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能量消耗的日益增長(zhǎng)。為同時(shí)解決頻譜稀缺和能耗問題,將認(rèn)知無線電技術(shù)與能量收集技術(shù)相結(jié)合的能量收集認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)(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(jī)會(huì);同時(shí),通過能量收集補(bǔ)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(guān)研究成果基礎(chǔ)上,針對(duì)目前主次用戶協(xié)作的認(rèn)知無線電能量收集系統(tǒng)中所存在的問題,結(jié)合承擔(dān)項(xiàng)目需求,開展認(rèn)知無線電能量收集系統(tǒng)中針對(duì)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(shè)次用戶可以根據(jù)自身需求選擇攜帶數(shù)據(jù)量負(fù)荷較小的主用戶進(jìn)行合作,并給出了具體的協(xié)作策略。首先設(shè)計(jì)了一種能量收集時(shí)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(jìn)一步,在非合作模式下推導(dǎo)出能量收集時(shí)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(jìn)行了仿真分析,一方面驗(yàn)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(shì),另一方面仿真了不同參數(shù)對(duì)本文方案性能的影響。針對(duì)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(jìn)一步提出了一種基于次用戶能效的中繼協(xié)作方案。考慮多用戶的系統(tǒng)模型,并且假設(shè)接收機(jī)具有能量存儲(chǔ)設(shè)備,可以合理地利用收集到的能量從而避免浪費(fèi)。首先,認(rèn)知無線電路由器收到合作請(qǐng)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(quán)信道的次用戶根據(jù)對(duì)自身傳輸功率的預(yù)算將合作決定發(fā)送給認(rèn)知無線電路由器;其次,推導(dǎo)出了固定時(shí)隙內(nèi)最小數(shù)據(jù)包分布的概率質(zhì)量函數(shù),同時(shí)給出了具體的協(xié)作策略;進(jìn)一步,設(shè)計(jì)了一種基于次用戶能效的能量收集時(shí)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(dǎo)出能量收集時(shí)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(yàn)證了所設(shè)計(jì)的算法及協(xié)作方案具有一定的性能優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN925
【部分圖文】：

在文獻(xiàn)[32]，[33]中，均假設(shè)在每個(gè)時(shí)隙開始到能量過載的約束情況。但是實(shí)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(shí)際問題。根據(jù)相關(guān)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(xiàn)[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(xiàn)[32均考慮的是單個(gè)主用戶對(duì)和單個(gè)次用戶對(duì)，而實(shí)和多個(gè)次用戶對(duì)的情況，較之于單用戶的通信系案也更為復(fù)雜。因此，需要對(duì)多用戶的認(rèn)知無線

均考慮的是單個(gè)主用戶對(duì)和單個(gè)次用戶對(duì)，而實(shí)和多個(gè)次用戶對(duì)的情況，較之于單用戶的通信系案也更為復(fù)雜。因此，需要對(duì)多用戶的認(rèn)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(rèn)知周期享技術(shù)中，所謂頻譜共享，是指在不影響主用戶正入授權(quán)頻段，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)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(gòu)、用戶行為等進(jìn)行綜合考慮，通過方式。因此，在頻譜共享過程中首先要進(jìn)行主用戶使用的頻段分配給次用戶，相應(yīng)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(hào)：2809318