基于能量采集的認知中繼網(wǎng)絡中斷性能研究與應用.pdf

1、如今，隨著無線通信技術的發(fā)展，各種無線通信應用以及無線通信設備也不斷涌現(xiàn)。這就使得無線通信業(yè)務呈現(xiàn)出爆炸式增長趨勢，導致頻譜資源短缺，進一步造成了無線鏈路堵塞的嚴重現(xiàn)象。同時無線業(yè)務量的增加使得無線用戶或無線設備的能量消耗問題日益嚴重。如何在提高無線通信系統(tǒng)的頻譜利用率的同時減少能量消耗是目前亟需解決的問題之一。
　　本文的研究是基于能量采集的認知中繼網(wǎng)絡技術。認知無線電技術與協(xié)作通信技術融合即認知中繼網(wǎng)絡技術，不僅具有高分集增益

2、的優(yōu)勢，而且提高了頻譜資源的利用率。而無線能量采集技術，即從周圍的無線頻率信號中采集能量，為能量有效、持續(xù)的利用提供了一定的保障。而將無線能量采集技術與認知中繼網(wǎng)絡融合，不僅解決的頻譜資源短缺的問題，而且提高了系統(tǒng)的能量效率問題。
　　本文主要研究是基于無線能量采集與無線通信協(xié)議下認知中繼網(wǎng)絡在不同衰落環(huán)境下系統(tǒng)的中斷性能。概括的講本文研究的主要內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　對于認知單向中繼網(wǎng)絡，研究其在較為復雜的η-μ衰落

3、環(huán)境下的中斷傳輸性能，獲得了η-μ衰落信道下單向認知中繼通信系統(tǒng)的中斷概率的一些新的結果。具體為:對于主用戶得到了適用于整數(shù)衰落參數(shù)下的中斷概率的閉合表達式，而對于次用戶則獲得了適用于整數(shù)衰落參數(shù)下中斷概率的積分形式精確解。數(shù)值和仿真結果驗證了理論分析的準確性，所有的理論結果可用來指導η-μ衰落信號下基于能量采集的認知單向中繼通信系統(tǒng)的設計和優(yōu)化。
　　對于認知單向多中繼通信系統(tǒng)，研究其在Rayleigh衰落信道下的傳輸性能，根據(jù)

4、認知中繼中采集能量最大的中繼選擇策略，分別推導了主用戶和次用戶的中斷概率表達式。具體為:獲得了主用戶中斷概率的閉合表達式，另外獲得了次用戶中斷概率準確值的表達式以及中斷概率下界的閉合表達式。實驗結果表明，主用戶以及次用戶的中斷概率都會受到認知中繼用戶數(shù)目的影響，當增加中繼用戶數(shù)目的時候，兩者的中斷性能都有所提高。次用戶不需要額外的功率供應也能取得較為合理的中斷性能。且在相同條件下次用戶中斷性能提高的幅度大于主用戶中斷性能所提高的幅度。<