認知無線電網絡性能分析以及能量收集研究.pdf

1、認知無線電網絡中，認知用戶在接入信道之前需要進行感知，然后通過感知結果決定是否接入信道。但是授權用戶可以隨時接入信道，如果選擇被認知用戶占用的信道，那么認知用戶就要讓出這個信道，這會影響用戶的服務質量。所以，如何在嚴格保證認知用戶的服務質量的情況下，最大化系統(tǒng)的吞吐率仍然面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。另外，認知用戶在感知、傳輸和數(shù)據(jù)處理的過程中會消耗大量的能量，所以需要能量收集技術來解決這個問題。在基于能量收集的認知無線電網絡中，大多數(shù)研究都是在認

2、知用戶的發(fā)送端增加能量收集技術。但是，接收端在處理數(shù)據(jù)時也會消耗大量的能量。在接收端也增加能量收集技術之后，如何保證系統(tǒng)的吞吐率不低于有固定能量供應的系統(tǒng)仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。
　　針對認知無線電網絡中嚴格保證服務質量問題，我們提出了一種基于動態(tài)接納概率和剔除概率的機制。我們的目標是在嚴格保證系統(tǒng)服務質量的條件下使得系統(tǒng)的吞吐率達到最大。首先，我們通過建立一個連續(xù)時間馬爾科夫模型對系統(tǒng)的性能進行分析，然后通過解一個非線性規(guī)劃

3、得到系統(tǒng)的最佳接納概率和剔除概率，最后通過和其他的接納控制進行對比，證明了我們提出的系統(tǒng)是最優(yōu)的。上述系統(tǒng)雖然最大可能提高了系統(tǒng)的頻譜利用率，但是卻沒有考慮能量效率。所以緊接著本文提出了一種基于時隙的認知無線電系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，認知用戶的發(fā)送端和接收端都通過能量收集技術從周圍環(huán)境中獲取能量，實現(xiàn)一個自供應的系統(tǒng)。我們把每個時隙分為三個部分：能量收集、信道感知和數(shù)據(jù)發(fā)送。考慮到這三個部分各自所占用時間之間的平衡，我們集中于找到最佳時間分