基于能量收集的認知無線網(wǎng)絡協(xié)作中繼技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代無線通信技術(shù)的快速發(fā)展使得未來無線通信網(wǎng)絡中能量資源與頻譜資源將會成為稀缺資源。在能量受限的無線通信網(wǎng)絡中，例如無線傳感器網(wǎng)絡，傳感器節(jié)點通常僅僅只有少量的電量，因此需要額外的能量以延長工作時間，同時也需要更多可利用的頻譜資源來提升其通信能力。
　　認知無線電技術(shù)被認為是一種提升無線網(wǎng)絡頻譜利用效率的有效技術(shù)，能量收集技術(shù)使得網(wǎng)絡中的節(jié)點獲得額外的能量補充，而協(xié)作中繼技術(shù)利用節(jié)點間的協(xié)作傳輸實現(xiàn)空間分集獲得了傳輸速率的提升。與

2、此同時，無線信息與能量同時傳輸技術(shù)是能量收集技術(shù)中新興的一種技術(shù)，實現(xiàn)了信息與能量的同時傳輸。
　　本文以認知無線網(wǎng)絡中協(xié)作中繼技術(shù)與能量收集技術(shù)之間的融合為研究點，構(gòu)建了基于能量收集的認知協(xié)作中繼系統(tǒng)模型，針對多對主用戶收發(fā)節(jié)點和多對認知用戶收發(fā)節(jié)點共存的網(wǎng)絡通信場景，基于能量收集技術(shù)在認知發(fā)送節(jié)點能量受限的條件下設計了一種認知協(xié)作中繼傳輸機制，認知發(fā)送節(jié)點利用主用戶的授權(quán)頻段中繼主用戶數(shù)據(jù)和傳輸自身數(shù)據(jù)，并通過功率分割技術(shù)利用

3、一部分主用戶發(fā)送節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)獲得傳輸能量補充，實現(xiàn)了認知無線網(wǎng)絡中主用戶與認知用戶之間的能量和信息雙重合作。
　　在協(xié)作中繼過程中，認知用戶發(fā)送節(jié)點通過能量收集技術(shù)獲得能量并將其用于中繼傳輸，采用基于迫零算法的波束成形技術(shù)對發(fā)送信息進行預編碼，實現(xiàn)了信息的無干擾同時傳輸。基于重復拍賣理論為主用戶發(fā)送節(jié)點和認知發(fā)送節(jié)點設計了一種最優(yōu)中繼節(jié)點的選擇機制，在對主用戶發(fā)送節(jié)點和所選認知發(fā)送節(jié)點發(fā)送功率的功率分配進行合理協(xié)商的基礎上，實現(xiàn)