基于能量采集的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)中斷性能研究與應(yīng)用.pdf

1、如今，隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，各種無線通信應(yīng)用以及無線通信設(shè)備也不斷涌現(xiàn)。這就使得無線通信業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出爆炸式增長趨勢，導(dǎo)致頻譜資源短缺，進(jìn)一步造成了無線鏈路堵塞的嚴(yán)重現(xiàn)象。同時無線業(yè)務(wù)量的增加使得無線用戶或無線設(shè)備的能量消耗問題日益嚴(yán)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(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。認(rèn)知無線電技術(shù)與協(xié)作通信技術(shù)融合即認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，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(shù)，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(shù)與認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)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(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)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(rèn)知單向中繼網(wǎng)絡(luò)，研究其在較為復(fù)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(rèn)知中繼通信系統(tǒng)的中斷概率的一些新的結(jié)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(dá)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(jié)果驗證了理論分析的準(zhǔn)確性，所有的理論結(jié)果可用來指導(dǎo)η-μ衰落信號下基于能量采集的認(rèn)知單向中繼通信系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化。
　　對于認(rèn)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(rèn)知中繼中采集能量最大的中繼選擇策略，分別推導(dǎo)了主用戶和次用戶的中斷概率表達(dá)式。具體為:獲得了主用戶中斷概率的閉合表達(dá)式，另外獲得了次用戶中斷概率準(zhǔn)確值的表達(dá)式以及中斷概率下界的閉合表達(dá)式。實驗結(jié)果表明，主用戶以及次用戶的中斷概率都會受到認(rèn)知中繼用戶數(shù)目的影響，當(dāng)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(yīng)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。<