信息与能量同步传输模式下认知无线电网络资源优化配置

发布时间：2023-07-29 07:13

　　认知无线电技术在提高无线频谱的利用率、改善频谱资源的紧张状况方面有十分广阔的发展前景。能量收集是延长能量受限网络运行的一种有前途的解决方案。认知无线电网络采用无线射频能量收集则构建了一种新的网络模式,即无线携能认知无线网络。在这种网络模式下,改进了传统认知无线电网络的系统设计,同时为无线网络提供了频谱和能源效率解决方案,使得主用户的活动更容易被频谱感知检测,并且容易发现信息传输或射频能量采集的频谱机会。但是由于能量收集的引入,网络中也面临一些问题和挑战:如何处理能量效率和速率的权衡问题;如何保证系统在复杂多样的通信环境中保持良好的通信质量;如何制定能量收集方式等。针对以上问题,本文对不同能量收集模式下的无线供电认知无线网络进行了探讨,通过设计功率控制算法,保障了用户通信质量服务要求,实现了能量速率权衡和系统资源优化分配。首先,研究了功率分流能量收集模式下的认知无线电网络,其中次级用户接收次级发射机的射频信号,并按照一定的分流比来获取能量和解码信息,考虑了瞬时状态信息不确定信道模型,提出了次级系统能效问题。通过分式规划和问题分解将原问题转化为易于处理的凸优化问题,设计了优化功率分配和分流...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 通信网络鲁棒优化性能
        1.2.2 基于SWIPT的认知无线网络资源优化
    1.3 本文研究动机
        1.3.1 基于功率分流的鲁棒功率控制
        1.3.2 基于时间切换的鲁棒功率控制
        1.3.3 无线供电认知无线网络资源优化
    1.4 本文结构安排
第2章 基于功率分流的认知无线电网络鲁棒功率控制
    2.1 引言
    2.2 系统模型
    2.3 问题制定与求解
        2.3.1 概率约束下鲁棒优化问题的制定
        2.3.2 目标函数转换
        2.3.3 不确定性转换
        2.3.4 鲁棒功率迭代算法
    2.4 仿真验证与性能分析
    2.5 本章小结
第3章 基于时间切换的认知无线电网络鲁棒功率控制
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 鲁棒优化问题制定与求解
        3.3.1 基于中断概率的能效最大化问题制定
        3.3.2 目标函数的转换
        3.3.3 确定性问题的转换
        3.3.4 功率迭代求解
    3.4 仿真验证与性能分析
    3.5 本章小结
第4章 无线供电认知无线网络功率控制算法研究
    4.1 引言
    4.2 系统模型
    4.3 优化问题制定与功率求解
        4.3.1 吞吐量最大化问题的制定
        4.3.2 非凸问题转化
        4.3.3 功率和时间分配方案
    4.4 仿真验证与性能分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3837789