基于能量采集的crn功率分配和中繼選擇算法研究

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1、分類號(hào)：校代碼：１１０７８學(xué)ＵＤＣ２…４０７０２７：密級(jí)號(hào)：一學(xué)六州大學(xué)碩±學(xué)位論義基于能量采集的ＣＲＮ功率分配和中繼選擇算法硏究學(xué)生類型：□雙證學(xué)術(shù)學(xué)位研究生團(tuán)雙證專業(yè)學(xué)位研究生□單證專業(yè)學(xué)位研究生江丹丹學(xué)位申請(qǐng)人：唐冬教授導(dǎo)師姓名及職稱：豐幾械與ｆｅ氣工Ｊ呈學(xué)院學(xué)院Ｃ研究所）：信Ｘ程學(xué)科專業(yè)（領(lǐng)域）：二〇—六年五：月論文提交日期：廣州大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明，所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，

2、獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)柴由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名■：王日期礎(chǔ)ｔ年５月２丹：＾日；馬廣州大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解廣州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，目Ｐ：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬?gòu)V州大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家主管部口或其指定機(jī)構(gòu)送

3、交論文的電子版和紙質(zhì)版，允許學(xué)位論文被檢索、蜜閱和借閱，可Ｗ允許采；學(xué)校可公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容用影響印、縮印、數(shù)字化或興他手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密論文保密期滿后，適用本聲明）一本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相致。本學(xué)位論文屬于□：保密，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。趕不保密。＂Ｖ＂）（請(qǐng)?jiān)谏舷鄳?yīng)方框內(nèi)打如年曰期：５月２／？曰學(xué)位論文作者簽名：枯馬馬：如＆年＾月么已日導(dǎo)師簽名日期廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文基于能量采集的CRN功率分配和中繼選擇算法研究電

4、子與通信工程江丹丹指導(dǎo)老師：唐冬摘要對(duì)于無(wú)固定能量來(lái)源的認(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)(CognitiveRelayNetworks,CRN)，能量采集技術(shù)是一種解決節(jié)點(diǎn)能量來(lái)源問(wèn)題的技術(shù)，通信節(jié)點(diǎn)利用該技術(shù)可從周圍環(huán)境的干擾和噪聲中提取用于信息傳輸?shù)哪芰俊Ｔ诨谀芰坎杉恼J(rèn)知中繼網(wǎng)絡(luò)中，可通過(guò)提高發(fā)射功率以提高通信速率，但同時(shí)也增大了能量消耗。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)采集的能量有限，并且能量消耗直接影響通信壽命，因此在優(yōu)化節(jié)點(diǎn)通信速率的過(guò)程中需要考慮能量消耗及能量利用效率。本文研究基于能量采集的CRN功率分配和中繼選擇算法，目標(biāo)是最

5、大化通信速率以及能量利用效率。利用馬爾可夫鏈對(duì)節(jié)點(diǎn)所處信道、頻譜、能量狀態(tài)進(jìn)行描述。節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率受干擾閾值、最大發(fā)射功率以及能量限制，因此將能量采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合功率分配算法構(gòu)建為凸優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解，并通過(guò)拉格朗日方程和KKT條件得出最優(yōu)發(fā)射功率。另外，本文提出一種綜合考慮信道狀態(tài)和能量狀態(tài)的中繼選擇算法，選擇具備高信道增益和高能量的中繼進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)，提高了通信性能。蒙特卡洛仿真結(jié)果表明，基于通信速率最大化的聯(lián)合功率分配和中繼選擇算法提高了次用戶的通信速率；基于能量利用效率的聯(lián)合功率分配和中繼選擇

6、算法可在較低發(fā)射功率的條件下獲得較高的收益，提高了能量利用效率，降低了中斷概率。關(guān)鍵詞能量采集；功率分配；中繼選擇；能量利用效率；通信速率I廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文TheresearchonpowerallocationandrelayselectionalgorithminenergyharvestingcognitiverelaynetworksElectronicandCommunicationEngineeringJiangDandanSupervisor:TangDongABSTRACTEner

7、gyharvesting(EH)isapromisingtechniqueforcognitiverelayingnetwork(CRN)wheresecondaryusers(SUs)andrelayingnodesdonothaveaconstantpowersupplyeach,theenergyharvestingnodescanharvesttheenergyfromthenoiseandinterferencefromtheenvironmentforcommunication.Inene

8、rgyharvestingnetworks,wecanimprovethetransmitpowerofSUstooptimizethedatarate,whichincreasestheenergyconsumptionatthesametime.Theharvestedenergyofnodesislimited,andtheenergyconsumptioninfluentthecommunicationlifetimeofSUsdirectly,