基于能量收集技術(shù)的綠色認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)功率分配算法研究

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1、分類號(hào)：TN929.5單位代碼：10183研究生學(xué)號(hào)：2015522026密級(jí)：公開吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）基于能量收集技術(shù)的綠色認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)功率分配算法研究StudyonPowerAllocationforGreenCognitiveNetworkswithEnergyHarvestingTechnology作者姓名：王元一專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)研究方向：通信理論與系統(tǒng)指導(dǎo)教師：趙曉暉教授培養(yǎng)單位：通信工程學(xué)院2018年6月—————————————————————基于能量收集技術(shù)的綠色認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)功率分配算法研究—————————————————————StudyonPowerAlloca

2、tionforGreenCognitiveNetworkswithEnergyHarvestingTechnology作者姓名：王元一李航琪專業(yè)名稱：通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師：趙曉暉教授學(xué)位類別：工學(xué)碩士答辯日期：2018年6月2日未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，依法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位和個(gè)人，均不得對(duì)本論文的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使用不在此限）。否則，應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明

3、引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》投稿聲明研究生院：本人同意《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》出版章程的內(nèi)容，愿意將本人的學(xué)位論文委托研究生院向中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社的《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》投稿，希望《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》給予出版，并同意在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》和CNKI系列數(shù)據(jù)庫(kù)中使用，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文級(jí)別：√碩士□博士

4、學(xué)科專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)論文題目：基于能量收集技術(shù)的綠色認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)功率分配算法研究作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日作者聯(lián)系地址（郵編）：吉林省長(zhǎng)春市南湖大路5372號(hào)吉林大學(xué)南湖校區(qū)5公寓410室（130012）作者聯(lián)系電話：18204310779基于能量收集技術(shù)的綠色認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)功率分配算法研究摘要目前，在信息時(shí)代背景下，無線通信技術(shù)迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。伴隨著無線通信設(shè)備的廣泛應(yīng)用、接入無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備增多、無線移動(dòng)用戶迅速增長(zhǎng)以及無線通信業(yè)務(wù)多樣化增加，導(dǎo)致用戶吞吐量需求與稀缺的無線頻譜資源的矛盾日益凸顯，對(duì)未來無線通信技術(shù)的發(fā)展提出了巨大挑戰(zhàn)。然而，美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)（F

5、CC,Federalcommunicationscommission）的調(diào)查表明，授權(quán)用戶的頻譜利用率極低，產(chǎn)生了大量的頻譜空洞現(xiàn)象。如何在有限的無線頻譜資源條件下，滿足無線用戶日益增長(zhǎng)的通信需求以及保證無線網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性是未來無線通信技術(shù)發(fā)展的重要課題。認(rèn)知無線電（CR,Cognitiveradio）技術(shù)的提出為解決這一課題帶來了曙光，其作為一種新型的智能無線通信系統(tǒng)，具有智能感知周圍無線電磁環(huán)境、實(shí)現(xiàn)各種用戶頻譜共享的特性，可以有效提高頻譜利用率。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)由主用戶（PU,Primaryuser）和次用戶（SU,Secondaryuser）共同組成，主用戶對(duì)授權(quán)頻譜具有優(yōu)先使用權(quán)，

6、該網(wǎng)絡(luò)允許次用戶在保證主用戶通信質(zhì)量的前提下調(diào)整其傳輸參數(shù)，機(jī)會(huì)式地接入授權(quán)頻譜，實(shí)現(xiàn)兩種用戶的頻譜共享以及頻譜資源的合理分配。與此同時(shí)，無線通信設(shè)備所產(chǎn)生的巨大能量消耗與能量供給緊缺之間的矛盾也變得不容忽視。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)雖然可以提高頻譜有效性，但是相較于其它通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)其功能復(fù)雜性更大，因此面臨著更嚴(yán)重的能耗問題。那么，在無線通信需求迅速增長(zhǎng)的前提下，協(xié)調(diào)無線頻譜資源的有效性以及降低無線通信的能源消耗也成為當(dāng)前通信技術(shù)發(fā)展的核心問題。將能量收集（EH,Energyharvesting）技術(shù)引入認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，次用戶發(fā)射端接有能量收集裝置，可以收集其它能量并將其轉(zhuǎn)換為電能供給次用戶來傳

7、輸數(shù)據(jù)，是頻譜資源利用率低以及能耗問題的有效技術(shù)解決方案。能量收集裝置可以從周圍環(huán)境（例如風(fēng)能、太陽能等）收集能量，也可以收集授權(quán)用戶傳輸過程中發(fā)出射頻信號(hào)所攜帶的射頻能量。本文針對(duì)基于能量收集技術(shù)的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中功率分配問題進(jìn)行了深入研究，主要工作總結(jié)如下：1）為同時(shí)提高頻譜利用率和能量使用效率，本文將射頻（RF,Radiofrequency）能量收集技術(shù)引入認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行次用戶系統(tǒng)最優(yōu)功率分配問題的