携能认知网络的协作通信方案研究

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2、硕主申请学位类别二一六年Ｈ月论文提交日期零．一心；’装：ｒ．省巧／、、可＊．一？、？－左Ｉ、；．１寒為？、％辛；Ｖ？《－？气ｒＶ占南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进巧的研究工作及取得的研充成果。，论文中不包含巧他人己经发表或撰写过尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外。的研究成采，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献巧己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＾。切相关责任本人学位论文及涉及相关资料若有不实

3、，愿意承担的法律沁。＃中烫：日期：八研巧生签Ｔｌ名ｊ论文使用授权声明南京邮学位电大学和或机构送交论文的复印件电子文本人授权南京邮留并向国家有关部口电大学可抖保入有关；数据库进行检索的全部或部分内容编：被查阅和借阅：可从将学位论义档允许论文。本文内容和纸质＾、汇编本学位论文电子文档的采用影复制手段保存印、缩印或扫描等可苗一。。）究生院办理论［京邮电大学研论文致文的公布包括刊登授权南的内容相后适。涉密学位论文在解密用本授权巧．０中娩口期硏：导师签名巧生签名StudyonCooperativeCommunicationofCognitiveRadioN

4、etworkswithSimultaneouslyWirelessInformationandPowerTransferThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByGaoZanSupervisor:Prof.WangBaoyunMarch2016摘要无线通信系统的持续发展遇到频谱资源匮乏、网络能量受限、传统点到点通信接近香农极限等前所未有的巨大挑战。认知无线电的横空出世极大限度地提高了现有频谱资源的利用率，有效地缓解了频谱资源稀缺问题

5、。能量收集技术由于其可以为无线通信节点无间断地提供绿色无污染的能量和便捷部署的特点，而成为解决网络受限问题实现绿色通信的有效方法。本文主要就认知网络中主次用户间能量与信息的双重合作问题进行研究，有以下几点结论：针对通过时隙切换收集能量的认知无线网络，研究了主次用户间能量与信息的合作方案，即次用户作为主用户的中继节点协助其完成传输信息，为自己争取更多的机会接入主用户的授权频段；同时次用户从主用户发送端的RF信号中收集能量为中继转发和自身传输供能。通过联合优化主次用户的频段使用时隙和发射功率分配，最大化了次用户网络的数据吞吐量。针对次用户基于功率分割的接收机结构，RF信号被功率分割装置

6、分为两部分，分别用于主用户的信息解码和RF能量收集，提出了基于功率分割的主次用户协同通信方案，为主次用户之间的能量与信息合作提供了一个额外的自由度，并使其可以在一个时隙内同时完成，有助于认知中继在接收信息与收集能量之间实现更好的折中。考虑认知中继发送信号时的子载波分配问题，即把认知中继的子载波分为两部分，分别用于主用户的数据转发和自身的信息传输，使二者可以在同一时隙内得到更好的平衡。对于产生的混合整数优化问题，本文提出了基于分支定界的最优迭代优化算法和基于对偶分解的次优迭代算法。后者性能接近最优算法，但是运算量要小很多。结合认知无线网络的通信环境和能量收集的资源特性，仿真结果表明本

7、文提出的主次用户在能量和信息两个维度上的协作通信方案，能够更强力地保证主用户的通信服务质量，并极大地增加次用户的吞吐量，从而有效地提高认知网络的整体通信性能。关键词:认知网络，能量收集，无线携能通信，协作通信，正交频分多址IAbstractWirelesscommunicationsystemsarefacedwithunprecedentedchallenges,suchasthescarcityofthespectrumresources,theenergycon