基于能量收集的认知协作网络队列调度机制研究

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1、分类号：TN929.5单位代码：10183研究生学号：2015522025密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）基于能量收集的认知协作网络队列调度机制研究StudyonQueuingSchedulingMechanismforCognitiveCooperativeNetworkswithEnergyHarvesting作者姓名：王瑶专业：通信与信息系统研究方向：通信理论与系统指导教师：赵晓晖教授培养单位：通信工程学院2018年6月—————————————————————基于能量收集的认知协作网络队列调度机制研究—————————

2、————————————StudyonQueuingSchedulingMechanismforCognitiveCooperativeNetworkswithEnergyHarvesting作者姓名：王瑶专业名称：通信与信息系统指导教师：赵晓晖教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士

3、学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》

4、投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：√硕士□博士学科专业：通信与信息系统论文题目：基于能量收集的认知协作网络队列调度机制研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市南湖大路5372号吉林大学南湖校区5公寓403室（130012）作者联系电话：18843109579基于能量收集的认知协作网络队列调度机制研究摘要随着无线通信技术的高速发展，无线终端以及多媒体业务日益趋向多元化，对于数据传输速率

5、，通信可靠性和服务质量（QoS,Qualityofservice）等方面也提出了更高的需要，这使得频谱资源匮乏和利用率低下的问题凸显出来。而且无线通信应用领域的能量消耗巨大，在工业界占比一直居高不下，对于能源和环境来说，解决通信高能耗的弊端刻不容缓。因此，打破频谱和能量资源匮乏和浪费的壁垒已成为推动现代通信发展的动力。认知无线电（CR,Cognitiveradio）技术作为提高频谱资源利用率的有效方案吸引了很多学者。它是一种智能通信技术，具有很强的学习和自适应能力，能够利用动态频谱接入（DSA,Dynamicspectrumaccess

6、）和频谱共享技术来提高有限频谱的利用率。针对高能耗和低能效的问题，学者们提出了能量收集（EH,Energyharvesting）技术，该技术可以利用能量收集接收机收集被浪费的自然能源来供应通信系统所需，缓解了不断发展的无线通信应用与日益匮乏的能源之间的矛盾，实现了绿色通信的目的。融合了能量收集的认知无线网络有效地解决了阻碍现代通信发展的两大难题。协作中继通信能够有效地提高系统中用户间通信的可靠性，提升系统容量以及扩大通信系统的覆盖率。将协作中继技术引入基于能量收集的认知网络中，利用合适的协作策略和调度机制可以获得更多性能增益。因此，对基

7、于能量收集的认知协作网络的性能优化成为当今研究问题之一。本文深入研究了认知协作网络的队列调度机制，主要工作如下：（1）对基于能量收集的认知协作网络的队列调度问题进行研究，系统中次用户（SU,Secondaryuser）能够接收主用户未被目的节点成功解码的数据，并在接入授权频谱后协助主用户（PU,Primaryuser）传输这些的数据。而且模型中次用户发射端设有能量收集接收机，用以接收主用户传输数据产生的射频（RF,Radiofrequency）能量。以系统中各用户的数据队列稳定性为约束，提出一种合理的队列调度算法，实时地控制调整调度概率

8、以实现次用户系统优化。（2）为了使研究的队列调度算法更贴近实际的通信系统，本文研究了不完美的频谱感知对带有能量收集的认知协作网络队列调度的影响。提出以保证主用户正常通信的最大可容忍队列时延为约束，它相比队列