摘要：随着认知无线电的快速发展，出现了认知无线网络能量受限问题。与此同时人们对认知无线网络的吞吐量提出了更高的要求。由于能量收集技术可以为认知无线网络提供能量，全双工技术和波束成形技术可以大幅提高认知无线网络的吞吐量，所以在本文中引入能量收集技术来解决能量受限问题，结合全双工技术和波束成形技术来解决吞吐量的问题。

本文首先构造了一个能量受限的全双工协作认知中继网络的模型。模型包括主用户发射端与接收端和两个次用户源节点以及一个次用户中继节点。次用户源节点和中继节点工作在全双工模式下。在中继节点处使用能量收集技术和波束成形技术。然后按照这个模型依次推导出了主用户吞吐量的表达式、中继节点收集的能量的表达式和次用户系统的吞吐量表达式，然后在保证主用户工作速率以及中继收集能量满足一定条件的情况下，分别对中继波束成形向量和功率分割系数以及时间切换系数进行优化，然后用迭代优化法最大化次用户系统的吞吐量。本文使用matlab进行仿真，在仿真中分别研究了主用户发射功率、次用户源节点发射功率、中继节点不同天线数、主用户最低速率阈值和中继剩余自干扰对次用户性能的影响。

关键词：认知无线电；全双工；波束成形；吞吐量

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论-5

1.1-选题研究背景与意义-5

1.2-国内外研究现状-6

1.3 本文结构安排-7

第二章  认知无线电-8

2.1 引言-8

2.2 频谱感知-8

2.3频谱接入-10

2.4 频谱管理与切换-11

2.5 功率控制技术-11

2.6 本章小结-11

第三章  射频能量收集技术分析-13

3.1 引言-13

3.2 射频能量收集架构-13

3.3 中继能量收集协议-15

3.4 本章小结-15

第四章  基于能量收集的协作认知网络吞吐量分析-17

4.1 引言-17

4.2-系统建模-17

4.2.1 系统模型-18

4.2.1-问题建模-20

4.3-联合优化-20

4.3.1 波束成形向量优化-20

4.3.2 功率分割系数优化-22

4.3.3 时间系数优化-23

4.3.4 迭代优化算法-23

4.4-仿真分析-24

4.4.1-仿真参数设置-24

4.4.2  仿真结果分析-24

4.5-本章小结-26

第五章  总  结-27

参考文献-28

致  谢-30

附  录-31