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基于主用户离散时间能量收集的谱域协同谱共享( Cooperative Spectrum Sharing in Spectrum Domain with Discrete Time Energy Harvesting for Primary User )
K Tang S Liao Q Xue
本文提出了一种基于能量约束的主发射机(PT)的认知无线电网络频谱共享协议，该协议从两个次用户(SUs)广播的接收到的射频(RF)信号中进行能量收集。当在PT处收集的能量足够用于数据传输时，SU将使用放大转发(AF)方案协同转发PT的信号，同时发送自己的信号，以提高系统的频谱效率。具体地说，数据传输块可以分为两个阶段。在第一阶段中，PT将从节点S1和S2中最优地选择一个中继，以进一步提高总吞吐量，然后，PT将主信号分别发送到选定的SU和主接收机(PR)，而未选定的SU将信号发送到次接收机(SR)。在第二阶段，所选择的SU同时发送主系统和次系统的信号。采用离散马尔可夫链模拟PT电池的充放电过程。为了避免一次系统和二次系统之间的相互干扰，一小部分频谱用于传输一次数据，剩余频谱用于二次系统的数据传输。在每个接收机的接收前端部署适当的带通滤波器(BF)，以从分配的带宽中提取期望的信号。在此基础上，导出了一次系统和二次系统停电概率的精确表达式。此外，在保证二级系统在信息传输模式下的可达速率的前提下，利用凸优化确定最优带宽分配系数，使二级系统的可达速率最大化。数值结果表明，所提出的频谱共享协议在平均频谱效率方面优于其他方案和非合作方案。
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