本书系统诠释了认知协作通信的概念、关键技术及能效优化。全书共 14 章，内容包括：认知无线电、协作通信和绿色通信的概念、关键技术和应用；单无线电单中继协作感知的能效优化；单无线电多中继协作感知的能效优化；单无线电中继协作感知与传输的联合优化；双无线电中继协作感知的性能优化；群频谱共享的频谱感知节能调度；认知传感器网络中的频谱感知节能；认知中继网络中协作传输的中断性能；放大转发协作通信的频谱效率和能效平衡；能量获取无线通信发射机的切换调度；能量获取中继协作通信的最优功率分配；区域覆盖的能量获取传感器网络休眠调度；目标跟踪的能量获取传感器网络休眠调度；无线信息和能量传输的最优时间分配。
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前言
第1章认知无线电、协作通信和绿色通信1
1.1引言1
1.2认知无线电3
1.3协作通信8
1.4绿色通信8
1.5本章小结
9参考文献9
第2章单无线电单中继协作感知的能效优化13
2.1引言13
2.2协作感知模型14
2.2.1感知性能分析15
2.2.2感知能耗分析17
2.3感知性能和能耗的折中17
2.3.1优化问题17
2.3.2次用户最小吞吐量要求的影响19
2.4仿真结果20
2.5本章小结
24参考文献25
第3章单无线电多中继协作感知的能效优化27
3.1引言27
3.2协作感知模型28
3.2.1感知性能分析29
3.2.2感知能耗分析31
3.3感知性能和能耗的折中31
3.4仿真结果34
3.5本章小结36
参考文献37
第4章单无线电中继协作感知与传输的联合优化39
4.1引言39
4.2协作感知与传输模型40
4.2.1感知性能分析42
4.2.2认知用户吞吐量分析43
4.3感知性能和次用户吞吐量的折中43
4.4仿真结果46
4.5本章小结48
参考文献48第
5章双无线电中继协作感知的性能优化50
5.1引言50
5.2协作感知模型及感知性能分析51
5.3中继功率分配53
5.3.1峰值功率约束下的最优功率分配53
5.3.2平均功率约束下的最优功率分配56
5.4仿真结果57
5.4.1虚警概率的理论结果和仿真结果对比57
5.4.2多种信道条件对性能的影响58
5.4.3最优功率分配和等功率分配对比60
5.5本章小结61
参考文献62第
6章群频谱共享的频谱感知节能调度64
6.1引言64
6.2单节点频谱感知调度65
6.3感知性能分析66
6.3.1网络中心角度的分析66
6.3.2用户中心角度的分析67
6.4多种因素对频谱感知调度的影响68
6.4.1认知用户的流量类型68
6.4.2感知信道质量69
6.4.3感知结果广播69
6.5多节点频谱感知调度69
6.6仿真结果70
6.6.1单节点频谱感知调度70
6.6.2多节点频谱感知调度72
6.7本章小结76
参考文献76
第7章认知传感器网络中的频谱感知节能78
7.1引言78
7.2感知信号量化的单用户频谱感知79
7.2.1单用户频谱感知方案79
7.2.2性能分析80
7.2.3仿真结果81
7.3感知信号量化的协作频谱感知83
7.3.1协作频谱感知方案83
7.3.2性能分析84
7.3.3仿真结果84
7.4本章小结
86参考文献86
第8章认知中继网络中协作传输的中断性能88
8.1引言88
8.2平衡主用户和次用户中断性能的中继协作传输89
8.2.1系统模型89
8.2.2各个传输阶段的信号表示90
8.2.3中断性能分析91
8.2.4两种通信模型的介绍94
8.2.5仿真结果96
8.3同时协助主用户和次用户的中继协作传输101
8.3.1系统模型101
8.3.2各个传输阶段的信号表示101
8.3.3中断性能分析103
8.3.4不含协作的通信模型106
8.3.5仿真结果107
8.4本章小结110
参考文献111
第9章放大转发协作通信的频谱效率和能效平衡113
9.1引言113
9.2功耗背景114
9.3系统模型114
9.3.1非协作传输115
9.3.2无直传链路的中继协作传输115
9.3.3有直传链路的中继协作传输116
9.4频谱效率和能效平衡116
9.4.1非协作传输116
9.4.2无直传链路的中继协作传输117
9.4.3有直传链路的中继协作传输120
9.4.4传输策略选择122
9.5仿真结果122
9.5.1非协作传输122
9.5.2中继协作传输124
9.5.3三种传输策略比较126
9.6本章小结126
本章附录A127
本章附录B128
本章附录C129
本章附录D130
本章附录E131
参考文献132
第10章能量获取无线通信发射机的切换调度135
10.1引言135
10.2双能量获取发射机广播的切换调度138
10.2.1系统模型138
10.2.2优化问题140
10.2.3仿真结果144
10.3基于几何投影的多能量获取发射机切换调度148
10.3.1能量获取通信系统模型148
10.3.2基于几何投影的切换策略150
10.3.3仿真结果154
10.4多能量获取发射机广播的切换调度155
10.4.1系统模型155
10.4.2传输调度机制157
10.4.3仿真结果161
10.5本章小结.165
参考文献165
第11章能量获取中继协作通信的最优功率分配170
11.1引言170
11.2能量获取中继网络的源和中继最优功率分配171
11.2.1系统模型171
11.2.2优化问题174
11.2.3仿真结果175
11.3能量获取认知中继网络的最优功率分配177
11.3.1系统模型177
11.3.2优化问题180
11.3.3仿真结果182
11.4本章小结187
参考文献187
第12章区域覆盖能量获取传感器网络休眠调度189
12.1引言189
12.2区域覆盖太阳能传感器网络中基于距离的休眠调度190
12.2.1算法提出的背景190
12.2.2太阳能传感器网络模型191
12.2.3区域覆盖时基于距离的休眠调度算法194
12.2.4仿真结果与分析201
12.3区域覆盖太阳能传感器网络中基于强化学习的休眠调度205
12.3.1算法提出的背景205
12.3.2基于距离的节点成组优先算子覆盖算法205
12.3.3基于Q学习的太阳能传感器网络208
12.3.4节点休眠调度算法步骤212
12.3.5仿真结果与分析214
12.4本章小结.218
参考文献218
第13章目标跟踪能量获取传感器网络休眠调度222
13.1引言222
13.2目标跟踪的能量获取传感器网络启发式休眠调度223
13.2.1系统模型223
13.2.2启发式休眠调度算法224
13.2.3仿真结果与分析226
13.3改进的目标跟踪能量获取传感器网络休眠调度229
13.3.1系统模型229
13.3.2改进的休眠调度算法230
13.3.3仿真结果与分析238
13.4本章小结243
参考文献243
第14章无线信息和能量传输的最优时间分配245
14.1引言245
14.2完美信道下无线信息和能量传输的最优时间分配247
14.2.1系统模型247
14.2.2各个传输阶段的信号表示248
14.2.3优化问题的建立250
14.2.4优化问题的求解251
14.2.5仿真结果及分析252
14.3非完美信道下无线信息和能量传输的最优时间分配255
14.3.1系统模型255
14.3.2各个传输阶段的信号表示256
14.3.3优化问题的建立258
14.3.4优化问题的求解259
14.3.5仿真结果及分析260
14.4本章小结262
本章附录A263
本章附录B264
参考文献265
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