认知无线电网络中的信息与能量协作

主系统与次系统之间的协作可以提高认知无线电网络的频谱效率。其核心思想是次系统通过中继帮助提升主系统的性能，作为回报，主系统为次系统提供更多的频谱接入机会。与大多数仅考虑信息协作的现有工作不同，本文研究了两个系统之间的联合信息与能量协作，即主发射机发送信息以供中继，同时也向次系统提供能量。当次发射机到主接收机的信道质量良好但受限于能量时，这一点尤为有用。我们提出并研究了三种实现这种协作的方案。首先，我们假设两个系统之间存在用于信息和能量传输的理想回程链路。随后，我们分别考虑了使用功率分割和时间分割能量收集技术，从主发射机到次发射机的两种无线信息与能量传输方案。对于每种方案，我们都推导出了最优解和迫零解。仿真结果表明，由于额外的能量协作，两个系统的性能均获得了显著提升。研究还揭示，当能量传输效率足够高时，功率分割方案比时间分割方案能获得更大的速率区域。