13、基于模糊逻辑的认知物联网网络中射频能量收集与传输间隔的权衡

基于模糊逻辑的认知物联网网络中射频能量收集与传输间隔的权衡

1. 引言

物联网（IoT）将物体连接起来，实现信息在不同地点之间的共享。这些物体感知和收集现实世界的信息，并将数据传输给远程用户，使得信息随时随地可用。物联网应用广泛，涵盖电子健康、监控、交通、环境监测和物流管理等领域。然而，物联网设备通常面临能源限制，延长其使用寿命是主要目标之一。尽管在优化物联网设备寿命方面已做了大量工作，但能源问题仍然显著。

能量收集（EH）技术被视为为高能耗物联网应用提供充足能源的可行解决方案。可用于收集的能源有多种，如光照、振动或热量。近年来，随着无线技术的迅猛发展，电磁波，特别是射频（RF）能量，成为能量收集应用的更具吸引力的选择。射频信号方便获取且在无线通信中可高效利用，这为开发无电池物联网设备创造了条件。

本文考虑一个基于认知无线电（CR）的物联网网络，其中的物联网设备可以从主用户那里收集射频能量。射频能量存储使节点无需定期更换电池或外部电源就能运行更长时间。此外，机会频谱接入有助于解决干扰问题。本文提出了一种模式选择策略，旨在权衡基于认知无线电的物联网设备的能量收集和吞吐量，目标是在满足吞吐量要求的同时，最大化物联网设备的剩余能量。

2. 相关工作

延长电池供电的物联网设备网络寿命是关键设计目标之一，主要通过减少能源使用并维持网络的端到端性能来实现。从环境中收集能量，结合电池供电，可以延长物联网节点的寿命。能量收集的替代方案包括风能、太阳能或无线电信号等。基于环境射频的能量收集是一种安全且方便的能源来源，因为它能同时携带能量和信息。如今，利用功率分割设备可以方便地实现信息接收和能量收集的同步进行，无线电信号可转换为可用的直流电。因此，无线电网