邓冬梅，韩 宾，李金夫

0 引 言

随着无线通信技术的蓬勃发展和新兴移动终端设备的广泛使用，频谱资源日益稀缺。认知无线电技术（Cognitive Radio，CR）的发展为解决传统频谱分配模式下的资源稀缺问题带来了新的发展契机[1]。在认知无线电Overlay频谱共享模式下，主用户（Primary User，PU）具有优先频谱使用权。认知用户（Secondary User，SU）利用频谱感知技术发现“频谱空洞”，在不影响主用户正常通信的前提下，伺机接入并使用信道[2]，从而有效提高频谱利用率。同时，受科学技术发展、环境保护需求及运营开销控制的共同驱使，“绿色通信”理念在无线通信领域应运而生，能量效率（Energy Efficiency，EE）已成为未来无线通信系统的另一个重要指标[3]。多数认知无线网络中的认知用户是由电池供电的移动设备，因此使认知用户付出最小能量代价获得最大通信收益，对延长认知用户的工作寿命、维护认知无线网络通信稳定性具有重要意义。

频谱感知、数据传输、频谱切换及硬件消耗是认知用户的主要耗能部分。使认知用户更加稳健有效地感知和接入空闲信道，是有效降低信道感知阶段能耗的关键。信道有效接入和数据传输时间与SU的吞吐量息息相关，因此如何平衡网络的吞吐量和能量消耗问题引起了广泛关注。文献[4]研究了认知无线网络最佳检测时间和功率分配策略的设计问题，以最大限度提高认知无线网络能效。文献[5]利用连续时间马尔科夫理论对认知用户的频谱感知和接入过程联合建模，提出了一种基于跨层设计的能量有效优化算法，通过联合优化感知时间和接入概率，达到了提升认知用户能量有效性的目的。……