能量收集认知传感器网络—

本文主要目的在于学习综述格式及技巧，其中还包括一些关于原参考论文的知识笔记，原论文来自：能量收集认知传感器网络研究综述https://www.ixueshu.com/document/18debfaea2340c5dc69bd61f506872a2318947a18e7f9386.html

（一）综述格式

综述格式包括一下;
摘要
1引言
2正文
3结论
4附录

（二）摘要细节

摘要要提及自己撰写综述的背景和挑战；研究的问题是什么，并且告知基本内容提要
参考论文给出的关键字：传感器网络；能量收集；认知无线电；资源管理

（三）引言细节

引言包括文献综述的原因、意义、文献讨论范围及基本内容提要。

1. 参考文献笔记：
（1）WSNs
Wireless Sensor Networks，无线传感器网络，由

一系列传感器节点
汇聚节点（sink）
网络接入点
任务管理节点组成。
（2）CRSNs
给传感器配置认知无线电模块，检测授权频谱的状态，机会式利用空闲的授权频谱进行资源传输，不额外分配频谱资源。对有无线电模块的传感器节点的网络——认知传感器网络Congnitive Radio Sensor Networks，CRSNs。
CRSNs优点：解决了传感器网之间的干扰，不再受到公共频段的干扰；
CRSNs缺点：需要更好额外的能量来实现认知无线电的功能：频谱检测、频谱切换等。总之，节点能量不足。
（3）EHSNs
由此，在无线传感器网络的基础之上，采用能量收集技术——能量收集传感器网络Energy Harvesting Sensor Networks，EHSNs。
在EHSNs中，利用能量收集技术，传感器节点对周围环境的可再生能量进行收集为自己供电：太阳能、风能、震动能等。
EHSNs缺点：在公共频段上频谱资源不足
EHSNs优点：传感器网络生存期延长。
（4）EHCRSNs
由此，将EHSNs与CRSNs技术结合——能量收集认知传感器网络Energy Harvesting Cognitive Radio Sensor Networks，EHCRSNs。更加绿色高效的网络，应用于：室内数据收集、健康监测的体域网BSN、智能电网、智慧城市的实时监控。

2.引言分析
先介绍两个单独的技术，再介绍综述要讨论的技术/方向，以此为讨论的背景。在本篇综述当中，主要讨论能量收集认知传感器网络，抓住主要矛盾。在引言末尾给出剩余文章要讨论的内容，包括EHCRSNs技术的挑战、现有研究的分析和总结、对挑战的可能解决方案、本技术的未来方向和趋势。
引言结尾

（三）正文细节

参考文献笔记：
3.1 能量收集认知传感器网络
（1）EHCRSNs的新特征
动态的频谱资源和能量资源。结合传统的传感器网络特征，可从以下五个方面分析：

（2）EHCRSNs挑战

传感器节点需要增加认知无线电模块、能量收集模块和充电装置，而传感器尺寸不一，难以统一
外界环境的不确定性和季节变化导致的能量收集过程难以预测，对充分利用和有效管理收集的能量变得更加困难
对于第二点挑战的解决方法：
a.传感器能源来源：除太阳能、风能、震动能等之外，还可从接受的电磁波中的能量进行充电：来自TV、WiFi、移动终端等的无线信号。
b.传感器节点采用无线携能通信Simultaneous Wireless Information and Power Transfer，SWIPT。通过发射信号实现能量和信息从一个设备到另一个设备的无线转移，并且这种能量转移是可控的。
当EHCRSNs的节点采用SWIPT时，能量收集和认知无线电节点检测不再是独自工作，而是相互结合。工作过程为：
情景1：当传感器系欸但检测信道忙时，利用接受的著用户信息进行充电；当主用户不再使用信道时，传感器系欸但利用手机的能量进行数据传输。
情景2：传感器节点还可以和主用户进行协作，作为主用户的解码-转发中继。工作过程为：
传感器节点首先利用接收到的主用户发送信号进行充电，再利用收集到的部分能量帮助主用户发送数据，利用剩余的收集能量将自身的数据发送给下一跳节点/sink节点。
在EHCRSNs中，频谱资源和能量资源不再是单独的资源，与其他传感器网络所用的频谱资源和能量资源以及与其他的网络资源管理难点如下表2所示。

（3）分析
这部分是对正文的第一部分撰写，描述能量收集认知传感器网络的组成、特征、挑战，对提出的能量收集任职传感网络进行功能性分析和与传统传感器网络对比。
3.2能量收集认知传感器网络的研究现状
目前研究方向：传感器设计、网络资源的管理
背景：传感器设计：
a)对WSNs的资源管理已趋向成熟；
b)对EHSNs的研究：多址接入控制算法、路由协议、休眠调度算法以及移动数据收集的算法架构；
c)CRSNs的协议设计：路由协议和多址接入协议；
d)EHCRSNs的设计：以上都不能满足，要重新设计；
方法：提出异构EHCRSNs：一部分传感器节点只用电池进行数据收集和发送，剩余的传感器节点只进行能量收集和频谱检测。
缺点：
(i)这两类节点在工作过程中，能量收集和消耗的不平衡会导致节点因能量不足而中断->频谱检测节点检测结果的准确度降低，->数据节点的传输效率降低->整个网络的性能降低。其次，频谱检测过程中，信道检测时间越长->信道接入时间越短->检测结果精度越高->数据传输遇到碰撞概率降低。
对现有研究进行讨论：
针对这一现象，【文献1】提出一种解决方法，进行评价……。
(ii)当频谱和数据收集在同一节点上实现时，信道检测时间与信道传输时间和传输效率之间的矛盾更加突出。针对这一问题，【文献2】提出一种解决方法，进行评价……。
(iii)能量收集节点与有认知功能的传感器节点进行信息交付时，使用的信道和与主用户通信的信道相同->主次用户间和传感器网络内部存在干扰。针对这一现象，【文献3】提出一种解决方法，进行评价……。但是没有考虑到xxxxx，因为XXX。那么又有【文献4】提出一种解决方法，进行评价……。
(iiii)除了对网络某个特定性能优化外，还有对网络效用进行优化。那么又有【文献5】提出优化框架，进行评价。【文献6】提出优化函数，进行评价……
3.3传感器节点模式选择
（1）RF Radio Frequency能量收集技术优点：
a)既可以进行能量收集，还可以传递能量，可以增加吞吐量，增加节点平均能量。
b)不仅可以以邻节点的发送信号作为能量来源，还可以将主用户的无线电信号作为能量的来源。
提出问题：
但将主用户的无线电信号作为能量的来源，无法同时进行能量收集和信道接入，那就面临传感器节点模式选择。【文献6】提出用部分可观察马尔可夫决策过程来描述节点工作模式选择，实现能量缓存和当前的吞吐量的平衡。【文献7】提出节点的工作状态可分为两个阶段，【文献8】只考虑了一跳节点的情况，【文献9】提出设计最优中继节点选择方法以及确定最佳充电时间，【文献10】通过分配节点的发送功率和优化节点能量收集时间……
（2）分析
这部分主要讨论用什么技术，这个技术所带来的好处、这个技术在什么情况下需要传感器节点进行模式选择。总之，先写明背景，再提出问题，最后讨论相关文献，并对其进行评论。讨论文献时，从不同角度讨论主题，用一句话表明每个文献的中心，可以对文献进行对比。
3.4能量收集认知传感器网络未来的研究方向
先总写：
EHCRSNs网络结构还存在的问题：网络协议结构的设计、能量资源的动态平衡、能量资源和频谱资源效率的折中、能量收集效率不高。
再分写每个细节。
3.4.1网络协议架构
物理层：引入传感器网络，且要协调数据传输和频谱检测对物理层的不同要求。在基于RF能量收集技术的EHCRSNs中，还要考虑能量收集效率与物理层特性的关系。
多址接入协议：考虑到能量管理，节点所收集的能量取决于所接入信道的信号强度。还要实现信道接入机制与动态的信道状态匹配、还要控制相邻节点的接入信道和数据传输时间、确定接收信号用于解码和能量收集的比例。
路由协议：EHCRSNs具有能量的动态变化、能量分布的非均衡和频谱检测结果与地理位置紧密相关的特性，需要设计新的自适应动态路由协议。
PS：在分布式多跳网络中，动态的信道接入还要考虑主次用户间的干扰、节点间的同频干扰、跨层协议设计，由此实现节点接入与网络拓扑的动态适应。
3.4.2 能量缓存和网络性能的动态平衡

3.4.4提高能量收集效率
背景：RF能量收集效率依赖于接受信号的强度，在给定节点之间的距离和信道状态下，增大接受信号强度就是提高RF能量收集效率。
方法：利用全向天线技术。缺点：随距离增加，接收信号越弱。
改进：多天线技术：获得分集增益。【文献10】可以将接受信号增强。缺点：传感器体积小，无法直接采用这个技术。
改进：分布式传感器构成多用户-多天线系统。缺点：难以获得准确的信道状态信息反馈、频谱和时间的精确同步。（分布式的缺点）
背景：EHCRSNs的能量来源不稳定和随机变化。
方法：设专用RF能量发送节点。
面临的问题：
a)如何铺设能量发送节点；
b)如何优化节点的运动轨迹，来保证每个节点都能够收集到足够的能量而不中断；

（四）结论细节

背景+方法+可研究方向，并不是对内容的总结

（五）引言细节

对应文中引用的序号即可。
参考文献：
罗列：