隨著無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,接入網(wǎng)絡(luò)的終端數(shù)目日益增多,在未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)中以傳感器節(jié)點(diǎn)為代表的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將廣泛存在,如何保證這些泛在設(shè)備的電力供應(yīng)是物聯(lián)網(wǎng)亟需解決的難題。無(wú)線供電的通信網(wǎng)絡(luò)（Wireless Powered Communication Networks,WPCN）利用射頻能量信號(hào)向無(wú)源終端傳輸能量,是解決物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能量受限問(wèn)題的重要途徑,引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而,WPCN在能量傳輸階段和信息傳輸階段會(huì)受到“雙重路損”的影響,極大地降低了WPCN的傳輸距離和覆蓋范圍。研究無(wú)線供電的通信網(wǎng)絡(luò)資源分配方法有助于提高WPCN的傳輸容量和能量使用效率,提升WPCN的生存壽命,因此具有十分重要的意義。本論文首先總結(jié)了現(xiàn)有的無(wú)線能量傳輸研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成了論文的研究思路:從容量、能效、采集能量利用效率三個(gè)角度研究WPCN高效資源分配方法,減輕WPCN雙重路徑損耗的影響,最大化WPCN的可用資源的利用效率,以獲取網(wǎng)絡(luò)整體更高的傳輸速率和生存壽命,論文的具體研究?jī)?nèi)容包括以下三個(gè)方面。一、論文首先研究容量目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的WPCN資源分配方法,針對(duì)多天線無(wú)源中繼輔助的WP... 

【文章來(lái)源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【圖文】：

典型無(wú)線供電的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)模型圖

介紹無(wú)線能量傳輸技術(shù)的分類(lèi)、原理以及發(fā)展現(xiàn)狀，然后進(jìn)一步闡述了無(wú)??量傳輸技術(shù)在無(wú)線通信系統(tǒng)的應(yīng)用。??根據(jù)能量傳輸距離的遠(yuǎn)近，現(xiàn)有的無(wú)線能量傳輸技術(shù)可以分為近場(chǎng)（Ｎｅａｒ－??）傳輸技術(shù)和遠(yuǎn)場(chǎng)（Ｆａｒ－Ｆｉｅｌｄ）傳輸，如圖１－２所示，近場(chǎng)無(wú)線能量傳輸主要??了電感耦合（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）技術(shù)和磁共振耦合（Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｒｅｓｏｎａｎｔ?Ｃｏｕ－??）技術(shù)，其能量的有效傳輸距離通常在一米以內(nèi)，遠(yuǎn)場(chǎng)無(wú)線能量傳輸主電磁轄射（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）技術(shù)實(shí)現(xiàn)，也就是射頻（Ｒａｄｉｏ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ量傳輸。具體地：??電感耦合技術(shù)是通過(guò)兩個(gè)線圈之間的磁場(chǎng)感應(yīng)來(lái)傳輸電能，當(dāng)能量發(fā)射端??級(jí)線圈在臨近的能量接收端的次級(jí)線圈上產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)時(shí)，就產(chǎn)生了感??率傳遞（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?Ｐｏｗｅｒ?Ｔｒａｎｓｆｅｒ，?ＩＰＴ），能量接收端的次級(jí)線圈上感應(yīng)出電壓??流，該電壓或電流可用于為無(wú)線設(shè)備或能量存儲(chǔ)系統(tǒng)充電［１４］。電感耦合的??頻率一般在幾千赫茲范圍內(nèi)，一般調(diào)整在次級(jí)線圈的工作頻率范圍內(nèi)，以??充電效率［１５］。電感耦合技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有易于實(shí)施、操作方便、近距離的??［１６］

０．３厘米的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)９２．６％的最大功率傳輸效率此外，由于共振通過(guò)磁共振耦合技術(shù)還可以在中間有遮擋物的情況下進(jìn)行無(wú)線能量傳研究表明，磁耦合諧振器具有比電感耦合更長(zhǎng)距離傳輸功率的能力［２２，在較短距離內(nèi)其傳輸效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ＲＦ福射的傳輸效率。另外，一個(gè)發(fā)可以同時(shí)和許多接收諧振器之間進(jìn)行磁共振耦合，因此，它可以同時(shí)備充電［２３－２５］。??射頻能量傳輸技術(shù)主要利用電磁波的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射性質(zhì)，使得距離較遠(yuǎn)的端也能夠接收到能量發(fā)射端的射頻能量信號(hào)，給低功耗終端進(jìn)行充電［能量傳輸技術(shù)使用的電磁頻段可以處于３００ＭＨｚ至３００ＧＨｚ?［２７］。如圖１能量傳輸端通過(guò)天線向周?chē)椛涓哳l能量信號(hào)，接收天線接收到高頻，通過(guò)一個(gè)整流電路將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流（Ｄｉｒｅｃｔ?Ｃｕｒｒｅｎｔ，?ＤＣ）能量信存儲(chǔ)到超級(jí)電容器或電池中。??射頻能量傳輸?shù)男室蕾囉谛盘?hào)自由空間損耗和將接收到的射頻為直流（ＲＦ－ｔｏ－ＤＣ）信號(hào)的轉(zhuǎn)化效率，其中能量信號(hào)自由空間損耗與－－


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