本文關(guān)鍵詞：無線攜能通信系統(tǒng)中基于節(jié)能和信息安全的資源分配算法研究

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【摘要】：隨著無線通信的發(fā)展，越來越多的革新技術(shù)被引入到通信網(wǎng)絡(luò)中。無線攜能通信（Simultaneous Wireless Information and power Transfer，SWIPT）技術(shù)的出現(xiàn)為解決無線通信中信息和能量同步傳輸這一課題提供了可能性，并已經(jīng)成為了未來通信發(fā)展的一個重要方向。在無線攜能通信系統(tǒng)中，一方面，信息和能量的同步傳輸這一技術(shù)十分契合無線通信對于綠色節(jié)能的要求，另一方面，物理層保密傳輸技術(shù)的加入，更為通信網(wǎng)絡(luò)的信息安全提供了保障。本文采用動態(tài)功率分配設(shè)計實現(xiàn)信息與能量的同步接收，，引入信息泄露、保密傳輸?shù)瓤疾熘笜�，提出了基于無線攜能通信的資源分配算法。 首先，本文針對無線攜能通信多用戶系統(tǒng)模型中下行鏈路信息傳輸過程存在信息泄露的問題，提出了基于無線攜能通信信息泄露控制下的可達速率聯(lián)合最優(yōu)化方案。該方案將基站到各用戶信息傳輸過程中泄露的信息量控制在一定約束指標內(nèi)，提出最大化系統(tǒng)總下行鏈路可達速率的優(yōu)化目標，并采取迭代優(yōu)化的方式實現(xiàn)基站與所有用戶之間功率分配的聯(lián)合優(yōu)化。其次，該方案還在不完美信道的場景下對優(yōu)化模型提出了改進方案，增加了系統(tǒng)的魯棒性。最后，仿真結(jié)果給出了在不同的信道未知信息下，系統(tǒng)總可達速率、采集能量和用戶數(shù)之間的關(guān)系。 此外，本文針對無線攜能通信系統(tǒng)中竊聽者這一角色的存在，還提出了基于無線攜能通信保密信息傳輸與綠色節(jié)能最優(yōu)化方案。該方案通過分析系統(tǒng)最大化保密速率和最小化系統(tǒng)消耗功率這兩個息息相關(guān)的優(yōu)化目標，建立了兩個聯(lián)系極為緊密的優(yōu)化模型，分別提出相應(yīng)的最優(yōu)和次優(yōu)算法以及完整的理論解決方案，并同時對不完美信道下的場景提出改進方案，大大提升了系統(tǒng)模型的魯棒特性。最后仿真結(jié)果給出了保密速率、采集能量、竊聽者數(shù)量和信道路徑損耗以及系統(tǒng)總消耗能量之間的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：無線攜能通信 能量采集 保密速率 動態(tài)功率分配
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-15
• 1.1 研究背景7
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-11
• 1.3 未來發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)11-14
• 1.4 研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第2章 無線攜能通信相關(guān)技術(shù)和理論15-29
• 2.1 無線攜能通信的核心技術(shù)15-22
• 2.1.1 信息能量同步傳輸15-18
• 2.1.2 動態(tài)功率分配18-19
• 2.1.3 保密信道設(shè)計19-21
• 2.1.4 附加噪聲技術(shù)21-22
• 2.2 凸優(yōu)化基本理論22-26
• 2.2.1 凸優(yōu)化問題定義22-24
• 2.2.2 拉格朗日對偶法24-26
• 2.2.3 KKT 條件26
• 2.3 兩類典型規(guī)劃問題的求解26-28
• 2.3.1 半正定規(guī)劃問題26-27
• 2.3.2 分式規(guī)劃問題27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于無線攜能通信信息泄露控制聯(lián)合最優(yōu)化算法研究29-39
• 3.1 系統(tǒng)模型29-31
• 3.2 完美信道場景31-34
• 3.2.1 數(shù)學模型31-32
• 3.2.2 最優(yōu)算法32-34
• 3.3 不完美信道場景34-36
• 3.3.1 魯棒性技術(shù)34
• 3.3.2 魯棒性方案34-36
• 3.4 仿真實現(xiàn)與性能分析36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于無線攜能通信保密傳輸最優(yōu)化算法研究39-57
• 4.1 系統(tǒng)模型39-40
• 4.2 基于最小化傳輸功率的資源分配40-46
• 4.2.1 數(shù)學模型40-41
• 4.2.2 最優(yōu)算法41-44
• 4.2.3 次優(yōu)算法44-46
• 4.3 基于最大化保密速率的資源分配46-48
• 4.3.1 數(shù)學模型46
• 4.3.2 最優(yōu)算法46-48
• 4.4 基于不完美信道下場景的建模和求解48-51
• 4.4.0 S 程序48-49
• 4.4.1 基于最小化傳輸功率的魯棒性問題建模和求解49-50
• 4.4.2 基于最大化保密速率的魯棒性問題建模和求解50-51
• 4.5 仿真實現(xiàn)與性能分析51-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 總結(jié)與展望57-59
• 5.1 本文工作總結(jié)57-58
• 5.2 未來工作展望58-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 楊雪霞;;微波輸能技術(shù)概述與整流天線研究新進展[J];電波科學學報;2009年04期

2 楊慶新;陳海燕;徐桂芝;孫民貴;傅為農(nóng);;無接觸電能傳輸技術(shù)的研究進展[J];電工技術(shù)學報;2010年07期

3 趙相濤;;無線輸電技術(shù)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J];科技信息;2011年10期

4 孫躍;夏晨陽;戴欣;蘇玉剛;;感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)互感耦合參數(shù)的分析與優(yōu)化[J];中國電機工程學報;2010年33期

本文編號：1084522