數(shù)能一體化（SWIPT）技術(shù)是無(wú)線傳能和無(wú)線通信緊密結(jié)合的產(chǎn)物。因?yàn)樾畔⒑湍芰靠梢酝絺鬏?所以發(fā)射端和接收端不需要獨(dú)立的能量收發(fā)和信號(hào)調(diào)制解調(diào)設(shè)備,設(shè)備復(fù)雜度因此大大降低。本文以人體植入式器官為應(yīng)用場(chǎng)景,研究數(shù)能一體化的原理,方案設(shè)計(jì),速率-能量邊界（R-P邊界）,并最終搭建實(shí)物系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。本文首先研究無(wú)線傳能的3種技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn),確定磁共振式為無(wú)線傳能的技術(shù)方案,然后利用耦合模理論研究了磁共振無(wú)線傳能的基本條件,并從原理上解釋了頻率分裂現(xiàn)象。其次,通過(guò)互感理論分析了串-串（SS）,串-并（SP）,并-串（PS）,并-并（PP）這四種無(wú)線電力傳輸電路結(jié)構(gòu)的電壓,電流和功率增益這三個(gè)指標(biāo),最終選擇了SP結(jié)構(gòu)作為無(wú)線傳能的電路結(jié)構(gòu),并確定具體的電路參數(shù)。再次,結(jié)合無(wú)線傳能的頻率分裂確定2FSK為通信的調(diào)制方案,提出基于2FSK的數(shù)能一體化傳輸模型,然后對(duì)此模型分別推導(dǎo)了接收能量和信道容量的表達(dá)式,在此基礎(chǔ)上通過(guò)功率分配方案實(shí)現(xiàn)數(shù)能一體化,得到了能量和信息的邊界,該邊界為系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)提供了理論上的最大邊界。最后依據(jù)仿真得到的電路結(jié)構(gòu)和電路參數(shù),建立了實(shí)際系統(tǒng)。對(duì)于無(wú)線傳能,分諧振狀態(tài)和... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電腦無(wú)線供電[6]

系統(tǒng)實(shí)物圖（矢量網(wǎng)絡(luò)收發(fā)機(jī)，分壓器和整流器）

該系統(tǒng)在充分利用頻譜的同時(shí)，硬件上也易于實(shí)現(xiàn)。此外，他們還詳細(xì)闡述了基于傅立葉變換的非相干 FSK 接收機(jī)，并在理論上給出吞吐量和帶寬的關(guān)系。證明了所提出的雙音調(diào) FSK 調(diào)制方案實(shí)現(xiàn)了信息傳輸速率和傳輸功率大小的之間的折衷，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。移動(dòng)行業(yè)的能源消耗問(wèn)題變得越來(lái)越重要，為了移動(dòng)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的增長(zhǎng)，無(wú)線通信系統(tǒng)的能效（EE）必須得到顯著改進(jìn)。文獻(xiàn)[8-13]中，TAO CHEN，YANGYANG 等研究員為了實(shí)現(xiàn)綠色無(wú)線通信已經(jīng)做了大量的工作。使用數(shù)能一體化傳輸技術(shù)的正交頻分復(fù)用下行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)如圖 1-3 所示。Derrick Wing Kwan Ng 等學(xué)者在接收器能夠從噪聲，干擾和所需的信號(hào)中獲取能量的假設(shè)條件下，研究能最大化數(shù)據(jù)傳輸能量效率的功率分配算法[14]。最終算法設(shè)計(jì)變?yōu)橐粋�(gè)高維非凸最優(yōu)化問(wèn)題，考慮接收機(jī)所需的最低數(shù)據(jù)速率和最小功率的分配限制。推導(dǎo)出有效的迭代功率分配算法，在每次迭代中，最優(yōu)功率分配解決方案是基于雙重分解和一維搜索導(dǎo)出的。仿真結(jié)果表明所提出的迭代功率分配算法收斂于最佳解決方案，并得到兩個(gè)結(jié)論：（1）在低發(fā)射功率狀態(tài)下，最大化系統(tǒng)容量可以最大化能效。（2）無(wú)線電力傳輸在干擾方面有限條件下，能量傳輸效率可以得到更大的提升。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于端口阻抗的磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸特征參數(shù)仿真方法研究[J]. 毛世通,朱春波,宋凱,魏國(guó),遲浩坤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(19)
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[6]諧振耦合無(wú)線傳能高速列車系統(tǒng)最大傳輸效率的研究[J]. 張獻(xiàn),蘇杭,楊慶新,張欣,李連鶴,蘇尹.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(S1)
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[8]磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)存在干擾因素下的頻率特性研究[J]. 薛明,楊慶新,李陽(yáng),張獻(xiàn).  電工電能新技術(shù). 2015(04)
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[10]諧振式無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)源[J]. 于春來(lái),朱春波,毛銀花,陳清泉.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(S1)

碩士論文
[1]基于磁耦合諧振的無(wú)線攜能通信系統(tǒng)研究[D]. 李哲.華南理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：2913213