近年來,隨著無線攜能通信和中繼技術(shù)的不斷發(fā)展,信息和能量聯(lián)合協(xié)作中繼傳輸技術(shù)以其可以擴展通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍、增強傳輸可靠性、提高能量效率等優(yōu)點受到了廣泛關(guān)注。然而在協(xié)作中繼傳輸中,能量傳輸損耗嚴重,且由于能量傳輸需要占用時頻資源,導(dǎo)致傳輸頻譜效率降低,因此需要對協(xié)作中繼傳輸策略進行聯(lián)合設(shè)計,提升能量獲取效率和頻譜效率。針對上述問題,本文研究了面向協(xié)作中繼的信息和能量聯(lián)合傳輸?shù)馁Y源分配問題和頻譜共享機制,主要研究內(nèi)容包括:（1）研究了基于無源中繼的信息和能量聯(lián)合傳輸?shù)馁Y源分配問題。提出了一種最大化收集能量的子載波分配和功率分配的聯(lián)合優(yōu)化算法。由于原始問題是一個整型非凸問題,通過對偶分解法對原始問題進行解耦,能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的系統(tǒng)性能。仿真驗證表明,所提算法相比于傳統(tǒng)算法,性能提升明顯。（2）研究了基于認知中繼的信息和能量聯(lián)合傳輸?shù)念l譜共享問題。提出了一種自適應(yīng)的頻譜共享機制,即認知中繼以一定的規(guī)則自適應(yīng)地選擇對主系統(tǒng)進行僅能量協(xié)作或者信息和能量協(xié)作從而實現(xiàn)主系統(tǒng)吞吐量與次系統(tǒng)吞吐量的折中。分析了該機制下系統(tǒng)中各條鏈路的吞吐量的閉式解,并通過優(yōu)化自適應(yīng)因子、時間分配系數(shù)使得在滿足主系統(tǒng)性能限制... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１典型的信息和能量協(xié)同傳輸網(wǎng)絡(luò)??

?＿子載波??圖３－１系統(tǒng)模型??本章研究的是典型的基于ＳＷＩＰＴ的單向雙跳ＯＦＤＭ中繼網(wǎng)絡(luò)，如圖３－１所??示。圖中共有三個單天線通信節(jié)點，分別為Ｓ、Ｒ和Ｄ，其中Ｓ有穩(wěn)定的能量供??給，Ｄ能量受限且由于環(huán)境限制只能從ＲＦ信號中收集能量，Ｓ與Ｄ之間存在下??行鏈路，為了能維持正常的通信，Ｄ需要從Ｓ所發(fā)出的信號中既獲得信息又獲得??能量。然而，由于Ｓ與Ｄ之間距離較遠或存在障礙物阻擋的原因，Ｓ與Ｄ之間??的直傳鏈路基本不可用。因此，Ｒ作為中繼協(xié)助Ｓ與Ｄ之間的信息和能量傳輸，??但由于Ｒ能量受限因此需要從Ｓ到Ｒ的信號中收集能量以便協(xié)助Ｓ進行信號和??能量的轉(zhuǎn)發(fā)，這里假定Ｒ通過ＤＦ方式進行信息轉(zhuǎn)發(fā)。此外，假定網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點??釆用ＯＦＤＭ的方式進行通信，信號被調(diào)制到Ｚ個正交的子載波上，令子載波集??合為Ｌ。整個過程分為兩個時隙：第一個時隙

單個子載波的ＳＮＲ＜ｄＢ）??圖３－２所提算法的收斂性??圖３－３對比了不同算法的能量收集性能，包括本章所提算法、基于子載波分??配算法（ＳＡＢ）以及基準線。對于ＳＡＢ算法，我們假定一部分子載波用于信息??解碼，另一部分子載波用于能量收集。其中子載波分配方案類似于聯(lián)合資源分配??算法，不同的是子載波的功率分配根據(jù)信道狀態(tài)通過注水算法得到。而對于基準??線，我們則假定Ｓ直接傳遞信息和能量到Ｄ，子載波分配和功率分配算法類似于??聯(lián)合資源分配算法。??從圖３－３可以看出，隨著ＳＮＲ的增大，接收端所收集的能量呈指數(shù)型增長。??這是因為，在同樣的目標信息速率的情況下，分配給信息解碼的子載波隨著總發(fā)??射功率的增大而降低，因此，更多的子載波將會用于能量傳輸。此外，從圖中還??可以看出

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Secure Beamforming Design for SWIPT in Cooperative D2D Communications[J]. Li Jiang,Cheng Qin,Xixi Zhang,Hui Tian.  中國通信. 2017(01)



本文編號：3272415