本文關(guān)鍵詞：基于能量收集的協(xié)作中繼網(wǎng)中的能量分配研究

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【摘要】：無線中繼與協(xié)作技術(shù)能夠有效地抵抗路徑損耗和多徑衰落,拓展傳輸范圍、提高傳輸速率、節(jié)約傳輸能量。無線信息與能量協(xié)同傳輸(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技術(shù),即利用射頻信號能夠同時攜帶信息與能量的特征,實(shí)現(xiàn)端到端的信息與能量協(xié)同傳輸?shù)募夹g(shù)�；谀芰渴占膮f(xié)作網(wǎng)絡(luò),由于節(jié)點(diǎn)可以從周圍環(huán)境中收集能量,能夠有效的提高系統(tǒng)的生存時間,并且避免了傳統(tǒng)無線設(shè)備需要更換電池或者電力供應(yīng)的缺點(diǎn)。所以,結(jié)合無線協(xié)作和能量收集的優(yōu)點(diǎn),將SWIPT應(yīng)用到無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中,已然成為新的研究熱點(diǎn)。本文關(guān)注的是基于能量收集的無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò),研究了該網(wǎng)絡(luò)的功率控制優(yōu)化和能量傳輸分配問題,主要內(nèi)容如下:(1)SWIPT協(xié)議下的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)在三時隙和兩時隙的傳輸模式下的功率控制優(yōu)化策略。對于三時隙的中繼網(wǎng)絡(luò),根據(jù)兩跳鏈路的速率相等時系統(tǒng)總速率最大的結(jié)論,在兩跳鏈路信道增益大小不同的情況下,求解得到使得系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最大吞吐量下的最優(yōu)功率分流比的閉式解。對于兩時隙的中繼網(wǎng)絡(luò),同樣利用兩跳網(wǎng)絡(luò)的結(jié)論,根據(jù)兩跳鏈路的信道增益大小關(guān)系,亦給出了使得系統(tǒng)速率最大的最優(yōu)功率分流比。最后仿真對比了兩種系統(tǒng)模型的性能,仿真結(jié)果表明:中繼位置對于系統(tǒng)的性能有直接影響,當(dāng)中繼位于源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的中間位置時,存在三時隙雙向中繼系統(tǒng)性能比兩時隙更好的情況。(2)提出了一種在無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)模型中的基于時隙的功率分配策略,該模型中用戶從能量接入點(diǎn)收集的能量可以直接用來發(fā)送自身的信息到數(shù)據(jù)接入點(diǎn)。本文的研究目標(biāo)是在滿足用戶信息傳輸鏈路的最低速率需求下最小化能量接入點(diǎn)發(fā)送給用戶能量。本文首先提出了一種因果控制時隙的能量傳輸策略,在只考慮用戶受限速率和聯(lián)合受限速率與電池容量的兩種情況下,利用階梯注水的算法求得了系統(tǒng)在每時隙上的能量分配策略。最后對提出的算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明:同等的速率受限下,本文提出的算法比采用隨機(jī)的能量分配方案系統(tǒng)消耗的能量更少。
【關(guān)鍵詞】：能量收集 功率分流 能量分配 因果控制時隙 階梯注水算法
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究背景及研究意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 能量收集及能量分配的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)及無線信息和能量協(xié)同傳輸(SWIPT)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主體結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排13-15
• 第2章 基于能量收集的協(xié)作通信關(guān)鍵技術(shù)15-23
• 2.1 能量收集概述15-17
• 2.1.1 太陽能收集15
• 2.1.2 風(fēng)能收集15-16
• 2.1.3 振動能量收集技術(shù)16
• 2.1.4 射頻能量收集16-17
• 2.1.5 無線信息與能量的協(xié)同傳輸(SWIPT)17
• 2.2 中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)17-19
• 2.2.1 單向中繼網(wǎng)絡(luò)模型18-19
• 2.2.2 雙向中繼網(wǎng)絡(luò)模型19
• 2.3 中繼網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作協(xié)議19-23
• 2.3.1 AF協(xié)議的雙向中繼20-21
• 2.3.2 DF協(xié)議的雙向中繼21-23
• 第3章 基于能量收集的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的功率優(yōu)化23-37
• 3.1 系統(tǒng)模型和傳輸協(xié)議24-26
• 3.1.1 三時隙下的雙向中繼系統(tǒng)模型24-25
• 3.1.2 兩時隙下的雙向中繼系統(tǒng)模型25-26
• 3.2 問題描述和優(yōu)化解決方案26-32
• 3.2.1 三時隙下的雙向中繼系統(tǒng)的問題描述和優(yōu)化解決方案27-30
• 3.2.2 兩時隙下的雙向中繼系統(tǒng)的問題描述和優(yōu)化解決方案30-32
• 3.3 仿真結(jié)果32-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 基于能量收集的綠色通信系統(tǒng)的能量分配研究37-51
• 4.1 系統(tǒng)模型37-39
• 4.2 問題描述和優(yōu)化解決方案39-49
• 4.2.1 只滿足受限速率的約束條件下的目標(biāo)問題42-44
• 4.2.2 仿真結(jié)果44-46
• 4.2.3 聯(lián)合滿足受限速率和電池容量約束下的目標(biāo)問題46-47
• 4.2.4 仿真結(jié)果47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 第5章 總結(jié)與展望51-53
• 5.1 全文工作總結(jié)51-52
• 5.2 展望52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Donald E.Paulus;;能量收集:在商業(yè)可行性上取得突破[J];電子與電腦;2010年07期

2 潘家偉;黃衛(wèi)清;周鳳拯;冒俊;;基于壓電效應(yīng)的能量收集[J];壓電與聲光;2009年03期

3 Tony Armstrong;;“無中生有”的免費(fèi)能源[J];今日電子;2012年10期

4 羅麗;;EnOcean的能量收集技術(shù)帶來熱能應(yīng)用新突破[J];電腦與電信;2011年07期

5 蔣紫東;馮輝;楊濤;胡波;;WSNs中路由與能量收集速率的聯(lián)合優(yōu)化[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年04期

6 吳建遠(yuǎn);姚永剛;丁芩華;;基于壓電陶瓷的人體能量收集系統(tǒng)的研制[J];壓電與聲光;2012年04期

7 王其軍;郭昭學(xué);彭本虎;;能量收集電源在石油工業(yè)中的應(yīng)用[J];儀器儀表用戶;2011年03期

8 陳紹煒;王子;魏剛;;基于壓電能量收集技術(shù)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計[J];計算機(jī)測量與控制;2014年03期

9 姚永剛;姚夢;;壓電陶瓷人體能量收集系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)驗(yàn)[J];機(jī)械設(shè)計與研究;2011年06期

10 Steve Knoth;;能收集能量并保護(hù)電池組的并聯(lián)充電器系統(tǒng)[J];電子與電腦;2011年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 單慶曉;章明沛;陳權(quán)偉;羅超;;基于慣性的人體行走能量收集與移動電子供電技術(shù)研究[A];2006中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 四川 張一帆;新型微能量收集技術(shù)突現(xiàn) 無電池應(yīng)用或加速現(xiàn)實(shí)[N];電子報;2013年

2 本報記者 張巍巍;電子硬件技術(shù)更上一層樓[N];科技日報;2009年

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1 謝丹彭;無線能量收集系統(tǒng)及其測試平臺[D];蘇州大學(xué);2015年

2 劉超;振動微能量收集管理系統(tǒng)的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 楊沛;飛機(jī)無線傳感器熱能與振動能綜合能量收集自供電技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 榮訓(xùn);環(huán)境中微弱能量收集電路研究[D];深圳大學(xué);2016年

5 陳薛全;應(yīng)用于UHF無源標(biāo)簽的能量收集系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];東南大學(xué);2016年

6 李揚(yáng);基于干擾對齊網(wǎng)絡(luò)的無線能量收集的研究[D];南昌大學(xué);2016年

7 梁慶;基于能量收集的協(xié)作中繼網(wǎng)中的能量分配研究[D];南昌大學(xué);2016年

8 潘家偉;基于壓電效應(yīng)的能量收集[D];南京航空航天大學(xué);2008年

9 郜學(xué)敏;無線通信系統(tǒng)中能量收集及管理技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

10 張明;具有能量收集功能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)傳輸策略研究[D];南京郵電大學(xué);2014年

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本文編號：837979