發(fā)布時(shí)間：2017-09-23 05:27

  本文關(guān)鍵詞：基于能量收集的多用戶MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼的設(shè)計(jì)及能效研究

  更多相關(guān)文章： 能量收集 多用戶-多輸入多輸出 預(yù)編碼的設(shè)計(jì) 能量協(xié)作

【摘要】：能量收集(Energy Harvesting,EH)是解決能源消耗問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)綠色通信的一個(gè)重點(diǎn)技術(shù)。利用EH供能,不僅降低對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗,對(duì)于某些電池不易更換的設(shè)備,還能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。而多用戶多輸入多輸出(Multiple-Users Multiple-Input and Multiple-Output,MU-MIMO)技術(shù)能夠有效的提高系統(tǒng)頻譜資源、空間資源的利用率,增強(qiáng)鏈路傳輸?shù)目煽啃�。研究結(jié)合這兩項(xiàng)技術(shù)的系統(tǒng),對(duì)無(wú)線通信的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)作用�；谝陨�,本文主要圍繞能量收集、系統(tǒng)吞吐量?jī)蓚�(gè)核心點(diǎn),研究基于EH的MU-MIMO的兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)模型——無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)——的預(yù)編碼設(shè)計(jì)和能效優(yōu)化問(wèn)題。主要內(nèi)容概括為以下兩個(gè)方面:(1)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中預(yù)編碼的設(shè)計(jì)的研究:系統(tǒng)中所有用戶配置多天線,中繼有機(jī)會(huì)主義特性,收集到的能量越多,越樂(lè)意幫助源節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)信息。以滿足源節(jié)點(diǎn)信息傳輸速率需求作為前提,利用剩余的能量進(jìn)行自身信息傳輸。由于接收端有多個(gè)用戶,為了能使用戶很好的解碼出自身需要的信息,在發(fā)射端需對(duì)發(fā)射的信息進(jìn)行預(yù)編碼的設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)了最優(yōu)化預(yù)編碼方案——波束賦形,利用半正定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)計(jì)算出最優(yōu)的波束賦形矢量,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化系統(tǒng)速率�？紤]到最優(yōu)方案具有高復(fù)雜度,文中還設(shè)計(jì)了兩種次優(yōu)化的預(yù)編碼方案——奇異值分解和塊對(duì)角化預(yù)編碼。通過(guò)仿真,對(duì)最優(yōu)化和次優(yōu)化方案進(jìn)行了性能上的對(duì)比。(2)無(wú)線電認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中能效優(yōu)化的研究:認(rèn)知用戶的頻譜接入模式為Underlay接入模式。認(rèn)知用戶在第一時(shí)隙中從基站和混合式接入點(diǎn)同時(shí)接收能量信號(hào),在對(duì)主用戶的干擾不超過(guò)限定閾值的前提下,在第二時(shí)隙利用收集到的能量進(jìn)行信息傳輸。為了在所有用戶都滿足通信訴求后,系統(tǒng)的能量使用效率可以最大化,提出了一種在認(rèn)知用戶間進(jìn)行能量協(xié)作的方案。利用KKT條件和注水算法求解出每個(gè)認(rèn)知用戶最佳的傳輸功率,以達(dá)成所有認(rèn)知用戶都能滿足最低速率需求,且最優(yōu)化系統(tǒng)能量使用效率及吞吐量的愿景。通過(guò)仿真,結(jié)果證明利用能量協(xié)作策略可以有效地提高系統(tǒng)性能增益。
【關(guān)鍵詞】：能量收集 多用戶-多輸入多輸出 預(yù)編碼的設(shè)計(jì) 能量協(xié)作
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN919.31
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型方面11
• 1.2.2 預(yù)編碼的設(shè)計(jì)方面11-12
• 1.2.3 能效研究方面12
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 基于能量收集的MU-MIMO系統(tǒng)及理論基礎(chǔ)14-26
• 2.1 MIMO技術(shù)14-15
• 2.2 基于能量收集的MU-MIMO系統(tǒng)模型15-18
• 2.2.1 基于能量收集的MU-MIMO無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)15-16
• 2.2.2 基于能量收集的MU-MIMO認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)16-18
• 2.3 常用中繼通信協(xié)議18-20
• 2.3.1 AF協(xié)議18-19
• 2.3.2 DF協(xié)議19-20
• 2.4 無(wú)線能量信息協(xié)同傳輸系統(tǒng)中接收機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-23
• 2.4.1 時(shí)間選擇方案20-21
• 2.4.2 功率分流方案21-22
• 2.4.3 集成接收機(jī)方案22-23
• 2.5 解決優(yōu)化問(wèn)題的算法23-26
• 2.5.1 半正定松弛(Semidefinite Relaxation, SDR)23-24
• 2.5.2 KKT條件24-26
• 第三章 基于能量收集的MU-MIMO無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的預(yù)編碼的設(shè)計(jì)26-40
• 3.1 引言26-27
• 3.2 系統(tǒng)模型27-29
• 3.3 問(wèn)題的可行性分析及最優(yōu)化算法29-32
• 3.3.1 可行性分析29-30
• 3.3.2 最優(yōu)化算法描述30-32
• 3.4 兩種次優(yōu)化算法描述32-37
• 3.4.1 第一時(shí)隙利用SVD的次優(yōu)化算法 132-34
• 3.4.2 第二時(shí)隙利用BD的次優(yōu)化算法 234-37
• 3.5 性能結(jié)果對(duì)比37-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于能量收集的MU-MIMO無(wú)線電認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的能效研究40-52
• 4.1 引言40-41
• 4.2 系統(tǒng)模型41-44
• 4.3 認(rèn)知用戶能量協(xié)作方案44-50
• 4.4 仿真結(jié)果分析對(duì)比50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 本文工作總結(jié)52-53
• 5.2 未來(lái)研究工作展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果60

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 彭藝;侯永技;龍華;;一種優(yōu)化的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)同分配算法[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年02期

2 周盛;龔杰;王曉磊;牛志升;;動(dòng)態(tài)能量獲取下無(wú)線通信的能量管理與資源優(yōu)化[J];中國(guó)科學(xué):信息科學(xué);2012年10期

，

本文編號(hào)：903464