射频能量捕获网络协作中继关键技术研究

发布时间：2020-09-18 14:39

　　 射频能量捕获网络是近年来新兴的研究领域,其技术大大拓展了无线传感器网络的应用范围,也极大地延长了网络使用寿命。同时,在多跳中继网络中,协作中继技术可以通过使用中继节点来帮助克服信号衰减,从而改善网络在效率和可靠性方面的性能。因此,该技术也常被应用在射频能量捕获网络中。本文主要工作如下:无线网络中的中继节点有这样一个特点:对于传输信息最优的中继节点,并不一定是捕获能量的能力最强的中继节点。针对这一特点,本文对中继节点设置能量阈值,同时考虑信息传输和能量捕获两个方面来选择无线网络的中继节点,提出了一种适用于射频能量捕获网络的多中继选择策略。此外,为了保证中继节点所捕获的能量能在多个周期间被合理的分配,本文提出一种多阈值中继选择策略,借助多个阈值来平衡中继节点在多个周期间的能量分配,以部分保留的方式对每个周期的中继节点进行选择。使得整个网络在当前周期得到较好传输的同时,还能够保留一部分可用节点的能量以供之后的周期所使用,从而提高网络性能。本文所提出的中继选择方案以及节点能量的分配策略能更好的提升网络传输的稳定性,降低网络的中断概率,提高网络的长期吞吐率。
【学位单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN925
【部分图文】：

据中继节点当前时隙的能量来选择其操作。在每个时隙中，中继节点会被选择协助传输。模型研究的是如图 3-1 所示的无线供能协作网络，它由一对源—目作源节点传输信息的中继节点所组成。考虑现实情况，由于个路径之间的路径损耗或其他障碍，假设源节点与目的地节。并且，所有的节点都配有单发射天线，以半双工模式来工节点有固定的能量供应，中继节点没有固定的能量供应但配电池以存贮能量。中继节点收集的能量完全依赖于源节点的 R时间块开始之前，中继节点可以决定其下一阶段的传输模式电池可以使其从多个不同的传输时间块收集能量。

图 3-2 中继节点的两种传输模式率 PS广播信号，用x表示其发射的为r ,u s uy P h x n与 Ru之间的信道增益，n 表示高模式时，在第一个时隙中所收集的2| |2u s uTE P h能量转化效率。中继节点的集合，在第二个时隙内，对于集合 中的单独一个中继节

图 3-3 中继节点的能量状态转移示意图（当 L=3,阈值为 S2时）分析一节，我们得到的稳定状态时的节点能量分布情况。在本及吞吐率两个方面，对本章所提出的中继节点选择方案进中断概率及吞吐率达到最优的阈值。中断概率可以表示为Pr{ }Pr{ | }outP O O 代表中断事件，1 2{ , , , }N R R R表示所有中继节点的一个集选择的中继节点的一个集合，它是集合 的一个子集。用k ,n 表继节点的第n 个子集，那么 N

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本文编号：2821783