基于无线能量传输的通信系统性能分析与传输技术研究

发布时间：2020-12-31 01:07

　　随着移动通信技术的不断演进,特别是物联网的快速发展,传感器等低功耗低成本节点数量呈指数式增长,预计到2020年,全球物联网接入设备将达到500亿台。当前,物联网节点大多采用电池供电,网络寿命取决于电池容量,需要定期更换电池,这对于大规模物联网的维护提出了严峻挑战,寻求新型的供电方式解决海量节点的供电问题已成为未来物联网发展的关键所在。鉴于此,研究人员提出了利用电磁波辐射的无线能量传输技术。由于无线能量传输技术的便捷性、射频信号的可控性和多播特性以及布置的灵活性,为解决物联网中海量通信节点的供电问题提供了一种潜在的有效手段。因此,如何将无线能量传输与无线通信系统有效融合起来,构建一个高效的无线能量和信息传输一体化系统,正成为当前无线通信领域的研究热点。由于电磁波信号的空间传播特性,无线能量和信息传输系统面临传输距离短和传输效率低的瓶颈问题。针对上述问题,本论文提出了利用多天线和中继技术的新思路,克服路径损耗,提升能量和信息传输效率,推动无线能量和信息传输系统的发展。本论文的具体贡献包括:1.研究了非理想条件下多天线中继辅助的无线携能通信的中断概率和遍历容量。具体地,针对中继具有瞬时信道状... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：175 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２能量分裂接收机??６??

结果证明全双工技术能显著提升系统的信道容量。??１．３．４．２双向中继系统??图１．４展示了无线能量传输通信系统中一些经典的双向中继传输策略。在文献中，??作者提出了基于双向中继的ＷＰＣＮ系统，系统中的双向中继首先从用户节点捕获能量，??再利用捕获的能量帮助用户节点交换信息。基于此，在文献＾中，作者分析了双向中??继ＷＰＣＮ系统的系统性能，针对ＰＳ和ＴＳ两种接收机，分别设计了使得系统中断概率最低??的资源调度方式，证明了双向中继能够给系统性能带来极大增益。文献［８１１揭示了双向中??继ＷＰＣＮ系统在正交空时分组码（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ－Ｓｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ－Ｂｌｏｃｋ－Ｃｏｄｅ，?ＯＳＴＢＣ）中的应用??的效果，结果证明了基于ＯＳＴＢＣ的系统性能要优于空间波束系统，并且系统复杂度能保持??和后者相同。上述文献主要探讨的是系统中的用户节点有稳定的能量，中继节点是能量受??限的情况

结果证明全双工技术能显著提升系统的信道容量。??１．３．４．２双向中继系统??图１．４展示了无线能量传输通信系统中一些经典的双向中继传输策略。在文献中，??作者提出了基于双向中继的ＷＰＣＮ系统，系统中的双向中继首先从用户节点捕获能量，??再利用捕获的能量帮助用户节点交换信息。基于此，在文献＾中，作者分析了双向中??继ＷＰＣＮ系统的系统性能，针对ＰＳ和ＴＳ两种接收机，分别设计了使得系统中断概率最低??的资源调度方式，证明了双向中继能够给系统性能带来极大增益。文献［８１１揭示了双向中??继ＷＰＣＮ系统在正交空时分组码（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ－Ｓｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ－Ｂｌｏｃｋ－Ｃｏｄｅ，?ＯＳＴＢＣ）中的应用??的效果，结果证明了基于ＯＳＴＢＣ的系统性能要优于空间波束系统，并且系统复杂度能保持??和后者相同。上述文献主要探讨的是系统中的用户节点有稳定的能量，中继节点是能量受??限的情况


本文编号：2948647