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多用户多中继无线携能通信系统性能优化算法研究

发布时间:2021-01-16 10:22
  随5G移动通信技术的发展,移动通信设备的数量和无线网络规模迅速增加。无线携能通信技术(SWIPT)利用电磁波既含有能量又包含信息的特性,使接收机可同时进行能量收集和信息解码,为解决无线网络和移动设备能量受限、资源短缺等问题提供了有限解决方案。多输入多输出(MIMO)技术在无线链路的两端都是用多根天线,有效提高信道容量和频谱效率,改善系统性能,在目前和未来移动通信系统中有广阔的应用前景。本文将SWIPT技术应用于MIMO中继通信网络中,研究了基于多用户多中继的SWIPT系统的预编码及接收机的联合优化,提高系统性能。考虑一个由单个源节点、多个中继节点和多个目的节点的两跳的中继通信网络,中继节点工作于全双工模式并考虑接收天线的共道干扰问题。首先,采用基于信息状态两步的中继用户选择方案:源-中继链路选择,中继-目的端链路选择,以此选择源-中继-目的端链路进行信号传递。对于已选的通信链路链路,以最小化接收端均方误差(MSE)建立优化问题,基于原问题的非凸性,提出基于连续凸近似(SCA)的迭代优化算法,同时为降低优化问题求解复杂度,提出基于拉格朗日和KKT条件的迭代优化算法,对两种算法进行理论证明... 

【文章来源】:北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:59 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

多用户多中继无线携能通信系统性能优化算法研究


图2-1电磁感应式WPT??

共振式,电磁耦合


—hWII?\Up^ ̄ ̄I?U??图2-2电磁耦合共振式WPT??图2-2表示电磁耦合共振式WPT的物理模型,也是特斯拉研究无线电能传??输技术的开始。电磁耦合共振式WPT的工作原理是电磁场的谐振,利用发射线??圈和接收线圈构成一个谐振系统,当发射线圈的振荡磁场的频率与接收线圈的固??有频率相同时,接收端就会产生谐振,使得电能从发射线圈传输到接收线圈。该??方式能传输距离几厘米到几米,能量传输效率较高。??W?W???I?r ̄ ̄"?|??直流微波功率??_^低通:一i直流?&雜??电源?发送器?丨滤波器〃?M滤波器+??;I????I??I?j?l???????图2-3微波辐射式WPT??图2-3表示微波辐射式WPT的物理模型,微波辐射式的无线能量传输技术??利用天线可以直接发送和接收电磁波的性能,将电能转化为微波中的能量,通过??发送天线将微波辐射到空气介质中,接收端使用接收天线接收该微波信号,并通??过整流电路将接收到的微波信号能量转化为直流电供负载使用。微波辐射式??WPT有效传输可以达到几千米

微波辐射,波辐射,传输技术,物理模型


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【参考文献】:
期刊论文
[1]无线电能传输技术的研究现状与应用综述(英文)[J]. 范兴明,高琳琳,莫小勇,赵迁,贾二炬.  电工技术学报. 2019(07)
[2]Joint Transceiver Designs for Full-Duplex MIMO SWIPT Systems Based on MSE Criterion[J]. Zhigang Wen,Xiaoqing Liu,Yancun Chen,Rui Wang,Zhimin Xie.  中国通信. 2016(10)
[3]面向5G的大规模MIMO预编码算法比较研究[J]. 秦舒雅,杨龙祥.  计算机技术与发展. 2015(07)
[4]MIMO系统中的分集技术[J]. 韩丽君.  科学技术与工程. 2012(14)
[5]无线通信中分集技术的演进[J]. 顾佩彬,韩军峰.  邮电设计技术. 2008(09)

硕士论文
[1]基于无线携能的中继—直连双链路系统接收机联合优化算法研究[D]. 郭文霞.北京邮电大学 2018
[2]双向协作通信系统的中继选择和能效研究[D]. 姜家力.东华大学 2016
[3]中继网络协议的性能分析与设计[D]. 秦琳.北京邮电大学 2010



本文编号:2980654

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