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空地融合携能通信网的传输策略设计与研究

发布时间:2021-08-12 12:28
  随时随地的地获取能量是人类孜孜以求的目标,尽管我国的能源网络已经非常完善,但仍然有部分尚未覆盖的区域,且许多设备仍需频繁接入电网充电。基于射频信号的无线能量传输具有无接触、远距离等优点,是解决低功耗设备的连接、供能问题的关键技术之一,受到了学术界和工业界的广泛关注。另一方面,无人机在农业、工业、安全等诸多领域已有成熟应用,无人机与射频传能的融合,能够进一步扩大供能覆盖范围,提高能量传输效率,提供基于需求的能量供应服务。然而目前射频能量传输效率较低、无人机与射频供能的融合研究较少,其潜力尚未充分挖掘。射频信号可实现供能和通信两种功能,两种功能的技术难点也有诸多相同之处;此外,随着通信终端的功耗逐渐降低,射频信号的供能作用愈发凸显,因此本文关注射频供能在无线通信领域的表现,即供能和通信融合形成的携能通信的性能分析。本文总结了射频供能和无人机应用的研究现状,在此基础上形成了本文的研究思路:首先在射频信号丰富的传统地面无线通信场景中,把干扰作为能量源加以利用,拓宽射频供能的能量来源;接着利用无人机移动性和视距信道特点,有效降低衰落对射频能量传输的影响,分别从地面用户和无人机两个角度展开对资源分... 

【文章来源】:南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】:146 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

空地融合携能通信网的传输策略设计与研究


图1.2论文研宄内容架构图??(1)传统地面携能通信网的干扰对齐设计:??目前学术界关于SW1PT的研究大多集中在预编码和PS?(TS)因子的联合??

系统模型图,多用户干扰,系统模型,论文


ransmitter?/?Receiver?1?I?V?^??????‘?J??梦〒::::::::::? ̄ ̄^??!?\??!?Transmitter?2?Receiver2?八?一?J??I???/?'、,?|??-??::-??!?((f)?_?SUs?!?(?nKjVjXjA?HKKVKXK、??|?!?H,2V2x2?n??I?Transmitter?K?Receiver?K?I?U??L?1?V?…j?…)??图3.1?CR场景的多用户干扰网络SW1PT??本节,论文给出研宄的系统模型和研究的问题描述。如图3.1所示,本文??研究一个有尤个用户的CR千扰网络,其中包含一个主用户对和尤-1个从用户??对。从用户能够使用主用户的授权频段资源,只要从用户给主用户带来的干扰??小于主用户的千扰容忍阈值。系统模型中所有用户都同时传输信息和能量给它??们的对应的接收机。每个发送机和接收机分别配备和M根天线。第/t个用??户传输的非相关信号&包含了?个数据流,传输功率为乃,即??E[||\||2]?=?6,同时\服从零均值,方差1的高斯分布,x^CA^O’l)。??为了实现干扰管理同时获得一个较高的传输自由度,IA技术可应用于该认??知无线电网络,成为“基于IA的CR网络”。IA是通过联合设计所有发射机的??预编码矩阵,使得在任一接收机,都可以通过其自身的解码矩阵从接收的混合??信号提取出其期望的信号。令维的矩阵\和维的矩阵I),分别表??38??

功率,方案


^=7^.?=4:每个用户的能量需求为-10dBm。??10??1?1?1?1?1?1?1???O?IA-PAP?solution??—B—?Max-Min?Solution??5?—0—?Sum?Rate?Maximization?Solution??!:-??:???25??-丄?—?i??-i??丄—??i??—i?_i????0?5?10?15?20?25?30?35?40??7,?[dB]??图3.2主用户的最小传输功率与SINR需求的关系??图3.2展示了主用户的最小功率需求与其SINR的需求的关系,可以看到,??和速率最大化方案的主用户所需的发射功率最校随着S1NR的需求从OdB逐??渐增加到到40dB,主用户需要越来越多传输功率,同时IA-PAP方案和最小速??率最大化方案的性能也越来越接近,这是由于他们两个方案都是一种照顾最差??55??

【参考文献】:
期刊论文
[1]6G移动通信网络:愿景、挑战与关键技术[J]. 赵亚军,郁光辉,徐汉青.  中国科学:信息科学. 2019(08)



本文编号:3338317

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