认知无线电中基于全双工多天线的SWIPT的研究

发布时间：2021-10-29 08:44

　　目前,为了提高频谱利用率,基于全双工（Full-Duplex,FD）多天线的认知无线电（Cognitive Radio,CR）技术备受关注。同时,为了解决认知网络中能量受限设备的供电问题,无线信息与能量同时传输（SWIPT）技术被广泛采用。然而,以往SWIPT的研究是通过抑制自干扰（Self-Interference,SI）来提高频谱利用率,忽略了自干扰在提高能量效率方面的积极作用。因此,在认知无线电网络中利用SWIPT技术对自干扰进行能量收集具有现实意义。此外,由于能量接收端具有较高的功率敏感性,会增加信息泄露的可能性,因此在自干扰收集的基础上研究物理层安全问题变得尤为重要。本论文搭建了基于全双工多天线的新型认知无线电网络,并通过SWIPT技术对自干扰进行能量收集;同时考虑了收发机能量接收端作为窃听者的情况,对物理层安全传输问题展开研究。首先,针对自干扰抑制问题,搭建了全双工中继协作下的认知MIMO网络,通过SWIPT技术进行自干扰的能量收集。研究了系统能量效率最大化问题,在满足中继发送功率限制等约束条件下,对传输信号协方差和功率分割因子进行联合优化。利用半定松弛（SDR）算法将系统... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容及体系结构
第2章 认知无线电中SWIPT研究的相关技术与理论
    2.1 认知无线电及相关技术
        2.1.1 认知无线电技术
        2.1.2 MIMO技术
        2.1.3 全双工技术
    2.2 SWIPT的理论基础
        2.2.1 无线能量传输技术
        2.2.2 接收机结构
    2.3 性能指标的定义
        2.3.1 能量效率
        2.3.2 安全能量效率
    2.4 凸优化理论
        2.4.1 凸优化问题
        2.4.2 分式规划理论
        2.4.3 泰勒扩展及仿射函数的转换
        2.4.4 拉格朗日对偶问题
        2.4.5 半定规划理论
    2.5 本章小结
第3章 认知无线电中基于全双工多天线的自干扰收集研究
    3.1 系统模型与优化问题
        3.1.1 系统模型
        3.1.2 优化问题
    3.2 优化策略
        3.2.1 注水算法
        3.2.2 半定松弛算法
        3.2.3 最佳功率分配策略
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 认知MIMO系统中基于自干扰收集的安全传输设计
    4.1 系统模型与优化问题
        4.1.1 系统模型
        4.1.2 优化问题
    4.2 优化策略
        4.2.1 传输信号协方差的优化
        4.2.2 功率分割因子的优化
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]认知无线电网络中频谱感知能耗的建模研究[J]. 崔自如,彭艺.  系统仿真学报. 2017(10)
[2]无线通信系统中无线携能通信技术的性能研究[J]. 郭晶,卢锦.  陕西科技大学学报. 2017(03)
[3]下垫式认知无线电网络的鲁棒功率分配算法[J]. 王宏志,朱孟,周明月.  吉林大学学报(理学版). 2017(03)
[4]协作式认知无线电频谱感知的安全性研究[J]. 高峰,黄治华,张同,杨小韦.  网络安全技术与应用. 2017(05)
[5]基于干扰对齐的认知无线电网络中用户性能的优化设计[J]. 李瀚霖,门宏志,赵楠,金明录.  信号处理. 2017(03)
[6]基于鲁棒的认知无线电功率分配算法[J]. 朱孟,王宏志,周明月,柏杨.  长春工业大学学报. 2017(01)
[7]能量效率认知无线电协作感知和传输联合优化[J]. 杨明,李翔,杨昊,刘鑫,陈琨奇.  西安电子科技大学学报. 2017(03)
[8]认知多中继网络中联合中继选择与预编码算法[J]. 宋明红,吴波,刘春晓.  电子技术应用. 2016(10)
[9]认知无线电网络的安全威胁及应对技术综述[J]. 何旭开,陈宇澍.  电脑与信息技术. 2016(05)
[10]全双工中继协作下的认知MIMO系统吞吐量最大化研究[J]. 岳文静,任亚鹏,陈志,郑宝玉.  信号处理. 2016(01)

博士论文
[1]无线携能通信网络系统中新型传输方案的研究[D]. 张海洋.东南大学 2017



本文编号：3464350