无线中继网络中基于携能通信技术的联合资源分配算法

发布时间：2021-12-30 10:33

　　携能通信（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT）技术,可挖掘蕴藏无线射频（Radio Frequency,RF）信号中的能量,并供给网内终端用户使用,从而为延长能量受限网络的生命周期开辟了新的研究方向,已成为当今无线通信领域新兴的热点技术之一。在无线中继网络中,中继节点使用能量收集（Energy Harvesting,EH）技术后,将以无源方式协助其他节点传输数据,克服了自身因能量保守性难以参与节点间协作通信的自私性。本文根据无线携能中继网络的特点,围绕网络可用资源的优化和分配,分别研究了单用户时隙转换（Time Switching,TS）网络中的吞吐量控制策略、源端能量使用效率的优化方法,并提出多变量对偶算法,解决了多用户功率分割（Power Splitting,PS）机制网络中的吞吐量最大化问题。首先,在基于TS机制的无线携能中继网络中,研究中继端电路动态能量消耗影响下,联合节点功率控制、时隙转换因子优化等因素的最大化吞吐量问题。文中根据变量间耦合关系,逐步优化变量。首先解决能量传输时的功率控制问题,然... 

【文章来源】：河北工程大学河北省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 中继技术概述
    1.3 携能通信技术概述
        1.3.1 无线能量传输技术发展进程
        1.3.2 携能通信技术发展进程
        1.3.3 携能通信技术的应用
    1.4 无线携能中继网络面临的挑战
    1.5 本文主要研究内容及安排
    1.6 本章小结
第2章 无线携能中继网络资源分配算法理论基础
    2.1 中继节点能量传输机制
    2.2 无线携能中继网络中资源优化问题概述
        2.2.1 资源优化问题分类
        2.2.2 资源优化问题建模及求解
    2.3 本章小结
第3章 无线携能中继网络中基于TS机制的吞吐量最大化资源分配
    3.1 引言
    3.2 系统模型与优化目标
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 优化目标及约束条件
    3.3 联合资源分配算法设计
        3.3.1 能量功率分配算法
        3.3.2 信息功率分配和时隙转换因子优化算法
    3.4 算法流程
    3.5 仿真结果及分析
    3.6 本章小结
第4章 无线携能中继网络中基于TS机制的源端能耗最小化资源分配
    4.1 引言
    4.2 系统模型和问题描述
    4.3 问题转换和可行性评估以及求解的统一框架
        4.3.1 问题转换及特性分析
        4.3.2 可行性分析
        4.3.3 FAP与ECM问题求解的统一框架
    4.4 仿真结果
        4.4.1 仿真参数设置
        4.4.2 仿真结果与分析
    4.5 本章小结
第5章 无线携能中继网络中基于多用户PS机制的吞吐量最大化资源分配
    5.1 引言
    5.2 系统模型和问题描述
    5.3 联合资源分配算法设计
        5.3.1 功率分割优化算法
        5.3.2 功率控制和子载波分配算法
    5.4 仿真结果和性能评估
        5.4.1 系统模型及参数设置
        5.4.2 仿真结果与分析
    5.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间学术论文和参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]能量收集全双工中继网络中的中继选择策略研究[J]. 刘杰群,陈瑾,任国春,黄育侦.  信号处理. 2017(01)
[2]储能-发送模式的单天线两跳中继系统保密速率的优化[J]. 雷维嘉,杨小燕,江雪,谢显中.  电子与信息学报. 2016(09)
[3]移动大数据时代:无线网络的挑战与机遇[J]. 张平,崔琪楣,侯延昭,徐瑨.  科学通报. 2015(Z1)
[4]无线携能通信系统中基于能量获取比例公平的波束成形设计[J]. 张海洋,黄永明,杨绿溪.  物理学报. 2015(02)
[5]基于能量收集的协作中继传输性能[J]. 杜冠瑶,熊轲,裘正定.  吉林大学学报(工学版). 2015(03)
[6]动态能量获取下无线通信的能量管理与资源优化[J]. 周盛,龚杰,王晓磊,牛志升.  中国科学:信息科学. 2012(10)



本文编号：3558022