全双工通信场景中无线携能关键技术研究

发布时间：2023-03-14 18:17

　　随着无线通信系统的传输速率不断提高及物联网(Internet of Things,IoT)的广泛应用,无线终端续航时间短的问题已经逐渐成为阻碍无线通信及物联网发展的瓶颈之一,如何在保证通信质量的前提下延长无线终端通信的续航时间是一个亟待解决的重要问题。已有研究表明,全双工(Full Duplex,FD)无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)可以在保证一定无线通信质量的基础上进行无线能量的收集和存储,能够延长无线通信终端的续航时间。本文针对全双工无线携能双向通信系统进行了研究,主要研究重点是针对该系统下的收集能量最大化、发射功率最小化、信息速率最大化这三类问题进行了深入的研究,并基于凸优化理论设计了相应的算法来求解上述三类非凸问题的最优解。本文的主要工作与创新成果如下:(1)针对全双工无线携能双向通信系统中的能量收集最大化问题,提出了一种提升该系统中能量收集的优化方案,基于一维搜索和线性规划(Linear Programming,LP)得到了一种具有较低时间复杂度的闭式最优解。该方案对单输入单输...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
常用符号对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无线携能通信
        1.2.2 全双工无线携能通信
    1.3 论文的主要创新点
    1.4 论文结构安排
    参考文献
第二章 全双工无线携能双向通信关键组成技术
    2.1 无线携能通信技术
        2.1.1 无线能量传输技术
        2.1.2 无线携能通信接收机架构
    2.2 全双工通信技术
    2.3 本章小结
    参考文献
第三章 全双工无线携能双向通信系统中能量收集最大化算法
    3.1 引言
    3.2 系统模型及问题描述
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 问题描述
    3.3 优化问题可行性分析
    3.4 闭式最优解
    3.5 闭式最优解分析
    3.6 基于一维搜索的迭代算法
    3.7 仿真结果
        3.7.1 最优闭式解的有效性
        3.7.2 系统参数对最大收集能量的影响
        3.7.3 全双工与半双工系统最大收集能量对比
    3.8 本章小结
    参考文献
第四章 全双工无线携能双向通信系统中发射功率加权和最小化算法
    4.1 引言
    4.2 系统模型及问题描述
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 问题描述
    4.3 优化问题可行性分析
    4.4 基于SDR的最优解算法
    4.5 仿真结果
        4.5.1 所提算法有效性
        4.5.2 全双工与半双工系统最小发射功率加权和对比
        4.5.3 多天线与波束赋形技术对最优值的影响
        4.5.4 发射功率加权系数对最优值的影响
    4.6 本章小结
    参考文献
第五章 全双工无线携能双向通信系统中信息速率最大化算法
    5.1 引言
    5.2 系统模型及问题描述
        5.2.1 系统模型
        5.2.2 问题描述
    5.3 优化问题可行性分析
    5.4 基于DC规划的系统信息速率最大化算法
    5.5 仿真结果
        5.5.1 系统参数对最大信息速率的影响
        5.5.2 全双工与半双工系统最大信息速率对比
    5.6 本章小结
    参考文献
第六章 研究工作总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 未来工作展望
缩略语
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文



本文编号：3762503