无线携能网络联合资源分配算法研究

发布时间：2017-06-24 00:06

  本文关键词：无线携能网络联合资源分配算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术快速发展,能源消耗问题日益严峻。为缓解传统能源使用方式导致的能源利用率低下问题,可采用高效能量采集技术。作为一种新型能量采集技术,无线携能通信技术融合无线信息传输技术和能量传输技术,可实现通信系统接收端在接收无线信息的同时采集能量,从而在满足人们高效可靠通信需求的同时,有效缓解能源日益稀缺的问题,具有广阔的应用前景。本文主要针对无线携能网络中的联合资源分配算法进行研究,其中包括以下几个方面内容:首先,对无线携能通信概念、系统架构以及关键技术进行阐述,并对现有无线携能网络资源分配算法研究进行总结。其次,针对支持安全传输的无线携能网络,分别考虑窃听用户位置已知及窃听用户位置随机分布两种场景,提出联合资源分配算法,通过建模网络总能效为网络发送功率,网络选择及能量采集策略函数,在传输速率、发送功率和采能功率等限制条件下,求解资源联合优化分配方案,确定对应用户联合能效最优的基站发送功率、网络选择及能量采集策略,实现用户及网络整体性能优化。通过MATLAB软件仿真验证该算法可在保证合法用户服务质量(Quality of Service,QoS)需求以及满足采集功率限制等条件下实现网络能效优化。最后,针对源节点与目的节点之间采用中继转发网络场景,提出一种基于能效优化的无线携能网络联合中继选择及资源分配算法,建模网络总能效为源节点发送功率、子信道分配、中继节点选择以及能量采集策略的函数,基于网络总能效最大化准则,实现源节点发送功率、子信道分配、中继节点选择及中继节点能量采集策略的联合优化,在保障目的节点QoS需求的同时,实现网络能效优化。MATLAB仿真验证该算法可在保证节点QoS需求和功率限制等条件下实现网络总能效优化。
【关键词】：无线携能网络 资源分配算法 安全传输 中继选择 能效优化
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 注释表10-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 研究背景12-19
• 1.1.1 能量采集技术概述12-14
• 1.1.2 无线携能通信概述14-19
• 1.2 课题研究目的及意义19-20
• 1.3 课题来源20
• 1.4 主要研究内容和结构20-22
• 第2章 无线携能网络资源分配算法概述22-31
• 2.1 引言22
• 2.2 功率分配算法22-25
• 2.2.1 基于博弈论的功率分配算法22-23
• 2.2.2 基于信干噪比优化的功率分配算法23-24
• 2.2.3 基于吞吐量优化的功率分配算法24-25
• 2.3 中继选择算法25-27
• 2.3.1 基于中断概率优化的中继选择算法26
• 2.3.2 基于吞吐量优化的中继选择算法26-27
• 2.4 联合资源分配算法27-30
• 2.4.1 联合信道和功率分配算法27-29
• 2.4.2 联合中继选择和功率分配算法29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 支持安全传输的无线携能网络联合资源分配算法31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 系统模型31-32
• 3.3 算法描述——窃听用户位置已知场景32-41
• 3.3.1 网络总能效建模32-34
• 3.3.2 约束条件建模34-35
• 3.3.3 优化问题建模35-36
• 3.3.4 优化问题求解36-41
• 3.4 算法描述——窃听用户位置随机分布场景41-44
• 3.4.1 优化问题建模41-43
• 3.4.2 优化问题求解43-44
• 3.5 仿真分析44-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第4章 基于能效优化的无线携能网络联合中继选择及资源分配算法48-63
• 4.1 引言48
• 4.2 系统模型48-49
• 4.3 问题建模49-53
• 4.3.1 网络总能效建模49-52
• 4.3.2 约束条件建模52-53
• 4.3.3 优化问题建模53
• 4.4 优化问题求解53-59
• 4.4.1 单链路资源分配子问题53-58
• 4.4.2 信道分配及中继选择子问题58-59
• 4.5 仿真分析59-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第5章 总结与展望63-65
• 5.1 本文工作总结63-64
• 5.2 后续研究工作64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨庆新;陈海燕;徐桂芝;孙民贵;傅为农;;无接触电能传输技术的研究进展[J];电工技术学报;2010年07期

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本文编号：476624