基于能量收集的协作中继网中的能量分配研究

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1、分类号：密级：UDC：学号：416114414052南昌大学专业学位研究生学位论文基于能量收集的协作中继网中的能量分配研究EnergyAllocationResearchonEnergyHarvestingBasedonCooperationRelayNetwork梁庆培养单位（院、系）：信息工程学院指导教师姓名、职称：杨鼎成副教授指导教师姓名、职称：朱禹涛高级工程师专业学位种类：工程硕士专业领域名称：电子与通信工程论文答辩日期：2016年5月21日答辩委员会主席：评阅人：2016年月日学位论文独创性声明一、学位论文独创性声巧本人声明所呈交的学位论文是本

2、人在导师指导下进行的研究工作及取得的，硏巧成果。据我所知除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：＾＾签字日期：么旅年／月＾日二、学位论文版权使巧授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可将学位论文

3、的全部或部分内容编入有关レ数据库进行检索，可ッ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向狂会公众提供信息服务，同意按章程＂规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：；Ａ导师签名（手写）：叔敦令系？－签字曰期：兴的＾月；扣＾年＾月＾曰＾曰签字曰期／／《￣＾目舱《：切巧ｔ化词／墓嚷中的遷知舱房，－Ｉ作气，Ｉ研名ＫＩ学号夺／ｗＷｆ知父论文品

4、Ｉ博占口苗＾■ＩＩ院／系／所信１ｘ４《蘇专业吃方号ａ禱Ｘ趕＾联系电话Ｅｊｎａｉｌ通信地址（邮编）；备注：＂＂■公开□保密（向校学位亦申请获批准为保密，年＿月后公开）摘要摘要无线中继与协作技术能够有效地抵抗路径损耗和多径衰落，拓展传输范围、提高传输速率、节约传输能量。无线信息与能量协同传输(SimultaneousWirelessInformationandPowerTransfer，SWIPT)技术，即利用射频信号能够同时携带信息与能量的特征，实现端到端的信息与能量协同传输的技术。基于能量收集的协作网络，由于节点可以从周围环境中收集能量

5、，能够有效的提高系统的生存时间，并且避免了传统无线设备需要更换电池或者电力供应的缺点。所以，结合无线协作和能量收集的优点，将SWIPT应用到无线协作网络中，已然成为新的研究热点。本文关注的是基于能量收集的无线协作网络，研究了该网络的功率控制优化和能量传输分配问题，主要内容如下：(1)SWIPT协议下的双向中继网络在三时隙和两时隙的传输模式下的功率控制优化策略。对于三时隙的中继网络，根据两跳链路的速率相等时系统总速率最大的结论，在两跳链路信道增益大小不同的情况下，求解得到使得系统实现最大吞吐量下的最优功率分流比的闭式解。对于两时隙的中继网络，同样利用两跳网络的结论，根

6、据两跳链路的信道增益大小关系，亦给出了使得系统速率最大的最优功率分流比。最后仿真对比了两种系统模型的性能，仿真结果表明：中继位置对于系统的性能有直接影响，当中继位于源节点和目标节点的中间位置时，存在三时隙双向中继系统性能比两时隙更好的情况。(2)提出了一种在无线协作网络模型中的基于时隙的功率分配策略，该模型中用户从能量接入点收集的能量可以直接用来发送自身的信息到数据接入点。本文的研究目标是在满足用户信息传输链路的最低速率需求下最小化能量接入点发送给用户能量。本文首先提出了一种因果控制时隙的能量传输策略，在只考虑用户受限速率和联合受限速率与电池容量的两种情况下，利用阶

7、梯注水的算法求得了系统在每时隙上的能量分配策略。最后对提出的算法进行了仿真验证，结果表明：同等的速率受限下，本文提出的算法比采用随机的能量分配方案系统消耗的能量更少。关键词：能量收集；功率分流；能量分配；因果控制时隙；阶梯注水算法IIAbstractABSTRACTWirelessrelayingandcooperationtechnologycanresistpathlossandmultipathfadingeffectively,extendthecoverage,increasethetransmissionrateandsavetransmission