多載波通信系統(tǒng)中無線攜能關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信的發(fā)展，能量消耗已經(jīng)成為制約無線通信發(fā)展的瓶頸。無線攜能(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer，SWIPT)通信可以在信息傳輸?shù)耐瑫r，利用射頻信號能量為接收機補充電能，為解決信息和能量同步傳輸提供了可能性。然而，傳統(tǒng)SWIPT應(yīng)用于正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系統(tǒng)中時，接收端大

2、多是基于功率分流或時隙切換的，對子載波利用率較低。因此，本文提出針對多載波通信系統(tǒng)的SWIPT算法，并進(jìn)行相應(yīng)的理論分析和性能仿真。
　　首先，作為理論基礎(chǔ)，介紹了多載波無線攜能通信相關(guān)的基本理論，包括多載波、OFDM、SWIPT技術(shù)和中繼協(xié)作通信;進(jìn)而，介紹了優(yōu)化理論基礎(chǔ)，包括凸優(yōu)化理論、拉格朗日函數(shù)、KKT條件。在此基礎(chǔ)上，分析了能夠?qū)崿F(xiàn)功率自適應(yīng)分配的線性注水算法。
　　其次，本文針對傳統(tǒng)功率分流或時隙切換算法子載波利

3、用率低的問題，提出多用戶OFDM系統(tǒng)基于子載波分配的SWIPT算法。該算法將接收端的子載波分成兩組，一種用于解碼信息，另一組用于采集能量。在保證能量采集達(dá)到閾值的前提下，通過凸優(yōu)化和迭代計算，實現(xiàn)聯(lián)合優(yōu)化功率和子載波分配。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)算法相比，本文提出的子載波分配算法在實現(xiàn)資源優(yōu)化分配的基礎(chǔ)上，能夠達(dá)到更高的解碼信息速率，并且算法收斂速度快。
　　進(jìn)而，考慮到當(dāng)直傳鏈路信道條件較差的情況，本文提出協(xié)作OFDM通信中基于子載