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华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第6期43卷 99-105页

作者：陈松王盛胡捍英解放军信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州450001

针对认知无线电系统中主次用户可能发生传输冲突的问题,对认知系统容量性能和主用户系统受到的干扰进行理论分析.通过引入排队论思想,在主用户数量和等待队列长度都不受限的条件下对主用户的出现模式进行建模.在此基础上,采用双门限检... 详细信息

针对认知无线电系统中主次用户可能发生传输冲突的问题,对认知系统容量性能和主用户系统受到的干扰进行理论分析.通过引入排队论思想,在主用户数量和等待队列长度都不受限的条件下对主用户的出现模式进行建模.在此基础上,采用双门限检测判决方法,综合考虑检测概率、虚警概率以及传输冲突对容量性能的影响,导出了表征虚警概率与系统容量以及主用户干扰之间关系的闭式函数,并对最大容量的存在性进行了证明.数值仿真结果表明:传输冲突所造成的传输效率损失最大能够达到19%,因此在系统设计中应该对传输冲突给予充分的考虑.

关键词：认知无线电频谱感知排队模型双门限检测容量最优传输冲突

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无线系统中信息与功率联合传输技术的研究

无线系统中信息与功率联合传输技术的研究

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作者：张诚诚北京邮电大学

学位级别：硕士

移动互联网和物联网的蓬勃发展,为无线通信产业提供了巨大机遇,尤其是以无线传感器网络为代表的短距离通信,在智能城市、智能家居和智能交通等新型应用领域具有广阔的发展前景。无线传感器网络往往能量受限,而且传感器一般安置在不可触... 详细信息

移动互联网和物联网的蓬勃发展,为无线通信产业提供了巨大机遇,尤其是以无线传感器网络为代表的短距离通信,在智能城市、智能家居和智能交通等新型应用领域具有广阔的发展前景。无线传感器网络往往能量受限,而且传感器一般安置在不可触及的环境中,当传感器网络的电池能量耗竭时,传感器网络的寿命也随之终结。通过无线功率传输进行能量收获是解决此类无线网络能量续航的潜在方案。因为电磁波既可以作为信息的载体进行无线信息传输,又可以作为能量的载体进行无线功率传输,从而可以实现无线信息与功率联合传输(SWIPT)。本文总体目标是设计无线信息与功率联合传输的整体架构,重点研究无线信息与功率联合传输的容量最优化算法和能效最优化算法。本文主体第一部分介绍了以无线传感器网络为代表的短距离通信的无线信息与功率联合传输架构设计。基于窄带MISO单链路研究场景,建立了系统模型;推导了无线信息与功率联合传输的理论性能上界;介绍了接收机架构设计,并对比分析了时分转换接收机和功率分裂接收机、分离式接收机和集成式接收机的基本结构。第二部分研究了无线信息与功率联合传输容量最优化问题。首先,基于窄带MISO单链路研究场景,以功率分裂分离式接收机为基础,建立了最小能量收获需求约束的容量最优化数学模型。然后,基于连续功率分裂因子,通过拉格朗日对偶法求解该最优化问题并推导闭式解;基于离散功率分裂因子,通过穷举法求解该问题并给出具体算法。最后,通过仿真分析了算法可行性和系统性能,并对相关影响因素进行讨论。仿真结果表明,在15KHz带宽、2.4GHz发送频率和43dBm发送功率下,传输距离为1-2m,满足某些短距离通信要求,同时满足百Kbps级别的中速数据传输需求。第三部分研究了无线信息与功率联合传输能效最优化问题。首先,仍然以窄带MISO为研究场景,以功率分裂分离式接收机为基础,基于能效的概念建立了最小能量收获需求约束和最低QoS需求约束下的能效最优化数学模型。然后,结合分式规划理论、离散一维搜索和凸优化理论求解该最优化问题,并给出了具体的迭代求解算法。最后,通过仿真分析了算法可行性和系统性能,并对相关影响因素进行讨论。仿真结果表明,在满足最小能量收获需求和最低QoS需求的基础上,能效最优化算法较容量最优化算法的系统能效有显著提升。

关键词：无线信息与功率联合传输容量最优能效最优功率分裂接收机

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