基于解碼轉發(fā)中繼的無線攜能通信系統(tǒng)性能研究.pdf

1、在無線網絡中，由于節(jié)點的能量有限，且在較為復雜的應用環(huán)境下難以更換電池，所以節(jié)點的壽命會受到節(jié)點能量的制約。為解決這一問題，傳統(tǒng)的解決辦法是采用節(jié)能調制、節(jié)能路由算法以及節(jié)能通信來延長節(jié)點的生存時間。近年來，隨著無線能量傳輸技術逐漸成熟，將無線能量傳輸技術應用在節(jié)點上的無線攜能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技術受到了廣泛的關注，其核心思想是利用

2、射頻(Radio Frequency，RF)信號能夠同時攜帶信息與能量這一特性來實現信能同傳。SWIPT技術的出現，使得節(jié)點能夠無限獲得能量供應，達到節(jié)點的生存時間無限延長。
　　在由源節(jié)點、中繼節(jié)點、目標節(jié)點組成的三節(jié)點SWIPT系統(tǒng)中，中繼節(jié)點為無源節(jié)點，需要收集RF信號中的能量來啟動工作，因此中繼節(jié)點首先從接收信號中收集能量并獲得信息，然后利用收集到的能量將信息轉發(fā)給目標節(jié)點。目前已有研究針對此系統(tǒng)提出了兩種中繼協議:時間切

3、換中繼(Time-Switching Relaying，TSR)協議和功率分離(Power-Splitting Relaying，PSR)中繼協議。
　　本文主要研究了基于解碼轉發(fā)（Decode-and-Forward，DF）中繼的三節(jié)點SWIPT系統(tǒng)，其內容主要包括以下兩項:
　　1)論文在三節(jié)點SWIPT系統(tǒng)中加入了對中繼端電路能耗的考慮，分析了在電路能耗存在下的基于TSR和PSR兩種協議的系統(tǒng)性能，研究了電路能耗對兩種

4、協議下系統(tǒng)性能的影響情況。仿真結果表明，中繼端電路能耗會降低SWIPT系統(tǒng)性能;在電路能耗的存在下，系統(tǒng)中能量收集參數會達到一個新的優(yōu)化值;電路能耗的引入對兩種協議最佳吞吐量的交點速率值造成的影響很小，但在較低的傳輸速率下，電路能耗對TSR協議下系統(tǒng)最佳吞吐量性能的影響程度比PSR協議大。
　　2)論文在保證傳輸到中繼的信號會被中繼全部轉發(fā)的前提下，在PSR協議的基礎上提出了速率自適應功率分離中繼(Rate Adaptive Po