基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼的無線攜能通信系統(tǒng)性能研究.pdf

1、在無線網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點的能量有限，且在較為復(fù)雜的應(yīng)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(diào)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(shù)逐漸成熟，將無線能量傳輸技術(shù)應(yīng)用在節(jié)點上的無線攜能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技術(shù)受到了廣泛的關(guān)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(xiàn)信能同傳。SWIPT技術(shù)的出現(xiàn)，使得節(jié)點能夠無限獲得能量供應(yīng)，達(dá)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(biāo)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(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)節(jié)點。目前已有研究針對此系統(tǒng)提出了兩種中繼協(xié)議:時間切

3、換中繼(Time-Switching Relaying，TSR)協(xié)議和功率分離(Power-Splitting Relaying，PSR)中繼協(xié)議。
　　本文主要研究了基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)（Decode-and-Forward，DF）中繼的三節(jié)點SWIPT系統(tǒng)，其內(nèi)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(xié)議的系統(tǒng)性能，研究了電路能耗對兩種

4、協(xié)議下系統(tǒng)性能的影響情況。仿真結(jié)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(shù)會達(dá)到一個新的優(yōu)化值;電路能耗的引入對兩種協(xié)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(xié)議下系統(tǒng)最佳吞吐量性能的影響程度比PSR協(xié)議大。
　　2)論文在保證傳輸?shù)街欣^的信號會被中繼全部轉(zhuǎn)發(fā)的前提下，在PSR協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了速率自適應(yīng)功率分離中繼(Rate Adaptive Po