无线携能网络联合资源分配算法研究

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1、分类号TN929.5密级公开UDC621.39学位论文编号D-10617-308-(2016)-01200重庆邮电大学硕士学位论文中文题目无线携能网络联合资源分配算法研究英文题目JointResourceAllocationAlgorithmsforSWIPTNetworks学号S130101237姓名赵娜学位类别工学硕士学科专业信息与通信工程指导教师柴蓉教授完成日期2016年6月8日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着无线通信技术快速发展，能源消耗问题日益严峻。为缓解传统能源使用方式导致的能源利用率低下问题，可采用高效能量采集

2、技术。作为一种新型能量采集技术，无线携能通信技术融合无线信息传输技术和能量传输技术，可实现通信系统接收端在接收无线信息的同时采集能量，从而在满足人们高效可靠通信需求的同时，有效缓解能源日益稀缺的问题，具有广阔的应用前景。本文主要针对无线携能网络中的联合资源分配算法进行研究，其中包括以下几个方面内容：首先，对无线携能通信概念、系统架构以及关键技术进行阐述，并对现有无线携能网络资源分配算法研究进行总结。其次，针对支持安全传输的无线携能网络，分别考虑窃听用户位置已知及窃听用户位置随机分布两种场景，提出联合资源分配算法，通过建模网络总能

3、效为网络发送功率，网络选择及能量采集策略函数，在传输速率、发送功率和采能功率等限制条件下，求解资源联合优化分配方案，确定对应用户联合能效最优的基站发送功率、网络选择及能量采集策略，实现用户及网络整体性能优化。通过MATLAB软件仿真验证该算法可在保证合法用户服务质量(QualityofService,QoS)需求以及满足采集功率限制等条件下实现网络能效优化。最后，针对源节点与目的节点之间采用中继转发网络场景，提出一种基于能效优化的无线携能网络联合中继选择及资源分配算法，建模网络总能效为源节点发送功率、子信道分配、中继节点选择以及

4、能量采集策略的函数，基于网络总能效最大化准则，实现源节点发送功率、子信道分配、中继节点选择及中继节点能量采集策略的联合优化，在保障目的节点QoS需求的同时，实现网络能效优化。MATLAB仿真验证该算法可在保证节点QoS需求和功率限制等条件下实现网络总能效优化。关键词：无线携能网络，资源分配算法，安全传输，中继选择，能效优化I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnology,theenergysourcecoms

5、umptionproblemisgraduallysevere.Forsolvingthelowutilizationofenergysourceproblemwhichresultedfromthetraditionalusagestyleforenergy,theenergyharvestingtechniquewithhighefficiencycanbeadopted.Asanoriginalenergyharvestingtechnique,thesimultaneouswirelessinformationandpo

6、wertransfer(SWIPT)techniquecombinesthewirelessinformationtransfertechniqueandwirelesspowertransfertechnique,whichcanreceivethewirelessinformationwhileharvestenergyatthereceiver.Besides,theSWIPTisconsiderdasapromisingtechniquewithexpansiveapplicationperspectiveforther

7、easonthatitcannotonlyrelievethepressureofenergyandfrequencysourcescarcybutalsomeettherequirementofhighefficientandreliablecommunication.Inthisthesis,jointresourceallocationalgorithmforSWIPTnetworkwillbediscussed.Thefollowingissuesaremainlydiscussed.Firstly,theconcept

8、ofSWIPT,thesystemstructureandthekeytechnologiesonSWIPTareintroduced.ThentheexistingresearchesonSWIPTresourceallocationalgorithmsare