基于时隙分配的无线携能通信接收机算法研究

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1、硕士学位论文基于时隙分配的无线携能通信接收机算法研究RECEIVERALGORITHMOFSIMULTANEOUSWIRELESSINFORMATIONANDPOWERTRANSFERBASEDONTIMESWITCHING冯雨晴哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN911.23学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于时隙分配的无线携能通信接收机算法研究硕士研究生：冯雨晴导师：徐玉滨教授申请学位：工程硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifi

2、edIndex:TN911.23U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRECEIVERALGORITHMOFSIMULTANEOUSWIRELESSINFORMATIONANDPOWERTRANSFERBASEDONTIMESWITCHINGCandidate：FengYuqingSupervisor：Prof.XuYubinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationEn

3、gineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationTechnologyDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要当今时代，无线通信业务增长极为迅速，网络大规模化，通信设备多样化。如传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)等许多能量受限网络，虽然耗电量低，但因其网络规模大，仍然存在布线困难、可持续性差等问题。射频信号同时携带信息与能量，

4、无线携能通信(SimultaneousWirelessInformationandPowerTransfer,SWIPT)技术可以利用信号中携带的能量以及周围空间中的射频信号能量为接收机进行充电，接收机能够同时实现信息传输与能量收集两种功能。但对于同一接收机来说，由于接收信号能量受限，能量与信息速率是两种矛盾的需求，不能同时得到满足，本文研究接收机算法，期望通过合理的资源分配实现能量与速率的折中。首先，本文针对SWIPT系统接收机在能量和信息速率方面需求的矛盾，提出了一种基于时隙分配的接收机算法，用于将接收信号按照既定法则分配给能量接收机与信息接收机，该算法能够达

5、到提高速率与能量折中效果的目的，即信息接收机速率相同时，使能量接收机获得更多的能量，反之亦然。本文着重对2×1MISO系统下的算法进行了理论分析，并进行了仿真。仿真结果表明，相较于传统的动态能量分配算法，接收机使用本文设计的算法可以获得更好的折中效果，性能更好，这种优势在信道条件较差时表现更加明显。其次，本文所述接收机算法的核心是根据实际需求及客观条件获得合理的门限，因此，针对不同环境下最佳门限获取问题，本文提出了一种最佳门限自适应生成策略，用于应对接收机在速率、能量方面的不同需求，以及不同的信道条件等情况下自适应产生最佳门限。该策略根据客观因素调整迭代终止条件，

6、最终获得最佳门限，进一步提高该接收机算法对于不同环境的适应能力和可移植性。通过仿真，证明了该策略产生门限的最佳性，并对不同需求、不同信道条件下的最佳门限进行了分析。本文研究了基于时隙分配的SWIPT接收机算法，通过接收机合理的资源分配实现了接收机信息速率与收集能量的折中，较早的尝试在SWIPT相关技术方面展开创新性研究。关键词：SWIPT；无线携能通信；接收机算法；门限；速率-能量折中I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThewirelesscommunicationgrowsrapidlyinpresentera,performingaslarge-

7、scalenetworks,diversifiedequipmentandsoon.Althoughwastingfewpower,alotofenergylimitednetworkslikeWirelessInformationNetworks(WSN)arestillstumpedbywiretopologyandpoorsustainability.RadioFrequency(RF)signalscarryinformationandenergyatthesametime.SimultaneousWirelessInformationandPowerTr

8、ansfe