發(fā)布時間：2021-08-23 23:21

　　隨著無線通信網(wǎng)絡的飛速發(fā)展,接入網(wǎng)絡的終端數(shù)目日益增多,在未來無線通信系統(tǒng)中以傳感器節(jié)點為代表的物聯(lián)網(wǎng)設備將廣泛存在,如何保證這些泛在設備的電力供應是物聯(lián)網(wǎng)亟需解決的難題。無線供電的通信網(wǎng)絡（Wireless Powered Communication Networks,WPCN）利用射頻能量信號向無源終端傳輸能量,是解決物聯(lián)網(wǎng)設備能量受限問題的重要途徑,引起了學術界和工業(yè)界的廣泛關注。然而,WPCN在能量傳輸階段和信息傳輸階段會受到“雙重路損”的影響,極大地降低了WPCN的傳輸距離和覆蓋范圍。研究無線供電的通信網(wǎng)絡資源分配方法有助于提高WPCN的傳輸容量和能量使用效率,提升WPCN的生存壽命,因此具有十分重要的意義。本論文首先總結了現(xiàn)有的無線能量傳輸研究現(xiàn)狀,在此基礎上進一步形成了論文的研究思路:從容量、能效、采集能量利用效率三個角度研究WPCN高效資源分配方法,減輕WPCN雙重路徑損耗的影響,最大化WPCN的可用資源的利用效率,以獲取網(wǎng)絡整體更高的傳輸速率和生存壽命,論文的具體研究內容包括以下三個方面。一、論文首先研究容量目標驅動的WPCN資源分配方法,針對多天線無源中繼輔助的WP... 

【文章來源】：北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學位級別】：博士

【圖文】：

典型無線供電的通信傳輸網(wǎng)絡模型圖

介紹無線能量傳輸技術的分類、原理以及發(fā)展現(xiàn)狀，然后進一步闡述了無??量傳輸技術在無線通信系統(tǒng)的應用。??根據(jù)能量傳輸距離的遠近，現(xiàn)有的無線能量傳輸技術可以分為近場（Ｎｅａｒ－??）傳輸技術和遠場（Ｆａｒ－Ｆｉｅｌｄ）傳輸，如圖１－２所示，近場無線能量傳輸主要??了電感耦合（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）技術和磁共振耦合（Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｒｅｓｏｎａｎｔ?Ｃｏｕ－??）技術，其能量的有效傳輸距離通常在一米以內，遠場無線能量傳輸主電磁轄射（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）技術實現(xiàn)，也就是射頻（Ｒａｄｉｏ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ量傳輸。具體地：??電感耦合技術是通過兩個線圈之間的磁場感應來傳輸電能，當能量發(fā)射端??級線圈在臨近的能量接收端的次級線圈上產生變化的磁場時，就產生了感??率傳遞（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?Ｐｏｗｅｒ?Ｔｒａｎｓｆｅｒ，?ＩＰＴ），能量接收端的次級線圈上感應出電壓??流，該電壓或電流可用于為無線設備或能量存儲系統(tǒng)充電［１４］。電感耦合的??頻率一般在幾千赫茲范圍內，一般調整在次級線圈的工作頻率范圍內，以??充電效率［１５］。電感耦合技術的主要優(yōu)點有易于實施、操作方便、近距離的??［１６］

０．３厘米的距離內實現(xiàn)９２．６％的最大功率傳輸效率此外，由于共振通過磁共振耦合技術還可以在中間有遮擋物的情況下進行無線能量傳研究表明，磁耦合諧振器具有比電感耦合更長距離傳輸功率的能力［２２，在較短距離內其傳輸效率遠遠高于ＲＦ福射的傳輸效率。另外，一個發(fā)可以同時和許多接收諧振器之間進行磁共振耦合，因此，它可以同時備充電［２３－２５］。??射頻能量傳輸技術主要利用電磁波的遠場輻射性質，使得距離較遠的端也能夠接收到能量發(fā)射端的射頻能量信號，給低功耗終端進行充電［能量傳輸技術使用的電磁頻段可以處于３００ＭＨｚ至３００ＧＨｚ?［２７］。如圖１能量傳輸端通過天線向周圍輻射高頻能量信號，接收天線接收到高頻，通過一個整流電路將高頻信號轉化為直流（Ｄｉｒｅｃｔ?Ｃｕｒｒｅｎｔ，?ＤＣ）能量信存儲到超級電容器或電池中。??射頻能量傳輸?shù)男室蕾囉谛盘栕杂煽臻g損耗和將接收到的射頻為直流（ＲＦ－ｔｏ－ＤＣ）信號的轉化效率，其中能量信號自由空間損耗與－－


本文編號：3358791