本文關(guān)鍵詞：無線中繼系統(tǒng)信息與能量同傳資源分配優(yōu)化算法研究

  更多相關(guān)文章： 能量收集 信息和能量同傳 資源分配 凸優(yōu)化 多中繼選擇

【摘要】：無線中繼可以低成本地有效擴(kuò)展無線通信覆蓋范圍和實(shí)現(xiàn)協(xié)作分集,是新一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。然而,在許多應(yīng)用場(chǎng)合,無線中繼使用電池供電,其容量和使用壽命有限,已成為制約無線中繼技術(shù)推廣應(yīng)用的瓶頸問題。本文基于無線信息與能量同傳技術(shù),針對(duì)使用能量分離接收機(jī)進(jìn)行能量收集的無線中繼系統(tǒng),研究最優(yōu)能量分離優(yōu)化算法,其目標(biāo)是最大化端到端的系統(tǒng)可達(dá)速率。由于存在非凸的中繼能量收集約束,無線中繼系統(tǒng)信息與能量同傳的資源分配問題是一個(gè)非凸問題。本文通過變量代換,分別把解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼和放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼的非凸資源分配問題轉(zhuǎn)換為凸優(yōu)化問題,并通過求解該凸問題,得到了最優(yōu)的資源分配算法。仿真結(jié)果表明,與能量分離中繼固定分配的能量收集方案或時(shí)分中繼的無線中繼系統(tǒng)相比,本文提出的最優(yōu)資源分配算法可以顯著地提高系統(tǒng)的端到端可達(dá)速率。在此基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步提高端到端系統(tǒng)的可達(dá)速率和穩(wěn)定性等系統(tǒng)性能,本文利用多中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行異步聯(lián)合優(yōu)化,其中多中繼選擇策略是對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化的主要手段之一。多中繼選擇策略,是利用分集合并技術(shù)提高無線中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)表現(xiàn)的一種優(yōu)化策略。本文針對(duì)由多個(gè)平行的兩跳中繼系統(tǒng)構(gòu)成的中繼網(wǎng)絡(luò),利用基于遺傳算法的多中繼選擇策略對(duì)無線中繼網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,目的是利用等增益合并最大化目的端的信噪比SNR。仿真結(jié)果表明,在對(duì)兩跳中繼系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)資源分配優(yōu)化的基礎(chǔ)上,利用遺傳算法作為多中繼選擇策略進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化后,系統(tǒng)的速率性能及穩(wěn)定性得到了顯著提高。
【關(guān)鍵詞】：能量收集 信息和能量同傳 資源分配 凸優(yōu)化 多中繼選擇
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 信息與能量同傳10-11
• 1.2.2 中繼協(xié)作通信下的資源優(yōu)化分配11-12
• 1.2.3 多中繼選擇技術(shù)12
• 1.3 研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排12-15
• 第二章 無線信息與能量同傳技術(shù)15-21
• 2.1 中繼能量收集及轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制15
• 2.1.1 能量采集機(jī)制綜述15
• 2.2 時(shí)分中繼協(xié)議（TSR）15-17
• 2.3 能分中繼協(xié)議（PSR）17-19
• 2.4 無線信息與能量同傳技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第三章 中繼協(xié)作通信技術(shù)21-28
• 3.1 中繼協(xié)作通信技術(shù)基礎(chǔ)21-23
• 3.2 解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議（DF）23-25
• 3.2.1 DF模型概述23-24
• 3.2.2 DF中繼系統(tǒng)速率24-25
• 3.3 放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議（AF）25-27
• 3.3.1 等效信道信噪比25-26
• 3.3.2 AF中繼系統(tǒng)速率26-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 第四章 多中繼選擇技術(shù)28-36
• 4.1 多中繼協(xié)作通信技術(shù)28-31
• 4.1.1 分集技術(shù)基礎(chǔ)28
• 4.1.2 多中繼選擇技術(shù)28-31
• 4.2 遺傳算法31-35
• 4.2.1 遺傳算法綜述31-35
• 4.2.2 遺傳算法的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用價(jià)值35
• 4.3 本章小結(jié)35-36
• 第五章 單中繼資源分配優(yōu)化算法36-45
• 5.1 能量采集中繼系統(tǒng)36-37
• 5.2 無線中繼系統(tǒng)信息與能同傳資源分配算法37-40
• 5.2.1 DF中繼系統(tǒng)資源分配算法37-39
• 5.2.2 AF中繼系統(tǒng)資源分配算法39-40
• 5.3 仿真結(jié)果及分析40-43
• 5.4 本章小結(jié)43-45
• 第六章 資源分配優(yōu)化與多中繼選擇聯(lián)合優(yōu)化算法45-51
• 6.1 多中繼選擇優(yōu)化問題45
• 6.2 遺傳-多中繼選擇算法建模45-48
• 6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法中繼選擇策略45-47
• 6.2.2 順序選擇遺傳算法中繼選擇策略47-48
• 6.3 仿真結(jié)果及分析48-50
• 6.4 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)語51-53
• 參考文獻(xiàn)53-58
• 致謝58

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7 石t，

本文編號(hào)：917985