【摘 要】
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随着通信技术的进步,人们对无线通信的需求增长越来越快,大量无线设备接入网络。目前无线通信网络中的设备都是由电网或电池进行电能的供应,电网供能移动性较差,维护困难;电池供能相对便捷,但是需要按期进行充电或者替换电池,造成人力、物力资源的耗费。无线携能通信（SWIPT,Simultaneous Wireless Information and Power Transmission）技术的提出可以有效缓
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随着通信技术的进步,人们对无线通信的需求增长越来越快,大量无线设备接入网络。目前无线通信网络中的设备都是由电网或电池进行电能的供应,电网供能移动性较差,维护困难;电池供能相对便捷,但是需要按期进行充电或者替换电池,造成人力、物力资源的耗费。无线携能通信（SWIPT,Simultaneous Wireless Information and Power Transmission）技术的提出可以有效缓解这类问题。SWIPT技术基于射频（RF,Radio Frequency）信号同时携载信息与能量的特性,将采集到的RF信号一部分转化为电能,剩余部分用于信息传输。该技术能够有效延长设备的使用周期,提高无线系统的性能。本文基于三节点系统模型,主要对采用混合能量收集协议的SWIPT系统性能进行了研究,主要研究内容如下:1.针对采用混合能量收集协议,基于线性能量收集（EH,Energy Harvesting）模型的SWIPT中继系统,提出一种自适应方案,源发射功率、时间分割因子和功率分裂因子根据系统参数变化自适应变化,优化系统吞吐量和能效。（1）建立吞吐量优化模型,提出变量交替优化迭代算法,对源节点发射功率、功率分裂因子和时间分割因子进行联合优化。（2）建立能效优化模型,提出基于Dinkelbach的迭代算法,对功率分裂因子和时间分割因子进行联合优化。仿真结果表明本文提出的方案可以有效提高系统的吞吐量和能效。2.在源节点和目的节点能够建立直接通信链路的情况下,研究基于混合能量收集协议和非线性EH模型的SWIPT中继系统。推导得到系统中断概率、吞吐量表达式,并使用高斯—切比雪夫积分得到其近似闭式表达式;使用MATLAB工具进行蒙特卡洛仿真实验验证表达式的正确性,分析各参数对系统性能产生的影响。仿真结果表明本文考虑的系统模型在系统中断概率和吞吐量上有一定的优越性。
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