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近年来,无线信息与能量同时传输技术(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)已经引起了越来越多的关注,因为它可以为能量受限的网络节点提供稳定、可控、可靠的能量收集,从而延长网络的寿命。虽然现阶段SWIPT技术的研究有了一定的成果,但大部分的研究主要考虑的是线性能量采集(energy harvesting,EH)模型。然而,已有的研究表明,实际的EH电路的输入-输出特性为非线性,若继续采用线性EH模型的理论进行系统设计,将导致SWIPT系统收获的能量会有一定的损失,使得系统在实际情况下资源分配不合理,造成系统性能的下降。因此,本文基于非线性EH模型,针对点对点通信系统,提出一种SWIPT系统接收方法,旨在为SWIPT系统提供一种符合实际的资源分配方法;进一步地,本文将点对点通信扩展到三节点通信场景,针对具有ARA(adaptive receiver architecture)能量接收机的SWIPT协作通信系统在非线性EH模型下的传输性能问题,研究资源配置参数对系统中断性能的影响。本文主要的工作内容如下:1.本文基于时隙切换(time switching,TS)的SWIPT接收策略,提出一种非线性EH模型下的SWIPT系统接收方法。该方法结合能量接收机非线性的特点,考虑能量收集与可达信息速率的折中效果,使系统能够进行合理的资源分配,降低非线性能量接收机带来的能量收集损失。本文在单天线场景下进行理论分析,与传统的资源分配方法进行仿真对比,仿真结果表明,在非线性EH模型的条件下,相比较于传统的资源分配方法,本文设计的SWIPT接收方法可以提高系统的信息速率,改善系统的性能,获得更好信息-能量折中效果。2.针对具有ARA能量接收机的SWIPT中继系统,研究系统在非线性EH模型下的中断性能。基于Rayleigh信道模型,推导出系统中断概率的解析表达式,进一步推出系统平均吞吐量的解析表达式。同时,考虑到ARA接收机包含传统的TS接收机和功率分流(power spliting,PS)接收机能量采集策略,本文将ARA能量接收机中继与传统的PS和TS接收机中继在非线性EH模型下的中断性能进行对比,并且基于中断概率和平均吞吐量的解析表达式研究各种不同的资源配置参数对系统性能的影响。Monte Carlo仿真实验证明了本文所推导的解析表达式的正确性。实验结果表明:(1)功率分流因子、时隙分配系数、中继节点部署位置、非线性EH模型饱和功率值等参数对系统中断性能和平均吞吐量有较大的影响;(2)系统的中断概率分别是关于功率分流因子、时隙分配系数、中继节点部署位置的凹函数,存在最优解使得系统中断概率最小;(3)相比较于传统PS能量接收机中继和TS接收机中继,本文研究的ARA能量接收机中继在非线性EH模型下具有较好的中断性能。需要指出,本文研究,与现有工作的不同,现有的工作考虑的是ARA接收机的能量收集是在线性模型下进行的,而本文的工作考虑的是非线性能量收集模型,能量收集模型更加接近实际情况、求解更加复杂、难度更大、所得的结论也更加具有实际参考价值。