【摘 要】
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新兴的无线供能传输系统利用射频信号的传输特性,能够远距离地为无线设备提供能量,相比于传统的电池供电方法大大降低了通信中断概率,延长了设备的使用时间。由于电磁路径衰
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新兴的无线供能传输系统利用射频信号的传输特性,能够远距离地为无线设备提供能量,相比于传统的电池供电方法大大降低了通信中断概率,延长了设备的使用时间。由于电磁路径衰弱的特性,许多处于网络边缘的用户会面临着通信质量不平衡的问题。协作通信的出现很好的缓解了该问题,通过多用户间协助传输彼此的信息可以有效地获得分集增益,显著的提升了有效通信距离以及通信质量。然而,协作通信过程中用户间协作信息的相互传递将不可避免地导致能量损耗和时间损耗,对系统整体的通信性能有较大影响。因此,如何在由无线供电的通信网络中设计有效的用户合作机制,减少合作产生的开销对提高通信效率有很重要的意义。本文主要的工作是研究一种应用在无线供能传输网络中的新型用户协作通信方法。基于应用新兴的背向反射通信技术,该方法复用了系统中用于能量传输的时间,通过反射能量信号将自身信息传递到其他的用户,从而节省了专门用来交换信息的环节,降低了协作通信的能耗和时间消耗。在该阶段,我们提出了在信息接收端使用能量分裂电路的设备,用于同时实现能量采集和信息解码。并在随后的信息传输阶段,多用户通过空时编码技术完成协作通信,使用采集的能量共同将信息传输至接收站。凭借终端用户之间构成的虚拟天线阵列带来的分集增益,并结合能量开销非常低的背向反射通信技术,这种协作通信方法可以做到高效的复用无线能量的传输时间,并有效的缓解传统协作通信中存在的开销过大问题。在本文中,我们将分别对双用户模型和多用户模型进行分析和讨论,并利用上优化算法来优化分配给能量和信息传输阶段的时间,以最大化用户的共同吞吐量。最后通过仿真数值分析,研究本文所提出的方法对比于以往方案的优势,展示该方案在不同应用场景下的有效性和可靠性。
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