基于SWIPT的MIMO中繼信道傳輸策略優(yōu)化研究.pdf

1、無線通信系統(tǒng)具備能源可再生能力是未來移動通信的發(fā)展趨勢，而帶有能量收集(EH)功能的無線傳輸系統(tǒng)可以收集太陽能、風(fēng)能以及射頻信號的能量等，進(jìn)而提高無線節(jié)點的生命周期，成為一種有效緩解無線網(wǎng)絡(luò)能源消耗的解決方案。作為EH技術(shù)中最具代表性的一種，無線信息與能量協(xié)同傳輸(SWIPT)技術(shù)解決了無線節(jié)點往往不便配置可靠電源的缺陷。與多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)，中繼技術(shù)相結(jié)合，可同時提高信息的傳輸速率和能量傳輸?shù)目煽啃?。鑒于此，本文主要研究基

2、于SWIPT的MIMO中繼信道傳輸策略優(yōu)化問題，主要研究點歸結(jié)為如下兩個方面：
　　(1) SWIPT中天線選擇技術(shù)研究；系統(tǒng)中兩個多天線用戶需要通過具有能量收集的中繼協(xié)助通信，中繼采用天線選擇技術(shù)處理信號與能量傳輸。先將系統(tǒng)分為兩個階段，運用奇異值分解法及注水算法優(yōu)化系統(tǒng)兩個階段的預(yù)編碼矩陣。其次，中繼節(jié)點發(fā)送功率受限于第一階段的能量收集，并且系統(tǒng)速率也受限于中繼的解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議。本文則通過窮舉法優(yōu)化天線選擇方案，以平衡中繼節(jié)點的

3、信息傳輸速率和能量傳輸效率，合理分配資源，提高系統(tǒng)速率，仿真結(jié)果證明優(yōu)化天線選擇方案較大提高系統(tǒng)速率。最后，優(yōu)化分配系統(tǒng)兩個階段的時間資源，更加精細(xì)提高整個系統(tǒng)速率，仿真結(jié)果也表明時間資源優(yōu)化能再次改善系統(tǒng)速率。
　　(2) SWIPT中時間切換技術(shù)研究；與(1)不同，中繼采用時間切換技術(shù)處理信號與能量傳輸，系統(tǒng)通信過程分為三個時隙。先建模資源優(yōu)化問題，將非凸的系統(tǒng)速率最大化問題分解成多個可凸優(yōu)化的子問題。然后，為給解碼轉(zhuǎn)發(fā)模式下