基于SWIPT的MIMO中繼信道傳輸策略?xún)?yōu)化研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)具備能源可再生能力是未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)，而帶有能量收集(EH)功能的無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)可以收集太陽(yáng)能、風(fēng)能以及射頻信號(hào)的能量等，進(jìn)而提高無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的生命周期，成為一種有效緩解無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)信息與能量協(xié)同傳輸(SWIPT)技術(shù)解決了無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)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(shí)提高信息的傳輸速率和能量傳輸?shù)目煽啃省ｈb于此，本文主要研究基

2、于SWIPT的MIMO中繼信道傳輸策略?xún)?yōu)化問(wèn)題，主要研究點(diǎn)歸結(jié)為如下兩個(gè)方面：
　　(1) SWIPT中天線(xiàn)選擇技術(shù)研究；系統(tǒng)中兩個(gè)多天線(xiàn)用戶(hù)需要通過(guò)具有能量收集的中繼協(xié)助通信，中繼采用天線(xiàn)選擇技術(shù)處理信號(hào)與能量傳輸。先將系統(tǒng)分為兩個(gè)階段，運(yùn)用奇異值分解法及注水算法優(yōu)化系統(tǒng)兩個(gè)階段的預(yù)編碼矩陣。其次，中繼節(jié)點(diǎn)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(guò)窮舉法優(yōu)化天線(xiàn)選擇方案，以平衡中繼節(jié)點(diǎn)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(xiàn)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(gè)階段的時(shí)間資源，更加精細(xì)提高整個(gè)系統(tǒng)速率，仿真結(jié)果也表明時(shí)間資源優(yōu)化能再次改善系統(tǒng)速率。
　　(2) SWIPT中時(shí)間切換技術(shù)研究；與(1)不同，中繼采用時(shí)間切換技術(shù)處理信號(hào)與能量傳輸，系統(tǒng)通信過(guò)程分為三個(gè)時(shí)隙。先建模資源優(yōu)化問(wèn)題，將非凸的系統(tǒng)速率最大化問(wèn)題分解成多個(gè)可凸優(yōu)化的子問(wèn)題。然后，為給解碼轉(zhuǎn)發(fā)模式下