基于无率码的信息与能量同传中继信道传输速率的优化与实现

研究了信息与能量同传中继信道传输速率的优化与实现。系统模型为三节点两跳中继模型,中继采用解码转发协议进行转发。一个完整的传输分为2个阶段,第一阶段为源到中继的传输,为信息与能量同时传输,中继对接收到的信号进行功率分裂,一部分信号用于信息译码,另一部分信号转换为电能用作第二阶段的信息转发;第二阶段为中继采用译码转发方式转发信息。采用两跳不等时长,在传输信息量一定的条件下,以最小化两跳传输总时间为目标对功率分裂因子进行优化。在优化结果的基础上,采用Raptor码和不同调制方式的组合实现两跳不同的传输速率,最大化地利用两跳不同的信道容量,给出了Raptor码码长和调制方式的选择机制。仿真证明,两跳不等时长的安排可以获得更高的吞吐量,而采用Raptor码可实现对信道容量的充分利用和信息高效而可靠的传输。

多无人机辅助的物联网信息与能量同传优化策略

目前基于无人机的物联网信息与能量同传优化研究大都只考虑了单无人机且部署固定高度的情形,针对这一局限性,设计一个多无人机辅助的信息与能量同传系统,并提出一个联合优化设备关联关系、无人机位置、无人机发射功率和设备功率分割比的多变量固定交替迭代优化算法,以实现设备最小采集能量最大化。在每次迭代中,首先根据信号强度确定关联关系,并利用基于禁忌搜索的无人机位置优化算法,确定无人机位置;其次利用一阶泰勒展开式将非凸问题近似为凸问题,求解无人机发射功率和设备功率分割比。仿真实验表明,相比于多个基准对比方案,所提算法和策略能够获得更优的最小采集能量。

异构网络中射频能量收集技术研究与实现

异构通信网络中存在大量射频信号,文中设计了一套射频能量收集系统,该系统由中心频率为2. 45 GHz的四阵列层叠耦合贴片微带天线模块、电压倍增器模块、阻抗匹配电路等组成,通过天线参数的选择,电压整流放大,利用可编程最大功率点跟踪技术实现阻抗匹配提高输出功率,验证了无线能量收集并给后级传感器节点供电的可行性。

基于椭球法的携能通信OFDM系统能效优化算法

随着无线通信技术的快速发展,无线接入设备日益增多,但系统能耗也在不断增长。具备无线携能通信能力的正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统可以有效提高系统能量效率。本文针对以系统能效为优化目标的资源分配问题,提出了基于椭球法的携能通信OFDM系统能效优化算法。该算法采用椭球法对拉格朗日乘子进行更新,可以有效加快算法收敛速度,提升算法性能。仿真实验结果表明,所提出基于椭球法的能效优化算法能有效解决以系统能效为优化目标的资源分配问题,与次梯度法相比,椭球法的收敛速度更快,能够显著地降低算法复杂度。

基于SWIPT的Polar编码协作码的设计与系统性能研究

极化(Polar)编码协作可同时获得编码增益与分集增益,实现可靠通信。为了解决中继能量受限问题,本文研究了基于无线信息与能量同传(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术的Polar编码协作系统。首先,建立了基于SWIPT的Polar编码协作系统模型。其次,鉴于Polar码的Plotkin构造方法将一个长码分裂成两个短码,非常适用于编码协作场景,使用Plotkin构造方法联合设计信源节点和中继节点Polar码,并在目的节点对其进行联合串行相消(Successive Cancellation,SC)译码。相比传统点对点系统,基于SWIPT的Polar编码协作系统使得系统中断概率大幅度降低;与随机低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)编码协作系统相比,在译码迭代次数低时所提方案误码性能更佳。

基于SWIPT的乘积Polar编码协作构造与分析

为实现绿色可靠通信,提出了基于无线信息与能量同传(SWIPT)技术的乘积极化(Polar)编码协作系统。首先,建立基于SWIPT的乘积Polar编码协作系统模型;其次,将Polar码作为乘积码的分量码构建乘积Polar码,分别在信源节点和中继节点对其行编码和列编码;最后,在目的节点提出一种低译码时延的两步译码算法,第一步对接收到乘积Polar码的码字矩阵分别进行串行相消(SC)译码与列SC译码,若第一步译码失败,则执行第二步译码,即将乘积Polar码的码字矩阵变换为单行Polar码,再SC译码。理论分析与仿真表明,相比点对点系统,基于SWIPT的乘积Polar编码协作大大降低了译码时延;与采用置信度传播译码算法的乘积低密度奇偶校验编码协作系统相比,所提系统误码性能更优。