基于多天線無線通信和功率傳輸系統(tǒng)能效優(yōu)化研究.pdf

1、伴隨著無線通信技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械钠占埃ㄐ畔到y(tǒng)中受限的資源已無法滿足用戶需求，開始影響系統(tǒng)的工作效率。現(xiàn)急需一種高效的資源分配算法，在確保高QOS(Quality of Service)需求和最小信息發(fā)送率的同時降低系統(tǒng)鏈路能耗，提高系統(tǒng)效率。目前已有的資源分配算法多致力于提升系統(tǒng)吞吐量，少有文獻研究系統(tǒng)能效。本文針對多天線無線通信和功率傳輸WIPT(WirelessInformationPower Transfer)系統(tǒng)，為了改善

2、系統(tǒng)能效，研究出高效節(jié)能的資源分配算法，主要內(nèi)容如下。
　　首先，針對單用戶多天線WIPT系統(tǒng)，基站端引入了能源波束成形以提高功率的利用率。提出一種有效的IBSA(ImprovedBlockSearch Algorithm)天線選擇算法，該算法可快速找到使得系統(tǒng)能效達到最優(yōu)的天線數(shù)。通過分析和證明推導出能效的閉合表達式，通過該表達式得到了系統(tǒng)能效優(yōu)化問題。采用KKT(Karush Kuhn Tucker)條件對拉格朗日對偶函數(shù)求解

3、得到發(fā)射功率和轉(zhuǎn)換時間的最優(yōu)解。
　　其次，針對單用戶多天線 WIPT系統(tǒng)，引入了能源收集技術(shù)，該技術(shù)采用馬爾科夫鏈MC(Markov Chain)模擬離子電池充、放電的過程來實現(xiàn)。提出一種貪婪轉(zhuǎn)換GS(Greedy Switching)策略，通過對該策略的分析計算得到使得系統(tǒng)能效達到最優(yōu)的中斷概率表達式。此外，確保QOS的前提下，結(jié)合采用天線選擇算法最終實現(xiàn)了改善系統(tǒng)能效的目標。
　　最后，針對多天線WIPT系統(tǒng)，將單用戶