基于SWIPT的全雙工中繼協(xié)作系統(tǒng)能效研究

摘要：為提高無線通信能量效率以實(shí)現(xiàn)綠色通信,文中研究基于無線攜能傳輸( Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技術(shù)的全雙工中繼協(xié)作系統(tǒng)能量效率優(yōu)化問題,在功率分割協(xié)議下,以最大化能量效率為目標(biāo)對(duì)功率分割因子和發(fā)射功率進(jìn)行優(yōu)化。首先,建立基于SWIPT 的全雙工中繼協(xié)作系統(tǒng)模型,信源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)配置單根天線并由電源供電,中繼節(jié)點(diǎn)配置兩根天線并通過SWIPT 技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息譯碼和能量收集。然后,證明能量效率是關(guān)于功率分割因子的凸函數(shù),求解出最優(yōu)功率分割因子以最大化能量效率;同時(shí),研究了通過優(yōu)化信源發(fā)射功率以提高系統(tǒng)能量效率的方案;并進(jìn)一步提出基于迭代的聯(lián)合優(yōu)化算法對(duì)功率分割因子和發(fā)射功率進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化。最后,通過仿真驗(yàn)證分析了所提優(yōu)化算法的有效性,如該算法下系統(tǒng)能效與只優(yōu)化發(fā)射功率情形相比,當(dāng)功率分割因子為0.3 時(shí),能效提升約7.07%;當(dāng)功率分割因子為0.1時(shí),能效提升約61.34%。