无线中继系统信息与能量同传资源分配优化算法研究

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1、Ｉ■．＜；巧．矿：．．－．ｆ，，■护，饼；■‘．？？．，．产分类号：１１０７８学校代码：ＵＤＣ：密级２１１１４０７０３６ｇＢ学号：六州大学硕±学位论文？？：？＇．无线中继系统信息与能量同传资源分配颗目，化化算法硏究．ｉ—■；．飞．ＩＡｖ．ｒ学生类型：□双证学术学位研究生团双证专业学位研究生■等，□单证专业学位研究生．＇，；ｈ／：，；‘．学位申请人；：溺嘉亮＼澈，１＿，軒．导师姓名及职称严一尔副教授：学院Ｃ研究所）：机械与电气Ｘ程学院

2、电子与通１言Ｘ程学科专业（领域）：二〇—六年五月论文提交日期：．＇：、‘广州大学学位论文原创性声明本人郑重声明，是本人在导师的指导，所呈交的学位论文下。除文中已经注明引用的，独立进行研究工作所取得的成果内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；日期：知／月如日广州大学学位论文版权使用授板书本学位论文作者完全了解广州大学有关保留、使用学位论，目工的知产权Ｐ；读学位期间论文作

3、识文的规定研究生在校攻主机向国家管部口或其指定大学。学校有权保留并单位属广州、查，论文被检索阅和和纸质版允许学位构送交论文的电子版全，可容Ｗ允许采论的部或部分内校可Ｗ公布学位文借阅；学、汇论文。、段保存编学位、数字化或其他手用影响印缩印适）（，用本声明保密论文保密期满后一。容相致本学位论和纸质论文的内本电文档的内容人子于：文属适。本授权书□，年解密后用保密在扫。保密木＂＂Ｖ上）（相应方框内打请在ｂ：年丈月＾曰＾曰期於市签：论文名学位作者王六－年月日人日觀＾／签：导名师孚义１摘要无线中继系统信息与能量同传资源分配优化算法研究电子与

4、通信工程禤嘉亮指导老师：严一尔摘要无线中继可以低成本地有效扩展无线通信覆盖范围和实现协作分集，是新一代无线通信网络的关键技术。然而，在许多应用场合，无线中继使用电池供电，其容量和使用寿命有限，已成为制约无线中继技术推广应用的瓶颈问题。本文基于无线信息与能量同传技术，针对使用能量分离接收机进行能量收集的无线中继系统，研究最优能量分离优化算法，其目标是最大化端到端的系统可达速率。由于存在非凸的中继能量收集约束，无线中继系统信息与能量同传的资源分配问题是一个非凸问题。本文通过变量代换，分别把解码转发中继和放大转发中继的非凸资源分配问题转换为凸优化问题，并通过求解该凸问题，得到了最优的资源分配算

5、法。仿真结果表明，与能量分离中继固定分配的能量收集方案或时分中继的无线中继系统相比，本文提出的最优资源分配算法可以显著地提高系统的端到端可达速率。在此基础上，为了进一步提高端到端系统的可达速率和稳定性等系统性能，本文利用多中继协作网络对系统进行异步联合优化，其中多中继选择策略是对其进行优化的主要手段之一。多中继选择策略，是利用分集合并技术提高无线中继网络系统表现的一种优化策略。本文针对由多个平行的两跳中继系统构成的中继网络，利用基于遗传算法的多中继选择策略对无线中继网络进行优化，目的是利用等增益合并最大化目的端的信噪比SNR。仿真结果表明，在对两跳中继系统进行最优资源分配优化的基础上，利

6、用遗传算法作为多中继选择策略进行联合优化后，系统的速率性能及稳定性得到了显著提高。关键词：能量收集；信息和能量同传；资源分配；凸优化；多中继选择IAbstractResearchonResourceAllocationOptimizationAlgorithmforSimultaneousWirelessInformationandEnergyTransferinWirelessRelayNetworksElectronicsandCommunicationEngineeringJiaLiangXuanSupervisor:YiErYanAbstractWirelessrelayisco

7、nsideredasakeytechnologyatwirelesscommunicationnetwork,whichenabletoeffectuallyenlargethecoverageofwirelesscommunicationareaandtakeadvantageofcooperationdiversityatalowcost.Inthispaper,basedonthetechnologyofsimultaneou