【摘 要】
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迅猛发展的无线通信技术同时也带来了日益突出的能量消耗问题,数能一体化无线通信网络(Data and Energy Integrated Communication Networks, DEINs)的提出旨在解决传统无限
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迅猛发展的无线通信技术同时也带来了日益突出的能量消耗问题,数能一体化无线通信网络(Data and Energy Integrated Communication Networks, DEINs)的提出旨在解决传统无限通信系统中的能量消耗问题,在一定程度上实现无线通信的节能减排。本文基于数能一体化网络相关研究背景和相应的网络服务指标(Quality of Service, QoS),主要从两个方面对数能一体化网络展开研究,即数能一体化网络的资源分配和传输策略。本文首先介绍了数能一体化无线通信网络的研究现状和相关技术,主要包括能量收集技术、数能一体传输技术、数能一体化网络中的资源分配以及数能一体化网络与其他具体网络的融合应用。能量收集技术和数能一体传输技术是数能一体化网络的技术基础。本文着重描述了目前数能一体化网络关于资源分配问题,数能一体化网络中的资源分配策略需要考虑无线传输能量的影响因素。然后,本文研究了关于数能一体化网络中上行传输数据、下行传输数据和能量的传输决策问题。基于一般的网络系统模型,采用马尔科夫决策过程分析系统模型,在满足上行传输和下行传输在一定数据包丢失率约束下,建立了关于系统吞吐量最大回报的最优决策分析模型。通过求解模型,得到某一个系统状态下系统各个决策的概率。最后仿真说明了相关系统状态下的各个决策的概率,并分析对比了一般策略下和最优策略下系统吞吐量,说明了最优策略的性能。最后,本文针对数能一体传输中的资源分配展开研究。基于传统的蜂窝网络,考虑下行数能一体传输和上行传输数据的系统模型,通过下行的能量传输来满足上行传输数据所需要的能量,建立了以系统下行吞吐量为优化目标,满足上行数据传输所需能量的上下行联合优化模型。另外,在多用户的系统中,考虑公平性因素,建立最大化最小模型。通过对模型的求解仿真,描述了系统对于资源的分配结果,并通过仿真分析说明了公平性因素的影响。
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