基于无线能量传输的异构网络能效优化研究

基本信息
批准号:61601186
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:唐杰
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈真,胡瑞,吴小思,杨帅,黄志建
关键词:
无线能量传输绿色无线电资源分配异构网络能效
结项摘要

Based on wireless energy transfer, this research project will develop advanced topology and techniques to improve the energy efficiency in the next generation heterogeneous networks. First of all, the energy efficiency optimization in wireless energy transfer-based single-cell network and homogeneous multi-cell network will be investigated in order to lay the groundwork for the task ahead. On the basis of that, the energy efficiency optimization will be extended to a two-tier heterogeneous network. Considering a two-tier heterogeneous network with simultaneous wireless information and power transfer, with the help of constraint relaxation approach, nonlinear fractional programming and dual decomposition, this project will develop novel strategies and techniques to improve the energy efficiency. Furthermore, by combining wireless powered communication networks and heterogeneous networks, a novel communication network will be designed to improve the energy efficiency where a novel transmission strategy will be delivered. Finally, building on outcomes from previous results, this project will develop a new multi-tier heterogeneous network by employing cognitive and wireless energy transfer-based femtocell, where some novel proportional fairness algorithms will be delivered. Aiming to minimize energy consumption while striving to increase data rate, this research project is strategically important to the China. It can lead to lower CO2 emission and a better environment. On the other hand, a high data rate green communication network can also provide the infrastructure for sustained growth in digital economy. It can bring significant impact to the application of wireless energy transfer in the future network.

本项目以建设下一代绿色无线通信系统为背景,以异构网络为基础,研究基于无线能量传输技术的下一代通信网络能效优化问题。首先探讨无线能量传输技术在单小区及同构多小区通信系统中的实现,以此为理论基础,将研究拓展至基于无线能量传输技术的两层异构网络。针对基于无线携能通信技术的两层异构网络,提出一种基于非线性分式规划与对偶分解的迭代算法,配合约束松弛方案来解决系统能效优化问题;将无线能量传输通信网络与异构网络相结合,以提高能效为目标设计一种新型通信网络,并研究出一套最优传输方式。以两层异构网络的研究成果为基础,以无线能量传输技术为背景,基于认知无线电技术与毫微微蜂窝构建一种新型多层异构网络并研究基于能效最大化的比例公平算法。本项目通过研究基于无线能量传输技术的异构网络能效优化问题,为无线能量传输技术在下一代绿色通信网络中的应用与开发鉴定技术基础,同时对我国生态环境保护具有积极的意义。

项目摘要

本项目以建设下一代绿色无线通信系统为背景,以异构网络为基础,研究基于无线能量传输技术的下一代通信网络能效优化问题。项目首先研究了无线能量传输技术在单小区通信系统中的实现,以时间切换,功率分配,天线切换与空间切换四种技术为基础,设计了出一系列最优资源分配算法,实现了提升系统能效。以此为理论基础,将研究拓展至基于无线携能通信技术的多小区系统,研究了协同多点传输与无线携能通信技术在异构网络中的应用,实现了在满足各用户最小能量采集与传输数据率的前提下最大化系统能效。随后,再将无线能量传输技术应用于非正交多址接入系统,从绿色通信的角度出发研究了系统的能效优化问题,并提出了一种高效的双层迭代的资源分配算法。最后研究了基于非正交多址接入技术的无线能量传输系统物理层安全问题,通过优化基站功率分配策略,实现了提升系统的安全性能。本项目通过研究基于无线能量传输技术的异构网络能效优化问题,为无线能量传输技术在下一代绿色通信网络中的应用与开发鉴定技术基础,同时对我国生态环境保护具有积极的意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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