基于认知无线电网络的协作中继资源分配算法

频谱资源紧张己经成为制约下一代无线通信系统发展的主要因素之一.认知无线电技术通过大力发掘授权频谱的复用潜力,可有效解决频谱紧缺问题.本文把协作中继传输技术引入到认知网络中,建立了配置双天线的次用户帮助主用户传输的协作模型,基于此提出了基于译码转发的协作功率及频谱资源分配算法,并进行了详细的理论分析.仿真结果表明,本文提出的协作传输策略能够在保障主用户正常传输情况下提高次用户的传输机会并减小中断概率.     

无人机系统中基于能量效率的资源分配研究

无人机作为一种新的通信基础设施,引起了学术界和工业界的广泛关注.由于其在空中部署的特点,广泛应用于军事侦查、监控、城市交通管理等场景.然而,无人机的部署面临以下挑战:①由于无人机信道的广播特性,无人机与地面通信时容易被窃听;②由于无人机采用蓄电池供电,其续航能力和传输数据量受限于电池容量.本文采用物理层安全容量来描述无人机通信速率,为了降低数据被窃听的风险,合法接收者即宏基站将辅助发射人工干扰噪声,以降低窃听者的通信信道质量;通过联合控制无人机的发射功率和宏基站的干扰功率,以最大化无人机系统的能量效率;考虑到无人机信道的动态特性,本文将此功率控制问题建模为马尔科夫决策过程,并采用深度Q学习网络算法来获得最优的功率策略.Python仿真实验证明:本文所提出算法的平均回报值和收敛性能都优于Policy Gradient算法.     

基于压电效应的声能量收集

对圆盘式压电能量收集器在声场作用下的电能输出效果进行了研究。将处于夹持状态的压电陶瓷片,放置在单频稳态的正弦波形声场中,由于激振作用,压电陶瓷片会产生形变。实验结果表明,在器件处于谐振状态时输出电压和功率会达到最大值。在正弦声场中,当声波频率达到907 Hz的谐振频率时压电陶瓷片的开路输出电压可以达到4.6 V;在110 dB的声场中,当负载电阻达到11.2 kΩ时,输出功率最大可达60.4μW。     

基于PVDF压电薄膜的能量收集系统研究

压电能量收集系统作为一种自发电系统,可以将施加在系统上的压力转换为可供负载使用的电能。以100μm厚的PVDF薄膜作为压电能量收集系统的能量来源,以电学与力学为基础,设计了一种基于PVDF薄膜的压电能量收集系统;用ANSYS软件建立模型仿真,用origin软件处理PVDF薄膜输出信号参数,确定了箱式结构下的压电薄膜双并联结构;设计了采用三倍压电路的基于LTC3588芯片的能量收集电路,使得能量采集效率提升了3倍。     

基于压电效应的时均流能量收集研究进展

基于压电技术的时均流能量收集是一种新型的环境能量收集形式,具有结构简单、成本低廉、无污染、无电磁干扰和使用寿命长的特点。按照不同的时均流能量收集原理分类介绍了最新研究进展,对各种装置之间的性能做了比较,其中采用时均流激声发动机驱动压电换能器的方法能够实现更高的能量转化效率。     

认知无线电系统中的两判决门限能量检测算法

基于传统单门限能量检测算法,提出了一种适用于认知无线电系统的两门限能量检测算法.在算法分析中定义了两个性能指标,即认知用户和主用户间的碰撞概率以及限制认知用户对频谱使用的限占概率.理论分析与仿真结果表明,与传统单门限能量检测算法相比较,两门限能量检测算法降低了认知用户和主用户间的碰撞概率,同时也引起限占概率的增加,即该算法能够在牺牲部分频谱效率的条件下,明显降低认知用户对主用户的干扰,保证了主用户使用频谱的优先权.     

认知无线电系统的动态双门限协作能量检测算法

认知无线电系统中,认知用户间协作检测有利于提高频谱检测的准确性。基于OR(或)协作方式和多门限能量检测算法,提出了一种动态双门限协作能量检测算法,并根据认知用户接收到的主用户信噪比确定检测门限。理论分析和仿真结果表明,该算法可以有效提高频谱检测概率,降低系统漏检概率。     

合作认知无线电的系统容量研究

<正>一、引言认知无线电(CR)技术通过智能感知无线环境,调节发射参数并机会式利用授权频段中的频谱空洞,实现不可再生频谱资源的再次利用。这种通信方式可有效解决固定分配信道使用不足的问题,为解决无线网络中频     

基于光伏发电的道路能量收集技术研究进展

道路能量收集是在不消耗额外自然资源的情况下实现发电的一种极具发展前景的可再生能源供应技术,其可以将原本会被耗散和浪费的路域能量进行收集并转化为可用的电能,已然成为当今道路、材料、能源和环境等领域的研究热点。其中,光伏发电技术因绿色高效、成本低而应用广泛,故开发基于光伏发电的道路能量收集技术可有效促进智慧交通的发展及实现“碳达峰”和“碳中和”的目标。目前,光伏发电技术及其光电转换效率日益提高,但在工程实际应用中,光伏系统的输出功率易受各种环境因素的影响而有待提升。道路工程中光伏发电技术的研究与应用主要集中在路侧、路面及其上方空间,应用区域包括声屏障、边坡、路面、廊道及停车棚等。道路光伏发电技术实现了光伏发电系统与道路工程有机结合的一体化设计,在满足道路和发电功能要求的同时还具有降噪、护坡、承载和遮阳等功能。此外,“光伏+交通”的应用模式不仅能提升交通基础设施的智能化,优化交通能源结构,还可促进公路交通运输的节能减排,蕴藏着巨大的发展潜力和机遇。本文归纳分析了太阳能光伏电池的特点、系统组成及其发电效率的影响因素,定义了基于光伏发电的道路能量收集技术的概念,明确了其应用范围,总结了光伏发电技...     

基于认知无线电网络的协作功率和频谱分配研究

认知无线电技术通过提高频谱的复用潜力,解决了当前频谱资源紧缺问题.本文研究了在认知无线网络环境中,次用户帮助主用户转发数据的协作场景,提出了基于放大转发的协作功率及频谱资源分配最优化策略.仿真结果表明,论文提出的方案能够提高次用户的传输机会,并且可以降低主用户的中断概率.     

压电振动能量收集装置研究现状及发展趋势

摘要：随着无线技术及微机电技术的日益发展,以化学电池为主的供能方式的弊端日渐显露,压电振动能量收集装置以其结构简单、清洁环保及易于微型化等诸多优点而得到了极大重视。本文从振动能量收集常用的压电材料及其压电性入手,从压电振动能量收集装置的结构设计和能量收集电路设计两方面对其进行阐述。在结构设计方面,以压电振动能量收集结构的方向性和响应频带为主线,详细介绍了国内外研究者在压电振动能量收集装置结构设计上的变化与创新;在能量收集电路设计方面,以能量收集效率的提高为主线,介绍了电路结构的优化改进。最后,总结了压电振动能量收集装置未来的研究趋势和方向,为从事压电振动能量收集研究的人员提供参考。     

基于MFC的地铁轨道振动能量收集研究EI北大核心CSCD

压电陶瓷极限受拉承载力弱,导致传统悬臂型俘能器在工程应用中极易开裂损坏,与其持续供能的初衷相违背。压电纤维复合材料(MFC)具有优异的柔韧性、耐久性,恰恰弥补了这一缺陷。然而以MFC材料为基础的俘能器在地铁轨道振动能量俘获中的应用鲜有研究。首先建立地铁车辆-轨道耦合系统模型,得到钢轨在车辆荷载作用下的动力响应。紧接着基于混合规则和代表体积元建立型悬臂式MFC俘能器的力电耦合模型,并将钢轨的动力响应作为俘能器的输入荷载预测其电能输出,讨论了材料参数、几何参数及车辆荷载特性对输出电能的影响。并进一步通过试验研究,验证了所建立理论分析模型的正确性。最后基于LTC3588-1能量管理芯片进行了能量收集-存储模拟,验证了MFC俘能器用于无线传感器供能的可行性。     

认知无线电网络中非授权用户吞吐量性能研究

面向认知无线电技术领域,通过开展授权用户(PU)行为模式和非授权用户(SU)吞吐量研究,论证了PU空闲时间分布状态和冲突概率约束对SU吞吐量性能的影响.同时,通过分析SU频谱接入策略模型,在SU精确感知PU空闲时间分布状态的条件下求出SU最大吞吐量,得出在已知PU空闲时间分布规律条件下,SU最大吞吐量随着冲突概率的增大而增大的理论结果.通过与仿真结果的比较,验证了理论结果的正确性.     

用于能量收集的离子热电材料研究进展

热电材料是一种能实现热能和电能之间相互转化的功能材料,可以对化石燃料燃烧、工业生产等过程产生的废热进行回收再利用,在小型热电发电机、太阳能电池、智能传感器等方面具有良好的应用前景。随着现代科技的发展,热电功能材料逐渐应用于小型可穿戴设备,这对热电材料的安全无毒、稳定高转换效率和柔性等提出新的要求。相较于电子型热电材料,离子型热电材料具有高Seebeck系数、柔性可拉伸性和低毒低污染等优点,因此不论在热电发电装置还是小型可穿戴设备上均具有很好的应用潜力。本文详细阐述了在热原电池、离子热电电容器等能量收集装置中的离子型热电材料的研究进展,并分析了离子热电材料在可穿戴能量转换装置应用中所面临的问题和挑战,以期为制备安全无污染、稳定高效的新型柔性可穿戴设备提供新的方向。     

用于振动能量收集的MEMS压电悬臂梁

本文介绍了一种MEMS悬臂梁器件,将环境中的振动机械能转化为电能.该悬臂梁的主体材料为单晶硅,其上覆盖一层用Sol-Gel法制备的PZT压电材料,利用压电材料的正压电效应实现机电能量的转换.论文给出了悬臂梁式振动能量收集器的一个简单理论模型.器件采用(110)硅基片,有利于通过湿法腐蚀制备质量块.质量块可以用来降低器件的谐振频率,并提高输出电功率.尺寸参数为3600μm×270 μm的器件样品的测试结果表明,在其谐振频率1673Hz,振幅为11nm的振动条件下,该器件的最大输出功率大于1nW,即0.11 μW/cm2.     

被动湍流控制圆柱驰振能量收集的等效电路研究

为更好的预测驰振压电能量收获机的性能,首先建立了等效电路仿真模型(ECM)并通过实验验证,最大误差不超过10%。采用该方法分析了被动湍流控制(PTC)下圆柱驰振压电能量收集的仿真模型,且该方法可将驰振能量转化系统的质量-弹簧-阻尼(M-C-K)控制方程中各参数用等效电路的电子元件来表示,从而可以分析过往仿真手段所不能解决的直流电路耦合问题。其次,从能量收集效率角度分析了交流-直流等效电路中临界风速(Ucr)随外接载荷的变化规律,及输出电压与功率随不同风速和外界载荷的变化规律。结果表明,交流电路中Ucr随载荷的增大先增大后减小,直流电路中Ucr随载荷的增大逐渐减小。当风速达到Ucr的最大值时,驰振在任一电阻下均会发生。U≥Ucr时,驰振出现锁定现象,输出电压和功率均随着风速的增大而增大。当风速过大时,增长率有减小趋势。输出电压均随着电阻的增大而增大,功率随电阻的增大先增大后减小。相比于交流电路,直流电路的最佳负载由1.1 MΩ提高到2.0 MΩ,同时功率峰值从0.08 mW降低到0.04 mW。     

基于NOMA的云无线接入网资源分配研究

本文研究了非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)的云无线接入网(Cloud Radio Access Network, C-RAN)下行链路系统的资源分配问题.构建了基于瞬时和平均功率、移动用户服务质量(Quality of Service, QoS)以及队列稳定约束的C-RAN系统能量效率优化模型;通过李雅普诺夫优化理论,将最大化平均系统能量效率优化问题分解为资源池虚拟机处理速率控制子问题和基站功率分配子问题;利用凸优化与和声搜索算法分别求解以上子问题,得出一个基于最大化能量效率和保持队列稳定的资源分配方案.仿真结果表明,系统能量效率和平均队列长度之间存在着均衡关系.     

应用于认知无线电的频率可重构天线

本文提出一种应用于认知无线电的频率可重构单极子天线.阶梯型辐射单元刻蚀有一个开路缝隙,接地板刻蚀有一个短路方环形缝隙.在开路缝隙和短路缝隙上加载6个开关元件,通过控制开关的不同组合状态可以实现超宽带、单频带、双频带3种模式,从而实现频率可重构.仿真和测量结果表明天线可以工作在UWB以及WiMAX频段.     

认知无线电技术中的机会频谱接入

认知无线电技术的出现是为了解决频谱资源日益稀缺的问题。将现有的认知无线电技术分成两大类:机会频谱接入法和同频接入法。主要针对前者讨论其基本步骤,即频谱空洞检测,预测建模以及机会频谱管理。     

一种宽频压电能量收集装置的建模与实验研究

为拓宽振动压电能量收集装置工作频带宽度,提出一种新型两自由度分段线性能量收集结构,同时为便于未来对该装置进一步的关键参数优化与微小型设计,提出该结构的理论模型并给出解析解结果,通过对实验样机加工与实验平台搭建得到所提出装置发电性能实验结果。对比理论值与实验值表明,所提出装置在第一共振区间与第二共振区间的工作频带宽度分别为2.2 Hz与4.5 Hz,总频带宽度达到6.7 Hz,与相对应两自由度线性系统比较,其拓宽效果达到4.78倍。在误差允许范围内,装置发电性能解析解结果与实验值基本保持一致,所提出装置能够有效拓宽发电工作频带宽度。