刘洁梅,林 霏,王 叶,刘开旭

齐鲁工业大学(山东省科学院) 电子信息工程学院,济南 250353

随着科技水平的提升,世界已经进入5G时代,5G通过引进增强型移动宽带 (eMBB)、高可靠与低时延 (uRLLC)和增强型机器类连接(eMTC)等新型技术,将垂直行业应用设备等纳入了通信的范畴[1]。系统在接受更多信息的同时也在加剧着对能源的消耗和需求。随着传输距离的增加,过长的传输路径和不确定的信道衰落情况也给信息传输带来了不小的影响。经研究发现,无线射频(Radio Frequency ,RF)信号既可以传输信息,也可以携带能量,同时,中继的存在改善了远距离传输带来的信道衰落,扩大了通信范围。因此,无线携能通信技术(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer ,SWIPT)和中继系统的结合在诞生之初就受到人们的广泛关注。

无线通信不断增长的需求使得研究容量性能变得越来越重要,它是衡量传输系统优劣的重要指标之一。研究表明,SWIPT技术可以降低中继节点的能量消耗,但没有从通信的可靠性和有效性入手对系统进行性能分析[2-3]。郑阳等[4]从通信的可靠性入手,将具有能量收集中继的协作认知无线电(Cognitive Radio,CR)网络与传统CR网络做对比,分别研究在发射功率有限和无限情况下的中断概率。殷思兴[5]和李胜贤[6]等从通信的有效性入手,分别研究了具有时隙模式的能量收集CR系统的吞吐量和当次用户同时进行能量收集和复用主网络频谱时,次用户的吞吐量最大化问题,较全面的分析了SWIPT中继系统的遍历容量性能,但并没有考虑信道衰落和信道状态信息(CSI)对信道容量的影响。……