项目名称: 面向无线电力传输的宽带通信网络布局优化和充电控制关键技术研究

项目编号: No.61501303

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 毕宿志

作者单位: 深圳大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 新兴的无线电力传输技术利用电磁波的辐射特性,能够对远程无线设备进行持续有效的电力供给。相比于常规的电池供电方法,无线充电技术在无线通信网络的应用可以大大降低运营开支、减少通信中断概率和提高整体网络性能。然而无线电力和信息在传输技术上的明显差异导致常规通信网络中众多关键技术在引入无线电力传输之后需要重新设计和优化。为此,本项目的具体目标是研究基于无线电力传输的宽带通信网络中布局优化和充电控制等关键技术。具体研究内容包括:建模电力传输和信息接入节点的布局优化问题,并在多种应用场景下使用凸优化理论提出有效的最优解算法;运用最优停止理论对电力传输功率控制进行建模分析,并设计高效的功控协议对抗频率选择性信道衰落;设计有效的分布式功控算法来减小充电控制在大规模网络中应用引起的高信令开销和时延等问题。本项目的成功开展将对无线充电技术在传感网络和物联网等无线通信网络中的广泛应用提供重要的理论和技术支撑。

中文关键词: 无线电能量传输;无线资源分配;无线传感器网络;网络布局规划;凸优化

英文摘要: Recent advances in wireless power transfer (WPT) technology based on radio frequency radiation provide a cost-effective solution to charge wireless devices remotely. The applications of WPT to communication networks could largely improve upon the conventional battery-powered methods in the operating cost, energy outage frequency and the information transmission performance. However, the major differences between information and energy transmissions require the conventional wireless communication network to be redesigned to embrace WPT technology in future wireless powered communication networks (WPCNs). In this project, we study two important yet interconnected problems to the successful deployment of WPCN. On one hand, we will apply convex optimization theory to investigate the optimal locations of power beacons (PBs, used for supplying wireless power) and information access points (APs, used for collecting data) in a WPCN under different application scenarios. On the other hand, given the optimal locations of PBs and APs, we apply optimal stopping theory to study optimal wireless power charging control methods to combat frequency-selective fading channel. In addition, we will also study efficient distributed charging control methods to reduce the signaling overhead and communication delay when charging control is applied to large-scale wireless networks. The successful completion of this project will contribute to the future deployment of WPCN in a new and effective way, which has extensive applications in large-scale wireless systems, such as wireless sensor networks (WSNs) and internet of things (IoT) networks.

英文关键词: Wireless power transfer;Wireless resource allocation;Wireless sensor networks;Network deployment optimization;Convex optimization

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