基于高效調(diào)制的無(wú)線攜能通信系統(tǒng)及其在RFID中的應(yīng)用.pdf

1、無(wú)線攜能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)是近幾年才興起的新技術(shù)，是無(wú)線能量傳輸(Wireless Power Transfer,WPT)與無(wú)線信息傳輸(Wireless Information Transmission，WIT)相結(jié)合的產(chǎn)物。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)只是利用無(wú)線信號(hào)進(jìn)行信息傳輸，而無(wú)線攜能通信旨在提取接收信號(hào)中信息的同時(shí)，提取其中的能量，從

2、而提高設(shè)備的使用壽命，節(jié)能環(huán)保。在傳感器網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療電子、RFID、智能家居及物聯(lián)網(wǎng)等眾多領(lǐng)域有著巨大潛力。
　　本文的思路是從WPT系統(tǒng)出發(fā)，探討利用WPT系統(tǒng)傳輸信息的可能。無(wú)線能量傳輸主要有3種方式:電磁耦合，電磁諧振和微波輸能。電磁耦合和諧振的方式都是通過線圈利用近場(chǎng)電磁感應(yīng)傳輸能量，在較近距離能夠?qū)崿F(xiàn)高效的能量傳輸。微波輸能利用大功率微波源將能量發(fā)射到空中，接收端需要整流天線將接收到的交流功率轉(zhuǎn)換為直流功率，該種方式能夠?qū)?/p>

3、現(xiàn)遠(yuǎn)距離能量傳輸，但是大功率微波會(huì)對(duì)人體造成傷害。本文主要分析了近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)兩種場(chǎng)景下利用WPT系統(tǒng)傳輸信息的可能。通過仿真和理論分析給出了系統(tǒng)的誤碼率和能量傳輸效率曲線，以及攜能通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程。
　　另外探討了調(diào)制方式對(duì)攜能通信系統(tǒng)性能的影響，主要比較了傳統(tǒng)調(diào)制方式以及以擴(kuò)展的二元相移鍵控(Extended Binary Phase Shift Keying，EBPSK)調(diào)制為代表的高效調(diào)制技術(shù)用于SWIPT系統(tǒng)的性能。

4、高效調(diào)制具有高頻譜利用率，其頻譜分為邊帶和載波，并且能量集中于載波。由于具有載波，所以適合用來(lái)傳輸能量，另外該調(diào)制方式也能實(shí)現(xiàn)信息的可靠與高效傳輸，非常適合用于SWIPT系統(tǒng)。通過改變調(diào)制參數(shù)，可以調(diào)節(jié)載波和邊帶的功率比，從而尋找信息傳輸和能量傳輸?shù)恼壑小?br>　　最后還研究了基于高效調(diào)制的無(wú)線攜能通信系統(tǒng)在射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)中的應(yīng)用。RFID是物聯(lián)網(wǎng)中的重要技術(shù)，廣泛應(yīng)

5、用于商品的識(shí)別和管理，物流跟蹤，身份識(shí)別等方面。它能夠非接觸地一次性識(shí)別大量的標(biāo)簽，比傳統(tǒng)的條形碼具有更高的識(shí)別效率，并且還能向標(biāo)簽寫入信息。RFID標(biāo)簽分為主動(dòng)式和被動(dòng)式，主動(dòng)式標(biāo)簽為有源標(biāo)簽，需要電池或者外部能量供應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的通信和復(fù)雜的信號(hào)處理，但體積較大且價(jià)格昂貴，只能用于少數(shù)場(chǎng)合。而被動(dòng)式標(biāo)簽由于價(jià)格低廉、體積小巧而被廣泛應(yīng)用，如身份證，公交卡等ID卡即采用的是頻率為13.56MHz的射頻識(shí)別技術(shù)。被動(dòng)式的標(biāo)簽內(nèi)部沒有