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在传统通信网络中,设备的通信质量与工作时长均受电池电量的制约,为避免频繁更换电池造成通信中断影响通信网络的整体性能,找到一个可持续的稳定能量来源成为未来通信网络设计的一个重点目标。随着无线能量传输技术(Wireless Power Transfer)的兴起,能给用户设备提供可持续能源的无线携能通信网络(Wireless Powered Communication Network,WPCN)受到了广泛的关注。在能量及频谱资源匮乏的地区建设基于无人机的无线携能网络(Unmanned Aerial Vehicle based WPCN,U-WPCN)能够有效解决区域内用户能量短缺,信号强度弱等通信痛点。随着无人机技术的发展及WPCN网络理论研究体系的逐渐成熟,建设经济高效的U-WPCN网络对如何划分无人机平台的覆盖区域,无人机平台如何根据区域内用户的位置选择当前最佳悬停位置提出了较高的要求。基于上述考虑,本文研究了U-WPCN系统建设中的无人机平台悬停位置优化问题,通过贪婪算法逐个求出各个区域的最优悬停点,最终给出了U-WPCN网络中无人机的整体悬停位置优化方案。此外,传统地面WPCN网络中,由于双重远近效应的存在,用户从混合接入点(Hybrid Access Point,H-AP)收集的能量受距离的影响,与混合接入点距离较远的用户在接收到更少能量的同时,需要更高的功率传输信息,因此,研究在WPCN系统中的用户协作机制成为了当前无线通信领域内的热门主题。激励机制的缺乏使得当前的协作系统研究都建立在理想协作的前提下,即中继用户愿意无条件参与数据转发进程,但现实情况中,彼此陌生的用户很难实现真正意义上的资源共享。综上所述,如何设计一个合理的定价机制,使得中继节点愿意消耗自身接收到的能量帮助源端用户中继转发数据给混合接入点,有着很强的现实意义。在制定价格机制的基础上,围绕协作用户中继速率优化,用户及信息/能量接入点位置优化,研究基于能量收集的WPCN协作网络的策略制定问题。本文主要研究内容可概括为如下两个方面:(1)基于无人机的WPCN网络UAV悬停位置优化:区别于基础服务设施位置固定的WPCN,将混合接入点H-AP分离为能量接收点(Energy Points,EPs)和信息接收点(Information Access Points,APs),在用户当前位置已知的情况下,引入无人机作为搭载平台,周期性的根据当前服务区内的用户位置调整无人机的悬停位置。本文通过贪婪算法,以交替优化的模式研究了无人机能量平台和无人机信息平台的最优化悬停位置策略,在保障服务区内用户最低通信需求的前提下尽可能的减少网络部署成本。(2)基于定价机制的WPCN协作网络中继策略:首先,本文提出了一种新的定价机制来激励WPCN中的上行(Up Link,UP)用户合作通信。这种机制不仅可以实现SU与HU的双赢合作,还可以提高上行无线信息传输阶段的可靠性。其次,引入了成功协作的概率与受益阈值的概念。此外,在SU和H-AP位置已知时,通过搜寻最优区域内的协作用户,给出了最优协作用户的选择策略,最小化SU的通信成本。