[发明专利]OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法

权利要求书

1.一种OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、在基站和与基站不能正常通信的蜂窝用户之间选择空闲D2D用户作为所述基站和所述蜂窝用户之间通信的中继节点；

S2、所述基站将待发送给所述蜂窝用户的下行信号发送至所述中继节点，所述蜂窝用户将已知信号发送至所述中继节点，两个发送过程使用的链路均为基站原本欲分配给蜂窝用户的信道；

同时，所述中继节点采用功率分割的方式接收所述下行信号和所述已知信号，分别对分出的一部分所述下行信号和所述已知信号进行能量收集，对分出的另一部分所述下行信号和所述已知信号进行信息解码；

S3、所述中继节点利用步骤S2收集的能量将所述下行信号中的信息转发至蜂窝用户，该转发过程使用的链路复用小区中其他D2D对的信道。

2.根据权利要求1所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征在于，所述中继节点采用半双工模式通信，且采用译码转发的协作方式。

3.根据权利要求2所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征在于，步骤S2中所述对分出的一部分所述下行信号和所述已知信号进行能量收集过程中继节点在单个传输周期T中所能收集的能量E_EH为：

E_EH＝T₁·η·ρ·(P_Bh_BRd_BR^-α+P_Ch_CRd_CR^-α+I₁)

公式中，T₁为单个传输周期T中步骤S2所占的时间长度，η为中继节点的能量收集电路转换效率，ρ为功率分割参数，P_B、P_C分别为基站、蜂窝用户的发射功率，h_BR、h_CR分别为基站与中继节点之间、蜂窝用户与中继节点之间链路的小尺度衰落，d_BR、d_CR分别为基站与中继节点之间、蜂窝用户与中继节点之间的链路长度，α为路径损耗因子，d_BR^-α、d_CR^-α分别为相应链路上的路径损耗，I₁是单个传输周期T中步骤S2所占的时间长度中信号所经历的干扰，I₁＝I_BR+I_CR，I_BR和I_CR分别为其它小区使用同一信道发送信息的基站及使用同一信道为中继节点发送已知信号序列的蜂窝用户对中继节点造成的干扰。

4.根据权利要求2所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征在于，所述步骤S2中所述对分出的另一部分所述下行信号和所述已知信号进行信息解码中对分出的另一部分所述下行信号进行信息解码过程在单个传输周期T中的信号干扰比SIR₁为：

公式中，P_B为基站的发射功率，h_BR为基站与中继节点之间链路的小尺度衰落，d_BR为基站与中继节点之间链路长度，α为路径损耗因子，d_BR^-α为基站与中继节点之间链路上的路径损耗，I_BR和I_CR分别为其它小区使用同一信道发送信息的基站及使用同一信道为中继节点发送已知信号序列的蜂窝用户对中继节点造成的干扰。

5.根据权利要求3所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征在于，所述步骤S3中所述中继节点利用步骤S2收集的能量将信息转发至蜂窝用户过程中继节点在单个传输周期T中将信息转发至蜂窝用户的转发功率P_R，：

公式中，T₂为单个传输周期T中步骤S3所占的时间长度。