[发明专利]一种基于空域调制的无线携能中继传输方法

说明书

本发明公布了一种基于空域调制的无线携能中继传输方法，针对全双工无线携能中继系统的信息传输过程，将空域调制通过编码转发的方式引入全双工无线携能中继系统的中继端中，全双工无线携能中继系统包括源节点、中继节点、空域调制天线选择器和目的节点；本发明提供的传输方法利用空域调制，包括两段信息传输过程，利用空域调制容量的上界边界解的近似解得到系统第二段信息传输过程的容量，将两段信息传输过程中的容量较小值，作为所述全双工无线携能中继系统的系统最优化容量。本发明以单射频链路获得空分复用增益，提高全双工无线携能中继系统的系统容量。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及无线携能中继传输技术，具体涉及在时间切换机制下的无线携能中继系统中，利用编码放大的方式将空域调制技术(Spatial Modulation,SM)应用在中继节点，从而提升系统容量。

背景技术

目前，能量受限的通信系统运行期限是有限的。为了保证通信网络的正常连接，定期对供电电池的替换和充电是必要的，但是这样却会大大提高系统的花销。为了解决这个问题，人们开始尝试从自然资源中收集能量譬如风能、太阳能来供应系统。但是这类方案很大程度上受制于不可控的自然因素。而由于无线信号即可以承载信息又可以承载能量，于是无线携能通信方案被提出。无线携能通信方案使得无线通信系统可以得到持续不断的能量供应同时系统却不会有花销的增加，因此具有很大的优势。

另一方面，近年来利用中继来提高能量的收集和信息的传输效率引起了广泛的关注。中继网络可以同时提高通信的频谱效率并且提高通信连接可靠性。将无线携能通信应用到中继可以很好解决中继因为能源供应位置不够灵活的问题。现有文献记载了无线携能通信中半双工(Half Duplexing，HD)中继方案，包括放大转发和编码转发的两种中继方案。然而，在半双工的方案中，信息传输的源节点或者中继节点在信息传输过程中总有一个不工作，从而导致时间资源不能完全利用，进而造成频谱效率的下降。另有文献记载在时间切换机制下的采用编码转发的全双工(Full Duplexing，FD)无线携能中继方案，需要采用有效方法提升整个系统容量。

发明内容

本发明提供一种基于空域调制的无线携能中继传输方法，在时间切换机制下的无线携能中继系统中，通过编码放大的方式将空域调制技术(Spatial Modulation,SM)应用在中继节点，从而提升系统容量。

本发明的原理是：空域调制SM技术是一种不仅将信息比特映射在星座点上，还将额外的信息比特映射在天线序号的新型多天线技术。SM技术具有只激活部分天线发射信息的特质，因此，SM非常适合于应用在无线携能通信，此时天线不止局限于单一的发射信息或者接收信息的固定安排，而可以灵活随机选择天线，从而提高信息容量。为此，本发明提出一种将SM通过编码转发的方式应用在中继端的技术方案，充分利用空域调制以单射频链路可以获得空分复用增益的优势，提升在时间切换机制下全双工无线携能中继系统的整个系统容量。

本发明提供的技术方案是：

一种基于空域调制的无线携能中继传输方法，针对全双工无线携能中继系统进行信息传输的整个过程，将空域调制SM通过编码转发的方式引入全双工无线携能中继系统的中继端中，所述全双工无线携能中继系统包括源节点、中继节点、空域调制天线选择器和目的节点；所述传输方法利用空域调制，以单射频链路获得空分复用增益，提高全双工无线携能中继系统的系统容量；包括以下步骤：

1)空域调制天线选择器激活部分天线发射信息，包括：

11)在中继节点，一部分天线被空域调制天线选择器激活，用来接收来自源节点发送的信号；

12)在中继节点，另一部分未被激活的天线用来转发来自源节点的信号至目的节点；

2)设置时间切换机制，分为时间切换机制1和时间切换机制2；