[发明专利]一种支持信息与能量同传的高效资源分配方法

权利要求书

1.一种支持信息与能量同传的高效资源分配方法，包括如下步骤：

(1)基站给用户发射导频信号,用户估计信道状态信息并将信息反馈给基站；

(2)基站根据信道状态信息计算子载波分配因子，并在子载波上平均分配功率；

(3)基站将分配方法通知用户，用户从分配的子载波中解码信息，从未分配的子载波中采集能量；

所述步骤(2)中，计算子载波分配因子的步骤如下：

1)生成信道增益矩阵，求出对应的数据传输与能量采集矩阵；

2)将所有子载波均分别分配给所得数据传输量最大的用户，计算此时每个用户采集到的能量；

3)将每个用户采集到的能量与最低能量采集阈值比较，判断每个用户是否满足能量采集约束：若用户采集到的能量高于阈值的即判定为满足能量采集约束，否则判定为不满足能量采集约束；检索出不满足能量采集约束的用户，若所有用户均满足能量采集约束则转步骤7)，否则转步骤4)；

4)从所述不满足能量约束的用户中按子载波对应用户解码出的数据量从小到大的顺序进行重新分配，将当前排序后解码数据量最小的子载波分配给能够从该子载波解码出最大数据量的能量满足能量采集约束的用户，若已满足能量采集约束的用户在得到此子载波后采集到的能量不再满足能量采集约束，则放弃得到此子载波,并且将该用户对此子载波标记为不可分配用户,继续对此子载波可分配用户能够解码的数据量进行排序,将该子载波由从小到大的顺序重复本步骤进行用户选择；

5)判断得到新子载波的用户此时是否满足最低能量采集约束，如满足则转步骤6)，否则转步骤4)；

6)判断此时贡献出子载波的用户是否满足最低能量采集约束，如满足则转步骤3)，否则转步骤4)；

7)计算所有用户此时的数据量之和得到系统吞吐量。

2.根据权利要求1所述的一种支持信息与能量同传的高效资源分配方法，其特征在于，所述用户采集的能量为：

其中：n为子载波序号，N为子载波数，δ_k,n为子载波分配因子，当子载波分配给用户k解码信息时δ_k,n＝1否则δ_k,n＝0；h_k,n为信道增益，所述信道增益包含了大尺度衰落，为平均分配到每个子载波上的发射功率。

3.根据权利要求2所述的一种支持信息与能量同传的高效资源分配方法，

其特征在于，所述的用户用于进行信息解码的信号与干扰加噪声比SINR 为：

其中：N₀是均值为零，方差为σ²的加性高斯白噪声。

4.根据权利要求3所述的一种支持信息与能量同传的高效资源分配方法，其特征在于，所述的所有用户信息解码之和为：

式中，K为用户数,B为系统总带宽。

5.根据权利要求2所述的一种支持信息与能量同传的高效资源分配方法，其特征在于，每个子载波能且只能分配给一个用户用来解码信息：

式中，K为用户数。

6.根据权利要求2所述的一种支持信息与能量同传的高效资源分配方法，其特征在于，基站采用平均功率分配方式：

其中P为基站总发射功率。

7.根据权利要求2所述的一种支持信息与能量同传的高效资源分配方法，其特征在于，用户需满足最低能量采集阈值

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