[发明专利]一种基于OFDM放大转发协作的无线携能通信方法

权利要求书

1.一种基于OFDM放大转发协作的无线携能通信方法，无线携能通信系统由一个源节点S，一个接收节点D和一个中继节点R组成，发送端有K个子载波，传输时间分为两个均等时隙，各占传输时间的其特征在于：所述基于OFDM放大转发协作的无线携能通信方法包括以下步骤：

1)源节点发送信息给中继节点和接收节点，中继节点用一部分子载波接收信息，用剩余部分子载波来收集能量，接收节点则用全部子载波接收信息；

2)中继节点利用其收集到的全部能量Q放大转发源节点的信息到接收节点；

源节点和中继节点之间的子载波和功率分配问题建模为：

满足以下条件

其中，和分别表示S→R链路上用于信息和能量接收的子载波集合，ρ_k,k'表示子载波配对系数，如果第一个时隙的子载波k和第二个时隙的子载波k'进行配对，则ρ_k,k'＝1，否则ρ_k,k'＝0，p_d,k和p_e,k分别表示子载波k在S→R链路上用于信息和能量接收的功率，p_d,k'表示子载波k'在S→D链路上用于信息接收的功率，p_r,k'表示子载波k'在R→D链路上用于信息接收的功率，R_d表示接收节点通过两个时隙信息发送获得的总速率，P表示源节点发送总功率，h_2,k表示子载波k在源节点到中继节点的信道系数，表示子载波k在中继节点上接收源节点信号的噪声方差；

通过拉格朗日对偶分解方法获得上述的最优子载波和功率分配：

其中，β₁，β₂和β₃表示拉格朗日乘子，h_1,k，h_1,k'和h_3,k'分别表示子载波k和k'在源节点到中继节点，源节点到接收节点和中继节点到接收节点的信道系数，和分别表示子载波k和k'在中继节点接收源节点信号，接收节点上接收源节点和中继节点信号的噪声方差，

所述步骤1)中，中继节点获得的信息速率表示为：

中继节点接收到的能量表示为：

其中ζ表示能量转换效率；

所述步骤2)中，接收节点通过源节点直传获得的速率表示为：

接收节点通过两个时隙信息发送获得的总速率表示为：

其中，