[发明专利]无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法及无线供能MIMO中继系统

权利要求书

1.一种无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，应用于无线供能MIMO中继系统，所述无线供能MIMO中继系统包括：源节点、中继节点及目的节点；所述无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法包括：

将所述无线供能MIMO中继系统的源节点与所述中继节点之间的第一信道矩阵进行分解，以得到第一信道矩阵对应的第一对角矩阵；

将所述无线供能MIMO中继系统中继节点与所述目的节点之间的第二信道矩阵进行分解，以得到第二信道矩阵对应的第二对角矩阵；

使用第一对角矩阵及第二对角矩阵表示所述源节点与所述中继节点中传输信息对应的第二预编码矩阵，得到第二预编码矩阵对应的第一影响因子；

使用第一对角矩阵及第二对角矩阵表示所述中继节点与所述目的节点中传输信息对应的第三预编码矩阵，得到第三预编码矩阵对应的第二影响因子；

根据第一影响因子及第二影响因子得到所述第一影响因子及第二影响因子计算得到的优化公式；

根据所述优化公式与源节点的标称功率的关系计算得到所述优化第一影响因子及优化第二影响因子，以通过所述优化第一影响因子及优化第二影响因子对所述无线供能MIMO中继系统的功率进行分配。

2.如权利要求1所述的无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，所述根据第一影响因子及第二影响因子得到所述第一影响因子及第二影响因子计算得到的优化公式的步骤包括：

将所述第一影响因子作为第一变量集X，将第一影响因子、第二影响因子及第一对角矩阵计算形成第二变量集Y；

初始优化公式可表示为：

根据所述初始优化公式得到初始优化公式的上界表示：

其中，X＝[x₁,…,x_N2]^T；Y＝[y₁,…,y_N2]^T；a_i表示第一对角矩阵中第i个对角元素；b_i表示第一对角矩阵中第i个对角元素与第二对角矩阵的第i个对角元素的乘积；

将所述初始优化公式的上界作为更新的优化公式。

3.如权利要求2所述的无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，所述根据所述优化公式与源节点的标称功率的关系计算得到所述优化第一影响因子及优化第二影响因子，以通过所述优化第一影响因子及优化第二影响因子对所述无线供能MIMO中继系统的功率进行分配的步骤包括：

根据所述优化公式与源节点的标称功率的关系得到表达式为：

其中，N₂表示源节点传输的信号的维数；P_α表示在时间切换因子α条件下源节点的信号标称功率；

引入拉格朗日乘子得到计算公式：

其中，ν≥0表示拉格朗日乘子；

根据上述计算公式得到第一变量集和第二变量集的迭代表达式；

将所述拉格朗日乘子作为迭代变量迭代计算所述第一变量集和第二变量集的表达式，以得到优化第一变量集及优化第二变量集；

根据所述优化第一变量集及优化第二变量集计算得到所述优化第一影响因子及优化第二影响因子。

4.如权利要求3所述的无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，所述根据上述计算公式得到第一变量集和第二变量集的迭代表达式的步骤包括：

在最优性条件下，对所述计算公式求导可得：

根据求导结果进行换算得到所述第一变量集和第二变量集的表达式，所述第一变量集和第二变量集的迭代表达式表示为：

其中，[x]⁺＝max(x,0)；表示第一变量集第i个变量的优化初始值；表示第二变量集第i个变量的优化初始值。