[发明专利]基于凸上界无线供电放大前传中继系统收发器的优化方法

说明书

本发明涉及一种基于凸上界无线供电放大前传中继系统收发器的优化方法。通过凸上界约束得出近似优化算法，该近似优化算法计算复杂度较小，算法的约束具有普遍意义，同时优化源预编码矩阵、中继预编码举证和ps比率，就能得到一个整体最优的结果，经过优化后的无线供电放大前传中继系统收发器交互信息更高。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于凸上界无线供电放大前传中继系统收发器的优化方法。

背景技术

在双跳放大前传(AF)多输入多输出(MIMO)中继系统中，中继节点依赖于接收来自源节点传输的无线频率(RF)能量来将源节点的信息前向传输至目的节点，在中继节点采用了功率分配(PS)协议实现能量采集和信息收取，源节点存在自供能，而中继节点则通过采集来自源节点的RF能量实现信息的放大前传。在一个通信循环中有两个阶段；在源阶段，信号从源节点传输至中继节点，此后中继节点应用PS协议来采集接受信号中的能量。在中继阶段，携带信息的信号在中继节点线性预编码后传输至目的节点。在各种不同的中继协议中，AF方法由于其实现简单和低处理延时的优点而被采用。除此之外，相比其他的中继协议，AF方法在中继节点进行解码和重新编码，因此更节约能量，使其能够适应于无线供能通信。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于凸上界无线供电放大前传中继系统收发器的优化方法，解决功率分配问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于凸上界无线供电放大前传中继系统收发器的优化方法，包括以下步骤：

S1、计算源节点和目的节点之间的MI值和中继节点上的能量约束；

S2、根据源节点和目的节点之间的MI值和中继节点上的能量约束计算优化问题，并将优化问题简化为功率分配问题；

S3、将功率分配问题利用上界转化为凸问题；

S4、通过半定约束将凸问题转化为半定规划问题，并求解半定规划问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、计算中继节点收到的信号向量y_r，计算公式为：

y_r＝HBs+v_r (1)

在公式(1)中，H为源节点和中继节点之间的一N_r*N_s的MIMO信道矩阵，其中N_r为中继节点的天线数目，N_s为源节点的天线数目，v_r为中继节点的加性高斯白噪声向量，其均值为0且B为N_s*N₁的源预编码矩阵，s为一束N₁*1的信号向量；

S12、通过信号向量y_r计算中间信号向量Z_r，计算公式为：

在公式(2)中，H的奇异分解值为其中Λ_h为对角元素降序排列的对角矩阵，U_h,1为U_h最左侧的N₁列，Λ_h,1为H中N₁个最大的奇异值构成的对角矩阵；

S13、通过PS协议，中继节点将中间信号向量Z_r去白噪声后的信号向量拆分为一个N₁＊N₁的PS矩阵D：