[发明专利]一种采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法

权利要求书

1.一种采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立时变瑞利衰落的Jakes模型；

步骤2：确定所述的放大转发中继采用的能量收集策略，所述策略包括时间分配策略和功率切割策略；

步骤3：在中继处和目的地处使用线性最小均方误差理论，针对具体的能量收集策略，计算这两种策略中信源到中继链路和中继到目的地链路的信道增益。

2.根据权利要求1所述的一种采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法，其特征在于，所述的步骤3包括：

a,计算信道增益自相关函数计算公式为：

所述的J₀(x)是第一类的零阶贝塞尔函数；所述的f是载波频率；所述的T_s是符号间隔；所述的fT_s赋值为0.01；所述的σ_h符合表示平均衰落功率，具体数值根据实际的信道环境进行确定；

b,设p是中继处包含L个导频的接收信号的L×1向量，q是目的地处包含L个导频的接收信号的L×1向量，r₁表示信源到中继链路中k＝1,2,…,K处的衰落系数h₁(k)与p之间的L×1相关向量，R₁为p的L×L的自相关矩阵，r₂表示中继到目的地链路中k＝1,2,…,K处的衰落系数h₂(k)与q之间的L×1相关向量，R₂为q的L×L自相关矩阵；

针对具体的能量收集策略和信道增益的相关公式，计算相关向量r₁、自相关矩阵R₁、相关向量r₂、自相关矩阵R₂、接收信号向量p以及接收信号向量q；

c,使用线性最小均方误差理论，估计信源到中继链路中k＝1,2,…,K处的衰落系数h₁(k)和中继到目的地链路中k＝1,2,…,K处的衰落系数h₂(k)：

3.根据权利要求2所述的一种采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法，其特征在于，所述的步骤b还包括：

如果所述的放大转发中继采用时间分配的能量收集策略，则：

计算相关向量r₁，所述r₁的第l个元素为：l＝-K-3，-1，K+1，2K+3，k＝1，2，…，K；所述P₁是信源的传输功率，赋值为1；

计算自相关矩阵R₁，所述R₁的第(l₁,l₂)的元素为：l₁，l₂＝-K-3，-1，K+1，2K+3，所述δ(x)是狄拉克脉冲函数；所述为复加性高斯白噪声的方差，赋值为1；

计算相关向量r₂，所述r₂的第l个元素为：l＝-(K+1)，0，K+1，2(K+1)，m＝-(K+2)，0，K+2，2(K+1)；所述的E{|h₁(m)|}在时变瑞利衰落模型中有：对于任意的m，所述的η为能量采集器的转换效率，赋值为1；

计算自相关矩阵R₂，所述R₂的第(l₁,l₂)的元素为：

l₁，l₂＝-K-1，0，K+1，2(K+1)，m₁，m₂＝-(K+2)，0，K+2，2(K+2)；所述的E{|h₁(m₁)||h₁(m₂)|}在时变瑞利衰落模型中，当m₁＝m₂时，有当m₁≠m₂时，有

计算中继处包含L个导频的接收信号的L×1向量p和目的地处包含L个导频的接收信号的L×1向量q；所述导频数L在平衡信道估计和性能的情况下，赋值为4；p的4个分量为l＝-K-3，-1，K+1，2K+3；q的4个分量为l＝-(K+1)，0，K+1，2(K+1)；所述的根据具体系统进行设定，是h₁(l)、h₂(l)的初始设定值；所述的n₁(l)和n₂(l)都是均值为零，方差为的加性高斯白噪声，赋值为1；所述的P₂是中继的传输功率，并且m＝-(K+2)，0，K+2，2(K+2)；所述的根据具体系统进行设定，是信源到中继链路处的衰落系数的初始设定值。

4.根据权利要求3所述的一种采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法，其特征在于，所述的步骤b还包括：

如果所述的放大转发中继采用功率切割的能量收集策略，则：

计算相关向量r₁，所述r₁的第l个元素为：

l＝-(K+1)，0，K+1，2(K+1)，k＝1，2，…，K；所述的ρ是功率切割因子，根据仿真实验，赋值为0.3；所述P₁是信源的传输功率，赋值为1；

计算自相关矩阵R₁，所述R₁的第(l₁,l₂)的元素为：

l₁，l₂＝-(K+1)，0，K+1，2(K+1)，所述δ(x)是狄拉克脉冲函数；所述是均值为零的加性高斯白天线噪声n_1a(k)的方差；所述是均值为零的加性高斯白转换噪声n_1d(k)的方差，赋值

计算相关向量r₂，所述r₂的第l个元素为：

l＝-(K+1)，0，K+1，2(K+1)，m＝-2(K+1)，-(K+1)，0，K+1；所述的在时变瑞利衰落模型中近似为具有尺度参数和形状参数K+1的Gamma分布所述的η为能量采集器的转换效率，赋值为1；

计算自相关矩阵R₂，所述R₂的第(l₁,l₂)的元素为：

l₁，l₂＝-(K+1)，0，K+1，2(K+1)，m₁，m₂＝-2(K+1)，-(K+1)，0，K+1；所述的在时变瑞利衰落模型中，当m₁＝m₂时，等于m₁≠m₂时，近似于

计算中继处包含L个导频的接收信号的L×1向量p和目的地处包含L个导频的接收信号的L×1向量q；所述导频数L在平衡信道估计和性能的情况下，赋值为4；p的4个分量为l＝-(K+1)，0，K+1，2(K+1)；q的4个分量为l＝-(K+1)，0，K+1，2(K+1)；所述的根据具体系统进行设定，是h₁(l)、h₂(l)的初始设定值；所述n_1a(l)是均值为零方差为的加性高斯白天线噪声；所述n_1d(l)是均值为零方差为的加性高斯白转换噪声，所述的n₂(l)是均值为零，方差为的加性高斯白噪声，赋值为1；所述的P₂是中继的传输功率，并且m＝-(K+2)，0，K+2，2(K+2)；所述的根据具体系统进行设定，是信源到中继链路处的衰落系数的初始设定值。