[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

说明书

本发明公开了一种采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法，包括建立时变瑞利衰落模型、在中继处和目的地处使用线性最小均方误差理论计算出两种策略下信源到中继链路和中继到目的地链路的信道增益的步骤。本发明的方法解决了现有技术中缺乏针对采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法的技术问题，能够准确、快速地得到信道估计值，计算精确，有效。

技术领域

本发明涉及无线能量收集领域，具体涉及一种采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法。

背景技术

无线中继是延伸传输范围或增加基站网络覆盖的有效方法，无需额外的基础设施。一种常用的无线中继协议是放大转发，其中中继节点从信源接收信号，然后在将其转发到目的地之前进行简单地放大，无需进一步处理。传统放大转发中继协议的一个重要问题是中继节点必须消耗自己的能量来放大和转发信号源。这在某些应用中是不可取的，例如，中继节点是同一网络中依赖电池操作的对等用户，中继操作将使电池消耗得更快。为了解决这个问题，可以采用无线能量收集。在无线能量收集中继中，中继节点通常配备有能量收集器，以便在请求中继节点执行放大和转发操作之前，信源为中继节点传送一定量的能量以便其收集。因此，中继节点不再需要担心电池的使用情况。在某些情况下，它甚至可以通过从其他来源收集从而获得能量。为此，能量收集中继在过去几年中受到了高度重视。

对于传统中继和无线能量收集中继，其系统设计的重要部分都是信道估计。信道估计器需要为从信源到中继以及从中继到目的地的链路提供信道状态信息即信道增益，使得中继处可以使用信道增益来设置放大因子或目的地处可以使用信道增益来相干解调接收到的信号。

信道估计一直是已经研究了几十年的无线通信中长期存在的问题。对于传统中继的信道估计已经有相当多的工作，然而关于无线能量收集中继的信道估计的研究很少，目前无线通信技术领域缺乏针对采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术缺乏针对采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法的技术问题，本发明提供一种基于线性最小均方误差的采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种采用无线能量收集的放大转发中继的信道估计方法，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。具体包括：

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；