[发明专利]一种无线携能通信认知网络有益干扰设计方法

权利要求书

1.一种无线携能通信认知网络有益干扰设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：建立系统模型，系统模型包括一个次用户基站，K个次用户接收机和L个主用户接收机；次用户基站通过信道h_k向K个次用户发送信号，次用户能够同时进行能量捕获和信息译码；根据系统模型得到次用户网络传输时主用户干扰功率；具体过程如下：步骤一的具体过程如下：

第k个次用户接收到的信号y_k为：

其中，为次用户基站到次用户接收机之间的基带等效信道，s_i为次用户基站发送的信息信号，v_i为基站的发送波束成形矢量，n_k为每个次用户接收噪声；

接收到的信号y_k被分为两部分，一部分用来信息处理，用来信息处理的信号所占比例为ρ_k，另一部分用来能量捕获，用来能量捕获的信号所占比例为1-ρ_k，功率分离因子为ρ_k∈(0,1)；其中，用于信息处理的信号表示为：

其中，n_wk为信息译码过程中的处理噪声；在次用户网络传输中，次用户接收信干噪比SINR_k表示为：

用于能量捕获的信号表示为：

每个次用户采集到的能量P_k为：

其中，η为能量转换效率；

对于第l个主用户，干扰功率I_l表示为：

其中，为次用户基站到次用户接收机之间的基带等效信道；

表示第k个次用户接收噪声功率；

表示第k个信息译码过程中的处理噪声功率；

γ_k表示次用户信干噪比阈值；

E_k表示第k个次用户能量捕获阈值；

β_l表示第k个次用户网络传输对主用户的干扰阈值；

t_k表示任意变量，满足t_k≥0；

p_k表示与功率分离因子ρ_k有关的变量，定义

步骤二：根据主用户干扰功率、次用户捕获能量和信息接收，在发射端已知完美信道状态信息条件下，建立最小化次用户基站发送功率优化问题；将建立的最小化次用户基站发送功率优化问题转化为SOCP上界和下界优化问题，并求解，具体过程如下：步骤二中建立最小化次用户基站发送功率优化问题的具体过程为：

根据主用户干扰功率，在发射端已知完美信道状态信息条件下，对利用有益干扰的预编码方案进行分析，建立最小化次用户基站发送功率优化问题。

2.根据权利要求1所述的一种无线携能通信认知网络有益干扰设计方法，其特征在于，步骤二中建立最小化次用户基站发送功率优化问题的具体过程为：PSK调制下的信号表示为s表示恒定的幅度且s＝1，表示相位，因此，第k个次用户接收到的信号y_k重写为：

次用户能量捕获部分表示为

每个次用户采集的能量为：

次用户信息处理部分表示为：

次用户网络传输对主用户的干扰功率I_l表示为：

定义参数得到第k个次用户接收信号的实部和虚部满足如下条件：

其中，为有益区域的距离，由信噪比约束得到，θ为有益干扰区域的最大角度偏移量，θ＝π/M,其中M为给定的调制阶数；

次用户基站的发送功率P_T表示为：

在满足每个次用户信干噪比约束、次用户捕获能量约束、次用户网络传输对主用户干扰功率约束以及功率分离因子约束的条件下，建立的最小化次用户基站发送功率的优化问题，表示如下：

其中，η为能量转换效率，且0＜η＜1；表示相位。