[发明专利]一种采用MRC且适用于SWIPT AF协议的中继选择方法

说明书

本发明提出了一种采用MRC且适用于SWIPT AF协议的中继选择方法，将中继传输过程分为四个阶段：信源节点在(1‑α)T内广播能量信号，中继节点采集能量；中继节点在第一个内接收信源节点广播的信息信号；在第二个内，接收信号y_SRk经第一传输节点放大后转发至目的节点；在第三个内，接收信号y_SRk由第二传输节点放大后转发至目的节点。若第一传输节点、第二传输节点为不同的中继节点，则目的节点采用最大比合并的方式将两个传输节点的信息信号合并为一个。本发明保证了系统能量效率的最大化，保障了通信系统的能耗。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体为一种采用MRC且适用于SWIPT AF协议的中继选择方法。

背景技术

随着无线通信网络的繁荣发展，无线通信设备的数量急剧增多。受设备电池容量大小的约束，其工作时间也受到了限制。为了延长这些便携式设备的使用寿命，我们可以使通信设备在接收信息的同时收集环境中的电磁能量，并将收集到的能量为自身供电，以延长设备的使用寿命。因此，在无线通信领域中提出了一个新的能量采集方式—无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)，SWIPT系统是无线传能与无线通信的结合，在保证设备正常通信的前提下，进行无线能量传输，对自身供电以延长使用寿命。在此系统中，存在着一种非常实用的接收机：功率分配(PowerSplitting)接收机，它将收集到的功率按比例分成两部分分别用于信息译码和能量收集。这就使得通信设备在正常通信的同时不断对自身进行充电，延长了自己的工作时间，为解决能量受限的便携式设备的供电问题提供了一种新的思路。除此之外，影响通信质量的一个很大因素是衰落，想通过加大发射功率来克服衰落是不现实的，于是提出了分集接收技术，分集接收效果不仅与分集方式，分集重数有关，还与接收端的合并方式有关，主要有最大比合并，选择式合并和增益合并等方法，其中最大比合并能够在接收端充分有效地利用获得的几个分集支路信号来克服衰落的影响，获得最大的输出信噪比，进而带来更好的误码率特性。

从文献检索的结果来看，应用于多中继的中继选择方法并不多，主要有以下两种选择方法。

第一种是随机选择方案。当γ_SDγ_th时，信源节点(S)与目的节点(D)之间采用直接传输；否则随机选择一个中继进行协助传输。随机中继选择不需要估计接收信噪比，该算法实现起来简单，然而，当无线衰落信道存在相关性，或者服从非同分布情况下，该方案的接收性能较差。

第二种是基于max-min选择准则的中继选择方法，它表明决策者应在各个方案中选择最坏的可能结果，然后择取提供最坏可能结果中的最佳者。即由信道估计分别得到信源节点和目的节点与每个中继节点间的信噪比γ_sk、γ_kd，在计算出的γ_sk、γ_kd中比较选出数值更小的信噪比；然后再比较各个中继节点选出的信噪比，找出数值最大的信噪比，该信噪比所对应的中继节点即为选择出的中继节点。max-min方法是选出一个中继同时与信源节点和目的节点进行通信，故为单天线选择方法；它能动态保证较差用户的通信质量，并进而提高传输速率；但是并没有选择利用系统最佳的通信路径，其可靠性有待提高。

需要进一步指出的是，上述两种中继选择方法均未考虑能量效率的问题。在能源受限的网络中,无线节点总是受到电池容量的约束，借助有线方式给电池供电或者更换电池可以为无线网络补充能量，然而，这种能量补给方式有时候会不方便，甚至完全没有办法实现。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种采用MRC且适用于SWIPT AF协议的中继选择方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种采用MRC且适用于SWIPT AF协议的中继选择方法，具体步骤为：