[发明专利]一种多用户数据与能量协作传输方法及系统

摘要

本发明提供一种多用户数据与能量协作传输方法及系统，方法包括：建立多个源节点至中继节点以及中继节点至多个目的节点的链路连接关系；计算最大发射功率、中继节点至目的节点链路的发射功率和信噪比；根据信噪比和链路自适应传输机制分别计算源节点至中继节点链路以及中继节点至目的节点链路的QAM调制阶数；根据计算出的两个QAM调制阶数，来确定中继链路的传输策略，包括可能降低实际发射时链路的QAM调制阶数、在传输空闲期发射能量信号。本发明的采用链路自适应传输的协作通信网络中，能够解决多用户通信场景中的能量与数据协作传输问题，根据计算出的两个调制阶数合理确定中继链路的传输方式，从而实现优化系统通信性能。

主权项

1.一种多用户数据与能量协作传输方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：建立多个源节点至一个中继节点以及该中继节点至多个目的节点的链路连接关系；步骤S2：根据中继节点的类型计算中继节点的最大发射功率，并根据最大发射功率和注水功率分配算法计算得到中继节点至目的节点链路的发射功率；步骤S3：根据得到的中继节点至目的节点链路的发射功率计算中继节点至目的节点链路的信噪比；步骤S4：根据信噪比和链路自适应传输机制分别计算源节点至中继节点链路的QAM调制阶数和中继节点至目的节点链路的QAM调制阶数；实现步骤S4的具体方法为，根据第i次中继传输时在中继节点处测量得到的第j条源节点至中继节点链路的信噪比和链路自适应传输机制确定第i次中继传输时第j条源节点至中继节点链路采用的QAM调制阶数为其中为第i次中继传输时第j条源节点至中继节点链路传输数据信号时的频带利用率，根据第i次中继传输时第j条中继节点至目的节点链路的信噪比和链路自适应传输机制确定第i次中继传输时第j条中继节点至目的节点链路采用的QAM调制阶数为其中为第i次中继传输时第j条中继节点至目的节点链路传输数据信号时的频带利用率；步骤S5：根据中继节点的类型以及源节点至中继节点链路的QAM调制阶数和中继节点至目的节点链路的QAM调制阶数，确定中继链路的传输方式；实现步骤S5的具体方法为，当中继节点为EH类型的节点时，设源节点至中继节点链路在时间T内可传输QAM调制阶数为的符号数为设中继节点至目的节点链路在时间T内传输QAM调制阶数为的符号数为源节点至中继节点的链路传输时间用第一时隙表示，中继节点至目的节点的链路传输时间用第二时隙表示，所述第一时隙包括子阶段A₁和子阶段A₂，其中子阶段A₁的时间长度为(1‑δ)T，子阶段A₂的时间长度为δT且在该时间段内源节点向中继节点发射能量信号，其中δ表示子阶段A₂在第一时隙中占用时间的比例，所述第二时隙包括子阶段B₁和子阶段B₂，子阶段B₁的时间长度为(1‑τ)T，子阶段B₂的时间长度为τT，其中τ表示子阶段B₂在第二时隙中占用时间的比例，则子阶段A₁传输的符号数为子阶段B₁需传输的符号数为子阶段B₂的时间长度为即所述步骤S5中，还包括当时,子阶段B₂用于中继节点发射能量信号到目的节点；当时，T和δ数值的选取按照当子阶段A₁选择最大阶QAM调制且子阶段B₁选择最小阶QAM调制时一次中继传输能够把子阶段A1中发送的数据全部通过中继传输到目的节点,或者降低源节点至中继节点链路的QAM调制阶数的原则进行选取的步骤；实现步骤S5的具体方法为，当中继节点为电网供电类型的节点时，设源节点至中继节点链路在时间T内可传输QAM调制阶数为的符号数为中继节点至目的节点链路在时间T内传输QAM调制阶数为的符号数为源节点至中继节点的链路传输时间用第一时隙表示，中继节点至目的节点的链路传输时间用第二时隙表示，所述第二时隙包括子阶段C₁和子阶段C₂，子阶段C₁的时间长度为(1‑α)T，子阶段C₂的时间长度为αT，其中α表示子阶段C₂在第二时隙中占用时间的比例，则子阶段C₁需要传输的符号数子阶段C₂的时间长度为即所述步骤S5中,还包括当时，子阶段C₂用于中继节点发射能量信号到目的节点，当时，令来降低源节点至中继节点链路的QAM调制阶数的步骤。