[发明专利]速率自适应功率分离中继方法

摘要

本发明公开了速率自适应功率分离中继方法，应用于由源、中继和目标三个节点构成的三节点无线携能通信系统，所述中继的接收端配备有能量接收器与信息接收器，分别从源节点发送的射频信号中获得能量与信息，整个传输周期T被分为βT、(1‑β)T两个时隙，其中β为时间变量，0β1；在第一时隙βT内，中继按ρ:1‑ρ的比率将接收信号功率P分成ρP和(1‑ρ)P两部分，功率ρP送入能量接收器进行能量收集，功率(1‑ρ)P送入信息接收器进行信息解码，其中ρ为功率分离变量，0ρ1；在第二时隙(1‑β)T内，中继用在第一时隙βT内收集到的所有能量将信号发送至目标。本发明的方法能通过优化时间变量与功率分离变量来最大化系统吞吐量，可优化的维度更高；减少系统中断概率，提高系统的最大吞吐量。

主权项

速率自适应功率分离中继协议，应用于由源、中继和目标三个节点构成的三节点无线携能通信系统，所述中继的接收端配备有能量接收器与信息接收器，分别从源节点发送的射频信号中获得能量与信息，其特征在于，整个传输周期T被分为βT、(1‑β)T两个时隙，其中β为时间变量，0<β<1；在第一时隙βT内，中继按ρ:1‑ρ的比率将接收信号功率P分成ρP和(1‑ρ)P两部分，功率ρP送入能量接收器进行能量收集，功率(1‑ρ)P送入信息接收器进行信息解码，其中ρ为功率分离变量，0<ρ<1；在第二时隙(1‑β)T内，中继利用在第一时隙βT内收集到的所有能量将信号发送至目标；源到中继的传输速率和中继到目标的传输速率根据传输时间不同进行相应的调整，满足关系式：βTVSR＝(1‑β)TVRD，其中VSR为源到中继的传输速率，VRD为中继到目标的传输速率；中继接收信号的信噪比为：目标接收信号的信噪比为：中继可接收的能量Eh＝ηρPS|h|2βT，其中η为能量转换效率；根据香农定理，得：中继的接收信号信噪比判决门限值SNRr为目标的接收信号信噪比判决门限值SNRd为：当SNRrrec>SNRr且SNRrrec>SNRd时，系统认定为连通，否则为中断；根据源到中继和中继到目标两段链路不同的传输时间和不同的传输速率，通过优化时间变量β与功率分离变量ρ，改变中继可接收的能量Eh及改变SNRr和SNRd，使系统吞吐量达到最大值；上述的变量定义：PS为源传输功率，|h|2为源到中继的信道功率增益，为中继噪声功率，Pr为中继转发功率，|g|2为中继到目标的信道功率增益，为目标噪声功率，V为基准速率，V/2＝βVSR＝(1‑β)VRD。