[發明專利]一種MIMO無線能量通信網絡最大化吞吐量方法

有效

• 申請號: 201710362750.7
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107332595B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 柯峰;黃曉宇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04B7/0426
• 分類號: H04B7/0426;H04B7/0456;H04L5/00;H04L27/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

1.一種MIMO無線能量通信網絡最大化吞吐量方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1用戶U_i獲取信道矩陣H_i并做奇異值分解；

采用奇異值分解技術分解信道矩陣H_i以及預編碼矩陣G_i，分解H_i得到N個并行子信道，所述H_i分解成U_H,i是左酉矩陣，Σ_H,i表示H_i的奇異值矩陣，其中第l個對角線上的元素表示第l個并行子信道的增益，V_H,i是右酉矩陣，是V_H,i的共軛轉置矩陣；

所述G_i分解成U_G,i是左酉矩陣，Σ_G,i表示G_i的功率分配矩陣，其第l個對角線上的元素表示對第l個并行子信道的功率分配因子，V_G,i是右酉矩陣，i的取值范圍為1≤i≤K，K為用戶數；

S2把G_i的左右酉矩陣分別設置成V_H,i和調制分集酉矩陣V_M；

S3開始時隙分配與功率分配兩步迭代算法，設置迭代次數n＝0；

S4第n次迭代A步：在一個傳輸時間塊T內，對下行能量傳輸時隙τ₀T和K個用戶的上行信息傳輸時隙集合{τ_iT}共K+1個時隙，以吞吐量最大化為目標進行優化分配，基于第n-1次迭代得到的K個功率分配矩陣的集合得到第n次迭代的時隙分配向量：τ⁽ⁿ⁾＝[τ₀,τ₁,...,τ_K]；

S5第n次迭代B步：基于S4中得到的優化時隙分配向量τ⁽ⁿ⁾，采用梯度下降法結合內點法，以吞吐量最大化為目標進行迭代計算直至收斂，得到第n次迭代的功率分配矩陣集合

S6判斷是否滿足吞吐量收斂條件，若不滿足，令n＝n+1并重復S4到S5的迭代過程；若滿足收斂條件，則得到最優時隙分配向量τ^*以及K個用戶的最優功率分配矩陣的集合

S7將S6中得到的時隙分配向量τ^*作為下行能量傳輸與上行信息傳輸的時隙分配方案，基于S6中得到的用戶U_i的最優功率分配矩陣和S2得到左右酉矩陣進行乘積作為用戶U_i的預編碼矩陣，即利用預編碼矩陣進行上行信息傳輸；

所述S4中優化時隙分配τ具體實現依照下述公式：

其中θ_i表示用戶U_i的下行信道狀況，是一個自定義方程g_i(w_i)＝0的解。

2.根據權利要求1所述的一種MIMO無線能量通信網絡最大化吞吐量方法，其特征在于，所述V_M采用調制分集星座圖旋轉構成，具體為：

其中，N_t是用戶U_i的發射天線數，N_r是信息-能量混合收發機的天線數，q_M則依不同的調制方式而定，j表示虛數單位，即j×j＝-1。