[發明專利]一種支持信息與能量同傳的高效資源分配方法

有效

• 申請號: 201710449106.3
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107241180B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 唐嵐;吳雙
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04W72/04;H04W72/08;H04L27/26
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種支持信息與能量同傳的高效資源分配方法，包括如下步驟：

(1)基站給用戶發射導頻信號,用戶估計信道狀態信息并將信息反饋給基站；

(2)基站根據信道狀態信息計算子載波分配因子，并在子載波上平均分配功率；

(3)基站將分配方法通知用戶，用戶從分配的子載波中解碼信息，從未分配的子載波中采集能量；

所述步驟(2)中，計算子載波分配因子的步驟如下：

1)生成信道增益矩陣，求出對應的數據傳輸與能量采集矩陣；

2)將所有子載波均分別分配給所得數據傳輸量最大的用戶，計算此時每個用戶采集到的能量；

3)將每個用戶采集到的能量與最低能量采集閾值比較，判斷每個用戶是否滿足能量采集約束：若用戶采集到的能量高于閾值的即判定為滿足能量采集約束，否則判定為不滿足能量采集約束；檢索出不滿足能量采集約束的用戶，若所有用戶均滿足能量采集約束則轉步驟7)，否則轉步驟4)；

4)從所述不滿足能量約束的用戶中按子載波對應用戶解碼出的數據量從小到大的順序進行重新分配，將當前排序后解碼數據量最小的子載波分配給能夠從該子載波解碼出最大數據量的能量滿足能量采集約束的用戶，若已滿足能量采集約束的用戶在得到此子載波后采集到的能量不再滿足能量采集約束，則放棄得到此子載波,并且將該用戶對此子載波標記為不可分配用戶,繼續對此子載波可分配用戶能夠解碼的數據量進行排序,將該子載波由從小到大的順序重復本步驟進行用戶選擇；

5)判斷得到新子載波的用戶此時是否滿足最低能量采集約束，如滿足則轉步驟6)，否則轉步驟4)；

6)判斷此時貢獻出子載波的用戶是否滿足最低能量采集約束，如滿足則轉步驟3)，否則轉步驟4)；

7)計算所有用戶此時的數據量之和得到系統吞吐量。

2.根據權利要求1所述的一種支持信息與能量同傳的高效資源分配方法，其特征在于，所述用戶采集的能量為：

其中：n為子載波序號，N為子載波數，δ_k,n為子載波分配因子，當子載波分配給用戶k解碼信息時δ_k,n＝1否則δ_k,n＝0；h_k,n為信道增益，所述信道增益包含了大尺度衰落，為平均分配到每個子載波上的發射功率。

3.根據權利要求2所述的一種支持信息與能量同傳的高效資源分配方法，

其特征在于，所述的用戶用于進行信息解碼的信號與干擾加噪聲比SINR 為：

其中：N₀是均值為零，方差為σ²的加性高斯白噪聲。

4.根據權利要求3所述的一種支持信息與能量同傳的高效資源分配方法，其特征在于，所述的所有用戶信息解碼之和為：

式中，K為用戶數,B為系統總帶寬。

5.根據權利要求2所述的一種支持信息與能量同傳的高效資源分配方法，其特征在于，每個子載波能且只能分配給一個用戶用來解碼信息：

式中，K為用戶數。

6.根據權利要求2所述的一種支持信息與能量同傳的高效資源分配方法，其特征在于，基站采用平均功率分配方式：

其中P為基站總發射功率。

7.根據權利要求2所述的一種支持信息與能量同傳的高效資源分配方法，其特征在于，用戶需滿足最低能量采集閾值

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