[發明專利]一種射頻能量收集中繼網絡中的協作傳輸方法

有效

• 申請號: 201710492643.6
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107508628B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 陳健;楊萌琪;楊龍;闊永紅;賀冰濤;衣建甲
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B7/155
• 分類號: H04B7/155;H04B17/336;H04B17/40
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種射頻能量收集中繼網絡中的協作傳輸方法，其特征在于，所述射頻能量收集中繼網絡中的協作傳輸方法所適用的網絡架構至少包含一個源節點，一個目的節點和一個中繼節點，其中源節點和目的節點具有穩定的電力供給；中繼節點為能量受限節點，并在源節點廣播信號時收集射頻信號能量，轉化為電能存儲在電池中；在信息傳輸過程中，目的節點根據實時信道狀態選擇是否需要中繼節點協作，中繼節點根據自身能量狀態和信道狀態決策是否協作信息傳輸；

所述射頻能量收集中繼網絡中的協作傳輸方法具體包括以下步驟：

步驟一，目的節點根據信道狀態信息判斷是否需要中繼協作傳輸信息，若不需要中繼協作傳輸，則轉步驟四；若需要中繼協作傳輸，則轉步驟二；

步驟二，目的節點計算中繼節點的協作效益因子，并判斷是否請求中繼協作傳輸，若中繼節點的協作效益因子不小于門限值，則目的節點請求中繼節點協作信息傳輸，轉步驟三；若中繼節點的協作效益因子小于門限值，則目的節點不請求中繼節點協作信息傳輸，轉步驟五；

步驟三，中繼節點基于自身電池的能量狀態和信道狀態信息判斷是否協作源節點到目的節點的信息傳輸，若中繼節點不協作信息傳輸，則轉步驟五；若中繼節點協作信息傳輸，則轉步驟六；

步驟四，網絡執行傳輸模式I，即源節點在整個時隙的持續時間T內向目的節點發送信息信號，目的節點接收該信號并對接收到的信號進行信息檢測，在此期間中繼節點進行射頻能量收集；

步驟五，網絡執行傳輸模式II，即源節點在整個時隙的持續時間T內廣播射頻能量信號，中繼節點進行射頻能量收集，目的節點關閉電路節省能量；

步驟六，網絡執行傳輸模式III，在時隙的前T/2時間內，源節點廣播信息信號，中繼節點接收該信號并進行解碼，目的節點接收該信號暫不解碼；在時隙的后T/2時間內，中繼節點將解碼后的信息再編碼，并向目的節點轉發編碼后的信號，目的節點接收該中繼轉發信號并將其與源節點廣播的信號進行最大比合并，最后進行解碼。

2.如權利要求1所述的射頻能量收集中繼網絡中的協作傳輸方法，其特征在于，所述步驟一中的具體包括：

第一步，源節點S廣播導頻序列，中繼節點R估計源節點S到中繼節點R的信道衰落因子h_sr(t)，目的節點D估計源節點S到目的節點D的信道衰落因子h_sd(t)；

第二步，中繼節點R廣播導頻序列，目的節點D估計中繼節點R到目的節點D的信道衰落因子h_rd(t)；

第三步，目的節點D計算當前時隙信號通過源節點S到目的節點D間直傳鏈路后的接收信噪比γ_sd(t)，并與解碼信噪比門限γ_o進行比較，判斷當前時隙是否需要中繼節點R協作傳輸：若γ_sd(t)≥γ_o，則目的節點D判定當前時隙不需要中繼協作傳輸，廣播信令信號x^I，告知源節點S和中繼節點R當前時隙網絡執行傳輸模式I，轉步驟四；若γ_sd(t)＜γ_o，則目的節點D判定當前時隙需要中繼協作傳輸，轉步驟二。

3.如權利要求2所述的射頻能量收集中繼網絡中的協作傳輸方法，其特征在于，所述第三步中的信號通過S→D鏈路后在目的節點D處的接收信噪比γ_sd(t)和解碼信噪比門限γ_o分別計算如下：

其中，P_S為源節點S的額定發射功率，為目的節點D處的高斯白噪聲方差，R_t為網絡的目標傳輸速率，|·|²為取模值平方運算符。