[發明專利]一種快速評估無線供電通信中信息傳輸中斷概率的方法

有效

• 申請號: 201711013320.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107835043B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 周思源;周全
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B17/336;H04B17/345;H04B17/391;H04B5/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種快速評估無線供電通信中信息傳輸中斷概率的方法，其特征是，包括如下步驟：1)MIMO傳輸WET，通過MINO技術實現WET：將PB進行預編碼處理，再依次經過發射端映射、MIMO傳輸、接收端映射處理，得到無線節點能量信號；2)MIMO傳輸WIT，通過MINO技術實現WIT：從無線節點到接入點之間采用MIMO傳輸信息信號，利用與WET相同的波束成形方法，得到無線節點接收到的信息信號的信干比；3)信息傳輸中斷概率：通過計算得到WIT的信息傳輸中斷概率的期望值。優點：本發明可以準確快速地評估出系統的信息傳輸中斷概率、以及揭示網絡的系統參數對信息傳輸中斷概率的影響。

技術領域

本發明涉及一種快速評估無線供電通信中信息傳輸中斷概率的方法，屬于無線通信中的能量采集技術領域。

背景技術

考慮大規模分布的PB為無線節點進行能量傳輸，無線節點利用采集到的能量進行信息傳輸，將信息上傳至接入點。PB、無線節點與接入點均有多根天線進行傳輸。整體通信過程分為兩個階段，第一個階段是從PB至無線節點的WET過程，第二個階段是從無線節點至接入點的WIT過程。在第二階段的WIT過程中，接入點受到的同頻干擾也被考慮在了網絡模型中，干擾源為接入點周圍呈隨機分布的其他無線節點?；谝陨厦枋龅木W絡模型，要想獲得WIT的信息傳輸中斷概率是一個較為復雜的目標，通常需要利用軟件進行蒙特卡洛仿真以得出信息傳輸中斷概率的期望值。如果網絡規模較大，此仿真過程需要消耗大量的計算資源與運行時間。

射頻信號能量采集技術能夠將無線設備接收到的無線信號轉換為電能，無線設備無需連接電網或者更換電池即可獲得持續穩定的電能供給，并利用所轉換的電能進行信號處理和信號發射。能量采集的過程通常稱為無線能量傳輸(WET)，因為能夠顯著地增加低功耗無線設備的壽命并降低無線通信中的能量限制瓶頸，WET得到了學術界和工業界的廣泛關注，并且被視為下一代移動通信系統中的一項極具應用前景的技術。

為了實現WET與無線信息傳輸(WIT)的融合，能量信標(PB)作為一種能量信號的專用發射終端，專門向無線節點進行WET，無線節點利用采集存儲的能量完成WIT。由于WET與WIT被拆分為兩步傳輸，且PB與信息信號的收發端互相獨立，PB協助式WPC網絡的部署更為便捷，WET與WIT的聯系也更為緊密。因此，PB可以被大規模部署在WPC網絡中以抑制其“雙近遠”問題，并實現WET的高效傳輸和WIT的高中斷概率傳輸。

隨機幾何理論可以有效地刻畫網絡中大規模節點位置信息的隨機分布，當網絡節點在一定區域內呈現隨機分布時，泊松點過程(PPP)既可以準確得描述節點的隨機分布特征，又能夠為得到網絡性能指標的數學解析解提供條件。

為了提高能量信號與信息信號的傳輸率，多輸入多輸出(MIMO)技術可以被運用在無線供電通信網絡中。通過在PB、無線節點、接入點等終端設備上裝配多根天線，能量信號與信息信號的傳輸信干噪比將被大幅提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種快速評估無線供電通信中信息傳輸中斷概率的方法，不僅能夠快速獲得系統的性能指標，又能夠揭示出網絡參數對于信息傳輸中斷概率的影響。

為解決上述技術問題，本發明提供一種快速評估無線供電通信中信息傳輸中斷概率的方法，其特征是，包括如下步驟：

1)MIMO傳輸WET，通過MINO技術實現WET：將PB進行預編碼處理，再依次經過發射端映射、MIMO傳輸、接收端映射處理，得到無線節點能量信號；

2)MIMO傳輸WIT，通過MINO技術實現WIT：從無線節點到接入點之間采用MIMO傳輸信息信號，利用與WET相同的波束成形方法，得到無線節點接收到的信息信號的信干比；

3)信息傳輸中斷概率：通過計算得到WIT的信息傳輸中斷概率的期望值。