[發明專利]無線供能MIMO中繼系統的收發機聯合優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201711435517.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108234000B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 李彬;譚元;郭小龍;曹函宇
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0426;H04B7/0456
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王文紅

1.一種無線供能MIMO中繼系統的收發機聯合優化方法，其特征在于，所述系統包括相互通信的源節點、中繼節點及目的節點，所述中繼節點由所述源節點進行無線供能，所述源節點與所述目的節點間存在直接鏈路，所述方法包括：

獲取所述源節點上當前待傳輸信號的信號特征、所述源節點與所述中繼節點之間的第一信道矩陣、所述中繼節點與所述目的節點之間的第二信道矩陣、所述源節點與所述目的節點之間的第三信道矩陣、所述源節點向所述中繼節點發送能量的第一能量轉換率，及所述中繼節點向所述目的節點轉發待傳輸信號的第二能量轉換率；

分別對所述第一信道矩陣及所述第二信道矩陣進行分解處理，得到所述第一信道矩陣對應對角矩陣中的第一對角元素，及所述第二信道矩陣對應對角矩陣中的第二對角元素；

根據所述信號特征、所述第一對角元素、所述第二對角元素、所述第一能量轉換率、所述第二能量轉換率計算得到所述系統對應的能量轉換效率；

根據所述第一信道矩陣、所述第三信道矩陣、所述能量轉換率、所述信號特征、所述源節點的標稱功率及所述源節點的峰值功率按照能量約束條件對所述系統的時間切換因子、所述源節點上用于能量傳輸的第一預編碼矩陣、所述中繼節點上用于信號傳輸的第二預編碼矩陣，及所述源節點上用于信號傳輸的第三預編碼矩陣進行優化；

其中，所述根據所述第一信道矩陣、所述第三信道矩陣、所述能量轉換率、所述信號特征、所述源節點的標稱功率及所述源節點的峰值功率按照能量約束條件對所述系統的時間切換因子、所述源節點上用于能量傳輸的第一預編碼矩陣、所述中繼節點上用于信號傳輸的第二預編碼矩陣，及所述源節點上用于信號傳輸的第三預編碼矩陣進行優化的步驟包括：

根據所述第一信道矩陣、所述第三信道矩陣、所述能量轉換率、所述信號特征、所述標稱功率及所述峰值功率基于黃金分割搜索法計算求得所述系統當前最優的時間切換因子，并相應得到最優的所述第三預編碼矩陣及所述第二預編碼矩陣的最優正定標量；

根據所述時間切換因子、所述第一預編碼矩陣、所述第二預編碼矩陣及所述第三預編碼矩陣之間的關聯關系，計算求得所述第一預編碼矩陣的最優正定標量；

根據所述第一預編碼矩陣的最優正定標量，及所述第一預編碼矩陣與所述第一信道矩陣之間的聯系，計算得到最優的所述第一預編碼矩陣；

根據所述第二預編碼矩陣的最優正定標量，及所述第二預編碼矩陣與所述第二信道矩陣之間的聯系，計算得到最優的所述第二預編碼矩陣。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別對所述第一信道矩陣及所述第二信道矩陣進行分解處理，得到所述第一信道矩陣對應對角矩陣中的第一對角元素，及所述第二信道矩陣對應對角矩陣中的第二對角元素的步驟包括：

基于奇異值分解算法分別對所述第一信道矩陣及所述第二信道矩陣進行奇異值分解，得到所述第一信道矩陣分解得到的對角矩陣的對角元素集合，及所述第二信道矩陣分解得到的對角矩陣的對角元素集合；

分別選取所述第一信道矩陣與所述第二信道矩陣分解得到的對角元素集合中的最大對角元素，作為所述第一信道矩陣對應的第一對角元素，及所述第二信道矩陣對應的第二對角元素。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述相應得到最優的所述第三預編碼矩陣及所述第二預編碼矩陣的最優正定標量的步驟包括：

在計算所述最優的時間切換因子的過程中，基于迭代出現的切換因子、所述標稱功率及所述信號特征，按照牛頓法求解所述第三預編碼矩陣優化時對應的最優權重因子及最優正定標量的預設二維非線性方程，得到所述第三預編碼矩陣的權重因子及正定標量；

根據計算得到的所述第三預編碼矩陣的權重因子和正定標量，及所述時間切換因子、所述第一預編碼矩陣、所述第二預編碼矩陣及所述第三預編碼矩陣之間的關聯關系，計算得到所述第一預編碼矩陣的正定標量；

將所述第一預編碼矩陣的正定標量與所述峰值功率進行比較，并根據比較結果得到最優的所述第三預編碼矩陣及所述第二預編碼矩陣的最優正定標量。