[發(fā)明專利]一種基于信息能量同時(shí)傳輸?shù)闹欣^協(xié)作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810449196.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN108632942A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周賢偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 雷恩友力數(shù)據(jù)科技南京有限公司
• 主分類號(hào): H04W40/08
• 分類號(hào): H04W40/08;H04W40/10;H04W40/22;H04L5/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供一種基于信息能量同時(shí)傳輸?shù)闹欣^協(xié)作方法，能夠降低對(duì)外界環(huán)境的依賴性。所述方法包括：針對(duì)時(shí)間轉(zhuǎn)換接收機(jī)，采用基于時(shí)間轉(zhuǎn)換的協(xié)作多用戶傳輸協(xié)議使得能量受限的中繼具備信息處理和能量收集的功能，實(shí)現(xiàn)信息能量同時(shí)傳輸；針對(duì)能量分割接收機(jī)，采用基于能量分割的協(xié)作多用戶傳輸協(xié)議使得能量受限的中繼具備信息處理和能量收集的功能，實(shí)現(xiàn)信息能量同時(shí)傳輸；其中，所述中繼包括：信息接收機(jī)和能量接收機(jī)，所述信息接收機(jī)用于對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述能量接收機(jī)用于從接收到射頻信號(hào)中收集能量。本發(fā)明適用于信息能量同時(shí)傳輸?shù)闹欣^協(xié)作操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信中繼領(lǐng)域，特別是指一種基于信息能量同時(shí)傳輸?shù)闹欣^協(xié)作方法。

背景技術(shù)

近年來隨著無線通信技術(shù)的不斷突破和發(fā)展，使其能夠應(yīng)用在許多條件苛刻或特殊的環(huán)境中，例如，部署在惡劣環(huán)境(高溫、高壓、高輻射)下的無線傳感器網(wǎng)(WirelessSensor Networks,WSN)、嵌入到建筑物內(nèi)部的環(huán)境感知傳感器件以及植入到人體內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備等。這些網(wǎng)絡(luò)中的傳感器由于受到環(huán)境條件的限制無法通過有線的方式連接到供電系統(tǒng)中，因此通常是由容量有限的電池來供電，一旦電池耗盡，就需要通過充電的方式來延長設(shè)備的使用壽命，而很多情況下傳統(tǒng)的充電方式很難實(shí)現(xiàn)，如拋撒在敵軍戰(zhàn)場上的傳感器件和嵌入到人體內(nèi)部的心臟起搏器等，如果不能為這些能量受限的設(shè)備提供持續(xù)的電能供應(yīng)會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量和使用壽命受到有限電池容量的制約。因此，能否找到一種有效手段來為能量受限設(shè)備提供連續(xù)且穩(wěn)定的電能供應(yīng)，成為延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間、提高通信質(zhì)量的關(guān)鍵。

能量收集(Energy Harvesting，EH)技術(shù)使這一想法成為可能。事實(shí)上，人類利用太陽能的歷史已經(jīng)有3000多年，利用風(fēng)能的歷史也可以追溯到西元前，但其真正作為新能源和動(dòng)力被加以大規(guī)模利用卻是近幾十年的事情。自二十世紀(jì)七十年代的世界石油危機(jī)以來，以太陽能和風(fēng)能利用為代表的傳統(tǒng)能量收集技術(shù)得到了長足發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)中。傳統(tǒng)的能量收集主要是指從周圍的自然環(huán)境中采集能量(如風(fēng)能，太陽能振動(dòng)能，地?zé)崮埽毕艿?，其缺點(diǎn)是這些來自于自然環(huán)境的能源對(duì)外界環(huán)境的依賴性大，因此不容易控制，這一缺點(diǎn)限制了其在一些要求高度可靠性的行業(yè)中的應(yīng)用，比如軍事和醫(yī)療方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于信息能量同時(shí)傳輸?shù)闹欣^協(xié)作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的能力收集對(duì)外界環(huán)境的依賴性大的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于信息能量同時(shí)傳輸?shù)闹欣^協(xié)作方法，包括：

針對(duì)時(shí)間轉(zhuǎn)換接收機(jī)，采用基于時(shí)間轉(zhuǎn)換的協(xié)作多用戶傳輸協(xié)議使得能量受限的中繼具備信息處理和能量收集的功能，實(shí)現(xiàn)信息能量同時(shí)傳輸；

針對(duì)能量分割接收機(jī)，采用基于能量分割的協(xié)作多用戶傳輸協(xié)議使得能量受限的中繼具備信息處理和能量收集的功能，實(shí)現(xiàn)信息能量同時(shí)傳輸；

其中，所述中繼包括：信息接收機(jī)和能量接收機(jī)，所述信息接收機(jī)用于對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述能量接收機(jī)用于從接收到射頻信號(hào)中收集能量。

進(jìn)一步地，在基于時(shí)間轉(zhuǎn)換的協(xié)作多用戶傳輸協(xié)議中，設(shè)T為多用戶傳輸?shù)目倳r(shí)間，其中，時(shí)間ρT用作中繼從收到的信號(hào)中收集能量，剩余時(shí)間(1-ρ)T用來作為傳輸信號(hào)，ρ表示能量收集時(shí)間因子。

進(jìn)一步地，設(shè)源節(jié)點(diǎn)為S、中繼為R、目的地節(jié)點(diǎn)為D₁和D₂、源節(jié)點(diǎn)S發(fā)送的射頻信號(hào)為x₁和x₂；

所述針對(duì)時(shí)間轉(zhuǎn)換接收機(jī)，采用基于時(shí)間轉(zhuǎn)換的協(xié)作多用戶傳輸協(xié)議使得能量受限的中繼具備信息處理和能量收集的功能，實(shí)現(xiàn)信息能量同時(shí)傳輸包括：

源節(jié)點(diǎn)S通過中繼R的協(xié)助向目的地節(jié)點(diǎn)D₁和D₂分別發(fā)送獨(dú)立的信號(hào)x₁和x₂；