[發明專利]無線能量傳輸通信網絡的性能評估方法及系統

有效

• 申請號: 201811406762.6
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109362089B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 謝寧;胡吉
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W24/08
• 代理公司: 深圳舍穆專利代理事務所(特殊普通合伙) 44398
• 代理人: 黃賢炬

本公開描述了一種無線能量傳輸通信網絡的性能評估方法，是包含基站(或者網絡接入點)和用戶(或者節點)的無線能量傳輸通信網絡系統的性能評估方法，其特征在于，包括：用戶向基站發送登錄請求信號；基站根據登錄請求信號進行信道估計，基于信道估計為多個用戶分配對應的傳輸時間段，并將分配結果通過廣播形式通知用戶；基于信道估計，并計算吞吐量、傳輸概率和連接中斷概率；并且基于吞吐量、傳輸概率和連接中斷概率，獲得可信吞吐量，以綜合評估網絡性能，其中，當可信吞吐量達到系統要求的閾值，向用戶廣播能量信號，用戶接收能量信號，并將其轉化為發射能量，每個用戶在相應的傳輸時間段內向基站發射數據信號，基站接收數據信號。

技術領域

本公開涉及無線通信技術領域，具體涉及一種無線能量傳輸通信網絡的性能評估方法及系統。

背景技術

無線能量傳輸通信網絡(wireless powered communication network，WPCN)是一種通過采集環境中的信號以獲得能量，并將獲得的能量應作為用戶端的能量供給的通信網絡。

在研究無線能量傳輸通信網絡的安全性和可靠性問題時，無線能量傳輸通信網絡的整體性能由可實現的吞吐量來衡量，同時還需要考慮傳輸延遲，安全性能和可靠性性能。為了使得無線能量傳輸通信網絡的安全性和可靠性的評估更加準確，對各種性能指標以及安全漏洞的分析是至關重要的。

然而，目前對各種性能指標以及安全漏洞的研究還很不完善。例如，現有的技術是在不考慮任何特定安全或可靠性要求的情況下計算無線能量傳輸通信網絡的吞吐量。在這種情況下，得到的WPCN的吞吐量是不可信的。即在這種情況下，得到的WPCN的吞吐量不能夠準確的反應無線能量傳輸通信網絡的整體性能。

發明內容

為了解決上述問題，在WPCN中引入物理層認證，以便接收到的信號只有滿足一定的安全要求才能被接受。具體而言，定義了表征傳輸延遲，安全性性能和可靠性性能的概率度量。基于上述概率指標，提出了一個稱為可信吞吐量的新性能指標。對于性能分析，可以很好地推導出上述概率度量的閉式表達式和衰落信道上的可信吞吐量。并對WPCN的可信吞吐量的有效性進行分析。

即，本公開是為了解決上述現有問題而完成的，其目的在于提供一種能夠準確評估無線能量傳輸通信網絡的整體性能的無線能量傳輸通信網絡的性能評估方法及系統。

為此，本公開的第一方面提供了一種無線能量傳輸通信網絡的性能評估方法，是包含基站(或者網絡接入點)和用戶(或者節點)的無線能量傳輸通信網絡系統的性能評估方法，其特征在于，包括：所述用戶向所述基站發送登錄請求信號；所述基站根據所述登錄請求信號進行信道估計，基于所述信道估計為多個所述用戶分配對應的傳輸時間段，并將分配結果通過廣播形式通知所述用戶；基于所述信道估計，并計算吞吐量、傳輸概率和連接中斷概率；并且基于所述吞吐量、所述傳輸概率和所述連接中斷概率，獲得可信吞吐量，以綜合評估網絡性能，其中，當所述可信吞吐量達到系統要求的閾值，向所述用戶廣播能量信號，所述用戶接收所述能量信號，并將所述能量信號轉化為發射能量，每個所述用戶在相應的傳輸時間段內向所述基站發射數據信號，所述基站接收所述數據信號。

在本公開中，基站接收用戶的登錄請求信號進行信道估計并給每個用戶分配對應的傳輸時間段，基站基于信道估計計算吞吐量、傳輸概率和連接中斷概率，并獲得可信吞吐量以綜合評估網絡性能。當可信吞吐量達到系統要求的閾值，基站廣播能量信號，每個用戶接收能量信號，并在相應的傳輸時間段內向基站發射數據信號，基站接收所述數據信號。在這種情況下，根據可信吞吐量能夠更準確評估無線能量傳輸通信網絡的整體性能，即能夠更準確綜合評估無線能量傳輸通信網絡的安全性和可靠性。