[發明專利]一種TS中繼速率優化方法

有效

• 申請號: 201910093797.7
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109819479B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 李建雄;趙可;丁學龍;史偉光
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H04W28/22
• 分類號: H04W28/22;H04W52/34;H04W52/46
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明公開了一種TS中繼速率優化方法，動態調節每個mn過程中的最優TS系數，使得每個mn過程的速率分別達到最大值，即最大化第二層速率，使得系統性能得到提升。

技術領域

本發明涉及TS系數求解技術領域，更具體的說是涉及一種TS中繼速率優化方法。

背景技術

在TS中繼方案中，參見附圖1，整個通信過程一共可以分為三層，第一層為傳輸塊，第二層稱為mn過程，第三層由多個mn過程組成，每個mn過程的m、n參數都是一個隨機變量，它們分別為期望為θ₁和θ₂的指數分布。從第三層的角度去看，每個mn過程都會進行一次干擾能量分配，但是有些mn過程不能為每個傳輸塊分配能量，而有些mn過程卻不能將所有收集到的干擾能量分配出去。每個傳輸塊得到分配能量的多少直接影響著系統速率。而時間切換(Time Switching，TS)技術是通過時隙切換，將信號按照一定的時間切換系數分配不同的時隙給接收機進行解碼或收能的技術。

現有的靜態TS系數最優解不能保證每個mn過程都能獲得最優速率。

因此，如何最大化每個mn過程的平均速率是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種TS中繼速率優化方法，動態調節每個mn過程中的最優TS系數，使得每個mn過程分別達到最大值，即最大化第二層速率，使得系統性能得到提升。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種TS中繼速率優化方法，包括：

S1：確定優化目標函數：

其中，α_k表示k-1時刻到k時刻mn過程的TS系數，它的最優值是代表求解出的最優速率；R_k(·)為mn過程的平均速率，其中，和都是關于α_k的函數；為傳輸塊的速率，公式為γ_TS為信號信噪比，公式為Δ為傳輸塊注入能量，公式為其中表示本次mn過程中收集到的干擾能量；表示上一次mn過程結束后能量存儲器中剩余的能量，N^*為最優干擾分割份數，為注入能量Δ＝0時傳輸塊的速率，m_k和n_k分別為第k-1到k時刻mn過程干擾階段傳輸塊個數和通信階段傳輸塊個數；

S2：求解目標函數:

S21：初始化L,m,n,k＝1；

其中，L為第三層mn過程總數，m和n為每個mn過程的初始數據；

S22：根據N^*＝E[n]計算N^*；

其中，E[n]代表求n的均值；

S23：利用和基于m_k和n_k計算Δ；

其中，表示上個mn過程結束后，能量存儲器中所剩余的能量，η為能量轉換效率，P_I為干擾功率，T為一個傳輸塊時長，Δ為注入能量，

S24：帶入γ_TS，計算R_k(α)；其中，

其中，E_EH為一個傳輸塊EH時隙收集的能量，為第k個mn過程收集干擾的能量；

S25：對R_k(α)使用黃金分割法求解本次mn過程的最優時隙分割系數

S26：更新速率表達式更新k＝k+1；

S27：重復步驟S22～S26，直至k＝L；

S28：累加所有mn過程的速率，并求出得到每個mn動態過程的最優TS系數。