[發明專利]一種中繼輔助的環境反向散射通信方法

有效

• 申請號: 201910370718.2
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN109995413B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張超;脫艷紅
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04B7/155
• 分類號: H04B7/155;H04W24/02;H04W40/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種中繼輔助的環境反向散射通信方法，其特征在于，設定中繼輔助的環境反向散射通信網絡中包括一個射頻發射機，中繼，射頻信號接收機，反向散射設備及其信息接收機，分別用節點S，節點R，節點D，節點C以及節點T表示；中繼同時輔助射頻發射機和反向散射通信設備與各自的目標接收機進行通信完成信道估計，反向散射通信設備調制自己的信息到射頻發射機的信號上完成信源信號傳輸；中繼采用串行干擾消除的方式譯碼信息，并將譯碼后的信息通過非正交多址的方式轉發給各自的信息接收機完成中繼轉發；并在保證射頻通信鏈路的通信質量的前提下，通過優化環境反向散射通信設備的反射系數以及中繼的功率分配因子，優化環境反向散射通信的性能；信源信號傳輸具體為：

射頻發射機S發送攜帶數據信息的射頻信號給中繼R，反向散射設備C接收射頻信號，反向散射設備C將自己所需要發送的信息調制到接收到射頻信號上并反向散射出去，在中繼節點R處同時接收到來自于射頻發射機S和反向散射設備C的信號，并對兩路信號進行譯碼，反向散射設備C的信息附著在射頻發射機S發送的射頻信號上，中繼利用串行干擾消除技術同時譯碼射頻發射機的信號s和反向散射設備的信號c，中繼節點R接收到的信號y_r為：

其中，P_s表示射頻發射機的發送功率，α表示路徑損耗系數，s表示射頻發射機發送的信息信號，并且E{|s|²}＝1；c表示反向散射設備發送的信息信號，η表示反向散射設備的反向散射系數；n_r表示熱噪聲，d_(A,B)和h_(A,B)分別表示設備A和設備B間的距離和小尺度衰落，這里A,B∈{S,D,R,C,T}，h₀表示反向散射鏈路信道系數，h₀＝h_(S,C)h_(C,R)；

中繼轉發具體為：

中繼節點R轉發射頻發射機的信息s給射頻信息接收機D，同時中繼節點R轉發反向散射設備的信息c給反向散射設備的信息接收機T，轉發采用非正交多址的方式，分別轉發譯碼后的信號和給節點D和節點T，中繼節點R使用自己的能量轉發信息，發送功率為P_r，功率分配因子分別為β_s和β_c，β_s+β_c＝1，在功率分配時，射頻發射機通信信號的優先級高于反向散射通信信號的優先級，設定β_s＞β_c，在反向散射設備的信息接收機處，采用串行干擾消除獲取自身關心的信息。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，信道估計具體為：

射頻發射機S首先向通信網絡中的中繼節點R發送導頻序列，中繼節點R利用導頻信號估計直接鏈路信道信息h_(S,R)和反向散射鏈路信道h_(S,C)·h_(C,R)，同時中繼節點R發送導頻序列給射頻信號接收機D和反向散射設備的信息接收機T，射頻信號接收機D估計信道信息h_(R,D)，反向散射設備的信息接收機T估計信道信息h_(R,T)。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，中繼節點R接收到的用于譯碼信號s的信干噪比(SINR)γ_sr為：

在中繼節點R正確譯碼信號s并消除其影響后，得到關于信號c的信噪比γ_cr為：

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，中繼節點R的發送信號x為：

在節點D或者節點T處接收到的信號y_{d(or t)}為：

其中，n_d表示節點D的噪聲，n_t表示節點T的噪聲，

節點D只需譯碼信號s，節點T則需要先譯碼信號s后譯碼信號c，在節點D或節點T處的關于信號s對應的SINRγ_{sd(or st)}為：

對于節點T而言，在成功譯碼信號s后，節點T本身所關心的信號c所對應的信噪比為：