[發明專利]基于無線能量收集的協作無線網絡子信道及功率分配方法

在審

• 申請號: 201910505612.9
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110312314A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 金明;孫銘陽
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/08;H04W52/18;H04W52/38;H04W52/26
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

本發明公開了一種基于無線能量收集的協作無線網絡子信道及功率分配方法，其不斷地迭代確定在當前時隙中能量收集用戶所需的最小能量；不斷地迭代確定為協作用戶發射機在第1個子時隙中在所選的子信道上分配的發射功率，進而計算在當前時隙中能量收集用戶發射機收集到的能量；在得到的能量與前一個時隙剩余的能量之和不小于所需要的最小能量時，不斷地迭代確定為協作用戶發射機在第2個子時隙中在所選的子信道上分配的發射功率；優點是能解決沒有可持續能源的無線網絡的能量有限問題和對信道及能量進行高效的資源分配，且計算復雜度低，還利用了前一個時隙的剩余能量，提高了能量利用率。

技術領域

本發明涉及一種無線網絡中的功率分配技術，尤其是涉及一種基于無線能量收集的協作無線網絡子信道及功率分配方法。

背景技術

隨著無線通信技術的迅速發展，無線網絡的能量有限問題已成為限制無線通信技術發展的一大挑戰。針對無線網絡的能量有限問題，目前業界主要有兩種思路，第一種是使用更大容量的電池，這種方法受電池外形大小的限制；另一種是引入無線能量收集技術來解決無線網絡能量不足的問題。近幾年，無線能量收集登上歷史舞臺，與傳統的電池驅動的通信系統不同，無線網絡通過無線能量收集技術可以從環境中獲取能量，例如太陽能、風能、潮汐能等。但是，這些能量的獲取極大地受到了地理因素和天氣因素的影響，具有不穩定的特性，因此從可靠的射頻信號中進行無線能量收集越來越多的得到人們的關注。與此同時，隨著無線通信設備的爆炸式增長，各種無線網絡系統對網絡吞吐量的需求也越來越高。而由于諸如路徑損耗、陰影和小規模衰落的信道損耗，因此很多用戶可能會遇到低質量的服務性能。

針對這些問題，Ding Xu等人2017年10月發表在期刊IEEE WirelessCommunications Letters上的文章《Cooperative Resource Allocation in CognitiveRadio Networks With Wireless Powered Primary Users(具有無線供能的主要用戶的認知無線電網絡的協作資源分配)》中提出了一種子信道功率分配方法，該方法將整個通信時隙劃分為兩個子時隙，在第一個子時隙中，協作用戶全部功率都被分配到一個子信道中進行通信，同時能量收集用戶從協作用戶的射頻信號中收集能量；在第二個子時隙中，協作用戶和能量收集用戶同時進行通信。該方法由于需要通過一維搜索算法來對兩個子時隙的時間長度進行優化，因此具有較高的復雜度；該方法沒有考慮到每個時隙中存在未被使用的剩余能量的情況，這造成了能量的浪費，如果將這部分剩余能量利用起來，則對提高協作用戶的吞吐量是具有積極意義的；該方法在第二個子時隙中對協作用戶和能量收集用戶分配功率時的每次迭代過程中，協作用戶和能量收集用戶都需要重新分配功率，這使得該方法的計算復雜度較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于無線能量收集的協作無線網絡子信道及功率分配方法，其能夠解決沒有可持續能源的無線網絡的能量有限問題，而且能夠對信道及能量進行高效的資源分配，以達到使協作用戶的吞吐量最大化的目的，同時降低了計算復雜度，還利用了前一個時隙的剩余能量，提高了能量利用率。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于無線能量收集的協作無線網絡子信道及功率分配方法，其特征在于包括以下步驟：