[發明專利]攜能中繼系統中能量采集與譯碼轉發自適應時間切換方法

在審

• 申請號: 201910978223.8
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN111031552A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 丁海洋;陳煒宇;李衛;荊鋒;陳華梁;王世練
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W52/46
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

本發明提供了一種攜能中繼系統中能量采集與譯碼轉發自適應時間切換方法，該方法的具體過程為：信源節點S向中繼節點R發送無線信號，對無線信號的每個時間塊的工作狀態參量α_i進行判斷，以工作狀態參量α_i作為時間切換因子，根據工作狀態參量α_i的判斷對每個時間塊的工作模式進行自適應切換；當α_i＝1時，對應的時間塊用于信源節點S對中繼節點R進行充電，即時間塊執行能量采集模式；當α_i?0時，對應的時間塊用于從信源節點S到中繼節點R，以及中繼節點R到目的節點D的兩跳譯碼轉發中繼傳輸，即時間塊執行譯碼轉發信息傳輸模式。本發明執行信息傳輸模式時能夠保證傳輸可靠。本發明能量損失小。本發明吞吐效率高。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及攜能中繼系統，具體涉及一種攜能中繼系統中能量采集與譯碼轉發自適應時間切換方法。

背景技術

傳統上無線電磁波多用于通信而非能量傳輸，2008年L.R.Varshney在IEEEInternational Symposium on Information Theory發表的論文“Transportinginformation and energy simultaneously”，使得人們注意到了無線電磁波可以同時實現信息傳輸和能量收集，掀起了人們對無線攜能通信技術的研究熱潮。無線攜能通信技術既滿足通信系統的通信需求，又滿足通信節點的能源需求，在當今這個通信節點與能源需求同時呈指數型增長的時代，具有良好的應用前景。2013年X.Zhou等人在IEEE Transactionson Communication發表的論文“Wireless information and power transfer:Architecture design and rate-energy tradeoff”中，提出了實現無線攜能通信的兩種實際架構，一種是功率分割，即將接收信號的一部分功率用于信息傳輸，另一部分功率用于能量收集；另一種是時間切換，即在某些時間段將工作模式切換為信息傳輸，在其他時間段將工作模式切換為能量收集。在此基礎上，很多學者對無線攜能通信在各種場景下的應用進行了深入研究，如2015年A.A.Nasir等人在IEEE Transactions on Communication發表的論文“Wireless-powered relays in cooperative communications:Time-switchingrelaying protocols and throughput analysis”中，分別針對放大轉發和譯碼轉發攜能中繼系統，提出了實用的離散時間切換方法，但由于其中的離散時間切換方法和預設固定轉發功率的設定均沒有充分利用信道信息，使得能量有所浪費，系統的吞吐效率有所損失。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種攜能中繼系統中能量采集與譯碼轉發自適應時間切換方法，解決現有技術中能量采集與譯碼轉發切換方法的傳輸可靠性和有效性不足的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種攜能中繼系統中能量采集與譯碼轉發自適應時間切換方法，所述的攜能中繼系統包括信源節點S、中繼節點R和目的節點D，信源節點S、中繼節點R和目的節點D之間傳輸無線信號，將無線信號按相等時間分割為多個時間等長的幀，記為時間塊；該方法的具體過程為：

信源節點S向中繼節點R發送無線信號，對無線信號的每個時間塊的工作狀態參量α_i進行判斷，以工作狀態參量α_i作為時間切換因子，根據工作狀態參量α_i的判斷對每個時間塊的工作模式進行自適應切換；

當α_i＝1時，對應的時間塊用于信源節點S對中繼節點R進行充電，即時間塊執行能量采集模式；