[發明專利]中繼系統的資源分配方法和裝置

有效

• 申請號: 201911245223.3
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111132299B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉志偉;伍沛然;夏明華
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04W52/34
• 分類號: H04W52/34;H04W52/46
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 關志琨

本申請涉及一種中繼系統的資源分配方法、裝置、計算機設備和存儲介質。方法包括：采用功率分割協議將接收信號分割為能量收集信號和信息傳輸信號；將能量收集信號所占的比值，記為功率分割系數，以及，將對中繼系統源端至終端的信息傳輸時間進行劃分的參數記為時隙劃分矢量，將對節點的發射功率進行分配的參數記為功率分配矢量；根據功率分割系數、時隙劃分矢量和功率分配矢量構建優化數學模型；輸入功率分割系數的初始上邊界值、初始下邊界值、預設的系數收斂精度、黃金分割比例、預設的吞吐量收斂精度、吞吐量的初始上邊界值和初始下邊界值，得到優化結果參數。采用本方法能夠在中繼節點無源工作的基礎上，最大化中繼系統的源端到終端的吞吐量。

技術領域

本申請涉及無線通信技術領域，特別是涉及一種中繼系統的資源分配方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

背景技術

無線信息與能量同時傳輸(simultaneous wireless information and powertransfer，SWIPT)技術是一種用于解決無線通信網絡中傳感器節點能量受限問題的先進技術。傳統的點對點系統中的SWIPT在長距離傳輸下受路徑損耗影響非常嚴重，因此常常會考慮在源端與終端間部署多個中繼節點，即部署協作中繼系統，來延伸傳輸距離并提高信息和能量傳輸性能。

然而現有的方法中，中繼節點都需要電源設備給中繼節點供電，但在實際應用中，當中繼節點較多時，經常更換電源或充電將耗費大量的人力和物力，使得中繼系統的使用受到限制。采用SWIPT技術使中繼節點可從信號中獲取能量，從而解決這一問題。但是另一方面，由于使用SWIPT技術將接收的信號轉化為能量信號，系統源端傳輸至終端的有效信息，即吞吐量也將減少。

因此，現有的中繼系統信息傳輸方法存在給中繼節點供電麻煩，系統源端到終端的吞吐量無法保證的問題。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠實現中繼節點無源工作并最大化源端至終端吞吐量的中繼系統的資源分配方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

一種中繼系統的資源分配方法，所述方法包括：

采用功率分割協議將接收信號分割為能量收集信號和信息傳輸信號；

將所述能量收集信號所占的比值，記為功率分割系數，以及，將中繼系統源端至終端的信息傳輸時間進行劃分的參數記為時隙劃分矢量，將對節點的發射功率進行分配的參數記為功率分配矢量；

根據所述功率分割系數、所述時隙劃分矢量和所述功率分配矢量構建優化數學模型；所述優化數學模型用于對所述源端至所述終端的吞吐量進行優化；

輸入所述功率分割系數的初始上邊界值、所述功率分割系數的初始下邊界值、預設的系數收斂精度、黃金分割比例、預設的吞吐量收斂精度、所述吞吐量的初始上邊界值和所述吞吐量的初始下邊界值，得到優化結果參數；所述優化結果參數用于最大化所述源端至所述終端的吞吐量。

一種中繼系統的資源分配裝置，所述裝置包括：

信號分割模塊，用于采用功率分割協議將接收信號分割為能量收集信號和信息傳輸信號；

參數確定模塊，用于將所述能量收集信號所占的比值，記為功率分割系數，以及，將中繼系統源端至終端的信息傳輸時間進行劃分的參數記為時隙劃分矢量，將對節點的發射功率進行分配的參數記為功率分配矢量；

模型構建模塊，用于根據所述功率分割系數、所述時隙劃分矢量和所述功率分配矢量構建優化數學模型；所述優化數學模型用于對所述源端至所述終端的吞吐量進行優化；

結果生成模塊，用于輸入所述功率分割系數的初始上邊界值、所述功率分割系數的初始下邊界值、預設的系數收斂精度、黃金分割比例、以及預設的吞吐量收斂精度、所述吞吐量的初始上邊界值和所述吞吐量的初始下邊界值，得到優化結果參數；所述優化結果參數用于最大化所述源端至所述終端的吞吐量。