[發明專利]基于無線射頻供能的認知用戶能量收集和信息傳輸方法

有效

• 申請號: 202010311819.5
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111556547B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 高遠;何海霞;譚蓉俊;姚澄
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/16;H04W40/22;H04W52/46
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

1.基于無線射頻供能的認知用戶能量收集和信息傳輸方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1主用戶發射機根據空間上次用戶的分布位置和數量，估計次用戶發射機對主用戶接收機造成的干擾，并根據估計出的干擾計算得到主用戶傳輸的中斷概率，隨后令計算得到的中斷概率等于預設的中斷概率門限，從而獲得次用戶發射機與主用戶接收機之間的距離，進而確定主用戶保護圈的半徑；

S2主用戶接收機預設兩個值大小不等的中斷概率門限，根據步驟S1所述的方法，分別計算得到主用戶的兩個保護圈半徑，其中，由大的中斷概率門限值得到的是能量收集圈半徑，由小的中斷概率門限值得到的是降功率傳輸圈半徑，兩個保護圈是以主用戶發射機為圓心的同心圓；

S3次用戶對主用戶發射機進行時間和空間感知，次用戶感知主用戶發射機在某段時間上是否正在發射信號，同時感知空間上次用戶所處主用戶保護圈的位置；

S4次用戶根據對主用戶發射機時間和空間的感知結果，決定自己的工作方式，如果次用戶感知到主用戶發射機在某段時間上空閑，未發射信號，則次用戶以最大功率傳輸信息，如果次用戶感知到主用戶發射機在某段時間上在發射信號，則進一步感知其所處主用戶保護圈位置；如果次用戶感知到其處在主用戶的能量收集圈，且自身電量未滿，則收集主用戶發射機的射頻能量；如果自身電量已滿，則切換到靜默狀態，以節省能量；如果次用戶感知到其處在主用戶的降功率傳輸圈，則降低發射功率傳輸信息，并判斷降功率傳輸圈內是否有滿電量且空閑的其他次用戶，如果有，則任選一個滿足條件的次用戶進行中繼傳輸，否則，選擇直接傳輸方式；如果次用戶感知到其處在主用戶的能量收集圈和降功率傳輸圈外，則以最大功率傳輸信息，并判斷次用戶自身傳輸半徑內是否有滿電量且空閑的其他次用戶，如果有，則任選一個滿足條件的次用戶進行中繼傳輸，否則，選擇直接傳輸方式。

2.根據權利要求1所述的基于無線射頻供能的認知用戶能量收集和信息傳輸方法，其特征在于，所述步驟S2中主用戶的能量收集圈和降功率傳輸圈設置方法，具體包括以下步驟：

S2-1主用戶接收機預設兩個值不等的中斷概率門限，分別記為P_out-th1和P_out-th2，且P_out-th2＜P_out-th1，所述兩個中斷概率門限均滿足主用戶通信的服務質量要求；

S2-2計算能量收集圈半徑時，先假設能量收集圈半徑為d_h，然后計算能量收集圈外的其他主用戶發射機和圈外所有次用戶發射機對主用戶接收機造成的干擾，此干擾在主用戶接收機的信號干擾噪聲比中作為干擾項，當信號干擾噪聲比所確定的主用戶傳輸信道容量小于預設的信息傳輸速率時，主用戶傳輸發生中斷；當該中斷的概率等于預設的主用戶接收機中斷概率門限P_out-th1時，求得主用戶接收機到次用戶發射機的平均距離，即為能量收集圈半徑；

S2-3計算降功率傳輸圈半徑時，根據步驟S2-2中得到的能量收集圈半徑d_h，并假設降功率傳輸圈半徑為d_r，且d_rd_h，計算能量傳輸圈外的其他主用戶發射機、能量收集圈外且降功率傳輸圈內降功率發射信號的次用戶、以及降功率傳輸圈外以最大功率傳輸的次用戶，對主用戶接收機造成的干擾，此干擾在主用戶接收機的信號干擾噪聲比中作為干擾項，當此信號干擾噪聲比所確定的主用戶傳輸信道容量小于預設的信息傳輸速率時，主用戶傳輸發生中斷；當該中斷的概率等于預設的主用戶接收機中斷概率門限P_out-th2時，求得主用戶接收機到次用戶發射機的平均距離，即為降功率傳輸圈半徑。