[發明專利]一種基于功率分配的無線攜能接收機資源分配方法

有效

• 申請號: 202011282046.9
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112566230B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 呂紅亮;關文博;譚靜茹;嚴思璐;趙冉冉;張玉明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W52/34
• 分類號: H04W52/34;H04B1/16
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種基于功率分配的無線攜能接收機資源分配方法，包括：獲得無線攜能通信系統的傳播損耗；設定用于能量收集的功率分配因子，并獲得所述功率分配因子與平均收集能量、能量效率及服務中斷概率的關系；通過所述功率分配因子與平均收集能量、能量效率及服務中斷概率的關系衡量系統性能，確定所述功率分配因子的取值。該方法通過選擇合理的功率分配因子，將接收機接收的信號按照一定比例分別分配給能量接收機和信息接收機，用以進行能量收集和信息解調，既可以考慮到能量，又可以考慮到速率，達到兩者之間的權衡。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種基于功率分配的無線攜能接收機資源分配方法。

背景技術

近年來，隨著能量資源的日益緊缺，高效節能的通信方式已經成為通信技術中新的研究熱點。其中無線攜能通信技術利用射頻信號，既能作為能量傳輸的媒介又能作為信息傳輸媒介的特性，將無線能量傳輸技術和無線信息傳輸系統結合在一起，得到了大量研究人員的關注，具有廣泛的應用前景。不同于電池供電的傳統網絡，無線攜能通信具有能量收集功能的無線網絡，潛在地可獲得來自環境的無限能量供應。除了其他常用能源，如太陽能和風能，無線電信號也可以是無線能量收集的可行的新來源。

無線攜能通信系統接收端可以具有兩種不同類型的接收器，分別是信息接收器和能量接收器，用于信息解碼和能量收集。在功率分配模式下，接收機將接收到的信號按照一定的功率分配因子分成兩部分，一部分進入信息解碼電路，另一部分流向能量采集模塊，以此來實現數據傳輸與電池充電之間的平衡。除了滿足傳統的服務質量要求，系統整體的吞吐量和系統公平性以及實現信息傳輸過程中系統能量和信息速率的折中，是當前研究的熱點。特別是在能量和速率折中這個問題上許多國內外學者均有研究：Sahai通過能量分配進行能量轉移，將較少的信息和能量服從于共同通道；L.liu研究了干擾信道，目標是實現不同的消耗能量和速率能量的折中；Y.Dzhang考慮不完全信道狀態信息在發射機的MIMO(多入多出)繼電器系統，同時對能量采集接收機進行了研究設計了聯合最優源和繼電保護程序，在能量傳遞和能量傳遞之間實現不同的折中信息率；K.Huang等人研究了功率轉移，在數據中斷概率約束下，得到網絡參數之間的折中。綜上所述，近年來國內外在無線攜能接收機領域的相關研究雖有突破，但大多還停留在研究室階段，對于以實現高速通信為目標的無線攜能接收機研究更鮮有報道。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于功率分配的無線攜能接收機資源分配方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種基于功率分配的無線攜能接收機資源分配方法，包括：

S1：獲得無線攜能通信系統的傳播損耗；

S2：設定用于能量收集的功率分配因子，并獲得所述功率分配因子與平均收集能量、能量效率及服務中斷概率的關系；

S3：通過所述功率分配因子與平均收集能量、能量效率及服務中斷概率的關系衡量系統性能，確定所述功率分配因子的取值。

在本發明的一個實施例中，所述S1包括：

S11：設定所述無線攜能通信系統的信道傳輸模型為Cost231 hata模型；

S12：獲得所述信道傳輸模型的基站天線有效高度h_b：

h_b＝h_s+h_g-h_mg，

其中，h_s為基站天線離地面的高度，h_g為基站地面的海拔高度，h_mg為移動臺距地面的海拔高度；

S13：利用基站天線有效高度h_b獲得所述信道傳輸模型的傳播損耗L_d，計算公式為：