[發明專利]一種優化能量傳輸與通信的方法、系統和電子設備

有效

• 申請號: 202110547556.2
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113395732B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 程莉;雷偉;雷雨;李崢嶸;李璇
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W28/06;H04B7/0456;H04B7/06;H04L25/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 朱曉彤

本發明涉及一種優化能量傳輸與通信的方法、系統和電子設備，該方法包括：區群中的任一基站根據其對應的能量站所發送的能量信號捕獲能量，生成第一反饋信號并分別發送至能量站和該區群中的網絡樞紐控制器；進行信道估計，得到多個大規模衰落因子，再得到大規模衰落矩陣，生成第二反饋信號并發送至網絡樞紐控制器；網絡樞紐控制器根據第二反饋信號，得到干擾抑制預編碼矩陣并發送至每個能量站；整合該區群中所有基站分別與每個目標用戶之間的信道狀態并發送至每個基站；每個能量站根據干擾抑制預編碼矩陣，調整待發送能量信號的發送幅度與方向并發送；每個基站根據信道狀態，將目標信息發送至目標用戶。本發明優化了能量傳輸與通信。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種優化能量傳輸與通信的方法、系統和電子設備。

背景技術

無線供電通信網絡(Wireless Powered CommunicationNetwork，WPCN)技術被廣泛所知，其中基站(BS)與該基站范圍內的多個用戶終端(UE，也稱為用戶)通信。由一個基站覆蓋的區域被稱為小區，并且，典型地在合適的位置提供許多基站，以便與相鄰小區程度不同地無縫覆蓋廣泛的地理區域。

多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技術已成為第四代(4thGeneration，4G)移動通信系統中的關鍵技術，其基本原理是在無線通信的發送端和接收端，同時采用多個發送天線或接收天線，發送機利用多個天線進行獨立傳輸，而接收機則利用多個天線來恢復原始信息。MIMO技術源于智能天線和分集技術，是單入多出(SIMO)和多入單出(MISO)技術的結合，其能夠充分利用空間資源以及多徑傳播特性，在不增加頻譜資源和發射功率的前提下，通過先進的無線傳輸和信號處理技術，建立并行傳輸機制，從而成倍地提升信道容量。

通過無線信道傳播的信號會沿著大量不同的路徑到達目的地，這些不同路徑稱為多徑。信號在無線信道傳播過程中的強度改變稱為衰落，信號的衰落取決于傳輸信號的性質以及多徑信道的統計特性，包含路徑損耗、大尺度衰落、小尺度衰落。

目前，基于隨機矩陣論的漸進理論，有研究發現，當采用TDD時分復用協議的大規模天線系統(Large Scale Antennas System，LSAS)的基站天線數目增加時，信道傳輸中的噪聲和干擾會隨之遞減，當天線數目趨于無窮大時，通信性能可以達到理想化，完全消除噪聲和干擾。TDD是指系統在前向鏈路和反向鏈路兩個方向上使用同一頻率但使用不同時間段交替發送信號的雙工方式。并且，人們采用多小區協作方法，提出了大規模衰落系統預編碼以減輕導頻污染，運用迫零技術生成迫零預編碼(ZF_LSFP)，并證明：當基站天線數目趨于無窮大時，大規模天線系統使用ZF_LSFP可以實現SINR趨于無窮大，完全消除了污染、噪聲、干擾。

但是，在實際的LSAS蜂窩網絡中，當建筑環境錯綜復雜，信道環境較差時，使用迫零預編碼(ZF_LSFP)不滿足實際需求，因為基站的天線數目需要設置較大，達到上百數量，才能達到較好的干擾、污染消除效果，極大增加了設施建設和維護成本。

發明內容

針對現有技術中在實際的LSAS蜂窩網絡中，當建筑環境錯綜復雜，信道環境較差時，使用迫零預編碼(ZF_LSFP)時不滿足實際需求，設施建設和維護成本高的缺點，本發明提供一種優化能量傳輸與通信的方法、系統和電子設備。

本發明所提供的一種優化能量傳輸與通信的方法的技術手段如下：

任一區群中的任一基站根據該基站對應的能量站所發送的能量信號捕獲能量，生成第一反饋信號，并將所述第一反饋信號分別發送至該基站對應的能量站和該區群中的網絡樞紐控制器，所述第一反饋信號包括該基站接收的能量的幅度、該基站與其對應的能量站之間的信道狀態；