[发明专利]一种信能同传中继网络中的协作传输方法

权利要求书

1.一种信能同传中继网络中的协作传输方法，包括至少一个源节点和目的节点，以及至少两个中继节点，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1源节点向中继节点发送数据包，各中继节点根据自身的能量状态判断是否对源节点进行协作；

S2若中继节点对源节点进行协作，则对源节点发送的信息进行解码并进行能量收集；若中继节点不对源节点进行协作，则仅从源节点发送的信号中进行能量收集；

S3所有参与协作且对源节点发送的信息能正确译码的中继节点，测量自身与目的节点间链路的瞬时信道增益，根据测量结果进行协作中继选择，并由被选择的中继协作转发源节点发送的数据包；

步骤S1的具体实施如下：

1.1)源节点S对将要发送的数据包进行编码和调制后，将信号以P_S的功率发送给中继节点R_i，i∈{1,...,N}，N为网络中中继节点的总数；

1.2)各中继节点将自身所储存的能量E_i，i∈{1,...,N}与设定的两个能量门限E₀和E_min进行判决比较：对于任意中继节点R_i，若E_i≥E₀则该中继节点R_i将直接参与中继协作，若E₀＞E_i≥E_min则该中继节点R_i将以概率p参与中继协作，以概率1-p不参与中继协作，若E_i＜E_min则该中继节点R_i不参与中继协作；

在E₀＞E_i≥E_min条件下中继节点R_i是否参与协作的判决，按如下步骤进行：

a)中继节点R_i均产生一个0到1以内的随机数；

b)中继节点R_i将自身产生的随机数与预定的概率门限值p进行比较；

c)当所产生随机数小于或等于预定的概率门限值p时将中继节点R_i自动参与协作，当所产生随机数大于预定的概率门限值p时中继节点R_i不参与协作。

2.根据权利要求1所述的信能同传中继网络中的协作传输方法，其特征在于，E₀为每时隙数据传输的能量开销，E_min为最低能量门限，两者的取值由下式决定：

E₀＝P_R·T；

其中，P_R为中继节点的额定发射功率，A为能量约束因子，A∈[0,1]，η为能量转化效率，λ为功率分离比，λ∈[0,1]，为源节点S到中继节点的平均链路增益，T为单个时隙的时间间隔。

3.根据权利要求1所述的信能同传中继网络中的协作传输方法，其特征在于，步骤S2的具体方法如下：

2.1)参与中继协作的所有中继节点R_k，测量其与源节点S链路的瞬时信道增益h_S,k以及与目的节点D链路的瞬时信道增益g_k,D，k∈{1,...,K}，K为参与中继协作的中继节点的总数；并采用λ的功率分离比率来进行能量的收集并将收集到的能量储存于节点的储能装置中，采用1-λ的功率分离比率来进行源节点信息的解码处理，中继节点存在一个最大储能容量E_max，当中继储存的能量超过该值便不能继续储存能量；

2.2)不参与中继协作的所有中继节点R_j，对源节点发送的信息不进行解调，而是将所有的功率用于能量的收集并将收集到的能量储存于节点的储能装置中，j∈{1,...,J}，J为不参与协作的中继节点的总数。