[发明专利]一种基于权重的携能通信系统双向中继选择方法有效
申请号: | 201510971463.7 | 申请日: | 2015-12-21 |
公开(公告)号: | CN105610486B | 公开(公告)日: | 2019-01-25 |
发明(设计)人: | 李春国;宋康;曹欢欢;杨绿溪;郑福春 | 申请(专利权)人: | 东南大学 |
主分类号: | H04B7/155 | 分类号: | H04B7/155;H04W40/22 |
代理公司: | 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 | 代理人: | 楼高潮 |
地址: | 210009 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 权重 通信 系统 双向 中继 选择 方法 | ||
本发明公开了一种基于权重的携能继通信系统双向中继选择方法,系统能够适应不同的条件,为系统长期有效地工作提供了可能,适用于无线通信。系统在运行时,存在多个可供用户选择的中继节点,中继选择技术按照本发明方案选择一个最优中继,基站和用户利用选定的中继转发信息。其中用户配备充电电池,从接收到的信号中收集能量,基站和中继配备电池。利用本发明,与随机选择相比明显提高了系统中断性能,进而提高了系统的通信质量,降低中断概率、误码率。
技术领域
本发明涉及基站和用户双向通信,尤其涉及一种基于权重的携能通信系统双向中继选择方法。
背景技术
中继是物理层的连接设备,主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发,来扩大网络传输的距离。简单通俗地说,中继就是用来在网络中放大信号的,而双向中继通信方案在同一个物理信道中支持了两个单向信道,实现了更大的和速率,因此双向中继技术得到了广泛的研究,该技术可以提高系统吞吐量,弥补单向中继系统频谱低下的缺点。目前,双向中继系统为无线局域网(WLAN,Wireless Local Area Network)、无线传感器网络(WSN,Wireless SensorNetworks)中的高效数据通信提供了一种有效的技术手段,已经得到学术界和产业界的高度重视。
这里提出了加权控制接收信噪比和用户收集能量,信噪比是度量通信系统通信质量可靠性的一个主要技术指标,增大或改善信噪比是提高通信质量的一项主要任务。能量能够保证系统能够长期有效地运行,无线供电的中继通信是一种新的网络模式,减少了频繁地手动更换电池以及充电的麻烦,并有更高的吞吐量,更长的元件寿命,以及更低的网络运营成本。而在很多情况下,两者都要兼顾。
发明内容
本发明要解决的技术问题为:一种双向中继通信下可根据系统实际需求权衡接收信噪比和用户收集能量的中继选择系统有一个加权控制器和一个中继选择控制器;由一个基站、多个中继和一个用户组成,其中基站和中继配有电池,用户没有电源供应,采用无线充电技术,从接收信号中收集能量并进行充电。本发明中,中继有一个放大器,基站和用户都一个解码器。
本发明在之前工作的基础上提出了加权因子来控制接收信噪比和用户收集能量的影响力,由前面所述方案,最大化接收信噪比,提高了传输效率,提高通信质量;最大化用户接收能量提高了能量收集效率,保证系统下一次的运行。而在很多情况下,传输效率和能量收集效率都要考虑,不同的条件下有不同的需求。本发明中基站、中继和用户以半双工模式工作在同一频段,所考虑的基站和用户之间没有直接联系,而是通过选定的中继协作通信。在第一个时隙内,用户和基站同时向中继发射各自的信号,在第二个时隙内,中继节点将接收到的信号首先进行放大,再向用户和基站转发,基站和用户各自解码出所需要的信息。
每个中继有一个对应的放大器,用来将接收信号放大以满足中继的功率限制,基站和用户都有一个解码器,发送端能量发射器和信号发射器的有两套天线系统,系统各个节点包括接收单元、发送单元和数据处理单元,基站和用户中继在接入控制单元的控制下,通过中继转发进行通信。
所述的系统可根据系统实际需求权衡接收信噪比和用户收集能量进行中继选择方案,包括以下步骤:
步骤一,加权控制器根据系统的运行环境或人为调节确定加权因子的值;
步骤二,中继选择控制器探测各中继信道状态信息,根据本发明方案准则进行中继选择;
步骤三,基站和用户同时发送信息给选定的中继,;
步骤四,中继对接收到的信号放大并转发给基站和用户;
步骤五,基站和用户对接收到的信号解码,其中用户收集能量,在给定的功率因子下一部分能量用来解码信号,一部分能量保存下来为下次发送信号提供能量;
假设基站为B,用户为U,i个中继分别为R1,R2,...Ri。
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