[发明专利]一种射频能量收集中继网络中的协作传输方法

权利要求书

1.一种射频能量收集中继网络中的协作传输方法，其特征在于，所述射频能量收集中继网络中的协作传输方法所适用的网络架构至少包含一个源节点，一个目的节点和一个中继节点，其中源节点和目的节点具有稳定的电力供给；中继节点为能量受限节点，并在源节点广播信号时收集射频信号能量，转化为电能存储在电池中；在信息传输过程中，目的节点根据实时信道状态选择是否需要中继节点协作，中继节点根据自身能量状态和信道状态决策是否协作信息传输；

所述射频能量收集中继网络中的协作传输方法具体包括以下步骤：

步骤一，目的节点根据信道状态信息判断是否需要中继协作传输信息，若不需要中继协作传输，则转步骤四；若需要中继协作传输，则转步骤二；

步骤二，目的节点计算中继节点的协作效益因子，并判断是否请求中继协作传输，若中继节点的协作效益因子不小于门限值，则目的节点请求中继节点协作信息传输，转步骤三；若中继节点的协作效益因子小于门限值，则目的节点不请求中继节点协作信息传输，转步骤五；

步骤三，中继节点基于自身电池的能量状态和信道状态信息判断是否协作源节点到目的节点的信息传输，若中继节点不协作信息传输，则转步骤五；若中继节点协作信息传输，则转步骤六；

步骤四，网络执行传输模式I，即源节点在整个时隙的持续时间T内向目的节点发送信息信号，目的节点接收该信号并对接收到的信号进行信息检测，在此期间中继节点进行射频能量收集；

步骤五，网络执行传输模式II，即源节点在整个时隙的持续时间T内广播射频能量信号，中继节点进行射频能量收集，目的节点关闭电路节省能量；

步骤六，网络执行传输模式III，在时隙的前T/2时间内，源节点广播信息信号，中继节点接收该信号并进行解码，目的节点接收该信号暂不解码；在时隙的后T/2时间内，中继节点将解码后的信息再编码，并向目的节点转发编码后的信号，目的节点接收该中继转发信号并将其与源节点广播的信号进行最大比合并，最后进行解码。

2.如权利要求1所述的射频能量收集中继网络中的协作传输方法，其特征在于，所述步骤一中的具体包括：

第一步，源节点S广播导频序列，中继节点R估计源节点S到中继节点R的信道衰落因子h_sr(t)，目的节点D估计源节点S到目的节点D的信道衰落因子h_sd(t)；

第二步，中继节点R广播导频序列，目的节点D估计中继节点R到目的节点D的信道衰落因子h_rd(t)；

第三步，目的节点D计算当前时隙信号通过源节点S到目的节点D间直传链路后的接收信噪比γ_sd(t)，并与解码信噪比门限γ_o进行比较，判断当前时隙是否需要中继节点R协作传输：若γ_sd(t)≥γ_o，则目的节点D判定当前时隙不需要中继协作传输，广播信令信号x^I，告知源节点S和中继节点R当前时隙网络执行传输模式I，转步骤四；若γ_sd(t)＜γ_o，则目的节点D判定当前时隙需要中继协作传输，转步骤二。

3.如权利要求2所述的射频能量收集中继网络中的协作传输方法，其特征在于，所述第三步中的信号通过S→D链路后在目的节点D处的接收信噪比γ_sd(t)和解码信噪比门限γ_o分别计算如下：

其中，P_S为源节点S的额定发射功率，为目的节点D处的高斯白噪声方差，R_t为网络的目标传输速率，|·|²为取模值平方运算符。