[发明专利]多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法及系统

权利要求书

1.一种多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法，其特征在于，包括：

多个用户节点发送导频信号至中继节点、基站以及窃听节点；

所述多个用户节点提供部分能量供所述中继节点进行采集；

所述中继节点基于放大转发协议对所述导频信号进行处理，并转发至基站和窃听节点；

根据用户节点发送到基站的导频信号和中继节点转发到基站的导频信号计算第一信噪比；

根据用户节点发送到窃听节点的导频信号和中继节点转发到窃听节点的导频信号计算第二信噪比；

根据所述第一信噪比和第二信噪比计算用户节点到基站之间的安全容量；

选定安全容量最大的用户节点与所述中继节点和基站进行数据传输，同时所述用户节点为所述中继节点进行无线充电；

所述安全容量通过以下公式进行计算：

其中，为第一信噪比，为第二信噪比，为安全容量。

通过以下原则进行最大安全容量的选择：

其中，为安全容量，P_S为用户节点的发送功率，h_Sn,D为第N个用户节点发送导频信号至基站的直达链路，ε为中继节点能量采集功率分流的参数，h_Sn,R为第N个用户节点发送导频信号至中继节点的链路，h_R,D为中继节点与基站之间的链路，η为能量采集的转化效率，σ为方差，σ²＝1，h_Sn,E为第N个用户节点发送导频信号至窃听节点的直达链路，h_Sn,R为第N个用户节点发送导频信号至中继节点的链路，h_R,E为窃听节点和中继节点之间的链路。

2.根据权利要求1所述的多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法，其特征在于，根据用户节点发送到基站的导频信号和中继节点转发到基站的导频信号计算第一信噪比，包括：

根据用户节点发送到基站的导频信号计算第三信噪比；

根据中继节点转发到基站的导频信号计算第四信噪比；

将所述第三信噪比和第四信噪比进行相加，获得第一信噪比。

3.根据权利要求2所述的多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法，其特征在于，所述第三信噪比通过如下公式进行计算：

所述第四信噪比通过如下公式进行计算：

所述第一信噪比通过如下公式进行计算：

其中，为第三信噪比，P_S为用户节点的发送功率，h_Sn,D为第N个用户节点发送导频信号至基站的直达链路，为第四信噪比，ε为中继节点能量采集功率分流的参数，h_Sn,R为第N个用户节点发送导频信号至中继节点的链路，h_R,D为中继节点与基站之间的链路，η为能量采集的转化效率，σ为方差，σ²＝1，为第一信噪比。

4.根据权利要求1所述的多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法，其特征在于，根据用户节点发送到窃听节点的导频信号和中继节点转发到窃听节点的导频信号计算第二信噪比，包括：

根据用户节点发送到窃听节点的导频信号计算第五信噪比；

根据中继节点转发到窃听节点的导频信号计算第六信噪比；

将所述第五信噪比和第六信噪比进行相加，获得第二信噪比。

5.根据权利要求4所述的多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法，其特征在于，所述第五信噪比通过以下公式进行计算：

所述第六信噪比通过以下公式进行计算：

所述第二信噪比通过以下公式进行计算：

其中，为第五信噪比，P_S为用户节点的发送功率，h_Sn,E为第N个用户节点发送导频信号至窃听节点的直达链路，为第六信噪比，ε为中继节点能量采集功率分流的参数，h_Sn,R为第N个用户节点发送导频信号至中继节点的链路，h_R,E为窃听节点和中继节点之间的链路，η为能量采集的转化效率，σ为方差，σ²＝1，为第二信噪比。