[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

说明书

本发明提供了一种多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法及系统，方法包括：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；多个用户节点提供部分能量供中继节点进行采集；中继节点基于放大转发协议对导频信号进行处理，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中继节点和基站进行数据传输，同时用户节点为中继节点进行无线充电；该方法能够应对中继设备额外的能量损耗。

技术领域

本发明涉及协作中继技术领域，尤其涉及一种多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法及系统。

背景技术

近年来，协作中继技术得到了广泛的重视和关注。将协作中继技术应用在无线通信领域，不但能够有效地利用频谱资源，还能提升通信的可靠性，降低信号发送功率，并且便于通信系统的规划。鉴于上述优点，协作中继技术现已被IEEE 802.11s-WLAN、802.16j-WMAN、802.20-MBWA等标准(http://www.ieee802.org)采纳，具有广阔的工程应用前景。

然而中继转发产生了能量损耗，能量存储有限的中继设备将会有应用上的限制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中中继设备应用有限，提供了一种多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法及系统，能够应对中继设备额外的能量损耗。

一种多用户能量采集协作网络物理层的数据传输方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。