[发明专利]一种快速评估无线供电通信中信息传输速率的方法

说明书

本发明公开了一种快速评估无线供电通信中信息传输速率的方法，其特征是，包括如下步骤：1)MIMO传输WET：将PB进行预编码处理，再依次经过发射端映射、MIMO传输、接收端映射处理，得到无线节点能量信号；2)MIMO传输WIT：从无线节点到接入点之间采用MIMO传输信息信号，利用与WET相同的波束成形方法，得到无线节点接收到的信息信号的信干比；3)信息传输速率：通过计算得到WIT的信息传输速率的期望值。优点：本发明可以准确快速地评估出系统的信息传输速率、以及揭示网络的系统参数对信息传输速率的影响。

技术领域

本发明涉及一种快速评估无线供电通信中信息传输速率的方法，属于无线通信中的能量采集技术领域。

背景技术

考虑大规模分布的PB为无线节点进行能量传输，无线节点利用采集到的能量进行信息传输，将信息上传至接入点。PB、无线节点与接入点均有多根天线进行传输。整体通信过程分为两个阶段，第一个阶段是从PB至无线节点的WET过程，第二个阶段是从无线节点至接入点的WIT过程。在第二阶段的WIT过程中，接入点受到的同频干扰也被考虑在了网络模型中，干扰源为接入点周围呈随机分布的其他无线节点。基于以上描述的网络模型，要想获得WIT的信息传输速率是一个较为复杂的目标，通常需要利用软件进行蒙特卡洛仿真以得出信息传输速率的期望值。如果网络规模较大，此仿真过程需要消耗大量的计算资源与运行时间

射频信号能量采集技术能够将无线设备接收到的无线信号转换为电能，无线设备无需连接电网或者更换电池即可获得持续稳定的电能供给，并利用所转换的电能进行信号处理和信号发射。能量采集的过程通常称为无线能量传输(WET)，因为能够显著地增加低功耗无线设备的寿命并降低无线通信中的能量限制瓶颈，WET得到了学术界和工业界的广泛关注，并且被视为下一代移动通信系统中的一项极具应用前景的技术。

为了实现WET与无线信息传输(WIT)的融合，能量信标(PB)作为一种能量信号的专用发射终端，专门向无线节点进行WET，无线节点利用采集存储的能量完成WIT。由于WET与WIT被拆分为两步传输，且PB与信息信号的收发端互相独立，PB协助式WPC网络的部署更为便捷，WET与WIT的联系也更为紧密。因此，PB可以被大规模部署在WPC网络中以抑制其“双近远”问题，并实现WET的高效传输和WIT的高速率传输。

随机几何理论可以有效地刻画网络中大规模节点位置信息的随机分布，当网络节点在一定区域内呈现随机分布时，泊松点过程(PPP)既可以准确得描述节点的随机分布特征，又能够为得到网络性能指标的数学解析解提供条件。

为了提高能量信号与信息信号的传输率，多输入多输出(MIMO)技术可以被运用在无线供电通信网络中。通过在PB、无线节点、接入点等终端设备上装配多根天线，能量信号与信息信号的传输信干噪比将被大幅提高。但是，由于网络场景的复杂，在计算机平台中进行一定参数配置下的网络信息传输速率的测试一般会利用蒙特卡洛仿真，此仿真在大规模网络场景下需要消耗大量的运算时间和运算资源，且无法分析出各个网络参数对信息传输需率的影响，因此，寻找一种利用数学模型快速计算网络信息传输速率的方法将极大地提高运营商和设备商进行网络配置的速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种快速评估无线供电通信中信息传输速率的方法，不仅能够快速获得系统的性能指标，又能够揭示出网络参数对于信息传输速率的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供一种快速评估无线供电通信中信息传输速率的方法，其特征是，包括如下步骤：

1)MIMO传输WET(多输入多输出传输无线能量传输),通过MINO技术实现WET：将PB进行预编码处理，再依次经过发射端映射、MIMO传输、接收端映射处理，得到无线节点能量信号；