[发明专利]车联网协作通信系统、路边单元的功率分配方法及系统

权利要求书

1.一种路边单元的功率分配方法，其特征在于，所述路边单元应用于一种车联网协作通信系统，所述车联网协作通信系统包括源节点、中继节点和目的节点；所述源节点和所述目的节点均为物理位置独立的移动车辆节点；所述中继节点为无源的路边单元；所述路边单元能够进行RF能量收集；所述中继节点利用收集的能量发送信息；所述源节点和所述目的节点通过所述中继节点进行信息交互；所述功率分配方法包括如下步骤：

获取所述车联网协作通信系统中各链路的信道衰落系数；所述各链路的信道衰落系数包括源节点到目的节点链路的信道衰落系数、源节点到中继节点链路的信道衰落系数以及中继节点到目的节点链路的信道衰落系数；

根据所述各链路的信道衰落系数确定DF协议或AF协议下目的节点的接收信噪比；

根据所述目的节点的接收信噪比，分析DF协议或AF协议下系统协作链路的中断概率；所述中断概率与功率分配比相关；

确定所述中断概率达到最小时的功率分配比值，作为最优功率分配比；

根据所述最优功率分配比分配所述路边单元接收到的RF信号的功率。

2.根据权利要求1所述的一种路边单元的功率分配方法，其特征在于，所述根据所述各链路的信道衰落系数确定DF协议或AF协议下目的节点的接信噪比，具体包括：

根据公式确定DF协议下目的节点的接收信噪比；其中γ_D表示DF协议下目的节点的接收信噪比；g₀＝|h₀|²服从参数为λ₀的指数分布，h₀表示源节点到目的节点链路的信道衰落系数，c表示与环境相关的常数，τ表示路径损耗指数，d_SD表示源节点和目的节点之间的距离；ρ表示路边单元的功率分配比；η表示路边单元的能量转换效率；g₁＝|h₁|²服从参数为λ₁的指数分布，h₁表示源节点到中继节点链路的信道衰落系数，d_SR表示源节点和中继节点之间的距离；g₂＝|h₂|²服从参数为λ₂的指数分布，h₂表示中继节点到目的节点链路的信道衰落系数，d_RD表示中继节点和目的节点之间的距离；γ＝P_S/N₀，P_S表示源节点的发射功率，N₀表示中继节点和目的节点处的加性高斯白噪声的方差；μ表示在目的节点处由于RF到基带转换单元产生的加性高斯白噪声方差前的系数；R正确表示中继节点正确接收源节点的发送信号；R错误表示中继节点错误接收源节点的发送信号。

3.根据权利要求2所述的一种路边单元的功率分配方法，其特征在于，所述根据所述各链路的信道衰落系数确定DF协议或AF协议下目的节点的接收信噪比，具体包括：

根据公式γ_D1＝g₀γ/(1+μ)确定AF协议下目的节点在第一个时隙的接收信噪比；

根据公式确定AF协议下目的节点在第二个时隙的接收信噪比；

根据公式γ_D＝γ_D1+γ_D2确定AF协议下目的节点在整个通信过程中的接收信噪比。

4.根据权利要求3所述的一种路边单元的功率分配方法，其特征在于，所述根据所述目的节点的接收信噪比，分析DF协议或AF协议下系统协作链路的中断概率，具体包括：

根据公式分析DF协议下系统协作链路的中断概率；所述系统协作链路为源节点到中继节点再到目的节点的协作链路；其中R_T表示目标数据速率；K₁(x)是第二类一阶修正贝塞尔函数；

5.根据权利要求4所述的一种路边单元的功率分配方法，其特征在于，所述根据所述目的节点的接收信噪比，分析DF协议或AF协议下系统协作链路的中断概率，具体包括：

根据公式分析AF协议下系统协作链路的中断概率；其中，a＝1+1/(1-ρ)，