[发明专利]一种基于信息能量同时传输的中继协作方法

说明书

本发明提供一种基于信息能量同时传输的中继协作方法，能够降低对外界环境的依赖性。所述方法包括：针对时间转换接收机，采用基于时间转换的协作多用户传输协议使得能量受限的中继具备信息处理和能量收集的功能，实现信息能量同时传输；针对能量分割接收机，采用基于能量分割的协作多用户传输协议使得能量受限的中继具备信息处理和能量收集的功能，实现信息能量同时传输；其中，所述中继包括：信息接收机和能量接收机，所述信息接收机用于对接收到的射频信号进行处理，所述能量接收机用于从接收到射频信号中收集能量。本发明适用于信息能量同时传输的中继协作操作。

技术领域

本发明涉及无线通信中继领域，特别是指一种基于信息能量同时传输的中继协作方法。

背景技术

近年来随着无线通信技术的不断突破和发展，使其能够应用在许多条件苛刻或特殊的环境中，例如，部署在恶劣环境(高温、高压、高辐射)下的无线传感器网(WirelessSensor Networks,WSN)、嵌入到建筑物内部的环境感知传感器件以及植入到人体内的医疗设备等。这些网络中的传感器由于受到环境条件的限制无法通过有线的方式连接到供电系统中，因此通常是由容量有限的电池来供电，一旦电池耗尽，就需要通过充电的方式来延长设备的使用寿命，而很多情况下传统的充电方式很难实现，如抛撒在敌军战场上的传感器件和嵌入到人体内部的心脏起搏器等，如果不能为这些能量受限的设备提供持续的电能供应会使网络的通信质量和使用寿命受到有限电池容量的制约。因此，能否找到一种有效手段来为能量受限设备提供连续且稳定的电能供应，成为延长网络生存时间、提高通信质量的关键。

能量收集(Energy Harvesting，EH)技术使这一想法成为可能。事实上，人类利用太阳能的历史已经有3000多年，利用风能的历史也可以追溯到西元前，但其真正作为新能源和动力被加以大规模利用却是近几十年的事情。自二十世纪七十年代的世界石油危机以来，以太阳能和风能利用为代表的传统能量收集技术得到了长足发展，并被广泛应用于各行各业的生产中。传统的能量收集主要是指从周围的自然环境中采集能量(如风能，太阳能振动能，地热能，潮汐能等)，其缺点是这些来自于自然环境的能源对外界环境的依赖性大，因此不容易控制，这一缺点限制了其在一些要求高度可靠性的行业中的应用，比如军事和医疗方面。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于信息能量同时传输的中继协作方法，以解决现有技术所存在的能力收集对外界环境的依赖性大的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于信息能量同时传输的中继协作方法，包括：

针对时间转换接收机，采用基于时间转换的协作多用户传输协议使得能量受限的中继具备信息处理和能量收集的功能，实现信息能量同时传输；

针对能量分割接收机，采用基于能量分割的协作多用户传输协议使得能量受限的中继具备信息处理和能量收集的功能，实现信息能量同时传输；

其中，所述中继包括：信息接收机和能量接收机，所述信息接收机用于对接收到的射频信号进行处理，所述能量接收机用于从接收到射频信号中收集能量。

进一步地，在基于时间转换的协作多用户传输协议中，设T为多用户传输的总时间，其中，时间ρT用作中继从收到的信号中收集能量，剩余时间(1-ρ)T用来作为传输信号，ρ表示能量收集时间因子。

进一步地，设源节点为S、中继为R、目的地节点为D₁和D₂、源节点S发送的射频信号为x₁和x₂；

所述针对时间转换接收机，采用基于时间转换的协作多用户传输协议使得能量受限的中继具备信息处理和能量收集的功能，实现信息能量同时传输包括：

源节点S通过中继R的协助向目的地节点D₁和D₂分别发送独立的信号x₁和x₂；