[发明专利]一种多载波信能同传系统的信号优化方法和系统

权利要求书

1.一种多载波信能同传系统的信号优化方法，所述多载波信能同传系统的发射端输出的信能信号包括信息信号和能量信号，包括步骤：

发射端根据最优目标和第一约束条件以确定子载波的功率分配系数、子频带分配系数、信能功分比，其中，

所述最优目标为在第一约束条件的限制下，信号传输速率最高；

所述第一约束条件包括：接收端接收的最小采集能量E_m0，信能信号的传播符合瑞利衰落信道；

确定子载波功率的分配、子频带的分配、信号功分比的步骤包括：

A、赋予第一子载波功率分配系数、第一子频带分配系数，基于速率关系式和所述第一子载波功率分配系数、第一子频带分配系数计算最优信号功分比，包括：

所述速率关系式：

其中，ρ_m为接收端单元m的接收信号的信能功分比，p_n为子载波n的功率，h_n,m为接收端单元m接收到的子载波n的信号增益，ξ为能量采集转换效率，为子载波总数；

则在所述第一子载波功率分配系数、第一子频带分配系数的条件下得到最优信号功分比：

B、基于最优信号功分比获取转换关系式，基于拉格朗日对偶原理处理所述转换关系式以优化功率分配系数、子频带分配系数，包括：

基于最优信号功分比获取转换关系式：

其中，N_RB为子频带总数，Π(RB_i)定义为子载波分配函数，即第RB_i个子载波分配给第Π(RB_i)个用户，基于拉格朗日对偶方法处理所述转换关系式以获取对应的拉格朗日函数：

其中，λ和μ分别对应于能量采集限制和功率传输限制的非负对偶变量，N_SC为每一个子频带含有的子载波数；

设置对偶函数根据对偶函数分解所述拉格朗日函数以获得子函数：

结合和所述拉格朗日函数并求其偏导以获取在给定的子频带分配系数限制下，M表示M个用户，最优的功率分配系数

2.一种多载波信能同传系统的信号优化系统，适用于权利要求1所述方法，其特征在于，包括：

处理模块，用于赋予第一子载波功率分配系数、第一子频带分配系数，基于速率关系式和所述第一子载波功率分配系数、第一子频带分配系数计算最优信号功分比，包括：

所述速率关系式：

其中，ρ_m为接收端单元m的接收信号的信能功分比，p_n为子载波n的功率，h_n,m为接收端单元m接收到的子载波n的信号增益，ξ为能量采集转换效率，为子载波总数；

则在所述第一子载波功率分配系数、第一子频带分配系数的条件下得到最优信号功分比：

还用于基于最优信号功分比获取转换关系式，基于拉格朗日对偶原理处理所述转换关系式以优化功率分配系数、子频带分配系数，包括：

基于最优信号功分比获取转换关系式：

其中，N_RB为子频带总数，Π(RB_i)定义为子载波分配函数，即第RB_i个子载波分配给第Π(RB_i)个用户，基于拉格朗日对偶方法处理所述转换关系式以获取对应的拉格朗日函数：

其中，λ和μ分别对应于能量采集限制和功率传输限制的非负对偶变量，N_SC为每一个子频带含有的子载波数；

设置对偶函数根据对偶函数分解所述拉格朗日函数以获得子函数：

结合和所述拉格朗日函数并求其偏导以获取在给定的子频带分配系数限制下，最优的功率分配系数