[发明专利]一般干扰下SWIPT中继资源分配方法

说明书

本发明公开了一种一般干扰下SWIPT中继资源分配方法，基于DF的中继系统，以最大化非中断概率为目标建立了优化问题，并采用黄金分割法进行求解，得到最优的h₂以及最大的非中断概率。通过仿真实验显示，在不同参数下，采用该方法均可以有效地提高中继系统的非中断概率。

技术领域

本发明涉及中继资源分配技术领域，更具体的说是涉及一种一般干扰下SWIPT中继资源分配方法。

背景技术

随着5G时代的到来和无线网络规模的扩大，网络中节点的个数正在急剧增加。传统的网络节点使用电池供应能量，这就意味着网络节点生命周期有限。面对越来越多的节点，为它们更换电池显然会耗费大量的人力物力。然而，信能同传(Simultaneous WirelessInformation and Powe rTransfer，SWIPT)技术的出现和发展为解决该问题提供了新思路。SWIPT技术可以使无线网络中的节点通过射频信号进行能量收集，并利用收集到的能量进行信息接收。该技术避免了频繁更换电池的弊端，并且可以极大地延长网络中节点的寿命。因此，SWIPT技术在无线网络中的应用备受关注。

SWIPT技术可以有效提升网络的频谱利用率、减小延迟、降低功耗，因此，不少学者考虑将SWIPT技术应用于中继通信系统。而SWIPT应用于中继系统，需要采取合理的资源分配策略来改善中继系统性能。现有的SWIPT中继资源分配方法一般只考虑到了干扰是周期信息的情况，然而在实际应用中，干扰往往不是周期性出现的，而是随机的。

因此，如何针对一般干扰提供一种SWIPT中继资源分配方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种一般干扰下SWIPT中继资源分配方法，该方法可以有效地提升系统的非中断概率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种一般干扰下SWIPT中继资源分配方法，包括：

(1)建立基于DF的中继系统模型；

(2)基于步骤(1)建立的模型定义整条链路的非中断概率p_non＝p₁p₂；其中，为发射机到接收机的非中断概率；为中继到接收机的非中断概率；其中，P_s为发射信号的平均功率，P_R为转发信号的功率，r₀为传输速率阈值，ε为直线h₂与h轴交点，h₁为DF区域与EH区域分割线，h₂为资源分配线I为干扰i的功率值I，θ_I为I的期望，θ_h为信道增益h的期望，θ_g为信道增益g的期望，且信道增益h和g均服从指数；

(3)以最大化非中断概率为目标建立优化问题P5：

(P5)max p_non(ε)＝p₁p₂

(4)采用黄金分割法对步骤(3)中的优化问题P5进行求解，求出最优的资源分配分割线h₂以及最大的非中断概率。

为了进一步优化上述技术方案，步骤(4)具体包括：

第1步：给定初始化ε的取值区间[a,b]和精度e；

第2步：求解区间黄金分割点a₁＝a+(1-0.618)(b-a)，a₂＝a+0.618(b-a)；

第3步：如果非中断概率p_non(a₁)＜p_non(a₂),跳到第4步，否则跳到第5步；