[发明专利]基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法有效

专利信息
申请号: 201910456453.8 申请日: 2019-05-29
公开(公告)号: CN110278019B 公开(公告)日: 2022-06-07
发明(设计)人: 彭盛亮;赵睿;徐伟;杨裕琳;张孟杰 申请(专利权)人: 华侨大学
主分类号: H04B7/08 分类号: H04B7/08;H04B7/06;H04B17/345;H04B17/40
代理公司: 厦门市首创君合专利事务所有限公司 35204 代理人: 张松亭;李艾华
地址: 362000 福建省*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 基于 干扰 最小化 准则 双工 能量 采集 中继 传输 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,包括:获取目的端接收的信息和对应的第一信噪比;选择中继的接收天线和发送天线;获取第一时隙αT内,中继收到的信号;获取在第二时隙(1‑α)T内,当源信息通过中继传输时,中继收到的信号;获取在第二时隙(1‑α)T内,当源信息通过中继传输时,目的端接收的信息及对应的第二信噪比;目的端采用最大比合并技术,合并来自中继和源的信息后,对所述第一信噪比和所述第二信噪比求和获得目的端的接收信噪比;基于目的端的接收信噪比,获取所述系统的瞬时安全容量及系统吞吐量。本发明的同时同频全双工技术能够将无线资源的使用效率提升近一倍,从而显著提高系统吞吐量和容量。

技术领域

本发明涉及无线通信和物理层安全领域,特别涉及基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法。

背景技术

当中继节点是能量受限节点时,即中继没有稳定的能量来源,或者说能量来源不持续时,中继节点就很容易中断。考虑到能量采集技术的快速发展和射频信号易于采集,如果中继节点能够采集无线射频信号,就可以延长无线网络的使用寿命。最近同步无线信息和功率传输(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)被提出来,并得到广泛应用。但是传统SWIPT系统,中继接收机仅配备单天线,工作在半双工模式下的中继对接收信号进行能量采集和信息接收,此种情况效率不高并且当采集的能量不足达到转发信息所需的能量时,中继就有可能中断,这时信息传输就会终止。此外,还有中继处配备多天线,采用全双工技术转发信息,然而,较大的中继自干扰会严重影响系统的性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提出一种基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,中继节点工作在同时同频全双工模式下,采用天线自干扰最小化的方法,减少传统双工模式中频率或时隙资源的开销,从而达到提高频谱效率的目的;与现有的FDD或TDD双工方式相比,同时同频全双工技术能够将无线资源的使用效率提升近一倍,从而显著提高系统吞吐量和容量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,基于时间切换能量采集的全双工放大转发协作中继传输系统,所述系统包括一个源S、一个全双工中继R和一个目的端D,源节点和目的端节点配置单根天线,中继节点配置多根天线;在一个时间块T内,源通过直达链路传输信息到目的端;在第一时隙αT内,中继进行能量采集;第二时隙(1-α)T内,中继接收源信息的同时,放大转发源信息到目的端;全双工能量采集中继传输方法包括:

获取目的端接收的信息和对应的第一信噪比;

选择中继的接收天线和发送天线;

基于选择的接收天线,获取第一时隙αT内,中继收到的信号;

基于选择的接收天线,获取在第二时隙(1-α)T内,当源信息通过中继传输时,中继收到的信号;

基于选择的发送天线,获取在第二时隙(1-α)T内,当源信息通过中继传输时,目的端接收的信息及对应的第二信噪比;

目的端采用最大比合并技术,合并来自中继和源的信息后,对所述第一信噪比和所述第二信噪比求和获得目的端的接收信噪比;

基于目的端的接收信噪比,获取所述系统的瞬时安全容量及系统吞吐量。

优选的,所述获取目的端接收的信息和对应的第一信噪比,具体包括:

在整个时间块T内,源通过直达链路直接传输信息到目的端,此时目的端接收的信息为:

对应的第一信噪比获取方式如下:

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