[发明专利]基于无线射频供能的认知用户能量收集和信息传输方法

权利要求书

1.基于无线射频供能的认知用户能量收集和信息传输方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1主用户发射机根据空间上次用户的分布位置和数量，估计次用户发射机对主用户接收机造成的干扰，并根据估计出的干扰计算得到主用户传输的中断概率，随后令计算得到的中断概率等于预设的中断概率门限，从而获得次用户发射机与主用户接收机之间的距离，进而确定主用户保护圈的半径；

S2主用户接收机预设两个值大小不等的中断概率门限，根据步骤S1所述的方法，分别计算得到主用户的两个保护圈半径，其中，由大的中断概率门限值得到的是能量收集圈半径，由小的中断概率门限值得到的是降功率传输圈半径，两个保护圈是以主用户发射机为圆心的同心圆；

S3次用户对主用户发射机进行时间和空间感知，次用户感知主用户发射机在某段时间上是否正在发射信号，同时感知空间上次用户所处主用户保护圈的位置；

S4次用户根据对主用户发射机时间和空间的感知结果，决定自己的工作方式，如果次用户感知到主用户发射机在某段时间上空闲，未发射信号，则次用户以最大功率传输信息，如果次用户感知到主用户发射机在某段时间上在发射信号，则进一步感知其所处主用户保护圈位置；如果次用户感知到其处在主用户的能量收集圈，且自身电量未满，则收集主用户发射机的射频能量；如果自身电量已满，则切换到静默状态，以节省能量；如果次用户感知到其处在主用户的降功率传输圈，则降低发射功率传输信息，并判断降功率传输圈内是否有满电量且空闲的其他次用户，如果有，则任选一个满足条件的次用户进行中继传输，否则，选择直接传输方式；如果次用户感知到其处在主用户的能量收集圈和降功率传输圈外，则以最大功率传输信息，并判断次用户自身传输半径内是否有满电量且空闲的其他次用户，如果有，则任选一个满足条件的次用户进行中继传输，否则，选择直接传输方式。

2.根据权利要求1所述的基于无线射频供能的认知用户能量收集和信息传输方法，其特征在于，所述步骤S2中主用户的能量收集圈和降功率传输圈设置方法，具体包括以下步骤：

S2-1主用户接收机预设两个值不等的中断概率门限，分别记为P_out-th1和P_out-th2，且P_out-th2＜P_out-th1，所述两个中断概率门限均满足主用户通信的服务质量要求；

S2-2计算能量收集圈半径时，先假设能量收集圈半径为d_h，然后计算能量收集圈外的其他主用户发射机和圈外所有次用户发射机对主用户接收机造成的干扰，此干扰在主用户接收机的信号干扰噪声比中作为干扰项，当信号干扰噪声比所确定的主用户传输信道容量小于预设的信息传输速率时，主用户传输发生中断；当该中断的概率等于预设的主用户接收机中断概率门限P_out-th1时，求得主用户接收机到次用户发射机的平均距离，即为能量收集圈半径；

S2-3计算降功率传输圈半径时，根据步骤S2-2中得到的能量收集圈半径d_h，并假设降功率传输圈半径为d_r，且d_rd_h，计算能量传输圈外的其他主用户发射机、能量收集圈外且降功率传输圈内降功率发射信号的次用户、以及降功率传输圈外以最大功率传输的次用户，对主用户接收机造成的干扰，此干扰在主用户接收机的信号干扰噪声比中作为干扰项，当此信号干扰噪声比所确定的主用户传输信道容量小于预设的信息传输速率时，主用户传输发生中断；当该中断的概率等于预设的主用户接收机中断概率门限P_out-th2时，求得主用户接收机到次用户发射机的平均距离，即为降功率传输圈半径。