[发明专利]适用于SWIPT HDAF中继系统最大化能量转移效率的传输方法

说明书

本发明提出了一种适用于SWIPT HDAF中继系统最大化能量转移效率的传输方法，包括：信源节点在内发送导频信号x，目的节点和中继节点接收到信号；目的节点根据接收到的信号估计接收信噪比，并将估计结果通过反馈链路反馈给信源节点，信源节点根据接收信噪比与门限的关系选择相应信息传输方式传输信息，所述信息传输方式包括信源节点与目的节点之间采用直接传输或者中继传输。本发明中信源节点直接传输信息给目的节点，或者信源节点发送的信号经中继节点转发至目的节点，保证了链路通信质量的可靠性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体为一种适用于SWIPT HDAF中继系统最大化能量转移效率的传输方法。

背景技术

射频信号不但携带要传输的信息，而且其自身也具有能量。在无线通信系统中，如果可以在使用射频信号传输信息的同时传输能量，就可以很大程度上地延长无线网络系统的使用寿命。研究射频信号信息和能量同时传输的技术被称为SWIPT技术，该项技术的研究对无线传输网络的发展具有重大意义。中继技术可以延伸通信的覆盖范围、提高系统的容量以及提高用户的服务质量。中继作为通信系统的一个转发节点，具有接收和转发的功能，中继接收机的接收策略对系统的性能有重要的影响。信息和能量同时传输，关键在于接收机的设计，现有接收机的接收策略，主要有时间分割(TS)、功率分割(PS)以及TS和PS相结合等几种方式。协作多中继技术是5G的重要技术，混合解码放大转发协议(HDAF)与放大转发(AF)、解码转发(DF)协议相比，能在很大程度上提高系统的性能，成为近年来的研究热点。

从文献检索的结果来看，应用于多中继的中继选择方法并不多，主要有以下两种选择方法。

第一种是随机选择固定AF方案。当γ_SDγ_th时，信源节点(S)与目的节点(D)之间采用直接传输；否则随机选择一个中继R_k*利用固定AF协议进行协助传输。随机中继选择不必反馈信道状态信息，该算法实现起来简单，由于中继节点和信源节点以及目的节点的信道状况也是随机的，时好时坏，采用这种中继选择算法网络性能不稳定，不能很好的确保通信性能。

第二种是基于max-min选择准则的固定AF中继选择方法，即由信道估计分别得到信源节点和目的节点与每个中继节点间的信噪比γ_sk、γ_kd，在每个中继节点分别与信源节点和目的节点间的两个信噪比中选出数值更小的信噪比；然后再比较各个中继节点选出的信噪比，找出数值最大的信噪比，该信噪比所对应的中继节点即为选择出的中继节点。max-min方法是选出一个中继采用固定AF协议同时与信源节点和目的节点进行通信，故为单天线选择方法；它能动态保证用户的通信质量，并进而提高传输速率；但是并没有选择利用系统最佳的通信路径，其可靠性有待提高。需要进一步指出的是，上述两种中继选择方法都采用了固定AF协议，且均未考虑能量效率的问题。AF协议是指中继将接收信号作简单的放大再转发给目的节点，它的优点是系统开销和复杂度小，但也放大了噪声，降低了系统性能。在能源受限的网络中,如无线传感器网络,通常由电池供电的节点在进行更换或对其充电是非常困难的。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种适用于SWIPT HDAF中继系统最大化能量转移效率的传输方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种适用于SWIPT HDAF中继系统最大化能量转移效率的传输方法，具体步骤为：

信源节点在内发送导频信号x，目的节点和中继节点接收到信号；

目的节点根据接收到的信号估计接收信噪比，并将估计结果通过反馈链路反馈给信源节点，信源节点根据接收信噪比与门限的关系选择相应信息传输方式传输信息，所述信息传输方式包括信源节点与目的节点之间采用直接传输或者中继传输，所述中继传输具体为：

信源节点在(1-α)T内广播能量信号；

中继节点在内接收信源节点广播的信息信号；