[发明专利]一种考虑解码成本的多来源能量吸收中继中多块优化传输结构

权利要求书

1.一种考虑解码成本的多来源能量吸收中继中多块优化传输结构，其特征在于包括下列步骤：

1)我们考虑一个有N块的多块系统；用下标或者上标其中i＝1，...，N表示第i块；其中每个块的长度为τ秒，每个块分为三个阶段：

2)每个块的结构为：在能量吸收阶段，持续时间[0，α_iτ)，α_i∈[0，1]内，开关连接到能量吸收电路，接收到的所有信号用于收集能量；设p_x为发送符号x∈X的发送功率，其中X是发射机节点可以发送的所有可能符号的集合；为了使中继节点在这个阶段结束时获得最大的能量，发射机节点应该总是发送符号m＝argmax_x∈Xp_x；然后，用α_iτp_m表示能量吸收阶段吸收的能量，其中i＝1，...，N表示第i块；设e_i为从环境源获取的恒定功率；然后，用α_iτ(p_m+e_i)单位表示能量吸收阶段的总能量；我们用i＝1，...，N时的e_i单位表示第一区环境源收集的能量，其中i＝1，...，N表示第i块；

3)在接收阶段，在持续时间[α_iτ，(α_i+β_i)τ)，α_i+β_i∈[0，1]内，开关连接到信息提取电路；解码器是接收期间能量消耗的主要来源；因此，我们只考虑在中继节点接收期间所需的解码能量；我们采用了如下模型：对于固定信道容量C，解码每信道速率R的码字所消耗的能量是R的非递减凸函数，即：令当h(0)＝0；常见的表示形式有和两种；所有其他因素都隐藏在这个功能中；中继在该阶段解码的总比特数为I_R＝β_iτR_i，并存储在储存器中以供以后传输；在这个阶段，没有能量被收集；其中i＝1，...，N表示第i块；

4)在传输阶段，持续时间[(α_i+β_i)τ，τ]内，开关连接到传输电路，解码信息从中继节点传输到接受节点；我们假设中继节点和接受节点之间的通信信道是具有信道功率增益h的衰落信道，并且信号被具有单位功率谱密度的加性高斯白噪声(AWGN)所破坏；在这种情况下，当发射功率为p_t时，我们将每个信道符号的平均速率视为T(p_t)＝B log₂(1+hp_t)；我们假设h在通信块的开始处是已知的；B为信道带宽；在块期间，I_T＝γ_iτT(p_t)给出可靠传输的总比特数，其中γ_i＝1-其中i＝1，...，N表示第i块；在这个阶段，没有能量被收集；

5)在第i块中，T_i表示收获的能量减去所用的能量；W_i表示接收到的信息减去发送信息；

6)找到第1-N块的各阶段的时间比例和中继的接收速率，使得在给定时间内从发射机节点传递到接收机的比特总数最大化；

7)最优的时间比例的最优解中的一组解总可以在数据没有流动的时候取得，即而通过下面的线性规划问题求解{T_i}，i＝1，...，N；

T_i≥e_i-p_tτ，

T_i≤e_i+p_mτ，i＝1，2，...，N.

而后确定

不排除当存在数据流的时候，存在其他的最优解；其中，最优接收速率最优解为R_i＝R*，i＝1，...，N，满足其中