[发明专利]面向FD多中继协作SWIPT网络的中继选择优化方法

权利要求书

1.面向FD多中继协作SWIPT网络的中继选择优化方法，其特征在于，通过逐步增加待选中继构建接收端信道容量最大的已选中继集作为本次通信周期的已选中继集，优化第n次通信周期已选中继集的过程具体包括如下两大步骤：

步骤一：以一个待选中继和前一步优化的已选中继集构建当前步骤已选中继集，根据网络总带宽计算当前步骤已选中继集中各中继所分得的信道带宽，将各中继未被选时EH模块收集的能量计入各中继被选时提供的最大发射功率中，分别计算当前步骤已选中继集中各中继被选时提供最大发射功率对应的信号放大系数，根据当前步骤已选中继集中各中继被选时提供的最大发射功率及其对应的信号放大系数计算当前步骤已选中继集中各中继被选时的接收端信干噪比，以当前步骤已选中继集中各中继被选时的接收端信干噪比最大为目标更新已选中继集中各中继的PS比，根据当前步骤已选中继集各中继被选时的接收端信干噪比计算当前步骤已选中继集的接收端信道容量；

步骤二：重复执行步骤一得到N个已选中继集并根据各已选中继集各中继被选时的接收端信干噪比计算各已选中继集的接收端信道容量，以接收端信道容量最大的已选中继集为本次通信周期的已选中继集。

2.根据权利要求1所述面向FD多中继协作SWIPT网络的中继选择优化方法，其特征在于，将各中继未被选时EH模块收集的能量计入各中继被选时提供的最大发射功率中的表达式为：为第n次通信周期中第i个中继R_i处所能提供的最大发射功率，η为EH模块收集能量的效率，为第n次通信周期中第i个中继R_i的接收信号用于EH模块的部分，P_pre[n]为第n次通信周期中第i个中继R_i中继未被选时EH模块收集的能量。

3.根据权利要求2所述面向FD多中继协作SWIPT网络的中继选择优化方法，其特征在于，第n次通信周期中第i个中继R_i中继未被选时EH模块收集的功率P_pre[n]为：为第i个中继R_i中继在n-1次通信周期中未被选时EH模块收集的功率，P_i⁽ⁿ⁾为第i个中继R_i中继在n次通信周期中未被选时EH模块收集的功率，P_S为源发射信号

的功率，h_i[n]为第n次通信周期中源发射端与第i个中继R_i之间的信道响应，为当前步骤构建的第n次通信周期的已选中继集。

4.根据权利要求2或3所述面向FD多中继协作SWIPT网络的中继选择优化方法，其特征在于，分别计算当前步骤已选中继集中各中继被选时提供最大发射功率对应的信号放大系数的方法为：联立和求解β_i[n]，为第n次通信周期中第i个中继R_i处的发送信号，β_i[n]为第n次通信周期中第i个中继R_i处的信号放大系数，ρ_i[n]:(1-ρ_i[n])为第n次通信周期中第i个中继R_i接收信号的PS比，为第n次通信周期中第i个中继R_i处的信号处理噪声所服从的高斯分布的方差。

5.根据权利要求4所述面向FD多中继协作SWIPT网络的中继选择优化方法，其特征在于，根据当前步骤已选中继集中各中继被选时提供的最大发射功率及其对应的信号放大系数计算当前步骤已选中继集的接收端信干噪比的表达式为：

其中，为第n次通信周期中经第i个中继R_i转发到达目的接收端D的接收信号的信干燥比，g_i[n]为第n次通信周期中第i个中继R_i与目的接收端D之间的信道响应，Ω_i[n]为第n次通信周期中第i个中继R_i处的RSI信道响应，为第n次通信周期中第i个中继R_i处的天线噪声所服从的高斯分布的方差，为第n次通信周期中在第i个中继R_i所分得频率范围内作用于目的接收端D接收天线的加性高斯白噪声所服从的高斯分布的方差。