[发明专利]一种基于时间索引调制的无线数能同传收发机设计与分析方法

权利要求书

1.一种基于时间索引调制的无线数能同传收发机设计与分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建系统模型；

S2、无线数能同传发射机设计；

所述无线数能同传发射机设计，包括以下分步骤：

S21、比特分割器设计；

S22、传统调制器设计；

S23、时间索引调制器设计；

S24、能量信号生成器设计；

S25、信号合成器设计；

S26、基带-射频转换器设计；

步骤S23所述时间索引调制器设计，包括：时间索引调制去负责将长度为k_t时间索引比特序列映射为相应的时间索引调制向量a，如果选择L个时隙中的第l个用来传输数据，那么该向量的第l个元素值为1，而其他元素值为0，对于时间索引调制，有

S3、无线数能同传接收机设计；

所述无线数能同传接收机设计，包括以下分步骤：

S31、功率分割器设计；

S32、包络检波器设计；

S33、时间索引解调器设计；

S34、射频-基带转换器设计；

S35、传统解调器设计；

S36、比特合成器；

S37、能量采集模块设计；

步骤S33所述时间索引解调器设计，包括：包络检波器的检测结果会进一步的进入时间索引解调器，并且进而对于每个周期，生成一个长度为L的检测标识向量；对于每周期中的第l个时隙，如果对应的检测信号y_l^(test)检测为能量信号，那么该检测标识向量中的第l个元素设置为0，否则设置为1；该向量与时间索引调制向量a呈对应关系；如果时间索引解调后发现仅有一个时隙传输数据信号，便输出与该数据传输时隙索引对应的长为k_t的比特序列作为时间索引解调信息；

S4、无线数能同传能量传输性能理论分析；

S5、无线数能同传数据传输性能理论分析。

2.根据权利要求1所述的基于时间索引调制的无线数能同传收发机设计与分析方法，其特征在于，步骤S1所述构建系统模型的方法包括如下：

基于时间索引调制的无线数能同传系统包含一个发射机与一个接收机，其中发射机配置N_t根天线，而对于接收机，由于多为低功耗设备，仅仅配置单根天线，因此在收发机之间组成了多输入单输出无线信道；假设收发机之间的信道信息已知，信道质量在周期T内保持稳定，表示为单个调制符号传输时隙表示为T₀，因此，在单个周期内，总共传输L＝T/T₀个调制符号；在时间索引调制系统中，数据信息不仅仅在传统调制维度上传输，还体现在激活的符号传输时隙索引上；

传统信息：此维度上的数据信息通过控制调制符号的幅度与相位，利用传统的调制方式进行传输，包括BPSK、QPSK、M-QAM中的一种，调制阶数越高，单符号携带的数据信息量越多；

时间索引信息：此维度上的数据信息通过控制激活的符号传输时隙索引来传输，对于一个基础的时间索引调制系统，在一个传输周期内，选择L中的一个时隙来传输数据，因此总共有L种传输可能，相应的时间索引信息量也为比特，其中表示不大于x的最大整数。

3.根据权利要求1所述的基于时间索引调制的无线数能同传收发机设计与分析方法，其特征在于，步骤S24所述能量信号生成器设计，包括：能量信号生成器负责生成用于射频能量传输的额外能量信号，能量信号表示为u＝u_I+ju_Q，其中u_I和u_Q分别代表能量信号的同相与正交维度分量，由于能量信号与数据信号在不同的时隙上进行传输，因此二者之间不会有直接的相互干扰，能量信号功率要大于数据信号功率，此时，采用确定性能量信号相比于随机能量信号得到更低的时间索引解调错误概率，因此能量信号采用确定性信号，相应的基带发射功率为|u|²＝P_e。