[发明专利]水声中继通信系统和速率最大准则资源分配方法

摘要

本发明公开了一种针对带有无线充电的水声中继通信系统的信道和容量优化资源分配方法，其中系统采用时分复用的通信方式，且功率消耗考虑电路功率消耗和发射功率消耗两部分。从信道和容量最大的角度出发，设计出一种充电时隙的优化方案。仿真结果表明，利用本发明中的优化方案，可以显著提高系统和容量。

主权项

1.一种带有无线充电的水声中继通信系统，其特征在于：由水面基站、K个水面浮标中继和对应的K个水下传感器用户组成，其中K为正整数，水面浮标中继带有可充电电池，从基站获取能量，h_i表示基站到第i个浮标中继的信道功率增益，满足其中复随机变量表示基站到第i个浮标中继的信道信息；g_i表示第i个浮标中继到第i个传感器的信道功率增益，满足其中复随机变量表示第i个浮标中继到第i个传感器的信道信息；整个通信过程分为两个阶段，第一阶段为基站给浮标中继充电的过程；第二阶段为浮标中继将信号发送至水下传感器的过程，通信过程采用时分复用的通信方式；系统中基站给各个浮标中继充电的时间为τ₀T，各浮标中继发送信号到传感器的时间为τ₁T,τ₂T,…,τ_KT，其中τ₁＝τ₂＝…＝τ_K，不失一般性地，对T作归一化处理；由于在第一阶段，即基站给浮标中继充电的过程中，xA为基站在第一个时隙发送的能量信号，xA为复随机信号并满足E[|xA|2]＝PA，其中PA表示基站的发射功率，第i个浮标的接收能量为其中表示充电效率，且第i个中继的发射功率为