[发明专利]一种基于OFDM中继解码转发的无线携能通信方法

摘要

一种基于OFDM中继解码转发的无线携能通信方法，在该方法中，源节点广播信号给中继节点和目的节点，中继节点用一部分子载波进行信息解码，用剩余部分子载波进行能量收集，中继节点利用收集到的能量中继转发信息给目的节点。中继节点只需要知道哪些子载波用于信息接收，哪些子载波进行能量接收，即中继节点只要知道用于信息接收和能量接收的子载波序号，不需要增加分配器。本发明有效降低了设备的设计复杂度，且通过中继节点的解码转发协作，有效提高了能量收集效率和频谱利用率，大大改善了无线传感器网络的系统性能。

主权项

一种基于OFDM中继解码转发的无线携能通信方法，无线携能通信系统由一个源节点S，一个目的节点D和一个中继节点R组成，S→R链路和R→D链路的整个带宽都被分成K个子载波，传输时间分为两个均等时隙，其特征在于：所述无线传感器网络中基于OFDM中继解码转发的的无线携能通信方法包括以下步骤：1)源节点广播信号给中继节点和目的节点，中继节点用一部分子载波进行信息解码，用剩余部分子载波进行能量收集；2)中继节点利用收集到的能量中继转发信息给目的节点；中继节点的子载波和功率联合分配问题建模为：满足以下条件其中，p1＝{pk,qk}，p2＝{pk'}，和分别表示用于接收信息和收集能量的子载波集合，pk和qk分别表示子载波k在S→R链路上用于接收信息和收集能量的功率，pk'表示子载波k'在R→D链路上用于接收信息的功率，R表示目的节点经过两个时隙传输后获得的速率，R1和R2分别表示第一时隙中继节点接收到来自源节点的速率和第二时隙目的节点接收到来自中继节点的速率，P表示源节点总发射功率，hk表示子载波k在S→R链路上的信道增益，表示子载波k在中继节点上接收源节点信号的信道噪声方差；通过拉格朗日对偶分解方法获得上述的最优子载波和功率分配：pk*=(β12β4-σk2hk)+---(3)]]>qk*=Pmax,β3hk>β4Pmin,β3hk≤β4---(4)]]>pk′*=β22β3-σk′2gk′---(5)]]>其中，β1，β2，β3和β4表示拉格朗日乘子，Pmax和Pmin表示在每个子载波k上的最大和最小功率限制，gk'表示子载波k'在R→D链路上的信道增益，表示子载波k'在目的节点上接收中继点信号的信道噪声方差，Fk=β3(hkpk*+σk2)-12β1log2(1+hkpk*σk2)---(7).]]>