[发明专利]无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法及无线供能MIMO中继系统

摘要

本发明实施例提供一种无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法及无线供能MIMO中继系统。所述无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法包括：将所述无线供能MIMO中继系统的第一信道矩阵及第二信道矩阵进行分解，以得到第一信道矩阵对应的第一对角矩阵和第二信道矩阵对应的第二对角矩阵；使用第一对角矩阵及第二对角矩阵表示所述源节点与所述中继节点中传输信息对应的第二预编码矩阵及中继节点与所述目的节点中传输信息对应的第三预编码矩阵，得到第二预编码矩阵对应的第一影响因子和得到第三预编码矩阵对应的第二影响因子；计算所述第一影响因子及第二影响因子，以通过所述第一影响因子及第二影响因子对所述无线供能MIMO中继系统的功率进行分配。 1

主权项

1.一种无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，应用于无线供能MIMO中继系统，所述无线供能MIMO中继系统包括：源节点、中继节点及目的节点；所述无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法包括：

将所述无线供能MIMO中继系统的源节点与所述中继节点之间的第一信道矩阵进行分解，以得到第一信道矩阵对应的第一对角矩阵；

将所述无线供能MIMO中继系统中继节点与所述目的节点之间的第二信道矩阵进行分解，以得到第二信道矩阵对应的第二对角矩阵；

使用第一对角矩阵及第二对角矩阵表示所述源节点与所述中继节点中传输信息对应的第二预编码矩阵，得到第二预编码矩阵对应的第一影响因子；

使用第一对角矩阵及第二对角矩阵表示所述中继节点与所述目的节点中传输信息对应的第三预编码矩阵，得到第三预编码矩阵对应的第二影响因子；

根据第一影响因子及第二影响因子得到所述第一影响因子及第二影响因子计算得到的优化公式；

将所述优化公式中的第一影响因子及第二影响因子使用约束因子表示，得到所述约束因子对应的影响公式；

根据所述影响公式与源节点的标称功率的关系计算得到所述优化约束因子，以通过所述优化约束因子对所述无线供能MIMO中继系统的功率进行分配。

2.如权利要求1所述的无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，所述根据第一影响因子及第二影响因子得到所述第一影响因子及第二影响因子计算得到的优化公式的步骤包括：

将所述第一影响因子作为第一变量集X，将第一影响因子、第二影响因子及第一对角矩阵计算形成第二变量集Y；

所述优化公式可表示为：

其中，X＝[x₁,…,x_N2]^T；Y＝[y₁,…,y_N2]^T；a_i表示第一对角矩阵中第i个对角元素；b_i表示第一对角矩阵中第i个对角元素与第二对角矩阵的第i个对角元素的乘积。

3.如权利要求2所述的无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，将所述优化公式中的第一影响因子及第二影响因子使用约束因子表示，得到所述约束因子对应的影响公式的步骤包括：

所述第一变量集中的元素与第二变量集中的对应位置的元素之和形成所述约束因子；

所述影响公式表示为：

其中，p_i表示约束因子中的第i个元素。

4.如权利要求3所述的无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，所述根据所述影响公式与源节点的标称功率的关系计算得到所述优化约束因子，以通过所述优化约束因子对所述无线供能MIMO中继系统的功率进行分配的步骤包括：

根据所述影响公式与源节点的标称功率的关系得到表达式为：

其中，p_i＝y_i+x_i，p_i≥0，i＝1,2,3,...,N₂，Pα表示在α的作用下的源节点的标称功率，α表示时间切换因子；

引入拉格朗日乘子得到计算公式：

其中，μ≥0表示拉格朗日乘子；

对所述计算公式进行求导数后进行变形，得到关于拉格朗日乘子的等式：

根据上述关于拉格朗日乘子的等式计算优化得到拉格朗日乘子；

根据所述最优拉格朗日乘子计算得到优化约束因子，以通过所述优化约束因子对所述无线供能MIMO中继系统的功率进行分配。

5.如权利要求1所述的无线供能MIMO中继系统中的功率分配方法，其特征在于，所述根据上述关于拉格朗日乘子的等式计算优化得到拉格朗日乘子的步骤包括：

对所述引入拉格朗日乘子得到计算公式进行求导可得到求导计算公式：

根据上述求导得到的公式得到以下拉格朗日乘子函数：

S1，计算拉格朗日乘子的最大值，令拉格朗日乘子最小值为预设值；

S2，计算得到所述拉格朗日乘子的最大值与拉格朗日乘子最小值的均值，并将该均值代入求导计算公式计算得到约束因子；

S3，通过对约束因子取值范围区间的二分法搜索得到决断约束因子，当所述决断约束因子小于α的作用下的源节点的标称功率时，将当前拉格朗日乘子的均值的作为拉格朗日乘子