[发明专利]一种无线供电放大前传中继系统收发器的优化方法

摘要

本发明涉及一种无线供电放大前传中继系统收发器的优化方法。在本发明中，算法的约束具有普遍意义，同时优化源预编码矩阵、中继预编码举证和ps比率，就能得到一个整体最优的结果，经过优化后的无线供电放大前传中继系统收发器交互信息更高。

主权项

1.一种无线供电放大前传中继系统收发器的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算源节点和目的节点之间的MI值和中继节点上的能量约束；S2、根据源节点和目的节点之间的MI值和中继节点上的能量约束计算优化问题，并将优化问题简化为功率分配问题；S3、通过原对偶内点算法解决功率分配问题；所述步骤S1具体包括以下步骤：S11、计算中继节点收到的信号向量y_r，计算公式为：y_r＝HBs+v_r                     (1)在公式(1)中，H为源节点和中继节点之间的一N_r*N_s的MIMO信道矩阵，其中N_r为中继节点的天线数目，N_s为源节点的天线数目，v_r为中继节点的加性高斯白噪声向量，其均值为0且B为N_s*N₁的源预编码矩阵，s为一束N₁*1的信号向量；S12、通过信号向量y_r计算中间信号向量Z_r，计算公式为：在公式(2)中，H的奇异分解值为其中Λ_h为对角元素降序排列的对角矩阵，U_h,1为U_h最左侧的N₁列，V_h,1为V_h最左侧的N₁列，Λ_h,1为H中N₁个最大的奇异值构成的对角矩阵；S13、通过功率分配PS协议，中继节点将中间信号向量Z_r去白噪声后的信号向量拆分为一个N₁*N₁的PS矩阵D：在公式(3)中，d_i为第i个信息流的PS比率,d_i∈[0,1]，i＝1,…N₁；S14、通过矩阵D和中间信号向量计算中继节点采集到的RF能量E_r，计算公式为：在公式(4)中，η∈(0,1)为能量转化效率,E{}为统计期望，为N₁*N₁的单位矩阵，tr()为矩阵的迹；S15、计算目的节点接收到的信号向量y_d，计算公式为：y_d＝Gx_r+v_d                      (5)在公式(5)中，G为中继节点和目的节点之间一N_d*N_r的MIMO信道矩阵，N_d为目的节点的天线数目，v_d为目的节点的加性高斯白噪声向量，x_r为中继节点传输的信号矩阵，其中x_r的计算公式为：在公式(6)中，F为N_r*N_r在中继节点的线性预编码矩阵；S16、通过目的节点接收到的信号向量y_d和中继节点传输的信号矩阵x_r计算源节点和目的节点之间的MI值MI(D,B,F)，计算公式为：在公式(7)中，为N_d*N_d的单位矩阵，为中继节点噪声的方差，为目的节点噪声的方差；S17、通过中继节点传输的信号矩阵x_r以及中继节点采集到的RF能量E_r计算中继节点的能量约束：在公式(8)中，为N_r*N_r的单位矩阵。