[发明专利]一种基于正交频分复用解码转发双向协作的无线携能通信方法

摘要

一种基于正交频分复用解码转发双向协作的无线携能通信方法，在该方法中，两个源节点发送信息给中继节点，中继节点用一部分子载波接收信息，用剩余部分子载波来收集能量，然后利用其收集到的全部能量，转发源节点的信息；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，提高无线通信系统的能量效率。

主权项

1.一种基于正交频分复用解码转发双向协作的无线携能通信方法，无线携能通信系统由两个源节点S1和S2以及一个中继节点R组成，S1→R链路和S2→R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：所述基于正交频分复用解码转发双向协作的无线携能通信方法包括以下步骤：1)第一时隙，源节点S1和S2发送信息给中继节点R，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)第二时隙，中继节点使用其收集到的能量利用全部子载波转发源节点S1和S2的信息；中继节点的子载波分配问题建模为：满足以下条件其中，K＝{1,2,3,...,K}表示源节点的子载波集合，G₁和G₂分别表示中继节点用于信息和能量接收的子载波集合，p_r,k'表示中继节点在子载波k'上的发送功率，按照子载波个数进行平均分配，R_s表示源节点S₁和S₂通过两个时隙传输后获得的信息总速率，ζ表示中继节点的能量转换效率，和分别表示子载波k在S₁→R和S₂→R链路上用于收集能量的功率，|h_1,k|²和|h_2,k|²分别表示子载波k在S₁→R和S₂→R链路上的信道系数，表示子载波k在中继节点上接收到的噪声功率；通过拉格朗日对偶分解方法获得最优子载波分配：G2*＝K‑G1*                (4)其中其中，α1，α2和α3表示拉格朗日乘子，其中，和分别表示子载波k在S₁→R和S₂→R链路上用于信息解码的功率，和以P_s为总功率按照注水算法进行分配。