[发明专利]无线能量收集型全双工协作中继系统的资源分配方法

摘要

一种无线能量收集型全双工协作中继系统的资源分配方法，由构建传输信号模型、估计信道状态预测信息、确定每一传输周期的功率分配系数α、确定每一传输周期的时隙分配系数β以及确定系统的中断概率Pout步骤组成。由于本发明采用现有的全双工协作中继系统，建立了合理的传输信号模型，提出了一个资源分配方法，充分利用有限的频谱资源，提高了该系统的中断性能，与现有功率分配方法相比，在每一个传输周期的发射功率PS为0dBm～20dBm时，系统中断概率降低了0.041～0.00084。本发明具有资源分配合理、方法简单、中断性能好等优点，可用于携能通信技术领域。

主权项

1.一种无线能量收集型全双工协作中继系统的资源分配方法，其特征在于它是由下述步骤组成：/n(1)构建传输信号模型/n使用全双工协作中继系统传输信息，该系统包括一个信源节点、一个全双工中继节点以及一个目标节点，信源节点和目标节点均配置有单天线，全双工中继节点配置有发送和接收两根天线，将每一传输周期分为两个时隙，第一时隙信源节点发送信息流给全双工中继节点和目标节点，第二时隙信源节点发送能量流给全双工中继节点，同时全双工中继节点用接收的能量解码转发信息流给目标节点，产生可为全双工中继节点充电的回波干扰，全双工中继节点在第一时隙接收的信号y_R,1和目标节点在第一时隙接收的信号y_D,1分别为：/n /n /n其中，α是每一传输周期的功率分配系数、且0<α<1，P_S是每一个传输周期信源节点的发射功率，l_SR是信源节点到全双工中继节点的距离，m是路径衰减指数，h_SR是信源节点到全双工中继节点的信道系数，x_S是信源节点发送的信息符号，n_R是全双工中继节点的加性高斯白噪声，l_SD是信源节点到目标节点的距离，h_SD是信源节点到全双工中继节点的信道系数，全双工中继节点在第二时隙接收的信号y_R,2和目标节点在第二时隙接收的信号y_D,2分别为：/n /n /n其中，P_R是每一个传输周期全双工中继节点的发射功率、且P_R<P_S，x_E是信源节点发送的能量符号，h_SI是回波干扰的信道系数，x_R是x_S的解码信息符号，l_RD是全双工中继节点到目标节点的距离，h_RD是全双工中继节点到目标节点的信道系数，n_D是目标节点的加性高斯白噪声，构建成传输信号模型；/n(2)估计信道状态预测信息/n用导频辅助的信道估计方法，在每一传输周期开始前，估计每一信道的信道状态预测信息；/n(3)确定每一传输周期的功率分配系数α/n用信号传输模型、信道状态预测信息以及最小化中断概率方法确定每一传输周期的功率分配系数α：/n /n其中，r_th是门限信噪比，β是每一传输周期的时隙分配系数、且0<β<1，是全双工中继节点处加性高斯白噪声的方差；/n(4)确定每一传输周期的时隙分配系数β/n按照下式建立等式：/n /n其中，η是转换效率，是目标节点处加性高斯白噪声的方差，用一维搜索方法的二分法或黄金分割法，确定每一传输周期的时隙分配系数β，按β:1-β比对第一时隙和第二时隙进行分配；/n(5)确定系统的中断概率P_out/n用每一传输周期的功率分配系数α、每一传输周期的时隙分配系数β以及最大合并比方法，确定系统的中断概率P_out：/n /n其中，r_SD是第一时隙目标节点接收信噪比，R_th是门限速率，r_RD是第二时隙全双工中继节点接收信噪比，完成无线能量收集型全双工协作中继系统的资源分配。/n