无线射频通信方法和系统技术方案

一种无线射频通信方法，包括：S1、构造至少包括能量节点、第一无线终端用户、第二无线终端用户和目的节点的通信网络；S2、在信道估计阶段，所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点进行信道估计；S3、在能量传输阶段，所述能量节点发送射频能量到所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户；S4、在信息传输阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户相互进行信息交换；S5、在信息交付阶段，所述无线终端用户将信息联合传输给所述目的节点。本发明专利技术还涉及一种无线射频通信系统。本发明专利技术通过所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户之间能量和信息的合作，实现传输效率和用户公平性的均衡。

【技术实现步骤摘要】
无线射频通信方法和系统
本专利技术涉及无线通信领域，更具体地说，涉及一种无线射频通信方法。
技术介绍
无线射频电力传输技术利用射频信号的传播特性，无线传输距离远，能够在对最大距离10米外的无线设备进行有效的充电，同时可以轻易的实现一对多点的能量传输。无线射频电力传输技术的一个重要应用场景是基于无线电的通信网络，一种典型的无线射频通信方法是能量信息混合节点先向无线终端设备下行传输无线能量，然后无线终端设备向信息能量混合节点上行传递信息。这种传输方式将能量节点和信息节点同置为一个混合节点。另一种典型的无线射频通信方法是能量节点和信息节点分置，能量节点只负责下行传递能量给无线终端用户，无线终端用户获取能量后再传递给信息节点，由于能量节点和信息节点分别布设在不同的地方，这种布设方式相对于能量信息混合节点更具有灵活性。然而，使用能量信息节点同置的布设方式时，往往会造成严重的用户不公平，导致一部分用户可能距离混合节点较近，接收到的能量过剩却数据传输损耗少，而另外一些用户距离混合节点较远，获得的能量严重不足且数据传输损耗大。这样造成了用户在获取能量不公平的基础上，进而又增加了信息传递的不公平性，造成了在能量和信息上双重不公平的问题。进而造成很短的器件运行寿命，缩短整体网络的正常工作时间，降低了网络的稳定性。虽然将能量节点和信息节点分置时，能在一定程度通过调节能量节点，终端用户，信息接收节点三者之间的位置缓解用户能量接收和信息传递双重不公平性的问题，但是这种调节对系统性能的提高十分有限，整个通信网络的数据吞吐量显著仍然较低，不能显著提高整个通信网络的整体性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够显著提高整个通信网络的整体性能的无线射频通信方法和系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无线射频通信方法，包括：S1、构造至少包括能量节点、第一无线终端用户、第二无线终端用户和目的节点的通信网络，其中所述能量节点、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户均可工作在能量传输模式和信息传输模式；S2、在信道估计阶段，所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点进行信道估计；S3、在能量传输阶段，所述能量节点发送射频能量到所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户；S4、在信息传输阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户相互进行信息交换；S5、在信息交付阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户同时将信息联合传输给所述目的节点；在本专利技术所述的无线射频通信方法中，进一步包括：S6、基于传输时隙、所述信道估计阶段、所述能量传输阶段、所述信息传输阶段和所述信息交付阶段优化所述通信网络的信息传输速率。在本专利技术所述的无线射频通信方法中，所述步骤S2包括：S21、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户分别发送信道训练序列；S22、所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点分别估计自己的信道增益；S23、所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点轮流将信道信息估计值发送给控制节点。在本专利技术所述的无线射频通信方法中，所述步骤S3进一步包括S31、所述能量节点通过能量发送电路发送所述射频能量；S32、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户分别通过能量采集电路接收所述射频能量，其中所述第一无线终端用户接收的第一射频能量表示为EX＝ηt1PthEX，所述第二无线终端用户接收的第二射频能量表述为EY＝ηt1PthEY；其中η为能量转化效率；t1表示在一个传输时隙中，射频能量的传输子时隙，Pt表示所述能量节点的发射功率；hEX表示从所述能量节点到所述第一无线终端用户的信道增益；hEY表示从所述能量节点到所述第二无线终端用户的信道增益。在本专利技术所述的无线射频通信方法中，所述步骤S4进一步包括：S41、所述第一无线终端用户以第一信息传输速率向所述第二无线终端用户传输信息，其中所述第一信息传输速率表示为其中t2表示在一个传输时隙中，所述第一无线终端用户向所述第二无线终端用户传输信息的第一信息传输子时隙；其中t4表示在一个传输时隙中，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户向所述目的节点传输信息的第三信息传输子时隙；hXY表示从所述第一无线终端用户到所述第二无线终端用户的信道增益，N0表示噪声功率；S42、所述第二无线终端用户以第二信息传输速率向所述第一无线终端用户传输信息，其中所述第二信息传输速率表示为其中t3表示在一个传输时隙中，所述第二无线终端用户向所述第一无线终端用户传输信息的第二信息传输子时隙；hYX表示从所述第二无线终端用户到所述第一无线终端用户的信道增益。在本专利技术所述的无线射频通信方法中，所述步骤S5进一步包括：所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户以第三信息传输速率同时向所述目的节点传输信息，其中所述第三信息传输速率表示为hXD表示从所述第一无线终端用户到所述目的节点的信道增益；hYD表示从所述第二无线终端用户到所述目的节点的信道增益。在本专利技术所述的无线射频通信方法中，所述步骤S6包括：基于采用一次线性搜索获得所述通信网络的最大信息传输速率，其中l表示传输时隙，t0表示一个传输时隙中的信道估计子时隙。在本专利技术所述的无线射频通信方法中，在步骤S5中，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户采用AlamoutiSTBC编码方式将所述信息联合传输给所述目的节点。本专利技术解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种无线射频通信系统，至少包括能量节点、第一无线终端用户、第二无线终端用户和目的节点，所述能量节点、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户均可工作在能量传输模式和信息传输模式；其中在信道估计阶段，所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点用于进行信道估计；在能量传输阶段，所述能量节点用于发送射频能量到所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户；在信息传输阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户用于相互进行信息交换；在信息交付阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户用于将信息联合传输给所述目的节点；所述无线射频通信系统进一步包括控制节点，用于基于传输时隙、所述信道估计阶段、所述能量传输阶段、所述信息传输阶段和所述信息交付阶段优化所述通信网络的信息传输速率。在本专利技术所述的无线射频通信系统中，所述能量节点包括用于发送所述射频能量的能量发送电路；所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户分别包括用于接收所述射频能量的能量采集电路；其中所述第一无线终端用户接收的第一射频能量表示为EX＝ηt1PthEX，所述第二无线终端用户接收的第二射频能量表述为EY＝ηt1PthEY；其中η为能量转化效率，t1表示所述射频能量的传输子时隙，Pt表示所述能量节点的发射功率；hEX表示从所述能量节点到所述第一无线终端用户的信道增益；；hEY表示从所述能量节点到所述第二无线终端用户的信道增益；所述第一无线终端用户以第一信息传输速率向所述第二无线终端用户传输信息，其中所述第一信息传输速率表示为所述第二无线终端用户以第二信息传输速率向所述第一无线终端用户传输信息，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线射频通信方法，其特征在于，包括：S1、构造至少包括能量节点、第一无线终端用户、第二无线终端用户和目的节点的通信网络，其中所述能量节点、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户均可工作在能量传输模式和信息传输模式；S2、在信道估计阶段，所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点进行信道估计；S3、在能量传输阶段，所述能量节点发送射频能量到所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户；S4、在信息传输阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户相互进行信息交换；S5、在信息交付阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户同时将信息联合传输给所述目的节点。

【技术特征摘要】
1.一种无线射频通信方法，其特征在于，包括：S1、构造至少包括能量节点、第一无线终端用户、第二无线终端用户和目的节点的通信网络，其中所述能量节点、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户均可工作在能量传输模式和信息传输模式；S2、在信道估计阶段，所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点进行信道估计；S3、在能量传输阶段，所述能量节点发送射频能量到所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户；S4、在信息传输阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户相互进行信息交换；S5、在信息交付阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户同时将信息联合传输给所述目的节点。2.根据权利要求1所述的无线射频通信方法，其特征在于，进一步包括：S6、基于传输时隙、所述信道估计阶段、所述能量传输阶段、所述信息传输阶段和所述信息交付阶段优化所述通信网络的信息传输速率。3.根据权利要求2所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户分别发送信道训练序列；S22、所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点分别估计自己的信道增益；S23、所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点轮流将信道信息估计值发送给控制节点。4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括S31、所述能量节点通过能量发送电路发送所述射频能量；S32、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户分别通过能量采集电路接收所述射频能量，其中所述第一无线终端用户接收的第一射频能量表示为EX＝ηt1PthEX，所述第二无线终端用户接收的第二射频能量表述为EY＝ηt1PthEY；其中η为能量转化效率；t1表示在一个传输时隙中，射频能量的传输子时隙，Pt表示所述能量节点的发射功率；hEX表示从所述能量节点到所述第一无线终端用户的信道增益；；hEY表示从所述能量节点到所述第二无线终端用户的信道增益。5.根据权利要求4所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括：S41、所述第一无线终端用户以第一信息传输速率向所述第二无线终端用户传输信息，其中所述第一信息传输速率表示为其中t2表示在一个传输时隙中，所述第一无线终端用户向所述第二无线终端用户传输信息的第一信息传输子时隙；其中t4表示在一个传输时隙中，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户向所述目的节点传输信息的第三信息传输子时隙；hXY表示从所述第一无线终端用户到所述第二无线终端用户的信道增益，N0表示噪声功率；S42、所述第二无线终端用户以第二信息传输速率向所述第一无线终端用户传输信息，其中所述第二信息传输速率表示为其中t3表示在一个传输时隙中，所述第二无线终端用户向所述第一无线终端用户传输信息的第二信息传输子时隙；hYX表示从所述第二无线终端用户到所述第一无线终端用户的信道增益。6.根据权利要求5所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S5进一步包括：所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户以第三信息传输速率同时向所述目的节点传输信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕宿志，林晓辉，钟明权，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44