一种用户终端以及MIMO数能同传系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用户终端，该用户终端设置有第一天线和第二天线，分别利用第一天线和第二天线来接收数据信号和能量信号，因而避免了通过复杂的计算来确定天线何时接收数据信号，何时接收能量信号的过程，有效减小了确定MIMO数能同传系统的多个用户终端的调度方案的计算量。此外，本发明专利技术还提供了一种MIMO数能同传系统、以及一种确定用户终端天线工作状态的方法和装置，其作用与上述用户终端的作用相对应。

【技术实现步骤摘要】
一种用户终端以及MIMO数能同传系统
本专利技术涉及通信领域，特别涉及一种用户终端、一种MIMO数能同传系统、以及一种确定用户终端天线工作状态的方法和装置。
技术介绍
MIMO，全称Multiple-InputMultiple-Output，是一种用来描述多天线无线通信系统的抽象数学模型，能利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息。数能同传系统，英文缩写为SWIPT，全称为SimultaneousWirelessInformationandPowerTransfer，包括基站和多个用户终端，其中基站和用户终端之间既传输数据，又传输能量。在传统的无线通信系统中，用户终端天线只用来接收数据，因此将资源分配给具有最佳归一化信噪比的用户就可以获得最大的系统容量，同时也能够保证用户间的公平性。但是，对于具有MIMO数能同传系统，此种调度策略不一定能满足能量收集要求，因为用户终端的天线既接收数据信号还接收能量信号，而最好的信道条件适用于信息解码，但是不一定适合能量收集。因此，信息与能量之间的折衷平衡是设计多用户调度方案的主要考虑因素。而对于调度方案，因为MIMO数能同传系统的用户终端天线既接收数据信号还接收能量信号，因此调度方案需要考虑时间、功率、频率及空间多个参数的分配。譬如，在下行链路能量收集上行链路数据传输的蜂窝网络中，如果采用时分多址，为了最大化整个系统吞吐量，则上下行链路的时间分配需要联合优化，而对于接入点功率可变的网络，还需要自适应信道状态来动态调整发射功率，对于配置多天线的接入点，需要联合优化的参数更多，有时间与功率分配、能量波束成型向量等，另外对于能量收集约束条件下的吞吐量最大化调度，同样也涉及到时间及功率的最佳分配设计。可见，传统MIMO数能同传系统的用户终端天线既接收数据信号还接收能量信号，因而多个用户终端调度方案需要考虑诸多因素，导致调度方案确认过程十分复杂，不易于实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用户终端、一种MIMO数能同传系统、以及一种确定用户终端天线工作状态的方法和装置，用以解决传统MIMO数能同传系统的用户终端天线既接收数据信号还接收能量信号，导致多个用户终端的调度方案确认过程十分复杂的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用户终端，应用于MIMO数能同传系统，所述MIMO数能同传系统包括主基站，所述用户终端设置有第一天线和第二天线，所述第一天线用于接收所述主基站发送的数据信号，所述第二天线用于接收所述主基站发送的能量信号。其中，所述用户终端用于将所述数据信号转换为数据，所述用户终端还用于将所述能量信号转换为能量。其中，所述MIMO数能同传系统还包括干扰基站，所述用户终端接收所述干扰基站发出的干扰信号，并将所述干扰信号转化为能量。其中，所述用户终端具体利用所述第二天线接收所述干扰信号。本专利技术还提供了一种MIMO数能同传系统，包括如上所述的用户终端，还包括主基站；其中，所述主基站向所述用户终端发送数据信号和能量信号，所述用户终端利用第一天线接收所述数据信号，并利用第二天线接收所述能量信号。其中，所述用户终端用于将所述数据信号转化为数据，还用于将所述能量信号转换为能量。其中，所述系统还包括干扰基站，所述干扰基站向所述用户终端发送干扰信号，所述用户终端利用所述第二天线接收所述干扰信号，并将所述干扰信号转化为能量。此外，本专利技术还提供了一种确定用户终端天线工作状态的方法，应用于如上所述的MIMO数能同传系统，所述MIMO数能同传系统包括主基站、用户终端和干扰基站，包括：预先设置任意用户终端n的任意天线i的工作状态参数βi，其中βi＝1表示接收数据信号，βi＝0表示接收能量信号；计算用户终端n的信道容量其中，Nt为所述主基站的天线数量，Nr为所述用户终端的天线数量，L为所述干扰基站的数量，Hl,n为任意所述干扰基站l和用户终端n之间的信道增益矩阵，Pi,n为用户终端n的任意天线i的发射功率，为酉矩阵的逆矩阵，PI为干扰功率，λi,n为Hl,nHl,nH的特征值；计算用户终端n收集到的总能量根据所述信道容量Cn和所述总能量En，确定使满足预设条件的权重系数α，其中，N为所述用户终端的数量；根据所述权重系数α，分别确定所述用户终端中用于接收数据信号的第一天线数量、以及用于接收能量信号和干扰信号的第二天线数量。最后，本专利技术还提供了一种确定用户终端天线工作状态的装置，应用于如上所述的MIMO数能同传系统，所述MIMO数能同传系统包括主基站、用户终端和干扰基站，包括：参数设置模块：用于预先设置任意用户终端n的任意天线i的工作状态参数βi，其中βi＝1表示接收数据信号，βi＝0表示接收能量信号；信道容量计算模块：用于计算任意用户终端n的信道容量其中，Nt为所述主基站的天线数量，Nr为所述用户终端的天线数量，L为所述干扰基站的数量，Hl,n为任意所述干扰基站l和用户终端n之间的信道增益矩阵，Pi,n为用户终端n的任意天线i的发射功率，为酉矩阵的逆矩阵，PI为干扰功率，λi,n为Hl,nHl,nH的特征值，Hl,nH为Hl,n的共轭转置矩阵；总能量计算模块：用于计算用户终端n收集到的总能量权重参数确定模块：用于根据所述信道容量Cn和所述总能量En，确定使满足预设条件的权重系数α，其中，N为所述用户终端的数量；工作状态确定模块：用于根据所述权重系数α，分别确定所述用户终端中用于接收数据信号的第一天线数量、以及用于接收能量信号和干扰信号的第二天线数量。本专利技术提供了一种用户终端，该用户终端设置有第一天线和第二天线，分别利用第一天线和第二天线来接收数据信号和能量信号，因而避免了通过复杂的计算来确定天线何时接收数据信号，何时接收能量信号的过程，有效减小了确定MIMO数能同传系统的多个用户终端的调度方案的计算量。此外，本专利技术还提供了一种MIMO数能同传系统、以及一种确定用户终端天线工作状态的方法和装置，其作用与上述用户终端的作用相对应，这里不再赘述。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种用户终端实施例的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种MIMO数能同传系统实施例的结构示意图；图3为本专利技术提供的一种确定用户终端天线工作状态的方法实施例的实现流程图；图4为本专利技术提供的一种确定用户终端天线工作状态的装置实施例的结构框图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种用户终端、一种MIMO数能同传系统、以及一种确定用户终端天线工作状态的方法和装置，有效解决了由于传统MIMO数能同传系统的用户终端天线既接收数据信号还接收能量信号，导致多个用户终端的调度方案确认过程十分复杂的问题，减小了确定MIMO数能同传系统的多个用户终端的调度方案的计算量。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用户终端，应用于MIMO数能同传系统，所述MIMO数能同传系统包括主基站，其特征在于，所述用户终端设置有第一天线和第二天线，所述第一天线用于接收所述主基站发送的数据信号，所述第二天线用于接收所述主基站发送的能量信号。

【技术特征摘要】
1.一种用户终端，应用于MIMO数能同传系统，所述MIMO数能同传系统包括主基站，其特征在于，所述用户终端设置有第一天线和第二天线，所述第一天线用于接收所述主基站发送的数据信号，所述第二天线用于接收所述主基站发送的能量信号。2.如权利要求1所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端用于将所述数据信号转换为数据，所述用户终端还用于将所述能量信号转换为能量。3.如权利要求2所述的用户终端，其特征在于，所述MIMO数能同传系统还包括干扰基站，所述用户终端接收所述干扰基站发出的干扰信号，并将所述干扰信号转化为能量。4.如权利要求3所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端具体利用所述第二天线接收所述干扰信号。5.一种MIMO数能同传系统，其特征在于，包括如权利要求1-4任意一项所述的用户终端，还包括主基站；其中，所述主基站向所述用户终端发送数据信号和能量信号，所述用户终端利用第一天线接收所述数据信号，并利用第二天线接收所述能量信号。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述用户终端用于将所述数据信号转化为数据，还用于将所述能量信号转换为能量。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括干扰基站，所述干扰基站向所述用户终端发送干扰信号，所述用户终端利用所述第二天线接收所述干扰信号，并将所述干扰信号转化为能量。8.一种确定用户终端天线工作状态的方法，应用于如权利要求5-7任意一项所述的MIMO数能同传系统，所述MIMO数能同传系统包括主基站、用户终端和干扰基站，其特征在于，包括：预先设置任意用户终端n的任意天线i的工作状态参数βi，其中βi＝1表示接收数据信号，βi＝0表示接收能量信号；计算用户终端n的信道容量其中，Nt为所述主基站...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亮，刘婷，冯毅，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44