收发机联合优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种收发机联合优化方法及装置，应用于基于TS协议的无线供能MIMO中继系统。所述方法包括：获取第一信道矩阵、第二信道矩阵、能量转换率、标称功率、第一峰值功率及第二峰值功率；分别对第一信道矩阵及第二信道矩阵进行奇异值分解，得到第一对角矩阵及第二对角矩阵；根据标称功率、第一峰值功率、第二峰值功率、能量转换率、第一对角矩阵及第二对角矩阵按照能量约束条件及功率约束条件对所述系统的时间切换因子、第一预编码矩阵、第二预编码矩阵及第三预编码矩阵进行优化。所述方法能够对无线供能MIMO中继系统各节点的通信过程进行优化，以增强该系统的信号传输效率。

【技术实现步骤摘要】
收发机联合优化方法及装置
本专利技术涉及数据通信
，具体而言，涉及一种收发机联合优化方法及装置。
技术介绍
随着数据通信技术的不断发展，MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多输入多输出)通信技术的应用愈发广泛。但就目前而言，现有的MIMO中继通信系统是基于额定功率对信号传输进行功率约束的方式实现信号传输通信。MIMO中继通信系统通过这种通信方式进行信号通信时，会受到额定功率的限制而造成通信系统的信号传输效率低下。
技术实现思路
为了克服现有技术中的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种收发机联合优化方法及装置，所述方法能够对无线供能MIMO中继系统各节点的通信过程进行优化，从而增强该中继系统的信号传输效率。就方法而言，本专利技术实施例提供一种收发机联合优化方法，应用于基于时间切换TS(TimeSwitching)协议的无线供能多输入多输出MIMO中继系统，所述系统包括源节点、中继节点及目的节点，其中所述中继节点由所述源节点发送能量信号进行无线供能以将来自所述源节点的信息信号传输给所述目的节点，所述方法包括：获取所述源节点与所述中继节点之间的第一信道矩阵、所述中继节点与所述目的节点之间的第二信道矩阵、所述中继节点接收来自所述源节点的能量信号的能量转换率、所述源节点上的标称功率、所述源节点上的第一峰值功率及所述中继节点上的第二峰值功率；分别对所述第一信道矩阵及所述第二信道矩阵进行奇异值分解，得到所述第一信道矩阵对应的第一对角矩阵，及所述第二信道矩阵对应的第二对角矩阵；根据所述标称功率、所述第一峰值功率、所述第二峰值功率、所述能量转换率、所述第一对角矩阵及所述第二对角矩阵按照能量约束条件及功率约束条件对所述系统的时间切换因子、所述源节点上用于传输能量信号的第一预编码矩阵、所述源节点上用于传输信息信号的第二预编码矩阵，及所述中继节点上用于传输来自所述源节点的信息信号的第三预编码矩阵进行优化。就装置而言，本专利技术实施例提供一种收发机联合优化装置，应用于基于时间切换TS协议的无线供能多输入多输出MIMO中继系统，所述系统包括源节点、中继节点及目的节点，其中所述中继节点由所述源节点发送能量信号进行无线供能以将来自所述源节点的信息信号传输给所述目的节点，所述装置包括：信息获取模块，用于获取所述源节点与所述中继节点之间的第一信道矩阵、所述中继节点与所述目的节点之间的第二信道矩阵、所述中继节点接收来自所述源节点的能量信号的能量转换率、所述源节点上的标称功率、所述源节点上的第一峰值功率及所述中继节点上的第二峰值功率；矩阵分解模块，用于分别对所述第一信道矩阵及所述第二信道矩阵进行奇异值分解，得到所述第一信道矩阵对应的第一对角矩阵，及所述第二信道矩阵对应的第二对角矩阵；联合优化模块，用于根据所述标称功率、所述第一峰值功率、所述第二峰值功率、所述能量转换率、所述第一对角矩阵及所述第二对角矩阵按照能量约束条件及功率约束条件对所述系统的时间切换因子、所述源节点上用于传输能量信号的第一预编码矩阵、所述源节点上用于传输信息信号的第二预编码矩阵，及所述中继节点上用于传输来自所述源节点的信息信号的第三预编码矩阵进行优化。相对于现有技术而言，本专利技术实施例提供的收发机联合优化方法及装置具有以下有益效果：所述方法能够对无线供能MIMO中继系统对应的收发机参数进行联合优化的方式，对该中继系统各节点的通信过程进行优化，从而增强该中继系统的信号传输效率，其中所述收发机参数包括所述系统的时间切换因子、所述源节点上用于传输能量信号的第一预编码矩阵、所述源节点上用于传输信息信号的第二预编码矩阵，及所述中继节点上用于传输来自所述源节点的信息信号的第三预编码矩阵。所述方法应用于无线供能MIMO中继系统，所述系统包括源节点、中继节点及目的节点，其中所述中继节点由所述源节点发送能量信号进行无线供能以将来自所述源节点的信息信号传输给所述目的节点，所述源节点、所述中继节点及所述目的节点基于TS协议的DF(Decode-and-Forward，解码前传)技术进行信号通信。首先，所述方法获取所述源节点与所述中继节点之间的第一信道矩阵、所述中继节点与所述目的节点之间的第二信道矩阵、所述中继节点接收来自所述源节点的能量信号的能量转换率、所述源节点上的标称功率、所述源节点上的第一峰值功率及所述中继节点上的第二峰值功率。接着，所述方法分别对所述第一信道矩阵及所述第二信道矩阵进行奇异值分解，得到所述第一信道矩阵对应的第一对角矩阵，及所述第二信道矩阵对应的第二对角矩阵。最后，所述方法根据所述标称功率、所述第一峰值功率、所述第二峰值功率、所述能量转换率、所述第一对角矩阵及所述第二对角矩阵按照能量约束条件及功率约束条件对所述系统的时间切换因子、所述源节点上用于传输能量信号的第一预编码矩阵、所述源节点上用于传输信息信号的第二预编码矩阵，及所述中继节点上用于传输来自所述源节点的信息信号的第三预编码矩阵进行优化，从而通过能量约束及功率约束的方式调整优化所述系统的时间切换因子及各预编码矩阵，以提高所述中继系统对信号的传输效率及传输数据量。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本专利技术较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对本专利技术权利要求保护范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的收发机联合优化方法的一种流程示意图。图2为图1中所示的步骤S230包括的子步骤的一种流程示意图。图3为本专利技术实施例提供的收发机联合优化方法的另一种流程示意图。图4为本专利技术实施例提供的收发机联合优化装置的一种方框示意图。图5为本专利技术实施例提供的收发机联合优化装置的另一种方框示意图。图标：100-收发机联合优化装置；110-信息获取模块；120-矩阵分解模块；130-联合优化模块；140-配置模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请参照图1，是本专利技术实施例提供的收发机联合优化方法的一种流程示意图。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种收发机联合优化方法，其特征在于，应用于基于时间切换TS协议的无线供能多输入多输出MIMO中继系统，所述系统包括源节点、中继节点及目的节点，其中所述中继节点由所述源节点发送能量信号进行无线供能以将来自所述源节点的信息信号传输给所述目的节点，所述方法包括：获取所述源节点与所述中继节点之间的第一信道矩阵、所述中继节点与所述目的节点之间的第二信道矩阵、所述中继节点接收来自所述源节点的能量信号的能量转换率、所述源节点上的标称功率、所述源节点上的第一峰值功率及所述中继节点上的第二峰值功率；分别对所述第一信道矩阵及所述第二信道矩阵进行奇异值分解，得到所述第一信道矩阵对应的第一对角矩阵，及所述第二信道矩阵对应的第二对角矩阵；根据所述标称功率、所述第一峰值功率、所述第二峰值功率、所述能量转换率、所述第一对角矩阵及所述第二对角矩阵按照能量约束条件及功率约束条件对所述系统的时间切换因子、所述源节点上用于传输能量信号的第一预编码矩阵、所述源节点上用于传输信息信号的第二预编码矩阵，及所述中继节点上用于传输来自所述源节点的信息信号的第三预编码矩阵进行优化。

【技术特征摘要】
1.一种收发机联合优化方法，其特征在于，应用于基于时间切换TS协议的无线供能多输入多输出MIMO中继系统，所述系统包括源节点、中继节点及目的节点，其中所述中继节点由所述源节点发送能量信号进行无线供能以将来自所述源节点的信息信号传输给所述目的节点，所述方法包括：获取所述源节点与所述中继节点之间的第一信道矩阵、所述中继节点与所述目的节点之间的第二信道矩阵、所述中继节点接收来自所述源节点的能量信号的能量转换率、所述源节点上的标称功率、所述源节点上的第一峰值功率及所述中继节点上的第二峰值功率；分别对所述第一信道矩阵及所述第二信道矩阵进行奇异值分解，得到所述第一信道矩阵对应的第一对角矩阵，及所述第二信道矩阵对应的第二对角矩阵；根据所述标称功率、所述第一峰值功率、所述第二峰值功率、所述能量转换率、所述第一对角矩阵及所述第二对角矩阵按照能量约束条件及功率约束条件对所述系统的时间切换因子、所述源节点上用于传输能量信号的第一预编码矩阵、所述源节点上用于传输信息信号的第二预编码矩阵，及所述中继节点上用于传输来自所述源节点的信息信号的第三预编码矩阵进行优化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述标称功率、所述第一峰值功率、所述第二峰值功率、所述能量转换率、所述第一对角矩阵及所述第二对角矩阵按照能量约束条件及功率约束条件对所述系统的时间切换因子、所述源节点上用于传输能量信号的第一预编码矩阵、所述源节点上用于传输信息信号的第二预编码矩阵，及所述中继节点上用于传输来自所述源节点的信息信号的第三预编码矩阵进行优化的步骤包括：根据所述第一对角矩阵、所述第二对角矩阵、所述标称功率、所述第一峰值功率、所述第二峰值功率及所述能量转换率基于黄金分割搜索法计算求得满足所述功率约束条件的所述系统当前最优的时间切换因子，并相应得到满足所述功率约束条件的所述第一预编码矩阵对应的最优正定标量、所述第二预编码矩阵所对应的最优对角矩阵，及所述第三预编码矩阵所对应的最优对角矩阵；根据所述第一预编码矩阵当前对应的最优正定标量，及所述第一预编码矩阵与所述第一信道矩阵之间的关联关系，计算得到当前最优的所述第一预编码矩阵；根据所述第二预编码矩阵当前对应的最优对角矩阵，及所述第二预编码矩阵与所述第一信道矩阵之间的关联关系，计算得到当前最优的所述第二预编码矩阵；根据所述第三预编码矩阵当前对应的最优对角矩阵，及所述第三预编码矩阵与所述第二信道矩阵之间的关联关系，计算得到当前最优的所述第三预编码矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功率约束条件包括与第一峰值功率对应的第一峰值约束条件，及与第二峰值功率对应的第二峰值约束条件，所述相应得到满足所述功率约束条件的所述第一预编码矩阵对应的最优正定标量、所述第二预编码矩阵所对应的最优对角矩阵，及所述第三预编码矩阵所对应的最优对角矩阵的步骤包括：在计算所述最优的时间切换因子的过程中，基于所述标称功率、所述第一对角矩阵的对角元素集合、所述第二对角矩阵的对角元素集合、所述能量转换率及每个迭代出现的切换因子，按照二分搜索法计算与所述迭代出现的切换因子对应的满足第一峰值约束条件最优的第一基础分量，及满足第二峰值约束条件的最优的第二基础分量；根据最终计算得到的所述最优的时间切换因子所对应的最优的第一基础分量及最优的第二基础分量，以及所述第一基础分量、所述第二基础分量、所述第一预编码矩阵对应的正定标量、所述第二预编码矩阵所对应的对角矩阵及所述第三预编码矩阵所对应的对角矩阵之间的关联关系，计算得到所述第一预编码矩阵对应的最优正定标量、所述第二预编码矩阵所对应的最优对角矩阵，及所述第三预编码矩阵所对应的最优对角矩阵。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照二分搜索法计算与所述迭代出现的切换因子对应的满足第一峰值约束条件的最优的第一基础分量，及满足第二峰值约束条件的最优的第二基础分量的步骤包括：在基于所述迭代出现的切换因子计算最优松弛分量的循环内，按照二分搜索法分别对与计算出的松弛分量匹配的所述第一基础分量的松弛性互补方程及所述第二基础分量的松弛性互补方程进行求解，得到对应的第一基础分量及第二基础分量；判断计算出的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，曹函宇，谭元，郭小龙，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51