The invention discloses a design method of asymmetric power separation ratio in two-way relay network with carrying capacity, which is used to improve interruption performance of two-way relay network and is suitable for three-stage two-way relay communication network with carrying capacity. When the relay network transmits signals, the relay node determines the power separation ratio according to some criteria, and then uses the selected power separation ratio to collect energy and decode information. The relay node R is equipped with an information receiver and an energy receiver, and the terminal node is equipped with a continuous power supply. By using the invention, the interruption probability of signal transmission between two terminal nodes can be reduced, thus the maximum total interruption capacity can be increased, and the communication quality can be guaranteed, and better transmission performance can be obtained.
【技术实现步骤摘要】
一种携能双向中继网络中的非对称功率分离比率的设计方法
本专利技术涉及无线通信
,特别涉及一种携能双向中继网络中的非对称功率分离比率的设计方法。
技术介绍
现代社会通信需求的飞速增长促进了高效无线通信技术的发展,中继技术就是其中的典型代表。常用的中继节点往往采用半双工模式工作,导致信号的发送与接收无法同时进行,双向信息传输历经四个阶段,从而降低了网络频谱资源的使用率。业界对此存在两种解决思路,一是利用全双工中继代替半双工中继,但是该方法使得中继处自干扰现象严重,同时对节点的处理能力要求过高,实现难度比较大。另一种是双向中继(Two-WayRealy,TWR)技术,两终端节点各自或同时向中继节点发送信号,随后中继节点进行广播,与单向中继相比此技术具有较高的传输效率和信道利用率。实际应用中,增加中继节点天线数目或配置多个中继节点同时转发信号均可提升无线衰落信道中双向中继网络的传输可靠性。但从资源和成本的角度出发,增加中继节点天线数目提升网络传输性能并不是最优方案。另外,目前通信节点常采用容量十分有限的电池供电,就此而言,不管是有线充电还是更换新电池开销都很大,因此配置多个中继节点同时转发信号的方案有时也不可行。为保障高效通信且降低节点处能源损耗,应用于中继节点的无线携能通信技术(Simultaneouswirelessinformationandpowertransfer,SWIPT)在此背景下应运而生。该技术不仅提升了射频(RadioFrequency,RF)信号利用效率,还减少了自然环境污染,目前针对此技术主要有两种中继协议:时间转换中继(TimeSw ...
【技术保护点】
1.一种携能双向中继网络中的非对称功率分离比率的设计方法,其特征在于,所述携能双向中继网络由终端节点A和B(i=A,B)以及一个中继节点R组成,终端节点A和B处有持续电源供应;中继节点R为配备能量接收机和信息接收机的能量受限节点,针对终端节点A和B有设计非对称功率分离比率λA和λB(0<λi<1);终端节点发送信号时中继节点R收集射频(Radio‑Frequency,RF)信号能量,λiPi部分转化为电能存贮在电池中,(1‑λi)Pi部分作为信息进行解码;在信息传输过程中,中继节点R将收集的能量全部用于信号广播。所述以总中断容量最大化为准则设计合适的功率分离比率,总中断容量是指在终端节点A和B通过中继节点R双向通信的过程中,A→R→B方向和B→R→A方向上中断容量之和。假设整个传输块周期T被ρ∈(0,0.5)分为三个阶段,前两个阶段t1=t2=ρT,终端节点A和B分别向中继节点R发送信号xA和xB,第三个阶段t3=(1‑2ρ)T,中继节点R进行信号广播,终端节点接收后解码各自所需信息。
【技术特征摘要】
1.一种携能双向中继网络中的非对称功率分离比率的设计方法,其特征在于,所述携能双向中继网络由终端节点A和B(i=A,B)以及一个中继节点R组成,终端节点A和B处有持续电源供应;中继节点R为配备能量接收机和信息接收机的能量受限节点,针对终端节点A和B有设计非对称功率分离比率λA和λB(0<λi<1);终端节点发送信号时中继节点R收集射频(Radio-Frequency,RF)信号能量,λiPi部分转化为电能存贮在电池中,(1-λi)Pi部分作为信息进行解码;在信息传输过程中,中继节点R将收集的能量全部用于信号广播。所述以总中断容量最大化为准则设计合适的功率分离比率,总中断容量是指在终端节点A和B通过中继节点R双向通信的过程中,A→R→B方向和B→R→A方向上中断容量之和。假设整个传输块周期T被ρ∈(0,0.5)分为三个阶段,前两个阶段t1=t2=ρT,终端节点A和B分别向中继节点R发送信号xA和xB,第三个阶段t3=(1-2ρ)T,中继节点R进行信号广播,终端节点接收后解码各自所需信息。2.如权利要求1所述的携能双向中继网络中的非对称功率分离比率的设计方法,其特征在于,所述非对称功率分离比率的设计具体包括以下步骤:步骤一,信号在A→R→B方向上传输,求链路上中断容量;其中,U为信号传送速率;从i到中继节点R的距离,信道系数及路径损耗为di,gi和α;P是终端节点i的发送功率;η为能量转换效率系数;为终端节点A到中继节点R方向上的信道噪声方差,为中继节点R到终端节点B方向上的信道噪声方差,且γth=2U-1,复杂度与精确度之间的折中由参数N决定。步骤二,信号在B→R→A方向上传输,求链路上中断容量;其中,U为信号传送速率;从i到中继节点R的距离,信道系数及路径损耗为d...
【专利技术属性】
技术研发人员:李勇朝,张翔,邬永强,李兆刚,叶迎辉,张锐,陈东滨,陈炎,
申请(专利权)人:浙江万胜智能科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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