【技术实现步骤摘要】
基于无线能量收集的协作无线网络功率分配方法
本专利技术涉及一种无线网络中的功率分配技术，尤其是涉及一种基于无线能量收集的协作无线网络功率分配方法。
技术介绍
随着无线通信技术的迅速发展，无线网络的能量有限问题已成为限制无线通信技术发展的一大挑战。针对无线网络的能量有限问题，目前业界主要有两种思路，第一种是使用更大容量的电池，这种方法受电池外形大小的限制；另一种是引入无线能量收集技术来解决无线网络能量不足的问题。近几年，无线能量收集登上历史舞台，与传统的电池驱动的通信系统不同，无线网络通过无线能量收集技术可以从环境中获取能量，例如太阳能、风能、潮汐能等。但是，这些能量的获取极大地受到了地理因素和天气因素的影响，具有不稳定的特性，因此从可靠的射频信号中进行无线能量收集越来越多的得到人们的关注。与此同时，随着无线通信设备的爆炸式增长，各种无线网络系统对网络吞吐量的需求也越来越高。而由于诸如路径损耗、阴影和小规模衰落的信道损耗，因此很多用户可能会遇到低质量的服务性能。针对这些问题，DingXu等人2017年10月发表在期刊IEEEWirelessCommunication...
【技术保护点】
1.一种基于无线能量收集的协作无线网络功率分配方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、在协作无线网络中，存在一个协作用户和一个能量收集用户，协作用户由协作用户发射机和协作用户接收机组成，能量收集用户由能量收集用户发射机和能量收集用户接收机组成；将协作无线网络的总信道的带宽记为B，将协作无线网络的一个时隙的时间长度记为τ；然后将总信道平均地划分为N个子信道，每个子信道的带宽为
【技术特征摘要】
1.一种基于无线能量收集的协作无线网络功率分配方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、在协作无线网络中，存在一个协作用户和一个能量收集用户，协作用户由协作用户发射机和协作用户接收机组成，能量收集用户由能量收集用户发射机和能量收集用户接收机组成；将协作无线网络的总信道的带宽记为B，将协作无线网络的一个时隙的时间长度记为τ；然后将总信道平均地划分为N个子信道，每个子信道的带宽为将总信道和子信道的噪声功率谱密度记为n0；并将时隙划分为两个子时隙，将第1个子时隙的时间长度记为τ1，将第2个子时隙的时间长度记为τ2，满足τ＝τ1+τ2；在第1个子时隙中，协作用户发射机与协作用户接收机之间通过子信道进行通信，能量收集用户发射机从协作用户发射机发射出的射频信号中收集能量；在第2个子时隙中，协作用户发射机与协作用户接收机之间通过子信道进行通信，同时能量收集用户发射机与能量收集用户接收机之间通过子信道进行通信，且协作用户用于通信的子信道与能量收集用户用于通信的子信道不相同；其中，B的单位为Hz，τ的单位为秒，N为正整数，N＝2k，k为大于或等于1的正整数，的单位为Hz，n0的单位为dBm/Hz，τ1∈[0.3τ,0.5τ]，τ1和τ2的单位为秒；步骤2、令表示在第2个子时隙中分配给能量收集用户用于通信的子信道的序号的集合；然后初始化使的初始值为{1,2,…,N}；步骤3、在满足能量收集用户的最低吞吐量的条件下，计算能量收集用户发射机使用最小能量时在序号属于中的每个子信道上分配的发射功率，设定第i个子信道的序号属于则将能量收集用户发射机使用最小能量时在第i个子信道上分配的发射功率记为其中，i为正整数，e为自然对数，ME表示中包含的元素的总个数，符号“||”为取绝对值符号，表示能量收集用户发射机和能量收集用户接收机之间通信时在第i个子信道上的信道系数；步骤4、在步骤3的基础上，判断能量收集用户发射机使用最小能量时在序号属于中的各个子信道上分配的发射功率是否全不小于零，如果是，则执行步骤5；否则，找出小于零的发射功率对应的子信道，然后将找出的子信道的序号从中删除，再返回步骤3继续执行；步骤5、在满足能量收集用户的最低吞吐量的条件下，计算能量收集用户所需要的最小能量，记为Emin，步骤6、令表示在第1个子时隙中分配给协作用户用于通信的子信道的序号的集合；然后初始化使的初始值为{1,2,…,N}；步骤7、计算为协作用户发射机在第1个子时隙中在每个子信道上分配的发射功率，将为协作用户发射机在第1个子时隙中在第i'个子信道上分配的发射功率记为若第i'个子信道的序号属于则若第i'个子信道的序号不属于则其中，i'为正整数，i'∈{1,2,…,N}，pC,max表示协作用户发射机的最大允许发射功率，MC1表示中包含的元素的总个数，表示在第1个子时隙中协作用户发射机和协作用户接收机之间通信时在第i'个子信道上的信道系数；步骤8、在步骤7的基础上，判断为协作用户发射机在第1个子时隙中在序号属于中的各个子信道上分配的发射功率是否全不小于零，如果是，则执行步骤9；否则，找出小于零的发射功率对应的子信道，然后将找出的子信道的序号从中删除，再返回步骤7继续执行；步骤9、计算能量收集用户发射机收集到的能量，记为Eh，其中，ζ表示能量收集用户发射机的能量收集效率，表示协作用户发射机和能量收集用户发射机之间在第i'个子信道上的信道系数；步骤10、判断Eh是否不小于Emin，如果是，则执行步骤12；否则，执行步骤11；步骤11、从为协作用户发射机在第1个子时隙中在序号属于中的各个子信道上分配的发射功率中找出最小发射功率；...
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