A power division factor optimization method based on energy collection multi-source relay cooperative communication system includes the following steps: step S1, two source nodes forward information to the destination node through relay node R, in the first slot, broadcast signal to relay node R; step S2, relay node r realize information decoding and energy collection based on energy collection technology at the same time, power division and cooperation Under the discussion, if the power partition factor is \u03c1 (0 \u2264 \u03c1 \u2264 1), the signal-to-noise ratio of two source nodes to relay node R can be obtained; step S3, according to Shannon formula, the channel capacity of two source nodes to relay node R and relay node r to destination node can be obtained; under decoding and forwarding protocol, the channel capacity of two source relay cooperative communication system can be obtained; step S4, the power partition factor of relay node R can be optimized \u03c1, two parts of the power of energy collection and information decoding are optimally allocated to maximize the system channel capacity from the two source nodes to the destination nodes. The invention combines collaboration and energy collection technology, realizes diversity gain, breaks through the bottleneck of energy supply and terminal energy consumption in the field of wireless communication, improves energy efficiency and spectrum efficiency, and extends the overall service cycle of the network.
【技术实现步骤摘要】
一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法
本专利技术属于无线通信
,具体涉及一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法。
技术介绍
随着无线通信技术及其在各领域应用的飞速发展,现有的无线频谱资源变得紧张,如何提高频谱利用率和数据传输速率成为无线通信中亟待解决的问题。同时,在一些偏远地区,中继节点无法由电缆正常供电,或由电池供电,都降低了中继节点的使用寿命,那么如何延长通信设备的生命周期,实现信息的正常传输就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法,结合了协作和能量收集技术,实现了分集增益,突破了无线通信领域中能量供应和终端能耗的瓶颈,提高了能量效率和频谱效率,延长了网络的整体使用周期。本专利技术提供一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法,包括如下步骤:步骤S1、两信源节点S1、S2通过中继节点R将信息转发至目的节点,在第一时隙中,S1、S2广播信号至中继节点R;步骤S2、中继节点R基于能量收集技术同时实现信息译码与能量收集,功率分割协议下,功率分割因子为ρ(0≤ρ≤1),可获取两信源节点到中继节点R的信噪比;步骤S3、根据香农公式获取两信源节点S1、S2到中继节点R及中继节点R到目的节点的信道容量,并通过译码转发协议,获取两信源中继协作通信系统的信道容量;步骤S4、优化中继节点R的功 ...
【技术保护点】
1.一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法,信源节点和目的节点配置单天线,中继节点配置两天线,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤S1、两信源节点S1、S2通过中继节点R将信息转发至目的节点,在第一时隙中,S1、S2广播信号至中继节点R;/n步骤S2、中继节点R基于能量收集技术同时实现信息译码与能量收集,功率分割协议下,功率分割因子为ρ(0≤ρ≤1),可获取两信源节点到中继节点R的信噪比;/n步骤S3、根据香农公式获取两信源节点S1、S2到中继节点R及中继节点R到目的节点的信道容量,并通过译码转发协议,获取两信源中继协作通信系统的信道容量;/n步骤S4、优化中继节点R的功率分割因子,并对能量收集和信息译码两部分功率进行优化分配,使两信源节点S1、S2到目的节点的系统信道容量最大化。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法,信源节点和目的节点配置单天线,中继节点配置两天线,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、两信源节点S1、S2通过中继节点R将信息转发至目的节点,在第一时隙中,S1、S2广播信号至中继节点R;
步骤S2、中继节点R基于能量收集技术同时实现信息译码与能量收集,功率分割协议下,功率分割因子为ρ(0≤ρ≤1),可获取两信源节点到中继节点R的信噪比;
步骤S3、根据香农公式获取两信源节点S1、S2到中继节点R及中继节点R到目的节点的信道容量,并通过译码转发协议,获取两信源中继协作通信系统的信道容量;
步骤S4、优化中继节点R的功率分割因子,并对能量收集和信息译码两部分功率进行优化分配,使两信源节点S1、S2到目的节点的系统信道容量最大化。
2.根据权利要求1所述的一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法,其特征在于,所述步骤S1中,在第一时隙内,两信源节点S1、S2广播信号到中继节点R;两信源节点S1、S2的传输信号为xi(E[|xi|2]=1),发射功率分别为Pi(i=1,2);NR为中继节点R的加性高斯白噪声矩阵,各分量相互独立的均值为零、方差为的复高斯随机变量;则中继节点R的接收信号表达式为
其中,为信源节点Si(i=1,2)到中继节点R的信道增益。
3.根据权利要求1所述的一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法,其特征在于,所述步骤S2中,中继节点R的功率分割因子为ρ(0≤ρ≤1),中继节点R将接收信号中进行能量吸收,进行接收信息译码,则两信源节点S1、S2到中继节点R的信噪比为:
4.根据权利要求1所述的一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法,其特征在于,所述步骤S3中,中继节点R从两个信源节点S1、S2中收集总能量为:
其中,为中继节点的噪声功率,功率转化率为η(0≤η≤1),则中继节点R功率为:
中继节点采用空时编码协作转发两信源节点S1、S2的信息,目的节点采用最大似然检测译码方法恢复信源节点S1、S2的信号,中继节点的第一发射天线和第二发射天线到目的节点的接收天线的信道增益分别为则目的节点信噪比γD为:
根据香农公式...
【专利技术属性】
技术研发人员:张顺外,位方宁,石笑笑,
申请(专利权)人:南京邮电大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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