基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法技术方案

技术编号:26693581 阅读:33 留言:0更新日期:2020-12-12 02:49
本发明专利技术公开了基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法。包含直接链路的信能同传(SWIPT)中继系统中包括一个源节点、一个中继节点和一个目的节点。源节点和目的节点是有源的;中继节点是无源的、但是具有射频能量收集能力,并且采用时间分割(TS)策略。所有的信道为准静态块衰落信道。目的节点利用最大比合并的方法,合并分别来自直接链路(源节点和目的节点之间的链路)和中继转发链路的信号,作为目的节点最终的信号。整个通信系统采用限制延时的传输模式。通过理论推导,得到吞吐量与收集能量时间系数之间的函数关系。以吞吐量的最优为目标建立优化问题,采用最优化算法,得到最优的收集能量时间系数和最优的吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法
本专利技术属于无线通信
,特别涉及基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法。
技术介绍
随着信息时代的快速发展,无线网络的规模不断扩大,网络中的节点数目急剧增加。在传统的网络中,节点的能量是由容量有限的电池所提供的,这一供能方式决定了节点使用寿命的有限性。同时,面对越来越多的节点,频繁地更换电池会耗费大量的人力物力。然而,信能同传技术(SimultaneousWirelessInformationandPowerTransfer,SWIPT)的出现和发展为这一问题的解决提供了新思路。SWIPT技术可以为通信网络中的无源节点通过射频信号收集能量,同时还可以利用射频信号传输信息。该技术避免了传统供能方式的弊端,并且极大地延长了网络节点的使用寿命。因此,SWIPT技术在无线通信网络中的应用备受关注。信息和能量同时传输,关键在于接收机的设计,现有接收机的接收策略,主要有时间分割(TS)、功率分割(PS)以及TS和PS相结合等几种方式。SWIP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法,其特征在于,包括:/n包含直接链路的信能同传(SWIPT)中继系统中包括一个源节点S、一个中继节点R和一个目的节点D;将源节点S向目的节点D传输信息的链路称为直接链路(DL);将源节点S通过中继节点R发送信息给目的节点D的链路称为中继转发链路(RL);源节点S和目的节点D是有源的,即这两个节点没有能量限制,它们都有固定的能量供应;而中继节点R没有提供能量的设备,需要从源节点S的射频信号获取能量;中继节点利用收集的能量,将来自源节点S的信息转发到目的节点D;中继节点采用时间分割(TS)接收策略;中继节点工作在解码转发(DF)模式下...

【技术特征摘要】
1.基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法,其特征在于,包括:
包含直接链路的信能同传(SWIPT)中继系统中包括一个源节点S、一个中继节点R和一个目的节点D;将源节点S向目的节点D传输信息的链路称为直接链路(DL);将源节点S通过中继节点R发送信息给目的节点D的链路称为中继转发链路(RL);源节点S和目的节点D是有源的,即这两个节点没有能量限制,它们都有固定的能量供应;而中继节点R没有提供能量的设备,需要从源节点S的射频信号获取能量;中继节点利用收集的能量,将来自源节点S的信息转发到目的节点D;中继节点采用时间分割(TS)接收策略;中继节点工作在解码转发(DF)模式下,只有当中继节点接收信号的信噪比大于等于阈值时,中继节点才会无误地解码,否则就会发生中断,中继节点就不会向目的节点转发信息,中继节点将已经收集的能量储存起来,用于维持中继系统基本的运行,包括电路自身消耗能量和解码所需能量等;而成功地解码后,中继节点收集的能量完全用于中继转发信息;目的节点利用最大比合并(MRC)的方法,合并分别来自直接链路(DL)和中继转发链路(RL)的信号,作为目的节点最终的信号;
所有的节点采用半双工工作模式;h表示源节点和中继节点之间的信道增益,g表示中继节点和目的节点之间的信道增益,f表示源节点和目的节点之间的信道增益;d1表示源节点和中继节点之间的距离,d2表示中继节点和目的节点之间的距离,d表示源节点和目的节点之间的距离;
所有的信道为准静态块衰落信道,并且是频率非选择性衰落;在一个通信时间块T中,信道增益保持恒定,在不同的时间块之间,信道增益会发生变化,这些随机的信道增益独立且都服从于瑞利分布;|f|2、|h|2和|g|2都是随机变量,服从于指数分布,且它们的期望为E[|f|2]=E[|h|2]=E[|g|2]=1,其中E[·]表示取期望,|·|表示取模值;随机变量|f|2的概率密度函数为ff(z)=e-z,概率分布函数为Ff(z)=P(|f|2<z...

【专利技术属性】
技术研发人员:李建雄魏文波
申请(专利权)人:天津工业大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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