一种协作磁感应解码转发通信方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种协作磁感应解码转发通信方法及系统，属于无线磁感应通信技术领域，应用于CMI

【技术实现步骤摘要】
一种协作磁感应解码转发通信方法及系统


[0001]本专利技术属于无线磁感应通信
，更具体地，涉及一种协作磁感应解码转发通信方法及系统。

技术介绍

[0002]随着人类生存空间的扩张与工业发展，为使能精细农业、地震预测、海洋检测和健康监测等应用，地下、水下、人体组织等极限环境下的无线通信需求日益提升。然而，传统的电磁波技术在这些场景下面临高路径损耗、低穿透效率、严重的多径衰落等问题。因此，基于磁感应(magnetic induction,MI)的无线通信技术由于在有损介质中存在低路径损耗、高穿透效率、信道响应稳定等优势，便于在极限场景下实现高效率、高可靠性的无线数据传输。
[0003]现有的协作磁感应解码转发通信方法在对磁感应信道进行建模时，往往假设线圈之间的相对角度均不发生变化，但是在实际的动态环境下，磁感应信道收发线圈之间的相对角度容易受到环境的影响，而角度选择性的发生容易导致时变的路径损耗甚至通信中断，通信可靠性较低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种协作磁感应解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协作磁感应解码转发通信方法，其特征在于，应用于CMI
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DF通信系统；所述CMI
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DF通信系统包括：源线圈、中继线圈和目标线圈；所述协作磁感应解码转发通信方法，包括：源线圈向中继线圈和目标线圈广播信号，中继线圈接收到源线圈发射过来的信号后，采用解码转发协议将其转发给目标线圈，目标线圈接收源线圈发射过来的信号和中继线圈转发过来的信号；其中，源线圈的发射功率、中继线圈的发射功率以及中继线圈与源线圈之间的距离通过以下方式确定：基于源线圈和目标线圈的接收电压进行信道估计，从而推导得到源线圈到中继线圈、中继线圈到目标线圈、源线圈到目标线圈的信道状态信息表达式；基于中继线圈到目标线圈、源线圈到目标线圈的信道状态信息表达式，根据最大比合并准则，得到目标线圈的合并接收电压，进而得到目标线圈总接收信号的信噪比表达式；基于源线圈到中继线圈、中继线圈到目标线圈、源线圈到目标线圈的信道状态信息表达式，分别得到中继线圈和目标线圈所接收的源线圈发射信号的信噪比表达式，并进一步表征为与磁感应信道角度失配系数相关的表达式后，基于动态环境中当源线圈、中继线圈和目标线圈均指向服从3D空间中的均匀分布时失配系数的概率密度函数，得到源线圈
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中继线圈、中继线圈
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目标线圈、源线圈
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目标线圈的接收信噪比的概率密度函数表达式；基于目标线圈总接收信号的信噪比表达式、以及中继线圈
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目标线圈、源线圈
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目标线圈的接收信噪比的概率密度函数表达式，得到目标线圈接收信噪比的概率密度函数表达式；根据源线圈
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中继线圈的接收信噪比的概率密度函数表达式以及目标线圈接收信噪比的概率密度函数表达式，推导得到CMI
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DF通信系统的平均误码率上界；通过最小化CMI
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DF通信系统的平均误码率上界，得到源线圈发射功率、中继线圈的发射功率以及中继线圈与源线圈之间的距离。2.根据权利要求1所述的协作磁感应解码转发通信方法，其特征在于，所述CMI
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DF通信系统的平均误码率上界的获取方法，包括以下步骤：基于源线圈
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中继线圈的接收信噪比的概率密度函数表达式以及目标线圈接收信噪比的概率密度函数表达式，推导情况A发生的概率，进而得到所述情况A下目标线圈的解码误码率；基于源线圈
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中继线圈的接收信噪比的概率密度函数表达式以及目标线圈接收信噪比的概率密度函数表达式，推导情况B发生的概率，进而得到所述情况B下目标线圈的解码误码率上界；根据所述情况A下目标线圈的解码误码率以及所述情况B下目标线圈的解码误码率上界，得到所述CMI
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DF通信系统的平均误码率上界；其中，所述情况A表示中继线圈解码正确的情况；所述情况B表示中继线圈解码错误的情况。3.根据权利要求2所述的协作磁感应解码转发通信方法，其特征在于，所述CMI
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DF通信系统的平均误码率上界为：
其中，为功率分配系数，P
s
为源线圈的发射功率，P
total
为系统总功率；为中继部署系数，r
sr
为中继线圈与源线圈之间的距离，r
sd
为源线圈与目标线圈之间的距离；erfc(
·
)表示互补误差函数；P
r
为中继线圈的发射功率；γ
MRC
为目标线圈的总接收信号的信噪比表达式；N0为噪声功率；f为系统发射信号频率；μ为介质磁导率；a
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光华，张一昕，肖丽霞，江涛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：