一種干擾信道下的swipt系統(tǒng)中的傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種干擾信道下的SWIPT系統(tǒng)中的傳輸方法，包括以下步驟：通過信道估計(jì)得到信道及干擾信息，可以根據(jù)當(dāng)前的信道及干擾信息動(dòng)態(tài)的調(diào)整分配給信息檢測(cè)(information decoding，ID)部分和能量收集(energy harvesting，EH)部分的比率，從而獲得最優(yōu)的ID與EH的折中。通過反饋，發(fā)送端也可以知道信道及干擾信息，此時(shí)不但可以根據(jù)當(dāng)前的信道信息動(dòng)態(tài)的調(diào)整分配給ID部分和EH部分的比率，還可以實(shí)時(shí)的調(diào)整發(fā)送功率，從而獲得最優(yōu)的ID與EH的折中。
【專利說明】-種干擾信道下的SWIPT系統(tǒng)中的傳輸方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種SWIPT系統(tǒng)中的傳輸方法，具體涉及一 種干擾信道下的SWIPT系統(tǒng)中的傳輸方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在無線通信系統(tǒng)中，無線電波既能攜帶能量，也能攜帶信息。SWIPT將實(shí)現(xiàn)無線能 量和信息的同時(shí)傳輸，其對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)意義重大?，F(xiàn)如今的無線網(wǎng)絡(luò)中，傳感器或節(jié)點(diǎn) 都配有電池，由于更換電池有時(shí)會(huì)比較困難，使得無線網(wǎng)絡(luò)的使用壽命受到限制。通過周圍 環(huán)境中的無線電信號(hào)收集能量能平衡網(wǎng)絡(luò)能量的分布，大大延長(zhǎng)使用壽命。
[0003] 信息和能量的同時(shí)傳輸，主要有TS (Time Switching)和PS (Power Splitting)兩 種方案。目前，在不考慮干擾的情況下，動(dòng)態(tài)的TS和PS已經(jīng)得出了最佳的策略。由于無線 電信號(hào)可以被用來能量收集，干擾不再是完全沒有用處，相反的是，它可能在無線通信系統(tǒng) 中是一大利好。在考慮干擾的情況下，最佳的TS策略也已得到研究，不過此策略不能獲得 較好的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種干擾信道下的SWIPT系 統(tǒng)中的傳輸方法，該傳輸方法可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的信息及能量傳輸。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的干擾信道下的SWIPT系統(tǒng)中的傳輸方法，其特征 在于，包括以下步驟：
[0006] 5)接收端進(jìn)行信道估計(jì)，獲取信道及干擾信息，當(dāng)用戶預(yù)設(shè)發(fā)送端已知所述信道 及干擾信息時(shí)，發(fā)送端進(jìn)行信道的估計(jì)，獲取所述信道及干擾信息；當(dāng)用戶預(yù)設(shè)發(fā)送端未知 信道及干擾信息時(shí)，發(fā)送端不進(jìn)行信道的估計(jì)，則發(fā)送端不能獲取信道及干擾信息；
[0007] 6)當(dāng)用戶預(yù)設(shè)發(fā)送端已知信道及干擾信息時(shí)，則根據(jù)獲取的信道及干擾信息以最 優(yōu)發(fā)射功率P #向接收端發(fā)送信息；當(dāng)用戶預(yù)設(shè)發(fā)送端未知信道及干擾信息時(shí)，發(fā)送端以固 定功率向接收端發(fā)送信息；
[0008] 7)接收端根據(jù)所述信道及干擾信息以及發(fā)送端的信道信息狀態(tài)以最優(yōu)的策略動(dòng) 態(tài)調(diào)整分配對(duì)應(yīng)的信息檢測(cè)的功率比率能量接收的功率比率1-P%其中，發(fā)送端的 信道信息狀態(tài)包括兩種狀態(tài)，其中，一種狀態(tài)為發(fā)送端已知信道及干擾信息，另一種狀態(tài)為 發(fā)送端未知信道及干擾信息；
[0009] 8)接收端內(nèi)的信息接收機(jī)根據(jù)所述信息檢測(cè)的功率比率P #進(jìn)行信息的檢測(cè)，接 收端內(nèi)的能量接收機(jī)根據(jù)所述能量接收的功率比率1-P #進(jìn)行能量的接收。
[0010] 步驟3)中當(dāng)發(fā)送端的信道信息狀態(tài)為發(fā)送端未知信道及干擾信息時(shí)，最優(yōu)的策 略動(dòng)態(tài)調(diào)整分配對(duì)應(yīng)的信息檢測(cè)的功率比率P #的方法如下：
[0011] 判斷

【權(quán)利要求】
1. 一種干擾信道下的SWIPT系統(tǒng)中的傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 接收端進(jìn)行信道估計(jì)，獲取信道及干擾信息，當(dāng)用戶預(yù)設(shè)發(fā)送端已知所述信道及干 擾信息時(shí)，發(fā)送端進(jìn)行信道的估計(jì)，獲取所述信道及干擾信息；當(dāng)用戶預(yù)設(shè)發(fā)送端未知信道 及干擾信息時(shí)，發(fā)送端不進(jìn)行信道的估計(jì)； 2) 當(dāng)用戶預(yù)設(shè)發(fā)送端已知信道及干擾信息時(shí)，則根據(jù)獲取的信道及干擾信息以最優(yōu)發(fā) 射功率Ρ?向接收端發(fā)送信息；當(dāng)用戶預(yù)設(shè)發(fā)送端未知信道及干擾信息時(shí)，發(fā)送端以固定功 率向接收端發(fā)送信息； 3) 接收端根據(jù)所述信道及干擾信息以及發(fā)送端的信道信息狀態(tài)以最優(yōu)的策略動(dòng)態(tài)調(diào) 整分配對(duì)應(yīng)的信息檢測(cè)的功率比率能量接收的功率比率1-P %其中，發(fā)送端的信道 信息狀態(tài)包括兩種狀態(tài)，其中，一種狀態(tài)為發(fā)送端已知信道及干擾信息，另一種狀態(tài)為發(fā)送 端未知信道及干擾信息； 4) 接收端內(nèi)的信息接收機(jī)根據(jù)所述信息檢測(cè)的功率比率^進(jìn)行信息的檢測(cè)，接收端 內(nèi)的能量接收機(jī)根據(jù)所述能量接收的功率比率1-P #進(jìn)行能量的接收。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的干擾信道下的SWIPT系統(tǒng)中的傳輸方法，其特征在于，步驟 3)中當(dāng)發(fā)送端的信道信息狀態(tài)為發(fā)送端未知信道及干擾信息時(shí)，最優(yōu)的策略動(dòng)態(tài)調(diào)整分配 對(duì)應(yīng)的信息檢測(cè)的功率比率P #的方法如下：
其中，h為發(fā)送端到接收端的能量增益，I為接收端中接收天 線引入其他使用同頻段用戶的干擾，σ 2為在進(jìn)行ID時(shí)信號(hào)處理電路引入加性高斯白噪聲 的白噪聲功率，λ為與收集能量約束有關(guān)的參數(shù)；
λ(ΑΡ + /)是否大于等于0,當(dāng)
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的干擾信道下的SWIPT系統(tǒng)中的傳輸方法，其特征在于，步驟 3)中當(dāng)發(fā)送端的信道信息狀態(tài)為發(fā)送端已知信道及干擾信息時(shí)，最優(yōu)的策略動(dòng)態(tài)調(diào)整分配 對(duì)應(yīng)的信息檢測(cè)的功率比率P #的方法如下： 假設(shè)，a = A(I+〇2)h2，b = Ah(2I+〇2)(I+o2)-h〇2，c =入1(1+〇2)，

,k = h_A 〇2h，d = -AI〇2,當(dāng) k>0 時(shí)，則設(shè)，
λ，β 分
方法求解出（PS2%PS/);然后將（Ps/，ps/)及（P S3%PS3#)分別代入C的計(jì)算公式中，然后 選擇其中最大的C對(duì)應(yīng)的信息檢測(cè)的功率比率及發(fā)射功率為信息檢測(cè)的功率比率P #及發(fā) 送端的最優(yōu)發(fā)射功率P%當(dāng) k > 0, b < 0, Λ > 〇, p〇 < Pi 彡 Ppeak 彡 p2 時(shí)，則 p S1* = 1， 別為與收集能量約束及發(fā)送功率約束相關(guān)的參數(shù)，ρ S1及PS1分別為在S1范圍內(nèi)最優(yōu)的信息 檢測(cè)的功率比率及發(fā)射端的最優(yōu)發(fā)射功率；pS2及PS2分別為在％范圍內(nèi)最優(yōu)的信息檢測(cè)的 功率比率及發(fā)射端的最優(yōu)發(fā)射功率；P S3及ps3分別為在S3范圍內(nèi)最優(yōu)的信息檢測(cè)的功率 比率及發(fā)射端的最優(yōu)發(fā)射功率，SI = {Ρ I Fi (Ρ，λ )彡〇, 〇彡P(guān)彡ppeak}，S2 = {Ρ I Fi (Ρ，λ ) < 0, F〇 (Ρ，λ )彡 〇, 〇 彡 Ρ 彡 Ppeak}，S3 = {Ρ I F〇 (Ρ，λ ) < 0,0 彡 Ρ 彡 Ppeak})，Ppeak 為峰值功 率； <0，
將（p S1% PS1，、（p S2% Ps/)及（p S3% Ps〇分別代入C的計(jì)算公式中，選取其中最大的 C對(duì)應(yīng)的信息檢測(cè)的功率比率及發(fā)射功率分別為信息檢測(cè)的功率比率P #及發(fā)送端的最優(yōu) 發(fā)射功率Ρ% BP (/j1 P*) ? Ι?ΙΒΧ f * 當(dāng)讓>〇，13<〇，厶>〇，？〇<?1<已<?1^時(shí)，則0 51*=1，

然后將（P S1% psi#)、（P S2% ps/)及（P S3% ps3#)分別代入C的計(jì)算公式中，選取其中最 大的C對(duì)應(yīng)的信息檢測(cè)的功率比率及發(fā)射功率作為信息檢測(cè)的功率比率P #及發(fā)送端的最 優(yōu)發(fā)射功率P%即 ,* n*x__ max ^
【文檔編號(hào)】H04W52/04GK104301977SQ201410488283
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】張超, 胡蘭生 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)