[发明专利]无线能量收集协作通信系统的节能中继选择方法

摘要

本发明公开了一种无线能量收集协作通信系统的节能中继选择方法，本方法分别考虑了具备EH能力的中继节点在其能量满足转发要求和不满足转发要求的情况下，对应地采用单中继转发和多中继转发策略。当部分中继节点的能量满足转发要求时，可以从其中选择出一个最佳的中继节点以最优的功率转发信号；当全部中继节点的能量都不满足转发要求时，利用多个中继节点协作转发，在接收端进行信号合并。无论是单中继转发还是多中继转发，本发明都能够确保信号有效传输的同时尽可能地节能，优化所收集能量的利用，有助于提高系统性能。

主权项

1.一种无线能量收集协作通信系统的节能中继选择方法，包括源节点S、目的节点D和N个具有EH能力的中继节点构成的无线EH协作通信网络；一次协作过程包括两个时隙，时隙的长度为T_p，第一时隙源节点S发射信号，中继节点i接收信号，第二时隙中继节点i转发信号，目的节点D接收信号，中继节点i表示第i个中继节点，i＝1,2,…，N；定义h_S,i和h_i,D分别表示源节点S到中继节点i链路和中继节点i到目的节点D链路的信道系数；源节点S的发射功率为P_S；其特征在于：所述节能中继选择方法包括如下步骤：(1)利用中继节点i拥有的能量E_i，基于信道容量最大化准则，计算中继节点i的发射功率P_i＝P_S|h_S,i|²/|h_i,D|²；(2)通过公式E_i,need＝P_iT_p，计算中继节点i进行最优功率传输需要的能量E_i,need，将E_i≥E_i,need的中继节点纳入候选中继节点集合φ_L，L为φ_L中的元素个数；(3)当候选中继节点集合φ_L为非空集合时，计算源节点S到候选中继节点h的信道容量C_S,h以及候选中继节点h到目的节点D的信道容量C_h,D，h＝1,2，…,L；从C_h,D≥C_S,h的候选中继节点中选取一个中继节点进行信号转发；(4)当候选中继节点集合φ_L为空集合时，从N个中继节点中选出j个中继节点，j≥2，形成个中继节点组合；对任意中继节点组合k，计算源节点S到中继节点组合k中的每一个中继节点的信道容量，记录其中最大的信道容量为C_S,k；计算中继节点组合k中的所有中继节点进行多中继协作转发并在目的节点D处进行信号合并时的信道容量C_k,D；从C_k,D≥C_S,k的中继节点组合中选取一个中继节点组合进行多中继协作转发。