[发明专利]全双工中继装置、全双工中继传输控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种全双工中继装置、全双工中继传输控制方法及系统，该方法包括：获取能量采集信息、能量存储信息和各信道状态的历史信息，根据所述信道状态的历史信息、所述能量采集信息、能量存储信息及信道状态预测信息，以系统最大吞吐量为优化目标，通过迭代计算，确定工作模式选择、发射功率调整和目的节点选择的最优值，进而得出所述将能量存储装置工作状态决策信息，进而控制能量存储装置的工作状态。本发明可实现全双工能量采集，并可使得全双工能量采集系统为全双工中继供电，以避免中继在“开”和“关”状态的频繁切换，进而可以提高系统吞吐量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种中继装置、全双工中继传输控制方法及系统。

背景技术

在4G网络逐步规模部署的背景下，无线网络节点节能降耗是落实无线通信行业节能减排指标的关键。随着5G网络的建设和演进，各种新技术、新应用、新服务层出不穷，为满足流量爆炸式发展的需要，需要部署更多的网络节点，无线通信行业节能减排形式更加严峻。目前大量无线网络节点布置在诸如环境和安全监测、灾难应急通讯、车载信息采集和电网负载信息采集等各种场景。由于地理等因素，上述应用环境往往缺乏可靠的电网覆盖，易于部署和维护的电力供给是避免通信中断、保证信息及时传达的关键。采用能量收集技术，把环境中的一些能源(如，电磁能、热能、太阳能、风能等)收集起来转化成电能给无线网络节点供电，是解决上述问题的有效手段。通过在两个远距离通信节点之间部署低功率中继节点，可以有效提高远距离通信可靠性，扩大节点覆盖面积，同时避免部署额外大功率基站的开销。因此，在无线网络中部署能量采集系统供能的中继节点，将带来经济和环境双重福利，即，一方面，保证覆盖范围的同时避免额外基站的部署开销，另一方面，降低市电电能消耗及相应碳排放。

然而，由于全双工中继能够实现同时发送数据和接收数据，能有效提高频谱效率，近年来，得到越来越多的关注。现有研究表明，能量采集全双工中继能有效提高系统吞吐量，并已提出了能量采集全双工中继系统中的最优功率分配算法。然而，当中继采用全双工工作模式，由于发送数据和接收数据同时进行并使用相同的频谱资源，中继传输会受到严重的自干扰。另外，全双工工作模式下中继单位时间的能量消耗大于半双工工作模式。因此，对于能量受限的能量采集中继来说，采用全双工工作模式时的系统性能未必优于采用半双工工作模式。

此外，现有文献中多采用采集-使用(Harvest-Use，HU)或者采集-存储-使用(Harvest-Store-Use，HSU)形式的能量采集系统。在HU系统中，能量采集装置直接与负载连接，而在HSU系统中，能量采集装置通过能量存储装置与负载连接。由于能量存储装置的存储能力使得能量的调度可以在时间上进行优化，因此，HSU系统比HU系统得到更广泛的应用。然而，能量存储装置的半双工限制，即充电和放电过程不能同时进行，可能导致传输中断，甚至导致中继“开”和“关”状态的频繁切换。

因此，如何实现全双工能量采集，并使得全双工能量采集系统为全双工中继供电，以避免中继在“开”和“关”状态的频繁切换是目前急需解决的技术问题之一。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种中继装置、全双工中继传输控制方法及系统，实现全双工能量采集系统为全双工中继的供电，避免中继在“开”和“关”状态的频繁切换，进而提升了系统的吞吐量。

一方面，本发明提供了一种全双工中继传输控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取不同时刻的能量采集信息和能量存储信息；

监测各个信道的信道状态历史信息，根据所述信道状态历史信息估计每一信道的信道状态预测信息；

根据所述能量采集信息、能量存储信息及信道状态预测信息进行工作模式选择、发射功率调整和目的节点选择；