[发明专利]一种基于无线输能的非正交多址接入通信系统

说明书

本发明公开了一种基于无线输能的非正交多址接入通信系统，该通信系统包括一个多天线的能量基站，多个传感器节点和一个信息接收机，其中：能量基站，用于基于能量波束成型技术向各个传感器节点传输能量；任意一个传感器节点，用于利用接收到的能量将采集到的信息以非正交多址接入方式发送给信息接收机；信息接收机，用于接收并解码各个传感器节点采集到的信息。应用本发明实施例所提供的通信系统，对能量基站分配给各个传感器节点的能量进行了优化，可以合理分配能量，提高了传感器节点到信息接收机的可达速率，降低了问题的复杂度，提高了整个通信系统的性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于无线输能的非正交多址接入通信系统。

背景技术

在无线传感器网络中，无线传感器节点数量较多。电池寿命是无线传感器节点能否正常工作的重要影响因素。在无线传感器节点数量较多的情况下，如果进行电池更换或者再充电是非常繁琐的，成本较高。

目前，无线能量传输技术可以解决电池寿命问题。无线能量传输技术利用了电磁波的远场辐射特性。无线传感器节点可以接收从能量基站发射的射频信号，能量基站的能量来源于各种可再生能源，如太阳能、风力、水力等。

在无线输能的通信系统中，如何分配能量基站的能量给各个传感器节点是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无线输能的非正交多址接入通信系统，以对能量基站分配给各个传感器节点的能量进行优化，进行合理分配，提高传感器节点到信息接收机的可达速率，降低问题的复杂度，提高整个通信系统的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于无线输能的非正交多址接入通信系统，包括一个多天线的能量基站，多个传感器节点和一个信息接收机，其中：

所述能量基站，用于基于能量波束成型技术向各个传感器节点传输能量；

任意一个传感器节点，用于利用接收到的能量将采集到的信息以非正交多址接入方式发送给所述信息接收机；

所述信息接收机，用于接收并解码各个传感器节点采集到的信息。

在本发明的一种具体实施方式中，所述能量基站在每个运行周期的第一时间段向各个传感器节点传输能量，各个传感器节点在每个运行周期的第二时间段利用接收到的能量将采集到的信息同时同频发送给所述信息接收机。

在本发明的一种具体实施方式中，所述第一时间段为(1-τ)T，所述第二时间段为τT，其中，T为运行周期，τ为时间分配系数。

在本发明的一种具体实施方式中，通过以下步骤确定所述时间分配系数τ：

将预先设定的时间分配系数的第一时间范围确定为目标时间范围；

在所述目标时间范围内确定搜索步长；

根据所述搜索步长，在所述目标时间范围内获得第一值和第二值；

基于设定的吞吐量表达式函数，确定所述第一值对应的第一函数值及所述第二值对应的第二函数值；

如果所述第一函数值大于所述第二函数值，则将所述第一值确定为参考值，否则，将所述第二值确定为所述参考值；

根据所述参考值，确定误差；

如果所述误差小于预设的误差阈值，则将所述参考值确定为最优的所述时间分配系数τ；

否则，调整所述第一时间范围，将调整后的所述第一时间范围确定为所述目标时间范围，重复执行所述在所述目标时间范围内确定搜索步长的步骤。

在本发明的一种具体实施方式中，所述信息接收机具体用于：