[发明专利]一种基于正交频分复用解码转发双向协作的无线携能通信方法

权利要求书

1.一种基于正交频分复用解码转发双向协作的无线携能通信方法，无线携能通信系统由两个源节点S₁和S₂以及一个中继节点R组成，S₁→R链路和S₂→R链路的整个带宽都被分成K个子载波，传输时间分为两个均等时隙，其特征在于：所述基于正交频分复用解码转发双向协作的无线携能通信方法包括以下步骤：

1)第一时隙，源节点S₁和S₂发送信息给中继节点R，中继节点用一部分子载波进行信息解码，用剩余部分子载波进行能量收集；

2)第二时隙，中继节点使用其收集到的能量利用全部子载波转发源节点S₁和S₂的信息；

中继节点的子载波分配问题建模为：

满足以下条件

其中，K＝{1,2,3,...,K}表示源节点的子载波集合，G₁和G₂分别表示中继节点用于信息和能量接收的子载波集合，p_r,k'表示中继节点在子载波k'上的发送功率，按照子载波个数进行平均分配，R_s表示源节点S₁和S₂通过两个时隙传输后获得的信息总速率，ζ表示中继节点的能量转换效率，和分别表示子载波k在S₁→R和S₂→R链路上用于收集能量的功率，|h_1,k|²和|h_2,k|²分别表示子载波k在S₁→R和S₂→R链路上的信道系数，表示子载波k在中继节点上接收到的噪声功率；

通过拉格朗日对偶分解方法获得最优子载波分配：

G₂^*＝K-G₁^* (4)

其中

其中，α₁，α₂和α₃表示拉格朗日乘子，

其中，和分别表示子载波k在S₁→R和S₂→R链路上用于信息解码的功率，和以P_s为总功率按照注水算法进行分配。

2.如权利要求1所述的基于正交频分复用解码转发双向协作的无线携能通信方法，其特征在于：所述步骤1)中，中继节点接收到来自源节点S₁和S₂的信息速率分别表示为

中继节点接收到来自源节点S₁和S₂的能量表示为

3.如权利要求1所述的基于正交频分复用解码转发双向协作的无线 携能通信方法，其特征在于：所述步骤2)中，源节点S₁和S₂接收到来自中继节点的信息速率分别表示为

其中，|h_1,k'|²和|h_2,k'|²分别表示子载波k'在R→S₁和R→S₂链路上的信道系数，表示子载波k'在中继节点上接收到的噪声功率；

通过两个时隙的传输，源节点S₁和S₂获得的信息速率分别表示为：

R_s1＝min(R_s1R,R_Rs2) (13)

R_s2＝min(R_s2R,R_Rs1) (14)

源节点S₁和S₂获得的信息总速率表示为：

R_s＝R_s1+R_s2 (15)。