[发明专利]一种基于ARQ的无线能量收集网络选择协作传输方法

说明书

本发明涉及一种基于ARQ的无线能量收集网络选择协作传输方法，属于无线通信技术领域。该方法在源节点与目的节点之间设置多个支持射频能量收集且带有可充电电池的中继节点；源节点通过多轮ARQ方式向目的节点发送信息，中继节点尝试解码该信息并同时利用射频能量进行充电；若目的节点接收失败，则中继节点通过分布式竞争选出最佳中继节点进行协助转发；在转发过程中，未解码成功的中继节点继续尝试解码；若转发未成功则进入下一轮。本发明在每轮ARQ传输时，源节点都向中继节点进行无线供电以增大其发射功率，且充分利用了中继‑中继间信道增加最佳中继的选择范围，在节能的同时，有效提高了系统传输可靠性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种基于自动重传请求(ARQ)的无线能量收集网络选择协作方法。

背景技术

协作通信技术指在多用户通信环境中，使用单根天线的各节点可共享彼此的天线协作发送各自的信息，从而产生一种类似多天线发送的虚拟天线阵列，以获得空间分集增益。选择协作技术应用在多中继节点场景中，与多个中继都参与协作传输的方法相比，选择协作从多中继中选出一个最佳中继传输信息极大的降低了系统的复杂度。

在一些无线通信系统中，例如无线传感器网络中，节点面临着能量受限的问题，节点能量一旦耗尽会导致通信性能的降低，加大系统的中断概率。因此能量收集技术利用射频信号能同时携带能量及信息的特性，给配备能量存储装置的中继节点充电，能够有效缓解系统中节点能量问题。

当前，将能量收集技术应用在协作通信中的研究得到了广泛的关注，中继通过收集发射信号中携带的射频能量来用于下次的协作转发，能够降低系统的能量消耗。传统的选择协作通信系统中未考虑到电池能量的累积，并且大多依赖于最佳中继-目的节点信道质量来选择最佳中继，并未充分利用所有可用信道。

基于上述缺陷，亟需一种既节能又能够提供系统传输可靠性的协作通信技术。

本发明通过ARQ机制进行多轮重传，每轮次都进行直接链路传输，在中继节点处采用可充电电池每轮次都能收集能量进行累积用于下次协作传输，并采用分布式竞争方法选择最佳中继进行协作传输，同时利用中继-中继信道扩充了解码集，增加了中继备选范围，在节能的同时提高了系统传输可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于ARQ的无线能量收集网络选择协作传输方法，针对传统协作通信技术中未充分利用中继-中继信道以及未利用源信息所携带的射频能量的缺陷，在自动重传请求机制下，多个能量收集解码转发中继可通过利用中继-中继间可用信道扩充解码集，增加了最佳中继的可选择范围。并且结合每个中继的发射功率与中继-目的节点信道增益采用分布式竞争方法从集合中选出一个最佳中继协作传输源信息，有效提高系统的传输可靠性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于ARQ的无线能量收集网络选择协作传输方法，在源节点与目的节点之间设置多个支持射频能量收集且带有可充电电池的中继节点；源节点通过多轮ARQ方式向目的节点发送信息，中继节点尝试解码该信息并同时利用射频能量进行充电；若目的节点接收失败，则中继节点通过分布式竞争选出最佳中继节点进行协助转发；在转发过程中，未解码成功的中继节点继续尝试解码；若转发未成功则进入下一轮；该方法具体包括以下步骤：

第1轮：

步骤101：源节点S以功率P_S向目的节点D直接传输数据包；若D接收成功，则返回ACK帧，针对本数据包的传输以成功状态结束；若D接收失败，则返回NACK帧；进入步骤102；