[发明专利]认知传感网络中基于解码转发协作的无线携能通信方法

摘要

一种认知传感网络中基于解码转发协作的无线携能通信方法，在该方法中，源传感器节点发送信息给中继传感器节点，中继传感器节点使用功率分割因子分割接收到的信号，一部分用于能量收集，剩余部分用于信息接收，中继传感器节点利用其收集到的全部能量E解码转发源传感器节点的信息到目的传感器节点。本发明充分考虑主用户对认知传感器节点造成的干扰，能够准确获得认知传感网络的性能，并且通过两步分解方法能够快速获得源传感器节点的发送功率和中继传感器节点的功率分割因子最优值。

主权项

1.一种认知传感网络中基于解码转发协作的无线携能通信方法，认知传感网络由一个主网络和一个认知网络组成；主网络包含一对主用户，即一个主用户发送端PT和一个主用户接收端PR；认知网络由三个传感器节点组成，即源传感器节点SSN、中继传感器节点SSR和目的传感器节点SSD；整个传输过程被分为两个时隙，每个时隙各占传输时间的其特征在于：所述认知传感网络中基于解码转发协作的无线携能通信方法包括以下步骤：1)在第一时隙中，主用户发送端发送信息给主用户接收端，会对中继传感器节点产生干扰，源传感器节点发送信息给中继传感器节点，中继传感器节点使用功率分割因子λ分割接收到的信号，0≤λ≤1，其中λ部分用于能量收集，剩余(1‑λ)部分用于信息接收；2)在第二时隙中，主用户发送端发送信息给主用户接收端，会对目的传感器节点产生干扰，中继传感器节点利用其收集到的全部能量E解码转发源传感器节点的信息到目的传感器节点；源传感器节点的发送功率和中继传感器节点的功率分割因子联合分配问题建模为：满足以下条件其中，Ps和Pp分别表示源传感器节点和主用户发送端的发送功率，P_max表示源传感器节点的最大发送功率，表示在中继传感器节点上接收信号的噪声功率，η表示中继传感器节点的能量转换效率，h_SSN,RSN，h_PT,RSN，h_SSN,PR和h_RSN,PR分别表示源传感器节点到中继传感器节点，主用户发送端到中继传感器节点，源传感器节点到主用户接收端和中继传感器节点到主用户接收端的信道系数，I_th表示认知传感器节点对主用户造成干扰的干扰门限，R_d表示认知传感网络的速率；通过两步分解方法获得上述的最优源传感器节点发送功率和中继传感器节点分割因子为：其中：A＝|h_SSN,RSN|²，D＝η|h_SSN,RSN|²|h_RSN,DSN|²，t(Ps)＝(CDPs+CE+AFPs)2‑4(BDPs+BE)AFPs，PsC1＝Ith/|hSSN,PR|2，P_s^C3＝P_max，h_RSN,DSN和h_PT,DSN分别表示中继传感器节点到目的传感器节点和主用户发送端到目的传感器节点的信道系数，和分别表示在目的传感器节点和中继传感器节点信号接收器上由RF信号转换成基带信号产生的噪声功率。