全双工能量采集中继自适应天线选择传输方法与流程

技术特征：

1.一种全双工能量采集中继自适应天线选择传输方法，用于全双工中继网络，其中全双工中继网络包括信源、中继和信宿三个节点，其特征在于：信源与信宿之间信息传输过程在一个传输时隙完成，包括以下步骤：

1)信源和中继发送导频信号，通过反馈信道中继获得信源到中继，中继到信宿以及自干扰信道的完全状态信息。接着信源将有用信息广播至中继，中继在t时刻接收信号的表达式表示如下：

$y_r\left(t\right)=\left(\sqrt{\frac{1}{d_1^m}}{h}_{1,i}{x}_s\right(t)+f_{i,j}{x}_r(t\left)\right)+n_r$

其中d₁为信源到中继的距离，m表示路径损耗因子，h_1,i为信源至中继的信道参数，f_i,j为信源至中继的信道参数，|x_s|²＝P_s为信源发送的信号功率，|x_r|²＝P_r为中继发送的信号功率，n_r为单位方差加性白高斯噪声，其中i表示中继第i根用于接收信号的天线，j表示中继第j根用于发送信号的天线；

2)中继采集的能量用于转发信源的信息给信宿，在忽略采集天线接收噪声所带微弱能量时，在时间T内中继接收信源发送信号的总能量为中继采用能量采集技术，即中继将部分接收信号中所包含能量用以采集并为中继工作供能，由于无线能量采集存在转化效率，中继实际采集到的能量为其中η表示能量转换效率因子，ρ表示功率分配因子，并且0<ρ<1，0<η<1，当一部分信号用于能量采集之后，中继处于全双工的工作模式下，中继的发送功率为

3)中继转发信源的信息到信宿，信宿在t时刻接收到的信号可以表示为其中d₂为中继到信宿之间的距离，h_2,j表示中继与信宿间信道系数，n_d为单位方差白高斯噪声；

4)系统计算以下3种中继天线收发方案所对应的接收端信噪比：天线收发方案1，先在中继的所有天线中选择一根信源到中继信道增益最大的天线接收信号，选择公式为：然后在剩下的天线中选择一根中继到信宿信道增益最大的天线转发信息，选择公式为：天线收发方案2，直接选择中继的收发天线使得自干扰信道增益最小，选择公式为：天线收发方案3，先在中继的所有天线中选择一根信源到中继信道增益最大的天线接收信号，选择公式为：然后在剩余的天线中选择一根使得自干扰信道增益最小的天线转发信息，选择公式为：从信源到信宿的总的接收信噪比为其中n＝1,2,3，分别代表天线收发方案1，天线收发方案2，天线收发方案3；

5)计算出三种天线收发方案所对应的接收端信噪比后，通过公式C＝log₂(1+γ_n,AF)计算得到三种天线收发方案所对应的系统瞬时速率，系统依据三种方案的瞬时速率进行中继天线收发方案的自适应切换，即天线收发方案的自适应切换得到系统传输速率达到最大。

2.根据权利要求1所述的全双工能量采集中继自适应天线选择传输方法，其特征在于：步骤2)中，中继采用的是可变增益放大转发协议，在可变增益放大转发协议下，中继放大因子中继在t时刻转发信源的信号可以表示为其中τ表示时间延迟因子。