无线射频通信方法和系统与流程

技术特征：

1.一种无线射频通信方法，其特征在于，包括：

S1、构造至少包括能量节点、第一无线终端用户、第二无线终端用户和目的节点的通信网络，其中所述能量节点、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户均可工作在能量传输模式和信息传输模式；

S2、在信道估计阶段，所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点进行信道估计；

S3、在能量传输阶段，所述能量节点发送射频能量到所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户；

S4、在信息传输阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户相互进行信息交换；

S5、在信息交付阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户同时将信息联合传输给所述目的节点。

2.根据权利要求1所述的无线射频通信方法，其特征在于，进一步包括：S6、基于传输时隙、所述信道估计阶段、所述能量传输阶段、所述信息传输阶段和所述信息交付阶段优化所述通信网络的信息传输速率。

3.根据权利要求2所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户分别发送信道训练序列；

S22、所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点分别估计自己的信道增益；

S23、所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点轮流将信道信息估计值发送给控制节点。

4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括

S31、所述能量节点通过能量发送电路发送所述射频能量；

S32、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户分别通过能量采集电路接收所述射频能量，其中所述第一无线终端用户接收的第一射频能量表示为E_X＝ηt₁P_th_EX，所述第二无线终端用户接收的第二射频能量表述为E_Y＝ηt₁P_th_EY；其中η为能量转化效率；t₁表示在一个传输时隙中，射频能量的传输子时隙，P_t表示所述能量节点的发射功率；h_EX表示从所述能量节点到所述第一无线终端用户的信道增益；；h_EY表示从所述能量节点到所述第二无线终端用户的信道增益。

5.根据权利要求4所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括：

S41、所述第一无线终端用户以第一信息传输速率向所述第二无线终端用户传输信息，其中所述第一信息传输速率表示为其中t₂表示在一个传输时隙中，所述第一无线终端用户向所述第二无线终端用户传输信息的第一信息传输子时隙；其中t₄表示在一个传输时隙中，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户向所述目的节点传输信息的第三信息传输子时隙；h_XY表示从所述第一无线终端用户到所述第二无线终端用户的信道增益，N₀表示噪声功率；

S42、所述第二无线终端用户以第二信息传输速率向所述第一无线终端用户传输信息，其中所述第二信息传输速率表示为其中t₃表示在一个传输时隙中，所述第二无线终端用户向所述第一无线终端用户传输信息的第二信息传输子时隙；h_YX表示从所述第二无线终端用户到所述第一无线终端用户的信道增益。

6.根据权利要求5所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S5进一步包括：所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户以第三信息传输速率同时向所述目的节点传输信息，其中所述第三信息传输速率表示为h_XD表示从所述第一无线终端用户到所述目的节点的信道增益；h_YD表示从所述第二无线终端用户到所述目的节点的信道增益。

7.根据权利要求6所述的无线射频通信方法，其特征在于，所述步骤S6包括：基于采用一次线性搜索获得所述通信网络的最大信息传输速率，其中l表示传输时隙，t₀表示一个传输时隙中的信道估计子时隙。

8.根据权利要求6所述的无线射频通信方法，其特征在于，在步骤S5中，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户采用Alamouti STBC编码方式将所述信息联合传输给所述目的节点。

9.一种无线射频通信系统，至少包括能量节点、第一无线终端用户、第二无线终端用户和目的节点，其特征在于，所述能量节点、所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户均可工作在能量传输模式和信息传输模式；其中在信道估计阶段，所述能量节点、所述第一无线终端用户、所述第二无线终端用户和所述目的节点用于进行信道估计；在能量传输阶段，所述能量节点用于发送射频能量到所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户；在信息传输阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户用于相互进行信息交换；在信息交付阶段，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户用于将信息联合传输给所述目的节点；所述无线射频通信系统进一步包括控制节点，用于基于传输时隙、所述信道估计阶段、所述能量传输阶段、所述信息传输阶段和所述信息交付阶段优化所述通信网络的信息传输速率。

10.根据权利要求9所述的无线射频通信系统，其特征在于，所述能量节点包括用于发送所述射频能量的能量发送电路；所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户分别包括用于接收所述射频能量的能量采集电路；其中所述第一无线终端用户接收的第一射频能量表示为E_X＝ηt₁P_th_EX，所述第二无线终端用户接收的第二射频能量表述为E_Y＝ηt₁P_th_EY；其中η为能量转化效率，t₁表示所述射频能量的传输子时隙，P_t表示所述能量节点的发射功率；h_EX表示从所述能量节点到所述第一无线终端用户的信道增益；；h_EY表示从所述能量节点到所述第二无线终端用户的信道增益；所述第一无线终端用户以第一信息传输速率向所述第二无线终端用户传输信息，其中所述第一信息传输速率表示为所述第二无线终端用户以第二信息传输速率向所述第一无线终端用户传输信息，其中所述第二信息传输速率表示为所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户以第三信息传输速率同时向所述目的节点传输信息，其中所述第三信息传输速率表示为t₂表示在一个传输时隙中，所述第一无线终端用户向所述第二无线终端用户传输信息的第一信息传输子时隙；其中t₄表示在一个传输时隙中，所述第一无线终端用户和所述第二无线终端用户向所述目的节点传输信息的第三信息传输子时隙；h_XY表示从所述第一无线终端用户到所述第二无线终端用户的信道增益；t₃表示在一个传输时隙中，所述第二无线终端用户向所述第一无线终端用户传输信息的第二信息传输子时隙；h_YX表示从所述第二无线终端用户到所述第一无线终端用户的信道增益；；h_XD表示从所述第一无线终端用户到所述目的节点的信道增益；h_YD表示从所述第二无线终端用户到所述目的节点的信道增益；N₀表示噪声功率。