作通信的能量收集方法包括 如下步骤：
[0053] Stepl、在基站BS和与基站BS不能正常通信的蜂窝用户CUE之间选择空闲D2D用 户作为该基站BS和该蜂窝用户CUE之间通信的中继节点DUE;
[0054] St印2、基站BS将待发送给蜂窝用户CUE的下行信号发送至中继节点DUE，该发送 过程使用的链路为基站BS原本欲分配给蜂窝用户CUE的信道；蜂窝用户CUE将已知信号发 送至中继节点DUE，用于为中继节点DUE充电，已知信号的含义为对于中继节点DUE是已知 的，这一发送过程使用的链路也是基站BS原本欲分配给该蜂窝用户CUE的信道，从而保证 中继节点DUE可在一个频段上接收来自基站BS和蜂窝用户CUE的信号；
[0055] 同时，中继节点DUE采用功率分割的方式接收下行信号和已知信号，分别对分出 的一部分下行信号和已知信号进行能量收集，对分出的另一部分下行信号和已知信号进行 信息解码；
[0056]Step3、中继节点DUE利用步骤Step3收集的能量将下行信号中的信息转发至蜂窝 用户CUE，该转发过程使用的链路复用小区中其他D2D对的信道。
[0057] 其中
[0058] 步骤Step2中"对分出的一部分下行信号和已知信号进行能量收集"的收集策略 为：
[0059] 能量收集（EnergyHarvesting，EH)，所选中继节点DUE同时接收来自基站BS和 蜂窝用户CUE的射频信号，以功率分割方式令部分信号进入中继设备的能量收集模块，其 余部分进入信息处理模块，从而同时完成信息的传输和能量的收集。
[0060] 为保证中继节点DUE在一个频段上接收信号，在第一跳中，基站BS和蜂窝用户 CUE使用相同信道向中继节点DUE发送信号，其发送功率分别为PB、P。。设功率分割参数为 P(0〈P〈1)，即若中继节点DUE所接收到的信号功率为P，则有P?P大小的信号功率进入 中继节点DUE的能量收集模块，经过转换模块转换成能量供中继节点DUE使用，该转换模 块的能量收集电路转换效率为n(〇〈n〈i);剩余（l-P) *p的信号功率则将进入中继节点 DUE的信息处理模块，完成信息解码。在该阶段中，中继节点DUE所接收到的同信道干扰信 号也被能量收集模块转换为能量，故中继节点DUE在单个传输周期T中所能收集的能量Eeh 为：
[0061]Eeh=Ti?n?P? (PBhBKdB厂+PchCKdCRi+I1)公式（1)
[0062] 公式中：
[0063] 1\是单个传输周期T中第一跳所占的时间长度；
[0064] hBK、hra分别是基站BS与中继节点DUE之间、蜂窝用户CUE与中继节点DUE之间链 路的小尺度衰落，是对于信号功率的衰减测度；
[0065] dBK、dra分别是基站BS与中继节点DUE之间、蜂窝用户CUE与中继节点DUE之间的 链路长度，a是路径损耗因子，分别是相应链路上的路径损耗；
[0066] L是第一跳中信号所经历的干扰，IIBK+Ira，^和I分别为其它小区使用同一 信道发送信息的基站BS及使用同一信道为中继节点DUE发送已知信号序列的蜂窝用户CUE 对中继节点DUE造成的干扰。
[0067] 由于小尺度衰落的随机性，在实际求解时，可对公式（1)的结果求期望，以得到对 某一位置确定的中继节点DUE的能量收集值。
[0068] 本实施例在能量收集过程中采用基站BS和蜂窝用户CUE联合能量收集方式，其优 点在于，该方式可提高能量收集的效率，并可保证较为稳定的能量获取值。在协作通信网络 中，若要保证总体中断概率在理想范围内，则中继节点DUE的位置应更靠近源节点与目的 节点中信道质量较差的一方。而蜂窝用户CUE位置、小区中D2D用户的通信状态（正在通 信或空闲）具有一定随机性，因而无法确定最优中继节点DUE位置。采用本实施例提供的 方法，可保证所收集能量的稳定性。
[0069] 步骤Step2中"对分出的另一部分所述下行信号和所述已知信号进行信息解码" 的解码策略为：
[0070]信息解码（InformationDecoding，ID)，目的是完成信息传输。设基站BS和蜂窝 用户CUE的发送信号分别为SB、S。，二者在相同信道上传输，中继节点DUE所接收的信号为 两者的和（异或）：
[0071]SE=SB?Sc
[0072] 由于蜂窝用户CUE向中继节点DUE发送信号的目的是为中继节点DUE充电，并非 信息传输，故在本实施例中，认为蜂窝用户CUE发送的信息序列对于中继节点DUE是已知 的，不影响有用信号SB的传输。中继节点DUE所收到的信号S 由信号判决后，将所得序 列与已知蜂窝用户CUE序列异或，便可得到所需要的基站BS发送信号，即：
[0073] SE?Sc=SB
[0074] 由于本实施例中设定蜂窝用户CUE向中继节点DUE发送信号为已知信号，不含信 息量，因而只有（1-P) *PB大小的信号和（1-P) 大小的干扰将进入中继节点DUE的信 息处理模块，故第一跳阶段的信号干扰比SIRiS:
[0075]
[0076] 步骤Step3中"中继节点DUE利用步骤St印2收集的能量将下行信号中的信息转 发至蜂窝用户CUE"的转发策略为：
[0077] 信息转发（InformationRelaying，IR)，指所选中继节点DUE向目的蜂窝用户CUE 节点转发信息的过程，即图3中的第二跳阶段，所占时间长度为T2，其值应满足T1+T2=T。 以PK表示中继节点DUE的转发功率，该功率大小可为固定值，或根据信道状态采用相应的 功率控制策略，或使用第一跳中所收集的能量。本实施例采用将第一跳中收集的全部能量 用于转发，则中继DUE无需耗费自身电能，其功率值可由下式计算：
[0078]
[0079] 提高第一跳的时间长度1\，或提升功率分割参数P都可使转发功率？!^增大，但会 导致用于信息传输的时间或功率变小，因而应根据实际网络所需性能确定本实施例中的参 数设置。
[0080] 在第二跳中，蜂窝用户CUE是接收端。中继节点DUE与蜂窝用户CUE之间的链路 是设备到设备的直通链路，复用其它D2D对所使用的、与蜂窝频谱相正交的专用信道。该链 路上信号所受干扰来自于两方面，一方面为所有D2D对的发送端，另一方面为其它小区在 相同信道上为目的蜂窝用户CUE转发信息的中继节点DUE，可表示为：
[0081] 12 -Idc+Irc
[0082] 综上，第二跳的信号干扰比SIR#
[0083]
[0084] 、和d:分别是中继节点DUE到蜂窝节点CUE(目的节点）间链路的信号功率 所对应的小尺度衰落与路径损耗。
[0085] 由于本实施例所设定中继节点DUE通信方式为译码转发DF方式，故当且仅当第一 跳和第二跳上的数据均成功传输时，蜂窝用户CUE才能成功接收来自基站BS的信号。因此， 本实施例提供的D2D协作通信网络的通信中断概率可表示为：
[0086] P0= 1-P(SIR，9 )P(SIR2> 9 )
[0087] 公式中，SIR#SIR2分别是第一跳和第二跳对应的信号干扰比SIR，0是信号干 扰比SIR的门限值，