一种干扰信道下的swipt系统中的传输方法
【专利摘要】本发明公开了一种干扰信道下的SWIPT系统中的传输方法，包括以下步骤：通过信道估计得到信道及干扰信息，可以根据当前的信道及干扰信息动态的调整分配给信息检测(information decoding，ID)部分和能量收集(energy harvesting，EH)部分的比率，从而获得最优的ID与EH的折中。通过反馈，发送端也可以知道信道及干扰信息，此时不但可以根据当前的信道信息动态的调整分配给ID部分和EH部分的比率，还可以实时的调整发送功率，从而获得最优的ID与EH的折中。
【专利说明】-种干扰信道下的SWIPT系统中的传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信【技术领域】，涉及一种SWIPT系统中的传输方法，具体涉及一 种干扰信道下的SWIPT系统中的传输方法。
【背景技术】
[0002] 在无线通信系统中，无线电波既能携带能量，也能携带信息。SWIPT将实现无线能 量和信息的同时传输，其对无线传感器网络意义重大。现如今的无线网络中，传感器或节点 都配有电池，由于更换电池有时会比较困难，使得无线网络的使用寿命受到限制。通过周围 环境中的无线电信号收集能量能平衡网络能量的分布，大大延长使用寿命。
[0003] 信息和能量的同时传输，主要有TS (Time Switching)和PS (Power Splitting)两 种方案。目前，在不考虑干扰的情况下，动态的TS和PS已经得出了最佳的策略。由于无线 电信号可以被用来能量收集，干扰不再是完全没有用处，相反的是，它可能在无线通信系统 中是一大利好。在考虑干扰的情况下，最佳的TS策略也已得到研究，不过此策略不能获得 较好的性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种干扰信道下的SWIPT系 统中的传输方法，该传输方法可以实现最优的信息及能量传输。
[0005] 为达到上述目的，本发明所述的干扰信道下的SWIPT系统中的传输方法，其特征 在于，包括以下步骤：
[0006] 5)接收端进行信道估计，获取信道及干扰信息，当用户预设发送端已知所述信道 及干扰信息时，发送端进行信道的估计，获取所述信道及干扰信息；当用户预设发送端未知 信道及干扰信息时，发送端不进行信道的估计，则发送端不能获取信道及干扰信息；
[0007] 6)当用户预设发送端已知信道及干扰信息时，则根据获取的信道及干扰信息以最 优发射功率P #向接收端发送信息；当用户预设发送端未知信道及干扰信息时，发送端以固 定功率向接收端发送信息；
[0008] 7)接收端根据所述信道及干扰信息以及发送端的信道信息状态以最优的策略动 态调整分配对应的信息检测的功率比率能量接收的功率比率1-P%其中，发送端的 信道信息状态包括两种状态，其中，一种状态为发送端已知信道及干扰信息，另一种状态为 发送端未知信道及干扰信息；
[0009] 8)接收端内的信息接收机根据所述信息检测的功率比率P #进行信息的检测，接 收端内的能量接收机根据所述能量接收的功率比率1-P #进行能量的接收。
[0010] 步骤3)中当发送端的信道信息状态为发送端未知信道及干扰信息时，最优的策 略动态调整分配对应的信息检测的功率比率P #的方法如下：
[0011] 判断
【权利要求】
1. 一种干扰信道下的SWIPT系统中的传输方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 接收端进行信道估计，获取信道及干扰信息，当用户预设发送端已知所述信道及干 扰信息时，发送端进行信道的估计，获取所述信道及干扰信息；当用户预设发送端未知信道 及干扰信息时，发送端不进行信道的估计； 2) 当用户预设发送端已知信道及干扰信息时，则根据获取的信道及干扰信息以最优发 射功率Ρ?向接收端发送信息；当用户预设发送端未知信道及干扰信息时，发送端以固定功 率向接收端发送信息； 3) 接收端根据所述信道及干扰信息以及发送端的信道信息状态以最优的策略动态调 整分配对应的信息检测的功率比率能量接收的功率比率1-P %其中，发送端的信道 信息状态包括两种状态，其中，一种状态为发送端已知信道及干扰信息，另一种状态为发送 端未知信道及干扰信息； 4) 接收端内的信息接收机根据所述信息检测的功率比率^进行信息的检测，接收端 内的能量接收机根据所述能量接收的功率比率1-P #进行能量的接收。
2. 根据权利要求1所述的干扰信道下的SWIPT系统中的传输方法，其特征在于，步骤 3)中当发送端的信道信息状态为发送端未知信道及干扰信息时，最优的策略动态调整分配 对应的信息检测的功率比率P #的方法如下：
其中，h为发送端到接收端的能量增益，I为接收端中接收天 线引入其他使用同频段用户的干扰，σ 2为在进行ID时信号处理电路引入加性高斯白噪声 的白噪声功率，λ为与收集能量约束有关的参数；
λ(ΑΡ + /)是否大于等于0,当
3. 根据权利要求2所述的干扰信道下的SWIPT系统中的传输方法，其特征在于，步骤 3)中当发送端的信道信息状态为发送端已知信道及干扰信息时，最优的策略动态调整分配 对应的信息检测的功率比率P #的方法如下： 假设，a = A(I+〇2)h2，b = Ah(2I+〇2)(I+o2)-h〇2，c =入1(1+〇2)，
,k = h_A 〇2h，d = -AI〇2,当 k>0 时，则设，
λ，β 分
方法求解出（PS2%PS/);然后将（Ps/，ps/)及（P S3%PS3#)分别代入C的计算公式中，然后 选择其中最大的C对应的信息检测的功率比率及发射功率为信息检测的功率比率P #及发 送端的最优发射功率P%当 k > 0, b < 0, Λ > 〇, p〇 < Pi 彡 Ppeak 彡 p2 时，则 p S1* = 1， 别为与收集能量约束及发送功率约束相关的参数，ρ S1及PS1分别为在S1范围内最优的信息 检测的功率比率及发射端的最优发射功率；pS2及PS2分别为在％范围内最优的信息检测的 功率比率及发射端的最优发射功率；P S3及ps3分别为在S3范围内最优的信息检测的功率 比率及发射端的最优发射功率，SI = {Ρ I Fi (Ρ，λ )彡〇, 〇彡P彡ppeak}，S2 = {Ρ I Fi (Ρ，λ ) < 0, F〇 (Ρ，λ )彡 〇, 〇 彡 Ρ 彡 Ppeak}，S3 = {Ρ I F〇 (Ρ，λ ) < 0,0 彡 Ρ 彡 Ppeak})，Ppeak 为峰值功 率； <0，
将（p S1% PS1，、（p S2% Ps/)及（p S3% Ps〇分别代入C的计算公式中，选取其中最大的 C对应的信息检测的功率比率及发射功率分别为信息检测的功率比率P #及发送端的最优 发射功率Ρ% BP (/j1 P*) ? Ι?ΙΒΧ f * 当让>〇，13<〇，厶>〇，？〇<?1<已<?1^时，则0 51*=1，
然后将（P S1% psi#)、（P S2% ps/)及（P S3% ps3#)分别代入C的计算公式中，选取其中最 大的C对应的信息检测的功率比率及发射功率作为信息检测的功率比率P #及发送端的最 优发射功率P%即 ,* n*x__ max ^
【文档编号】H04W52/04GK104301977SQ201410488283
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】张超, 胡兰生 申请人:西安交通大学