1.一种多载波认知无线电无线携能通信资源分配方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)定义多载波无线携能通信系统总的载波集合为n,信息载波集合和能量载波集合分别为ωi和ωe,ωiuωe=ν;认知用户发射机通过信息载波向认知用户接收机发射信息,授权用户发射机通过能量载波向认知用户接收机发射能量;
(2)设定约束条件:认知用户接收机采集的能量满足系统电路损耗、认知用户对授权用户产生的干扰功率受到控制以及认知用户的发射总功率受到控制;即:
eh+e0≥pct,
式中,eh为认知用户接收机采集的能量,e0为电源供给的能量,pi为认知用户发射机在载波i上的传输功率,ni为载波噪声,
(3)在子载波功率最优和总信道容量最大的情况下以及多载波无线携能通信系统采集能量最大的情况下,分别根据约束条件建立优化问题,求出信息载波集合ωi和能量载波集合ωe。
2.根据权利要求1所述的多载波认知无线电无线携能通信资源分配方法,其特征在于,步骤(3)具体为:
子载波功率最优以及总信道容量最大的情况下,载波分配为:
根据约束条件建立最大化系统信道容量模型的优化目标,表示为:
s.t.eh+e0≥pct
pi≥0,i∈ωi
ωi∪ωe=ν
式中,r为系统总的信道容量,
由eh+e0≥pct得到:
式中,p0为电源供给功率,u为能量采集效率,
若pc≤p0,则表明电源供给满足电路消耗,不需进行能量采集,即ωe=0;若pc>p0,则将子载波按照φi从大到小排列,将刚好满足约束条件
系统采集能量最大的情况下,载波分配为:
在信道容量、干扰和总功率受约束的基础上,最大化多载波无线携能通信系统采集的能量,优化问题表示为:
s.t.r≥rmin
pi≥0,i∈ωi
ωi∪ωe=ν
对上式优化问题进行优化:
pi≥0,i∈ωi
将载波按照φi从小到大排列,载波序号记做1,2,3,…,n;
依次选取前l=1,2,…个载波,利用如下公式求得r的最大值:
pi≥0,i∈ωi
当刚好满足r≥rmin时,将选取的l个载波归类为ωi;其余的载波归类为ωe;即分别求得用于传输信息和采集能量的载波数,此时系统采集的能量达到最大。