1.一种基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,基于时间切换能量采集的全双工放大转发协作中继传输系统,所述系统包括一个源S、一个全双工中继R和一个目的端D,源节点和目的端节点配置单根天线,中继节点配置多根天线;在一个时间块T内,源通过直达链路传输信息到目的端;在第一时隙αT内,中继进行能量采集;第二时隙(1-α)T内,中继接收源信息的同时,放大转发源信息到目的端;全双工能量采集中继传输方法包括:获取目的端接收的信息和对应的第一信噪比;
选择中继的接收天线和发送天线;
基于选择的接收天线,获取第一时隙αT内,中继收到的信号;
基于选择的接收天线,获取在第二时隙(1-α)T内,当源信息通过中继传输时,中继收到的信号;
基于选择的发送天线,获取在第二时隙(1-α)T内,当源信息通过中继传输时,目的端接收的信息及对应的第二信噪比;
目的端采用最大比合并技术,合并来自中继和源的信息后,对所述第一信噪比和所述第二信噪比求和获得目的端的接收信噪比;
基于目的端的接收信噪比,获取所述系统的瞬时安全容量及系统吞吐量。
2.根据权利要求1所述的基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,所述获取目的端接收的信息和对应的第一信噪比,具体包括:在整个时间块T内,源通过直达链路直接传输信息到目的端,此时目的端接收的信息为:对应的第一信噪比获取方式如下:
其中,PS表示源发射功率;dSD表示源和目的端之间的距离,m表示路径损耗指数;hSD表示源和目的端之间的信道参数;xS表示节点S发送的归一化信息信号;nD表示目的端接收到均值为0方差为N0的加性高斯白噪声。
3.根据权利要求2所述的基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,通过如下方式选择中继的接收天线和发送天线:其中,i表示中继用于接收信息的第i根天线,j表示中继用于发送信息的第j根天线;
hRR,i,j表示中继节点R自干扰信道的信道参数;N表示配置的天线根数。
4.根据权利要求3所述的基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,基于选择的接收天线,获取第一时隙αT内,中继节点收到的信号,具体如下:其中,dSR表示源和中继之间的距离;hSR表示源和中继之间的信道参数;nR表示中继接收到均值为0方差为N0的加性高斯白噪声。
5.根据权利要求4所述的基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,基于选择的接收天线,获取在第二时隙(1-α)T内,当源信息通过中继传输时,中继收到的信号,具体如下:其中,PR表示第二时隙内发送功率, b=ηα/(1-α),η表示能量采集效率(0<η<1);xR是中继放大转发的信息;hRR表示中继节点R自干扰信道的信道参数。
6.根据权利要求5所述的基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,基于选择的发送天线,获取在第二时隙(1-α)T内,当源信息通过中继传输时,目的端接收的信息及对应的第二信噪比,具体包括:获取目的端接收的信息,如下:
其中,dRD表示中继和目的端之间的距离;hRD表示中继和目的端之间的信道参数;nD表示目的端接收到均值为0方差为N0的加性高斯白噪声;
对应的第二信噪比获取方式如下:
7.根据权利要求6所述的基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,目的端采用最大比合并技术,合并来自中继和源节点的信息后,对所述第一信噪比和所述第二信噪比求和获得目的端的接收信噪比γD,具体为:γD=γD1+γD2。
8.根据权利要求7所述的基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,基于目的端的接收信噪比,获取所述系统的瞬时安全容量及系统吞吐量,具体包括:获取所述系统的瞬时安全容量,如下:
CS=[CD]+
其中, [CD]+表示max(CD,0);
由此,可得遍历安全速率表示为 表示求均值;
在延迟受限传输模式下,由于无线信道是随机衰落的,中继传输会中断,Pout=Pr(γD<γth)表示系统的中断概率,Pr表示γD<γth的概率;RS表示源发送速率, 表示目的端信噪比阈值,系统吞吐量可以表示如下:τ=(1-α)(1-Pout)RS。
9.根据权利要求7所述的基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法,其特征在于,基于目的端的接收信噪比,获取所述系统的瞬时安全容量及系统吞吐量,具体包括:获取所述系统的瞬时安全容量,如下:
CS=[CD]+
其中, [CD]+表示max(CD,0);
由此,可得遍历安全速率表示为 表示求均值;
在延迟容忍传输模式下,吞吐量作为评价传输系统安全性的有效指标,表示如下: