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专利号: 2019111881941
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种非理想信道下时间反演无线携能通信系统的传输方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:用户终端向基站发送探测导频信号;

S2:所述基站根据接收到的信号估计对应用户终端的信道增益;

S3:通过求解第一问题模型计算出基站在非理想信道下向第k个用户终端发送数据的最优发射功率pk,所述第一问题模型为:P1:

*

s.t.C1:Rk≥Rk

C2:Ek≥Ek*

C3:

C4:0≤pk≤ppeak

C5: 且k∈{1,2…K}

其中,P1表示所述第一问题模型中待求解的目标函数,C1、C2、C3、C4以及C5表示所述第一问题模型中目标函数P1的约束条件,pk表示基站在第k时隙向对应的第k个用户终端发送数据的发射功率,αk表示第k个用户终端对应的非负模型变量,K表示用户终端数, 表示非理想信道下第k个用户终端的信道增益, 表示第k个用户终端的天线噪声, 表示系统噪声,Rk*表示预先设置的第k个时隙对应的用户终端的最小信息可达速率阈值,Ek*表示预先设置的第k个时隙对应的用户终端的最低接收能量阈值,Rk表示第k个时隙对应的用户终端在非理想信道下的实际信息可达速率,Ek表示第k个时隙对应的用户终端在非理想信道下的实际能量值,P表示预先设置的基站的最大发射功率, 表示第k个用户终端在非理性信道下接收到的符号间干扰功率, 表示k个用户终端在非理想信道下接收到的码间干扰功率,表示通信过程中偏向信息传输的加权因子,ppeak表示每个时隙的峰值功率,

0<β<1,Rk、Ek、 以及 均通过含有信道估计误差的表达式计算得到;

S4:基站将第k个时隙的发射功率设置为pk,并基于该发射功率发送经过时间反转处理的信息数据给对应的用户终端;

S5:用户终端在接收到信息数据后,将β倍的信号功率传递给信号解码器,将1-β倍的信号功率传递给能量收集器。

2.如权利要求1所述的非理想信道下时间反演无线携能通信系统的传输方法,其特征在于,步骤S3中通过将所述第一问题模型转化成第二问题模型来计算基站第k个时隙的发射功率pk,所述第二问题模型为:P2:

s.t.C6:Rk≥Rk*

C7:Ek≥Ek*

C8:

C9:0≤pk≤ppeak

C10: 且k∈{1,2…K}

其中,P2表示所述第二问题模型中待求解的目标函数,C6、C7、C8、C9以及C10表示所述第二问题模型中目标函数P2的约束条件,qk表示非负的中间变量,qk=αkpk。

3.如权利要求2所述的非理想信道下时间反演无线携能通信系统的传输方法,其特征在于,步骤S3中通过CVX凸优化工具箱求解目标函数P2从而得到目标解pk。

4.如权利要求1所述的非理想信道下时间反演无线携能通信系统的传输方法,其特征在于,所述用户终端为单天线用户终端。

5.如权利要求1-4任一项所述的非理想信道下时间反演无线携能通信系统的传输方法,其特征在于, Rk以及Ek分别通过以下公式计算得到:其中,

表示第k个用户终端在非理想信道下的接收功率,表示能量转化效率,L表示多径总条数,M表示基站的发射天线总数,ψ表示预先设置的信道误差,p'k表示用户终端k的发射功率, 表示基站天线x与用户终端y之间的噪声功率, 表示基站天线i与用户终端j之间第r条多径的高斯白噪声,其中,(x,y)∈{(m,l),(m',l),(m,k+1-l),(m,L+1-l)},(i,j,r)∈{(m,k,L-1-l),(m,k,l),(m,k',l),(m',k',l')},m,m'∈{1,2…M},k,k'∈{1,2…K},l,l'∈{1,2…L},表示基站天线m与基站天线m'之间的相关性矩阵, 表示用户终端k的传输天线与用户终端k'的传输天线之间的相关性矩阵,(RU)kk'表示用户终端k与用户终端k'之间的相关性矩阵。