CN112073094A - 基于ts策略的包含直接链路swipt中继系统中吞吐量优化方法 - Google Patents

基于ts策略的包含直接链路swipt中继系统中吞吐量优化方法 Download PDF

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CN112073094A CN202010939430.5A CN202010939430A CN112073094A CN 112073094 A CN112073094 A CN 112073094A CN 202010939430 A CN202010939430 A CN 202010939430A CN 112073094 A CN112073094 A CN 112073094A
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Abstract

本发明公开了基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法。包含直接链路的信能同传(SWIPT)中继系统中包括一个源节点、一个中继节点和一个目的节点。源节点和目的节点是有源的；中继节点是无源的、但是具有射频能量收集能力，并且采用时间分割(TS)策略。所有的信道为准静态块衰落信道。目的节点利用最大比合并的方法，合并分别来自直接链路(源节点和目的节点之间的链路)和中继转发链路的信号，作为目的节点最终的信号。整个通信系统采用限制延时的传输模式。通过理论推导，得到吞吐量与收集能量时间系数之间的函数关系。以吞吐量的最优为目标建立优化问题，采用最优化算法，得到最优的收集能量时间系数和最优的吞吐量。

Description

基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化 方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，特别涉及基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法。
背景技术
随着信息时代的快速发展，无线网络的规模不断扩大，网络中的节点数目急剧增加。在传统的网络中，节点的能量是由容量有限的电池所提供的，这一供能方式决定了节点使用寿命的有限性。同时，面对越来越多的节点，频繁地更换电池会耗费大量的人力物力。然而，信能同传技术(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer，SWIPT)的出现和发展为这一问题的解决提供了新思路。SWIPT技术可以为通信网络中的无源节点通过射频信号收集能量，同时还可以利用射频信号传输信息。该技术避免了传统供能方式的弊端，并且极大地延长了网络节点的使用寿命。因此，SWIPT技术在无线通信网络中的应用备受关注。
信息和能量同时传输，关键在于接收机的设计，现有接收机的接收策略，主要有时间分割(TS)、功率分割(PS)以及TS和PS相结合等几种方式。
SWIPT技术可以有效提升网络的频谱利用率、减小延迟、降低功耗，因此，不少学者考虑将SWIPT技术应用于中继通信系统。
随着SWIPT技术的快速发展，不少研究者在中继系统中考虑使用SWIPT技术。对于单输入单输出的中继系统，中继的运行策略是目前研究的重点。在通信系统中加入中继后，可以有效减弱路径衰减，提升系统的传输距离和系统性能。在目前的研究中，大部分学者都忽略了直接链路传输，而只考虑中继链路的传输，这会造成资源的浪费，影响系统的通信效率，限制系统性能的提升。因此，本发明公开了基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法。如图1所示，包含直接链路SWIPT中继系统模型中包括一个源节点S、一个中继节点R和一个目的节点D。将源节点S向目的节点D传输信息的链路称为直接链路(DL)。将源节点S通过中继节点R发送信息给目的节点D的链路称为中继转发链路(RL)。源节点S和目的节点D是有源的，即这两个节点没有能量限制，它们都有固定的能量供应；而中继节点R没有提供能量的设备，需要从源节点S的射频信号获取能量。中继节点利用收集的能量，将来自源节点S的信息转发到目的节点D。中继节点采用TS接收策略。中继节点工作在解码转发(DF)模式下，只有当中继节点接收信号的信噪比大于等于阈值时，中继节点才会无误地解码，否则就会发生中断，中继节点就不会向目的节点转发信息，中继节点将已经收集的能量储存起来，用于维持中继系统基本的运行，包括电路自身消耗能量和解码所需能量等。而成功地解码后，中继节点收集的能量完全用于中继转发信息。目的节点利用最大比合并(MRC)的方法，合并分别来自直接链路(DL)和中继转发链路(RL)的信号，作为目的节点最终的信号。
所有的节点采用半双工工作模式。h表示源节点和中继节点之间的信道增益，g表示中继节点和目的节点之间的信道增益，f表示源节点和目的节点之间的信道增益。d1表示源节点和中继节点之间的距离，d2表示中继节点和目的节点之间的距离，d表示源节点和目的节点之间的距离。
所有的信道为准静态块衰落信道，并且是频率非选择性衰落。在一个通信时间块T中，信道增益保持恒定，在不同的时间块之间，信道增益会发生变化，这些随机的信道增益独立且都服从于瑞利分布。|f|2、|h|2和|g|2都是随机变量，服从于指数分布，且它们的期望为E[|f|2]＝E[|h|2]＝E[|g|2]＝1，其中E[·]表示取期望，|·|表示取模值。随机变量|f|2的概率密度函数为ff(z)＝e-z，概率分布函数为Ff(z)＝P(|f|2＜z)＝1-e-z；随机变量|h|2的概率密度函数为fh(x)＝e-x，概率分布函数为Fh(x)＝P(|h|2＜x)＝1-e-x；随机变量|g|2的概率密度函数为fg(y)＝e-y，概率分布函数为Fg(y)＝P(|g|2＜y)＝1-e-y。通信过程中，最主要的能量损耗是路径损耗，设定损耗系数为m。
图2为基于TS策略的SWIPT中继系统模型，xs是源节点发射的归一化信号，即E[|xs(t)|2]＝1，平均发射功率为Ps。nr表示中继节点在接收信号时天线所产生的噪声，nr是圆对称复高斯随机变量，即
Figure BSA0000218812620000031
表示nr(t)服从复高斯分布，均值为0，方差为
Figure BSA0000218812620000032
EH表示能量收集模块。yr(t)表示中继节点接收的信号，xr(t)表示中继节点转发的信号，功率为Pr。nd表示目的节点在接收信号时天线所产生的噪声，且有
Figure BSA0000218812620000033
yd(t)表示目的节点接收的信号。另外，能量收集效率因子记为η。
基于TS策略的中继节点收集能量和传输信息的时间分配关系如图3所示，T表示一段完整的时间块，α表示在时间块T内中继节点收集能量时间系数，α∈[0，1]；中继节点利用αT的时间为转发信息获取所需的能量，当收集的能量足够将收到的信息转发出去之后，中继节点就利用(1-α)T/2时间进行接收源节点发来的信息；在此同时，源节点也向目的节点发送同样的信息；然后中继节点再用(1-α)T/2时间将接收的信息转发到目的节点，从而完成通信。
整个通信系统采用限制延时的传输模式，在该模式中，接收机以一个时间块为单位解码所接收的信息，通过中断概率来衡量系统的吞吐量性能。将源节点的信息传输速率固定为R0，因此，设定信噪比阈值
Figure BSA0000218812620000041
通过理论推导，直接链路的中断概率
Figure BSA0000218812620000042
为
Figure BSA0000218812620000043
式中，
Figure BSA0000218812620000044
源节点和中继节点之间的中断概率
Figure BSA0000218812620000045
为
Figure BSA0000218812620000046
式中，
Figure BSA0000218812620000047
目的节点利用最大比合并的方法，合并分别来自直接链路和中继转发链路的信号，作为目的节点最终的信号，仍然不能正确解码的概率，即该情况下的中断概率
Figure BSA0000218812620000048
为
Figure BSA0000218812620000049
式中，
Figure BSA00002188126200000410
最终，从目的节点来看，通信的中断概率Pout，即目的节点无法正确解码的概率，为
Figure BSA00002188126200000411
基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统吞吐量为
Figure BSA0000218812620000051
以吞吐量的最优为目标建立优化问题P：
Figure BSA0000218812620000052
s.t. 0≤α≤1
在Ps、R0、η、d1、d2、d、m、
Figure BSA0000218812620000053
和
Figure BSA0000218812620000054
等参数给定的情况下，采用最优化算法，例如黄金分割法，得到最优的收集能量时间系数和最优的吞吐量。将最优的吞吐量记为τ*；将最优的吞吐量所对应的收集能量时间系数，定义为最优的收集能量时间系数，记为α*。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的包含直接链路SWIPT中继系统模型；
图2是本发明提供的基于TS策略的SWIPT中继系统模型；
图3是本发明提供的基于TS策略的中继节点收集能量和传输信息的时间分配关系；
图4是吞吐量τ与收集能量时间系数α的关系；
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的主旨是提出基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法，使得系统获得最优的吞吐量。源节点和目的节点为有源，中继节点为无源，结构框图在图1中给出。其中，无源中继采用TS接收策略。
图1是包含直接链路SWIPT中继系统模型，该系统模型包括一个源节点S、一个中继节点R和一个目的节点D。将源节点S向目的节点D传输信息的链路称为直接链路(DL)。将源节点S通过中继节点R发送信息给目的节点D的链路称为中继转发链路(RL)。源节点S和目的节点D是有源的，即这两个节点没有能量限制，它们都有固定的能量供应；而中继节点R没有提供能量的设备，需要从源节点S的射频信号获取能量。中继节点利用收集的能量，将来自源节点S的信息转发到目的节点D。中继节点采用TS接收策略。中继节点工作在解码转发(DF)模式下，只有当中继节点接收信号的信噪比大于等于阈值时，中继节点才会无误地解码，否则就会发生中断，中继节点就不会向目的节点转发信息，中继节点将已经收集的能量储存起来，用于维持中继系统基本的运行，包括电路自身消耗能量和解码所需能量等。而成功地解码后，中继节点收集的能量完全用于中继转发信息。
在实际的通信过程中，当信道状况良好时，路径损耗会很小，直接链路可以准确地发送信息；当信道状况较差时，路径损耗较大，中继节点的能量充足时，中继节点可以准确地转发送信息到目的节点；当信道状况很差时，会造成直接链路传输和中继转发链路传输都无法向目的节点进行准确地传输信息的情况，但是目的节点将两条链路上的信号进行最大比合并(MRC)，有可能能够正确解码。
在本专利中，源节点既通过中继转发链路向目的节点发送信息，也通过直接链路向目的节点发送信息，目的节点利用最大比合并(MRC)的方法，合并分别来自直接链路和中继转发链路的信号，作为目的节点最终的信号，从而使系统实现更高的吞吐量，提升系统的通信性能。
所有的节点采用半双工工作模式。h表示源节点和中继节点之间的信道增益，g表示中继节点和目的节点之间的信道增益，f表示源节点和目的节点之间的信道增益。d1表示源节点和中继节点之间的距离，d2表示中继节点和目的节点之间的距离，d表示源节点和目的节点之间的距离。
所有的信道为准静态块衰落信道，并且是频率非选择性衰落。在一个通信时间块T中，信道增益保持恒定，在不同的时间块之间，信道增益会发生变化，这些随机的信道增益相互独立，并且都服从于瑞利分布。|f|2、|h|2和|g|2都是随机变量，服从于指数分布，并且它们的期望为E[|f|2]＝E[|h|2]＝E[|g|2]＝1，其中E[·]表示取期望，|·|表示取模值。随机变量|f|2的概率密度函数为
ff(z)＝e-z (1)
随机变量|f|2的概率分布函数为
Ff(z)＝P(|f|2＜z)＝1-e-z (2)
随机变量|h|2的概率密度函数为
fh(x)＝e-x (3)
随机变量|h|2的概率分布函数为
Fh(x)＝P(|h|2＜x)＝1-e-x (4)
随机变量|g|2的概率密度函数为
fg(y)＝e-y (5)
随机变量|g|2的概率分布函数为
Fg(y)＝P(|g|2＜y)＝1-e-y (6)
通信过程中，最主要的能量损耗是路径损耗，设定损耗系数为m。
图2为基于TS策略的SWIPT中继系统模型，xs是源节点发射的归一化信号，即E[|xs(t)|2]＝1，平均发射功率为Ps。nr表示中继节点在接收信号时天线所产生的噪声，nr是圆对称复高斯随机变量，即
Figure BSA0000218812620000081
表示nr(t)服从复高斯分布，均值为0，方差为
Figure BSA0000218812620000082
EH表示能量收集模块。yr(t)表示中继节点接收的信号，xr(t)表示中继节点转发的信号，功率为Pr。nd表示目的节点在接收信号时天线所产生的噪声，且有
Figure BSA0000218812620000083
yd(t)表示目的节点接收的信号。
基于TS策略的中继节点收集能量和传输信息的时间分配关系如图3所示，T表示一段完整的时间块，α表示在时间块T内中继节点收集能量时间系数，α∈[0，1]；中继节点利用αT的时间为转发信息获取所需的能量，当收集的能量足够将收到的信息转发出去之后，中继节点就利用(1-α)T/2时间进行接收源节点发来的信息；在此同时，源节点也向目的节点发送同样的信息；然后中继节点再用(1-α)T/2时间将接收的信息转发到目的节点，从而完成通信。
整个通信系统采用限制延时的传输模式，在该模式中，接收机以一个时间块为单位解码所接收的信息，通过中断概率来衡量系统的吞吐量性能。将源节点的信息传输速率固定为R0，因此，设定信噪比阈值
Figure BSA0000218812620000084
为了探究吞吐量与收集能量时间系数α的关系，将根据链路特征分别介绍。
(1)直接链路(DL)
在DL传输链路中，由于没有中继节点的转发，所以没有涉及能量的收集问题。目的节点接收的信号可以表示为
Figure BSA0000218812620000085
目的节点的信噪比
Figure BSA0000218812620000091
为
Figure BSA0000218812620000092
直接链路的中断概率
Figure BSA0000218812620000093
为
Figure BSA0000218812620000094
将式(8)代入式(9)，并利用式(2)，得到直接链路的中断概率
Figure BSA0000218812620000095
为
Figure BSA0000218812620000096
式中，
Figure BSA0000218812620000097
(2)中继转发链路(RL)
中继节点接收的信号yr可以表示为
Figure BSA0000218812620000098
在前αT时间内，中继节点将接收的射频信号全部用于能量接收。因此，中继所收集的能量为
Figure BSA0000218812620000099
式中，η是能量收集效率因子，η∈[0，1]。
在第一个(1-α)T/2时间内，中继节点将接收的射频信号全部用于信息接收。则中继节点处的信噪比
Figure BSA00002188126200000910
为
Figure BSA00002188126200000911
如果
Figure BSA00002188126200000912
中继节点无法准确地解码来自源节点的信息，会造成中断，中继节点不会进行信息的转发，那么中继节点收集的能量就被储存在中继节点处，用于维持中继节点基本的运行，满足解码所需能量以及电路消耗能量等。
源节点和中继节点之间的中断概率
Figure BSA0000218812620000101
为
Figure BSA0000218812620000102
将式(13)代入式(14)，并利用式(4)，可得中断概率
Figure BSA0000218812620000103
为
Figure BSA0000218812620000104
式中，
Figure BSA0000218812620000105
如果
Figure BSA0000218812620000106
中继节点就会成功地解码来自源节点的信息，然后中继节点利用收集的全部能量Er，去转发解码出来的信息到目的节点。中继节点的发射功率可以表示为
Figure BSA0000218812620000107
由式(16)可以看出，中继节点的发射功率会受到收集能量时间系数α的影响。在第二个(1-α)T/2时间内，中继节点转发所解码的信息。目的节点接收的信号yd可以表示为
Figure BSA0000218812620000108
目的节点的信噪比
Figure BSA0000218812620000109
为
Figure BSA00002188126200001010
中继节点和目的节点之间的中断概率
Figure BSA00002188126200001011
为
Figure BSA0000218812620000111
式中，
Figure BSA0000218812620000112
利用式(3)至式(6)，可得
Figure BSA0000218812620000113
在中继转发链路(RL)中，分别在中继节点和目的节点进行判断是否发生中断，任何一处发生中断，整个传输就会中断，传输失败，所以中继转发链路(RL)的中断概率
Figure BSA0000218812620000114
为
Figure BSA0000218812620000115
根据吞吐量的定义，在不考虑直接链路，仅依靠中继转发链路进行通信，则系统的吞吐量为
Figure BSA0000218812620000116
(3)中继转发链路合并直接链路(RL-DL)
目的节点利用最大比合并的方法，合并分别来自直接链路和中继转发链路的信号，作为目的节点最终的信号。目的节点的信噪比
Figure BSA0000218812620000117
是直接链路和中继转发链路的信噪比之和，它的表达式为
Figure BSA0000218812620000121
相应的中断概率
Figure BSA0000218812620000122
为
Figure BSA0000218812620000123
式中，
Figure BSA0000218812620000124
利用式(1)至式(6)，可得
Figure BSA0000218812620000125
最终，从目的节点来看，通信的中断概率Pout，即目的节点无法正确解码的概率，为
Figure BSA0000218812620000126
将式(10)、式(15)和式(25)代入式(26)，得到
Figure BSA0000218812620000127
根据吞吐量的定义，得到系统的吞吐量τ为
Figure BSA0000218812620000131
以吞吐量的最优为目标建立优化问题P：
Figure BSA0000218812620000132
在Ps、R0、η、d1、d2、d、m、
Figure BSA0000218812620000133
和
Figure BSA0000218812620000134
等参数给定的情况下，采用最优化算法，例如黄金分割法，得到最优的收集能量时间系数和最优的吞吐量。将最优的吞吐量记为τ*；将最优的吞吐量所对应的收集能量时间系数，定义为最优的收集能量时间系数，记为α*。
当采用黄金分割法对式(29)的优化问题P进行求解，求出最优的收集能量时间系数α*和最优的吞吐量τ*，其步骤为：
第1步：给定初始化α的取值区间[a，b]和精度e；
第2步：求解区间黄金分割点a1＝a+(1-0.618)(b-a)，a2＝a+0.618×(b-a)；
第3步：分别求解a1和a2所对应的吞吐量τ(a1)和τ(a2)；如果吞吐量τ(a1)＜τ(a2)，跳到第4步，否则跳到第5步；
第4步：如果a2-a1＜e，停止迭代，输出最优解α*＝a2，输出最优的吞吐量τ*＝τ(a2)；否则，令a＝a1，a1＝a2，a2＝a+0.618×(b-a)，跳到第3步；
第5步：如果a2-a1＜e，停止迭代，输出最优解α*＝a2，输出最优的吞吐量τ*＝τ(a2)；否则，令b＝a2，a2＝a1，a1＝a+(1-0.618)(b-a)，跳到第3步。
下面结合具体实验仿真对本发明所提供的技术方案做进一步说明。
本发明对基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法进行仿真验证，使用参数设置如下：Ps＝1，R0＝2，η＝1，d1＝0.45，d2＝2.55，d＝d1+d2＝3，m＝2.7，
Figure BSA0000218812620000141
参见图4，由于都包含中继链路传输，所以中继转发链路(RL)和中继转发链路合并直接链路(RL-DL)的吞吐量都是随着α增大而先增大后减小，它们都存在最优的收集能量时间系数α*，在该点处它们的吞吐量都达到了最优值，通过数值计算，得到RL-DL链路的最优点为(0.27，0.4791)，RL链路的最优点为(0.33，0.4133)。当α从0到α*增大时，吞吐量也随之增大。当α大于α*继续增大时，吞吐量随之变小。从图4中可以看出，当α趋近于0时：(1)对于RL链路，吞吐量几乎为0，因为此时中继节点用于收集能量的时间几乎为0，中继节点无法获取转发信息所需要的能量，从而在中继节点处发生中断，导致吞吐量下降到几乎为0；(2)对于RL-DL链路，由于存在DL链路，所以它的吞吐量是大于0的有限值。当α趋近于1时：在时间分配上，几乎没有时间分配给源节点用于发送信息，导致目的节点的吞吐量几乎为0。从图4中可以看出，不论收集能量时间系数多大，RL-DL链路的吞吐量始终大于RL链路的吞吐量，并且最优的吞吐量提升了15.9％。
综上所述，本发明公开了基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法，使得系统获得最优的吞吐量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (1)

1.基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统中吞吐量优化方法，其特征在于，包括：
包含直接链路的信能同传(SWIPT)中继系统中包括一个源节点S、一个中继节点R和一个目的节点D；将源节点S向目的节点D传输信息的链路称为直接链路(DL)；将源节点S通过中继节点R发送信息给目的节点D的链路称为中继转发链路(RL)；源节点S和目的节点D是有源的，即这两个节点没有能量限制，它们都有固定的能量供应；而中继节点R没有提供能量的设备，需要从源节点S的射频信号获取能量；中继节点利用收集的能量，将来自源节点S的信息转发到目的节点D；中继节点采用时间分割(TS)接收策略；中继节点工作在解码转发(DF)模式下，只有当中继节点接收信号的信噪比大于等于阈值时，中继节点才会无误地解码，否则就会发生中断，中继节点就不会向目的节点转发信息，中继节点将已经收集的能量储存起来，用于维持中继系统基本的运行，包括电路自身消耗能量和解码所需能量等；而成功地解码后，中继节点收集的能量完全用于中继转发信息；目的节点利用最大比合并(MRC)的方法，合并分别来自直接链路(DL)和中继转发链路(RL)的信号，作为目的节点最终的信号；
所有的节点采用半双工工作模式；h表示源节点和中继节点之间的信道增益，g表示中继节点和目的节点之间的信道增益，f表示源节点和目的节点之间的信道增益；d1表示源节点和中继节点之间的距离，d2表示中继节点和目的节点之间的距离，d表示源节点和目的节点之间的距离；
所有的信道为准静态块衰落信道，并且是频率非选择性衰落；在一个通信时间块T中，信道增益保持恒定，在不同的时间块之间，信道增益会发生变化，这些随机的信道增益独立且都服从于瑞利分布；|f|2、|h|2和|g|2都是随机变量，服从于指数分布，且它们的期望为E[|f|2]＝E[|h|2]＝E[|g|2]＝1，其中E[·]表示取期望，|·|表示取模值；随机变量|f|2的概率密度函数为ff(z)＝e-z，概率分布函数为Ff(z)＝P(|f|2＜z)＝1-e-z；随机变量|h|2的概率密度函数为fh(x)＝e-x，概率分布函数为Fh(x)＝P(|h|2＜x)＝1-e-x；随机变量|g|2的概率密度函数为fg(y)＝e-y，概率分布函数为Fg(y)＝P(|g|2＜y)＝1-e-y；通信过程中，最主要的能量损耗是路径损耗，设定损耗系数为m；
源节点发射的归一化信号的平均功率为Ps；nr表示中继节点在接收信号时天线所产生的噪声，nr是圆对称复高斯随机变量，即
Figure FSA0000218812610000021
表示nr(t)服从复高斯分布，均值为0，方差为
Figure FSA0000218812610000022
nd表示目的节点在接收信号时天线所产生的噪声，且有
Figure FSA0000218812610000023
能量收集效率因子记为η；
T表示一段完整的时间块，α表示在时间块T内中继节点收集能量时间系数，α∈[0，1]；中继节点利用αT的时间为转发信息获取所需的能量，当收集的能量足够将收到的信息转发出去之后，中继节点就利用(1-α)T/2时间进行接收源节点发来的信息；在此同时，源节点也向目的节点发送同样的信息；然后中继节点再用(1-α)T/2时间将接收的信息转发到目的节点，从而完成通信；
整个通信系统采用限制延时的传输模式，在该模式中，接收机以一个时间块为单位解码所接收的信息，通过中断概率来衡量系统的吞吐量性能；将源节点的信息传输速率固定为R0，因此，设定信噪比阈值
Figure FSA0000218812610000024
直接链路的中断概率记为
Figure FSA0000218812610000025
源节点和中继节点之间的中断概率记为
Figure FSA0000218812610000026
目的节点利用最大比合并的方法，合并分别来自直接链路和中继转发链路的信号，作为目的节点最终的信号，仍然不能正确解码的概率，即该情况下的中断概率记为
Figure FSA0000218812610000027
从目的节点来看，通信的中断概率Pout，即目的节点无法正确解码的概率，为
Figure FSA0000218812610000031
基于TS策略的包含直接链路SWIPT中继系统吞吐量为
Figure FSA0000218812610000032
式中，
Figure FSA0000218812610000033
Figure FSA0000218812610000034
以吞吐量的最优为目标建立优化问题P：
Figure FSA0000218812610000035
s.t.0≤α≤1
在Ps、R0、η、d1、d2、d、m、
Figure FSA0000218812610000036
和
Figure FSA0000218812610000037
等参数给定的情况下，采用最优化算法，得到最优的收集能量时间系数和最优的吞吐量。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113993202A (zh) * 2021-03-26 2022-01-28 北京信息科技大学 一种考虑解码成本的多来源能量吸收中继中多块优化传输结构
WO2024078489A1 (zh) * 2022-10-13 2024-04-18 维沃移动通信有限公司 通信中断处理方法、装置、终端及可读存储介质
CN113993202B (zh) * 2021-03-26 2024-06-07 北京信息科技大学 一种考虑解码成本的多来源能量吸收中继多块接收速率优化方法

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