1.一种优化能量传输与通信的方法,其特征在于,包括:
任一区群中的任一基站根据该基站对应的能量站所发送的能量信号捕获能量,生成第一反馈信号,并将所述第一反馈信号分别发送至该基站对应的能量站和该区群中的网络枢纽控制器,所述第一反馈信号包括该基站接收的能量的幅度、该基站与其对应的能量站之间的信道状态;
该基站根据该区群中的多个目标用户所发送的上行信号和上行导频训练序列进行信道估计,得到多个大规模衰落因子,再结合每个目标用户与该基站的相对位置,得到一个大规模衰落矩阵,生成第二反馈信号,并将所述第二反馈信号发送至该区群中的网络枢纽控制器,所述第二反馈信号包括该基站得到的大规模衰落矩阵、该基站分别与每个目标用户之间的信道状态;
该区群中的网络枢纽控制器根据所述第二反馈信号,整合该区群中所有基站得到的大规模衰落矩阵,得到干扰抑制预编码矩阵并发送至该区群中的每个能量站;整合该区群中所有基站分别与每个目标用户之间的信道状态并发送至该区群中的每个基站;
每个能量站根据接收的所述干扰抑制预编码矩阵,调整待发送能量信号的发送幅度与方向,并根据调整后的发送幅度与方向发送待发送能量信号;每个基站根据接收的所述该区群中所有基站分别与每个目标用户之间的信道状态,将目标信息发送至目标用户;
该区群中的该基站获取大规模衰落矩阵的过程,包括:
选择该区群中的第j个基站,根据该区群中第l个小区中的第k个目标用户所发送的上行信号和上行导频训练序列进行信道估计,利用第一公式计算该目标用户对应的大规模衰落因子k
利用第二公式计算大规模衰落矩阵β;
其中,第一公式为:
为所述第j个基站与所述第l个小区中的第k个目标用户之间的信道距离因子;ψn为噪声因子;l∈[1,L],j∈[1,L],L为该区群中的总小区数量,且每个小区配备有一个基站;k∈(1,K),K为所选择的小区中的总目标用户数量;
第二公式为:
该区群中的网络枢纽控制器得到干扰抑制预编码矩阵的过程,包括:
k
利用第三公式计算干扰抑制预编码矩阵W;
其中,第三公式为:
且
γA为引入的用于保持功率限制的归一化因子;ρr为所述第k个目标用户向该区群中的该基站发送消息的发送功率; 为所述第j个基站,根据该区群中的第s个小区中的第k个目标用户发送的上行信号和上行导频训练序列进行信道估计得到的大规模衰落因子;
为该区群中第j个基站,根据该区群中的第j个小区中的第k个目标用户发送的上行信号和上行导频训练序列进行信道估计得到的大规模衰落因子;τ为TDD协议中负责导频训练的OFDM符号数目;s∈[1,L]、j∈[1,L]且s≠j;
该区群中的该基站捕获能量的过程,包括:
利用第四公式计算该区群中的该基站所捕获的能量EBS;
其中,第四公式为: 且 ||H0
2
||=Mp×M、
HPB为该区群中的该基站与其对应的能量站之间的信道;t为该区群中的该基站对应的能量站开始发送能量信号至结束发送能量信号的时隙长且t
还包括:
任一区群中的任一基站得到与每个目标用户之间的下行信道的信干噪比和传输速率,并发送至该区群中的网络枢纽控制器;
该区群中的网络枢纽控制器接收每个基站所分别上传的信干噪比和传输速率后,整合该区群中所有基站分别与每个目标用户之间的下行信道的信干噪比,整合该区群中所有基站分别与每个目标用户之间的下行信道的传输速率,并将整合后的信干噪比和传输速率发送至每个能量站;
所述每个能量站根据接收的所述干扰抑制预编码矩阵,调整待发送能量信号的发送幅度与方向,并根据调整后的发送幅度与方向发送待发送能量信号,包括:每个能量站根据接收的所述干扰抑制预编码矩阵、整合后的信干噪比和传输速率,利用波束赋形计算最佳传输天线,利用所述最佳传输天线调整待发送能量信号的发送幅度与方向,并根据调整后的所述发送幅度与方向发送待发送能量信号;
任一区群中的任一基站得到与每个目标用户之间的下行信道的信干噪比和传输速率的过程,包括:选择该区群中的第l个小区,利用第五公式计算该小区对应的基站与该小区中的第k个目标用户之间的下行信道的信干噪比 利用第六公式计算该小区对应的基站与该小区中的第k个目标用户之间的下行信道的传输速率其中,第五公式为: 第六公式为:
且
ρf为该区群中所有基站的总发送功率且 ρBS为该区群中任一基站发送信号的总功率且ρBS=EBS/θ=EBS/(1‑t)T、θ=(1‑t)T。
2.一种优化能量传输与通信的系统,其特征在于,包括:具有多个小区的区群,该区群对应设置有一个网络枢纽控制器;每个小区包括多个目标用户,每个小区对应设置一个基站;每个基站对应设置一个能量站;
所述基站用于,根据该基站对应的能量站所发送的能量信号捕获能量,生成第一反馈信号,并将所述第一反馈信号分别发送至该基站对应的能量站和该区群中的网络枢纽控制器,所述第一反馈信号包括该基站接收的能量的幅度、该基站与其对应的能量站之间的信道状态;
所述基站还用于,根据该区群中的多个目标用户所发送的上行信号和上行导频训练序列进行信道估计,得到多个大规模衰落因子,再结合每个目标用户与该基站的相对位置,得到一个大规模衰落矩阵,生成第二反馈信号,并将所述第二反馈信号发送至该区群中的网络枢纽控制器,所述第二反馈信号包括该基站得到的大规模衰落矩阵、该基站分别与每个目标用户之间的信道状态;
所述网络枢纽控制器用于,根据所述第二反馈信号,整合该区群中所有基站得到的大规模衰落矩阵,得到干扰抑制预编码矩阵并发送至该区群中的每个能量站;整合该区群中所有基站分别与每个目标用户之间的信道状态并发送至该区群中的每个基站;
所述能量站用于,根据接收的所述干扰抑制预编码矩阵,调整待发送能量信号的发送幅度与方向,并根据调整后的发送幅度与方向发送待发送能量信号;
所述基站还用于,根据接收的所述该区群中所有基站分别与每个目标用户之间的信道状态,将目标信息发送至目标用户;
所述基站具体用于:
选择该区群中的第j个基站,根据该区群中第l个小区中的第k个目标用户所发送的上行信号和上行导频训练序列进行信道估计,利用第一公式计算该目标用户对应的大规模衰落因子k
利用第二公式计算大规模衰落矩阵β;
其中,第一公式为:
为所述第j个基站与所述第l个小区中的第k个目标用户之间的信道距离因子;ψn为噪声因子;l∈[1,L],j∈[1,L],L为该区群中的总小区数量,且每个小区配备有一个基站;k∈(1,K),K为所选择的小区中的总目标用户数量;
第二公式为:
所述网络枢纽控制器具体用于:
k
利用第三公式计算干扰抑制预编码矩阵W;
其中,第三公式为:
且
γA为引入的用于保持功率限制的归一化因子;ρr为所述第k个目标用户向该区群中的该基站发送消息的发送功率; 为所述第j个基站,根据该区群中的第s个小区中的第k个目标用户发送的上行信号和上行导频训练序列进行信道估计得到的大规模衰落因子;
为该区群中第j个基站,根据该区群中的第j个小区中的第s个目标用户发送的上行信号和上行导频训练序列进行信道估计得到的大规模衰落因子;τ为TDD协议中负责导频训练的OFDM符号数目;s∈[1,L]、j∈[1,L]且s≠j;
所述基站具体用于:利用第四公式计算该区群中的该基站所捕获的能量EBS;
其中,第四公式为: 且 ||H0
2
||=Mp×M、
HPB为该区群中的该基站与其对应的能量站之间的信道;t为该区群中的该基站对应的能量站开始发送能量信号至结束发送能量信号的时隙长且t
所述基站还用于:得到与每个目标用户之间的下行信道的信干噪比和传输速率,并发送至该区群中的网络枢纽控制器;
所述该区群中的网络枢纽控制器,用于:接收每个基站所分别上传的信干噪比和传输速率后,整合该区群中所有基站分别与每个目标用户之间的下行信道的信干噪比,整合该区群中所有基站分别与每个目标用户之间的下行信道的传输速率,并将整合后的信干噪比和传输速率发送至每个能量站;
所述能量站,具体用于:选择该区群中的第l个小区,利用第五公式计算该小区对应的基站与该小区中的第k个目标用户之间的下行信道的信干噪比 利用第六公式计算该小区对应的基站与该小区中的第k个目标用户之间的下行信道的传输速率其中,第五公式为: 第六公式为:且
ρf为该区群中所有基站的总发送功率且 ρBS为该区群中任一基站发送信号的总功率且ρBS=EBS/θ=EBS/(1‑t)T、θ=(1‑t)T;
利用波束赋形计算最佳传输天线,利用所述最佳传输天线调整待发送能量信号的发送幅度与方向,并根据调整后的所述发送幅度与方向发送待发送能量信号。
3.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1所述的一种优化能量传输与通信的方法的步骤。