1.一种基于上下行中继选择的被困用户能量采集和信息传输方法，应用于灾难场景下被困用户采集能量和信息传输，在灾难场景下，被困用户U作为源节点，基站BS作为目的地，邻近用户集表示为R＝{r1,r2,...,ri,rj,...,rN}；其特征在于，所述能量采集和信息传输方法包括：S1，将一个通信时长T划分为四个阶段，构建得到能量采集和信息传输系统：第一阶段，基站在 时间内，将信息发送给中继ri；第二阶段，中继ri接收到基站的信息后，在(1‑θ)αT时间内将信息转发给被困用户，在θαT时间内采用SWIPT‑TS方式为被困用户充电；第三阶段，被困用户采集完能量后，在β(1‑α)T时间内将自己的信息发送给中继rj；第四阶段，中继rj接收到被困用户的信息后，在 时间内将信息转发给基站；α、β和θ分别为下行中继传输时间占总时间的比率、信息传输时间分割因子和SWIPT‑TS时间分割因子；0＜α＜1，0＜β＜1，0＜θ＜1；

S2，以用户采集的能量和系统的下行传输速率为约束，构建能量采集和信息传输系统；

结合上下行传输中继选择策略，以系统上行可达速率最大化为目标，对系统的信息传输时间分割因子进行优化；下行传输时，选择中继与被困用户之间的信道增益最大值为最优中继；上行传输时，对每个中继被选择时求解出最优的下行中继信息传输时间和上行信息传输时间分割因子以及SWIPT‑TS分割因子，选择使系统上行速率最大的中继为对应的最优中继，其所对应的中继信息传输时间因子和信息时间分割因子以及SWIPT‑TS分割因子为最优值；

所述能量采集和信息传输系统的优化问题表示为：

其中，C1表示中继与被困用户信息传输的时间不能为0也不能将所有时间全部用于中继与被困用户之间信息传输；C2表示被困用户将信息发送给中继的时间不能为0也不能将所有时间全部用于被困用户发送消息；C3表示被困用户的最大发送功率不能超过其所采集的能量；C4表示SWIPT‑TS方式下不能将全部时间用于信息传输，也不能将全部时间用于能量采集；C5表示下行链路的速率要大于最低阈值Rth；C6表示基站只能选择一个中继帮助转发其信息给被困用户；C7表示被困用户只能选择一个中继帮助转发其信息给基站；xi和xj分别是上下行链路最优中继选择因子；Ruplink是上行链路的速率；EU是被困用户的采集能量；

Rdownlink是下行链路的速率；

步骤S2中，获取系统最优值的过程包括以下步骤：

S21，初始化：令邻近用户数为N，记为中继用户集，用{1,...,n,...,N}表示；基站到中继的信道增益矩阵用 表示，记为HBS,R；中继到被困用户的信道增益矩阵用 表示，记为HR,U；被困用户到中继的信道增益矩阵用

表示，记为HU,R；中继到基站的信道增益矩阵用

表示，记为HR,BS；基站的发送功率为PBS，邻近用户的发送功率为Pr，被困用户处的能量采集效率为δ；

S22，选择信道增益矩阵HR,U中的最大值所对应的那个中继为下行传输的最优中继，并2

计算此时的 σ为加性高斯白噪声的功率；

S23，根据信道增益矩阵HBS,R、HU,R和HR,BS计算 和

S24，通过上述计算得到的矩阵γ2、γ3和γ4计算出每个中继被选择时，其对应的信息传输时间分割因子矩阵β：其中，W(·)为Lambert W函数；

S25，由计算出的信息传输时间分割因子矩阵β，计算每个中继被选择时，其对应的下行传输时间占总时间的比率的两个可能的最优值矩阵α1和α2，以及它的最小值和最大值：αmin和αmax；

S26，比较矩阵α1和α2对应位置值的大小，获取α的最优值：

如果α1(j)≤α2(j)且αmin(j)＜α1(j)≤αmax(j)，则α的最优值为α1(j)；如果α2(j)≤α1(j)且αmin(j)＜α2(j)≤αmax(j)，则α的最优值为α2(j)；如果αmax(j)＜α1(j)且αmax(j)＜α2(j)，则α的最优值为αmax(j)；如果αmin(j)＞α1(j)且αmin(j)＞α2(j)，则α的最优值为αmin(j)，i∈[1,N]；

S27，将上述求得的α的最优值代入求解出最优的SWIPT‑TS的时间分割因子矩阵θ；

S28，将上述计算的矩阵α、β和θ代入目标函数，计算每个中继被选择转发信息时的系统上行速率，选择系统上行速率值最大的那个中继为最优的中继，以及其对应的α、β和θ为最优的下行中继传输时间占总时间的比率、信息传输时间分割因子以及SWIPT‑TS时间分割因子。

2.根据权利要求1所述的基于上下行中继选择的被困用户能量采集和信息传输方法，其特征在于，步骤S25中，每个中继被选择用于转发消息时的最优下行中继信息传输时间占总时间的比率的两个可能最优值矩阵α1和α2的计算公式为：其中，