利索能及
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专利号: 2023108565076
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种能量缓冲辅助的自适应无线供电协作NOMA方法,其特征在于,包括以下步骤:基站将导频信号和射频信号传输给第一能量消耗节点和第二能量消耗节点;

所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点将所述射频信号转换成能量存储在对应的能量缓冲器中,并根据所述导频信号采集各自的信道信息和能量信息,生成反馈信号;

所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点根据所使用的能量管理策略确定向所述基站传送数据时的发射功率,并向所述基站发送所述反馈信号;

所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点根据自身反馈给所述基站的所述反馈信号确定通信模式,并根据确定的通信模式进行信号传输;

所述通信模式包括非正交多址模式、协作非正交多址模式、正交多址模式;

所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点根据自身反馈给所述基站的反馈信号确定通信模式具体包括:假设第一能量消耗节点表示为 第二能量消耗节点表示为 其中RN表示第一能量消耗节点的目标数据速率,RF表示第二能量消耗节点的目标数据速率;则第n f一能量消耗节点的反馈信号的解码状态k和第二能量消耗节点的反馈信号的解码状态k表示为:其中, 为第一能量消耗节点的信噪比, 为第二能量消耗节点的信噪比;

n f

当反馈信号k=1,k=1时,所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点使用非正交多址模式传输信号;

n f

当反馈信号k=1,k=0时,所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点使用协作非正交多址模式传输信号;

n f n f

当k=0,k=1时或k=0,k =0时,所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点使用正交多址模式传输信号;

所述非正交多址模式为所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点同时向所述基站发送信号,所述基站接收到的信号为:其中,PN,PF分别是第一能量消耗节点和第二能量消耗节点的发射功率;lN和lF分别表示第一能量消耗节点的路径损耗和第二能量消耗节点的路径损耗;hNB表示第一能量消耗节点到基站之间的信道;hFB表示第二能量消耗节点到基站之间的信道;s1,s2分别是第一能量消耗节点和第二能量消耗节点的传输数据;nNM是噪声,均值为零,方差为采用连续干扰消除的方法分别对所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点发送信号进行解调,所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点的信噪比分别为所述协作非正交多址模式为:所述第一能量消耗节点使用解码转发协议对来自所述第二能量消耗节点的信号进行解码;

假设所述第一能量消耗节点正确解码来自所述第二能量消耗节点的信号,其信号定义为s′2;

所述第一能量消耗节点向所述第二能量消耗节点发送叠加信号,利用存储的能量进行解码和传输;

所述基站接收到的信号为:

其中,PN为第一能量消耗节点的发射功率,发射功率PN分为两部分,即s1的信号传输功率τPN和s′2的信号传输功率(1‑τ)PN,其中τ为分配因子,且0≤τ≤1;nCNM是噪声其均值为零,方差为 lN表示第一能量消耗节点的路径损耗;hNB表示第一能量消耗节点到基站之间的信道;s1是第一能量消耗节点的传输数据;

所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点的信噪比分别为:正交多址模式为所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点分两个时隙向所述基站发送信号;具体包括:在第一个时隙中,所述第一能量消耗节点向所述基站发送的信号为:其中,PN为第一能量消耗节点的发射功率,lN表示第一能量消耗节点的路径损耗;hNB表示第一能量消耗节点到基站之间的信道;s1是第一能量消耗节点的传输数据;

在第二个时隙中,所述第二能量消耗节点向所述基站发送的信号为:其中,PF是第二能量消耗节点的发射功率;lF表示第二能量消耗节点的路径损耗;hFB表示第二能量消耗节点到基站之间的信道;s2是第二能量消耗节点的传输数据;nOM是噪声其均值为零,方差为NU和FU的信噪比分别为:

2.一种能量缓冲辅助的自适应无线供电协作NOMA系统,其特征在于,包括基站、第一能量消耗节点、第二能量消耗节点、第一能量缓冲器、第二能量缓冲器;

所述基站分别与所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点连接,用于传输导频信号和射频信号,以及接收所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点传输的数据及反馈信号;

所述第一能量消耗节点与所述第一能量缓冲器连接,所述第二能量消耗节点与所述第二能量缓冲器连接,用于将所述射频信号转换成能量存储在对应的能量缓冲器中;所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点还用于根据所述导频信号采集各自的信道信息和能量信息,生成反馈信号发送给所述基站以及确定通信模式;

所述通信模式包括非正交多址模式、协作非正交多址模式、正交多址模式;

所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点根据自身反馈给所述基站的反馈信号确定通信模式具体包括:假设第一能量消耗节点表示为 第二能量消耗节点表示为 其中RN表示第一能量消耗节点的目标数据速率,RF表示第二能量消耗节点的目标数据速率;则n f第一能量消耗节点的反馈信号的解码状态k和第二能量消耗节点的反馈信号的解码状态k表示为:其中, 为第一能量消耗节点的信噪比, 为第二能量消耗节点的信噪比;

n f

当反馈信号k=1,k=1时,所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点使用非正交多址模式传输信号;

n f

当反馈信号k=1,k=0时,所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点使用协作非正交多址模式传输信号;

n f n f

当k=0,k=1时或k=0,k =0时,所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点使用正交多址模式传输信号;

所述非正交多址模式为所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点同时向所述基站发送信号,所述基站接收到的信号为:其中,PN,PF分别是第一能量消耗节点和第二能量消耗节点的发射功率;lN和lF分别表示第一能量消耗节点的路径损耗和第二能量消耗节点的路径损耗;hNB表示第一能量消耗节点到基站之间的信道;hFB表示第二能量消耗节点到基站之间的信道;s1,s2分别是第一能量消耗节点和第二能量消耗节点的传输数据;nNM是噪声,均值为零,方差为采用连续干扰消除的方法分别对所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点发送信号进行解调,所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点的信噪比分别为所述协作非正交多址模式为:所述第一能量消耗节点使用解码转发协议对来自所述第二能量消耗节点的信号进行解码;

假设所述第一能量消耗节点正确解码来自所述第二能量消耗节点的信号,其信号定义为s′2;

所述第一能量消耗节点向所述第二能量消耗节点发送叠加信号,利用存储的能量进行解码和传输;

所述基站接收到的信号为:

其中,PN为第一能量消耗节点的发射功率,发射功率PN分为两部分,即s1的信号传输功率τPN和s′2的信号传输功率(1‑τ)PN,其中τ为分配因子,且0≤τ≤1;nCNM是噪声其均值为零,方差为 lN表示第一能量消耗节点的路径损耗;hNB表示第一能量消耗节点到基站之间的信道;s1是第一能量消耗节点的传输数据;

所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点的信噪比分别为:正交多址模式为所述第一能量消耗节点和所述第二能量消耗节点分两个时隙向所述基站发送信号;具体包括:在第一个时隙中,所述第一能量消耗节点向所述基站发送的信号为:其中,PN为第一能量消耗节点的发射功率,lN表示第一能量消耗节点的路径损耗;hNB表示第一能量消耗节点到基站之间的信道;s1是第一能量消耗节点的传输数据;

在第二个时隙中,所述第二能量消耗节点向所述基站发送的信号为:其中,PF是第二能量消耗节点的发射功率;lF表示第二能量消耗节点的路径损耗;hFB表示第二能量消耗节点到基站之间的信道;s2是第二能量消耗节点的传输数据;nOM是噪声其均值为零,方差为NU和FU的信噪比分别为: