本發(fā)明涉及功率控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法及裝置。

背景技術(shù)：

無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(Wireless Powered Communication Networks，WPCN)是將傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中相互獨(dú)立的無(wú)線(xiàn)信息傳輸技術(shù)和無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統(tǒng)融合起來(lái)的通信系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)能量與消息的混合傳輸。

在無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)由源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的通信組，并且，各個(gè)通信組是獨(dú)立通信的。根據(jù)通信組中源節(jié)點(diǎn)的能量與信道的狀態(tài)，可將通信組分為能量能滿(mǎn)足將消息發(fā)送至目的節(jié)點(diǎn)的需求但是無(wú)授權(quán)信道的第一類(lèi)通信組，以及，源節(jié)點(diǎn)有授權(quán)信道但是能量不能滿(mǎn)足將消息發(fā)送至目的節(jié)點(diǎn)需求的第二類(lèi)通信組。但是，上述兩類(lèi)通信組中的源節(jié)點(diǎn)均不能成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法及裝置，以解決現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中第一類(lèi)通信組和第二類(lèi)通信組不能成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題。技術(shù)方案如下：

一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法，應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，所述無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中包含中繼節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)通信組，所述方法包括：

從各個(gè)所述通信組中選取至少一個(gè)用于協(xié)作通信的通信對(duì)，所述通信對(duì)包含一個(gè)第一類(lèi)通信組和一個(gè)第二類(lèi)通信組，所述第一類(lèi)通信組中的第一源節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)；

針對(duì)每一個(gè)所述通信對(duì)，計(jì)算所述通信對(duì)中各個(gè)裝有至少兩根天線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，所述節(jié)點(diǎn)包括所述第一源節(jié)點(diǎn)、所述中繼節(jié)點(diǎn)或所述第二類(lèi)通信組的第二源節(jié)點(diǎn)；

針對(duì)每一個(gè)所述通信對(duì)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述最優(yōu)波束成形系數(shù)以及各個(gè)所述最優(yōu)傳輸時(shí)間控制所述通信對(duì)進(jìn)行能量與消息的混合傳輸。

優(yōu)選的，所述計(jì)算所述通信對(duì)中各個(gè)裝有至少兩根天線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，包括：

生成所述第一類(lèi)通信組和所述第二類(lèi)通信組各自對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率公式，所述總可達(dá)速率公式中包含波束成形參數(shù)以及各個(gè)傳輸階段的傳輸時(shí)間參數(shù)；

根據(jù)所述第一類(lèi)通信組和所述第二類(lèi)通信組各自對(duì)應(yīng)的所述總可達(dá)速率公式以及權(quán)重值，生成所述通信對(duì)的總可達(dá)速率公式；

構(gòu)建所述通信對(duì)的總可達(dá)速率公式對(duì)應(yīng)的第一數(shù)學(xué)模型；

對(duì)所述第一數(shù)學(xué)模型中的波束成形系數(shù)進(jìn)行等價(jià)變量轉(zhuǎn)化，得到第二數(shù)學(xué)模型；

對(duì)所述第二數(shù)學(xué)模型中波束成形系數(shù)的進(jìn)行變量替換，得到第三數(shù)學(xué)模型；

對(duì)所述第三數(shù)學(xué)模型進(jìn)行凸優(yōu)化處理，得到第四數(shù)學(xué)模型；

計(jì)算所述第四數(shù)學(xué)模型的全局最優(yōu)解，并根據(jù)所述全局最優(yōu)解獲取最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間。

優(yōu)選的，所述根據(jù)對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述最優(yōu)波束成形系數(shù)以及各個(gè)所述最優(yōu)傳輸時(shí)間控制所述通信對(duì)進(jìn)行能量與消息的混合傳輸，包括：

根據(jù)所述第一源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)和第一傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第一源節(jié)點(diǎn)將第一定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第一類(lèi)通信組的第一目的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，將定向能量信號(hào)發(fā)送至所述中繼節(jié)點(diǎn)；

依據(jù)所述第二源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第二源節(jié)點(diǎn)將消息信號(hào)發(fā)送至所述第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和所述中繼節(jié)點(diǎn)；

基于所述中繼節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述中繼節(jié)點(diǎn)利用所述定向能量信號(hào)將所述消息信號(hào)發(fā)送至所述第二目的節(jié)點(diǎn)；

依據(jù)第四傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第一源節(jié)點(diǎn)將第二定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第一目的節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述依據(jù)所述第二源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第二源節(jié)點(diǎn)將消息信號(hào)發(fā)送至所述第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和所述中繼節(jié)點(diǎn)，包括：

判斷所述第二源節(jié)點(diǎn)上是否裝有一根天線(xiàn)；

當(dāng)所述第二源節(jié)點(diǎn)上裝有一根天線(xiàn)時(shí)，根據(jù)第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第二源節(jié)點(diǎn)將第一廣播消息信號(hào)發(fā)送至所述第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和所述中繼節(jié)點(diǎn)；

當(dāng)所述第二源節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)時(shí)，依據(jù)所述第二源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第二源節(jié)點(diǎn)將第三定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和所述中繼節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述基于所述中繼節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述中繼節(jié)點(diǎn)利用所述定向能量信號(hào)將所述消息信號(hào)發(fā)送至所述第二目的節(jié)點(diǎn)，包括：

判斷所述中繼節(jié)點(diǎn)上是否安裝有一根天線(xiàn)；

當(dāng)所述中繼節(jié)點(diǎn)上裝有一根天線(xiàn)時(shí)，對(duì)所述消息信號(hào)進(jìn)行解碼得到第二廣播信號(hào)，并根據(jù)第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述中繼節(jié)點(diǎn)利用所述定向能量信號(hào)將所述第二廣播信號(hào)發(fā)送至所述第二目的節(jié)點(diǎn)；

當(dāng)所述中繼節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)時(shí)，對(duì)所述消息信號(hào)進(jìn)行解碼得到第四定向消息信號(hào)，并根據(jù)第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間和所述中繼節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)，控制所述中繼節(jié)點(diǎn)利用所述定向能量信號(hào)將所述第四定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第二目的節(jié)點(diǎn)。

一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸裝置，包括：通信對(duì)選取模塊、計(jì)算模塊和控制傳輸模塊；

所述通信對(duì)選取模塊，用于從各個(gè)所述通信組中選取至少一個(gè)用于協(xié)作通信的通信對(duì)，所述通信對(duì)包含一個(gè)第一類(lèi)通信組和一個(gè)第二類(lèi)通信組，所述第一類(lèi)通信組中的第一源節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)；

所述計(jì)算模塊，用于針對(duì)每一個(gè)所述通信對(duì)，計(jì)算所述通信對(duì)中各個(gè)裝有至少兩根天線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，所述節(jié)點(diǎn)包括所述第一源節(jié)點(diǎn)、所述中繼節(jié)點(diǎn)或所述第二類(lèi)通信組的第二源節(jié)點(diǎn)；

所述控制傳輸模塊，用于針對(duì)每一個(gè)所述通信對(duì)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述最優(yōu)波束成形系數(shù)以及各個(gè)所述最優(yōu)傳輸時(shí)間控制所述通信對(duì)進(jìn)行能量與消息的混合傳輸。

優(yōu)選的，所述計(jì)算模塊包括：第一公式生成單元、第二公式生成單元、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建單元、等價(jià)變量轉(zhuǎn)化單元、變量替換單元、凸優(yōu)化單元和計(jì)算獲取單元；

所述第一公式生成單元，用于生成所述第一類(lèi)通信組和所述第二類(lèi)通信組各自對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率公式，所述總可達(dá)速率公式中包含波束成形參數(shù)以及各個(gè)傳輸階段的傳輸時(shí)間參數(shù)；

所述第二公式生成單元，用于根據(jù)所述第一類(lèi)通信組和所述第二類(lèi)通信組各自對(duì)應(yīng)的所述總可達(dá)速率公式以及權(quán)重值，生成所述通信對(duì)的總可達(dá)速率公式；

所述數(shù)學(xué)模型構(gòu)建單元，用于構(gòu)建所述通信對(duì)的總可達(dá)速率公式對(duì)應(yīng)的第一數(shù)學(xué)模型；

所述等價(jià)變量轉(zhuǎn)化單元，用于對(duì)所述第一數(shù)學(xué)模型中的波束成形系數(shù)進(jìn)行等價(jià)變量轉(zhuǎn)化，得到第二數(shù)學(xué)模型；

所述變量替換單元，用于對(duì)所述第二數(shù)學(xué)模型中波束成形系數(shù)的進(jìn)行變量替換，得到第三數(shù)學(xué)模型；

所述凸優(yōu)化單元，用于對(duì)所述第三數(shù)學(xué)模型進(jìn)行凸優(yōu)化處理，得到第四數(shù)學(xué)模型；

所述計(jì)算獲取單元，用于計(jì)算所述第四數(shù)學(xué)模型的全局最優(yōu)解，并根據(jù)所述全局最優(yōu)解獲取最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間。

優(yōu)選的，所述控制傳輸模塊包括：第一控制單元、第二控制單元、第三控制單元和第四控制單元；

所述第一控制單元，用于根據(jù)所述第一源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)和第一傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第一源節(jié)點(diǎn)將第一定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第一類(lèi)通信組的第一目的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，將定向能量信號(hào)發(fā)送至所述中繼節(jié)點(diǎn)；

所述第二控制單元，用于依據(jù)所述第二源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第二源節(jié)點(diǎn)將消息信號(hào)發(fā)送至所述第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和所述中繼節(jié)點(diǎn)；

所述第三控制單元，用于基于所述中繼節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述中繼節(jié)點(diǎn)利用所述定向能量信號(hào)將所述消息信號(hào)發(fā)送至所述第二目的節(jié)點(diǎn)；

所述第四控制單元，用于依據(jù)第四傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第一源節(jié)點(diǎn)將第二定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第一目的節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述第二控制單元包括：第一判斷子單元、第一控制子單元和第二控制子單元；

所述第一判斷子單元，用于判斷所述第二源節(jié)點(diǎn)上是否裝有一根天線(xiàn)；

所述第一控制子單元，用于當(dāng)所述第二源節(jié)點(diǎn)上裝有一根天線(xiàn)時(shí)，根據(jù)第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第二源節(jié)點(diǎn)將第一廣播消息信號(hào)發(fā)送至所述第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和所述中繼節(jié)點(diǎn)；

所述第二控制子單元，用于當(dāng)所述第二源節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)時(shí)，依據(jù)所述第二源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述第二源節(jié)點(diǎn)將第三定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和所述中繼節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述第三控制單元包括：第二判斷子單元、第三控制子單元和第四控制子單元；

所述第二判斷子單元，用于判斷所述中繼節(jié)點(diǎn)上是否安裝有一根天線(xiàn)；

所述第三控制子單元，用于當(dāng)所述中繼節(jié)點(diǎn)上裝有一根天線(xiàn)時(shí)，對(duì)所述消息信號(hào)進(jìn)行解碼得到第二廣播信號(hào)，并根據(jù)第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制所述中繼節(jié)點(diǎn)利用所述定向能量信號(hào)將所述第二廣播信號(hào)發(fā)送至所述第二目的節(jié)點(diǎn)；

所述第四控制子單元，用于當(dāng)所述中繼節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)時(shí)，對(duì)所述消息信號(hào)進(jìn)行解碼得到第四定向消息信號(hào)，并根據(jù)第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間和所述中繼節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)，控制所述中繼節(jié)點(diǎn)利用所述定向能量信號(hào)將所述第四定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第二目的節(jié)點(diǎn)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果為：

以上本發(fā)明提供的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法及裝置，該方法應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中包含中繼節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)通信組，通過(guò)計(jì)算選取的各個(gè)通信對(duì)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)和在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)完成能量與信息的混合傳輸。

基于上述本發(fā)明公開(kāi)的方法，實(shí)現(xiàn)了通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)，并且，由于按照最優(yōu)波束成形系數(shù)和最優(yōu)傳輸時(shí)間進(jìn)行傳輸，因此達(dá)到最大加權(quán)和速率通信。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法部分流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的另一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法部分流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的另一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法部分流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的另一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法部分流程圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例四公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例四公開(kāi)的另一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例四公開(kāi)的另一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例四公開(kāi)的另一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例一公開(kāi)了一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法，該方法應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中包含中繼節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)通信組，方法包括：

S101，從各個(gè)通信組中選取至少一個(gè)用于協(xié)作通信的通信對(duì)，通信對(duì)包含一個(gè)第一類(lèi)通信組和一個(gè)第二類(lèi)通信組，第一類(lèi)通信組中的第一源節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)；

在執(zhí)行步驟S101的過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)通信組，從所有的通信組中選取第一類(lèi)通信組和第二類(lèi)通信組，并且，選取的第一類(lèi)通信組中第一源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)為至少兩根，這就保證了能量傳輸效率。

S102，針對(duì)每一個(gè)通信對(duì)，計(jì)算通信對(duì)中各個(gè)裝有至少兩根天線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，節(jié)點(diǎn)包括第一源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)或第二類(lèi)通信組的第二源節(jié)點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S102的過(guò)程中，由于第一類(lèi)通信組中第一源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)為至少兩根，因此，第一源節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)；但是，由于中繼節(jié)點(diǎn)或者第二類(lèi)通信組的第二源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)可能為一根或者至少兩根，所以可根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算裝有至少兩根天線(xiàn)的中繼節(jié)點(diǎn)和第二源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)，并且，傳輸階段可設(shè)置為四個(gè)，因此，可計(jì)算通信對(duì)在四個(gè)傳輸階段的四個(gè)最優(yōu)傳輸時(shí)間。

S103，針對(duì)每一個(gè)通信對(duì)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)以及各個(gè)最優(yōu)傳輸時(shí)間控制通信對(duì)進(jìn)行能量與消息的混合傳輸。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法，通過(guò)計(jì)算選取的各個(gè)通信對(duì)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)和在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)完成能量與信息的混合傳輸。基于上述本發(fā)明公開(kāi)的方法，實(shí)現(xiàn)了通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)，并且，由于按照最優(yōu)波束成形系數(shù)和最優(yōu)傳輸時(shí)間進(jìn)行傳輸，因此達(dá)到最大加權(quán)和速率通信。

實(shí)施例二

結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法，如圖1所示的步驟S102中計(jì)算通信對(duì)中各個(gè)裝有至少兩根天線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間的具體執(zhí)行過(guò)程，如圖2所示，包括如下步驟：

S201，生成第一類(lèi)通信組和第二類(lèi)通信組各自對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率公式，總可達(dá)速率公式中包含波束成形參數(shù)以及各個(gè)傳輸階段的傳輸時(shí)間參數(shù)；

在執(zhí)行步驟S201的過(guò)程中，假設(shè)第一源節(jié)點(diǎn)裝有三根天線(xiàn)，第二源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)均裝有一根天線(xiàn)，通信信道為塊衰落信道；并且，信道參數(shù)在塊衰落周期T內(nèi)保持不變，每個(gè)塊衰落周期T的信道參數(shù)服從瑞利分布，塊衰落周期T被分為4個(gè)傳輸階段，并且將對(duì)應(yīng)的四個(gè)傳輸時(shí)間參數(shù)定義為τ₁,τ₂,τ₃,τ₄，h_ij(k)為第k個(gè)塊衰落周期內(nèi)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的信道參數(shù)，是第k個(gè)塊衰落周期內(nèi)的加性高斯白噪聲(Additive White Gaussian Noise，AWGN)，d_ij是節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的距離，κ是路徑損耗指數(shù)因子；

為表述方便，將塊衰落周期T歸一化，則τ_i≥0，并為傳輸時(shí)間參數(shù)分配向量則有：

其中，1表示元素為1的列向量；

根據(jù)第一傳輸階段第一源節(jié)點(diǎn)向中繼節(jié)點(diǎn)和第一目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)以及第四傳輸階段第一源節(jié)點(diǎn)向第一目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)，可根據(jù)如下公式(2)生成第一類(lèi)通信組對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率

其中，τ₁和τ₄分別為第一傳輸階段的傳輸時(shí)間以及第四傳輸階段的傳輸時(shí)間，w為能量波束成形向量，為第一源節(jié)點(diǎn)的傳輸功率，并且，波束成形參數(shù)向量并且w滿(mǎn)足如下條件：

根據(jù)第二傳輸階段第二源節(jié)點(diǎn)向中繼節(jié)點(diǎn)和第二目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)以及第四傳輸階段中繼節(jié)點(diǎn)向第二目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)，可根據(jù)如下公式(4)生成第二類(lèi)通信組對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率

其中，τ₂和τ₃分別為第二傳輸階段的傳輸時(shí)間以及第三傳輸階段的傳輸時(shí)間，為第二源節(jié)點(diǎn)的傳輸功率，P_R為中繼節(jié)點(diǎn)的傳輸功率，并且，

另外，中繼節(jié)點(diǎn)接收的能量τ₃P_R滿(mǎn)足如下條件：

其中，能量轉(zhuǎn)化系數(shù)η∈(0,1]，

S202，根據(jù)第一類(lèi)通信組和第二類(lèi)通信組各自對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率公式以及權(quán)重值，生成通信對(duì)的總可達(dá)速率公式；

結(jié)合步驟S201執(zhí)行過(guò)程中得到的第一類(lèi)通信組對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率和第二類(lèi)通信組對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率生成通信對(duì)的總可達(dá)速率R_wsum：

其中，α₁為第一類(lèi)通信組對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，α₂為第二類(lèi)通信組對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率對(duì)應(yīng)的權(quán)重值。

S203，構(gòu)建通信對(duì)的總可達(dá)速率公式對(duì)應(yīng)的第一數(shù)學(xué)模型；

在執(zhí)行步驟S203的過(guò)程中，假設(shè)通信組i的目標(biāo)速率為權(quán)重為α_i，

則該通信組應(yīng)在滿(mǎn)足如下條件的基礎(chǔ)上達(dá)到加權(quán)和速率最大化：

因此，通信對(duì)的總可達(dá)速率可建模為：

S204，對(duì)第一數(shù)學(xué)模型中的波束成形系數(shù)進(jìn)行等價(jià)變量轉(zhuǎn)化，得到第二數(shù)學(xué)模型；

在執(zhí)行步驟S204的過(guò)程中，由于公式(2)和公式(4)是關(guān)于τ，w是非線(xiàn)性的，因此是非凸的；公式(3)和公式(7)關(guān)于τ，w也是非凸的，因此第一數(shù)學(xué)模型P₁不是凸問(wèn)題，不能用現(xiàn)有求解工具直接求解。

并且，w總是以二次項(xiàng)的形式出現(xiàn)在公式(2)、公式(3)和公式(5)中，因此，定義變量則上述公式(2)、公式(3)和公式(5)進(jìn)行等價(jià)變量轉(zhuǎn)化后可重新表示為：

另外，為確保W與w能一一對(duì)應(yīng)，W必須滿(mǎn)足如下條件：

rank(W)＝1 (12)

根據(jù)公式(11)和公式(12)所示出的約束條件，可將第一數(shù)學(xué)模型P₁可等價(jià)轉(zhuǎn)化為第二數(shù)學(xué)模型P₂：

S205，對(duì)第二數(shù)學(xué)模型中波束成形系數(shù)的進(jìn)行變量替換，得到第三數(shù)學(xué)模型；

在執(zhí)行步驟S205的過(guò)程中，由于第二數(shù)學(xué)模型P₂關(guān)于τ，w依然不是凸的，但是，如果去掉約束公式(12)，給定τ時(shí)P₂關(guān)于W是凸的，同樣給定W時(shí)P₂關(guān)于τ是凸的。因此，當(dāng)去掉約束公式(12)時(shí)，第二數(shù)學(xué)模型P₂可通過(guò)傳統(tǒng)的選擇迭代求解方法解出最優(yōu)值，但是，去掉約束公式(20)后無(wú)法保證所得最優(yōu)解為全局最優(yōu)解；

因此，為保證獲得第二數(shù)學(xué)模型P₂的全局最優(yōu)解，對(duì)第二數(shù)學(xué)模型P₂中波束成形系數(shù)的進(jìn)行變量替換，首選定義矩陣變量V＝τ₁W，根據(jù)公式(11)和公式(12)，則有：

rank(V)＝1 (14)

通過(guò)將矩陣變量V代入公式(8)和公式(9)中，可得：

其次，令φ₁＝τ₃P_R，則根據(jù)公式(4)和公式(10)可得：

通過(guò)上述變量替換，第二數(shù)學(xué)模型P₂可等價(jià)轉(zhuǎn)化為第三數(shù)學(xué)模型P₃：

S206，對(duì)第三數(shù)學(xué)模型進(jìn)行凸優(yōu)化處理，得到第四數(shù)學(xué)模型；

在執(zhí)行步驟S206的過(guò)程中，第三數(shù)學(xué)模型P₃的目標(biāo)函數(shù)為凹函數(shù)，除約束公式(14)外所有的約束公式均為凸集合，所以如果不考慮約束公式(14)可以通過(guò)Semi-definite Relaxation(SDR)對(duì)第三數(shù)學(xué)模型P₃進(jìn)行凸優(yōu)化處理，得到第四數(shù)學(xué)模型P₄：

S207，計(jì)算第四數(shù)學(xué)模型的全局最優(yōu)解，并根據(jù)所述全局最優(yōu)解獲取最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間；

在執(zhí)行步驟S207的過(guò)程中，由于第四數(shù)學(xué)模型P₄是標(biāo)準(zhǔn)的凸優(yōu)化問(wèn)題，其最優(yōu)解可通過(guò)現(xiàn)有求解工具直接求解；并且，只有當(dāng)rank(V^*)＝1時(shí)，P₄的最優(yōu)解才是全局最優(yōu)解，因此，可以從理論上推導(dǎo)證明，P₄總是存在一個(gè)滿(mǎn)足rank(V^*)＝1的最優(yōu)解通過(guò)可以容易的得到原第一數(shù)學(xué)模型P₁的全局最優(yōu)解[τ^*,w^*]。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法，通過(guò)計(jì)算選取的各個(gè)通信對(duì)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)和在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)完成能量與信息的混合傳輸?；谏鲜霰景l(fā)明公開(kāi)的方法，實(shí)現(xiàn)了通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)，并且，由于按照最優(yōu)波束成形系數(shù)和最優(yōu)傳輸時(shí)間進(jìn)行傳輸，因此達(dá)到最大加權(quán)和速率通信。

結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法，如圖1所示的步驟S103中根據(jù)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)以及各個(gè)最優(yōu)傳輸時(shí)間控制所述通信對(duì)進(jìn)行能量與消息的混合傳輸?shù)木唧w執(zhí)行過(guò)程，如圖3所示，包括如下步驟：

S301，根據(jù)第一源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)和第一傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第一源節(jié)點(diǎn)將第一定向消息信號(hào)發(fā)送至第一類(lèi)通信組的第一目的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，將定向能量信號(hào)發(fā)送至中繼節(jié)點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S301的過(guò)程中，假設(shè)第一源節(jié)點(diǎn)裝有三根天線(xiàn)，第二源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)均裝有一根天線(xiàn)，通信信道為塊衰落信道；并且，信道參數(shù)在塊衰落周期T內(nèi)保持不變，每個(gè)塊衰落周期T的信道參數(shù)服從瑞利分布，塊衰落周期T被分為4個(gè)傳輸階段τ₁,τ₂,τ₃,τ₄，h_ij(k)為第k個(gè)塊衰落周期內(nèi)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的信道參數(shù)，是第k個(gè)塊衰落周期內(nèi)的加性高斯白噪聲(Additive White Gaussian Noise，AWGN)，d_ij是節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的距離，κ是路徑損耗指數(shù)因子；

為表述方便，將塊衰落周期T歸一化，則τ_i≥0，并為傳輸時(shí)間參數(shù)分配向量則有：其中，1為元素為1的列向量；

在第一傳輸階段，控制第一源節(jié)點(diǎn)將第一定向消息信號(hào)發(fā)送至第一類(lèi)通信組的第一目的節(jié)點(diǎn)，將定向能量信號(hào)發(fā)送至中繼節(jié)點(diǎn)，則，

第一目的節(jié)點(diǎn)收到的第一定向消息信號(hào)為：

中繼節(jié)點(diǎn)接收到的定向能量信號(hào)為：

其中，波束成形參數(shù)向量為第一源節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)膯挝荒芰啃盘?hào)，并且，

S302，依據(jù)第二源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第二源節(jié)點(diǎn)將消息信號(hào)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)；

具體的，步驟S302中依據(jù)第二源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第二源節(jié)點(diǎn)將消息信號(hào)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的具體執(zhí)行過(guò)程，如圖4所示，包括如下步驟：

S401，判斷第二源節(jié)點(diǎn)上是否裝有一根天線(xiàn)；

S402，當(dāng)?shù)诙垂?jié)點(diǎn)上裝有一根天線(xiàn)時(shí)，根據(jù)第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第二源節(jié)點(diǎn)將第一廣播消息信號(hào)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S402的過(guò)程中，在第二傳輸階段，控制第二源節(jié)點(diǎn)將第一廣播消息信號(hào)同時(shí)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)，則，

第二目的節(jié)點(diǎn)收到的第一廣播消息信號(hào)為：

中繼節(jié)點(diǎn)收到的第一廣播消息信號(hào)為：

其中，為第二源節(jié)點(diǎn)的傳輸功率，為第二源節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)膯挝荒芰啃盘?hào)，并且，

S403，當(dāng)?shù)诙垂?jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)時(shí)，依據(jù)第二源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第二源節(jié)點(diǎn)將第三定向消息信號(hào)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S403的過(guò)程中，在第二傳輸階段，控制第二源節(jié)點(diǎn)將第三定向消息信號(hào)同時(shí)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)，則，

第二目的節(jié)點(diǎn)收到的第三定向消息信號(hào)為：

中繼節(jié)點(diǎn)收到的第三定向消息信號(hào)為：

其中，波束成形參數(shù)向量為第二源節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)膯挝荒芰啃盘?hào)，并且，

S303，基于中繼節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將消息信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S303的過(guò)程中，基于中繼節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)中收集的能量將消息信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)；

具體的，步驟S303中基于中繼節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將消息信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)的具體執(zhí)行過(guò)程，如圖5所示，包括如下步驟：

S501，判斷中繼節(jié)點(diǎn)上是否安裝有一根天線(xiàn)；

S502，當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)上裝有一根天線(xiàn)時(shí)，對(duì)消息信號(hào)進(jìn)行解碼得到第二廣播信號(hào)，并根據(jù)第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將第二廣播信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S502的過(guò)程中，在第三傳輸階段，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將第二廣播信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)，則，

第二目的節(jié)點(diǎn)接收到的第二廣播信號(hào)為：

其中，P_R為中繼節(jié)點(diǎn)的傳輸功率，x_R(k)為中繼節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)膯挝荒芰啃盘?hào)，并且，|x_R(k)|²＝1。

S503，當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)時(shí)，對(duì)消息信號(hào)進(jìn)行解碼得到第四定向消息信號(hào)，并根據(jù)第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間和中繼節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將第四定向消息信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)；

在執(zhí)行步驟S503的過(guò)程中，在第三傳輸階段，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將第四定向消息信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)，則，

第二目的節(jié)點(diǎn)接收到的第四定向消息信號(hào)為：

其中，波束成形參數(shù)向量x_R(k)為中繼節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)膯挝荒芰啃盘?hào)，并且，|x_R(k)|²＝1。

S304，依據(jù)第四傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第一源節(jié)點(diǎn)將第二定向消息信號(hào)發(fā)送至第一目的節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法，通過(guò)計(jì)算選取的各個(gè)通信對(duì)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)和在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)完成能量與信息的混合傳輸。基于上述本發(fā)明公開(kāi)的方法，實(shí)現(xiàn)了通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)，并且，由于按照最優(yōu)波束成形系數(shù)和最優(yōu)傳輸時(shí)間進(jìn)行傳輸，因此達(dá)到最大加權(quán)和速率通信。

實(shí)施例三

基于上述本發(fā)明各實(shí)施例提供的無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法，本發(fā)明實(shí)施例三則對(duì)應(yīng)公開(kāi)執(zhí)行上述無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法的裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸裝置100，包括：通信對(duì)選取模塊101、計(jì)算模塊102和控制傳輸模塊103；

通信對(duì)選取模塊101，用于從各個(gè)通信組中選取至少一個(gè)用于協(xié)作通信的通信對(duì)，通信對(duì)包含一個(gè)第一類(lèi)通信組和一個(gè)第二類(lèi)通信組，第一類(lèi)通信組中的第一源節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)；

計(jì)算模塊102，用于針對(duì)每一個(gè)通信對(duì)，計(jì)算通信對(duì)中各個(gè)裝有至少兩根天線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，節(jié)點(diǎn)包括第一源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)或第二類(lèi)通信組的第二源節(jié)點(diǎn)；

控制傳輸模塊103，用于針對(duì)每一個(gè)通信對(duì)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)以及各個(gè)最優(yōu)傳輸時(shí)間控制通信對(duì)進(jìn)行能量與消息的混合傳輸。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸裝置，通過(guò)計(jì)算選取的各個(gè)通信對(duì)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)和在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)完成能量與信息的混合傳輸?；谏鲜霰景l(fā)明公開(kāi)的裝置，實(shí)現(xiàn)了通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)，并且，由于按照最優(yōu)波束成形系數(shù)和最優(yōu)傳輸時(shí)間進(jìn)行傳輸，因此達(dá)到最大加權(quán)和速率通信。

實(shí)施例四

結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例三提供的無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸裝置，如圖6所示出的計(jì)算模塊102，結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示，包括：第一公式生成單元201、第二公式生成單元202、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建單元203、等價(jià)變量轉(zhuǎn)化單元204、變量替換單元205、凸優(yōu)化單元206和計(jì)算獲取單元207；

第一公式生成單元201，用于生成第一類(lèi)通信組和第二類(lèi)通信組各自對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率公式，總可達(dá)速率公式中包含波束成形參數(shù)以及各個(gè)傳輸階段的傳輸時(shí)間參數(shù)；

第二公式生成單元202，用于根據(jù)第一類(lèi)通信組和第二類(lèi)通信組各自對(duì)應(yīng)的總可達(dá)速率公式以及權(quán)重值，生成通信對(duì)的總可達(dá)速率公式；

數(shù)學(xué)模型構(gòu)建單元203，用于構(gòu)建通信對(duì)的總可達(dá)速率公式對(duì)應(yīng)的第一數(shù)學(xué)模型；

等價(jià)變量轉(zhuǎn)化單元204，用于對(duì)第一數(shù)學(xué)模型中的波束成形系數(shù)進(jìn)行等價(jià)變量轉(zhuǎn)化，得到第二數(shù)學(xué)模型；

變量替換單元205，用于對(duì)第二數(shù)學(xué)模型中波束成形系數(shù)的進(jìn)行變量替換，得到第三數(shù)學(xué)模型；

凸優(yōu)化單元206，用于對(duì)第三數(shù)學(xué)模型進(jìn)行凸優(yōu)化處理，得到第四數(shù)學(xué)模型；

計(jì)算獲取單元207，用于計(jì)算第四數(shù)學(xué)模型的全局最優(yōu)解，并根據(jù)全局最優(yōu)解獲取最優(yōu)波束成形系數(shù)以及在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸裝置，通過(guò)計(jì)算選取的各個(gè)通信對(duì)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)和在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)完成能量與信息的混合傳輸。基于上述本發(fā)明公開(kāi)的裝置，實(shí)現(xiàn)了通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)，并且，由于按照最優(yōu)波束成形系數(shù)和最優(yōu)傳輸時(shí)間進(jìn)行傳輸，因此達(dá)到最大加權(quán)和速率通信。

結(jié)合上述本發(fā)明實(shí)施例三提供的無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸裝置，如圖6所示出的控制傳輸模塊103，結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示，包括：第一控制單元301、第二控制單元302、第三控制單元303和第四控制單元304；

第一控制單元301，用于根據(jù)第一源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)和第一傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第一源節(jié)點(diǎn)將第一定向消息信號(hào)發(fā)送至第一類(lèi)通信組的第一目的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，將定向能量信號(hào)發(fā)送至中繼節(jié)點(diǎn)；

第二控制單元302，用于依據(jù)第二源節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第二源節(jié)點(diǎn)將消息信號(hào)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)；

第三控制單元303，用于基于中繼節(jié)點(diǎn)上裝有的天線(xiàn)數(shù)量和第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將消息信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)；

第四控制單元304，用于依據(jù)第四傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第一源節(jié)點(diǎn)將第二定向消息信號(hào)發(fā)送至所述第一目的節(jié)點(diǎn)。

具體的，第二控制單元302，結(jié)構(gòu)示意圖如圖9所示，包括：第一判斷子單元401、第一控制子單元402和第二控制子單元403；

第一判斷子單元401，用于判斷第二源節(jié)點(diǎn)上是否裝有一根天線(xiàn)；

第一控制子單元402，用于當(dāng)?shù)诙垂?jié)點(diǎn)上裝有一根天線(xiàn)時(shí)，根據(jù)第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第二源節(jié)點(diǎn)將第一廣播消息信號(hào)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)；

第二控制子單元403，用于當(dāng)?shù)诙垂?jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)時(shí)，依據(jù)第二源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)和第二傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制第二源節(jié)點(diǎn)將第三定向消息信號(hào)發(fā)送至第二類(lèi)通信組的第二目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)。

具體的，第三控制單元303，結(jié)構(gòu)示意圖如圖10所示，包括：第二判斷子單元501、第三控制子單元502和第四控制子單元503；

第二判斷子單元501，用于判斷中繼節(jié)點(diǎn)上是否安裝有一根天線(xiàn)；

第三控制子單元502，用于當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)上裝有一根天線(xiàn)時(shí)，對(duì)消息信號(hào)進(jìn)行解碼得到第二廣播信號(hào)，并根據(jù)第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將第二廣播信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)；

第四控制子單元503，用于當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)上裝有至少兩根天線(xiàn)時(shí)，對(duì)消息信號(hào)進(jìn)行解碼得到第四定向消息信號(hào)，并根據(jù)第三傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間和中繼節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)波束成形系數(shù)，控制中繼節(jié)點(diǎn)利用定向能量信號(hào)將第四定向消息信號(hào)發(fā)送至第二目的節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸裝置，通過(guò)計(jì)算選取的各個(gè)通信對(duì)對(duì)應(yīng)的各個(gè)最優(yōu)波束成形系數(shù)和在各個(gè)傳輸階段的最優(yōu)傳輸時(shí)間，控制通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)完成能量與信息的混合傳輸?；谏鲜霰景l(fā)明公開(kāi)的裝置，實(shí)現(xiàn)了通信對(duì)中各個(gè)源節(jié)點(diǎn)成功將消息傳輸至各自的目的節(jié)點(diǎn)，并且，由于按照最優(yōu)波束成形系數(shù)和最優(yōu)傳輸時(shí)間進(jìn)行傳輸，因此達(dá)到最大加權(quán)和速率通信。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種無(wú)線(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)傳輸方法及裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素，或者是還包括為這些過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。