本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于無(wú)線輸能的非正交多址接入通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多。電池壽命是無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)能否正常工作的重要影響因素。在無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多的情況下，如果進(jìn)行電池更換或者再充電是非常繁瑣的，成本較高。

目前，無(wú)線能量傳輸技術(shù)可以解決電池壽命問(wèn)題。無(wú)線能量傳輸技術(shù)利用了電磁波的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射特性。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)可以接收從能量基站發(fā)射的射頻信號(hào)，能量基站的能量來(lái)源于各種可再生能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)力、水力等。

在無(wú)線輸能的通信系統(tǒng)中，如何分配能量基站的能量給各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于無(wú)線輸能的非正交多址接入通信系統(tǒng)，以對(duì)能量基站分配給各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)行合理分配，提高傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)的可達(dá)速率，降低問(wèn)題的復(fù)雜度，提高整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于無(wú)線輸能的非正交多址接入通信系統(tǒng)，包括一個(gè)多天線的能量基站，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)信息接收機(jī)，其中：

所述能量基站，用于基于能量波束成型技術(shù)向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量；

任意一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，用于利用接收到的能量將采集到的信息以非正交多址接入方式發(fā)送給所述信息接收機(jī)；

所述信息接收機(jī)，用于接收并解碼各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，所述能量基站在每個(gè)運(yùn)行周期的第一時(shí)間段向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在每個(gè)運(yùn)行周期的第二時(shí)間段利用接收到的能量將采集到的信息同時(shí)同頻發(fā)送給所述信息接收機(jī)。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，所述第一時(shí)間段為(1-τ)t，所述第二時(shí)間段為τt，其中，t為運(yùn)行周期，τ為時(shí)間分配系數(shù)。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，通過(guò)以下步驟確定所述時(shí)間分配系數(shù)τ：

將預(yù)先設(shè)定的時(shí)間分配系數(shù)的第一時(shí)間范圍確定為目標(biāo)時(shí)間范圍；

在所述目標(biāo)時(shí)間范圍內(nèi)確定搜索步長(zhǎng)；

根據(jù)所述搜索步長(zhǎng)，在所述目標(biāo)時(shí)間范圍內(nèi)獲得第一值和第二值；

基于設(shè)定的吞吐量表達(dá)式函數(shù)，確定所述第一值對(duì)應(yīng)的第一函數(shù)值及所述第二值對(duì)應(yīng)的第二函數(shù)值；

如果所述第一函數(shù)值大于所述第二函數(shù)值，則將所述第一值確定為參考值，否則，將所述第二值確定為所述參考值；

根據(jù)所述參考值，確定誤差；

如果所述誤差小于預(yù)設(shè)的誤差閾值，則將所述參考值確定為最優(yōu)的所述時(shí)間分配系數(shù)τ；

否則，調(diào)整所述第一時(shí)間范圍，將調(diào)整后的所述第一時(shí)間范圍確定為所述目標(biāo)時(shí)間范圍，重復(fù)執(zhí)行所述在所述目標(biāo)時(shí)間范圍內(nèi)確定搜索步長(zhǎng)的步驟。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，所述信息接收機(jī)具體用于：

將接收到的所有傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息的集合確定為目標(biāo)信息集合；

在所述目標(biāo)信息集合中確定目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息；

將所述目標(biāo)信息集合中除所述目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息外的其他信息確定為干擾信息，解碼所述目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息；

在所述目標(biāo)信息集合中去除所述目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息，將剩下的信息的集合確定為目標(biāo)信息集合，重復(fù)執(zhí)行所述在所述目標(biāo)信息集合中確定目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息的步驟，直至所述目標(biāo)信息集合為空。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，所述能量基站具體用于：

獲取所述能量基站到每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的第一信道狀態(tài)信息和每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到所述信息接收機(jī)的第二信道狀態(tài)信息；

根據(jù)所述第一信道狀態(tài)信息和所述第二信道狀態(tài)信息，構(gòu)建狀態(tài)矩陣；

將所述狀態(tài)矩陣進(jìn)行奇異值分解，獲得酉矩陣和對(duì)角矩陣；

提取所述酉矩陣中與所述對(duì)角矩陣中最大的奇異值對(duì)應(yīng)的列向量；

根據(jù)提取到的列向量和所述能量基站的最大發(fā)射功率，確定最優(yōu)的能量波束成型向量；

根據(jù)所述能量波束成型向量，確定向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)哪芰看笮　?/p>

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，所述狀態(tài)矩陣g為：

其中，gk為所述能量基站到第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的第一信道狀態(tài)信息，hk為第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到所述信息接收機(jī)的第二信道狀態(tài)信息，n0為所述信息接收機(jī)接收到的噪聲功率。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，所述能量波束成型向量w^*為：

其中，pmax為所述能量基站的最大發(fā)射功率，v1為所述酉矩陣中與所述對(duì)角矩陣中最大的奇異值對(duì)應(yīng)的列向量。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，多天線的能量基站可以基于能量波束成型技術(shù)向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量，任意一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可以利用接收到的能量將采集到的信息以非正交多址接入方式發(fā)送給信息接收機(jī)，信息接收機(jī)接收并解碼各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息。對(duì)能量基站分配給各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量進(jìn)行了優(yōu)化，可以合理分配能量，提高了傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)的可達(dá)速率，降低了問(wèn)題的復(fù)雜度，提高了整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。

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)明的一些實(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)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中基于無(wú)線輸能的非正交多址接入通信系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中基于無(wú)線輸能的非正交多址接入通信系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中信息接收機(jī)解碼信息示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。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。基于本發(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。

參見(jiàn)圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于無(wú)線輸能的非正交多址接入通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該通信系統(tǒng)包括一個(gè)多天線的能量基站110，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)信息接收機(jī)120，其中：

能量基站110，用于基于能量波束成型技術(shù)向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量；

任意一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，用于利用接收到的能量將采集到的信息以非正交多址接入方式發(fā)送給信息接收機(jī)120；

信息接收機(jī)120，用于接收并解碼各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖2所示，能量基站110為多天線，其基于能量波束成型技術(shù)可以確定分配給各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量大小，從而基于確定的能量大小向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量。k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)中的任意一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可以利用接收到的能量進(jìn)行信息采集，并將采集到的信息以非正交多址接入方式發(fā)送給信息接收機(jī)120。信息接收機(jī)120接收各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息，并對(duì)接收到的各信息進(jìn)行解碼處理。

傳感器節(jié)點(diǎn)和信息接收機(jī)120可以為單天線還可以為多天線，如果傳感器節(jié)點(diǎn)或信息接收機(jī)120為多天線，則在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)或信息接收機(jī)120可以根據(jù)各天線性能，啟用性能最佳的天線進(jìn)行信息的收發(fā)。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，能量基站110在每個(gè)運(yùn)行周期的第一時(shí)間段向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在每個(gè)運(yùn)行周期的第二時(shí)間段利用接收到的能量將采集到的信息同時(shí)同頻發(fā)送給信息接收機(jī)120。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于無(wú)線輸能的非正交多址接入通信系統(tǒng)可以按照設(shè)定的運(yùn)行周期工作。在每個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，能量基站110向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)利用接收到的能量將采集到的信息發(fā)送給信息接收機(jī)120。具體的，每個(gè)運(yùn)行周期都可以分為兩個(gè)時(shí)間段，在第一時(shí)間段內(nèi)，能量基站110向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量，在第二時(shí)間段內(nèi)，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)利用接收到的能量將采集到的信息同時(shí)同頻發(fā)送給信息接收機(jī)120。

如圖2所示，第一時(shí)間段可以為(1-τ)t，第二時(shí)間段可以為τt，其中，t為運(yùn)行周期，τ為時(shí)間分配系數(shù)。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，可以通過(guò)以下步驟確定時(shí)間分配系數(shù)τ：

步驟一：將預(yù)先設(shè)定的時(shí)間分配系數(shù)的第一時(shí)間范圍確定為目標(biāo)時(shí)間范圍；

步驟二：在目標(biāo)時(shí)間范圍內(nèi)確定搜索步長(zhǎng)；

步驟三：根據(jù)搜索步長(zhǎng)，在目標(biāo)時(shí)間范圍內(nèi)獲得第一值和第二值；

步驟四：基于設(shè)定的吞吐量表達(dá)式函數(shù)，確定第一值對(duì)應(yīng)的第一函數(shù)值及第二值對(duì)應(yīng)的第二函數(shù)值；

步驟五：如果第一函數(shù)值大于第二函數(shù)值，則將第一值確定為參考值，否則，將第二值確定為參考值；

步驟六：根據(jù)參考值，確定誤差；

步驟七：如果誤差小于預(yù)設(shè)的誤差閾值，則將參考值確定為最優(yōu)的時(shí)間分配系數(shù)τ；否則，調(diào)整第一時(shí)間范圍，將調(diào)整后的第一時(shí)間范圍確定為目標(biāo)時(shí)間范圍，重復(fù)執(zhí)行步驟二至步驟七的操作。

為便于描述，將上述七個(gè)步驟結(jié)合起來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

在本發(fā)明實(shí)施例中，可以預(yù)先設(shè)定時(shí)間分配系數(shù)的第一時(shí)間范圍，第一時(shí)間范圍的下限即為時(shí)間分配系數(shù)的下限，第一時(shí)間范圍的上限即為時(shí)間分配系數(shù)的上限，如設(shè)定上限為1，下限為0。

將第一時(shí)間范圍確定為目標(biāo)時(shí)間范圍，在目標(biāo)時(shí)間范圍內(nèi)確定搜索步長(zhǎng)。根據(jù)搜索步長(zhǎng)，在目標(biāo)時(shí)間范圍內(nèi)獲得第一值和第二值。

預(yù)設(shè)吞吐量表達(dá)式函數(shù)為：

其中，pmax為能量基站的最大發(fā)射功率，λ1為矩陣gg^h對(duì)應(yīng)的最大特征向量，g為狀態(tài)矩陣。

將第一值代入到上述吞吐量表達(dá)式函數(shù)中，可以計(jì)算得到第一函數(shù)值，將第二值代入到上述吞吐量表達(dá)式函數(shù)中，可以計(jì)算得到第二函數(shù)值。

即基于設(shè)定的吞吐量表達(dá)式函數(shù)，可以確定第一值對(duì)應(yīng)的第一函數(shù)值及第二值對(duì)應(yīng)的第二函數(shù)值。

比較第一函數(shù)值和第二函數(shù)值的大小。如果第一函數(shù)值大于第二函數(shù)值，則可以將第一值確定為參考值，否則將第二值確定為參考值。

根據(jù)參考值，可以進(jìn)一步確定誤差，具體的，可以通過(guò)“誤差＝搜索步長(zhǎng)/參考值”計(jì)算誤差。如果誤差小于預(yù)設(shè)的誤差閾值，則可以將當(dāng)前的參考值確定為最優(yōu)的時(shí)間分配系數(shù)τ，否則，可以調(diào)整第一時(shí)間范圍，并將調(diào)整后的第一時(shí)間范圍確定為目標(biāo)時(shí)間范圍，重復(fù)執(zhí)行在目標(biāo)時(shí)間范圍內(nèi)確定搜索步長(zhǎng)及以下步驟的操作，直至得到最優(yōu)的時(shí)間分配系數(shù)。

需要說(shuō)明的是，誤差閾值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整，如設(shè)置為0.01，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)一種復(fù)雜度較低的算法進(jìn)行能量和信息傳輸?shù)臅r(shí)間分配，提高了整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在每個(gè)運(yùn)行周期的第二時(shí)間段可以利用接收到的能量將采集到的信息同時(shí)同頻發(fā)送給信息接收機(jī)120，即各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采用非正交多址接入方式向信息接收機(jī)120發(fā)送采集到的信息。信息接收機(jī)120將同時(shí)接收到多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，信息相互之間存在同頻干擾，但是可以提高頻率效率，解決頻譜資源緊缺問(wèn)題。

鑒于此，在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，信息接收機(jī)120可以通過(guò)以下步驟對(duì)接收到的信息進(jìn)行解碼：

第一個(gè)步驟：將接收到的所有傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息的集合確定為目標(biāo)信息集合；

第二個(gè)步驟：在目標(biāo)信息集合中確定目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息；

第三個(gè)步驟：將目標(biāo)信息集合中除目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息外的其他信息確定為干擾信息，解碼目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息；

第四個(gè)步驟：在目標(biāo)信息集合中去除目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息，將剩下的信息的集合確定為目標(biāo)信息集合，重復(fù)執(zhí)行在目標(biāo)信息集合中確定目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息的步驟，直至目標(biāo)信息集合為空。

為便于描述，將上述四個(gè)步驟結(jié)合起來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

信息接收機(jī)120接收到各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)同時(shí)同頻發(fā)送過(guò)來(lái)的信息后，可以將接收到的所有傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息的集合確定為目標(biāo)信息集合。在目標(biāo)信息集合中確定目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息，目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息為目標(biāo)信息集合中任意一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息。

將目標(biāo)信息集合中除目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息外的其他信息均確定為干擾信息。即相對(duì)于目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息而言，目標(biāo)信息集合中其他信息均為干擾信息。通過(guò)解相關(guān)器可以分離出目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息，對(duì)目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行解碼，獲得解碼后的目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息。

對(duì)目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行解碼后，在目標(biāo)信息集合中去除目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息，將剩下的信息的集合確定為目標(biāo)信息集合。重復(fù)執(zhí)行在目標(biāo)信息集合中確定目標(biāo)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息的步驟，即依次將解碼后的傳感器節(jié)點(diǎn)的信息從目標(biāo)信息集合中去除，對(duì)新的目標(biāo)信息集合中的信息進(jìn)行解碼，直至目標(biāo)信息集合為空。這樣可以得到解碼后的每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息。

如圖3所示，yk為信息接收機(jī)120接收到的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息的集合，將該集合中傳感器節(jié)點(diǎn)1的信息外的信息均確定為干擾信息，通過(guò)解相關(guān)器1分離出傳感器節(jié)點(diǎn)1的信息，解碼傳感器節(jié)點(diǎn)1的信息，得到stream1；從該集合中減去傳感器節(jié)點(diǎn)1的信息，得到新的集合，將新的集合中傳感器節(jié)點(diǎn)2的信息外的信息均確定為干擾信息，通過(guò)解相關(guān)器2分離出傳感器節(jié)點(diǎn)2的信息，解碼傳感器節(jié)點(diǎn)2的信息，得到stream2；……，依此類(lèi)推，得到解碼后的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息。

信息接收機(jī)120使用串行干擾消除技術(shù)解碼接收到的信息，可以有效的提高系統(tǒng)的吞吐量和頻譜效率，從而提高通信系統(tǒng)的性能。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，能量基站110可以具體用于：

步驟一：獲取能量基站110到每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的第一信道狀態(tài)信息和每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)120的第二信道狀態(tài)信息；

步驟二：根據(jù)第一信道狀態(tài)信息和第二信道狀態(tài)信息，構(gòu)建狀態(tài)矩陣；

步驟三：將狀態(tài)矩陣進(jìn)行奇異值分解，獲得酉矩陣和對(duì)角矩陣；

步驟四：提取酉矩陣中與對(duì)角矩陣中最大的奇異值對(duì)應(yīng)的列向量；

步驟五：根據(jù)提取到的列向量和能量基站110的最大發(fā)射功率，確定最優(yōu)的能量波束成型向量；

步驟六：根據(jù)能量波束成型向量，確定向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)哪芰看笮　?/p>

為便于描述，將上述六個(gè)步驟結(jié)合起來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的通信系統(tǒng)的通信鏈路可以分為兩部分：一部分為能量基站110到各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的通信鏈路，可以稱為pu鏈路；另一部分為各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)120的通信鏈路，可以稱為ui鏈路。

以傳感器節(jié)點(diǎn)為單天線為例進(jìn)行說(shuō)明。

在本發(fā)明實(shí)施例中，可以通過(guò)表示第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在pu鏈路的第一信道狀態(tài)信息，也即能量基站110到第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的第一信道狀態(tài)信息，表示能量基站110到第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的距離，α為路徑衰落因子，gk^small為能量基站到第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的小尺度衰落信道狀態(tài)信息，k＝1,2…,k，k為傳感器節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

可以通過(guò)表示第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在ui鏈路的第二信道狀態(tài)信息，也即第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)120的第二信道狀態(tài)信息，表示第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)120的距離，α為路徑衰落因子，hk^small為第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)的小尺度衰落信道狀態(tài)信息，k＝1,2…,k，k為傳感器節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

能量基站110獲取到能量基站110到每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的第一信道狀態(tài)信息和每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)120的第二信道狀態(tài)信息后，可以根據(jù)第一信道狀態(tài)信息和第二信道狀態(tài)信息，構(gòu)建狀態(tài)矩陣。

構(gòu)建的狀態(tài)矩陣可以表示為：

其中，gk為能量基站110到第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的第一信道狀態(tài)信息，hk為第k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)120的第二信道狀態(tài)信息，n0為信息接收機(jī)接收到的噪聲功率。將狀態(tài)矩陣g進(jìn)行奇異值分解，可以得到：

其中，vg為酉矩陣，γ為對(duì)角矩陣。

確定對(duì)角矩陣中最大的奇異值，在酉矩陣中提取出與該最大的奇異值對(duì)應(yīng)的列向量。

根據(jù)提取到的列向量和能量基站110的最大發(fā)射功率，可以確定最優(yōu)的能量波束成型向量。

能量波束成型向量w^*為：

其中，pmax為能量基站110的最大發(fā)射功率，v1為酉矩陣中與對(duì)角矩陣中最大的奇異值對(duì)應(yīng)的列向量。

根據(jù)能量波束成型向量，可以確定向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)哪芰看笮?。具體的，可以通過(guò)確定向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)哪芰看笮　?/p>

這樣，能量基站110分配可以給各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)分配不同的能量，即進(jìn)行能量的合理分配，可以提高從傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)120的可達(dá)速率，降低了問(wèn)題的復(fù)雜度，從而提高了整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例所提供的通信系統(tǒng)，多天線的能量基站可以基于能量波束成型技術(shù)向各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸能量，任意一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可以利用接收到的能量將采集到的信息以非正交多址接入方式發(fā)送給信息接收機(jī)，信息接收機(jī)接收并解碼各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的信息。對(duì)能量基站分配給各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量進(jìn)行了優(yōu)化，可以合理分配能量，提高了傳感器節(jié)點(diǎn)到信息接收機(jī)的可達(dá)速率，降低了問(wèn)題的復(fù)雜度，提高了整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見(jiàn)即可。

專(zhuān)業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，在上述說(shuō)明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(ram)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(rom)、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、cd-rom、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。

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)明的技術(shù)方案及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。