本發(fā)明涉及無線供電通信網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無線供電通信方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，射頻能量收集技術(shù)能為WSN(即Wireless Sensor Networks，無線傳感器網(wǎng)絡(luò))或IoT(即Internet of Things，物聯(lián)網(wǎng))等能量受限網(wǎng)絡(luò)提供持續(xù)穩(wěn)定的能量。

最近出現(xiàn)了一種改進(jìn)的無線供電通信網(wǎng)，供電站不僅負(fù)責(zé)給網(wǎng)內(nèi)通信設(shè)備終端進(jìn)行無線充電，還可以作為一個能量信息混合的信息接入點(diǎn)(Hybrid Access Point，H-AP)與網(wǎng)內(nèi)通信設(shè)備終端進(jìn)行信息通信，并且在能量傳送端利用多根天線進(jìn)行能量波束成形，有助于集中能量在接收端的方向，提高能量傳輸效率。

然而，在上述無線供電通信網(wǎng)中，如果通信設(shè)備終端所獲取到的能量較少，則該通信設(shè)備終端便無法將自身的信息發(fā)送至信息接入點(diǎn)，從而導(dǎo)致通信設(shè)備終端與信息接入點(diǎn)之間的通信失敗。

綜上所述可以看出，如何提高通信設(shè)備終端與信息接入點(diǎn)之間信息通信的成功率是目前還有待進(jìn)一步解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種無線供電通信方法及系統(tǒng)，提高了通信設(shè)備終端與信息接入點(diǎn)之間信息通信的成功率。其具體方案如下：

一種無線供電通信方法，包括：

若信息接入點(diǎn)需要分別與第一終端以及第二終端進(jìn)行信息通信，則將所述信息接入點(diǎn)上的射頻能量分別傳輸至所述第一終端和所述第二終端；其中，所述第一終端與所述信息接入點(diǎn)之間的距離大于所述第二終端與所述信息接入點(diǎn)之間的距離；

在所述第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送第一信息；其中，所述第一信息包括第一終端信息；

當(dāng)所述第二終端接收到所述第一信息，則確定是否需要所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)；

如果需要所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)，則在所述第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向所述信息接入點(diǎn)依次發(fā)送所述第一終端信息以及第二信息；其中，所述第二信息包括第二終端信息。

可選的，所述當(dāng)所述第二終端接收到所述第一信息，則確定是否需要所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)的過程，包括：

當(dāng)所述第二終端接收到所述第一信息，則直接判定需要所述第二終端將接收到的所述第一信息中的所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)。

可選的，所述第一信息中還包括距離相關(guān)信息；

其中，所述距離相關(guān)信息為與當(dāng)前所述第一終端與所述信息接入點(diǎn)之間的距離相關(guān)的信息。

可選的，所述當(dāng)所述第二終端接收到所述第一信息，則確定是否需要所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)的過程，包括：

當(dāng)所述第二終端接收到所述第一信息，則利用位于所述第一信息中的所述距離相關(guān)信息，判斷是否需要所述第二終端將接收到的所述第一信息中的所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)。

可選的，所述距離相關(guān)信息為當(dāng)前所述第一終端與所述信息接入點(diǎn)之間的實(shí)際距離值；

相應(yīng)的，所述利用位于所述第一信息中的所述距離相關(guān)信息，判斷是否需要所述第二終端將接收到的所述第一信息中的所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)的過程，包括：

判斷所述實(shí)際距離值是否小于預(yù)設(shè)距離閾值，如果是，則判定無需所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)，如果否，則判定需要所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)。

可選的，所述距離相關(guān)信息為二進(jìn)制標(biāo)志位；其中，若所述二進(jìn)制標(biāo)志位為0，則表示當(dāng)前所述第一終端與所述信息接入點(diǎn)之間的實(shí)際距離值小于預(yù)設(shè)距離閾值，若所述二進(jìn)制標(biāo)志位為1，則表示當(dāng)前第一終端與所述信息接入點(diǎn)之間的實(shí)際距離值不小于所述預(yù)設(shè)距離閾值；

相應(yīng)的，所述利用位于所述第一信息中的所述距離相關(guān)信息，判斷是否需要所述第二終端將接收到的所述第一信息中的所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)的過程，包括：

若所述二進(jìn)制標(biāo)志位為0，則判定無需所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)，若所述二進(jìn)制標(biāo)志位為1，則判定需要所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)。

可選的，射頻能量傳輸階段以及信息傳輸階段所涉及的相關(guān)參數(shù)的求解過程，包括：

構(gòu)造與射頻能量傳輸階段與信息傳輸階段相關(guān)的最優(yōu)化問題；其中，所述最優(yōu)化問題為非凸優(yōu)化問題；

將所述最優(yōu)化問題由非凸優(yōu)化問題等效轉(zhuǎn)換成凸優(yōu)化問題，得到轉(zhuǎn)換后的最優(yōu)化問題；

對所述轉(zhuǎn)換后的最優(yōu)化問題進(jìn)行求解，得到射頻能量傳輸階段以及信息傳輸階段所涉及的相關(guān)參數(shù)。

本發(fā)明還公開了一種無線供電通信系統(tǒng)，包括：

設(shè)于信息接入點(diǎn)上的能量傳輸模塊，用于當(dāng)所述信息接入點(diǎn)需要分別與第一終端以及第二終端進(jìn)行信息通信，則將所述信息接入點(diǎn)上的射頻能量分別傳輸至所述第一終端和所述第二終端；其中，所述第一終端與所述信息接入點(diǎn)之間的距離大于所述第二終端與所述信息接入點(diǎn)之間的距離；

設(shè)于所述第一終端上的第一信息發(fā)送模塊，用于在所述第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送第一信息；其中，所述第一信息包括第一終端信息；

設(shè)于所述第二終端上的任務(wù)確定模塊，用于當(dāng)所述第二終端接收到所述第一信息，則確定是否需要所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)；

設(shè)于所述第二終端上的第二信息發(fā)送模塊，用于當(dāng)所述任務(wù)確定模塊確定出需要所述第二終端將所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)，則在所述第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向所述信息接入點(diǎn)依次發(fā)送所述第一終端信息以及第二信息；其中，所述第二信息包括第二終端信息。

可選的，所述任務(wù)確定模塊，具體用于當(dāng)所述第二終端接收到所述第一信息，則直接判定需要所述第二終端將接收到的所述第一信息中的所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)。

可選的，所述第一信息中還包括距離相關(guān)信息；

其中，所述距離相關(guān)信息為與當(dāng)前所述第一終端與所述信息接入點(diǎn)之間的距離相關(guān)的信息；

相應(yīng)的，所述任務(wù)確定模塊，具體用于當(dāng)所述第二終端接收到所述第一信息，則利用位于所述第一信息中的所述距離相關(guān)信息，判斷是否需要所述第二終端將接收到的所述第一信息中的所述第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述信息接入點(diǎn)。

本發(fā)明中，無線供電通信方法，包括：若信息接入點(diǎn)需要分別與第一終端以及第二終端進(jìn)行信息通信，則將信息接入點(diǎn)上的射頻能量分別傳輸至第一終端和第二終端；其中，第一終端與信息接入點(diǎn)之間的距離大于第二終端與信息接入點(diǎn)之間的距離；在第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送第一信息；其中，第一信息包括第一終端信息；當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息，則確定是否需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)；如果需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向信息接入點(diǎn)依次發(fā)送第一終端信息以及第二信息；其中，第二信息包括第二終端信息。

可見，本發(fā)明在信息接入點(diǎn)分別與第一終端和第二終端進(jìn)行信息通信的過程中，會在第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送包含第一終端信息的第一信息，接著，當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息之后，將會判斷是否需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，如果需要，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向信息接入點(diǎn)依次發(fā)送第一終端信息以及包含第二終端信息的第二信息，由此提高了第一終端與信息接入點(diǎn)之間的信息通信成功率。也即，本發(fā)明能夠提高通信設(shè)備終端與信息接入點(diǎn)之間信息通信的成功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)施例公開的一種無線供電通信方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種具體的無線供電通信方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種具體的無線供電通信方法流程圖；

圖4a和圖4b為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種具體的無線供電通信應(yīng)用場景；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種無線供電通信系統(tǒng)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)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動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。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種無線供電通信方法，參見圖1所示，該方法包括：

步驟S11：若信息接入點(diǎn)需要分別與第一終端以及第二終端進(jìn)行信息通信，則將信息接入點(diǎn)上的射頻能量分別傳輸至第一終端和第二終端；其中，第一終端與信息接入點(diǎn)之間的距離大于第二終端與信息接入點(diǎn)之間的距離。

本實(shí)施例中，信息接入點(diǎn)(即Access Point)既可以向通信終端傳遞射頻能量，也能夠與通信終端之間展開通信，是一種能量信息混合接入點(diǎn)(即H-AP，Hybrid Access Point)。

另外，本實(shí)施例中，第一終端相對于第二終端來說，在距離上更接近上述信息接入點(diǎn)。

步驟S12：在第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送第一信息；其中，第一信息包括第一終端信息。

本實(shí)施例中，第一終端獲取到射頻能量之后，將會在該射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送上述第一信息，這樣，在本次發(fā)送過程信息所能達(dá)到范圍之內(nèi)的所有通信終端以及所有信息接入點(diǎn)均能獲取到上述第一信息。

步驟S13：當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息，則確定是否需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)。

步驟S14：如果需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向信息接入點(diǎn)依次發(fā)送第一終端信息以及第二信息；其中，第二信息包括第二終端信息。

可見，本發(fā)明實(shí)施例在信息接入點(diǎn)分別與第一終端和第二終端進(jìn)行信息通信的過程中，會在第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送包含第一終端信息的第一信息，接著，當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息之后，將會判斷是否需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，如果需要，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向信息接入點(diǎn)依次發(fā)送第一終端信息以及包含第二終端信息的第二信息，由此提高了第一終端與信息接入點(diǎn)之間的信息通信成功率。也即，本發(fā)明實(shí)施例能夠提高通信設(shè)備終端與信息接入點(diǎn)之間信息通信的成功率。

參見圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種具體的無線供電通信方法，包括如下步驟：

步驟S21：若信息接入點(diǎn)需要分別與第一終端以及第二終端進(jìn)行信息通信，則將信息接入點(diǎn)上的射頻能量分別傳輸至第一終端和第二終端；其中，第一終端與信息接入點(diǎn)之間的距離大于第二終端與信息接入點(diǎn)之間的距離。

步驟S22：在第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送第一信息；其中，第一信息包括第一終端信息。

步驟S23：當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息，則直接判定需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)。

步驟S24：在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向信息接入點(diǎn)依次發(fā)送第一終端信息以及第二信息；其中，第二信息包括第二終端信息。

可以理解的是，如果在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)，第二終端始終沒有接收到上述第一信息，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，僅向信息接入點(diǎn)發(fā)送上述第二信息。其中，上述預(yù)設(shè)時間段可以根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定，在此不對其進(jìn)行具體限定。

參見圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種具體的無線供電通信方法，包括如下步驟：

步驟S31：若信息接入點(diǎn)需要分別與第一終端以及第二終端進(jìn)行信息通信，則將信息接入點(diǎn)上的射頻能量分別傳輸至第一終端和第二終端；其中，第一終端與信息接入點(diǎn)之間的距離大于第二終端與信息接入點(diǎn)之間的距離。

步驟S32：在第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送第一信息；其中，第一信息包括第一終端信息以及距離相關(guān)信息。

其中，上述距離相關(guān)信息為與當(dāng)前第一終端與信息接入點(diǎn)之間的距離相關(guān)的信息，例如，上述距離相關(guān)信息可以是當(dāng)前第一終端與信息接入點(diǎn)之間的實(shí)際距離值，也可以是一種二進(jìn)制標(biāo)志位，其中，若上述二進(jìn)制標(biāo)志位為0，則表示當(dāng)前第一終端與信息接入點(diǎn)之間的實(shí)際距離值小于預(yù)設(shè)距離閾值，若二進(jìn)制標(biāo)志位為1，則表示當(dāng)前第一終端與信息接入點(diǎn)之間的實(shí)際距離值不小于預(yù)設(shè)距離閾值；

步驟S33：當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息，則利用位于第一信息中的距離相關(guān)信息，判斷是否需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)。

具體的，如果上述第一信息中的距離相關(guān)信息具體是當(dāng)前第一終端與信息接入點(diǎn)之間的實(shí)際距離值，則上述利用位于第一信息中的距離相關(guān)信息，判斷是否需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)的過程，具體可以包括：

判斷實(shí)際距離值是否小于預(yù)設(shè)距離閾值，如果是，則判定無需第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，如果否，則判定需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)。

另外，如果上述第一信息中的距離相關(guān)信息具體是上述二進(jìn)制標(biāo)志位，則上述利用位于第一信息中的距離相關(guān)信息，判斷是否需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)的過程，具體可以包括：

若二進(jìn)制標(biāo)志位為0，則判定無需第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，若二進(jìn)制標(biāo)志位為1，則判定需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)。

步驟S34：如果判定出需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向信息接入點(diǎn)依次發(fā)送第一終端信息以及第二信息；其中，第二信息包括第二終端信息。

步驟S35：如果判定出無需第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，僅向信息接入點(diǎn)發(fā)送上述第二信息。

進(jìn)一步的，在前述各個實(shí)施例中公開的無線供電通信方法中，相關(guān)的射頻能量傳輸階段以及信息傳輸階段所涉及的相關(guān)參數(shù)的求解過程，具體可以包括：

構(gòu)造與射頻能量傳輸階段與信息傳輸階段相關(guān)的最優(yōu)化問題，其中，最優(yōu)化問題為非凸優(yōu)化問題，然后將最優(yōu)化問題由非凸優(yōu)化問題等效轉(zhuǎn)換成凸優(yōu)化問題，得到轉(zhuǎn)換后的最優(yōu)化問題，接著對轉(zhuǎn)換后的最優(yōu)化問題進(jìn)行求解，得到射頻能量傳輸階段以及信息傳輸階段所涉及的相關(guān)參數(shù)。

下面結(jié)合一個具體的應(yīng)用場景來對上述相關(guān)參數(shù)的求解過程進(jìn)行說明：

圖4a和圖4b示出了一個具體的應(yīng)用場景，該場景中包括一個有N根天線的H-AP，以及兩個單天線的用戶終端，分別為U₁和U₂，并且U₁比U₂距離H-AP更遠(yuǎn)。

其中，U₁和U₂需要接收H-AP傳輸?shù)纳漕l能量后，利用接收的能量將自身信息傳送給H-AP。

設(shè)T為每次傳送過程的時間，其中τ_eT的時間用于能量傳輸(H-AP傳給U₁和U₂)，(1-τ_e)T的時間用于信息傳輸(U₁和U₂傳給H-AP)，τ_e∈[0,1]。假設(shè)在每次傳送過程的時間T內(nèi)，節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)B的信道系數(shù)與節(jié)點(diǎn)B到節(jié)點(diǎn)A的信道系數(shù)相同。

在能量傳輸階段，用戶終端U_i接收的信號能表示成：

式中，P_H-AP是H-AP的傳輸功率，h_i為H-AP到U_i的N×1維的復(fù)信道向量，x_e為波束成形后的N×1維的向量信號，是用于傳輸能量的單位能量信號，滿足n_i代表U_i接收到的參數(shù)為N₀的零均值加性高斯白噪聲(Additive White Gaussian Noise，AWGN)。

H-AP采用能量波束成形技術(shù)，x_e＝ws_e。s_e為單位能量信號，w為波束成形向量，滿足下面的公式(1)：

‖w‖²≤1； (1)

因此，在能量傳輸階段，用戶終端U_i接收的能量可表示為：

η為能量轉(zhuǎn)換效率常數(shù)。

由于用戶終端U_i與H-AP距離不一樣，距離近的用戶終端可以直接傳送信息給H-AP，距離遠(yuǎn)的用戶終端可能需要距離近的用戶終端協(xié)助中繼傳送信息給H-AP。為更好說明用戶協(xié)作過程，信息傳輸階段被分為三個階段，在第一個階段(τ₁T)U₁向H-AP和U₂傳送自己的信息，在第二個階段U₂向H-AP傳送U₁的信息，在第三個階段U₂向H-AP傳送自己的信息。

在第一個階段中，H-AP和U₂接收的U₁發(fā)送信號為：s₁為U₁傳送的單位能量的信號，n₀為H-AP接收到的參數(shù)為N₀的零均值加性高斯白噪聲，g為U₁到U₂的復(fù)信道向量，P₁為U₁傳輸功率。由于U₁使用的能量都來自于能量傳輸階段收集的能量，因此P₁τ₁T≤E₁，也即滿足

在第二個階段中，H-AP接收U₂發(fā)送的信號為：為U₂在第二個階段的傳輸功率，是U₂解碼轉(zhuǎn)發(fā)的第一個階段接收到的U₁的信號，也是單位能量信號。因此H-AP接收到兩份U₁的信號，一份U₁直接發(fā)送的信號和一份U₂解碼轉(zhuǎn)發(fā)的U₁的信號。U₁到H-AP的端到端可達(dá)信息率的表達(dá)式如下所示：

其中，

在第三個階段中，H-AP接收的U₂發(fā)送信號為：因此U₂到H-AP的端到端可達(dá)信息率的表示式如下所示：

式中，為U₂在第三個階段的傳輸功率，是U₂自身需要傳輸?shù)膯挝荒芰啃盘枺捎赨₂使用的能量都來自于能量傳輸階段收集的能量，因此也即滿足：

根據(jù)以上描述，T被分成四部分：不失一般性，上述滿足下面的公式(6)和公式(7)：

下面將上述場景建模為一個最優(yōu)化問題求解，優(yōu)化目標(biāo)為最大化系統(tǒng)用戶的加權(quán)和速率，調(diào)節(jié)參數(shù)為能量波束成型參數(shù)w、時間分配參數(shù)功率分配參數(shù)

設(shè)α₁,α₂≥0為預(yù)先定義的用戶U₁和U₂速率權(quán)重，代表了用戶信息重要程度。若α₁＞α₂表示U₁信息比U₂信息更重要，優(yōu)先給U₁分配更高速率(提高R₁)發(fā)送U₁信息；反之亦然。此時最優(yōu)化問題具體如下面公式(8)所示：

其中，為時間分配向量，為功率分配向量。另外，上述公式(8)對應(yīng)的約束條件具體如下所示：

s.t.公式(1)，公式(2)，公式(5)，公式(6)，公式(7)。

其中，公式(1)為能量波束成型向量約束，公式(2)和公式(5)為功率分配約束，公式(6)和公式(7)為時間分配約束。

從公式(2)和公式(5)可以看出，τ與P耦合在一起，因此公式(2)和公式(5)是非凸集合，公式(8)不是凸優(yōu)化問題，不能直接通過現(xiàn)有方法求解。

下面對公式(8)進(jìn)行一系列等價變換，將公式(8)轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題進(jìn)行求解。

根據(jù)公式(3)，R₁滿足下面三個約束：

R₁≥0； (11)

如果把R₁當(dāng)做一個優(yōu)化變量，公式(8)能表示成：

其中，上述公式(12)對應(yīng)的約束條件具體如下所示：

s.t.公式(1)，公式(2)，公式(5)，公式(6)，公式(7)，公式(9)，公式(10)，公式(11)。

但在公式(9)和公式(10)中，τ與P仍然耦合在一起，因此公式(12)依然不是凸優(yōu)化問題。為此，引入輔助向量分別用取代則公式(4)、公式(9)、公式(10)轉(zhuǎn)化為：

定義公式(1)能被表示為：

公式(2)、公式(5)能被表示為：

此時，公式(17)和公式(18)依然非凸，進(jìn)一步引入變量則公式(16)能被表示為：

公式(17)能被表示為：

公式(18)能被表示為：

通過這一系列等價變換，公式(8)中的P1能被表示為：

其中，上述公式(22)對應(yīng)的約束條件如下所示：

s.t.公式(6)，公式(7)，公式(14)，公式(15)，公式(19)，公式(20)，公式(21)，R₁≥0。

但由于公式(19)中的秩約束rank(V)＝1，此時P2依然非凸。為解決這個問題，可通過SDR方法求解，首先去除秩約束，得到放松的P2，也即得到下面的P3：

與公式(23)對應(yīng)的約束條件具體如下：

s.t.公式(6)，公式(7)，公式(14)，公式(15)，公式(11)，公式(20)，公式(21)，Tr(V)≤τ_e,V≥0。

可以證明P3是一凸問題，其全局最優(yōu)解唯一且可通過凸優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)求解方法(如：SeduMi，CVX)求得?？蛇M(jìn)一步證明P3的全局最優(yōu)解V^*總是滿足秩約束rank(V)＝1，因此可通過求得W^*，根據(jù)W^*＝w^*w^*H通過特征值分解求得w^*，w^*即為P1的最優(yōu)波束成型向量，至此P1的全局最優(yōu)解求出，此最優(yōu)解即為基于用戶協(xié)作的無線供電網(wǎng)絡(luò)最大用戶和速率的資源分配方案。

另外，本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種無線供電通信系統(tǒng)，參見圖5所示，該系統(tǒng)包括：

設(shè)于信息接入點(diǎn)上的能量傳輸模塊11，用于當(dāng)信息接入點(diǎn)需要分別與第一終端以及第二終端進(jìn)行信息通信，則將信息接入點(diǎn)上的射頻能量分別傳輸至第一終端和第二終端；其中，第一終端與信息接入點(diǎn)之間的距離大于第二終端與信息接入點(diǎn)之間的距離；

設(shè)于第一終端上的第一信息發(fā)送模塊12，用于在第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送第一信息；其中，第一信息包括第一終端信息；

設(shè)于第二終端上的任務(wù)確定模塊13，用于當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息，則確定是否需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)；

設(shè)于第二終端上的第二信息發(fā)送模塊14，用于當(dāng)任務(wù)確定模塊確定出需要第二終端將第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向信息接入點(diǎn)依次發(fā)送第一終端信息以及第二信息；其中，第二信息包括第二終端信息。

本實(shí)施例中，上述任務(wù)確定模塊，具體可以用于當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息，則直接判定需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)。

另外，上述第一信息中還可以進(jìn)一步包括距離相關(guān)信息；其中，距離相關(guān)信息為與當(dāng)前第一終端與信息接入點(diǎn)之間的距離相關(guān)的信息。相應(yīng)的，上述任務(wù)確定模塊，也可以具體用于當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息，則利用位于第一信息中的距離相關(guān)信息，判斷是否需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)。

關(guān)于上述各個模塊更加具體的工作過程可以參考前述實(shí)施例中公開的相應(yīng)內(nèi)容，在此不再進(jìn)行贅述。

可見，本發(fā)明實(shí)施例在信息接入點(diǎn)分別與第一終端和第二終端進(jìn)行信息通信的過程中，會在第一終端獲取到的射頻能量的支持下，以廣播形式向外界發(fā)送包含第一終端信息的第一信息，接著，當(dāng)?shù)诙K端接收到第一信息之后，將會判斷是否需要第二終端將接收到的第一信息中的第一終端信息轉(zhuǎn)發(fā)至信息接入點(diǎn)，如果需要，則在第二終端獲取到的射頻能量的支持下，向信息接入點(diǎn)依次發(fā)送第一終端信息以及包含第二終端信息的第二信息，由此提高了第一終端與信息接入點(diǎn)之間的信息通信成功率。也即，本發(fā)明實(shí)施例能夠提高通信設(shè)備終端與信息接入點(diǎn)之間信息通信的成功率。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，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“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程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上對本發(fā)明所提供的一種無線供電通信方法及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(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)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。