基于SWIPT-TS的被困用戶雙向傳輸時間分配算法

魏 熹 朱 琦

（1.南京郵電大學，江蘇省無線通信重點實驗室，江蘇南京 210003；2.南京郵電大學，教育部泛在網絡健康服務系統工程研究中心，江蘇南京 210003）

1 引言

當自然災害或各種事故發生時，會造成建筑物的倒塌和設施的破壞，災區被困人員（例如困在倒塌房屋中的人員）的通信問題成為救災的重中之重［1］。協作中繼和能量采集作為下一代移動通信系統中的關鍵技術［2］，協作中繼技術不僅可以擴大信號覆蓋范圍，有效地解決無線通信中邊緣用戶信號弱的問題，提高系統容量，還可以降低發送端的能耗［3-4］。能量采集技術可以從周圍的射頻信號和可再生能源中獲得能量［5］。被困人員通信面臨的主要問題是終端無法充電、弱覆蓋等，因此協作中繼和能量采集技術可以有效解決移動設備的能耗問題，并幫助被困人員與外界進行通信。

無線協能通信技術（Simultaneous Wireless In?formation and Power Transfer，SWIPT）是一項新興技術，目的在于延長能量受限無線網絡的壽命，并為有限壽命的電池提供替代方案［6］。在此背景下，SWIPT 技術成為下一代無線網絡中的研究熱點。基于SWIPT 中繼網絡可以提高網絡的覆蓋范圍，提高網絡的吞吐量以及降低網絡的能耗。從這點出發，SWIPT 中繼網絡成為解決系統能耗以及提高系統吞吐量的有效途徑。考慮到中繼結點無法同時采集能量和信息處理，文獻［7］提出了兩種可行的SWIPT中繼協議，分別是基于功率分割（Power Split?ting，PS）的方式和基于時間分割（Time Switching，TS）的方式，即SWIPT-PS和SWIPT-TS。

基于SWIPT 中繼網絡可以提高網絡吞吐量，降低通信能耗，并解決中繼節點的供電問題。……