中文引用格式： 闫静，叶婷，彭乐钦，等. 信能同传网络中基于能量的中继选择方法研究[J]. 电子技术应用，2024，50(8)：71-75.
英文引用格式： Yan Jing，Ye Ting，Peng Leqin，et al. Research of relay selection based on energy for simultaneous wireless information and power transfer network[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(8)：71-75.
引言
利用可持续能源为无线设备供电为实现绿色通信提供了一种新的解决办法[1-3]。从射频信号中收集能量为节点进行充电是一个研究热点[4-6]。在无线中继网络中，中继协作有助于提高网络的覆盖率以及提高两个远距离通信节点的传输可靠性[7-9]。传统的无线中继网络中，中继节点通常只配备有固定的能量供给，而且中继节点在转发信息的过程当中不断消耗能量，所以其生命时间受到挑战。为了延长无线中继网络的生命时间，可以将信能同传技术应用到能量受限的无线中继网络中，把传统的中继节点更换为可以从源节点射频信号收集能量的节点。
中继节点在使用所收集能量的过程当中还会有一些实际的限制条件。一方面，能量收集的转换效率也只有10%~30%[10]，转换效率依赖于转换电路的设计。另一方面，一个单独时隙收集到的能量非常小，收集能量的速度可能会小于能量消耗的速度，远远不够进行信息传输，还需要固有电池电量的补充，从而导致某些中继节点过早不存活而影响网络的连通性。因此，本文试图设计中继选择策略来延长无线能量受限中继网络的生命时间。
为传统中继网络所设计的中继选择策略非常多。以前的中继选择协议倾向于选择信道条件比较好的中继节点作为协作中继[11-13]，这种单一考虑信道状态的中继选择策略可能会选出一个没有充足能量用于传输的中继节点，从而导致被选中的节点过早死亡而影响网络的分集增益，所以这种方法不适用于中继可进行能量收集的协作网络。唐菁敏等[14]研究了无人机中继辅助的多用户全双工无线通信网络，并提出了最大化最小平均速率的联合资源优化算法。
分析发现，上述研究内容没有考虑中继节点能量受限时的能量补给问题，本文研究了信能同传中继网络能量意识中继选择方法。在信能同传中继网络中，中继节点通过初始的电池能量和从源节点射频信号中收集的能量进行供电。首先，提出了最小额外能量的优化方法。然后，提出了两种基于能量的中继选择策略，分别为最小损失能量策略以及最小损失能量比率策略，以延长中继网络的生命时间。
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作者信息：
闫静1，叶婷1，彭乐钦2，闫瑞瑞3
（1.西安航空职业技术学院 通航学院，陕西 西安 710000；
2.西安航天动力研究所，陕西 西安 710000；
3.国网山西省电力公司吕梁供电公司，山西 吕梁 033000）
