[發(fā)明專利]一種基于無線輸能的無線傳感網(wǎng)絡(luò)資源分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710889947.6
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107613567B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張廣馳;龐浩然;崔苗;林凡
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種基于無線輸能的無線傳感網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，其特征在于，應(yīng)用于無線攜能傳輸非正交多址接入的通信系統(tǒng)，包括：

步驟1、設(shè)置初始的能量效率q⁰，設(shè)置初始數(shù)值n＝0；

步驟2、令n＝n+1，設(shè)置第一時間分配系數(shù)第二時間分配系數(shù)τ⁽ⁿ⁾和發(fā)射功率P⁽ⁿ⁾，計算能量效率q⁽ⁿ⁾；

其中，所述通信系統(tǒng)的整個通信鏈路分為兩部分，包括：從能量基站到多個傳感器節(jié)點的通信鏈路和從傳感器節(jié)點到信息接收機的通信鏈路；所述第一時間分配系數(shù)為能量信號從所述能量基站傳輸?shù)剿鰝鞲衅鞴?jié)點占整個所述通信系統(tǒng)的能量信號傳輸時長的系數(shù)；所述第二時間分配系數(shù)τ⁽ⁿ⁾為能量信號從所述傳感器節(jié)點傳輸?shù)叫畔⒔邮諜C占整個所述通信系統(tǒng)的能量信號傳輸時長的系數(shù)，且p_k表示傳感器節(jié)點k進行信息傳輸?shù)陌l(fā)射功率；R_tot函數(shù)表示吞吐量，且E_tot函數(shù)表示能量損耗；N₀為所述能量信號傳輸過程中的噪聲功率；從傳感器節(jié)點到信息接收機的通信鏈路設(shè)置為UI鏈路，h_k＝(d_k^UL)^-α/2h_k^small表示k個傳感器節(jié)點在UI鏈路的信道，k＝1，2…，K，其中表示傳感器節(jié)點k到信息接收機的距離，α表示傳感器節(jié)點k到信息接收機的路徑衰落系數(shù)，h_k^small為第k個傳感器節(jié)點到信息接收機的小尺度衰落信道狀態(tài)信息，K為傳感器節(jié)點總數(shù)；P_c表示傳感器節(jié)點電路所消耗的能量，P_e表示能量基站電路所消耗的能量；利用內(nèi)點法求P⁽ⁿ⁾使得函數(shù)F(τ₀，τ，q，P)最大；Tr(X)和Tr(GG^HX)分別為以X和GG^HX為自變量的Trace()函數(shù)；G為所述能量基站獲取從所述能量基站到所述傳感器節(jié)點的信道狀態(tài)信息的矩陣，G^H為G的反置矩陣；所述能量基站獲取從所述能量基站到傳感器節(jié)點的信道狀態(tài)信息g_k，其中k＝1，2…，K，構(gòu)造矩陣其中ζ_k為傳感器節(jié)點k的能量接收效率，構(gòu)造矩陣A＝(G-I)，I為單位矩陣，把A進行奇異值分解：然后取Γ中最大的奇異值λ₁和在V_G中與λ₁所對應(yīng)的列向量v₁，將v₁與能量基站的最大發(fā)射功率P_max構(gòu)成最優(yōu)的能量波束成型向量

步驟3、判斷q⁽ⁿ⁾-q^(n-1)＜ε是否成立，若是，進入步驟4，若否，進入步驟5；其中，ε為誤差閾值；

步驟4、確定τ⁽ⁿ⁾為最優(yōu)時間分配系數(shù)，確定P⁽ⁿ⁾為最優(yōu)發(fā)射功率；

步驟5、令n＝n+1，把τ^(n-1)、P^(n-1)代入函數(shù)F(τ₀,τ,q,P)中，利用內(nèi)點法求出P⁽ⁿ⁾，計算能量效率q⁽ⁿ⁾，進入步驟3，其中F(τ₀，τ，q，P)＝R_tot(τ，P)-qE_tot(τ₀，τ，P)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從能量基站到多個傳感器節(jié)點的通信鏈路設(shè)置為PU鏈路，表示k個傳感器節(jié)點在PU鏈路的信道，k＝1，2…，K，其中d_k^PU表示能量基站到傳感器節(jié)點k的距離，α表示能量基站到傳感器節(jié)點k的路徑衰落因子，g_k^small為能量基站到第k個傳感器節(jié)點的小尺度衰落信道狀態(tài)信息。