[發(fā)明專利]一種基于功率和子載波聯(lián)合分配的多用戶能效優(yōu)化無(wú)線攜能通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811338503.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN109327896B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧為黨;方善禎;斯沛遠(yuǎn);趙偉琳;彭宏;張昱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W52/24
• 分類號(hào): H04W52/24;H04W52/28;H04W52/36;H04W72/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種多用戶能效優(yōu)化無(wú)線攜能通信方法，無(wú)線攜能通信系統(tǒng)由一個(gè)基站和K個(gè)用戶組成，發(fā)送端有N個(gè)子載波，其特征在于，所述基于功率和子載波聯(lián)合分配的多用戶能效優(yōu)化無(wú)線攜能通信方法包括以下步驟：

1)基站直接發(fā)送信息給K個(gè)用戶，每個(gè)用戶用一部分子載波來(lái)解碼信息，用另外一部分子載波收集能量，為了避免不同用戶之間的干擾，每個(gè)子載波只能用于一個(gè)用戶解碼信息；

2)計(jì)算用戶k獲得的信息速率r_k和收集到的能量Q_k；

3)如果r_k≥R_k，而且Q_k≥B_k，則計(jì)算系統(tǒng)的能量效率；

基站和K個(gè)用戶之間的子載波和功率聯(lián)合分配問題建模為：

滿足以下條件

其中，和分別表示用戶k用于信息解碼和能量收集的子載波集合，和分別表示用戶k在子載波n上用于信息解碼和能量收集的功率，R_k表示用戶k的目標(biāo)速率，B_k表示用戶k收集的最小能量限制，表示系統(tǒng)的能量效率，P表示基站發(fā)送的總功率，ε表示能量轉(zhuǎn)換效率，P_B表示基站處電子器件所消耗的固定功耗，P_R表示用戶處電子器件所消耗的固定功耗，h_k,n表示子載波n在基站到用戶k的信道系數(shù)，σ²表示子載波在用戶上接收到的噪聲功率；

通過(guò)拉格朗日對(duì)偶分解方法獲得上述的最優(yōu)子載波和功率聯(lián)合分配：

其中，N＝{1,2,3,...,N}表示發(fā)送端的子載波集合，β_1,k，β_2,k和β₃表示拉格朗日乘子，q表示迭代系數(shù)，p_max和p_min表示每個(gè)子載波上最大和最小功率限制，w_k表示非負(fù)加權(quán)系數(shù)，

所述步驟3)中，系統(tǒng)的能量效率表示為：

其中，U_m(P,S)和U_TPm(P,S)分別表示系統(tǒng)的總吞吐量和總功耗，表示為：

2.如權(quán)利要求1所述的一種多用戶能效優(yōu)化無(wú)線攜能通信方法，其特征在于：所述步驟2)中，用戶k獲得的信息速率表示為：

用戶k收集到的能量表示為：