[發明專利]一種基于太赫茲信道容量的事件觸發通信系統控制方法

有效

• 申請號: 202110274116.4
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113037393B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 常博;閆曉鈺;唐威;陳智
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/90
• 分類號: H04B10/90
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

1.一種基于太赫茲信道容量的事件觸發通信系統控制方法，系統包括控制器、移動設備和調度器，控制器和移動設備之間通過太赫茲信道通信，控制器對移動設備的控制輸入表示為：其中K＝-(R+B^TPB)^-1B^TPA，P為下列代數黎卡蒂方程的唯一正定解：P＝A^TPA+Q-K^T(R+B^TPB)K，其中R是2×2的實數正定矩陣，Q是2×2的實數半正定矩陣，調度器對移動設備的狀態進行觀測與預測，調度器端對移動設備的預測方法為通過公式即在t+1時刻，調度器對設備狀態的預測基于上一個時刻t的控制輸入與預測變量，A,B為狀態轉移矩陣，是2×2的實數矩陣，預測變量定義為：

調度器通過觸發控制δ_t選擇是否傳輸當前設備狀態給控制器，當δ_t＝1，觸發傳輸，預測變量為當前時刻設備狀態真實值，當δ_t＝0，不觸發傳輸，預測變量為t時刻的預測狀態；其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

S1、系統初始化：定義移動設備初始狀態為x₀，初始預測狀態初始觸發標志δ₀＝1，初始設備控制輸入u₀＝Kx₀；

S2、更新t＝t+1，根據移動設備的狀態轉移方程更新移動設備狀態：

x_t＝Ax_t-1+Bu_t-1+w_t-1

其中，與分別表示移動設備在x軸與y軸的位移，且設移動設備在水平與垂直方向的位移服從0均值獨立且方差不相同的高斯分布，為AWGN噪聲，其均值為0，方差為W_t；

調度器觀測移動設備當前的位移狀態x_t，并根據已知預測模型得到預測狀態

得到預測誤差e_t為：

從而徑向誤差根據徑向誤差計算此時鏈路的瞬時信道容量C_id與動態觸發門限C_th：

其中，w_eq為等效波束寬度，r為發射和接收波束的徑向誤差，A_o＝erf(u)²，erf()為誤差函數，w_d為距離d處的發射波束半徑，N₀為噪聲的功率譜密度，P₀表示發射功率，h_f為多徑衰落，p_tr為已知觸發概率，E(|)為第二類橢圓積分，令設備水平與垂直方向位移的估計誤差服從獨立的方差不同且均值為0的高斯分布，設其方差分別為與

判斷C_idC_th是否成立，若是則進入步驟S3，否則進入步驟S4；

S3、更新δ_t＝1，

S4、更新δ_t＝0，

S5、更新控制輸入回到步驟S2。