[發明專利]一種無線輸能方法、裝置、計算機設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110678858.3
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113423081B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 郭重濤;屈燕淋;符謝力;廖斌
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W52/02;H04W16/22;H02J50/00;H02J50/80
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 武志峰

1.一種無線輸能方法，其特征在于，包括：

對無線設備內的能量建立能量隊列模型，其中，使用E表示無線設備任意時刻收獲的能量，使用E_g表示無線設備產生一個數據包需要消耗的固定能量，數據包表示無線設備消耗能量以實時感應周圍環境變化情況并捕獲處理后的數據綜合，使用P_s表示無線設備將數據包發送至信息基站的固定傳輸功率，使用λ_s表示無線設備的固定耗能速率，使用EP(θ)表示無線設備的有效能量函數，其中，θ為有效能量函數變量；

計算所述能量隊列模型的能量中斷概率以及無線設備向信息基站發送數據包的平均信息年齡；

以所述能量中斷概率和平均信息年齡為約束，基于預置搜索方法求解得到最大的有效能量函數變量θ，然后求解得到最小的基站發射功率P₀^S；

車載能量基站在移動過程中，以最小的基站發射功率P₀^S發射能量信號，使無線設備接收到能量信號，并將能量信號轉換為自身可用的電能，同時消耗能量將產生的數據包發送至信息基站。

2.根據權利要求1所述的無線輸能方法，其特征在于，所述計算所述能量隊列模型的能量中斷概率以及無線設備向信息基站發送數據包的平均信息年齡，包括：

按照下式計算能量中斷概率Pr：

其中，表示能量隊列非空的概率，Q表示能量隊列中的存儲能量，表示無線設備的能量閾值，η表示能量轉換效率，α_d表示大尺度衰落系數，g_d表示小尺度衰落系數；

按照下式計算平均信息年齡：

其中，Δ表示平均信息年齡，D_g表示數據包產生間隔時間，ω表示蘭伯特函數，R表示數據包傳輸速率，γ表示指數分布。

3.根據權利要求2所述的無線輸能方法，其特征在于，所述以所述能量中斷概率和平均信息年齡為約束，基于預置搜索方法求解得到最大的有效能量函數變量θ，包括：

按照下式求解得到最大的有效能量函數變量θ：

其中，ξ^s表示大于或者等于能量中斷概率的概率值，T表示根據信道相干時間設置的時隙長度。

4.根據權利要求3所述的無線輸能方法，其特征在于，所述求解得到最小的基站發射功率P₀^S，包括：

按照下式計算得到最小的基站發射功率：

其中，D_g^max表示數據包產生間隔時間D_g的上界值，T表示根據信道相干時間設置的時隙長度。

5.根據權利要求1所述的無線輸能方法，其特征在于，所述預置搜索算法為一維搜索方法。

6.根據權利要求5所述的無線輸能方法，其特征在于，所述一維搜索方法為二分搜索方法。

7.根據權利要求1所述的無線輸能方法，其特征在于，還包括：

對無線設備的能量及信息傳輸鏈路分別建立對應的能量傳輸信道模型和信息傳輸信道模型，其中，使用大尺度衰落系數α_d表示所述能量傳輸信道模型的大尺度衰落系統，使用h_d表示能量傳輸信道模型的下行鏈路信道增益，使用h_u表示信息傳輸信道模型的上行鏈路信道增益。