[發(fā)明專利]基于物聯(lián)網(wǎng)的無線通信與無線充電的雙向智能反射單元選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110991626.3
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113709855B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙娟;吳曉歡;朱衛(wèi)平
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W52/24
• 分類號: H04W52/24;H04W52/34;H04B17/10;H04B17/309;H04W84/18
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線通信與無線充電的雙向智能反射單元選擇方法，應用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括基站、用戶設(shè)備和多個智能反射單元，其特征在于：基站、智能反射單元和用戶設(shè)備以全雙工模式在同一頻段工作，雙向選擇控制器將考慮能量吸收情況下能量效率最大的智能反射單元作為選定的智能反射單元，基站與用戶設(shè)備通過選定的智能反射單元協(xié)作通信；基站和用戶設(shè)備同時向選定的智能反射單元發(fā)射信號，在信號到達智能反射單元上時進行相應的反射，反射后的信號到達對方節(jié)點，進而解碼出所需要的信息，用戶設(shè)備接收后將其中一部分能量分離存儲用于下一次傳輸，另一部分能量用于譯碼；包括以下步驟，

S1、基站和用戶設(shè)備共同探測各智能反射單元的信道狀態(tài)信息，包括基站到每個智能反射單元的無線信道系數(shù)、每個智能反射單元到用戶設(shè)備的無線信道系數(shù)、用戶設(shè)備到每個智能反射單元的無線信道系數(shù)、每個智能反射單元到基站的無線信道系數(shù)、基站的發(fā)射功率和每個智能反射單元的無線能量收集的轉(zhuǎn)換效率、用戶設(shè)備的無線能量收集的轉(zhuǎn)換效率；

S2、根據(jù)得到的信道狀態(tài)信息，計算考慮能量吸收情況下每個智能反射單元單獨工作時對應的能量效率；步驟S2中，計算考慮能量吸收情況下每個智能反射單元單獨工作時對應的能量效率，具體為，能量效率是由基站通過智能反射單元到用戶設(shè)備的無線通信的數(shù)據(jù)傳輸速率與用戶設(shè)備到該智能反射單元到基站的無線通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的和除以基站的發(fā)射功率所得值；

S3、根據(jù)計算結(jié)果，選擇能量效率最大的智能反射單元進行傳輸，其他智能反射單元休眠；

S4、基站和用戶設(shè)備發(fā)送信息給選定的智能反射單元，該智能反射單元將信號反射給對方；

S5、分別對接收到的信號解碼，用戶設(shè)備接收后將其中一部分能量分離存儲用于下一次傳輸，另一部分能量用于譯碼。

2.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線通信與無線充電的雙向智能反射單元選擇方法，其特征在于：基站通過智能反射單元到用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率為：其中p_s是基站的發(fā)射功率，h_1,k是基站到第k個智能反射單元的無線信道系數(shù)，g_1,k是第k個智能反射單元到用戶設(shè)備的無線信道系數(shù)，是用戶設(shè)備作為接收機收到的噪聲方差。

3.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線通信與無線充電的雙向智能反射單元選擇方法，其特征在于：用戶設(shè)備通過智能反射單元到基站的數(shù)據(jù)傳輸速率為：其中p_u是用戶設(shè)備通過無線能量收集功能獲得的發(fā)射功率，h_2,k是用戶設(shè)備到第k個智能反射單元的無線信道系數(shù)，g_2,k是第k個智能反射單元到基站的無線信道系數(shù)，是基站作為接收機收到的噪聲的方差。

4.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線通信與無線充電的雙向智能反射單元選擇方法，其特征在于：用戶設(shè)備無電源供電，從接收電磁波中吸收能量，轉(zhuǎn)化儲存用于下一時隙發(fā)送能量。

5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線通信與無線充電的雙向智能反射單元選擇方法，其特征在于：雙向選擇控制器包括通信模塊、控制模塊、能效計算模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，

通信模塊：完成基站的發(fā)射機信號處理、用戶設(shè)備的發(fā)射機信號處理、基站的接收機信號處理及用戶設(shè)備的接收機信號處理；

控制模塊：控制整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的時刻同步，依據(jù)能效計算模塊計算結(jié)果，將考慮能量吸收情況下能量效率最大的智能反射單元作為選定的智能反射單元，控制該智能反射單元處于工作狀態(tài)，并關(guān)閉其他所有智能反射單元；

能效計算模塊：根據(jù)計算公式，計算每個智能反射單元對應的基站和用戶設(shè)備兩個方向的整體能量效率；

數(shù)據(jù)存儲模塊：存儲來自能效計算模塊的每個智能反射單元對應的能量效率數(shù)值，存儲基站到每個智能反射單元的無線信道系數(shù)，存儲每個智能反射單元到用戶設(shè)備的無線信道系數(shù)，存儲用戶設(shè)備到每個智能反射單元的無線信道系數(shù)，存儲每個智能反射單元到基站的無線信道系數(shù)，存儲基站的發(fā)射功率，存儲每個智能反射的無線能量收集的轉(zhuǎn)換效率系數(shù)，存儲用戶設(shè)備的無線能量收集的轉(zhuǎn)換效率系數(shù)。