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专利号: 2021114909344
申请人: 芽米科技(广州)有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-08-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多标签的无线供电反向散射通信网络能效优化方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:S1:建立含K个标签的无线供电反向散射通信网络信号传输模型,具体包括:基站向K个标签发送能量信号,在τk时间段,第k个标签通过调整自身的反射系数将部分解码信息发送到网关端;假设基站到标签k的信道增益定义为hk,则标签k的接收信号描述为:其中,Pk表示基站发送给标签k的发射功率;sk(τk)表示在时隙τk基站发送给标签k的信号,且满足 表示标签k处服从均值为零方差为 的加性高斯白噪声;

基于时分多址接入协议,网关的接收信号为:其中,gk表示标签k到网关的信道增益;ck(τk)表示标签k自身的反射信号,且满足2

表示网关处服从均值为零方差为σ 的加性高斯白噪声;h表示基站到网关的信道增益;

从而标签k传输时,网关接收到的信噪比为:其中,αk表示反射系数,gk表示标签k到网关的信道增益;

网关的瞬时速率为:

系统的总能耗为:

其中, 表示标签k的电路功耗;ηk∈[0,1]表示标签k的能量转换因子;

S2:考虑传输速率约束、能量收集约束、反射系数约束、发射功率约束以及传输时间约束,构建系统总能效最大化的资源分配问题,表达式为:其中,C1表示最小瞬时速率约束, 表示最小速率门限;C2表示标签k的能量收集约束,即标签k收集的能量大于其消耗的能量, 为最小能量收集门限;C3表示反射系数αk的约束;C4表示发射功率约束,Pmax表示基站的最大发射功率门限;C5表示传输时间约束;式(5)为多变量耦合的分式非凸优化问题P1;

S3:利用Dinkelbach方法、二次变换和变量替换法,将步骤S2建立的分式非凸问题转化为凸优化问题,具体包括以下步骤:S31:利用Dinkelbach方法,将目标函数转化为 其中ηEE≥0是辅助变量;

S32:利用二次变换法,引入辅助变量xk,处理目标函数,其中xk的最优值为其中βk=αkPk;

S33:利用变量替换法处理存在耦合变量的约束,将非凸优化问题P1转化为凸优化问题P6;

其中,

S4:采用拉格朗日对偶理论对凸优化问题进行求解;

基于拉格朗日对偶理论,求得凸优化问题P6最优解;利用变量替换法,求得反射系数的最优解