[发明专利]一种绿色认知无线电的无线能量采集和分配方法

权利要求书

1.一种绿色认知无线电的无线能量采集和分配方法，其特征是：

无线能量采集与数据传输的时隙结构是：将一个时隙划分为2个时隙片段，分别用于无线能量采集和数据传输，每个时隙的总时间是T，无线能量采集因子为ρ，在(0,ρT]主用户传输数据、从用户用于无线能量采集的时间片段长度为ρT,剩下的时隙片段(ρT,T]用于从用户的数据传输，从用户的第k个子载波的瞬时传输速率是其中，k＝1,2,…,N，N为从用户包含的子载波数，代表从用户第k个子载波分配的无线能量采集率，代表从用户发射机和接收机间第k个子载波的信道功率增益和噪声功率比，X_s代表从用户从环境信号采集能量的能量采集率，每个时隙的主用户要求的数据传输量为Q_p，从用户的目标数据传输量为R_p，从用户消耗的总功率为其中代表第k个子载波的传输功率，R_tar代表从用户的目标瞬时传输速率，代表从用户的总瞬时传输速率，从用户在一个时隙可存储的能量为

步骤一，初始化量子灰狼种群中每只量子灰狼的量子位置，种群中有H只量子灰狼，第t代第h只量子灰狼的量子位置表示为其中表示第t代第h只量子灰狼量子位置的第d维，其在量子位的定义域内随机产生，其中h＝1,2,...,H，d＝1,2,...,D，且D＝N+1；

步骤二，对每只量子灰狼的量子位置进行适应性评价，将第t代第h只量子灰狼量子位置映射为位置其中，l_d是第d维变量的下界，u_d是第d维变量的上界，第t代第h只量子灰狼量子位置的适应性通过其对应位置的适应度进行度量，即

适应度值越大代表位置及其所对应的量子位置越好，其中λ为惩罚因子，根据适应性评价得到排名第1、第2和第3的量子灰狼的量子位置分别为和

步骤三，针对第t代第h只量子灰狼，依概率使用两种不同演进规则得到新的量子位置，当则使用规则一更新其量子位置，其中为[0,1]间的均匀随机数，c为[0,1]间常数；否则根据规则二更新其量子位置；

规则一：第h只量子灰狼根据其与标号为α、β和δ的量子灰狼的量子位置之间的距离更新其量子位置，对于第d维量子位，更新过程如下和其中变量a称为收敛因子，在进化过程中a随迭代次数增加从2线性减小到0，即a＝2-2t/t_max，其中t_max代表最大迭代次数，j＝1,2,3，r_1j和r_2j代表[0,1]间的均匀随机数，其对应的量子旋转角为根据模拟的量子旋转门得到的新量子位为其中η＝α,β,δ；

规则二，根据全局最优量子位置和量子位置均值更新第h只量子灰狼的量子位置，对于第d维量子位、其对应的量子旋转角为其中为[0,1]间的均匀随机数，为均值为0方差为1的高斯随机数，c₁为[0,1]间比例因子，根据模拟的量子旋转门得到的新量子位为

步骤四，将更新的第h只量子灰狼的量子位置映射为位置h＝1,2,...,H，计算所有新产生量子位置所对应位置的适应度，与上一代适应性评价前三的量子位置混合排序，找到适应度前三的量子位置分别记做和

步骤六，如果进化没有终止，令t＝t+1，返回步骤三，否则，终止迭代，输出全局最优量子位置，并将其映射为位置，作为绿色认知无线电无线能量采集和分配的方案。