[发明专利]一种基于无线输能的无线传感网络资源分配方法

权利要求书

1.一种基于无线输能的无线传感网络资源分配方法，其特征在于，应用于无线携能传输非正交多址接入的通信系统，包括：

步骤1、设置初始的能量效率q⁰，设置初始数值n＝0；

步骤2、令n＝n+1，设置第一时间分配系数第二时间分配系数τ⁽ⁿ⁾和发射功率P⁽ⁿ⁾，计算能量效率q⁽ⁿ⁾；

其中，所述通信系统的整个通信链路分为两部分，包括：从能量基站到多个传感器节点的通信链路和从传感器节点到信息接收机的通信链路；所述第一时间分配系数为能量信号从所述能量基站传输到所述传感器节点占整个所述通信系统的能量信号传输时长的系数；所述第二时间分配系数τ⁽ⁿ⁾为能量信号从所述传感器节点传输到信息接收机占整个所述通信系统的能量信号传输时长的系数，且p_k表示传感器节点k进行信息传输的发射功率；R_tot函数表示吞吐量，且E_tot函数表示能量损耗；N₀为所述能量信号传输过程中的噪声功率；从传感器节点到信息接收机的通信链路设置为UI链路，h_k＝(d_k^UL)^-α/2h_k^small表示k个传感器节点在UI链路的信道，k＝1，2…，K，其中表示传感器节点k到信息接收机的距离，α表示传感器节点k到信息接收机的路径衰落系数，h_k^small为第k个传感器节点到信息接收机的小尺度衰落信道状态信息，K为传感器节点总数；P_c表示传感器节点电路所消耗的能量，P_e表示能量基站电路所消耗的能量；利用内点法求P⁽ⁿ⁾使得函数F(τ₀，τ，q，P)最大；Tr(X)和Tr(GG^HX)分别为以X和GG^HX为自变量的Trace()函数；G为所述能量基站获取从所述能量基站到所述传感器节点的信道状态信息的矩阵，G^H为G的反置矩阵；所述能量基站获取从所述能量基站到传感器节点的信道状态信息g_k，其中k＝1，2…，K，构造矩阵其中ζ_k为传感器节点k的能量接收效率，构造矩阵A＝(G-I)，I为单位矩阵，把A进行奇异值分解：然后取Γ中最大的奇异值λ₁和在V_G中与λ₁所对应的列向量v₁，将v₁与能量基站的最大发射功率P_max构成最优的能量波束成型向量

步骤3、判断q⁽ⁿ⁾-q^(n-1)＜ε是否成立，若是，进入步骤4，若否，进入步骤5；其中，ε为误差阈值；

步骤4、确定τ⁽ⁿ⁾为最优时间分配系数，确定P⁽ⁿ⁾为最优发射功率；

步骤5、令n＝n+1，把τ^(n-1)、P^(n-1)代入函数F(τ₀,τ,q,P)中，利用内点法求出P⁽ⁿ⁾，计算能量效率q⁽ⁿ⁾，进入步骤3，其中F(τ₀，τ，q，P)＝R_tot(τ，P)-qE_tot(τ₀，τ，P)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从能量基站到多个传感器节点的通信链路设置为PU链路，表示k个传感器节点在PU链路的信道，k＝1，2…，K，其中d_k^PU表示能量基站到传感器节点k的距离，α表示能量基站到传感器节点k的路径衰落因子，g_k^small为能量基站到第k个传感器节点的小尺度衰落信道状态信息。