[发明专利]基于混合多址接入的无线供能通信网络的资源分配方法

权利要求书

1.一种基于混合多址接入的无线供能通信网络的资源分配方法，其特征在于，包括：

S1、构建无线供能通信网络模型，包括一个基站和K*M个用户节点U_k,m，其中，k＝1,2,…,K；m＝1,2,…,M，并确定无线供能通信网络中用户节点U_k,m的组网方式；

S2、确定无线供能通信网络模型中基站到用户节点U_k,m的下行传输信道h_k,m、基站的最大发射功率P_max、用户节点U_k,m到基站的上行传输信道g_k,m及用户节点U_k,m的预置消耗功率P_ck；

S3、以最大化无线供能通信网络的吞吐量为优化目标，并假设基站的下行传输时间为τ₀，用户节点U_k,m的上行传输时间为τ_k，将基站的下行传输时间τ₀与用户节点U_k,m的上行传输时间τ_k之和不超过最大传输时间T_max作为第一约束条件，基站的发射功率P₀不超过基站的最大发射功率P_max作为第二约束条件，基于用户节点U_k,m的预置消耗功率P_ck和用户节点U_k,m的发射功率P_k,m，用户节点U_k,m传输的能量P_k,mτ_k+P_ckτ_k不超过用户节点U_k,m收集的能量E_k,m作为第三约束条件，基站的下行传输时间τ₀、用户节点U_k,m的上行传输时间τ_k、基站的发射功率和用户节点U_k,m的发射功率P_k,m均为非负数作为第四约束条件，确定基站的最优发射功率，并利用拉格朗日乘数法和二分法计算得到基站的最优下行传输时间与用户节点U_k,m的最优上行传输时间，再根据基站的最优下行传输时间与用户节点U_k,m的最优上行传输时间计算得到用户节点U_k,m的最优发射功率，具体包括：

S31、以最大化无线供能通信网络的吞吐量为优化目标，无线供能通信网络的吞吐量的表达式中为用户节点U_k,m的上行传输信道增益与噪声功率σ²的比值；

S32、根据无线供能通信网络的吞吐量的表达式中吞吐量R_sum与用户节点U_k,m的发射功率P_k,m的正相关关系，确定用户节点U_k,m的最优发射功率的表达式

S33、结合无线供能通信网络的吞吐量的表达式和用户节点U_k,m收集的能量E_k,m的表达式，得到基于基站的发射功率P₀的无线供能通信网络的吞吐量的表达式根据无线供能通信网络的吞吐量的表达式中吞吐量R_sum与基站的发射功率P₀的正相关关系，得到基站的最优发射功率

S34、结合第一约束条件通过拉格朗日函数得到基于基站的下行传输时间τ₀与用户节点U_k,m的上行传输时间τ_k的无线供能通信网络的吞吐量的拉朗格朗日函数其中，λ≥0为第一约束条件对应的拉格朗日对偶乘子，

S35、通过分别对无线供能通信网络的吞吐量的拉朗格朗日函数中基站的下行传输时间τ₀与用户节点U_k,m的上行传输时间τ_k求偏导数，得到无线供能通信网络的吞吐量达到最大时，基站的最优下行传输时间与用户节点U_k,m的最优上行传输时间

S36、根据基站的最优下行传输时间和基站的最优发射功率计算得到用户节点U_k,m收集的能量

S37、根据用户节点U_k,m的最优发射功率的表达式和用户节点U_k,m的最优上行传输时间结合用户节点U_k,m收集的能量计算得到用户节点U_k,m的最优发射功率