[发明专利]一种基于功率和子载波联合分配的单用户能效优化无线携能通信方法

权利要求书

1.一种基于功率和子载波联合分配的单用户能效优化无线携能通信方法，无线携能通信系统由一个基站B和一个用户U组成，发送端有N个子载波，其特征在于，所述基于功率和子载波联合分配的单用户能效优化无线携能通信方法包括以下步骤：

1)基站发送信息给用户，用户利用一部分子载波解码信息，利用另外一部分子载波收集能量；

2)计算用户获得的信息速率R_u和收集到的能量Q；

3)如果R_u≥R，而且Q≥B，则计算系统的能量效率；

基站和用户之间的子载波和功率联合分配问题建模：

满足以下条件

其中，N＝{1,2,3,...,N}表示发送端的子载波集合，S^I和S^P分别表示B→U链路上用于信息解码和能量收集的子载波集合，和分别表示子载波n在B→U链路上用于信息解码和能量收集的功率，R表示用户的目标速率，B表示用户收集的最小能量限制，U_eff(P,S)表示系统的能量效率，P表示基站发送的总功率，ε表示能量转换效率，P_B表示基站发送信号电子器件所消耗的固定功耗，P_R表示用户接收信号电子器件所消耗的固定功耗，h_n表示子载波n在基站到用户的信道系数，σ²表示子载波在用户上接收到的噪声功率；

通过拉格朗日对偶分解方法获得上述的最优子载波和功率联合分配：

S^I*＝N-S^P* (6)

其中β₁，β₂和β₃表示拉格朗日乘子，q表示迭代系数，p_max和p_min表示每个子载波上最大和最小功率限制，

2.如权利要求1所述的基于功率和子载波联合分配的单用户能效优化无线携能通信方法，其特征在于：所述步骤2)中，用户获得的信息速率表示为：

用户收集到的能量表示为：

3.如权利要求1或2所述的基于功率和子载波联合分配的单用户能效优化无线携能通信方法，其特征在于：所述步骤3)中，系统的能量效率表示为：

其中，U(P,S)和U_TP(P,S)分别表示系统的总吞吐量和总功耗，表示为：