[发明专利]一种无人机辅助无线供电物联网的资源分配方法

权利要求书

1.一种无人机辅助无线供电物联网的资源分配方法，其特征在于，包括：

构建由无人机和无线节点组成的无线供电物联网系统，其中，所述无线供电物联网系统包括：无线节点和为无线节点供电的无人机，所述无人机基于无线电力传输技术移动以进行功率传输，所述无线节点从无人机获取能量并利用获取到的能量将信息传输到无人机；

构建无线节点的能量传递的最大利润函数，对构建的利润函数进行求解，得到无线节点到无人机的最佳发射功率；

无人机在无线信息传输和无线功率传输过程中，以最大化能量传递收益为目标，构建基于动态博弈的无人机与无线节点资源分配模型，其中，无人机是动态博弈的领导者，无线节点是动态博弈的追随者，能量传递收益等于无线节点的能量传递的利润减去无线能量传递到无线节点的成本；

根据构建的基于动态博弈的无人机与无线节点资源分配模型，利用贝尔曼动态规划，获得纳什均衡解，作为无线供电物联网系统中无线能量传递资源的最佳分配策略。

2.根据权利要求1所述的无人机辅助无线供电物联网的资源分配方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照信息传输所需要的能量，将无线节点分为高能耗无线节点和低能耗无线节点；

其中，高能耗无线节点传输信息所需要的能量大于等于预设的能量阈值；低能耗无线节点传输信息所需要的能量小于预设的能量阈值。

3.根据权利要求1所述的无人机辅助无线供电物联网的资源分配方法，其特征在于，从无人机传输到不同能耗类别无线节点的能量是不同的；

相同能耗类别中的无线节点共享相同的信道；

当无人机将能量传输到某一类别中的无线节点时，无人机与另一类别中的无线节点之间没有能量传输和信息传输。

4.根据权利要求1所述的无人机辅助无线供电物联网的资源分配方法，其特征在于，构建的无人机与无线节点的资源分配模型，用于实现能量传递的最佳功率控制；

所述构建的无人机与无线节点的资源分配模型包括：无人机与高能耗无线节点的资源分配模型、无人机与低能耗无线节点的资源分配模型；其中，

构建的无人机与高能耗无线节点的资源分配模型表示为：

构建的无人机与低能耗无线节点的资源分配模型表示为：

其中，V^k(t)表示无人机与类别为k的无线节点的资源分配模型；k表示无线节点类别的集合，k＝{H,L}，H、L分别表示高能耗类别和低能耗类别；π_k(t)表示无人机在时刻t时控制的无线功率传输的能量转移单价；p_k(t)表示为类别k中的无线节点分配的无线能量传递资源；N_k表示类别k中的无线节点的数目；γ_k,i表示类别k中的无线节点i的信号干扰噪声比；p_k,i(t)表示从类别k中的无线节点i到无人机的发射功率；γ_th表示信号干扰噪声比的阈值；c_k表示无线能量传递的单位成本；分别表示高能耗无线节点、低能耗无线节点对高能耗无线节点的信息传输干扰；分别表示低能耗无线节点、高能耗无线节点对低能耗无线节点的信息传输干扰；μ_k表示类别k中的无线节点的自然能量衰减率；x(t)表示整个无线供电物联网系统在时刻t的能量；r表示贴现率；T表示时间上限；s_k表示时刻t的能量对相应资源分配模型的影响权重。

5.根据权利要求4所述的无人机辅助无线供电物联网的资源分配方法，其特征在于，信号干扰噪声比表示为：

其中，g_k,i(t)表示从类别k中的无线节点i到无人机的信道增益；表示从类别k中的另一个无线节点j到类别k中的无线节点i的信道增益；σ²(t)表示背景噪声；I_k,i(t)表示类别k中的无线节点i的总干扰。