[发明专利]基于能效的智能反射单元选择方法及使用该方法的物联网系统

权利要求书

1.一种基于能效的智能反射单元选择方法，其特征在于：

信源通过在多个智能反射单元中选定的智能反射单元，实现与信宿协作通信，且选择单独工作时能量效率最大的智能反射单元作为选定的智能反射单元；

信源向选定的智能反射单元发射信号，在信号到达该智能反射单元上时进行相应的反射，反射后的信号到达信宿，信宿解码出所需要的信息。

2.如权利要求1所述的基于能效的智能反射单元选择方法，其特征在于：具体包括以下步骤，

S1、探测各智能反射单元的信道状态信息；

S2、根据步骤S1得到的信道状态信息，信道状态信息包括信源到每个智能反射单元的无线信道系数以及每个智能反射单元到信宿的无线信道系数，计算每个智能反射单元单独工作时对应的能量效率；

S3、根据步骤S2所得各智能反射单元的能量效率的计算结果，选择能量效率最大的智能反射单元进行传输，其他智能反射单元休眠；

S4、信源发送信息给步骤S3所选定的智能反射单元，该智能反射单元将信号反射给信宿；

S5、信宿对接收到的信号解码。

3.如权利要求2所述的基于能效的智能反射单元选择方法，其特征在于：步骤S1中，各智能反射单元最优工作状态时等价的信道状态信息，具体为，

S11、获取信源到每个智能反射单元的无线信道系数，并获取每个智能反射单元到信宿的无线信道系数；

S12、由步骤S11所得无线信道系数，计算每个智能反射单元的数据传输的瞬时速率，该瞬时速率的计算是基于香浓公式R_k＝log₂(1+SNR_k)，其中SNR_k＝p_s|g_kh_k|²，其中，k＝1、2…K，这里g_k是当前第k个智能发射单元到信宿的无线信道系数，h_k是信源到当前第k个智能发射单元的无线信道系数，p_s是信源发射功率；

S13、获取信源的瞬时发射功率数值。

4.如权利要求1-3任一项所述的基于能效的智能反射单元选择方法，其特征在于：步骤S2中，计算每个智能反射单元单独工作时对应的能量效率，具体为，由步骤S1所得每个智能反射单元的数据传输的瞬时速率和信源的瞬时发射功率数值，计算每个智能反射单元对应的数据传输的瞬时能量效率大小：其中p_s是信源发射功率，η₀是该智能反射单元处于工作状态时的电路功耗常数，h_k是信源到第k个智能反射单元的无线信道系数，g_k是第k个智能反射单元到信宿的无线信道系数。

5.如权利要求1-3任一项所述的基于能效的智能反射单元选择方法，其特征在于：步骤S3中，选择能量效率最大的智能反射单元进行传输，其他智能反射单元休眠，具体为，

S31、智能反射单元选择器从步骤S2所得每个智能反射单元单独工作时对应的能量效率中，选择数值最大的一个智能反射单元的标号，并以广播方式把该标号告知每个智能反射单元；

S32、每个智能反射单元对比各自收到的标号，在该智能反射单元的标号等于所收到标号时，则该智能反射单元被选中，处于工作模式；在该智能反射单元的标号不等于所收到标号时，则该智能反射单元属于没有被选中，且该智能反射单元进入关机模式。

6.如权利要求1-3任一项所述的基于能效的智能反射单元选择方法，其特征在于：信源、多个智能反射单元和信宿以半双工模式工作在同一频段。

7.一种使用权利要求1-6任一项所述基于能效的智能反射单元选择方法的物联网系统，其特征在于：包括信源、多个智能反射单元、信宿和智能反射单元选择器，在信源通过选定的智能反射单元与信宿协作通信时，智能反射单元选择器采用权利要求1-5任一项所述基于能效的智能反射单元选择方法控制智能反射单元的选择。

8.如权利要求7所述的物联网系统，其特征在于：智能反射单元选择器包括通信模块、控制模块、存储模块和能效计算模块，

通信模块，用于获取信源与每个智能反射单元的无线信道系数，以及获取每个智能反射单元到信宿的无线信道系数，以及获取信源的瞬时发射功率数值；

存储模块，用于储存通信模块获取的无线信道系数以及信源的瞬时发射功率数值；

能效计算模块，用于计算每个智能反射单元的瞬时能量效率，并对比所有智能反射单元的能量效率，选择其中能量效率数值最大的智能反射单元；

控制模块，用于发送控制信令给每个智能反射单元，该控制信令具有能效性能最好的智能反射单元的标号m，每个智能反射单元收到该信令时主动对比自己的标号，如果标号不等于标号m，则进入关机状态；如果标号等于标号m，则处于工作状态。