[发明专利]基于物联网的无线通信与无线充电的双向智能反射单元选择方法

权利要求书

1.一种基于物联网的无线通信与无线充电的双向智能反射单元选择方法，应用于物联网系统，物联网系统包括基站、用户设备和多个智能反射单元，其特征在于：基站、智能反射单元和用户设备以全双工模式在同一频段工作，双向选择控制器将考虑能量吸收情况下能量效率最大的智能反射单元作为选定的智能反射单元，基站与用户设备通过选定的智能反射单元协作通信；基站和用户设备同时向选定的智能反射单元发射信号，在信号到达智能反射单元上时进行相应的反射，反射后的信号到达对方节点，进而解码出所需要的信息，用户设备接收后将其中一部分能量分离存储用于下一次传输，另一部分能量用于译码；包括以下步骤，

S1、基站和用户设备共同探测各智能反射单元的信道状态信息，包括基站到每个智能反射单元的无线信道系数、每个智能反射单元到用户设备的无线信道系数、用户设备到每个智能反射单元的无线信道系数、每个智能反射单元到基站的无线信道系数、基站的发射功率和每个智能反射单元的无线能量收集的转换效率、用户设备的无线能量收集的转换效率；

S2、根据得到的信道状态信息，计算考虑能量吸收情况下每个智能反射单元单独工作时对应的能量效率；步骤S2中，计算考虑能量吸收情况下每个智能反射单元单独工作时对应的能量效率，具体为，能量效率是由基站通过智能反射单元到用户设备的无线通信的数据传输速率与用户设备到该智能反射单元到基站的无线通信的数据传输速率的和除以基站的发射功率所得值；

S3、根据计算结果，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、基站和用户设备发送信息给选定的智能反射单元，该智能反射单元将信号反射给对方；

S5、分别对接收到的信号解码，用户设备接收后将其中一部分能量分离存储用于下一次传输，另一部分能量用于译码。

2.如权利要求1所述的基于物联网的无线通信与无线充电的双向智能反射单元选择方法，其特征在于：基站通过智能反射单元到用户设备的数据传输速率为：其中p_s是基站的发射功率，h_1,k是基站到第k个智能反射单元的无线信道系数，g_1,k是第k个智能反射单元到用户设备的无线信道系数，是用户设备作为接收机收到的噪声方差。

3.如权利要求1所述的基于物联网的无线通信与无线充电的双向智能反射单元选择方法，其特征在于：用户设备通过智能反射单元到基站的数据传输速率为：其中p_u是用户设备通过无线能量收集功能获得的发射功率，h_2,k是用户设备到第k个智能反射单元的无线信道系数，g_2,k是第k个智能反射单元到基站的无线信道系数，是基站作为接收机收到的噪声的方差。

4.如权利要求1所述的基于物联网的无线通信与无线充电的双向智能反射单元选择方法，其特征在于：用户设备无电源供电，从接收电磁波中吸收能量，转化储存用于下一时隙发送能量。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于物联网的无线通信与无线充电的双向智能反射单元选择方法，其特征在于：双向选择控制器包括通信模块、控制模块、能效计算模块和数据存储模块，

通信模块：完成基站的发射机信号处理、用户设备的发射机信号处理、基站的接收机信号处理及用户设备的接收机信号处理；

控制模块：控制整个物联网系统的时刻同步，依据能效计算模块计算结果，将考虑能量吸收情况下能量效率最大的智能反射单元作为选定的智能反射单元，控制该智能反射单元处于工作状态，并关闭其他所有智能反射单元；

能效计算模块：根据计算公式，计算每个智能反射单元对应的基站和用户设备两个方向的整体能量效率；

数据存储模块：存储来自能效计算模块的每个智能反射单元对应的能量效率数值，存储基站到每个智能反射单元的无线信道系数，存储每个智能反射单元到用户设备的无线信道系数，存储用户设备到每个智能反射单元的无线信道系数，存储每个智能反射单元到基站的无线信道系数，存储基站的发射功率，存储每个智能反射的无线能量收集的转换效率系数，存储用户设备的无线能量收集的转换效率系数。