[发明专利]一种辅助传输信息年龄最小化优化方法

说明书

本发明涉及无线移动通信领域，且公开了一种辅助传输信息年龄最小化优化方法，提出了传输通信协议设计方案以及基于深度强化学习DQN方法，在该协议中，系统可以工作于三种模式，其中a模式：源节点发送一个更新包到目的节点，此时IRS仅收集能量；b模式:中继链路和直接链路协同传输一个更新包到目的节点，其中利用IRS控制器转发更新包到目的节点使用的能量是来自于IRS控制器之前收集的能量；c模式：IRS控制器只能够处于充电状态，该算法以最小化端到端的长期平均AoI为目标，对于系统的工作模式、两阶段的中继接收和转发的时间和功率分配、IRS控制器的功率、IRS的相位进行了联合优化。

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域，具体为一种辅助传输信息年龄最小化优化方法。

背景技术

目前，无线移动通信技术在全球范围经历着快速的发展，现在无线通信成为人们传输信息的主要方式之一。

在面向实时应用的物联网系统中，设备需要实时感知周围物理环境并监测系统状态，从而为智能决策和控制提供及时、有效的信息。对于此类时间敏感信息，若决策端获取的是过时信息，将会导致无效决策甚至错误控制，并造成巨大的安全问题。此外，在未来第六代移动通信网络中，新业务和新应用对信息新鲜度的要求越来越高。为了有效地刻画信息新鲜度，学术界提出了信息年龄(Age of Information，AoI)的概念。目前，AoI已迅速成为无线通信系统新的性能指标和研究热点之一。

无线中继技术可以低成本地扩展无线通信距离，是5G无线通信系统采用的一项关键技术。由于5G技术方案存在一定的局限性，迫切需要开发具有突破性的新技术，以较低成本、复杂度和能耗实现未来移动网络容量的可持续增长。此外，实现超可靠无线通信的根本挑战来自于实时变化的无线衰落信道。因此学者们提出一种新技术IRS，可以实现对无线传播环境的智能控制，以实现超高吞吐量和超可靠无线通信。此外，与传统的电池供电网络相比，使用无线能量传输的通信网络无需手动更换电池或给电池充电，可以有效降低运营成本并且提高通信性能，此外，无线能量传输的通信网络可以完全控制其功率传输，通过对射频信号的发射功率、波形、传输时间、频率等进行调整，可以在不同的物理条件和服务要求下提供稳定的能量供应。

基于无线中继、IRS技术和无线能量传输的上述优点，本课题拟通过在端到端传输的无线通信系统中引入无线中继、IRS技术和无线能量传输技术，即针对射频供能智能反射面与无线中继辅助传输的无线通信系统，研究相应的降低端到端传输信息年龄的方案，提高数据采集的新鲜度。

现有技术问题：