利索能及
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专利号: 2018113385034
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于功率和子载波联合分配的多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和K个用户组成,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多用户能效优化无线携能通信方法包括以下步骤:

1)基站直接发送信息给K个用户,每个用户用一部分子载波来解码信息,用另外一部分子载波收集能量,为了避免不同用户之间的干扰,每个子载波只能用于一个用户解码信息;

2)计算用户k获得的信息速率rk和收集到的能量Qk;

3)如果rk≥Rk,而且Qk≥Bk,则计算系统的能量效率;

基站和K个用户之间的子载波和功率联合分配问题建模为:

满足以下条件

其中, 和 分别表示用户k用于信息解码和能量收集的子载波集合, 和 分别表示用户k在子载波n上用于信息解码和能量收集的功率,Rk表示用户k的目标速率,Bk表示用户k收集的最小能量限制, 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,PB表示基站处电子器件所消耗的固定功耗,PR表示用户处电子器件所消耗的固定功耗,hk,n表示子载波n在基站到用户k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:

其中,N={1,2,3,...,N}表示发送端的子载波集合,β1,k,β2,k和β3表示拉格朗日乘子,q表示迭代系数,pmax和pmin表示每个子载波上最大和最小功率限制,wk表示非负加权系数,

2.如权利要求1所述的基于功率和子载波联合分配的多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k获得的信息速率表示为:用户k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多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,Um(P,S)和UTPm(P,S)分别表示系统的总吞吐量和总功耗,表示为: