1.一种无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：构建基于正交频分多址接入技术的无线供电反向散射网络；

S2：分析系统传输特性，构建联合优化传输功率、传输时间、反射系数、能量分配系数的能效最大化模型；

S3：采用Dinkelbach方法将分式形式的能效模型转化为分子与分母相减的形式，利用分离变量的方法，将优化问题分解为关于数据传输功率和能量分配系数两个单变量求解的子问题，分别求得闭式解后代入原优化问题；

S4：基于变量替换的方法，将多变量耦合的问题进行解耦，将优化问题转化为一个凸优化问题；

S5：基于拉格朗日对偶原理以及KKT条件，求得所需参数解析解；利用迭代原理，依次获得满足算法精度的优化变量全局最优解，此时所得到的分配方案即为最优分配方案。

2.根据权利要求1所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：步骤S1中所述基于正交频分多址接入技术的无线供电反向散射网络包括一个基站，一个接收器和一个反向散射设备，所述反向散射设备包括信号反射模块、能量收集模块和信号发射模块；假设基站和接收器都有持续的能量供应源，但反向散射设备为无源器件，且基站与接收器相距较远，忽略基站与接收器的传输干扰；

系统完整的传输时间包括数据反向散射阶段和数据传输阶段；在数据反向散射阶段，基站将信号发送到反向散射设备，反向散射设备在反射信号给接收器的同时收集能量；在数据传输阶段，分配一部分收集能量用于反向散射设备向接收器的数据传输，以提高传输速率；从接收器处接收到的信号由两部分组成，一部分为反向散射设备反射基站信号到接收器的反射信号，另一部分为反向散射设备到接收器的数据传输信号；假设总带宽B分为K个正交子载波，每个子载波的带宽为Be＝B/K，每个子载波服从平坦衰落，引入索引集表示K个正交子载波。

3.根据权利要求1所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：步骤S2中所述分析系统传输特性，其内容包括：数据反向散射阶段，首先基站通过子载波k向反向散射设备发送信号sk(t)，满足于E[|2

sk(t)|]＝1，则反向散射设备接收到信号y(t)表示为：其中，pk表示子载波k上从基站到反向散射设备的发射功率； 表示子载波k上从基站到反向散射设备的信道增益；n(t)表示反向散射设备接收端的噪音，即由于基站的发射功率受到供电设备硬件系统的限制，不可能提供无限大的传输功率，因此基站的发射功率满足如下形式的最大发射功率条件，其中，Pmax表示基站最大发射功率；

根据反向散射网络的反射特性，通过反射系数θ(0＜θ≤1)将反向散射设备接收信号分为两部分，则 表示用于调制和反射来自基站的信号，剩余部分 用于无线能量收集；

因此，在数据反向散射阶段，收集到的能量Eeh表示为：Eeh＝τηP0(1-θ)

其中，τ表示能量收集的时间；η表示能量收集的效率；

设备收集的能量由能量分配系数ρ分为两部分，一部分用于供应数据传输阶段的传输能量，表示为ρEeh；另一部分用于维持设备运行的电路消耗，表示为Eeh(1-ρ)；由于数据传输阶段的传输功率受限于数据反向散射阶段内所分配收集的能量，因此数据传输阶段的传输功率需要满足，其中，Tdt表示数据传输时间；Pk表示子载波k上反向散射设备到接收器的数据传输功率；

为了延长反向散射设备运转周期，需要分配足够的能量来维持设备运行时的电路消耗，因此分配的能量需要满足：(1-ρ)Eeh≥pc

其中，pc为设备运行的电路功耗，pc＝peTbc+pdT；pe表示反向散射设备调制和接收信号的电路消耗功率；pd表示反向散射设备反射和传输信号的电路消耗功率；

数据反向散射阶段，根据香农定理，从反向散射设备到接收器的反向散射数据速率Rbc表示为：其中，Tbc表示反向散射时间； 表示子载波k上从反向散射设备到接收器的信道增益；

σk表示子载波k上的干扰噪声功率，满足于σk＝σ2/K；

数据传输阶段，从反向散射设备到接收器的传输数据速率Rdt表示为：其中，κ表示能量转化效率；

因此，总传输速率表示为：

Rtotal＝Rbc+Rdt

考虑系统功率传输消耗和设备电路消耗，系统的实际功率消耗表示为：因此，系统的能效表示为：

4.根据权利要求1所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：步骤S2中所述构建能效最大化模型表示为：s.t.C1:τηP0(1-ρ)(1-θ)≥pcC2:

C3:Tbc+Tdt＝T

C4:

C5:τ≤Tbc

C6:0＜θ≤1

C7:0≤ρ≤1

C8:pk≥0,Pk≥0,Tbc≥0,Tdt≥0,τ≥0其中， 表示优化的变量为TA，PA，ρ，τ，θ，目标为最大化问题；TA＝[Tbc,Tdt]和PA＝[pk,Pk]分别为时间分配和功率分配的变量集；T表示系统传输时隙；约束条件C1和C2是关于最小能量收集的约束，C1用于限制所分配电路消耗能量的下限，C2用于限制数据传输功率的上限；约束条件C3用于表示系统传输的时间；约束条件C4用于限制最大基站最大传输功率；

约束条件C5用于限制能量收集的时间；约束条件C6和C7分别用于表示反射系数和能量分配系数；约束条件C8表示所优化的变量均为非负数。

5.根据权利要求1所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：S31：基于Dinkelbach方法，将所构建分式模型，转化为分子分母相减形式；

S32：根据S31所转换优化问题，分解出关于数据传输功率的子问题，并得到关于该参数的闭式解；

S33：将S32所得关于数据传输功率的闭式解，代入S31所得到的优化问题，分解出能量分配系数的子问题，并得到关于该参数的闭式解；

S34：将S32以及S33所得参数闭式解代入到S31所得优化问题中，得到等价的优化问题。

6.根据权利要求5所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：步骤S31中所述基于Dinkelbach方法，将所构建分式模型，转化为分子分母相减形式，表示为：s.t.C1～C8

步骤S32中所述分离数据传输功率子问题表示为：s.t.C2

定义 依据注水算法原理，最优数据传输功率闭式解，表示为：步骤S33所述代入数据传输功率闭式解，所分离收集能量分配系数子问题表示为：s.t.C1,C7

其中，

经计算，最优能量分配系数闭式解，表示为：最优能量收集时间表示为：

τ*＝Tbc

步骤S34中所述代入所求闭式解，新的优化问题表示为：s.t.C4,C9:

C10:

其中，dk＞0表示数据传输阶段信噪比的下限。

7.根据权利要求1所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：在步骤S4中，定义适当的变量代换，令Dk＝Tdtdk，pk,1＝Tbcpk和pk,2＝θpk,1，将耦合变量进行解耦，转换后的凸优化问题表示为：s.t.C4:

C10:

8.根据权利要求1所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：步骤S5中，基于拉格朗日对偶原理，构建拉格朗日函数，对于给定的系统能效，得到其对偶问题，过程包括：所述凸优化问题拉格朗日方程表示为：其中，

给定系统能效ηE，所述拉格朗日方程对偶问题表示为：s.t.λ≥0,βk≥0

其中，对偶函数为：

其中，α和βk分别为约束条件C4与C10的非负拉格朗日乘子；L(·)表示拉格朗日函数；D(·)表示对偶函数。

9.根据权利要求8所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：步骤S5中，根据拉格朗日方程以及对偶问题，利用KKT条件，所述最优参数的求解公式包括：其中，

10.根据权利要求9所述的无线供电反向散射网络能效优化方法，其特征在于：步骤S5中，迭代更新过程包括：代入所得解析解至所述拉格朗日方程中得：基于梯度下降法，所述各参数迭代求解表达式表示为：其中， 为α关于方程 的偏导数，表示为 为pk,1关于方程 的偏导数，表示为 为βk关于方程 的偏导数，表示为为Tdt

关于方程 的偏导数，表示为

[·]+＝max[0,·]；t表示迭代次数；ΔT，Δp，Δα和Δβ是相应的迭代步长；

设定合适的算法收敛精度，得到满足该精度下的参数全局最优解，基于pk,1和pk,2的关系，将最优反射系数 基站的最优分配功率 代入所求得参数，根据所得闭式解分别计算最优数据分配功率 和最优能量分配系数ρ*。