利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020105527986
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:2026-08-06
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于粒子群优化的射频能量源布置与发射功率设置方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1.1)对于i=1,2,…,M ,做如下操作:初始化第i个粒子的初始位置其中K是有待布置的射频能量源的个数,对于

任意j=1,2,…,K, 和 是在能量源布置区域内随机挑选的一个位置点的横坐标值和纵坐标值, 是在[0,pmax]范围内随机挑选的一个值,其中pmax是能量源的最大发送功率,初始化第i个粒子的初始速度矢量vi=0,初始化第i个粒子的最优位置bi为它的初始位置,即bi←xi;其中M表示粒子的个数;

(1.2)对于i=1,2,…,M,做如下操作:检查第i个粒子中所有能量源的分配功率之和是否小于等于给定的能量源总发送功率阈值Pth,即 要成立;如果大于Pth,则对该粒子中的 进行以下除法下降:对于任意j=1,2,…,K,将 值更新为它除以 与P的比值,即(1.3)对于i=1,2,…,M,做如下操作:为位置bi计算出它所对应的节点覆盖率f(bi);在b1,b2,...,bM中找出节点覆盖率最大的bi并且将全局最优位置bg设置为bi,即bg←bi;所述的为位置bi计算出它所对应的节点覆盖率f(bi)包含如下操作步骤:(1.3.1)对于j=1,2,…,K,设置第j个能量源的横坐标为bi里的 值,设置第j个能量源的纵坐标为bi里的 值,设置第j个能量源的发送功率Pj为bi里的 值;

(1.3.2)为每个传感器节点nk,k=1,2,…,N,根据公式(1)计算节点nk从K个射频能量发送源捕获的总功率xk,其中η是整流效率,Gs是源天线增益,Gr是接收天线增益,Lp是极化损耗,λ是波长,dk,j是节点nk与第j个射频能量发送源之间的距离;其中N是网络中传感器节点的个数;

(1.3.3)对于k=1,2,…,N,检查节点nk的能量捕获功率xk是否大于它的能量捕获功率需求值 即检查 是否成立;然后根据式子(2)计算覆盖率f(bi)其中,Ψ是满足能量捕获功率需求的节点个数;

(1.4)执行基于粒子群优化的能量源位置与功率优化操作;

所述步骤(1.4)中,基于粒子群优化的能量源位置与功率优化包含如下操作步骤:(1.4.1)对于i=1,2,…,M,根据公式(3)更新第i个粒子的当前速度矢量vi和位置向量xi;

其中,rp和rg分别是(0,1)之间的一个随机数, 和 是常数值,用来控制速度矢量vi的更新步伐,其取值方式与传统粒子群算法中的取值方式一样;

(1.4.2)对于i=1,2,…,M,如果xi中某个能量源布置位置点 超出布置范围,则将位置点 修改为离它最近的布置范围边界点的坐标;如果xi中某个能量源的发送功率 大于能量源发送功率上限pmax,则将发送功率 设为pmax;如果xi对应的能量源总发送功率 大于Pth,则对xi中的 进行以下除法下降:对于任意j=1,2,…,K,将 值更新为它除以 与P的比值,即

(1.4.3)对于i=1,2,…,M,如果f(bi)<f(xi),则令bi←xi;如果f(bg)<f(xi),则令bg←xi;

(1.4.4)重复执行Iteration_times次步骤(1.4.1)、步骤(1.4.2)和步骤(1.4.3),其中Iteration_times的取值取决于所能够接受的运行时长,所能够接受的运行时长越长,则可以将Iteration_times设置为越大的值。