利索能及
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专利号: 2023104173992
申请人: 杭州电子科技大学
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:

1.一种信能同传协作系统的分布式收发功率联合优化方法,其特征在于,按如下步骤:步骤1,构造用于表征信息速率及收集能量的分布式性能指标;

步骤2,各接入点独立进行发送功率及接收功率分流因子的联合分配;

步骤3,用户根据自身速率需求、能量需求及电池容量限制,计算功率分流因子;

步骤1具体如下:假设Kn和 分别表示接入点n的服务用户集合和非服务用户集合,ρk表示用户k的功率分流因子,(0≤ρk≤1;

定义接入点n与用户k间的信漏干噪比为

其中,(k∈Kn;)

定义接入点n与用户k间的信漏干噪和为

其中,Sn,k为有用信号功率,In,k为来自接入点n发送给Kn内其他用户的干扰信号功率,为 内用户t接收到的由接入点n发送给用户k信号的功率,Nn,k为信道噪声方差, 为信息解调过程中引入的信号处理噪声;

根据式(1)和式(2),构造 和 分别作为表征用户k信息速率和收集能量的分布式性能指标,其中η为能量转换效率;

步骤2具体如下:

采用最优化方法对发送功率pn,k及接收功率分流因子ρk进行联合分配,k∈Kn;

建立优化问题模型;优化目标采用用户速率公平 最大化能效最大化收集能量 其中δk为加权因子,pn,tot为接入点n的总消耗功率,包括发送信号功率以及电路消耗功率;假设对于接入点n,优化问题模型为

其中, 分别为最小信息速率需求与收集能量需求,pn,k为发送用户k信号的功率,pn,max为接入点n的最大发送功率;

采用优化方法对以上优化问题进行求解。

2.如权利要求1所述信能同传协作系统的分布式收发功率联合优化方法,其特征在于,步骤3具体如下:根据自身速率需求、能量需求及电池容量限制,采用以下公式计算ρk:其中,ρk表示接收功率分流因子;Gk表示用户k的服务簇,rk,min,Ek,tot分别表示用户k的速率需求及电池容量,Ik,tot表示用户k收到的干扰及噪声功率;式(4)是单变量优化问题,采用拉格朗日乘数法求解。

3.一种信能同传协作系统的分布式收发功率联合优化系统,用于实现权利要求1‑2任一项所述的信能同传协作系统的分布式收发功率联合优化方法,其特征在于,包括如下模块:性能指标构造模块:构造用于表征信息速率及收集能量的分布式性能指标;

功率分流因子的联合分配模块:各接入点独立进行发送功率及接收功率分流因子的联合分配;

功率分流因子计算模块:用户根据自身速率需求、能量需求及电池容量限制,计算功率分流因子。

4.如权利要求3所述信能同传协作系统的分布式收发功率联合优化系统,其特征在于,性能指标构造模块具体如下:假设Kn和 分别表示接入点n的服务用户集合和非服务用户集合,ρk表示用户k的功率分流因子,(0≤ρk≤1;)定义接入点n与用户k间的信漏干噪比为

其中,(k∈Kn;)

定义接入点n与用户k间的信漏干噪和为

其中,Sn,k为有用信号功率,In,k为来自接入点n发送给Kn内其他用户的干扰信号功率,为 内用户t接收到的由接入点n发送给用户k信号的功率,Nn,k为信道噪声方差, 为信息解调过程中引入的信号处理噪声;

根据式(1)和式(2),构造 和 分别作为表征用户k信息速率和收集能量的分布式性能指标,其中η为能量转换效率。

5.如权利要求4所述信能同传协作系统的分布式收发功率联合优化系统,其特征在于,功率分流因子的联合分配模块具体如下:采用最优化方法对发送功率pn,k及接收功率分流因子ρk进行联合分配,k∈Kn;

建立优化问题模型;优化目标采用用户速率公平 最大化能效最大化收集能量 其中δk为加权因子,pn,tot为接入点n的总消耗功率,包括发送信号功率以及电路消耗功率;假设对于接入点n,优化问题模型为

其中, 分别为最小信息速率需求与收集能量需求,pn,k为发送用户k信号的功率,pn,max为接入点n的最大发送功率;

采用优化方法对以上优化问题进行求解。

6.如权利要求5所述信能同传协作系统的分布式收发功率联合优化系统,其特征在于,功率分流因子计算模块具体如下:根据自身速率需求、能量需求及电池容量限制,采用以下公式计算ρk:其中,ρk表示接收功率分流因子;Gk表示用户k的服务簇,rk,min,Ek,tot分别表示用户k的速率需求及电池容量,Ik,tot表示用户k收到的干扰及噪声功率;公式(4)是单变量优化问题,采用拉格朗日乘数法求解。