CN116390231B 一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方法 （武汉大学）

一种基于多射频信号能量采集的多传感器本发明涉及一种基于多射频信号能量采集器通过能量采集技术将射频信号转化为自身可传感器短包传输码长进行联合优化来最小化所保证资源分配公平性的同时提高资源利用率和2步骤2：采用基于电路的实际非线性能量采集模型对接收到的多射频信号进行整合处步骤3：多传感器通过消耗在第一阶段中采集的能量以时分复用的方式依次传输自己2.根据权利要求1所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方3.根据权利要求2所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方j与第i个传感器Ui间的信道增益定4.根据权利要求3所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方35.根据权利要求4所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方其中Pdc,i表示用户Ui通过能量采集获得的直流信号功率，Feh(Qi)表示用户Ui能示热敏电压；Rant表示匹配的天线阻抗，表达式表示任何非负序列i.的和等于i,常数定义为：46.根据权利要求3所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方其中表示数据的传输速率，单位为比特/符号，Q(·)表示高斯Q函数，即公平考虑所有用户的可靠性的传输，将所有用户中最大的传7.根据权利要求3所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方5其中表示从用户Ui到终端的短包传输信噪比，ki表示用户ni表示用户Ui的短包传输码长；Ptotal表示无线能量传输阶段多个源节点的总发射功率上8.根据权利要求7所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方解耦源节点发射功率对系统可靠性的直接关联，并引入松弛变量即将用户的发射功率作为优化变量，对源节点发射功率进行变量代换，即引入变量sh…A,其中64","分别定义如下：基于以上操作，原非凸约束转化为凸约束，即同时，问题79.根据权利要求8所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方810.根据权利要求9所述的一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方步骤7.1：确定源节点数量M、用户节点数量N，确定源节点与多用户信道状态信息{zi,j},i∈{1,...,N},j∈{1,...,M}，多用户与数据处理终端间信道状态信息在局部点计算常数y"并对步骤7.5：如果本次功率优化迭代获得的最小的最大传输错误率相较于上次迭代的结(:p):否则，τ=τ+1,步骤7.6:将步骤7.5中获得的功率分配结果进行多源节点发射功率初始化；初始化码步骤7.8：如果本次码长优化迭代获得的最小的最大传输错误率相较于上次迭代的结9[0002]在未来第六代(6G)通信系统中，极大规模的连接是实现所谓万物互联(IoE)的主个设备可以通过能量采集(EnergyHarvesting,EH)技术从被广播的射频信号中获得能量，与源节点和终端节点的信道质量和传输需求各不相同。传统的功率和码长(Blocklength)[0005]本发明的技术方案为一种基于多射频信号能量采集的多传感器网络资源调度方[0007]步骤2：采用基于电路的实际非线性能量采集模型对接收到的多射频信号进行整[0008]步骤3：多传感器通过消耗在第一阶段中采集的能量以时分复用的方式依次传输i.,的和等于i,常数定义为：i表示用户Ui的短包传输码长。Ptotal表示无线能量传输阶段多个源节点的总发射功率即将用户的发射功率作为优化变量，对源节点发射功率进行变量代换，即引入变量其中i-i[0095]局部凸问题可通过内点法获得其最优解，通过多次迭代局部问题，获得子问题{zi,j},i∈{1,...,N},j∈{1,...,M}，多用户与数据处理终端间信道状态信息在局部点计算常数4",[0115]步骤7.5：如果本次功率优(",Di)=(P,D),回到步骤7.4；[0118]步骤7.8：如果本次码长优[0122]2.多源和多传感器间资源调度方法可以灵活应对传感器[0127]图1为本发明中基于多射频信号能量采集的多传感器通信网络示意图，本发明提功率广播射频信号，多个无源传感器通过能量采集技术将射频信号转化为自身可用的电的影响，采用基于电路的实际非线性能量采集模型对接收到的多射频信号进行整合处理，器通过消耗在第一阶段中采集的能量以时分复用的方式依次传输自己的数据短包至同一[0140]步骤1所述的信道增益中，第j个源节点Sj与第i个传感器Ui间的信道增益定义为i与终端D间的信道增益定义为[0144]步骤2所述的能量传输阶段中，M个源节点同时以广播的方式给N个用户发射射频)＝Pjzi,j[0152]其中Pdc,i表示能量采集获得的直流信号功率。常数a定义为其中表示f(x)＝xex的i.常数定义为：[0160]步骤3所述的短包传输阶段中，多用户通过消耗采集的能量以时分复用的方式依功率在其传输帧中保持不变，并且其数值受到用户Ui采集的能量和短包传输码长ni的联合[0175]步骤4中多源节点总功率和多用户短包传输总码长有限的情况下，[0177]优化目标旨在通过联合优化多个源节点的发射功率P＝{Pj},j∈{1,...,M}和多[0185]其中表示从用户Ui到终端的短包传输信噪比，为了满足可靠传输的基功率定义为Pmax；第五条约束表示短包传输阶段多用户以时分复用的方式进行短包传输的通过交替求解分配问题和码长分配问题获得原问题的[0187]步骤5所述的功率分配子问题定义为在固定多用户短包传输码长的情况下，进行[0220]局部凸问题可通过内点法获得其最优解。通过多次迭代局部问题，获得子问题[0221]步骤6码长分配问题定义为在给定多源节点发射功率的前提下，通过优化多用户c和0"分别定义为：[0235]步骤7交替执行步骤6(功率分配)和步骤7(码长分配)直至迭代结果收敛，获得该{zi,j},