买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：焦作千业水泥有限责任公司

摘要：本发明属于无线通信技术领域，具体为智能反射面辅助的NOMA系统中最大吞吐量优化方法，适用于包括一个发电站、一个智能反射面、一个智能反射面控制、K个物联网用户和一个接入点的无线供电传感器网络系统，且所有设备都配置单天线；K个物联网设备首先收集发电站辐射的能量，然后通过利用收集的能量将其个人信息传递到接入点，与此同时智能反射面通过对能量和信息的反射来增强系统的能量收集和数据传输能力；通过联合优化传输能量和信号的时间分配和智能反射面的相移来获取最大吞吐量，提高系统的性能；本发明极大地提高了系统的吞吐量，具有很大的应用价值。

主权项：1.智能反射面辅助的NOMA系统中最大吞吐量优化方法，其特征在于:包括如下步骤:S1:系统根据传输能量和信息的时间以及相移矩阵的约束求解第K个物联网的吞吐量；S2:系统基于时间分配和相移矩阵的多目标联合优化构建出K个物联网设备的和吞吐量最大优化问题；S3:求解步骤S2中的优化问题，使系统实现最大和吞吐量的目标；S4:在算法收敛的情况下求解最终优化结果；在步骤S1中，系统的智能反射面有N个反射元素，物联网设备有K个；发电站到第k个物联网设备、发电站到智能反射面、智能反射面到第k个物联网设备、第k个物联网设备到接入点、第k个物联网设备到智能反射面、和智能反射面到接入点的信道参数分别为用τ0和Θ0表示下行链路传输能量的时间和相移矩阵，τ1和Θ1表示上行链路传输信息的时间和相移矩阵，其中τ0,τ1∈[0,1]，τ0+τ1＝T，其中T表示总传输时间；αk,n∈[0,2π表示第k时隙第n个反射单元的相位响应；βk,n∈[0,1]表示第k时隙时第n个反射单元的幅度响应；在能量传输的时间τ0中，发电站将能量传输给物联网设备，第k个物联网设备所接收到的能量为其中P0是发电站的传输功率，η是能量传输效率且η∈[0,1]；在第k个物联网设备处所能够达到的吞吐量为其中τ＝[τ0,τ1]，Θ＝[Θ0,Θ1]，σ2表示噪声功率；在步骤S2中，通过对时间τ0、τ1和相移矩阵Θ0、Θ1的联合优化达到和吞吐量最大，可将最大优化问题在数学上表示为 s.t.|expjαk,n|＝1,k∈[0,1],n∈[1,N]τ0+τ1＝T,0≤τ0≤1,0≤τ1≤1；在步骤S3中，求解步骤S2中的优化问题，以得到优化后的和吞吐量，具体过程如下：S3.1：首先固定Θ求解τ0和τ1，然后再将求得的τ0和τ1带入目标函数求解Θ；T-τ0代替τ1，令Rsum对τ0求偏导并令其值为0便可得到τ0优化后的值其中设置W·为朗伯函数LambertWFunction，满足x＝WxexpWx；此外，由于τ0+τ1＝T，因此可得S3.2：将优化后的时间带入目标函数求解相移矩阵，首先固定Θ1求解Θ0，然后再将求解到的Θ0带入目标函数求Θ1；此过程分别基于元素的块坐标象形法EBCD和复杂圆流形法CCM迭代求解闭合型相移；固定Θ1,1式可以转化为 其中Mk＝ηP0|hr,kΘ1hr+hd,k|2σ2,2式可以等同于 s.t.|θ0n|＝1,n∈[1,N]其中qk＝diaga0pr,k，将3式改写为其中表示取实部，令去除常数e0，目标函数3等同于 s.t.|θ0n|＝1,n∈[1,N]对问题4采用基于元素的块坐标象形法EBCD，该方法的中心思想是对于给定的其他相移元素θ0v,v∈[1,N]，优化相移的一个元素θ0u，u∈[1,N]，其中v≠u，经过数学推导4式可转变为 s.t.|θ0u|＝1其中θ0n、λ0n代表θ0和λ0的第n个条目，Φ0n,v代表Φ0的n,v条目，且Φ0n,v＝conjΦ0v,n；因为|θ0u|2＝1，所以5式可简化为 根据6式，根据同相最大的原则易得用求得的Θ0带入目标函数求Θ1；令Tk＝ηP0|a0Θ0pr,k+pd,k|2σ2，1式可简化为 s.t.|θ1n|＝1,n∈[1,N]其中rk＝diaghr,khr，可将7式改写为其中令去除常数e1，目标函数7等同于 s.t.|θ1n|＝1,n∈[1,N]对于给定的其他相移元素θ1v，v∈[1,N]，优化相移的一个元素θ1u，u∈[1,N]其中v≠u，经过数学推导8式可转变为 s.t.|θ1u|＝1其中θ1n、λ1n代表θ1和λ1的第n个条目Φ1n,v代表Φ1的n,v条目，且Φ1n,v＝conjΦ1v,n；因为|θ1u|2＝1，所以9式可简化为 根据同相最大的原则易得S3.3：采用复杂圆流形法CCM求解Θ，先固定Θ1求解Θ0，然后再将求解到的Θ0带入目标函数求Θ1；因为4式等价 s.t.|θ0n|＝1其中ε＞0是一个常数用来控制CCM算法的收敛性，ΙN表示N×N的单位矩阵；问题11的可行解为N个复圆的乘积并且每个圆满足其中表示复数域，表示实部，表示虚部，令f3θ0i表示第i次迭代时的目标函数；首先计算搜索方向然后计算在切线空间上的投影在切线空间上进行下降更新，ξ表示迭代更新的步长；将缩回为复杂的圆流形可得将求解到的Θ0带入目标函数求Θ1，因为8式等价于 s.t.|θ1n|＝1其中ω0是一个常数用来控制CCM算法的收敛性，问题12可行解为N个复圆的乘积并且每个圆满足令f4θ1i表示第i次迭代时的目标函数；首先计算搜索方向然后计算ψi在切线空间上的投影在切线空间上进行下降更新，ζ表示迭代更新的步长；将缩回为复杂的圆流形可得在步骤S4中，设置迭代次数，令i＝i+1并设置最大迭代次数为imax；重复步骤S3.2,当和或者i＞imax，算法EBCD收敛，将求解结果带入目标函数计算最大和吞吐量；重复步骤S3.3，当和或者i＞imax，算法CCM收敛,将求解结果带入目标函数计算最大和吞吐量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 焦作千业水泥有限责任公司 智能反射面辅助的NOMA系统中最大吞吐量优化方法