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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明公开了一种能量收集无线物联网QoS驱动的用户调度和功率分配方法，包括：统计时延服务质量保证约束下的数据到达及离开过程；统计电池服务质量保证约束下的能量收集及消耗过程；引入有效带宽及有效容量理论；通过数据队列的特征重构，将随机优化问题转化为确定性优化问题；通过逆能量队列的特征重构，将随机优化问题转化为确定性优化问题；通过拉格朗日方程求得所述两个确定性优化问题，然后根据求解结果进行能量收集无线物联网QoS驱动的用户调度与和功率分配，该方法能够在统计时延服务质量约束下最大化非优先级用户终端的可支持到达速率，同时满足优先级用户终端的到达速率需求。

主权项：1.一种能量收集无线物联网QoS驱动的用户调度和功率分配方法，其特征在于，包括：统计时延服务质量保证约束下的数据到达及离开过程；统计电池服务质量保证约束下的能量收集及消耗过程；引入有效带宽及有效容量理论；通过数据队列的特征重构，将随机优化问题转化为确定性优化问题；通过逆能量队列的特征重构，将随机优化问题转化为确定性优化问题；通过拉格朗日方程求得所述两个确定性优化问题，然后根据求解结果进行能量收集无线物联网QoS驱动的用户调度与和功率分配；根据有效带宽和有效容量理论，将数据队列特征重构，具体过程为：将目标队列指数θ重新表示为： 其中，为第m个用户终端的缓冲指数，相同阈值Dth时，越大，则目标延迟违反概率ζm越小，说明统计时延服务质量保证越严格；数据服务流程的有效容量函数{dm，kRm，k}可以计算为： 由于数据到达过程的速率{TWvm}恒定，则有 根据有效带宽及有效容量理论，将逆能量队列特征重构的具体过程为：利用虚拟逆排队技术来改变不稳定电池队列稳定排队系统，其中，能量收集及消耗过程分别起到离开过程及到达过程的作用，则统计电池服务质量保证重新表示为： 其中，为逆能量队列长度，Be为电池容量；将目标队列指数θ重新表示为 其中，为第m个用户终端的能量指数，相同阈值Bth时，越大，目标电池断供概率∈m越小，则说明统计时延服务质量保证越严格；7c能量收集过程的有效容量函数表示为能量消耗过程的有效带宽函数表示为则有 性优化问题表示为： 其中，是归一化缓冲指数，为确定值，为凸优化问题，用拉格朗日方法来求解，T为每个传输帧的时间间隔，设只有一个非优先级用户终端，表示为优先级用户终端在第k个传输帧中，第m个用户终端的调度变量表示为dm,k∈{0,1}，其中，dm,k＝1表示该用户终端在此传输帧中工作；dm,k＝0表示空闲状态，调度变量第k个传输帧的第m个UE的实现吞吐量为Rm,k，第k个传输帧中第m个用户的能量收集过程为所有用户终端的能量数值均独立，第k个传输帧中第m个用户的能量消耗过程为能量消耗数值Cm代表优先级用户终端需要的可支持数据到达速率，在第k个传输帧中，第m个用户终端的动态调整发射功率μm,k。

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百度查询： 西安交通大学 能量收集无线物联网QoS驱动的用户调度和功率分配方法