[发明专利]一种智能反射面辅助的无线传感器网络的资源分配方法

权利要求书

1.一种智能反射面辅助的无线传感器网络的资源分配方法，其特征在于，包括:

S1：建立基于智能反射面辅助的多天线功率发射站通过能量波束成形为多个物联网设备无线充电的系统模型，每个设备都利用收集的能量与接入点连接进行信息传输；

S2：联合优化能量波束成形、传输时间调度以及反射面相移约束，构建系统和吞吐量最大化的问题；

S3：提出了一种交替优化的低复杂度方案，以封闭形式导出最优的无线信息传输的智能反射面相移，并通过拉格朗日对偶方法、卡鲁什-库恩-塔克条件和优化-最小化算法得到能量波束成形、时间分配和无线能量传输的相移的最优解。

2.根据权利要求1所述的一种智能反射面辅助的无线传感器网络的资源分配方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

考虑一个IRS辅助的WPSN，多天线PS采用能量波束成形来向K个物联网设备传输无线能量，物联网设备使用收集的能量向接入点发送信息，利用IRS反射系数被动反射射频能量和信息信号，假设PS配备N_T发射天线，IRS由N_R反射元件组成，而AP和所有物联网设备均为单天线节点，信道系数以及IRS-AP分别定义为和

3.根据权利要求1所述的一种智能反射面辅助的无线传感器网络的资源分配方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

IRS辅助的WPSN中使用一个通用的先服务后传输协议，持续时间设置为T，下行链路WET持续时间为同时，IRS收集能量信号，并反射信号，此外，上行链路带宽持续时间也采用时分多址(TDMA)。其中每个物联网设备的上行链路WIT持续时间由表示。时间分配满足定义在的持续时间内作为与相移相关联的对角矩阵，假设在收集的所有能量都用于其信息传输，上行链路带宽持续时间从而实现最大可达吞吐量，在可实现吞吐量由下式给出

其中，η∈[0,1]是能量转换效率，w表示满足的PS的能量波束形成||w||²≤P₀，P₀是PS处可用的最大发射功率，σ²是接入点的噪声方差，联合优化能量波束成形、传输时间调度以及反射面相移约束，构建系统和吞吐量最大化的问题

||w||²≤P₀. (2c)

在问题(2)中，(2a)是IRS相移约束，(2b)表示传输时间约束，(2c)是PS的PS发射功率约束。

4.根据权利要求1所述的一种智能反射面辅助的无线传感器网络的资源分配方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

提出了一个低复杂度的交替优化方案，首先给定的WET IRS相移，通过应用特征值分解，以及拉格朗日对偶方法和卡鲁什库恩-塔克(KKT)条件，分别导出了最优闭环能量波束成形和传输时间分配，然后，对于给定的能量波束成形和传输时间分配，优化-最小化(MM)算法推导出了WET的闭式IRS相移。