[发明专利]一种用于能量可收集双向协作通信的中断率优化方法

摘要

本发明公开了一种用于能量可收集双向协作通信的中断率优化方法，属于绿色通信技术领域。本发明所述方法包括如下步骤：(1)初始化变量；(2)测量当前信道功率与收集能量；(3)计算防止中止发生所需要的能量阈值；(4)中继求解优化问题；(5)更新电池与虚拟队列信息。本发明所述方法利用李雅普诺夫优化，对连续参数的能量可收集协作通信作优化，帮助协作中继有效的分配随机收集到的能量，更有效地降低了期望中止概率，保证了协作通信网络期望的吞吐量。

主权项

1.一种用于能量可收集双向协作通信的中断率优化算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.初始化变量：策略周期T、电池容量bmax、电池平均能量阈值δ、发射端功率PS、发射端A到发射端B的吞吐量阈值R1、发射端B到发射端A的吞吐量阈值R2、初始电池能量b(1)、初始虚拟队列B(1)、权重V、平均噪音N0、协作协议；步骤2.发射端A与发射端B发射信号到中继，感应器测量当前发射端A到中继的信道功率γ1(t)、发射器B到中继的信道功率γ2(t)与当前时刻t收集到的总能量EH(t)；步骤3.中继通过当前信息计算防止中止发生所需要的阈值能量，AF协议能量阈值和DF协议能量阈值的具体表达式为：步骤4.中继求解优化问题：arg min J(ω(t))＝ω2(t)‑2b(t)ω(t)+2B(t)ω(t)+2V·P(ω(t))s.t.0≤ω(t)≤b(t)其中J(·)为优化目标函数，ω(t)为当前t时刻的发射能量，b(t)为当前t时刻的电池能量，B(t)为当前t时刻的虚拟队列值；中止概率函数P(ω(t))的具体表达式为：其中，为发射能量阈值，当前协议为AF协议时，当前协议为DF协议时，根据上述优化问题，最优解ω*(t)有以下三种情形：情形1.当或时，ω^*(t)＝0；情形2.当或或时，ω^*(t)＝b(t)‑B(t)；情形3.当或时，步骤5.更新电池与虚拟队列信息：b(t+1)＝min{bmax,b(t)‑ω*(t)+EH(t)}B(t+1)＝max{0,B(t)‑b(t+1)+δ}令t+1，进入下一次策略周期，返回至步骤2。