一种优化信息与能量同时传输通信能耗与频谱效率的方法

摘要

本发明涉及一种优化信息与能量同时传输无线通信系统的能耗与频谱效率的分布式方法。具体地，本发明解决的问题是：在信息与能量同时传输的无线通信系统中，系统的接收用户(节点)需要满足信息收集量约束以及能量收集量约束的条件，如何通过分布式方法实现最小化系统能耗以及最大化频谱效率。本方法的要点是通过博弈论的方法使得通过每个信息和能量源用户(节点)根据其他用户的信息单独计算，即源用户的分布式的计算，解决上述问题。采用本发明所述方法能够通过分布式的方式，优化信息与能量同时传输无线通信系统的能耗与频谱效率，实现的复杂度较低，具有很高的实用价值。

主权项

一种优化信息与能量同时传输通信能耗与频谱效率优化问题的建模：(1)原问题为：$\begin{array}{cc}\underset{p_i}{\min imize}& p_i\\ subjectto& R_t\ge {\gamma }_t,\\ & Q_t\ge {\omega }_t,\\ & 0\le p_t\le p_t^{\max },t=1,2,\mathrm{...},i,\mathrm{...}N.\end{array};$(2)变换(1)中问题为：$\begin{array}{cc}\underset{p_i}{\min imize}& p_i\\ subjectto& p_t-\frac{2^{\frac{{\gamma }_t}{W}}-1}{h_{ttD}^2}(\underset{j=1,j\ne t}{\overset{N}{\Sigma }}{h}_{jtD}^2{p}_j+{\sigma }_{tD}^2)\ge 0,\\ & p_t-\frac{1}{h_{ttE}^2}(\frac{{\omega }_t-{\sigma }_{iE}^2}{\eta }-\underset{k=1,k\ne t}{\overset{N}{\Sigma }}{h}_{ktE}^2{p}_k)\ge 0,\\ & 0\le p_t\le p_t^{\max },t=1,2,\mathrm{...},i,\mathrm{...}N.\end{array}$(3)变换(2)中问题为博弈：G＝<A，Γ，f>，其中A＝{1，2，...，N}，(4)变换(3)中问题为势博弈：G_P＝<A，Γ，F>，其中其他同(3)。