通信中随机能量最优“存储然后传输”的调度方法技术

技术编号:14454649 阅读:129 留言:0更新日期:2017-01-19 02:16
本发明专利技术公开了一种通信中随机能量最优“存储然后传输”的调度方法,它包括以下步骤:S1:通信设备收集和储存能量;S2:判断收集的能量与阈值的大小关系:当收集的能量超过阈值时,停止能量收集并利用收集到的能量进行信息的传输。本发明专利技术找到一个基于“储存然后传输”的最优控制方法,以确定何时停止能量收集和传输信息。利用最优停止规则,得出该方法是的方式找到一个阈值,当收集的能量超过阈值时利用已经收集的能量传输信息。这样可以使信息传输的吞吐率最大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通信中随机能量最优“存储然后传输”的调度方法
技术介绍
近几年无线通信系统中能量收集技术应用的爆炸性增长。它可以用于自治的无线网络[1],无线传感器网络[2],和其他区域的无线通信。比较传统来源,能量来自于可再生能源更为绿色。可再生能源是无处不在的环境,因此,我们不应该考虑更换无线通信设备[3]的电池。因此,我们可以把无线节点放在一些几乎没有人生活的地区。有许多能量收集的方法[4][5][7][8][6]。不同形式的传统能源,可再生能源发电的变化随着时间的推移。因此,制定一个策略,有效地利用收集的能量是非常重要的。近几年来,能量收集管理的发展非常快。作者[9],[10],[11]在传感器网络中利用能量收集和作者[12]发现最佳的能量管理政策,以最大限度地提高传感器网络的吞吐率。作者[13]和[14]都考虑利用注水法的能量分配解决方案。论文[13]在衰落信道中考虑的最优策略。文章[14]专注于在有限的最大吞吐率。[15]和[16]考虑从数据包调度的有效利用收获的能量。作者[17]考虑电池不能同时充放电。因此,[17]利用保存然后传输的方法,以优化吞吐率。在该文章中,时间分段分为两部分,第一部分存储能量,另一部分传输信息。文章[17]是基于“能量的产生是稳定的”这种特殊条件。而可再生能源产生的能量是随机产生的。现在没有一种针对随机能量的“存储然后传输”方法。什么时候停止能量的收集同时传输信息是一个重要的问题。我们建立了一个模型来表示吞吐率,然后专注于寻找一个规则,以确定何时停止能量收集,使吞吐率最大。通过研究,了解到规则为,当收获能量大于一个阈值时搜索一个阈值,然后停止能量收集然后利用收集到的能量传输信息。这样会使得信息吞吐率达到最大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种通信中随机能量最优“存储然后传输”的调度方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:通信中随机能量最优“存储然后传输”的调度方法,它包括以下步骤:S1:通信设备收集和储存能量;S2:判断收集的能量与阈值的大小关系:当收集的能量超过阈值时,停止能量收集并利用收集到的能量进行信息的传输;所述的阈值计算包括以下子步骤:S11:初始化参数,klow=0,k的初始值处于kup和klow之间,式中,B为带宽,σ2为具有零均值的循环对称高斯分布的方差,Tw为能量收集阶段每个时隙的长度,a为能量收集阶段每个时隙的最大能量收集值;S12:固定x值,利用二分法查找阈值Lk(x),当Ψ(r,x)=0时Lk(x)=r,其中公式Ψ(r,x)为:式中,|h|2为信道增益,Lk(x)为阈值,N为停止时隙,是一个随机的变量,RN是随机变量,其代表从时隙1至时隙N收集的总能量,T为信息传输时间的长度;S13:利用查找到的阈值Lk(x)获得在给定k值情况的最优停止规则N*:N*=min{n∈Z+:rn≥Lk(xn)本文档来自技高网
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【技术保护点】
通信中随机能量最优“存储然后传输”的调度方法,其特征在于:它包括以下步骤:S1:通信设备收集和储存能量;S2:判断收集的能量与阈值的大小关系:当收集的能量超过阈值时,停止能量收集并利用收集到的能量进行信息的传输;所述的阈值计算包括以下子步骤:S11:初始化参数,klow=0,k的初始值处于kup和klow之间,式中,B为带宽,σ2为具有零均值的循环对称高斯分布的方差,Tw为能量收集阶段每个时隙的长度,a为能量收集阶段每个时隙的最大能量收集值;S12:固定x值,利用二分法查找阈值Lk(x),当Ψ(r,x)=0时Lk(x)=r,其中公式Ψ(r,x)为:式中,|h|2为信道增益,Lk(x)为阈值,N为停止时隙,是一个随机的变量,RN是随机变量,其代表从时隙1至时隙N收集的总能量,T为信息传输时间的长度;S13:利用查找到的阈值Lk(x)获得在给定k值情况的最优停止规则N*:N*=min{n∈Z+:rn≥Lk(xn)};S14:利用N*获得V(k):S15:判断V(k)是否等于0,如果是则获得步骤S2所需的阈值;如果不是则利用二分法通过klow和kup更新k值后,返回步骤S12。

【技术特征摘要】
1.通信中随机能量最优“存储然后传输”的调度方法,其特征在于:它包括以下步骤:S1:通信设备收集和储存能量;S2:判断收集的能量与阈值的大小关系:当收集的能量超过阈值时,停止能量收集并利用收集到的能量进行信息的传输;所述的阈值计算包括以下子步骤:S11:初始化参数,klow=0,k的初始值处于kup和klow之间,式中,B为带宽,σ2为具有零均值的循环对称高斯分布的方差,Tw为能量收集阶段每个时隙的长度,a为...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜林松黄川
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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