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专利号: 2016101727830
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种射频能量捕获无线传感网能量源最少化布置方法,其特征在于:包括如下步骤:(1.1)首先根据无线传感网中N个给定位置的能够捕获射频能量的传感器节点坐标,来计算出这N个节点的最小覆盖圆圆心;其中,N是传感器节点总个数,N个节点的最小覆盖圆是指覆盖了所有N个节点且具有最小半径的圆;

(1.2)初始化射频能量发送源的个数K=1;

(1.3)对于m=1,2,…,M ,做如下操作:初始化第m个粒子的初始位置对于任意i=1,2,…,K, 和 为最小覆盖圆中随机

挑出的一个点的横坐标和纵坐标,初始化第m个粒子的初始速度矢量vm=0,初始化第m个粒子的最优位置pm为它的初始位置,即pm←xm;其中M表示粒子的个数,其取值方式与传统粒子群算法中粒子个数取值方式一样;

(1.4)为p1,p2,…,pM,分别计算出它们所对应的捕获功率比值,然后在它们中找出能量捕获比值最大的pl并且将全局最优位置pg设置为pl,即pg←pl;所述的为位置pm计算出它所对应的捕获功率比值f(pm)包含如下操作步骤:(1.4.1)对于i=1,2,…,K,设置第i个能量源的横坐标为pm里的第2i-1个元素,设置第i个能量源的纵坐标为pm里的第2i个元素;

(1.4.2)为每个传感器节点nj,j=1,2,…,N,根据公式(1)计算节点nj从K个射频能量发送源捕获的总的功率其中η是整流效率,Gs是源天线增益,Gr是接收天线增益,Lp是极化损耗,λ是波长,dj,i是节点nj与第i个射频能量发送源之间的距离,Pt是射频能量发送源的发送功率;

(1.4.3)对于j=1,2,…,N,根据公式(2)计算节点nj的捕获功率比值Rj,其中, 是节点nj的捕获功率需求,即节点nj的捕获功率必须大于等于(1.4.4)将位置pm所对应的捕获功率比值f(pm)赋值为R1,R2,…,RN中最小的值;

(1.5)执行基于粒子群优化的能量源位置优化操作;

(1.6)如果全局最优位置pg的捕获功率比值大于等于1,则发送源的个数K不再改变,且K个能量源的坐标为pg中的K对坐标,并结束本方法的操作;否则K←K+1,并且回到步骤(1.3)。

2.如权利要求1所述的射频能量捕获无线传感网能量源最少化布置方法,其特征在于:所述步骤(1.5)中,基于粒子群优化的能量源位置优化包含如下操作步骤:(1.5.1)对于第m个粒子,m=1,2,…,M,根据公式(3)更新第m个粒子的当前速度矢量vm和位置向量xm;

其中,rp和rg分别是(0,1)之间的一个随机数, 和 是常数值,用来控制速度矢量vm的更新步伐,其取值方式与传统粒子群算法中的取值方式一样;

(1.5.2)如果f(pm)<f(xm),则令pm←xm;如果f(pg)<f(xm),则令pg←xm;

(1.5.3)重复执行Iteration_times次步骤(1.5.1)和步骤(1.5.2),其中Iteration_times的取值取决于所能够接受的运行时长,所能够接受的运行时长越长,则可以将Iteration_times设置为越大的值。