基于物联网的功率分配方法以及装置

本发明涉及无线通信，特别涉及是一种基于物联网的功率分配方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术：

1、随着第五代网络技术的发展，物联网中部署了大量的传感器进行感知和监控。然而，传统的物联网通信技术都侧重于延迟、公平性和网络吞吐量等性能优化，不足以满足时间关键型物联网应用中对信息新鲜度的严格要求。与传统的时延不同，信息年龄在描述状态更新系统中数据传输的及时性有很大的潜力，因此受到了广泛关注。信息年龄被定义为目的端最新接收到的数据包自从生成以来所经过的时间，由传输时延和传输间隔共同决定。

2、早期的工作主要研究单源系统中信息年龄的性能分析和优化，结果表明管理缓存队列中的数据包可以有效地降低系统的信息新鲜度。最近的研究主要集中在多源系统中面向信息年龄的资源调度，揭示了不同的数据包排队策略对信息年龄产生的影响，然而，如何优化调度传输方案和分配网络资源来实现这种方法尚未得到充分研究。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于，提供一种基于物联网的功率分配方法、装置、设备以及存储介质，获得物联网网络中，各个设备在预设的若干个传输方案对应的解码中断概率，并结合各个设备的能量状态数据以及以最小化网络的信息年龄期望加权和为目标的优化条件建立马尔可夫决策模型，输出传输方案选择以及功率分配策略，实现了优化调度传输方案和分配网络资源，保证了物联网能量可持续利用，以及信息传输的及时性。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的功率分配方法，包括以下步骤：

3、获得待分配的物联网网络的信号传输数据以及预设的数据处理模型，其中，所述物联网网络包括混合接入点，以及分别与所述混合接入点连接的若干个设备，所述数据处理模型包括解码模块、能耗模块以及信息年龄模块；

4、将所述信号传输数据输入至所述解码模块，根据若干个预设的传输方案，获得各个所述传输方案对应的各个设备的解码中断概率；所述传输方案用于指示混合接入点和设备之间进行是否进行能量传输或者进行信息传输；

5、将所述信号传输数据输入至所述能耗模块，获得各个所述设备的能量状态数据；

6、将所述信号传输数据输入至所述信息年龄模块，获得各个所述设备的信息年龄期望加权和；

7、根据待分配的物联网网络，建立最小化网络的信息年龄期望加权和为目标的优化条件，根据所述优化条件建立马尔可夫决策模型；

8、将各个所述传输方案对应的各个设备的解码中断概率、各个所述设备的能量状态数据以及信息年龄期望加权和输入至所述马尔可夫决策模型，获得所述待分配的物联网网络的目标传输方案以及功率分配方案。

9、第二方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的功率分配装置，包括：

10、数据获得模块，用于获得待分配的物联网网络的信号传输数据以及预设的数据处理模型，其中，所述物联网网络包括混合接入点，以及分别与所述混合接入点连接的若干个设备，所述数据处理模型包括解码模块、能耗模块以及信息年龄模块；

11、解码中断概率计算模块，用于将所述信号传输数据输入至所述解码模块，根据若干个预设的传输方案，获得各个所述传输方案对应的各个设备的解码中断概率；所述传输方案用于指示混合接入点和设备之间进行是否进行能量传输或者进行信息传输；

12、能量状态数据计算模块，用于将所述信号传输数据输入至所述能耗模块，获得各个所述设备的能量状态数据；

13、信息年龄计算模块，用于将所述信号传输数据输入至所述信息年龄模块，获得各个所述设备的信息年龄期望加权和；

14、模型构建模块，用于根据待分配的物联网网络，建立最小化网络的信息年龄期望加权和为目标的优化条件，根据所述优化条件建立马尔可夫决策模型；

15、决策模块，用于将各个所述传输方案对应的各个设备的解码中断概率、各个所述设备的能量状态数据以及信息年龄期望加权和输入至所述马尔可夫决策模型，获得所述待分配的物联网网络的目标传输方案以及功率分配方案。

16、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述基于物联网的功率分配方法的步骤。

17、第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于物联网的功率分配方法的步骤。

18、在本申请实施例中，提供一种基于物联网的功率分配方法、装置、设备以及存储介质，获得物联网网络中，各个设备在预设的若干个传输方案对应的解码中断概率，并结合各个设备的能量状态数据以及以最小化网络的信息年龄期望加权和为目标的优化条件建立马尔可夫决策模型，输出传输方案选择以及功率分配策略，实现了优化调度传输方案和分配网络资源，保证了物联网能量可持续利用，以及信息传输的及时性。

19、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

技术特征：

1.一种基于物联网的功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于物联网的功率分配方法，其特征在于：所述信号传输数据包括混合接入点的发射功率以及各个所述设备的瞬时接收功率、发射功率以及信噪比；所述传输方案包括能量传输方案、正交多址接入方案、非正交多址接入方案、能量传输与正交多址接入方案、能量传输与非正交多址接入方案；

3.根据权利要求2所述的基于物联网的功率分配方法，其特征在于：所述信号传输数据还包括所述混合接入点与各个所述设备之间的距离；

4.根据权利要求3所述的基于物联网的功率分配方法，其特征在于，所述将所述信号传输数据输入至所述信息年龄模块，获得各个所述设备的信息年龄期望加权和，包括步骤：

5.根据权利要求4所述的基于物联网的功率分配方法，其特征在于，所述最小化网络的信息年龄期望加权和为目标的优化条件为：

6.根据权利要求5所述的基于物联网的功率分配方法，其特征在于，所述根据所述优化条件建立马尔可夫决策模型，包括步骤：

7.根据权利要求6所述的基于物联网的功率分配方法，其特征在于，所述构建所述待分配的物联网网络的四元组，包括步骤：

8.一种基于物联网的功率分配装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于物联网的功率分配方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于物联网的功率分配方法的步骤。

技术总结
本发明涉及无线通信技术领域，涉及一种基于物联网的功率分配方法，获得物联网网络中，各个设备在预设的若干个传输方案对应的解码中断概率，并结合各个设备的能量状态数据以及以最小化网络的信息年龄期望加权和为目标的优化条件建立马尔可夫决策模型，输出传输方案选择以及功率分配策略，实现了优化调度传输方案和分配网络资源，保证了物联网能量可持续利用，以及信息传输的及时性。

技术研发人员：陈允锋,刘勇,肖锦浩
受保护的技术使用者：华南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15