[发明专利]平均信息年龄最小化射频驱动网络优化方法、系统及装置

权利要求书

1.一种平均信息年龄最小化的射频能量传输驱动网络优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，建立通用非线性α-β信息年龄惩罚函数，其中，所述通用非线性α-β信息年龄惩罚函数用于表征不同形式的非线性信息年龄惩罚；

所述步骤一具体包括，建立如公式1的通用非线性α-β信息年龄惩罚函数：

其中，公式中的t_A＝t-U(t)，表示t时刻网络系统的信息年龄；U(t)表示目的节点最新接收到的数据的生成时间；公式1统一表示了指数形惩罚函数和对数形惩罚函数，α和β为参数，t为时间，当α和β都大于零时，为指数形惩罚函数；当α和β都小于零时，为对数形惩罚函数；

步骤二，对所述通用非线性α-β信息年龄惩罚函数曲线与时间轴t所围成图形面积进行计算，建立平均α-β信息年龄惩罚公式；

所述步骤二具体包括：

通过计算所述通用非线性α-β信息年龄惩罚函数曲线与时间轴t所围成图形面积，当α(1+θ)-ln(1-p)时，建立如公式2的平均α-β信息年龄惩罚公式：

其中，

p是传感器成功传输状态更新信息的概率；W是传感器传输状态更新信息的频率带宽；n₀表示噪声频谱密度；T为时间块长度；C表示每个状态更新的数据包长度，单位比特；h₁表示无线能量站与传感器之间无线链路的信道系数；h₂表示传感器与数据接收器之间无线链路的信道系数；|h₁|²服从参数为λ₁的指数分布，|h₂|²服从参数为λ₂的指数分布；d₁表示无线能量站与传感器之间距离；d₂表示传感器与数据接收器之间距离；κ为信号传输损耗因子；B表示传感器启动传输状态更新的能量阈值，单位焦耳；P_w表示无线能量站的传输功率；η为能量传输效率；

步骤三，根据所述平均α-β信息年龄惩罚公式建立平均α-β信息年龄惩罚最小化的网络优化模型；

所述步骤三具体包括：

根据所述平均α-β信息年龄惩罚公式，建立如公式3的平均α-β信息年龄惩罚最小化的网络优化模型：

步骤四，根据所述平均α-β信息年龄惩罚最小化的网络优化模型计算得到使网络平均信息年龄最小化的传感器最佳能量阈值B，通过所述最佳能量阈值B进行射频能量传输驱动网络的优化；

所述步骤四具体包括：通过使用一维搜索法，求解公式3，得到传感器最佳能量阈值B，使得网络平均α-β信息年龄最小，通过所述最佳能量阈值B进行射频能量传输驱动网络的优化。