西安電子科技大學汪劍宇獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西安電子科技大學申請的專利一種跨層的水下磁感應通信的電流分配方法、設備及介質獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120263668B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510735517.3,技術領域涉及:H04L41/14;該發明授權一種跨層的水下磁感應通信的電流分配方法、設備及介質是由汪劍宇;程文馳;李智超;張濤設計研發完成,并于2025-06-04向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種跨層的水下磁感應通信的電流分配方法、設備及介質在說明書摘要公布了:本發明公開了一種跨層的水下磁感應通信的電流分配方法、設備及介質,屬于數字信息傳輸領域,其方法包括:建立磁感應通信系統電路模型,包括發射機和接收機,基于發射機的發射線圈和接收機的接收線圈之間的失準因子的概率密度函數計算互感的概率密度函數,及接收功率、發射電流和發射功率并以信道容量有限和平均功率有限作為約束,根據互感的概率密度函數和接收功率,計算磁感應通信的有效容量表達式,基于有效容量表達式和約束,建立數學優化問題,用凸優化理論求解優化問題,得到跨層的水下磁感應通信的電流分配方法;其設備及介質用于實現該方法;本發明降低了硬件成本和體積,更好的滿足了時延敏感型業務需求,提高了普適性和應用價值。
本發明授權一種跨層的水下磁感應通信的電流分配方法、設備及介質在權利要求書中公布了:1.一種跨層的水下磁感應通信的電流分配方法,所述磁感應通信為一個平穩且遍歷的隨機服務過程,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,建立磁感應通信系統的電路模型,包括具有一個發射線圈的發射機和具有一個接收線圈的接收機; 步驟2,基于發射線圈和接收線圈之間的互感失準因子的概率密度函數計算得到互感的概率密度函數; 步驟3,基于步驟1建立的電路模型,計算得到接收功率PL和發射功率Ptk; 步驟4,根據步驟2得到的互感的概率密度函數和步驟3計算得到的接收功率,計算得到帶有服務質量指數θ的磁感應通信系統的有效容量ECθ表達式; 步驟5,基于發射電流和步驟3得到的發射功率,添加實際約束; 步驟6,基于步驟4得到的有效容量表達式,和步驟5添加的實際約束,建立數學優化問題,用凸優化理論求解優化問題,得到具有服務質量保障的水下磁感應通信的電流分配方法,具體步驟如下: 令則目標函數表述為: 其中,ItM為發射電流,θ為服務質量指數,RL為負載電阻的阻值,Rr為接收機等效電阻的阻值,M為發射線圈Lt和接收線圈Lr之間的互感,pMM為互感M的概率密度函數; 將目標函數重寫,以最小化重寫后的目標函數為目標,得到優化問題: 其中,Rmax為最大的可達速率,為接收端在發射端的歸一化等效電阻的阻值,f為工作頻率; 利用KKT條件推導得到該優化問題的解,即最優電流控制方法為: 其中,拉格朗日乘子λ0通過數值解法求得; 在最優電流控制方法下,有效容量表示為: 其中,式25中的電流的平方ξ1M和電流的平方ξ2M表示為: 當θ→0時,磁感應通信系統最優電流控制方法收斂為: 其中, 對應的有效容量為: 當θ→∞時,M1→0,M2→∞,且磁感應通信系統不受峰值速率限制的影響,信道中斷概率為零;最優電流控制方法收斂為: 對應的有效容量為:
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