改进Dinkelbach方法在多用户无线信能同传系统能效优化中的应用

"多用户无线信能同传系统能效优化方法是针对无线通信中的能效提升策略进行的研究，主要关注的是在多用户环境下，如何优化无线信能同传系统的能量效率。文章提出了一种改进的Dinkelbach方法，用于解决多用户下行链路的能效优化问题。该方法首先借助Dinkelbach算法将原本复杂的分式问题转化为可操作的减式问题，接着通过引入冗余变量将目标的和速率最大化问题转化为加权均方误差最小化的形式。然后，利用凹凸优化理论，将这一问题近似为一个更易处理的二阶锥规划凸问题。最后，通过块坐标算法进行迭代求解，实现对原问题的有效优化，从而提高系统的能量效率。仿真结果验证了这种方法在改善系统能量效率方面的有效性。" 在无线通信领域，尤其是多用户环境下的无线信能同传系统，能效优化是一个核心挑战。传统的无线通信系统主要关注信息传输的速率和质量，而随着绿色通信理念的普及，能源效率成为了研究重点。在多用户无线信能同传系统中，不仅要保证数据的高效传输，还需要同时考虑能量的捕获和利用，以实现通信设备的自供能或延长其工作寿命。 本文提出的改进Dinkelbach方法是一种创新的优化策略，它改进了原有的Dinkelbach算法，使其更适应于解决多用户环境下的能效问题。Dinkelbach方法通常用于解决非线性的分式优化问题，通过迭代转换将分式问题转化为连续可微的单变量函数优化问题。在此基础上，引入冗余变量是为了将原本复杂的和速率最大化问题转换为更易于处理的形式，即加权均方误差最小化问题。这一步骤有助于简化问题结构，使得后续的优化过程更为直观和有效。 凹凸优化是优化理论中的一个重要概念，它允许问题在局部范围内具备凸性，即使全局最优解可能不是全局凸的。在本文中，将加权均方误差最小化问题近似为二阶锥规划问题，是因为二阶锥规划属于凸优化的一种，可以利用成熟的凸优化算法快速找到全局最优解。而块坐标算法则是一种有效的迭代求解方法，它可以逐个更新问题的变量，逐步逼近最优解，尤其适合处理大规模优化问题。 通过上述一系列优化步骤，改进的Dinkelbach方法能够有效地提升多用户无线信能同传系统的能量效率。这种方法的实施不仅减少了系统的能耗，也提高了系统的整体性能，为无线通信网络的可持续发展提供了理论支持和技术手段。未来的无线通信系统设计将更加注重能效优化，以满足日益增长的通信需求的同时，减少对环境的影响。