CN106603175B - 一种提高无线能量传输效率的方法、系统及无线传能系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种提高无线能量传输效率的方法及无线传能系统，本发明实施例能认知周边环境的无线通信系统信道，并且借助此来提高自身传能效率。本发明实施例利用无线传能系统认知学习环境中的无线通信系统的信道，并且与之工作在同一个宽带上，判断无线通信系统传送信息是属于哪种传输策略，设计算法来帮助无线传能系统获取更多的能量。

Description

一种提高无线能量传输效率的方法、系统及无线传能系统

技术领域

本发明涉及无线能量传输领域，尤其涉及一种提高无线能量传输效率的方法及无线传能系统。

背景技术

随着现代移动通信的无线技术的提高，需要部署的无线设备也越来越多。这些无线设备的电池能量的多少成为了一个关键的制约因素，频繁的更换无线设备的电池或者充电往往需要付出高昂的代价，甚至在许多关键的应用不可行。而在最近，利用射频技术进行无线能量传输引起广泛的关注。利用的远场辐射特性电磁波，无线接收器从射频信号可以远程获取能量发射器的能量辐射。其中，它的优点有运行的范围广、部署廉价、只用小接收机的形式，高效的能源广播。一个很好的应用是无线能量系统给无线通信系统充电，让它可以持续地传送信息。专用的能量发射器通过这种技术，可以为很多设备充电，而不用担心电池能量会用完，这样就可以支持部署很多受能量约束的设备。这种系统叫无线传能系统。另一方面，基于射频技术的无线通信系统已经在无线信息传送中得到广泛应用。把无线传能系统与无线通信系统两者结合起来，就成为了无线信息与能量传输同时协作和无线能量通信网络。

另外，由于认知无线电技术的发展提高，接收机可以反馈信息给发射机，从而发射机可以估计到传输信道的传输的状况，改变发送策略来保证信息传输的质量。

无线信息与能量传输同时协作和无线能量通信网络都是一种新兴的无线系统，在这系统中无线传能系统和无线通信系统都是由一个中心处理器去均衡它们的传输。然而，已经有太多的传统的无线通信系统被独立地设计了,无线信息与能量传输同时协作和无线能量通信网络都没有认知环境周围的信号发送情况，来帮助无线传能系统获取到更多的能量。因此，利用无线传能系统认知学习环境中的信道，判断无线通信系统属于机会传输还是服务质量保证传输，来帮助无线传能系统获取更多的能量是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种提高无线能量传输效率的方法及无线传能系统，利用无线传能系统认知学习环境中的信道，判断无线通信系统属于机会传输还是服务质量保证传输，来帮助无线传能系统获取更多的能量。

本发明实施例提供了一种提高无线能量传输效率的方法，包括：

S1：对无线频谱和环境进行认知，获取到具有认知能力的无线通信系统的信道信息；

S2：根据所述信道信息判断所述具有认知能力的无线通信系统是进行机会传输抑或是进行服务质量保证传输，若是进行机会传输，则执行S3，若是进行服务质量保证传输，则执行S4；

S3：对所述信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为所述最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量；

S4：根据预置干扰限制问题模型和预置最优功率发送算法为所述信道信息对应的信道分配功率，并通过获取到分配功率后的与所述信道信息对应的信道发送能量。

优选地，所述对所述信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为所述最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量具体包括：

T1：将所述信道信息对应的信道识别为信息传送信道，并判断所述信息传送信道的个数是否大于预置要求个数，若大于，则执行T2，若不大于，则将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并执行T5；

T2：遍历所述信息传送信道，计算能量接收机接收到所述信息传送信道发送的功率，得到所述能量接收机接收到的最大功率，并将与所述能量接收机接收到的最大功率对应的信息传送信道识别为标记信道；

T3：判断所述遍历中所述能量接收机接收到的最大功率是否比预置功率大，若是，则执行T4，若不是，将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并执行T5；

T4：将所述标记信道移动至最优传能信道集合，并将所述能量接收机接收到的最大功率的值赋予所述预置功率，并执行T1；

T5：为最优传能信道集合分配功率，并通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量。

优选地，所述预置干扰限制问题模型为：

Q_peak表示能量发射机在信道发送的最大功率；Q_sum表示能量发射机的发送总功率；g_i是第i个信道上能量发射机到能量接收机的功率增益；f_i是第i 个信道上能量发射机到信息接收机的功率增益；h_i是第i个信道上信息发射机到信息接收机的功率增益；

是第i个信道上信息发射机到能量接收机的功率增益；Q_i是能量发射机在第i个信道上的发射功率；P_i是信息发射机在第i个信道上的发射功率；γ是干扰温度的最大值。

优选地，所述预置最优功率发送算法具体包括：

U1：定义有益信道功率增益为：

U2：根据所述有益信道功率增益进行计算得到一个集合{θ_i}，并将所述集合从大到小排列，序列为π(1),...,π(N)，得到新的排序为θ_π(1)≥...≥θ_π(N)；

U3：根据所述排序通过计算对信道进行功率分配，得到最优功率分配为：

优选地，本发明实施例还提供了一种提高无线能量传输效率的无线传能系统，包括：

认知单元，用于对无线频谱和环境进行认知学习，获取到具有认知学习能力的无线通信系统的信道信息；

判断单元，用于根据所述信道信息判断所述具有认知能力的无线通信系统是进行机会传输抑或是进行服务质量保证传输，若是进行机会传输，则触发第一分配单元，若是进行服务质量保证传输，则触发第二分配单元；

第一分配单元，用于对所述信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为所述最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量；

第二分配单元，用于根据预置干扰限制问题模型和预置最优功率发送算法为所述信道信息对应的信道分配功率，并通过获取到分配功率后的与所述信道信息对应的信道发送能量。

优选地，所述第一分配单元包括：

第一判断子单元，用于将所述信道信息对应的信道识别为信息传送信道，并判断所述信息传送信道的个数是否大于预置要求个数，若大于，则触发计算子单元，若不大于，则将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并触发分配子单元；

计算子单元，用于遍历所述信息传送信道，计算能量接收机接收到所述信息传送信道发送的功率，得到所述能量接收机接收到的最大功率，并将与所述能量接收机接收到的最大功率对应的信息传送信道识别为标记信道；

第二判断子单元，用于判断所述遍历中所述能量接收机接收到的最大功率是否比预置功率大，若是，则触发移动子单元，若不是，将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并触发分配子单元；

移动子单元，用于将所述标记信道移动至最优传能信道集合，并将所述能量接收机接收到的最大功率的值赋予所述预置功率，并触发第一判断子单元；

分配子单元，用于为最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量。

优选地，本发明实施例还提供了一种提高无线能量传输效率的系统，通过如以上所述的提高无线能量传输效率的方法进行提高无线能量传输效率，其特征在于，包括：如以上所述的无线传能系统、无线通信系统；

所述无线传能系统和所述无线通信系统之间通过信道连接。

优选地，所述无线传能系统包括：能量发射机和能量接收机；

所述能量发射机和所述能量接收机之间通过信道连接。

优选地，所述无线通信系统包括：信息发射机和信息接收机；

所述信息发射机和所述信息接收机之间通过信道连接。

优选地，所述信息发射机和所述能量接收机之间通过信道连接；

所述能量发射机和所述信息接收机之间通过信道连接。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供了一种提高无线能量传输效率的方法及无线传能系统，其中，该提高无线能量传输效率的方法包括：对无线频谱和环境进行认知，获取到具有认知能力的无线通信系统的信道信息；

S2：根据所述信道信息判断所述具有认知能力的无线通信系统是进行机会传输抑或是进行服务质量保证传输，若是进行机会传输，则执行S3，若是进行服务质量保证传输，则执行S4；S3：对所述信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为所述最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量；S4：根据预置干扰限制问题模型和预置最优功率发送算法为所述信道信息对应的信道分配功率，并通过获取到分配功率后的与所述信道信息对应的信道发送能量。本发明实施例利用无线传能系统认知学习环境中的信道，判断无线通信系统属于机会传输还是服务质量保证传输，来帮助无线传能系统获取更多的能量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种提高无线能量传输效率的方法的流程示意图；

图2为图1所示实施例中步骤103的具体流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种提高无线能量传输效率的无线传能系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种提高无线能量传输效率的系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种提高无线能量传输效率的方法及无线传能系统，利用无线传能系统认知学习环境中的信道，判断无线通信系统属于机会传输还是服务质量保证传输，来帮助无线传能系统获取更多的能量。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种提高无线能量传输效率的方法的一个实施例，包括：

101、对无线频谱和环境进行认知，获取到具有认知能力的无线通信系统的信道信息；

无线传能系统对无线频谱和环境进行认知，获取到具有认知能力的无线通信系统的信道信息。

102、根据信道信息判断具有认知能力的无线通信系统是进行机会传输抑或是进行服务质量保证传输，若是进行机会传输，则执行103，若是进行服务质量保证传输，则执行104；

获取到具有认知学习能力的无线通信系统的信道信息后，无线传能系统根据信道信息判断具有认知能力的无线通信系统是进行机会传输抑或是进行服务质量保证传输，若是进行机会传输，则执行103，若是进行服务质量保证传输，则执行104。

103、对信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量；

无线传能系统对信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量。

104、根据预置干扰限制问题模型和预置最优功率发送算法为信道信息对应的信道分配功率，并通过获取到分配功率后的与信道信息对应的信道发送能量。

无线传能系统根据预置干扰限制问题模型和预置最优功率发送算法为信道信息对应的信道分配功率，并通过获取到分配功率后的与信道信息对应的信道发送能量。

在本实施例中，如图2所示，步骤103具体包括：

201、将信道信息对应的信道识别为信息传送信道，并判断信息传送信道的个数是否大于预置要求个数，若大于，则执行202，若不大于，则将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并执行205；

202、遍历信息传送信道，计算能量接收机接收到信息传送信道发送的功率，得到能量接收机接收到的最大功率，并将与能量接收机接收到的最大功率对应的信息传送信道识别为标记信道；

203、判断遍历中能量接收机接收到的最大功率是否比预置功率大，若是，则执行204，若不是，将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并执行 205；

204、将标记信道移动至最优传能信道集合，并将能量接收机接收到的最大功率的值赋予预置功率，并执行201；

205、为最优传能信道集合分配功率，并通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量。

其中，预置干扰限制问题模型为：

Q_peak表示能量发射机在信道发送的最大功率；Q_sum表示能量发射机的发送总功率；g_i是第i个信道上能量发射机到能量接收机的功率增益；f_i是第i 个信道上能量发射机到信息接收机的功率增益；h_i是第i个信道上信息发射机到信息接收机的功率增益；

是第i个信道上信息发射机到能量接收机的功率增益；Q_i是能量发射机在第i个信道上的发射功率；P_i是信息发射机在第i个信道上的发射功率；γ是干扰温度的最大值。

预置最优功率发送算法具体包括：

U1：定义有益信道功率增益为：

U2：根据所述有益信道功率增益进行计算得到一个集合{θ_i}，并将所述集合从大到小排列，序列为π(1),...,π(N)，得到新的排序为θ_π(1)≥...≥θ_π(N)；

U3：根据所述排序通过计算对信道进行功率分配，得到最优功率分配为：

在本实施例中，IT(information transfer，信息发射机)给IR(informationreceiver，信息接收机)传送能量，组成了一个无线通信系统。其中，IT和IR 都具有认知学习能力，接收机可以反馈信息给发射机，从而发射机可以估计到传输信道的传输的状况，改变发送策略来保证信息传输的质量。ET(energy transfer，能量发射机)与ER(energyreceiver，能量接收机)组成无线传能系统。ET给ER传送能量，ET也是具有认知学习能力的，它能够检测估计无线通信系统的发送情况来调整自身的发送能量的策略。

无线通信系统可以根据信道受到的干扰和信道状况而改变自己的发送策略，而ET也可以估计到无线通信系统的改变，从而改变自身对无线通信系统的干扰，在自身传送能量的同时，也使无线通信系统的信号能量帮助到自身的能量接收。本发明会在两种情况去讨论无线传能系统的最优发送能量策略。

我们考虑把这个频段均匀分成N个SCs(sub-channels，子信道)，信道集合用N＝{1,2,...,N}表示，且每个信道都是独立不相关的平坦衰落信道。g_i和f_i分别是SC_i上ET到ER和IR的功率增益(如果没有特殊说明，i∈N)，h_i和

分别是IT到IR和ER的功率增益,Q_i和P_i分别表示ET和IT在SC_i发射功率。 Q_sum表示ET的发送总功率，

Q_peak表示ET在SC_i的发送的最大功率，

以上信道信息都可以经过系统的认知学习周围环境得到。因此，ER接收到的能量为

在每个信道中，信干噪比为：

σ²是噪声功率。

情况1：机会传输，即无线通信系统只是在没有被无线传能系统干扰下的子信道发送信息。

假设

是无线传能系统发送能量的子信道集合，因此N_I＝N丯_E可以表示无线通信系统发送信息的子信道集合。再假设P_sum是IT的发送总功率，两个系统功率平均分配所占的子信道，则

其中|N_I|表示N_I个数。因此ER可以获取的能量为：

显然，实际中，无线通信系统传送信道数必须要固定某个值以上，用N_min表示。

因此，最后的问题变成：

问题变成了优化集合N_E的问题，这是一个很困难的离散变量的问题，设计流程图如图2所示，用以下算法求得一个很不错的策略。

具体算法如下：

设N_E＝φ，

N_I＝N，循环条件是|N_I|＞N_min，进入循环后，对于每一个SC_j∈N_I，计算

然后找出最大的

记录它的下标为j*。判断如果

则更新 N_E＝N_E∪{j^*}，N_I＝N_I\{j^*}，

否则跳出整个循环。当循结束后，便可以得出的最佳集合N_E。

此方法在最坏的情况下的计算能量值的次数为

当然我们也可以用穷举的方法计算每一种N_E可能的情况，但是这种方法需要的计算次数是

当子信道个数N比较大的时候，计算的次数相当庞大，效率相当低下。

根据仿真结果，ET到ER，ET到IR，IT到IR，IT到ER的距离分别是 2.5米、15米、10米、2.5米。路径衰落模型为χ(d/d₀)^-κ，χ＝-30dB，d₀＝1 米，κ＝3，Q_sum＝10W，Q_peak＝2W，P_sum＝10W。无线通信系统最小个数N_min＝4。可以显示该算法的结果也是很接近穷举方法的结果，但是复杂度却远低于穷举方法，另外该算法也明显比无线传能系统没有利用无线通信系统能量时效果好得多。随着信道的增多，该算法效率也在不断地提高。

情况2：服务质量保证传输，即WIT无线通信系统和WET无线传能系统可共用信道，但要保证无线通信系统的信道的服务质量。

第二种情况是无线通信系统和无线传能系统可共用信道，但必须要保证无线通信系统传送的信干噪比在一个固定值，即

为了保护无线通信系统的服务质量，无线传能系统对无线通信系统的干扰不能超过一个固定值γ，于是，问题便变成了：

消去P_i，考虑到子信道的Q_i本身有最大限制，问题转化为：

为了最优解的推导过程，定义有益信道功率增益为：

计算得出来的结果设为一个集合{θ_i}，从大到小排列，新的序列为π(1),...,π(N)，因此θ_π(1)≥…≥θ_π(N)。然后按照这个顺序依次给信道分配它们能承受的最大功率。记过计算得出最后的最优功率分配为：

通过仿真，其中，仿真参数除了有第一种情况的参数之外(只有P_sum不需要)，Γ＝20dB，σ²＝-70dBm，γ＝-65dBm。无线传能系统有了无线通信系统信号能量的帮助下，获取得到的能量大大增加。

请参阅图3，本发明实施例提供的一种提高无线能量传输效率的无线传能系统的一个实施例，包括：

认知单元301，用于对无线频谱和环境进行认知学习，获取到具有认知学习能力的无线通信系统的信道信息；

判断单元302，用于根据所述信道信息判断所述具有认知能力的无线通信系统是进行机会传输抑或是进行服务质量保证传输，若是进行机会传输，则触发第一分配单元，若是进行服务质量保证传输，则触发第二分配单元；

第一分配单元303，用于对所述信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为所述最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量；

第二分配单元304，用于根据预置干扰限制问题模型和预置最优功率发送算法为所述信道信息对应的信道分配功率，并通过所述信道信息对应的信道发送能量。

第一分配单元303包括：

第一判断子单元3031，用于将信道信息对应的信道识别为信息传送信道，并判断信息传送信道的个数是否大于预置要求个数，若大于，则触发计算子单元3032，若不大于，则将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并触发分配子单元3035；

计算子单元3032，用于遍历信息传送信道，计算能量接收机接收到信息传送信道发送的功率，得到能量接收机接收到的最大功率，并将与能量接收机接收到的最大功率对应的信息传送信道识别为标记信道；

第二判断子单元3033，用于判断遍历中能量接收机接收到的最大功率是否比预置功率大，若是，则触发移动子单元3034，若不是，将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并触发分配子单元3035；

移动子单元3034，用于将标记信道移动至最优传能信道集合，并将能量接收机接收到的最大功率的值赋予预置功率，并触发第一判断子单元3031；

分配子单元3035，用于为最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量。

请参阅图4，本发明实施例提供的一种提高无线能量传输效率的系统，通过以上所述的提高无线能量传输效率的方法进行提高无线能量传输效率，其特征在于，包括：如以上所述的无线传能系统、无线通信系统；

无线传能系统和无线通信系统之间通过信道连接。

无线传能系统包括：能量发射机3和能量接收机4；

能量发射机3和能量接收机4之间通过信道连接。

无线通信系统包括：信息发射机1和信息接收机2；

信息发射机1和信息接收机2之间通过信道连接。

信息发射机1和能量接收机4之间通过信道连接；

能量发射机3和信息接收机2之间通过信道连接。

在本实施例中，信息发射机1、信息接收机2、能量发射机3和能量接收机4均工作在同一个宽带内。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种提高无线能量传输效率的方法，其特征在于，包括：

S1：对无线频谱和环境进行认知，获取到具有认知能力的无线通信系统的信道信息；

S2：根据所述信道信息判断所述具有认知能力的无线通信系统是进行机会传输抑或是进行服务质量保证传输，若是进行机会传输，则执行S3，若是进行服务质量保证传输，则执行S4；

S3：对所述信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为所述最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量；

S4：根据预置干扰限制问题模型和预置最优功率发送算法为所述信道信息对应的信道分配功率，并通过获取到分配功率后的与所述信道信息对应的信道发送能量；

其中，步骤S3具体包括：

T1：将所述信道信息对应的信道识别为信息传送信道，并判断所述信息传送信道的个数是否大于预置要求个数，若大于，则执行T2，若不大于，则将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并执行T5；

T2：遍历所述信息传送信道，计算能量接收机接收到所述信息传送信道发送的功率，得到所述能量接收机接收到的最大功率，并将与所述能量接收机接收到的最大功率对应的信息传送信道识别为标记信道；

T3：判断所述遍历中所述能量接收机接收到的最大功率是否比预置功率大，若是，则执行T4，若不是，将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并执行T5；

T4：将所述标记信道移动至最优传能信道集合，并将所述能量接收机接收到的最大功率的值赋予所述预置功率，并执行T1；

T5：为最优传能信道集合分配功率，并通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量；

其中，所述预置干扰限制问题模型为：

Q_peak表示能量发射机在信道发送的最大功率；Q_sum表示能量发射机的发送总功率；g_i是第i个信道上能量发射机到能量接收机的功率增益；f_i是第i个信道上能量发射机到信息接收机的功率增益；h_i是第i个信道上信息发射机到信息接收机的功率增益；

是第i个信道上信息发射机到能量接收机的功率增益；Q_i是能量发射机在第i个信道上的发射功率；P_i是信息发射机在第i个信道上的发射功率；γ是干扰温度的最大值；

其中，所述预置最优功率发送算法具体包括：

U1：定义有益信道功率增益为：

U2：根据所述有益信道功率增益进行计算得到一个集合{θ_i}，并将所述集合从大到小排列，序列为π(1),...,π(N)，得到新的排序为θ_π(1)≥...≥θ_π(N)；

U3：根据所述排序通过计算对信道进行功率分配，得到最优功率分配为：

2.一种提高无线能量传输效率的无线传能系统，其特征在于，包括：

认知单元，用于对无线频谱和环境进行认知学习，获取到具有认知学习能力的无线通信系统的信道信息；

判断单元，用于根据所述信道信息判断所述具有认知能力的无线通信系统是进行机会传输抑或是进行服务质量保证传输，若是进行机会传输，则触发第一分配单元，若是进行服务质量保证传输，则触发第二分配单元；

第一分配单元，用于对所述信道信息对应的信道进行选取，得到最优传能信道集合，并为所述最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量；

第二分配单元，用于根据预置干扰限制问题模型和预置最优功率发送算法为所述信道信息对应的信道分配功率，并通过获取到分配功率后的与所述信道信息对应的信道发送能量；

其中，所述第一分配单元包括：

第一判断子单元，用于将所述信道信息对应的信道识别为信息传送信道，并判断所述信息传送信道的个数是否大于预置要求个数，若大于，则触发计算子单元，若不大于，则将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并触发分配子单元；

计算子单元，用于遍历所述信息传送信道，计算能量接收机接收到所述信息传送信道发送的功率，得到所述能量接收机接收到的最大功率，并将与所述能量接收机接收到的最大功率对应的信息传送信道识别为标记信道；

第二判断子单元，用于判断所述遍历中所述能量接收机接收到的最大功率是否比预置功率大，若是，则触发移动子单元，若不是，将预置功率传送信道识别为最优传能信道集合，并触发分配子单元；

移动子单元，用于将所述标记信道移动至最优传能信道集合，并将所述能量接收机接收到的最大功率的值赋予所述预置功率，并触发第一判断子单元；

分配子单元，用于为最优传能信道集合分配功率，通过获取到分配功率后的最优传能信道集合发送能量。

3.一种提高无线能量传输效率的系统，通过如权利要求1所述的提高无线能量传输效率的方法进行提高无线能量传输效率，其特征在于，包括：如权利要求2所述的无线传能系统、无线通信系统；

所述无线传能系统和所述无线通信系统之间通过信道连接。

4.根据权利要求3所述的提高无线能量传输效率的系统，其特征在于，所述无线传能系统包括：能量发射机和能量接收机；

所述能量发射机和所述能量接收机之间通过信道连接。

5.根据权利要求4所述的提高无线能量传输效率的系统，其特征在于，所述无线通信系统包括：信息发射机和信息接收机；

所述信息发射机和所述信息接收机之间通过信道连接。

6.根据权利要求5所述的提高无线能量传输效率的系统，其特征在于，所述信息发射机和所述能量接收机之间通过信道连接；

所述能量发射机和所述信息接收机之间通过信道连接。

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