基于信息年龄的物联网通信方法、装置、设备及存储介质

1.本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于信息年龄的物联网 通信方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.关键任务物联网通信对低功耗、低延迟、高可靠性等需求迫切。可重 构智能表面(以下简称ris)是一种可以改变传播环境的革命性传输技术， ris通过增强所需的信号同时减弱干扰信号的影响。此外，ris的重大优 势在于其是由大量低成本和无源反射器件构成。ris的突出特点和优势适 用于物联网中的节能和低延迟需求。基于此，以往工作中提出了基于ris 辅助的非正交多址接入(noma)方案，以满足物联网中高效、低功耗、 宽覆盖的需求。还有部分物联网方案中提出了通过ris来辅助无人机(uav) 通信，用于在地面物联网设备之间短报文传输。此外，ris还适用于大规 模物联网连接，用以解决应用场景中的非视线(nlos)传播问题。
3.此外，混合自动重复请求(harq)技术是一项广泛应用于提高传输 可靠性的重要技术，尤其在复杂严苛的物联网环境下harq传输协议不可 或缺。harq的核心是通过重传失败的数据包的来提升接收信号质量，然 而需要伴随的代价是引发较大的延迟。因此，研究人员试图将harq和 ris结合起来，以协助物联网通信同时实现低功耗、低延迟、高可靠性等 需求。已有部分方案从可靠性与吞吐量角度利用i型harq和追加合并方 式harq(harq-cc)与ris辅助物联网通信。然而，除了这些传统的性 能指标，信息的新鲜度对于关键任务型物联网应用尤为重要。为了度量状 态更新的新鲜度，引入了信息年龄(aoi)的概念来定义最新状态更新生成 后所消耗的时间。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中关键任务物联网通信对低功耗、 低延迟、高可靠性等迫切需求，提供一种基于信息年龄的物联网通信方法、 装置、计算机设备及存储介质。本发明通过结合增量冗余混合自动重发请 求技术(harq-ir)以及智能反射面技术(ris)达成低功耗、低延迟、高 可靠性的目标。考虑到信息的新鲜度对于关键任务型物联网应用尤为重要， 本发明通过最小化信息年龄优化设计相位偏移、发送功率以及传输速率。 考虑到物联网通信中的低功耗、计算资源有限等特征，本发明通过利用渐 进中断概率进一步简化优化问题求解。最终，基于以交替优化的基本思想 分别采用连续上界最小化(majorization-minimization，mm)算法进行速率 选择以及几何规划进行功率分配。
5.本发明的第一个目的在于提供一种基于信息年龄的物联网通信方法。
6.本发明的第二个目的在于提供一种基于信息年龄的物联网通信装置。
7.本发明的第三个目的在于提供一种计算机设备。
8.本发明的第四个目的在于提供一种存储介质。
9.本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
10.一种基于信息年龄的物联网通信方法，所述物联网通信方法的实现步 骤如下：
11.s1、引入智能反射面，物联网中传感器节点通过反射传感器信号给基 站，运用增量冗余混合自动重发请求技术改善信号接收质量，其中，智能 反射面以下简称ris，增量冗余混合自动重发请求以下简称harq-ir；
12.s2、基站基于获取信道状态信息的统计知识，通过优化设计智能反射 面的相位偏移、传输速率以及发送功率构建信息年龄的最小化问题，同时 保证平均功耗受限以及低中断概率，即
[0013][0014]
s.t.
[0015]
p
out,l
≤ε,
[0016]
其中，θ
l,k,n
∈[0,2π]表示第l轮harq的第k个ris上的第n个反射单元的 相移，ε表示最大允许的中断概率，为给定的最大平均功耗，p
out,l
表示经 过l轮传输后的系统中断概率，p
l
表示第l轮harq的发送功率且l∈[1,l]， harq是混合自动重传请求的简称，harq的最大轮传次数为l，代表 harq-ir-ris辅助物联网系统的平均信息年龄，以下信息年龄简称aoi， 其表达式为：
[0017]
其中，s表示一条消息的harq传输时间，e(
·
)为平均运算符，且
[0018][0019][0020]
ts表示符号周期，b表示每条信息所包含的信息比特数，r表示信息 传输速率；
[0021]
s3、通过无线信号的视线传输信道传播系数设计ris相移，其中最优 相位偏移{θ
l,k,n
}设计为
[0022]
其中，arg{
·
}表示复数的相位，分别表示传感器到基站、 传感器到第k个ris的第n个反射单元、以及第k个ris的第n个反射单 元到基站的归一化无线信号的视线传输(los)信道系数。
[0023]
s4、基于最优相位偏移，利用交替迭代优化方法对发送功率和传输速 率分别进行迭代优化，直至算法收敛，即两次迭代的最优aoi差值小于事先给定门限，其中分别为第t次与第t+1次迭代的最优aoi 值。
[0024]
进一步地，所述步骤s2中利用渐进中断概率表达式化简该优化问题 求解，其中渐
进中断概率表达式为：
[0025]
其中，表示关于信息传输速率r的递 增凸函数，为噪声功率，表示等效信道系数的方 差，表示基站和传感器之间第k条路径的路径损耗，表示传感器和 ris之间第k条路径的路径损耗，κ
sb
表示基站和传感器之间的莱斯衰落因 子，表示传感器和ris之间第k条路径的莱斯衰落因子，ris上的反射 单元的数量为nk，k表示ris的总数量。
[0026]
进一步地，所述步骤s4中交替迭代优化的过程如下：
[0027]
s401、引入辅助变量τ表征harq传输时间二阶矩因子， 给定传输功率p1，...，p
l
以及τ，通过最优化速率最小化平均aoi，并运用 连续上界最小化算法来近似约束条件，将优化问题改写成凸优化问题：
[0028]
τ+e(s)
[0029]
s.t.
[0030][0031][0032]
其中，r
(t)
表示第t次迭代时信息传输速率r的值，t为迭代次数，表示第l次的渐进中断概率；
[0033]
s402、继而固定信息传输速率r，通过最优化功率以及τ来最小化平 均aoi，并基于连续几何规划逼近方法，将优化问题重写为：
[0034]
τ+e(s)
[0035]
s.t.
[0036]
[0037][0038]
其中，为第t次的迭代权重，为第t次的迭代权重，i∈[1,l-1]，表示在第t次迭代时渐进中断概率 的值，由此上述优化问题被转化成标准几何规划问题来进行求解；
[0039]
s403、判断连续两次迭代的最优aoi差值是否小于某一给定 门限，如果不满足则回到步骤s401继续进行迭代，直至收敛。
[0040]
进一步地，所述步骤s4中对于发送功率的优化时，假定每次传输功率 固定进行优化设计，这种简化假设可以保证不显著影响aoi性能的同时有 效降低计算复杂度。
[0041]
本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0042]
一种基于信息年龄的物联网通信装置，所述物联网通信装置包括：
[0043]
增强接收模块，用于引入智能反射面，物联网中传感器节点通过反射 传感器信号给基站，运用增量冗余混合自动重发请求技术改善信号接收质 量，其中，智能反射面以下简称ris，增量冗余混合自动重发请求以下简 称harq-ir；
[0044]
信息年龄构建模块，用于基站基于获取信道状态信息的统计知识，通 过优化设计智能反射面的相位偏移、传输速率以及发送功率构建信息年龄 的最小化问题，同时保证平均功耗受限以及低中断概率，即
[0045][0046]
s.t.
[0047]
p
out,l
≤ε,
[0048]
其中，θ
l,k,n
∈[0,2π]表示第l轮harq的第k个ris上的第n个反射单元的 相移，ε表示最大允许的中断概率，为给定的最大平均功耗，p
out,l
表示经 过l轮传输后的系统中断概率，p
l
表示第l轮harq的发送功率且l∈[1,l]， harq是混合自动重传请求的简称，harq的最大轮传次数为l，代表 harq-ir-ris辅助物联网系统的平均信息年龄，以下信息年龄简称aoi， 其表达式为
[0049][0050]
其中，s表示一条消息的harq传输时间，e(
·
)为平均运算符，且
[0051]
[0052][0053]
ts表示符号周期，b表示每条信息所包含的信息比特数，r表示信息传输 速率；
[0054]
ris相移模块，用于通过无线信号的视线传输信道传播系数设计ris 相移，其中最优相位偏移{θ
l,k,n
}设计为
[0055][0056]
其中，arg{
·
}表示复数的相位，分别表示传感器到基站、传感 器到第k个ris的第n个反射单元、以及第k个ris的第n个反射单元到 基站的归一化无线信号的视线传输信道系数。
[0057]
交替优化模块，用于基于最优相位偏移，利用交替迭代优化方法对发 送功率和传输速率分别进行迭代优化，直至算法收敛，即两次迭代的最优 aoi差值小于事先给定门限，其中分别为第t次与第t+1 次迭代的最优aoi值。
[0058]
本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0059]
一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储 器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述的基于信息年龄的物 联网通信方法。
[0060]
本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0061]
一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的 基于信息年龄的物联网通信方法。
[0062]
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0063]
1、不同于中继通信，本发明通过ris技术来降低传输延时。
[0064]
2、与对比i型harq追加合并harq方式与ris相结合方案，本发 明提出的增量冗余混合自动重发请求(harq-ir)方式可以进一步提高频 谱效率，进而提高可靠性。
[0065]
3、本发明利用中断概率的渐进表达式简化物联网系统的优化设计显 著适用于低功耗、计算资源有限的物联网通信。
附图说明
[0066]
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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构 获得其他的附图。
[0067]
图1是本发明实施例1中基于信息年龄的物联网通信方法的实施流程 图；
[0068]
图2是本发明实施例1中基于信息年龄的物联网通信方法的系统模型 示意图；
[0069]
图3是本发明实施例1中所提算法与其他基准参考算法的信息年龄最 优值的对比图；
[0070]
图4是本发明实施例2中基于信息年龄的物联网通信装置的结构框图；
[0071]
图5是本发明实施例3中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
[0072]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 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 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0073]
实施例1：
[0074]
为便于说明本实施例，首先进行以下符号的定义：粗体大写和小写字 母分别用于表示矩阵和向量；0f1(；)表示超几何级数；ψ(a,b；z)表示tricomi 的合流超几何函数；1f1(
·
)表示kummer的合流超几何函数；y[
·
]表示广义 的fox’s h function函数；符号的意思是“渐近等于”；符号
∝
代表“成比例 于”；符号代表“定义为”；arg{
·
}表示复数的相位；
[0075]
(一)系统模型与性能指标
[0076]
如图2中所示，面向物联网(iot)网络，本发明提出了一种基于aoi 优化的上行harq-ir与ris相结合的通信系统，该系统由一个基站(bs)、 一个传感器节点和k个ris组成。基站bs和传感器都只配备了一个天线。 第k个ris由安装在建筑物上的n个被动反射元件组成，以加强信号接 收，其中k＝1,
…
,k。此外，假设bs可以接收到来自直接链路(传感器
→
bs) 和ris链路(传感器
→
ris
→
bs)的信号。
[0077]
为了进一步提高传输可靠性，本实施例提出基于harq-ir方案。假 设每条消息最多容许的harq传输次数限制为l，则第l轮harq后在 bs处接收的信号为：
[0078]
其中，p
l
表示第l轮harq的发送功率，l＝1,
…
,l，x
l
代表第l轮harq 的发射信号，z
l
是方差为σ2的加性高斯白噪声(awgn)向量，即 z～cn(0,σ2)，θ
l,k,n
∈[0,2π]表示第l轮harq的第k个ris上的第n个反射 单元的相移，h
l
代表第l轮harq传感器和bs之间的等效信道系数。此 外，和分别表示第l轮harq中从传感器到bs的信道系数、 从传感器到第(k,n)个ris单元的信道系数、以及从第(k,n)个ris单元到 bs的信道系数，(k,n)表示第k个ris上的第n个反射单元，其中n＝1,
…
,nk。 特别地，由于bs和ris的高度较高，这里假定第(k,n)个ris元素和bs 之间的链路为无线信号的视线传输(los)。因此，在第l轮harq中，从 第(k,n)个反射单元到bs的无线信道可以建模成
[0079][0080]
其中，和分别表示路径损耗和归一化的确定性los成分(即)。 与不同，由于存在来自周围建筑物和地面的大量反射和散射分量，传感 器与第(k,n)个ris单元或者bs之间的链路都会同时经历los和非视线 (nlos)衰落。因此，在第l轮harq中信道系数和都被假定遵循 莱斯(rician)衰落。更准确地说，和可以被建模为
[0081][0082][0083]
其中，β
sb
和代表路径损耗，和表示归一化的确定性los成分，不 失一般性这里假设和对应的nlos分量遵循复高斯分 布，均值为零方差为1，即κ
sb
和表示rician因子，并 且此外，在harq传输过程中，los分量和路径损耗通常保持 不变。
[0084]
根据harq-ir传输机制，接收失败的数据包将被存储起来，后续收 到的数据包将与这些接收失败的数据包进行联合解码。因此，经过l轮 harq传输后，harq-ir方案的累积互信息量为
[0085][0086]
其中，γ
l
＝p
l
/σ2表示第l轮harq的发射信噪比(snr)。
[0087]
(二)中断概率的分析
[0088]
为了研究harq-ir-ris辅助物联网通信系统的传输可靠性，中断概 率是最基本的性能指标。更具体地说，中断概率被定义为在bs处的累积 互信息小于传输速率r事件的概率。因此，harq-ir-ris方案在l轮harq 后的中断概率为
[0089][0090]
接下来，利用梅林变换推导公式(6)中多个随机变量乘积的分布，因此中断 概率p
out,l
可表示为
[0091][0092]
其中，φ(s)为的概率密度函数(pdf)的梅林变换，即
[0093][0094]
其中，由于等效信道系数h
l
(l＝1,
…
,l)之间是相互独立的，因此第二步成 立。根据(1)-(4)的系统模型和高斯随机变量的线性组合性质，等效信道系数 h
l
仍然服从复正态分布，均值μ、方差δ，即h
l
～cn(μ,δ)，其中
[0095]
[0096][0097]
然后，等效信道系数h
l
的pdf可以表示为
[0098][0099]
其中0f1(；)表示超几何级数。将(11)代入(8)中，然后使用级数展开 的，可以推导出
[0100][0101]
其中ψ(a,b；z)表示tricomi的合流超几何函数。将(12)代入(7)中， 中断概率p
out,l
可由广义的fox’s h function函数的线性组合来表示，如下 所示：
[0102][0103]
其中，权值式(13)中的fi(r) 实际上对应多个独立的伽马随机变量的偏移量乘积的累计分布函数。因此， wi的权值之和满足归一化如式
[0104]
由于无限求和的表示方式致使无法计算中断概率。为了计算式(13)，式 (13)可通过截断为有限的求和方式进行近似，如下所示：
[0105][0106]
其中q表示截断阶数。为了满足计算精度的要求，选择合适的截断阶数是 至关重要的。为此，给定最大可容忍的计算误差ε，误差ε的上界为
[0107]
[0108]
其中，上述推导中不等式成立是因为fi(r)≤1，上述推导中等号成立原 因在于利用多项式定理，1f1(
·
)表示kummer的合流超几何函数。式(15)给 出了截断误差上界，截断阶数可以设置为q＝ξ-1
(ε)，其中ξ-1
(x)代表ξ(q) 的逆函数并且ξ(q)是关于q的一个单调递减函数，由于上界中忽略了 fi(r)，所选择的截断阶数通常远小于q＝ξ-1
(ε)，其中fi(r)＜＜1。下面将通 过渐近分析进一步证明这一结论。
[0109]
在高信噪比条件下，即γ
l
→
∞，l＝[1,l]，由于fi(r)的渐近性表达式为 因此f0(r)是(13)中的主导项。于是可以得到这也证实了截断方法的可行性。因此，在高信噪比条件下的渐近中断概率 可以利用显著项近似为
[0110][0111]
其中，g
l
(r)表示关于r的递增且凸函数。
[0112]
(三)aoi最小化
[0113]
本实施例提出利用信息年龄(aoi)来度量状态更新的新鲜度，aoi对 实时物联网系统至关重要。服从m/g/1/1排队模型的harq系统的平均 aoi为
[0114][0115]
其中ρ＝λe(s)，λ是状态更新到达率，s表示传输一条消息所消耗的时间。 根据harq-ir，每次传输的时间为tsb/r，其中ts表示符号周期，b表示每 条信息所包含的信息比特数。为了简单起见，这里忽略了传播延迟。因此， e(s)和e(s)2分别为
[0116][0117][0118]
在(18)和(19)中，因为p
out,l
＜＜1，条件e(s2)/e(s)2≤2成立。当最优到 达率λ
*
→
∞时，相应的平均aoi可表示为
[0119][0120]
本发明目的是通过对ris的相移、不同轮harq的发送功率和传输速 率的优化设计来最小化平均aoi。此外，对于关键任务和能源受限的物联 网场景，通常还存在低中断概率和功耗限制。因此，aoi最小化问题可以 表示为
[0121][0122]
其中，ε表示最大允许的中断概率，为给定的最大平均功耗。由于中断表 达式复杂导致优化问题极难求解。为此，本发明采用了渐进中断概率来简化优化问题的求解。然而，即使采用渐进中断概率表达式，优化问题 仍然是非凸问题。为解决该问题，通过引入辅助变量τ，优化问题可以重 写成
[0123][0124]
注意到相移θ
l,k,n
只与μ有关，因此θ
l,k,n
的优化与μ的优化是等价的。很 容易证明e(s)和e(s2)/e(s)都是关于μ的减函数。因此，θ
l,k,n
的优化 等于μ的最大化。利用三角不等式结合μ的定义，可将最优相移{θ
l,k,n
}设计 为
[0125][0126]
其中arg{
·
}表示复数的相位。不幸的是，在确定后，式(22)仍然是非凸的。 于是本实施例提出采用了交替优化技术，迭代进行最优速率选择和最优功 率分配。
[0127]
给定τ和发送功率p1,
…
,p
l
，可以证明(22)中的目标函数是关于r的凸 函数。为此，有必要证明e(s)是r的凸函数。因此，只需要证明1/r和 g
l
(r)/r对r的二阶导数大于等于零。显然，1/r对于r＞0来说是凸的。此 外，求g
l
(r)/r的二阶导数得到
[0128][0129]
其中，(24)等式中使用了g'
l
(r)＝ln2(rln2)
l-12r
/(l-1)！。因此很容易得到结 论在l≥3时，(24)恒大于或等于零。然而，对于l＝1,2的特殊情况，由 于g1(r)＝2
r-1和g2(r)＝1-2r+2rrln2，可以利用指数函数的泰勒级数 展开将g
l
(r)/r改写为无限凸函数的和，由于和运算会保持了凸性， 故可证明g
l
(r)/r为凸函数。因此，当l≥1时，g
l
(r)/r是关于r的凸函 数。此外，还可以证明式(22)中第一和第二约束条件所提供的可行 域为凸集。而最后一个约束条件的e(s2)/e(s)是关于r的非凸函数。 为了利用凸优化求解，可以通过近似式(22)中最后一个约束条件来 迭代求解优化问题式(22)。具体来说，可以将最后一个优化问题转 化为以下约束
[0130][0131]
其中不等式的左边是两个凸函数之差。根据连续上界最小化(majorization
‑ꢀ
minimization，mm)算法，第二项可通过在上一次迭代传输速率处的一阶 泰勒展开来逼近。式(25)可近似为
[0132][0133]
其中r
(t)
表示第t次传输速率r的迭代值。因此，最终将速率选择问题转化 为凸问题，可以进行凸优化求解。
[0134]
接下来，给定传输速率r，很容易发现原来的式(22)可以用连续几何 规划(gp)逼近来求解。考虑到最后一个约束条件的分式形式，可以用采 用以下约束来近似
[0135][0136]
其中，并且表示在第 t次迭代时的值。采用近似约束式(27)可以将该优化问题转化为标准 gp问题，最终可得到τ的最优值和发送功率。
[0137]
为验证本实施例所提出的基于信息年龄的物联网通信方法的优越性 能，图3中揭示了所提出的优化算法相较于随机相位方法有效降低aoi。 此外，还可以发现若采用“固定功率”的优化算法，也可以保证在不显著影 响aoi性能的同时有效降低计算复杂度。
[0138]
实施例2：
[0139]
如图所示，本实施例提供了一种基于信息年龄的物联网通信装置，该 装置包括增强接收模块401、信息年龄构建模块402、ris相移模块403、 交替优化模块404，各个模块的具体功能如下：
[0140]
增强接收模块401，用于引入智能反射面，物联网中传感器节点通过 反射传感器信号给基站，运用增量冗余混合自动重发请求技术改善信号接 收质量，其中，智能反射面以下简称ris，增量冗余混合自动重发请求以 下简称harq-ir；
[0141]
信息年龄构建模块402，用于基站基于获取信道状态信息的统计知识， 通过优化设计智能反射面的相位偏移、传输速率以及发送功率构建信息年 龄的最小化问题，同时保证平均功耗受限以及低中断概率，即
[0142]
[0143]
s.t.
[0144]
p
out,l
≤ε,
[0145]
其中，θ
l,k,n
∈[0,2π]表示第l轮harq的第k个ris上的第n个反射单元的 相移，ε表示最大允许的中断概率，为给定的最大平均功耗，p
out,l
表示经 过l轮传输后的系统中断概率，p
l
表示第l轮harq的发送功率且l∈[1,l]， harq是混合自动重传请求的简称，harq的最大轮传次数为l，代表 harq-ir-ris辅助物联网系统的平均信息年龄，以下信息年龄简称aoi， 其表达式为
[0146][0147]
其中，s表示一条消息的harq传输时间，e(
·
)为平均运算符，且
[0148][0149][0150]
ts表示符号周期，b表示每条信息所包含的信息比特数，r表示信息传输 速率；
[0151]
ris相移模块403，用于通过无线信号的视线传输信道传播系数设计 ris相移，其中最优相位偏移{θ
l,k,n
}设计为
[0152][0153]
其中，arg{
·
}表示复数的相位，分别表示传感器到基站、传感 器到第k个ris的第n个反射单元、以及第k个ris的第n个反射单元到 基站的归一化无线信号的视线传输信道系数。
[0154]
交替优化模块404，用于基于最优相位偏移，利用交替迭代优化方法 对发送功率和传输速率分别进行迭代优化，直至算法收敛，即两次迭代的 最优aoi差值小于事先给定门限，其中分别为第t次与 第t+1次迭代的最优aoi值。
[0155]
本实施例中各个模块的具体实现可以参见上述实施例1，在此不再一 一赘述；需要说明的是，本实施例提供的装置仅以上述各功能模块的划分 进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的 功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的 全部或者部分功能。
[0156]
实施例3：
[0157]
本实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备可以为计算机，如图 5所示，其通过系统总线501连接的处理器502、存储器、输入装置503、 显示器504和网络接口505，该处理器用于提供计算和控制能力，该存储 器包括非易失性存储介质506和内存储器507，该非易失性存储介质506 存储有操作系统、计算机程序和数据库，该内存储器507为非易失性存储 介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境，处理器502执行存储器 存储的计算
机程序时，实现上述实施例1提出的一种基于信息年龄的物联 网通信方法，如下：
[0158]
引入智能反射面(ris)反射传感器信号给基站，运用增量冗余混合自 动重发请求(harq-ir)技术改善信号接收质量；
[0159]
基站端收集信道状态信息的统计知识，通过优化设计智能反射面的相 位偏移、传输速率及发送功率构建信息年龄(aoi)的最小化问题，同时保 证平均功耗受限以及低中断概率；
[0160]
基于视线信道传播系数设计ris最优相移；
[0161]
基于交替迭代优化思想利用连续上界最小化(majorization
‑ꢀ
minimization，mm)算法以及连续几何规划逼近分别对发送功率和传输速 率进行迭代求解，直至算法收敛。
[0162]
实施例4：
[0163]
本实施例提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质， 其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述实施例 1的一种基于信息年龄的物联网通信方法，如下：
[0164]
引入智能反射面(ris)反射传感器信号给基站，运用增量冗余混合自 动重发请求(harq-ir)技术改善信号接收质量；
[0165]
基站端收集信道状态信息的统计知识，通过优化设计智能反射面的相 位偏移、传输速率及发送功率构建信息年龄(aoi)的最小化问题，同时保 证平均功耗受限以及低中断概率；
[0166]
基于视线信道传播系数设计ris最优相移；
[0167]
基于交替迭代优化思想利用mm算法以及连续几何规划逼近分别对 发送功率和传输速率进行迭代求解，直至算法收敛。
[0168]
本实施例中所述的存储介质可以是磁盘、光盘、计算机存储器、随机 存取存储器(ram，random access memory)、u盘、移动硬盘等介质。
[0169]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上 述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改 变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明 的保护范围之内。