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龙图腾网获悉重庆邮电大学申请的专利一种IRS辅助的认知SWIPT系统波束赋形方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116192218B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310161584.X，技术领域涉及：H04B7/06；该发明授权一种IRS辅助的认知SWIPT系统波束赋形方法是由李国权;何根玺;程涛;林金朝;庞宇;朱宏钰设计研发完成，并于2023-02-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种IRS辅助的认知SWIPT系统波束赋形方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种智能反射面IRS辅助的认知无线携能通信SWIPT系统波束赋形方法，属于无线通信领域。该方法包括：S1：建立IRS辅助认知SWIPT系统场景传输模型。S2：以次用户发射机传输功率最小化为目标函数，考虑次用户最小信干噪比约束、功率分割系数及最小能量收集约束，智能反射面相移约束以及主用户的干扰噪声比阈值约束，基于信道不确定度，建立了一个联合优化次用户发射机发射波束设计、次用户功率分割系数和智能反射面相移设计的资源分配模型。S3：将具有无穷维个约束的非凸问题转化有限维的确定性凸优化问题。S4：转化成半正定规划问题进行求解。S5：针对IRS相移设计子问题，采用了惩罚凹凸过程方法进行求解。

本发明授权一种IRS辅助的认知SWIPT系统波束赋形方法在权利要求书中公布了：1.一种IRS辅助的认知SWIPT系统波束赋形方法，其特征在于：该方法为： 在一个下行传输IRS辅助的认知SWIPT系统中，为提高次级用户SU的能量收集效率，在SU旁部署IRS以辅助信号传输，并远离主用户PU，在次级网络中，带有根发送天线的次级发射机ST在具有个反射单元的IRS辅助下同时将信息信号和能量信号传输到个单天线SU；初级网络中的个单天线PU将接收来自SU的干扰；定义为反射系数矩阵，为复矢量的集合；，分别表示第个反射元件的幅度反射系数和相移； 假设在ST处进行线性传输预编码，其中每个SU都分配有一个专用信息波束；ST端的复基带发射信号表示为： 1 其中表示第个SU的传输数据符号，表示相应的波束矢量，假设；SU和PU处的接收信号分别表示为 2 3 具有均值和协方差的圆对称复高斯CSCG随机向量的分布由表示；其中表示第个SU的天线引入的高斯白噪声，表示第个PU处的天线引入的高斯白噪声,和为噪声功率； 每个SU接收到的信号通过功率分配器分配给信息解码器和能量收集器；对于第个SU，信息解码的信号功率部分为，0≤≤1，余下的信号功率部分用于能量收集；拆分给第个SU用于信息解码的信号表示为： 4 其中是从ST到SU的等效信道增益，是信息解码产生的噪声； 在第个SU处收到的信干噪比为： 5 分配给第个SU的用于能量收集的信号表示为： 6 第个SU收集的能量表示为： 7 其中，为第个SU在能量收集阶段的的能量转换效率； 次级网络中的传输会对PU造成干扰，在第个PU的干扰功率为： 8 用表示第个PU的最大可容忍的干扰功率；为保证第个PU的性能，第个PU接收到不能超过其最大可容忍的干扰功率，即； 考虑有界信道不确定性模型，则有： ，9 其中，表示ST-PU间的信道估计误差矩阵，表示IRS-SU之间的信道估计值，，分别表示相应的信道估计误差；和表示ST已知的不确定区域的半径； 将具体的鲁棒波束赋形优化问题表示为 10 其中，为最小信干噪比门限，为最小收集能量要求，表示第个PU的最大可容忍的干扰功率；为SU信干噪比约束，为SU能量收集约束，为PU的噪声功率约束，为SU功率分割系数约束，为智能反射面反射相移约束； 固定反射面相移矩阵，基于SchurComplement、S-Procedure方法和三角不等式，将原优化问题9的无穷维约束非凸优化问题转化为有限维凸优化问题，SchurComplement定理描述为： 假设被划分为 11 其中，相对的SchurComplement为，当时，半正定矩阵不等式11成立； ，将约束项C1和C2重新表述为 12 13 其中 14 15 ，， 约束和仍是无穷维的；根据如下引理： 若，且矩阵，满足 16 则存在使得式16等价于： 17 约束C1和C2分别重写为： 18 19 其中和为松弛变量； 对于非凸的约束项，根据三角不等式，得到： 20 其中成立基于柯西-施瓦茨不等式，，得到 21 其中； 优化后的基于QoS约束的鲁棒波束赋形的ST最小化系统的传输功率模型表示为： 22 其中，Tr表示矩阵的迹运算，同时增加约束和，约束项为非凸的约束条件，问题式22仍为非凸的； 将罚函数替代所述秩约束，给定适当的可行解作为迭代初始值，迭代计算所述传输功率模型，获得波束赋形矩阵的优化解； 由于秩约束的存在，鲁棒波束赋形设计问题仍然是非凸的；为保证取得秩一的解的合法性，需要在目标函数中插入迭代罚函数；使用如下等式替换秩一约束： 23 其中，为的最大特征值；建立惩罚函数来改进鲁棒波束赋形设计问题的目标函数，表示为： 24 其中，表示第个SU的惩罚因子； 由于惩罚函数的存在，目标函数是非凸的；采用迭代的方法来获得一个凸的目标函数；对于第次迭代的解，有如下不等式： 25 其中，为对应的单位特征向量，右上标表示求共轭矩阵；右上标表示第次迭代；右上标表示第次迭代；表示在第次迭代过程中ST向SU应用的最大波束赋形向量； 基于迭代罚函数的鲁棒波束赋形设计问题的目标函数表述为： 26 其中，惩罚因子的迭代过程为，其中，为惩罚因子更新系数；问题为标准SDP问题，通过CVX工具求解； 通过特征值分解的方式，对计算获得的波束赋形矩阵的优化解进行处理，得到最终的波束赋形向量。

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