[發明專利]一種基于無線充電的通信網絡的調度方法

在審

• 申請號: 201710934297.2
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107769821A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 畢宿志;林曉輝;鄭子棟
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04B5/00
• 分類號: H04B5/00;H04W72/12;H04W74/08;H02J50/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司44217
• 代理人: 鄒秋菊

技術領域

本發明涉及基于無線充電的通信網絡，更具體地說，涉及一種基于無線充電的通信網絡的調度方法。

背景技術

現有的射頻無線充電技術利用射頻信號的傳播特性，能夠在對最大距離在10米外的無線設備進行有效的充電，接收功率達到幾十微瓦，該功率可能基本滿足低功耗無線傳感器的能耗需求。在原理上，能量發射節點通過專用射頻天線將能量信號發送至中遠距離的無線設備，而無線設備通過專用的能量接收天線以及能量采集電路，將接收到的射頻信號轉換為直流信號來為器件供電或者將能量儲存在電池中。這使許多低功耗無線應用(例如無線傳感器網絡和RFID系統)可以實現長期甚至永久不間斷的運行。

無線射頻充電技術帶動了基于無線充電的通信網絡(WPCN)的發展，即使用射頻無線能量傳輸(WET)技術為無線通信設備(WD)的數據傳輸提供能量。WPCN消除了頻繁的電池更換/充電的需要，并降低了通信中斷的可能性。因此，可以大大延長網絡壽命和網絡通信性能。

圖1示出了現有的基于無線充電的通信網絡(WPCN)的示意圖。如圖1所示，該基于無線充電的通信網絡包括連接到固定電源和數據后端網絡的能量和信息混合接入點HAP以及多個無線設備WD，由能量和信息混合接入點HAP負責向多個無線設備WD發送射頻無線能量并接收無線信息傳輸。而射頻無線能量和無線信息傳輸均是在相同的頻帶中進行，而通過使用時分復用電路對其進行時間上的切割。因此，現有的基于無線充電的通信網絡，采用的是調度方法主要是集中式調度，即由能量和信息混合接入點HAP來統一控制信道估計，模式切換，同步等，這將引起相當大的信令開銷和時延，并且獨立的充電和信息傳輸控制的能量效率較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種低成本高數據通信吞吐量的基于無線充電的通信網絡的調度方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種基于無線充電的通信網絡的無線設備的調度方法，包括：

S1、無線設備將電池電量與電量閾值進行比較以判定所述電池電量是否大于所述電量閾值，如果是則執行步驟S2，否則執行步驟S3；

S2、所述無線設備向所述能量信息混合接入點發送數據并返回步驟S1；

S3、所述無線設備向所述能量信息混合接入點發送能量請求信號并從所述能量信息混合接入點接收能量以對自身進行充電，并在充電完成之后返回步驟S1。

在本發明所述的基于無線充電的通信網絡的無線設備的調度方法中，所述步驟S1進一步包括：

S11、所述無線設備監聽所述基于無線充電的通信網絡的無線信道，判定所述無線信道是否空閑，如果則執行步驟S12，否則持續監聽；

S12、所述無線設備將電池電量與電量閾值進行比較，若所述電池電量大于所述電量閾值則進入數據發送模式以執行步驟S2，否則執行步驟S3。

在本發明所述的基于無線充電的通信網絡的無線設備的調度方法中，所述步驟S2進一步包括：

S21、所述無線設備監聽所述基于無線充電的通信網絡的無線信道第一設定時間，判定所述無線信道是否空閑，如果是則向所述能量信息混合接入點發送數據并執行步驟S22，否則返回所述步驟S11；

S22、判定是否從所述能量信息混合接入點接收到表示發送成功的信號，如果是則返回步驟S11并準備下一個數據的發送，否則返回步驟S11并準備當前數據的重新發送。

在本發明所述的基于無線充電的通信網絡的無線設備的調度方法中，所述步驟S3進一步包括：

S31、所述無線設備監聽所述基于無線充電的通信網絡的無線信道第三設定時間，并且在所述第二設定時間中監聽所述基于無線充電的通信網絡的無線信道是否空閑，如果是則執行步驟S32，否則繼續監聽；

S32、所述無線設備向所述能量信息混合接入點發送能量請求信號；

S33、所述無線設備從所述能量信息混合接入點接收能量以對自身進行充電并在充電完成之后返回步驟S11。

本發明解決其技術問題采用的另一技術方案是，構造一種基于無線充電的通信網絡的能量信息混合接入點的調度方法，包括：

S1、所述能量信息混合接入點判定是否從無線設備接收到能量請求信號，如果是執行步驟S2，否則執行步驟S3；

S2、所述能量信息混合接入點向所述無線設備發送能量并返回步驟S1；

S3、所述能量信息混合接入點從所述無線設備接收數據并基于數據是否接收成功向所述無線設備表示發送成功的信號并返回步驟S1。