[發(fā)明專利]一種反向散射輔助的無線供能通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點間通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010794433.4
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112087721B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳旻媛;池凱凱;張書彬;黃亮
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W52/32;H04W84/18
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種反向散射輔助的無線供能通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點間通信方法，對于無線供能通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的信息傳輸，本發(fā)明利用了反向散射通信技術(shù)，給出了由節(jié)點反向散射/能量傳輸階段和節(jié)點主動通信階段構(gòu)成的方案，并確定節(jié)點的能量采集時長、反向散射時長和主動通信時長的合理取值。本發(fā)明的方法利用后向散射通信技術(shù)來有效地提高無線供能通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點間通信吞吐量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種反向散射輔助的無線供能通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點間通信方法，該方法適用于反向散射輔助的無線供能通信網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

近年來，無線供能技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域越來越受到關(guān)注。由專用射頻能量源進(jìn)行大范圍的無線供能，可以為多個無線傳感節(jié)點提供穩(wěn)定、可控的能量，節(jié)點通過捕獲能量源發(fā)送的射頻能量來工作，這是一種非常有潛力的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點能量捕獲技術(shù)，可以應(yīng)用于智能交通、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

以往的大多數(shù)無線供能通信網(wǎng)絡(luò)研究工作采用了先捕獲能量后信息傳輸?shù)哪Ｊ剑虼藷o論是半雙工還是全雙工模式，都需要系統(tǒng)分配一段時間來專門用于無線供能，由于供能和通信通常使用同一個頻段，這段時長內(nèi)不能進(jìn)行節(jié)點的主動通信。

反向散射通信是一種利用環(huán)境中的電磁波來通信的技術(shù)，而且發(fā)送節(jié)點幾乎不消耗能量。近年來，一些研究工作將反向散射通信應(yīng)用于無線供能通信網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可工作于反向散射通信或主動通信這兩種通信方式。在無線供能通信網(wǎng)絡(luò)中使用反向散射通信技術(shù)的好處是在能量源進(jìn)行無線供能的時候，可以有節(jié)點進(jìn)行反向散射通信，從而提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種反向散射輔助的無線供能通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點間通信方法，將反向散射通信應(yīng)用于無線供能網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點間通信，從而提高網(wǎng)絡(luò)總吞吐量。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種反向散射輔助的無線供能通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點間通信方法，所述方法包括以下步驟：

1)對于無線供能通信網(wǎng)絡(luò)中可捕獲射頻能量的裝有雙天線的兩個鄰近節(jié)點U₁和U₂，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安排的時長T內(nèi)，首先能量源以發(fā)送功率P_A來廣播射頻信號，廣播時長是α₁+α₂；在這段時長里，U₁和U₂分別進(jìn)行α₁和α₂時長的反向散射輔助通信，U₁將信息發(fā)送給U₂，U₂將信息發(fā)送給U₁；在這段時長里，由于節(jié)點具有雙天線，U₁和U₂同時進(jìn)行能量捕獲，節(jié)點的能量達(dá)到儲能容量就停止能量捕獲，捕獲時長分別記為τ₁和τ₂；

2)然后U₁和U₂以頻分復(fù)用的方式同時進(jìn)行T-α₁-α₂時長的主動通信來互相發(fā)送數(shù)據(jù)，這段時間里能量源不發(fā)送射頻信號。

進(jìn)一步，所述的時長α₁和α₂的取值確定過程包含如下步驟：

步驟一：用表示α₁的可行區(qū)間的下邊界值，將其初始化為0；用表示α₁的可行區(qū)間的上邊界值，將其初始化為和分別為節(jié)點U₁和U₂捕獲射頻能量的最大時長，通過和得到，其中C₁和C₂分別是U₁和U₂的儲能容量，η₁和η₂分別是U₁和U₂的能量捕獲效率，h₁是能量源到U₁的信道增益，h₂是能量源到U₂的信道增益；