[发明专利]基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法

权利要求书

1.一种基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，包括如下步骤：

S1.建立智能感知设备网络模型：包括一个蜂窝基站，若干个能量充足的智能终端，以及与每个能量充足的智能终端连接的若干个能量受限的智能感知设备；能量充足的智能终端用于给所连接的能量受限的智能感知设备充电，获取所连接的能量受限的智能感知设备上传的数据并转发蜂窝基站，以及直接向蜂窝基站发送自己的数据；能量受限的智能感知设备接收所连接的能量充足的智能终端的充电能量，并向蜂窝基站直接传输数据或者向所连接的能量充足的智能终端传输数据；针对每个能量充足的智能终端所连接的若干个能量受限的智能感知设备，又分为内圈组智能感知设备和外圈组智能感知设备；所述的能量充足的智能终端定义为剩余能量占总能量80％以上的智能终端；能量受限的智能感知设备定义为智能感知设备网络中使用无线可充电传感器感知周围数据、且剩余能量占总能量50％以下的智能感知设备；每个能量充足的智能终端计算自身与所连接的若干个能量受限的智能感知设备之间的信道增益，并按照递减规则进行排序，排序后的信道增益为前50％所对应的能量受限的智能感知设备定义为内圈组智能感知设备；排序后的信道增益为后50％所对应的能量受限的智能感知设备定义为外圈组感知设备；

S2.每一个能量充足的智能终端初始化自身的功率划分和时槽划分，并根据初始化的功率划分和时槽划分，计算自身为能量受限的智能感知设备转发的数据传输量并汇报给蜂窝基站；

S3.蜂窝基站统计所有能量充足的智能终端所汇报的数据传输量，计算各个能量充足的智能终端的频段份额，并将计算结果下发每一个能量充足的智能终端；具体为采用如下算式计算能量充足的智能终端的频段份额：

式中为能量充足的智能终端j的数据传输功率，为能量充足的智能终端j的充电功率，为能量充足的智能终端j的最大发射功率，α_j为能量充足的智能终端j向蜂窝基站发送数据时用于发送自身的数据的时槽长度，ξ_j为能量充足的智能终端j获得的频段资源份额，W为蜂窝基站为所有能量充足的智能终端提供的总频段份额，ξ_j·W为能量充足的智能终端j的频段份额；g_j,s为能量充足的智能终端j与蜂窝基站之间的信道增益；σ_s为蜂窝基站周围的信道噪声功率；为内圈组转发数据量，为外圈组直发数据量，为外圈组转发数据量，为内圈组直发数据量，φ为设定的常数；

S4.每个能量充足的智能终端根据蜂窝基站的反馈的频段份额结果，计算使自身效用最大化的功率划分和时槽划分，并根据该功率划分和时槽划分结果计算自身为能量受限的智能感知设备转发的数据传输量并汇报给蜂窝基站；

S5.重复步骤S3～S4直至所有能量充足的智能终端所转发的能量受限的智能感知设备的数据传输量最大；

S6.智能感知设备网络按照步骤S5得到的最优结果进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，其特征在于步骤S2所述的功率划分具体为划分数据传输功率和充电功率：充电功率为能量充足的智能终端给所连接的能量受限的智能感知设备充电的充电功率，数据传输功率为能量充足的智能终端向蜂窝网络传输数据的数据传输功率；所述的时槽划分有两类：一类是能量充足的智能终端与能量受限的智能感知设备之间的时槽划分，具体划分为充电时槽和数据传输时槽：充电时槽为能量充足的智能终端给所连接的能量受限的智能感知设备充电的充电时间长度，数据传输时槽为能量受限的智能感知设备向能量充足的智能终端传输数据的时间长度；另一类是能量充足的智能终端与蜂窝基站之间的时槽划分，具体划分为转发他人数据时槽和发送自身数据时槽。