[发明专利]一种基于K-Means的无线供能通信网络数据传输方法

说明书

本发明公开了一种基于K‑Means的无线供能通信网络数据传输方法，在控制阶段，根据数据接收点接收范围内的节点具有的能量值及数据接收点和能量源的距离，确定数据接收点和能量源的状态，节点向数据接收点发送包含自身能量值的控制信息，数据接收点进行分簇处理，初始化每个簇的簇心值，在数据接收点接收范围内且节点算自身能量值与所有簇心值的差值，并加入差值绝对值最小的簇，从簇心值最高的簇中随机选择一个节点，数据接收点向所选择的节点发送控制反馈信息。在数据传输阶段，收到控制反馈信息的节点与数据接收点进行数据传输。本发明减小了控制阶段用时，达到节能并提高无线供能通信网络鲁棒性的目的。

技术领域

本申请属于无线传输技术领域，尤其涉及一种基于K-Means的无线供能通信网络数据传输方法，是无线供能通信网络中节点之间的通信设计，主要包括无线能量捕获和无线数据传输。

背景技术

目前无线供能通信网络(Wireless Poweres Communication Network,WPCN)通常采用先采集再传输(Harvest-then-Transmit,HTT)模式，节点先捕获能量并将捕获的能量存储起来，当节点有通信需求且能量充足时，再利用捕获的能量进行数据传输。在无线供能通信网络中，节能是需要考虑的重要问题，因为采用节能的数据传输方案可以延长节点的工作时间。此外，数据传输中增加可供选择的传输节点数量，可以使得由于节点突发故障而传输失败的可能性降低，即数据传输成功的可能性提升。

基于实际应用中的无线供能通信情况，采用有效的节能方法进行数据通信，显得非常有意义。将节点存在突发故障的情况下无线供能通信网络仍可成功进行数据传输的能力称为无线供能通信网络的鲁棒性。节点如何进行无线能量捕获和无线数据传输以提高无线供能通信网络的鲁棒性尚未得到很好的研究。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于K-Means的无线供能通信网络数据传输方法，以便在节点存在突发故障的情况下无线供能通信网络仍可成功进行数据传输。

为了实现上述目的，本申请技术方案如下：

一种基于K-Means的无线供能通信网络数据传输方法，所述无线供能通信网络包括节点、数据接收点和能量源，所述基于K-Means的无线供能通信网络数据传输方法，包括：

在控制阶段：

根据数据接收点接收范围内的节点具有的能量值及数据接收点和能量源的距离，确定数据接收点和能量源的状态；

在数据接收点接收范围内且节点的能量值大于等于能量阈值的节点向数据接收点发送包含自身能量值的控制信息，数据接收点进行分簇处理，初始化每个簇的簇心值；

在数据接收点接收范围内且节点的能量值大于等于能量阈值的节点分别计算自身能量值与所有簇心值的差值，并加入差值绝对值最小的簇；

从簇心值最高的簇中随机选择一个节点，数据接收点向所选择的节点发送控制反馈信息；

在数据传输阶段：

收到控制反馈信息的节点与数据接收点进行数据传输。

进一步的，所述根据数据接收点接收范围内的节点具有的能量值，确定数据接收点和能量源的状态，包括：

若在数据接收点接收范围内的节点的能量值均小于能量阈值，则数据接收点处于休眠状态，能量源处于工作状态；

若在数据接收点接收范围内，有节点的能量值大于等于能量阈值，则在数据接收点与能量源的距离不大于第一距离阈值时，数据接收点处于工作状态，能量源处于休眠状态，在数据接收点与能量源的距离大于第一距离阈值时，数据接收点和能量源均处于工作状态。

进一步的，在数据传输阶段，若能量源处于工作状态，除进行数据传输的节点外，与能量源的距离不大于第一距离阈值的节点进行能量捕获。