[发明专利]面向时间划分无线携能传输中继的物联网低功耗传输方法

说明书

本发明提供一种面向时间划分无线携能传输中继的物联网低功耗传输方法，涉及物联网技术领域。该方法首先在传统物联网系统中部署若干中继节点，构建物联网中基于时间划分携能传输中继的最优数据传输模型；在构建的数据传输模型中，物联网节点将选择唯一的中继节点，并由中继节点完成数据的转发；同时，为了避免传输的干扰，设定中继点内部及中继点之间采用不同的传输信道，且同一中继覆盖范围内物联网节点采用时隙复用的方式进行通信；最后采用基于时间划分中继的参数优化方法对构建的最优数据传输模型中参数进行优化。本发明方法能最大程度获得网络性能的提升，在降低物联网节点能耗的基础上有效弥补了传统中继通信的缺点。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种面向时间划分无线携能传输中继的物联网低功耗传输方法。

背景技术

半导体技术、微系统技术、现代网络和近距无线通信技术的飞速进步，推动了物联网(Internet of Things，IoT)的产生和发展。然而，受制于物联网节点的资源与能量受限特性以及物联网系统的多跳传输特性，如何最大程度地延长网络寿命成为物联网应用走向实际必须解决的关键性问题。无线携能通信(Simultaneous Wireless Information andPower Transfer，SWIPT)作为是一种新型的无线通信方式，可以将数据和能量同时进行传输，从而有效降低传统无线通信的能量消耗，并为提高物联网系统的性能提供了可能。

基于时间划分的无线携能通信是SWIPT的典型实现方式之一，这种通信方式一般将数据传输周期分成能量传输，数据接收与数据转发三个时间段，其中能量传输用于接收来自源节点的充电电能，数据接收用于接收来自源节点的数据，数据转发基于接收的能量完成接收数据的转发。

基于中继节点的协作通信已经成为物联网中性能提升的典型方法，与传统通信方式相比，中继通信可显著降低网络的通信距离，从而延长网络的生存时间。然而，由于在引入中继节点后，中继节点需要同时进行数据的接收与转发，导致中继节点具有比传统节点更大的能耗，进而使得网络的性能严重受制于中继承载能量，并成为网络性能的瓶颈。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种面向时间划分无线携能传输中继的物联网低功耗传输方法，有效提升物联网传输的性能。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：面向时间划分无线携能传输中继的物联网低功耗传输方法，包括构建物联网中基于时间划分携能传输中继的最优数据传输模型和采用基于时间划分中继的参数优化方法对构建的最优数据传输模型中参数进行优化两部分；

所述构建物联网中基于时间划分携能传输中继的最优数据传输模型的具体方法为：