CN108093370B - 一种频分双工物联网中基于位置的能量传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，包括：S1、在频分双工模式下的第一通信节点对自身电量消耗情况进行检测并发送能量管理信息；S2、第二通信节点接收到能量管理信息激活第三通信节点并有第三通信节点发送能量传输方向获取信号给所述第一通信节点；S3、第一通信节点接收能量传输方向获取信号确定第三通信节点传输的能量信息并反馈能量传输方向信息给第二通信节点；S4、第二通信节点接收能量传输方向信息后通知第三通信节点按照能量传输方向传输能量；S5、第一通信节点接收能量并向第二通信节点反馈信息；S6、判断第二通信节点接收的反馈信息的类别。有效降低了用户的维护成本，提高了网络的使用效率。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术改进领域，尤其涉及一种频分双工物联网中基于位置的能量传输方法。
背景技术
5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种区域的多样化业务需求，即便在密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性特征的场景，也可以为用户提供超高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。与此同时，5G还将渗透到物联网及各种行业领域，与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的多样化业务需求，实现真正的“万物互联”。
5G应用场景可以分为两大类，即移动宽带 (MBB, Mobile Broadband)和物联网(IoT, Internet of Things)。其中，移动宽带接入的主要技术需求是高容量，提供高数据速率，以满足数据业务需求的不断增长。物联网主要是受机器通信（MTC, Machine TypeCommunication）需求的驱动，可以进一步分为两种类型，包括低速率的海量机器通信（MMC,Massive Machine Communication）和低时延高可靠的机器通信。其中，对于低速率的海量机器通信，海量节点低速率接入，传输的数据包通常较小，间隔时间会相对较长，这类节点的成本和功耗通常也会很低；对于低时延高可靠的机器通信，主要面向实时性和可靠性要求比较高的机器通信，例如实时警报、实时监控等。
第五代移动通信系统中，最需要深入研究的核心场景就是机器通信，例如工业4.0、车联网、机器人等等未来的热点领域都是这种物联网场景的典型应用，如果基于传统的移动通信系统来支持机器通信，会带来使终端的能耗非常高且能量无法及时补充的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，旨在解决机器通信中终端的能耗非常高且能量无法及时补充的技术问题。
本发明是这样实现的，一种频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，所述能量传输方法包括以下步骤：
S1、在频分双工模式下的第一通信节点对自身电量消耗情况进行检测并发送能量管理信息；
S2、第二通信节点接收到能量管理信息激活第三通信节点并有第三通信节点发送能量传输方向获取信号给所述第一通信节点；
S3、第一通信节点接收能量传输方向获取信号确定第三通信节点传输的能量信息并反馈能量传输方向信息给第二通信节点；
S4、第二通信节点接收能量传输方向信息后通知第三通信节点按照能量传输方向传输能量；
S5、第一通信节点接收能量并向第二通信节点反馈信息；
S6、判断第二通信节点接收的反馈信息的类别；若反馈信息为能量获取效率信息，判断能量获取效率小于第三预定值或能量获取效率大于第四预定值，如小于第三预定值，则第二通信节点通知第三通信节点增加发送的能量，如大于第四预定值，则第二通信节点通知第三通信节点降低发送的能量；若反馈信息为停止能量发送信息，则第二通信节点通知第三通信节点关闭并停止能量发送。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S1中还包括以下步骤：
S11、判断检测电量是否小于第一预定值或在预定时间段内电量消耗大于第二预定值，如是，则第一通信节点发送能量管理信息，如否，则不发送信息。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S2中还包括以下步骤：
S21、根据第一通信节点距离最近的N根天线激活第三通信节点；
S22、第三通信节点从N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号；
其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20且小于N的整数。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S3中还包括以下步骤：
S31、通过压缩感知算法从得到的T根天线的第一信道矢量回复N根天线的第二信道矢量；
S32、对信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵；
S33、根据右奇异矩阵的前Z列确定第三通信节点传输的能量方向。
本发明的进一步技术方案是：所述第一预定值为所述第一通信节点电量最大值的10%，所述预定时间段为30天，所述第二预定值为第一通信节点电量最大值的5%，所述第三预定值为第一通信节点电量最大值的1%/小时，所述第四预定值为第一通信节点电量最大值的3%/小时。
本发明的进一步技术方案是：所述第三通信节点的N根天线为矩形或直线排列， T根天线是从N根天线中等间隔选取获得；所述第三通信节点的N根天线为其它排列，所述T根天线是从N根天线中随机选取获得。
本发明的进一步技术方案是：所述第一通信节点的太阳能充电模块启动时间大于1小时，所述第一通信节点发送所述停止能量发送信息；所述第一通信节点的电量达到90%以上，所述第一通信节点发送所述停止能量发送信息。
本发明的进一步技术方案是：所述第一通信节点与第二通信节点协商的发送周期信息周期性地发送能量获取效率信息，所述发送周期大于等于6小时。
本发明的进一步技术方案是：所述第二通信节点连续Y次收到能量获取效率信息得到能量传输效率均小于第三预定值，所述第二通信节点给异常控制数据中心发送第一通信节点工作异常信息指示；或所述第二通信节点连续Y次收到能量获取效率信息得到能量传输效率均小于第三预定值，所述第二通信节点通知第三通信节点停止能量传输并通知第一通信节点停止能量接收进入发射异常信号状态，其中，Y为大于等于3的整数。
本发明的进一步技术方案是：所述第一通信节点工作异常的信息包括第一通信节点的标识信息、类型信息、位置信息、启用时间信息的一种或多种。
本发明的有益效果是：本方法解决了终端的能耗非常高且能量无法及时补充的问题，有效降低了用户的维护成本，提高了网络的使用效率，达到“绿色通信”的需求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的能量传输节点与终端的位置关系示意图。
图3是本发明实施例提供的能量传输节点天线选择示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其详述如下：
步骤S1，在频分双工模式下的第一通信节点对自身电量消耗情况进行检测并发送能量管理信息；工作在频分双工模式下的第一通信节点对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则所述第一通信节点发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括所述第一通信节点的电量信息、所述第一通信节点的位置信息；所述第一预定值为所述第一通信节点电量最大值的10%，所述预定时间段为30天，所述第二预定值为所述第一通信节点电量最大值的5%，所述第一通信节点发送能量管理信息的时频资源是多个第一通信节点共享的，不同第一通信节点有不同的码字。
步骤S2，第二通信节点接收到能量管理信息激活第三通信节点并有第三通信节点发送能量传输方向获取信号给所述第一通信节点；第二通信节点接收到所述能量管理信息后，激活与所述第一通信节点距离最近的包含N根天线的第三通信节点，所述第三通信节点从所述N根天线中选择T根天线,发送能量传输方向获取信号给所述第一通信节点，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数；所述第三通信节点包含的N根天线为矩形或直线排列，则所述T根天线从所述N根天线中等间隔选取得到；如果所述第三通信节点包含的N根天线为其它排列，则所述T根天线从所述N根天线中随机选取得到。
步骤S3，第一通信节点接收能量传输方向获取信号确定第三通信节点传输的能量信息并反馈能量传输方向信息给第二通信节点；所述第一通信节点接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定所述第三通信节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给所述第二通信节点，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数；所述Z值等于所述协方差矩阵的N个奇异值中，不小于（0.9*最大奇异值）的奇异值个数。
步骤S4，第二通信节点接收能量传输方向信息后通知第三通信节点按照能量传输方向传输能量；所述第一通信节点的太阳能充电模块启动工作时间超过1小时，则所述第一通信节点发送所述停止能量发送信息，或者如果所述第一通信节点的电量达到90%以上，则所述第一通信节点发送所述停止能量发送信息。
步骤S5，第一通信节点接收能量并向第二通信节点反馈信息；所述第一通信节点接收所述能量，并向所述第二通信节点反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息；
步骤S6，判断第二通信节点接收的反馈信息的类别；若反馈信息为能量获取效率信息，判断能量获取效率小于第三预定值或能量获取效率大于第四预定值，如小于第三预定值，则第二通信节点通知第三通信节点增加发送的能量，如大于第四预定值，则第二通信节点通知第三通信节点降低发送的能量；若反馈信息为停止能量发送信息，则第二通信节点通知第三通信节点关闭并停止能量发送。
如果所述第二通信节点接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则所述第二通信节点通知所述第三通信节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则所述第二通信节点通知所述第三通信节点降低发送的能量。
如果所述第二通信节点接收到停止能量发送信息，则所述第二通信节点通知所述第三通信节点关闭，停止能量发送。
所述第二通信节点连续Y次收到的所述能量获取效率信息得到能量传输效率都小于第三预定值，则所述第二通信节点发送指示所述第一通信节点工作异常的信息给异常控制数据中心，其中Y为大于等于3的整数。
所述第二通信节点连续Y次收到的所述能量获取效率信息得到能量传输效率都小于第三预定值，则所述第二通信节点通知所述第三通信节点停止能量传输，通知所述第一通信节点停止能量接收，进入发射异常信号状态，其中，Y为大于等于3的整数。
所述第一通信节点工作异常的信息中至少包括以下之一：所述第一通信节点的标识信息，所述第一通信节点的类型信息，所述第一通信节点的位置信息，所述第一通信节点的启用时间信息。
实施例1
工作在频分双工模式下的终端对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则终端发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括终端的电量信息、终端的位置信息。
基站接收到所述能量管理信息后，激活与自己距离最近的包含N根天线的能量传输节点（图2中的能量传输节点2），能量传输节点从所述N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号给终端，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数。
终端接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定所述能量传输节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给基站，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。
基站接收到所述能量传输方向信息后，通知能量传输节点按照所述能量传输方向传输能量。
终端接收所述能量，并向基站反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息。
如果基站接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则基站通知能量传输节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则基站通知能量传输节点降低发送的能量。
如果基站接收到停止能量发送信息，则基站通知能量传输节点关闭，停止能量发送。
实施例2
工作在频分双工模式下的终端对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则终端发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括终端的电量信息、终端的位置信息。优选地，所述第一预定值为终端电量最大值的10%，所述预定时间段为30天，所述第二预定值为终端电量最大值的5%。
基站接收到所述能量管理信息后，激活与自己距离最近的包含N根天线的能量传输节点（图2中的能量传输节点2），能量传输节点从所述N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号给终端，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数。
终端接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定所述能量传输节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给基站，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。
基站接收到所述能量传输方向信息后，通知能量传输节点按照所述能量传输方向传输能量。
终端接收所述能量，并向基站反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息。
如果基站接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则基站通知能量传输节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则基站通知能量传输节点降低发送的能量。优选地，所述第三预定值为终端电量最大值的1%/小时，所述第四预定值为终端电量最大值的3%/小时。
如果基站接收到停止能量发送信息，则基站通知能量传输节点关闭，停止能量发送。
实施例3
工作在频分双工模式下的终端对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则终端发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括终端的电量信息、终端的位置信息。优选地，终端发送能量管理信息的时频资源是多个第一通信节点共享的，不同第一通信节点有不同的码字，节约控制资源的同时可以很好地区分用户。
基站接收到所述能量管理信息后，激活与自己距离最近的包含N根天线的能量传输节点（图2中的能量传输节点2），能量传输节点从所述N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号给终端，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数。
终端接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定所述能量传输节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给基站，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。
基站接收到所述能量传输方向信息后，通知能量传输节点在所述能量载频上按照所述能量传输方向传输能量。
终端接收所述能量，并向基站反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息。
如果基站接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则基站通知能量传输节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则基站通知能量传输节点降低发送的能量。
如果基站接收到停止能量发送信息，则基站通知能量传输节点关闭，停止能量发送。
实施例4
工作在频分双工模式下的终端对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则终端发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括终端的电量信息、终端的位置信息。
基站接收到所述能量管理信息后，激活与自己距离最近的包含N根天线的能量传输节点（图2中的能量传输节点2），能量传输节点从所述N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号给终端，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数。优选地，如果能量传输节点包含的N根天线为矩形或直线排列，则所述T根天线从所述N根天线中等间隔选取得到（如图3所示，粗线代表选中的天线，每隔2根天线选一个）；如果能量传输节点包含的N根天线为其它排列，则所述T根天线从所述N根天线中随机选取得到。
终端接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定所述能量传输节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给基站，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。
基站接收到所述能量传输方向信息后，通知能量传输节点按照所述能量传输方向传输能量。
终端接收所述能量，并向基站反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息。
如果基站接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则基站通知能量传输节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则基站通知能量传输节点降低发送的能量。
如果基站接收到停止能量发送信息，则基站通知能量传输节点关闭，停止能量发送。
实施例5
工作在频分双工模式下的终端对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则终端发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括终端的电量信息、终端的位置信息。
基站接收到所述能量管理信息后，激活与自己距离最近的包含N根天线的能量传输节点（图2中的能量传输节点2），能量传输节点从所述N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号给终端，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数。
终端接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定所述能量传输节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给基站，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。例如，一共有5个奇异值（10，9.5，9.3，6，2），则符合条件的奇异值为（10,9.5,9.3），Z的取值为3。
基站接收到所述能量传输方向信息后，通知能量传输节点按照所述能量传输方向传输能量。
终端接收所述能量，并向基站反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息。
如果基站接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则基站通知能量传输节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则基站通知能量传输节点降低发送的能量。
如果基站接收到停止能量发送信息，则基站通知能量传输节点关闭，停止能量发送。
实施例6
工作在频分双工模式下的终端对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则终端发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括终端的电量信息、终端的位置信息。
基站接收到所述能量管理信息后，激活与自己距离最近的包含N根天线的能量传输节点（图2中的能量传输节点2），能量传输节点从所述N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号给终端，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数。
终端接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定所述能量传输节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给基站，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。
基站接收到所述能量传输方向信息后，通知能量传输节点按照所述能量传输方向传输能量。
终端接收所述能量，并向基站反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息。优选地，如果终端的太阳能充电模块启动工作时间超过1小时，则终端发送所述停止能量发送信息，或者如果终端的电量达到90%以上，则终端发送所述停止能量发送信息。
如果基站接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则基站通知能量传输节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则基站通知能量传输节点降低发送的能量。
如果基站接收到停止能量发送信息，则基站通知能量传输节点关闭，停止能量发送。
实施例7
工作在频分双工模式下的终端对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则终端发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括终端的电量信息、终端的位置信息。
基站接收到所述能量管理信息后，激活与自己距离最近的包含N根天线的能量传输节点（图2中的能量传输节点2），能量传输节点从所述N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号给终端，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数。
终端接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定所述能量传输节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给基站，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。
基站接收到所述能量传输方向信息后，通知能量传输节点按照所述能量传输方向传输能量。
终端接收所述能量，并向基站反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息。
如果基站接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则基站通知能量传输节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则基站通知能量传输节点降低发送的能量。优选地，如果基站连续Y次收到的所述能量获取效率信息得到能量传输效率都小于第三预定值，则基站发送指示终端工作异常的信息给异常控制数据中心，其中Y为大于等于3的整数。
如果基站接收到停止能量发送信息，则基站通知能量传输节点关闭，停止能量发送。
实施例8
工作在频分双工模式下的终端对自身电量消耗情况进行检测，如果电量低于第一预定值或在预定时间段内的电量消耗高于第二预定值，则终端发送能量管理信息，其中，所述能量管理信息至少包括终端的电量信息、终端的位置信息。
基站接收到所述能量管理信息后，激活与自己距离最近的包含N根天线的能量传输节点（图2中的能量传输节点2），能量传输节点从所述N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号给终端，其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20、且小于N的整数。
终端接收所述能量传输方向获取信号，通过压缩感知算法从得到的所述T根天线的第一信道矢量恢复所述N根天线的第二信道矢量，对所述信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵，基于所述右奇异矩阵的前Z列确定能量传输节点传输的能量方向，并将所述能量传输方向信息反馈给基站，其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。
基站接收到所述能量传输方向信息后，通知能量传输节点按照所述能量传输方向传输能量。
终端接收所述能量，并向基站反馈能量获取效率信息或停止能量发送信息。
如果基站接收到所述能量获取效率信息，如果能量获取效率低于第三预定值，则基站通知能量传输节点增加发送的能量，如果能量获取效率大于第四预定值，则基站通知能量传输节点降低发送的能量。优选地，如果基站连续Y次收到的所述能量获取效率信息得到能量传输效率都小于第三预定值，则基站发送指示终端工作异常的信息给异常控制数据中心，其中Y为大于等于3的整数。优选地，所述指示终端工作异常的信息中至少包括以下之一：终端的标识信息，终端的类型信息，终端的位置信息，终端的启用时间信息，异常控制数据中心根据这些信息生成异常处理方案并发送给维护人员。优选地，如果基站连续Y次收到的所述能量获取效率信息得到能量传输效率都小于第三预定值，则基站通知能量传输节点停止能量传输，通知终端停止能量接收，进入异常信号处理状态，在这种状态下，终端会周期性地扫描维护人员手持的设备发射的特殊信号，收到该特殊信号后，终端会发出报警音，同时点亮红色信号灯，以便让维护人员准确定位自己的位置。
如果基站接收到停止能量发送信息，则基站通知能量传输节点关闭，停止能量发送。
需要说明，上述实施例中，基站与终端通过频率f2进行上行通信，通过频率f1进行下行通信，能量传输单元通过频率f1向终端传输能量，能量传输单元与基站通过频率f2或有线连接的方式进行通信。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述能量传输方法包括以下步骤：
S1、在频分双工模式下的第一通信节点对自身电量消耗情况进行检测并发送能量管理信息；
S2、第二通信节点接收到能量管理信息激活第三通信节点并由第三通信节点发送能量传输方向获取信号给所述第一通信节点；
S3、第一通信节点接收能量传输方向获取信号确定第三通信节点传输的能量信息并反馈能量传输方向信息给第二通信节点；
S4、第二通信节点接收能量传输方向信息后通知第三通信节点按照能量传输方向传输能量；
S5、第一通信节点接收能量并向第二通信节点反馈信息；
S6、判断第二通信节点接收的反馈信息的类别；若反馈信息为能量获取效率信息，判断能量获取效率小于第三预定值或能量获取效率大于第四预定值，如小于第三预定值，则第二通信节点通知第三通信节点增加发送的能量，如大于第四预定值，则第二通信节点通知第三通信节点降低发送的能量；若反馈信息为停止能量发送信息，则第二通信节点通知第三通信节点关闭并停止能量发送；
所述步骤S3中还包括以下步骤：
S31、通过压缩感知算法从得到的T根天线的第一信道矢量回复N根天线的第二信道矢量；
S32、对信道矢量的协方差矩阵进行奇异值分解得到右奇异矩阵；
S33、根据右奇异矩阵的前Z列确定第三通信节点传输的能量方向；
其中，Z为大于等于1小于等于N的整数。
2.根据权利要求1所述的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括以下步骤：
S11、判断检测电量是否小于第一预定值或在预定时间段内电量消耗大于第二预定值，如是，则第一通信节点发送能量管理信息，如否，则不发送信息。
3.根据权利要求2所述的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括以下步骤：
S21、根据第一通信节点距离最近的N根天线激活第三通信节点；
S22、第三通信节点从N根天线中选择T根天线发送能量传输方向获取信号；
其中，N为大于等于128的整数，T为大于N/20且小于N的整数。
4.根据权利要求3所述的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述第一预定值为所述第一通信节点电量最大值的10%，所述预定时间段为30天，所述第二预定值为第一通信节点电量最大值的5%，所述第三预定值为第一通信节点电量最大值的1%/小时，所述第四预定值为第一通信节点电量最大值的3%/小时。
5.根据权利要求4所述的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述第三通信节点的N根天线为矩形或直线排列， T根天线是从N根天线中等间隔选取获得；所述第三通信节点的N根天线为其它排列，所述T根天线是从N根天线中随机选取获得。
6.根据权利要求5所述的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述第一通信节点的太阳能充电模块启动时间大于1小时，所述第一通信节点发送所述停止能量发送信息；所述第一通信节点的电量达到90%以上，所述第一通信节点发送所述停止能量发送信息。
7.根据权利要求6所述的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述第一通信节点与第二通信节点协商的发送周期信息周期性地发送能量获取效率信息，所述发送周期大于等于6小时。
8.根据权利要求7所述的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述第二通信节点连续Y次收到能量获取效率信息得到能量传输效率均小于第三预定值，所述第二通信节点给异常控制数据中心发送第一通信节点工作异常信息指示；或所述第二通信节点连续Y次收到能量获取效率信息得到能量传输效率均小于第三预定值，所述第二通信节点通知第三通信节点停止能量传输并通知第一通信节点停止能量接收进入发射异常信号状态，其中，Y为大于等于3的整数。
9.根据权利要求8所述的频分双工物联网中基于位置的能量传输方法，其特征在于，所述第一通信节点工作异常的信息包括第一通信节点的标识信息、类型信息、位置信息、启用时间信息的一种或多种。
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