CN109640371B - 一种基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络 - Google Patents

一种基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络 Download PDF

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Abstract

一种基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络，所述方法包括：S1、构造无线携能通信网络；S2、在第一时隙，能量信息混合节点向至少两个无线设备发送能量，每个无线设备接收能量；S3、在第二时隙，能量信息混合节点向至少两个无线设备发送能量，第一无线设备向第二无线设备反向散射传送信息信号；S4、在第三时隙，第一无线设备利用从能量信息混合节点接收到的能量将信息信号传送给能量信息混合节点和第二无线设备；S5、在第四时隙，第二无线设备将从第一无线设备接收到的信息信号中继传输给能量信息混合节点并将自己的信息信号传输给能量信息混合节点。本发明能提高无线携能网络的传输速率，实现高性能、低能耗的通信性能。

Description

一种基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络。
背景技术
无线携能通信网络是一种新兴的无线通信架构，是一种把目前的无线能量传输(Wireless Power Transfer,WPT)与无线信息传输(Wireless InformationTransmission,WIT)相结合的产物。在该网络中所有用户被假设没有其他外来的能源供给，所有能量都来自于从能量塔传输来的能量信号，该信号通过依附在各个接收器中的转换电路转变为直流信号后存储在用户自身携带的可充电电池中，待用户有通信需求时再作为能源应用于其自身的信息通信中。
然而，现有的无线携能通信网络存在如下缺陷：不同位置的用户存在明显的不公平性、通信中较高的能量和时间开销、通信的不可控性和不稳定性以及距离受到限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能提高无线携能网络的传输速率，实现高性能、低能耗的通信性能的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，包括：
S1、构造包括至少一个能量信息混合节点以及至少两个无线设备的无线携能通信网络；
S2、在第一时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，每个所述无线设备接收所述能量；
S3、在第二时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，至少两个所述无线设备中的第一无线设备向第二无线设备反向散射传送信息信号；
S4、在第三时隙，所述第一无线设备利用从所述能量信息混合节点接收到的能量将信息信号传送给所述能量信息混合节点和所述第二无线设备；
S5、在第四时隙，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点并将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点。
在本发明所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法中，所述无线设备包括：
天线，用于接收或发送能量信号或信息信号；
射频通信电路，用于与所述天线电连接以接收或发送所述信息信号；
能量收集电路，用于所述天线电连接以接收或发送所述能量信号并与将所述能量信号转换成直流电能；
反向散射电路，用于连接所述天线和所述能量收集电路以反向散射所述信息信号；
可充电电池，用于连接所述能量收集电路以接收所述直流电能以及连接所述射频通信电路和所述反向散射电路以向所述射频通信电路和所述反向散射电路提供所述直流电能；
切换装置，用于在所述射频通信电路、所述能量收集电路和所述反向散射电路与所述天线间进行切换。
在本发明所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法中，所述切换装置包括：第一切换开关和第二切换开关；所述第一切换开关的定触点连接所述天线，第一动触点连接所述射频通信电路、第二动触点连接所述能量收集电路；所述第二切换开关的定触点连接所述第一切换开关的所述第二动触点和所述能量收集电路、动触点连接所述反向散射电路。
在本发明所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法中，所述反向散射电路进一步包括用于从所述天线接收所述信息信号以及从所述可充电电池接收能量的反向散射数据接收端，以及用于从所述可充电电池接收能量和向所述天线发送所述信息信号的反向散射数据发射端，以及第三切换开关；所述第三切换开关的定触点连接所述反向散射数据接收端和所述第二切换开关的所述动触点、第二动触点空置、第一动触点连接所述反向散射数据发射端。
在本发明所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法中，进一步包括功率分配器，所述功率分配器用于将所述信息信号裂解成两个部分，其中一个部分用于信息解码，另一部分用于能量收集。
在本发明所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法中，在所述步骤S2中，所述能量信息混合节点以固定的发射功率向至少两个所述无线设备发送能量。
在本发明所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法中，所述步骤S5进一步包括：
S51、在第四时隙的第一小时隙中，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点；
S52、在第四时隙的第二小时隙中，所述第二无线设备将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点。
本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种基于反向散射传输的无线携能中继通信网络，包括至少一个能量信息混合节点、至少两个无线设备以及控制装置，所述控制装置上存储有计算机程序，所述无线设备包括：天线，用于接收或发送能量信号或信息信号；射频通信电路，用于与所述天线电连接以接收或发送所述信息信号；能量收集电路，用于所述天线电连接以接收或发送所述能量信号并与将所述能量信号转换成直流电能；反向散射电路，用于连接所述天线和所述能量收集电路以反向散射所述信息信号；可充电电池，用于连接所述能量收集电路以接收所述直流电能以及连接所述射频通信电路和所述反向散射电路以向所述射频通信电路和所述反向散射电路提供所述直流电能；切换装置，用于在所述射频通信电路、所述能量收集电路和所述反向散射电路与所述天线间进行切换；所述计算机程序被所述控制装置执行时实现所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法。
在本发明所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信网络中，所述切换装置包括：第一切换开关和第二切换开关；所述第一切换开关的定触点连接所述天线，第一动触点连接所述射频通信电路、第二动触点连接所述能量收集电路；所述第二切换开关的定触点连接所述第一切换开关的所述第二动触点和所述能量收集电路、动触点连接所述反向散射电路。
在本发明所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信网络中，所述反向散射电路进一步包括用于从所述天线接收所述信息信号以及从所述可充电电池接收能量的反向散射数据接收端，以及用于从所述可充电电池接收能量和向所述天线发送所述信息信号的反向散射数据发射端，以及第三切换开关；所述第三切换开关的定触点连接所述反向散射数据接收端和所述第二切换开关的所述动触点、第二动触点空置、第一动触点连接所述反向散射数据发射端。
实施本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络，能提高无线携能网络的传输速率，实现高性能、低能耗的通信性能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法的第一实施例的流程图；
图2是本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信网络的第一实施例的模型示意图；
图3是本发明的无线设备的第一实施例的电路示意图；
图4是本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信网络中使用功率分配器的电路原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及一种基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，包括：S1、构造包括至少一个能量信息混合节点以及至少两个无线设备的无线携能通信网络；S2、在第一时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，每个所述无线设备接收所述能量；S3、在第二时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，至少两个所述无线设备中的第一无线设备向第二无线设备反向散射传送信息信号；S4、在第三时隙，所述第一无线设备利用从所述能量信息混合节点接收到的能量将信息信号传送给所述能量信息混合节点和所述第二无线设备；S5、在第四时隙，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点并将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点。本发明还涉及一种基于反向散射传输的无线携能中继通信网络，包括至少一个能量信息混合节点、至少两个无线设备以及控制装置，所述控制装置上存储有计算机程序，所述无线设备包括：天线，用于接收或发送能量信号或信息信号；射频通信电路，用于与所述天线电连接以接收或发送所述信息信号；能量收集电路，用于所述天线电连接以接收或发送所述能量信号并与将所述能量信号转换成直流电能；反向散射电路，用于连接所述天线和所述能量收集电路以反向散射所述信息信号；可充电电池，用于连接所述能量收集电路以接收所述直流电能以及连接所述射频通信电路和所述反向散射电路以向所述射频通信电路和所述反向散射电路提供所述直流电能；切换装置，用于在所述射频通信电路、所述能量收集电路和所述反向散射电路与所述天线间进行切换；所述计算机程序被所述控制装置执行时实现所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法。实施本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络，能提高无线携能网络的传输速率，实现高性能、低能耗的通信性能。
图1是本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法的第一实施例的流程图。如图1所示，在步骤S1中，构造包括至少一个能量信息混合节点以及至少两个无线设备的无线携能通信网络。本领域技术人员知悉，该无线携能通信网络还可以包括其他数量的能量信息混合节点以及和无线设备。图2示出了优选的基于反向散射传输的无线携能中继通信网络的模型示意图。
在步骤S2中，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，每个所述无线设备接收所述能量。在本发明的优选实施例中，所述能量信息混合节点以固定的发射功率向至少两个所述无线设备发送能量。
在步骤S3中，在第二时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，至少两个所述无线设备中的第一无线设备向第二无线设备反向散射传送信息信号。
在步骤S4中，在第三时隙，所述第一无线设备利用从所述能量信息混合节点接收到的能量将信息信号传送给所述能量信息混合节点和所述第二无线设备。
在步骤S5中，在第四时隙，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点并将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点。在本发明的优选实施例中，所述第四时隙可以分为两个小时隙。所述步骤S5进一步包括：S51、在第四时隙的第一小时隙中，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点；S52、在第四时隙的第二小时隙中，所述第二无线设备将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点。
实施本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，能提高无线携能网络的传输速率，实现高性能、低能耗的通信性能。
下面将结合图2所示实施例，对本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法和网络进一步说明如下。如图2所示，该基于反向散射传输的无线携能中继通信网络包括一个能量信息混合节点HAP和两个无线设备(WD)，其原理可以直接拓展到大于两个无线设备WD1和WD2的应用场景。在该示意图中，α1表示无线设备WD1到能量信息混合节点HAP的信息传输和能量信息混合节点HAP到无线设备WD1的能量传输；α2表示无线设备WD2到能量信息混合节点HAP的信息传输和能量信息混合节点HAP到无线设备WD2的能量传输。α12表示无线设备WD1到WD2的反向散射。在本实施例中，每个时隙t被分为四个时隙，t0、t1、t2、t3、t4。
在图2所示实施例中，无线设备WD1到WD2分别使用下行无线电力传输接收到的能量来进行上行的数据传输，每个无线设备WD1到WD2都是配备单天线并且能量和信息传输都是在相同频带运行，能量信息混合节点HAP和无线设备WD1到WD2能够自由的在能量和信息传输之间随意切换模式。其中，信道估计在最初的t0的时隙。在t0时隙，能量信息混合节点HAP在自己分配到的子频段上使用通信模块发送信道训练序列，两个无线设备WD1到WD2使用通信模块独立地估计自己的N个子信道增益，同时每个无线设备WD1到WD2也发送信道训练序列，使得能量信息混合节点HAP能通过通信模块获得与每个无线设备WD1到WD2之间的信道估计。
能量信息混合节点HAP和无线设备WD1到WD2之间，以及无线设备WD1到WD2之间的信道系数分别用{α1,α2,α12}表示，之后传输时隙T主要被分为以下四个部分：
第一时隙t1(HAP无线能量传输)：能量信息混合节点HAP以固定的发射功率P1分别向无线设备WD1到WD2发送能量，每一个无线设备WD1到WD2分别接收能量；
第二时隙t2(无线设备WD1反向散射)：能量信息混合节点HAP继续发送能量，无线设备WD1通过反向散射电路将信息信号传输给无线设备WD2；
第三时隙t3(无线设备WD1无线信息传输)：无线设备WD1利用接收到的能量来进行信息传输给能量信息混合节点HAP和无线设备WD2，此时的传输功率为P3；
第四时隙t4(无线设备WD2无线信息传输)：无线设备WD2先在第四时隙第一小时隙t41(功率为P41)中继无线设备WD1的信息传输给能量信息混合节点HAP，然后再在第四时隙第一小时隙t42(功率为P42)利用收集的能量来传输自己的信息给能量信息混合节点HAP。
实施本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法、网络，不同位置的用户存在明显的不公平性、通信中较高的能量和时间开销、通信的不可控性和不稳定性以及距离受到限制。
图3是本发明的无线设备的第一实施例的电路示意图。图3所示的无线设备可以应用到图1-2所示的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法、网络中。如图3所示，该无线设备包括天线10、射频通信电路20、能量收集电路30、反向散射电路40、可充电电池50和切换装置。如图所示，所述天线10用于接收或发送能量信号或信息信号。所述射频通信电路20用于与所述天线10电连接以接收或发送所述信息信号。所述能量收集电路30用于所述天线10电连接以接收或发送所述能量信号并与将所述能量信号转换成直流电能。所述反向散射电路40用于连接所述天线10和所述能量收集电路30以反向散射所述信息信号。所述可充电电池50用于连接所述能量收集电路30以接收所述直流电能以及连接所述射频通信电路20和所述反向散射电路40以向所述射频通信电路20和所述反向散射电路40提供所述直流电能。所述切换装置用于在所述射频通信电路20、所述能量收集电路30和所述反向散射电路40与所述天线10间进行切换。
进一步如图所示，所述切换装置包括：切换开关S1和切换开关S2；所述切换开关S1的定触点连接所述天线10，第一动触点连接所述射频通信电路20、第二动触点连接所述能量收集电路30；所述切换开关S2的定触点连接所述切换开关S1的所述第二动触点和所述能量收集电路30、动触点连接所述反向散射电路40。所述反向散射电路40进一步包括用于从所述天线10接收所述信息信号以及从所述可充电电池50接收能量的反向散射数据接收端41，以及用于从所述可充电电池50接收能量和向所述天线10发送所述信息信号的反向散射数据发射端42，以及切换开关S3。所述切换开关S3的定触点连接所述反向散射数据接收端41和切换开关S2的所述动触点、第二动触点空置、第一动触点连接所述反向散射数据发射端42。
在本实施例中，每个无线设备分别拥有三种不同的工作模式，其可以在两种模式下传输信息信号，即主动模式(射频通信)和被动模式(反向散射通信)其中实线表示能量流，虚线表示数据流，可以通过切换开关S1和S2来获得以下三种不同的工作模式：
1.射频信号通信模式：切换开关S1切换到0，此时天线10与射频通信电路20连接，无线设备可以通过传统的射频无线通信方法实现信息的传输，传输过程中需要消耗的能量由接收到的从能量信息混合节点HAP发送的射频能量提供。
2.能量收集模式：切换开关S1切换到1，且切换开关S2保持打开状态，此时天线10与能量收集电路30连接，其内部的电路可以将吸收到的射频信号转化为直流能量，并存储到可充电电池50中。
3.反向散射通信模式：切换开关S1切换到1，且切换开关S2保持关闭状态，此时天线10同时与能量收集电路30和反向散射电路40连接，无线设备通过反射接收到的射频信息信号来被动传输信息。在反向散射中，可以通过切换开关S3来调节两种反射状态，无线设备发送比特“0”时处于不反射状态，发送比特“1”时处于反射状态，当S3切换到0时，无线设备吸收大部分接收信号，使得比特“0”被发送；当S3切换到1时，由于传输线阻抗的不平衡，接收到的信号被天线反射和传送使得比特“1”被发送。
在图4所示的优选实施例中，在第二个时隙的反向散射阶段，无线设备WD2接收到无线设备WD1反射的信号后，接收到的射频信息信号通过功率分配器被分成了两个部分，其中β表示功率分配因子，β部分的信号功率用于能量收集，剩余的(1-β)部分则用于信息解码，而且在第二部分添加了一个额外噪声ns实现两部分的权衡。
实施本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法、网络及其无线设备，不同位置的用户存在明显的不公平性、通信中较高的能量和时间开销、通信的不可控性和不稳定性以及距离受到限制。
下面对本发明的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法、网络及其无线设备的能效衡量模型进行分析如下。
已知反向散射技术是通过电子标签不反射与反射收到的无线信号来表示“0”和“1”这两种状态，读写器根据不反射和反射信号两种情况下接收信号的差别和特点，采取一定的信号处理方式来检测出这两种状态。考虑到电子标签发射“0”和“1”两种状态的概率是随机的，通常认为是等概率的情况，根据最大后验概率估计的方法来进行信号检测，在等概率的情况下，最大后验概率估计方法等效最大似然估计方法，根据该检测准侧，可以得到信号检测的误码率
Figure BDA0001892874890000101
其中P1为能量传输阶段的固定传输功率，μ为信号衰减因子，h1、h12分别为无线设备WD1与能量信息混合节点HAP、无线设备WD1和无线设备WD2之间的信道增益，N表示传输1个比特的样本数，N0为噪声功率，Ns是上述反向散射功率分配方案中添加的额外噪声功率。因此将这个过程等效为一个二进制对称信道，其信道容量可以得出为C＝1+εlogε+(1-ε)log(1-ε)。
在不同的时隙两个无线设备有不同的传输速率，本发明主要是通过将两无线设备之间的最小传输速率最大化，来提升整体的通信性能，即
Figure BDA0001892874890000102
s.t.t1+t2+t3+t41+t42＝1-t0，
t1≥0,t2≥0,t3≥0,t41≥0,t42≥0,
P3≥0,P41≥0,P42≥0。
其中R1(t)表示无线设备WD1的传输速率，R2(t)表示无线设备WD2的传输速率。在第一时隙只有能量信息混合节点HAP发送能量给两个无线设备，两无线设备在t1时隙只接收能量，无线设备WD1在第二、三、四部分的时隙都涉及到信息传输的速率，它的速率也采用最小化的思想，最小化无线设备WD1到无线设备WD2和无线设备WD1到能量信息混合节点HAP的传输速率，所以无线设备WD1的速率表示为
Figure BDA0001892874890000103
其中
Figure BDA0001892874890000104
为在第二部分t2的反向散射阶段无线设备WD1到无线设备WD2的传输速率，其中C为反向散射阶段等效为二进制对称信道的信道容量，Rb表示反射速率；
Figure BDA0001892874890000111
为在第三部分时隙t3主动传输阶段无线设备WD1到无线设备WD2的信息传输速率，其中h12为无线设备WD1到无线设备WD2的信道增益，N0表示噪声功率；
Figure BDA0001892874890000112
表示在第三部分的时隙t3主动传输阶段无线设备WD1到能量信息混合节点HAP的信息传输速率，其中h1表示无线设备WD1到能量信息混合节点HAP的信道增益；
Figure BDA0001892874890000113
表示在第四部分的时隙t41中继传输阶段无线设备WD1被无线设备WD2中继传输到能量信息混合节点HAP的信息传输速率，其中h2表示无线设备WD2到能量信息混合节点HAP的信道增益。无线设备WD2只有在第四部分的时隙中有信息传输，
Figure BDA0001892874890000114
表示表示无线设备WD2在t42时隙将自己的信息传输给能量信息混合节点HAP的速率。
本发明通过联合优化时隙和功率的分配来使得传输速率最大化，采用凸优化的思想和相关解决工具来解决提出的问题。通过采用凸优化的相关理论来对项目所构造的网络模型分析，优化其传输性能，实现信息传输吞吐量最大化。
因此，本发明可以通过硬件、软件或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现本发明方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行程序控制计算机系统，使其按本发明方法运行。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能：a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (9)

1.一种基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，其特征在于，包括：
S1、构造包括至少一个能量信息混合节点以及至少两个无线设备的无线携能通信网络；
S2、在第一时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，每个所述无线设备接收所述能量；
S3、在第二时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，至少两个所述无线设备中的第一无线设备向第二无线设备反向散射传送信息信号；
S4、在第三时隙，所述第一无线设备利用从所述能量信息混合节点接收到的能量将信息信号传送给所述能量信息混合节点和所述第二无线设备；
S5、在第四时隙，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点并将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点；
所述步骤S5进一步包括：
S51、在第四时隙的第一小时隙中，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点；
S52、在第四时隙的第二小时隙中，所述第二无线设备将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点。
2.根据权利要求1所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，其特征在于，所述无线设备包括：
天线，用于接收或发送能量信号或信息信号；
射频通信电路，用于与所述天线电连接以接收或发送所述信息信号；
能量收集电路，用于所述天线电连接以接收或发送所述能量信号并与将所述能量信号转换成直流电能；
反向散射电路，用于连接所述天线和所述能量收集电路以反向散射所述信息信号；
可充电电池，用于连接所述能量收集电路以接收所述直流电能以及连接所述射频通信电路和所述反向散射电路以向所述射频通信电路和所述反向散射电路提供所述直流电能；
切换装置，用于在所述射频通信电路、所述能量收集电路和所述反向散射电路与所述天线间进行切换。
3.根据权利要求2所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，其特征在于，所述切换装置包括：第一切换开关和第二切换开关；所述第一切换开关的定触点连接所述天线，第一动触点连接所述射频通信电路、第二动触点连接所述能量收集电路；所述第二切换开关的定触点连接所述第一切换开关的所述第二动触点和所述能量收集电路、动触点连接所述反向散射电路。
4.根据权利要求3所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，其特征在于，所述反向散射电路进一步包括用于从所述天线接收所述信息信号以及从所述可充电电池接收能量的反向散射数据接收端，以及用于从所述可充电电池接收能量和向所述天线发送所述信息信号的反向散射数据发射端，以及第三切换开关；所述第三切换开关的定触点连接所述反向散射数据接收端和所述第二切换开关的所述动触点、第二动触点空置、第一动触点连接所述反向散射数据发射端。
5.根据权利要求4所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，其特征在于，进一步包括功率分配器，所述功率分配器用于将所述信息信号裂解成两个部分，其中一个部分用于信息解码，另一部分用于能量收集。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述能量信息混合节点以固定的发射功率向至少两个所述无线设备发送能量。
7.一种基于反向散射传输的无线携能中继通信网络，包括至少一个能量信息混合节点、至少两个无线设备其特征在于，所述无线设备包括：天线，用于接收或发送能量信号或信息信号；射频通信电路，用于与所述天线电连接以接收或发送所述信息信号；能量收集电路，用于所述天线电连接以接收或发送所述能量信号并与将所述能量信号转换成直流电能；反向散射电路，用于连接所述天线和所述能量收集电路以反向散射所述信息信号；可充电电池，用于连接所述能量收集电路以接收所述直流电能以及连接所述射频通信电路和所述反向散射电路以向所述射频通信电路和所述反向散射电路提供所述直流电能；切换装置，用于在所述射频通信电路、所述能量收集电路和所述反向散射电路与所述天线间进行切换；在第一时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，每个所述无线设备接收所述能量；在第二时隙，所述能量信息混合节点向至少两个所述无线设备发送能量，至少两个所述无线设备中的第一无线设备向第二无线设备反向散射传送信息信号；在第三时隙，所述第一无线设备利用从所述能量信息混合节点接收到的能量将信息信号传送给所述能量信息混合节点和所述第二无线设备；在第四时隙，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点并将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点；在第四时隙的第一小时隙中，所述第二无线设备将从所述第一无线设备接收到的信息信号中继传输给所述能量信息混合节点；在第四时隙的第二小时隙中，所述第二无线设备将自己的信息信号传输给所述能量信息混合节点。
8.根据权利要求7所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信网络，其特征在于，所述切换装置包括：第一切换开关和第二切换开关；所述第一切换开关的定触点连接所述天线，第一动触点连接所述射频通信电路、第二动触点连接所述能量收集电路；所述第二切换开关的定触点连接所述第一切换开关的所述第二动触点和所述能量收集电路、动触点连接所述反向散射电路。
9.根据权利要求8所述的基于反向散射传输的无线携能中继通信网络，其特征在于，所述反向散射电路进一步包括用于从所述天线接收所述信息信号以及从所述可充电电池接收能量的反向散射数据接收端，以及用于从所述可充电电池接收能量和向所述天线发送所述信息信号的反向散射数据发射端，以及第三切换开关；所述第三切换开关的定触点连接所述反向散射数据接收端和所述第二切换开关的所述动触点、第二动触点空置、第一动触点连接所述反向散射数据发射端。
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