[发明专利]一种基于5G通信的物联网

权利要求书

1.一种基于5G通信的物联网，其特征在于，所述物联网包括：

任意分布的多个传感器节点，所述传感器节点的总数量大于三个；

所述传感器节点中包括一个源节点，多个中间节点和一个终节点；

所述源节点通过至少一个所述中间节点与所述终节点进行数据交互；

所述源节点、中间节点和终节点均为5G通信节点，所述源节点、中间节点和终节点均内置有5G天线，以便于进行基于5G的数据交互；

所述5G天线包括至少两个天线单元，每个天线单元均为双天线结构，所述双天线中两个天线的距离小于预设距离阈值，并且每个天线单元均不依赖任何解耦结构，并且所述天线单元隔离度高于预设的预设隔离阈值；所述5G天线中每个天线单元方向图均与磁偶极子方向图的相似度小于预设的相似度阈值，并且所述天线单元主辐射方向相互互补，极化相互正交；

所述预设距离阈值为0.032λ，预设隔离阈值为25dB，所述5G天线中每个天线单元方向图均在其在谐振中心频点，耦合存在一个最小值S21＝0，与插入损耗的最小值S11＝0重合；

还包括：所述天线单元包括第一阵子和第二阵子，所述第一阵子和所述第二阵子构成了双天线结构，所述第一阵子和所述第二阵子均布设于矩形的介质基板之上，所述第一阵子和所述第二阵子相对于所述介质基板垂直于长边的中轴线轴对称布设，所述第一阵子和所述第二阵子具备相同形状；

所述第一阵子的图案包括宽度均匀的第一边、第二边和第三边，所述第二边的第一端口与所述第一边垂直连接，所述第二边的第二端口与所述第三边垂直连接，以使得，所述第一边、第二边和第三边形成半包围形状，所述第一边的宽度、第二边的宽度、第三边的宽度依次递增；

所述第一阵子的图案还包括第四边，所述第四边与所述第二边平行，宽度大于第二边，小于第三边，所述第四边与所述第三边的端点间隔预设距离，以便于设置馈电端口；

传感器节点之间的关系可以为目标拓扑，或为经过插入虚拟逻辑节点之后可以得到目标拓扑的非目标拓扑；

所述传感器节点构成的目标拓扑满足下述要求：

每个传感器节点在所述目标拓扑中的跳数阶段是固定的，当信号从源节点沿所述目标拓扑中的任一可行线路被传输终节点的过程中，如果经过所述传感器节点，则所述传感器节点在所述可行线路中的位置对应其跳数阶段，若跳数阶段是固定的，则说明所述传感器节点在任一可行线路中的位置都是固定的；

可以支持通过插入逻辑虚节点的方式将非目标拓扑的物联网修正为目标拓扑的物联网，所述通过插入逻辑虚节点的方式将非目标拓扑的物联网修正为目标拓扑的物联网，包括：

提取目标实体节点，所述目标实体节点为传感器节点，并且所述目标实体节点在非目标拓扑的各个可行线路中具有不同的跳数阶段；

穷尽包含所述目标实体节点的全部可行线路，以获取目标实体节点的跳数阶段量N；

基于所述目标实体节点设定N-1个虚拟逻辑节点，将不同的所述虚拟逻辑节点插入不同的包含有所述目标实体节点的线路，并且将所述虚拟逻辑节点与所述目标实体节点之间的通信的通信成本设置为0；

对任意目标实体节点都设计其对应的虚拟逻辑节点之后，构建包括虚拟逻辑节点的目标拓扑；

所述的物联网执行的通信方法，包括：

获取全部传感器节点，根据所述传感器节点和所述传感器节点的相关节点构建通信拓扑图，所述传感器节点的相关节点包括能够直接向所述传感器节点发送数据的其他传感器节点和能够直接获取所述传感器节点数据的其他传感器节点；

判断所述通信拓扑图是否描述目标拓扑；

若不是，则通过向所述通信拓扑图插入虚拟逻辑节点，修正所述通信拓扑图，以使得修正后的通信拓扑图描述目标拓扑；

获取所述通信拓扑图中各条边的权重，所述权重用于描述所述边对应的数据输出节点向所述边对应的数据接收节点进行数据传输的通信成本；

根据所述目标拓扑和所述权重计算通信策略。