[发明专利]基于能量信息同传的数据传输方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于能量信息同传的数据传输方法及装置，方法包括：接收源节点发送的射频信号，射频信号中携带待转发的数据包；基于预设能量分割因子，从射频信号中收集能量；判断数据包是否能在目的节点处成功译码；若否，则丢弃数据包；若是，则判断当前时隙源节点在目的节点处的信息年龄与预先确定的该源节点的信息年龄期望的偏差是否在预设范围内；若是，则丢弃数据包；若否，则向目的节点转发数据包，以使目的节点接收数据包并更新源节点在目的节点处的信息年龄。不会出现连续转发数据包导致中继节点能量耗尽无法正常工作的情况，且使得各个源节点的信息年龄都维持在较好的状态，提高了网络整体的时效性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于能量信息同传的数据传输方法及装置。

背景技术

在典型的物联网场景，多个源节点将数据先发送到一个中继节点，之后中继节点再将数据转发到目的节点。其中中继节点多采用电池供电，因此节点能量受限是物联网面临的一大挑战。从自然环境中收集能量被认为是物联网中能量受限节点延长生存时间的一种有效方法。然而，自然界中的太阳能、风能等都具有明显的不稳定性。能量获取方式的不稳定可能造成节点长时间不能更新信息。

由于射频信号在传输信息的同时携带有能量，能量信息同传(SimultaneousWireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术成为近年的一大研究热点。能量信息同传技术中，中继节点处可以增加能量收集模块，可以基于能量分割因子，将接收信号的一部分用于能量收集。显然，能量分割因子越趋向于能量收集，则中继节点的能量越能维持在较好的水平。但是，网络支持的上层应用的信息年龄将无法得到保障。

并且，即使中继节点能够从接收信号中收集能量，但转发单个数据包消耗的能量高于接收单个数据包时所收集的能量，因此，随着到达并向外转发的数据包数量逐渐增多，一段时间后中继节点将无法正常工作，需要在较长时间内积攒能量才能进行数据包转发，这显然会导致网络的时效性较差，无法满足网络支持的上层应用的信息年龄需求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于能量信息同传的数据传输方法及装置，以实现提高网络整体的时效性。具体技术方案如下：

为实现上述目的，本申请实施例提供了一种基于能量信息同传的数据传输方法，应用于能量信息同传系统的中继节点，所述能量信息同传系统包括中继节点、目的节点和多个源节点，每个源节点与所述中继节点采用能量信息同传技术通信，所述方法包括：

接收源节点发送的射频信号，所述射频信号中携带待转发的数据包；

基于预设能量分割因子，从所述射频信号中收集能量；

基于所述射频信号中剩余能量、所述中继节点与所述目的节点的信道状态判断所述数据包是否能在所述目的节点处成功译码；

若否，则丢弃所述数据包；若是，则判断当前时隙所述源节点在目的节点处的信息年龄与预先确定的该源节点的信息年龄期望的偏差是否在预设范围内；

若是，则丢弃所述数据包；若否，则向所述目的节点转发所述数据包，以使所述目的节点接收所述数据包并更新所述源节点在所述目的节点处的信息年龄。

可选的，所述源节点的信息年龄期望按照如下公式确定：

K_i-exp＝λ_iT

E_i-H＝e_iK_i-exp

E_out＝P_RK_i-real

βB+E_i-H＝E_out＝P_RK_i-real