通信方法、设备、服务节点、通信系统及存储介质技术方案

本申请提供一种通信方法、设备、服务节点、通信系统及存储介质。该方法通过接收射频能量源节点的射频信号收集射频能量；基于所述射频能量向服务节点传输信息。能量向服务节点传输信息。能量向服务节点传输信息。

【技术实现步骤摘要】
通信方法、设备、服务节点、通信系统及存储介质


[0001]本申请涉及无线通信
，例如涉及一种通信方法、设备、服务节点、通信系统及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，物联网技术已在很多领域得到广泛应用，如智能电网、智慧停车、智能交通运输、智慧能源管理系统等，推动了各类行业的升级改造，也为物联网技术提出了更多的挑战。例如，物联网中涉及的设备数量非常多，需要降低设备成本；又如，在一些场景下，出于安全考虑，不适于为设备集成电源；或者，即便在设备中集成了电源，由于业务模式非常多样化，电源能够提供的电量远远不够，且由于设备数量较多且分布范围广，为这些设备充电或更换电池也需要耗费极大的人力或物力。因此，考虑到设备能耗、设备成本以及部署和维护成本等因素，物联网的应用受到很大的限制。如何利用能量有限的设备实现高效可靠的通信，成为提高物联网适用性和通信效率亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种通信方法、设备、服务节点、通信系统及存储介质。
[0004]本申请实施例提供一种通信方法，包括：
[0005]通过接收射频能量源节点的射频信号收集射频能量；
[0006]基于所述射频能量向服务节点传输信息。
[0007]本申请实施例还提供了一种通信方法，包括：
[0008]向设备发送下行信号；
[0009]接收所述设备基于射频能量传输的信息。
[0010]本申请实施例还提供了一种设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的通信方法。
[0011]本申请实施例还提供了一种服务节点，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的通信方法。
[0012]本申请实施例还提供了一种通信系统，包括：射频能量源节点、上述的设备以及上述的服务节点；
[0013]所述服务节点分别与所述射频能量源节点以及所述设备连接。
[0014]本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的通信方法。
附图说明
[0015]图1为一实施例提供的一种设备与服务节点通信的示意图；
[0016]图2为一实施例提供的另一种设备与服务节点通信的示意图；
[0017]图3为一实施例提供的又一种设备与服务节点通信的示意图；
[0018]图4为一实施例提供的一种通信方法的流程图；
[0019]图5为一实施例提供的一种通信方法的流程图；
[0020]图6为一实施例提供的一种通信装置的结构示意图；
[0021]图7为一实施例提供的一种通信装置的结构示意图；
[0022]图8为一实施例提供的一种设备的硬件结构示意图；
[0023]图9为一实施例提供的一种服务节点的硬件结构示意图；
[0024]图10为一实施例提供的一种通信系统的结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本申请进行说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
[0026]在本申请实施例中，提供一种通信方法，该方法可应用于以下任意形式的设备：无源设备，无电池设备，具有可充电电池的设备，可储存能量的设备。本实施例中的设备是一种具有射频能量收集能力以及信息收发能力的设备节点，可从周围环境中的射频信号收集能量，可用于为自带的电池充电或储能，也可以直接将获取到的能量用于调制待传输的数据，与服务节点或者网络中的其他设备通信。该设备可以包括：
[0027]射频能量采集器：由射频天线、阻抗匹配、电压倍增器和电容器等组成，用于接收射频信号并将其转换为电能；
[0028]低功率射频收发器：用于信息的发送或接收；
[0029]电能管理模块：用于决定是将射频能量收集器获得的电能储存起来还是立即用于信息传输。例如，电源管理模块可以工作于两种模式，一种是收集
‑
使用，另一种是收集
‑
存储
‑
使用(这种模式的前提是设备中有电能存储器或可充电电池)。在收集
‑
使用模式下，收集的能量立即用于为设备供电，为了使设备正常运行，转换后的电能需超过设备节点的能量需求，否则该设备会被禁用；在收集
‑
存储
‑
使用模式下，当收集到的能量大于消耗的能量时，能量将储存在电能存储器或可充电电池中以备后续使用。
[0030]对于收集
‑
使用的模式，设备可以通过调整其天线阻抗来直接反射接收到的射频信号并用于调制待传输的数据，即背散射(也称反向散射或背向散射)，这种模式下能量是即收集即使用的，发送出去的信号称为背散射信号。支持背散射技术的物联网设备可以做到真正无源，即完全没有内置电池，通过吸收激励信号的能量并直接转化来接收和发送信息。
[0031]本申请实施例提供的通信方法，可应用于基于蜂窝网络的无源物联网中。依据射频能量源节点的部署位置，基于蜂窝网络的无源物联网可以有多种部署方式。
[0032]图1为一实施例提供的一种设备与服务节点通信的示意图。如图1所示，射频能量源节点为独立网元，用于为设备提供射频能量，设备与服务节点进行通信。射频能量源节点可以是专门设置的射频能量源，蜂窝网络中的服务节点可以对射频能量源节点进行控制，例如设置射频能量源节点的操作频段，控制射频能量源节点发射功率的大小等；射频能量源节点也可以是非蜂窝网络的其他网络中的节点，如电视或广播电视塔或无线保真
(Wireless Fidelity，WiFi)接入点等。
[0033]图2为一实施例提供的另一种设备与服务节点通信的示意图。如图2所示，射频能量源节点可与蜂窝网络的服务节点融合，例如位于基站或中继(Relay)节点上。
[0034]图3为一实施例提供的又一种设备与服务节点通信的示意图。如图3所示，射频能量源节点可与用户终端(User Equipment，UE)或其他设备融合。这种情况下，一个设备还可以从更接近的其他设备获取能量，从而提高能量收集效率。由于支持多跳操作，即无源物联设备可将信息传输到临近的其他设备(可以是设备，也可以是有源设备)，还可以扩大通信范围。
[0035]设备与射频能量源节点的距离在一定范围内，能够保证能量收集效率，本实施例中，在基于蜂窝网络的无源物联网部署中，存在一个能量收集区域，通常该区域会小于信息传输区域的范围。
[0036]图4为一实施例提供的一种通信方法的流程图，如图4所示，本实施例提供的方法包括步骤110和步骤120。
[0037]在步骤110中，通过接收射频能量源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信方法，其特征在于，所述方法包括：通过接收射频能量源节点的射频信号收集射频能量；基于所述射频能量向服务节点传输信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信方法应用于以下至少一种设备：无源设备，无电池设备，具有可充电电池的设备，可储存能量的设备。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输信息包括发送上行的背散射信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述射频能量向服务节点传输信息，包括：将所述射频能量累积，累积的射频能量超过预设门限，则向所述服务节点传输信息；或者，基于所述累积的射频能量生成背散射信号，并使用所述背散射信号向服务节点传输信息。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据如下信息至少之一选择用于传输信息的码序列：监听到的下行信息；设备的设备标识ID。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据监听到的下行信息确定码序列集合；根据如下方式之一从所述码序列集合中选择用于传输信息的码序列：从所述码序列集合中随机选择码序列；根据设备的设备ID从码序列集合中选择码序列。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在向所述服务节点传输信息之前，或者在向所述服务节点传输信息的过程中，向所述服务节点传输安全码。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述安全码包括以下至少之一：设备的设备ID，所述设备预存储的ID，所述设备接收到的服务节点分配的安全码。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据设备与所述服务节点之间的无线信道的物理特性，确定通信数据的传输方式；所述通信数据的传输方式包括以下至少之一：通信数据包含在上行信号中传输；通信数据随上行信令传输；通信数据包含在下行信号中传输；通信数据随下行信令传输；数据传输需要反馈；数据传输不需要反馈。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：使用非正交多址接入方式，与所述服务节点建立通信；所述使用非正交多址接入方式，与所述服务节点建立通信，包括以下至少之一：根据基于背散射信号功率差异的非正交多址接入方式，与所述服务节点建立通信；使用基于时域扩展的非正交码，与所述服务节点建立通信，其中，所述非正交码用于区分设备。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据以下至少一种信息确定设备的环境相关信息：
所述设备监听到的下行信号；所述设备监听到的下行信号的质量；所述设备监听到的下行信号的能量强度；所述设备监听到的环境信号或周围信号的质量；所述设备监听到的环境信号或周围信号的能量强度；所述设备监听到的环境信号或周围信号的数量。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：通过以下至少一种方式确定设备的环境相关信息：连续监听下行信号；连续监听环境信号或周围信号；采用占空比方式监听下行信号；采用占空比方式监听环境信号或周围信号；采用预设的模式监听下行信号；采用配置的模式监听下行信号；采用预设的模式监听环境信号或周围信号；采用配置的模式监听环境信号或周围信号。13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述环境相关信息包括以下之一：所述设备所处位置的信息；所述设备与能量收集区域的位置关系；所述设备的相邻设备的数量；所述设备的相邻设备与所述设备的位置关系。14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，还包括：所述设备所处位置位于所述能量收集区域的边缘区域，则向所述服务节点上报位置相关信息。15.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述环境相关信息进行小区选择或小区重选。16.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述环境相关信息控制本地时钟与所述服务节点的时钟保持同步。17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设备的调度层支持包含能量状态相关因子的调度算法；所述能量状态相关因子包括以下至少之一：下行信号或能量信号的强度绝对值；下行信号或能量信号的强度是否超过预设门限的判定值；下行信号或能量信号的强度。18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设备支持两层协议栈；其中，第一层协议栈...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆婷，戴博，沙秀斌，牛丽，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：