【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及智能電網與電力物聯網的，更具體地，涉及一種聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法及系統。
技術介紹
1、隨著智能電網與電力物聯網技術的發展，電力智慧倉儲通過高效的通信方式與低功耗電力物聯網融合來實現綠色低碳高效管理。隨著電力倉儲規模和部署節點數量逐步擴大，站內采用傳感器供電電源線纜敷設和更換電池造成的人工和網絡維護成本增加問題日漸凸顯。低功耗反向散射通信能有效解決電力物聯網上述所面臨的挑戰性問題。
2、在物聯網中無源終端采用低耗能、近距離、低速率數據傳輸，通過反向散射通信以反射接收到的射頻信號，無需主動生成信號以傳輸數據。在部署大規模無源傳感器的智慧電力倉庫場景中，其傳感器間的數據傳輸對功耗和信道容量提出了很高的要求，同時許多無源終端經常需要在移動中保持連接，這就需要在廣闊的倉庫區域內提供更廣泛的位置跟蹤和無線漫游支持。
3、在智慧電力倉庫場景中，當前的定位技術主要依賴于全球定位系統(gps)、wi-fi和藍牙等技術手段。這些傳統技術在室內復雜環境下表現出較大的局限性，尤其是難以滿足倉庫內大規模設備、無源終端快速移動時的高效定位需求。由于信號容易受到遮擋和反射影響，導致定位精度降低、延遲增大，實時性難以保證，尤其是對于需要即時響應的應用場景，現有技術的定位速度顯得尤為不足。
4、此外，感應式無線充電技術的有效傳輸距離通常僅限于10-30cm，隨著距離的增加，充電效率和功率顯著下降，這使得在大規模場景中對移動設備進行有效充電變得困難。而且，許多無源終端在移動過程中仍需保持與網絡的連接
5、當前已有多種移動式充電方式以解決充電難的問題，然而針對智慧倉儲中的大面積分布式傳感器布局的無線射頻充電尚未有可行解決方案，反向散射通信技術雖為無源充電提供了一種創新途徑，但其充電距離和效率仍受到限制，存在充電靈活性不足需要人工干預的問題。
6、移動中繼雙向無線充電源(bi-directional?relay-wireless?power，brwp)的位置與無線功率、通信信噪比和定位精度的狀態密切相關，若借助其靈活性更改當前位置與運動軌跡，則能為實現高效數據傳輸提供有利條件。
7、在現有技術中，反向散射通信技術為無源充電提供了一種創新途徑，但其充電距離和效率受到一定限制，同時存在充電靈活性不足、需要人工干預等問題。另一方面，移動中繼電源的雙向無線充電功能的實現結合了移動式充電與無線電能傳輸技術，然而在現有技術中移動中繼雙向無線充電源發出的高頻供電信號卻對系統中的反向散射通信信號造成了嚴重干擾。這一干擾不僅限制了通信信號的傳輸效率，還可能導致系統性能的不穩定，需要進一步優化以平衡充電效率和通信質量的需求。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，能夠解決現有技術的反向散射通信中信號易受干擾、傳輸效率低的技術問題。
2、本專利技術采用如下的技術方案。
3、一種聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，包括如下步驟：
4、步驟1：移動大功率射頻網絡中的移動中繼雙向無線充電源，使移動中繼雙向無線充電源與大功率射頻網絡中的兩個無源傳感器節點位于同一直線，求解移動中繼雙向無線充電源的接收信號；
5、步驟2，根據兩個無源傳感器和移動中繼雙向無線充電源的位置，通過降維求解大功率射頻充電源的坐標；
6、步驟3，對大功率射頻網絡下反向散射通信中移動中繼雙向無線充電源的接收信號進行干擾消除；
7、步驟4，復用大功率射頻充電源作為傳感定位節點。
8、優選地，所述步驟1中，移動大功率射頻通信網絡包括大功率射頻充電源p、無源傳感器a、無源傳感器b，以及移動中繼雙向無線充電源r；
9、利用移動中繼雙向無線充電源機動性使移動中繼雙向無線充電源r與無源傳感器a、無源傳感器b處于同一條直線，以無源傳感器a的坐標為原點建立二維坐標系，設無源傳感器b的坐標為(a,0)，移動中繼雙向無線充電源r的坐標為(r,0)，大功率射頻充電源p的坐標為(x,y)；此時無源傳感器a、移動中繼雙向無線充電源r和大功率射頻充電源p三點決定三維空間中的一個二維平面。
10、優選地，所述步驟1中，移動中繼雙向無線充電源的接收信號包括來自大功率射頻充電源的射頻信號、蜂窩基站發送的通信信號和無源傳感器的反向散射信號，移動中繼雙向無線充電源的接收信號y(t)表示為：
11、
12、式中，sn為信源節點集合，bls表示來自信源節點s的多徑信道集合，fs為信源節點s發送的信號，hs,l和τs,l分別表示來自信源節點s的多徑鏈路的信道增益和延遲，信源節點s包括大功率射頻充電源、蜂窩基站和無源傳感器。
13、優選地，所述步驟2具體包括：
14、步驟2.1，移動中繼雙向無線充電源根據獲取的原始信號的到達時間差實現同源區分；
15、步驟2.2，降維求解大功率射頻充電源p的二維定位坐標；
16、步驟2.3，基于功率射頻充電源p的二維定位坐標，在三維空間內實現對目標的定位。
17、優選地，所述步驟2中，移動中繼雙向無線充電源根據接收信號的到達時間差進行同源區分，具體包括：
18、根據獲取原始信號的到達時間差關系及原始信號與到達時間差廣義自相關函數極值一致性，轉化為尋找函數極值關系，將其與來自同一信號源的不同路徑的到達時間差滿足零相等關系聯立：
19、
20、式中，分別表示信源s信道lm和信道ln的延遲，表示信源s的信道lm和信道ln的信號時間差。
21、優選地，所述步驟2中，根據各信源節點的區分結果，降維求解大功率射頻充電源p的二維定位坐標，降維后的目標定位位置關系表示為：
22、
23、式中，td1、td2分別表示直接信號與來自無源傳感器a、無源傳感器b的反射信號之間的到達時間差；
24、在無源傳感器a、大功率射頻充電源p、r點共同建立的平面內，聯立上述等式后消元，得到等式：
25、
26、將上述等式中的x回帶至即可得到大功率射頻充電源p(x,y)的二維定位坐標。
27、優選地，所述步驟2.3具體包括：
28、根據無源傳感器a、大功率射頻充電源p和移動中繼雙向無線充電源r構成的二維平面apr有無限多個，每個平面與無源傳感器a、移動中繼雙向無線充電源r和無源傳感器b三點有關，這些平面在空間中形成了一個垂直于arp平面的圓c，移動中繼節點通過對接收到的信號進行自相關處理，分類出識別到的多路徑信號：
29、若在某一頻率范圍內找到相關波形，則通過頻率偏移確定定位目標與移動中繼之間的相對角度，根據頻偏能夠在在三維空間形成一個仿射體并與圓c相交得到兩個可能的交點作為潛在的定位點坐標；
30、根據落點范圍排除兩本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
7.根據權利要求4所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
8.根據權利要求1所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
9.根據權利要求1所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
10.一種聯合移動中繼與反向散射通信的定位系統，用于實現權利要求1-9任一項權利要求所述聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，包括：位置調節模塊、坐標求解模塊、干擾消除模塊和節點復用模塊；p>
11.一種終端，包括處理器及存儲介質；其特征在于：
12.計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現權利要求1-8任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征在于，
7.根據權利要求4所述的聯合移動中繼與反向散射通信的定位方法，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘成，吳青青，陸陽，翟迪，李樹榮，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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