1.一种基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，包括如下步骤：S1.建立智能感知设备网络模型：包括一个蜂窝基站，若干个能量充足的智能终端，以及与每个能量充足的智能终端连接的若干个能量受限的智能感知设备；能量充足的智能终端用于给所连接的能量受限的智能感知设备充电，获取所连接的能量受限的智能感知设备上传的数据并转发蜂窝基站，以及直接向蜂窝基站发送自己的数据；能量受限的智能感知设备接收所连接的能量充足的智能终端的充电能量，并向蜂窝基站直接传输数据或者向所连接的能量充足的智能终端传输数据；针对每个能量充足的智能终端所连接的若干个能量受限的智能感知设备，又分为内圈组智能感知设备和外圈组智能感知设备；所述的能量充足的智能终端定义为剩余能量占总能量80％以上的智能终端；能量受限的智能感知设备定义为智能感知设备网络中使用无线可充电传感器感知周围数据、且剩余能量占总能量50％以下的智能感知设备；每个能量充足的智能终端计算自身与所连接的若干个能量受限的智能感知设备之间的信道增益，并按照递减规则进行排序，排序后的信道增益为前50％所对应的能量受限的智能感知设备定义为内圈组智能感知设备；排序后的信道增益为后50％所对应的能量受限的智能感知设备定义为外圈组感知设备；

S2.每一个能量充足的智能终端初始化自身的功率划分和时槽划分，并根据初始化的功率划分和时槽划分，计算自身为能量受限的智能感知设备转发的数据传输量并汇报给蜂窝基站；

S3.蜂窝基站统计所有能量充足的智能终端所汇报的数据传输量，计算各个能量充足的智能终端的频段份额，并将计算结果下发每一个能量充足的智能终端；具体为采用如下算式计算能量充足的智能终端的频段份额：式中 为能量充足的智能终端j的数据传输功率， 为能量充足的智能终端j的充电功率， 为能量充足的智能终端j的最大发射功率，αj为能量充足的智能终端j向蜂窝基站发送数据时用于发送自身的数据的时槽长度，ξj为能量充足的智能终端j获得的频段资源份额，W为蜂窝基站为所有能量充足的智能终端提供的总频段份额，ξj·W为能量充足的智能终端j的频段份额；gj,s为能量充足的智能终端j与蜂窝基站之间的信道增益；σs为蜂窝基站周围的信道噪声功率； 为内圈组转发数据量， 为外圈组直发数据量， 为外圈组转发数据量， 为内圈组直发数据量，φ为设定的常数；

S4.每个能量充足的智能终端根据蜂窝基站的反馈的频段份额结果，计算使自身效用最大化的功率划分和时槽划分，并根据该功率划分和时槽划分结果计算自身为能量受限的智能感知设备转发的数据传输量并汇报给蜂窝基站；

S5.重复步骤S3～S4直至所有能量充足的智能终端所转发的能量受限的智能感知设备的数据传输量最大；

S6.智能感知设备网络按照步骤S5得到的最优结果进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，其特征在于步骤S2所述的功率划分具体为划分数据传输功率和充电功率：充电功率为能量充足的智能终端给所连接的能量受限的智能感知设备充电的充电功率，数据传输功率为能量充足的智能终端向蜂窝网络传输数据的数据传输功率；所述的时槽划分有两类：一类是能量充足的智能终端与能量受限的智能感知设备之间的时槽划分，具体划分为充电时槽和数据传输时槽：充电时槽为能量充足的智能终端给所连接的能量受限的智能感知设备充电的充电时间长度，数据传输时槽为能量受限的智能感知设备向能量充足的智能终端传输数据的时间长度；另一类是能量充足的智能终端与蜂窝基站之间的时槽划分，具体划分为转发他人数据时槽和发送自身数据时槽。

3.根据权利要求2所述的基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，其特征在于步骤S2所述的计算自身为能量受限的智能感知设备转发的数据传输量，具体为采用如下步骤计算数据传输量：

A.采用如下算式计算内圈组转发数据量其中，能量充足的智能终端的编号为j，其所连接的能量受限的智能感知设备中，内圈组智能感知设备的编号为i'且共有k个，外圈组智能感知设备的编号为i”且共有n‑k个，为内圈组转发数据量，bj←i'(τ')为内圈组智能感知设备i'向能量充足的智能终端j发送的数据量且 其中T'为一个单位时间间隔T内内圈组智能感知设备可用的时槽长度且 η为最优充电时槽中划分给内圈组用户的比值，τ0为最优充电时槽，T为单位时间间隔，k为能量充足的智能终端j所连接的内圈组智能感知设备的个数，n为能量充足的智能终端j所连接的所有智能感知设备的个数，时槽划分为τ'＝[τ'0,τ'1,...,τ'k]，τ'0·T'为能量充足的智能终端为内圈组智能感知设备提供的充电时槽长度，τ’i’·T'为内圈组智能感知设备i'的数据传输时槽长度，H为能量受限智能感知设备向连接的能量充足的智能终端发送感知数据时的通信带宽，ρ为能量转换效率因子， 为能量充足的智能终端j的充电功率，gi',j为内圈组智能感知设备i'和能量充足的智能终端j之间的信道增益；信道增益的计算公式为di,j为发送端i和接收端j之间的直线距离，Gt为发送端天线增益，Gr为接收端天线增益，λ为载波信号的波长，L为与传播无关的系统损耗因子，dcrossover为交叉距离，ht为发送端天线高度，hr为接收端天线高度；σj为能量充足的智能终端j周围的信道噪声功率；

B.采用如下公式计算外圈组直发数据量式中外圈组智能感知设备的编号为i”，bs←i”(τ')为外圈组智能感知设备i”向蜂窝基站s直接发送的数据量且 B为能量受限智能感知设备直接向蜂窝基站发送数据时的通信带宽，gi”,j为外圈组智能感知设备i”与能量充足的智能终端j之间的信道增益，gs,i”为外圈组智能感知设备i”与蜂窝基站之间的信道增益，σs为蜂窝基站周围的信道噪声功率；

C.采用如下公式计算外圈组转发数据量式中bj←i”(τ”)为外圈组智能感知设备i”向能量充足的智能终端j发送的数据量且T”为一个单位时间间隔T内外圈组智能感知设备可用时槽长度且 时槽划分为τ”＝[τ”0,τ”1,...,τ”n‑k]，τ”0·T”为能量充足的智能终端提供无线充电的充电时槽长度，τ”i”·T”为外圈组的能量受限智能感知设备i”向能量充足的智能终端传输数据的数据传输时槽长度；

gi”,j为外圈组智能感知设备i”与能量充足的智能终端j之间的信道增益；

D.采用如下算式计算内圈组直发数据量式中bs←i'(τ”)为内圈组智能感知设备i'向蜂窝基站直接发送的数据量且gs,i'为内圈组智能感知设备i'与蜂窝基站之间的信道增益；

E.将步骤A得到的内圈组转发数据量、步骤B得到的外圈组直发数据量、步骤C得到的外圈组转发数据量和步骤D得到的内圈组直发数据量求和，从而得到数据传输量。

4.根据权利要求3所述的基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，其特征在于所述的计算数据传输量，具体为采用如下步骤计算数据传输量：a.设定能量充足的智能终端j的数据转发功率为 连接的能量受限的智能感知设备的个数为n，并设定变量x的初始值；

b.获取总体最优的时槽划分

c.将所有n个与该能量充足的智能终端j连接的能量受限的智能感知设备分为外圈组智能感知设备和内圈组智能感知设备；

d.计算在单位时间间隔T内，内圈组智能感知设备的可用时槽长度T'和外圈组可用时槽长度T”；

e.设定x的值为k并计算内圈组智能感知设备可用时槽的划分结果，以同时设定x的值为n‑k并计算外圈组智能感知设备可用时槽的划分结果；

f.计算内圈组转发数据量 外圈组直发数据量 外圈组转发数据量和内圈组直发数据量 并直接求和得到最终的数据传输量。

5.根据权利要求4所述的基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，其特征在于步骤e中的计算时槽划分结果，具体为采用如下步骤计算划分结果：(1)设置变量i并赋值为1，设置变量Aj并初始化为0；

(2)对变量i的值与x的值进行判断：若i≤x，则进入步骤(3)；

若i＞x，则进入步骤(4)；

(3)采用公式 得到 的值，并将Aj和 求和后赋值为Aj，并令zj加1后，重复步骤(2)；式中ρ为能量转换效率因子， 为能量充足的智能终端j的充电功率，gi,j为能量受限的智能感知设备i到能量充足的智能终端j的通信链路的信道增益，σj为能量充足的智能终端j的周围的信道噪声功率；

(4)求解方程 从而得到

(5)采用算式 计算得到 从而得到最终的时槽划分结果。

6.根据权利要求5所述的基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，其特征在于步骤(4)所述的求解方程 从而得到 具体为采用如下步骤计算得到

1)设置变量zj并初始化为1；

2)根据方程zj·lnzj‑zj+1＝A求解对应的A；

3)判定A、Aj以及A与Aj之间的差值与设定的第一阈值ε之间的关系：若A＜Aj且Aj‑A＞ε，则zj自身加1，并返回步骤2)；

若A＞Aj且A‑Aj＞ε，则用变量max保存上界为zj，用变量min保存下界为zj‑1，进入步骤

4)；

否则，进入步骤6)

4)判断max与min的差值与设定的第二阈值ε2的关系：若|max‑min|＞ε2，则进入步骤5)；

否则，进入步骤6)；

5)将 赋值给zj，并根据方程zj·ln zj‑zj+1＝A求解A的值，并作出判断：若A＞Aj，则将max更新为zj，并返回步骤4)；

否则，将min更新为zj，并返回步骤4)；

6)将zj的值赋值为 从而得到最终的计算结果

7.根据权利要求6所述的基于射频能量补偿的能量受限智能感知设备寿命延长方法，其特征在于步骤S4所述的计算使自身效用最大化的功率划分和时槽划分，具体为采用如下步骤计算最优的功率划分和时槽划分：

1.将数据传输功率 初始化为 将单位时间内的能量充足的智能终端j发送自身的数据的时间αj初始化为0.5；

2.计算能量充足的智能终端j的最终的数据转发量；

3.将步骤2得到最终的数据转发量汇报蜂窝基站；

4.对于能量充足的智能终端j：若收到蜂窝基站下发的包括所有能量充足的智能终端的数据转发量的消息，则进入步骤5；

若收到蜂窝基站下发的结束包，则进入步骤15；

5.设置变量max1和min1并初始化；变量max1用于保存能量充足的智能终端j的数据传输功率上界，并初始化为 变量min1用于保存能量充足的智能终端j的数据传输功率下界，并初始化为0；

6.判断max1和min1的差值的绝对值与设定的第三阈值ε3的关系：若|max1‑min1|＞ε3，则进入步骤7；

否则，进入步骤9；

7.将 的值设置为 并计算能量充足的智能终端j的效用值；

8.根据能量充足的智能终端j的效用计算公式，计算 和的值，并进行比较：

若AA＞BB，则将 的值赋值给max1，并返回步骤6；

否则，将 的值赋值给min1，并返回步骤6；

9.将αj初始化为1；

10.对如下算式进行判断：

若算式成立，则进入步骤12；若算式不成立，则进入步骤11；

11.将αj的值减去0.1，并返回步骤10；

12.设定变量max2和min2，并设定max2＝αj+0.1，min2＝αj；

13.判断max2和min2的差值的绝对值与第四阈值ε4的关系：若|max2‑min2|＞ε4，则进入步骤14；

否则，返回步骤3；

14.将 赋值给αj，并对如下算式进行判断：若算式成立，则将min2赋值给αj；

若算式不成立，则将max2赋值给αj，并返回步骤13；

15.若收到来自蜂窝基站的结束包，则停止算法。