1.一种基于5G通信的双级传感器网络,其特征在于,所述传感器网络包括:物理信号采集第一网络,和,数据融合第二网络,所述物理信号采集第一网络由多个传感器节点和至少一个第一通信节点构成,所述数据融合第二网络由多个第二通信节点构成;所述第一通信节点基于5G通信技术进行通信;所述第二通信节点基于4G或5G通信技术进行通信;所述数据融合第二网络所覆盖的网络区域为圆形,将所述圆形区域等宽度划分为多个圆环和包括圆心的中心圆,每个圆环中的节点构成多个传播簇,每个所述传播簇中包括多个簇节点和一个簇首节点;所述中心圆中设置有数据融合节点,所述数据融合节点用于融合来自不同簇首节点的数据;所述物理信号采集第一网络包括多个采集簇,每个采集簇包括多个传感器源节点,多个传感器中间节点、至少一个第一通信节点和一个传感器终节点;所述传感器终节点是所述传播簇的其中一个簇节点;一个簇节点只作为一个采集簇的传感器终节点;
信号经由所述采集簇中的传感器源节点采集,经过传感器中间节点和/或第一通信节点传输至传感器终节点,由传感器终节点所在的传播簇将数据汇集到簇首节点,并由所述簇首节点将数据传输至数据融合节点;簇首节点之间也可以进行通信以最终将数据传输至数据综合处理节点;
对于采集簇的部署满足下述公式:
在约束条件 下, 取得最小值;
其中,β标识采集簇中的第一通信节点数量,N标识采集簇中所有节点的总数量,其中(x0,y0)标识采集簇中的传感器终节点位置,v0标识传感器终节点,令采集簇中传感器节点*位置集合V={(xi,yi),1≤i≤N},令采集簇中节点总集合为V={vi,0≤i≤N},其位置集合* *为(X,Y)={(xi,yi),0≤i≤N}:
令,p0=1
1 2 1 *
di,j=min(d i,j,d i,j),其中di,j表征vi∈V处部署节点中的数据经由部署在vj∈V的第2
一通信节点后被直接传输至传感器终节点所经过的最小距离,di,j表征vj∈V处部署节点中的数据通过沿相邻节点逐跳被传输至传感器终节点的经过的最小距离。
2.根据权利要求1所述传感器网络,其特征在于:所述第一通信节点内置有5G天线,以便于进行基于5G的数据交互;所述第二通信节点可以与所述第一通信节点具有相同或不同结构。
3.根据权利要求2所述的传感器网络,其特征在于,还包括:所述天线由馈电结构和辐射结构组成;所述辐射结构整体呈正方形,由四个带有折叠结构的金属环组成;馈电结构由两组正交的顶层寄生枝节和两根同轴线组成,顶层寄生枝节通过Y形结构利用电磁耦合给辐射结构馈电,实现良好的阻抗匹配;所述天线的剖面高度0.08个波长,边长为0.3个波长。
4.根据权利要求1所述传感器网络,其特征在于:所述采集簇包括至少一个传感器源节点,多个传感器中间节点、至少一个第一通信节点和一个传感器终节点,每个第一通信节点均可以直接和所述传感器终节点通信,每个传感器源节点和每个传感器中间节点均只能够与位于其通信半径内的相邻传感器中间节点、第一通信节点或传感器终节点进行通信。
5.根据权利要求1所述的传感器网络,其特征在于:传感器源节点可以通过多个传感器中间节点逐跳将数据传输至传感器终节点,也可以通过0个或至少一个传感器中间节点将数据逐跳传输至一个第一通信节点,由所述第一通信节点直接将数据传输至传感器终节点。