达的数据包，将这些数 据包的集合设为Φ，当以最近的无数据包发送时间点为有效时长的截止时间；否 贝1J，以i D+TP时间段内所涉及的最后的数据包的截止时间为有效时长的截止时间。
[0024] 上述技术方案中，所述有效时长的两层时序结构包括：下层结构，所述下层结构中 的基本时间单位为系统调度时隙；上层结构，所述上层结构中的基本时间单位为电池充放 电状态变化单位区间，它包括多个系统调度时隙。
[0025] 上述技术方案中，所述确定当前发送方案决策的有效时长内可选电池充放电次序 方案的集合包括：
[0026] 设当前策略有效时长内的电池充放电区间总数为K，第k个区间的充放电状态由 〇, 1变量yk标识，yk = 1表示区间k中电池充电,yk = 0表示区间k中电池放电,令第j种 充放电次序方案表示为
.
[0027] 当满足下述条件时，充放电次序方案j为可选的：
其他，g任意；其中，< 表示当前时 隙的电池电压，Rf为电池充放电深度门限，当电池电压低于时，电池不再进行放电，当 电池电压高于Of时，电池不再进行充电；
其他，任意；其中
表示方案j区间k结束时电池的电压，由下式给出：
[0031 ] 其中的o:f为电池恒流充电时，电池电压对于电流的近似斜率，af为电池恒流放电 时，电池电压对于电流的近似斜率；τ k为有效时长的上层结构的第k个电池充放电状态区 间的长度，/f为电池的充电电流，if为电池的放电电流；
[0032] 将所得到的可选的电池充放电次序方案形成集合Ψ，将该集合中的各次序方案按 照在有效时长结束后的电池电压由大到小进行排列。
[0033] 上述技术方案中，所述可行的发送功率方案应当满足：
[0034] a、每个数据包必须在其发送截止时间内发送完毕；
[0035] b、在电池充电区间内任意时刻不出现能量溢出，且超级电容存储能量始终大于超 级电容门限值尽I. >
[0036] c、在电池放电区间内任意时刻不出现功能不足，且超级电容存储能量始终不大于 El,
[0037] 本发明还提供了基于所述的采用环境能量供电的无线发射端发送装置所实现的 发射方法，包括：
[0038] 步骤1)、系统初始化；
[0039] 步骤2)、所述能量控制模块根据环境能量收集模块所收集的环境能量、负载的能 耗状况、储能模块中的超级电容与电池状态的状态，控制环境能量收集模块的激活与休眠、 超级电容与电池的充放电状态；
[0040] 步骤3)、判断当前时隙是否超过上一次发送方案控制决策的有效时长内，如果没 有超过，执行步骤6)，如果已经超过，执行下一步；
[0041] 步骤4)、能量行为建模模块为能量控制模块所采用的控制规则建立模型，进而依 据当前收集能量输入、超级电池及电池状态，在每个系统传输时隙i对超级电容及电池的 充放电状态、能量流动状态以及趋势进行模型化输出；
[0042] 步骤5)、发送控制决策模块根据能量收集状态预测信息、无线信道状态预测信息、 数据包缓存信息以及能量行为建模模块的输出信息进行发送方案的动态控制以做出相应 的发送方案控制决策，所述发送方案控制决策包括：确定发送方案控制准则、确定或更新发 送方案有效时长、数据包调度、建立发送方案调度时序层次、确定电池预期充放电次序、确 定有效时长内各时隙数据包信道分配及数据包发送功率；
[0043] 步骤6)、无线发射端模块根据发送方案控制决策，在决策有效时长内采用相应发 送方案进行数据包发送。
[0044] 本发明的优点在于：
[0045] 1、本发明能够有效反映超级电容与电池间的能量流动与能量控制机制；
[0046] 2、本发明能够充分考虑电池充放电特性与响应时间，提高电池循环寿命；
[0047] 3、本发明能够从数据包时延、大小等多个方面保证业务质量需求。
【附图说明】
[0048] 图1是本发明的采用环境能量供电的无线发射端发送装置的结构示意图；
[0049] 图2是本发明的方法的流程图；
[0050] 图3是本发明的采用环境能量供电的无线发射端发送装置中的能量行为建模模 块的建模流程图；
[0051] 图4是本发明的采用环境能量供电的无线发射端发送装置中的能量行为建模模 块依据能量控制规则所建立的状态机模型的示意图；
[0052] 图5是本发明的采用环境能量供电的无线发射端发送装置中的发送控制决策模 块做发送控制决策的流程图；
[0053] 图6是有序时长的两层时序结构的示意图。
[0054] 图面说明
[0055] 101能量行为建模模块 102发送控制决策模块
[0056] 103发送决策有效时长计时模块104环境能量收集模块
[0057] 105能量收集预测模块 106能量控制模块
[0058] 107储能模块 108数据包缓存模块
[0059] 109无线发射端模块
【具体实施方式】
[0060] 现结合附图对本发明作进一步的描述。
[0061] 本发明中所涉及的环境能量可以是太阳能、风能、电磁感应能量、电磁共振能量、 无线电波能量、震动机械能等，本发明的装置收集这些环境能量中的一种或多种，以向无线 发射端供电。本发明的装置可服务的无线发射端的类型包括：无线传感器、小型基站、中继、 移动终端等。
[0062] 图1为本发明的装置在一个实施例中的示意图，如图所示，该装置包括：能量行为 建模模块101、发送控制决策模块102、发送决策有效时长计时模块103、环境能量收集模块 104、能量收集预测模块105、能量控制模块106、储能模块107、数据包缓存模块108、无线发 射端模块109 ;其中,所述储能模块107包括超级电容及电池（或电池组）；
[0063] 所述环境能量收集模块104在能量控制模块106的控制下收集环境能量，并将所 收集的环境能量存储到所述储能模块107中；所述储能模块107向装置中的其他模块提供 电能；所述能量收集预测模块105预测未来特定一段时间可收集能量的变化情况；所述数 据包缓存模块108缓存到达的用户数据包并对用户数据包的到达时间进行预测；所述能 量行为建模模块101实现对能量控制模块106控制下形成的能量行为进行建模；所述发送 控制决策模块102根据能量行为建模模块101所输出的能量行为模型、能量收集预测模块 105输出的能量收集信息、数据包缓存模块108输出的用户数据包信息以及无线发射端模 块109输出的无线信道状态信息，做出关于各时隙数据包调度、发送功率控制、数据包频谱 信道分配的发送方案控制决策（简称发送决策），并更新发送方案控制决策的有效时长；所 述发送决策有效时长计时模块103检查当前时隙是否超过所述发送控制决策模块102前 一次做出的发送方案控制决策的有效时长，若是，由能量行为建模模块101重新建模、由发 送控制决策模块102重新进行决策，否则通知无线发射端模块109直接按照上一次决策执 行数据包的发送；所述无线发射端模块109用于将用户数据包的数据由无线空口发送给用 户，还能预测未来一定时间内无线信道状态变化情况。
[0064] 下面对本发明装置中各个模块的具体实现做进一步的说明。
[0065] 所述环境能量收集模块104可采用现有技术中的环境能量收集设备实现，如采用 光伏板收集太阳能；该模块应当包含有输出控制的单元，如光伏系统的MPPT控制。
[0066] 所述能量收集预测模块105在预测未来特定一段时间可收集能量的变化情况时， 首先采集之前一段时间内能量收集功率的历史测量值，然后利用相关的预测方法预测未来 一段时间内可收集能量的变化情况。所述相关预测方法可采用现有技术中的预测方法，如 卡尔曼滤波预测方法或神经网络方法。
[0067] 所述数据包缓存模块108在对用户数据包的到达时间进行预测时，采集之前的数 据包到达时间测量值，然后利用相关的预测方法预测未来若干个用户数据包的到达时间。 所述预测方法可采用现有技术中的预测方法，如卡尔曼滤波预测方法或神经网络方法。
[0068] 所述无线发射端模块109在预测未来一定时间内无线信道状态变化情况时，首先 收