基于多中继多跳的无线传感器网络协作传输路由方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于多中继多跳的无线传感器网络协作传输路由方法
本专利技术涉及一种无线传感器网络协作传输方法，尤其涉及一种基于多中继多跳的无线传感器网络协作传输路由方法，属于无线传感器网络路由协议领域。
技术介绍
无线传感器网络因其低成本、自组织、动态拓扑、易于部署以及高灵活性等特点得到快速发展和广泛应用，在国防安全、环境检测、医疗护理、智能交通等诸多领域都有广阔的应用前景。与此同时，无线传感器网络也面临着诸多挑战，其中最大的挑战就是无线传感器的供能问题。无线传感器节点通常采用电池供电，一次可使用的能量非常有限，因此在通信过程中，能量的有效利用就显得极其重要。克服这些问题的最有效的技术之一是协作通信，协作通信可以通过分集增益来提高传输性能。目前，大多数研究已经证明了协作传输相对于非协作传输的优越性，而通过不同的中继节点选择方案可以达到不同的表现结果。KimKJ,DuongTQ和PoorHV在2013年IEEETransactionsWirelessCommunications12卷第2期发表论文“Outageprobabilityofsingle-carriercooperati...
【技术保护点】
一种基于多中继多跳的无线传感器网络协作传输路由方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：第一步，网络初始化阶段：在监测区域内随机部署N个具有相同初始能量的普通节点，N>0；汇聚节点部署在网络四周的任一位置，所有普通节点将自身能量信息和位置信息发送给汇聚节点，汇聚节点根据普通节点的能量大小及位置信息决定每个节点所监控的区域；第二步，数据准备阶段：汇聚节点计算出不同中继节点数目的情况下普通节点所需的最小发射功率并反馈给普通节点，普通节点所需的最小发射功率计算方法如下：普通节点的最小发射功率由其与汇聚节点的距离以及传输过程中的中断概率决定，当接收端信噪比低于允许解码错误的门限β...
【技术特征摘要】
1.一种基于多中继多跳的无线传感器网络协作传输路由方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：第一步，网络初始化阶段：在监测区域内随机部署N个具有相同初始能量的普通节点，N>0；汇聚节点部署在网络四周的任一位置，所有普通节点将自身能量信息和位置信息发送给汇聚节点，汇聚节点根据普通节点的能量大小及位置信息决定每个节点所监控的区域；第二步，数据准备阶段：汇聚节点计算出不同中继节点数目的情况下普通节点所需的最小发射功率并反馈给普通节点，普通节点所需的最小发射功率计算方法如下：普通节点的最小发射功率由其与汇聚节点的距离以及传输过程中的中断概率决定，当接收端信噪比低于允许解码错误的门限β时，中断将会产生，其中RS为传输速率，RS＞0；为了保证传输性能达到一个标准，用U表示相关链路的可靠性，最高中断概率的定义为：pout≤1-U，其中U∈[0,1]，取U≥0.9；K条链路中第i条可选链路每两个节点S→Ri,1,Ri,1→Ri,2,…,Ri,j→Ri,j+1,…,Ri,n-1→Ri,n,Ri,n→D之间数据全部传输成功视为第i条链路传输成功，其中K≥0，i＝1,2,…,K，S表示源节点，D表示汇聚节点；j表示每一跳链路上中继跳数；否则，视为发生中断，此时，第i条链路中断概率为Π表示乘积符号；整个网络是由S与D间的直接传输链路以及K条中继链路组成，S与D间的直接传输链路以及K条中继链路的数据全部传输失败中断才会发生，即整个网络的中断概率可表示为在这种传输方案中，任意两节点i,j之间的中断概率可表示为：其中，di,j是i节点与j节点之间的距离；α为路径损耗指数，取1～5；hi,j为i,j节点间瑞利衰减信道；N0为噪声功率谱密度；Pi,j为i节点传送信息到j节点所需的功率；任意节点i发送数据到相邻节点j所需的功率取决于两节点间的距离及路径衰落指数α，若源节点与汇聚节点间的距离dS,D已知，则i节点发送给j节点的功率Pi,j与PS,D的关系为：此时，源节点的发射功率可以由上述任意两节点i,j之间的中断概率、发射功率决定，如下式所示：第三步，中继节点个数选择阶段：中继节点个数根据普通节点与汇聚节点的距离决定，汇聚节点根据多中继多跳方案每比特所需消耗能量计算出合理的中继链路数及跳数，选出若干条可行的链路集合，并反馈给普通节点；多中继多跳每比特所需消耗能量表示为：其中，PAM＝η×PS,D为功率放大器的的能耗，取决于放大器的能量转换...
【专利技术属性】
技术研发人员：解志斌，沈琴，苏胤杰，李效龙，田雨波，胡莹，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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