【技术实现步骤摘要】
一种多跳无线传感器网络资源分配方法
本专利技术涉及传感器网络
，尤其涉及一种多跳无线传感器网络资源分配方法。
技术介绍
近年来，无线传感器网络作为物联网最基础和最具有启发性的技术之一，受到学术界和工业界的广泛关注。为了从短生命和网络间冲突中解放无线传感器网络，许多工作提出了节能路由，集群和多信道接入方案。鉴于这些努力的有效性，根本问题仍然是开放的，即资源供应有限，特别是能源和频谱。因此，无线传感器网络难以满足运营商在可持续性和连接稳定性方面的期望。在这种情况下，能量收集无线电传感器网络出现了。在这种传感器网络范例中，能量收集和认知无线电模块都被整合到传感器中，以使无线传感器网络免于陷入资源不足的困境。能量获取技术使传感器能够从兴趣区域中的各种能源中收集能量，从而不断为电池充电。然而，由于获取的能量的不稳定性和随时间变化的分布，仅用收获的能量为传感器供电不能保持永久运行。因此，期望利用互补的稳定能源供应(例如电网能量)为传感器供电，从而导致混合能量供电的传感器网络。在频谱方面，与传统传感器网络目前使用的拥挤无牌频...
【技术保护点】
1.一种多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：将多跳无线传感器网络的资源分配管理时隙划分为小时隙和大时隙，所述大时隙大于所述小时隙；/n以所述大时隙为管理单元进行能量分配，更新无线传感器的能量参数；/n以所述小时隙为管理单元进行数据资源收发分配，更新无线传感器的数据传输状态。/n
【技术特征摘要】
1.一种多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：将多跳无线传感器网络的资源分配管理时隙划分为小时隙和大时隙，所述大时隙大于所述小时隙；
以所述大时隙为管理单元进行能量分配，更新无线传感器的能量参数；
以所述小时隙为管理单元进行数据资源收发分配，更新无线传感器的数据传输状态。
2.根据权利要求1所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：所述以大时隙为管理单元进行能量分配，更新无线传感器的能量参数包括：在大时隙内，在满足无线传感器的能量约束条件下，通过李雅普诺夫方法优化所述无线传感器从环境中收集的能量和从电网中购买的能量。
3.根据权利要求2所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：所述通过李雅普诺夫方法优化所述无线传感器从环境中收集的能量和从电网中购买的能量如式(1)所示：
式(1)中，hn(t)为无线传感器n在大时隙t时刻点从环境中收集的能量，gn(t)为无线传感器n在大时隙t时刻点从电网中购买的能量，En(t)为在大时隙t时刻点无线传感器n的能量队列长度，Λn为无线传感器n的电池容量，V为预设的李雅普诺夫参数，α为预设的平衡电价与无线传感器效用的参数，η(t)为电价，φn(t)为在大时隙t时刻点对无线传感器n的环境能量供给量，t为大时隙的时刻点，T为大时隙的时长，m为整个运行时间内包含大时隙的个数，因此t＝mT。
4.根据权利要求3所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：所述以所述小时隙为管理单元进行数据资源收发分配，更新无线传感器的数据传输状态包括：在小时隙内，在满足无线传感器的数据约束条件下，通过李雅普诺夫方法优化无线传感器收集的数据。
5.根据权利要求4所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：所述通过李雅普诺夫方法优化无线传感器收集的数据如式(2)所示：
式(2)中，τ为小时隙，sn(τ)表示无线传感器n在小时隙τ内收集的数据，Qn(τ)表示无线传感器n在小时隙τ内的数据队列长度，En(τ)为在小时隙τ内无线传感器n的能量队列长度，Λn为无线传感器n的电池容量，V为预设的李雅普诺夫参数，ps为无线传感器收集单位数据消耗的能量，U(sn(τ))为无线传感器n收集数据获得的效用，smax为无线传感器在一个小时隙内收集数据的上限值。
6.根据权利要求5所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：在大时隙时刻点，无线传感器从环境中收集的能量如式(3)所示：
hn(t)＝min[φn(t),Λn-En(t)].(3)
式(3)中，hn(t)为无线传感器n在大时隙t时刻点从环境中收集的能量，φn(t)为在大时隙t时刻点对无线传感器n的环境能量供给量，Λn为无线传感器n的电池容量，En(t)为在大时隙t时刻点无线传感器n的能量队列长度，t为大时隙时刻点。
7.根据权利要求6所述的多跳无线传感器网络资...
【专利技术属性】
技术研发人员：张德宇，乔滢，任炬，张尧学，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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