[发明专利]铁路无线传感器网络部署方法及装置

权利要求书

1.一种铁路无线传感器网络部署方法，其特征在于，包括：

S1、根据成功接收概率p_c与工作节点比例p_a的关系式确定出工作节点比例p_a，其中，所述关系式为λ为位于铁路沿线的无线传感器网络节点的节点分布参数，p_t为任意一个节点在某一时隙进行数据传输的平均概率，ω_s为主信号的平均接收功率，θ为信干噪比的接收阈值，ω为每个干扰信号的平均接收功率，N₀为铁路场景下无线信道的噪声功率；

S2、根据所述工作节点比例p_a对铁路无线传感器网络节点进行休眠机制的参数设置；

其中，所述S1还包括：

根据成功接收概率p_c与工作节点比例p_a的关系式确定出最优工作节点比例其中，所述关系式为

当

表示平均信干比

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述S1之前，还包括：

S3、基于随机过程建立基于节点休眠机制的铁路沿线无线传感器网络模型；

S4、基于Rayleigh小尺度衰落信道和所述铁路沿线无线传感器网络模型推导出无线传感器成功接收性能的闭合表达式；

S5、基于优化理论和所述闭合表达式得到铁路无线传感器网络最优工作节点比例的闭合表达式。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3，包括：

建立基于无线传感器网络的铁路环境监测系统架构，基于所述铁路环境监测系统架构建立铁路沿线无线传感器网络的多跳传输模型；

根据铁路沿线无线传感器节点休眠机制和节点状态分布特性，基于随机过程理论和所述多跳传输模型建立铁路沿线无线传感器的干扰源随机分布模型。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S4，包括：

采用Rayleigh分布描述铁路沿线环境中存在大量反、散射多径分量时无线信道的小尺度衰落特性，得到主信号功率的随机分布特性和总干扰信号功率的随机分布特性；

选取信干噪比作为判决接收端是否成功接收信息的度量，并根据所述干扰源随机分布模型、所述主信号功率的随机分布特性和总干扰信号功率的随机分布特性推导得到铁路沿线无线传感器网络的成功接收概率的闭合表达式。

5.一种铁路无线传感器网络部署装置，其特征在于，包括：

计算单元，用于根据成功接收概率p_c与工作节点比例p_a的关系式确定出工作节点比例p_a，其中，所述关系式为λ为位于铁路沿线的无线传感器网络节点的节点分布参数，p_t为任意一个节点在某一时隙进行数据传输的平均概率，ω_s为主信号的平均接收功率，θ为信干噪比的接收阈值，ω为每个干扰信号的平均接收功率，N₀为铁路场景下无线信道的噪声功率；

设置单元，用于根据所述工作节点比例p_a对铁路无线传感器网络节点进行休眠机制的参数设置；

其中，所述计算单元具体用于：

根据成功接收概率p_c与工作节点比例p_a的关系式确定出最优工作节点比例其中，所述关系式为

当

表示平均信干比

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算单元，包括：

第一表达式确定子单元，用于根据工作节点比例与成功接收概率之间的数值关系，基于最优化理论，得到使得铁路无线传感器网络接收性能达到最佳的最优工作节点比例的闭合表达式；

第二表达式确定子单元，用于根据对数函数的极限性质，得到当平均信干比较小时的最优工作节点比例的近似表达；

计算子单元，用于根据所述近似表达确定出所述最优工作节点比例

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

建立单元，用于在所述计算单元工作之前，基于随机过程建立基于节点休眠机制的铁路沿线无线传感器网络模型；

推导单元，用于基于Rayleigh小尺度衰落信道和所述铁路沿线无线传感器网络模型推导出无线传感器成功接收性能的闭合表达式；

确定单元，用于基于优化理论和所述闭合表达式得到铁路无线传感器网络最优工作节点比例的闭合表达式。