[发明专利]一种CRSN中能量有效的节点选择方法

权利要求书

1.一种CRSN(Cognitive Radio Sensor Network，无线认知传感器网络)中能量有效的节点选择方法，其特征在于，该算法具体包括以下步骤：

S1：综合考虑节点在协作频谱感知中的总能量消耗和性能参数；

S2：采取“OR”融合规则，仅将判决为“1”的节点的本地判决结果传送给融合中心，减少在传输过程中的能量消耗；具体包括：

设本地判决结果为“1”的节点的概率为则的计算如下：

因此总能量消耗的计算公式变为：

其中，P(H₀)为信道空闲的概率，P(H₁)为信道被占用的概率，为虚警率，为检测率，X_i表示节点是否被选为感知节点，E_c为感知信道和处理信号所消耗的能量，为向融合中心传送可靠的信息所消耗的能量；

将能量最小化问题转化为如下问题：

P1：Min|E_total(n)|

X_i∈{0,1}，

其中，表示融合中心处的检测率，为融合中心处的虚警率，α、β表示检测率、虚警率的极值；

问题P1是一个0-1非线性规划问题，0-1非线性规划问题复杂度较高，求解困难，因此对约束条件进行合理的转化，进而将问题进行简化为：

P2：Min|E_total(n)|

X_i∈{0,1}；

S3：构成节点选择的优先级函数，表达式为：

其中，E_i表示节点的初始能量；根据优先级函数，对节点进行选择；

S4：根据节点的优先级排序对节点进行选择，最大限度地减少能量消耗；

节点的选择算法具体过程如下：

1)令k_min＝0，k_max＝c，其中c为小于1且相对较大的数；当|k_max-k_min|＞ε时，

2)按照优先级函数计算每个节点的优先顺序，并按升序排列；经过多次迭代后，得到最优的k值和最小的节点数n。

2.根据权利要求1中所述的一种CRSN中能量有效的节点选择方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述的总能量消耗包括两个部分：第一部分是感知信道和处理信号所消耗的能量E_c，第二部分是向融合中心传送可靠的信息所消耗的能量

假设所有节点的感知能量相同，则总能量消耗E_total计算如下：

其中，d_i表示节点到融合中心的距离，e_fs表示节点发射放大电路在单位面积内传播每比特信号所消耗的能量，E_t-elec、E_elec均表示发射或接受每比特信息所消耗的能量。