[发明专利]基于动态时隙分配的无线体域网协作通信传输方法

权利要求书

1.基于动态时隙分配的无线体域网协作通信传输方法，所述无线体域网包括中心节点和与中心节点无线通信连接的若干个传感器节点，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1、中心节点基于马尔科夫模型对无线传感器节点与中心节点之间的无线信道进行建模，得到无线通信模型，无线通信模型定义无线信道的状态；

S2、中心节点基于无线信道的状态调整传感器节点的传输顺序；

S3、中心节点根据传感器节点的数据速率要求为传感器节点分配时隙数目；

S4、中心节点计算采用直接传输方式时的第一中断概率、采用单中继协作传输方式时的第二中断概率和采用多中继协作传输方式时的第三中断概率；

S5、中心节点将第一中断概率、第二中断概率和第三中断概率进行比较，选取其中最小的一个所对应的传输方式为传感器节点的确定传输方式；

S6、传感器节点基于传输顺序、时隙数目和确定传输方式向中心节点发送数据包；

S4中，

第一中断概率的计算方法为：

其中，γ_sd是直接传输时目的节点实际信噪比，β是目的节点信噪比阈值，是直接传输时信源节点信号的发射功率，N₀是目的节点处加性高斯白噪声的功率，是信道衰减，PL^sd是信源节点和目的节点之间通信链路的路径损耗，Y(·)是Y函数并且有PL^sd＝α₁log₁₀d+α₂+S，S表示阴影效应与噪声作用的强度，S是零均值和标准差为σ^sd服从对数正态分布的随机数，α₁和α₂是随着频带变化的常量；

第二中断概率的计算方法为：

其中，在m,n∈{s,d,r}的情况下，γ_mn和PL^mn分别是从传感器节点m到传感器节点n之间无线信道的信噪比和路径损耗，σ^mn是传感器节点m到传感器节点n之间的链路衰落，r表示中继节点，P_s^S和P_r^S分别是在单中继协作传输时信源节点和中继节点的传输功率，F(x,y,z)＝Y{(x-y-β-N₀)/z}；

第三中断概率的计算方法为：

其中，r^*表示与目的节点具有最佳信道条件的中继节点，并且P_s^M和P_r^M分别是在多中继协作传输时信源节点和中继节点的发射功率。

2.如权利要求1所述的基于动态时隙分配的无线体域网协作通信传输方法，其特征在于：S1中，无线通信模型定义无线信道处于好状态或者坏状态，其中处于好状态的无线信道支持传输数据包，处于坏状态的无线信道不支持传输数据包，进而有：

无线信道的马尔科夫转移概率矩阵为

其中，P_GB无线信道是从好状态到坏状态的转移概率，表示传感器节点在前一时隙中传输数据包成功而在当前时隙中传输数据包失败的概率，P_BG是从坏状态到好状态的转移概率，表示传感器节点在前一时隙中传输数据包失败而在当前时隙中传输数据包成功的概率；

无线信道经过τ个时隙之后处于好状态的概率为

其中,X(0)为无线信道的当前状态，当无线信道处于好状态时X(0)＝1，当无线信道处于坏状态时X(0)＝0，Q＝P_BG+P_GB。