[发明专利]一种基于协作组的无线传感器网络虚拟MIMO通信策略

摘要

一种基于协作组的无线传感器网络虚拟MIMO通信方法，称为GCMIMO(Group Collaboration MIMO)。GCMIMO采用类似CMIMO的方法对网络进行分簇，每个簇由两个簇头进行管理，分别是主簇头和副簇头。主簇头负责将簇内的信源节点分成若干个协作组，每个协作组由两个相邻的信源节点组成，相当于一个虚拟的双天线发送端，用来发送协作组的信源数据；副簇头与主簇头始终被视为一个协作组，称为主协作组，用来接收和转发其他协作组的数据，从而实现多跳虚拟MIMO传输。与现有的虚拟MIMO通信策略不同，GCMIMO不需要簇头收集信源数据，而是利用协作组直接发送信源数据，这样一来就减少了信源数据的转发次数，提高了簇内通信阶段的能效。在仿真实验中，通过GCMIMO各通信阶段能耗分析，证明GCMIMO有效地降低了簇内通信的能耗和网络维护频率，提高了能量效率。

主权项

一种基于协作组的无线传感器网络虚拟MIMO通信方法，其特征在于：建立延时不敏感的无线传感器网络，整个网络已同步并采用周期性的MAC协议进行工作；任意两个相邻节点的无线信道是对称的，形成虚拟多天线系统；（1）对无线传感器网络进行分簇，在分簇过程中，邻近的节点通过选举产生主簇头，主簇头从自己的邻居节点中选择最佳的协作节点作为自己的副簇头；（2）主簇头负责将簇内的信源节点分成若干个协作组，每个协作组由两个相邻的信源节点组成，用来发送协作组内信源的数据；副簇头和主簇头始终被看做是一个协作组，称为主协作组，用来接收和转发其他簇的协作组的数据，从而实现多跳虚拟MIMO传输；（3）分簇完成后，采用Dijkstra算法为整个无线传感器网络建立路由表，每个簇建立最短的路由路径，并形成一个路由表保存在各个主簇头中，虚拟MIMO在协作组内相互交换数据完成空时编码，进入周期性的通信过程。