[发明专利]一种面向无线体域网的高能效拓扑结构优化方法

摘要

本发明涉及一种面向无线体域网的高能效拓扑结构优化方法，包括以下步骤：A、分析无线体域网应用场景，确定可供选择的网络拓扑结构；B、分析信道路径损耗对数据传输的影响，获得单位时间内传感器节点的成功传输的数据量；C、计算单位时间内传感器节点的能耗，并求出传感器节点的单位比特能耗模型；D、求出传感器节点的最优发射功率；E、对同一拓扑结构中所有传感器节点应用步骤B、C和D，得到汇聚节点接收数据的单位比特能耗模型；F、对所有待选的网络拓扑结构应用步骤E，建立并分析最优汇聚节点位置模型，获得最优网络拓扑结构。采用本发明，可优化无线体域网的拓扑结构，实现提高无线体域网通信系统能效的目的。

主权项

1.一种面向无线体域网的高能效拓扑结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：A、分析无线体域网应用场景，确定可供选择的网络拓扑结构；B、分析信道路径损耗对数据传输的影响，获得单位时间内传感器节点的成功传输的数据量；C、计算单位时间内传感器节点的能耗，并结合在步骤B中得到的数据，求出传感器节点的单位比特能耗模型；D、分析步骤C中的传感器节点的单位比特能耗模型，获得传感器节点的最优发射功率，以降低传感器节点的单位比特能耗；E、对同一拓扑结构中所有传感器节点应用步骤B、C和D，得到此时汇聚节点成功接收的数据的单位比特能耗模型；F、对所有可供选择的网络拓扑结构应用步骤E，建立并分析最优汇聚节点位置模型，从而获得最优网络拓扑结构；上述步骤F中最优汇聚节点位置模型为：其中，i表示第i个传感器节点，PAR为信号的峰均比，ρ为射频端功放的漏极效率，Pti表示传感器节点i的发射功率，Tsi表示休眠期的时间，Pc为传感器节点中电路元器件的功率，Ps为传感器节点处于休眠期内系统的功率，xj表示待选汇聚节点位置，Ri为传感器节点i的数据传输速率，n表示传感器节点个数，Tai表示传感器节点的活跃期时间，αi为传感器节点i的发射信号能被汇聚节点成功接收的概率，s表示休眠时间，t表示传感器，M表示待选汇聚节点的总数。