[發明專利]一種提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法

有效

• 申請號: 201210002364.4
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102438291A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 陳彩蓮;劉亞雄;關新平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W72/12;H04W84/18
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法，其特征在于，包括以下步驟：確定無線傳感器網絡覆蓋的面積、所述網絡包含的傳感器的數量、所述網絡的信道容量、所述傳感器的傳輸范圍R；

確定所述網絡的干擾模型；確定所述傳感器所采集的信息熵之間的相關度，所述信息熵是所述傳感器所采集的數據所包含的平均信息量；

對所述網絡分簇，包括：以所述網絡的匯聚節點為圓心，以若干個同心圓將所述網絡劃分為m個層，所述層均為寬度為r的圓環，所述寬度將每一個所述層劃分為至少一個簇，所述簇為扇形，所述簇的面積均為πr²；

在每一個所述簇中選出一個傳感器節點作為所述簇的融合節點；

確定所述網絡的數據融合方式，包括：層內數據融合，所述層內數據融合是所述層的每一個所述簇的融合節點接收到所述簇中的所有傳感器所采集到的信息熵，而進行的數據融合；層間數據融合，所述層間數據融合是所述層的融合節點接收到所有比所述層距離所述匯聚節點更遠的層的融合節點的信息熵，而進行的數據融合；

確定所述網絡的數據傳輸方式，包括：每一個所述簇中的傳感器都將其所采集到的信息熵傳輸給所述簇的融合節點；每一個所述簇的融合節點把所述層內數據融合和所述層間數據融合后的信息熵傳輸給比包括所述簇的層距離所述匯聚節點更近的、相鄰的層的融合節點；每一個所述層的融合節點只有完成所述層內數據融合和所述層間數據融合后才繼續傳輸所述數據融合后的信息熵；所述數據融合后的信息熵最后傳輸到所述匯聚節點；

創造所述層的虛擬節點；根據所述數據傳輸方式，采用具負載和相關性的調度方案得到節點的可達吞吐量，所述節點的可達吞吐量是對于包括所述虛擬節點和所述源節點的平均吞吐量。

2.如權利要求1所述的提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法，其中所述簇的融合節點是所述簇內距離所述簇的內圓的圓弧中點位置最近的傳感器節點。

3.如權利要求2所述的提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法，其中最接近所述匯聚節點的所述簇的融合節點為所述匯聚節點。

4.如權利要求3所述的提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法，其中所述傳感器所采集的信息熵之間的相關度是基于所述網絡的干擾模型確定的。

5.如權利要求4所述的提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法，其中所述網絡的干擾模型是協議層的干擾模型或物理層的干擾模型。

6.如權利要求5所述的提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法，其中創造所述層的虛擬節點包括步驟：根據所述信息熵之間的相關度，計算完成所述層內數據融合后所述層的信息熵總量；計算完成所述層間數據融合后所述層的信息熵總量；所述的計算結果的總和就是所述層的虛擬節點的數量。

7.如權利要求6所述的提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法，其中所述具負載和相關性的調度方案包括步驟：根據所述網絡的干擾模型得到所述網絡的干擾區域；計算所述干擾區域中的所述虛擬節點的數量；根據所述網絡的干擾區域，得到所述干擾區域中網絡圖的最大度；確定所述調度方案的調度長度，所述調度長度不超過所述干擾區域中網絡圖的最大度；根據所述網絡的信道容量和所述調度長度，得到所述節點的可達吞吐量。

8.如權利要求7所述的提高無線傳感器網絡容量的數據融合方法，其中所述干擾區域中的所述虛擬節點的數量是所述干擾區域中的所述層的虛擬節點數量的總和。