[發明專利]一種無線傳感網絡分布式速率控制方法

有效

• 申請號: 201310635782.1
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103906245B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 徐偉強;史清江;俞晴里;祁家勝;汪亞明
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W84/18
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙)33213
• 代理人: 吳秉中

1.一種無線傳感網絡分布式速率控制方法，其特征在于包括以下步驟：

網絡中的中間鏈路根據所在鏈路干擾集在帶寬上的供求關系，按比例-微分型方式更新帶寬價格因子；中間節點根據所在節點的能量供求關系，按比例-微分型方式更新能量價格因子；源節點根據數據所經鏈路上各節點的能量價格因子和帶寬價格因子，優化設定合適的數據傳輸速率；通過多次迭代后，使得無線傳感網絡的帶寬和能量資源取得最優分配。

2.如權利要求1所述的一種無線傳感網絡分布式速率控制方法，其特征在于該方法的分布式迭代實施步驟具體如下：

在第t次迭代時，

步驟1)：在每個源端節點s中，實施如下過程：

步驟1-A)：源端s獲取信息流的路徑總價格因子；

其中p^s表示在信息流s所經路徑上的總價格，L(s)表示從源端s出發到達接收端所經無線鏈路的集合，IS_i表示無線鏈路l的干擾集，N(s)表示為轉發信息流s的節點集合(不包括信息流s的源端節點),λ_j表示無線鏈路j的帶寬價格因子，e^r與e^t分別表示節點在單位時間內接收和傳送單位數據的能耗，μ_n看作是節點n的能量價格；如果信息流s的源端是節點n，則ζ_s＝μ_n，否則ζ_s＝0；

步驟1-B)：基于調整新的信息發送速率，其中x_s是信息流s的傳輸速率，信息流s允許的最小傳輸速率，信息流s允許的最大傳輸速率，t是迭代步數，U_s表示信息流s對應的效用函數，表示U_s的逆函數；

步驟1-C)：以新的發送速率x_s(t+1)傳輸信息到它的路徑上；

步驟2)：在每個中間節點n中，實施如下過程：

步驟2-A)：基于比例-微分型價格因子更新方法，得到新的能量價格因子；

α和β均表示步長，為實現分布式迭代算法的收斂，需要滿足如下條件：0≤β＜1， 其中S表示源節點的數量，L表示無線鏈路的數量，N表示傳感器節點的數量，S(n)表示以節點n為轉發節點的源端節點集合；如果流s的源端是節點n，則ε_n＝x_s；否則ε_n＝0； 其中表示節點n預先設定的節點壽命目標，e_n表示節點n的初始能量，e^s表示節點在空閑狀態單位時間內的能耗；

步驟2-B)：將新的能量價格因子信息μ_n(t+1)告訴經過中間節點n的所有信息流s∈S(n)；

步驟3)：在每個中間節點n中，每條輸出鏈路l實施如下過程：

步驟3-A)：從鏈路l干擾集的所有無線鏈路中獲取此鏈路的關于累積數據傳輸速率的信息∑_s∈S(k)x_s(t)和帶寬價格因子的信息λ_k(t)；

步驟3-B)：計算總的累積數據傳輸速率

步驟3-C)：基于比例-微分型價格因子更新方法，得到新的帶寬價格因子λ_l(t+1)＝[λ_l(t)+α(x^l(t)-C_l)+β(λ_l(t)-λ_l(t-1))]⁺，其中C_l表示鏈路l的容量；

步驟3-D)：將新的帶寬價格因子信息λ_l(t+1)告訴干擾集中的所有無線鏈路；

步驟3-E)：將新的基于干擾集的帶寬價格因子信息告訴經過無線鏈路l的所有信息流s∈S(l) 。