[發明專利]無線傳感器網絡中基于網絡編碼協作系統區分服務的方法

有效

• 申請號: 201710116609.9
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106714316B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 劉安豐;閔潔
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 馬家駿

1.一種無線傳感器網絡中基于網絡編碼協作通信系統區分服務的方法，用于延長網絡壽命和增加數據傳輸可靠性，其特征在于：對不同應用根據其可靠性需求采取不同功率進行數據發送，對于能量有剩余的節點在一定范圍內提升其傳輸功率以增加數據傳輸可靠性；

對不同可靠性要求的應用分別選擇對應的傳輸功率進行數據發送；

距離基站近的節點由于需要承擔更多的數據轉發任務，導致能量消耗增大更加容易死亡，將這部分節點所在的區域稱為熱區，則其他節點所在的區域稱為非熱區，節點傳輸功率初步確定后，保持熱區內節點的傳輸功率不變，提升非熱區節點的傳輸功率；

在初步確定節點傳輸功率保證數據可靠性之后，需要提升非熱區節點的傳輸功率，則提升后節點傳輸功率計算的具體公式為：

其中，i表示節點為應用i服務，x為節點距離基站的距離；η是傳輸功率提升上限；P_T是TX電路功率消耗，T_b是傳輸比特率；Θ_tot是節點發送的數據包總數目，O_tot是節點接收的數據包總數目；E_r是節點接收每比特數據的能量消耗；是節點從上一跳節點接收的數據包數目，是接收到的原始數據包數目，是節點收集到的狀態信息數目；r_c是簇半徑大小，d_x是節點發送數據距離，k是路徑損耗指數；l_t、l_s、l₀分別為實際傳輸的數據包的長度、狀態信息數據包長度、原始數據包長度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，若應用對數據可靠性的要求為MFR，在多跳傳輸結束后數據可靠性需要達到MFR，則每跳數據傳輸可靠性與最終數據可靠性的關系為下式：

MFR＝1-(1-MFR₀)^hp-1·(1-MFR_l)

其中，匯聚節點接收數據包的可靠性表示為MFR_l，除匯聚節點收集數據包外，其余每跳的可靠性表示為MFR₀，hp表示數據傳輸經過的總跳數。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，若要求每跳數據包丟失概率為P_Plr，則節點傳輸功率的值E_A可通過以下公式計算：

上式中，μ是極值與平均值比，θ是射頻功率放大器的漏極效率；N_l是鏈路干擾或噪音等影響，N_c是接受方噪音系數；SNR₀表示信噪比規定下限；d為傳輸距離，k是路徑損耗指數；G_l表示傳輸天線增益，G_r為接收天線增益；λ是載波波長；d₀是傳輸節點與接收節點的參考距離；σ²是Rayleigh分布尺度參數，N₀為傳輸節點的噪音系數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所有節點的傳輸功率根據與功率提升上限η的差值被提升至最高，這就使得數據可靠性得到了最大的提升；上限η的設置是為了保證節點能量消耗不會超過能量消耗最大的節點，從而保證了網絡壽命不會降低。