[發明專利]無線傳感器網絡節點功率選擇及高低功率工作的控制方法

有效

• 申請號: 201811539931.3
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109495882B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 劉貴云;彭百豪;蔣文俊;向建化;藍雪婧;唐冬
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W52/28;H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;鄭浦娟

本發明公開了無線傳感器網絡節點功率選擇及高低功率工作的控制方法，該方法中，當無線傳感器網絡節點要發送信號至信號接收者時，首先確認信號接收者的位置；同時確認信號接收者周圍的監聽者的位置；然后獲取到該無線傳感器網絡節點與信號接收者之間的距離d1，同時獲取到該無線傳感器網絡節點與監聽者之間的距離d2；最后計算d1和d2是滿足第一關系還是第二關系；在滿足第一關系的情況下，無線傳感器網絡節點采用高功率決策中的功率值發射信號；在滿足第二關系的情況下，無線傳感器網絡節點采用低功率決策中的功率值發射信號；本發明能夠保證信號傳輸有效性的同時，避免被監聽者監聽到，使得無線傳感器網絡節點工作在最佳狀態。

技術領域

本發明涉及無線傳感器網絡節點的功率控制技術領域，特別涉及一種無線傳感器網絡節點功率選擇及高低功率工作的控制方法。

背景技術

無線傳感器網絡(WSN，Wireless sensor networks)是由傳感器節組成的網絡系統，它是一個以無線通信為基礎的多跳自組織網絡，它監控某個區域內的各種環境信息，如溫度、聲音、壓力等，通過合作的方式，無線傳感器網絡中的節點將收集到的數據傳遞給數據接收者，現代的無線傳感器網絡已經可以實現雙向的通信，向上是數據的收集與傳輸，向下則是控制信息的傳遞。無線傳感器網絡的發展最初是營業于軍事領域，比如戰場監視等等。而如今，無線傳感器網絡已經普遍的應用到了工業和民用領域，比如工業過程的監控和控制，人體健康監測等等。

隨著嵌入式芯片、微電子和無線電技術的發展，無線傳感器網絡中傳感器節點的能力越來越智能。目前，傳感節點普遍能夠根據需要調整自己的無線發射功率，調整節點的無線發射功率可以實現很多以前不能完成的功能。無線傳感器網絡節點發射信號時，通常可以自由選擇高功率策略或低功率策略；其中，1)當采用低功率策略時，可以有效的節約能源，研究表明，無線傳感器網絡中節點耗能的絕大部分用于數據的傳輸，也就是無線傳輸所需的能夠，因此若是能夠有效的降低無線的發射功率，就能夠顯著的減少節點的能耗。2)當采用高功率策略時，可以提升無線傳輸鏈路的信號質量，無線信號質量越高，物理層能夠使用的調制解調模式越高極，越高極的調制解調模式，能夠支持的無線傳輸數據率(帶寬)越高。因此，通過增大無線發射功率，能夠一定成都上起到提升數據傳輸速率的作用。現有技術中，針對于無線網絡傳感器網絡節點的功率選擇都是根據需求預先設定好的，并不能對無線網絡傳感器的功率進行自適應的調整，因此并不能使得無線網絡傳感器網絡節點工作在最佳狀態。

無線傳感器網絡節點要發射信號時，當無線傳感器網絡節點選擇高功率時，會有比選擇低功率時更強的信號強度，意味著同等情況下，高功率下的數據更多的會被信號接收所接收，而低功率下的數據則更有可能會被監聽者所捕獲。

但無線傳感器網絡節點無論采用高功率還是低功率發射信號，在存在監聽者的情況下，都有可能存在保密率比較低甚至出現負數的情況，因此如何在存在監聽者的情況下，保證無線傳感器網絡節點采用高功率和低功率發射信號時都能夠使得信號接收者接收到有效的數據信號以及保證發射信號保密率的有效性成了目前迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的第一目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種無線傳感器網絡節點功率選擇方法，通過該方法能夠使得無線傳感器網絡節點工作在最佳狀態。

本發明的第二目的在于提供一種無線傳感器網絡節點高功率工作的控制方法，通過該控制方法可以使得無線傳感器網絡節點采用高功率發射信號時，信號接收者能夠接收到更有效的數據信號，保證無線傳感器網絡節點發射信號保密率的有效性。

本發明的第三目的在提供一種無線傳感器網絡節點低功率工作的控制方法，通過該控制方法可以使得無線傳感器網絡節點采用低功率發射信號時，信號接收者能夠接收到更有效的數據信號，保證無線傳感器網絡節點發射信號保密率的有效性。

本發明的第一目的通過下述技術方案實現：一種無線傳感器網絡節點功率選擇方法，步驟如下：