[發(fā)明專利]一種無線傳感網(wǎng)絡(luò)的抗干擾優(yōu)化系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910627230.3
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110430546A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林濤;吳朋;高鳳梅;吳天舒;劉睿強;毛朝慶
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶電子工程職業(yè)學院;重慶大學
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W4/70;H04W24/02;H04W24/06;H04W40/16;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

1.一種無線傳感網(wǎng)絡(luò)的抗干擾優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：

所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)的抗干擾優(yōu)化系統(tǒng)包括：

至少3個用于采集數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點，傳感器節(jié)點通過無線網(wǎng)絡(luò)與相鄰的傳感器節(jié)點進行無線通信；

所述傳感器節(jié)點由至少分布式設(shè)置的2個傳感器子節(jié)點組成；

所述傳感器子節(jié)點可通過選擇控制對外無線通信的對象，與任一傳感器子節(jié)點組合為傳感器節(jié)點；

所述傳感器子節(jié)點內(nèi)置有拓撲建模優(yōu)化程序，所述拓撲建模優(yōu)化程序完成以下步驟：

步驟1，定義傳感器節(jié)點為拓撲點，建立網(wǎng)絡(luò)拓撲模型結(jié)構(gòu)圖；

步驟2，計算出拓撲點與鄰近拓撲點的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，并將網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量優(yōu)于預定值的鏈路定義為網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定鏈路，統(tǒng)計拓撲點的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定鏈路數(shù)量，將網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定鏈路數(shù)量＞2的拓撲點定義為正向待調(diào)整拓撲點，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定鏈路數(shù)量＝2的拓撲點定義為最優(yōu)拓撲點，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定鏈路數(shù)量＜2的定義為負向待調(diào)整拓撲點；

步驟3，判斷負向待調(diào)整拓撲點數(shù)量，負向待調(diào)整拓撲點數(shù)量大于0則執(zhí)行步驟4；

步驟4，判斷負向待調(diào)整拓撲點內(nèi)的傳感器子節(jié)點數(shù)；若傳感器子節(jié)點數(shù)不超過1，則將負向待調(diào)整拓撲點最接近的傳感器子節(jié)點自原傳感器節(jié)點中分離，將分離出的傳感器子節(jié)點定義為新的一個傳感器節(jié)點；若傳感器子節(jié)點數(shù)超過1，則將負向待調(diào)整拓撲點分離為2個新的傳感器節(jié)點，更新網(wǎng)絡(luò)拓撲模型結(jié)構(gòu)圖返還執(zhí)行步驟2；

步驟5，若正向待調(diào)整拓撲點數(shù)量大于1，將相鄰的2個正向待調(diào)整拓撲點組合為1個新的傳感器節(jié)點，更新網(wǎng)絡(luò)拓撲模型結(jié)構(gòu)圖返還執(zhí)行步驟2；否則執(zhí)行步驟6；

步驟6，完成自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)抗干擾優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的抗干擾優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：

所述傳感器子節(jié)點還內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集抗干擾程序，數(shù)據(jù)采集抗干擾程序執(zhí)行如下步驟：

步驟A，構(gòu)建采集數(shù)據(jù)模型為

CUB(I)＝CBT(I)·CB；

其中，CB為傳感器子節(jié)點采集數(shù)據(jù)的實時數(shù)據(jù)包數(shù)量，T是采集數(shù)據(jù)所用的時間，I為數(shù)據(jù)包在傳感器子節(jié)點中緩存的總數(shù)；

步驟B，建立傳感器子節(jié)點采集數(shù)據(jù)的損耗因子其中Q為數(shù)據(jù)損耗量，Z_k為傳感器子節(jié)點采集到緩存數(shù)據(jù)的路徑長度；

步驟C，定義異常結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包絡(luò)特征為

其中，θ(t)為高頻分量，a(t)為異常結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信號干擾特征幅度，x(t)為異常結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信號的解析模型實部，y(t)為異常結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信號固有的模態(tài)函數(shù)，z(t)為異常結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信號；

步驟D，定義數(shù)據(jù)信息采集的信息分量，構(gòu)建完成異常結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的信息流量模型；

r＝x(t)-w_IJ；

w_IJ＝βw(ek)；

其中，β為大于1的常數(shù)，w代表的是權(quán)重；

步驟E，采用小波分解的方法對步驟B中的異常結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的信息流量數(shù)據(jù)進行降噪預處理，去除數(shù)據(jù)中存在的噪聲，計算出流量序列中存在的細節(jié)信號，完成對數(shù)據(jù)采集的采集干擾信號的識別，剔除識別出的采集干擾信號：

b＝(1-a)f₀；

其中，a為尺度因子等于二維空間中母小波的平移伸縮量，b為異常結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信號擾動的軌跡。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的抗干擾優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述網(wǎng)絡(luò)拓撲模型中的數(shù)據(jù)傳輸采用交叉映射方法進行數(shù)據(jù)傳輸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的抗干擾優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述交叉映射方法包括：

步驟a，判斷當前傳感器子節(jié)點與目標傳感器子節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)是否直接連通，連通則執(zhí)行步驟b，否則執(zhí)行步驟c；

步驟b，比較剩余TTL值與當前傳感器子節(jié)點到達目標傳感器子節(jié)點所需的跳數(shù)的大小，剩余TTL值大于或等于當前傳感器子節(jié)點到達目標傳感器子節(jié)點所需的跳數(shù)，則執(zhí)行步驟e，否則將剩余TTL的值定義為中繼跳數(shù)，再執(zhí)行步驟e；

步驟c，比較剩余TTL值與自當前傳感器子節(jié)點到達與當前傳感器子節(jié)點位于同一傳感器節(jié)點內(nèi)的最優(yōu)的傳感器子節(jié)點的跳數(shù)，剩余TTL值大于等于到達與當前傳感器子節(jié)點位于同一傳感器節(jié)點內(nèi)的最優(yōu)的傳感器子節(jié)點的跳數(shù)的；將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)給位于同一傳感器節(jié)點內(nèi)的最優(yōu)的傳感器子節(jié)點的下一跳傳感器子節(jié)點位，返回執(zhí)行步驟a，否則執(zhí)行步驟d；

步驟d，將剩余TTL值定義為0，刪除該數(shù)據(jù)分組，結(jié)束；

步驟e，查找路由表將數(shù)據(jù)分組逐跳傳送至目標傳感器子節(jié)點，結(jié)束。