[發(fā)明專利]一種基于多目標(biāo)演化模型的無線傳感網(wǎng)多信道測(cè)距優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010007438.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN111182567B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方旭明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號(hào): H04W24/02
• 分類號(hào): H04W24/02;H04W64/00;H04W84/18;G01S5/02;G01S11/06
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周新亞

1.一種基于多目標(biāo)演化模型的無線傳感網(wǎng)多信道測(cè)距優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

10)設(shè)置多信道頻率：在通信帶寬上等間距設(shè)置無線傳感網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)發(fā)射和接收信號(hào)的信道頻率，獲得信道頻率序列；

20)發(fā)射多信道信號(hào)：信標(biāo)節(jié)點(diǎn)按照信道頻率序列依次在不同信道上發(fā)射測(cè)量信號(hào)；

30)測(cè)量多信道RSSI：目標(biāo)節(jié)點(diǎn)按照信道頻率序列依次測(cè)量信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)的RSSI值，獲得與信道頻率序列相對(duì)應(yīng)的RSSI序列；

40)加權(quán)多信道F²RSSI：用信道頻率的平方加權(quán)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)依次在信道頻率序列上測(cè)量的RSSI值，獲得與信道頻率序列相對(duì)應(yīng)的加權(quán)RSSI(F²RSSI)序列；

50)生成決策向量：根據(jù)無線傳感網(wǎng)部署環(huán)境設(shè)置多目標(biāo)演化算法中決策向量的上限和下限，生成初始的決策向量；

60)迭代第一目標(biāo)函數(shù)：基于RSSI序列和決策向量迭代多目標(biāo)演化模型中第一目標(biāo)函數(shù)的值；

70)迭代第二目標(biāo)函數(shù)：基于F²RSSI序列和決策向量迭代多目標(biāo)演化模型中第二目標(biāo)函數(shù)的值；

80)演化決策向量：利用第一目標(biāo)函數(shù)和第二目標(biāo)函數(shù)的迭代結(jié)果演化新的決策向量，直到演化種群代的數(shù)量達(dá)到最大值；

90)獲得節(jié)點(diǎn)距離：選擇演化種群中最前沿個(gè)體對(duì)應(yīng)的決策向量，獲得信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最優(yōu)距離估計(jì)；

所述設(shè)置多信道頻率步驟10)中，信道頻率序列表示為：

f_j＝f₀+(j-1)Δf,j＝1,2,...,m；

其中，f₀為起始信道頻率，m為總的信道個(gè)數(shù)，Δf為相鄰信道的間距；

所述測(cè)量多信道RSSI步驟30)包括：

31)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)按照信道頻率序列依次測(cè)量信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)的RSSI值；

32)獲得目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與信道頻率序列對(duì)應(yīng)的RSSI序列：P_j，j＝1，2，...m，

所述加權(quán)多信道F²RSSI步驟40)是用信道頻率的平方加權(quán)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)依次在信道頻率序列上測(cè)量的RSSI值，得到與信道頻率序列相對(duì)應(yīng)的加權(quán)RSSI(F²RSSI)序列：

sj＝f_j²P_j，j＝1，2，...，m，

所述生成決策向量步驟50)是根據(jù)無線傳感網(wǎng)部署環(huán)境設(shè)置多目標(biāo)演化算法中決策向量的上限和下限，生成初始的決策向量，即

x＝(c,ρ₂,...,ρ_n,d₁,...,d_n),

其中，x是決策向量，P_t是發(fā)射節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，G_t和G_r分別是發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)的天線增益，ρ_i(2≤i≤n)是第i條反射路徑信號(hào)強(qiáng)度的衰減指數(shù)，n是信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)傳播路徑總數(shù)，d_i(2≤i≤n)是第i條反射路徑的長(zhǎng)度，d₁是信號(hào)傳播的最短路徑長(zhǎng)度，即為待估的節(jié)點(diǎn)間距離；

所述迭代第一目標(biāo)函數(shù)步驟60)是基于RSSI序列和決策向量迭代多目標(biāo)演化模型中第一目標(biāo)函數(shù)的值，即

其中，g₁是第一目標(biāo)函數(shù)，λ_j是第j條信道的波長(zhǎng)；

所述迭代第二目標(biāo)函數(shù)步驟70)是基于F²RSSI序列和決策向量迭代多目標(biāo)演化模型中第二目標(biāo)函數(shù)的值，即

其中，g₂是第二目標(biāo)函數(shù)，v是信號(hào)傳播的速度。