基于功率控制的無線體域網(wǎng)高能效研究.pdf

1、隨著全球老齡化和慢性疾病朝年輕一代逐步蔓延的趨勢，醫(yī)療資源的短缺將會成為一個不可避免的問題。而在信息技術(shù)和無線通信技術(shù)高速發(fā)展背景下興起的無線體域網(wǎng)，可以有效地解決這一個難題。
　　在無線體域網(wǎng)中，由于傳感器節(jié)點部署在人體的體表或體內(nèi)，具有不易更換和不可充電的特點，因此相比無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線體域網(wǎng)對節(jié)點的能耗要求更為苛刻。針對多個共存的體域網(wǎng)和單個體域網(wǎng)兩種環(huán)境，良好的功率控制機制和節(jié)點調(diào)度策略將會有效減少體域網(wǎng)節(jié)點的能量消耗，

2、延長體域網(wǎng)的生存期。本文針對體域網(wǎng)的高能效研究將從以下兩方面進行展開：
　　第一個是關(guān)于多個共存體域網(wǎng)間的干擾問題。由于節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸會對鄰近體域網(wǎng)造成嚴重的干擾，如果對節(jié)點的發(fā)射功率不加以控制，每個體域網(wǎng)中的節(jié)點為了提高信干比，會增大自身的發(fā)射功率，引發(fā)一個惡性的級聯(lián)效應(yīng)。針對這一問題，本文首先將體域網(wǎng)間的功率控制過程模擬成一種多Agent的馬爾可夫決策過程，然后采用Q學(xué)習(xí)算法對這一模型進行求解，并通過ε貪婪策略選擇發(fā)送功率。學(xué)

3、習(xí)過程中，通過逐步增大學(xué)習(xí)率，來加快收斂速度。實驗結(jié)果表明，與其他功率控制機制相比，該算法在系統(tǒng)利用率和功率消耗上能有一個好的折中，同時延長了整個系統(tǒng)的生存期。
　　第二個是關(guān)于單個體域網(wǎng)內(nèi)節(jié)點調(diào)度的問題。為了避免數(shù)據(jù)傳輸沖突，規(guī)定同一時隙只允許一個傳感器節(jié)點向sink節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，因此，良好的節(jié)點調(diào)度方案對延長體域網(wǎng)生存期有著重要意義。本文提出一種基于馬爾可夫鏈的能量預(yù)測方案EP-DPLM，首先通過對下一個時隙節(jié)點的信道進行預(yù)測