能量捕獲無線感知網(wǎng)絡(luò)低時延數(shù)據(jù)收集策略.pdf

1、能量捕獲無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Energy-Harvesting Wireless Sensor Network，EH-WSN)的出現(xiàn)，極大地緩解了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時間受限的問題。目前，EH-WSN節(jié)點(diǎn)所捕獲的能量與維持其正常工作的能耗之間存在差較大缺口。當(dāng)節(jié)點(diǎn)能量不足時，節(jié)點(diǎn)就會停止數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作，進(jìn)行能量捕獲，導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集時延的增大。因此，為能量捕獲無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一個低時延的數(shù)據(jù)收集策略是非常重要的。本文主要研究射頻能量捕獲無線傳感器

2、網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收集策略，通過使節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)負(fù)載適應(yīng)于節(jié)點(diǎn)的剩余能量和能量捕獲功率的方式，降低數(shù)據(jù)收集時延。本文主要工作和創(chuàng)新如下:
　　1.在能量捕獲無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，在使用樹狀拓?fù)鋪硎占W(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時，一些節(jié)點(diǎn)因能量不足而需要長時間捕獲能量，從而嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)收集時延。為此，本文定義了“能量瓶頸節(jié)點(diǎn)”，并用之于創(chuàng)建數(shù)據(jù)收集樹。應(yīng)用節(jié)點(diǎn)之間通信的能量消耗模型，求出了節(jié)點(diǎn)在一個數(shù)據(jù)收集周期的能量消耗。根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量，能量捕獲功率，推

3、導(dǎo)出節(jié)點(diǎn)所需的能量捕獲時長，形成網(wǎng)絡(luò)充電時長最小化問題。
　　2.提出射頻能量捕獲網(wǎng)絡(luò)的低時延數(shù)據(jù)收集策略，數(shù)據(jù)收集樹構(gòu)建算法。算法采用能夠反映節(jié)點(diǎn)的能量捕獲功率、能量捕獲時長以及節(jié)點(diǎn)的剩余能量的鏈路權(quán)值，讓權(quán)值小的鏈路優(yōu)先于權(quán)值大的鏈路加入到數(shù)據(jù)收集樹，從而構(gòu)建出低時延數(shù)據(jù)收集樹。
　　3.用仿真實現(xiàn)本文策略并與已有的策略進(jìn)行比較，仿真結(jié)果表明，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的變大，在數(shù)據(jù)收集時延以及能耗方面，本文提出的策略延優(yōu)于已有的策略