论文基于传输功率和数据包尺寸优化网络寿命是关于对不知道怎么写传输功率论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文路由器传输功率论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
摘 要： 在无线传感网络中,数据包长度和传输功率等级成为影响能量效率和网络寿命的关键因素.为此,提出基于传输功率和数据包长度的联合优化网络寿命算法,记为TP?PS?INL.首先,依据Mica2传感节点的能量消耗特性和无线信道模型,构建链路层模型,然后再利用链路层模型,建立混合整数规划MIP模型,进而联合优化传输功率和数据包长度,最大化网络寿命.数值仿真分析表明,MIP模型能较准确地反映数据包长度和传输功率对网络寿命的影响,并且TP?PS?INL算法能够最大化网络寿命.
关键词： 无线传感网络； 网络寿命； 混合整数规划； 传输功率； 数据包长度； 能量效率
中图分类号： TN711?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）05?0041?06
Abstract： The data packet size and transmission power level in wireless sensor networks （WSNs） become the crucial factors to influence the energy efficiency and network lifetime. Therefore, a network lifetime optimization algorithm TP?PS?INL based on transmission power and data packet size is proposed. According to energy consumption characteristics of Mica2 sensing node and wireless channel model, the link layer model is constructed. On this basis, the mixed integer programming （MIP） model is established to optimize the transmission power and data packet size, so as to make the network lifetime maximization. The numerical simulation analysis result shows that the MIP model can accurately reflect the influence of data packet size and transmission power on network lifetime, and the TP?PS?INL algorithm can maximize the network lifetime.
Keywords： wireless sensor network； network lifetime； mixed integer programming； transmission power； data packet size； energy efficiency
0 引 言
传感技术的快速发展,推动了无线传感网络WSNs（Wireless Sensor Networks）在各类应用中的发展.通常,WSNs由一个基站和海量的传感节点组成.传感节点实时监控区域环境数据,如湿度、温度等[1]异常事件,然后再将数据传输至基站,最后基站对数据进行处理分析,并做出相应的应对措施.如图1所示,传感节点感测异常事件,通过多跳方式传输至基站,再利用Internet将数据传输至后台管理人员,最终实现对环境的监控管理[2?3].
部署WSNs的根本目的在于收集环境数据.然而,由于传感节点由电池供电,一旦电池耗尽,无法替换电池,这将导致该节点无法工作,即失效.依据文献[4]的网络寿命定义,网络寿命等于节点部署开始至第一个节点失效的时间.因此,为了延长网络寿命,应合理分配节点负担,降低节点的能量消耗[5].
目前,研究人员试图通过减少不必要的功率消耗,进而最大化网络寿命.由于传输数据消耗的能量占据了总体能量的绝大部分,为了实现最大化网络寿命的目标,减少能量消耗,即降低节点发射功率,应平衡节点传输数据的负担[6?7],即平衡节点间的能量消耗.
此外,数据包长度也对网络寿命有着直接的影响.若数据包长度过小,数据包丢失概率、误比特率也小.然而,小的数据包长度就增加了数据包个数,也提高了传输数据包的次数[8?9].反之,若数据包长度过大,就增加了数据丢失的概率,势必提高了数据包重传的次数,增加了节点的能量消耗.
综上所述,节点发射功率或数据包长度均对节点能耗有直接影响.若只单独通过控制数据包长度或降低传输功率进而去减少能耗是不合理的,必须同步考虑这两个因子对网络寿命的影响.为此,本文联合分析数据包长度和传输功率对网络寿命的影响,提出基于联合优化的传感器网络寿命最大化算法,记为TP?PS?INL.TP?PS?INL算法建立混合整数规划（Mixed Integer Programming,MIP）模型.利用MIP模型优化数据包长度和传输功率,进而最大化网络寿命.
1 约束条件及模型
1.1 约束条件
主要的约束条件如下：
1） WSNs由多个微型传感节点和一个基站组成；
2） 假定基站能量受限,并具有网络拓扑知识,且具有足够的数据处理、分析能力；
3） 依据闭合环路功率控制策略估计每条链路的路径损耗；
4） 传感节点产生的数据包被看成原子数据单元,即在传输过程中不能分裂或被其他转发节点纂改；
5） 网络寿命等于网络部署时间至网络内第一个节点能耗殆尽时间之差[7?8],即.
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参考文献：
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