面向無(wú)線體域網(wǎng)能效優(yōu)化的調(diào)度策略研究.pdf

1、無(wú)線體域網(wǎng)是未來和人類結(jié)合最緊密的網(wǎng)絡(luò)之一，隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，無(wú)線體域網(wǎng)也越來越得到人們的重視。目前無(wú)線體域網(wǎng)主要應(yīng)用在醫(yī)療健康領(lǐng)域，這些無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)采集人體不同部位的生理信息數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送的中央?yún)f(xié)調(diào)器后，可以使用電子設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)傳送給醫(yī)生進(jìn)行遠(yuǎn)程處理。由于無(wú)線體域網(wǎng)的特殊性，其體積受到嚴(yán)格的限制，因此能量也會(huì)因?yàn)轶w積受到限制，解決此問題的關(guān)鍵在于對(duì)低能耗，高能效無(wú)線體域網(wǎng)的研究。
　　本文從網(wǎng)絡(luò)調(diào)度策略和資源

2、優(yōu)化分配角度出發(fā)，以優(yōu)化理論為主要方法，建立了無(wú)線體域網(wǎng)的能效優(yōu)化基礎(chǔ)框架。配合網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)限制能夠求出理想靜態(tài)條件下的全局能耗和網(wǎng)絡(luò)生命周期最優(yōu)解。針對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)的準(zhǔn)靜態(tài)特性和業(yè)務(wù)傳輸需求的不同，提出了三種不同的動(dòng)態(tài)調(diào)度策略，以實(shí)現(xiàn)能耗與業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量的折中。本文使用非參數(shù)機(jī)器學(xué)習(xí)方法，解決了動(dòng)態(tài)環(huán)境下能量最優(yōu)分配的問題，能夠有效的提升網(wǎng)絡(luò)生命周期。
　　文中對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)的系統(tǒng)模型，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和信道衰落模型進(jìn)行了分析，對(duì)比了常

3、見的時(shí)分多址接入（TDMA）和載波偵聽多址接入（CSMA）的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上分別以全局能耗最小和網(wǎng)絡(luò)生命周期最大作為目標(biāo)函數(shù)，建立了無(wú)線體域網(wǎng)的能效優(yōu)化框架?？蚣苤袃蓚€(gè)模型都可以轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的幾何規(guī)劃問題，存在全局最優(yōu)解。
　　在無(wú)線體域網(wǎng)的能效優(yōu)化框架基礎(chǔ)上，提出了在動(dòng)態(tài)信道環(huán)境下的資源優(yōu)化分配方案。由于使用場(chǎng)景中的信道環(huán)境復(fù)雜多變，能耗和生命周期受到多個(gè)參數(shù)的影響，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)等因素，設(shè)計(jì)了“無(wú)估計(jì)動(dòng)態(tài)調(diào)度