基于閾值距離的WBAN能耗優(yōu)化算法的研究.pdf

1、隨著全世界人口老齡化和慢性疾病的不斷增加，現(xiàn)有的醫(yī)療資源已無(wú)法滿足人們需求。為了解決醫(yī)療資源短缺問(wèn)題，一種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)—無(wú)線體域網(wǎng)(Wireless Body Area Network，WBAN)應(yīng)運(yùn)而生。WBAN是一種近人體通訊的特殊應(yīng)用，它通過(guò)穿戴式或植入人體內(nèi)部的各種傳感器來(lái)連續(xù)監(jiān)視和記錄慢性病患者的生理參數(shù)（血氧、血壓、心電等），以便及時(shí)的提供診斷和治療。
　　目前，WBAN仍處在初期發(fā)展階段，在很多方面都面臨一系列難題

2、，能耗優(yōu)化則是其中最重要的研究熱點(diǎn)之一。由于傳感器工作在人體周圍甚至人體內(nèi)部并且是電池驅(qū)動(dòng)的，很難進(jìn)行電池替換和充電，其功耗要盡可能的低以保障人體安全同時(shí)最大限度的延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)的生命周期。另外，WBAN應(yīng)用于醫(yī)療業(yè)務(wù)時(shí)，采集到的任何數(shù)據(jù)（人體的生理參數(shù)）的丟失或者延遲都可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。為了滿足這些要求，本文針對(duì)WBAN定義的WMTS(Wireless MedicalTelemetry Services，無(wú)線醫(yī)學(xué)傳感網(wǎng)服務(wù))應(yīng)用進(jìn)行PH

3、Y（Physical Layer,物理層）協(xié)議上滿足時(shí)延要求且以能耗優(yōu)化為目標(biāo)的算法研究。
　　論文主要完成以下工作:
　　1)首先為WMTS應(yīng)用中的無(wú)線體表通信鏈路建立了系統(tǒng)級(jí)能耗模型。然后分析能耗與速率和距離之間的關(guān)系，提出關(guān)于距離的一個(gè)閾值的概念，在不同的傳輸距離情況下采用不同的能耗優(yōu)化算法。這一部分研究證明了閾值距離的可行性并針對(duì)傳輸距離小于閾值距離的短距離傳輸時(shí)的能耗進(jìn)行優(yōu)化仿真。
　　2)考慮傳輸距離大于閾

4、值距離的長(zhǎng)距離傳輸，提出基于時(shí)延約束的包調(diào)度傳輸算法來(lái)優(yōu)化能耗。首先分析給定時(shí)間內(nèi)的offline包調(diào)度算法，然后基于offline算法提出基于Poisson到達(dá)過(guò)程的online調(diào)度算法，提出的online算法的能效要盡可能地接近offline算法的能效以使能耗至少是次優(yōu)的。
　　3)由于WBAN的節(jié)點(diǎn)是電池供電的，而電池的電化學(xué)特性決定了它具有恢復(fù)效應(yīng)。我們?cè)陔姵氐幕謴?fù)效應(yīng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)前面提出的包調(diào)度算法，提出最終的基于恢復(fù)效