能量捕獲無線感知網絡低時延數(shù)據(jù)收集策略.pdf

1、能量捕獲無線傳感器網絡(Energy-Harvesting Wireless Sensor Network，EH-WSN)的出現(xiàn)，極大地緩解了無線傳感器網絡生存時間受限的問題。目前，EH-WSN節(jié)點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。當節(jié)點能量不足時，節(jié)點就會停止數(shù)據(jù)轉發(fā)工作，進行能量捕獲，導致數(shù)據(jù)收集時延的增大。因此，為能量捕獲無線傳感器網絡設計一個低時延的數(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、網絡的數(shù)據(jù)收集策略，通過使節(jié)點的數(shù)據(jù)負載適應于節(jié)點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絡中，在使用樹狀拓撲來收集網絡中節(jié)點的數(shù)據(jù)時，一些節(jié)點因能量不足而需要長時間捕獲能量，從而嚴重影響數(shù)據(jù)收集時延。為此，本文定義了“能量瓶頸節(jié)點”，并用之于創(chuàng)建數(shù)據(jù)收集樹。應用節(jié)點之間通信的能量消耗模型，求出了節(jié)點在一個數(shù)據(jù)收集周期的能量消耗。根據(jù)節(jié)點的剩余能量，能量捕獲功率，推

3、導出節(jié)點所需的能量捕獲時長，形成網絡充電時長最小化問題。
　　2.提出射頻能量捕獲網絡的低時延數(shù)據(jù)收集策略，數(shù)據(jù)收集樹構建算法。算法采用能夠反映節(jié)點的能量捕獲功率、能量捕獲時長以及節(jié)點的剩余能量的鏈路權值，讓權值小的鏈路優(yōu)先于權值大的鏈路加入到數(shù)據(jù)收集樹，從而構建出低時延數(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行比較，仿真結果表明，隨著網絡規(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