时效性约束下无线传感网络生命期最大化的跨层优化方法

摘要

本发明涉及一种时效性约束下无线传感网络生命期最大化的跨层优化方法。各节点以一个路由更新期为周期，通过在路由更新包里增加信息位的方法，将周围无线信道信息传送至信宿节点。针对每个节点到达信宿节点的每条可选路径，信宿节点在一定的路径重传次数约束条件下进行最优化计算，得到每条路径上各节点的最优发射功率，使得每条路径上的能量消耗最小；同时在此基础上，针对各节点的每条可选路径，通过计算分配最优的路径使用比例，使得网络生命期最大化。信宿节点通过路由更新确认包，将最优结果传给各个节点。本发明方法在保障网络数据包时效性的同时，能大大提高网络寿命，还具有实时跟踪信道、低开销、易实现等特点，能带来可观的经济效益。

主权项

1、一种时效性约束下无线传感网络生命期最大化的跨层优化方法，其特征在于包括如下具体步骤：1)在一个路由更新期间内，针对每条到达信宿节点的路径，每个节点采用固定功率发送携带训练序列的路由更新数据包，接收节点根据接收信号，估计出这段路由更新期间内的链路信道增益、噪声功率谱密度、链路的信噪比；接收节点在路由更新数据包里携带链路信道增益、噪声功率谱密度、链路的信噪比信息，通过路由更新包传输；由此将信息通过多跳方式传送至信宿节点；信宿节点根据收集的信道信息，确保满足该路径上各跳重传次数之和小于等于给定重传次数阈值的条件，并通过最优化计算，得到该路径上各个节点的最优发射功率；2)针对每个节点达到信宿节点的多条路径，在同一个路由更新周期内，信宿节点根据收集的路由更新包信息，确定该节点至信宿节点的多条路径以及各路径上各节点的最优发射功率；在各节点采用最优发射功率的基础上，以网络生命期最大化为目标，信宿节点根据最优化计算，得到该节点各条路径最优的使用比例；3)信宿节点将每条路径上各节点的最优发射功率和该路径的使用比例，通过路由更新确认包携带信息的方式，回传给该路径上的各节点，完成整个优化过程。