WSN中基于混合整数非线性规划的功率分配算法*

李 睿,赵保华

(1.阿坝师范学院网络管理中心,四川 汶川 623002;2.阿坝师范学院图书馆,四川 汶川 623002)



WSN中基于混合整数非线性规划的功率分配算法*

李 睿1*,赵保华2

(1.阿坝师范学院网络管理中心,四川 汶川 623002;2.阿坝师范学院图书馆,四川 汶川 623002)

近期协作路由协议的研究受到广泛关注。然而,现多数协作路由协议是以减少能量消耗为目的,它们并没有考虑在协作路由中的数据包碰撞概率最小化问题。为此,针对无线传感网WSNs(Wireless Sensor Networks)的协作路由,提出基于最小化碰撞概率的功率分配CMPA(Collision Minimization-based Power Allocation)算法。首先,推导了碰撞概率数学模型,并形成了混合整数非线性规划问题。然后,为了降低复杂度,将功率分配和路由选择进行独立处理,同时利用分支界定空间缩小BBSR(Branch-and-Bound Space Reduced)算法求解。仿真结果表明,提出的CMPA算法能够有效地降低碰撞概率和总的传输功率。与OKCR算法相比,CMPA算法的碰撞概率下降了近82%,总的传输功率下降了0.1 dB。

无线传感网;协作路由;碰撞概率;功率分配;分支界定法

协作通信被认为是缓解无线信道衰落和提高无线网络可靠性的最有前景的技术[1]。在协作通信中,节点利用无线通信的广播特性,相互辅助信号传输。图1描述了一个简单的协作通信模式。源节点s和转发节点l有共同的目的节点d。每个节点均配备天线。实际上,节点可以偷听到其他节点的信号。由于两节点间路径衰落为统计独立,可产生空间分集。目的节点能够接收来自不同路径的信号复本,并依据复本信号,结合融合算法,可得到最优的信号值[2-3]。……