无线传感器网络中一种新型节能协同传输模式转换策略研究.pdfVIP

第01卷 第01期 2014年7月 电 子 科 学 技 术 l~lectronicSclencc＆Technology Vo1．O1No．01Ju1．2014 无线传感器网络中一种新型节能 协同传输模式转换策略研究 温晓君 (工业和信息化部中国电子信息产业发展研究院，北京 ，100048) 摘要 ：本文针对无线传感器网络 中基于簇 的时分协作MIMO通信系统，提出一种最优化的组内、 组间功率和时隙资源分配算法，在保证最大数据吞吐率的同时满足可靠性要求。并通过建立传输能耗模 型，提出一种全新的基于路径损耗的传输模式切换策略。根据协同通信 中协作节点和 中继节点的几何位 置，通信系统得以在SISO、协作式MISO、单跳、多跳等多种传输模式问转换。转换门限的选择算法在 该策略中也一并提出，并可反向得出协作节点和中继节点的存在域。 关键词 ：无线传感器网络；协作MIMO；资源分配；路径损耗；模式切换； 中国分类号 ：TN92 文献标识码 ：A AnEnergy-EfficientM odeSwitchSchemefor CooperativeTransm issioninW irelessSensorNetworks XiaojanWen (CCID ResearchInstitute Beijing，100048) Abstract：Thispaperinvestigatesa cluster—basedtime division cooperativeM IM O communication system for W SNs．Anoptimum algorithm forthepowerandtimeresourceallocation in intra·clusterand inter—clusterslothasbeen proposed．Thisalgorithm isdesignedtoachievethemaximum datathroughputofronesingle-hop andatthesametime remainwithinthetoleranceoftheoutageprobabilityrequirement．Byestablishingatotalenergyequationmodel，abrand new path—lossbasedmodeswitchschemeisputforwardthen．Basedonthegeometrypositionsofthecooperativenodes andtherelayingnodes，thetransmission system canswitchamongSISO，cooperativeM ISO，single—hop，andmulti—hop modes．Theswitchingthresholdscanbeobtainedfrom thisschemeandinreturnusedastheexistingareatochoosethe propercooperativenodesorrelayingnodes． Keywords：W irelesssensornetworks；CooperativeM IM O；Resourceallocation；Path—loss；Modeswitch 1引言 危险区域远程控制等领域，。随着无线通信技术、物联 无线传感器网络 (WirelessSensorNetworks， 网技术的飞速发展，其未来的应用前景十分广阔。 WSN)是当今全球备受关注、多学科高度交叉、知识 与其他通信网络一样 ，无线传感器网络在信道容 高度集成的前沿热点研究领域。从概念上来说，它由 量、可靠性、时延设计等方面具有共性的要求。此 密集、随机部署在监测区域内的大量微型传感器节点