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专利号: 2017101012245
申请人: 西安航空学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.无线传感器网络拓扑控制方法,其通过改变最优节点度的取值实现所述无线传感器网络拓扑性能的优化,所述最优节点度约束无线传感器网络所有节点的节点度。

2.根据权利要求1所述无线传感器网络拓扑控制方法,其特征在于,所述最优节点度的取值基于节点可靠度模型的量化分析,并以节点可靠度最大和网络生存时间最长为约束条件获得。

3.根据权利要求2所述无线传感器网络拓扑控制方法,其特征在于,所述节点可靠度模型依据节点能量耗尽失效概率和数据拥塞失效概率构建。

4.根据权利要求2所述无线传感器网络拓扑控制方法,其特征在于,所述最优节点度量化分析包括:对于一个无线传感器网络I,如果其运行时间t≥tmin,且网络节点度符合则当节点可靠度为 时,网络中的节点可靠度最大,其中,tmin为网络预设运行时间,kmin为节点度下限,kmax为节点度上限,C0为节点拥有固定的容量, E0(i)为节点i的初始能量值,N为节点个数,l为任意节点与其邻居节点数据交换的信息量,A为N个节点随机部署在监测区域的面积,Eelec为射频传输系数,εamp为发送装置的放大系数;

若网络中节点可靠度满足 网络中所有节点可

靠度最大;

当最优节点度 时,网络生存时间最长。

5.根据权利要求2所述无线传感器网络拓扑控制方法,其特征在于,所述节点可靠度模型的构建包括:节点i可靠度R(i)定义为R(i)=1-fe(i)fc(i),其中,fe(i)为节点i能量耗尽失效的概率,fc(i)为节点i数据拥塞造成节点失效的概率;

fe(i)取决于节点i的初始能量值E0(i)、能量消耗值Ec(i)和网络运行时间t;

节点i的节点度为k,任意节点与其邻居节点数据交换的信息量为l,那么在任意时刻节点i的最大负载L定义为:L=kl;

节点拥有固定的容量C0,那么在任意时刻节点由数据拥塞是造成节点失效的概率fc(i)定义为:

为了满足概率范围为[0,1]的条件,C0-kl>1,则 将fe(i)式和fc(i)代入可靠度R(i)定义公式可得节点可靠度模型为: