利索能及
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专利号: 2018100840799
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种能量获取认知无线传感器网络的资源管理方法,包括如下步骤:根据传感器网络中的信道损失值选取信道的步骤;具体为采用如下公式计算信道损失值:式中Dk(t)为在时隙t时信道k的信道损失值;n为节点编号;N为传感器网络的节点总数;

Sk(t)为时隙t时信道k的状态;Ank(t)为时隙t时的信道分配矩阵;φ(t)为时隙t时主用户重回信道的概率;

根据传感器网络中的节点能量状态和数据队列长度选取若干节点作为信道分配候选集的步骤;具体为采用如下步骤选取若干节点作为信道分配候选集:A.各个节点采用如下的算式对自身的能量获取量进行控制:

式中 为时隙t时节点n的最佳能量获取量,所述能量获取量为节点从环境中获取的能量;min()为取最小值函数;Ω为节点的能量总容量,En(t)为时隙t时节点n的能量状态,ηn(t)为时隙t时节点n能够从环境中获取的最大能量值;

B.各个节点采用如下算式对自身的数据采集量进行控制:

式中 为时隙t时节点n采集m类业务流的最佳数据采集量; 为效用函数Um()的反函数的一阶导数;效用函数Um()定义为在时隙t节点收集m类数据的网络效用;

表示时隙t时节点n中m类业务流的数据队列; 表示收集m类业务流时单位数据量的能量损耗; 表示时隙t时节点n空余的能量容量;V为非负的惩罚因子,ω为目标函数为了联合网络效用和损失函数的权重因子,且0≤ω≤1;ωm表示m类业务流的权重因子;

表示节点在时隙t时m类业务流数据的采集量上限; 计算定义为C.基于节点的能量状态和数据队列队列长度,采用下属计算各个节点的n*,并选取n*值最大的若干个节点作为信道分配候选集:式中argmax(an)为选取最大的an所对应的n值;Qn(t)表示时隙t时节点n的数据队列大小, 表示时隙t时传感器网络中所有节点的能量平均值, 表示时隙t时传感器网络中所有节点的数据队列平均值;

选取最佳信道分配方案的步骤;具体为采用如下算式选取最佳方案:式中max[]为取最大值操作;Cn,k(t)表示时隙t时节点n使用信道k传输数据的信道容量; 表示时隙t时信道k的接入概率;PT表示节点传输数据的功率;

根据QoS的要求选择业务流种类的步骤;具体为采用如下算式选取业务流种类:式中m*为最终选取的业务流种类,ωm为业务流m的权重因子; 表示时隙t时节点n传输业务流m时的数据队列大小;

传感器网络进行能量队列更新的步骤;具体为采用如下算式进行更新:式中En(t+1)表示时隙t+1时节点n的能量队列,En(t)表示时隙t时节点n的能量队列,en(t)表示时隙t时节点n实际从环境中获取的能量; 表示时隙t时节点n总的能量消耗且 式中 表示时隙t时节点n采集的m类业务流的数据量;

传感器网络进行数据队列更新的步骤;具体为采用如下算式进行更新:式中 表示时隙t+1时节点n的m类业务流的数据队列; 表示时隙t时节点n的m类业务流的数据队列; 表示时隙t时节点n转发的m类业务流的数据量。

2.根据权利要求1所述的能量获取认知无线传感器网络的资源管理方法,其特征在于所述的选取信道,具体为选取信道损失值最小的信道作为数据传输的信道。