1.一种能量收集无线传感网中基于能量互助的协作传输方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:
S1:直接传输:源节点si向目标节点发送信息,i=1,2,...,M,其余(M‑1)个源节点处于监听状态,目标节点根据解码结果反馈ACK/NACK帧;若直接传输成功,则反馈ACK帧,轮到下一个源节点发送数据;若直接传输失败,则反馈NACK帧,进入下一步;
S2:能量协作:能成功解码si信息和NACK帧的源节点形成协作转发有效集N(si);N(si)中只要有节点的剩余能量大于等于传输数据到目标节点的最小能量时,N(si)中剩余能量最多的节点当选为最佳转发中继,将从si接收的数据转发给目标节点,此次数据传输结束,轮到下一个源节点发送数据;而当N(si)中所有节点剩余能量均小于其到目标节点最小能量时,按照一定的策略确定最佳转发中继和最优供能中继对,最优供能中继通过射频方式为最佳转发中继提供能量协助;
S3:协作传输:最佳转发中继判断收集到的能量,若能量足够,则将从si收到的数据包转发至目标节点,此次数据传输结束;若最佳转发中继能量不够,则产生中断事件;
步骤S2中,协作转发有效集N(si)中所有节点收集能量不足时系统执行节点间的能量协作,最佳转发中继和最优供能中继对的选择策略为:N(si)中各节点sj依次广播能量不足帧NEE,请求周围节点能量协作,j=1,...,M,j≠i;成功接收sj发出的NEE帧的节点形成sj的能量供应集E(sj);综合考虑协作转发有效集N(si)中各节点的所需能量值和它与其能量供应集中各节点sp的实际距离 以及两节点的信道质量 选取 为最小值的sp和sj为最优供能中继和最佳转发中继对;其中,δp,j为供能节点sp向转发中继节点sj进行能量协作时发送给sj的能量协作功率,η为sp向sj进行能量协作时的能量转换效率,t为能量协作的时间, 为N(si)中转发中继sj成功转发源节点si数据包至目标节点所需最少能量值, 为节点sj上一时隙的剩余能量。
2.根据权利要求1所述的一种能量收集无线传感网中基于能量互助的协作传输方法,其特征在于,N(si)的每个节点sj形成属于自身的能量供应集E(sj)的步骤如下:(1)成功接收到NEE帧的源节点sp根据接收到的信息计算向sj发射其所需的最小能量时所允许的最大距离 其中, 为供能节点sp的发射功率;
(2)将sp与sj的实际距离 和最大距离 进行比较;若 则sp加入sj的能量供应集E(sj);否则,sp被排除在E(sj)之外,即N(si)中的节点无法在规定时隙内收集到所需能量值,产生中断事件。
3.根据权利要求1所述的一种能量收集无线传感网中基于能量互助的协作传输方法,其特征在于,最佳转发中继和最优供能中继对的竞争方式为:能量供应集E(sj)中各节点根据计算的δp,j值设置定时器初值,定时器最先为0的节点当选最优供能中继bei,bei发出广播帧通知其它节点退出竞争,此时与之对应的转发节点sj当选最佳转发中继bdi。