1.一种无线体域网内基于多跳的自适应传输速率调节方法,其特征在于,包括四个阶段:S1、在初始化阶段,节点 向hub发送“hello”及其位置信息,hub计算与该节点之间的信干噪比SINR(i,hub),hub建立一个信息表存储 在t时刻的剩余能量RE(i,t),SINR(i,hub)并广播;
S2、在准备阶段,每个区域选举出该区域的中继,中继通知该区域其他普通节点其当选,普通节点根据与hub之间的信道状态情况选择通信方式并通知中继,中继收集并打包数据发送给hub;
S2中,选举区域中继的方法是根据竞选函数,具体地:
区域中继选举时根据节点的剩余能量以及节点i传输时hub受干扰的大小来决定,定义一个函数U(i,t)来表示i节点在t时刻的竞争函数:其中pi表示节点i的功率水平,hii表示节点i至其对应的hub信道函数,SINRth表示信干2
噪比阈值,σ表示加性高斯白噪声,N‑i表示与i同时传输的节点集,RE(i,t)表示节点i在t时刻的剩余能量,E0表示节点初始能量;
α为比例系数,α越大表示节点受干扰情况对选举的影响更大,α越小则表示节点剩余能量对选举的影响更大,根据对α值不同,U(i,t)的值也相应不同,每个区域竞选出max[U(i,t)],最大值max[U(i,t)]所对应的节点当选区域中继;
S2中,所述节点根据与hub之间的信道状态情况选择通信方式,具体方法如下:假设节点 与hub的通信信道的马尔可夫转移概率为
其中Pi1、1‑Pi1、Pi2、1‑Pi2分别表示深度衰落信道保持不变的概率、深度衰落信道转换成正常信道的概率、正常信道转换成深度衰落信道的概率、正常衰落信道保持不变的概率;
以及马尔可夫链存在的平稳状态可以表示成稳态向量π=[Pd,Pn],并且πP=π,Pd,Pn分别表示每个节点 与hub的通信信道是深度衰落信道还是正常信道的概率;
若Pd>Pn,则节点i选择通过间接通信的方式,即通过中继进行信息传输;若Pd
S3、在规划阶段,hub作为所有节点的控制中心,设置TDMA时间表并发送给各个区域的中继,指定每轮工作的各个种类的节点和休眠的节点,中继设置子TDMA时间表并通知普通节点子TDMA计划;
S4、最后在稳定阶段,每个节点在分配的时隙中分别将其数据发送给hub或中继,并根据TDMA和子TDMA计划进行轮流工作和休眠,同时节点和中继根据通信链路质量自适应调节传输速率,WBAN稳定工作;
S4中,通信链路质量定义为:
其中,SINRth和SINR分别表示设定的信干噪比阈值和实际信干噪比;
S4中,根据通信链路质量自适应调节传输速率的方法如下:
i
设节点i传输速率T∈{T0,T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7},设上一轮节点i的传输速率为Tj,j∈{0,1,2,3,4,5,6,7},为了防止节点传输速率在增加和减少之间不断来回变换,设置一个常数δ来防止这种可能出现的乒乓效应,通过将 与SINRth±δ比较,普通传感器节点和中继节i点可以自适应这一轮的传输速率T:
2.根据权利要求1所述的一种无线体域网内基于多跳的自适应传输速率调节方法,其特征在于,在S1之前还包括:将WBAN内的节点根据它们所处的位置划分为m个区域,每个区域都有i个节点,根据监测健康数据的不同,共有h种种类,用 表示i节点位于m区域属于h种类。
3.根据权利要求1述的一种无线体域网内基于多跳的自适应传输速率调节方法,其特征在于,所述深度衰落信道定义为接收信号电平低于发送信号电平的50%。
4.根据权利要求1所述的一种无线体域网内基于多跳的自适应传输速率调节方法,其特征在于,S3中,TDMA时间表由若干个子TDMA时间表顺序排列组成,hub在TDMA时间表中,确定每个子TDMA时间表中工作的节点,中继为需要在子TDMA中工作的节点按照节点所监测的健康数据的优先级先后分配工作时隙,节点在其工作时隙上传数据给中继或hub,其余时间保持休眠不进行数据传输,中继或hub接收到后确认并反馈ACK信号。