專利名稱：一種基于反饋信道的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點協(xié)作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點協(xié)作方法，尤其涉及一種基于反饋信道的無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點協(xié)作方法。
背景技術(shù)：
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)中，每個節(jié)點電源通常不可以更換，因此 節(jié)點能量消耗是一個關(guān)鍵問題。在一些WSN的實際應(yīng)用中，比如戰(zhàn)場現(xiàn)場 環(huán)境監(jiān)測，WSN通信能量損耗受實際物理環(huán)境影響很大。引起發(fā)射能量 消耗的一個主要因素就是信道的多徑，信號受多徑的影響造成衰落。要保 證整個網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，在發(fā)射端必然為克服多徑影響而加大發(fā)射 功率，從而造成更大的能量損耗。
MIMO是近年來發(fā)展研究的克服多徑的分集技術(shù)，成為國內(nèi)外通信領(lǐng) 域的研究熱點，它能有效地利用衰落及多徑，提高通信鏈路質(zhì)量、系統(tǒng)容 量及頻譜利用率。
此前針對分簇協(xié)作的研究主要集中在編碼方案或者一些能量消耗模型 上，并沒有考慮到具體在一個發(fā)射簇或接收簇時，讓哪些節(jié)點參與協(xié)作通 信，對于這些協(xié)作節(jié)點，又采取何種選擇策略，因此離實用性方面還有一 定的距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于反饋信道的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點協(xié)作 方法，本發(fā)明利用反饋信道來反饋信道狀態(tài)信息的方法，讓信息狀態(tài)更好 的節(jié)點參與協(xié)作發(fā)送信息，
本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，其特征是方法步驟為 1、在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布置成簇之后，傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)射簇發(fā)送訓(xùn) 練序列接收簇；2、 接收簇收到信息之后，把信道衰落系數(shù)傳給中繼節(jié)點；
3、 中繼節(jié)點據(jù)此判斷應(yīng)該參與協(xié)作的發(fā)送節(jié)點，然后利用反饋信道 反饋發(fā)送節(jié)點序號至發(fā)射簇；
4、 發(fā)射簇收到序號信息后，選擇發(fā)射節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)信息，其它未選 中節(jié)點，進入睡眠狀態(tài)；
5、 相干時間到來后，發(fā)射簇重新發(fā)送訓(xùn)練序列，形成新一輪的工作 周期。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明利用反饋信道來反饋信道狀態(tài)信息的方 法，讓信息狀態(tài)更好的節(jié)點參與協(xié)作發(fā)送信息，可以達到最終降低發(fā)送 功率，節(jié)省發(fā)送能量的目的，延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。


圖1為本發(fā)明與當前主流方法性能比較圖。
在圖中，橫軸為簇間傳輸距離，縱軸為無線傳感器單位比特總能耗。
具體實施例方式
如圖1所示，可以看出，在簇間距離為100m時，本方法，在簇間距離 為100m時，我們的方法性能值比chernoff性能界好50%左右，同時比隨 機選擇協(xié)作節(jié)點的方式好17%。
本發(fā)明的方法步驟為
1) 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布置成簇之后，在發(fā)射簇Tx中，每個節(jié)點乂
依照預(yù)先安排的時隙S,J(S,A,…&)廣播方式發(fā)送訓(xùn)練序列至接收簇；
2) 在接收簇中，每個節(jié)點y， i#y 乂在接收到Tx的訓(xùn)練序列后，估計
出信道衰落系數(shù)H^ [V.V..V,]， 1#, W,;
3) 接收簇中，每個節(jié)點w。依照預(yù)先安排的時隙^i(SA,…&)，把信道
衰落系數(shù)H,發(fā)送至中繼節(jié)點(若是目標簇，則為目標節(jié)點，下同)；
4) 接收簇中的中繼節(jié)點收集到所有的信道衰落系數(shù)[H,，H2，…i^,…iv]
后，計算矩陣H- [Hl,H2,...H,..HJT中所有hl2 ,針對不同的發(fā)射節(jié)點i- 1，…,W,， 可獲得不同的
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令s,為排好序的4，即有fi,2s^…2&,..々 ，a, =max(々..^,)。則g…&,，
所對應(yīng)的發(fā)射節(jié)點序號即為我們要選擇參與協(xié)作通信的節(jié)點序號；
5) 中繼節(jié)點通過反饋信道發(fā)送節(jié)點序列號子集C (V,eC， 4e^,…，&)) 至發(fā)射簇。由于此處只是反饋節(jié)點序列信息，只需要幾十個bit，信息量非 常小，相比于kbits數(shù)量級的正向數(shù)據(jù)傳輸而言，能量的消耗可以忽略；
6) 發(fā)射簇節(jié)點收到反饋節(jié)點序列號子集信息后，如果節(jié)點序號在序列 號子集中則參與協(xié)作分集通信，否則進入睡眠。
如果相干時間已到，所有睡眠發(fā)射節(jié)點蘇醒，方法跳轉(zhuǎn)到第一步重新 開始。
權(quán)利要求
l、一種基于反饋信道的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點協(xié)作方法，其特征是方法步驟為(1)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布置成簇之后，傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)射簇發(fā)送 訓(xùn)練序列接收簇；(2)接收簇收到信息之后，把信道衰落系數(shù)傳給中繼節(jié)點；(3)中繼節(jié)點依據(jù)回傳信道衰落系數(shù)判斷應(yīng)該參與協(xié)作的發(fā)送節(jié) 點，然后利用反饋信道反饋發(fā)送節(jié)點序號至發(fā)射簇；(4)發(fā)射簇收到序號信息后，選擇發(fā)射節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)信息，其它未 選中節(jié)點，進入睡眠狀態(tài)；(5)相干時間到來后，發(fā)射簇重新發(fā)送訓(xùn)練序列，形成新一輪的工 作周期。
全文摘要
一種基于反饋信道的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點協(xié)作方法，其特征是方法步驟為(1)傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)射簇發(fā)送訓(xùn)練序列接收簇；(2)接收簇收到信息之后，把信道衰落系數(shù)傳給中繼節(jié)點；(3)中繼節(jié)點據(jù)此判斷應(yīng)該參與協(xié)作的發(fā)送節(jié)點，(4)選擇發(fā)射節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)信息，其它節(jié)點進入睡眠狀態(tài)；(5)相干時間到來后，發(fā)射簇重新發(fā)送訓(xùn)練序列，形成新一輪的工作周期。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明利用反饋信道來反饋信道狀態(tài)信息的方法，讓信道狀態(tài)更好的節(jié)點參與協(xié)作發(fā)送信息，可以達到最終降低發(fā)送功率，節(jié)省發(fā)送能量的目的。
文檔編號H04B7/04GK101364857SQ200810107060
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者向滿天, 張堅林, 李立宏, 鄒文生, 卉 陳, 龍承志 申請人:南昌大學(xué)