專利名稱：用于設置異步無線通信網(wǎng)絡的路由節(jié)點的操作的方法以及實現(xiàn)該方法的網(wǎng)絡節(jié)點和通信網(wǎng)絡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于設置異步無線通信網(wǎng)絡的路由節(jié)點的操作的方法以及實現(xiàn)該方法的網(wǎng)絡節(jié)點和通信網(wǎng)絡。
背景技術：
已經(jīng)知道WPAN[無線個人局域網(wǎng)]網(wǎng)絡有一些年頭；PAN[個人局域網(wǎng)]網(wǎng)絡可以定義為用于在靠近個人的設備之間通信的計算機網(wǎng)絡；WPAN網(wǎng)絡是使用無線短程通信技術的PAN網(wǎng)絡。用于實現(xiàn)WPAN網(wǎng)絡的十分常用的通信技術是ZigBee。WPAN網(wǎng)絡的主要和最近的應用之一是WSN[無線傳感器網(wǎng)絡]網(wǎng)絡。在WPAN網(wǎng)絡中，關鍵組件是網(wǎng)絡的節(jié)點，也稱為設備。一般而言，WPAN網(wǎng)絡可以包含電力供電設備和電池供電設備的混合；電池供電設備被設計為限制其能耗，從而確保其電池的長壽命。提供WSN網(wǎng)絡中能量的高效使用對于實現(xiàn)應用的長期部署是尤其重要的， 因為當其電池能耗殆盡時，傳感器網(wǎng)絡節(jié)點可能不容易充電或更換。主要進行能耗的WPAN網(wǎng)絡的節(jié)點的組件是無線電收發(fā)器(當其發(fā)射時以及當其接收時)；減小異步WPAN網(wǎng)絡(節(jié)點不具有同步時鐘且因此不同時發(fā)射和接收)中的能耗的典型和有效的方式是使用“輪停”，即，使得設備的無線電收發(fā)器間歇地操作較短時間間隔；以這種方式，每個節(jié)點的操作是(短)清醒間隔和(長)休眠間隔的周期性(固定的收發(fā)器操作周期)序列。當然，這使得在WPAN網(wǎng)絡中使用的通信協(xié)議復雜化。從相關技術已知異步WSN網(wǎng)絡，其中所有(或幾乎所有)節(jié)點是電池供電的且因此被設計為限制能耗且其中專用MAC協(xié)議用于限制無線電收發(fā)器的能耗。J. Polastre 等人于 2004年 11 月在 knsys 2004 上的文章"Versatile Low Power Media Access for Wireless Sensor Networks，，詳細描述了基于“前導采樣”的這種 MAC 協(xié)議之一，稱為“B-MAC”。根據(jù)該協(xié)議，當發(fā)送方節(jié)點具有數(shù)據(jù)需要發(fā)射時，它發(fā)射持續(xù)至少與接收器節(jié)點的休眠周期間隔一樣長的前導(該持續(xù)時間被稱為“前導長度”)；當接收方節(jié)點醒來(這根據(jù)被稱為“檢查間隔”的周期發(fā)生)時，它檢測前導且保持清醒以接收數(shù)據(jù)。該文章還提及使用一組雙向接口，該組雙向接口允許應用改變“檢查間隔”和“前導長度”，以優(yōu)化能耗、延時和吞吐量且適于不斷改變的網(wǎng)絡條件。M. Buettner 等人于 2006 年 11 月在 Sensys 2006 上的文章 “X-MAC =AShort Preamble MAC Protocol for Duty-Cycled Wireless Sensor Networks，，詳細描述了基于 “前導采樣”和短固定長度前導的序列的另一個這種MAC協(xié)議，稱為“X-MAC”。根據(jù)該協(xié)議， 當源節(jié)點必須發(fā)射信息包時，其發(fā)射器發(fā)射一系列短且固定長度的前導，每個前導包含目的地節(jié)點的地址；前導之間的小的停頓允許目的地節(jié)點的接收器醒來(根據(jù)其自己內(nèi)部操作時間安排)以檢測該前導并且發(fā)送停止前導序列且發(fā)信號告知目的地節(jié)點接收數(shù)據(jù)的可用性的確認；無意中聽到頻閃前導的非目標接收器可以立即返回到休眠，而不是保持清醒以接收數(shù)據(jù)。該文章還描述了可以用于自動調(diào)節(jié)輪停參數(shù)以優(yōu)化每個包的能耗、延時或二者的自適應算法。專利US 7，035，240公開了用于減小能耗的不同方法；該專利涉及用于實現(xiàn)能量高效網(wǎng)絡的方法和網(wǎng)絡架構。該網(wǎng)絡包括收集和發(fā)射最終路由到基站的數(shù)據(jù)的多個節(jié)點。 網(wǎng)絡節(jié)點形成一組集群，其中單個節(jié)點用作集群頭。集群頭宣布節(jié)點加入其集群、調(diào)度集群中的數(shù)據(jù)的收集且然后向基站發(fā)射數(shù)據(jù)。集群可以智能地組合來自各個節(jié)點的數(shù)據(jù)。在操作周期之后，使用用作集群頭的一組不同節(jié)點重新形成集群。網(wǎng)絡通過平衡各個節(jié)點的能量使用提供增加的系統(tǒng)壽命。

發(fā)明內(nèi)容
申請人:認為，在異步無線通信網(wǎng)絡中，尤其在WPAN/WSN網(wǎng)絡中，由于以下原因，需要比已知協(xié)議更好地優(yōu)化網(wǎng)絡節(jié)點的能耗。從專利US 7，035，240獲知的解決方案基于要求網(wǎng)絡的集群頭節(jié)點中的負載均衡和數(shù)據(jù)聚合且基于TDMA[時分多址]調(diào)度在網(wǎng)絡的每個集群內(nèi)提供同步網(wǎng)絡的高級方法。從兩個上述文章獲知的解決方案不考慮隨機訪問的影響，該隨機訪問是數(shù)據(jù)流量、MAC參數(shù)以及網(wǎng)絡拓撲的函數(shù)，且負責大部分的能耗；換句話說，能耗模型過于簡單且不能導致任意真實的最小化。本發(fā)明目的在于改善現(xiàn)有技術的解決方案。具體而言，本發(fā)明解決最小化輪停異步無線通信網(wǎng)絡中的能耗的問題。本發(fā)明的基本思想是使用考慮隨機訪問影響的能耗模型；無論如何，為了簡化模型，網(wǎng)絡被分割成多個集群，使得所述集群中的每一個包含一個集群頭節(jié)點；出于這種分割目的，集群頭節(jié)點是僅考慮從集群的其他節(jié)點接收數(shù)據(jù)包的路由節(jié)點，且集群的其他節(jié)點是僅考慮向集群頭節(jié)點發(fā)射數(shù)據(jù)包的節(jié)點——這意味著根據(jù)這種分割，集群可以部分地交疊。為了建立模型，申請人考慮了當集群的節(jié)點中的任意一個試圖進行集群內(nèi)發(fā)射時遇到忙信道的概率、當集群的節(jié)點中的任意一個實施集群內(nèi)發(fā)射時遇到通信沖突的概率以及數(shù)據(jù)包在集群內(nèi)傳輸?shù)某晒鬏敻怕?可以稱為“可靠性”)以及平均傳輸延時(可以稱為“延時”)；另外，申請人考慮集群的節(jié)點數(shù)目和平均數(shù)據(jù)包產(chǎn)生速率的影響，其中集群的節(jié)點根據(jù)平均數(shù)據(jù)包產(chǎn)生速率發(fā)射數(shù)據(jù)包。根據(jù)此處提出的模型，集群的能耗主要是忙信道的概率、通信沖突的概率、集群頭節(jié)點的清醒間隔的持續(xù)時間和休眠間隔的持續(xù)時間的函數(shù)；另外，能耗是集群的節(jié)點數(shù)目和平均數(shù)據(jù)包產(chǎn)生速率的函數(shù)。在忙信道概率和通信沖突概率的預定值下且在成功傳輸?shù)母怕屎推骄鶄鬏斞訒r的預定約束下實施能耗的最小化；以這種方式，判斷集群頭節(jié)點的清醒間隔的持續(xù)時間和休眠間隔的持續(xù)時間的最佳值。一旦判斷了這些最佳值，它們被設置為用作集群頭節(jié)點的操作參數(shù)。將網(wǎng)絡分割成多個集群可以是固定且預定的；備選地，它可以是僅一次或重復地 (例如周期性地)根據(jù)本發(fā)明實施的步驟之一。應當注意，一般而言，網(wǎng)絡的各個路由節(jié)點的操作參數(shù)將不同。在網(wǎng)絡操作期間，最佳操作參數(shù)的判斷例如可以周期性地重復。這例如在忙信道的概率或通信沖突的概率或這兩個概率在網(wǎng)絡操作期間變化時是有利的。這兩個概率可以在網(wǎng)絡操作期間由網(wǎng)絡的每個路由節(jié)點判斷；尤其是，忙信道的概率可以通過接收相同集群的其他節(jié)點做出的忙信道的概率的估算且通過計算接收的估算的平均或最大值判斷。操作參數(shù)的最佳值可以在網(wǎng)絡操作期間由網(wǎng)絡的每個路由節(jié)點判斷；為了快速地且借助于簡單的硬件完成判斷，這種判斷可以基于預先計算的值的表；這種表可以存儲在每個路由節(jié)點內(nèi)；向路由節(jié)點的這種存儲例如可以通過基站實施；這種基站可在網(wǎng)絡開始操作之前已經(jīng)計算了表的所有值。根據(jù)其他方面，本發(fā)明涉及實現(xiàn)最小化能耗的上述方法的網(wǎng)絡節(jié)點和通信網(wǎng)絡。


本發(fā)明將從結(jié)合附圖考慮的下述描述變得更加顯現(xiàn)，附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的輪停異步無線通信網(wǎng)絡，其中強調(diào)第一集群和第二集群，圖2示出解釋根據(jù)基于以多個短前導進行前導采樣的異步輪停MAC協(xié)議的源節(jié)點和目的地節(jié)點的操作的時間圖，圖3示出解釋根據(jù)本發(fā)明用于估算忙信道概率的方法的流程圖，圖4示出解釋根據(jù)本發(fā)明用于估算沖突概率的方法的流程圖，圖5示出根據(jù)本發(fā)明用于確定最佳操作參數(shù)的路由節(jié)點使用的值的表，以及圖6示出解釋根據(jù)本發(fā)明路由節(jié)點使用圖5的表的方法的流程圖。應當理解，下面的描述和附圖不應解讀為本發(fā)明的限制而僅僅是范例。
具體實施例方式在下文中將參考使用ZigBee技術的WPAN[無線個人局域網(wǎng)]網(wǎng)絡、尤其是WSN[無線傳感器網(wǎng)絡]網(wǎng)絡來描述本發(fā)明的實施例，不過本發(fā)明可以更一般地應用于異步無線通信網(wǎng)絡。網(wǎng)絡節(jié)點的操作例如通過石英晶體借助于計時器(通常是本地計時器)產(chǎn)生的自身時鐘信號計時；計時器還被網(wǎng)絡節(jié)點用于測量時間間隔的持續(xù)時間。如已經(jīng)解釋，如果網(wǎng)絡的節(jié)點不具有同步時鐘且因此不同步地發(fā)射和接收，則該網(wǎng)絡定義為“異步”的。輪停異步無線通信網(wǎng)絡的操作是已知的且例如在已經(jīng)引用的M. Buettner的文章中描述；另外，該文章描述了基于短固定長度前導的序列的發(fā)送的MAC協(xié)議，這是將在下文中描述的本發(fā)明的實施例的情況。圖1示出根據(jù)本發(fā)明且采用ZigBee網(wǎng)狀拓撲的WSN網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡包括7個路由器 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7 以及 7 個終端設備 El、E2、E3、E4、E5、E6、E7。圖2示出解釋圖1的網(wǎng)絡中當數(shù)據(jù)從源節(jié)點SN(例如節(jié)點E4)發(fā)射到目的地節(jié)點 DN(例如節(jié)點R3)時源節(jié)點SN和目的地節(jié)點DN的操作的時序圖。根據(jù)“輪?！卑l(fā)射方案，目的地節(jié)點DN周期性地醒來以檢查是否存在來自例如源節(jié)點SN的數(shù)據(jù)；如果為是，它接收數(shù)據(jù)；如果為否，它返回到休眠；這個過程被周期性重復； 休眠狀態(tài)中花費的時間被稱為“休眠時間”且對應于休眠間隔Rs的持續(xù)時間，且清醒狀態(tài)中花費的時間被稱為“清醒時間”且對應于清醒間隔R1的持續(xù)時間。在“前導采樣’MC協(xié)議中，當源節(jié)點具有向目的地節(jié)點發(fā)射的數(shù)據(jù)時，它發(fā)射一系列短前導包，每個前導包包含目的地節(jié)點的標識符，直到它要么從目的地節(jié)點接收到確認包，要么超過了對應于目的地節(jié)點的最大休眠時間的“時間限制”TL，在圖2的示例中，在僅發(fā)射兩個前導包PREl和PRE2之后，確認包ACK被源節(jié)點SN接收。一般而言，如果目的地節(jié)點醒來且檢測到在通信信道中沒有無線電信號，則它立即返回到休眠；如果目的地節(jié)點接收到前導包，但是它不是前導包的目標，它在這種檢查之后返回到休眠；如果目的地節(jié)點接收到前導包且它是該前導包的目標，則它在接收該前導包之后向源節(jié)點發(fā)射確認包。在接收確認包之后，源節(jié)點向目的地節(jié)點發(fā)射數(shù)據(jù)包。圖2的示圖示出與這種通信相關的進一步細節(jié)；應當強調(diào)，圖2中的事件序列僅是在圖1的網(wǎng)絡操作期間可能發(fā)生的很多可能性之一。發(fā)射請求RT從源節(jié)點SN的上層發(fā)送到MAC層，且在感測通信信道之前花費隨機時間量RBl (稱為“隨機退避”)；信道感測在短時間間隔CSl期間實施；此時，在通信信道中存在無線電信號，即，信道忙(典型地被另一節(jié)點使用以用于發(fā)射)，因此花費另一隨機時間量RB2且然后在時間間隔CS2期間再次感測信道；現(xiàn)在，信道可用且因此前導包PREl被源節(jié)點SN發(fā)射。在發(fā)射前導包PREl之后，源節(jié)點SN花費時間間隔TOl等待來自目的地節(jié)點DN的回復；在本例情況下，時間間隔TOl持續(xù)為“超時” TO ；在時間間隔TOl期間，當發(fā)射前導包 RPEl時，因為目的地節(jié)點DN處于休眠，目的地節(jié)點DN未回復。在時間間隔TOl之后，因為目的地節(jié)點DN未回復，在時間間隔CS3期間感測通信信道之前(發(fā)現(xiàn)信道可用)，花費隨機時間量RB3，且源節(jié)點SN發(fā)射前導包PRE2 ；在隨機時間量RB3期間，目的地節(jié)點DN醒來(圖2中的時刻tAW)。在發(fā)射前導包PRE2之后，源節(jié)點SN花費時間間隔T02等待來自目的地節(jié)點DN的回復；在本例情況下，因為當發(fā)射前導包PRE2時目標DN是清醒的且回復了源節(jié)點SN，所以時間間隔T02持續(xù)時間小于“超時” TO。在接收前導包PRE2之后，在時間間隔CS4期間感測通信信道之前(發(fā)現(xiàn)信道可用)，目的地節(jié)點DN花費隨機時間量RB4，且向源節(jié)點SN發(fā)射確認包。在接收確認包ACK之后，在時間間隔CS5期間感測通信信道之前(發(fā)現(xiàn)信道可用)，源節(jié)點SN花費隨機時間量RB5且向目的地節(jié)點DN發(fā)射數(shù)據(jù)包DAT。在發(fā)射確認包ACK之后，目的地節(jié)點DN簡單地等待數(shù)據(jù)包DAT且在接收了數(shù)據(jù)包 DAT之后返回到休眠(圖2中的時刻tAS)。在“前導采樣”協(xié)議中，用于發(fā)射數(shù)據(jù)包的隨機訪問中花費的時間量一般遠大于發(fā)射中花費的時間量(例如，根據(jù)具有缺省參數(shù)設置的IEEE802. 15. 4，在2501ApS，數(shù)據(jù)包發(fā)射之前的最大退避時間是27. %is，而56字節(jié)數(shù)據(jù)包的傳輸時間是1. 79ms)；隨機訪問依賴于數(shù)據(jù)流量、MAC參數(shù)以及網(wǎng)絡拓撲；隨機訪問導致能耗；因此，精確的能耗模型還應考慮隨機訪問。對于根據(jù)本發(fā)明的能耗模型，假設網(wǎng)絡節(jié)點組織成集群；相同的模型被應用于每個集群。在集群拓撲中，節(jié)點以集群組織，其中一個節(jié)點用作集群頭節(jié)點(它是路由節(jié)點)；集群的所有節(jié)點(除了集群頭節(jié)點之外)直接向集群頭節(jié)點發(fā)射其數(shù)據(jù)。如果網(wǎng)絡具有“樹狀”拓撲，則集群頭節(jié)點從集群中的所有其他節(jié)點(終端設備) 接收數(shù)據(jù)且將它們轉(zhuǎn)發(fā)到用作協(xié)調(diào)器節(jié)點的基站；如果網(wǎng)絡具有“網(wǎng)狀”拓撲，則集群頭節(jié)點從集群的所有其他節(jié)點接收數(shù)據(jù)且將它們轉(zhuǎn)發(fā)到路由器節(jié)點。
根據(jù)本發(fā)明的能耗模型向“樹狀”拓撲的應用是直接式的。為了將該模型應用于“網(wǎng)狀”拓撲，網(wǎng)絡被分割成多個集群，使得所述集群中的每一個包含一個集群頭節(jié)點；出于這種分割目的，集群頭節(jié)點被認為是僅從該集群的其他節(jié)點接收數(shù)據(jù)包的路由節(jié)點，且集群的其他節(jié)點被認為是僅向集群頭節(jié)點發(fā)射數(shù)據(jù)包的節(jié)點；為了考慮路由節(jié)點不僅可以接收而且還可以發(fā)射數(shù)據(jù)包的事實，路由節(jié)點一般屬于至少兩個不同集群，但是它僅是一個集群的集群頭節(jié)點；這意味著，根據(jù)這種分割，集群可以部分地交疊。參考圖1，網(wǎng)絡的第一集群CLl包含路由器R2、R3和R4以及終端設備E4和E5且考慮路由器R3作為其集群頭節(jié)點，且網(wǎng)絡的第二集群CL2包含路由器R3、R4、R5和R6且沒有終端設備，且考慮路由器R4作為其集群頭節(jié)點；因此，節(jié)點R3、R4屬于兩個不同集群，即 CLl和CL2，但是當考慮第一集群CLl時，節(jié)點R3僅接收數(shù)據(jù)包且節(jié)點R4僅發(fā)射數(shù)據(jù)包，且當考慮第二集群CL2時，節(jié)點R3僅發(fā)射數(shù)據(jù)包且節(jié)點R4僅接收數(shù)據(jù)包。應當理解，圖1的網(wǎng)絡的完整分割提供7個集群，每個集群用于網(wǎng)絡的每個路由器。貫穿本發(fā)明，假設網(wǎng)絡的節(jié)點的數(shù)據(jù)包產(chǎn)生速率使得在休眠間隔的持續(xù)時間加上清醒間隔的持續(xù)時間給出的時間持續(xù)期期間，節(jié)點最多具有一個數(shù)據(jù)包需要發(fā)射。因此，如果節(jié)點不能在1^+ 內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)包，則該包被丟棄。在下文中，常使用首字母縮寫“RX”和“rx”來代替“接收器”或“接收節(jié)點”且常使用首字母縮寫“TX”和“tx”來代替“發(fā)射器”或“發(fā)射節(jié)點”。在下表中列出和解釋了下面的數(shù)學表達式中的所有符號。
權利要求
1.用于設置異步無線通信網(wǎng)絡的路由節(jié)點(R3)的操作的方法，其中所述路由節(jié)點 (R3)包含具有間歇式操作的無線電收發(fā)器，所述間歇式操作對應于清醒間隔(R1)和休眠間隔(Rs)的周期性序列，其中所述網(wǎng)絡包含多個集群(CL1、CL2...)，所述集群(CL1、CL2...) 中的每一個具有一個集群頭節(jié)點(R3、R4...)，其中集群頭節(jié)點是接收從集群的其他節(jié)點發(fā)射的數(shù)據(jù)包的路由節(jié)點，其中當試圖進行集群內(nèi)發(fā)射時遭遇忙信道概率(c)，其中當執(zhí)行集群內(nèi)發(fā)射時遭遇通信沖突概率(P)，且在集群內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)包具有成功傳輸概率(Ψ)和平均傳輸延時(τ)，該方法包含以下步驟Α)對于其中所述路由節(jié)點0 )是集群頭節(jié)點的集群(CLl)，根據(jù)忙信道概率(c)、通信沖突概率(P)、所述路由節(jié)點(R3)的清醒間隔(R1)的持續(xù)時間和休眠間隔(Rs)的持續(xù)時間，確定能耗，B)對于其中所述路由節(jié)點0 )是集群頭節(jié)點的集群(CLl)，在設置的閾值下、在忙信道概率(C)和通信沖突概率(P)的預定值下且在用于成功傳輸概率(Ψ)和平均傳輸延時 (τ)的預定約束下，確定減小所述能耗的所述路由節(jié)點(R3)的清醒間隔(R1)的持續(xù)時間和休眠間隔(Rs)的持續(xù)時間的值，以及C)將所述路由節(jié)點(R3)的清醒間隔(R1)的持續(xù)時間和休眠間隔(Rs)的持續(xù)時間設置為從步驟B)確定的所述值中選擇的值。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包含以下步驟將所述網(wǎng)絡分割成多個集群(CL1、 CL2...)，使得所述集群(CL1、CL2...)中的每一個包含一個集群頭節(jié)點(R3、R4...)。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述路由節(jié)點0 )是集群頭節(jié)點的集群(CLl)包含多個(N)節(jié)點且所述集群(CLl)的節(jié)點根據(jù)平均數(shù)據(jù)包產(chǎn)生速率(λ)發(fā)射數(shù)據(jù)包，且其中在步驟Α)，還根據(jù)所述節(jié)點數(shù)目(N)和所述平均數(shù)據(jù)包產(chǎn)生速率(λ)確定所述能耗。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述路由節(jié)點0 )重復地確定忙信道概率(c)且使用這樣確定的概率來重復地執(zhí)行步驟B)。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述路由節(jié)點0 )通過接收由所述集群(CLl)的其他節(jié)點(R2、Ε4、Ε5、R4)做出的忙信道概率的估計且計算接收的估計的平均值或最大值來確定忙信道概率(c)。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述路由節(jié)點(舊)通過估計重復地確定通信沖突概率(P)且使用這樣確定的概率來重復地執(zhí)行步驟B)。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中步驟B)的確定是由所述路由節(jié)點0 )基于內(nèi)部存儲的值的表(TBL)執(zhí)行的。
8.根據(jù)權利要求3和7所述的方法，其中對于節(jié)點數(shù)目(N)、平均數(shù)據(jù)包產(chǎn)生速率 (λ )、忙信道概率(c)、通信沖突概率(ρ)、成功傳輸概率(Ψ)和平均傳輸延時(τ )的不同值，所述表(TBL)包含多組清醒間隔(R1)的持續(xù)時間和休眠間隔(Rs)的持續(xù)時間的值。
9.異步無線通信網(wǎng)絡的節(jié)點，包含具有間歇式操作的無線電收發(fā)器，所述間歇式操作對應于清醒間隔和休眠間隔的周期性序列，所述無線電收發(fā)器至少用于接收數(shù)據(jù)包，其中通過根據(jù)權利要求1至8其中任一項的方法設置其操作。
10.異步無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，包含一個或多個根據(jù)權利要求9的路由節(jié)點。
11.根據(jù)權利要求10所述的異步無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中所有路由節(jié)點符合權利要求9。
全文摘要
為了最小化輪停異步無線通信網(wǎng)絡中的能耗，確定且設置操作參數(shù)的適當值，即網(wǎng)絡的路由節(jié)點(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)的清醒間隔持續(xù)時間和休眠間隔持續(xù)時間。能耗模型考慮隨機訪問的影響；為了簡化模型，將網(wǎng)絡分割成多個集群(CL1、CL2...)，使得所述集群(CL1、CL2...)中的每一個包含一個集群頭節(jié)點(R3、R4...)。根據(jù)該模型，集群的能耗主要是當集群節(jié)點試圖發(fā)射時的忙信道概率、發(fā)射期間通信沖突概率、其集群頭節(jié)點的清醒間隔的持續(xù)時間和休眠間隔的持續(xù)時間的函數(shù)。在忙信道概率和通信沖突概率的預定值下以及用于集群內(nèi)的數(shù)據(jù)包的成功傳輸概率和集群內(nèi)數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時的預定約束下，執(zhí)行能耗的最小化；以這種方式，確定集群頭節(jié)點的清醒間隔的持續(xù)時間(Rl)和休眠間隔的持續(xù)時間(Rs)的最佳值。
文檔編號H04L12/28GK102227891SQ200880132142
公開日2011年10月26日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權日2008年10月22日
發(fā)明者C·保雷安, C·菲斯喬內(nèi), S·考萊里·厄爾根 申請人:意大利電信股份公司, 皮雷利&C.有限公司