專利名稱：一種多對(duì)一分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多對(duì)一分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，屬于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后將信息通過(guò)自組織網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大，而且往往分布在環(huán)境惡劣的地區(qū)，不方便隨時(shí)充電或更換電池，但是網(wǎng)絡(luò)又要求具有較長(zhǎng)的壽命，因此，如何合理利用傳感器節(jié)點(diǎn)能量，設(shè)計(jì)低能耗的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，延長(zhǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命，是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)重要問(wèn)題。·無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳輸可以分為空閑偵聽、接收數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)和睡眠四種狀態(tài)。一般情況下空閑偵聽和傳輸時(shí)消耗的功率差別不大，是睡眠狀態(tài)的103 104倍。由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時(shí)間并不固定，很多節(jié)點(diǎn)會(huì)長(zhǎng)期處于空閑偵聽的狀態(tài)，消耗了大量的能量?，F(xiàn)有的睡眠調(diào)度算法中，核心思想都是減少節(jié)點(diǎn)處于空閑偵聽狀態(tài)的時(shí)間，讓節(jié)點(diǎn)盡可能多的處于睡眠狀態(tài)，但有兩方面缺陷(1)部分睡眠調(diào)度算法中，只是單純的將完成數(shù)據(jù)發(fā)送與接收工作的節(jié)點(diǎn)從空閑偵聽狀態(tài)切換到睡眠狀態(tài)，雖然這樣可以最大程度的保證節(jié)點(diǎn)睡眠時(shí)間，但是，頻繁的狀態(tài)切換，也會(huì)消耗很多能量，總能耗不一定降低，而且，頻繁的切換狀態(tài)，使節(jié)點(diǎn)相關(guān)工作器件頻繁關(guān)閉、啟動(dòng)，也會(huì)一定程度上降低節(jié)點(diǎn)壽命；
(2)有的睡眠調(diào)度算法中，也考慮到上述問(wèn)題，采取了根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸情況，減小狀態(tài)切換次數(shù)的方式，降低狀態(tài)轉(zhuǎn)換部分的能耗，但這樣的規(guī)劃，不能最大程度的減少空閑偵聽，根據(jù)規(guī)劃，有些節(jié)點(diǎn)處于空閑偵聽時(shí)將不會(huì)切換到睡眠狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提出一種多對(duì)一分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，本發(fā)明在保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯?，將處于空閑偵聽狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)休眠，節(jié)省大量的能量消耗，通過(guò)構(gòu)建基于能耗的跨層優(yōu)化模型，得到簇頭節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，降低網(wǎng)絡(luò)能耗，保證骨干網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)能耗的均勻分布，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命?！N多對(duì)一分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，包括以下幾個(gè)步驟步驟I :進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)初始化；步驟2、根據(jù)路由查找算法，獲取無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)聚合樹，得到路由矩陣R ；步驟3、確定簇頭節(jié)點(diǎn)的周期運(yùn)行方法，構(gòu)建基于能耗的跨層優(yōu)化模型，獲取每一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的睡眠調(diào)度方法；步驟4、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)根據(jù)節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)該節(jié)點(diǎn)的睡眠調(diào)度方法開始運(yùn)行，向父節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)；
步驟5、當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)在向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，進(jìn)入睡眠狀態(tài)之前，根據(jù)當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，獲取基于能耗的跨層優(yōu)化模型的輸入，采用步驟3中(2)構(gòu)建的基于能耗的跨層優(yōu)化模型，獲取該節(jié)點(diǎn)下一次的節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，并將該方法告知該節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)和兄弟節(jié)點(diǎn)；步驟6、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)判斷簇頭節(jié)點(diǎn)的能量是否耗盡，如果是，轉(zhuǎn)入步驟7，否貝U，返回步驟4;步驟7、如果骨干網(wǎng)絡(luò)中有簇頭節(jié)點(diǎn)能量耗盡，采用路由查找算法，判斷當(dāng)前剩余的骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是否能夠重新構(gòu)建數(shù)據(jù)聚合樹，若能夠重新構(gòu)建數(shù)據(jù)聚合樹，則返回步驟2，否則骨干網(wǎng)絡(luò)能量耗盡，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)終止運(yùn)行。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本發(fā)明設(shè)計(jì)了節(jié)能的簇頭節(jié)點(diǎn)的周期運(yùn)行方法，將節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度算法融入到骨干網(wǎng)絡(luò)的TDMA (Time Division Multiple Access,時(shí)分多址)規(guī)劃中。根據(jù)所設(shè)計(jì)的方 法，可以保證在一個(gè)周期內(nèi)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只喚醒一次，喚醒后完成收集簇內(nèi)數(shù)據(jù)、收集子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)等工作，更新規(guī)劃后進(jìn)入睡眠狀態(tài)。這樣，一方面可以最大程度的減少節(jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的次數(shù)；另一方面，規(guī)劃中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)路由情況，對(duì)父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)及兄弟節(jié)點(diǎn)的喚醒時(shí)間進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整，可以盡可能多的將節(jié)點(diǎn)的空閑偵聽狀態(tài)轉(zhuǎn)換為睡眠狀態(tài)，避免了空閑偵聽的能量損耗。(2)本發(fā)明中，骨干網(wǎng)絡(luò)的路由結(jié)構(gòu)是算法的輸入條件，因此，算法可以針對(duì)不同的路由結(jié)構(gòu)計(jì)算出最適合的方案。同時(shí)，發(fā)明中的規(guī)劃在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中是實(shí)時(shí)更新的，因此算法可以適用于靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。(3)本發(fā)明中設(shè)計(jì)了基于能耗的跨層優(yōu)化模型，模型中綜合考慮了物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層的各項(xiàng)因子，可以更好的根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況計(jì)算出能耗最優(yōu)的規(guī)劃方案，避免了單方面考慮某些因子帶來(lái)的弊端。


圖I為本發(fā)明中的骨干網(wǎng)絡(luò)簇頭節(jié)點(diǎn)運(yùn)行周期圖；圖2為本發(fā)明的總體流程具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明是一種多對(duì)一分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，設(shè)計(jì)節(jié)能的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行周期圖，根據(jù)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行周期圖及物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層參量構(gòu)建基于能耗的跨層優(yōu)化模型，保證每個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)只喚醒一次，減少節(jié)點(diǎn)處于空閑偵聽的時(shí)間，降低網(wǎng)絡(luò)能耗，通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)聚合率，保證能耗均勻分布于骨干網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命，方法流程如圖2所示，主要包括以下幾個(gè)步驟步驟I :進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)初始化；對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行初始化，完成網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的部署、分簇，部署后，得到節(jié)點(diǎn)分布信息，分簇后，每個(gè)簇內(nèi)有一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)，所有簇頭節(jié)點(diǎn)構(gòu)成骨干網(wǎng)絡(luò)。設(shè)定數(shù)據(jù)聚合樹中SINK (匯聚節(jié)點(diǎn))節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為1，骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的編號(hào)在節(jié)點(diǎn)部署時(shí)隨機(jī)分配。步驟2、根據(jù)路由查找算法，獲取無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)聚合樹，得到路由矩陣R ；選取現(xiàn)有的一種路由查找算法(例如0SPF,0pen Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先)，將骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布信息作為輸入，得到適應(yīng)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)聚合樹，樹的頂點(diǎn)為SINK節(jié)點(diǎn)。根據(jù)數(shù)據(jù)聚合樹得到路由矩陣R。根據(jù)路由矩陣R，獲取父節(jié)點(diǎn)矩陣FN、子節(jié)點(diǎn)矩陣CN、層矩陣L、兄弟矩陣BN，用于后續(xù)能耗計(jì)算中父節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn)、層數(shù)、兄弟節(jié)點(diǎn)的查找。具體為路由矩陣R為
權(quán)利要求
1.一種多對(duì)一分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，包括以下幾個(gè)步驟 步驟I:進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)初始化； 對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行初始化，完成網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的部署、分簇，部署后，得到節(jié)點(diǎn)分布信息，分簇后，每個(gè)簇內(nèi)有一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)，所有簇頭節(jié)點(diǎn)構(gòu)成骨干網(wǎng)絡(luò)； 設(shè)定數(shù)據(jù)聚合樹中SINK節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為1，骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的編號(hào)在節(jié)點(diǎn)部署時(shí)隨機(jī)分配； 步驟2、根據(jù)路由查找算法，獲取無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)聚合樹，得到路由矩陣R ；將骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布信息作為輸入，根據(jù)路由查找算法，得到適應(yīng)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)聚合樹，樹的頂點(diǎn)為SINK節(jié)點(diǎn)，根據(jù)數(shù)據(jù)聚合樹得到路由矩陣R ； 根據(jù)路由矩陣R，獲取父節(jié)點(diǎn)矩陣FN、子節(jié)點(diǎn)矩陣CN、層矩陣L、兄弟矩陣BN，具體為 路由矩陣R為 V*V· · , f*,11 tUrIN 「I r2l t ·· r2N +l鏈路為子節(jié)點(diǎn)到父節(jié)點(diǎn) 一^」滅—·· ；O鏈路不存在 rNl > ·· rwJWKW[-1鏈路為父節(jié)點(diǎn)到子節(jié)點(diǎn) 其中N表示N個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò)中簇頭節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，表示簇頭節(jié)點(diǎn)i到簇頭節(jié)點(diǎn)j的鏈路通斷情況； 父節(jié)點(diǎn)矩陣FN 簇頭節(jié)點(diǎn)i的父節(jié)點(diǎn)編號(hào)用frii表示,貝U父節(jié)點(diǎn)矩陣為FN = Lfn1 fn2…fnN];若簇頭節(jié)點(diǎn)j是簇頭節(jié)點(diǎn)i的父節(jié)點(diǎn)，路由矩陣中= I,則frii = j,若簇頭節(jié)點(diǎn)i沒有父節(jié)點(diǎn)則％為O ; 子節(jié)點(diǎn)矩陣CN 簇頭節(jié)點(diǎn)i的子節(jié)點(diǎn)編號(hào)用^表示中各個(gè)子節(jié)點(diǎn)的編號(hào)按遞增順序排列，則子節(jié)點(diǎn)矩陣為OV= Cw1 cn2…cnN ，沒有子節(jié)點(diǎn)的位置和其他空余位置均補(bǔ)O ;根據(jù)路由矩陣R，若簇頭節(jié)點(diǎn)j是簇頭節(jié)點(diǎn)i的子節(jié)點(diǎn)，有Tij = -I,則= j ; 層矩陣L 簇頭節(jié)點(diǎn)i在數(shù)據(jù)匯聚樹中的層數(shù)用Li表示，即L= [L1 L2…LJ ;其中，設(shè)定sink節(jié)點(diǎn)編號(hào)為1，位于第一層，即L1 = I ;根據(jù)子節(jié)點(diǎn)矩陣，獲得每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)，若一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的層數(shù)為1，則其子節(jié)點(diǎn)的層數(shù)為1+1，以此類推，得到出所有節(jié)點(diǎn)的層數(shù)；兄弟節(jié)點(diǎn)矩陣BN 簇頭節(jié)點(diǎn)i的兄弟節(jié)點(diǎn)編號(hào)用^表示^中各個(gè)兄弟節(jié)點(diǎn)的編號(hào)按遞增順序排列，即BN 二\^ M2…沒有兄弟節(jié)點(diǎn)的位置和其他空余位置均補(bǔ)O;根據(jù)父節(jié)點(diǎn)矩陣和子節(jié)點(diǎn)矩陣，每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)獲得與該節(jié)點(diǎn)有著相同父節(jié)點(diǎn)的所有子節(jié)點(diǎn)編號(hào)，即為該節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)編號(hào)； 步驟3、確定簇頭節(jié)點(diǎn)的周期運(yùn)行方法，構(gòu)建基于能耗的跨層優(yōu)化模型，獲取每一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的睡眠調(diào)度方法； (I)確定簇頭節(jié)點(diǎn)的周期運(yùn)行方法；每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行方法為 ·1、簇頭節(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn)需要收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，將簇頭節(jié)點(diǎn)由睡眠狀態(tài)切換至工作狀態(tài)； 簇頭節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間為父節(jié)點(diǎn)比第一個(gè)子節(jié)點(diǎn)晚喚醒ΛΤ，保證父節(jié)點(diǎn)可以開始收子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)候，該子節(jié)點(diǎn)已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)；兄弟節(jié)點(diǎn)之間，后面的子節(jié)點(diǎn)要依次比前一個(gè)子節(jié)點(diǎn)晚喚醒At，保證在前一個(gè)子節(jié)點(diǎn)完成發(fā)送數(shù)據(jù)后，該子節(jié)點(diǎn)恰好準(zhǔn)備好向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)； ·2、簇頭節(jié)點(diǎn)收集簇內(nèi)數(shù)據(jù)； 簇頭節(jié)點(diǎn)收集簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)的感知數(shù)據(jù)；簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)在對(duì)應(yīng)簇頭節(jié)點(diǎn)開始工作后，將一個(gè)周期內(nèi)感知的數(shù)據(jù)上傳給簇頭節(jié)點(diǎn)，由簇頭節(jié)點(diǎn)經(jīng)由骨干網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)聚合樹將數(shù)據(jù)匯聚到SINK節(jié)點(diǎn)； ·3、如果簇頭節(jié)點(diǎn)有子節(jié)點(diǎn)，則簇頭節(jié)點(diǎn)收集子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)； 骨干網(wǎng)絡(luò)中簇頭節(jié)點(diǎn)收集數(shù)據(jù)聚合樹中其子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)； ·4、簇頭節(jié)點(diǎn)向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)； 骨干網(wǎng)絡(luò)簇頭節(jié)點(diǎn)收集數(shù)據(jù)完畢之后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)聚合，將自己存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)上傳給父節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之前，要和父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步，周期性的向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送同步請(qǐng)求包，得到父節(jié)點(diǎn)確認(rèn)包后，再開始數(shù)據(jù)發(fā)送；數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，子節(jié)點(diǎn)需要等待父節(jié)點(diǎn)發(fā)送的反饋包，來(lái)判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功，若本次數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，等待簇頭節(jié)點(diǎn)下一次喚醒時(shí)優(yōu)先重新發(fā)送本次數(shù)據(jù)； ·5、簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠； 骨干網(wǎng)絡(luò)簇頭節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)的收集與發(fā)送工作后，將節(jié)點(diǎn)切換為睡眠狀態(tài)； (2)構(gòu)建基于能耗的跨層優(yōu)化模型； I、獲取參數(shù) 丟包率矩陣P為
2.構(gòu)建基于能耗的跨層優(yōu)化模型各部分能耗的計(jì)算 對(duì)于簇頭節(jié)點(diǎn)i，有Ei = En+Ei2+Ei3+Ei4+Ei5+Ei6，表示節(jié)點(diǎn)i在一個(gè)周期內(nèi)的能耗，具體計(jì)算如下；(1)Eil:狀態(tài)轉(zhuǎn)換能耗 若按照之前的規(guī)劃，節(jié)點(diǎn)i在一個(gè)周期內(nèi)喚醒一次，故Eil = Echange ； (2)Ei2 :收簇內(nèi)數(shù)據(jù)的能耗 骨干節(jié)點(diǎn)i就表示網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)簇，設(shè)簇內(nèi)有Ki個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)到達(dá)率為入ik，簇內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行周期為Ti dl,簇內(nèi)劃分為Gi個(gè)組，則每組工作時(shí)間為TiViGi,也就是簇頭節(jié)點(diǎn)i的工作周期Ti = \—^Gi ； 則節(jié)點(diǎn)i在一個(gè)工作周期內(nèi)需要在簇內(nèi)采集的數(shù)據(jù)量為J ;若簇內(nèi)數(shù)據(jù)上傳時(shí) k=\的數(shù)據(jù)傳輸率為μ i，則節(jié)點(diǎn)i收簇內(nèi)數(shù)據(jù)的時(shí)間為L(zhǎng) = 2^4; k=l ui2 二 Pree · ti2=Prec k=i G^i (3)Ei3 :收子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的能耗 設(shè)節(jié)點(diǎn)i共有Mi個(gè)子節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)周期運(yùn)行方法，得到節(jié)點(diǎn)i接收第m個(gè)子節(jié)點(diǎn)的能耗為 *■^13, m ^wait_SYN, m+Erec—SYN，πι+EacK，m+Ereceive，m 其中，Ewait—smm為等待同步的能耗，Era—SYN，m為接收同步包的能耗，EAeK，m為發(fā)送ACK的能耗，Ereceivejm為接收數(shù)據(jù)的能耗，Efb為發(fā)送反饋的能耗；具體計(jì)算如下 等待同步的能耗Ewait _SYN, in — Pidle · ^wait_SYN,m 廿山 V^hs-crtIm ^brc Jm—cnim > hrc_i,m _. 其中Λ.ιΜ—、為等待冋步的時(shí)間；\Jbs Cftim w \ SYN— inter .S1JjV ) brc i,m bs_cnim < brc i jn 其中人—n =^i +^2 +I』表示節(jié)點(diǎn)i的第m個(gè)子節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備好向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)刻夕 tCU,,,2、(1,3分別表示節(jié)點(diǎn)i的第m個(gè)子節(jié)點(diǎn)的第1、2、3個(gè)時(shí)間屬性,tSYN表示節(jié)點(diǎn)發(fā)送/接收同步請(qǐng)求包的時(shí)間，tintOT SYN表示兩次發(fā)送請(qǐng)求包的時(shí)間間隔； \tn +L·m = l 一 ^rc =1, +/+f +f比仙，表示節(jié)點(diǎn)i準(zhǔn)備好接收第 I1brc Lm-I 卞 ￡職"—'撕—I 卞 1SYN 卞 1ACK 卞I 卞1 FB z、\iL·m個(gè)子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)刻,其中，tAC；K表示節(jié)點(diǎn)發(fā)送/接收確認(rèn)包的時(shí)間，表示節(jié)點(diǎn)i第m-Ι個(gè)子節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)的時(shí)間，tFB表示節(jié)點(diǎn)發(fā)送/接收反饋包的時(shí)間； Sm= ‘表示節(jié)點(diǎn)i的第m個(gè)子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步時(shí)發(fā)送的未收到回復(fù)包的同 ^SYN_.OT步包的數(shù)量； 接收同步包的能耗:Erec—Sm,m，其中，f 表示簇頭節(jié)點(diǎn)i的第Π1個(gè)子節(jié)點(diǎn)到 J CJlliy Jf C In簇頭節(jié)點(diǎn)i的鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸率； 發(fā)送確認(rèn)包的能耗:EAVK'm =jfLrf ，其中，表示簇頭節(jié)點(diǎn)i到簇頭節(jié)點(diǎn)i的第m個(gè) J Ucnhn子節(jié)點(diǎn)的鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸率； 接收數(shù)據(jù)的能耗 用。 P 表示接收的數(shù)據(jù)包大小，則 發(fā)送反饋的能耗:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多對(duì)一分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法，包括1網(wǎng)絡(luò)初始化；2、獲取無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)聚合樹，得到路由矩陣R；3、確定簇頭節(jié)點(diǎn)的周期運(yùn)行方法，構(gòu)建基于能耗的跨層優(yōu)化模型，獲取每一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的睡眠調(diào)度方法；4、開始運(yùn)行，向父節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)；5、當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)之前，獲取該節(jié)點(diǎn)下一次的節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度方法；6、判斷簇頭節(jié)點(diǎn)的能量是否耗盡；7、如果骨干網(wǎng)絡(luò)中有簇頭節(jié)點(diǎn)能量耗盡，采用路由查找算法，判斷當(dāng)前剩余的骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是否能夠重新構(gòu)建數(shù)據(jù)聚合樹，若能夠重新構(gòu)建數(shù)據(jù)聚合樹，則返回步驟2，否則結(jié)束。本發(fā)明最大程度的減少節(jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的次數(shù)，避免了空閑偵聽的能量損耗。
文檔編號(hào)H04W40/04GK102946626SQ20121046445
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者徐楨, 侯宏宇, 張濤 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)