基于協(xié)作分集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化策略研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是一門新興的無線通信研究領(lǐng)域，由于大量分布的傳感器節(jié)點(diǎn)能夠通過無線的方式相連，并對(duì)分布區(qū)域內(nèi)的事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因而實(shí)用化的WSN將能夠在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。然后由于傳感器節(jié)點(diǎn)眾多且其電池不可更替，因而最小化WSN工作能耗成為了該領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)問題。 協(xié)作分集技術(shù)是可以應(yīng)用于WSN物理層以改善其網(wǎng)絡(luò)能耗的一種有效手段，它的原理是將部分節(jié)點(diǎn)集結(jié)成簇，然后以簇為單位進(jìn)行通信。通過簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作，每個(gè)簇可視

2、為虛擬的多天線系統(tǒng)，通過應(yīng)用MIMO技術(shù)獲取分集或復(fù)用增益，可增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的抗衰落性能，降低網(wǎng)絡(luò)的工作能耗。 目前這一領(lǐng)域的研究價(jià)值已經(jīng)得到人們的普遍認(rèn)可，但由于研究尚處于起步階段，因而并沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)作WSN工作架構(gòu)。已有的研究針對(duì)各種細(xì)節(jié)問題提出了眾多合理的思想，然而尚未形成一種綜合全面考慮的框架，以作為后續(xù)研究的基礎(chǔ)。 針對(duì)這一問題，本文試圖構(gòu)建一個(gè)合理的工作架構(gòu)，這一架構(gòu)是基于已有大量研究的基礎(chǔ)上，并加入了新的考

3、慮因素(如空時(shí)編碼速率對(duì)網(wǎng)絡(luò)能耗的影響等)而得到的?；谶@一研究平臺(tái)，本文將如何最優(yōu)化地設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)工作參數(shù)以使得協(xié)作WSN能夠最小化工作能耗作為研究的切入點(diǎn)。 為了完成這一課題，本文首先通過已有的架構(gòu)思想引申出本文的研究對(duì)象并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述；其次對(duì)這一架構(gòu)的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，理想情況下的理論分析表明本文定義的架構(gòu)具有巨大的節(jié)能增益；最后為了保證在實(shí)際工作條件下也具有類似的節(jié)能增益，本文以最小化網(wǎng)絡(luò)中斷概率作為目標(biāo)提出了一個(gè)四變量最