可充電體域網(wǎng)的能量?jī)?yōu)化管理.pdf

1、無(wú)線體域網(wǎng)是由多個(gè)部署在人體周圍、體表以及植入體內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，在健康醫(yī)療、電子娛樂、體育運(yùn)動(dòng)、軍事活動(dòng)以及公共安全等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。可充電體域網(wǎng)利用能量收集技術(shù)，從環(huán)境中捕獲能量，使體域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)擺脫由電池供電帶來的能量制約。能量管理與優(yōu)化是可充電體域網(wǎng)的重要問題，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體性能最佳的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文從能量收集與能量使用的角度對(duì)可充電體域網(wǎng)的能量?jī)?yōu)化管理展開研究。一方面，人體移動(dòng)性給能量收集帶來挑戰(zhàn)的同時(shí)也提供了一定的優(yōu)

2、化空間，需要使能量源的部署適應(yīng)人體移動(dòng)行為模式，滿足群體用戶的供能要求;另一方面，人體姿態(tài)變化會(huì)造成能量捕獲條件和信道質(zhì)量的波動(dòng)，利用捕獲能量進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸需要適應(yīng)供能條件和信道的變化，提高系統(tǒng)吞吐量。針對(duì)上述問題，本文的主要工作如下:
　　1.基于用戶移動(dòng)模型，結(jié)合儲(chǔ)能元件容量受限的條件，提出一種能量源部署優(yōu)化算法。將用戶移動(dòng)模型建模為移動(dòng)軌跡集合和停留點(diǎn)集合;基于該模型研究如何部署最少的能量源，以滿足群體用戶的供能要求;提出一種

3、三階段能量源部署優(yōu)化算法，首先，滿足停留點(diǎn)的供能要求，其次，滿足移動(dòng)軌跡的供能要求，最后，滿足整個(gè)網(wǎng)絡(luò)生存的要求。通過仿真驗(yàn)證了算法的有效性。
　　2.針對(duì)能量捕獲條件和信道條件變化的情況，提出一種調(diào)整幀長(zhǎng)度和編碼冗余度的方法。首先推導(dǎo)了給定能量捕獲條件下有效吞吐量的表達(dá)式，歸納出有效吞吐量最大化問題，得到幀長(zhǎng)、編碼冗余度和充電時(shí)間理論最優(yōu)值;然后提出一種動(dòng)態(tài)幀和充電時(shí)間調(diào)整策略，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)閱讀器端的吞吐量測(cè)量反饋調(diào)整幀長(zhǎng)及編碼