[发明专利]一种无线传感网络分布式速率控制方法

权利要求书

1.一种无线传感网络分布式速率控制方法，其特征在于包括以下步骤：

网络中的中间链路根据所在链路干扰集在带宽上的供求关系，按比例-微分型方式更新带宽价格因子；中间节点根据所在节点的能量供求关系，按比例-微分型方式更新能量价格因子；源节点根据数据所经链路上各节点的能量价格因子和带宽价格因子，优化设定合适的数据传输速率；通过多次迭代后，使得无线传感网络的带宽和能量资源取得最优分配。

2.如权利要求1所述的一种无线传感网络分布式速率控制方法，其特征在于该方法的分布式迭代实施步骤具体如下：

在第t次迭代时，

步骤1)：在每个源端节点s中，实施如下过程：

步骤1-A)：源端s获取信息流的路径总价格因子；

其中p^s表示在信息流s所经路径上的总价格，L(s)表示从源端s出发到达接收端所经无线链路的集合，IS_i表示无线链路l的干扰集，N(s)表示为转发信息流s的节点集合(不包括信息流s的源端节点),λ_j表示无线链路j的带宽价格因子，e^r与e^t分别表示节点在单位时间内接收和传送单位数据的能耗，μ_n看作是节点n的能量价格；如果信息流s的源端是节点n，则ζ_s＝μ_n，否则ζ_s＝0；

步骤1-B)：基于调整新的信息发送速率，其中x_s是信息流s的传输速率，信息流s允许的最小传输速率，信息流s允许的最大传输速率，t是迭代步数，U_s表示信息流s对应的效用函数，表示U_s的逆函数；

步骤1-C)：以新的发送速率x_s(t+1)传输信息到它的路径上；

步骤2)：在每个中间节点n中，实施如下过程：

步骤2-A)：基于比例-微分型价格因子更新方法，得到新的能量价格因子；

α和β均表示步长，为实现分布式迭代算法的收敛，需要满足如下条件：0≤β＜1， 其中S表示源节点的数量，L表示无线链路的数量，N表示传感器节点的数量，S(n)表示以节点n为转发节点的源端节点集合；如果流s的源端是节点n，则ε_n＝x_s；否则ε_n＝0； 其中表示节点n预先设定的节点寿命目标，e_n表示节点n的初始能量，e^s表示节点在空闲状态单位时间内的能耗；

步骤2-B)：将新的能量价格因子信息μ_n(t+1)告诉经过中间节点n的所有信息流s∈S(n)；

步骤3)：在每个中间节点n中，每条输出链路l实施如下过程：

步骤3-A)：从链路l干扰集的所有无线链路中获取此链路的关于累积数据传输速率的信息∑_s∈S(k)x_s(t)和带宽价格因子的信息λ_k(t)；

步骤3-B)：计算总的累积数据传输速率

步骤3-C)：基于比例-微分型价格因子更新方法，得到新的带宽价格因子λ_l(t+1)＝[λ_l(t)+α(x^l(t)-C_l)+β(λ_l(t)-λ_l(t-1))]⁺，其中C_l表示链路l的容量；

步骤3-D)：将新的带宽价格因子信息λ_l(t+1)告诉干扰集中的所有无线链路；

步骤3-E)：将新的基于干扰集的带宽价格因子信息告诉经过无线链路l的所有信息流s∈S(l) 。