[发明专利]一种基于随机几何理论的无线传感器网络能耗模型的建模仿真方法

权利要求书

1.一种基于随机几何理论的无线传感器网络能耗模型的建模仿真方法，其特征在于： 首先在规定区域内和规定通信方式下随机播撒无线传感器节点，得到节点间通信距离的理 论概率密度函数u₁(d)和概率分布函数u₂(d)；接着加入无线传感器网络的节点能耗计算函 数u₃(d)，结合理论概率密度函数u₁(d)和概率分布函数u₂(d)，得到模拟能耗概率密度函数 u₄(d)和模拟能耗概率分布函数u₅(d)；最后在规定区域内和规定通信方式下随机播撒无线 传感器节点，通过仿真获得模拟能耗概率密度函数和模拟能耗概率分布函数图像。

2.根据权利要求1所述的基于随机几何理论的无线传感器网络能耗模型的建模仿真方 法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：

Step1、节点间通信距离的理论概率密度函数和概率分布函数的获得：

在规定区域内和规定通信方式下随机播撒无线传感器节点，通过几何积分的方法获得 理论概率密度函数u₁(d)和概率分布函数u₂(d)；

Step2、加入节点能量计算模型u₃(d)，结合理论概率密度函数u₁(d)和概率分布函数u₂(d)，推导获得模拟能耗概率密度函数u₄(d)和模拟能耗概率分布函数u₅(d)：

Step2.1、加入节点能量计算模型u₃(d)，所述u₃(d)的公式为：u₃(d)＝(α+βd^m)·L；其中， u₃(d)表示节点发送信息所需的能量；L表示所发数据的长度；d表示节点之间的通信距离；m 表示信号的消减因子；α表示传输一比特信息所需的能量且包括启动时消耗的能量；β表示 传输过程中单位能量的损耗；

Step2.2、在节点能量计算模型u₃(d)的基础上，等式两边同时比上同除以时间t，则有P ＝(α+βd^m)·ν；其中，P表示能耗功率；ν表示数据传输速率；

Step2.3、结合理论概率密度函数u₁(d)和概率分布函数u₂(d)，获得模拟能耗概率密度 函数u₄(d)和模拟能耗概率分布函数u₅(d)：

所述u₄(d)的公式为：u₄(d)＝[α+β(100·u₁(d))^m]·ν；

所述u₅(d)的公式为：u₅(d)＝[α+β(100·u₂(d))^m]·ν；

Step3、在规定区域内和规定通信方式下随机播撒无线传感器节点，通过仿真获得模拟 能耗概率密度函数u₄(d)和模拟能耗概率分布函数u₅(d)的图像：

Step3.1、通过模拟能耗概率密度函数u₄(d)的图像，得到能耗概率密度与节点间通信距 离的关系；

Step3.2、通过模拟能耗概率分布函数u₅(d)的图像，得到能耗概率分布与节点间通信距 离的关系。

3.根据权利要求1或2所述的基于随机几何理论的无线传感器网络能耗模型的建模仿 真方法，其特征在于：所述规定区域为单个正六边形或者两个相邻的正六边形；所述规定通 信方式为无线传感器网络的节点间都可以通信。