[发明专利]以数据为中心的无线传感器网络中生命期最优DAG构造方法

权利要求书

1.一种以数据为中心的无线传感器网络中生命期最优DAG构造方法，其特征在于，所述以数据为中心的无线传感器网络中生命期最优DAG构造方法包括以下步骤：

步骤一，对不考虑空闲侦听情况下的，生命期最优DAG构造的问题的建模，将其建模为线性规划问题；

步骤二，将用于空闲侦听的能量纳入到生命期最优化问题的表述中，将问题建模为整数规划问题；

步骤三，通过数学变换，将整数规划问题变换为可解的，混合线性整数规划问题；

步骤四，对照混合整数线性规划问题，用当前最先进的通用数学规划解法器CPLEX，GLP，Gurobi或者Mosek计算得出最优解；

当考虑空闲侦听的能量时，所述生命期最优的DAG的结构的整数规划建模方法为：

Problem-MIP

maximize T

将原问题变换：用的形式代替d_ij并且用另一个变量代替T，OPTDAG-MIP变换为以下的形式：

Problem-MIP2

minimize q

所述混合整数线性规划问题的建模方法为：

Problem-MILP

minimize q

εf_ij≤z_ij≤Mf_ij；

新变量f_ij表明在每个采样周期内，从节点i传送到节点j的数据包的数量；0/1变量z_ij被放松为普通的变量：εf_ij≤z_ij≤Mf_ij；ε(0ε1)和M(M1)分别代表一个非常小的和非常大的数字；对照混合整数线性规划问题，用当前最先进的通用数学规划解法器CPLEX，GLP，Gurobi或者Mosek计算得出最优解。

2.如权利要求1所述的以数据为中心的无线传感器网络中生命期最优DAG构造方法，其特征在于，在不考虑空闲侦听的情况下，所述问题的建模方法：

Problem-LINEAR

maximizeT

条件(1)描述流量的限制，其中p_iT是在生命期T中，节点i处产生的总的数据包的数量；条件(2)表明在生命期T的时间中，节点i总的能量花费被初始能量B_i所限制；条件(3)规定了流量为正值。

3.如权利要求1所述的以数据为中心的无线传感器网络中生命期最优DAG构造方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：在每个采样周期内，每个传感器节点i给它的每个父节点p所发送的所有数据包，从链接(i，p)的第一个时间片开始，连续的分布在链接(i，p)所有的时间片中；如果节点i在某个链接(i，p)的时间片中没有发送数据，在后的所有的链接(i，p)的时间片将被置空，节点i不再发送数据给节点p；在节点p发现一个空置的链接(i，p)的时间片后，在所有的链接(i，p)的时间片内，p关闭它的无线电以节省能量；所以，在每个采样周期，节点p最多将花费一个时间片，对每条有向链接(i，p)进行空闲侦听；每个采样周期节点p必然将花费一个时间片，对每条有向链接(i，p)进行空闲侦听。

4.一种应用权利要求1～3任意一项所述的以数据为中心的无线传感器网络中生命期最优DAG构造方法的无线传感器网络。