[发明专利]一种多跳无线传感器网络资源分配方法

权利要求书

1.一种多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：将多跳无线传感器网络的资源分配管理时隙划分为小时隙和大时隙，所述大时隙大于所述小时隙；

以所述大时隙为管理单元进行能量分配，更新无线传感器的能量参数；

以所述小时隙为管理单元进行数据资源收发分配，更新无线传感器的数据传输状态。

2.根据权利要求1所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：所述以大时隙为管理单元进行能量分配，更新无线传感器的能量参数包括：在大时隙内，在满足无线传感器的能量约束条件下，通过李雅普诺夫方法优化所述无线传感器从环境中收集的能量和从电网中购买的能量。

3.根据权利要求2所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：所述通过李雅普诺夫方法优化所述无线传感器从环境中收集的能量和从电网中购买的能量如式(1)所示：

式(1)中，h_n(t)为无线传感器n在大时隙t时刻点从环境中收集的能量，g_n(t)为无线传感器n在大时隙t时刻点从电网中购买的能量，E_n(t)为在大时隙t时刻点无线传感器n的能量队列长度，Λ_n为无线传感器n的电池容量，V为预设的李雅普诺夫参数，α为预设的平衡电价与无线传感器效用的参数，η(t)为电价，φ_n(t)为在大时隙t时刻点对无线传感器n的环境能量供给量，t为大时隙的时刻点，T为大时隙的时长，m为整个运行时间内包含大时隙的个数，因此t＝mT。

4.根据权利要求3所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：所述以所述小时隙为管理单元进行数据资源收发分配，更新无线传感器的数据传输状态包括：在小时隙内，在满足无线传感器的数据约束条件下，通过李雅普诺夫方法优化无线传感器收集的数据。

5.根据权利要求4所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：所述通过李雅普诺夫方法优化无线传感器收集的数据如式(2)所示：

式(2)中，τ为小时隙，s_n(τ)表示无线传感器n在小时隙τ内收集的数据，Q_n(τ)表示无线传感器n在小时隙τ内的数据队列长度，E_n(τ)为在小时隙τ内无线传感器n的能量队列长度，Λ_n为无线传感器n的电池容量，V为预设的李雅普诺夫参数，p_s为无线传感器收集单位数据消耗的能量，U(s_n(τ))为无线传感器n收集数据获得的效用，s_max为无线传感器在一个小时隙内收集数据的上限值。

6.根据权利要求5所述的多跳无线传感器网络资源分配方法，其特征在于：在大时隙时刻点，无线传感器从环境中收集的能量如式(3)所示：

h_n(t)＝min[φ_n(t),Λ_n-E_n(t)]. (3)

式(3)中，h_n(t)为无线传感器n在大时隙t时刻点从环境中收集的能量，φ_n(t)为在大时隙t时刻点对无线传感器n的环境能量供给量，Λ_n为无线传感器n的电池容量，E_n(t)为在大时隙t时刻点无线传感器n的能量队列长度，t为大时隙时刻点。